DE102016122031A1

DE102016122031A1 - Ressourcensparende Karte für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102016122031A1
Application number: DE102016122031.0A
Authority: DE
Inventors: Hesham Eraqi; Jens Honer
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2018-05-17

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (2) eines Kraftfahrzeugs (1), mit einem a) Bereitstellen einer Karte (7), welche eine Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) repräsentiert, in einer Recheneinrichtung (6) des Fahrerassistenzsystems (2), einem b) Erfassen einer Bewegung des Kraftfahrzeugs (1) relativ zu seiner Umgebung (4) durch eine Sensoreinrichtung (3) des Fahrerassistenzsystems (2), einem c) Bewegen eines Fahrzeugmodells (8) des Kraftfahrzeugs (1) auf der Karte (7) in Abhängigkeit der erfassten Bewegung durch die Recheneinrichtung (6), wobei das Fahrzeugmodell (8) auf der Karte (7) in Abhängigkeit einer Rotation des Kraftfahrzeugs (1) um eine Fahrzeug-Hochachse quer zu einer Fahrzeug-Längsachse (L) des Fahrzeugmodells (8) entlang eines Kreisbogens eines Kreises (10, 10') mit einem vorgegebenen Radius (r, r') bewegt wird, um die Karte (7) der Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) in dem Fahrerassistenzsystem (2) genau und mit geringem Rechenaufwand zur Verfügung zu stellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, mit den Verfahrensschritten a) Bereitstellen einer Karte, welche eine Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentiert, in einer Recheneinrichtung des Fahrerassistenzsystems, b) Erfassen einer Bewegung des Kraftfahrzeugs relativ zu seiner Umgebung durch eine Sensoreinrichtung des Fahrerassistenzsystems und c) Bewegen eines Fahrzeugmodells des Kraftfahrzeugs auf der Karte in Abhängigkeit der erfassten Bewegung durch die Recheneinrichtung.
In Fahrerassistenzsystemen von Kraftfahrzeugen kommen heute im Wesentlichen zwei unterschiedliche Arten von Karten zum Einsatz. Zum einen sind dies die globalen Rasterkarten, die sogenannten Global Grid Maps. Diese benötigen einen großen Speicher, beispielsweise vier Megabyte, und binden viele Rechenressourcen, wenn auf sie zugegriffen wird oder gegebenenfalls eine Transformation wie eine Verschiebung oder eine Rotation der Karte durchzuführen ist. Zugleich kann auch bei sehr großen Karten nie vollständig ausgeschlossen werden, dass ein Fahrzeug sich aus einer Kartengrenze hinausbewegt, was zur Folge hat, dass die Karte neu berechnet werden muss.
Zum anderen kommen die lokalen Rasterkarten (Local Grid Maps) zum Einsatz. Hier wird einerseits zwischen Karten unterschieden, bei welchen die Position eines Fahrzeugmodells auf der Karte, beispielsweise in einem Mittelpunkt der Karte, festgelegt ist, und anderen Implementierungen, bei welchen sich das Fahrzeug frei auf der Karte bewegt. Im ersteren Fall ist eine rechenaufwendige Verschiebung und gegebenenfalls auch Rotation der Karte bei jedem Aktualisierungsschritt, also bei jeder Bewegung des Kraftfahrzeugs erforderlich. Gleichzeitig bewirken Verschiebungen und Rotationen der Karte aufgrund der quantisierten Rasterzellen mit einer vorgegebenen Rastergröße von beispielsweise zehn bis zwanzig Zentimeter, bei welchen eine Rasterzelle beispielsweise einem Quadrat mit zehn bis zwanzig Zentimeter Kantenlänge entspricht, Ungenauigkeiten in der Karte entstehen, beispielsweise wenn bei einem sogenannten Subpixel Image Shifting, einem Verschieben der Karte um einen Betrag, welcher geringer ist als die Rastergröße, sowie bei einem Rotieren der Karte jeweils Annäherungen und Interpolationen abgeschätzt werden müssen.
Überdies enthält die Karte dabei unabhängig von einer Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs in alle Fahrzeugrichtungen grundsätzlich gleich viel Information. Dies ist für ein Fahrerassistenzsystem nicht vorteilhaft, da beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, welches mit einer hohen Geschwindigkeit vorwärts fährt, die Information auf der Karte vor dem entsprechenden Fahrzeugmodell wertvoller ist, als eine Information hinter dem Fahrzeugmodell. Ansätze mit anisotropen Karten, welche in einer oder mehreren Vorzugs-Fahrzeugrichtung mehr Raum auf der Karte zur Verfügung stellen, erfordern rechenaufwendige Abbildungsoperationen.
Bei einem frei auf der Karte beweglichen Fahrzeugmodell hängt die Menge der durch ein Fahrerassistenzsystem nutzbaren Information von der jeweils gewählten Route ab, was wiederum für die Nutzung der Karte in dem Fahrerassistenzsystem unvorteilhaft ist. Auch wird das Fahrzeugmodell die Kartenbegrenzungen häufig überfahren, also die Karte häufig verlassen, was dazu führt, dass die Karte häufig neu berechnet werden muss.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs eine Karte der Umgebung des Kraftfahrzeugs genau und mit geringem Rechenaufwand zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, mit einer Reihe von Verfahrensschritten. Ein erster Verfahrensschritt ist hier ein Bereitstellen einer Karte, welche eine Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentiert, in einer Recheneinrichtung des Fahrerassistenzsystems. Die Karte kann beispielsweise hochauflösendes Kartenmaterial umfassen. In der Karte können Karteninformationen eines Navigationssystems und/oder einer oder mehrerer Sensoreinrichtungen bereitgestellt werden. In der Karte können somit Karteninformationen mehrerer unterschiedlicher Quellen zusammengeführt sein. Ein weiterer Verfahrensschritt ist ein Erfassen einer Bewegung des Kraftfahrzeugs relativ zu seiner oder der Umgebung durch eine Sensoreinrichtung des Fahrerassistenzsystems. Das Erfassen der Bewegung des Kraftfahrzeugs kann dabei über verschiedene Fahrzeugsensoren erfolgen, um Informationen über die Bewegung des Kraftfahrzeugs zu erhalten. Dabei kann ein Rotieren oder ein Gieren des Kraftfahrzeugs sowie ein Bremsen beispielsweise von einem elektronischen Stabilitätskontrollprogramm (ESP) ermittelt werden. Ein Lenkwinkel kann entsprechend von einem Lenkwinkelsensor erfasst werden und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs von einem Sensor im Antriebsstrang, beispielsweise einer Getriebekontrolleinheit (Transmission Control Unit). Ein nächster Verfahrensschritt ist ein Bewegen eines Fahrzeugmodells des Kraftfahrzeugs auf der Karte in Abhängigkeit der erfassten Bewegung durch die Recheneinrichtung. Das Fahrzeugmodell ist somit eine Repräsentation des Kraftfahrzeugs auf der Karte.
Dabei wird vorliegend das Fahrzeugmodell auf der Karte in Abhängigkeit einer Rotation des Kraftfahrzeugs um eine Fahrzeughochachse des Kraftfahrzeugs relativ zu seiner Umgebung, also einem Gieren des Kraftfahrzeugs, quer zu einer Fahrzeug-Längsachse des Fahrzeugmodells entlang eines Kreisbogens eines Kreises mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Radius bewegt. Das Fahrzeugmodell steht somit mit der Längsachse stets radial zum Kreis angeordnet und wird bei einem Gieren des Kraftfahrzeugs auf dem Kreisbogen verschoben. Die Fahrzeugquerachse des Fahrzeugmodells verläuft dabei parallel zu einer Tangente des Kreisbogens. Das Fahrzeugmodell wird dabei auf dem Kreisbogen quer zu der Fahrzeug-Längsachse des Fahrzeugmodelles um einen Winkel verschoben, welcher von dem Gierwinkel des Kraftfahrzeugs abhängt. Unter einem Kreisbogen eines Kreises mit einem vorgegebenen Radius kann hier auch ein eckenfreier Bahnbogen verstanden werden, so dass eine vorgegebene Abweichung von einem mathematisch exakten Kreisbogen ebenfalls als Kreisbogen zu verstehen sein kann. Insbesondere kann das Fahrzeugmodell bei dem Bewegen entlang des Kreisbogens von dem Kreis und dem vorgegebenen Radius mit einer Abweichung bewegt werden, welche kleiner ist als eine Rastergröße der Karte. Bevorzugt ist der Radius von Null verschieden.
Das hat den Vorteil, dass durch das beschriebene Verfahren eine Rotation der Karte vermieden wird, da es das Fahrzeugmodell ist, welches sich auf der Karte dreht. Damit wird ein Verschmieren der Karte durch die sonst bei einer Rotation der Karte erforderlichen Annäherungen oder Interpolationen, welche gerade bei geringfügigen Rotationen auftreten, vermieden. Zugleich wird das rechnerisch aufwendige Rotieren der Karte, bei welcher für sämtliche Objekte auf der Karte neue Positionen errechnet beziehungsweise abgeschätzt werden müssen, vermieden. Zugleich wird so ermöglicht, eine kleinere Karte zu verwenden und somit Arbeitsspeicher zu sparen, da durch die Anordnung auf dem Kreis sich stets automatisch ein großer Teil der Karte in der Längsrichtung des Fahrzeugmodells erstreckt und somit jeweils die für das Fahrerassistenzsystem relevante Information über die Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentiert. Durch die geeignete Wahl des Kreises und des Kreismittelpunktes auf der Karte wird dabei auch zuverlässig verhindert, dass das Fahrzeugmodell auf dem Kreisbogen die Karte verlässt beziehungsweise eine Kartenbegrenzung überschreitet.
Damit entfällt auch das sonst möglicherweise durchzuführende vollständige Neuladen der Karte. Es wird somit anstelle der kompletten Karte mit sämtlichen Objekten auf der Karte nur das Fahrzeugmodell rotiert. Da über dieses viel genauere Informationen verfügbar sind als über die Umgebung des Kraftfahrzeugs, ergibt sich hier auch bei kleinen Bewegungen des Fahrzeugmodells auf der Karte kein Genauigkeitsverlust. Überdies ist das Verfahren in der beschriebenen und sämtlichen folgenden Ausführungsformen mit einer Quatärnärbaumkompression (quadtree-compression) der Karte kompatibel, sodass das Verfahren auf eine per Quatärnärbaumkompression komprimierte Karte angewandt werden kann und damit nochmals Ressourcen eingespart werden können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Karte eine Rasterkarte, eine sogenannte grid map, umfasst oder ist. Insbesondere kann die Karte eine Belegungsrasterkarte umfassen oder sein. Die Auflösung einer Rasterkarte ist dabei durch ihre Rastergröße bestimmt. Die Rastergröße kann dabei den Wert bezeichnen, welchem eine jeweilige Kantenlänge der Rasterzelle in der realen Welt entspricht. So kann beispielsweise die Rasterkarte eine Rastergröße von zehn Zentimetern aufweisen, das heißt eine Rasterzelle einem Bereich der Umgebung mit einer Größe, beispielsweise Länge und Breite, von zehn Zentimetern entsprechen. Die Rastergröße kann somit der Auflösung der Karte entsprechen. Die Belegungsrasterkarte kann dabei auch als Occupancy Map bezeichnet werden. In diesem Fall ist für jede Rasterzelle ein Wert vorgesehen, der beispielsweise zwischen null und eins liegt, wobei beispielsweise null einen freien Bereich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentiert und eins einen belegten Bereich. Auch Zwischenwerte können hier vorgesehen sein, um eine Belegungswahrscheinlichkeit wiederzugeben.
Das hat den Vorteil, dass gerade bei einer Raster- oder Belegungsrasterkarte die beschriebenen Vorteile besonders zur Geltung kommen und überdies eine Belegungsrasterkarte besonders geeignet ist, um eine Umgebung des Kraftfahrzeugs für ein Fahrerassistenzsystem zu repräsentieren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Winkel der Bewegung des Fahrzeugmodells entlang dem Kreisbogen, der Drehwinkel des Fahrzeugmodells, gleich dem Winkel der Rotation, also dem Gierwinkel, des Kraftfahrzeugs ist. Dreht sich das Fahrzeug somit einmal im Kreis in seine Ursprungsorientierung zurück, so gilt dies auch für das Fahrzeugmodell. Der Drehwinkel des Fahrzeugmodells um den Mittelpunkt des Kreises ist somit bei einer Rotation oder einem Gieren des Kraftfahrzeugs gleich dem Gierwinkel des Kraftfahrzeugs.
Das hat den Vorteil, dass so einerseits eine aufwendige Umrechnung einer Rotation oder des Gierwinkels in einen Rotationswinkel auf der Karte übersetzt werden kann. Überdies muss so die Karte überhaupt nicht mehr gedreht werden, um das Kraftfahrzeug in seiner Relation zu der Umgebung präzise und zuverlässig abzubilden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Fahrzeugmodell bei einem Vorwärtsfahren des Kraftfahrzeugs in der Fahrzeug-Längsachse radial mit seiner Fahrzeugmodellfront zum Mittelpunkt des Kreises hin orientiert ist, und bei einem Rückwärtsfahren des Kraftfahrzeugs in der Fahrzeug-Längsachse radial betrachtet mit seinem Fahrzeugmodellheck zum Mittelpunkt des Kreises hin orientiert ist. In beiden Fällen ist, wie auch oben schon beschrieben, also die Fahrzeug-Längsachse des Fahrzeugmodells radial zu dem Mittelpunkt des Kreises angeordnet.
Das hat den Vorteil, dass stets ein großer Teil, beispielsweise der Großteil der Karte, in der aktuellen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs und damit des Fahrzeugmodells vor dem Fahrzeugmodell angeordnet ist, und somit in der Karte insgesamt zu einem großen Teil oder sogar dem Großteil für das Fahrerassistenzsystem relevante Informationen, nämlich in der aktuellen Fahrtrichtung vor dem Fahrzeugmodell befindliche Informationen, hinterlegt sind. Dadurch können insgesamt kleinere Karten verwendet werden und Arbeitsspeicher der Recheneinrichtung gespart werden. Es wird dabei somit prinzip- bzw. mathematisch bedingt stets automatisch vor allem der Bereich der Umgebung in der aktuellen Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug repräsentiert, welcher für das Fahrerassistenzsystem und damit für das Steuern des Kraftfahrzeugs besonders wichtig ist. Es wird somit die Karte an die typischen Szenarien automatisch angepasst. Eine gesonderte rechenaufwendige Berechnung wie dies beispielsweise von anisotropen Karten bekannt ist, ist dabei nicht erforderlich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Radius des Kreises in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird. Insbesondere kann dies im Wesentlichen durch die Fahrgeschwindigkeit vorgegeben sein. Unter im Wesentlichen ist hier ein Vorgeben des Radius in ganzteiligen Vielfachen der Rastergröße zu verstehen, also bis auf ein Modulo der Rastergröße. Beispielsweise kann so ein Radius bei einer Rastergröße von zehn Zentimetern auf plus-minus fünf Zentimeter vorgegeben werden.
Das hat den Vorteil, dass die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in der Kartendarstellung berücksichtigt werden kann, und somit eine besonders flexible Karte mit einer hohen Informationsdichte bereitgestellt wird. Diese Karte ist dabei sehr genau und die Anpassung an die Fahrgeschwindigkeit erfolgt lediglich über eine Anpassung eines einzigen Parameters, nämlich des Radius, ohne dabei nennenswerte Kapazitäten der Recheneinrichtung zu binden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass für eine größere Fahrgeschwindigkeit ein größerer Radius vorgegeben wird als für eine geringere Fahrgeschwindigkeit. Somit kann beispielsweise bei einer Autobahnfahrt mit großer Geschwindigkeit ein großer Radius vorgegeben werden, und bei einer Stadtfahrt mit einer geringen Geschwindigkeit, bei welcher mit häufigen Richtungswechseln zu rechnen ist, ein kleiner Radius.
Das hat den Vorteil, dass der Teil der Karte, welcher für das Fahrerassistenzsystem aller Voraussicht nach besonders wichtig ist, nämlich der Teil (in der Fahrtrichtung) vor dem Fahrzeugmodell einen entsprechend großen Teil der Karte einnimmt. So ist beispielsweise bei einer Autobahnfahrt nicht mit einem Richtungswechsel zu rechnen, so dass vor allem der Bereich vor dem Kraftfahrzeug und damit vor dem Fahrzeugmodell für das Fahrerassistenzsystem interessant ist. In einer Stadt ist jedoch mit häufigen Richtungswechseln und vielen anderen Verkehrsteilnehmern gegebenenfalls ein seitlicher oder rückwärtiger Bereich des Kraftfahrzeugs im Vergleich zu dem Vorderbereich wichtiger als bei einer Autobahnfahrt. Überdies muss aufgrund der geringeren Geschwindigkeit ein weniger großer Bereich als bei einer hohen Geschwindigkeit vor dem Kraftfahrzeug durch das Fahrerassistenzsystem berücksichtigt werden. Auch hier erfolgt mit einem geringen Rechenaufwand eine automatische Anpassung des in der Karte repräsentierten Bereiches der Umgebung an eine entsprechende Wichtigkeit für das Fahrerassistenzsystem.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass die Fahrgeschwindigkeit über einen Vergleich der Position des Kraftfahrzeugs zu unterschiedlichen Zeitpunkten oder Iterationen berechnet wird. Dabei kann insbesondere die berechnete Fahrgeschwindigkeit mit Hilfe eines Tiefpass-Filters geglättet werden. Beispielsweise kann eine geglättete Fahrgeschwindigkeit Ŝ_t zu einem Zeitpunkt t über die Formel ${\hat{S}}_{t} = \sum_{k = 1}^{n} a_{k} * S_{t - k + 1,}$
mit $\sum_{k = 1}^{n} a_{k} = 1$
dargestellt werden, wobei die jeweilige Fahrgeschwindigkeit S zu dem Zeitpunkt t durch die Veränderung der Position, also beispielsweise der x und y Koordinaten des Fahrzeugs in der Realwelt errechnet wird.
Damit die geglättete Fahrgeschwindigkeit Ŝ_t das Mittel der Geschwindigkeit S zum Zeitpunkt t und der n - 1 vorgehenden Geschwindigkeiten ist, kann beispielsweise a_k = n^-1 angenommen werden. Sobald die Geschwindigkeit Ŝ_t einen negativen Wert einnimmt, bewegt sich das Fahrzeug rückwärts. Selbstverständlich können auch andere Tiefpass-Filter zum Einsatz kommen.
Das hat den Vorteil, dass gegebenenfalls Sprünge, wie sie bei der Geschwindigkeitsberechnung und Positionsberechnung aus der Isometrie aufgrund von Sensor-Rauschen oder Sensor-Jitter bekannt sind, geglättet werden und damit mit geringem Aufwand die Genauigkeit der Karte erhöht beziehungsweise beibehalten wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Mittelpunkt des Kreises in einer Mitte der Karte liegt. Dabei kann die Position des Mittelpunkts des Kreises im Wesentlichen, also bis auf eine Genauigkeit, welche durch die Rastergröße der Karte bestimmt ist, beispielsweise bis auf Modulo der Rastergröße, vorgegeben sein.
Das hat den Vorteil, dass sichergestellt wird, dass auch bei einem variablen Radius stets ein großer Teil der Karte die für das Fahrerassistenzsystem wichtige Information über die Umgebung repräsentiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Karteninformation, beispielsweise eine Belegungsinformation einer Rasterzelle, in Abhängigkeit einer Translation des Kraftfahrzeugs, die beispielsweise relativ zu der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfolgen kann, auf der Karte, beispielsweise in einer x- und/oder einer y-Richtung, nur um ganzzahlige Vielfache einer Rastergröße der Karte verschoben wird. Somit wird beispielsweise bei einer Translation des Kraftfahrzeugs um eine Strecke, welche nicht einem ganzzahligen Vielfachen der Rastergröße der Karte entspricht, der nicht ganzzahlige Rest der Verschiebung ignoriert. Beispielsweise kann bei einer Translation des Kraftfahrzeugs um 23 Zentimeter eine Karteninformation auf der Karte bei einer Rastergröße von zehn Zentimetern um zwei Rasterzellen, also 20 Zentimeter in der realen Umgebung entsprechend, verschoben werden. Das Verschieben erfolgt somit Modulo der Rastergröße. Das in diesem Absatz beschriebene Verschieben der Karteninformation kann dabei auch unabhängig von dem Anordnen und Bewegen des Fahrzeugmodells auf dem Kreis oder Kreisbogen realisiert werden. Die in diesem Absatz beschriebene Ausführungsform kann also auch als unabhängiger Aspekt der Erfindung betrachtet werden.
Das ganzzahlige Verschieben kann beispielsweise erreicht werden, indem eine Belegungsrasterkarte M^t zum Zeitpunkt t, die hier in Form einer Matrix M mit entsprechenden Einträgen zwischen null und eins gegeben ist, als Reaktion auf eine Verschiebung P_shift des Fahrzeugmodells beschrieben wird mit der Gleichung $M^{t} = {(U_{w})}^{[P_{s h i f t}^{x}]} * {{({(L_{H})}^{[P_{s h i f t}^{y}]} * M^{t - 1})}^{T}}^{T} .$
Dabei bezeichnen die eckigen Klammern den jeweils ganzzahligen Teil der Verschiebung $P_{s h i f t}^{x}$
in x-Richtung beziehungsweise der Verschiebung $P_{s h i f t}^{y}$
in y-Richtung und L_H und U_w jeweilige Verschiebungsmatrixen, wobei H und W die Höhe und Weite der Karte M^t in Anzahlen der Pixel, also die Anzahl der Zeilen und Spalten der Matrix M ist. Dabei verschiebt die Gleichung die Karte M^t entsprechend dem ganzzahligen Teil von $P_{s h i f t}^{x}$
und $P_{s h i f t}^{y}$
nach links beziehungsweise nach unten. P_shift ist dabei gegeben durch: $P_{s h i f t} = P_{w o r l d}^{t} - P_{w o r l d}^{t - 1} + P_{l o c a l}^{t - 1} - P_{c i r c l e}^{t} .$
wobei $P_{w o r l d}^{t}$
eine Odometrieinformation über die Position des Kraftfahrzeugs zum Zeitpunkt t in einem Bezugssystem der Umgebung des Kraftfahrzeugs (in „Weltkoordinaten“) ist, $P_{c i r c l e}^{t}$
eine Position des Kreises repräsentiert, und über $P_{l o c a l}^{t - 1}$
eine anfängliche Verschiebung, ein sogenannter „Offset“, des Fahrzeugmodells auf der Karte berücksichtigt wird. Dabei kann für t=0 als Anfangsbelegung $P_{l o c a l}^{0} = P_{c i r c l e}^{1}$
und $P_{w o r l d}^{0} = P_{w o r l d}^{1}$
angenommen werden, also dass sich anfangs das Fahrzeugmodell im Kreismittelpunkt befindet und das Kraftfahrzeug steht.
Das hat den Vorteil, dass eine Interpolation beziehungsweise ein Annähern oder Abschätzen der Karteninformation, wie sie bei einer Verschiebung im Subrasterzellen-Bereich zwangsweise auftritt, vermieden wird, sodass ein entsprechendes Verschmieren der Karte unterbleibt und diese weiterhin in einer maximalen Genauigkeit zur Verfügung steht. Zugleich kann dabei das rechenaufwendige Interpolieren, welches entsprechend für jede Karteninformation beziehungsweise für jedes Kartenpixel oder jede Kartenzelle erforderlich wäre, unterbleiben.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Fahrzeugmodell in Abhängigkeit der (oder einer) Translation des Kraftfahrzeugs, beispielsweise des Kraftfahrzeugs relativ zu der Umgebung, auf der Karte, beispielsweise in einer x- und/oder y-Richtung, um einen Restwert von dem (oder einem) ganzzahligen Vielfachen der (oder einer) Rastergröße der Karte verschoben wird. Der Restwert kann hier auch als Modulo der Rastergröße der Karte sein. Der Restwert ist also stets kleiner als die Rastergröße. Beispielsweise würde so in dem obigen Beispiel einer Bewegung des Kraftfahrzeugs um 23 Zentimeter das Fahrzeugmodell auf der Karte entsprechend dem Äquivalent von 23 Modulo Rastergröße, also 23 Modulo 10 = 3 Zentimetern verschoben werden. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass das Fahrzeugmodell in Abhängigkeit der Translation des Kraftfahrzeugs auf der Karte nur um den jeweiligen Restwert verschoben wird. Hinzu käme in diesem Fall nur noch ein Verschieben oder ein Bewegen des Fahrzeugmodells, in Abhängigkeit der oben beschriebenen Rotation, dem Gieren, des Kraftfahrzeugs. Das in diesem Absatz beschriebene Verschieben des Fahrzeugmodells kann dabei auch unabhängig von dem Anordnen und Bewegen des Fahrzeugmodells auf dem Kreis oder Kreisbogen realisiert werden, beispielsweise in Zusammenwirkung mit dem oben beschriebenen Verschieben der Karteninformation. Die in diesem Absatz beschriebene Ausführungsform kann also auch als unabhängiger Aspekt der Erfindung betrachtet werden.
Das hat den Vorteil, dass das Fahrzeugmodell sehr genau auf der Karte positioniert werden kann. Gerade zusammen mit der letzten beschriebenen Ausführungsform wird so einerseits die Genauigkeit der Karte mit geringem Rechenaufwand aufrechterhalten und zugleich mit einem ebenso geringen Rechenaufwand eine genaue Positionierung des Fahrzeugmodells relativ zu etwaigen Objekten auf der Karte erreicht. Dabei ist weiterhin der Rechenaufwand, welcher bei einem Verschieben der Karte um nicht-ganzzahlige Vielfache der Rastergröße erforderlich ist, eingespart, obwohl sogar noch eine bessere Genauigkeit als bei dem sogenannten Subpixel-Shifting erreicht wird.
Das Verschieben des Fahrzeugmodells um den Restwert kann beispielsweise realisiert werden, indem der entsprechende Restwert auf dem Radius des Kreises addiert wird und/oder der Mittelpunkt des Kreises entsprechend der Translation verschoben wird. Das Verschieben des Fahrzeugs auf der Karte mit dem nicht-ganzzahligen Teil der Verschiebung kann beispielsweise beschrieben werden durch $P_{l o c a l}^{t} = P_{c i r c l e}^{t} + {P_{s h i f t}},$
wobei die geschweiften Klammern hier den nicht-ganzzahligen Restwert der Verschiebung P_shift bezeichnen. Beispielsweise kann gelten {P_shift} = P_shift modulo (Rastergröße). So würde beispielsweise in dem genannten Beispiel entweder der Radius um drei Zentimeter erhöht oder aber der Mittelpunkt des Kreises entsprechend entgegen der Bewegung der Translation des Kraftfahrzeugs um drei Zentimeter verschoben.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass die Verfahrensschritte b) und c), also das Erfassen der Bewegung des Kraftfahrzeugs und das Bewegen des Fahrzeugmodells auf der Karte in Abhängigkeit der erfassten Bewegung, wiederholt, insbesondere fortlaufend durchgeführt werden. Das Verfahren kann somit als iteratives Verfahren implementiert werden.
Das hat den Vorteil, dass so stets eine aktuelle Karte für das Fahrerassistenzsystem nutzbar ist. Da für jeden Zeitschritt hier die Position des Kraftfahrzeugs auf dem Kreis und gegebenenfalls der Radius des Kreises neu berechnet werden, besteht keine Gefahr, dass das Fahrzeugmodell die Karte verlässt. Daher ist das beschriebene Verfahren für das Fahrerassistenzsystem besonders geeignet und stellt geringe Anforderungen an die Rechenkapazität.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Bereitstellen zumindest eines Teilbereichs der Karte durch die Recheneinrichtung erfolgt. Beispielsweise kann der zumindest eine Teilbereich der Karte dabei an eine weitere Einrichtung des Fahrerassistenzsystems, beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung des Fahrerassistenzsystems bereitgestellt werden, um den zumindest einen Teilbereich der Karte anzuzeigen, beispielsweise einem Fahrer anzuzeigen. Dabei wird ein Teilbereich der Karte, welcher innerhalb des Kreises liegt, mit einer größeren Auflösung bereitgestellt, als ein Teilbereich der Karte, welcher außerhalb des Kreises liegt. Somit können in Abhängigkeit von der Fahrsituation bestimmte Ausschnitte der Karte, nämlich die Teilbeireche im Inneren des Kreises und damit von besonders großer Relevanz für das Fahrerassistenzsystem, mit höherer Auflösung geladen werden. Beispielsweise wird beim langsamen Fahren in einer Stadt nur ein relativ kleiner Ausschnitt der Karte benötigt, welcher dann aber mit großer Auflösung bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann so die nahe Umgebung des Kraftfahrzeugs mit doppelter Auflösung bereitgestellt oder dargestellt werden, ohne dabei jedoch den Speicherbedarf beispielsweise in der weiteren Einrichtung zu erhöhen. Auch bei einem langsamen Rückwärtsfahren kann die Umgebung hinter dem Kraftfahrzeug somit in einer höheren Auflösung bereitgestellt werden. Auf einer Autobahn hingegen wird ein größerer Ausschnitt der Karte benötigt, somit beispielsweise die Auflösung innerhalb des Kreises im Vergleich zum Fahren in der Stadt mit geringerer Auflösung bereitgestellt oder dargestellt werden.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung kann somit darin gesehen werden, das Fahrzeugmodell in der Karte auf einem Kreis darzustellen. Dabei ist das Fahrzeugmodell orthogonal zur Tangente des Kreises angeordnet und bevorzugt mit in seiner Bewegungsrichtung immer zum Zentrum des Kreises hin ausgerichtet. Der Mittelpunkt des Kreises kann dabei das Zentrum der Karte sein. Der Radius des Kreises und die genaue Position des Fahrzeugmodells auf dem Kreis können dabei abhängig von den Odometriedaten sein. Je schneller das Kraftfahrzeug fährt, desto größer kann der Radius des Kreises sein. Die Veränderung des Gierwinkels des Kraftfahrzeugs bestimmt dabei die Veränderung der Position des Fahrzeugmodells auf dem Kreis.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs, mit einer Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Bewegung des Kraftfahrzeugs relativ zu seiner Umgebung und mit einer Recheneinrichtung, in welcher eine Karte, welche die Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentiert, bereitgestellt ist und welche ausgebildet ist, auf der Karte in Abhängigkeit der erfassten Bewegung ein Fahrzeugmodell des Kraftfahrzeugs zu bewegen. Wichtig ist dabei, dass die Recheneinrichtung ausgebildet ist, das Fahrzeugmodell auf der Karte in Abhängigkeit einer Rotation oder eines Gierens des Kraftfahrzeugs um die Fahrzeughochachse quer zu einer Fahrzeug-Längsachse des Fahrzeugmodells entlang eines Kreisbogens eines Kreises mit einem vorgegebenen Radius zu bewegen.
Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des Fahrerassistenzsystems entsprechen dabei Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des beschriebenen Verfahrens zum Betreiben eines solchen Fahrerassistenzsystems.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrerassistenzsystem, welches zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Die Erfindung umfasst auch ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind somit auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeug mit einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrerassistenzsystems;
2 eine Skizze einer Karte mit Fahrzeugmodellen in mehreren beispielhaften Positionen;
3 eine Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Karte in einem ersten Szenario;
4 die beispielhafte Ausführungsform einer Karte von 2 in einem weiteren beispielhaften Szenario;
5 eine beispielhafte Darstellung einer Karte für eine Serie von Iterationsschritten; und
6 die jeweilige Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs für das Beispiel aus 4 in der Serie von Iterationsschritten.

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden dabei in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrerassistenzsystems 2 schematisch aus einer Vogelperspektive. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst dabei vorliegend eine Sensoreinrichtung 3 zum Erfassen einer Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 relativ zu einer Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1, also einer Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 relativ zu seiner Umgebung 4. Vorliegend ist diese Sensoreinrichtung 3 als ein Kamerasystem mit hier vier Kameras 5a-d ausgeführt. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst vorliegend auch eine Recheneinrichtung 6, in welcher eine Karte 7, welche die Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 repräsentiert, bereitgestellt ist. Die Recheneinrichtung 6 ist ausgebildet, auf der Karte 7 in Abhängigkeit der erfassten Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 ein Fahrzeugmodell 8 des Kraftfahrzeugs 1 zu bewegen.
Dabei ist die Recheneinrichtung 6 ausgebildet, das Fahrzeugmodell 8 auf der Karte in Abhängigkeit einer Rotation des Kraftfahrzeugs 1 um eine Fahrzeughochachse des Kraftfahrzeugs 1 quer zu einer Fahrzeug-Längsachse L (2) des Fahrzeugmodells 8 entlang eines Kreisbogens eines Kreises 10, 10' (2) mit einem vorgegebenen Radius r, r' (2) zu bewegen.
Vorliegend umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 auch eine Anzeigeeinrichtung 9, auf welcher das Fahrzeugmodell 8 und die Karte 7 angezeigt wird.
In 2 ist eine schematische Skizze einer beispielhaften Karte 7 mit einem Fahrzeugmodell 8 in mehreren verschiedenen Positionen a-d dargestellt. In der realen Anwendung wird in der Karte 7 das Fahrzeugmodell 8 natürlich zu einer Zeit nur in einer der Positionen a-d dargestellt sein. Bei der Karte 7 handelt es sich vorliegend um eine sogenannte Belegungsrasterkarte, eine Local Occupancy Map. Dabei ist im gezeigten Beispiel aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit das Raster 11 (5) der Karte 7 nicht dargestellt.
Das Fahrzeugmodell 8 ist in den jeweiligen Positionen a-d dabei jeweils mit seiner Fahrzeug-Längsachse L zu einem Mittelpunkt M zweier konzentrischer Ringe oder Kreise 10a, 10b hin orientiert dargestellt. Der Mittelpunkt M kann vorliegend in einer Mitte der Karte 7 positioniert sein. Vorliegend ist die Karte 7 quadratisch, was besonders vorteilhaft ist. Die Orientierung des Fahrzeugmodells 8 entspricht dabei jeweils einer vorgegebenen Orientierung des Kraftfahrzeugs 1 (1) in der Umgebung 4 (1). Ändert sich nun die Orientierung des Kraftfahrzeugs 1 relativ zu seiner Umgebung 4, indem das Kraftfahrzeug 1 um seine Fahrzeug-Hochachse rotiert, also ein Gieren des Kraftfahrzeugs 1 erfolgt, so wird die Orientierung des Fahrzeugmodells 8 in der Karte 7 an die neue Orientierung des Kraftfahrzeugs 1 angepasst, indem das Fahrzeugmodell 8 auf dem Kreis 10a, 10b entlang des jeweiligen Kreisbogens quer zu der Fahrzeuglängsachse L des Fahrzeugmodells 8 verschoben wird.
So wird beispielsweise ein Fahrzeugmodell 8 vorliegend bei einem Gieren des Kraftfahrzeugs 1 um einen Gierwinkel entlang des Kreisbogens des ersten Kreises 10 aus der ersten Position a um einen entsprechenden Rotationswinkel α in die zweite Position b verschoben. Dabei kann insbesondere der Rotationswinkel α gleich dem Gierwinkel des Kraftfahrzeugs 1 sein. Dabei ist der Radius r, r' der beiden Kreise 10, 10' entsprechend der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 vorgegeben. Für eine größere Geschwindigkeit ist der Radius r, r' vorliegend größer als für eine kleinere Geschwindigkeit. In dem gezeigten Beispiel der Verschiebung des Fahrzeugmodells 8 aus der ersten Position a in die zweite Position b bleibt also vorliegend eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 bei dem Gieren gleich, da sich das Fahrzeugmodell 8 in der zweiten Position b nach wie vor auf dem ersten Kreis 10 mit dem vorgegebenen Radius r befindet. Bei dem Verschieben auf dem Kreis 10 bleibt dabei stets die Fahrzeug-Längsachse L radial zu dem Kreis 10, 10' orientiert. Eine Fahrzeug-Querachse des Fahrzeugmodells 8 verläuft somit stets tangential oder parallel zu einer Tangente der Kreise 10, 10', entlang dessen das Fahrzeugmodell 8 bei einem Gieren des Kraftfahrzeugs 1 verschoben oder bewegt wird.
In der dritten Position c ist das Fahrzeugmodell 8 nun in der gleichen Orientierung wie in der ersten Position a dargestellt, allerdings befindet es sich nunmehr auf dem zweiten Kreis 10' mit dem zweiten Radius r'. Ausgehend von der ersten Position a hat das Kraftfahrzeug 1, welches durch das Fahrzeugmodell 8 in der Karte 7 repräsentiert ist, also vorliegend seine Orientierung relativ zu der Umgebung 4, nicht geändert, allerdings seine Geschwindigkeit verringert. Entsprechend ist der zweite Radius r' kleiner ist als der erste Radius r'. Beispielsweise kann der Radius r, r' des jeweiligen Kreises 10, 10', auf welchen das Fahrzeugmodell 8 bei einem Rotieren des Kraftfahrzeugs 1 bewegt wird, proportional zu einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 sein.
In den ersten drei Positionen a, b, c bewegt sich das Kraftfahrzeug 1 vorliegend vorwärts. Entsprechend weisen in diesen drei Positionen a-c jeweils die Frontseiten des Fahrzeugmodells 8 zu dem Mittelpunkt M der Kreise 10, 10' hin. Damit repräsentiert ein großer Teil der Karte 7, nämlich der Bereich der Karte 7, welcher sich innerhalb des jeweiligen Kreises 10, 10' befindet, einen Bereich der Umgebung 4 in einer Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 1. Das ist genau der Bereich der Umgebung 4, welcher bei einer Vorwärtsfahrt für den Betrieb des Fahrerassistenzsystems 2 (1) besonders wichtig ist.
Fährt nun das Kraftfahrzeug 1 rückwärts, so ist die beschriebene Orientierung nicht mehr sinnvoll. Entsprechend wird bei einer Rückwärtsfahrt auf der Karte 7 das Fahrzeugmodell 8 ebenfalls mit seiner Fahrzeuglängsachse L radial zu den jeweiligen Kreisen 10, 10' angeordnet, allerdings mit seiner Heckseite zu dem Mittelpunkt M der Kreise 10, 10' hin weisend. Damit dient auch bei einer Rückwärtsfahrt ein großer Teil der Karte 7 der Repräsentation eines in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 gelegenen Bereichs der Umgebung 4. Damit wird einerseits stets die korrekte Orientierung des Fahrzeugmodells 8 auf der Karte 7 sichergestellt, und zugleich gewährleistet, dass ein großer Teil der Karte 7 den für das Fahrerassistenzsystem 2 (1) tatsächlich interessanten Bereich der Umgebung 4, nämlich den Bereich der Umgebung 4, welcher in einer aktuellen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 liegt, abbildet. Dabei kann ein Rotieren der Karte 7, welches rechenaufwendig ist und zu Unschärfen und Ungenauigkeiten führt, unterbleiben.
Um eine Translation des Kraftfahrzeugs 1 auf der Karte 7 ebenfalls zu berücksichtigen, kann nun vorteilhafter Weise vorgesehen sein, eine Karteninformation auf der Karte 7, beispielsweise eine Belegungsinformation über eine Rasterzelle der Karte 7, auf der Karte 7 zu verschieben. Im Stand der Technik ist ein solches Verschieben, welches entsprechend proportional zu einer Translationsbewegung des Kraftfahrzeugs 1 in der Umgebung 4 erfolgt, grundsätzlich bekannt. Vorliegend findet ein solches Verschieben jedoch nur um ein ganzzahliges Vielfaches einer Rastergröße der Karte 7 statt. Entsprechend wird so bei einem Bewegen des Kraftfahrzeugs 1 in eine Richtung, welche der y-Richtung der Karte 7 entspricht, die Karteninformation auf der Karte 7 in negativer y-Richtung verschoben. Dabei kann beispielsweise an dem in positiver y-Richtung gelegenen oberen Ende der Karte 7 eine neue Zeile in die Belegungsrasterkarte eingefügt werden, und eine entsprechende Zeile in dem in negativer y-Richtung gelegenen unteren Ende der Karte 7 gelöscht werden. Mutatis mutandis gilt die für ein Bewegen des Kraftfahrzeugs in eine auf der Karte 7 der negativen y-Richtung beziehungsweise der positiven und/oder negativen x-Richtung entsprechenden Richtung.
Dadurch, dass die entsprechende Verschiebung vorliegend stets nur um ein ganzzahliges Vielfaches der Rastergröße erfolgt, werden die entsprechenden Zeilen oder Spalten der Karte 7 hier jeweils nur eine Zeile oder Spalte weitergeschoben, so dass mit dem vermiedenen Sub-Pixel-Shifting, dem vermiedenen Verschieben um nicht-ganzzahlige Vielfache einer Rastergröße der Karte 7, auch rechenaufwendige und die Ungenauigkeit der Karte 7 befördernde Interpolationen und Abschätzungen vermieden werden. Um dennoch die Position des Fahrzeugmodells 8 relativ zu einer Karteninformation der Karte 7 genauer als bis auf ein Vielfaches der Rastergröße der Karte 7 wiedergeben zu können, kann hier vorgesehen sein, das Fahrzeugmodell 8 in Abhängigkeit der Translation des Kraftfahrzeugs 1 auf der Karte 7 um den jeweiligen Restwert von dem ganzzahligen Vielfachen der Rastergröße der Karte 7 zu verschieben.
Eine Translationsbewegung des Kraftfahrzeugs 1 kann somit aufgeteilt werden in einen ersten Wert, welcher auf der Karte 7 durch ein Verschieben der Karteninformation auf der Karte 7 berücksichtigt wird und welcher jeweils einem ganzzahligen Vielfachen der Rastergröße der Karte 7 entspricht, und in einen zweiten Wert, welcher auf der Karte durch ein Verschieben des Fahrzeugmodells 8 berücksichtigt wird und welcher jeweils dem Rest des ganzzahligen Vielfachen entspricht, also einem Betrag der Translation Modulo der Rastergröße. Die Verschiebung des Fahrzeugmodells 8 kann dabei beispielsweise realisiert werden, indem der Mittelpunkt M der Kreise 10, 10' um den entsprechenden Restwert in y- oder x-Richtung verschoben wird, oder aber der Radius r, r' entsprechend dem Restwert angepasst wird. Da das Fahrzeugmodell 8 grundsätzlich in genauerer Auflösung zur Verfügung steht als die Karteninformation, kann das Fahrzeugmodell 8 auch auf der Karte 7 entsprechend fein verschoben werden, ohne dass hieraus eine Ungenauigkeit resultiert. Da auch nur das Fahrzeugmodell 8 um den entsprechenden Restwert verschoben werden muss, ist das Verschieben auch mit besonders wenig Rechenaufwand verbunden.
In 3 ist eine beispielhafte Karte 7 in einem ersten Szenario dargestellt. Vorliegend ist wiederum das Raster der Karte 7 nicht dargestellt, sie weist aber 300 mal 300 Raster- oder Gridzellen auf. Im gezeigten Beispiel bewegt sich das Kraftfahrzeug 1 dabei mit einer Geschwindigkeit von rund 15 km/h durch ein vorliegend städtisches Gebiet. Entsprechend ist der Radius des Kreises 10, entlang dessen das Fahrzeugmodell 8 bei einer Rotation bewegt wird im Vergleich zu einer größeren Geschwindigkeit, wie sie in 4 gezeigt ist, kleiner als dort. Dadurch wird in der Karte 7 automatisch der Bereich repräsentiert, welcher potentiell für das Fahrerassistenzsystem 2 des Kraftfahrzeugs 1 von Interesse ist. So ist gerade in einer städtischen Umgebung, vor allem bei geringen Geschwindigkeiten, beispielsweise ein Richtungswechsel wahrscheinlicher, so dass möglicherweise auch eine Umgebung 4 hinter dem Kraftfahrzeug 1 für das Fahrerassistenzsystem 2 von Bedeutung sein kann. Auch muss bei geringen Geschwindigkeiten das Fahrerassistenzsystem 2 für einen sicheren Betrieb in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 weniger weit nach vorne sehen können müssen, was hier automatisch erreicht wird.
In 4 ist die Karte 7 aus 3 in einem anderen beispielhaften Szenario dargestellt. Vorliegend bewegt sich das Kraftfahrzeug 1 mit einer höheren Geschwindigkeit von circa 70 km/h auf einer Autobahn. Entsprechend ist der Radius r vorliegend größer, so dass ein größerer Teil als in dem in 3 gezeigten Beispiel der Karte 7 die Umgebung 4 in der Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 1 repräsentiert. Da bei einer hohen Geschwindigkeit auch ein Fahrtrichtungswechsel weniger wahrscheinlich ist und die Umgebung 4 hinter dem Kraftfahrzeug 1 und somit hinter dem Fahrzeugmodell 8 von geringerer Bedeutung ist, ist hier auch unproblematisch, dass das Fahrzeugmodell 8 bei einem größeren Radius r näher an einer Grenze der Karte 7 verortet ist und somit die Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 hinter in Fahrtrichtung diesem auf der Karte 7 gegebenenfalls nicht repräsentiert ist.
In 5 ist ein beispielhafter Verlauf der Position und Orientierung des Fahrzeugmodells 8 auf der Karte 7 für eine Serie von Zeitschritten i dargestellt. Im gezeigten Beispiel wird das Erfassen der Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 sowie das Bewegen des Fahrzeugmodells 8 des Kraftfahrzeugs 1 auf der Karte 7 dabei iterativ fortlaufend durchgeführt. Zur Veranschaulichung sind hier in der Karte 7 für 40 Iterations- oder Zeitschritte i die jeweiligen Positionen und Orientierungen des Fahrzeugmodells 8 in der Karte 7 sowie die jeweiligen Kreise 10 für die Zeitschritte i eingezeichnet. Die zu einem jeweiligen Zeitschritt i gehörigen Kreise 10 sind dabei mit „10(i=1-40)“ bezeichnet. In dem gezeigten Beispiel macht das Kraftfahrzeug 1 eine Linkskurve um 270 Grad, wobei im Verlauf der Linkskurve die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1, wie in 6 dargestellt, abfällt.
Das Fahrzeugmodell 8 ist dabei auf der Karte 7 initial mit seiner Längsachse L in Richtung positiver x-Richtung weisend und zunächst, da die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 hier anfangs am höchsten ist, auf dem äußersten Kreis 10 (i=1) mit dem größten Radius r angeordnet. Für den nächsten Iterationsschritt i=2 wandert das Fahrzeugmodell 8 hier entgegen dem Uhrzeigersinn entlang des Kreises 10 (i=2), dessen Radius r vorliegend, wie aus 6 ersichtlich, quasi identisch zu dem Radius r des ersten Kreises 10 (i=1) ist weiter, so dass die neue Orientierung des Fahrzeugmodells 8 im Zeitschritt i=2 wieder der Orientierung des Kraftfahrzeugs 1 in der Umgebung 4 entspricht. Dies setzt sich zunächst für die weiteren Iterationsschritte so fort. In 5 ist auch ein vergrößerter Kartenausschnitt gezeigt, in welchem die Orientierungen der Fahrzeug-Längsachse L und die Position des Fahrzeugmodells 8 für die Zeitschritte i=2 bis i=7 dargestellt sind.
Dabei sind die Fahrzeugmodelle 8 nicht exakt auf den jeweiligen Kreisen 10 positioniert, beispielsweise ist das Fahrzeugmodell 8 für den Zeitschritt i=3 sogar außerhalb des größten Kreises 10 (i=0) eingezeichnet. Dies ist vorliegend durch die Translationsbewegung des Kraftfahrzeugs 1 bedingt, welche im gezeigten Beispiel, wie auch für das vorherige Ausführungsbeispiel beschrieben, zu einem Verschieben der Karteninformation um ganzzahlige Vielfache der Rastergröße R erfolgt, so dass entsprechende Anteile der Translation des Kraftfahrzeugs 1, welche nicht über eine Verschiebung der Karteninformation um die ganzzahligen Vielfachen der Rastergröße R berücksichtigt werden können, vorliegend durch eine entsprechende Verschiebung des Fahrzeugmodells 8 auf der Karte 7 kompensiert werden. Dies äußert sich in entsprechenden Sprüngen des Fahrzeugmodells 8 auf der Karte 7 in der x-beziehungsweise der y-Richtung, welche beispielsweise zu der Positionierung des Fahrzeugmodell 8 außerhalb des Kreises 10(i=0) für den Zeitschritt i=3 führen kann.
Im Verlauf der 270 Grad Linkskurve des Kraftfahrzeugs 1 dreht sich somit die Längsrichtung L des Fahrzeugmodells 8 von einer Querorientierung in positiver x-Richtung über eine Hochorientierung in positiver y-Richtung und eine Querorientierung in negativer x-Richtung hin zu einer Hochorientierung in negativer y-Richtung für den letzten Iterationsschritt i=40. Da zugleich die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 abnimmt, erfolgt das Verschieben des Fahrzeugmodells 8 entlang des Kreisbogens des Kreises 10 mit abnehmenden Radius r. Dieser Kreis 10 ist hier für die unterschiedlichen Zeitschritte eingezeichnet und führt somit zu einer spiralenförmigen Bewegung des Fahrzeugmodells 8 auf der Karte 7 zum Mittelpunkt des Kreises 10.
Die Karte 7 ist vorliegend als Belegungsrasterkarte mit einem Raster 11 ausgeführt, welches eine Vielzahl von Rasterzellen 12 aufweist. Die Rasterzellen 12 sind dabei vorliegend wie auch die Karte 7 quadratisch und haben eine Kantenlänge, welche als Rastergröße R der Karte 7 bezeichnet ist. Die Rastergröße R kann beispielsweise 10 Zentimeter betragen.
In 6 ist die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 in km/h über der Zahl der Iterationsschritte i angezeichnet. Dabei beträgt die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs für den ersten Iterationsschritt i=0 90 km/h und fällt zum 40sten Iterationsschritt i=40 vorliegend exponentiell auf 20 km/h ab. Aus diesem Abfall lässt sich der Abstand der einzelnen Kreise 10(i=0-40) für die einzelnen Iterationsschritte i ableiten. Vorliegend wurde der Radius r für den jeweiligen Iterationsschritt i proportional zu der Geschwindigkeit festgelegt.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (2) eines Kraftfahrzeugs (1), mit den Verfahrensschritten: a) Bereitstellen einer Karte (7), welche eine Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) repräsentiert, in einer Recheneinrichtung (6) des Fahrerassistenzsystems (2); b) Erfassen einer Bewegung des Kraftfahrzeugs (1) relativ zu seiner Umgebung (4) durch eine Sensoreinrichtung (3) des Fahrerassistenzsystems (2); c) Bewegen eines Fahrzeugmodells (8) des Kraftfahrzeugs (1) auf der Karte (7) in Abhängigkeit der erfassten Bewegung durch die Recheneinrichtung (6), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugmodell (8) auf der Karte (7) in Abhängigkeit einer Rotation des Kraftfahrzeugs (1) um eine Fahrzeug-Hochachse quer zu einer Fahrzeug-Längsachse (L) des Fahrzeugmodells (8) entlang eines Kreisbogens eines Kreises (10, 10') mit einem vorgegebenen Radius (r, r') bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Karte (7) eine Rasterkarte umfasst, insbesondere eine Belegungsrasterkarte umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) der Bewegung des Fahrzeugmodells (8) entlang dem Kreisbogen gleich dem Winkel der Rotation des Kraftfahrzeugs (1) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugmodell (8) bei einem Vorwärtsfahren des Kraftfahrzeugs (1) mit seiner Fahrzeugmodell-Front zum Mittelpunkt (M) des Kreises (10, 10') hin orientiert ist, und bei einem Rückwärtsfahren des Kraftfahrzeugs (1) mit seinem FahrzeugmodellHeck zum Mittelpunkt (M) des Kreises (10, 10') hin orientiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (r, r') des Kreises (10, 10') in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für eine größere Fahrgeschwindigkeit ein größerer Radius (r, r') vorgegeben wird als für eine geringere Fahrgeschwindigkeit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrgeschwindigkeit über einen Vergleich der Position des Kraftfahrzeugs (1) zu unterschiedlichen Zeitpunkten berechnet wird, wobei insbesondere die berechnete Fahrgeschwindigkeit mittels eines Tiefpass-Filters geglättet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt (M) des Kreises (10, 10') in einer Mitte der Karte (7) liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Karteninformation in Abhängigkeit einer Translation des Kraftfahrzeuges (1) auf der Karte (7) nur um ganzzahlige Vielfache einer Rastergröße (R) der Karte (7) verschoben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugmodell (8) in Abhängigkeit der Translation des Kraftfahrzeuges (1) auf der Karte (7) um einen Restwert von dem ganzzahligen Vielfachen der Rastergröße (R) der Karte (7) verschoben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte b) und c) wiederholt, insbesondere fortlaufend, durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Bereitstellen zumindest eines Teilbereichs der Karte (7) durch die Recheneinrichtung (6), bei welchem ein Teilbereich der Karte (7), welcher innerhalb des Kreises (10, 10') liegt, mit einer größeren Auflösung bereitgestellt wird als ein Teilbereich der Karte (7), welcher außerhalb des Kreises (10, 10') liegt.
Fahrerassistenzsystem (2) eines Kraftfahrzeugs (1), mit - einer Sensoreinrichtung (3) zum Erfassen einer Bewegung des Kraftfahrzeugs (1) relativ zu seiner Umgebung (4); - einer Recheneinrichtung (6), in welcher eine Karte (7), welche die Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) repräsentiert, bereitgestellt ist, und welche ausgebildet ist, auf der Karte (7) in Abhängigkeit der erfassten Bewegung ein Fahrzeugmodell (8) des Kraftfahrzeugs (1) zu bewegen; dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (6) ausgebildet ist, das Fahrzeugmodell (8) auf der Karte (7) in Abhängigkeit einer Rotation des Kraftfahrzeugs (1) um eine Fahrzeug-Hochachse quer zu einer Fahrzeug-Längsachse (L) des Fahrzeugmodells (8) entlang eines Kreisbogens eines Kreises (10, 10') mit einem vorgegebenen Radius (r, r') zu bewegen.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 12.