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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Sicherheitssystems zur Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung in einem innerhalb einer Navigationsumgebung betriebenen Kraftfahrzeug, wobei wenigstens statische Objekte beschreibende Sensorobjektdaten aus Sensordaten wenigstens eines Umfeldsensors des Kraftfahrzeugs, insbesondere im Rahmen einer Sensordatenfusion, ermittelt und bei der Ermittlung wenigstens einer eine mögliche Kollision beschreibenden Kollisionsgröße berücksichtigt werden, sowie ein Kraftfahrzeug.
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Sicherheitssysteme zur Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung wurden im Stand der Technik bereits vorgeschlagen. Dabei wird üblicherweise die Umfeldwahrnehmung des Kraftfahrzeugs, gegebenen durch entsprechende Umfeldsensoren, genutzt, um mögliche Kollisionspartner, insbesondere statische und dynamische Objekte, zu detektieren und bezüglich einer möglichen Kollision zu klassifizieren. Zur Berechnung von Kollisionsgrößen, die eine mögliche Kollision beschreiben, beispielsweise Kollisionswahrscheinlichkeiten, wird aufgrund von den aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs beschreibenden Egodaten (Daten zum Eigenzustand) die weitere Trajektorie des Kraftfahrzeugs vorausberechnet und, vereinfacht gesagt, mit den Positionen detektierter Objekte abgeglichen. Erfüllt die Kollisionsgröße bzw. wenigstens eine Kollisionsgröße ein Eingriffskriterium, können Maßnahmen zur Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung angestoßen werden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn eine Kollisionswahrscheinlichkeit einen Schwellwert übersteigt und dergleichen. Als Maßnahmen sind nicht nur Warninformationen an den Fahrer denkbar, sondern es ist auch möglich, selbst Eingriffe in die Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeugs vorzunehmen, beispielsweise eine Notbremsung und/oder einen Ausweichvorgang, um die Kollision zu vermeiden oder Kollisionsfolgen zu mindern. Auch andere Maßnahmen sind zusätzlich oder alternativ denkbar, beispielsweise der Austausch von Informationen mit anderen Kraftfahrzeugen, insbesondere dem Kollisionspartner, die Ansteuerung passiver Sicherheitssysteme und/oder die Vorkonditionierung anderer Fahrzeugsysteme.
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Das dynamische und das statische Umfeld werden also bei heutigen Sicherheitssystemen durch Umfeldsensoren abgetastet, beispielsweise Kameras, Ultraschallsensoren, Radarsensoren und dergleichen. Eine Fusion der Sensordaten kann dabei beispielsweise genutzt werden, um ein Modell des lokalen Umfelds (Umfeldmodell) zu ermitteln, auf dessen Grundlage die weiteren Analysen, insbesondere gemeinsam mit Informationen über die (zu erwartende) Eigenbewegung des Kraftfahrzeugs, vorgenommen werden können. Allerdings ist die Wahrnehmung über die Umfeldsensorik zum einen durch die Güte der Detektionen begrenzt und unterliegt je nach verwendetem Umfeldsensorsatz systematischen Schwächen der physikalischen Messprinzipien. Hierdurch ist die Genauigkeit der Umfeldwahrnehmung begrenzt, was wiederum die realisierbare Funktionsgüte des Sicherheitssystems beeinflusst. Beispielsweise können äußerst frühe Bremseingriffe notwendig sein, um mit größtmöglicher Sicherheit eine Kollision zu vermeiden bzw. die Kollisionsfolgen in Grenzen zu halten.
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Nachteilhafte, weitere Einflussfaktoren für die Funktionsgüte sind zum einen sogenannte „False-Negatives”, mithin nicht detektierte, übersehene Objekte. Beispiele hierfür sind vertikale Gitter oder Glaswände, die in optischen Umfeldsensoren, beispielsweise Kameras und Laserscannern, nicht wahrnehmbar sind. Zum anderen existieren auch sogenannte „False-Positives”, das bedeutet, Strukturen, die von einigen Umfeldsensoren als Hindernis aufgefasst werden, obwohl ein solches dort nicht vorliegt. Beispiele hierfür sind Ablaufgitter oder sonstige Bodengitter, bei denen Kreuzechos in Ultraschallsensoren auftreten, die fälschlicherweise als ein Hindernis für die Weiterfahrt aufgefasst werden können.
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Eine weitere Problematik ist der eingeschränkte Erfassungsbereich der Umfeldsensorik. Viele Kraftfahrzeuge weisen keine vollständige 360°-Umfelderfassung auf, so dass beispielsweise bei Neustart des Kraftfahrzeugs keine Sensordaten an Fahrzeugflanken verfügbar sind, die bei Ausparkvorgängen relevant wären. Im Hinblick auf die Erfassungsbereiche der Umfeldsensoren liegen auch häufig auch keine redundanten Messprinzipien vor, so dass eine Plausibilisierung nicht oder nur in wenigen Fällen möglich ist. Nachdem das Kraftfahrzeug ferner immer bezogen auf den Untergrund, auf dem es steht, misst, können Bodenwellen und/oder sonstige Höhenunterschiede zu einer Verzerrung der Umfeldwahrnehmung führen, was letztlich dazu führt, dass die Sensordatenfusion nur in einem „abgerollten” bzw. „abgewickelten” 2D-Koordinatensystem verfügbar ist, das auf dem befahrenen Untergrund liegt, sich jedoch nicht auf eine tatsächliche Ebene bezieht.
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Durch diese Einschränkungen bei aktuell genutzten Umfeldsensoren ergeben sich Folgen für die Funktionen von Systemen zur Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung, beispielsweise die bestehende Möglichkeit von Fehlauslösungen. Auch ist es möglich, dass Kollisionen mit nicht erkannten Objekten auftreten. Aufgrund höherer Toleranzen und niedrigerer Auslöseschwellen ist eine schlechtere Funktionsgüte gegeben. Bei häufiger Fehlauslösung sinkt die Akzeptanz und der Nutzen für den Fahrer.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, räumlich zumindest teilweise eine verbesserte Datenbasis für qualitativ hochwertigere Funktionen von Sicherheitssystemen zur Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung zur Verfügung zu stellen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine statische Objekte in der Navigationsumgebung beschreibende Kartenobjektdaten enthaltende digitale Navigationskarte, insbesondere von einer der Navigationsumgebung zugeordneten zentralen Recheneinrichtung, empfangen wird und die Kartenobjektdaten und die Sensorobjektdaten durch gegenseitige Ergänzung und/oder Plausibilisierung zu einem bei der Ermittlung der Kollisionsgröße zu verwendenden Gesamtobjektdatensatz zusammengefasst werden.
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Der Gesamtobjektdatensatz wird dann als Grundlage verwendet, um die eine mögliche Kollision beschreibende Kollisionsgrößen zu ermitteln, beispielsweise Kollisionswahrscheinlichkeiten, wobei dann wie üblich Maßnahmenkriterien, die die Kollisionsgrößen auswerten, vorgesehen werden können, bei deren Erfüllung entsprechende Maßnahmen zur Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung ausgelöst werden, insbesondere die Ausgabe einer Warninformation an den Fahrer und/oder wenigstens ein Fahreingriff und/oder eine Einstellung von Betriebsparametern für Fahrzeugsysteme und/oder eine Informationsübermittlung an andere Verkehrsteilnehmer.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Betrieb des Kraftfahrzeugs in Navigationsumgebungen, insbesondere Parkumgebungen wie mehrere Abstellplätze umfassenden Parkplätzen und Parkhäusern, hochgenaue Navigationskarten dieser Navigationsumgebungen zur Verfügung stehen oder ermittelt werden können, die zur Erweiterung und/oder Plausibilisierung der durch die Sensorobjektdaten gegebenen Datenbasis genutzt werden können, um ein verlässlicheres Abbild des Umfelds des Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu haben. Dabei können mit besonderem Vorteil die Kartenobjektdaten eine zweidimensionale Positionsangabe und eine zugeordnete Höheninformation enthalten und/oder die statischen Objekte dreidimensional beschreiben, so dass die insbesondere als Belegungskarte und/oder objektbasierte Karte ausgebildete Navigationskarte also eine 2,5-dimensionale oder eine dreidimensionale Karte sein kann, um Kollisionsszenarien möglichst vollständig abdecken zu können. Die Navigationskarte ist auf die Navigationsumgebung beschränkt, was äußerst hohe Ortsauflösungen ermöglicht. Zweckmäßigerweise kann die Navigationskarte eine Ortsgenauigkeit kleiner als 10 cm aufweisen; in jedem Fall ist es jedoch zweckmäßig, wenn die Ortsauflösung der Navigationskarte und die Ortsauflösung, die in den Sensordaten gegeben ist, sich wenigstens teilweise entsprechen.
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Durch die Nutzung von solchen hoch genauen Navigationskarten auch im Rahmen der Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung lässt sich eine entscheidende Verbesserung der Funktionsgüte des Sicherheitssystems bei Anwendung in typischen Park- und Rangierumgebungen, beispielsweise in Parkhäusern, realisieren. Durch die vorgeschlagene Objektdatenfusion können zum einen sensorisch nicht erfassbare Hindernisse (statische Objekte) berücksichtigt werden, beispielsweise statische Objekte außerhalb der Sensorreichweite/Erfassungsbereiche, aber auch aufgrund der physikalischen Messprinzipien nicht erfassbare Hindernisse, beispielsweise Gitter und/oder Glaswände. Ferner können die Kartenobjektdaten und die Sensorobjektdaten gegeneinander plausibilisiert werden, um auch hier eine Erhöhung der Erlässlichkeit zu erreichen. Somit ist insgesamt eine präzisere Funktionsauslegung durch Plausibilisierung der Sensorobjektdaten und durch die Verbesserung von deren Genauigkeit möglich.
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Das Kraftfahrzeug nimmt mithin sein Umfeld über die verbaute Umfeldsensorik wahr, wobei als Umfeldsensor insbesondere Ultraschallsensoren und/oder Radarsensoren und/oder Kameras und/oder Laserscanner verwendet werden können. Zudem verfügt das Sicherheitssystem über die hochgenaue Navigationskarte des befahrenen Bereichs, also der Navigationsumgebung, die bevorzugt über eine drahtlose Kommunikationsverbindung, mithin eine Kraftfahrzeug-zu-Infrastruktur-Verbindung, bereitgestellt wird. Insbesondere kann der Parkumgebung eine zentrale Recheneinrichtung, insbesondere ein Server, zugeordnet sein, welcher beispielsweise über Automotive-WLAN oder eine Mobilfunkverbindung, beispielsweise GSM, mit dem Kraftfahrzeug kommuniziert und die Navigationskarte übermitteln kann.
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Um eine Fusion der Objektdaten aus beiden Quellen zu ermöglichen, muss die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs in der Navigationskarte ermittelt werden, letztlich also eine Registrierung von Sensorobjektdaten und Kartenobjektdaten erfolgen. Nachdem Navigationskarten von Navigationsumgebungen, insbesondere Parkumgebungen, im Stand der Technik bereits vorgeschlagen wurden und dort üblicherweise zur verbesserten Orientierung des Fahrers in der Navigationsumgebung und/oder zum wenigstens teilweise automatischen Betrieb des Kraftfahrzeugs in der Navigationsumgebung eingesetzt werden, sind selbstverständlich auch eine Vielzahl von Positionsbestimmungsverfahren für ein Kraftfahrzeug in einer Navigationsumgebung und mithin der digitalen Navigationskarte bekannt. Dabei kann die Ermittlung der aktuellen Position bezüglich der Navigationskarte insbesondere in Abhängigkeit von Sensordaten der Umfeldsensoren und/oder den zuletzt zurückgelegten Weg des Kraftfahrzeugs beschreibenden Bewegungsdaten und/oder anhand von Positionierungsdaten eines Positionsbestimmungssystems erfolgen. In den Sensordaten können Merkmale und/oder Strukturen des Umfelds erkannt werden, die auch in der Navigationskarte enthalten sind und demnach eine Positionsbestimmung erlauben. Derartige Merkmale und/oder Strukturen können gezielt vorgesehen werden, beispielsweise als Marker, insbesondere zweidimensionale Strichcodes, denen in der Navigationskarte Positionsinformationen zugeordnet sind. Auch dedizierte Positionsbestimmungssysteme wurden bereits vorgeschlagen, die beispielsweise über Laufzeitmessungen und/oder Signalstärken funkbasiert eine Positionshypothese beitragen können. Dabei umfasst die Positionsbestimmung selbstverständlich eine Ermittlung einer vollständigen aktuellen Position des Kraftfahrzeugs, mithin eine Ortsangabe und eine Orientierung des Kraftfahrzeugs (3D-Pose).
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Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn bei der Zusammenführung der Objektdaten, also der Fusion der Sensorobjektdaten und der Kartenobjektdaten, eine Genauigkeit einer Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs in der Navigationsumgebung und/oder eine Abweichung zwischen dasselbe Objekt betreffenden Positionsdaten berücksichtigt werden, insbesondere durch Anwendung einer verschmierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung auf insbesondere die Begrenzung von Objekten anzeigende Positionsangaben. Aufgrund der dennoch weiter vorhandenen Unsicherheiten, die jedem Messund/oder Erstellungsvorgang inhärent sind, wird es bei vorgenommener Registrierung zwischen Kartenobjektdaten und Sensorobjektdaten zu Abweichungen kommen, die entsprechend bei der Fusion berücksichtigt werden können. Insbesondere wird die aktuelle Güte der Lokalisierung innerhalb der Navigationsumgebung, beispielsweise ein Konfidenzmaß, das die Genauigkeit der Positionsbestimmung angibt, berücksichtigt, wobei immer dann, wenn beispielsweise Kanten in den Sensorobjektdaten und den Kartenobjektdaten nicht übereinstimmen, eine entsprechende Wahrscheinlichkeitsverteilung angesetzt werden kann, die beschreibt, mit welchen Wahrscheinlichkeiten sich die Kante/Begrenzung wo befindet. Dabei können selbstverständlich auch, soweit vorhanden, den das jeweilige Objekt beschreibenden Objektdaten zugeordnete Verlässlichkeitsinformationen berücksichtigt werden. Anhand eines stochastischen Verfahrens ist es also denkbar, einen fusionierten Gesamtobjektdatensatz zu erhalten, der auch Abweichungen berücksichtigt, was Positionsangaben der Objekte betrifft.
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Es ist ferner zweckmäßig, wenn bei einer Nichtdetektion von durch das Kraftfahrzeug überfahrenen Höhenunterschieden durch die Umfeldsensoren die Kartenobjektdaten vor der Zusammenführung auf eine ebene Fahrbahnfläche umgerechnet werden. Enthält mithin die Navigationskarte Unebenheiten der Fahrbahn in der Navigationsumgebung, die über die Umfeldsensoren nicht erfasst werden können, ist davon auszugehen, dass die Sensorobjektdaten auf eine als ebene Fahrbahnfläche abgerollte Grundfläche bezogen sind, so dass es bei der Fusion zweckmäßig ist, eine entsprechende Umrechnung für die Kartenobjektdaten vorzunehmen, was selbstverständlich problemlos möglich ist.
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Wie bereits angedeutet, sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Zusammenführung der Objektdaten unter Berücksichtigung von insbesondere auf die jeweiligen Objektdaten beschriebene Objekte bezogenen Verlässlichkeitsinformation erfolgt. Beispielsweise können im Rahmen einer Plausibilisierung die verlässlicheren Objektdaten ausgewählt und/oder bevorzugt werden. Dabei werden Kartenobjektdaten, die unveränderbare Hindernisse, beispielsweise Wände oder dergleichen, beschreiben, meist äußerst hohe Verlässlichkeitswerte aufweisen, während veränderliche Objekte, beispielsweise temporäre Hindernisse, durch die Verlässlichkeitsinformation entsprechend klassifiziert werden können. So kann vorgesehen sein, dass als Verlässlichkeitsinformationen eine Messgenauigkeit und/oder eine Klassifizierung von Objekten als temporäre Hindernisse verwendet werden. Ist beispielsweise in einer Navigationskarte ein temporäres Hindernis enthalten, das mit hoher Wahrscheinlichkeit wegfallen wird, ist davon auszugehen, dass Sensorobjektdaten, die kein Hindernis an dieser Stelle anzeigen, bei einem höheren Verlässlichkeitswert, beispielsweise hoher Messgenauigkeit, voraussichtlich korrekt sind, so dass davon ausgegangen werden kann, dass dort kein Hindernis vorliegt.
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Im Rahmen der vorgenommenen Zusammenführung von Sensorobjektdaten und Kartenobjektdaten sind verschiedene Vorgehensweisen denkbar, um den Gesamtdatensatz zu erzeugen. So kann beispielsweise zwischen Fällen unterschieden werden, in denen die Sensorobjektdaten oder die Kartenobjektdaten als Grundlage des Gesamtobjektdatensatzes verwendet werden; selbstverständlich ist alternativ auch eine gleichberechtigte Fusion möglich, beispielsweise Objekt-für-Objekt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es jedoch, insbesondere bei einer Parkumgebung als Navigationsumgebung, besonders bevorzugt, wenn die Kartenobjektdaten als Grundlage des Gesamtdatensatzes verwendet werden, nachdem sie eine solide Grundlage hoher Verlässlichkeit für nicht veränderbare Hindernisse, beispielsweise Wände, Säulen und andere Baustrukturen, bieten. Zudem umfassen die Kartenobjektdaten der Navigationskarte bereits die gesamte Navigationsumgebung, mithin üblicherweise große Bereiche, die noch nicht von den Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs erfasst wurden. Daher bieten die Kartenobjektdaten eine hervorragende Grundlage, um durch Ergänzung und/oder Plausibilisierung die Fusion mit den Sensorobjektdaten zu dem Gesamtobjektdatensatz vorzunehmen.
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In diesem Kontext sei auch angemerkt, dass selbstverständlich eine ständige Aktualisierung des Gesamtobjektdatensatzes erfolgt, wenn neue, aktuelle Sensordaten der Umfeldsensoren vorliegen. Auch in diesem Kontext ist ein Ausgehen von den Kartenobjektdaten günstig zu bewerten.
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Konkret kann vorgesehen sein, dass die Kartenobjektdaten wenigstens teilweise als Grundlage des Gesamtobjektdatensatzes verwendet werden, wobei sie, insbesondere nach einem Plausibilisierungsvorgang, um in den Kartenobjektdaten nicht enthaltene, gemäß den Sensorobjektdaten vermessene Objekte ergänzt werden. Wird mithin festgestellt, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit bzw. Verlässlichkeit gemäß den Sensorobjektdaten ein statisches (oder auch dynamisches) Objekt an einer Stelle vorliegt, an der gemäß der Kartenobjektdaten kein Objekt vorliegt, kann dieses Objekt entsprechend hinzugefügt werden. Bei der Entfernung von Objekten aus den zugrundeliegenden Kartenobjektdaten ist jedoch größere Vorsicht anzuwenden.
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So kann vorgesehen sein, dass in den Kartenobjektdaten enthaltene Objekte, aber in den Sensorobjektdaten nicht enthaltene Objekte nur dann im Gesamtobjektdatensatz entfernt werden, wenn für die das Fehlen des Objekts anzeigenden Sensordaten ein Verlässlichkeitskriterium erfüllt ist und/oder den Kartenobjektdaten keine eine Nichtdetektierbarkeit des betreffenden Objekts durch die Umfeldsensoren beschreibende Zusatzinformation zugeordnet ist. Insbesondere existieren mithin Objekte, die durch zumindest einen Teil der möglichen Umfeldsensoren nicht oder nur schwer zu detektieren sind, was beispielsweise für Glaswände in Bezug auf optische Sensoren, beispielsweise Kameras, gilt. Auch Gitter und dergleichen sind durch manche Arten von Sensoren schwer grundsätzlich und/oder verlässlich zu detektieren. Für solche Objekte liegen meist eine niedrige Verlässlichkeit anzeigende Verlässlichkeitsinformationen vor, wobei es zweckmäßig ist, den Kartenobjektdaten bezüglich solcher Objekte eine Nichtdetektierbarkeit des betreffenden Objekts durch die Umfeldsensoren beschreibende Zusatzinformation zuzuordnen. Dabei kann gegebenenfalls auch zwischen unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien unterschieden werden, wobei dann ein Abgleich mit in dem Kraftfahrzeug genutzten physikalischen Messprinzipien zu erfolgen hat. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass schwer oder nicht detektierbare statische Objekte der Navigationsumgebung nicht fehlerhaft im Gesamtobjektdatensatz fehlen, was zu Kollisionen führen könnte.
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Eine andere Weiterbildung in diesem Kontext sieht vor, dass bei einem in den Sensorobjektdaten enthaltenen Objekt an einer Position eines in den Kartenobjektdaten enthaltenen, nicht als Hindernis zählenden Objekt, insbesondere eines Bodengitters, dem eine eine Fehldetektierbarkeit durch wenigstens einen Teil der Umfeldsensoren beschreibende Zusatzinformation zugeordnet ist, eine Ergänzung des in den Sensorobjektdaten enthaltenen Objekts nur nach Überprüfung der entsprechenden Sensorobjektdaten und/oder der diesen zugrundeliegenden Sensordaten auf eine Fehldetektion anzeigende Eigenschaften erfolgt. Beispielsweise ergibt sich, wenn ein Bodengitter mit Ultraschallsensoren abgetastet wird, durch Kreuzechos eine bestimmte, zu erwartende Form der Sensordaten, die mithin eine Eigenschaft der Sensordaten darstellt, welche auf das Bodengitter als Ursache des scheinbar detektierten Hindernisses hinweist. Sind derartige Eigenschaften jedoch nicht vorhanden, kann es durchaus sein, dass auf das eigentlich kein Hindernis darstellende Objekt ein weiteres, gegebenenfalls temporär vorhandenes statisches Objekt gestellt wurde, so dass ein Eintrag in den Gesamtobjektdatensatz erfolgen kann.
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Allgemein ist es zweckmäßig, wenn als in den Sensorobjektdaten nicht enthaltene Objekte außerhalb eines Erfassungsbereichs der Umfeldsensoren liegende Objekte ergänzt werden. Dabei können selbstverständlich auch Erfassungsbereiche zu vergangenen Zeitpunkten berücksichtigt werden, wenn historische Sensordaten bzw. historische Sensorobjektdaten in dem Kraftfahrzeug auch weiterhin vorgehalten werden, was häufig der Fall ist, zumindest bis das Kraftfahrzeug sich weit genug von den statischen Objekten entfernt hat, als dass diese von Relevanz sein könnten. Besonders nützlich ist diese Ergänzungsmöglichkeit durch Kartenobjektdaten dann, wenn vorausliegende Bereiche schwer durch die Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs einsehbar sind, beispielsweise aufgrund einer Kurve und/oder eines Sicht versperrenden anderen statischen Objekts; zudem sind Umfeldsensoren von Kraftfahrzeugen häufig auf bodennahe Erfassungsbereiche gerichtet, so dass beispielsweise herabhängende Deckenobjekte oder dergleichen, die auch mit Teilen des Kraftfahrzeugs kollidieren könnten, nicht oder nur unzuverlässig erfasst werden können. Auch hier kann vorteilhaft eine Ergänzung bzw. ein Beitrag aus den Kartenobjektdaten geliefert werden.
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Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein Sicherheitssystem zur Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung mit einem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildeten Steuergerät. Das Kraftfahrzeug weist mithin einen Umfeldsensor auf, nutzt jedoch als weitere Eingangsdaten für das Sicherheitssystem auch eine Navigationskarte, wenn es sich in einer entsprechenden Navigationsumgebung, insbesondere einer Parkumgebung, befindet. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem mithin auch die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 ein Kraftfahrzeug in einer Navigationsumgebung,
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3 eine Rangiersituation in einer Navigationsumgebung, und
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4 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
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1 zeigt einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei weist ein Kraftfahrzeug ein Sicherheitssystem zur Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung auf, welches Sensordaten von Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs nutzt, um statische und dynamische Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs zu detektieren, so dass aufgrund von (wenigstens teilweise prädiktiven) Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs eine mögliche Kollision beschreibende Kollisionsgrößen ermittelt werden können. Die Kollisionsgrößen werden in Maßnahmenkriterien dahingehend überprüft, ob Maßnahmen, insbesondere die Ausgabe von Warninformationen und/oder Fahreingriffe, notwendig sind.
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Hierzu werden in einem Schritt S1 in der kontinuierlichen Umfeldüberwachung Sensordaten mit den Umfeldsensoren, welche beispielsweise Kameras und/oder Radarsensoren und/oder Ultraschallsensoren und/oder Laserscanner umfassen können, aufgenommen und wie grundsätzlich bekannt ausgewertet, um Informationen über statische und dynamische Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs zu erhalten. Diese Ergebnisdaten werden als Sensorobjektdaten 1 bezeichnet.
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Fährt das Kraftfahrzeug nun in eine Navigationsumgebung, insbesondere und im Folgenden beispielhaft herangezogen eine Parkumgebung, beispielsweise ein Parkhaus ein, wird ihm von einer zentralen Recheneinrichtung der Navigationsumgebung eine digitale Navigationskarte drahtlos über eine Kommunikationsverbindung übermittelt, beispielsweise über Automotive-WLAN, die ebenso statische Objekte in der Navigationsumgebung beschreibt, mithin Kartenobjektdaten 2 enthält. Der Empfang dieser Navigationskarte mit den Kartenobjektdaten 2 im Kraftfahrzeug findet im Schritt S2 statt.
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Bei der Navigationskarte handelt es sich um eine dreidimensionale Belegungs- und/oder objektorientierte Karte, die eine hohe Ortsauflösung aufweist, beispielsweise Strukturen kleiner als 10 cm auflöst.
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Den Objektdaten 1, 2 sind ferner insbesondere auf in diesen enthaltene statische Objekte bezogene Verlässlichkeitsinformationen zugeordnet, die sich bei den Sensorobjektdaten 1 hauptsächlich auf die Ungenauigkeiten bei der Detektion und Auswertung der Sensordaten beziehen, bei den Kartenobjektdaten jedoch Zusatzinformationen zu Objekten enthalten können, beispielsweise, ob es sich um ein temporäres Hindernis handelt, welches mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit wieder verschwinden kann und/oder ob das betreffende Objekt mit bestimmten oder allen Umfeldsensoren nicht oder zumindest nur schwierig detektierbar ist, beispielsweise im Fall von Glaswänden oder Gittern.
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In einem Schritt S3 werden die Sensorobjektdaten 1 und die Kartenobjektdaten 2 zu einem Gesamtobjektdatensatz 3 zusammengeführt, mithin fusioniert, welcher im Schritt S4 die Grundlage für die Bestimmung der Kollisionsgrößen und die weitergehende Funktion des Sicherheitssystems bildet. Um die Fusionierung durchführen zu können, wird eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs in der Navigationsumgebung auf grundsätzlich bekannte Art und Weise bestimmt, wobei eine Genauigkeit der Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs in der Navigationsumgebung, beispielsweise ein Konfidenzmaß, bei der Fusion der Objektdaten 1, 2 berücksichtigt wird, beispielsweise hinsichtlich einer probalistischen Verschmierung von Begrenzungen von Objekten, in die auch die bereits erwähnten Verlässlichkeitsinformationen eingehen können. Nachdem übliche Kraftfahrzeuge die Sensordaten so bestimmen, dass sie sich ohne Berücksichtigung von Unebenheiten in der Fahrbahn auf die aktuelle Standposition auf der Fahrbahn beziehen, werden die Kartenobjektdaten 2 auf eine sich so ergebende Fahrbahnfläche abgerollt, mithin in ein entsprechendes zweidimensionales Koordinatensystem umgerechnet.
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Zweckmäßig wird bei dem Zusammenführen in Schritt S3 von den Kartenobjektdaten 2 ausgegangen, nachdem diese die gesamte Navigationsumgebung umfassen und mit den zeitlich konstanten Hindernissen, beispielsweise Wänden und dergleichen, äußerst verlässliche Grundinformationen bieten. Durch gegenseitige Plausibilisierung und/oder Ergänzung entsteht dann der Gesamtobjektdatensatz 3. Konkrete Beispiele, inwiefern diese gegenseitige Plausibilisierung und/oder Ergänzung stattfinden kann, sollen anhand der beispielhaften Szenarien der 2 und 3 nun näher erläutert werden.
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2 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 4 in einer Verkehrssituation in einer Navigationsumgebung, hier einem Parkhaus. Als statische Objekte sind beispielhaft Wandabschnitte 5, zwischen denen der Weg durch Gitter 6 versperrt ist, und ein Bodengitter 7, das überfahrbar ist, gezeigt. Zur weiteren Verdeutlichung sind ein Erfassungsbereich 8 einer Frontkamera und Erfassungsbereiche 9 von Ultraschallsensoren des Kraftfahrzeugs 4 angedeutet.
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Die Wandabschnitte 5 sind durch die Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs 4 leicht und verlässlich zu detektieren; diesbezüglich stellt die Fusion ein geringes Problem dar, wenn sich die Wandabschnitte nicht außerhalb der grundsätzlichen Sensorreichweite befinden und dann durch die Kartenobjektdaten 2 hinzugefügt werden können.
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Ein erster beispielhafter Problemfall ist bei den Gittern 6 gegeben, die durch optische und/oder Reflektionen vermessende Umgebungssensoren nicht oder nur mit geringer Verlässlichkeit detektiert werden können. In den Kartenobjektdaten 2 ist den Gittern 6 als statische Objekte mithin eine Zusatzinformation zugeordnet, die exakt diesen Sachverhalt wiedergibt. Daraus folgt aber, dass selbst dann, wenn die Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs 4 die Gitter 6 nicht detektieren können, die Gitter 6 dennoch im Gesamtobjektdatensatz 3 erhalten bleiben, da eben damit gerechnet wird, dass sie nicht detektiert werden konnten. Im Gegensatz dazu würde bei Objekten, die leicht detektierbar sind und von vorneherein als temporäre Hindernisse markiert sind dann, wenn mit ausreichend hoher Verlässlichkeit seitens der Sensorobjektdaten 1 das Objekt fehlt, es für den Gesamtobjektdatensatz 3 entfernt werden.
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Ein weiterer Problemfall kann durch das Bodengitter 7 gegeben sein. Gerade im Hinblick auf die Ultraschallsensoren kann es in den Sensordaten, mithin auch den Sensorobjektdaten 1, so scheinen, als wäre ein nicht überfahrbares Hindernis vorhanden. Ist diese Problematik, gegebenenfalls mit entsprechenden Eigenschaften, die die Sensorobjektdaten 1 bzw. die zugrundeliegenden Sensordaten dann aufweisen, als Zusatzinformation in den Kartenobjektdaten 2 enthalten, kann mithin eine Analyse durchgeführt werden, ob tatsächlich die Fehldetektion des Bodengitters 7 stattgefunden hat oder ob inzwischen ein (temporäres) Hindernis auf dem Bodengitter 7 abgestellt wurde, welches mit genügend hoher Verlässlichkeit detektiert wurde, um dennoch in dem Gesamtobjektdatensatz 3 einzugehen.
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3 zeigt ein weiteres Verkehrsszenario, in dem das Kraftfahrzeug 4, sich insbesondere rückwärts bewegend, einer Wand 10 nähert, die ein herabhängendes Hindernis 11 aufweist, das in den Kartenobjektdaten 2 enthalten ist. Ein wiederum angedeuteter Erfassungsbereich 9 von rückwärtigen Ultraschallsensoren des Kraftfahrzeugs 4 ist auf bodennahe Bereiche gerichtet, kann mithin das herabhängende Hindernis 11 nicht erfassen, welches aber mit der Dachkante 12 des Kraftfahrzeugs 4 kollidieren könnte. Aufgrund der Fusion mit den Kartenobjektdaten 2 ist die Lage und Ausdehnung des Hindernisses 11 jedoch bekannt und kann im Sicherheitssystem entsprechend berücksichtigt werden.
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4 zeigt eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 4, welches entsprechend ein Sicherheitssystem 13 aufweist, dem ein Steuergerät 14 zugeordnet ist, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Als Umfeldsensoren sind im Kraftfahrzeug beispielhaft eine auf das Vorfeld gerichtete Kamera 15, Ultraschallsensoren 16 und ein ebenso auf das Vorfeld gerichteter Radarsensor 17 gezeigt. Die Umfeldsensoren liefern ihre Sensordaten an das Steuergerät 14 über ein Bussystem des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einen CAN-Bus, über den das Steuergerät 14 auch mit weiteren Fahrzeugsystemen verbunden ist, insbesondere einer WLAN-Kommunikationseinrichtung 18, über die Kommunikationsverbindung zu der zentralen Recheneinrichtung der Navigationsumgebung hergestellt werden kann, welche die hochgenaue Navigationskarte bereitstellt.
