DE102023213077A1

DE102023213077A1 - Collision avoidance procedures and means for their implementation

Info

Publication number: DE102023213077A1
Application number: DE102023213077.7A
Authority: DE
Inventors: Juergen Feig; Thomas Mittermayr; Frank Bender; Maximilian Artner; Simon Glogger; Marc Schmid
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2023-12-20
Filing date: 2023-12-20
Publication date: 2025-06-26
Also published as: GB202500705D0; GB2700142A

Abstract

Es wird ein Kollisionsvermeidungsverfahren (400) vorgeschlagen, das umfasst, Fahrparameter eines Fahrzeugs (1), die angeben, ob und mit welcher Geschwindigkeit das Fahrzeug (1) vorwärtsfährt oder rückwärtsfährt, zu erfassen (320), eine Fahranforderung für das Fahrzeug (1), die vorgibt, dass das Fahrzeug (1) künftig vorwärtsfahren, rückwärtsfahren oder stillstehen soll, zu erfassen (330), einen oder mehrere vorwärtsorientierte Umfeldsensoren (11) oder einen oder mehrere rückwärtsorientierte Umfeldsensoren (11) des Fahrzeugs (1) in Abhängigkeit von den Fahrparametern und der Fahranforderung vorzugeben (340), und anschließend die vorgegebenen Sensoren (11, 12) zur Erkennung von Objekten (2) in einem Umfeld des Fahrzeugs (1) zu verwenden (350).

A collision avoidance method (400) is proposed, which comprises detecting (320) driving parameters of a vehicle (1) which indicate whether and at what speed the vehicle (1) is traveling forward or traveling backward, detecting (330) a driving request for the vehicle (1) which specifies that the vehicle (1) should travel forward, travel backward or come to a standstill in the future, specifying (340) one or more forward-oriented environmental sensors (11) or one or more rearward-oriented environmental sensors (11) of the vehicle (1) depending on the driving parameters and the driving request, and subsequently using (350) the specified sensors (11, 12) to detect objects (2) in an environment of the vehicle (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kollisionsvermeidungsverfahren und Mittel zur Implementierung eines derartigen Verfahrens.The present invention relates to a collision avoidance method and means for implementing such a method.

Hintergrundbackground

Fahrzeuge können zur Kollisionsvermeidung zur Durchführung von Kollisionsvermeidungsverfahren eingerichtet sein, die beispielsweise auf Kamera-, Ultraschall-, Radar- oder Lidartechnik basieren können.Vehicles can be equipped to carry out collision avoidance procedures that can be based, for example, on camera, ultrasound, radar or lidar technology.

Kollisionsvermeidungsverfahren sind insbesondere aus dem Bereich der Personenkraftwagen bekannt. Sie können jedoch, ggf. mit entsprechenden Anpassungen, auch bei mobilen Arbeitsmaschinen zum Einsatz kommen. Hier vorgeschlagene Ausgestaltungen können beide Einsatzgebiete betreffen.Collision avoidance systems are particularly well known in the field of passenger cars. However, with appropriate adaptations, they can also be used in mobile machinery. The designs proposed here can apply to both areas of application.

ÜbersichtOverview

Es werden ein Kollisionsvermeidungsverfahren und Mittel zu dessen Implementierung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.A collision avoidance method and means for its implementation are proposed with the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent patent claims and the following description.

Das vorgeschlagene Kollisionsvermeidungsverfahren umfasst das Erfassen von Fahrparametern eines Fahrzeugs, die angeben, ob und mit welcher Geschwindigkeit das Fahrzeug momentan vorwärtsfährt oder rückwärtsfährt, das Erfassen einer Fahranforderung für das Fahrzeug, die vorgibt, dass das Fahrzeug künftig vorwärtsfahren, rückwärtsfahren oder stillstehen soll, insbesondere unter Verwendung eines FNR-Signals (zur Definition siehe unten), das Vorgeben eines oder mehrerer vorwärtsorientierter Umfeldsensoren oder eines oder mehrerer rückwärtsorientierter Umfeldsensoren des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Fahrparametern und der Fahranforderung, und das Verwenden der vorgegebenen Sensoren zur Erkennung von Objekten in einem Umfeld des Fahrzeugs.The proposed collision avoidance method comprises detecting driving parameters of a vehicle which indicate whether and at what speed the vehicle is currently moving forward or backward, detecting a driving request for the vehicle which specifies that the vehicle should move forward, move backward or standstill in the future, in particular using an FNR signal (for the definition see below), specifying one or more forward-oriented environment sensors or one or more rearward-oriented environment sensors of the vehicle depending on the driving parameters and the driving request, and using the specified sensors to detect objects in an environment of the vehicle.

Wie unten im Detail erläutert, kann es insbesondere bei Fahrzeugen, die unter Verwendung eines FNR-Signals betrieben werden, und insbesondere bei einem Reversierbetrieb, dazu kommen, dass ein Fahrtrichtungswunsch und die aktuelle Bewegungsrichtung des Fahrzeugs zum Zeitpunkt einer entsprechenden Anforderung nicht übereinstimmen. Damit reagiert das System in diesem Zustand in Bewegungsrichtung nicht mehr auf kritische Objekte. Die vorliegende Erfindung überwindet diesen Nachteil und löst insbesondere die ebenfalls unten diskutierten Teilprobleme.As explained in detail below, particularly in vehicles operating using an FNR signal, and especially during reversing operation, it may happen that a desired direction of travel and the current direction of movement of the vehicle at the time of a corresponding request do not match. Thus, in this state, the system no longer reacts to critical objects in the direction of movement. The present invention overcomes this disadvantage and, in particular, solves the sub-problems also discussed below.

In einer Ausgestaltung umfasst das Kollisionsvermeidungsverfahren das Vorgeben des oder der vorwärtsorientierten Umfeldsensoren immer dann, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen vorliegt: (1) Die Fahranforderung gibt vor, dass das Fahrzeug künftig vorwärtsfahren soll und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug momentan vorwärtsfährt, stillsteht, oder mit nicht mehr als einer vorgegebenen Geschwindigkeit rückwärtsfährt, (2) die Fahranforderung gibt vor, dass das Fahrzeug künftig rückwärtsfahren soll und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug momentan mit mehr als einer vorgegebenen Geschwindigkeit vorwärtsfährt, oder (3) die Fahranforderung gibt vor, dass das Fahrzeug künftig stillstehen soll, und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug momentan stillsteht oder vorwärtsfährt. Entsprechende Ausgestaltungen ermöglichen es, ein vorwärtiges Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen und Kollisionen sicher zu vermeiden.In one embodiment, the collision avoidance method comprises specifying the forward-oriented environmental sensor(s) whenever at least one of the following conditions is present: (1) The driving request specifies that the vehicle should move forward in the future and the driving parameters specify that the vehicle is currently moving forward, stationary, or reversing at no more than a predetermined speed, (2) the driving request specifies that the vehicle should move backward in the future and the driving parameters specify that the vehicle is currently moving forward at more than a predetermined speed, or (3) the driving request specifies that the vehicle should move stationary in the future and the driving parameters specify that the vehicle is currently stationary or moving forward. Corresponding embodiments make it possible to detect the vehicle's forward environment and reliably avoid collisions.

In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Kollisionsvermeidungsverfahren das Vorgeben des oder der rückwärtsorientierten Umfeldsensoren immer dann, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen vorliegt: (1) Die Fahranforderung gibt vor, dass das Fahrzeug künftig vorwärtsfahren soll und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug mit mehr als einer vorgegebenen Geschwindigkeit rückwärtsfährt, (2) die Fahranforderung gibt vor, dass das Fahrzeug künftig rückwärtsfahren soll und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug rückwärtsfährt, stillsteht, oder mit weniger als einer vorgegebenen Geschwindigkeit vorwärtsfährt, oder (3) die Fahranforderung gibt vor, dass das Fahrzeug künftig stillstehen soll, und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug rückwärtsfährt. Eine entsprechende Ausgestaltung ermöglicht es, ein nach rückwärtiges Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen und hier Kollisionen sicher zu vermeiden.In one embodiment of the invention, the collision avoidance method comprises specifying the rearward-oriented environment sensor(s) whenever at least one of the following conditions is present: (1) The driving request specifies that the vehicle should drive forward in the future and the driving parameters specify that the vehicle will reverse at more than a predetermined speed, (2) the driving request specifies that the vehicle should drive backward in the future and the driving parameters specify that the vehicle will reverse, be stationary, or move forward at less than a predetermined speed, or (3) the driving request specifies that the vehicle should be stationary in the future and the driving parameters specify that the vehicle will reverse. A corresponding embodiment makes it possible to detect the environment behind the vehicle and reliably avoid collisions there.

In einer Ausgestaltung des Kollisionsvermeidungsverfahrens wird die Fahranforderung mittels einer Forward-Neutral-Reverse-(FNR-)Bedieneinheit durch einen Fahrer des Fahrzeugs oder eine autonome Fahrzeugsteuerung vorgegeben und/oder das Fahrzeug ist für einen Reversierbetrieb eingerichtet. Wie bereits erwähnt und unten weiter ausgeführt, treten insbesondere in solchen Fahrzeugen ggf. spezifische Probleme auf, die Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung erfolgreich überwinden.In one embodiment of the collision avoidance method, the driving request is specified by a vehicle driver or an autonomous vehicle control system using a forward-neutral-reverse (FNR) control unit, and/or the vehicle is configured for reversing operation. As already mentioned and further explained below, specific problems may occur, particularly in such vehicles, which embodiments of the present invention successfully overcome.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Kollisionsvermeidungsverfahren in einer mobilen Arbeitsmaschine als dem Fahrzeug durchgeführt. Besonders mobile Arbeitsmaschinen können, beispielsweise aufgrund in der Sichtlinie liegender Geräte wie Schaufeln, Gabeln usw. kollisionsgefährdet sein und entsprechende Kollisionen können besonders nachteilige Effekte zeitigen. Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung entfalten hierbei besondere Vorteile.In one embodiment of the invention, the collision avoidance method is carried out in a mobile work machine, such as the vehicle. Mobile work machines in particular can be at risk of collision, for example due to equipment such as shovels, forks, etc., located in the line of sight, and such collisions can have particularly adverse effects. The features of the present invention offer particular advantages in this regard.

In Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Kollisionsvermeidungsverfahrens kann bzw. können der oder die vorwärtsorientierten Umfeldsensoren und/oder der oder die rückwärtsorientierten Umfeldsensoren einen oder mehrere gleiche oder unterschiedliche Sensoren umfassen, die aus Infrarotsensoren, Radarsensoren, Ultraschallsensoren, Kamerasensoren und Lidarsensoren oder Kombinationen hiervon ausgewählt sind. Die Erfindung kann in entsprechenden Ausgestaltungen besonders vorteilhafte Sensoren und/oder Kombinationen hiervon einsetzen.In embodiments of the proposed collision avoidance method, the forward-oriented environmental sensor(s) and/or the rearward-oriented environmental sensor(s) may comprise one or more identical or different sensors selected from infrared sensors, radar sensors, ultrasonic sensors, camera sensors, and lidar sensors, or combinations thereof. The invention may employ particularly advantageous sensors and/or combinations thereof in corresponding embodiments.

Das vorgeschlagene Kollisionsvermeidungssystem weist Mittel zum Erfassen von Fahrparametern eines Fahrzeugs, die angeben, ob und mit welcher Geschwindigkeit das Fahrzeug vorwärtsfährt oder rückwärtsfährt, Mittel zum Erfassen einer Fahranforderung für das Fahrzeug, die vorgibt, dass das Fahrzeug künftig vorwärtsfahren, rückwärtsfahren oder stillstehen soll, Mittel zum Vorgeben eines oder mehrerer vorwärtsorientierter Umfeldsensoren oder eines oder mehrerer rückwärtsorientierter Umfeldsensoren des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Fahrparametern und der Fahranforderung und Mittel zum anschließenden Verwenden der vorgegebenen Sensoren zur Erkennung von Objekten in einem Umfeld des Fahrzeugs auf.The proposed collision avoidance system comprises means for detecting driving parameters of a vehicle which indicate whether and at what speed the vehicle is moving forward or backward, means for detecting a driving request for the vehicle which specifies that the vehicle should move forward, move backward or standstill in the future, means for specifying one or more forward-oriented environmental sensors or one or more rearward-oriented environmental sensors of the vehicle depending on the driving parameters and the driving request and means for subsequently using the specified sensors to detect objects in an environment of the vehicle.

Zu weiteren Merkmalen und Vorteilen eines entsprechenden Kollisionsvermeidungssystems und unterschiedlichen Ausgestaltungen hiervon sei auf die obigen Erläuterungen betreffend das vorgeschlagene Kollisionsvermeidungsverfahren und seine Ausgestaltungen ausdrücklich verwiesen, da diese hierfür in gleicher Weise gelten.For further features and advantages of a corresponding collision avoidance system and different embodiments thereof, reference is expressly made to the above explanations concerning the proposed collision avoidance method and its embodiments, since these apply equally to this.

Die vorgeschlagene Recheneinheit umfasst einen Prozessor, der so konfiguriert ist, dass er das vorgeschlagene Verfahren, insbesondere gemäß einer beliebigen der zuvor und nachfolgend erläuterten Ausgestaltungen, ausführt. Auch diese profitiert damit von den erläuterten Vorteilen des vorgeschlagenen Verfahrens und seiner Ausgestaltungen.The proposed computing unit comprises a processor configured to execute the proposed method, in particular according to any of the embodiments explained above and below. This unit thus also benefits from the explained advantages of the proposed method and its embodiments.

Entsprechendes gilt auch für das vorgeschlagene Computerprogramm, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer den Computer veranlassen, ein Kollisionsvermeidungsverfahren auszuführen, wie es zuvor in unterschiedlichen Ausgestaltungen erläutert wurde.The same applies to the proposed computer program, which comprises instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out a collision avoidance method as previously explained in different embodiments.

Für den vorgeschlagenen computerlesbaren Datenträger, auf dem ein entsprechendes Computerprogramm gespeichert ist, gilt im Wesentlichen dasselbe.Essentially the same applies to the proposed computer-readable data carrier on which a corresponding computer program is stored.

Die Implementierung des vorgeschlagenen Verfahrens oder seiner Ausgestaltungen in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist besonders vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist.The implementation of the proposed method or its embodiments in the form of a computer program or computer program product with program code for carrying out all method steps is particularly advantageous since this causes particularly low costs, in particular if an executing control unit is also used for other tasks and is therefore already present.

Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über geeignete Computernetze (Internet, Intranet, Cloud usw.) ist möglich.Suitable data storage media for providing the computer program include, in particular, magnetic, optical and electrical storage devices, such as hard disks, flash memories, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via suitable computer networks (Internet, intranet, cloud, etc.).

Zuvor beschriebene und weitere Ausgestaltungen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren weiter erläutert.Previously described and further embodiments are explained further below with reference to the attached figures.

FigurenbeschreibungCharacter description

1 illustrates a vehicle with a collision avoidance system.
2A and 2B illustrate the principles of embodiments of the invention.
3 shows aspects of a collision avoidance system in a simplified representation.
4 shows a collision avoidance procedure in a simplified representation.

AusführungsformenEmbodiments

Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen werden lediglich zu dem Zweck beschrieben, den Leser beim Verständnis der beanspruchten und zuvor erläuterten Merkmale zu unterstützen. Sie stellen lediglich repräsentative Beispiele dar und sollen hinsichtlich der Merkmale von vorgeschlagenen Ausgestaltungen nicht abschließend und/oder beschränkend betrachtet werden.The embodiments described below are described solely for the purpose of assisting the reader in understanding the claimed and previously discussed features. They are merely representative examples and are not intended to be exhaustive and/or limiting with regard to the features of proposed embodiments.

Es versteht sich, dass die zuvor und nachfolgend beschriebenen Vorteile, Ausführungsformen, Beispiele, Funktionen, Merkmale, Strukturen und/oder anderen Aspekte nicht als Beschränkungen des Umfangs der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, oder als Beschränkungen von Äquivalenten zu den Ansprüchen zu betrachten sind, und dass andere Ausführungsformen verwendet und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen.It is to be understood that the advantages, embodiments, examples, functions, features, structures and/or other aspects described above and below are not to be considered limitations on the scope of the invention as defined in the claims or limitations on equivalents to the claims, and that other embodiments may be utilized and changes may be made without departing from the scope of the claimed invention.

Unterschiedliche Ausführungsformen können weitere zweckmäßige Kombinationen der beschriebenen Elemente, Komponenten, Merkmale, Teile, Schritte, Mittel usw. umfassen, aufweisen, aus ihnen bestehen oder im Wesentlichen aus ihnen bestehen, auch wenn solche Kombinationen hier nicht spezifisch beschrieben sind. Darüber hinaus kann die Offenbarung andere Erfindungen umfassen, die gegenwärtig nicht beansprucht sind, die aber in Zukunft beansprucht werden können, insbesondere wenn sie vom Umfang der unabhängigen Ansprüche umfasst sind.Different embodiments may include further expedient combinations of the described elements, components, features, parts, steps, means, etc., even if such combinations are not specifically described herein. Furthermore, the disclosure may encompass other inventions not currently claimed but which may be claimed in the future, particularly if they are encompassed within the scope of the independent claims.

Erläuterungen, die sich auf Vorrichtungen, Apparate, Anordnungen, Systeme usw. gemäß hier vorgeschlagenen Ausführungsformen beziehen, können auch für Verfahren, Prozesse, Methoden usw. gemäß den hier vorgeschlagenen Ausführungsformen gelten und umgekehrt. Gleiche, gleich wirkende, in ihrer Funktion einander entsprechende, baulich identisch oder vergleichbar aufgebaute Elemente sowie Verfahrensschritte usw. können in den Zeichnungen mit identischen Bezugszeichen angegeben sein.Explanations relating to devices, apparatus, arrangements, systems, etc. according to the embodiments proposed here may also apply to methods, processes, methods, etc. according to the embodiments proposed here, and vice versa. Identical, functionally equivalent, structurally identical, or comparably constructed elements, as well as process steps, etc., may be identified in the drawings with identical reference numerals.

Es soll nun zunächst auf 1 Bezug genommen werden, die ein Fahrzeug 1, hier eine in Form eines Radladers ausgebildete mobile Arbeitsmaschine, zeigt. Das Fahrzeug 1 soll im hier besprochenen Beispiel für einen Reversierbetrieb und zur Bereitstellung bzw. Verarbeitung eines sogenannten FNR-Signals eingerichtet sein.It will now initially focus on 1 Reference should be made to the figure, which shows a vehicle 1, here a mobile work machine in the form of a wheel loader. In the example discussed here, vehicle 1 is intended to be configured for reversing operation and for providing or processing a so-called FNR signal.

Das FNR-Signal, wobei FNR für „Forward-Neutral-Reverse“ steht, ist ein essenzielles Konzept, insbesondere im Kontext von Arbeitsmaschinen wie Baggern, Radladern, Staplern und vielen anderen Maschinen, die in der Baubranche, im Bergbau oder in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Hierbei existieren unterschiedliche Signalzustände zur Anforderung entsprechender Betriebsmodi:

Vorwärts (engl. Forward): Im Vorwärtsmodus wird die Maschine oder das Fahrzeug 1 in normaler Arbeitsrichtung betrieben. Dies ist in der Regel die Hauptbetriebsrichtung eines entsprechenden Fahrzeugs, in der beispielsweise Erdbewegungen, das Laden von Materialien oder ähnliche Tätigkeiten durchgeführt werden.

The FNR signal, where FNR stands for "Forward-Neutral-Reverse," is an essential concept, especially in the context of work machines such as excavators, wheel loaders, forklifts, and many other machines used in the construction, mining, or agricultural industries. Different signal states exist to request corresponding operating modes:

Forward: In forward mode, the machine or vehicle 1 is operated in the normal working direction. This is typically the main operating direction of a corresponding vehicle, for example, for earthmoving, loading materials, or similar activities.

Stillstand oder Freilauf (engl. Neutral): Im Stillstands- oder Freilaufmodus wird der Antrieb in einen inaktiven Zustand versetzt, wodurch die Maschine oder das Fahrzeug 1 an Ort und Stelle bleibt, der Motor aber weiterläuft. Dies ist besonders nützlich, wenn der Bediener eine Pause machen möchte, ohne den Motor auszuschalten, oder wenn andere Funktionen der Maschine ohne Bewegung betrieben werden sollen.Neutral: In neutral or freewheel mode, the drive is placed in an inactive state, keeping the machine or vehicle 1 stationary but the engine running. This is particularly useful when the operator wants to take a break without turning off the engine or when other machine functions need to operate without movement.

Rückwärts (Reverse): Im Rückwärtsmodus kann die Maschine oder das Fahrzeug 1 entgegengesetzt zur normalen Arbeitsrichtung im Vorwärtsmodus betrieben werden. Dies ist besonders nützlich für das Manövrieren in beengten Räumen oder für spezifische Aufgaben, die einen Richtungswechsel erfordern, wie beispielsweise das Rückwärtsfahren eines Radladers nach dem Entladen von Material.Reverse: In reverse mode, the machine or vehicle 1 can be operated in forward mode, opposite to its normal working direction. This is particularly useful for maneuvering in confined spaces or for specific tasks that require a change of direction, such as reversing a wheel loader after unloading material.

In vielen modernen Arbeitsmaschinen oder Fahrzeugen 1 werden entsprechende Betriebsmodi über einen einfach zu bedienenden Hebel oder einen elektronischen Schalter vom Bediener vorgegeben, der auf Grundlage seiner allgemeinen Bekanntheit hier nicht gesondert veranschaulicht ist. Einige Maschinen sind zudem mit weitergebildeten Steuerungssystemen ausgestattet, die automatische Richtungswechsel basierend auf Sensordaten oder vorprogrammierten Mustern ermöglichen. Das schnelle und effiziente Wechseln zwischen diesen Modi, insbesondere in Maschinen, die in dynamischen oder beengten Arbeitsumgebungen eingesetzt werden, kann die Produktivität steigern und die Sicherheit bei entsprechenden Fahrzeugen 1 erhöhen.In many modern work machines or vehicles 1, the operator selects operating modes via an easy-to-use lever or electronic switch, which is not illustrated separately here due to its general familiarity. Some machines are also equipped with advanced control systems that enable automatic direction changes based on sensor data or preprogrammed patterns. Switching between these modes quickly and efficiently, particularly in machines used in dynamic or confined work environments, can increase productivity and enhance the safety of such vehicles 1.

Der Reversierbetrieb, oft auch als Reversierfunktion bezeichnet, ist ein wesentliches Merkmal vieler Arbeitsmaschinen oder Fahrzeuge 1 und bezieht sich auf die Fähigkeit der Maschine oder des Fahrzeugs 1, ihre Bewegungs- oder Arbeitsrichtung, insbesondere ohne Unterbrechung oder das Ausschalten des Motors, zu ändern.Reversing operation, often referred to as reversing function, is an essential feature of many work machines or vehicles 1 and refers to the ability of the machine or vehicle 1 to change its direction of movement or working direction, in particular without interrupting or switching off the engine.

Bei vielen Maschinen ermöglicht der Reversierbetrieb den Wechsel zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt oder -bewegung. Beispielsweise kann ein Radlader, als Beispiel für ein Fahrzeug 1, nachdem er Material aufgenommen hat, vorwärts zu einem Ablageort fahren und dann ohne Verzögerung rückwärts zurückfahren, indem er den Reversiermodus aktiviert. Bei hydraulisch betriebenen Systemen, wie sie in vielen Arbeitsmaschinen zu finden sind, kann durch Umkehrung der Flussrichtung des Hydrauliköls die Bewegungsrichtung von Zylindern oder Motoren geändert werden. In elektrischen Antriebssystemen, beispielsweise bei Elektromotoren, kann der Reversierbetrieb durch Ändern der Polarität oder Phasenfolge erreicht werden, wodurch der Motor in entgegengesetzter Richtung dreht.On many machines, reversing operation allows switching between forward and reverse travel or movement. For example, a wheel loader, as an example of Vehicle 1, can drive forward to a drop-off location after picking up material and then reverse back without delay by activating reversing mode. In hydraulically operated systems, such as those found in many off-highway machines, the direction of movement of cylinders or motors can be changed by reversing the direction of hydraulic oil flow. In electrical drive systems, such as electric motors, reversing operation can be achieved by changing the polarity or phase sequence, causing the motor to rotate in the opposite direction.

Der Reversierbetrieb ermöglicht es entsprechenden Fahrzeugen 1 insbesondere, in beengten Räumen effizient zu manövrieren, ohne ständig anhalten und neu starten zu müssen. Besonders in Szenarien, in denen häufige Richtungswechsel erforderlich sind, ermöglicht der Reversierbetrieb eine erhebliche Zeitersparnis und damit eine Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit. Der Reversierbetrieb kann auch aus Sicherheitsgründen eingesetzt werden, beispielsweise um schnell aus einer gefährlichen Situation herauszukommen.Reversing operation enables corresponding vehicles 1 to maneuver efficiently in confined spaces without having to constantly stop and restart. Especially in scenarios where frequent changes of direction are required, reversing operation enables significant time savings and thus an increase in working speed. Reversing operation can also be used for safety reasons, for example, to quickly escape from a dangerous situation.

Anwendungsbeispiele sind beispielsweise bei Baumaschinen Bagger, die vorwärts graben und dann rückwärts aus dem Grabungsbereich herausfahren müssen. Im Bereich der landwirtschaftlichen Maschinen kann ein Reversierbetrieb beispielsweise bei einem Traktor bzw. Ackerschlepper eingesetzt werden, der beim Pflügen oder bei anderen Feldarbeiten zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt wechseln muss. Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung eignen sich für beliebige solcher Fahrzeuge 1.Examples of applications in construction machinery include excavators that dig forward and then have to reverse out of the excavation area. In agricultural machinery, reversing operation can be used, for example, in a tractor or farm tractor that needs to switch between forward and reverse travel during plowing or other field work. Embodiments of the present invention are suitable for any such vehicles.

Insgesamt erhöht der Reversierbetrieb die Flexibilität und Vielseitigkeit von Arbeitsmaschinen und trägt dazu bei, ihre Effizienz und Sicherheit in verschiedensten Einsatzszenarien zu verbessern.Overall, reversing operation increases the flexibility and versatility of work machines and helps to improve their efficiency and safety in a wide variety of application scenarios.

Insbesondere Kollisionen von Fahrzeugen 1, die als mobile Arbeitsmaschinen ausgebildet sind, stellen für Mensch und Maschine ein erhebliches Risiko dar. Insbesondere bei eingeschränkter Sicht (verursacht z.B. durch eine beladene Schaufel an einem Radlader oder eine beladene Mulde an einem Dumper) kann es zu schweren Unfällen kommen. Systeme zur Vermeidung oder Mitigierung derartiger Kollisionen sind bekannt, und diese können beispielsweise Rückfahrkameras und Bird-Eye-View-Kameras zur besseren Rundumsicht, aber auch Systeme zur Kollisionswarnung und -vermeidung basierend auf Kamera-, Ultraschall-, Radar- oder Lidartechnik umfassen. Diese können als Assistenzsysteme die Sicherheit des Maschinenbetriebes erhöhen.In particular, collisions between vehicles 1 designed as mobile work machines pose a significant risk to both humans and machines. Particularly in conditions of restricted visibility (caused, for example, by a loaded bucket on a wheel loader or a loaded trough on a dump truck), serious accidents can occur. Systems for avoiding or mitigating such collisions are known and can include, for example, rear-view cameras and bird's-eye view cameras for improved all-round visibility, as well as collision warning and avoidance systems based on camera, ultrasound, radar, or lidar technology. These can increase the safety of machine operation as assistance systems.

Bei Systemen beruhend auf Umfeldsensorik (z.B. Radar) wird vom Sensorsystem ein Hindernis (z.B. Person, Fahrzeug oder Wand) erkannt.In systems based on environmental sensors (e.g. radar), the sensor system detects an obstacle (e.g. person, vehicle or wall).

Hydrostatische Antriebssysteme sind vor allem bei Fahrzeugen 1 im Bau- und Landmaschinensektor gebräuchlich. Hierbei ist eine hydraulische Fahrpumpe fluidisch mit einem oder mehreren hydrostatischen Motoren in einem hydraulischen System verbunden. Die von der Fahrpumpe bereitgestellte Hydraulikflüssigkeit treibt die hydrostatischen Motoren an. Diese Motoren werden auch als Hydromotoren bezeichnet.Hydrostatic drive systems are primarily used in vehicles 1 in the construction and agricultural machinery sectors. A hydraulic drive pump is fluidly connected to one or more hydrostatic motors in a hydraulic system. The hydraulic fluid supplied by the drive pump drives the hydrostatic motors. These motors are also referred to as hydraulic motors.

Insbesondere bei Baumaschinen mit hydrostatischen Fahrantrieben sind gibt der Fahrer den Fahrtrichtungswunsch über das FNR-Signal vor, wie zuvor bereits ausführlicher erläutert. Dies führt im Reversierbetrieb dazu, dass der Fahrtrichtungswunsch und die aktuelle Bewegungsrichtung des Fahrzeugs zum Zeitpunkt einer entsprechenden Anforderung nicht übereinstimmen. Damit reagiert das System in diesem Zustand in Bewegungsrichtung nicht mehr auf kritische Objekte. Bei der Auswahl der zu verarbeitenden Sensoren ist es deshalb nicht möglich, rein das FNR-Signal zu verwenden.Particularly in construction machinery with hydrostatic drives, the driver specifies the desired direction of travel via the FNR signal, as previously explained in more detail. This leads to a mismatch between the desired direction of travel and the vehicle's current direction of travel at the time of a corresponding request. In this state, the system no longer reacts to critical objects in the direction of travel. Therefore, it is not possible to use the FNR signal alone when selecting the sensors to be processed.

Eine alternative Auswahl der zu verarbeitenden Sensoren in Abhängigkeit von der Richtung der Geschwindigkeit würde hingegen dazu führen, dass im Stillstand immer nur eine der beiden Seiten (in Richtung Vorwärts oder Rückwärts), und zwar unabhängig vom Fahrtrichtungswunsch des Fahrers, ausgewertet wird. Damit würde das Fahrzeug im Stillstand zunächst eine Beschleunigung zulassen, auch wenn sich auf der Seite ein kritisches Objekt befindet. Die Auswahl der aktuell relevanten Sensoren muss deshalb in hier über eine Kombination aus Fahrtrichtungswunsch (gemäß dem FNR-Signal) und Richtung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen.An alternative selection of the sensors to be processed based on the direction of speed would, however, result in only one of the two directions (forward or reverse) being evaluated at a standstill, regardless of the driver's desired direction of travel. This would initially allow the vehicle to accelerate at a standstill, even if a critical object is located on that side. The selection of the currently relevant sensors must therefore be based on a combination of the desired direction of travel (according to the FNR signal) and the direction of the vehicle's speed.

Es sind daher zwei Teilprobleme zu lösen. (1) Im Stillstand muss eine Reaktion auf kritische Objekte im überwachten Bereich auf der dem Fahrtrichtungswunsch entsprechenden Seite erfolgen, und (2) In Bewegung muss eine Reaktion auf kritische Objekte im überwachten Bereich auf der der Richtung der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Seite erfolgen. Beiträge von Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden weiter unten noch genauer erläutert. Zunächst werden hier jedoch weitere Grundlagen erläutert.Therefore, two sub-problems must be solved. (1) When stationary, a reaction to critical objects in the monitored area must occur on the side corresponding to the desired direction of travel, and (2) When moving, a reaction to critical objects in the monitored area must occur on the side corresponding to the direction of the vehicle's speed. Contributions of embodiments of the present invention will be explained in more detail below. First, however, further fundamental principles will be explained here.

Das Fahrzeug 1 weist im hier vorgestellten Beispiel vorwärtsorientierte Umfeldsensoren 11 und rückwärtsorientierte Umfeldsensoren 12 auf, die hier jeweils gestrichelt veranschaulicht sind und hinsichtlich ihrer baulichen Ausgestaltung in keiner Weise beschränkt sind. Wenngleich in 1 an dem Fahrzeug nur jeweils ein vorwärtsorientierter Umfeldsensor 11 ein rückwärtsorientierter Umfeldsensor 12 dargestellt sind, können weitere, in beliebiger Weise am Fahrzeug 1 verteilte Sensoren und eine oder mehrere dezentrale, verteilte oder zentrale Auswerteeinheiten vorgesehen sein. Eine entsprechend gebildete Detektionsanordnung kann insbesondere Video-, Radar-, Lidar-, Ultraschall- oder Infrarotsensoren beliebiger Art, Kombination und Verschaltung als vorwärtsorientierte Umfeldsensoren 11 und rückwärtsorientierte Umfeldsensoren 12 aufweisen und/oder zur Kommunikation mit anderen Fahrzeugen eingerichtet sein.In the example presented here, the vehicle 1 has forward-oriented environment sensors 11 and rearward-oriented environment sensors 12, which are each illustrated here with dashed lines and are not limited in any way with regard to their structural design. 1 While only one forward-facing environment sensor 11 and one rearward-facing environment sensor 12 are shown on the vehicle, additional sensors distributed in any manner on the vehicle 1 and one or more decentralized, distributed, or centralized evaluation units can be provided. A correspondingly formed detection arrangement can, in particular, comprise video, radar, lidar, ultrasonic, or infrared sensors of any type, combination, and interconnection as forward-facing environment sensors 11 and rearward-facing environment sensors 12 and/or be configured for communication with other vehicles.

Im dargestellten Beispiel sind der oder die vorwärtsorientierten Umfeldsensoren 11 auf ein vorwärtiges Umfeld, hier verkleinert dargestellt und schematisch mit 2 bezeichnet, und der oder die rückwärtsorientierten Umfeldsensoren 12 auf ein rückwärtiges Umfeld, hier verkleinert dargestellt und schematisch mit 3 bezeichnet, gerichtet, um jeweils ein Objekt 21 bzw. 31 zu erkennen.In the example shown, the forward-oriented environment sensor(s) 11 are directed towards a forward environment, shown here in reduced size and schematically designated by 2, and the rearward-oriented environment sensor(s) 12 are directed towards a rearward environment, shown here in reduced size and schematically designated by 3, in order to detect an object 21 or 31, respectively.

Eine entsprechende Detektionsanordnung, deren Teil insbesondere ein Steuergerät 15 sein kann, kann insbesondere dazu eingerichtet sein, die Zuordnung der Objekts 21 bzw. 31 zu Objektklassen vorzunehmen. Auf diese Weise kann das Objekt 21 bzw. 31 beispielsweise als minderkritisches Objekt 21 bzw. 31, beispielsweise ein nichtbelebtes Objekt 21 bzw. 31, erkannt werden, oder aber als kritischeres Objekt 21 bzw. 31, beispielsweise als Mensch. In diesem Zusammenhang kann von einem „kollisionsrelevanten“ Objekt 21 bzw. 31 gesprochen werden, das sich von einem anderen, d.h. insbesondere einem nicht kollisionsrelevanten Objekt unterscheiden kann, und zwar beispielsweise bereits dadurch, dass es sich in vorwärtigen oder rückwärtigen Umfeld 2 bzw. 3 befindet.A corresponding detection arrangement, which may include a control unit 15, may be configured to assign the object 21 or 31 to object classes. In this way, the object 21 or 31, for example, be recognized as a less critical object 21 or 31, for example an inanimate object 21 or 31, or as a more critical object 21 or 31, for example a human. In this context, one can speak of a "collision-relevant" object 21 or 31, which can be distinguished from another, i.e. in particular a non-collision-relevant object, for example simply by the fact that it is located in the forward or rearward environment 2 or 3.

Ein kollisionsrelevantes Objekt 21 bzw. 31 kann sich von einem anderen Objekt dadurch unterscheiden, dass eine Kollision mit diesem unerwünschte Effekte, beispielsweise Beschädigungen an dem Fahrzeug 1 oder dem Objekt 21 bzw. 31, nach sich zieht. Ein nicht kollisionsrelevantes Objekt kann beispielsweise dadurch gekennzeichnet sein, dass es zu klein ist oder ein Material aufweist, das bei einer Kollision keine negativen Effekte erwarten lässt. Beispiele für nicht kollisionsrelevante Objekte sind beispielsweise Kieselsteine, Laub, Sand oder Papier im Fahrweg. Ein Objekt 21 bzw. 31 kann beispielsweise durch eine Benutzerdefinition oder Vorgabe als kollisionsrelevantes Objekt 21 bzw. 31 gekennzeichnet, d.h. beispielsweise entsprechend klassifiziert, werden.A collision-relevant object 21 or 31 can differ from another object in that a collision with it results in undesirable effects, such as damage to the vehicle 1 or the object 21 or 31. A non-collision-relevant object can, for example, be characterized by being too small or by being made of a material that is not expected to have any negative effects in the event of a collision. Examples of non-collision-relevant objects include pebbles, leaves, sand, or paper in the path of travel. An object 21 or 31 can, for example, be characterized as a collision-relevant object 21 or 31 by a user definition or specification, i.e., can be classified accordingly.

Die Erkennung von kollisionsrelevanten oder minderkritischen Objekten 21 bzw. 31 kann in Abhängigkeit der Detektion durch unterschiedliche Sensorsysteme erfolgen. Je nachdem, ob ein Objekt 21 bzw. 31 mittels eines Radars, Lidar- oder Videosensors 11 bzw. 12 oder von einer Kombination hieraus erkannt werden kann, können die Objekte 21 bzw. 31 den Objektklassen zugeordnet werden. Die Zuordnung der Objekte 21 bzw. 31 zu entsprechenden Objektklassen kann in Abhängigkeit von Messdaten eines oder mehrerer Sensoren vorteilhafterweise anhand der durch Lidar- und/oder Radarsensoren gemessenen Objektausdehnung oder anhand des videosensorisch ermittelten Grauwertmusters erfolgen. Beispielsweise ist ein Fußgänger mittels eines Videosensors eher erkennbar, wobei ein Radarsensor in diesem Fall möglicherweise eine unzuverlässigere Detektion erlaubt. Die Zuordnung der Objekte 21 bzw. 31 zu entsprechenden Objektklassen kann in Abhängigkeit von einer Objektgeschwindigkeit erfolgen. Mittels einer derartigen Objektklassifikation lassen sich die erkannten Objekte 21 bzw. 31 beispielsweise in stehende, angehaltene, langsam bewegende oder schnellbewegende Objekte 21 bzw. 31 einordnen. Aufgrund dieser Zuordnung ist es möglich, eine Einschätzung über die zukünftige, maximal mögliche Beschleunigung der Objekte sowie Beschleunigungsrichtungen voraussagen.The detection of collision-relevant or less critical objects 21 or 31 can be carried out depending on the detection by different sensor systems. Depending on whether an object 21 or 31 can be detected by a radar, lidar, or video sensor 11 or 12, or by a combination thereof, the objects 21 or 31 can be assigned to the object classes. The assignment of the objects 21 or 31 to corresponding object classes can advantageously be carried out depending on measurement data from one or more sensors based on the object extent measured by lidar and/or radar sensors or based on the grayscale pattern determined by video sensors. For example, a pedestrian is more easily recognizable using a video sensor, although a radar sensor may allow less reliable detection in this case. The assignment of the objects 21 or 31 to corresponding object classes can be carried out depending on an object speed. By means of such an object classification, the detected objects 21 and 31 can be classified, for example, into stationary, stopped, slow-moving, or fast-moving objects 21 and 31, respectively. Based on this classification, it is possible to predict an estimate of the future, maximum possible acceleration of the objects as well as the directions of acceleration.

Bekannte Systeme zur Kollisionsvermeidung, die beispielsweise unter Verwendung des Steuergeräts 15 des Fahrzeugs 1 implementiert sein können, können aufgrund des übermittelten Abstandes zum Objekt 21 bzw. 31 und dessen Relativgeschwindigkeit eine Zeit bis zur Kollision („Time to Collision“, TTC) sowie einen Abstand abschätzen bzw. ermitteln, bei dessen Unterschreitung gewarnt werden soll (es bleibt noch genug Zeit für den Fahrer zum manuellen Bremseingriff) bzw. einen Abstand , bei dessen Unterschreitung ein Brems- bzw. Verzögerungseingriff automatisiert erfolgen soll. Derartige Systeme sind aus dem Automobilbereich bereits bekannt und kommen mit entsprechenden Anpassungen auch im Bereich mobiler Arbeitsmaschinen zum Einsatz.Known collision avoidance systems, which can be implemented, for example, using the control unit 15 of the vehicle 1, can estimate or determine a time to collision (TTC) based on the transmitted distance to the object 21 or 31 and its relative speed, as well as a distance below which a warning should be issued (there is still enough time for the driver to manually apply the brakes), or a distance below which braking or deceleration should be automatically applied. Such systems are already known from the automotive sector and, with appropriate adaptations, are also used in the field of mobile machinery.

Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung lösen die oben genannten Verfahren Probleme mit dem vorgeschlagenen Kollisionsvermeidungsverfahren bzw. -system. Diese Probleme, und die Lösung gemäß Aspekten der Erfindung, werden nochmals unter Bezugnahme auf die 2A und 2B erläutert, wo erneut ein Fahrzeug 1 in Form eines Radladers und ein Objekt 31 in einem rückwärtigen Umfeld dargestellt sind. Eine Fahrtrichtung ist in 2A mit einem Pfeil 13, eine Richtungsvorgabe durch ein FNR-Signal mit einem Pfeil 14 angegeben. Es versteht sich, dass Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung weitere Situationen umfassen können, die in 2A und 2B nicht veranschaulicht sind.Embodiments of the present invention solve the above-mentioned problems with the proposed collision avoidance method or system. These problems, and the solution according to aspects of the invention, are again described with reference to the 2A and 2B explained, where again a vehicle 1 in the form of a wheel loader and an object 31 are shown in a rear environment. A direction of travel is shown in 2A with an arrow 13, a direction specification is indicated by an FNR signal with an arrow 14. It is understood that embodiments of the present invention may include further situations that are 2A and 2B are not illustrated.

In der in 2A dargestellten Situation, fährt das Fahrzeug 1 rückwärts, und das Objekt 31 würde daher im weiteren Verlauf mit dem Fahrzeug 1 kollidieren. Allerdings gibt das FNR-Signal eine Vorwärtsfahrt vor, so dass die Kollision nach dem Reversieren nicht mehr relevant ist. Daher werden in Ausgestaltungen der Erfindung hier nun vorwärtsorientierte Sensoren 11 ausgewählt, wenn weitere, nachfolgend erläuterte Bedingungen vorliegen.In the 2A In the situation shown, vehicle 1 is traveling backward, and object 31 would therefore subsequently collide with vehicle 1. However, the FNR signal indicates forward travel, so that the collision is no longer relevant after reversing. Therefore, in embodiments of the invention, forward-oriented sensors 11 are selected if further conditions, explained below, exist.

In der in 2B dargestellten Situation steht das Fahrzeug still. Das Fahrzeug kann daher nicht mit dem Objekt 31 kollidieren, wenn der Stillstand weiter besteht. Allerdings gibt das FNR-Signal eine Rückwärtsfahrt vor, so dass die Kollisionsgefahr nach der Anfahrt akut wird. Daher werden in Ausgestaltungen der Erfindung hier nun rückwärtsorientierte Sensoren 12 ausgewählt, insbesondere wenn weitere, nachfolgend erläuterte Bedingungen vorliegen.In the 2B In the situation shown, the vehicle is stationary. Therefore, the vehicle cannot collide with object 31 if the standstill continues. However, the FNR signal indicates reverse travel, so the risk of collision becomes acute after the approach. Therefore, in embodiments of the invention, rearward-oriented sensors 12 are selected here, particularly if further conditions explained below exist.

Tabelle 1 stellt das jeweilige Vorgehen dar, wobei mit v_Thd ein Geschwindigkeitsschwellwert einer Vorwärtsfahrt und mit -v_Thd ein Geschwindigkeitsschwellwert einer Rückwärtsfahrt angegeben sind. Eine Geschwindigkeit ohne Vorzeichen bezeichnet dabei eine Vorwärtsfahrgeschwindigkeit, eine Geschwindigkeit mit negativem Vorzeichen bezeichnet eine Rückwärtsfahrgeschwindigkeit.Table 1 illustrates the respective procedures, where v_Thd represents a speed threshold for forward travel and -v_Thd represents a speed threshold for reverse travel. An unsigned speed indicates a forward travel speed, while a negative sign indicates a reverse travel speed.

Liegt die ohne Vorzeichen Geschwindigkeit v daher oberhalb des Geschwindigkeitsschwellwert der Vorwärtsfahrt v_Thd, so fährt das Fahrzeug vorwärts, liegt sie darunter, bis hinein in den negativen Bereich, kann das Fahrzeug noch immer vorwärts fahren, aber auch stillstehen oder rückwärtsfahren. Liegt die, dann im negativen Bereich liegende, Geschwindigkeit v bzw. -v unterhalb des Geschwindigkeitsschwellwerts der Rückwärtsfahrt -v_Thd, so fährt das Fahrzeug rückwärts, liegt sie darüber, kann das Fahrzeug noch immer rückwärtsfahren, aber auch stillstehen oder vorwärtsfahren.Therefore, if the unsigned speed v is above the forward speed threshold v_Thd, the vehicle moves forward. If it is below this value, into the negative range, the vehicle can still move forward, but can also stand still or move backward. If the speed v or -v, which is then in the negative range, is below the reverse speed threshold -v_Thd, the vehicle moves backward. If it is above this value, the vehicle can still move backward, but can also stand still or move forward.

Mit stDrvDirDem ist die Vorgabe des FNR-Signals angegeben, wobei -1 eine angeforderte Rückwärtsfahrt, 1 eine angeforderte Vorwärtsfahrt, und 0 einen angeforderten Stillstand angibt. Wie erwähnt, kann das Signal über eine Bedieneinheit durch einen Benutzer oder in beliebiger anderer Weise vorgegeben werden. Die jeweils verwendeten, vorwärts- oder rückwärtsorientierten, Sensoren sind, wie in 1, mit 11 bzw. 12 angegeben. Tabelle 1 stDrvDirDem -1 stDrvDirDem 0 stDrvDirDem 1 v ≥ v_Thd 11 v ≥ 0 11 v ≥ -v_Thd 11 v < v_Thd 12 v < 0 12 v < -v_Thd 12 stDrvDirDem specifies the FNR signal, where -1 indicates a requested reverse drive, 1 a requested forward drive, and 0 a requested standstill. As mentioned, the signal can be specified via a control unit by a user or in any other way. The respective forward- or reverse-oriented sensors used are, as shown in 1 , indicated by 11 and 12 respectively. Table 1 stDrvDirDem -1 stDrvDirDem 0 stDrvDirDem 1 v ≥ v_Thd 11 v ≥ 0 11 v ≥ -v_Thd 11 v < v_Thd 12 v < 0 12 v < -v_Thd 12

Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Kollisionsvermeidungsverfahren umfassen das Erfassen von Fahrparametern eines Fahrzeugs 1, die angeben, ob und mit welcher Geschwindigkeit das Fahrzeug vorwärtsfährt oder rückwärtsfährt, also eine Geschwindigkeit v ohne oder mit negativem Vorzeichen oder mit dem Wert null vorliegt.Embodiments of the proposed collision avoidance method include the detection of driving parameters of a vehicle 1, which indicate whether and at what speed the vehicle is moving forward or backward, i.e. whether a speed v is present without or with a negative sign or with the value zero.

Ebenfalls erfolgt das Erfassen einer Fahranforderung für das Fahrzeug 1, die vorgibt, dass das Fahrzeug 1 künftig vorwärtsfahren, rückwärtsfahren oder stillstehen soll, in Tabelle 1 mit einem entsprechenden Wert für den Parameter stDrvDirDem von -1, 0 oder 1 ausgedrückt. Auf dieser Grundlage erfolgt das Vorgeben eines oder mehrerer vorwärtsorientierter Umfeldsensoren 11 oder eines oder mehrerer rückwärtsorientierter Umfeldsensoren 11, und diese werden anschließend zur Erkennung von Objekten 21 bzw. 31 im Umfeld des Fahrzeugs 1 verwendet.Likewise, a driving request for vehicle 1 is detected, which specifies that vehicle 1 should drive forward, reverse, or standstill in the future, expressed in Table 1 with a corresponding value for the parameter stDrvDirDem of -1, 0, or 1. On this basis, one or more forward-oriented environment sensors 11 or one or more rearward-oriented environment sensors 11 are specified, and these are subsequently used to detect objects 21 or 31 in the environment of vehicle 1.

Konkreter erfolgt das Vorgeben des oder der vorwärtsorientierten Umfeldsensoren 11 in Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung immer dann, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen 1 bis 3 vorliegt:

1. Die Fahranforderung, gibt vor, dass das Fahrzeug 1 künftig vorwärtsfahren soll und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug 1 vorwärtsfährt, stillsteht, oder mit nicht mehr als einer vorgegebenen Geschwindigkeit rückwärtsfährt, also stDrvDirDem > 0 und v ≥ -v_Thd gemäß Tabellenspalten 5 und 6, vorletzte Zeile der Tabelle 1.
2. Die Fahranforderung gibt vor, dass das Fahrzeug 1 künftig rückwärtsfahren soll und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug 1 mit mehr als einer vorgegebenen Geschwindigkeit vorwärtsfährt, also stDrvDirDem < 0 und v ≥ v_Thd gemäß Tabellenspalten 1 und 2, vorletzte Zeile der Tabelle 1.
3. Die Fahranforderung gibt vor, dass das Fahrzeug 1 künftig stillstehen soll, und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug 1 stillsteht oder vorwärtsfährt, also stDrvDirDem = 0 und v ≥ 0 gemäß Tabellenspalten 3 und 4, vorletzte Zeile der Tabelle 1.

More specifically, in embodiments of the present invention, the forward-oriented environment sensor(s) 11 are specified whenever at least one of the following conditions 1 to 3 is present:

1. The driving request specifies that vehicle 1 should drive forward in the future and the driving parameters specify that vehicle 1 drives forward, stands still, or drives backward at no more than a specified speed, i.e. stDrvDirDem > 0 and v ≥ -v_Thd according to table columns 5 and 6, penultimate row of Table 1.
2. The driving request specifies that vehicle 1 should drive backward in the future and the driving parameters specify that vehicle 1 drives forward at more than a specified speed, i.e. stDrvDirDem < 0 and v ≥ v_Thd according to table columns 1 and 2, penultimate row of Table 1.
3. The driving request specifies that vehicle 1 should be stationary in the future, and the driving parameters specify that vehicle 1 is stationary or moving forward, i.e. stDrvDirDem = 0 and v ≥ 0 according to table columns 3 and 4, penultimate row of Table 1.

Das Vorgeben des oder der rückwärtsorientierten Umfeldsensoren 12 in Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung immer dann, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen 3 bis 5 vorliegt, wobei die Nummerierung lediglich zu Distinktionszwecken erfolgt:

4. Die Fahranforderung gibt vor, dass das Fahrzeug 1 künftig vorwärtsfahren soll und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug 1 mit mehr als einer vorgegebenen Geschwindigkeit rückwärtsfährt, also stDrvDirDem > 0 und v < -v_Thd gemäß Tabellenspalten 5 und 6, letzte Zeile der Tabelle 1.
5. Die Fahranforderung gibt vor, dass das Fahrzeug 1 künftig rückwärtsfahren soll und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug 1 rückwärtsfährt, stillsteht, oder mit weniger als einer vorgegebenen Geschwindigkeit vorwärtsfährt, also stDrvDirDem < 0 und v < v_Thd gemäß Tabellenspalten 1 und 2, letzte Zeile der Tabelle 1.
6. Die Fahranforderung gibt vor, dass das Fahrzeug 1 künftig stillstehen soll, und die Fahrparameter geben an, dass das Fahrzeug 1 rückwärtsfährt, also stDrvDirDem = 0 und v < 0 gemäß Tabellenspalten 3 und 4, letzte Zeile der Tabelle 1.

The specification of the rearward-oriented environmental sensor(s) 12 in embodiments of the present invention always when at least one of the following conditions 3 to 5 is present, the numbering being for the purpose of distinction only:

4. The driving request specifies that vehicle 1 should drive forward in the future and the driving parameters specify that vehicle 1 should drive backward at more than a specified speed, i.e. stDrvDirDem > 0 and v < -v_Thd according to table columns 5 and 6, last row of Table 1.
5. The driving request specifies that vehicle 1 should drive backwards in the future and the driving parameters specify that vehicle 1 drives backwards, is stationary, or drives forwards at less than a specified speed, i.e. stDrvDirDem < 0 and v < v_Thd according to table columns 1 and 2, last row of Table 1.
6. The driving request specifies that vehicle 1 should be stationary in the future, and the driving parameters specify that vehicle 1 is driving backward, i.e. stDrvDirDem = 0 and v < 0 according to table columns 3 and 4, last row of Table 1.

Mit Ausgestaltungen der Erfindung kann damit in Bewegung eine Reaktion auf kritische Objekte im überwachten Bereich auf der der Richtung der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Seite erfolgen. Bei einem Reversieren ermöglicht die Auswahl der Sensoren 11 bzw. 12 eine Reaktion auf ein Objekt 21 bzw. 31 im kritischen Bereich 2 bzw. 3. Bei einem Stillstand ermöglicht eine entsprechende Auswahl der Sensoren 11 bzw. 12 eine Reaktion auf ein Objekt 21 bzw. 31 im kritischen Bereich 2 bzw. 3 nach Anfahrt.With embodiments of the invention, a reaction to critical objects in the monitored area on the side corresponding to the direction of the vehicle speed can thus take place during movement. During reversing, the selection of sensors 11 or 12 enables a reaction to an object 21 or 31 in the critical area 2 or 3, respectively. During a standstill, a corresponding appropriate selection of sensors 11 or 12 a reaction to an object 21 or 31 in the critical area 2 or 3 after approach.

In 3 ist ein Verfahren gemäß einer Ausgestaltung veranschaulicht und insgesamt mit 300 bezeichnet. Zu Beginn, mit 310 bezeichnet, fährt oder steht das Fahrzeug dabei, ohne dass eine FNR-Anforderung registriert wird. In einem Schritt 320 erfolgt ein Erfassen 320 von Fahrparametern eines Fahrzeugs 1, die angeben, ob und mit welcher Geschwindigkeit das Fahrzeug (1) vorwärtsfährt oder rückwärtsfährt, in einem Schritt 330 ein Erfassen 330 einer Fahranforderung für das Fahrzeug 1, die vorgibt, dass das Fahrzeug 1 künftig vorwärtsfahren, rückwärtsfahren oder stillstehen soll, also eines FNR-Signals. Schritte 320 und 330 können vertauscht sein oder parallel durchgeführt werden.In 3 A method according to one embodiment is illustrated and designated overall by 300. At the beginning, designated by 310, the vehicle is moving or stationary without an FNR request being registered. In a step 320, driving parameters of a vehicle 1 are detected 320, which indicate whether and at what speed the vehicle (1) is moving forward or backward. In a step 330, a driving request for the vehicle 1 is detected 330, which specifies that the vehicle 1 should move forward, reverse, or remain stationary in the future, i.e., an FNR signal. Steps 320 and 330 can be interchanged or carried out in parallel.

Ein Schritt 340 umfasst das Auswählen eines oder mehrerer vorwärtsorientierter Umfeldsensoren 11 oder eines oder mehrerer rückwärtsorientierter Umfeldsensoren 11 des Fahrzeugs 1 in Abhängigkeit von den in Schritten 320 bzw. 330 erfassten Fahrparameter und der Fahranforderung. In Schritt 350 erfolgt eine anschließende Verwendung der vorgegebenen Sensoren 11 bzw. 12 zur Erkennung von Objekten 21 bzw. 31 in einem vorwärtigen oder rückwärtigen Umfeld 2 bzw. 3 des Fahrzeugs 1, wie oben erläutert.A step 340 comprises selecting one or more forward-oriented environment sensors 11 or one or more rearward-oriented environment sensors 11 of the vehicle 1 depending on the driving parameters acquired in steps 320 and 330, respectively, and the driving requirement. In step 350, the specified sensors 11 and 12 are subsequently used to detect objects 21 and 31 in a forward or rearward environment 2 and 3 of the vehicle 1, respectively, as explained above.

Durch Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung kann die Verfügbarkeit des Kollisionsvermeidungssystems insbesondere im Reversierbetrieb erhöht werden. Ferner kann eine Reduzierung von Kollisionen insbesondere im Reversierbetrieb ermöglicht werden. Es wird eine frühzeitige Validierung kritischer Objekte aus dem Stillstand heraus durch eine Berücksichtigung des Fahrtrichtungswunsches ermöglicht.Embodiments of the present invention can increase the availability of the collision avoidance system, particularly during reversing operation. Furthermore, a reduction in collisions, particularly during reversing operation, can be enabled. Early validation of critical objects from a standstill is enabled by taking the desired direction of travel into account.

Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung können ohne weitere Sensorik mit den vorhandenen Informationen in einem entsprechenden Fahrzeug umgesetzt werden, wobei hierzu insbesondere auch auf 4 verwiesen wird, die Aspekte eines Kollisionsvermeidungssystems in vereinfachter Darstellung in Form eines nicht gesondert bezeichneten Blockschaltbilds veranschaulicht.Embodiments of the present invention can be implemented in a corresponding vehicle without additional sensor technology using the available information, in particular 4 which illustrates aspects of a collision avoidance system in a simplified representation in the form of a block diagram not specifically identified.

Eine Parametrierung 410 gibt, wie mit 411 veranschaulicht, geeignete Parameter wie beispielsweise die erwähnten Geschwindigkeitsschwellwerte v_Thd bzw. -v_Thd, vor. Mittels einer Bereitstellung 420, beispielsweise über einen CAN-Bus, werden Signale bzw. Werte 421 bzw. 422 bereitgestellt, die die erwähnten Fahrparameter des Fahrzeugs 1, die angeben, ob und mit welcher Geschwindigkeit das Fahrzeug 1 vorwärtsfährt oder rückwärtsfährt, und die Fahranforderung für das Fahrzeug 1, die vorgibt, dass das Fahrzeug 1 künftig vorwärtsfahren, rückwärtsfahren oder stillstehen soll, repräsentieren und entsprechend erfasst werden oder wurden.A parameterization 410 specifies, as illustrated by 411, suitable parameters such as the aforementioned speed threshold values v_Thd and -v_Thd, respectively. By means of a provision 420, for example via a CAN bus, signals or values 421 and 422 are provided, respectively, which represent the aforementioned driving parameters of vehicle 1, which indicate whether and at what speed vehicle 1 is moving forward or backward, and the driving request for vehicle 1, which specifies that vehicle 1 should move forward, reverse, or remain stationary in the future, and are or have been detected accordingly.

Eine Sensorauswahl 430 erfolgt auf dieser Grundlage in Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung in der bereits mehrfach erwähnten Weise, wobei ein entsprechendes Anwahl- oder Vorgabesignal 431 ausgegeben werden kann.On this basis, a sensor selection 430 is carried out in embodiments of the present invention in the manner already mentioned several times, wherein a corresponding selection or specification signal 431 can be output.

Claims

A collision avoidance method (300) comprising: Detecting (320) driving parameters of a vehicle (1) that indicate whether and at what speed the vehicle (1) is moving forward or backward; Detecting (330) a driving request for the vehicle (1) that specifies that the vehicle (1) should move forward, reverse, or remain stationary in the future; Specifying (340) one or more forward-oriented environmental sensors (11) or one or more rearward-oriented environmental sensors (11) of the vehicle (1) depending on the driving parameters and the driving request; and Subsequently using (350) the specified sensors (11, 12) to detect objects (21, 31) in an environment of the vehicle (1).

Collision avoidance procedure (300) according to Claim 1 , which comprises: specifying (340) the forward-oriented environmental sensor(s) (11) whenever at least one of the following conditions exists: - the driving request specifies that the vehicle (1) should drive forward in the future and the driving parameters specify that the vehicle (1) drives forward, is stationary, or drives backward at no more than a predetermined speed; - the driving request specifies that the vehicle (1) should drive backward in the future and the driving parameters specify that the vehicle (1) drives forward at more than a predetermined speed; - the driving request specifies that the vehicle (1) should stand still in the future and the driving parameters specify that the vehicle (1) is stationary or drives forward.

Collision avoidance procedure (300) according to Claim 1 or 2 , which comprises: specifying (340) the rearward-oriented environmental sensor(s) (12) whenever at least one of the following conditions is present: - the driving request specifies that the vehicle (1) should drive forward in the future and the driving parameters specify that the vehicle (1) should drive at more than a specified speed reverses; - the driving request specifies that the vehicle (1) should reverse in the future and the driving parameters specify that the vehicle (1) reverses, is stationary, or moves forward at less than a specified speed; - the driving request specifies that the vehicle (1) should remain stationary in the future and the driving parameters specify that the vehicle (1) reverses.

Collision avoidance method (300) according to one of the preceding claims, wherein the driving request is specified by means of a forward-neutral-reverse operating unit by a driver of the vehicle (1) or an autonomous vehicle control system and/or wherein the vehicle (1) is set up for reversing operation.

Collision avoidance method (300) according to one of the preceding claims, which is carried out in a mobile work machine as the vehicle (1).

Collision avoidance method (300) according to one of the preceding claims, wherein the forward-oriented environmental sensor(s) (11) and/or the rearward-oriented environmental sensor(s) (12) comprise one or more identical or different sensors selected from infrared sensors, radar sensors, ultrasonic sensors, camera sensors and lidar sensors or combinations thereof.

A collision avoidance system comprising: Means for detecting (320) driving parameters of a vehicle (1) that indicate whether and at what speed the vehicle (1) is moving forward or backward; Means for detecting (330) a driving request for the vehicle (1) that specifies that the vehicle (1) should move forward, reverse, or remain stationary in the future; Means for specifying (340) one or more forward-oriented environmental sensors (11) or one or more rearward-oriented environmental sensors (11) of the vehicle (1) depending on the driving parameters and the driving request; and Means for subsequently using (350) the specified sensors (11, 12) to detect objects (2) in an environment of the vehicle (1).

Computing unit, in particular control unit (15) of a vehicle (1), comprising a processor which is configured to carry out the collision avoidance method (300) according to one of the Claims 1 until 6 executes.

Computer program comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out the collision avoidance method (300) according to one of the Claims 1 until 6 to execute.

Computer-readable data carrier on which the computer program is Claim 9 is stored.