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Title:
MOTOR VEHICLE ASSISTING DEVICE PROVIDED WITH A TRAJECTORY PREDICTION MODULE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/097453
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a motor vehicle assisting device provided with a trajectory prediction module (28) and characterised in that an interface (38) is connected to a navigation system (30) supplying trajectory information to said trajectory prediction module (28).

Inventors:
WINNER HERMANN (DE)
URBAN WERNER (DE)
LUEDER JENS (DE)
HENN RUEDIGER-WALTER (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/000405
Publication Date:
November 11, 2004
Filing Date:
March 03, 2004
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
WINNER HERMANN (DE)
URBAN WERNER (DE)
LUEDER JENS (DE)
HENN RUEDIGER-WALTER (DE)
International Classes:
G01C21/34; G01S5/14; G01S13/931; G01S19/39; G01S19/49; B60K31/00; G08G1/0968; (IPC1-7): G01S13/93; G01C21/34
Domestic Patent References:
WO2001063209A12001-08-30
Foreign References:
EP0936517A21999-08-18
US5890092A1999-03-30
US20020055819A12002-05-09
EP1329693A22003-07-23
US20020161513A12002-10-31
EP1255091A12002-11-06
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Stuttgart, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Fahrerassistenzvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem Kurs prädiktionsmodul (28), gekennzeichnet durch eine Schnittstelle (38) zu einem Navigationssystem (30), das dem Kursprädiktions modul (28) Informationen über den Fahrbahnverlauf bereit stellt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kursprädiktionsmodul (28) eine Sensoreinrichtung (14) zugeord net ist, die für die Querbewegung des Fahrzegs repräsentative fahrdynamische Daten, beispielsweise die Gierrate, ermittelt, und daß das Kursprädiktionsmodul (28) dazu ausgebildet ist, anhand des Fahrbahnverlaufes entsprechende fahrdynamische Da ten zu berechnen und mit den von der Sensoreinrichtung (14) gelieferten Daten abzugleichen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kursprädiktionsmodul (28) dazu ausgebildet ist, durch Ver gleich der berechneten fahrdynamischen Daten mit den von der Sensoreinrichtung (14) gelieferten fahrdynamischen Daten einen Offset in den Daten der Sensoreinrichtung (14) zu erkennen und zu korrigieren.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kursprädiktionsmodul (28) dazu ausgebildet ist, die Kur sprädiktion unabhängig von den vom Navigationssystem (38) übermittelten Daten anhand der von der Sensoreinrichtung (14) gemessenen fahrdynamischen Daten vorzunehmen, die Qualität der vom Navigationssystem (30) übermittelten Informationen über den Fahrbahnverlauf zu bewerten und abhängig vom Bewertungser gebnis zu entscheiden, ob die Kursprädiktion mit oder ohne Be rücksichtigung der Daten des Navigationssystems erfolgt.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Kursprädiktionsmodul (28) dazu ausgebil det ist, den Fahrbahnverlauf anhand der vom Navigationssystem (30) bereitgestellten Informationen durch stückweise definier te Polynome mindestens zweiten Grades zu repräsentieren.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Navigationssystem (30) ein Kommunikati onssystem (32) für den Empfang von Information über den Fahr bahnverlauf von einer externen Datenquelle enthält.
Description:
Fahrerassistenzvorrichtung mit Kursprädiktionsmodul Stand der Technik Die Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzvorrichtung mit einem Kursprädiktionsmodul.

Für Kraftfahrzeuge sind Fahrerassistenzsysteme bekannt, die den Fahrer bei der Führung des Fahrzeugs unterstützen oder bestimmte Funktionen im Zusammenhang mit der Längs-und/oder Querführung des Fahrzeugs selbsttätig ausführen. Diese Systeme benötigen häufig In- formationen über den Fahrbahnverlauf und über den voraussichtlichen Kurs des Fahrzeugs und weisen deshalb ein Kursprädiktionsmodul auf, das diese Informationen bereitstellt.

Ein Beispiel für solche Fahrerassistenzsysteme sind adaptive Ge- schwindigkeitsregler, auch als ACC-Systeme (Adaptive Cruise Con- trol) bezeichnet, die eine automatische Regelung des Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ermöglichen. Bei diesen Systemen werden mit Hilfe eines Radarsensors oder eines vergleichbaren Or- tungsgerätes die Abstände und Relativgeschwindigkeiten vorausfah- render Fahrzeuge gemessen, und die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs wird automatisch so angepaßt, daß das unmittelbar voraus- fahrende Fahrzeug in einem geeigneten Sicherheitsabstand verfolgt wird. Wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug geortet wird, erfolgt eine

Regelung auf eine vom Fahrer gewählte Wunschgeschwindigkeit.

Auf mehrspurigen Straßen setzt eine korrekte Abstandregelung eine Unterscheidung zwischen Fahrzeugen auf der eigenen Fahrspur und Fahrzeugen auf Nebenspuren voraus. Diese Unterscheidung erfordert generell eine Messung der Ortskoordinaten der vorausfahrenden Fahr- zeuge in einem zweidimensionalen Koordinatensystem. Mit einem win- kelauflösenden Mehrstrahlradar, wie es typischerweise als Ortungs- gerät eingesetzt wird, lassen sich die Orte der vorausfahrenden Fahrzeuge in Polarkoordinaten messen. Die Koordinaten, Abstand und Azimutwinkel, lassen sich dann in die entsprechenden Koordinaten in einem kartesischen Koordinatensystem umrechnen, dessen X-Achse in Fahrtrichtung durch die Fahrzeugmitte verläuft, so daß die y-Koor- dinate unmittelbar den Querversatz des vorausfahrenden Fahrzeugs angibt. Für die Abstandsregelung werden dann nur solche Fahrzeuge berücksichtigt, die innerhalb eines bestimmten, der eigenen Fahr- spur entsprechenden Fahrschlauches liegen. Bei gekrümmter Fahrbahn sollte der Fahrschlauch an die mit Hilfe des Kursprädiktionsmoduls abgeschätzte Fahrbahnkrümmung angepaßt werden.

Die Ergebnisse der Kursprädiktion können jedoch in Fahrerassistenz- systemen auch für andere Zwecke genutzt werden, beispielsweise für die automatische Erkennung von Spurwechselvorgängen, für die auto- matische Anpassung der Ortungstiefe oder der Haupt-Ortungsrichtung des Radarsensors entsprechend der Fahrbahnkrümmung, für eine vor- ausschauende Geschwindigkeitsanpassung vor der Einfahrt in enge Kurven oder für Warnhinweise an den Fahrer, beispielsweise um den Fahrer davor zu bewahren, vor der Einfahrt in eine gefährliche Kur- ve einen Überholvorgang einzuleiten.

Bisher werden im Kursprädiktionsmodul üblicherweise fahrdynamische Größen wie z. B. die Gierrate und/oder Raddrehzahldifferenzen und/ oder der Lenkradeinschlagwinkel zur Berechnung der momentanen Kurs- krümmung und damit zur Kursprädiktion verwendet. Diese fahrdynami- schen Größen werden mit geeigneten Sensoren gemessen und werden zu- meist auch in anderen Funktionseinheiten des Fahrerassistenzsystems verwendet, insbesondere in einem elektronischen Fahrdynamikregler

(ESP). Ein Problem besteht jedoch darin, daß diese fahrdynamischen Größen generell fehlerbehaftet sind und insbesondere einen soge- nannten Offset aufweisen, der dazu führt, daß bei tatsächlich gera- dem Fahrbahnverlauf eine gewisse Kurskrümmung vorgetäuscht wird.

Dieser Offset kann auch zeitlich driften. Um eine hinreichend gute Kursprädiktion über die Ortungstiefe des Radarsensors (typischer- weise in der Größenordnung von 150 Meter) zu ermöglichen, sollten mehrere unabhängig voneinander gemessene fahrdynamische Größen, z. B. Gierraste und Raddrehzahldifferenz, permanent miteinander ab- geglichen werden. Dazu werden aufwendige Statistik-oder Regressi- onsverfahren benötigt, die Zeit-und Rechenkapazität erfordern. Da jede dieser Größen offsetbehaftet sein kann und somit keine den wirklichen Kursverlauf genau wiedergibt, -ist die statistische Aus- wertung dieser fahrdynamischen Größen insbesondere auf Strecken mit langgezogenen Kurven kritisch.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß die fahrdynamischen Größen eine Kurskrümmung erst dann anzeigen, wenn das Fahrzeug bereits in die Kurve eingefahren ist. In instabilen Situationen, z. B. beim Übergang von einer geraden Strecke zu einer gekrümmten Strecke, ist deshalb eine verläßliche Kursprädiktion nicht möglich.

Aus DE 197 22 947 Cl ist es bekannt, geortete Standziele am Fahr- bahnrand zur Bestimmung des Fahrbahnverlaufs heranzuziehen. Dies setzt jedoch voraus, daß geeignete Radarziele am Fahrbahnrand vor- handen sind. Weiterhin ist vorgeschlagen worden, die Ortungsdaten vorausfahrender Fahrzeuge zur Kursprädiktion heranzuziehen. Auch dieses Verfahren ist jedoch nicht in allen Verkehrssituationen an- wendbar.

Vorteile der Erfindung Die Erfindung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen bietet eine weitere Möglichkeit zur Kursprädiktion, die von den oben ge- nannten Verfahren unabhängig ist und die die oben genannten Verfah- ren ganz oder teilweise ersetzen kann oder aber mit ihnen kombi- niert werden kann, um die Redundanz und damit die Verläßlichkeit

der Kursprädiktion zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird das Fahrerassistenzsystem mit einem an sich bekannten Navigationssystem kombiniert, das über eine geeignete Schnittstelle nähere Informationen über den Fahrbahnverlauf bereit- stellt.

Bei herkömmlichen Navigationssystemen ist Information über den Fahrbahnverlauf auf einem Datenträger (z. B... CD-ROM oder DVD) ge- speichert. Information über die aktuelle Position des eigenen Fahr- zeugs wird durch eine satellitengestütztes Positionierungssystem (z. B. GPS) zur Verfügung gestellt. Durch Ausnutzung dieser Informa- tionen kann der Fahrkurs verläßlich vorhergesagt werden. Insbeson- dere kann ein gekrümmter Fahrbahnverlauf auch schon vorausschauend, vor der tatsächlichen Einfahrt in die Kurve prädiziert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung er- geben sich aus den Unteransprüchen.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Kombination mit einem oder mehreren der zuvor beschriebenen herkömmlichen Kur- sprädiktionsverfahren läßt sich die Verläßlichkeit der Kursprädik- tion weiter steigern. Insbesondere wird so ein einfacher permanen- ter Abgleich der fahrdynamischen Größen und eine automatische Offsetkorrektur ermöglicht. Diese automatische Offsetkorrektur kommt allen Funktionseinheiten des Fahrerassistenzsystems zugute, in denen diese fahrdynamischen Größen benötigt werden, beispiels- weise dem EPS-System. Wenn eine fahrdynamische Größe, beispielswei- se die Gierrate, einen Offset aufweist, so ist dies daran zu erken- nen, daß zwischen der direkt gemessenen Gierrate und der mit Hilfe des Navigationssystems anhand der Fahrbahnkrümmung berechneten Gierrate eine konstante oder allmählich driftende Differenz be- steht. Vorübergehende Diskrepanzen, die beispielsweise durch einen Spurwechsel verursacht sind, lassen sich anhand des charakteristi- schen Musters der Gierratenabweichung erkennen. Länger anhaltende, in der Größe fluktuierende Diskrepanzen deuten hingegen darauf hin, daß die vom Navigationssystem bereitgestellte Information über den

Fahrbahnverlauf oder die Positionsdaten des Fahrzeugs fehlerbehaf- tet sind.

Die Verläßlichkeit der vom Navigationssystem bereitgestellten In- formationen über den Fahrbahnverlauf läßt sich anhand einer Quali- tätszahl bewerten. Bei zu geringer Qualität dieser Daten kann dann auf die traditionellen Verfahren zur Kursprädiktion zurückgegriffen werden. Für die Bestimmung der Qualitätszahl können auch Daten her- angezogen werden, die direkt vom Navigationssystem geliefert wer- den, beispielsweise die Anzahl der Satelliten, von denen Signale zur Positionsbestimmung empfangen werden, z. B. bei gestörtem Satel- litenempfang in Tunneln, oder die Information, daß die aktuelle Fahrzeugposition nicht auf einer im Navigationssystem digitalisier- ten Straße liegt.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Navigationssystem um ein fortge- schrittenes, intelligentes Navigationssystem, das über den reinen Fahrbahnverlauf hinaus weitere Informationen über die Fahrbahngeo- metrie bereitstellt, insbesondere Informationen über die Fahrbahn- breite und/oder die Anzahl der Fahrspuren in der eigenen Fahrtrich- tung. Diese ergänzenden Informationen können entweder auf dem Da- tenträger gespeichert sein oder durch ein in das intelligente Navi- gationssystem integriertes Kommunikationssystem von einem Verkehrs- leitsystem oder anderen Datenquellen empfangen werden. In diesem Fall besteht auch die Möglichkeit, ergänzend zu den permanent im Navigationssystem gespeicherten Informationen über den Fahrbahnver- lauf detailliertere Informationen mit höherer räumlicher Auflösung für die nähere Fahrzeugumgebung herunterzuladen, so daß die Kurs- krümmung präziser berechnet werden kann. Ebenso läßt sich auf diese Weise eine größere Aktualität der Information über das Straßennetz erreichen, beispielsweise bei Straßenneubauten oder geänderter Ver- kehrsführung.

Wenn das Navigationssystem zur Routenberechnung und zur Zielführung eingesetzt wird, kann für die Kursprädiktion auch die Information über die berechnete Fahrtroute ausgenutzt werden.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen : Figur 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Fah- rerassistenzvorrichtung ; Figur 2 eine Skizze zur Erläuterung der Funktionsweise der Vorrichtung ; Figur 3 eine Skizze zur Erläuterung eines Verfahrens zur Berechnung der Kurskrümmung ; und Figur 4 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Funkti- onsweise der Vorrichtung.

In Figur 1 ist als Blockdiagramm ein Fahrerunterassistenzssystem für Kraftfahrzeuge dargestellt, das eine ACC-Steuereinrichtung 10 aufweist, deren Funktionen beispielsweise von einem oder mehreren geeignet programmierten Mikroprozessoren ausgeführt werden. Der ACC-Steuereinrichtung 10 sind eine Sensoreinrichtung 14 und minde- stens einen Ortungssensor zugeordnet, beispielsweise ein winkelauf- lösender Radarsensor 16 zur Ortung von vorausfahrenden Fahrzeugen.

Die Sensoreinrichtung 14 umfaßt nicht näher gezeigte Sensoren zur Erfassung der Längsgeschwindigkeit, der Gierrate sowie anderer re- levanter fahrdynamischer Größen des eigenen Fahrzeugs. Die Ortungs- daten des Radarsensors 16 werden in an sich bekannter Weise in ei- nem Geschwindigkeitsregler (ACC-Regler) 18 verarbeitet, der über eine Befehlsausgabeeinheit 20 auf das Antriebssystem 22 des Fahr- zeugs sowie gegebenenfalls auch auf das Bremssystem einwirkt.

Im einzelnen werden die vom Radarsensor 16 gemessenen Daten in ei-

ner Auswerteeinheit 24 ausgewertet. Die Auswerteeinheit 24 liefert dann für jedes vom Radarsensor geortete Objekt ein Koordinatenpaar, das den Abstand des Objekts in Fahrrichtung sowie den Querversatz des Objekts gegenüber der Längsmittelachse des eigenen Fahrzeugs angibt, an ein Auswahlmodul 26. Im Auswahlmodul 26 werden aus der Gesamtheit aller georteten Objekte zunächst diejenigen Objekte aus- gewählt, die als vorausfahrende Fahrzeuge identifiziert werden kön- nen, die sich auf derselben Fahrspur befinden wie das eigene Fahr- zeug. Unter diesen Fahrzeugen wird dann im allgemeinen das Fahrzeug mit dem geringsten Abstand als das Zielobjekt ausgewählt, das die Grundlage für die Abstandsregelung im ACC-Regler 18 bildet. Gegebe- nenfalls können jedoch auch die Abstände der weiter vorn vorausfah- renden Fahrzeuge in die Regelung einfließen, damit eine voraus- schauendere Fahrweise erreicht wird.

Für die Auswahl der auf der eigenen Fahrspur fahrenden Fahrzeuge benötigt das Auswahlmodul 26 Information über den vermuteten Ver- lauf der Fahrbahn. Diese Information wird von einem Kursprä- diktionsmodul 28 bereitgestellt. Unter einem"Fahrschlauch"wird derjenige Bereich verstanden, der in seiner Breite und in seinem Verlauf der vermuteten Breite und dem vermuteten Verlauf der eige- nen Fahrspur entspricht. Geortete Objekte, die innerhalb dieses Fahrschlauches liegen und eine Absolutgeschwindigkeit größer als null haben, werden dann im Auswahlmodul 26 der eigenen Fahrspur zu- geordnet. Bei geradem Fahrbahnverlauf wird der Fahrschlauch einfach mit Hilfe linker und rechter Grenzen für den Querversatz der Objek- te definiert. Bei gekrümmter Fahrbahn können diese Grenzen auch ab- standsabhängig sein, so daß der Fahrschlauch entsprechend der Fahr- bahnkrümmung modelliert werden kann. Von der Sensoreinrichtung 14, beispielsweise von einem Gierratensensor, erhält das Kursprä- diktionsmodul 28 Information über die Giergeschwindigkeit des eige- nen Fahrzeugs, so daß sich beim Durchfahren einer Kurve die aktuel- le Fahrbahnkrümmung berechnen und damit der Verlauf des Fahrschlau- ches anpassen läßt.

Der ACC-Steuereinrichtung 10 ist weiterhin ein intelligentes Navi- gationssystem 30 mit einem. integrierten Kommunikationssystem 32 zu-

geordnet.

Das Navigationssystem 30 enthält in bekannter Weise einen nicht nä- her gezeigten Datenträger, auf dem Landkarteninformation über das Straßennetz gespeichert ist. Ein entsprechender Landkartenaus- schnitt kann auf einem Bildschirm 34 dargestellt werden. Das Navi- gationssystem umfaßt außerdem ein Positionssystem, beispielsweise ein satellitengestütztes Positionssystem (GPS ; Global Positioning System), mit dem sich die aktuelle Position des eigenen Fahrzeugs ermitteln läßt. Die Fahrzeugposition wird auf dem Bildschirm 34 durch einen Positionszeiger 36 angegeben, der zugleich die aktuelle Fahrtrichtung anzeigt.

Ergänzend zu der Information über das Straßennetz sind auf dem Da- tenträger des Navigationssystems auch Fahrbahnattribute gespei- chert, die die Fahrbahnbreite, die Anzahl der Fahrspuren, Einbahn- straßenregelungen und dergleichen angeben.

Das Kommunikationssystem 32 gestattet den drahtlosen Empfang von Nachrichten von einem Verkehrsleitsystem sowie wahlweise auch den Austausch von Nachrichten mit anderen Verkehrsteilnehmern, deren Fahrzeuge mit einem vergleichbaren System ausgestattet sind. Das Kommunikationssystem 32 kann auch dazu benutzt werden, die Fahr- bahnattribute im Navigationssystem 30 zu aktualisieren und die Po- sitionsdaten von temporären Behinderungsstellen wie z. B. Baustel- len in die Streckenkarte zu übernehmen.

Das Kursprädiktionsmodul 28 ist über eine Schnittstelle 38 mit dem Navigationssystem 30 verbunden, so daß es alle im Navigationssystem verfügbaren Informationen übernehmen kann, die für eine optimale Bestimmung des Fahrschlauches relevant sind, insbesondere Informa- tion über der Fahrbahnverlauf, die Fahrbahnbreite, die Anzahl und gegebenenfalls Breite der Fahrspuren je Fahrtrichtung, das Vorhan- densein von Parallelfahrbahnen mit gleicher Fahrtrichtung, bei- spielsweise Beschleunigungs-oder Verzögerungsstreifen an Autobahn- aus-oder Auffahrten, Parallelfahrbahnen an Autobahnkreuzen und

dergleichen.

Die Funktionsweise der Vorrichtung wird in Figur 2 anhand eines Fallbeispiels erläutert.

In Figur 1 ist zu erkennen, daß die derzeit vom dem Fahrzeug befah- rene, auf dem Bildschirm 34 dargestellte Straße 40 in einiger Ent- fernung vor der aktuellen Fahrzeugposition eine Rechtskurve be- schreibt. Figur 2 zeigt eine Skizze dieser Situation. Dargestellt sind der Verlauf der Straße 40 mit einem Mittelstreifen 42, der die beiden Richtungsfahrspuren voneinander trennt, sowie das mit dem ACC-System ausgerüstete Fahrzeug 44 und, als schraffierte Fläche, der vom Kursprädiktionsmodul 28 anhand der vom Navigationssystem 30 gelieferten Information berechnete Fahrschlauch 46.

Da das Fahrzeug 44 noch einen geraden Fahrbahnabschnitt befährt, ist die Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs 44 annähernd null, so daß die bevorstehende Rechtskrümmung der Fahrbahn allein anhand der von der Sensoreinrichtung 14 gelieferten Daten noch nicht erkennbar wäre. Die vom Navigationssystem 30 bereitgestellte Information über den Fahrbahnverlauf erlaubt es jedoch, den Fahrschlauch 46 bereits in dieser Situation an die bevorstehende Fahrbahnkrümmung anzupas- sen.

Das Verfahren zur Bestimmung des Kursverlaufes anhand der vom Navi- gationssystem gelieferten Daten ist in Figur 3 näher illustriert.

In der digitalisierten Karte des Streckennetzes im Navigationssy- stem 30 sind die Straßen üblicherweise durch gebrochene Linien re- präsentiert, also durch Linien, die aus Geradenstücken zusammenge- setzt sind. In Figur 3 sind drei solcher Geradenstücke 48,50, 52 gestrichelt in einem Koordinatensystem eingezeichnet, dessen x-Ach- se in Fahrtrichtung auf dem Geradenstück 48 verläuft. Um eine rea- listischere Repräsentation des tatsächlichen Fahrbahnverlaufes zu erhalten, sollte die aus Geradenstücken zusammengesetzte Linie durch stückweise definierte Polynome mindestens zweiten Grades an- genähert werden, so daß man eine gekrümmte Kurve 54 erhält, die in Figur 3 in durchgezogenen Linien eingezeichnet ist. Im einfachsten

Fall ist die Kurve 54 aus Polynomen zweiten Grades, also aus Para- bestücken zusammengesetzt. Im gezeigten Beispiel wird ein etwas anderes Verfahren angewandt. Die Kurve 54 wird hier aus Polynomen dritten Grades aufgebaut, also aus Funktionen der Form : f (x) = a + bx + cx2 + dx3 Auf jedem Geradenstück 48,50 wird ein Ankerpunkt A bzw. B defi- niert, der das betreffende Geradenstück halbiert. Für das Polynom, das zwischen diesen Ankerpunkten, also zwischen den x-Werten xA und XB definiert ist, wird die Forderung aufgestellt, daß der Graph des Polynoms durch die Punkte A und B geht und in jedem dieser Punkte dieselbe Steigung wie das zugehörige Geradenstück 48 bzw. 50 hat.

So erhält man vier linear unabhängige Gleichungen, aus denen sich die vier Koeffizienten a, b, c und d des Polynoms berechnen lassen.

Zugleich ist so sichergestellt, daß die aufeinanderfolgenden Po- lynomstücke an den Ankerpunkten A und B keine Knickstellen haben.

Wenn die Länge der Geradenstücke 48,50, 52 größer ist als ein be- stimmter Grenzwert, der von der räumlichen Auflösung der digitali- sierten Karte abhängig ist, so ist anzunehmen, daß das Geradenstück tatsächlich eine geradlinig verlaufende Straße repräsentiert. In diesem Fall werden auf dem betreffenden Geradenstück zwei Anker- punkte in der Nähe jedes Endes bestimmt, und das Zwischenstück wird durch eine Gerade gebildet.

Auf diese Weise erhält man eine realistische Repräsentation für den voraussichtlichen Kurvenverlauf. In einer weiteren Ausbaustufe kann die Informationen über den Straßenverlauf auch direkt in der Form von Polynomstücken vorliegen, deren Parameter in das Navigationssy- stem 30 geladen werden.

Die Fahrbahnkrümmung k läßt sich für jedes Polynom f (x) nach der folgenden Formel berechnen. k = f" (x) / (1 + f' (x)2)3/2 Multipliziert man die Krümmung k mit der Fahrgeschwindigkeit V des

Fahrzeugs, so erhält man direkt die aktuelle Gierrate, die dann mit der von der Sensoreinrichtung 14 gemessenen Gierrate abgeglichen werden kann.

Der Verfahrensablauf ist in Figur 4 dargestellt. In Schritt S1 wer- den über die Schnittstelle 38 die vom Navigationssystem 30 bereit- gestellten Routendaten gelesen, also die Koordinaten der Geraden- stücke 48,50, 52 für einen Fahrbahnabschnitt geeigneter Länge vor der aktuellen Position des Fahrzeugs. In Schritt S2 wird der Kurs- verlauf in der oben beschriebene Weise durch Polynomstücke approxi- miert, und es wird die Gierrate für die aktuelle Fahrzeugposition berechnet. In Schritt S3 wird geprüft, ob die vom Navigationssystem übermittelten Routen-und Ortsdaten verläßlich sind. Dazu wird eine Qualitätszahl bestimmt, die abhängig ist von der Anzahl der GPS-Sa- telliten, von denen Positionssignale empfangen werden, und von der Diskrepanz zwischen der vom GPS-System gemessenen Fahrzeugposition und dem berechneten Fahrbahnverlauf. Bei gestörtem Satellitenemp- fang, z. B. in Tunneln, kann wahlweise die Fahrzeugposition anhand der Fahrgeschwindigkeit und des berechneten Fahrbahnverlaufes ex- trapoliert werden.

Weiterhin wird in Schritt S3 die in Schritt S2 berechnete Gierrate mit der von der Sensoreinrichtung 14 gemessenen Gierrate vergli- chen. Wenn diese Gierraten innerhalb der Meßgenauigkeit überein- stimmen, erfolgt in Schritt S4 die Kursprädiktion anhand der vom Navigationssystem bereitgestellten Routendaten. Wenn zwischen den Gierraten eine Differenz besteht, diese Differenz jedoch über einen längeren Zeitraum im wesentlichen konstant ist oder nur allmählich driftet, so deutet dies darauf hin, daß die von der Sensoreinrich- tung gemessene Gierrate mit einem Offset behaftet ist, und in Schritt S4 erfolgt zusätzlich eine Offsetkorrektur. Diese Korrektur wird auch an die Sensoreinrichtung 14 zurückgemeldet, so daß auch andere Systemkomponenten mit der korrigierten Gierrate arbeiten können.

Wahlweise kann die Messung der Gierrate in der Sensoreinrichtung 14 auch auf mehrere voneinander unabhängige Weisen erfolgen, bei-

spielsweise mit Hilfe eines Gierratensensors und zusätzlich anhand der Raddrehzahldifferenz. In diesem Fall kann für jedes Verfahren eine gesonderte Offsetkorrektur durchgeführt werden. Wenn sich aber in Schritt S3 zeigt, daß die zwei oder mehreren Gierraten, die von der Sensoreinrichtung 14 geliefert werden, miteinander konsistent sind, während die in Schritt S2 berechnete Gierrate davon abweicht, so deutet dies auf fehlerhafte Routen-und Ortsdaten hin, und in diesem Fall erfolgt die Kursprädiktion in Schritt S5 in herkömmli- cher Weise anhand der fahrdynamischen Daten oder anderer bekannter Verfahren, ohne Berücksichtigung der vom Navigationssystem gelie- ferten Routendaten.

Wenn in Schritt S3 festgestellt wird, daß die berechnete Qualitäts- zahl unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, erfolgt ebenfalls eine Verzweigung nach Schritt S5. Dasselbe gilt auch in den Fällen, in denen die Diskrepanz zwischen der in Schritt S2 be- rechneten Gierrate und der oder den von der Sensoreinrichtung 14 gelieferten Gierraten unregelmäßig variiert und zwar in einer Wei- se, die nicht auf einen Spurwechsel des eigenen Fahrzeugs zurückzu- führen ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Kursprädik- tion entweder in Schritt S4 oder in Schritt S5 stets anhand der zu- verlässigsten Daten erfolgt.