DE102018212555A1

DE102018212555A1 - Verfahren und System zur Fahrspurerkennung

Info

Publication number: DE102018212555A1
Application number: DE102018212555.4A
Authority: DE
Inventors: Christoph Pietruska; Jan-Ullrich Schamburek; Robert Siegl; Michal Siwak
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-01-30
Also published as: US20210094566A1; US11598648B2; CN112005080A; WO2020020502A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Fahrspur für eine Querführung eines Fahrzeugs. Die Querführung des Fahrzeugs basiert auf einem Straßenmodell. Das Verfahren umfasst Ermitteln von einem oder mehreren Merkmalen, die dazu geeignet sind, eine Erfassung der Fahrspur zu beeinflussen; Erfassen einer Fahrspur basierend auf einer Sensorik des Fahrzeugs; und Ermitteln des Straßenmodells basierend auf der erfassten Fahrspur und den ermittelten ein oder mehreren Merkmalen. Das Verfahren umfasst wahlweise weiter Empfangen von Navigationsdaten und Querführen des Fahrzeugs basierend auf dem ermittelten Straßenmodell. Weiter betrifft die vorliegende Offenbarung ein System, das zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert ist, und ein Fahrzeug, dass das System umfasst.

Description

Die Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zur Fahrspurerkennung. Die Offenbarung betrifft insbesondere Systeme und Verfahren zur Fahrspurerkennung zum Zwecke einer Querführung automatisierter Fahrzeuge.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind Spurhaltesysteme und -verfahren für Fahrzeuge, insbesondere automatisierte Fahrzeuge, bekannt, die optische Sensoren wie beispielsweise Kameras nutzen, um Fahrspuren anhand von Fahrbahnmarkierungen und baulichen Elementen zu erkennen. Die Systeme und Verfahren sind ausgerichtet, eine Warnung auszugeben oder sogar aktiv in die Lenkung einzugreifen, wenn das Fahrzeug droht, eine aktuell befahrene Spur zu verlassen. Der Begriff Fahrzeug umfasst PKWs, LKWs, Busse, Wohnmobile, Krafträder, und dergleichen mehr, die der Beförderung von Personen, Gütern, etc. dienen. Insbesondere umfasst der Begriff Kraftfahrzeuge zur Personenbeförderung.
Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Bei dem automatisierten Fahren kann es sich beispielsweise um ein zeitlich längeres Fahren auf der Autobahn oder um ein zeitlich begrenztes Fahren im Rahmen des Einparkens oder Rangierens handeln. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012). Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) Level 3 der Norm SAE J3016. Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich.
Fahrerassistenzfunktionen benötigen typischerweise Informationen über den aktuellen Verlauf von befahrbaren Fahrstreifen bzw. -spuren (z.B. die eigene Fahrspur, oder links bzw. rechts davon befindliche Fahrspuren) um die Querführung (auch „Spurführung“) des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Unter bestimmten Umständen, beispielsweise bei schlechten Sichtverhältnissen oder Witterungsbedingungen, wenn Fahrbahnmarkierungen sich überschneiden, ganz oder teilweises fehlen oder schlecht sichtbar sind, oder im Falle besonderer Streckenführungen (z.B. Kuppe, Senke, enge Kurven), kann es zu Problemen bei der Fahrspurerkennung kommen, mit entsprechenden Folgen insbesondere für die Querführung eines Fahrzeugs.
Typische Beispiele für solche Fälle sind Ein- bzw. Ausfahrten oder Straßenaufweitungen bzw. -verengungen, in denen teilweise zusätzliche Spurmarkierungen vorhanden sind und diese weg von der eigentlichen Fahrspur (auch „Ego-Fahrstreifen“) führen. Je nach Qualität der erkannten bzw. erfassten Spurmarkierungen können diese zu einem anderen Verlauf der erstellten Zielführungskurve führen. Um solchen Problemen zu begegnen, werden unter anderem Navigationsdaten verwendet, um den weiteren Verlauf der Straße zu interpolieren.
Aus der Druckschrift DE 10 2013 220 487 A1 ist beispielsweise ein Fahrspurerkennungssystem mit einem optischen Fahrspurerkenner und einem GNSS-basierten Positionserkenner bekannt (GNSS - Global Navigation Satellite System). Der GNSS-basierte Positionserkenner ist ausgebildet, Informationen zu einem Fahrspurverlauf aus digitalen Kartendaten abhängig von einer erkannten Position, einer bekannten Positionserkennungsgenauigkeit und bekannten Genauigkeitsgrenzen der digitalen Kartendaten zu ermitteln und Daten zum ermittelten Fahrspurverlauf an den optischen Fahrspurerkenner zu übermitteln. Der optische Fahrspurerkenner ist wiederum ausgebildet, bei der Fahrspurerkennung die Daten zum ermittelten Fahrspurverlauf vom Positionserkenner zu berücksichtigen. Das System ist im Wesentlichen darauf ausgerichtet, anhand von sehr genauem Kartenmaterial und entsprechenden Positionsangaben einen interpolierten Fahrspurverlauf zu ermitteln und an den optischen Fahrspurerkenner zu übermitteln, damit dieser auch bei schlechten Sichtverhältnissen, mit nur teilweise erkannten Fahrbahnmarkierungen eine Fahrspurerkennung für den gesamten Streckenabschnitt durchführen kann.
Aus der US-Patentschrift US 8,498,782 B2 ist weiter ein Spurhaltesystem bekannt, das zusätzlich zu den Informationen optischer und Abstandsmess-Sensoren auch Informationen eines GNSS auswertet. Die GNSS-Information werden hierbei zur Bestimmung einer ungefähren Position des Fahrzeugs auf einer Fahrbahn verwendet. Die genaue Fahrzeugposition auf der Fahrbahn wird dann anhand von weiteren Informationen der optischen und der Abstandsmess-Sensoren ermittelt. Mit anderen Worten erfolgt zunächst eine ungefähre Ermittlung der Position, die dann weiter präzisiert wird.
Aus der Druckschrift DE 10 2013 003 216 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Fahrspur zur Lenkungsregelung eines automatisiert gesteuerten Fahrzeuges bekannt. Eine Fahrspur wird mit einem ersten System basierend auf erfassten Umweltdaten ermittelt und eine weitere Fahrspur wird mit einem zweiten System bestimmt. Ausgehend von einer aktuellen Position wird anhand einer digitalen Karte und durch Odometrie gewonnenen Daten die zweite Fahrspur unabhängig von der ersten Fahrspur bestimmbar. Vom ersten und zweiten System berechnete Prozessdaten zur Bestimmung der Fahrspuren werden kontinuierlich untereinander abgeglichen und bei Ausfall eines der beiden Systeme wird die Fahrspur alleinig anhand des verbleibenden und funktionsfähigen Systems bestimmt. Gemäß dem beschriebenen Verfahren bedeutet ein Abgleich, dass aufgrund der in der Vergangenheit bestimmten Daten über die Qualität der aktuell bestimmten Daten beider System eine Aussage gemacht wird und darauf basierend aus den aktuellen Daten neue, bezüglich Genauigkeit optimierte Daten bestimmt werden, die für beide Systeme als Basis für eine weitere Berechnung zugrunde gelegt wird. Solange beide Systeme funktionsfähig sind erfolgt der Abgleich der Prozessdaten, so dass von beiden Systemen von einem Fahrspurregler ausgegebene Signale zur Ansteuerung von Aktuatoren im Wesentlichen übereinstimmen. Durch den Abgleich ist gewährleistet, dass vor dem Ausfall eines der Systeme beide Systeme eine übereinstimmende Sollspurvorgabe errechnen. Bei Ausfall eines der Systeme kann die Spurplanung ohne Sprünge in der Sollvorgabe durch eines der beiden Systeme weitergeführt werden. Die Ausrichtung des Verfahrens liegt hierbei auf einem kontinuierlichen Abgleich der beiden Systeme, sodass die Lenkungsregelung im Falle eines Ausfalls eines der Systeme weiter ohne Sprünge in der Sollvorgabe erfolgen kann.
Bekannte Systemen und Verfahren können einen oder mehrere der folgenden Nachteile aufweisen. Manche Systeme sind teilweise oder vollständig auf die Sichtbarkeit von Fahrspurmarkierungen oder für Fahrspuren charakteristischen Merkmalen angewiesen. Die optischen Sensoren können Fahrspurmarkierungen nur dann zuverlässig erfassen, wenn sie auch für das menschliche Auge sichtbar sind. Daher können insbesondere Fahrbahnverschmutzungen, abgenutzte Fahrbahnmarkierungen, schlechte Lichtverhältnisse und Witterungsverhältnisse dazu führen, dass die Fahrspurmarkierungen nicht zuverlässig erfasst werden können und dass zugrunde liegende System bzw. Verfahren in manchen Situationen nur eingeschränkt oder gar nicht betrieben werden kann.
Ein Nachteil von GNSS-unterstützen Spurhaltesystemen besteht unter anderem darin, dass die GNSS-basierte Positionsbestimmung oft zu ungenau ist, um eine für ein Spurhaltesystem ausreichend präzise Positionsermittlung bereitzustellen. Die GNSS-Genauigkeit von derzeit in Serien-Fahrzeugen erhältlichen Navigationssystemen ist für ein Spurhaltesystem typischerweise nicht ausreichend, sodass darauf basierende Systeme bzw. Verfahren nur eingeschränkt optische Systeme unterstützen können. Damit verbunden ist auch das Problem, dass Serien-Navigationssysteme häufig auf Kartendaten basieren, die eine für ein Spurhaltesystem zu geringe Genauigkeit aufweisen. In Summe kann anhand der GNSS Daten die Position des Fahrzeugs innerhalb einer Fahrspur oft nicht ausreichend genau bestimmt werden, was eine größere Genauigkeit sowohl der Positionsbestimmung als auch der Kartendaten erfordern würde, beispielsweise mit einer Auflösung im Bereich weniger Zentimeter.
Aufgrund der vorgenannten Einschränkungen und Defizite kann es daher insbesondere in bestimmten Situationen zu einer fehlerhaften Spurerkennung kommen, beispielsweise wenn fehlerhaft erkannte oder die falschen Fahrbahnmarkierungen für das Straßenmodell und die Spurerkennung verwendet werden. Dies kann, auch bei guten Sichtverhältnissen, insbesondere im Bereich von Ein- bzw. Ausfahrten auf Autobahnen, Aufweitungen oder Verengungen (d.h. Änderungen in der Anzahl der verfügbaren Fahrspuren), in Kreuzungsbereichen mit mehrfachen Fahrbahnmarkierungen für verschiedene Fahrtrichtungen, bei Unter- oder Überführungen, im Falle von Kuppen oder Senken und im Bereich von Baustellen auftreten. Insbesondere Baustellen können diesbezüglich problematisch sein, aufgrund im Bereich von diesen oft vorhandenen geänderten Verkehrsführungen und weiteren Faktoren. Typischerweise sind im Bereich von Baustellen geänderte Straßenmarkierungen zusätzlich zu bereits bestehenden Markierungen vorhanden, wobei hier üblicherweise farblich (z.B. gelb gegenüber weiß) unterschieden werden kann. Weiter kommen im Bereich von Baustellen geänderte Beschilderungen, oft zusätzlich zu teilweise zeitweise unkenntlich gemachter vorhandener Beschilderung zum Einsatz. Darüber sind Sonderregelungen zu beachten (z.B. geänderte Fahrspurbreiten, Streckenverbote, verkürzte Aus- bzw. Einfahrten, Aus- bzw. Einfahrten für Sonderfahrzeuge) und/oder es ist häufiger mit Verschmutzungen zu rechnen.
Infolgedessen können ungewollte oder falsche Steuerimpulse ausgelöst werden, insbesondere, wenn ein Fahrzeug keine verlässliche Spurerkennung und/oder Positionierung vornehmen kann, oder wenn die Fahrspur zeitweise nur ungenau ermittelt wurde und dann innerhalb einer relativ kurzen Wegstrecke eine Korrektur erfolgen muss. Solche Steuerimpulse können zu vergleichsweise ruckartigen oder missverständlichen Richtungsänderungen führen, insbesondere zu sogenanntem „Verlenken“. Im Ergebnis kann dies zu gefährlichen Fahrsituationen führen und/oder zu Situationen, die ein effektives oder empfundenes Fahrverhalten negativ beeinflussen.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, Systeme und Verfahren zur Fahrspurerkennung bereitzustellen, die einen oder mehrere der vorgenannten Nachteile vermeiden und/oder einen oder mehrere der beschriebenen Vorteile ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einem ersten Aspekt gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Erfassung einer Fahrspur für eine Querführung eines Fahrzeugs angegeben, die Querführung des Fahrzeugs basierend auf einem Straßenmodell. Das Verfahren umfasst Ermitteln von einem oder mehreren Merkmalen, wobei die ein oder mehreren Merkmale dazu geeignet sind, eine Erfassung der Fahrspur zu beeinflussen; Erfassen einer Fahrspur basierend auf einer Sensorik des Fahrzeugs; Ermitteln des Straßenmodells basierend auf der erfassten Fahrspur und den ermittelten ein oder mehreren Merkmalen.
In einem zweiten Aspekt nach Aspekt 1 umfasst das Verfahren weiter Empfangen von Navigationsdaten. Das Ermitteln der ein oder mehreren Merkmale erfolgt basierend auf den Navigationsdaten.
In einem dritten Aspekt nach einem der vorhergehenden Aspekte umfassen die Navigationsdaten ein oder mehrere der folgenden Daten: Kartendaten, insbesondere Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) Daten; Daten basierend auf kollektivem Fahrverhalten einer Vielzahl von Fahrzeugen; und Daten basierend auf einer Erfassung von Verkehrszeichen, insbesondere einer optischen Erfassung von Verkehrszeichen.
In einem vierten Aspekt nach einem der vorhergehenden Aspekte umfasst das Verfahren weiter Ermitteln einer Gewichtung eines oder mehrerer durch die Sensorik des Fahrzeugs erfasster Elemente der Fahrspur. Das Ermitteln des Straßenmodells erfolgt weiter basierend auf der ermittelten Gewichtung.
In einem fünften Aspekt nach einem der vorhergehenden Aspekte umfasst, wenn die ein oder mehreren Merkmale das Vorhandensein einer Auffahrt oder Ausfahrt auf einem vom Fahrzeug befahren Straßenabschnitt anzeigen, das Ermitteln des Straßenmodells: Gewichten von auf einer der Auffahrt oder Ausfahrt abgewandten Seite der Fahrspur vorhandenen Elementen mit einem ersten Faktor; und Gewichten von auf einer der Auffahrt oder Ausfahrt zugewandten Seite der Fahrspur vorhandenen Elementen mit einem zweiten Faktor; wobei der erste Faktor eine höhere Gewichtung anzeigt, als der zweite Faktor.
In einem sechsten Aspekt nach einem der vorhergehenden Aspekte umfasst, wenn die ein oder mehreren Merkmale das Vorhandensein einer Aufweitung oder Verengung auf einem vom Fahrzeug befahren Straßenabschnitt anzeigen, die Aufweitung oder Verengung sich auf eine beginnende bzw. endende Fahrspur beziehend, Ermitteln des Straßenmodells: Gewichten von auf einer der beginnenden bzw. endenden Fahrspur abgewandten Seite der Fahrspur vorhandenen Elementen mit einem ersten Faktor; und Gewichten von auf einer der beginnenden bzw. endenden Fahrspur zugewandten Seite der Fahrspur vorhandenen Elementen mit einem zweiten Faktor; wobei der erste Faktor eine höhere Gewichtung anzeigt, als der zweite Faktor.
In einem siebten Aspekt nach einem der beiden vorhergehenden Aspekte sind der erste und zweite Faktor konfiguriert, wahlweise eine Gewichtung im Bereich von 0% bis 100% anzuzeigen, vorzugsweise wobei der erste Faktor eine Gewichtung von 100% anzeigt und wobei der zweite Faktor eine Gewichtung von 0% anzeigt.
In einem achten Aspekt nach einem der vorhergehenden Aspekte umfasst das Verfahren weiter Querführen des Fahrzeugs basierend auf dem ermittelten Straßenmodell.
In einem neunten Aspekt gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist ein System zur Erfassung einer Fahrspur für eine Querführung eines Fahrzeugs angegeben. Das System umfasst eine Steuereinheit, die konfiguriert ist zur Ausführung des Verfahrens gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen.
In einem zehnten Aspekt gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeug angegeben. Das Fahrzeug umfasse das System gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen. Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug Mittel zur teilautonomen oder autonomen Steuerung des Fahrzeugs, wahlweise wobei die Mittel zur teilautonomen oder autonomen Steuerung des Fahrzeugs konfiguriert sind, die Querführung des Fahrzeugs auszuführen.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird die Fahrspurerkennung insbesondere im Bereich von Baustellen, bei Aufweitungen/Verengungen und bei Ein-/Ausfahrtenn verbessert, indem durch eine intelligente Fusion von zusätzlichen Navigationsdaten, beispielsweise Kartendaten, die jeweilige Situation bereits im Vorfeld erkannt wird und dann, je nach Situation, nur bestimmte Informationen bzw. Sensordaten für die Fahrspurerkennung verwendet werden, oder eine spezielle Gewichtung solcher Informationen bzw. Daten vorgenommen wird, um ein robustes Modell der Straße zu erzeugen.
Insbesondere wird gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ein Verlenken effektiv verhindert und potenziell gefährliche Situationen wirkungsvoll vermieden. Weiter werden das objektive Fahrverhalten und das subjektive Sicherheitsgefühl von Fahrzeuginsassen verbessert.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Dabei werden im Folgenden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet.

1 zeigt eine schematische Draufsicht einer ersten Fahrsituation eines Fahrzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
2 zeigt eine schematische Draufsicht einer zweiten Fahrsituation eines Fahrzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
3 zeigt eine schematische Draufsicht einer dritten Fahrsituation eines Fahrzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
4 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.

Ausführungsformen der Offenbarung
1 zeigt eine schematische Draufsicht einer ersten Fahrsituation eines Fahrzeugs 100 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In dieser ersten beispielhaften Fahrsituation befindet sich das Fahrzeug 100 auf einer Straße mit zwei Fahrspuren 81, 82 in Fahrtrichtung (z.B. Autobahn oder Straße mit baulich getrennten Fahrbahnen).
Üblicherweise werden für die Querführung Informationen zum Straßenmodell der eigenen Fahrspur (hier Fahrspur 82) und, falls vorhanden, der linken (hier Fahrspur 81) und rechten Fahrspur (nicht vorhanden) benötigt. Das Straßenmodell wird regelmäßig im Wesentlichen aus den erfassten Spurmarkierungen bzw. baulichen Merkmalen, dem festgestellten Spurmittenverlauf und den Informationen aus den Navigationsdaten ermittelt. Um ein unkorrektes Straßenmodell zu vermeiden, müssen bei den als problematisch beschriebenen Situationen das Straßenmodell bzw. die Ermittlung der Zielführungskurve angepasst werden.
In der gezeigten Situation befindet sich das Fahrzeug 100 auf der Fahrspur 82 und durchfährt, beginnend mit den Zeitpunkten t₀ , t₁ und t₂ die Abschnitte 66, 64, und 66. Fahrzeug 100 erfasst Fahrbahnmarkierung 88, die Fahrspuren 81 und 82 voneinander trennt, und Fahrbahnbegrenzungen 86, die den befahrbaren Straßenbereich seitlich begrenzen. Der befahrbare Bereich kann zusätzlich durch das Bankett oder einen Grünstreifen 87 begrenzt werden, wobei das Fahrzeug 100 den Bereich zwischen der Fahrbahnbegrenzung 86 und der Begrenzung 87 üblicherweise nicht befährt.
Im Abschnitt 64 kommt zu den Fahrspuren 81 und 82 vermeintlich eine dritte Fahrspur 83 hinzu, die ebenfalls durch eine Straßenmarkierung 88 von der Fahrspur 82 getrennt wird. Diese dritte Fahrspur 83 stellt jedoch lediglich eine Ausfahrt dar, und ist keine dem weiteren Straßenverlauf folgende zusätzliche Fahrspur. Gekennzeichnet als Straßenmarkierung 84 ist eine beispielhafte Straßenmarkierung, die Abnutzungserscheinungen aufweist und daher für das Fahrzeug 100 nur schlecht oder gar nicht nicht erfasst werden kann. In manchen Fällen fehlt eine Straßenmarkierung im Bereich der Straßenmarkierung 84 völlig, wobei der Effekt für die Erfassung ähnlich ist.
In der gezeigten beispielhaften ersten Fahrsituation kommt also auf der rechten Seite des Fahrzeugs 100 zu der vom Fahrzeug 100 befahrenen Fahrspur 82 vermeintlich eine zusätzliche Fahrspur 83 hinzu. Standardmäßig erfasst das Fahrzeug 100 die eigene Fahrspur 82 basierend auf der Erfassung der Straßenmarkierung 88 im Bereich 88a (siehe Abschnitt 66 unten in 1) und basierend auf der Erfassung der Fahrbahnbegrenzung 86 im Bereich 86a (siehe ebenfalls Abschnitt 66 unten in 1) als Begrenzungen der eigenen Fahrspur 82. Basierend auf dieser Erfassung ermittelt das Fahrzeug 100 das Straßenmodell und eine Zielführungskurve (bzw. - gerade) 68. Diese verläuft planmäßig im Wesentlichen mittig in der Fahrspur 82.
Im Übergang zwischen dem Bereich 66 und dem Bereich 64 (in „Fahrtrichtung“ von unten nach oben in 1) ist es wie bereits beschrieben möglich, dass die Fahrbahnbegrenzung 86 als rechte Begrenzung der eigenen Fahrspur 82 erfasst wird, beispielsweise aufgrund einer schlecht erfassbaren oder nicht vorhandenen Straßenmarkierung 84. Hierzu sei angemerkt, dass in Deutschland die Straßenmarkierungen bei Ein- bzw. Ausfahrten meist durchgängig ist, während in anderen Ländern (z.B. USA) üblich ist, dass die Straßenmarkierung zunächst entfällt (z.B. im Bereich der Straßenmarkierung 84) und erst wieder nach einer gewissen Distanz einsetzt. Zudem kann die Fahrbahnmarkierung auch durch Verschmutzung oder Abnutzung schlecht erkennbar sein. In solchen Situationen wird eine herkömmliche Querführung versuchen, eine rechte Fahrspurbegrenzung zu finden, und dabei beispielsweise die Fahrbahnbegrenzung 86 (hier beispielsweise im Bereich 86i) als solche erfassen.
In Folge der Erfassung der Fahrbahnbegrenzung 86 als rechten Rand der Fahrspur 82 ermittelt das Fahrzeug 100 nunmehr eine von der eigentlich korrekten Zielführungskurve 68 abweichende Zielführungskurve 68'. Basierend auf der Zielführungskurve 68', die, wie in 1 dargestellt, innerhalb einer sehr kurzen Wegstrecke wesentlich von der eigentlich korrekten Zielführungskurve 68 nach rechts weg führt, induziert die Querführung des Fahrzeugs 100 eine Lenkbewegung in Richtung der Ausfahrt bzw. in Richtung der vermeintlichen Fahrspur 83, beispielhaft dargestellt durch das Fahrzeug 100'. Dieser Vorgang wird im Allgemeinen als „Verlenken“ bezeichnet, wobei das Fahrzeug 100' fälschlicherweise die Spur wechselt oder zumindest zu einem Spurwechsel ansetzt (siehe Zeitpunkt t_x ). Basierend auf der erfassten Zielführungskurve 68' kann zudem die Längsführung ein Bremsmoment induzieren oder es können weitere Führungs- bzw. Assistenzfunktionen ausgelöst bzw. beeinflusst werden. Wie bereits beschrieben, bringt dies einige Nachteile mit sich.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird das durch Fahrzeug 100' dargestellte Fahrverhalten wirksam verhindert.
Mit Hilfe von Navigationsdaten können eine Reihe von Straßenmerkmalen erkannt werden, im vorliegenden Fall beispielsweise, dass eine Ausfahrt vorliegt. Weitere Straßenmerkmale beinhalten beispielsweise Straßenaufweitungen bzw. -verengungen, Kreuzungen, Weggabelungen und Zusammenführungen, Über- bzw. Unterführungen und Kuppen bzw. Senken. Basierend auf den erkannten Straßenmerkmalen können dann bestimmte Situationen antizipiert und die Ermittlung des Straßenmodells angepasst werden.
Navigationsdaten beinhalten beispielsweise im Fahrzeug oder online vorhandene Kartendaten (z.B. Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) Daten), Daten von Backend Strukturen (z.B. Backend-Server), Daten basierend auf kollektivem Fahrverhalten (z.B. Auswertungen von GPS Daten anderer Fahrzeuge) oder vom Fahrzeug erfasste Daten (z.B. Erkennung von Verkehrsschildern).
In dem in 1 dargestellten Fall wird, beispielsweise basierend auf Kartendaten (z.B. ADAS) das Vorliegen einer Ausfahrt ermittelt und das Straßenmodell wie folgt angepasst. In einem vorbestimmten Bereich 64, der im Wesentlichen den Bereich der Ausfahrt, gegebenenfalls einschließlich von Übergangsbereichen vor und nach der Ausfahrt (in einigen Ausführungsformen im Bereich von 50 m bis 300 m), umfasst, wird die Ermittlung der Zielführungskurve 68 angepasst, indem eine geänderte Gewichtung von erfassten Straßenmerkmalen erfolgt. Zunächst bzw. planmäßig erfolgt die Ermittlung der Zielführungskurve 68 im Bereich 66 (siehe 1 unten) basierend auf der linken Straßenmarkierung 88 (siehe Bereich 88a) und der rechten Fahrbahnbegrenzung 86 (siehe Bereich 86a). In dem in Fahrtrichtung folgenden Bereich 64 (siehe 1 mittig) orientiert sich das Straßenmodell dann im Wesentlichen oder ausschließlich an der linken Straßenmarkierung 88 (siehe Bereich 88a), während die potenziell problematische rechte Fahrbahnbegrenzung 86 (siehe Bereich 86i) und/oder die Straßenmarkierung 84 nur sekundär oder gar nicht betrachtet werden. Eine beispielhafte Gewichtung kann ausschließlich die linke Straßenmarkierung 88 im Bereich 88a priorisieren, wobei dieser dann eine Gewichtung von 100% zu käme, und die rechte Fahrbahnbegrenzung 86 völlig ausblenden, wobei dies einer Gewichtung von 0% entspräche. Je nach Situation sind weitere Gewichtungsmodelle bzw. andere Gewichtungen möglich, welche eine gewünschte Zielführungskurve 68 ermöglichen. Zusätzlich kann eine weitere Verarbeitung der ermittelten Zielführungskurve erfolgen, beispielsweise enthaltend eine Glättung oder Plausibilitätsprüfung, um einen optimierten Verlauf der Zielführungskurve zu erhalten und/oder fehlerhafte Punkte heraus zu filtern.
Zeitlich betrachtet ergibt sich im Wesentlichen folgender Regelungsverlauf. Zum Zeitpunkt t₀ erfolgt eine planmäßige Querführung ohne besondere Einschränkungen oder Anpassungen. Zum Zeitpunkt t₁ wird, basierend auf Navigationsdaten (siehe oben), ein Ereignis generiert, das das Vorhandensein einer Ausfahrt in einer bestimmten Entfernung (z.B. im Bereich bis zu 500 m, vorzugsweise im Bereich bis zu 300 m) anzeigt. Zum Zeitpunkt t₁ bzw. ab dem Zeitpunkt t₁ kann das Straßenmodell bzw. die Ermittlung der Zielführungskurve 68 dann wie beschrieben zeitweise angepasst werden. Das das Ereignis hervorrufende Merkmal (hier: Ausfahrt) kann ebenso eine Ausdehnung aufweisen, sodass zum Zeitpunkt t₁ bereits ein zweites im zeitlichen Verlauf später auftretendes Ereignis, das das Ende des Vorhandenseins anzeigt, generiert werden kann. Wahlweise kann das zweite Ereignis auch zu einem späteren Zeitpunkt (z.B. Zeitpunkt t₂ oder auch später, je nach Ausdehnung des Merkmals) generiert werden. Auf das zweite Ereignis hin kann dann (beispielsweise zum Zeitpunkt t₂ ) die planmäßige Querführung ohne Einschränkungen bzw. Anpassungen wieder aufgenommen werden.
In einige Ausführungsformen kann eine regelbasierte Anpassung des Straßenmodells bzw. der Ermittlung der Zielführungskurve erfolgen. Im vorliegenden Fall kann das Vorhandensein eines Ausfahrtsbereiches regelbasiert dazu führen, dass nur die der Ausfahrt abgewandten Elemente der Straßenmarkierungen bzw. Fahrbahnbegrenzungen zur Ermittlung der Zielführungskurve heran gezogen werden (siehe vorigen Absatz).
Das Vorhandensein einer Auffahrt ist im Wesentlichen gleich zum beschriebenen Fall einer Ausfahrt zu behandeln, sodass die beschriebenen Konzepte und Verfahren analog anwendbar sind.
2 zeigt eine schematische Draufsicht einer zweiten Fahrsituation eines Fahrzeugs 100 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In dieser zweiten beispielhaften Fahrsituation befindet sich das Fahrzeug 100 auf einer Fahrbahn mit zunächst zwei Fahrspuren 82, 83 in Fahrtrichtung (z.B. Autobahn oder Straße mit baulich getrennten Fahrbahnen), die sich dann auf drei Fahrspuren 81, 82, 83 erweitern.
Wie in der ersten beispielhaften Fahrsituation werden für die Querführung Informationen zum Straßenmodell der eigenen Fahrspur (hier Fahrspur 82) und, falls vorhanden, der linken (im späteren Verlauf Fahrspur 81) und rechten Fahrspur (hier Fahrspur 83) benötigt. Das Straßenmodell wird regelmäßig im Wesentlichen aus den erfassten Spurmarkierungen bzw. baulichen Merkmalen, dem festgestellten Spurmittenverlauf und den Informationen aus den Navigationsdaten ermittelt. Um ein unkorrektes Straßenmodell zu vermeiden, müssen auch in dieser Fahrsituationen das Straßenmodell bzw. die Ermittlung der Zielführungskurve angepasst werden.
Aufweitungen/Verengungen verhalten sich ähnlich zu Aus- bzw. Auffahrten. Ein Unterschied kann jedoch darin bestehen, dass beispielweise bei einer Aufweitung von zwei auf drei Spuren nicht definiert ist, auf welcher Seite der Fahrbahn eine zusätzliche Spur entsteht. Um zu bestimmen, welche Straßenmarkierungen oder ob und, falls ja, welche Seite der Fahrspur zu priorisieren ist, können Heuristiken verwendet werden, um die Qualität der Spurmarkierungen zu bewerten und miteinander zu vergleichen. Hierzu können verschiedene Einflussfaktoren betrachtet werde, beispielsweise die Stabilität einer Markierung (z.B. Ähnlichkeit zu vorher beobachteten Markierungen unter Berücksichtigung der Odometrie-Daten), Parallelität zu anderen Markierungen, Markierungstyp (z.B. weiß, gelb) und dergleichen mehr. Jedem Qualitätsmerkmal kann ein Gewicht zugeordnet werde und, basierend auf der verwendeten Heuristik kann die Markierung ausgewählt werden, die ein vorbestimmtes Gewicht (z.B. das höchste Gewicht) aufweist oder dies überschreitet (z.B. größer ist, als ein Minimalgewicht).
In der gezeigten Situation befindet sich das Fahrzeug 100 auf der Fahrspur 82 und durchfährt, beginnend mit den Zeitpunkten t₀ , t₁ und t₂ die Abschnitte 66, 64, und 66. Fahrzeug 100 erfasst Fahrbahnmarkierung 88, die Fahrspuren 82 und 83 voneinander trennt, und Fahrbahnbegrenzungen 86, die den befahrbaren Straßenbereich seitlich begrenzen.
Im Abschnitt 64 kommt zu den Fahrspuren 82 und 83 eine dritte Fahrspur 81 hinzu, die zumindest im späteren Verlauf ebenfalls durch eine Straßenmarkierung 88 von der Fahrspur 82 getrennt wird. Diese dritte Fahrspur 81 ist, im Gegensatz zur ersten Fahrsituation, eine dem weiteren Straßenverlauf folgende zusätzliche Fahrspur. Weiter fehlt im Gegensatz zur ersten Fahrsituation eine die Fahrspuren 81 und 82 trennende Straßenmarkierung über weite Teile des Abschnitts 64 völlig, weshalb in diesem Abschnitt keine verlässliche Erfassung der linken Fahrspurbegrenzung möglich ist.
In der gezeigten beispielhaften zweiten Fahrsituation kommt also auf der linken Seite des Fahrzeugs 100 zu der vom Fahrzeug 100 befahrenen Fahrspur 82 eine zusätzliche Fahrspur 81 hinzu. Standardmäßig erfasst das Fahrzeug 100 die eigene Fahrspur 82 basierend auf der Erfassung der Straßenmarkierung 88 im Bereich 88a (siehe Abschnitt 66 unten in 2) und basierend auf der Erfassung der Fahrbahnbegrenzung 86 im Bereich 86a (siehe ebenfalls Abschnitt 66 unten in 2) als Begrenzungen der eigenen Fahrspur 82. Basierend auf dieser Erfassung ermittelt das Fahrzeug 100 das Straßenmodell und eine Zielführungskurve (bzw. - gerade) 68. Diese verläuft planmäßig im Wesentlichen mittig in der Fahrspur 82.
Im Übergang zwischen dem Bereich 66 und dem Bereich 64 (in „Fahrtrichtung“ von unten nach oben in 2) ist es wie bereits beschrieben möglich, dass die Fahrbahnbegrenzung 86 als linke Begrenzung der eigenen Fahrspur 82 erfasst wird, beispielsweise aufgrund einer schlecht erfassbaren oder, wie in 2 gezeigt, einer nicht vorhandenen Straßenmarkierung, die die entstehende Fahrspur 81 von der Fahrspur 82 trennen würde.
In Folge der Erfassung der Fahrbahnbegrenzung 86 als linken Rand der Fahrspur 82 ermittelt das Fahrzeug 100 nunmehr eine von der eigentlich korrekten Zielführungskurve 68 abweichende Zielführungskurve 68', im Wesentlichen analog zur bereits beschriebenen ersten Fahrsituation. Basierend auf der Zielführungskurve 68', die, wie in 2 dargestellt, innerhalb einer sehr kurzen Wegstrecke wesentlich von der eigentlich korrekten Zielführungskurve 68 nach links weg führt, induziert die Querführung des Fahrzeugs 100 eine Lenkbewegung in Richtung der Fahrspur 81, beispielhaft dargestellt durch das Fahrzeug 100'.
Wieder kann es zu einem „Verlenken“ kommen, bei dem das Fahrzeug 100' fälschlicherweise die Spur wechselt oder zumindest zu einem Spurwechsel ansetzt (siehe Zeitpunkt t_x ). Basierend auf der erfassten Zielführungskurve 68' kann zudem die Längsführung ein Bremsmoment induzieren oder es können weitere Führungs- bzw. Assistenzfunktionen ausgelöst bzw. beeinflusst werden.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird das durch Fahrzeug 100' dargestellte Fahrverhalten auch im Falle einer Aufweitung der Fahrbahn wirksam verhindert.
In dem in 2 dargestellten Fall wird abermals, beispielsweise basierend auf Kartendaten (z.B. ADAS) das Vorliegen einer Aufweitung ermittelt. Alternativ kann dies auch durch eine Erkennung von Verkehrszeichen erfolgen, die eine Aufweitung der Fahrbahn ankündigen. Wieder wird das Straßenmodell angepasst, wie nachfolgend beschrieben.
In einem vorbestimmten Bereich 64, der im Wesentlichen den Bereich der Aufweitung, gegebenenfalls einschließlich von Übergangsbereichen vor und nach der Aufweitung, umfasst, wird die Ermittlung der Zielführungskurve 68 angepasst, indem eine geänderte Gewichtung von erfassten Straßenmerkmalen erfolgt. Zunächst bzw. planmäßig erfolgt die Ermittlung der Zielführungskurve 68 im Bereich 66 (siehe 2 unten) basierend auf der rechten Straßenmarkierung 88 (siehe Bereich 88a) und der linken Fahrbahnbegrenzung 86 (siehe Bereich 86a). In dem in Fahrtrichtung folgenden Bereich 64 (siehe 2 mittig) orientiert sich das Straßenmodell dann im Wesentlichen oder ausschließlich an der rechten Straßenmarkierung 88 (siehe Bereich 88a), während die potenziell problematische linke Fahrbahnbegrenzung 86 (siehe Bereich 86i) nur sekundär oder gar nicht betrachtet wird. Eine beispielhafte Gewichtung kann ausschließlich die rechte Straßenmarkierung 88 im Bereich 88a priorisieren, wobei dieser dann eine Gewichtung von 100% zu käme, und die linke Fahrbahnbegrenzung 86 völlig ausblenden, wobei dies einer Gewichtung von 0% entspräche. Je nach Situation sind weitere Gewichtungsmodelle bzw. andere Gewichtungen möglich, welche eine gewünschte Zielführungskurve 68 ermöglichen. Wie bereits erwähnt, kann zusätzlich eine weitere Verarbeitung der ermittelten Zielführungskurve erfolgen.
Zeitlich betrachtet ergibt sich im Wesentlichen folgender Regelungsverlauf. Zum Zeitpunkt t₀ erfolgt eine planmäßige Querführung ohne besondere Einschränkungen oder Anpassungen. Zum Zeitpunkt t₁ wird, basierend auf Navigationsdaten (siehe oben), ein Ereignis generiert, das das Vorhandensein einer Aufweitung in einer bestimmten Entfernung (z.B. im Bereich bis zu 200 m, vorzugsweise im Bereich bis zu 50 m) anzeigt. Zum Zeitpunkt t₁ bzw. ab dem Zeitpunkt t₁ kann das Straßenmodell bzw. die Ermittlung der Zielführungskurve 68 dann wie beschrieben zeitweise angepasst und anschließend, beispielsweise zum Zeitpunkt t₂ , die planmäßige Querführung ohne Einschränkungen bzw. Anpassungen wieder aufgenommen werden.
In einige Ausführungsformen kann eine regelbasierte Anpassung des Straßenmodells bzw. der Ermittlung der Zielführungskurve erfolgen. Im vorliegenden Fall kann das Vorhandensein einer Aufweitung regelbasiert dazu führen, dass nur die der Aufweitung abgewandten Elemente der Straßenmarkierungen bzw. Fahrbahnbegrenzungen zur Ermittlung der Zielführungskurve heran gezogen werden.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann der Spurmittenverlauf ignoriert werden (Gewichtung null), wobei die Spurmarkierungen unverändert gleich gewichtet werden. Der beispielsweise basierend auf den Signalen einer Kamera geschätzte Spurmittenverlauf (HPP) liegt im Idealfall mittig zwischen zwei Fahrspurmarkierungen (z.B. 86, 88; vgl. 68 in den 1, 2, 3). Im Falle einer Fehlerhaften Erkennung des HPP (z.B. entlang 68') sollte dieser entsprechend verworfen werden.
3 zeigt eine schematische Draufsicht einer dritten Fahrsituation eines Fahrzeugs 100 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In dieser dritten beispielhaften Fahrsituation befindet sich das Fahrzeug 100 auf einer Fahrbahn mit zunächst drei Fahrspuren 81, 82, 83 in Fahrtrichtung (z.B. Autobahn oder Straße mit baulich getrennten Fahrbahnen), die sich dann auf zwei Fahrspuren 82, 83 verengen.
Wie in der ersten und zweiten beispielhaften Fahrsituation werden für die Querführung Informationen zum Straßenmodell der eigenen Fahrspur (hier Fahrspur 82) und, falls vorhanden, der linken (zunächst Fahrspur 81) und rechten Fahrspur (hier Fahrspur 83) benötigt. Das Straßenmodell wird regelmäßig im Wesentlichen aus den erfassten Spurmarkierungen bzw. baulichen Merkmalen, dem festgestellten Spurmittenverlauf und den Informationen aus den Navigationsdaten ermittelt. Um ein unkorrektes Straßenmodell zu vermeiden, müssen auch in dieser dritten Fahrsituationen das Straßenmodell bzw. die Ermittlung der Zielführungskurve angepasst werden.
In der gezeigten Situation befindet sich das Fahrzeug 100 auf der Fahrspur 82 und durchfährt, beginnend mit den Zeitpunkten t₀ , t₁ und t₂ die Abschnitte 66, 64, und 66. Fahrzeug 100 erfasst eine linke Fahrbahnmarkierung 88, die die Fahrspuren 81 und 82 voneinander trennt, und eine rechte Fahrbahnmarkierung 88, die die Fahrspuren 82 und 83 voneinander trennt.
Im Abschnitt 64 endet die Fahrspur 81, die zunächst ebenfalls durch eine Straßenmarkierung 88 von der Fahrspur 82 getrennt worden war. Im Gegensatz zur ersten Fahrsituation fehlt in dem Bereich, in dem die Fahrspur 81 endet, eine die Fahrspuren 81 und 82 trennende Straßenmarkierung über weite Teile des Abschnitts 64, weshalb in diesem Abschnitt keine verlässliche Erfassung der linken Fahrspurbegrenzung möglich ist.
In der gezeigten beispielhaften dritten Fahrsituation endet also die auf der linken Seite der vom Fahrzeug 100 befahrenen Fahrspur 82 zusätzlich vorhandene Fahrspur 81. Standardmäßig erfasst das Fahrzeug 100 die eigene Fahrspur 82 basierend auf der Erfassung der linken Straßenmarkierung 88 im linken Bereich 88a (siehe Abschnitt 66 unten in 3) und basierend auf der Erfassung der rechten Straßenmarkierung 88 im rechten Bereich 88a (siehe ebenfalls Abschnitt 66 unten in 3) als Begrenzungen der eigenen Fahrspur 82. Basierend auf dieser Erfassung ermittelt das Fahrzeug 100 das Straßenmodell und eine Zielführungskurve (bzw. -gerade) 68. Diese verläuft planmäßig im Wesentlichen mittig in der Fahrspur 82.
Im Übergang zwischen dem Bereich 66 und dem Bereich 64 (in „Fahrtrichtung“ von unten nach oben in 3) ist es wie bereits beschrieben möglich, dass die Fahrbahnbegrenzung 86 als linke Begrenzung der eigenen Fahrspur 82 erfasst wird, beispielsweise aufgrund einer schlecht erfassbaren oder, wie in 3 gezeigt, einer nicht vorhandenen Straßenmarkierung, die die endende Fahrspur 81 von der Fahrspur 82 trennen würde.
In Folge der Erfassung der Fahrbahnbegrenzung 86 als linken Rand der Fahrspur 82 ermittelt das Fahrzeug 100 nunmehr eine von der eigentlich korrekten Zielführungskurve 68 abweichende Zielführungskurve 68', im Wesentlichen analog zur bereits beschriebenen ersten bzw. zweiten Fahrsituation. Basierend auf der Zielführungskurve 68', die, wie in 3 dargestellt, innerhalb einer sehr kurzen Wegstrecke wesentlich von der eigentlich korrekten Zielführungskurve 68 nach links weg und dann wieder zurück führt, induziert die Querführung des Fahrzeugs 100 eine Lenkbewegung in Richtung der Fahrspur 81 und dann zurück zur Fahrspur 82, beispielhaft dargestellt durch das Fahrzeug 100'. Wieder kann es zu einem „Verlenken“ kommen, bei dem das Fahrzeug 100' fälschlicherweise die Spur wechselt oder zumindest zu einem Spurwechsel ansetzt (siehe Zeitpunkt t_x ). Verschärfend kommt in der dritten Fahrsituation hinzu, dass das Verlenken nach links kurze Zeit später durch ein Zurücklenken korrigiert werden muss, was einen weiteren Lastwechsel und möglicherweise ein Aufschaukeln des Fahrzeugs 100' zu Folge haben kann. Basierend auf der erfassten Zielführungskurve 68' kann zudem die Längsführung ein Bremsmoment induzieren oder es können weitere Führungs- bzw. Assistenzfunktionen ausgelöst bzw. beeinflusst werden. Möglicherweise in Kombination mit dem Verlenken und/oder Aufschaukeln des Fahrzeugs 100' kann dies gefährliche Fahrmanöver erzeugen.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird das durch Fahrzeug 100' dargestellte Fahrverhalten auch im Falle einer Verengung der Fahrbahn wirksam verhindert.
In dem in 3 dargestellten Fall wird abermals, beispielsweise basierend auf Kartendaten (z.B. ADAS) das Vorliegen einer Aufweitung ermittelt. Alternativ kann dies auch durch eine Erkennung von Verkehrszeichen erfolgen, die eine Verengung der Fahrbahn ankündigen oder anhand von kollektiven Fahrzeugbewegungsdaten, die in dem entsprechenden Bereich einen Spurwechsel von der linken Fahrspur 81 auf die mittlere Fahrspur 82 vollziehen. Wieder wird das Straßenmodell angepasst, wie nachfolgend beschrieben.
In einem vorbestimmten Bereich 64, der im Wesentlichen den Bereich der Verengung, gegebenenfalls einschließlich von Übergangsbereichen vor und nach der Verengung, umfasst, wird die Ermittlung der Zielführungskurve 68 angepasst, indem eine geänderte Gewichtung von erfassten Straßenmerkmalen erfolgt. Zunächst bzw. planmäßig erfolgt die Ermittlung der Zielführungskurve 68 im Bereich 66 (siehe 3 unten) basierend auf der linken Straßenmarkierung 88 (siehe linker Bereich 88a) und der rechten Straßenmarkierung 88 (siehe rechter Bereich 88a). In dem in Fahrtrichtung folgenden Bereich 64 (siehe 3 mittig) orientiert sich das Straßenmodell dann im Wesentlichen oder ausschließlich an der rechten Straßenmarkierung 88 (siehe Bereich 88a), während die potenziell problematische linke Fahrbahnbegrenzung 86 (siehe Bereich 86i) nur sekundär oder gar nicht betrachtet wird. Eine beispielhafte Gewichtung kann ausschließlich die rechte Straßenmarkierung 88 im Bereich 88a priorisieren, wobei dieser dann eine Gewichtung von 100% zu käme, und die linke Fahrbahnbegrenzung 86 völlig ausblenden, wobei dies einer Gewichtung von 0% entspräche. Je nach Situation sind weitere Gewichtungsmodelle bzw. andere Gewichtungen möglich, welche eine gewünschte Zielführungskurve 68 ermöglichen. Wie bereits erwähnt, kann zusätzlich eine weitere Verarbeitung der ermittelten Zielführungskurve erfolgen.
Zeitlich betrachtet ergibt sich im Wesentlichen folgender Regelungsverlauf. Zum Zeitpunkt t₀ erfolgt eine planmäßige Querführung ohne besondere Einschränkungen oder Anpassungen. Zum Zeitpunkt t₁ wird, basierend auf Navigationsdaten (siehe oben), ein Ereignis generiert, das das Vorhandensein einer Verengung in einer bestimmten Entfernung (z.B. im Bereich bis zu 200 m, vorzugsweise im Bereich bis zu 50 m) anzeigt. Zum Zeitpunkt t₁ bzw. ab dem Zeitpunkt t₁ kann das Straßenmodell bzw. die Ermittlung der Zielführungskurve 68 dann wie beschrieben zeitweise angepasst und anschließend, beispielsweise zum Zeitpunkt t₂ , die planmäßige Querführung ohne Einschränkungen bzw. Anpassungen wieder aufgenommen werden.
In einige Ausführungsformen kann eine regelbasierte Anpassung des Straßenmodells bzw. der Ermittlung der Zielführungskurve erfolgen. Im vorliegenden Fall kann das Vorhandensein einer Verengung regelbasiert dazu führen, dass nur die der Verengung abgewandten Elemente der Straßenmarkierungen bzw. Fahrbahnbegrenzungen zur Ermittlung der Zielführungskurve heran gezogen werden.
4 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems 400 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in Bezug auf die 1 bis 3 beispielhaft beschrieben, generiert das System 400 basierend auf Navigationsdaten 402 ein oder mehrere Ereignisse 404, die besondere Fahrsituationen anzeigen. Basierend auf der Sensorik 406 des Fahrzeugs 100 werden zur (Quer-) Führung des Fahrzeugs 100 erforderliche Elemente 408, beispielsweise Fahrspurbegrenzungen ermittelt. Dies kann beispielsweise durch eine optische Erfassung von Fahrbahn- bzw. Fahrspurbegrenzungen erfolgen. Anschließend werden die Ereignisse 404 und die zur (Quer-) Führung des Fahrzeugs 100 erforderliche Elemente 408 ausgewählt, beispielsweise basierend auf einem regelbasierten Ansatz und in einem Straßenmodell fusioniert 412. Die (Quer-) Führung des Fahrzeugs erfolgt dann basierend auf dem fusionierten Straßenmodell, wobei auch verschiedene Assistenzsysteme (siehe 422, 424, 426 und andere 428) auf das fusionierte Straßenmodell zurückgreifen können.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zur Erfassung einer Fahrspur 82 für eine Querführung eines Fahrzeugs 100 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren 500 beginnt in Schritt 501. Optional werden in Schritt 502 Navigationsdaten empfangen. Die empfangenen Navigationsdaten können, wie oben beschrieben, auf Kartendaten (insbesondere ADAS Daten) basieren, und/oder auf weiteren Datenquellen (siehe oben). In Schritt 504 werden, optional zumindest teilweise basierend auf den empfangenen Navigationsdaten, ein oder mehrere Merkmalen 404 ermittelt. Die ermittelten ein oder mehreren Merkmale 404 sind dazu geeignet, eine Erfassung der Fahrspur 82 zu beeinflussen, wie oben beschrieben. Beispielhafte Merkmale sind Bereiche von Ein-, Auf- bzw. Ausfahrten, Baustellenbereiche, Kreuzungen und dergleichen mehr (siehe oben). Die Merkmale können vorzugsweise insofern geeignet sein, die Erfassung der Fahrspur 82 zu beeinflussen, als dass im Bereich dieser Merkmale die Erfassung insbesondere durch geänderte, sich ändernde, oder anderweitig modifizierte Straßenmarkierungen 86, 88 erschwert oder verhindert wird. Dies schließt vorzugsweise eine teilweise Erschwerung bzw. Verhinderung ein. In Schritt 506 wird eine Fahrspur 82 basierend auf einer Sensorik 406 des Fahrzeugs 100 erfasst. In diesem Schritt kann auf eine bekannte Erfassung der Fahrspur zurück gegriffen werden, beispielsweise basierend auf ein oder mehreren optischen Sensoren (z.B. Kameras). In Schritt 508 wird das Straßenmodell 412 basierend auf der erfassten Fahrspur 82 und den ermittelten ein oder mehreren Merkmalen 404 ermittelt. Wie ausführlich beschrieben, können in diesem Schritt gezielt erfasste Straßenmarkierungen höher bzw. niedriger gewichtet werden, um die vorgenannten Nachteile einer möglicherweise fehlerhaften Erfassung der Fahrspur zu vermeiden oder vollständig zu verhindern. Optional erfolgt in Schritt 510 Querführen des Fahrzeugs 100 basierend auf dem ermittelten Straßenmodell 412. Das Verfahren 500 endet in Schritt 512.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013220487 A1 [0007]
US 8498782 B2 [0008]
DE 102013003216 A1 [0009]

Claims

Verfahren (500) zur Erfassung einer Fahrspur (82) für eine Querführung eines Fahrzeugs (100), die Querführung des Fahrzeugs (100) basierend auf einem Straßenmodell (412), das Verfahren (500) umfassend: Ermitteln (504) von einem oder mehreren Merkmalen (404), wobei die ein oder mehreren Merkmale (404) dazu geeignet sind, eine Erfassung der Fahrspur (82) zu beeinflussen; Erfassen (506) einer Fahrspur (82) basierend auf einer Sensorik (406) des Fahrzeugs (100) ; Ermitteln (508) des Straßenmodells (412) basierend auf der erfassten Fahrspur (82) und den ermittelten ein oder mehreren Merkmalen (404).
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, weiter umfassend Empfangen (502) von Navigationsdaten (402); wobei Ermitteln (504) der ein oder mehreren Merkmale (404) basierend auf den Navigationsdaten (402) erfolgt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Navigationsdaten (402) ein oder mehrere der folgenden Daten umfassen: - Kartendaten, insbesondere Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) Daten; - Daten basierend auf kollektivem Fahrverhalten einer Vielzahl von Fahrzeugen; und - Daten basierend auf einer Erfassung von Verkehrszeichen, insbesondere einer optischen Erfassung von Verkehrszeichen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend Ermitteln einer Gewichtung eines oder mehrerer durch die Sensorik (406) des Fahrzeugs erfasster Elemente der Fahrspur (82), wobei Ermitteln (508) des Straßenmodells (412) weiter basierend auf der ermittelten Gewichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn die ein oder mehreren Merkmale (404) das Vorhandensein einer Auffahrt oder Ausfahrt auf einem vom Fahrzeug (100) befahren Straßenabschnitt anzeigen, Ermitteln (508) des Straßenmodells (412) umfasst: Gewichten von auf einer der Auffahrt oder Ausfahrt abgewandten Seite der Fahrspur (82) vorhandenen Elementen (86, 88) mit einem ersten Faktor; und Gewichten von auf einer der Auffahrt oder Ausfahrt zugewandten Seite der Fahrspur (82) vorhandenen Elementen (86, 88) mit einem zweiten Faktor; wobei der erste Faktor eine höhere Gewichtung anzeigt, als der zweite Faktor.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn die ein oder mehreren Merkmale (404) das Vorhandensein einer Aufweitung oder Verengung auf einem vom Fahrzeug (100) befahren Straßenabschnitt anzeigen, die Aufweitung oder Verengung sich auf eine beginnende bzw. endende Fahrspur (81) beziehend, Ermitteln (508) des Straßenmodells (412) umfasst: Gewichten von auf einer der beginnenden bzw. endenden Fahrspur (81) abgewandten Seite der Fahrspur (82) vorhandenen Elementen (86, 88) mit einem ersten Faktor; und Gewichten von auf einer der beginnenden bzw. endenden Fahrspur (81) zugewandten Seite der Fahrspur (82) vorhandenen Elementen (86, 88) mit einem zweiten Faktor; wobei der erste Faktor eine höhere Gewichtung anzeigt, als der zweite Faktor.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und zweite Faktor konfiguriert sind, wahlweise eine Gewichtung im Bereich von 0% bis 100% anzuzeigen, vorzugsweise wobei der erste Faktor eine Gewichtung von 100% anzeigt und wobei der zweite Faktor eine Gewichtung von 0% anzeigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend Querführen (510) des Fahrzeugs (100) basierend auf dem ermittelten Straßenmodell (412).
System zur Erfassung einer Fahrspur (82) für eine Querführung eines Fahrzeugs (100), umfassend eine Steuereinheit (120), wobei die Steuereinheit (120) konfiguriert ist zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug (100), umfassend das System nach dem vorhergehenden Anspruch, wahlweise wobei das Fahrzeug (100) Mittel zur teilautonomen oder autonomen Steuerung des Fahrzeugs umfasst, wahlweise wobei die Mittel zur teilautonomen oder autonomen Steuerung des Fahrzeugs konfiguriert sind, die Querführung des Fahrzeugs (100) auszuführen.