DE102018133157A1

DE102018133157A1 - Verfahren zum automatisierten Steuern eines Fahrzeugs an einem Fußgängerüberweg, Steuergerät

Info

Publication number: DE102018133157A1
Application number: DE102018133157.6A
Authority: DE
Inventors: Holger Mielenz; Christoph G. Keller
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Daimler AG
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Ausführen einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs an einem Fußgängerüberweg, bei dem zunächst eine Fußgängertrajektorie eines Fußgängers vorhergesagt wird und eine Fahrzeugtrajektorie zur Überquerung des Fußgängerüberwegs ermittelt wird. Anschließend wird anhand der Fußgängertrajektorie und der Fahrzeugtrajektorie eine Überquerungsentscheidung getroffen und aufgrund der Überquerungsentscheidung ein Steuersignal für eine Fahrfunktion des Fahrzeuges derart ausgegeben, dass das Fahrzeug sich entlang der Fahrzeugtrajektorie bewegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Ausführen einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs an einem Fußgängerüberweg sowie ein Steuergerät zum Ausführen des Verfahrens sowie ein Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens sowie ein Speichermedium für das Computerprogramm.
Stand der Technik
Es sind Verfahren bekannt, mit denen das Verhalten eines Fußgängers beim Überqueren einer Fahrbahn klassifiziert werden kann. Dabei kann mittels eines Sensorsignals ein Fußgänger oder eine Umfeldsituation des Fußgängers erfasst werden. Als zweiter Schritt wird eine physikalische Größe eines Zusammenhangs zwischen dem Fußgänger und der zumindest einen Umfeldinformation ermittelt und anhand dieser Größe in einem dritten Schritt das Verfahren des Fußgängers klassifiziert. Dadurch ist es möglich, eine zuverlässige Prädiktion einer möglichen Fußgängerbewegung vorzunehmen. Ein solches Verfahren ist in der Druckschrift DE 10 2014 201 159 A1 offenbart.
Ferner ist es bekannt, mittels Umfeldsensorik Fußgänger an einem Zebrastreifen zu erkennen. Hierzu können beispielsweise Kamerasensoren in einem Fahrzeug verbaut sein und Bilder dieser Kamerasensoren ausgewertet werden. Ein solches Verfahren ist in der Druckschrift DE 10 2014 226 254 A1 offenbart.
Ferner sind Verfahren zur Routenermittlung eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei andere Fahrzeuge bei der Routenfindung berücksichtigt werden, um Kollisionen möglichst zu vermeiden. Ein solches Verfahren ist in der Druckschrift US 2012/0072104 A1 offenbart.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem eine Fahrzeugtrajektorie eines Fahrzeugs über einen eine Fahrbahn querenden Fußgängerüberweg ermittelt wird und eine Entscheidung getroffen wird, diese Fahrzeugtrajektorie zu befahren. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuergerät für ein Fahrzeug bereitzustellen, mit dem die Verfahrensschritte durchgeführt werden können.
Diese Aufgaben werden mit dem Verfahren und der Vorrichtung der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Verfahren zum automatisierten Ausführen einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs an einem Fußgängerüberweg kann derart durchgeführt werden, dass zunächst eine Fußgängertrajektorie eines Fußgängers vorhergesagt wird. In einem weiteren Verfahrensschritt kann eine Fahrzeugtrajektorie zur Überquerung des Fußgängerüberwegs ermittelt werden. Dieser Schritt kann vor der Vorhersage der Fußgängertrajektorie oder nach der Vorhersage der Fußgängertrajektorie ausgeführt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt kann eine Überquerungsentscheidung anhand der Fußgängertrajektorie und der Fahrzeugtrajektorie getroffen werden. In einem letzten Verfahrensschritt wird anschließend ein Steuersignal für mindestens eine Fahrfunktion des Fahrzeugs aufgrund der Überquerungsentscheidung derart ausgegeben, dass das Fahrzeug sich entlang der Fahrzeugtrajektorie bewegt, wenn es anhand des Steuersignals gesteuert wird.
Bei der Vorhersage der Fußgängertrajektorie kann aus Sensordaten berechnet werden, welchen weiteren Weg ein Fußgänger zurücklegen wird. Dabei kann unter anderem auf Erfahrungswerte zurückgegriffen werden.
Beim Treffen der Überquerungsentscheidung anhand der Fußgängertrajektorie und der Fahrzeugtrajektorie kann es vorgesehen sein, dass eine positive Überquerungsentscheidung getroffen wird, wenn anhand der Fußgängertrajektorie und der Fahrzeugtrajektorie ermittelt wird, dass keine Kollision zwischen dem Fußgänger und Fahrzeug zu befürchten ist. Ferner kann das Verfahren aber auch derart ausgestaltet sein, dass eine positive Überquerungsentscheidung nur getroffen wird, wenn anhand der Fußgängertrajektorie und der Fahrzeugtrajektorie eine gefährliche oder unkomfortable Situation für den Fußgänger ausgeschlossen werden kann.
Das Verfahren kann in mehreren Anwendungsfällen durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Verfahren durchgeführt werden, wenn sich das Fahrzeug dem Fußgängerüberweg nähert, also noch in Bewegung ist. Ferner ist es möglich, das Verfahren durchzuführen, wenn das Fahrzeug vor dem Fußgängerüberweg zum Stillstand gekommen ist und nun zur Überquerung des Fußgängerüberwegs wieder anfahren soll.
Das Steuersignal für mindestens eine Fahrfunktion des Fahrzeugs kann eine Information über eine Lenkbewegung, über ein Abbremsen und/oder über eine Beschleunigung des Fahrzeugs umfassen. Das Verfahren kann im Rahmen der von der Bundesanstalt für Straßenwesen definierten unterschiedlichen Automatisierungsgrade für Fahrerassistenzsysteme zum Einsatz kommen. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem dem Fahrer assistiert, indem es entweder eine Querführung oder eine Längsführung des Fahrzeugs übernimmt. Ferner kann das Verfahren auch in teilautomatisierten, hochautomatisierten oder vollautomatisierten Fahrzeugen zum Einsatz kommen, wobei in allen Automatisierungsgraden das Fahrerassistenzsystem sowohl die Quer- als auch die Längsführung übernimmt. Die Systeme unterscheiden sich hinsichtlich der Pflicht des Fahrers, das Fahrerassistenzsystem zu überwachen. In teilautomatisierten Fahrzeugen ist der Fahrer verpflichtet, das Fahrerassistenzsystem zu überwachen. In hochautomatisierten Fahrzeugen gibt das Fahrerassistenzsystem eine Aufforderung zur Fahrzeugübernahme aus. In vollautomatisierten Fahrzeugen wird das Fahrzeug vom Fahrerassistenzsystem in einen risikominimalen Fahrzeugzustand überführt, wenn der Fahrer einer Übergabeaufforderung nicht nachkommt.
Es ist ferner ebenfalls möglich, dass, wenn sich das Fahrzeug noch auf den Fußgängerüberweg zubewegt, eine negative Überquerungsentscheidung getroffen wird, da die zu befahrende Fahrzeugtrajektorie und die Fußgängertrajektorie eine Kollision und/oder eine gefährliche und/oder unkomfortable Situation für den Fußgänger zur Folge hätten. In diesem Fall ist die Überquerungsentscheidung negativ und die mindestens eine Fahrfunktion des Fahrzeugs wird derart gesteuert, dass das Fahrzeug abbremst, um den Fußgänger den Fußgängerüberweg überqueren zu lassen und erst anschließend selbst den Fußgängerüberweg überquert. Das Abbremsen kann dabei eine Verringerung der Geschwindigkeit oder einen kompletten Stillstand des Fahrzeugs zur Folge haben.
Das vorgeschlagene Verfahren kann für ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem, welches Funktionen zum automatisierten Ausführen von Fahrfunktionen bereitstellt, eingesetzt werden, bei denen der Fahrer durch das System unterstützt wird. Alternativ kann das vorgeschlagene Verfahren auch in vollautomatisiert fahrenden Fahrzeugen, insbesondere im öffentlichen Personennahverkehr, eingesetzt werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird zunächst ein Fußgängerüberweg erkannt. In einem weiteren Schritt kann der sich dem Fußgängerüberweg nähernder Fußgänger erfasst werden. Diese beiden Schritte können auch gleichzeitig oder in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden. Anschließend werden die weiteren Verfahrensschritte durchgeführt.
Es ist ferner ebenfalls möglich, mehr als einen Fußgänger zu erfassen, wobei sich die Fußgänger dem Fußgängerüberweg nähern. In diesem Fall wird für jeden erfassten Fußgänger eine eigene Fußgängertrajektorie vorhergesagt und die Überquerungsentscheidung anhand aller Fußgängertrajektorien getroffen.
Das Erkennen des Fußgängerüberwegs und die Erfassung des Fußgängers können dabei wie in Druckschrift DE 10 2014 226 254 A1 beschrieben erfolgen. Insbesondere kann eine Umfeldsensorik mit Kamerasensoren vorgesehen sein, um den Fußgängerüberweg zu erkennen und den Fußgänger zu erfassen. Zur Vorhersage der Fußgängertrajektorien kann das in Druckschrift DE 10 2014 201 159 A1 offenbarte Verfahren verwendet werden. Der Inhalt der Druckschriften DE 10 2014 226 254 A1 sowie DE 10 2014 201 159 A1 betreffend diese Aspekte wird hiermit durch Rückbezug vollinhaltlich aufgenommen. Das Erfassen kann dabei sowohl das aufzeichnen als auch das Auswerten von entsprechenden Sensordaten umfassen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens kann das Erkennen des Fußgängerüberwegs und/oder die Erfassung des sich auf dem Fußgängerüberweg nähernden Fußgängers mittels Objekterkennung erfolgen. Dabei können insbesondere Lidarsensoren und/oder Kamerasensoren zum Einsatz kommen. Die Objekterkennung kann insbesondere eine Auswertung eines Kamerabildes anhand von vorgegebenen Mustern umfassen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird bei der Vorhersage der Fußgängertrajektorien ein Ort und ein Bewegungsvektor des Fußgängers berücksichtigt. Durch den Bewegungsvektor kann eine Geschwindigkeit des Fußgängers berücksichtigt werden, insbesondere wenn ein Fußgänger sich schneller als mit Schrittgeschwindigkeit, beispielsweise beim Joggen, bewegt. Ferner kann auch vorgesehen sein, Richtungsänderungen des Fußgängers zu erfassen und aufgrund einer erfassten Richtungsänderung eine neue Fußgängertrajektorie vorherzusagen. Letzteres kann insbesondere angewendet werden, um zu erkennen, dass der Fußgänger das Fahrzeug durchlassen will, beispielsweise indem er seine Fußgängertrajektorie derart verschwenkt, dass dem Fahrzeug mehr Zeit für die Überquerung des Fußgängerüberwegs bleibt oder indem er seine Geschwindigkeit reduziert und somit ebenfalls mehr Zeit für das Fahrzeug zum Überquerung des Fußgängerüberwegs zur Verfügung stellt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein erster Sicherheitsbereich um den Fußgänger beim Treffen der Überquerungsentscheidung berücksichtigt. Dadurch können insbesondere Geschwindigkeitsänderungen des Fußgängers, die nicht in die Vorhersage der Fußgängertrajektorie eingeflossen sind, abgefangen werden, da hierdurch entsprechende Toleranzen anwendbar sind. Der erste Sicherheitsbereich kann dabei eine Fläche um den Fußgänger umfassen, wobei eine Größe der Fläche durch einen vorbestimmten ersten Abstand vom Fußgänger, beispielsweise im Bereich zwischen 30 Zentimeter und 2 Meter, insbesondere zwischen 50 Zentimeter und 1 Meter, vorgegeben wird. Der erste Sicherheitsbereich umfasst dann die Fläche um den Fußgänger, die alle Punkte enthält, die von der Position des Fußgängers weniger als den ersten Abstand entfernt sind.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein zweiter Sicherheitsbereich um das Fahrzeug beim Treffen der Überquerungsentscheidung berücksichtigt. Dies ermöglicht insbesondere, beim Steuern des Fahrzeugs entlang der Fahrzeugtrajektorie nicht vorhersehbare Unabwägbarkeiten, wie beispielsweise nasses Laub unter den Antriebsrädern, was zu einer geringeren möglichen Beschleunigung führen kann, auszugleichen. Der zweite Sicherheitsbereich kann dabei eine Fläche um das Fahrzeug umfassen, wobei eine Größe der Fläche durch einen vorbestimmten zweiten Abstand vom Fußgänger, beispielsweise im Bereich zwischen 1 Meter und 5 Meter, insbesondere zwischen 2,5 Meter und 4 Meter, vorgegeben wird. Der zweite Sicherheitsbereich umfasst dann die Fläche um das Fahrzeug, die alle Punkte enthält, die von der Position des Fahzeugs weniger als den zweiten Abstand entfernt sind.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird bei der Ermittlung der Fahrzeugtrajektorie eine Totzeit und/oder ein Motormoment und/oder ein Reibungskoeffizient und/oder ein Motorruck und/oder ein anderer Motorparameter berücksichtigt. Dadurch wird eine genauere Ermittlung der Fahrzeugtrajektorie möglich.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein erster Zeitpunkt berechnet, wobei der sich auf der Fußgängertrajektorie bewegende Fußgänger zum ersten Zeitpunkt den Fußgängerüberweg erreicht. Ferner wird ein zweiter Zeitpunkt berechnet, an dem das sich auf der Fahrzeugtrajektorie bewegende Fahrzeug den Fußgängerüberweg verlässt. Eine positive Überquerungsentscheidung wird dann getroffen, wenn der erste Zeitpunkt nach dem zweiten Zeitpunkt liegt. Liegt der erste Zeitpunkt nach dem zweiten Zeitpunkt, so erreicht der Fußgänger den Fußgängerüberweg erst, wenn das Fahrzeug den Fußgängerüberweg bereits wieder verlassen hat. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Fußgänger den Fußgängerüberweg sicher überqueren kann, nachdem das Fahrzeug seinerseits den Fußgängerüberweg überquert hat. Sollte der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt liegen, kann es vorgesehen sein, dass die Fahrzeugtrajektorie derart verändert wird, dass das Fahrzeug vor dem Fußgängerüberweg abbremst und/oder zum Stillstand kommt. Steht das Fahrzeug bereits am Fußgängerüberweg, bedeutet eine negative Überquerungsentscheidung, dass das Fahrzeug nicht wieder anfährt.
Der erste Sicherheitsbereich um den Fußgänger und der zweite Sicherheitsbereich um das Fahrzeug können in dieser Ausführungsform derart berücksichtigt sein, dass vom ersten Zeitpunkt eine erste Sicherheitszeit abgezogen wird und zum zweiten Zeitpunkt eine zweite Sicherheitszeit addiert wird und eine positive Überquerungsentscheidung nur dann getroffen wird, wenn der erste Zeitpunkt abzüglich der ersten Sicherheitszeit nach dem zweiten Zeitpunkt zuzüglich der zweiten Sicherheitszeit liegt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird zum Treffen der Überquerungsentscheidung ein Schnittpunkt von Fußgängertrajektorie und Fahrzeugtrajektorie ausgewertet. Diese Auswertung kann insbesondere umfassen, zu welchem Zeitpunkt die Fahrzeugtrajektorie den Schnittpunkt erreicht und zu welchem Zeitpunkt die Fußgängertrajektorie den Schnittpunkt erreicht.
In einer Ausführungsform des Verfahrens werden mehrere Fahrzeugtrajektorien mit unterschiedlichen Fahrparametern ermittelt. Jeder der ermittelten Fahrzeugtrajektorien wird hinsichtlich eines Fahrkomforts bewertet. Das Treffen der Überquerungsentscheidung erfolgt anhand der Fußgängertrajektorie und den mehreren Fahrzeugtrajektorien, wobei das Steuern der mindestens einen Fahrfunktion des Fahrzeugs derart erfolgt, dass das Fahrzeug sich entlang einer der mehreren Fahrzeugtrajektorien mit einem vorgegebenen Mindestfahrkomfort bewegt. Es kann in diesem Fall vorgesehen sein, dass eine positive Überquerungsentscheidung dann getroffen wird, wenn zumindest eine der ermittelten Fahrzeugtrajektorien eine positive Überquerungsentscheidung anhand der oben beschriebenen Kriterien ermöglicht. Wenn mehrere der ermittelten Fahrzeugtrajektorien eine positive Überquerungsentscheidung ermöglichen, so kann vorgesehen sein, eine Auswahl der Fahrzeugtrajektorie danach vorzunehmen, welche der ermittelten Fahrzeugtrajektorien mit positiver Überquerungsentscheidung einen möglichst großen Fahrkomfort bietet. Sollte keine der ermittelten Fahrzeugtrajektorien mit positiver Überquerungsentscheidung den geforderten Mindestfahrkomfort aufweisen, so kann vorgesehen sein, die positive Überquerungsentscheidung zu revidieren und das Fahrzeug nicht über den Fußgängerüberweg zu steuern.
Die unterschiedlichen Fahrparameter können dabei unterschiedliche Beschleunigungen und/oder unterschiedliche Lenkeinschläge, beispielsweise zum Ausweichen, umfassen. Der Mindestfahrkomfort kann beispielsweise derart definiert sein, dass nur gewisse Längs- und Querbeschleunigungen für die Einhaltung des Mindestfahrkomforts zulässig sind.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der vorgegebene Mindestfahrkomfort reduziert, wenn eine Standdauer des Fahrzeugs einen vorgegebenen Wert überschreitet. Dies kann beispielsweise dann nützlich sein, wenn aufgrund einer hohen Zahl von den Fußgängerüberweg überquerenden Fußgängern zwar grundsätzlich zur Überquerung ohne Gefährdung der Fußgänger geeignete Fahrzeugtrajektorien berechnet werden, diese jedoch aufgrund der Anforderung an den Mindestfahrkomfort nicht befahren werden. Sollte die Standdauer zu lang sein und dabei mit den vorgegebenen Wert überschreiten, wird der Mindestfahrkomfort entsprechend reduziert, sodass nun eventuell mögliche Fahrzeugtrajektorien befahren werden können. Dieser Aspekt des Verfahrens kann auch mehrfach zum Tragen kommen, wobei der Mindestfahrkomfort immer weiter reduziert wird.
In einer Ausführungsform kann ein Teleoperator des Fahrzeugs eingeschaltet werden, wenn eine Standdauer des Fahrzeugs einen weiteren vorgegebenen Wert überschreitet. Dies ist insbesondere vorteilhaft für vollautomatisiert fahrende Fahrzeuge, beispielsweise im öffentlichen Personennahverkehr.
Der Teleoperator kann dann eventuell manuell in die Steuerung des Fahrzeugs eingreifen und so eine Entscheidung hinsichtlich des Überquerens des Fußgängerüberwegs treffen.
Ein Steuergerät eines Fahrzeuges ist eingerichtet, eines der beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Hierzu weist das Steuergerät insbesondere einen Eingang für mindestens ein Sensorsignal auf. Ferner weist das Steuergerät eine Recheneinheit zur Durchführung der Verfahrensschritte und einen Ausgang zum Weitergeben von Fahrinformationen an ein System zum automatisierten Ausführungen von Fahrfunktionen auf.
Ein Computerprogramm umfasst Befehle, die zur Ausführung des Verfahrens führen, wenn das Computerprogramm auf einen Computer ausgeführt wird. Ein maschinenlesbares Speichermedium umfasst das Computerprogramm.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnungen erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigen:

1 ein Fahrzeug mit einem Steuergerät;
2 eine erste Verkehrssituation an einem Fußgängerüberweg;
3 einen weiteren Verlauf der ersten Verkehrssituation;
4 einen weiteren Verlauf der ersten Verkehrssituation;
5 eine zweite Verkehrssituation an einem Fußgängerüberweg;
6 eine dritte Verkehrssituation an einem Fußgängerüberweg;
7 einen weiteren Verlauf der dritten Verkehrssituation; und
8 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens.

1 zeigt ein Fahrzeug 20 mit einem Steuergerät 22, einem Sensor 23 und einem System 24 zum automatisierten Ausführen mindestens einer Fahrfunktion. Das Steuergerät 22 ist eingerichtet, Sensordaten des Sensors 23 auszulesen und ein Steuersignal an das System 24 zum automatisierten Ausführen mindestens einer Fahrfunktion weiterzugeben. Ferner ist das Steuergerät 22 zum Durchführen eines Verfahrens zum automatisierten Steuern eines Fahrzeugs an einem Fußgängerüberweg eingerichtet. Das Steuergerät 22 und das System 24 können dabei auch ein einheitliches Bauteil bilden, also als einheitliches Bauteil ausgeführt sein. Ferner kann das Steuergerät 22 eine Recheneinheit umfassen, die eingerichtet ist, Verfahrensschritte im Rahmen eines Computerprogramms auszuführen. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium innerhalb des Steuergeräts gespeichert sein. Das System 24 zum Ausführen der mindestens einen Fahrfunktion ist eingerichtet, zumindest eine Lenkbewegung und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 zu steuern, beispielsweise mittels Eingriff in eine Lenkung, Gasgeben oder Abbremsen des Fahrzeugs 20.
2 zeigt eine erste Verkehrssituation an einem Fußgängerüberweg 1 einer Straße 2. Ein Fußgänger 10 nähert sich dem Fußgängerüberweg 1. Ein Fahrzeug 20 nähert sich auf der Straße 2 ebenfalls dem Fußgängerüberweg 1. Das Fahrzeug 20 weist dabei das Steuergerät 22 der 1 auf. Ferner weist das Fahrzeug 20 analog zur 1 einen Sensor 23 auf. Mittels des Sensors 23 kann der Fußgängerüberweg 1 erkannt werden. Dies kann beispielsweise anhand eines Verkehrszeichens 3 erfolgen, welches auf den Fußgängerüberweg 1 hinweist. Alternativ kann dies mittels Erkennen eines Musters des Fußgängerüberwegs 1 erfolgen. Der Fußgängerüberweg 1 ist als sogenannter Zebrastreifen dargestellt und entspricht damit der in Deutschland gültigen Kennzeichnung eines Fußgängerüberwegs. Alternativ kann der Fußgängerüberweg 1 auch als durchgezogene, sich in der Farbe von der Straße 2 unterscheidende Fläche, mittels zweier die Straße querender Begrenzungslinien, mittels zweier die Straße querenden unterbrochenen Begrenzungslinien oder derart markiert sein, dass zusätzlich zu der in 2 gezeigten Markierung seitlich durchgehende, die Stra-ße querende Linien angebracht sind. Ferner ist es möglich, die Streifen des Fußgängerüberwegs 1, die hier parallel zur Straße 2 verlaufen, auch in einem Winkel zur Straße anzubringen. Sämtliche der beschriebenen Varianten sind in den Vereinigten Staaten von Amerika für Fußgängerüberwege 1 vorgesehen, je nach Bundesstaat oder Kommune unterschiedlich. Ferner kann der Fußgängerüberweg 1 auch anhand einer anderen, an anderen Stellen der Welt üblichen, Markierungen markiert sein.
Die Erkennung des Fußgängerüberwegs 1 mittels des Sensors 23 kann beispielsweise auch anhand einer Auswertung des Musters der Straßenmarkierung erfolgen.
Mittels des Sensors 23 kann ebenfalls der sich dem Fußgängerüberweg 1 nähernde Fußgänger 10 erfasst werden. Dies kann beispielsweise mittels Objekterkennung oder durch Auswerten einer Bewegung eines Sensorbildes des Sensors 23 erfolgen. Die Erkennung des Fußgängerüberwegs 1 und die Erfassung des Fußgängers 10 können dabei bereits durch die Elektronik des Sensors 23 erfolgen. Alternativ können die Rohdaten des Sensors 23 an das Steuergerät 22 weitergegeben werden, wobei die Erkennung des Fußgängerüberwegs 1 und die Erfassung des Fußgängers 10 dann durch das Steuergerät 22 erfolgt. Ferner ist das Steuergerät 22 eingerichtet, eine Vorhersage einer Fußgängertrajektorie 11 des Fußgängers 10 zu treffen. Zusätzlich ermittelt das Steuergerät 22 eine Fahrzeugtrajektorie 21 zur Überquerung des Fußgängerüberwegs 1.
Es kann vorgesehen sein, dass bei der Vorhersage der Fußgängertrajektorie 11 ein Ort und ein Bewegungsvektor des Fußgängers 10 berücksichtigt werden, und die Fußgängertrajektorie 11 anhand dieser beiden vorhergesagt wird. Bei der Ermittlung der Fahrzeugtrajektorie 21 kann es, wie in 2 gezeigt, vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 20 sich noch dem Fußgängerüberweg 1 nähert, also noch nicht vor dem Fußgängerüberweg 1 zum Stillstand gekommen ist. Das Steuergerät 22 ist ferner eingerichtet, in einem nächsten Verfahrensschritt anhand der Fußgängertrajektorie 11 und der Fahrzeugtrajektorie 21 eine Überquerungsentscheidung zu treffen. Die Überquerungsentscheidung kann dabei als positive Überquerungsentscheidung oder negative Überquerungsentscheidung getroffen werden. Wird eine positive Überquerungsentscheidung getroffen, so überquert das Fahrzeug 20 den Fußgängerüberweg 1 auf der Fahrzeugtrajektorie 21. Wird eine negative Überquerungsentscheidung getroffen, so wird die Fahrzeugtrajektorie 21 des Fahrzeugs derart verändert, dass das Fahrzeug 20 vor dem Fußgängerüberweg 1 abbremst und/oder zum Stillstand kommt. Dies erfolgt durch Ausgabe eines Steuersignals an ein System zum automatisierten Ausführen mindestens einer Fahrfunktion, welches beispielsweise dem System 24 der 1 entsprechen kann.
3 zeigt einen weiteren Verlauf der Verkehrssituation der 2. Da nach Auswertung der Fußgängertrajektorie 11 und der Fahrzeugtrajektorie 21 vom Steuergerät 22 festgestellt wurde, dass eine Kollision zwischen Fahrzeug 20 und Fußgänger 10 zu befürchten ist oder eine gefährliche oder unkomfortable Situation für den Fußgänger 10 entstehen würde, wenn sich das Fahrzeug einfach weiter auf der Fahrzeugtrajektorie 21 bewegen würde, wurde das Fahrzeug 20 bis zum Stillstand vor dem Fußgängerüberweg 1 abgebremst. Der Fußgänger 10 hat sich auf seiner Fußgängertrajektorie 11 weiterbewegt und den Fußgängerüberweg 1 betreten. Im Steuergerät 22 des Fahrzeugs 20 wird nun eine Fahrzeugtrajektorie 21 zur Überquerung des Fußgängerüberwegs 1 berechnet. Die Fahrzeugtrajektorie 21 kommt dabei der Fußgängertrajektorie 11 noch zu nahe, sodass in der aktuellen Verkehrssituation keine positive Überquerungsentscheidung getroffen werden kann, da hierdurch der Fußgänger immer noch gefährdet werden würde oder es immer noch zu einer Kollision kommen würde.
4 zeigt den weiteren Verlauf der ersten Verkehrssituation. Das Fahrzeug 20 ist vor dem Fußgängerüberweg 1 stehen geblieben, der Fußgänger 10 hat sich auf dem Fußgängerüberweg 1 weiterbewegt. Vom Steuergerät 22 wird nun weiterhin eine Fahrzeugtrajektorie 21 berechnet, auf der das Fahrzeug 20 nun den Fußgängerüberweg 1 überqueren könnte. Da durch diese Fahrzeugtrajektorie 21 der Fußgänger 10 nicht mehr gefährdet werden würde, es nicht zu einer gefährlichen Situation kommen würde und/oder keine Kollision zu befürchten wäre, wird nun eine positive Überquerungsentscheidung getroffen und aufgrund der positiven Überquerungsentscheidung mindestens eine Fahrfunktion des Fahrzeugs 20 derart gesteuert, dass das Fahrzeug 20 sich entlang der Fahrzeugtrajektorie 21 bewegt und damit den Fußgängerüberweg 1 überquert.
Ebenfalls in 4 dargestellt ist ein optionaler erster Sicherheitsbereich 12 um den Fußgänger 10 und ein optionaler zweiter Sicherheitsbereich 25 um das Fahrzeug 20. Es kann vorgesehen sein, dass der erste Sicherheitsbereich 12 und/oder der zweite Sicherheitsbereich 25 beim Treffen der Überquerungsentscheidung berücksichtigt wird. Die Sicherheitsbereiche 12, 25 entsprechen dabei Flächen um den Fußgänger 10 beziehungsweise das Fahrzeug 20. Es kann vorgesehen sein, dass die Sicherheitsbereiche 12, 25 durch einen vorgegebenen Abstand zum Fußgänger 12 beziehungsweise zum Fahrzeug 20 bestimmt sind. Bei der Überlegung, ob eine Kollision zwischen Fußgänger 10 und Fahrzeug 20 zu befürchten ist, werden auch die Sicherheitsbereiche 12, 25 berücksichtigt. Dadurch können insbesondere zusätzlich zu Kollisionen zwischen Fußgänger 10 und Fahrzeug 20 auch gefährliche Situationen für den Fußgänger 10 und/oder unkomfortable Situationen für den Fußgänger 10 vermieden werden.
Es kann vorgesehen sein, dass bei der Ermittlung der Fahrzeugtrajektorie 21 eine Totzeit und/oder einer Motormoment und/oder ein Reibungskoeffizient und/oder ein Motorruck und/oder einer anderer Motorparameter berücksichtigt werden.
Das Erkennen des Fußgängerüberwegs 1 mittels des Sensors 23 kann beispielsweise mittels Objekterkennung des Verkehrszeichens 3 erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Erkennen des Fußgängerüberwegs 1 mittels eines Li-DAR-Sensors erfolgen, wobei zusätzlich zusätzliche Reflektoren für das LiDAR-Signal vor dem Fußgängerüberweg analog zum Verkehrszeichen 3 vorgesehen sein können.
5 zeigt einen alternativen weiteren Verlauf der ersten Verkehrssituation als zweite Verkehrssituation. 5 entspricht dabei teilweise der 3, der Fußgänger 10 hat sich also auf den Fußgängerüberweg 1 vor das Fahrzeug 20 bewegt. Im Unterschied zur 3 bewegt sich hier ein weiterer Fußgänger 13 ebenfalls auf den Fußgängerüberweg 1 zu. Auch der weitere Fußgänger 13, der sich dem Fußgängerüberweg 1 nähert, wird erfasst und eine weitere Fußgängertrajektorie 14 vorhergesagt. Die weitere Fußgängertrajektorie 14 verläuft ebenfalls über den Fußgängerüberweg 1. Beim Treffen der Überquerungsentscheidung berücksichtigt das Steuergerät 22 nun sowohl die Fußgängertrajektorie 11 als auch die weitere Fußgängertrajektorie 14. Dadurch wird eine positive Überquerungsentscheidung erst dann getroffen, wenn neben dem Fußgänger 10 auch der weitere Fußgänger 13 den Fußgängerüberweg 1 überquert hat. Sollten sich in der Zwischenzeit weitere Fußgänger dem Fußgängerüberweg 1 nähern, so werden auch diese erfasst und zusätzliche Fußgängertrajektorien für diese Fußgänger vorhergesagt und bei der Überquerungsentscheidung berücksichtigt.
Ebenfalls in 5 dargestellt sind weitere Fahrzeugtrajektorien 26, 27, 28. In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird nicht nur eine Fahrzeugtrajektorie 21, sondern auch die weiteren Fahrzeugtrajektorien 26, 27, 28 ermittelt. Die Fahrzeugtrajektorien 21, 26, 27, 28 sind durch Pfeile verdeutlicht, wobei unterschiedliche Längen der Pfeile eine unterschiedlich starke Beschleunigung symbolisieren sollen. In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Fahrzeugtrajektorien 21, 26, 27, 28 hinsichtlich eines Fahrkomforts bewertet werden. Ferner werden beim Treffen der Überquerungsentscheidung neben der Fußgängertrajektorie 11 und der Fahrzeugtrajektorie 21 auch die weiteren Fahrzeugtrajektorien 26, 27, 28 berücksichtigt. Kann für eine oder mehrere der Fahrzeugtrajektorien 21, 26, 27, 28 eine positive Überquerungsentscheidung getroffen werden, so wird für die Fahrzeugtrajektorien mit positiver Überquerungsentscheidung diejenige ausgewählt, mit der ein gewisser Mindestfahrkomfort möglich ist. Liegt ein Fahrkomfort einer der Fahrzeugtrajektorien 21, 26, 27, 28 unter dem Mindestfahrkomfort und ist für diese Fahrzeugtrajektorie 21, 26, 27, 28 eine positive Überquerungsentscheidung getroffen worden, so wird das Fahrzeug 20 trotzdem nicht anhand dieser Fahrzeugtrajektorie 21, 26, 27, 28 über den Fußgängerüberweg 1 gesteuert, da die zugehörige Fahrzeugtrajektorie 21, 26, 27, 28 den Mindestfahrkomfort nicht einhält.
Beispielsweise kann es möglich sein, dass bei der Bewertung der in 5 dargestellten Verkehrssituation die weitere Fahrzeugtrajektorie 27 mit der größten Beschleunigung zwar dazu führen würde, dass das Fahrzeug 20 den Fußgängerüberweg 1, nachdem sich der Fußgänger 10 auf seiner Fußgängertrajektorie 11 weiterbewegt hat, überqueren könnte bevor der weitere Fußgänger 13 gefährdet werden würde. Aufgrund der hohen Beschleunigung der weiteren Fahrzeugtrajektorie 27 wird das Steuern der automatisierten Ausführung einer Fahrfunktion nun jedoch nicht ausgeführt, da die weitere Fahrzeugtrajektorie 27 aufgrund der hohen Beschleunigung den Mindestfahrkomfort nicht einhalten kann. Die anderen Fahrzeugtrajektorien 21, 26, 28 führen aufgrund der möglichen Kollision mit dem weiteren Fußgänger 13 oder Gefährdung des weiteren Fußgängers 13 zu einer negativen Überquerungsentscheidung, sodass das Fahrzeug 20 das Überqueren des weiteren Fußgängers 13 des Fußgängerüberwegs 1 abwartet und erst anschließend eine positive Überquerungsentscheidung trifft.
In einem Ausführungsbeispiel kann zusätzlich vorgesehen sein, dass der vorgegebene Mindestfahrkomfort reduziert wird, wenn eine Standdauer des Fahrzeugs einen vorgegebenen Wert überschreitet. Sollte das Fahrzeug 20 beispielsweise schon eine gewisse Zeit vor dem Fußgängerüberweg 1 gestanden haben bevor der Fußgänger 10 den Fußgängerüberweg 1 erreicht und der vorgegebene Wert für die Standdauer des Fahrzeugs bereits überschritten sein, würde dies dazu führen, dass die weitere Fahrzeugtrajektorie 27 nun aufgrund des reduzierten Mindestfahrkomforts befahren wird. Mit der weiteren Fahrzeugtrajektorie 27 wird der weitere Fußgänger 13 nicht gefährdet oder behindert. Folglich kann die weitere Fahrzeugtrajektorie 27 befahren werden, führt jedoch zu einem geringen Fahrkomfort von Insassen des Fahrzeugs 20. Dies kann bei einer entsprechend langen Standdauer in Kauf genommen werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, je nach Standdauer des Fahrzeugs 20 den Mindestfahrkomfort schrittweise weiter zu reduzieren.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein Teleoperator eingeschaltet, wenn die Standdauer des Fahrzeugs einen weiteren vorgegebenen Wert überschreitet. Der Teleoperator kann dann beispielsweise von außerhalb auf Fahrfunktionen des Fahrzeugs 20 zugreifen und das System 24 beziehungsweise das Steuergerät 22 manuell anweisen, gewisse Fahrfunktionen auszuführen.
6 zeigt eine dritte Verkehrssituation an einem Fußgängerüberweg 1 einer Straße 2. Im Unterschied zur Verkehrssituation der 2 ist hier der Fußgänger 10 noch weiter vom Fußgängerüberweg 1 entfernt, sodass aufgrund der vorhergesagten Fußgängertrajektorie 11 und der Fahrzeugtrajektorie 21 eine positive Überquerungsentscheidung getroffen werden kann und das Fahrzeug 20 den Fußgängerüberweg 1 überqueren kann, bevor der Fußgänger 10 den Fußgängerüberweg 1 erreicht.
In 7 ist die dritte Verkehrssituation dargestellt, nachdem das Fahrzeug 20 den Fußgängerüberweg 1 erreicht hat, wobei nun der Fußgänger 10 am Straßenrand benachbart zum Fußgängerüberweg 1 angekommen ist.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm 30 des Verfahrens, wobei in einem Vorhersageschritt 31 eine Fußgängertrajektorie eines Fußgängers vorhergesagt wird. In einem Ermittlungsschritt 32 wird eine Fahrzeugtrajektorie ermittelt, wobei die Fahrzeugtrajektorie anhand aktueller Fahrzeug- und Fahrtparameter ermittelt werden kann. In einem Entscheidungsschritt 33 wird eine positive oder negative Überquerungsentscheidung anhand der Fußgängertrajektorie und der Fahrzeugtrajektorie getroffen. In einem Steuerschritt 34 wird mindestens eine Fahrfunktion des Fahrzeugs aufgrund der Überquerungsentscheidung derart gesteuert, dass das Fahrzeug sich entlang der Fahrzeugtrajektorie bewegt.
Ebenfalls in 8 dargestellt ist ein optionaler Erkennungsschritt 35, in dem der Fußgängerüberweg erkannt wird. Zusätzlich ist ein optionaler Erfassungsschritt 36 dargestellt, in dem ein sich dem Fußgängerüberweg nähernder Fußgänger erfasst wird.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen hieraus können vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Fußgängerüberweg
2: Straße
3: Verkehrszeichen
10: Fußgänger
11: Fußgängertrajektorie
12: erster Sicherheitsbereich
13: weiterer Fußgänger
14: weitere Fußgängertrajektorie
20: Fahrzeug
21: Fahrzeugtrajektorie
22: Steuergerät
23: Sensor
24: System
25: zweiter Sicherheitsbereich
26, 27, 28: weitere Fahrzeugtrajektorie
30: Ablaufdiagramm
31: Vorhersageschritt
32: Ermittlungsschritt
33: Entscheidungsschritt
34: Steuerschritt
35: Erkennungsschritt
36: Erfassungsschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014201159 A1 [0002, 0016]
DE 102014226254 A1 [0003, 0016]
US 2012/0072104 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum automatisierten Ausführen einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs (20) an einem Fußgängerüberweg (1), umfassend die folgenden Schritte: - Vorhersage (31) einer Fußgängertrajektorie (11) eines Fußgängers (10); - Ermittlung (32) einer Fahrzeugtrajektorie (21) zur Überquerung des Fußgängerüberwegs (1); - Treffen (33) einer Überquerungsentscheidung anhand der Fußgängertrajektorie (11) und der Fahrzeugtrajektorie (21); - Ausgeben (34) eines Steuerungssignals für mindestens eine Fahrfunktion des Fahrzeuges (20) aufgrund der Überquerungsentscheidung derart, dass das Fahrzeug (20) sich entlang der Fahrzeugtrajektorie (21) bewegt.
Verfahren nach Anspruch 1, mit den zusätzlichen folgenden Schritten, die vor der Vorhersage (31) der Fußgängertrajektorie (11) ausgeführt werden: - Erkennung (35) eines Fußgängerüberwegs (1); - Erfassung (36) des sich dem Fußgängerüberweg (1) nähernden Fußgängers (10);
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei bei der Vorhersage (31) der Fußgängertrajektorie (11) ein Ort und ein Bewegungsvektor des Fußgängers (10) berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, wobei ein erster Sicherheitsbereich (12) um den Fußgänger (10) beim Treffen (33) der Überquerungsentscheidung berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein zweiter Sicherheitsbereich (25) um das Fahrzeug (20) beim Treffen (33) der Überquerungsentscheidung berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein erster Zeitpunkt, an der sich auf der Fußgängertrajektorie (11) bewegende Fußgänger (10) den Fußgängerüberweg (1) erreicht, berechnet wird, wobei ein zweiter Zeitpunkt, an dem das sich auf der Fahrzeugtrajektorie (21) bewegende Fahrzeug den Fußgängerüberweg (1) verlässt, berechnet wird, und wobei die Überquerungsentscheidung getroffen wird, wenn der erste Zeitpunkt nach dem zweiten Zeitpunkt liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zum Treffen der Überquerungsentscheidung ein Schnittpunkt von Fußgängertrajektorie (11) und Fahrzeugtrajektorie (21) ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mehrere Fahrzeugtrajektorien (21, 26, 27, 28) mit unterschiedlichen Fahrparametern, insbesondere mit unterschiedlichen Beschleunigungen, ermittelt werden, wobei die ermittelten Fahrzeugtrajektorien (21, 26, 27, 28) hinsichtlich eines Fahrkomforts bewertet werden, wobei das Treffen der Überquerungsentscheidung anhand der Fußgängertrajektorie (11) und der mehreren Fahrzeugtrajektorien (21, 26, 27, 28) erfolgt, wobei das Steuern (34) der mindestens einen Fahrfunktion des Fahrzeuges (20) derart erfolgt, dass das Fahrzeug (20) sich entlang einer der mehreren Fahrzeugtrajektorien (21, 26, 27, 28) mit einem vorgegebenen Mindestfahrkomfort bewegt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der vorgegebene Mindestfahrkomfort reduziert wird, wenn eine Standdauer des Fahrzeugs (20) einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Steuergerät (22) für ein Fahrzeug (20), wobei das Steuergerät (22) eingerichtet ist, eines der Verfahren der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.