Verfahren und Steuereinrichtung zum Ermitteln einer kollisionsrelevanten Zeitgröße für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät und ein Verfahren zum Ermitteln einer Zeitgröße, wobei die Zeitgröße eine mögliche Kollision eines Egofahrzeugs mit wenigstens einem weiteren Objekt beschreibt.

Unter dem Begriff Egofahrzeug wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Kraftfahrzeug und ferner insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen) verstanden, auf das die hierin geschilderten Maßnahmen angewandt werden bzw. für das die kollisionsrelevante Zeitgröße bestimmt wird. Hiervon zu unterscheiden sind weitere Fahrzeuge im Umfeld des Egofahrzeugs, mit denen Kollisionen und insbesondere Auffahrunfälle vermieden werden sollen. Diese Fahrzeuge sind Beispiele für hierin geschilderte Objekte. Das Egofahrzeug kann beispielsweise die hierin geschilderte Steuereinrichtung umfassen.

Es ist bekannt, das Fahrzeugumfeld eines Egofahrzeugs sensorisch zu überwachen und darauf basierend beispielsweise auch Umfeldmodelle zu erzeugen. Werden im Fahrzeugumfeld kollisionsrelevante Objekte erkannt (insbesondere andere Fahrzeuge, aber auch statische Objekte, wie z.B. eine Verkehrsinfrastruktur), können verschiedene Zeitgrößen bestimmt werden, die mögliche Kollisionsszenarien beschreiben. Insbesondere handelt es sich hierbei um Zeitgrößen, die einzuhalten sind, um eine tatsächliche Kollision zu vermeiden. Diese werden auch als TTX (Time-To-X) bezeichnet, wobei „X“ ein Platzhalter für ein aktuell betrachtetes Kollisionsszenario ist. Diese Zeitgrößen können auch als Verhaltenssicherheitsmetriken (oder kurz Metriken) bezeichnet werden. Es wird auf den folgenden Stand der Technik verwiesen, der weitere Hintergründe hierzu offenbart:

Spieker A. M. u. Kroschel K, Hillenbrand J. A: “multilevel collision mitigation approach - Its situation assessment, decision making, and performance tradeoffs”, IEEE

Transactions on intelligent transportation systems, 2006;

Kristian Kroschel, Jörg Hillenbrand und Volker Schmid, „Situation Assessment Algorithm for a Collision Prevention Assistant”, 2005;

M. M. Minderhoud und P. H. L. Bovy, „Extended time-tocollision measures for road traffic safety assessment", Accident Analysis and Prevention, 2001.

Bisher werden die Verhaltenssicherheitsmetriken deterministisch berechnet, wofür in dem o.g. Stand der Technik verschiedene Berechnungsansätze genannt sind. Diesen ist gemein, dass meist komplexe Fallunterscheidungen zu treffen sind, was im realen Fährbetrieb nicht immer mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit gelingt. Insgesamt werden hierdurch hohe Anforderungen an Rechenressoucen und an den erforderlichen Programmieraufwand verursacht.

Beispielsweise sind die Rechenverfahren analytisch und/oder numerisch und können auch Integralrechnungen oder iterative Lösungsansätze erfordern, was die Komplexität der Berechnung entsprechend erhöht.

Auch werden diesen Verfahren meist unmittelbar Sensormesswerte zugrunde gelegt, beispielsweise von einer Abstandsmessung. Dies kann bei Fehlerfassungen der Sensoren und/oder aufgrund von Übertragungsverzögerungen zu fehlerhaften Ermittlungen der Kollisionsgefahr führen.

Es besteht somit ein Bedarf, mögliche Kollisionen von einem Egofahrzeug mit Objekten in der Umgebung zuverlässig, aber aufwandsarm zu bewerten, insbesondere mittels hierfür bestimmter, die Kollision beschreibender Zeitgrößen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Steuereinrichtung gemäß dem nebengeordneten unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Allgemein wird vorgeschlagen, bevorzugt zweidimensionale (und/oder geometrische) Betrachtungen zugrunde zu legen bzw. mögliche Kollisionen anhand entsprechend zweidimensionaler Betrachtungen zu bewerten. Insbesondere werden Aufenthaltsbereiche des Egofahrzeugs (beispielsweise ein aktueller Aufenthaltsbereich oder auch ein zukünftiger Aufenthaltsbereich, der z.B. als zweidimensionaler Fahrkorridor oder Bremskorridor modelliert werden kann) betrachtet. Diese sind vorzugsweise in einem Umfeldmodell (oder auch Umweltmodell) des Fahrzeugs definiert und somit vorteilhafterweise nicht zwingend unmittelbar, sondern lediglich mittelbar von direkten sensorischen Auffassungen der Umgebung abhängig.

Statt zwingend direkt mit Sensormesswerten zu arbeiten und insbesondere auf solche beschränkt sein, werden vorliegend die für Kollisionsbetrachtungen benötigten Größen zumindest teilweise aus einem potentiell geeignetere Informationen enthaltenden Umfeldmodell abgeleitet. Dabei versteht es sich, dass das Umfeldmodell aufgrund zahlreicher diesem zugrunde liegender Datenquellen über reine (Einzel-) Sensormesswerte hinausgehende Inhalte und/oder Informationen enthalten kann.

Es hat sich gezeigt, dass dann das Berechnen von die mögliche Kollision beschreibenden Zeitgrößen signifikant vereinfacht wird. Insbesondere sind die bisher komplex berechneten und teils nur iterativ bestimmbaren Verhaltenssicherheitsmetriken des Standes der Technik (also insbesondere die entsprechenden TTX-Zeitgrößen) aufwandsarm, aber zuverlässig bestimmbar. Auch können hierfür sämtliche Informationen des Umfeldmodells verwendet werden, muss aber nicht direkt mit unmittelbar erfassten Sensordaten gearbeitet werden.

Sofern hierin von zweidimensionalen Aufenthaltsbereichen gesprochen wird, können diese durch eine Mehrzahl von Orten definiert sein, die im Aufenthaltsbereich liegen und/oder diesen eingrenzen. Es ist also nicht zwingend erforderlich, vollständige Flächen zu berechnen oder zu definieren. Stattdessen können auch eine Mehrzahl von Einzelpunkten und insbesondere deren zweidimensionale Koordinaten herangezogen werden, die zweidimensional verteilt sind und beispielsweise den Aufenthaltsbereich eingrenzen oder aufspannen. Eine bevorzugte Variante sieht vor, dass der Aufenthaltsbereich durch wenigstens zwei Punkte oder Orte beschrieben wird, für die jeweils zumindest zweidimensionale Koordinaten bestimmt werden. Prinzipiell ist die vorliegende Lösung aber auch für dreidimensionale Betrachtungen anwendbar, beispielsweise durch Bestimmen entsprechend dreidimensionaler Aufenthaltsbereiche.

Insbesondere wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Zeitgröße (insbesondere einer TTX- Zeitgröße und/oder einer Verhaltenssicherheitsmetrik) vorgeschlagen, wobei die Zeitgröße eine mögliche Kollision eines Egofahrzeugs mit wenigstens einem weiteren Objekt beschreibt. Das Verfahren weist dabei bevorzugt auf:

Ermitteln einer Bewegungsgröße, die von einer Bewegung von wenigstens einem von Egofahrzeug und Objekt abhängig ist;

Ermitteln eines (bevorzugt zumindest zweidimensionalen) aktuellen und/oder (z.B. zukünftig) möglichen Aufenthaltsbereichs für wenigstens eines von Egofahrzeug und Objekt;

Ermitteln der Zeitgröße basierend auf der Bewegungsgröße und dem Aufenthaltsbereich.

Dabei wird der Aufenthaltsbereich vorzugsweise anhand eines Umfeldmodell des Egofahrzeugs ermittelt oder, mit anderen Worten, aus dem Umfeldmodell abgeleitet und/oder ist in dem Umfeldmodell definiert. Allgemein können auch sämtliche weiteren hierin geschilderten Betrachtungen, Berechnungen und Ermittlungen unter Berücksichtigung und/oder auf Basis des Umfeldmodells erfolgen. Dies gilt insbesondere für das Bestimmen von Bewegungsgrößen, insbesondere für andere Fahrzeuge als das Egofahrzeug, und/oder das Ausmaß oder die Erstreckung erwarteter Aufenthaltsbereiche, insbesondere Brems- oder Fahrkorridore. Auch sämtliche Distanzen oder andere zum beurteile Kollisionsgefahr benötigten Größen können aus dem Umfeldmodell abgeleitet werden und entsprechend nicht zwingend direkten (Einzel-) Sensormesswerten.

Die Bewegungsgröße kann insbesondere eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Egofahrzeug und dem Objekt sein. Sie kann anhand von Sensoren des Egofahrzeugs bestimmt werden. Beispielsweise kann dieses hierfür mittels Umfeldsensoren und insbesondere Abstandssensoren die Geschwindigkeit von Objekten in der Umgebung bestimmen und insbesondere von darin befindlichen weiteren Fahrzeugen.

Zum Ermitteln des Aufenthaltsbereiches kann das Egofahrzeug z.B. in dem (bevorzugt zumindest zweidimensionalen) Umfeldmodell seine eigenen Ortskoordinaten bestimmen. Beispielsweise können in Kenntnis der Abmessungen des Egofahrzeugs dessen Umrisse zumindest grob angenähert werden, beispielsweise dessen Umriss in einer horizontalen Ebene. Allgemein können jegliche hierin geschilderten zweidimensionalen Größen und/oder Bereiche in einer entsprechend horizontalen Ebene bestimmt werden, die beispielsweise parallel zu einem (ebenen) Fahrzeuguntergrund verläuft.

Der mögliche Aufenthaltsbereich kann insbesondere ein zukünftig möglicher Aufenthaltsbereich sein, der z.B. basierend auf einer erwarteten Trajektorie, eines erwarteten Bremsverhaltens oder eines erwarteten Fahrverhaltens des Egofahrzeugs bestimmt wird. Für das Objekt kann als zukünftig möglicher Aufenthaltsbereich beispielsweise eine Bewegungsgröße des Objekts mittels Umfeldsensoren des Egofahrzeugs erfasst werden. Dann kann z.B. ein erwarteter Fahrkorridor des Objekts als möglicher Aufenthaltsbereich bevorzugt zweidimensional berechnet und/oder modelliert werden, beispielsweise wenn die Fahrrichtung und/oder Geschwindigkeit des Objekts erfasst wurden.

Alternativ oder zusätzlich zum sensorischen Erfassen des Objekts durch das Egofahrzeug kann das Objekt auch relevante Größen mittels einer Kommunikationsverbindung zu dem Egofahrzeug übermitteln. Beispielsweise kann es seine eigenen Abmessungen (insbesondere zur Definition seines aktuellen Aufenthaltsbereichs) oder wenigstens eine Bewegungsgröße (beispielsweise zur Definition eines zukünftig möglichen Aufenthaltsbereichs) an das Egofahrzeug übermitteln. Auch eine sogenannte V2X (Vehicle-to-X) Kommunikation des Egofahrzeugs z.B. mit einer intelligenten Verkehrsinfrastruktur zur Gewinnung derartiger Größen ist möglich.

Gemäß einer bevorzugten Variante wird die Zeitgröße auf Basis einer Distanz und insbesondere einer minimalen Distanz zwischen dem Aufenthaltsbereich und dem entsprechend anderen von Egofahrzeug und Objekt ermittelt. Beispielsweise kann anhand der Distanz die Zeitgröße bestimmt werden, bis das entsprechend andere von Egofahrzeug und Objekt in den Aufenthaltsbereich eintritt. Allgemein kann auch vorgesehen sein, dass sowohl für das Egofahrzeug als auch für das Objekt bevorzugt zweidimensionale Aufenthaltsbereiche bestimmt werden. Es kann dann auch ermittelt werden, wann sich die Aufenthaltsbereiche überlagern bzw. welche Zeit bis zu einer entsprechenden Überlagerung, die eine Kollision bedeuten kann, verbleibt. Auch dies kann wiederum auf Basis des Umfeldmodells bzw. hierdurch modellierter Informationen erfolgen.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Zeitgröße auf Basis eines Quotienten der bevorzugt minimalen Distanz und der Bewegungsgröße (genauer gesagt der minimalen Distanz dividiert durch die Bewegungsgröße) bestimmt wird. Dabei ist die Bewegungsgröße bevorzugt die bereits erwähnte Relativgeschwindigkeit zwischen dem Egofahrzeug und dem Objekt.

Allgemein können als Zeitgröße jegliche der nachstehend erwähnten Varianten bestimmt werden, die an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind, dort aber mittels nachteiliger und aufwendiger Berechnungsmethoden bestimmt werden. Es versteht sich, dass erfindungsgemäß auch eine Mehrzahl verschiedenartiger Zeitgrößen anhand der ermittelten Bewegungsgröße und/oder des wenigstens einen Aufenthaltsbereichs bestimmt werden kann. Allgemein können jegliche hierin erwähnten Zeitgrößen verwendet werden, um Fahrerassistenzfunktionen (insbesondere eine Notbremsfunktion) zu steuern und/oder selektiv auszulösen.

Beispiele möglicher Zeitgrößen sind:

Time-To-Collision (TTC);

Time-To-Break (TTB);

Time-To-Steer (TTS);

Time-To-Kickdown (TTK);

Time-To-Disappear (TTD);

Time-To-Enter (TTE). Die nachstehende Ausführungsform betrifft insbesondere das Ermitteln der Time-To-Collision als Zeitgröße: Gemäß einer bevorzugten Variante wird als Aufenthaltsbereich der aktuelle Aufenthaltsbereich des Egofahrzeugs unter Berücksichtigung von Abmessungen des Egofahrzeugs ermittelt (zum Beispiel auf Basis von oder in dem Umfeldmodell). Es kann dann die Distanz und bevorzugt minimale Distanz dieses Aufenthaltsbereichs, der bevorzugt einer geometrischen Form und/oder einer geometrischen und zumindest zweidimensionalen Erstreckung des Egofahrzeugs entspricht (z.B. dessen Grundfläche umfasst), zu dem Objekt bestimmt werden. Bevorzugt wird für das Objekt ebenfalls der aktuelle Aufenthaltsbereich bestimmt (beispielsweise anhand von von dem Objekt kommunizierten Abmessungen und/oder sensorisch erfassten Abmessungen). Es versteht sich, dass auch jegliche hierin erläuterte Distanzbetrachtungen auf dem Umfeldmodell basieren und/oder daraus abgeleitet werden können.

Die nachstehende Ausführungsform betrifft insbesondere das Ermitteln der Zeitgröße als Time- To-Break: Gemäß einem Aspekt wird als möglicher Aufenthaltsbereich ein Bremskorridor des Egofahrzeugs ermittelt (bevorzugt erneut in dem oder auf Basis des Umfeldmodells), wobei der Bremskorridor bevorzugt auf Basis eines (erwarteten) Bremswegs des Egofahrzeugs ermittelt wird. Der Bremskorridor kann derjenige Bereich sein und/oder denjenigen Bereich umfassen, den das Fahrzeug beispielsweise bis zu einem vollständigen Stillstand und/oder bis zum Abschluss des Bremsvorgangs durchfährt. Es kann sich also um einen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstreckenden Bereich handeln, dessen Größe (insbesondere Erstreckung in Fahrtrichtung) anhand des erwarteten Bremsverhaltens des Egofahrzeugs bestimmt wird. Dieses Bremsverhalten kann beispielsweise durch den erwarteten Bremsweg beschrieben werden. Dieser kann als resultierender Bremsweg aus einer aktuellen Geschwindigkeit des Egofahrzeugs und einer maximal möglichen Verzögerung bestimmt werden.

Die Zeitgröße kann null betragen, wenn sich ein Objekt unmittelbar innerhalb des Bremskorridors befindet (d.h. dann ist eine Bremsung unmittelbar erforderlich und/oder bereits zu spät). Entsprechend kann laufend überprüft werden, ob ein Objekt in den Bremskorridor eintritt (beispielsweise mittels Abstandssensoren des Egofahrzeugs) und kann dann bevorzugt eine Notbremsfunktion aufgrund einer zu geringen Zeitgröße (z.B. mit dem Wert Null) automatisch aktiviert werden.

Die nachstehende Variante betrifft insbesondere das Ermitteln der Zeitgröße als Time-To-Steer: Gemäß einem Aspekt wird als möglicher Aufenthaltsbereich wenigstens ein Wendekreis des Egofahrzeugs ermittelt. Bevorzugt werden zwei Wendekreise des Egofahrzeugs ermittelt. Diese können aus einem Lenken des Egofahrzeugs nach links bzw. einem Lenken nach rechts resultieren, da das Fahrzeug bei beiden Lenkrichtungen bzw. Lenkeischlägen wenden kann.

Diese Aufenthaltsbereiche können wiederum in dem Umfeldmodell modelliert werden und zum Beispiel einem dort ebenfalls modellierten erwarteten Bewegungsverhalten und/oder Aufenthaltsbereich anderer Fahrzeuge gegenübergestellt werden.

Die nachstehende Variante betrifft insbesondere das Ermitteln der Zeitgröße als Time-To- Kickdown: Gemäß einem Aspekt wird als möglicher Aufenthaltsbereich ein Bewegungskorridor des Objekts ermittelt (zum Beispiel in dem oder auf Basis des Umfeldmodells). In diesem Zusammenhang ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die Zeitgröße auf Basis einer (bevorzugt minimalen) Distanz zwischen dem Aufenthaltsbereich des Objekts und dem Egofahrzeug ermittelt wird, wenn das Egofahrzeug eine bei Durchführen eines (vorbestimmten) Ausweichmanövers (insbesondere eines sogenannten Kickdowns, d.h. einer maximal möglichen Beschleunigungsvorgabe durch den Fahrer) erreichbare Position einnimmt.

Insbesondere kann in diesem Zusammenhang zunächst als Zeitgröße die vorstehend erwähnte Time-To-Collision bestimmt werden, insbesondere auf Basis des hierin geschilderten Vorgehens. Es kann dann ermittelt werden, welche Position das Egofahrzeug innerhalb dieser Time-To-Collision erreichen kann, wenn es ein vorbestimmtes Ausweichmanöver ausführt (insbesondere den geschilderten Kickdown). Diese Position kann dann verwendet werden, um eine Distanz zu dem geschilderten Aufenthaltsbereich des Objekts zu bestimmen. Auch sämtliche dieser Überlegungen können in dem Umfeldmodell modelliert und/oder daraus abgeleitet werden.

Als Bewegungskorridor kann allgemein der zweidimensionale Bereich definiert sein, der einen erwarteten Fahrweg bzw. eine erwartete Bewegung des Objekts (insbesondere wenn dieses selbst ein Fahrzeug ist) umfasst. Hierfür kann beispielsweise eine aktuelle Fahrrichtung und/oder Fahrgeschwindigkeit des Objekts verwendet werden und/oder der Bewegungskorridor kann auf Basis einer Extrapolation des aktuellen Aufenthaltsbereichs des Objekts in dessen Fahrrichtung bestimmt werden.

Die nachstehende Variante betrifft insbesondere das Ermitteln der Zeitgröße als Time-To- Disappear oder als Time-To-Enter: Gemäß einem Aspekt wird als möglicher Aufenthaltsbereich ein Bewegungskorridor (oder auch Fahrkorridor) des Egofahrzeugs ermittelt und ferner ein aktueller Aufenthaltsbereich des Objekts ermittelt und die Zeitgröße wird in Abhängigkeit einer Distanz zwischen den beiden Aufenthaltsbereichen bestimmt. Sämtliche dieser Größen können aus dem Umfeldmodell abgeleitet und/oder darin modelliert werden. In diesem Fall wird anhand der Distanz zwischen den Aufenthaltsbereichen und bevorzugt einer Relativgeschwindigkeit als Bewegungsgröße entweder eine minimale Distanz bis zum Eintreten des Objekts in den Bewegungskorridor bestimmt (für Time-To-Enter) oder eine maximale Distanz, die das Objekt zurückzulegen hat, um aus dem Bewegungskorridor herauszutreten (für Time-To-Disappear). Hierfür können Annahmen zur Fahrrichtung des Objekts getätigt werden und/oder kann diese sensorisch oder per Fahrzeugkommunikation erfasst werden. Diese jeweilige Distanz kann dann wiederum mit der Bewegungsgröße verrechnet werden (bevorzugt per Quotientenbildung), um die jeweilige Zeitgröße zu ermitteln.

Es versteht sich, dass das vorstehend geschilderte Verfahren allgemein computerimplementiert sein kann und durch eine Steuereinrichtung der nachstehend geschilderten Art ausführbar ist.

So betrifft die Erfindung auch eine Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug (insbesondere jegliches hierin geschilderte Egofahrzeug), wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach jeglichen der hierin geschilderten Aspekte auszuführen.

Hierfür kann die Steuereinrichtung wenigstens eine Prozessoreinrichtung und/oder eine Speichereinrichtung aufweisen. In der Speichereinrichtung können Programmanweisungen hinterlegt sein, die bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Steuereinrichtung zum Ausführen und/oder Bereitstellen jeglicher hierin geschilderten Verfahrensmaßnahmen oder Verfahrensschritte veranlassen. Die Steuereinrichtung kann über Kommunikationsverbindungen zum Kommunizieren mit jeglichen hierin geschilderten Sensoren oder aber auch mit einem Fahrzeug im Umfeld eingerichtet sein. Auch Kommunikationen mit der Verkehrsinfrastruktur sind möglich, beispielsweise wenn diese eingerichtet ist, Informationen zu Fahrzeugen im Umfeld des Egofahrzeugs zu übermitteln. Bei der Steuereinrichtung kann es sich allgemein um ein Steuergerät handeln.

Die Steuereinrichtung kann allgemein dazu eingerichtet sein zu überprüfen, ob jegliche hierin ermittelte Zeitgröße ein vorbestimmtes Kollisionskriterium erfüllt, und wenn dies der Fall ist, ist die Steuereinrichtung bevorzugt dazu eingerichtet, eine vorbestimmte Gegenmaßnahme zu ergreifen. Dies kann z.B. das Aktivieren und/oder Ausführen einer Fahrerassistenzfunktion umfassen, insbesondere einer Notbremsfunktion. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Figurenübergreifend können für gleichartige oder gleichwirkende Merkmale dabei die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Verfahrensprinzip zum Ermitteln einer Time-To-Collision.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Verfahrensprinzip zum Ermitteln einer Time-To-Break.

Fig. 3 zeigt ein schematisches Verfahrensprinzip zum Ermitteln einer Time-To-Steer.

Fig. 4 zeigt ein schematisches Verfahrensprinzip zum Ermitteln einer Time-To-Kickdown.

Fig. 5 zeigt ein schematisches Verfahrensprinzip zum Ermitteln einer Time-To-Enter und

Time-To-Dissapear.

Anhand der nachstehenden Figuren werden jeweils beispielhafte Zeitgrößen und deren Ermittlungsverfahren erläutert. Die Ansichten entsprechen dabei jeweils Draufsichten auf das Egofahrzeug 10 und auch ein Objekt 18 in dessen Umgebung. Man blickt also entsprechend von oben auf die Fahrbahn auf eine horizontale Raumebene, in der auch die hierin betrachteten Aufenthaltsbereiche 20 und/oder allgemeine Bewegungsgrößen und Positionen ermittelt werden. Weiter geben diese Ansichten Informationen wieder, die in einem Umfeldmodell des Egofahrzeugs 10 hinterlegt und/oder daraus ableitbar sind. Dieses Umfeldmodell kann allgemein aus einer Gesamtheit von verfügbaren Informationen, die nur teilweise sensorisch oder aber zumindest mittels verschiedenartiger Sensoreinrichtungen erfasst sein können, erstellt werden. Hierfür kann auf bekannte Ansätze aus dem Stand der Technik zurückgegriffen werden. Die nachstehenden Betrachtungen und Ermittlungen basieren somit bevorzugt auf diesem Umfeldmodell und nicht oder zumindest nicht ausschließlich auf direkten sensorischen Messungen oder zumindest nicht auf dem direkten Verwenden einzelner Sensormesswerte. Stattdessen können Sensormesswerte zunächst in ein Umfeldmodell gespeist werden, um dieses zu erstellen und/oder zu aktualisieren, können jegliche hierin betrachteten Größen, Bereiche und/oder Distanzen dann aus dem Umfeld Modell abgeleitet werden.

In Fig. 1 ist ein Egofahrzeug 10 gezeigt, das eine schematisch angedeutete Steuereinrichtung 12 umfasst. Die Steuereinrichtung 12 ist mit wenigstens einem Umfeldsensor 14 und mit wenigstens einer Kommunikationseinrichtung 16 verbunden. Mit dem Umfeldsensor 14 können jegliche hierin geschilderten Eigenschaften von Objekten in der Umgebung erfasst werden, beispielsweise deren Abmessungen und/oder Bewegungsrichtungen oder Bewegungsgeschwindigkeiten. Alternativ oder zusätzlich können derartige Informationen von den Objekten 18 (insbesondere wenn diese selbst Fahrzeuge sind) an die Kommunikationseinrichtung 16 gesendet werden. Es ist ebenso möglich, dass auch andere Einheiten (z.B. eine intelligente Verkehrsinfrastruktur) entsprechende Informationen an die Kommunikationseinheit 16 übermittelt.

Die Steuereinheit 12 ist allgemein dazu eingerichtet, jegliche nachstehend geschilderten Berechnungen bzw. Ermittlungen durchzuführen, zum Beispiel anhand eines aus verschiedenen Datenquellen (insbesondere verschiedenen Sensoreinrichtungen) und/oder Sensormessungen erzeugten Umfeldmodells des Egofahrzeugs 10. Ferner ist sie dazu eingerichtet, anhand der Zeitgrößen zu bestimmen, ob eine Fahrerassistenzfunktion und insbesondere eine Notbremsfunktion zu aktivieren ist.

Auch wenn dies in Bezug auf die nachstehenden Figuren 2 bis 5 nicht wiederholt wird, versteht es sich, dass die dort gezeigten Egofahrzeuge 10 gleichartig zur Variante aus Fig. 1 ausgebildet sein können und bevorzugt eine Steuereinheit 12 mit analogem Funktionsumfang aufweisen.

In Fig. 1 ist gezeigt, dass sowohl für das Egofahrzeug 10 als auch für ein vorausfahrendes Fahrzeug 18 (das ein Beispiel für ein hierin betrachtetes Objekt ist) aktuelle zweidimensionale Aufenthaltsbereiche 20 ermittelt werden. Lediglich beispielhaft ist hierfür eine rechteckige Form gewählt. Die aktuellen Aufenthaltsbereiche 20 stellen Umrisse der Fahrzeuge 10, 18 dar, wobei diese schematisch vereinfacht sind (d.h. eine tatsächliche Außenkontur der Fahrzeuge 10, 18 nur grob annähern). Die Aufenthaltsbereiche 20 werden durch mehrere mit 1 bis 8 markierte Punkte definiert bzw. aufgespannt. Für diese Punkte werden jeweils zweidimensionale Koordinaten ermittelt. Die Aufenthaltsbereiche 20 sind also ein Datensatz bzw. eine Menge aus zweidimensionalen Koordinatenwerten der Punkte 1 bis 8, deren Anzahl aber lediglich beispielhaft ist. Die Koordinatenwerte und somit Aufenthaltsbereiche 20 können aus dem Umfeldmodell des Egofahrzeug 10 abgeleitet und nicht unmittelbar sensorisch gemessen werden.

Genauer gesagt werden im Fall des Egofahrzeugs 10 die Punktkoordinaten in einem Koordinatensystem eines nicht gesondert dargestellten Umfeldmodells des Egofahrzeugs 10 bestimmt. Hierfür muss das Egofahrzeug 10 (insbesondere dessen Steuereinheit 12) lediglich seine eigene Position und seine Abmessungen kennen. Von dem vorausfahrenden Fahrzeug 18 können die Koordinaten der Punkte 1 bis 8 im Umfeldmodell auf Basis von an die Kommunikationseinrichtung 16 des Egofahrzeugs 10 übermittelten Informationen bestimmt werden oder anhand von Messwerten von Umfeldsensoren des Egofahrzeugs 10 (beispielsweise zumindest die Koordinaten der Punkte 4 bis 8).

Zwischen diesen Aufenthaltsbereichen 20 wird anschließend eine Distanz und genauer gesagt eine minimale Distanz bestimmt, worauf wiederum auf das Umfeldmodell bzw. die darin definierten Koordinatenwerte zurückgegriffen wird. Genauer gesagt werden für jeden der Punkte 1 bis 8 des Egofahrzeugs 10 die Distanzen zu jeweils den Punkten 1 bis 8 oder allgemein jeglichen bekannten Punkten des Aufenthaltsbereichs 20 des vorausfahrenden Fahrzeugs 18 ermittelt. Aus der auf diese Weise ermittelten Vielzahl von Distanzwerten wird der minimale Distanzwert ausgewählt, der beispielsweise der Distanz von Punkt 1 des Egofahrzeugs 10 (bzw. dessen Aufenthaltsbereich 20) zu Punkt 7 des vorausfahrenden Fahrzeugs 18 (bzw. dessen Aufenthaltsbereich20) entspricht.

Diese minimale Distanz wird anschließend durch eine Relativgeschwindigkeit des Egofahrzeugs 10 und des vorausfahrenden Fahrzeugs 18 dividiert. Diese Relativgeschwindigkeit stellt ein Beispiel für eine hierin betrachtete Bewegungsgröße dar. Die Steuereinheit 12 kann hierfür die Geschwindigkeit des Egofahrzeugs 10 z.B. über nicht gezeigte Geschwindigkeitssensoren ermitteln und die Umfeldsensoren 14 des Egofahrzeugs 10 können die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs 18 bestimmen.

Der geschilderte Quotient aus minimaler Distanz und Relativgeschwindigkeit ergibt die Time-To- Collision als ermittelte Zeitgröße. Ausgedrückt werden kann dies durch die nachstehende Gleichung 1, wobei die darin genannten beiden Objekte das Egofahrzeug 10 und das vorausfahrende Fahrzeug 18 sind:

In Fig. 2 ist wiederum das Egofahrzeug 10 gezeigt und ist als Aufenthaltsbereich 20 dessen möglicher Bremskorridor 23 gezeigt. Dieser umfasst die Orte bzw. den Bereich, in denen sich das Egofahrzeug 10 bei Ausführen einer Bremsung bis bevorzugt zum vollständigen Stillstand aufhalten wird (d.h. den das Egofahrzeug 10 bis zu dessen Stillstand durchfahren wird). Vorzugsweise wird dabei von einer Vollbremsung mit maximaler negativer Beschleunigung ausgegangen.

Die Steuereinheit 12 (in Fig. 2 nicht gezeigt) kann ferner eine aktuelle Geschwindigkeit des Egofahrzeugs 10 ermitteln sowie dessen Fahrtrichtung. Aufgrund vorab bestimmter Bremsparameter (insbesondere einer maximal möglichen Verzögerung) und in Kenntnis von z.B. einer Breitenabmessung B des Egofahrzeugs 10 kann daraufhin der zweidimensionale gezeigte Bremskorridor 23 als entsprechender möglicher zukünftiger Aufenthaltsbereich 20 bestimmt werden. Diese Definition kann wiederum in bzw. auf Basis eines Umfeldmodells erfolgen, wobei der Aufenthaltsbereich 20 eine entsprechende Koordinatenmenge des Umfeldmodells enthalten kann.

Lediglich beispielhaft wird dieser Aufenthaltsbereich 20 durch drei einzelne Punkte an dessen Vordergrenze beschrieben, die entlang der Breitenabmessung B des Egofahrzeugs 10 bzw. der analogen Abmessung des Aufenthaltsbereichs 20 verteilt sind. Für diese mit 1 bis 3 markierten Punkte können wiederum zweidimensionale Koordinaten ermittelt werden. Analog wie bei der Berechnung zur Time-To-Collision in Fig. 1 können dann Distanzen dieser Punkte 1 bis 3 des Aufenthaltsbereichs 20 zu einem nicht dargestellten Objekt 18 im Umfeld und insbesondere zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und bevorzugt dessen aktuellen Aufenthaltsbereich 20 (siehe Fig. 1) bestimmt werden. Ferner bevorzugt wird dabei wiederum die minimale Distanz ermittelt. Durch Bilden des Quotienten zur relativen Geschwindigkeit von Egofahrzeug 10 und dem entsprechenden Objekt 18 im Umfeld erhält man die Time-To-Break.

Das vorstehend erläuterte Vorgehen wird anhand der nachstehenden Gleichungen 2 und 3 erläutert. In bekannter Weise ergibt sich die maximale Bremsbeschleunigung a eines Fahrzeugs aus dem Produkt eines Haftreibungskoeffizienten p und der Gravitationsbeschleunigung G. Der zurückgelegte Bremsweg d des Egofahrzeugs 10 kann unter Berücksichtigung von dessen Geschwindigkeit v mittels nachstehender Gleichung 2 bestimmt werden: v ² v ² d = - = -

2 ■ a 2 ■ z ■ g

Für die Time-To-Break ergibt sich daher mit dem geschilderten Bremskorridor 23 als

Aufenthaltsbereich 20 des Egofahrzeugs 10 Folgendes (Gleichung 3):

Anhand von Fig. 3 wird das Ermitteln der Time-To-Steer-Zeitgröße geschildert. Diese gibt allgemein die maximale Zeitspanne oder den letzten Zeitpunkt an, in der/dem ein Fahrzeug durch Ausweichen mit bevorzugt maximalem Lenkeinschlag eine Kollision verhindern kann. Es wird vorgeschlagen, hierfür Wendekreise (wenigstens einen) 22 als mögliche zweidimensionale Aufenthaltsbereiche 20 des Egofahrzeugs 10 im und/oder auf Basis des Umfeldmodells zu bestimmen. Diese Wendekreise sind in Fig. 3 eingetragen. Der obere betrifft dabei einen Wendekreis 22 bei einem Lenken in linker Richtung. Der untere ist ein Wendekreis 22 bei einem Lenken in rechter Richtung. Die Wendekreise 22 und genauer gesagt deren Radius werden bevorzugt geschwindigkeitsabhängig und/oder in Abhängigkeit einer vorliegenden Haftreibung bestimmt. Allgemein können zum Bestimmen der Haftreibung jegliche im Stand der Technik bekannten Ansätze und insbesondere Schätzverfahren gewählt werden oder kann ein konstanter Wert hierfür hinterlegt sein. Die Positionierung der Wendekreise 22 relativ zum Egofahrzeug 10 erfolgt dabei in Abhängigkeit der Achsgeometrie bzw. der Fahrwerkskonstruktion.

Bei maximalem Lenkeinschlag kann der kleinstmögliche Wenderadius r _m in bei gegebener Fahrzeuggeschwindigkeit v, Gravitationsbeschleunigung g und Haftreibung p wie folgt bestimmt werden (Gleichung 4):

Darin bezeichnet a einen Straßenneigungswinkel, der jedoch bei einer reinen zweidimensionalen Betrachtung vernachlässigt werden kann. Es versteht sich, dass konstruktive Grenzen für den Wenderadius r _m in existieren, sodass dieser nicht beliebig klein gewählt sein kann. Beispielsweise kann ein mittels Gleichung 4 bestimmter Wert als ungültig bewertet werden, wenn dieser unterhalb der konstruktiven Grenze liegt.

Allgemein gilt, dass eine Kollision nicht mehr verhindert werden kann, wenn sich ein Objekt 18 innerhalb eines der Wendekreise 22 befindet. Hingegen kann z.B. ein Objekt 18, das lediglich in einem der Wendekreise 22 vorliegt, durch Lenken in bzw. Abfahren des entsprechend anderen Wendekreises 22 möglicherweise umlenkt werden. Zur Bestimmung der TTS-Zeitgröße werden die Koordinaten der Mittelpunkte M der Wendekreise 22 zum Beispiel im Umfeldmodell bestimmt. Diese sind, wie vorstehend erläutert, aus konstruktiven Gründen relativ zum Egofahrzeug 10 definiert festgelegt (beispielsweise entlang von dessen Vorderachse sowie in einem vom Radius r _m in abhängigen Abstand beispielsweise zu einem kurvenäußeren Rad des Egofahrzeugs 10 an der Vorderachse). Es wird dann die minimale Distanz zwischen jedem der Kreismittelpunkte M und einem in Fig. 2 nicht dargestellten Objekt 18 in der Umgebung ermittelt. Hierfür kann beispielsweise analog zu Fig. 1 ein Aufenthaltsbereich 20 um ein vorausfahrendes Fahrzeug 18 definiert werden und können die Distanzen eines jeweiligen Kreismittelpunkts M zu den einzelnen Orten 1 bis 8 dieses Aufenthaltsbereichs 20 berechnet werden. Von dieser Distanz wird der Kreisradius r _m in subtrahiert, um die Distanz zwischen dem äußeren Umfang eines jeden Wendekreises 22 und dem Objekt 18 zu erhalten.

Wenn die Distanz null oder weniger beträgt, befindet sich das Objekt 18 bereits in einem der Wendekreise 22 und ein Ausweichen ist nicht mehr möglich oder nur durch Lenken in die andere Richtung bzw. gemäß dem Wendekreis 22 ohne Objekt 18. Werden zwei Wendekreise 22 betrachtet, werden für beide der Wendekreise 22 entsprechende minimale Distanzen bestimmt und wird dann die größere dieser minimalen Distanzen für die TTS-Zeitgröße herangezogen. Hintergrund ist, dass das aus Fahrersicht geeignetere Ausweichmanöver (aufgrund der noch größeren verbleibenden Zeit) bevorzugt werden soll.

Die erläuterten Distanzen zwischen einem in der Regel als Rechteck modellierten aktuellen Aufenthaltsbereich 20 eines Fahrzeugs und einem Wendekreis (also allgemein zwischen einem Rechteck und einem Kreis) können besonders präzise mittels sogenannter clamping-Methoden oder Max-Min-Funktionen bestimmt werden.

Für das Berechnen der TTS-Zeitgröße kann die folgende Gleichung 5 verwendet werden:

Anhand von Fig. 4 wird nachstehend eine Möglichkeit zur Berechnung der TTK-Zeitgröße (Time-To-Kickdown) beschrieben. Gezeigt ist ein fremdes Fahrzeug 18, für das ein zweidimensionaler Aufenthaltsbereich 20 im Sinne eines Bewegungs- bzw. Fahrkorridors 21 bestimmt wird, bevorzugt als Koordinatenmenge in einem Umfeldmodell. Hierfür können erneut Abmessungen, Fahrrichtung und/oder Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 18 kommuniziert und/oder erfasst werden. Das Egofahrzeug 10 ist dabei in einer linken Ausgangsstellung als auch in einer rechten zukünftigen Stellung 10‘ gezeigt, die es bei sprunghaftem maximalem Beschleunigen (Kickdown durch den Fahrer) erreichen kann.

Für dieses Ausweichmanöver steht die TTC-Zeit zur Verfügung, die analog zur Variante von Fig. 1 bestimmt werden kann. Aus dieser Zeit und der maximal möglichen Beschleunigung des Egofahrzeugs 10, die z.B. konstruktiv vorgegeben und bekannt ist, kann die im Rahmen der TTC maximal erreichbare zukünftige Position 10‘ bestimmt werden. Genauer gesagt kann der maximal zurücklegbare Fahrweg S innerhalb der TTC bei maximaler Beschleunig bestimmt werden.

Anschließend ist bei bekannter zukünftiger Position 10‘ ein Abstand A‘ ermittelbar, der zwischen dem Bewegungskorridor 21 und dem Egofahrzeug 10 an seiner zukünftigen Position 10‘ vorliegt. Dieser Abstand A‘ stellt die minimale Distanz zwischen dem Bewegungskorridor 21 und dem Egofahrzeug 10 an der zukünftigen Position 10‘ dar. Entsprechend kann die TTK- Zeitgröße gemäß der nachstehenden Gleichung 6 bestimmt werden:

Anhand von Fig. 5 werden im Folgenden Möglichkeiten zum Bestimmen einer TTD- und einer TTE-Zeitgröße geschildert (Time-To-Disappear, Time-To-Enter). Dabei ist ein Egofahrzeug 10 und dessen möglicher Bewegungskorridor 21 (oder auch Egofahrkorridor) als dessen möglicher zweidimensionaler Aufenthaltsbereich 20 gezeigt, der wiederum als Koordinatenmenge in einem Umfeldmodell des Egofahrzeugs 10 definiert ist. Es sind ferner zwei verschiedene Szenarien gezeigt, nämlich ein weiteres Fahrzeug 18, das in Richtung des Bewegungskorridors 21 fährt (siehe Fahrtrichtungspfeil F). Ferner ist rechts ein Fahrzeug 18 gezeigt, das sich noch in dem Bewegungskorridor 21 befindet, allerdings dabei ist, diesen zu verlassen. Für beide dieser Fahrzeuge 18 werden aktuelle Aufenthaltsbereiche 20 analog zur Variante aus Fig. 1 bestimmt. Es werden dann auch wieder Distanzen zwischen diesen Aufenthaltsbereichen 20 und dem Bewegungskorridor 21 bestimmt, wobei wiederum auf Punktkoordinaten der Aufenthaltsbereiche 20 analog zu Fig. 1 zurückgegriffen werden kann.

Im Fall des linken Fahrzeugs 18 wird die minimale Distanz MD zwischen dem Aufenthaltsbereich 20 und Bewegungskorridor 21 bestimmt. Im Fall des rechten Fahrzeugs 18 wird die maximale Distanz MM bestimmt, die das Fahrzeug 18 zurücklegen muss, um aus dem Bewegungskorridor 21 auszutreten (d.h. wird das maximale Überlappungsausmaß von dessen Aufenthaltsbereich 20 und dem Bewegungskorridor 21 bestimmt). Anhand der nachstehenden Gleichungen 7 und 8 können die relevanten Zeitgrößen dann wie folgt bestimmt werden:

7:

8: minimale Distanz Egofahrkorridor und Hindernis fahr zeug d _min

TTE = - = - relative Geschwindigkeit Egofahrkorridor und Hindernisfahrzeug v _rei

Der Egofahrkorridor entspricht dabei dem Bewegungskorridor 21. Unter der Geschwindigkeit dieses Egofahrkorridors relativ zum Hindernisfahrzeug ist dabei eine Relativgeschwindigkeit zu verstehen, mit der sich Egofahrkorridor auf das eindringende oder herausfahrende Fahrzeug 18 zu oder von diesem wegbewegt. In dem gezeigten Fall wäre hierfür eine Kurvenfahrt des Egofahrzeug 10 erforderlich, sodass der Egofahrkorridor (beziehungsweise der Bewegungskorridor 21) in Richtung der Fahrzeuge 18 oder von diesen weg verschwenkt wird. Dies hat entsprechende Auswirkungen auf die vorstehend diskutierten Zeitgrößen, was die Gleichungen 7 und 8 berücksichtigen. Der Egofahrkorridor kann auch in Fahrtrichtung als unendlich betrachtet werden. Dies unterstreicht, dass sich die Relativgeschwindigkeit nur bei entsprechenden Kurvenfahrten oder Auslenkungen relativ zu den Fahrzeugen 18 ändert.

Bezugszeichenliste

10 Egofahrzeug

10‘ Egofahrzeug an zukünftiger Position nach Kickdown

12 Steuereinrichtung

14 Umfeldsensor

16 Kommunikationseinrichtung

18 Objekt/vorausfahrendes Fahrzeug

20 Aufenthaltsbereich

21 Bewegungskorridor

22 Wendekreis

23 Bremskorridor

B Breitenabmessung

M Mittelpunkt

S Fahrstrecke

F Fahrtrichtung

A‘ Abstand nach Kickdown

MD minimale Distanz

MM maximale Distanz