DE102011083777A1

DE102011083777A1 - Fahrerassistenzsystem und Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems

Info

Publication number: DE102011083777A1
Application number: DE201110083777
Authority: DE
Inventors: Michael Huelsen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-04-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem (101) für ein Fahrzeug, umfassend: – eine Erfassungseinrichtung (103) zum Erfassen eines Fahrzeugumfelds, – eine Datenbank (107, 303) mit einer ontologischen Datenstruktur, – einen Verknüpfer (109) zum Verknüpfen von dem erfassten Fahrzeugumfeld entsprechende Fahrzeugumfelddaten mit der ontologischen Datenstruktur, um eine verknüpfte Datenstruktur zu bilden, wobei der Verknüpfer (109) ferner ausgebildet ist, Informationsdaten entsprechend der verknüpften ontologischen Datenstruktur an eine Abfrageeinrichtung (111) zum Abfragen der Datenbank (107, 303) zu senden, wobei – die Abfrageeinrichtung (111) einen Sender (113) zum Senden der Fahrzeugumfelddaten an den Verknüpfer (109) und einen Empfänger (115) zum Empfangen der Informationsdaten aufweist, und – einen Auswerter (117) zum Auswerten der Informationsdaten und der Fahrzeugumfelddaten, dadurch gekennzeichnet, dass – der Auswerter (117) ausgebildet ist, die Fahrzeugumfelddaten nach dem Senden der Fahrzeugumfelddaten an den Verknüpfer und vor einem Empfangen der Informationsdaten auszuwerten. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Verfahren und ein entsprechendes Computerprogramm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm.
Stand der Technik
Fahrerassistenzsysteme für Fahrzeuge als solche sind bekannt. Üblicherweise umfassen bekannte Fahrerassistenzsysteme einen Abstandssensor zum Messen eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und weiteren Fahrzeugen im Umfeld bzw. in der näheren Umgebung des Fahrzeugs. Abhängig von dem entsprechenden Abstand zwischen dem Fahrzeug und den weiteren Fahrzeugen wird beispielsweise ein Warnsignal an den Fahrer ausgegeben. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug autonom gebremst wird, um eine mögliche Kollision zu verhindern.
Insbesondere an Kreuzungen mit mehreren sich kreuzenden Fahrbahnen, Verkehrszeichen, Lichtsignalanlagen und mehreren in unterschiedlichen Richtungen abbiegenden Fahrzeugen sind die bekannten Fahrerassistenzsysteme in der Regel nicht einsetzbar. Ein Grund dafür liegt insbesondere darin, dass die bekannten Fahrerassistenzsysteme üblicherweise nur wenige Fahrzeuge gleichzeitig erfassen können und keine Kenntnis über Verkehrsregeln aufweisen, nach denen sich ein Fahrer des Fahrzeugs im Straßenverkehr zu richten hat. Eine solche Kreuzungssituation weist hier insofern eine zu hohe Komplexität auf.
Selbst wenn ein Fahrerassistenzsystem Kenntnis über Verkehrsregeln hat, so dauert eine Erstellung, eine Bearbeitung und eine Abfrage einer entsprechenden Datenbank umfassend diese Verkehrsregeln aufgrund der Komplexität unter Umständen eine gewisse Zeit, beispielsweise 0,5s bis 2s. Während dieser Zeit ist das Fahrerassistenzsystem blockiert. Das heißt insbesondere, dass es keine Daten auswertet und somit auch keine entsprechenden Fahrzeugeingriffe wie beispielsweise eine Bremsung durchführt.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug zu schaffen, welches auch in komplexen Verkehrssituationen einen Fahrer unterstützen kann.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug anzugeben.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, ein entsprechendes Computerprogramm zu schaffen.
Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt wird ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrerassistenzsystem umfasst eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Fahrzeugumfelds. Ferner ist eine Datenbank vorgesehen, welche eine ontologische Datenstruktur aufweist, in welcher vorzugsweise Verkehrsregeln implementiert sind.
Darüber hinaus ist ein Verknüpfer vorgesehen, welcher dem erfassten Fahrzeugumfeld entsprechende Fahrzeugumfelddaten mit der ontologischen Datenstruktur verknüpft, so dass eine verknüpfte Datenstruktur gebildet ist, insbesondere eine ontologische verknüpfte Datenstruktur. Der Verknüpfer ist weiterhin ausgebildet, Informationsdaten entsprechend der verknüpften Datenstruktur an eine Abfrageeinrichtung zum Abfragen der Datenbank zu senden. Insbesondere wendet der Verknüpfer die implementierten Axiome und/oder Regeln der Ontologie auf die verknüpfte Datenstruktur an, um diese Informationsdaten zu bilden. Das heißt also insbesondere, dass der Verknüpfer für eine logische Schlussfolgerung aus der verknüpften Datenstruktur ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Verknüpfer ferner eingerichtet, die verknüpfte Datenstruktur abzuspeichern.
Die Abfrageeinrichtung zum Abfragen der Datenbank umfasst einen Sender zum Senden der Fahrzeugumfelddaten an den Verknüpfer. Ferner weist die Abfrageeinrichtung einen Empfänger zum Empfangen der Informationsdaten auf.
Das Fahrerassistenzsystem umfasst außerdem einen Auswerter zum Auswerten der Informationsdaten und der Fahrzeugumfelddaten. Das heißt also insbesondere, dass der Auswerter die verknüpfte Datenstruktur auswerten kann, um beispielsweise eine Aussage über eine mögliche Kollision treffen zu können. Der Auswerter ist ferner ausgebildet ist, die Fahrzeugumfelddaten nach dem Senden der Fahrzeugumfelddaten an den Verknüpfer und vor einem Empfangen der Informationsdaten auszuwerten.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug bereitgestellt. Es wird ein Fahrzeugumfeld erfasst. Dem erfassten Fahrzeugumfeld entsprechende Fahrzeugumfelddaten werden an einen Verknüpfer zum Verknüpfen der Fahrzeugumfelddaten mit einer ontologischen Datenstruktur einer Datenbank gesendet, um eine verknüpfte Datenstruktur zu bilden. Der verknüpften Datenstruktur entsprechende Informationsdaten werden anschließend empfangen, wobei vorgesehen ist, dass die Fahrzeugumfelddaten nach dem Senden der Fahrzeugumfelddaten an den Verknüpfer und vor einem Empfangen der Informationsdaten ausgewertet werden.
Nach noch einem Aspekt wird ein Computerprogramm, umfassend Programmcode zur Ausführung des Verfahrens zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Die Erfindung umfasst also insbesondere den Gedanken, ein Abbild einer realen bzw. aktuellen Situation, also das Fahrzeugumfeld, mit einer ontologischen Datenstruktur zu verknüpfen, in welcher vorzugsweise Verkehrsregeln implementiert sind. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine verknüpfte Datenstruktur gebildet, welche im Rahmen ihrer ontologischen Datenstruktur die reale Situation abbildet. Da in der ontologischen Datenstruktur ferner Verkehrsregeln implementiert sein können, steht in vorteilhafter Weise Wissen zur Verfügung, um beispielsweise die aktuelle Situation in Bezug auf zulässige und nicht zulässige Fahrzeugmanöver besser einschätzen zu können. So erkennt das Fahrerassistenzsystem beispielsweise, dass das Fahrzeug einem weiteren Fahrzeug die Vorfahrt gewähren muss. Weiterhin erkennt das Fahrerassistenzsystem in vorteilhafter Weise insbesondere in komplexen Verkehrssituationen, beispielsweise Kreuzungssituationen, mit mehreren Fahrzeugen, welches Fahrzeug welchem Fahrzeug die Vorfahrt gewähren muss. Diese Kenntnisse werden hierbei mittels Auswerten der Informationsdaten erlangt. Das heißt also insbesondere, dass die Informationsdaten beispielsweise Informationen darüber umfassen können, welches Fahrzeug welchem Fahrzeug Vorfahrt gewähren muss.
Diese Erkenntnisse können dann beispielsweise dem Fahrer mitgeteilt, insbesondere optisch mitgeteilt, werden, vorzugsweise mittels einer Anzeigeeinrichtung umfassend beispielsweise eine Warnleuchte. Insbesondere kann dem Fahrer auch akustisch mitgeteilt werden, ob er Vorfahrt hat oder nicht. Eine Anzeigeeinrichtung kann insbesondere einen Bildschirm bzw. auf Englisch ein Display umfassen. Auch eine haptische Mitteilung an den Fahrer kann beispielsweise vorgesehen sein.
Mit einem Fahrerassistenzsystem im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere ein System bezeichnet, welches teilautonom oder autonom in Antrieb, Steuerung wie beispielsweise Gas und/oder Bremse und/oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeuges eingreift oder durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen den Fahrer kurz vor oder während kritischer Situationen warnt.
Die Erfindung umfasst ferner den Gedanken, dass der Auswerter nach dem Senden der Fahrzeugumfelddaten bereits mit dem Auswerten der Fahrzeugumfelddaten beginnt und dieses Auswerten auch durchführt, ohne abzuwarten, bis der Verknüpfer die Informationsdaten gebildet und an den Empfänger gesendet hat. Basierend auf in diesem Zeitintervall, also nach dem Senden der Fahrzeugumfelddaten bis zum Empfangen der Informationsdaten, ausgewerteten Fahrzeugumfelddaten kann das Fahrerassistenzsystem weiter aktiv betrieben werden. So können insbesondere weitere Fahrzeugkomponenten gesteuert bzw. betrieben werden. Beispielsweise kann das Fahrerassistenzsystem einen autonomen oder teilautonomen Eingriff in ein Antriebssystem, ein Bremssystem und/oder ein Signalisierungssystem durchführen. Es findet also parallel zu dem Bilden der Informationsdaten bereits eine Auswertung der Fahrzeugumfelddaten statt. Diese Auswertung geht in der Regel viel schneller als das Bilden der Informationsdaten. Der Verknüpfer und der Auswerter arbeiten insofern zeitlich unabhängig bzw. zeitlich entkoppelt voneinander. Entsprechend schnell kann dann das Fahrerassistenzsystem auf kritische Fahrsituationen reagieren, da es nicht wartet, bis die Informationsdaten vorliegen. Vorzugsweise wird das Fahrzeugumfeld zyklisch alle 20ms erfasst, eine Auswertung der entsprechenden Fahrzeugumfelddaten benötigt insbesondere 100ms. Ein Bilden der Informationsdaten und ein Senden der Informationsdaten können aber beispielsweise von 0,5s bis 2s dauern. Wenn also mit der Auswertung der Fahrzeugumfelddaten diese Zeitspanne abgewartet werden würde, wäre das Fahrerassistenzsystem blockiert und könnte insofern nicht mehr auf kritische Fahrsituationen reagieren. Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem ist aber in vorteilhafter Weise in der Lage auf aktuelle Situationsänderungen schnell und in Echtzeit zu reagieren.
In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Auswerter auch vor und/oder nach dem Zeitintervall, also nach dem Senden der Fahrzeugumfelddaten bis zum Empfangen der Informationsdaten, weitere Daten auswertet. Der Auswerter wertet insofern vorzugsweise kontinuierlich Daten aus. Solche Daten können beispielsweise weitere Fahrzeugumfelddaten umfassen, welche zu einem früheren Zeitpunkt gebildet wurden. Solche Daten können beispielsweise auch weitere Informationsdaten umfassen, welche zu einem früheren Zeitpunkt gebildet wurden. Mit einem früheren Zeitpunkt ist insbesondere ein Zeitpunkt vor dem Senden der Fahrzeugumfelddaten gemeint. Das heißt also insbesondere, dass der Auswerter in einer zeitlich früheren Abfrage die weiteren Fahrzeugumfelddaten an den Verknüpfer gesendet hat, worauf dieser dann entsprechend weitere Informationsdaten bildet und an den Empfänger sendet. Diese weiteren Informationsdaten können dann insofern vorzugsweise ausgewertet werden, während der Verknüpfer basierend auf den aktuellen Fahrzeugumfelddaten die entsprechenden Informationsdaten bildet. Die Daten werden vorzugsweise in einen Speicher gespeichert, so dass sie auch zu späteren Zeitpunkten zwecks Auswertung zur Verfügung stehen. Insbesondere werden die empfangenen Informationsdaten abgespeichert, so dass diese dann bei einer nächsten zukünftigen Abfrage ausgewertet werden können, während der Verknüpfer basierend auf den dann vorliegenden zukünftigen Fahrzeugumfelddaten die Informationsdaten bildet. Das heißt also insbesondere, dass in dem Zeitintervall nach dem Senden der aktuellen Fahrzeugumfelddaten bis zum Empfangen der entsprechenden Informationsdaten, die Informationsdaten ausgewertet werden können, welche bei einer früheren, insbesondere einer vorherigen Abfrage gebildet wurden.
Die Erfindung schlägt also ein asynchron arbeitendes Framework vor. Das heißt insbesondere, dass der Verknüpfer und der Auswerter asynchron parallel arbeiten.
Mit Verkehrsregeln im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Regeln bezeichnet, die der Fahrer befolgen muss, um gesetzeskonform am Straßenverkehr teilnehmen zu können. In Deutschland beispielsweise umfassen Verkehrsregeln insbesondere die Straßenverkehrsordnung (StVO).
Nach einer Ausführungsform ist eine Positionsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Fahrzeugposition vorgesehen, wobei der Sender ausgebildet ist, der Fahrzeugposition entsprechende Fahrzeugpositionsdaten an den Verknüpfer zu senden, welcher ferner ausgebildet ist, die Fahrzeugposition mit der ontologischen Datenstruktur zu verknüpfen. Die Positionsbestimmungseinrichtung kann vorzugsweise einen Global Positioning System(GPS)-Sensor umfassen. Beispielsweise kann die Positionsbestimmungseinrichtung als ein Navigationssystem gebildet sein.
Fahrzeugumfelddaten im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen insbesondere Informationen über physische Merkmale oder Eigenschaften der Strecke wie beispielsweise eine Kurvenkrümmung, eine Steigung, eine Neigung, eine Anzahl an Fahrspuren, eine Breite der Fahrspuren. Fahrzeugumfelddaten umfassen insbesondere Informationen über physikalische bzw. physische Objekte, welche neben, an oder auf der Strecke angeordnet sind wie beispielsweise Verkehrszeichen, Begrenzungspfosten oder Signalanlagen. Den Fahrzeugumfelddaten wird insbesondere jeweils eine Fahrzeugumfeldposition zugeordnet, welche insbesondere die Information darüber umfasst, an welcher Position sich das physische Merkmal oder die Eigenschaft oder die physischen Objekte befinden. Eine solche Position kann beispielsweise auch in Relation zu einer digitalen Karte eingezeichnet werden. Physische Objekte können auch weitere Fahrzeuge sein. Insbesondere können die Fahrzeugumfelddaten Informationen über relative und/oder absolute Abstände, relative und/oder absolute Geschwindigkeiten, relative und/oder absolute Beschleunigungen und/oder Fahrtrajektorien der weiteren Fahrzeuge umfassen. Relativ bedeutet hier insbesondere in Relation zum Fahrzeug.
Fahrzeugumfelddaten umfassen also insbesondere die Information, dass sich im Fahrzeugumfeld weitere Fahrzeuge befinden, insbesondere wo sie sich in Bezug zum Fahrzeug befinden und wie schnell sie fahren. Die Informationsdaten umfassen insbesondere die Informationen, welche Fahrzeuge welchen Fahrzeugen Vorfahrt gewähren müssen oder ob überhaupt ein Fahrzeug Vorfahrt gewähren muss.
Eine ontologische Datenstruktur im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere eine Datenstruktur, in der die Daten klassifiziert bzw. kategorisiert vorliegen und durch Relationen untereinander vorab oder durch den Einsatz von Regeln und/oder Axiomen verknüpft sind. Es handelt sich insofern vorzugsweise um eine heavyweight-Ontologie, also eine Ontologie mit umfangreicher Nutzung von Axiomen und/oder Regeln. Die ontologische Datenstruktur bildet insbesondere Elemente des Straßenverkehrs wie beispielsweise Straßen, Fahrbahnen, Fahrspuren, Lichtsignalanlagen, Verkehrszeichen, Kreuzungstopologien abstrakt ab und verknüpft diese vorzugsweise durch Relationen mittels Regeln und/oder Axiomen untereinander. Axiome und/oder Regeln können beispielsweise Vorfahrtsregeln sein. Axiome sind insbesondere Aussagen, die immer wahr sind, so dass dadurch in vorteilhafter Weise Wissen zur Verfügung gestellt wird. Regeln hingegen sind nicht immer wahr, sondern werden nur zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgeführt. Die einzelnen Elemente bzw. Daten sind vorzugsweise hierarchisch strukturiert bzw. klassifiziert, so dass insofern eine Klassifizierungshierarchie gebildet ist. So kann insbesondere Verkehrszeichen einen Oberbegriff für ein Vorfahrtgewährenverkehrszeichen und/oder für ein Vorfahrtsstraßenverkehrszeichen sein.
Erfindungsgemäß wird also beispielsweise ein bewegtes Objekt mittels der Erfassungseinrichtung erfasst und beispielsweise als ein Fahrzeug klassifiziert, wenn bestimmte Regeln und/oder Axiome erfüllt sind. Eine solche Regel oder ein solches Axiom kann beispielsweise wie folgt lauten: Wenn das Objekt einer Fahrspur zugeordnet ist, dann ist es ein Fahrzeug. Allgemein gesprochen sind Regeln und/oder Axiome zusätzlich als Hintergrundwissen in der Datenbank gespeichert, die insbesondere durch den Verknüpfer auf die erfassten Daten, hier beispielsweise die Fahrzeugumfelddaten und/oder die Fahrzeugpositionsdaten, angewandt werden, um insbesondere neue Relationen zu bilden und/oder die Daten weiter zu klassifizieren. Diese Klassifizierung kann beispielsweise eine neue Klassifizierung oder entsprechend ihrer Hierarchie sein.
Mit Verknüpfen im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Verknüpfen von Daten entsprechend dem erfassten Fahrzeugumfeld und/oder der Fahrzeugposition mit Daten der ontologischen Datenstruktur gemeint.
Ein Erfassen eines Fahrzeugumfelds im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere ein Erfassen einer Richtung, in welche ein erfasstes weiteres Fahrzeug fährt oder zu fahren beabsichtigt. Beispielsweise kann ein Blinklicht des weiteren Fahrzeugs überwacht werden, wobei ein Blinken in der Regel die Richtung anzeigt, in die das weitere Fahrzeug fahren will. Ein Erfassen kann insbesondere auch ein Erfassen eines einzelnen Elements oder mehrerer Elemente oder sämtliche Elemente des Fahrzeugumfelds umfassen, die dann als entsprechende Objekte wie beispielsweise Fahrzeug, Fahrspur, Verkehrszeichen klassifiziert werden und ferner vorzugsweise mit Attributen wie Position und/oder Geschwindigkeit versehen werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die aktuelle Verkehrssituation abgespeichert werden, so dass diese für spätere Bewertungen bzw. Auswertungen dann aktueller Verkehrssituationen verwendet werden kann. Auch können potentielle zukünftige Verkehrssituationen berechnet und insbesondere abgespeichert werden.
Eine Verkehrssituation umfasst insbesondere eine Straßentopologie wie beispielsweise eine Kreuzungstopologie, vorzugweise eine oder mehrere Fahrzeuge, beispielsweise Signalanlagen, insbesondere Verkehrszeichen.
Nach einer Ausführungsform ist der Verknüpfer eingerichtet, Elemente des Straßenverkehrs sowie beispielsweise weitere Fahrzeuge, Verkehrszeichen, Lichtsignalanlagen und/oder Fahrbahnen mit beispielsweise einer oder mehreren Fahrspuren aus dem erfassten Fahrzeugumfeld zu extrahieren und mit der ontologischen Datenstruktur, insbesondere mit den Elementen der Datenstruktur zu verknüpfen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist ein Filter zum Filtern von Elementen des erfassten Fahrzeugumfelds aus den Fahrzeugumfelddaten zwischen der Erfassungseinrichtung und dem Verknüpfer gebildet. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass nur bestimmte Elemente der aktuellen Situation mit der ontologischen Datenstruktur verknüpft werden, was weniger Rechenleistung verbraucht. Beispielsweise erfasst zwar die Erfassungseinrichtung sämtliche befahrbaren Flächen der Umgebung, der Filter filtert allerdings dann beispielsweise die befahrbaren Flächen heraus, die in der aktuellen Situation nicht direkt von beispielsweise erfassten Fahrzeugen erreicht werden können. Das heißt also insbesondere, dass nur die erfassten befahrbaren Flächen mit der ontologischen Datenstruktur verknüpft werden, die durch erfasste Fahrzeuge in der aktuellen Situation direkt erreicht werden können.
Nach einer Ausführungsform sind die implementierten Verkehrsregeln und/oder die zugrunde liegenden Axiome und/oder Regeln derart formuliert, dass nur solche Elemente der Verkehrssituation betrachtet werden, die erkannten Fahrzeugen zugeordnet werden. Insbesondere können Vorfahrtsregeln beispielsweise nur Fahrbahn/-spur-Paare beachten, denen Fahrzeuge zugeordnet sind, so dass Vorfahrtsrelationen nur zwischen Fahrzeugpaaren beachtet werden und nicht für alle Fahrbahn/-spur-Paare.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erfassungseinrichtung einen GPS-Sensor und/oder einen Radarsensor und/oder eine Kamera, beispielsweise eine Videokamera oder eine Stereovideokamera, und/oder ein Lidarsensor und/oder Ultraschallsensoren und/oder ein sogenannter Photonik Mixer Device(PMD)-Sensor, also insbesondere ein Infrarotsensor zum Messen eines Abstandes, oder sogenannte Time of Flight(TOF)-Sensoren. Ein Erfassen im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere ein sensorisches Erfassen. Es können vorzugsweise auch Navigationsdaten eines Navigationssystems zum Erfassen des Fahrzeugsumfelds verwendet werden. Insbesondere ist mit sensorischem Erfassen auch gemeint, dass weitere Sensordaten auch von externen Quellen wie beispielsweise anderen Fahrzeugen und/oder Signalanlagen erfasst bzw. verwendet werden, um das Fahrzeugumfeld zu definieren bzw. zu bestimmen. Es werden also insbesondere Daten entsprechend dem Fahrzeugumfeld erfasst, welche sich im Laufe der Zeit ändern können. Insbesondere können auch Sensoren der Fahrzeugsensorik wie beispielsweise ein Regensensor und/oder ein Temperatursensor zum Erfassen des Fahrzeugumfelds verwendet werden. Vorzugsweise wird auch ein Winkel zwischen zwei Fahrbahnen erfasst.
Nach einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass abhängig von der ausgewerteten verknüpften Datenstruktur eine Aktion durchgeführt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug autonom gebremst oder beschleunigt und/oder gelenkt wird. Vorzugsweise wird ein optisches und/oder akustisches und/oder haptisches Warnsignal ausgegeben. Insbesondere kann ein Gurtstraffungssystem aktiviert werden. Es kann beispielsweise auch ein Airbagsystem aktiviert werden. Vorzugsweise werden also weitere Fahrerassistenzsysteme aktiviert, so dass diese dann beispielsweise im Fall einer Kollision kollisionsschweremindernde Maßnahmen ausführen können. Ein Fahrerassistenzsystem im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielweise ein aktives oder ein passives System sein. Insbesondere ist es ein Komfortsystem oder ein Sicherheitssystem.
In einer weiteren Ausführungsform werden das erfasste Fahrzeugumfeld und/oder die Fahrzeugposition auf Konsistenz bzw. auf Gültigkeit in Bezug auf die ontologische Datenstruktur geprüft. Vorzugsweise ist hierfür eine Prüfeinrichtung vorgesehen, welche beispielsweise in dem Verknüpfer integriert sein kann. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht, ein Fehler in der Erfassung oder Positionsbestimmung zu erkennen. Beispielweise soll sich gemäß der Erfassungseinrichtung ein Fahrzeug auf einer nur in entgegen gesetzter Richtung befahrbaren Fahrspur befinden. Diese Verknüpfung Fahrzeug mit entgegengesetzt befahrbarer Fahrspur ist aber gemäß der ontologischen Datenstruktur als nicht möglich bzw. als fehlerhaft definiert. Eine Erfassung bzw. Positionsbestimmung kann somit beispielsweise wiederholt und/oder beispielsweise eine Fehlermeldung der Sensoren erzeugt und/oder beispielsweise eine entsprechende Aktion der Fahrerassistenzsysteme ausgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Komponenten wie beispielsweise Erfassungseinrichtung, Sensoren, Datenbank, Verknüpfer, Abfrageeinrichtung, Sender, Empfänger und/oder Auswerter über ein Bussystem, insbesondere ein Feldbussystem, zwecks Austausch von Daten und/oder Signalen verbunden sind. Ein solches Bussystem kann beispielsweise als ein CAN-Bussystem gebildet sein. CAN steht für Controller Area Network. Das CAN-Bussystem ist als ISO 11898 international standardisiert. In einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Komponenten über ein TCP/IP-Netzwerk miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist auch eine drahtlose Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten möglich. Die Kommunikation, also der Austausch von Daten und/oder Signalen, kann vorzugsweise verschlüsselt werden.
In einer anderen Ausführungsform ist der Auswerter in dem Verknüpfer integriert. Vorzugsweise kann ein Prozessor vorgesehen sein, in welchem der Auswerter und/oder der Verknüpfer und/oder der Filter integriert sind. Vorzugsweise kann ein Prozessor vorgehen sein, in welchem der Auswerter und/oder der Verknüpfer und/oder der Filter in Software integriert sind. Der Prozessor ist insofern dafür eingerichtet, die entsprechenden Verknüpfungen, Auswertungen und Filteraktionen zu berechnen und durchzuführen.
Nach einer anderen Ausführungsform kann der Verknüpfer auch eingerichtet sein, Anfragen von weiteren Abfrageeinrichtungen von weiteren Fahrerassistenzsystemen entgegen zu nehmen. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass sich mehrere Fahrerassistenzsysteme einen Verknüpfer teilen. Dadurch können in vorteilhafter Weise Kosten eingespart werden. Weiterhin ist ein entsprechender Aufbau technisch weniger komplex und einfacher herzustellen. Die Fahrerassistenzsysteme können also ihre jeweiligen Fahrzeugumfelddaten an den Verknüpfer senden und während eine Bildung von entsprechenden Informationsdaten durch die Ontologie durchgeführt wird, können die Fahrerassistenzsysteme weiter aktiv arbeiten. Beispielsweise können weitere Fahrzeugumfelddaten gebildet werden. Beispielsweise können die Fahrzeugumfelddaten ausgewertet werden. Insbesondere können die Fahrerassistenzsysteme autonom bzw. teilautonom in einen Fahrzeugbetrieb eingreifen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen
1 ein Fahrerassistenzsystem,
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems,
3 eine Speichervorrichtung
4 eine Kreuzungssituation,
5 eine weitere Kreuzungssituation,
6 zwei Verkehrssituationen und
7 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems.
Im Folgenden werden für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt ein Fahrerassistenzsystem 101 für ein Fahrzeug (nicht gezeigt). Das Fahrerassistenzsystem 101 umfasst eine Erfassungseinrichtung 103 zum Erfassen eines Fahrzeugsumfelds und eine Positionsbestimmungseinrichtung 105 zum Bestimmen einer Fahrzeugposition relativ zu dem Fahrzeugumfeld. Vorzugsweise wird auch die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Ferner ist eine Datenbank 107 gebildet, welche eine ontologische Datenstruktur mit implementierten Verkehrsregeln aufweist.
Das Fahrerassistenzsystem 101 umfasst ferner einen Verknüpfer 109, welcher eingerichtet ist, dem erfassten Fahrzeugumfeld entsprechende Fahrzeugumfelddaten und der Fahrzeugposition entsprechende Fahrzeugpositionsdaten mit der ontologischen Datenstruktur zu verknüpfen, um eine verknüpfte ontologische Datenstruktur zu erhalten. Der Verknüpfer 109 ist ferner dafür ausgebildet, basierend auf der verknüpften ontologischen Datenstruktur Informationsdaten zu bilden.
Ferner ist eine Abfrageeinrichtung 111 zum Abfragen der Datenbank 107 vorgesehen. Die Abfrageeinrichtung 111 umfasst einen Sender 113 zum Senden der Fahrzeugumfelddaten und der Fahrzeugpositionsdaten an den Verknüpfer 109 und einen Empfänger 115 zum Empfangen der Informationsdaten. Der Verknüpfer 109 empfängt insofern die gesendeten Daten und sendet die Informationsdaten an den Empfänger 115. Hierfür weist der Verknüpfer 109 einen entsprechenden Sender und einen entsprechenden Empfänger auf, welcher der Übersicht halber in 1 nicht gezeigt sind.
Die Fahrzeugumfelddaten und die Informationsdaten werden mittels eines Auswerters 117 ausgewertet. Der Auswerter 117 ist ausgebildet, die Fahrzeugumfelddaten nach dem Senden der Fahrzeugumfelddaten an den Verknüpfer 109 und vor einem Empfangen der Informationsdaten auszuwerten. Das heißt also insbesondere, dass der Auswerter 117 mit der Auswertung der Fahrzeugumfelddaten nicht wartet, bis der Verknüpfer 109 die Informationsdaten an den Empfänger 115 sendet, sondern bereits, während der Verknüpfer 109 noch die verknüpfte Datenstruktur und die Informationsdaten bildet, mit der Auswertung der Fahrzeugumfelddaten beginnt. Vorzugsweise kann der Auswerter 117 auch weitere Daten wie beispielsweise zeitlich ältere Fahrzeugumfelddaten und/oder zeitlich ältere Informationsdaten währenddessen auswerten. Der Verknüpfer 109 und der Auswerter 117 arbeiten insofern vorzugsweise parallel und zeitlich entkoppelt von einander.
Das Fahrerassistenzsystem 101 ist somit in vorteilhafter Weise in der Lage, eine aktuelle bzw. reale Fahrzeugsituation zu erfassen, insbesondere sensorisch zu erfassen, und die dieser Fahrzeugsituation entsprechenden Daten auf eine ontologische Datenstruktur abzubilden. Da die ontologische Datenstruktur Verkehrsregeln implementiert hat, ist es weiterhin in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass das Fahrerassistenzsystem 101 einem Fahrer beispielsweise Hinweise oder Anregungen für ein Fahrmanöver auch in komplexen Kreuzungssituationen mit mehreren Verkehrszeichen und/oder Lichtsignalanlagen geben kann.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Positionsbestimmungseinrichtung 105 und die Erfassungseinrichtung 103 integral als ein Sensor gebildet sind. Das heißt also insbesondere, dass ein solcher Sensor beide Funktionalitäten aufweist.
Es kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass Nutzereingaben mittels einer nicht gezeigten Eingabeeinrichtung erfasst werden, wobei die Nutzereingaben beispielsweise Anfragen an das Fahrerassistenzsystem 101 umfassen können, welches Fahrzeug gegenüber welchem Vorfahrt hat.
Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Auswerter 117 auch Anfragen über beispielsweise die Abfrageeinrichtung 111 und den Verknüpfer 109 an die Datenbank 107 stellt.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass ein Filter zwischen der Erfassungseinrichtung 103 und dem Verknüpfer 109 gebildet ist, der bestimmte Elemente aus den Daten entsprechend dem erfassten Fahrzeugumfeld filtert. Erst die gefilterten Daten werden dann mit der ontologischen Datenstruktur verknüpft. Das Filtern weist insbesondere den Vorteil auf, dass so nur für eine bestimmte Fahrsituation relevante Daten für die Verknüpfung verwendet werden. Beispielsweise sind in den Verkehrsregeln Elemente eines Fahrzeugumfelds wie zum Beispiel Fahrbahnen und/oder -spuren, welche keine weitere Verbindung zu Fahrzeugen aufweisen, für eine Beurteilung über eine mögliche Kollision nicht relevant. Es müssen also weniger Daten verarbeitet werden, was einen Rechenaufwand erheblich reduziert und quasi eine Echtzeitverarbeitung ermöglicht.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform weist das Fahrerassistenzsystem 101 keine Positionsbestimmungseinrichtung 105 auf. Eine solche ist insofern vorzugsweise lediglich optional vorgesehen.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug. In einem Schritt 201 wird ein Fahrzeugumfeld erfasst, insbesondere sensorisch erfasst. In einem Schritt 203 wird eine Fahrzeugposition, insbesondere eine Fahrzeugposition relativ zu dem erfassten Fahrzeugumfeld, erfasst bzw. bestimmt. Die entsprechenden Daten des erfassten Fahrzeugumfelds und der relativen Fahrzeugposition werden dann in einem Schritt 205 an einen Verknüpfer zum Verknüpfen der Fahrzeugumfelddaten und der Fahrzeugpositionsdaten mit einer ontologischen Datenstruktur einer Datenbank aufweisend implementierte Verkehrsregeln gesendet, so dass gemäß einem Schritt 207 eine verknüpfte Datenstruktur gebildet und basierend auf der verknüpften Datenstruktur entsprechende Informationsdaten gebildet werden. In einem Schritt 209 nach dem Senden der Daten an den Verknüpfer und vor einem Zurücksenden der Informationsdaten, also vor einem Empfangen der Informationsdaten, werden die Fahrzeugumfelddaten und die Fahrzeugpositionsdaten ausgewertet. Das heißt also insbesondere, dass die Schritte 207 und 209 parallel und zeitlich entkoppelt ausgeführt werden. In einem Schritt 211 kann dann vorgesehen sein, dass auch die mittlerweile gebildeten Informationsdaten ausgewertet werden, um beispielsweise einem Fahrer Hinweise oder Anregungen für ein bestimmtes Fahrmanöver insbesondere in einer Kreuzungssituation zur Verfügung zu stellen.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass auf den Schritt 203 verzichtet wird. Das Bestimmen einer Fahrzeugposition, insbesondere das Bestimmen einer Fahrzeugposition relativ zu dem Fahrzeugumfeld, ist lediglich als optional anzusehen.
3 zeigt eine Speichereinrichtung 301, in welcher eine Datenbank 303 gespeichert ist. Die Datenbank 303 umfasst eine ontologische Datenstruktur mit implementierten Axiomen und/oder Regeln, insbesondere Verkehrsregeln. Diese in der Datenbank gespeicherten bzw. implementierten Axiome und/oder Regeln (insbesondere Verkehrsregeln) werden darüber hinaus insbesondere durch den Verknüpfer 109 ausgeführt, wobei die Ergebnisse insbesondere abgespeichert werden.
4 zeigt eine Kreuzung 401 mit 5 sich kreuzenden Fahrbahnen 403, 405, 407, 409 und 411. Im Kreuzungsbereich sind den Fahrbahnen 403, 405, 407, 409 und 411 zugeordnete Verkehrszeichen symbolisch eingezeichnet. Hierbei kennzeichnet das Bezugszeichen 413 ein Vorfahrtsstraßenverkehrszeichen. Das heißt also insbesondere, dass das Verkehrszeichen 413 die entsprechende Fahrbahn als Vorfahrtsstraße kennzeichnet. Das Bezugszeichen 415 kennzeichnet ein Vorfahrtgewährenverkehrszeichen. Das heißt also insbesondere, dass das Verkehrszeichen 415 einem Fahrer anzeigt, dass er Fahrzeugen, welche aus anderen vorfahrtsberechtigten Fahrbahnen kommen, oder Fahrzeugen, welche von rechts aus gleichberechtigten Fahrbahnen kommen, die Vorfahrt gewähren muss. Ferner ist noch ein Verkehrszeichen 417 eingezeichnet, welches eine Geschwindigkeitsbegrenzung anzeigt.
Fahrzeuge auf den Fahrbahnen 403, 405, 407, 409 und 411 sind mit einem Kreis mit dem Bezugszeichen 419 gekennzeichnet, wobei in dem Kreis 419 jeweils eine Zahl 1 bis 6 zur besseren Unterscheidbarkeit der einzelnen Fahrzeuge eingezeichnet ist. Die Pfeile mit den Bezugszeichen 421 kennzeichnen einen beispielhaften Verlauf der Fahrstrecke der entsprechenden Fahrzeuge 419. Die Pfeile mit dem Bezugszeichen 423 kennzeichnen die sich auf den Fahrbahnen 403, 405, 407, 409 und 411 befindenden Fahrspuren und deren erlaubten Fahrstreckenverlauf, den die Fahrzeuge fahren dürften.
Obwohl hier nicht explizit eingezeichnet, kann die Kreuzung 401 noch zusätzlich oder anstelle der Verkehrszeichen 413, 415 und 417 Lichtsignalanlagen aufweisen. Auch soll die hier gezeigte Kreuzungstopologie und Verkehrssituation, hier insbesondere die Anzahl und Anordnung der Fahrzeuge, nur als beispielhaft verstanden werden. Beispielsweise können auch Kreuzungstopologien mit mehr oder weniger als 5 Fahrbahnen vorgesehen sein.
Das Fahrerassistenzsystem 101 umfasst die in 4 gezeigte Kreuzungssituation und ist aufgrund der Verknüpfung mit der ontologischen Datenstruktur mit den implementierten Verkehrsregeln in der Lage, beispielsweise Aussagen darüber zu treffen, welches Fahrzeug welchem Fahrzeug Vorfahrt gewähren muss. Abhängig davon kann dann beispielsweise eine warnende oder unfallvermeidende Aktion ausgeführt werden, beispielsweise das Fahrzeug autonom abgebremst werden, wenn der Fahrer ein entsprechendes Warnsignal nicht beachtet.
5 zeigt eine weitere Kreuzung 501 mit sich vier kreuzenden Fahrbahnen 503, 505, 507 und 509. Auf der Fahrbahn 505 befindet sich ein Fahrzeug 511, welches sich von der Kreuzung 501 entfernt. Auf der Fahrbahn 507 befindet sich ein weiteres Fahrzeug 513, welches sich der Kreuzung 501 nähert. Auf der Fahrbahn 509 befindet sich ein anderes Fahrzeug 515, welches sich ebenfalls der Kreuzung 501 nähert.
Eine Verknüpfung dieser einzelnen klassifizierten Elemente durch Relationen untereinander ist in 5 mit Pfeilen oder Doppelpfeilen mit entsprechenden Bezugszeichen symbolisch dargestellt, welche im Folgenden erläutert werden. Diese Verknüpfungen werden insbesondere in der ontologischen Datenstruktur abgebildet.
Die Verknüpfung durch eine Relation mit dem Bezugszeichen 517 verknüpft die beiden Fahrbahnen 503 und 505 und umfasst die Information, dass sich die Fahrbahn 503 rechts von der Fahrbahn 505 in Richtung der Kreuzung 501 gesehen befindet. Analog verknüpft die Verknüpfung 519 die beiden Fahrbahnen 503 und 505 und umfasst die Information, dass sich die Fahrbahn 505 links der Fahrbahn 503 in Richtung der Kreuzung 501 gesehen befindet. Die Relationen mit den Bezugszeichen 517 und 519 existieren in der Form paarweise zwischen allen nebeneinander angeordneten Fahrbahnen 503, 505, 507 und 509.
Ferner wird insbesondere das Verkehrszeichen 415 mit der Fahrbahn 509 respektive Kreuzung 501 verknüpft, was mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 525 gekennzeichnet ist. Die Verknüpfung 525 umfasst also insbesondere die Information, dass das Verkehrszeichen 415 zu der Fahrbahn 509 gehört und relevant für die Kreuzung 501 ist.
Des Weiteren ist eine Verknüpfung 527 zwischen dem Fahrzeug 513 und der Fahrbahn 507 vorgesehen, welche insbesondere die Information umfasst, dass sich das Fahrzeug 513 auf der Fahrbahn 507 befindet. Eine weitere Verknüpfung 529 zwischen dem Fahrzeug 513 und der Kreuzung 501 umfasst die Information, dass sich das Fahrzeug 513 der Kreuzung 501 nähert.
Die Verknüpfung mit dem Bezugszeichen 533 kennzeichnet, dass das entsprechende Fahrzeug 511 sich von der Kreuzung 501 entfernt.
Noch eine andere Verknüpfung 531 zwischen der Fahrbahn 503 und der Kreuzung 501 umfasst insbesondere die Information, dass die Fahrbahn 503 mit der Kreuzung 503 verbunden ist.
Die Verkehrszeichen 413 und 415 werden ontologisch derart strukturiert, dass ein Oberbegriff Verkehrszeichen in der Datenstruktur gebildet ist, wobei dann eine Hierarchisierung in einen Unterbegriff Vorfahrtgewährenverkehrszeichen und einen weiteren Unterbegriff Vorfahrtsstraßenverkehrszeichen vorgesehen ist, in welche die Verkehrszeichen 413 und 415 entsprechend klassifiziert bzw. eingeordnet werden.
Die Verknüpfung bzw. Relation 521 zwischen den Fahrzeugen 513 und 515 umfasst die Information, dass das Fahrzeug 513 Vorfahrt vor dem Fahrzeug 515 hat. Die Verknüpfung 523 zwischen den Fahrzeugen 515 und 513 umfasst die Information, dass das Fahrzeug 515 dem Fahrzeug 513 Vorfahrt gewähren muss. Diese Information wird insbesondere durch den Verknüpfer und die ontologische Datenstruktur erzeugt und vorzugsweise in der ontologischen Datenstruktur abgelegt bzw. abgespeichert.
6 zeigt zwei Verkehrssituationen. Die linke Abbildung zeigt zwei Fahrzeuge 601 und 603. Das Fahrzeug 603 kommt vom Fahrzeug 601 gesehen von rechts und kreuzt die Fahrbahn des Fahrzeugs 601. Hier liefern die Fahrzeugumfelddaten insbesondere die Information, dass Fahrzeuge im entsprechenden Fahrzeugumfeld vorhanden sind und auf einander zufahren. Analog zeigt auch die rechte Abbildung in 6 zwei Fahrzeuge 601 und 603. Das Fahrzeug 603 bewegt sich von rechts in Richtung des Fahrzeugs 601. Auch hier umfassen die Fahrzeugumfelddaten analog zur linken Abbildung die entsprechenden Informationen.
In beiden Verkehrssituationen liegen also gleiche dynamische Fahrzeugumfelddaten betreffend der Richtung und/oder der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung und/oder der Gierrate vor, was auf eine Kollision hindeuten würde. Allerdings unterscheidet sich die in der rechten Abbildung gezeigte Verkehrssituation von der in der linken Abbildung gezeigten Verkehrssituation insbesondere dadurch, dass in der rechten Verkehrssituation die Fahrbahn des Fahrzeugs 603 nicht die Fahrbahn des Fahrzeugs 601 kreuzen wird. Eine Kollision ist somit unter normalen Umständen, also wenn das Fahrzeug 603 dem Fahrbahnverlauf folgt, nicht möglich.
In der linken Verkehrssituation kreuzen sich die jeweiligen Fahrbahnen. Hier kommt es also insbesondere auf die konkreten Vorfahrtsregeln an, um eine Aussage darüber zu treffen, ob das Fahrzeug 603 bremsen muss oder nicht.
Die Informationsdaten umfassen genau solche Informationen, um konkrete Aussagen über mögliche Kollisionen treffen zu können. Erst die Verknüpfung der Fahrzeugumfelddaten, hier insbesondere der dynamischen Fahrzeugumfelddaten, wobei die Fahrzeugumfelddaten beispielsweise Daten über einen Straßenverlauf, ein Straßennetz und/oder Markierungen umfassen können, mit der Ontologie führt zu Informationsdaten, die in der linken Situation vor einer möglichen Kollision warnen und in der rechten Situation Entwarnung geben.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug.
Das Verfahren startet beim Startschritt 701. In einem Initialisierungsschritt 703 werden entsprechende Initialisierungsdaten an einen Verknüpfer gesendet, um eine Datenbank umfassend eine ontologische Datenstruktur zu initialisieren, indem die Daten mit der Datenstruktur verknüpft werden (Schritt 704). Der Verknüpfer und die Datenbank sind hier schematisch in einer Datenbankeinheit 705 integriert.
Eine Sensoreinheit 707 umfassend eine Erfassungseinrichtung (nicht gezeigt) und optional eine Positionsbestimmungseinrichtung (nicht gezeigt) stellt entsprechende Sensordaten, insbesondere Fahrzeugumfelddaten, und optionale Fahrzeugpositionsdaten gemäß einem Schritt 709 bereit. Hierbei kann beispielsweise die Sensoreinheit 707 automatisch zyklisch neue Sensordaten bereitstellen. Vorzugsweise kann ein Zyklus 20ms dauern. Das heißt also insbesondere, dass die Sensoreinheit 707 alle 20ms neue Sensordaten bereitstellt.
Ferner ist eine Aktoreinheit 708 vorgesehen, welche einen Aktor (nicht gezeigt) oder mehrere Aktoren (nicht gezeigt) umfassen kann. Mittels der Aktoren ist insbesondere ein Eingriff in einen Fahrzeugbetrieb möglich. Beispielsweise können die Aktoren in ein Lenkungssystem, ein Antriebssystem, ein Bremssystem und/oder ein Signalisierungssystem des Fahrzeugs eingreifen.
Gemäß den Schritten 711, 713, 715, 717 und 719 wird in einer nicht gezeigten Abfrageeinrichtung jeweils ein Status der Datenbankeinheit 705 überprüft. So kann beispielsweise überprüft werden, ob die Datenbankeinheit 705 bereit ist, Daten zu empfangen bzw. zu senden oder ob die Datenbankeinheit 705 gerade noch Berechnungen durchführt und insofern nicht bereit ist, Daten zu empfangen bzw. zu senden. Je nach Ergebnis der Überprüfungsschritte 711, 713, 715, 717 und 719 werden dann gemäß den Schritten 721, 723, 725, 727, 729, 731, 733, 735 und 737 beispielsweise Daten an die Datenbankeinheit 705 gesendet bzw. von dieser empfangen. Daten, die an die Datenbankeinheit 705 gesendet werden, können beispielsweise Sensordaten, insbesondere Fahrzeugumfelddaten, umfassen. Daten, die von der Datenbankeinheit 705 empfangen werden, können beispielsweise Informationsdaten umfassen.
In einem Schritt 739 wird ermittelt, was das Fahrerassistenzsystem als nächstes durchführen soll. Beispielsweise kann ermittelt werden, dass das Fahrzeugumfeld weiter sensorisch erfasst werden soll. Beispielsweise kann ermittelt werden, dass eine Warnung an einen Fahrer ausgegeben werden soll. Beispielsweise kann ermittelt werden, dass das Fahrzeug autonom gebremst bzw. beschleunigt und/oder gelenkt werden soll, um einer möglichen Kollision zu entgehen. Insbesondere wird ermittelt, ob ein Eingriff in einen Fahrzeugbetrieb notwendig ist. Das Ermitteln gemäß Schritt 739, welche Aktion das Fahrerassistenzsystem als nächstes durchführen soll, basiert insbesondere auf einer Auswertung der Sensordaten und der Informationsdaten, welche mittels der Datenbankeinheit 705 zur Verfügung gestellt werden. Die Auswertung der Sensordaten wird allerdings bereits parallel und zeitlich entkoppelt durchgeführt, während die Datenbankeinheit 705 noch die an sie gesendeten Daten verarbeitet. Falls aus einem zeitlich älteren Durchlauf bereits ältere Informationsdaten vorliegen, kann im Schritt 739 vorzugsweise vorgesehen sein, dass zusätzlich oder anstelle der Sensordaten die älteren Informationsdaten ausgewertet werden.
Damit die älteren Informationsdaten für eine spätere Auswertung verwendet werden können, kann zwecks Speicherung insbesondere ein Speicher vorgesehen sein.
Die gemäß Schritt 739 ermittelte durchzuführende Aktion des Fahrerassistenzsystems wird dann in einem Schritt 741 ausgeführt. Hierbei wird insbesondere bereits die Aktion durchgeführt, auch wenn noch keine Informationsdaten basierend auf den aktuellen Fahrzeugumfelddaten vorliegen. Das heißt also insbesondere, dass nicht gewartet werden muss bis die Datenbankeinheit 705 die der Abfrage entsprechenden Berechnungen durchgeführt bzw. beendet hat. Gemäß dem Schritt 741 werden insbesondere basierend auf den bereits ausgewerteten Daten die Aktoren der Aktoreinheit 708 betrieben, so dass in vorteilhafter Weise ein Eingriff in einen Fahrzeugbetrieb möglich ist, obwohl die Informationsdaten basierend auf den aktuellen Fahrzeugumfelddaten noch nicht vorliegen.
Anschließend wird zum Schritt 709 zurückgesprungen, um neue Sensordaten zu verarbeiten.
Eine Durchführung der Schritte 711, 713, 715, 717, 719, 739 und 741 dauert insbesondere zwischen 20ms bis 100ms.
Eine Durchführung der Schritte 721, 723, 725, 727, 729, 731, 733, 735 und 737 dauert insbesondere zwischen 500ms bis 1000ms.
Da aber die Schritte 721, 723, 725, 727, 729, 731, 733, 735 und 737 parallel und zeitlich entkoppelt zum Schritt 739 durchgeführt werden, kann das Fahrerassistenzsystem unabhängig von einem entsprechenden Ergebnis betrieben werden und ist insofern nicht während dieser Schritte blockiert. Aufgrund der parallelen und zeitlich entkoppelten Verarbeitung wirkt sich die längere Bearbeitungszeit der Datenbankeinheit 705 nicht nachteilig auf einen Betrieb des Fahrerassistenzsystems aus. Eine Echtzeitbearbeitung ist in vorteilhafter Weise ermöglicht.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Datenbankeinheit 705 auch weitere Anfragen weitere Fahrerassistenzsysteme entgegennimmt und entsprechend bearbeitet.
Die obigen erläuterten Beispiele und Verkehrssituationen sowie Kreuzungstopologien sollen lediglich als beispielhaft verstanden werden. Es können beispielsweise mehr oder weniger als die dort gezeigten Fahrbahnen auftreten. Insbesondere kann auch eine Fahrzeuganzahl eine ganz andere sein. Die Erfindung ist insofern in sämtlichen Varianten mit beliebiger Komplexität verwendbar.
Zusammenfassend umfasst also die Erfindung insbesondere den Gedanken, einem Fahrerassistenzsystem mittels eines Verknüpfers Informationen, insbesondere auch Verkehrsregeln, zur Verfügung zu stellen, so dass eine reale Verkehrssituation beispielsweise an einer Kreuzung unter anderem im Hinblick auf die Verkehrsregeln beurteilt werden kann, aber insbesondere auch im Hinblick auf wer fährt wo lang, was ist die Signalanlagenphase, also insbesondere aktuelle, situative Informationen, um beispielsweise Hinweise oder Anregungen für gesetzeskonforme Fahrmanöver zu geben oder um im Gefahrenfall autonom das Fahrzeug zu lenken und/oder zu bremsen. Dadurch, dass insbesondere Verkehrsregeln in einer ontologischen Datenstruktur implementiert sind, kann eine Verarbeitung der erfassten Verkehrssituation unter Berücksichtigung der Verkehrsregeln durch die ontologische Datenstruktur erfolgen, ohne dass hierbei weitere externe Algorithmen verwendet werden müssen. Hierbei ist eine Ontologie insbesondere eine Formalisierung bzw. dient einer Beschreibung einer Wissensbasis.
Ferner wird es aufgrund der asynchronen Bearbeitung bezüglich der Sensordaten in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass eine hochfrequente Kommunikation mit Sensoren und Aktorik und eine kontinuierliche Ausführung in Echtzeit von Fahrerassistenzfunktionen sichergestellt werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 11898 [0037]

Claims

Fahrerassistenzsystem (101) für ein Fahrzeug, umfassend: – eine Erfassungseinrichtung (103) zum Erfassen eines Fahrzeugumfelds, – eine Datenbank (107, 303) mit einer ontologischen Datenstruktur, – einen Verknüpfer (109) zum Verknüpfen von dem erfassten Fahrzeugumfeld entsprechende Fahrzeugumfelddaten mit der ontologischen Datenstruktur, um eine verknüpfte Datenstruktur zu bilden, wobei der Verknüpfer (109) ferner ausgebildet ist, Informationsdaten entsprechend der verknüpften ontologischen Datenstruktur an eine Abfrageeinrichtung (111) zum Abfragen der Datenbank (107, 303) zu senden, wobei – die Abfrageeinrichtung (111) einen Sender (113) zum Senden der Fahrzeugumfelddaten an den Verknüpfer (109) und einen Empfänger (115) zum Empfangen der Informationsdaten aufweist, und – einen Auswerter (117) zum Auswerten der Informationsdaten und der Fahrzeugumfelddaten, dadurch gekennzeichnet, dass – der Auswerter (117) ausgebildet ist, die Fahrzeugumfelddaten nach dem Senden der Fahrzeugumfelddaten an den Verknüpfer und vor einem Empfangen der Informationsdaten auszuwerten.
Fahrerassistenzsystem (101) nach Anspruch 1, wobei ein Speicher zum Speichern der empfangenen Informationsdaten vorgesehen ist.
Fahrerassistenzsystem (101) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Positionsbestimmungseinrichtung (105) zum Bestimmen einer Fahrzeugposition vorgesehen ist, der Sender (113) ausgebildet ist, der Fahrzeugposition entsprechende Fahrzeugpositionsdaten an den Verknüpfer (109) zu senden, welcher ferner ausgebildet ist, die Fahrzeugposition mit der ontologischen Datenstruktur zu verknüpfen.
Fahrerassistenzsystem (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Filter zum Filtern von Elementen des erfassten Fahrzeugumfelds aus den Fahrzeugumfelddaten zwischen der Erfassungseinrichtung (103) und dem Verknüpfer (109) gebildet ist.
Fahrerassistenzsystem (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Prüfeinrichtung zum Prüfen der erfassten Fahrzeugumfelddaten auf Konsistenz mit der ontologischen Datenstruktur gebildet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (101) eines Fahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte: – Erfassen eines Fahrzeugumfelds (201), – Senden (205) von dem erfassten Fahrzeugumfeld entsprechende Fahrzeugumfelddaten an einen Verknüpfer zum Verknüpfen der Fahrzeugumfelddaten mit einer ontologischen Datenstruktur einer Datenbank (107, 303), um eine verknüpfte Datenstruktur zu bilden (207), – Empfangen von der verknüpften Datenstruktur entsprechende Informationsdaten, gekennzeichnet durch ein – Auswerten (209) der Fahrzeugumfelddaten nach dem Senden der Fahrzeugumfelddaten und vor einem Empfangen der Informationsdaten.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Informationsdaten nach dem Empfangen gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei eine Fahrzeugposition bestimmt wird (203), der Fahrzeugposition entsprechende Fahrzeugpositionsdaten an den Verknüpfer gesendet und die Fahrzeugpositionsdaten mit der ontologischen Datenstruktur verknüpft werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei Elemente aus den Fahrzeugumfelddaten gefiltert werden und die gefilterten Fahrzeugumfelddaten mit der ontologischen Datenstruktur verknüpft werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Fahrzeugumfelddaten auf Konsistenz in Bezug auf die ontologische Datenstruktur geprüft werden.
Computerprogramm, umfassend Programmcode zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.