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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Stellgrößen für die Führung eines
Kraftfahrzeugs.
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Es sind Fahrzeugführungssysteme bekannt, die
den Fahrer bei der Längsführung des
Fahrzeugs (Beschleunigung und Verzögerung) und/oder bei der Querführung (Spurhaltung,
Lenkung) unterstützen. Die
Funktionen solcher Führungssysteme
reichen von einer einfachen Geschwindigkeitsregelung auf eine vom
Fahrer wählbare
Wunschgeschwindigkeit über
eine adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC; Adaptive Cruise Control),
bei der auch die Abstände zu
vorausfahrenden Fahrzeugen berücksichtigt
werden, bis hin zu einer vollständig
autonomen Führung des
Fahrzeugs. Weitere Beispiele für
Funktionen eines solchen Fahrzeugführungssystems sind die automatische
Erzeugung von Kollisionswarnungen oder die automatische Einleitung
von Notbremsungen oder Ausweichmanövern zur Vermeidung oder Milderung
der Auswirkungen von Kollisionen. Die Verkehrssituation wird mit
Hilfe von am Fahrzeug angebrachten Sensoren erfaßt, deren Signale einer Steuereinheit
als Eingangsgrößen zugeführt werden. Die
Eingangsgrößen betreffen
einerseits die Bewegungsgrößen des
geführten
Fahrzeugs selbst, also beispielsweise dessen Fahrgeschwindigkeit,
Beschleunigung, Giergeschwindigkeit und dergleichen, und andererseits
Informationen über
das Verkehrsumfeld, insbesondere Ortungsdaten von vorausfahrenden
Fahrzeugen und sonstigen Hindernissen sowie gegebenenfalls Informationen über den
Fahrbahnverlauf, die Fahrbahnbeschaffenheit und dergleichen. Für die Erfassung
der Ortungsdaten sind typischerweise ein oder mehrere Abstandssensoren vorgesehen,
beispielsweise ein Radarsensor zur Messung der Abstände und
Relativgeschwindigkeiten von Radarzielen, im Falle eines winkelauflösenden Radarsensors
auch zur Messung der Azimutwinkel der Radarziele, oder Lidarsensoren
oder Kamerasysteme, insbesondere Stereokamerasysteme mit elektronischer
Bildverarbeitung. Anhand der von diesen Sensoren gelieferten Eingangsgrößen berechnet die
Steuereinheit Stellgrößen, die über Stellelemente des
Antriebssystems und gegebenenfalls auch des Bremssystems auf das
Fahrzeug einwirken. Ein Beispiel für ein ACC-System dieser Art
wird beschrieben in SAE-Paper Nr. 96 10 10 "Adaptive Cruise Control, System Aspects
and Development Trends",
Winner et al., 1996.
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Die Berechnung der Stellgrößen durch
die Steuereinheit ist von einer Anzahl von Parametern abhängig, von
denen einige auch während
des Regelbetriebs dynamisch, in Abhängigkeit von der Verkehrssituation,
verändert
werden können.
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Beispielsweise werden bei der radargestützten Abstandsregelung
zumeist mehrere Objekte gleichzeitig vom Radarsystem geortet. Es
wird dann eine Objektliste erstellt, in der die einzelnen Objekte durch
ihre Abstands-, Relativgeschwindigkeit und Winkeldaten repräsentiert
sind. Bei den periodisch wiederholten Radarmessungen werden durch
eine sogenannte Tracking-Prozedur die in der aktuellen Messung erfaßten Objekte
mit den bei vorherigen Messungen erkannten Objekten identifiziert,
und es werden die Bewegungen der einzelnen Objekte verfolgt. Da
im Rahmen der Abstandsregelung ein auf der eigenen Fahrspur unmittelbar
vorausfahrendes Fahrzeug in einem geeigneten Sicherheitsabstand verfolgt
werden soll, wird ein Parameter benötigt, der bestimmt, welches
der mehreren Objekte als Zielobjekt für die Abstandsregelung auszuwählen ist.
Dieser Parameter muß anhand
geeigneter Kriterien an die jeweilige Verkehrssituation angepaßt werden.
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Die von den Sensoren an die Steuereinheit übermittelten
Eingangssignale sind in der Praxis mehr oder weniger verrauscht
und müssen
deshalb mit Hilfe geeigneter Filter aufbereitet werden. Jede dieser
Filterprozeduren wird durch einen oder mehrere Parameter beeinflußt, die
insbesondere die zeitliche Auflösung
des Filters bestimmen, beispielsweise Integrationszeiten, Abklingraten
oder die Auswahl von Frequenzbereichen im Frequenzspektrum des Signals.
Die Filter müssen
jeweils so parametriert werden, daß einerseits eine ausreichende
Rausch- und Störsignalunterdrückung erreicht
wird, andererseits jedoch Veränderungen
der Eingangsgrößen so schnell
weitergegeben werden, daß eine
rechtzeitige Reaktion des Führungssystems
möglich
ist.
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Häufig
werden in der Steuereinheit prädiktive Regler
eingesetzt, die die Bewegungen des eigenen Fahrzeugs und Bewegungen
der georteten Objekte in die Zukunft extrapolieren und so die Verkehrssituation
zu einem in der Zukunft liegenden Zeitpunkt prädizieren. Die Stellgrößen werden
dann so berechnet, daß innerhalb
eines bestimmten Optimierungszeitintervalls eine optimale Anpassung
an die prädizierte
Verkehrssituation erreicht wird. Längere Vorhersagezeiträume und
Optimierungszeitintervalle führen
zu einem "vorausschauenden" Verhalten des Führungssystems
und damit zu einem hohen Fahrkomfort, haben jedoch den Nachteil,
daß die
Wahrscheinlichkeit von Fehlprognosen zunimmt und unter Umständen auf
plötzlich
eintretende Änderungen nicht
angemessen reagiert wird. Auch diese Parameter sind deshalb geeignet
zu bestimmen.
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Weiterhin ist bei der Prädiktion
der zukünftigen
Entwicklung einer Eingangsgröße, beispielsweise
des Abstands zu einem Objekt, zu entscheiden, ob eine lineare Extrapolation
durchgeführt
werden soll, entsprechend der Annahme, daß die Relativgeschwindigkeit
konstant bleibt, oder eine quadratische Extrapolation unter Annahme
einer konstanten Beschleunigung oder aber eine Extrapolation noch
höherer
Ordnung. Gegebenenfalls müssen
im Falle von plötzlichen
Zustandsänderungen,
beispielsweise bei einem abrupten Bremsmanöver des vorausfahrenden Fahrzeugs,
bei der Prädiktion
auch plausible Annahmen darüber
gemacht werden, wie lange dieser Zustand anhalten wird.
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Generell erfordert die Bestimmung
der Parameter, die das Verhalten der verschiedenen Regelfunktionen
der Steuereinheit festlegen, eine Bewertung der Verkehrssituation.
Bisher werden für
diese Bewertung als situationsspezifische Größen entweder die gemessenen
oder abgeleiteten kinetischen Zustandsgrößen des eigenen Fahrzeugs und
der erfaßten
Objekte benutzt, z. B. die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs,
der Abstand und die Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs
etc., oder einfache Größen, die
aus diesen Zustandsgrößen abgeleitet
werden, z. B. die "time
to collision" (TTC),
also die berechnete Zeit bis zum Aufprall.
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den in Anspruch
1 angegebenen Merkmalen und die Vorrichtung mit den im ersten Vorrichtungsanspruch
angegebenen Merkmalen haben den Vorteil, daß eine effizientere Anpassung
der verschiedenen Parameter an die jeweilige Verkehrssituation ermöglicht wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird zur Bewertung der Verkehrssituation aus einem Satz von Eingangsgrößen, der
mindestens zwei Eingangsgrößen umfaßt, eine
einzige Bewertungsgröße gebildet,
die die Verkehrssituation kennzeichnet und als Grundlage für die Bestimmung
mehrerer Parameter dient. Mathematisch handelt es sich bei der einzigen
Bewertungsgröße um eine
skalare Funktion auf dem durch die mehreren Eingangsgrößen definierten Vektorraum.
Beispielsweise kann diese Bewertungsgröße als ein Maß für die Gefährlichkeit
der Situation betrachtet werden. wenn die Bewertungsgröße einen hohen
Wert hat, sollten demgemäß die Parameter
in der Steuereinheit so angepaßt
werden, daß mit
kürzerer
Ansprechzeit auf die Situation reagiert werden kann. Wenn diese
Bewertungsgröße einmal
berechnet worden ist, steht sie für die Bestimmung gleich mehrerer
Parameter zur Verfügung,
so daß bei
der Bestimmung der einzelnen Parameter nicht jedesmal wieder ein
komplexes System von Bewertungskriterien geprüft zu werden braucht. Auf diese
Weise wird ge rade in kritischen Situationen mit einem Minimum an
Rechenaufwand eine schnelle und effiziente Anpassung des Systemverhaltens
an die Verkehrssituation erreicht.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bevorzugt ist die Abhängigkeit
der Bewertungsgröße von den
Eingangsgrößen durch
ein mindestens zweidimensionales Kennfeld gegeben, das in digitaler
Form in der Steuereinheit gespeichert werden kann. Die Zahl der
Dimensionen des Kennfeldes entspricht der Anzahl der zu dem betreffenden Satz
gehörenden
Eingangsgrößen. Diese
Eingangsgrößen können unmittelbar
zur Adressierung des Kennfeldspeichers benutzt werden, so daß die Bewertungsgröße in kürzester
Zeit bestimmt werden kann. Da alle oder zumindest mehrere Parameter von
derselben Bewertungsgröße abhängig sind, bleibt
der Speicherplatzbedarf für
die Kennfeldspeicherung in vertretbaren Grenzen.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Bewertungsgröße unter
anderem für
die Zielobjektauswahl herangezogen wird. Jedem georteten Objekt
ist dann ein Satz von Eingangsgrößen zugeordnet,
der insbesondere den Abstand und die Relativgeschwindigkeit des
Objekts umfaßt
und aus dem eine für
dieses Objekt charakteristische Bewertungsgröße gebildet wird. Bei einem
höherdimensionalen
Kennfeld kann der Satz von Eingangsgrößen beispielsweise zusätzlich noch
die Relativbeschleunigung des Objekts, den Azimutwinkel des Objekts,
die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und dergleichen umfassen. Die
Bewertungsgröße ist dann
vorzugsweise ein Maß für die Relevanz
des Objekts, so daß die
Zielobjektauswahl erfolgen kann, indem einfach dasjenige Objekt
ausgewählt
wird, für
das die Bewertungsgröße maximal
ist. Die maximale Bewertungsgröße bildet
dann zugleich die Grundlage für
die Bestimmung der übrigen
Parameter wie Filterparameter, Optimierungszeitintervalle und dergleichen.
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Bei der Bewertungsgröße kann
es sich um eine rein fiktive Größe handeln,
sie kann jedoch wahlweise eine bestimmte physikalische Bedeutung
haben. Beispielsweise kann bei einer Annährungssituation an ein vorausfahrendes
Fahrzeug die Bewertungsgröße durch
die konstante (negative) Beschleunigung definiert sein, die nötig wäre, die
Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs an die des vorausfahrenden
Fahrzeugs anzupassen, also die Relativgeschwindigkeit des Zielobjekts
auf null zu reduzieren, ohne daß der
Abstand des Zielobjekts unter einen kritischen Mindestabstand abnimmt.
Dieser Mindestabstand kann seinerseits wieder von weiteren Eingangsgrößen abhängig sein,
beispielsweise von der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und
der vom Fahrer gewählten
Zeitlücke
(Objektabstand dividiert durch Relativgeschwindigkeit), mit der
das Zielobjekt verfolgt wird.
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Wenn der Ist-Abstand des Zielobjekts
bereits kleiner ist als der kritische Abstand, kann die Bewertungsgröße als diejenige
konstante Beschleunigung definiert werden, die nötig ist, den Objektabstand
innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls, das seinerseits wieder
von anderen Eingangsgrößen abhängig sein
kann, auf den kritischen Abstand zu vergrößern. Insgesamt ist die Bewertungsgröße dann
für verschiedene
Bereiche des Kennfelds unterschiedlich definiert, und die beiden
Definitionen werden so aneinander angepaßt, daß die Bewertungsgröße an der Bereichsgrenze
des Kennfeldes stetig ist. Vorzugsweise ist die Bewertungsgröße in der
Dimension "Objektabstand" monoton fallend
und in der Dimension "Relativgeschwindigkeit" ebefalls monoton
fallend. Sie wird also um so größer, je
näher das
Objekt ist und je größer die
Annäherungsgeschwindigkeit
(negative Relativgeschwindigkeit) ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Bereitstellen von Stellgrößen für die Fahrzeugführung; und
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2 ein
Beispiel für
eine durch ein zweidimensionales Kennfeld definierte Bewertungsgröße.
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In 1 ist
eine Steuereinheit 10 gezeigt, die in einem Kraftfahrzeug
installiert ist und dazu dient, Stellgrößen für die Fahrzeugführung bereitzustellen. Die
Steuereinheit 10 weist eine Eingangsschaltung 12 auf,
die Eingangsgrößen von
verschiedenen Sensoren des Fahrzeugs aufnimmt, insbesondere von
einem Geschwindigkeitssensor 14, der die Eigengeschwindigkeit
V des Fahrzeugs mißt,
und von einem Ortungsgerät 16,
beispielsweise einem Radarsensor, der Ortungsdaten von vorausfahrenden
Fahrzeugen und anderen möglichen
Hindernissen bereitstellt. Weitere Sensoren 18, 20,
die weitere Eingangsgrößen el – ek liefern,
sind in 1 lediglich
summarisch dargestellt. Wahlweise können die Funktionen der Sensoren 14, 18, 20 auch
von anderen Systemkomponenten des Fahrzeugs übernommen werden, die in der
Lage sind, Eingangsgrößen bereitzustellen.
So können
beispielsweise die Eigengeschwindigkeit V, die Gierbeschleunigung
des Fahrzeugs oder eine Eingangsgröße, die den Reibungskoeffizienten μ der Fahrbahn
angibt, auch von einem elektronischen Stabilitätssystem (EPS) des Fahrzeugs
bereitgestellt werden.
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Aus den Signalen des Ortungsgerätes 16 bildet
die Eingangsschaltung 12 im gezeigten Beispiel für jedes geortete Objekt i einen
Satz von drei Eingangsgrößen, nämlich den
Objektabstand di, die Relativgeschwindigkeit vri des Objekts und
den Azimutwinkel φi
des Objekts.
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Der Eingangsschaltung 12 ist
eine Filterschaltung 22 nachgeordnet, in der jede Eingangsgröße mit Hilfe
geeigneter Filter aufbereitet wird. Die Funktion jedes Filters in
der Filterschaltung 22 ist von einem oder mehreren Filterparametern
abhängig. Beispielsweise
ist es denkbar, daß eine
Eingangsgröße in der
Filterschaltung 22 über
ein bestimmtes Integrationszeitintervall gemittelt wird, um Rausch- und Störsignale
zu unterdrücken.
Die Länge
des Integrationszeitintervalls wäre
dann ein solcher Filterparameter. Ebenso ist denkbar, daß aus einer
Eingangsgröße ein gleitender
Mittelwert gebildet wird, indem aus den in mehreren vorausgegangenen
Meßzyklen
gemessenen Werten dieser Eingangsgröße eine gewichtete Summe gebildet wird,
wobei die Gewichtungsfaktoren exponentiell mit einer bestimmten Zeitkonstanten
abklingen. Auch diese Zeitkonstante wäre dann ein Beispiel für einen
Filterparameter.
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Die gefilterten Eingangsgrößen werden
im gezeigten Beispiel einer Prädiktionseinheit 24 zugeführt, die
anhand der Eingangsgrößen und
der zeitlichen Ableitungen derselben die künftige zeitliche Entwicklung
der Eingangsgrößen vorhersagt,
und bestimmt, welchen Wert die betreffende Eingangsgröße zu einem
bestimmten Zeitpunkt in der Zukunft, also nach Ablauf eines bestimmten
Verhersagezeitraums haben wird. Diese Vorhersagezeiträume können für die einzelnen
Eingangsgrößen unterschiedlich
lang sein und werden in Abhängigkeit
von der Dynamik der Situation und unter Berücksichtigung der Reaktionszeit
des Fahrzeugführungssystems
bestimmt.
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Die für jedes einzelne Objekt i aufgenommenen,
gefilterten und prädizierten
Eingangsgrößen di, vri
und φi
werden einem Auswahlmodul 26 zugeführt, das unter den mehreren
Objekten ein einziges Objekt als Zielobjekt auswählt. In der Regel wird das
ausgewählte
Zielobjekt das auf der eigenen Fahrspur unmittelbar vorausfahrende
Fahrzeug sein. Bei der Zielobjektauswahl wird zunächst für jedes
einzelne Objekt anhand des Azimutwinkels und des Abstands eine Wahrscheinlichkeit
dafür berechnet,
daß es
sich um ein Objekt auf der eigenen Fahrspur handelt. Wenn diese
Wahrscheinlichkeit oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt,
wird das Objekt der eigenen Fahrspur zugeordnet. Wenn mehrere Objekte
der eigenen Fahrspur zugeordnet wurden, wird im Normalfall das Objekt
mit dem kleinsten Objektabstand di als Zielobjekt ausgewählt.
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Die Ortungsdaten d, vr und φ des ausgewählten Zielobjektes
werden zusammen mit den übrigen
Eingangsgrößen einem
Regler 28 zugeführt, der
aus diesen Eingangsgrößen mit
Hilfe bekannter Regelalgorithmen eine Stellgröße am für Stellelemente 30 des
Antriebssystems des Fahrzeugs oder eine Stellgröße ab für Stellelemente 32 des
Bremssystems des Fahrzeugs berechnet.
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Im gezeigten Beispiel ist im Regler 28 eine Begrenzungseinheit 34 nachgeordnet,
die die Stellgrößen am und ab und/oder
deren Ände rungsraten
so begrenzt, daß abrupte
Beschleunigungs- oder Bremsvorgänge
vermieden werden und somit ein hoher Fahrkomfort erreicht wird.
Die in dieser Weise begrenzten Stellgrößen werden dann über eine
Ausgangsschaltung 36 an die Stellelemente 30, 32 ausgegeben.
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Die Funktionen der Filtereinheit 22,
der Prädiktionseinheit 24,
des Auswahlmoduls 26, des Reglers 28 und der Begrenzungseinheit 34,
die in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit
als getrennte Blöcke
dargestellt sind, können
in der Praxis von einem oder mehreren Mikroprozessoren ausgeführt werden.
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Die gefilterten Eingangsgrößen V, el – ek, di, vri, φi sowie
gegebenenfalls daraus abgeleitete Größen, z. B. zeitliche Ableitungen, werden einem Bewertungsmodul 38 zugeführt, das
aus diesen Größen für jedes
geortete Objekt eine einzige Bewertungsgröße gi bildet, die ein Maß dafür darstellt,
wie kritisch die jeweilige Verkehrssituation bezüglich des betreffenden Objektes
ist. Die objektspezifischen Bewertungsgrößen gi werden dem Auswahlmodul 26 zugeführt und
dienen dort als Kriterium für
die Zielobjektauswahl: Als Zielobjekt wird dasjenige Objekt ausgewählt, für das die
Bewertungsgröße gi maximal ist.
Diese maximale Bewertungsgröße g wird
dann vom Auswahlmodul 26 an die Filtereinheit 22,
die Prädiktionseinheit 24,
den Regler 28 und die Begrenzungseinheit 34 weitergeleitet
und bestimmt dort die Wahl der Filterparameter, der Vorhersagezeiträume, sowie
weitere Parameter der im Regler 28 ausgeführten Regelalgorithmen
und der Begrenzungsfunktion der Begrenzungseinheit 34.
Auf diese Weise wird eine Optimierung dieser Parameter im Hinblick
auf die jeweilige Verkehrssituation erreicht.
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Wenn ein hoher Wert der maximalen
Bewertungsgröße g auf
eine kritische Situation hindeutet, so werden generell die Filterparameter
in der Filtereinheit 22 und die Parameter im Regler 28
im Sinne einer kürzeren
Ansprechzeit verändert,
und die Vorhersagezeiträume
in der Prädiktionseinheit 24 können verkürzt werden.
Die Begrenzungsfunktionen in der Begrenzungseinheit 34 können so
verändert
werden, daß in
kritischen Situationen höhrere
Beschleunigungen oder Verzögerungen
sowie raschere Änderungen
der Beschleunigungs- und Verzöge rungswerte
zugelassen werden.
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Kernstück des Bewertungsmoduls 38 ist
ein mehrdimensionales Kennfeld, beispielsweise in der Form eines
digitalen Kennfeldspeichers, der von dem Mikroprozessor oder einem
der Mikroprozessoren mit den digitalen Daten adressiert wird, die
die Eingangsgrößen repräsentieren.
Die Anzahl der Dimensionen des Kennfelds entspricht der Anzahl der
berücksichtigten
Eingangsgrößen, gegebenenfalls
einschließlich
der daraus abgeleiteten Größen. Für die Objektabstände di der
verschiedenen Objekte ist jedoch nur eine Dimension vorgesehen,
und entsprechend auch für
die Relativgeschwindigkeiten und die Azimutwinkel der Objekte. Die
Bewertungsgrößen gi werden
nacheinander gebildet, indem der Kennfeldspeicher jeweils mit den
Daten für
das betreffende Objekt adressiert wird.
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2 zeigt
als vereinfachtes Beispiel einen zweidimensionalen Ausschnitt eines
Kennfelds 40 mit den Dimensionen d (Objektabstand) und
vr (Relativgeschwindigkeit des Objekts). Die in dem Kennfeld eingezeichneten
Kurven 42 stellen "Iso-Linien", dar, für welche
die Bewertungsgröße g (der
Objekt-Index i ist hier fortgelassen) jeweils einen konstanten Wert
hat. Die Iso-Linien 42 unterteilen somit das Kennfeld in
Zonen mit unterschiedlichen Werten von g (g = 1, g = 2,....)
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Im gezeigten Beispiel haben die Iso-Linien 42 jeweils
einen parabelförmigen
Abschnitt entsprechend der Funktion d = d0 + vr2/(2·g) (1)
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Dahinter verbirgt sich die folgende
physikalische Interpretation: Es wird angenommen, daß sich das
eigene Fahrzeug einem im Abstand d vorausfahrenden Fahrzeug mit
der Relativgeschwindigkeit vr annähert (vr ist negativ). Die
Bewertungsgröße g repräsentiert
dann die konstante Verzögerung
(negative Beschleunigung) des Fahrzeugs, die notwendig wäre, damit
sich das eigene Fahrzeug dem Objekt auf eine bestimmte kritische
Distanz d0 nähert
und dabei auf die Absolutgeschwindigkeit des Objekts abgebremst
wird, so daß dann
vr = 0 gilt.
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Die Absolutgeschwindigkeit des Objekts
wird dabei als konstant angenommen.
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Die obige Interpretation ist natürlich nur
sinnvoll, wenn der tatsächliche
Objektabstand d größer ist
als d0. Im Grenzfall d = d0 müßte die
Fahrzeugverzögerung
und damit die Bewertungsgröße g unendlich
hohe Werte annehmen, was physikalisch nicht möglich ist. Für kleine
Objektabstände
wird deshalb anstelle der obigen Gleichung (1) die folgende Gleichung
(2) als Bestimmungsgleichung für
die Iso-Linien 42 benutzt: d = d0 – T·vr – g·T2/2 (2)
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Die physikalische Interpretation
dieser Gleichung (2) besteht darin, daß die Bewertungsgröße g der
konstanten Fahrzeugverzögerung
entspricht, die notwendig ist, damit innerhalb einer bestimmten
Zeitspanne T die kritische Distanz d0 erreicht wird. Diese Definition
ist auch unter der Bedingung d < d0
anwendbar. Die Gleichung (2) ist die Gleichung einer Geraden und
entspricht somit einem geraden Abschnitt der betreffenden Iso-Linie 42.
Für jeden
Wert von g werden der parabelförmige
Abschnitt und der gerade Abschnitt stetig aneinandergefügt, so daß man insgesamt
ein stetiges Kennfeld erhält,
das sowohl in d als auch in vr monoton fallend ist.
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Weitere, in 2 nicht gezeigte Dimensionen des Kennfelds
betreffen die Eigengeschwindigkeit V des Fahrzeugs sowie die vom
Fahrer gewählte Soll-Zeitlücke τ = d/vr,
mit der ein vorausfahrendes Fahrzeug verfolgt werden soll. Für jede Kombination aus
Werten der Größen V und τ erhält man ein
weiteres, zu 2 analoges
zweidimensionales Kennfeld, das sich von dem Kennfeld nach 2 beispielsweise in der
Wahl der kritischen Distanz d0 und in der Wahl des Zeitintervalls
T unterscheiden kann.
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In 2 sind
als Beispiel zwei Objekte 44, 46 eingezeichnet,
die jeweils durch ein entsprechendes Wertepaar (vr, d) repräsentiert
werden. Beide Objekte 44, 46 sollen sich auf der
eigenen Fahrspur befinden. Das Objekt 44 ist das unmittelbar
vorausfahrende Fahr zeug, während
das Objekt 46 das übernächste Fahrzeug
ist und somit einen größeren Abstand
d hat. Während
normalerweise das unmittelbar vorausfahrende Fahrzeug, also das
Objekt 44 als Zielobjekt ausgewählt würde, hat das hier beschriebene
Verfahren zur Objektauswahl die Folge, daß in der in 2 gezeigten Situation das Objekt 46,
also das übernächste Fahrzeug,
als Zielobjekt ausgewählt
wird, weil für
dieses Objekt 46 die Bewertungsgröße g größer ist. In der Praxis entspräche dies
der Situation, daß das übernächste Fahrzeug
(Objekt 46) abrupt gebremst hat, so daß seine Relativgeschwindigkeit
dem Betrage nach sehr groß ist.
Das unmittelbar vorausfahrende Fahrzeug (Objekt 44) hat
auf diesen Bremsvorgang noch nicht reagiert und hat deshalb noch
eine Relativgeschwindigkeit in der Nähe von 0. Durch das hier beschriebene
Verfahren würde mit
der Auswahl des Objekts 46 als Zielobjekt vorausschauend
dem Bremsvorgang dieses Fahrzeugs Rechnung getragen, und die Geschwindigkeit
des eigenen Fahrzeugs würde
bereits verringert, bevor das unmittelbar vorausfahrende Fahrzeug
auf den Bremsvorgang reagiert hat. Dieses Systemverhalten trägt in der
Praxis nicht nur zu einer erhöhten
Fahrsicherheit, sondern auch zu einer erheblichen Verstetigung des
Verkehrsflusses bei hoher Verkehrsdichte bei.
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In 2 ist
das Kennfeld 40 in quadratische oder rechteckige Zellen 48 unterteilt.
Jede dieser Zellen 48 repräsentiert eine Speicherzelle
des digitalen Kennfeldspeichers. Die Zellen 48 haben in
unterschiedlichen Bereichen des Kennfelds 40 unterschiedliche
Größen und
sie sind dort am kleinsten, wo sich die Bewertungsgröße g am
stärksten ändert, d.
h., wo die Iso-Linien 42 am dichtesten liegen. Durch die variable
Größe der Zellen 48 wird
einerseits eine hinreichend hohe Auflösung des Kennfelds und andererseits,
insbesondere bei hochdimensionalen Kennfeldern, eine erhebliche
Verringerung des Speicherplatzbedarfes erreicht.