Zur Erkennung unvermeidbarer Kollisionen von Kraftfahrzeugen mit Hilfe von Stellvertretertrajektorien

Karrenberg, Simon GND

Eine wesentliche Steigerung der Sicherheit im Straßenverkehr ist mit Systemen möglich, die bereits vor einer Kollision aktiv werden. Eine herausragende Rolle unter diesen Systemen nimmt die automatische Notbremsung ein, die ohne Zutun des Fahrers eine Notbremsung ausführt. Dazu wird das Umfeld mit geeigneten Sensoren - beispielsweise Radaren und Laserscannern - abgetastet. Die Qualität einer automatischen Notbremsung hängt maßgeblich vom Auslösekriterium ab, mit dem die aufgenommen Umfelddaten interpretiert werden. Je früher eine unvermeidbare Kollision erkannt wird, desto größer ist der Sicherheitsgewinn der automatischen Notbremsung. Die aktuellen Auslösekriterien haben in Verkehrssituationen mit mehreren Hindernissen Schwächen, die dazu führen, dass die automatische Notbremsung verspätet ausgelöst wird. In dieser Arbeit wird ein neuartiges Verfahren zur Bewertung von Verkehrssituationen vorgestellt. Dabei wird zunächst eine spezielle Trajektorie - die sogenannte Stellvertretertrajektorie - berechnet und danach eine Kenngröße dieser Stellvertretertrajektorie zur Bewertung der Verkehrssituation und auch zur Auslösung der automatischen Notbremsung genutzt. Die Stellvertretertrajektorie zeichnet sich dadurch aus, dass sie einerseits kollisionsfrei ist und andererseits bei minimalem Reibbeiwert realisierbar ist. In dieser Arbeit wird unter anderem beschrieben, wie aus unendlich vielen Trajektorien eine solche Stellvertretertrajektorie ausgewählt werden kann. Zum Test des Verfahrens wurde ein Fahrversuch durchgeführt, in dem Probanden in insgesamt 840 Messfahrten bewusst in kritische Verkehrssituationen gebracht wurden. Auf Basis dieses Fahrversuchs wird festgestellt, dass die Situationsbewertung mit Hilfe von Stellvertretertrajektorie geeignet ist, um unvermeidbare Kollisionen zu erkennen. Das Verfahren weist gegenüber den aktuellen Auslösekriterien Vorteile auf. Allerdings haben sich Fragen auch ergeben, die vor einem Einsatz des Verfahrens abzuklären sind.

It is possible to increase traffic safety substantially with systems which become active before a collision. Automatic emergency braking, which performs an emergency stop without driver intervention, holds a pre-eminent position among these systems. The surroundings are monitored with appropriate sensors, for example radar and laser scanners. The quality of an automatic emergency stop depends primarily on the trigger criteria with which data registered from the surroundings are then interpreted. The sooner an unavoidable collision is identified as such, the greater is the gain in safety through the automatic emergency stop. The present trigger criteria exhibit weaknesses in traffic situations with multiple relevant obstacles, which result in the automatic braking being triggered too late. A new process for the evaluation of traffic situations will be presented in this paper. The first step in this process is that a special trajectory - the so-called proxy trajectory - is calculated and then a parameter of this proxy trajectory is used for the evaluation of the traffic situation as well as for the triggering of the automatic emergency braking. Two outstanding features of the proxy trajectory are that first, it is collision free and, second, it can be realised with a minimal friction coefficient. This paper will describe, among other things, how such a proxy trajectory can be chosen from among an infinite number of trajectories. To test the procedure, a driving test was performed in which test subjects were intentionally placed in critical traffic situations in a total of 840 tests. It was determined on the basis of this driving test that situation evaluation with the aid of proxy trajectory is appropriate for identifying unavoidable collisions. The process demonstrates advantages over the current trigger criteria. However, questions have arisen which must be clarified before the process can be implemented.

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Karrenberg, Simon: Zur Erkennung unvermeidbarer Kollisionen von Kraftfahrzeugen mit Hilfe von Stellvertretertrajektorien. 2008.

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