DE102018220799A1

DE102018220799A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018220799A1
Application number: DE102018220799.2A
Authority: DE
Inventors: Carsten Hasberg; Philipp Rasp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2020-06-04
Also published as: US20200174476A1; CN111252071A; US11415987B2; CN111252071B

Abstract

Ein Verfahren (10) zum Betreiben eines Fahrzeugs (19) umfasst folgende Verfahrensschritte: Eine Planungskarte (11) und eine Lokalisierungskarte (12) werden bereitgestellt. Das Fahrzeug (19) wird auf der Lokalisierungskarte (12) lokalisiert. Ein in der Planungskarte (11) verzeichneter Kartenkorridor (15) wird basierend auf der Lokalisierung ausgewählt. Ein Sensorkorridor (16) wird mittels einer Sensoreinrichtung (13, 17) des Fahrzeugs (19) ermittelt. Der Kartenkorridor (15) wird mit dem Sensorkorridor (16) verglichen. Mittels eines festgelegten Schwellwerts für eine Abweichung zwischen dem Kartenkorridor (15) und dem Sensorkorridor (16) wird entschieden, ob der Kartenkorridor (15) und der Sensorkorridor (16) identisch sind. Der Kartenkorridor (15) wird zum Betreiben des Fahrzeugs (19) verwendet, falls der Kartenkorridor (15) und der Sensorkorridor (16) identisch sind. Der Sensorkorridor (16) wird zum Betreiben des Fahrzeugs (19) verwendet, falls der Kartenkorridor (15) und der Sensorkorridor (16) nicht identisch sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs.
Fahrzeuge mit einer automatischen Fahrfunktion müssen möglichst präzise lokalisiert werden. Dies setzt fehlerfreie Kartendaten voraus. Nach dem Erstellen einer Karte, können sich jedoch die tatsächlichen Begebenheiten verändern. So können beispielsweise Fahrspurmarkierungen verändert, Leitplanken versetzt, Straßen und Brücken entfernt oder gebaut und Schilder aufgestellt werden. Aus diesem Grund sind Methoden zur Kartenvalidierung erforderlich, die eine Aktualität von Karten sicherstellen können.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2016 212 774 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Umfeldkarte zum Lokalisieren eines Fahrzeugs in seinem Umfeld bekannt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs umfasst folgende Verfahrensschritte: Eine Planungskarte und eine Lokalisierungskarte werden bereitgestellt. Das Fahrzeug wird auf der Lokalisierungskarte lokalisiert. Ein in der Planungskarte verzeichneter Kartenkorridor wird basierend auf der Lokalisierung ausgewählt. Ein Sensorkorridor wird mittels einer Sensoreinrichtung des Fahrzeugs ermittelt. Der Kartenkorridor wird mit dem Sensorkorridor verglichen. Mittels eines festgelegten Schwellwerts für eine Abweichung zwischen dem Kartenkorridor und dem Sensorkorridor wird entschieden, ob der Kartenkorridor und der Sensorkorridor identisch sind. Der Kartenkorridor wird zum Betreiben des Fahrzeugs verwendet, falls der Kartenkorridor und der Sensorkorridor identisch sind. Der Sensorkorridor wird zum Betreiben des Fahrzeugs verwendet, falls der Kartenkorridor und der Sensorkorridor nicht identisch sind. Vorteilhafterweise erfolgt durch das Verfahren eine Validierung des Kartenkorridors durch einen Abgleich mit dem Sensorkorridor. Ist die Planungskarte nicht auf dem aktuellsten Stand, so wird das Fahrzeug durch Verwenden des Sensorkorridors betrieben. Ein Ausrichten der Planungskarte und/oder der Lokalisierungskarte ist nicht erforderlich. Durch die Validierung des Kartenkorridors kann das Verfahren zur Sicherheit im Straßenverkehr beitragen.
In einer Weiterbildung umfasst das Lokalisieren des Fahrzeugs ein Erkennen zumindest eines in der Lokalisierungskarte enthaltenen ersten Merkmals in einer Umgebung des Fahrzeugs. Das Ermitteln des Sensorkorridors umfasst ein Erkennen eines zweiten Merkmals in der Umgebung des Fahrzeugs. Das erste Merkmal und das zweite Merkmal sind Merkmale unterschiedlicher Kategorien. Dadurch, dass das erste Merkmal und das zweite Merkmal unterschiedlichen Kategorien angehören, sind das Ermitteln des Kartenkorridors und das Ermitteln des Sensorkorridors voneinander entkoppelt. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine zuverlässige Validierung des Katenkorridors.
In einer Weiterbildung wird als zweites Merkmal eine Fahrspurmarkierung erkannt. Vorteilhafterweise eignet sich eine Fahrspurmarkierung, um den Sensorkorridor zu bestimmen. Alternativ zur Fahrspurmarkierung kann auch eine Leitplanke oder eine Bordsteinkante erkannt werden.
In einer Weiterbildung wird die Fahrspurmarkierung mittels einer Kamera und/oder mittels einer Lidar-Sensoreinrichtung des Fahrzeugs erkannt. Vorteilhafterweise kann die Fahrspurmarkierung mittels der Kamera und/oder mittels der Lidar-Sensoreinrichtung einfach erkannt werden. Dabei können Intensitätsunterschiede zwischen markeierten und unmarkierten Bereichen gemessen werden.
In einer Weiterbildung wird als Lokalisierungskarte eine Radarlokalisierungskarte oder eine Lidarlokalisierungskarte oder eine Kameralokalisierungskarte verwendet wird.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, sind klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematischer Darstellung:

1: Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs;
2: eine Skizze des Verfahrens; und
3: ein beispielhaftes Szenario beim Durchführen des Verfahrens.

1 zeigt schematisch Verfahrensschritte 1, 2, 3, 4, 5, 6 eines Verfahrens 10 zum Betreiben eines Fahrzeugs.
Das Fahrzeug kann ein beliebiges Kraftfahrzeug sein. Das Fahrzeug kann auch als automatisiertes Fahrzeug ausgebildet sein. Das automatisierte Fahrzeug kann mittels einer automatischen Fahrfunktion gesteuert werden.
In einem ersten Verfahrensschritt 1 werden eine Planungskarte und eine Lokalisierungskarte bereitgestellt. In der Planungskarte sind Informationen über Fahrkorridore und Fahrspurmarkierungen verzeichnet. Die Fahrspurmarkierungen können in der Planungskarte beispielsweise in Form von Polylinien vorliegen. Die Fahrspurmarkierungen unterteilen die Fahrkorridore in Fahrspuren. Die Fahrkorridore und die Fahrspuren können vom Fahrzeug befahren werden.
In der Lokalisierungskarte sind Informationen über sensorspezifische Merkmale in einer von der Lokalisierungskarte dargestellten Umgebung verzeichnet. Die sensorspezifischen Merkmale können mittels einer Sensoreinrichtung des Fahrzeugs erkannt werden. Eine Pose des Fahrzeugs, also eine Position und eine Orientierung des Fahrzeugs, kann in Bezug auf zumindest ein in der Lokalisierungskarte verzeichnetes Merkmal bestimmt werden. Dies ermöglicht ein Lokalisieren des Fahrzeugs auf der Lokalisierungskarte.
Die Lokalisierungskarte kann beispielsweise als Kameralokalisierungskarte ausgebildet sein. In der Kameralokalisierungskarte sind Merkmale, die mittels einer Kamera des Fahrzeugs erkennbar sind, verzeichnet. Die Lokalisierungskarte kann alternativ auch als Lidarlokalisierungskarte ausgebildet sein. Die Lidarlokalisierungskarte enthält Merkmale, die mittels einer Lidar-Sensoreinrichtung des Fahrzeugs erkennbar sind. Alternativ kann die Lokalisierungskarte auch als Radarlokalisierungskarte ausgebildet sein, in der Merkmale, die mittels einer Radar-Sensoreinrichtung des Fahrzeugs erkennbar sind, verzeichnet sind.
In einem zweiten Verfahrensschritt 2 wird das Fahrzeug auf der Lokalisierungskarte lokalisiert. Dabei wird eine Pose des Fahrzeugs relativ zur Lokalisierungskarte ermittelt. Das Lokalisieren des Fahrzeugs erfolgt durch Erkennen zumindest eines in der Lokalisierungskarte enthaltenen ersten Merkmals in der Umgebung des Fahrzeugs mittels der Sensoreinrichtung. Die Sensoreinrichtung kann dabei als Radar-Sensoreinrichtung, als Lidar-Sensoreinrichtung oder als Kamera ausgebildet sein.
In einem dritten Verfahrensschritt 3 wird ein in der Planungskarte verzeichneter Kartenkorridor basierend auf der Lokalisierung des Fahrzeugs ausgewählt. Von allen in der Planungskarte enthaltenen Fahrkorridoren wird also auf Grundlage der ermittelten Pose des Fahrzeugs relativ zur Lokalisierungskarte ein entsprechender Fahrkorridor in der Planungskarte ermittelt, der vom Fahrzeug befahren wird. Dieser ermittelte Fahrkorridor soll als Kartenkorridor bezeichnet werden.
In einem vierten Verfahrensschritt 4 wird ein Sensorkorridor mittels der Sensoreinrichtung oder mittels einer weiteren Sensoreinrichtung des Fahrzeugs ermittelt. Als Sensorkorridor soll der Fahrkorridor bezeichnet werden, der beim Betreiben des Fahrzeugs in einem Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung oder der weiteren Sensoreinrichtung angeordnet ist und mittels der Sensoreinrichtung oder der weiteren Sensoreinrichtung des Fahrzeugs erkennbar ist. Der Sensorkorridor wird also unabhängig von Kartendaten ermittelt. Zum Ermitteln des Sensorkorridors kann entweder Radar-Sensoreinrichtung, die Lidar-Sensoreinrichtung oder die Kamera verwendet werden. Wird im zweiten Verfahrensschritt 2 beispielsweise die Radar-Sensoreinrichtung zum Lokalisieren des Fahrzeugs verwendet, so kann im vierten Verfahrensschritt 4 beispielsweise die Lidar-Sensoreinrichtung zum Ermitteln des Sensorkorridors verwendet werden. Es ist jedoch beispielsweise auch möglich, dass im zweiten Verfahrensschritt 2 und im vierten Verfahrensschritt 4 die Lidar-Lokalisierungseinrichtung verwendet wird.
Das Ermitteln des Sensorkorridors kann ein Erkennen eines zweiten Merkmals in der Umgebung des Fahrzeugs umfassen. Das erste Merkmal, das zum Lokalisieren des Fahrzeugs im Rahmen des zweiten Verfahrensschritts 2 erkannt wird und das zweite Merkmal, das zum Ermitteln des Sensorkorridors erkannt wird, können Merkmale unterschiedlicher Kategorien sein. Als zweites Merkmal kann zum Ermitteln des Sensorkorridors beispielsweise eine Fahrspurmarkierung erkannt werden. In diesem Fall wird zum Lokalisieren des Fahrzeugs keine Fahrspurmarkierung erkannt. Das Lokalisieren des Fahrzeugs und das Ermitteln des Sensorkorridors sind also dadurch voneinander entkoppelt, dass das erste Merkmal und das zweite Merkmal unterschiedlichen Kategorien angehören.
Neben Fahrspurmarkierungen können auch andere Merkmale zum Ermitteln des Sensorkorridors erkannt werden. Beispielsweise können Leitplanken und Bordsteinkanten verwendet werden, um den Sensorkorridor zu ermitteln. Andere Merkmale, wie beispielsweise Bäume und andere Grünflächen, können ebenfalls erkannt werden. Voraussetzung ist lediglich, dass das erste Merkmal mittels einer Sensoreinrichtung des Fahrzeugs erkennbar ist. Bordsteinkanten bieten sich beispielsweise insbesondere in einer urbanen Umgebung des Fahrzeugs an, um den Sensorkorridor zu ermitteln. Im Vergleich zu Fahrspurmarkierungen können Leitplanken und Borsteinkanten, auch mittels der Radar-Sensoreinrichtung des Fahrzeugs erkannt werden. Bei Fahrspurmarkierungen hingegen bietet es sich an, die Kamera und/oder die Lidar-Sensoreinrichtung zu verwenden, da in diesem Fall Intensitätsverhältnisse zwischen markierten und unmarkierten Bereichen eines Fahrkorridors ermittelt werden können, die voneinander unterschieden werden können.
In einem fünften Verfahrensschritt 5 wird der Kartenkorridor mit dem Sensorkorridor verglichen. Dabei kann beispielsweise mittels eines festgelegten Schwellwerts für eine Abweichung zwischen dem Kartenkorridor und dem Sensorkorridor entschieden werden, ob der Kartenkorridor und der Sensorkorridor 7 identisch sind. Beispielsweise können Abstände zwischen dem Kartenkorridor und dem Sensorkorridor in festgelegten Distanzen vom Fahrzeug aus ermittelt werden. Für jeden Abstand kann ein Schwellwert festgelegt werden, der einen maximalen Abstand zwischen dem Kartenkorridor und dem Sensorkorridor angibt, innerhalb dessen der Kartenkorridor und der Sensorkorridor als identisch gelten sollen. Ist der Abstand kleiner als der Schwellwert, so werden der Kartenkorridor und der Sensorkorridor als identisch bewertet. Ist der Abstand größer als der Schwellwert, so werden der Kartenkorridor und der Sensorkorridor als nicht identisch bewertet. Es ist beispielsweise auch möglich einen Mittelwert der Abstände zu ermitteln und für den Mittelwert einen Schwellwert festzulegen, um zu entscheiden, ob der Kartenkorridor und der Sensorkorridor identisch sind. Alternativ oder zusätzlich kann eine Krümmung des Kartenkorridors mit einer Krümmung des Sensorkorridors verglichen werden, um signifikante Abweichungen zwischen dem Kartenkorridor und dem Sensorkorridor erkennen.
In einem sechsten Verfahrensschritt 6 wird der Kartenkorridor zum Betreiben des Fahrzeugs verwendet, falls der Kartenkorridor und der Sensorkorridor identisch sind. In diesem Fall kann das Fahrzeug mittels der automatischen Fahrfunktion entlang des Kartenkorridors gesteuert werden. Der Sensorkorridor wird zum Betreiben des Fahrzeugs verwendet, falls der Kartenkorridor und der Sensorkorridor nicht identisch sind. Dabei wird das Fahrzeug also entlang des Sensorkorridors, gesteuert. Es erfolgt also entweder eine Freigabe des Kartenkorridors oder ein Sperren des Kartenkorridors.
2 zeigt eine Skizze des Verfahrens 10.
Nach dem Bereitstellen der Planungskarte 11 und der Lokalisierungskarte 12 wird das Fahrzeug mittels der Sensoreinrichtung 13 auf der Lokalisierungskarte 12 lokalisiert. Dabei wird die Pose 14 des Fahrzeugs in Bezug auf die Lokalisierungskarte 12 ermittelt. Auf Grundlage der Lokalisierung des Fahrzeugs wird der Kartenkorridor 15 aus der Planungskarte 11 ausgewählt.
Der Sensorkorridor 16 wird mittels der weiteren Sensoreinrichtung 17 ermittelt. Anschließend werden der Kartenkorridor 15 und der Sensorkorridor 16 einer Vergleichseinrichtung 18 des Fahrzeugs bereitgestellt. Die Vergleichseinrichtung 18 vergleicht den Kartenkorridor 15 mit dem Sensorkorridor 16. Es erfolgt eine Freigabe des Kartenkorridors 15, wenn der Katenkorridor 15 und der Sensorkorridor 16 identisch sind. Sind der Kartenkorridor 15 und der Sensorkorridor 16 nicht identisch, so wird der Kartenkorridor 16 zum Betreiben des Fahrzeugs nicht freigegeben, sondern gesperrt. Es wird dann der Sensorkorridor 16 zum Betreiben des Fahrzeugs verwendet.
3 zeigt schematisch ein beispielhaftes Szenario beim Durchführen des Verfahrens 10.
3 zeigt den Kartenkorridor 15 und dessen Fahrspurmarkierungen 21. Der Kartenkorridor 15 wurde basierend auf der Lokalisierung des Fahrzeugs 19 auf der Lokalisierungskarte aus der Planungskarte ausgewählt. Das Fahrzeug 19 befindet sich auf dem Kartenkorridor 15. 3 zeigt auch beispielshaft einen Erfassungsbereich 20 einer oder mehrerer Sensoreinrichtungen 13, 17 des Fahrzeugs 19. Damit können beispielsweise Fahrspurmarkierungen 23 erkannt werden, um den Sensorkorridor 16 zu ermitteln. Der Sensorkorridor 16 ist in 3 durch gepunktete Fahrspurmarkierungen 23 dargestellt.
Im dargestellten Beispiel der 3 ergibt der Vergleich des Kartenkorridors 15 mit dem Sensorkorridor 16, dass diese nicht identisch sind. In diesem Fall wird der Sensorkorridor 16 zum Betreiben des Fahrzeugs verwendet, was in 3 mittels einer Trajektorie 22 dargestellt ist, die einer Fahrspur des Sensorkorridors 16 folgt, entlang derer das Fahrzeug 19 gesteuert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016212774 A1 [0003]

Claims

Verfahren (10) zum Betreiben eines Fahrzeugs (19) mit folgenden Verfahrensschritten: - Bereitstellen einer Planungskarte (11) und einer Lokalisierungskarte (12), - Lokalisieren des Fahrzeugs (19) auf der Lokalisierungskarte (12), - Auswählen eines in der Planungskarte (11) verzeichneten Kartenkorridors (15) basierend auf der Lokalisierung, - Ermitteln eines Sensorkorridors (16) mittels einer Sensoreinrichtung (13, 17) des Fahrzeugs (19), - Vergleiches der Kartenkorridors (15) mit dem Sensorkorridor (16), wobei mittels eines festgelegten Schwellwerts für eine Abweichung zwischen dem Kartenkorridor (15) und dem Sensorkorridor (16) entschieden wird, ob der Kartenkorridor (15) und der Sensorkorridor (16) identisch sind, - Verwenden des Kartenkorridors (15) zum Betreiben des Fahrzeugs (19), falls der Kartenkorridor (15) und der Sensorkorridor (16) identisch sind und Verwenden des Sensorkorridors (16) zum Betreiben des Fahrzeugs (19), falls der Kartenkorridor (15) und der Sensorkorridor (16) nicht identisch sind.
Verfahren (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Lokalisieren des Fahrzeugs (19) ein Erkennen zumindest eines in der Lokalisierungskarte (12) enthaltenen ersten Merkmals in einer Umgebung des Fahrzeugs (19) umfasst, wobei das Ermitteln des Sensorkorridors (16) ein Erkennen eines zweiten Merkmals in der Umgebung des Fahrzeugs (19) umfasst, wobei das erste Merkmal und das zweite Merkmal Merkmale unterschiedlicher Kategorien sind.
Verfahren (10) gemäß Anspruch 2, wobei als zweites Merkmal eine Fahrspurmarkierung (23) erkannt wird.
Verfahren (10) gemäß Anspruch 3, wobei die Fahrspurmarkierung (23) mittels einer Kamera und/oder mittels einer Lidar-Sensoreinrichtung des Fahrzeugs (19) erkannt wird.
Verfahren (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Lokalisierungskarte (12) eine Radarlokalisierungskarte oder eine Lidarlokalisierungskarte oder eine Kameralokalisierungskarte verwendet wird.