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VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen
US-Patentanmeldung Nr. 62/826,590 , eingereicht am 29. März 2019, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
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Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren betreffen automatisierte Fahrfunktionen und Systeme für Fahrzeuge. Moderne Fahrzeuge umfassen verschiedene vollständig autonome oder teilweise autonome Fahrfunktionen, einschließlich zum Beispiel adaptiver Fahrgeschwindigkeitsregelung, Kollisionsvermeidungssysteme, Selbst-Einparken und dergleichen.
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KURZDARSTELLUNG
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Fortgeschrittene Fahrerassistenzsysteme ([„Advanced driver-assistance systems“] ADASs) sollen dazu beitragen, Fahrerfehler zu reduzieren und Fahrzeugsysteme, z.B. Bremssysteme und Fahrgeschwindigkeitsregelung, zu automatisieren, anzupassen und/oder zu verbessern. Einige Beispiele für ADASs sind die Vorwärtskollisionswarnung ([„forward collision warning“] FCW), die automatische Notbremsung ([„automatic emergency braking“], AEB) und der Spurhalteassistent ([„lane keep assist(ance)“] LKA).
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Ein LKA-System (oder ein anderes Fahrsystem) kann dazu eingerichtet sein, autonome oder halbautonome Fahrfunktionen bereitzustellen, indem es beispielsweise ein Fahrzeug zumindest teilweise basierend auf Fahrlinienmarkierungen auf Fahrbahnoberflächen lenkt. Fahrlinienmarkierungen werden jedoch sowohl für die Markierung fortlaufender Fahrspuren, als auch für Situationen eingesetzt, in denen Fahrzeugspuren sich kreuzen, zusammengeführt werden oder auseinanderlaufen - beispielsweise die Fahrlinienmarkierungen für eine Ausfahrtsspur (oder Ausfahrt) von einer Fahrbahn. Dementsprechend können Systeme, die dazu eingerichtet sind, dass sie das Fahrzeug auf der Grundlage von Fahrlinienmarkierungen lenken, dazu führen, dass ein Fahrzeug fälschlicherweise Fahrlinienmarkierungen folgt, die z.B. Ausfahrten von einer Fahrbahn zugeordnet sind, wenn der gewünschte Vorgang darin besteht, dass das Fahrzeug seine aktuelle Trajektorie auf der Fahrbahn fortsetzt. Die hier beschriebenen Ausführungsformen bieten unter anderem ein Verfahren und ein System zum Erfassen des Vorhandenseins einer Ausfahrtsspur und zum Betreiben eines Fahrzeugsystems, das für die beabsichtigte Trajektorie des Fahrzeugs (z.B. Weiterfahren in der aktuellen Fahrspur auf der Fahrbahn, anstatt der Ausfahrtsspur zu folgen) zumindest teilweise auf erfassten Fahrlinienmarkierungen auf der Fahrbahnoberfläche basiert.
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Eine Ausführungsform stellt ein Fahrzeugtrajektorien-System für ein Host-Fahrzeug bereit, das eine elektronische Steuerung umfasst, die dazu eingerichtet ist, Bilddaten von mindestens einer am Host-Fahrzeug montierten Kamera zu empfangen. Die Bilddaten werden verarbeitet, um eine Vielzahl von gemeldeten Linien relativ zu dem Host-Fahrzeug zu identifizieren, die jeweils einer anderen tatsächlichen Fahrspurmarkierung auf einer Fahrbahnoberfläche entsprechen. Eine Autobahnausfahrt auf einer zweiten Seite des Host-Fahrzeugs wird zumindest teilweise basierend auf einer Analyse der Vielzahl von gemeldeten Linien erfasst, und entlang der zweiten Seite des Host-Fahrzeugs wird als Reaktion auf das Erfassen der Autobahnausfahrt auf der zweiten Seite des Host-Fahrzeugs eine gespiegelte Linie definiert. Eine Form der gespiegelten Linie wird zumindest teilweise basierend auf einer Form einer erstseitigen gemeldeten Linie definiert, die entlang einer der zweiten Seite des Host-Fahrzeugs gegenüberliegenden ersten Seite des Host-Fahrzeugs, erfasst wurde. Wenn eine Autobahnausfahrt auf der zweiten Seite des Host-Fahrzeugs erfasst wird, wird basierend auf der erstseitigen gemeldeten Linie und der gespiegelten Linie eine Plantrajektorie für das Host-Fahrzeug bestimmt. Wenn keine Autobahnausfahrt auf der zweiten Seite des Host-Fahrzeugs erfasst wird, wird die Plantrajektorie für das Host-Fahrzeug basierend auf der erstseitigen gemeldeten Linie und der zweitseitigen gemeldeten Linie bestimmt.
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Weitere Aspekte, Merkmale und Ausführungsformen ergeben sich aus der Betrachtung der ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- die 1 ein Blockdiagramm eines Host-Fahrzeugs gemäß einigen Ausführungsformen.
- die 2 ein Blockdiagramm einer elektronischen Steuerung des Systems der 1 gemäß einigen Ausführungsformen;
- die 3 eine schematische Darstellung von Informationsbestandteilen und Bestimmungen, die zu einer endgültigen Trajektorienbestimmung durch die elektronische Steuerung der 2 beitragen;
- die 4 eine Draufsicht eines Beispiels eines auf einer Fahrbahnoberfläche fahrenden Fahrzeugs, die eine Technik zur Bestimmung einer Fahrzeugtrajektorie durch Linienspiegelung zeigt.
- die 5 eine Draufsicht eines Beispiels eines auf einer Fahrbahnoberfläche fahrenden Fahrzeugs, die eine Technik zur Bestimmung einer linienbasierten Ausfahrtserfassung zeigt;
- die 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, das von der elektronischen Steuerung der 2 zum Erfassen einer Ausfahrtsspur unter Verwendung der linienbasierten Ausfahrtserfassung der 5 durchgeführt wird.
- die 7 eine Draufsicht eines Beispiels eines auf einer Fahrbahnoberfläche fahrenden Fahrzeugs, die eine Technik zur Ausfahrtserfassung zeigt, welche auf dem Verkehr in parallelen Fahrspuren ([„traffic in parallel lanes“] TTPL) basiert;
- die 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, das von der elektronischen Steuerung der 2 zum Erfassen einer Ausfahrtsspur unter Verwendung der auf dem Verkehr in parallelen Fahrspuren basierenden Technik (TIPL-Technik) der 7 durchgeführt wird.
- die 9 eine Draufsicht eines Beispiels eines auf einer Fahrbahnoberfläche fahrenden Fahrzeugs, die eine Technik zur Ausfahrtserfassung durch Überwachen eines Zielfahrzeugs zeigt;
- die 10 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, das von der elektronischen Steuerung der 2 zum Erfassen einer Ausfahrtsspur unter Verwendung der Zielfahrzeug-Technik der 9 durchgeführt wird;
- die 11 eine Draufsicht eines Beispiels eines auf einer Fahrbahnoberfläche fahrenden Fahrzeugs, die eine Technik zur Ausfahrtserfassung durch Überwachen von drei verschiedenen Linien auf der Fahrbahnoberfläche zeigt;
- die 12 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, das von der elektronischen Steuerung der 2 zum Erfassen einer Ausfahrtsspur unter Verwendung der Drei-Linien-Technik der 11 durchgeführt wird;
- die 13 ein Ablaufdiagramm eines von der elektronischen Steuerung der 2 durchgeführten Verfahrens zum Betreiben des Fahrzeugsystems mittels Linienspiegelung unter Verwendung einer Kombination der vier verschiedenen Techniken zum Erfassen einer Ausfahrtsspur, die in den 5, 7, 9 und 11 dargestellt sind.
- die 14 eine Draufsicht eines Beispiels eines auf einer Fahrbahn fahrenden Fahrzeugs, das zusätzliche Bedingungen zeigt, die durch die elektronische Steuerung der 2 beim Durchführen der linienbasierten Ausfahrtserfassungstechnik der 5 in einigen Ausführungsformen erfasst und überwacht werden können;
- die 15 eine Draufsicht eines Beispiels eines auf einer Fahrbahn fahrenden Fahrzeugs, das zusätzliche Bedingungen zeigt, die durch die elektronische Steuerung der 2 beim Durchführen der TIPL-Ausfahrtserfassungstechnik der 7 in einigen Ausführungsformen erfasst und überwacht werden können;
- die 16 eine Draufsicht eines Beispiels eines auf einer Fahrbahn fahrenden Fahrzeugs, das zusätzliche Bedingungen zeigt, die durch die elektronische Steuerung der 2 beim Durchführen der zielfahrzeugbasierten Ausfahrtserfassungstechnik der 9 in einigen Ausführungsformen erfasst und überwacht werden können;
- die 17 eine Draufsicht eines Beispiels eines auf einer Fahrbahn fahrenden Fahrzeugs, das zusätzliche Bedingungen zeigt, die durch die elektronische Steuerung der 2 beim Durchführen der auf drei Linien basierenden Ausfahrtserfassungstechnik der 11 in einigen Ausführungsformen erfasst und überwacht werden können;
- die 18 ein Ablaufdiagramm eines alternativen Verfahrens, das von der elektronischen Steuerung der 2 zum Erfassen einer Ausfahrtsspur und zum Bestimmen einer beabsichtigten Fahrzeugtrajektorie durch Linienspiegelung unter Verwendung der Dreilinien-Ausfahrtserfassungstechnik der 17 durchgeführt wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Bevor Ausführungsformen ausführlich erläutert werden, ist anzumerken, dass diese Offenbarung bei ihrer Anwendung nicht auf die in der nachfolgenden Beschreibung dargelegten oder in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellten Konstruktionsdetails und die Anordnung von Komponenten beschränkt sein soll. Ausführungsformen können anders ausgestaltet sein und unterschiedlich in die Praxis umgesetzt oder auf unterschiedliche Weise ausgeführt werden.
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Zum Implementieren verschiedener Ausführungsformen können eine Vielzahl von hardware- und softwarebasierten Geräten, sowie eine Vielzahl von unterschiedlichen Bauelementen verwendet werden. Darüber hinaus können Ausführungsformen Hardware, Software und elektronische Komponenten oder Module umfassen, die zur Erörterung eventuell so dargestellt und beschrieben sind, als wäre der Großteil der Komponenten ausschließlich in Hardware implementiert. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt jedoch anhand der Lektüre dieser ausführlichen Beschreibung, dass in mindestens einer Ausführungsform die auf Elektronik basierenden Aspekte der Erfindung in von einem oder mehreren Prozessoren ausführbarer Software (die z.B. auf einem nichtflüchtigen, computerlesbaren Medium gespeichert ist) implementiert sein können. Beispielsweise können in der Beschreibung beschriebene „Steuereinheiten“ und „Steuerungen“ einen oder mehrere elektronische Prozessoren, ein oder mehrere Speichermodule mit einem nicht-flüchtigen computerlesbaren Medium, eine oder mehrere Eingabe/Ausgabe-Schnittstellen, eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) und verschiedene Verbindungen (z.B. einen Systembus), welche die verschiedenen Komponenten verbinden, umfassen.
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Die 1 zeigt ein Host-Fahrzeug 115 mit vier Rädern im Blockdiagramm-Format, um verschiedene Funktionskomponenten des Host-Fahrzeugs 115 zu veranschaulichen. Das Host-Fahrzeug 115 ist zwar als Vierradfahrzeug dargestellt, kann aber verschiedene Fahrzeugtypen und -konstruktionen umfassen. Das Host-Fahrzeug 115 kann beispielsweise ein Automobil, ein Motorrad, ein Lastkraftwagen, ein Bus, eine Sattelzugmaschine oder ein anderes Fahrzeug sein. In dem veranschaulichten Beispiel umfasst das Host-Fahrzeug 115 eine elektronische Steuerung 100. Die elektronische Steuerung 100 ist mit einer oder mehreren Kameras 105 (z.B. Videokameras) kommunizierend verbunden. Die elektronische Steuerung 100 ist auch mit einem oder mehreren Radarsensoren 110 kommunizierend verbunden.
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Die elektronische Steuerung 100 ist über verschiedene drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen kommunizierend mit den Kameras 105 und den Radarsensoren 110 verbunden. Beispielsweise ist die elektronische Steuerung 100 in einigen Ausführungsformen über einen dedizierten Draht direkt mit jeder der oben aufgeführten Komponenten des Host-Fahrzeugs 115 verbunden. In weiteren Ausführungsformen ist die elektronische Steuerung 100 über eine gemeinsame Kommunikationsverbindung, wie beispielsweise einen Fahrzeugkommunikationsbus (z.B. einen Controller Area Network (CAN)-Bus) oder eine drahtlose Verbindung, kommunizierend mit einer oder mehreren der Komponenten verbunden.
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Jede der Komponenten des Host-Fahrzeugs 115 kann über verschiedene Kommunikationsprotokolle mit der elektronischen Steuerung 100 kommunizieren. Die in der 1 dargestellte Ausführungsform stellt lediglich ein Beispiel für die Komponenten und Anschlüsse des Host-Fahrzeugs 115 dar. Diese Komponenten und Verbindungen können jedoch auch auf andere Weise als hierin dargestellt und beschrieben konstruiert sein.
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Die 2 ist ein Blockdiagramm der elektronischen Steuerung 100 des Host-Fahrzeugs 115. In dem dargestellten Beispiel umfasst die elektronische Steuerung 100 unter anderem einen elektronischen Prozessor 200 (wie etwa einen programmierbaren elektronischen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller oder eine ähnliche Einrichtung), einen Speicher 210 (d.h. einen nichtflüchtigen, computerlesbaren Speicher) und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 205. Der elektronische Prozessor 200 ist kommunizierend mit dem Speicher 210 und der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 205 verbunden. Der Speicher 210 speichert computerausführbare Anweisungen, die bei Ausführung durch den elektronischen Prozessor 200 bewirken, dass die elektronische Steuerung 100, wie in den folgenden Beispielen näher erläutert wird, eine Autobahnausfahrtslinie bestimmt. In diesem besonderen Beispiel speichert der Speicher 210 Anweisungen für mehrere verschiedene Techniken zum Erfassen einer Autobahnausfahrtsspur, einschließlich einer linienbasierten Erfassungssoftware 215, einer auf dem Verkehr in parallelen Fahrspuren (TIPL) basierenden Erfassungssoftware 220, einer zielfahrzeugbasierten Erfassungssoftware 225 und einer auf drei Linien basierenden Erfassungssoftware 230. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann der elektronische Prozessor 200 dazu eingerichtet sein, einen oder mehrere dieser verschiedenen Sätze von Softwareanweisungen entweder gleichzeitig oder seriell auszuführen, um zu bestimmen, ob eine Ausfahrtsspur erfasst wird, und als Reaktion auf das Bestimmen, dass wahrscheinlich eine Ausfahrtsspur vorhanden ist, eine Technik wie die „Fahrspurspiegelung“ anzuwenden, um eine automatische oder halbautomatische Führungsfunktionalität für das Fahrzeug bereitzustellen. Nachstehend wird jede Softwarekomponente ausführlicher beschrieben. Zusätzlich werden auch Bestimmungen dazu, wann jede Softwarekomponente ausgeführt oder laufen gelassen wird, beschrieben. Der elektronische Prozessor 200 ist in Koordination mit dem Speicher 210, der Software 215, 220, 225 und 230, und der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 205 dazu eingerichtet, unter anderem die hierin beschriebenen Verfahren zu implementieren.
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Die hier als von der elektronischen Steuerung 100 ausgeführt beschriebene Funktionalität kann auf mehrere elektronische Recheneinrichtungen verteilt sein. Zusätzlich kann die elektronische Steuerung 100 Submodule enthalten, die zusätzliche elektronische Prozessoren, Speicher oder anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) zum Behandeln von Eingabe/Ausgabe-Funktionen, zum Verarbeiten von Signalen und zur Anwendung der unten aufgeführten Verfahren umfassen. In weiteren Ausführungsformen umfasst die elektronische Steuerung 100 zusätzliche, weniger oder andere Komponenten.
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In diversen unterschiedlichen Ausführungsformen kann ein Fahrzeugsystem dazu eingerichtet sein, eine automatisierte oder halbautomatisierte Steuerung für Fahrzeugantriebssysteme (z.B. automatisierte Lenkung etc.) oder Navigationssysteme bereitzustellen. Einige derartige Systeme können dazu eingerichtet sein, eine Zieltrajektorie für das Host-Fahrzeug zumindest teilweise basierend auf Fahrspurmarkierungslinien auf der Oberfläche der Fahrbahn zu bestimmen. Das Spurhalteassistenzsystem (LKA) kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, eine Zieltrajektorie zu bestimmen, bei der das Host-Fahrzeug in einer Mitte (oder nahe einer Mitte) einer Fahrspur, in der das Host-Fahrzeug fährt, positioniert ist (z.B. nahezu äquidistant zu der Fahrspurmarkierungslinie auf der linken Seite des Fahrzeugs und der Fahrspurmarkierungslinie auf der rechten Seite des Fahrzeugs). In einigen Fällen sind die Fahrspurmarkierungen allein jedoch möglicherweise nicht ausreichend, um in geeigneter Weise zu bestimmen, ob das Fahrzeug nahe einer Mitte der Fahrspur positioniert ist. Wenn man sich beispielsweise einer Autobahnausfahrt nähert, können die Fahrspurmarkierungen sich allmählich bis zu einem Punkt verbreitern, an dem die verbreiterte Fahrbahn in zwei Fahrspuren unterteilt wird (z.B. die aktuelle Fahrspur und eine Autobahnausfahrtsspur), die durch eine neue Fahrlinienmarkierung abgegrenzt werden. Unabhängig davon, ob vorgesehen ist, dass das Host-Fahrzeug auf der gleichen Fahrspur bleibt oder die Ausfahrspur nimmt, um die Autobahn zu verlassen, kann es jedoch wünschenswert sein, dass das Spurhalteassistenzsystem eine Zieltrajektorie relativ zur vorgesehenen Fahrspur beibehält, anstatt eine Mittelposition auf der sich verbreiternden Fahrspur beizubehalten. Dementsprechend stellen die hier beschriebenen Systeme und Verfahren Mechanismen zur Verfügung, die unter anderem das Erfassen einer Autobahnausfahrtsspur und das Beibehalten einer auf einer vorgesehenen Fahrspur basierenden Zieltrajektorie ermöglichen.
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Die 3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Beispiel eines Systems/Verfahrens 300 veranschaulicht, das eine endgültige Zieltrajektorie für ein Host-Fahrzeug (beispielsweise das Host-Fahrzeug 115) bestimmt. Das Blockdiagramm 300 verweist insbesondere auf verschiedene Bestimmungen, die von der elektronischen Steuerung 100 vorgenommen werden, die wiederum zur Bestimmung der endgültigen Zieltrajektorie für das Host-Fahrzeug eingesetzt werden. Zuerst bestimmt die elektronische Steuerung 100, zumindest teilweise basierend auf Informationen von den Radarsensoren 110, ob ein Radarobjekt 305 erfassbar ist. Die Radarobjekte 305 sind Objekte, die von der elektronische Steuerung 100 (oder einem anderen (nicht dargestellten) Prozessor) als in der Nähe des Host-Fahrzeugs vorhanden bestimmt werden. Die Radarobjekte 305 können beispielsweise ein oder mehrere Zielfahrzeuge umfassen (beispielsweise ein Fahrzeug, das sich direkt vor dem Host-Fahrzeug 115 befindet, und Fahrzeuge, die sich in Fahrspuren neben dem Host-Fahrzeug, beispielsweise links oder rechts des Fahrzeugs befinden). Basierend auf dem Standort etwaiger erkannten Radarobjekte 305 bestimmt die elektronische Steuerung 100 sowohl eine geschätzte Trajektorie anderer in der Nähe fahrender Fahrzeuge (d.h. eine Zielfahrzeugtrajektorie 315) als auch eine Zieltrajektorie für das Host-Fahrzeug (d.h. eine objektbasierte Trajektorie 320).
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Die elektronische Steuerung 100 empfängt außerdem Bilddaten von einer oder mehreren Kameras 105 und erkennt basierend auf den empfangenen Bilddaten die Lage von Autobahnmarkierungslinien auf der Straßenoberfläche. Die auf Basis von Bilddaten auf der Straßenoberfläche erkannten Linien sind im Blockdiagramm 300 als „Videolinien“ 310 dargestellt. Die elektronische Steuerung 100 setzt die Videolinien dazu ein, basierend auf den Bilddaten separat eine Zieltrajektorie für das Host-Fahrzeug zu bestimmen (in der 3 als „videobasierte Trajektorie 325“ bezeichnet). In dem spezifischen Beispiel der 3 wird die videobasierte Trajektorie 325 zusätzlich durch eine „Linienspiegelungs“-Technik 335 weiter verbessert. Wie oben erwähnt, kann das Vorhandensein einiger Fahrlinienmarkierungen auf der Straßenoberfläche - beispielsweise eine Verbreiterung der Fahrspurmarkierungen durch die Annäherung an eine Autobahnausfahrtsspur - die Bestimmung einer Plantrajektorie für das Host-Fahrzeug negativ beeinflussen. Dementsprechend wird eine „Linienunterdrückungs“-Berechnung 330 angewendet, um zu vermeiden, dass eine in den Bilddaten erfasste „falsche Linie“ für die Plantrajektorie des Host-Fahrzeugs eingesetzt wird. Videolinien auf der rechten Seite des Fahrzeugs oder auf der linken Seite des Fahrzeugs können beispielsweise basierend auf den Linien selbst (z.B. Sprünge, Werte „außerhalb des Bereichs“ etc.) oder aufgrund einer Plausibilitätsprüfung mit radarbasierter Trajektorie unterdrückt werden. Dementsprechend empfängt die Linienunterdrückungsberechnung 330 in dem Blockdiagramm 300 als Eingabe die Videolinien 310, die Zielfahrzeugtrajektorie 315 und die objektbasierte Trajektorie 320.
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Nach der Anwendung der Linienunterdrückungsberechnung wird eine Technik der „Linienspiegelung“ 335 angewendet, um auf einer Seite des Host-Fahrzeugs vollständige und korrekte Fahrspurmarkierungen zu replizieren - beispielsweise basierend auf der Form/dem Erscheinungsbild der Linie auf der anderen Seite des Host-Fahrzeugs und auf früheren Daten bezüglich der Fahrspurbreite etc.. Die ursprünglich erfassten Videolinien 310 und die Ausgabe der Linienunterdrückung 3303 und der Linienspiegelung 335 werden dazu eingesetzt, die videobasierte Trajektorie 325 für das Host-Fahrzeug zu bestimmen. Die objektbasierte Trajektorie 320 (d.h. eine auf den Radardaten basierende Plantrajektorie für das Host-Fahrzeug ) und die videobasierte Trajektorie 325 (d.h. eine auf den Videodaten basierende Plantrajektorie für das Host-Fahrzeug) werden dann von der elektronischen Steuerung 100 dazu eingesetzt, eine endgültige Plantrajektorie 340 für das Host-Fahrzeug zu bestimmen. Diese endgültige Plantrajektorie 340 kann beispielsweise von einem Spurhalteassistenzsystem eingesetzt werden, um das Fahrzeug automatisch zu lenken oder dem Fahrzeugführer eine Orientierungshilfe zur Beibehaltung der korrekten Fahrspurposition zu geben, während das Fahrzeug sich über den Fahrbahnabschnitt an dem Autobahnausgang vorbei bewegt.
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Die 4 veranschaulicht ein Beispiel für den Prozess der Linienspiegelung für ein Host-Fahrzeug 115 (in den Zeichnungen auch als „ego“ bezeichnet) und veranschaulicht, wie tatsächliche Videolinien durch Linien zur Steuerung ersetzt werden. In dem angegebenen Beispiel erfassen die Kameras 105 die tatsächlichen Linien 405, welche die Autobahnmarkierungslinien sind. Wie oben unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben, werden die Figuren oder das Video der tatsächlichen Linie 405 der elektronischen Steuerung 100 bereitgestellt, und die Bilddaten werden verarbeitet, um die Position der tatsächlichen Linien in den Bilddaten zu erfassen. In einigen Umsetzungen wird die Position der erfassten Linien (in 4 als gemeldete Linien 410 bezeichnet) im 3D-Raum mit Hilfe von Weltkoordinaten oder mit Hilfe von Koordinaten relativ zu einer aktuellen Position des Host-Fahrzeugs 115 bestimmt. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 3 erörtert, werden die gemeldeten Linien 410 (z.B. die „Videolinien 310“) von der elektronischen Steuerung 100 zur Bestimmung der videobasierten Trajektorie 325 eingesetzt. In einigen Fällen handelt es sich bei den gemeldeten Linien 410 jedoch um potenzielle Autobahnausfahrtslinien, und wenn diesen gefolgt würde, würde ein durch Autobahnausfahrtslinien definierter Weg bewirken, dass die videobasierte Trajektorie 325 das Host-Fahrzeug 115 anweist, von der Autobahn abzufahren. Wie nachstehend ausführlicher erläutert, wendet die elektronische Steuerung 100 eine oder mehrere verschiedene Techniken an, um zu bestimmen, ob die gemeldete Linie 410 eine korrekte Fahrspurmarkierungslinie ist, der beim Bestimmen einer Plantrajektorie für das Host-Fahrzeug 115 gefolgt werden sollte, oder ob die gemeldete Linie 410 eine Linie ist, die unterdrückt werden sollte (z.B. eine Fahrlinienmarkierung für eine Autobahnausfahrt). Wenn eine gemeldete Linie 410 beispielsweise als eine Autobahnausfahrtslinie bestimmt wird, wird die gemeldete Linie 410 unterdrückt und unter Verwendung von Linienspiegelung durch eine neue virtuelle Linie ersetzt.
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Im Beispiel der 4 sind die gemeldeten Linien 410 auf beiden Seiten des Fahrzeugs 115 vorhanden. Die elektronische Steuerung 100 bestimmt, dass die gemeldete Linie 410 auf der linken Seite des Host-Fahrzeugs 115 eine Linie ist, welche die aktuelle Fahrspur genau wiedergibt, bestimmt aber auch, dass die gemeldete Linie 410 auf der rechten Seite des Host-Fahrzeugs 115 eine Autobahnausfahrtslinie ist, der beim Bestimmen einer Plantrajektorie für das Host-Fahrzeug 115 nicht gefolgt werden sollte. Dementsprechend wird die gemeldete Linie 410 auf der rechten Seite des Host-Fahrzeugs 115 unterdrückt (und zwar durch die Linienunterdrückungsberechnung 330) und durch eine neue virtuelle Linie ersetzt, die basierend auf der gemeldeten Linie 410 von der linken Seite des Host-Fahrzeugs 115 „gespiegelt“ wird. In diesem Beispiel ist die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet, auf der rechten Seite des Host-Fahrzeugs 115 eine „gespiegelte Linie“ 415 zu erzeugen, welche die gleiche Form und Kontur wie die gemeldete Linie 410 auf der linken Seite des Host-Fahrzeugs 115 aufweist. Die Position der neu erstellten gespiegelten Linie 415 im 3D-Raum wird beispielsweise basierend auf gemessenen Merkmalen / Statistiken von zuvor erfassten Fahrspurmarkierungen bestimmt. Beispielsweise kann die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet sein, die durchschnittliche Fahrspurbreite basierend auf einem seitlichen Abstand zwischen den gemeldeten Linien 410 auf jeder Seite des Host-Fahrzeugs unter normalen Bedingungen (z.B. wenn keine Autobahnausfahrt vorhanden ist) zu überwachen, und die gespiegelte Linie 415 so anzuordnen, dass die durchschnittliche Fahrspurbreite zwischen der gemeldeten Linie 410 auf der linken Seite des Host-Fahrzeugs und der gespiegelten Linie 415 auf der rechten Seite des Host-Fahrzeugs 115 beibehalten wird. In anderen Umsetzungen kann die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet sein, die Größe, Form und/oder Position der gespiegelten Linie 415 so anzupassen, dass sie sich mit einer in den Bilddaten erfassten bevorstehenden Fahrspurmarkierung ausrichtet, die auf der rechten Seite des Host-Fahrzeugs 115 erscheinen wird, nachdem das Host-Fahrzeug die Autobahnausfahrt passiert hat. Sobald eine Position der gespiegelten Linie 415 bestimmt ist, bestimmt die elektronische Steuerung 100 dann eine Plantrajektorie für das Host-Fahrzeug 115 zumindest teilweise basierend auf der gemeldeten Linie 410 auf der linken Seite des Host-Fahrzeugs 115 und der gespiegelten Linie 415 auf der rechten Seite des Host-Fahrzeugs 115 (z.B. durch Bestimmen, dass die geplante Zieltrajektorie entlang eines Weges verläuft, der äquidistant zwischen der gemeldeten Linie 410 auf der linken und der gespiegelten Linie 415 auf der rechten Seite verläuft).
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Wie oben erörtert, kann die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet sein, eine oder mehrere verschiedene Techniken zum Erfassen einer Autobahnausfahrt anzuwenden, und wiederum dazu, zu bestimmen, ob eine gemeldete Linie 410 auf jeder Seite des Host-Fahrzeugs unterdrückt und mittels Linienspiegelung durch eine virtuelle Linie ersetzt werden sollte (wie im Beispiel der 4 gezeigt). Die nachfolgend erläuterten 5 bis 12 veranschaulichen vier unterschiedliche Mechanismen zum Erfassen von Autobahnausfahrten, die basierend auf Bilddaten und/oder Radardaten bestimmen, ob eine Autobahnausfahrt angetroffen wurde. Die elektronische Steuerung 100 kann dazu eingerichtet sein, einen oder mehrere dieser spezifischen Mechanismen zum Erfassen von Autobahnausfahrten allein oder in Kombination einzusetzen, um eine Autobahnausfahrt zu erfassen. Wie nachstehend in der 13 erörtert, kann die elektronische Steuerung 100 beispielsweise dazu eingerichtet sein, alle vier Techniken parallel oder seriell anzuwenden. Darüber hinaus können in anderen Umsetzungen andere Techniken zum Erfassen von Autobahnausfahrten zusätzlich zu oder anstelle der in den 5 bis 12 dargestellten Mechanismen eingesetzt werden.
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Die 5 und 6 zeigen einen Mechanismus zum Erfassen einer Autobahnausfahrt der auf Linien basiert, die in den Bilddaten auf beiden Seiten des Host-Fahrzeugs erfasst werden. Wie in dem Beispiel der 5 veranschaulicht, wird auf der linken Seite des Host-Fahrzeugs 115 eine linksseitige gemeldete Linie 515 und auf der rechten Seite des Host-Fahrzeugs 115 eine rechtsseitige gemeldete Linie 520 erfasst. Wenn das Host-Fahrzeug 115 sich jedoch der Autobahnausfahrt nähert, vergrößert sich der Abstand zwischen der linksseitigen gemeldeten Linie 515 und der rechtsseitigen gemeldeten Linie 520. Da das Host-Fahrzeug 115 zudem weiterhin auf einer Trajektorie hinter einem „Zielfahrzeug“ „Po0“ fährt, nimmt der Abstand zwischen dem Host-Fahrzeug 115 und der rechtsseitigen gemeldeten Linie 520 schneller zu als der Abstand zwischen dem Host-Fahrzeug 15 und der linksseitigen gemeldeten Linie 515.
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Die 6 zeigt ein Verfahren 600 zum Erfassen der Autobahnausfahrt basierend auf diesen Bedingungen der beiden Autobahnmarkierungslinien, die beiderseits des Host-Fahrzeugs gemeldet werden. Zuerst bestimmt die elektronische Steuerung 100 einen ersten Winkel 505, der einen Winkel zwischen einer Mittellinie des Host-Fahrzeugs 115 und einer Linie angibt, die sich von dem Host-Fahrzeug zu einem Punkt auf der linksseitigen gemeldeten Linie 515 in einem definierten linearen Abstand vor dem Host-Fahrzeug 115 erstreckt (Schritt 605). In ähnlicher Weise bestimmt die elektronische Steuerung 100 einen zweiten Winkel 510, der einen Winkel zwischen der Mittellinie des Host-Fahrzeugs 115 und einer Linie angibt, die sich von dem Host-Fahrzeug 115 zu einem Punkt auf der rechtsseitigen gemeldeten Linie 520 in einem definierten linearen Abstand vor dem Host-Fahrzeug 115 erstreckt (Schritt 610). Beispiele für den ersten Winkel 505 und den zweiten Winkel 510 sind in der 5 dargestellt.
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Nachdem der erste Winkel 505 und der zweite Winkel 510 basierend auf den Bilddaten bestimmt wurden, bestimmt die elektronische Steuerung 100, ob die Differenz zwischen den Winkeln größer ist als ein definierter Schwellenwert (Schritt 615). In einigen Umsetzungen wird diese Bestimmung durch das Berechnen einer Differenz zwischen dem ersten Winkel und dem zweiten Winkel 510 und das Vergleichen eines Absolutwerts dieser Differenz mit einem definierten Schwellenwert (z.B. P1 in der 5 durchgeführt. In anderen Umsetzungen kann die elektronische Steuerung 100 so eingerichtet sein, dass sie diese Bestimmung - zusätzlich zu oder anstelle der Bestimmung auf Basis des Absolutwerts der Differenz - auf Basis von Winkelgradienten trifft. Beispielsweise kann die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet sein, bei Schritt 605 einen Winkelgradienten des ersten Winkels 505 durch Bestimmen einer Änderungsgeschwindigkeit des ersten Winkels 505 zu berechnen (z.B. durch Berechnen einer Ableitung des bestimmten ersten Winkels 505 über die Zeit, oder durch Berechnen einer Differenz zwischen dem aktuellen Wert des ersten Winkels 505 und einem zuvor berechneten Wert des ersten Winkels 505). In ähnlicher Weise kann die elektronische Steuerung100 dazu eingerichtet sein, bei Schritt 610 einen Winkelgradienten für den zweiten Winkel 510 zu berechnen. Wenn Winkelgradienten verwendet werden, kann die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet sein, zu bestimmen, dass eine Autobahnausfahrt angetroffen wurde, wenn eine Differenz zwischen dem Winkelgradienten für den ersten Winkel 505 und dem Winkelgradienten für den zweiten Winkel 510 (oder der Absolutwert der Differenz) einen Schwellenwert P2 überschreitet.
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Die elektronische Steuerung 100 ist dazu eingerichtet, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Breite der Fahrspur zunimmt, die gemeldete Linie, die dem schneller zunehmenden Winkel entspricht (d.h. in dem Beispiel der 5 die rechtsseitige gemeldete Linie 520), zu unterdrücken, und diese gemeldete Linie durch Linienspiegelung zu ersetzen (Schritt 620).
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Da das Verfahren zum Erfassen der Autobahnausfahrt der 5 und 7 in erster Linie auf der bestimmten Position der gemeldeten Linien relativ zu dem Host-Fahrzeug 115 basiert, sind zumindest in einigen Ausführungsformen einige Verfahren dazu eingerichtet, eine Autobahnausfahrt ausschließlich basierend auf Bilddaten von den Kameras zu erfassen. Wie oben unter Bezugnahme auf die 3 erläutert, sind jedoch einige Ausfahrt-Erfassungsverfahren dazu eingerichtet, sowohl Bilddaten als auch Radardaten beim Erfassen einer Autobahnausfahrt zu verwenden. In einigen derartigen Beispielen kann die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet sein, die Position von Objekten (einschließlich beispielsweise in der Nähe befindlicher Fahrzeuge) basierend auf Radardaten in demselben Koordinatensystem zu bestimmen, das zum Bestimmen der relativen Position von gemeldeten Linien aus den Bilddaten verwendet wird. Auf diese Weise kann die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet sein, die Position von erfassten Objekten (z.B. in der Nähe befindlichen Fahrzeugen) mit der Position von gemeldeten Linien zu vergleichen, um zu bestimmen, ob eine gemeldete Linie eine Autobahnausfahrt anzeigt. Darüber hinaus kann die elektronische Steuerung 100 in einigen Umsetzungen ferner dazu eingerichtet sein, zusätzlich zu oder anstelle der Verwendung von Radardaten Bilddaten von der Kamera bzw. den Kameras zu verwenden, um die relative Positionierung von Objekten (z.B. in der Nähe befindlichen Fahrzeugen) in demselben Koordinatensystem wie die gemeldeten Linien zu bestimmen.
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Die 7 und 8 veranschaulichen ein Beispiel, in dem die bestimmte Position von einem oder mehreren in der Nähe befindlichen Fahrzeugen relativ zu der bestimmten Position von gemeldeten Linien verwendet wird, um eine Autobahnausfahrt zu erfassen. Insbesondere ist das in dem Beispiel der 7 und 8 veranschaulichte Verfahren dazu eingerichtet, eine Autobahnausfahrt basierend auf dem Verkehr in parallelen Fahrspuren zu erfassen (hier als „TIPL“-Verfahren, [„traffic-in-parallel-lanes“] bezeichnet. Wie oben unter Bezugnahme auf die 3 erläutert, ist die elektronische Steuerung 100 in einigen Umsetzungen dazu eingerichtet, das Vorhandensein anderer in der Nähe befindlicher Fahrzeuge zu erfassen und die Trajektorie dieser in der Nähe befindlichen Fahrzeuge (d.h. die „Zielfahrzeugtrajektorie“) zu bestimmen. In dem Beispiel der 7 und 8 wird eine Autobahnausfahrtspur basierend auf der bestimmten „Zielfahrzeugtrajektorie“ für ein oder mehrere in der Nähe befindliche Fahrzeuge erfasst.
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In dem Verfahren 800 der 8 bestimmt die elektronische Steuerung 100 einen Winkel 705 basierend auf einer durchschnittlichen Zielfahrzeugtrajektorie (Schritt 805). Beispielsweise kann der Winkel 705 basierend auf einem durchschnittlichen Winkel einer oder mehrerer Zielfahrzeugtrajektorien relativ zu einer aktuellen Trajektorie des Host-Fahrzeugs, relativ zu einer Mittellinie des Host-Fahrzeugs 115, oder relativ zu einer der beiden gemeldeten Linien (z.B. der Linie 1 in der 7) berechnet werden. Die elektronische Steuerung 100 bestimmt auch einen Winkel 710, der einen Winkel einer möglichen Ausfahrtsspur angibt (Schritt 810). Beispielsweise kann der Winkel 710 basierend auf einem berechneten Winkel zwischen einer gemeldeten Linie (z.B. der rechtsseitigen gemeldeten Linie 2 im Beispiel der 7) und einer Mittellinie des Host-Fahrzeugs 115 berechnet werden. Alternativ dazu kann die elektronische Steuerung in einigen Umsetzungen dazu eingerichtet sein, den Winkel 710 durch Anwenden einer Technik einer vorläufigen Fahrspurspiegelung zu berechnen, um eine gespiegelte Linie zu erzeugen und dann einen Winkel zwischen der gespiegelten Linie und der gemeldeten Linie auf der gleichen Seite des Host-Fahrzeugs zu berechnen. Da Fahrspurmarkierungslinien möglicherweise nicht immer gerade sind, können die auf einer möglichen Ausfahrtsspur basierenden Winkel zumindest in einigen Umsetzungen beispielsweise bestimmt werden durch Ausführen einer „Best Fit“-Berechnung zum Bestimmen einer geraden Linie, die einer Form der gemeldeten Linie am nächsten kommt, oder durch Identifizieren einer Linie, die tangential zu der gemeldeten Linie verläuft.
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Nachdem sowohl der Winkel 705 als auch der Winkel 710 berechnet wurden, vergleicht die elektronische Steuerung 100 den Winkel 705 und den Winkel 710 (Schritt 815). Wenn keine Autobahnausfahrt vorhanden ist, sollte die Trajektorie des Zielfahrzeugs bzw. der Zielfahrzeuge im Wesentlichen parallel zu der gemeldeten Linie verlaufen. Wenn der Winkel 705, der die durchschnittliche Zielfahrzeugtrajektorie angibt, nicht gleich dem Winkel 710 ist, der den Winkel der möglichen Autobahnausfahrtslinie angibt, bestimmt die elektronische Steuerung 10, dass eine Autobahnausfahrt angetroffen wurde, und wendet eine Linienspiegelung an, um die Linie zu ersetzen, von der bestimmt wurde, dass sie die Autobahnausfahrt anzeigt (d.h. die Linie mit dem Winkel, der von der durchschnittlichen Zielfahrzeugtrajektorie abweicht) (Schritt 820). In einigen Umsetzungen ist die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet, nur dann zu bestimmen, dass eine Autobahnausfahrt angetroffen wurde, wenn die Differenz zwischen dem Winkel 705 und dem Winkel 710 eine Toleranzschwelle überschreitet, um natürlich auftretende Abweichungen in der tatsächlichen Fahrtrajektorie der Zielfahrzeuge zu berücksichtigen.
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Die 9 und 10 zeigen ein weiteres Beispiel für ein Ausfahrt-Erfassungsverfahren, das auf der Erfassung eines oder mehrerer Zielfahrzeuge basiert, die in der Nähe des Host-Fahrzeugs 115 fahren. Während das Beispiel der 7 und 8 Winkel basierend auf der Zielfahrzeugtrajektorie anderer in der Nähe befindlicher Fahrzeuge relativ zu den gemeldeten Linien vergleicht, konzentriert sich das Verfahren der 9 und 10 insbesondere auf die Messung von Abständen zwischen einem oder mehreren Zielfahrzeugen und den gemeldeten Linien aus den Bilddaten. In dem Beispiel der 9 fährt ein weiteres Fahrzeug (das Zielfahrzeug 910) direkt vor dem Host-Fahrzeug 115 in derselben Fahrspur wie das Host-Fahrzeug 115. Während das Host-Fahrzeug 115 und das Zielfahrzeug 910 sich beide der Fahrspur der Ausfahrt nähern, bleibt der seitliche Abstand 905 zwischen dem Zielfahrzeug 910 und einer linksseitigen gemeldeten Linie 915 im Wesentlichen konstant. Der seitliche Abstand 920 zwischen dem Zielfahrzeug 910 und einer rechtsseitigen gemeldeten Linie 925 wird jedoch zunehmen, wenn sich das Zielfahrzeug 910 der Autobahnausfahrt nähert.
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Gemäß dem Verfahren 1000 der 10 bestimmt die elektronische Steuerung 100 zuerst einen ersten Abstand 905 zwischen einem erfassten Zielfahrzeug 910 und einer der beiden gemeldeten Linien beiderseits des Zielfahrzeugs 910 (Schritt 1005). Anschließend bestimmt die elektronische Steuerung 100 einen zweiten Abstand 920 zwischen dem erfassten Zielfahrzeug 910 und der gemeldeten Linie auf der gegenüberliegenden Seite des Zielfahrzeugs (Schritt 1010). Ist eine Differenz zwischen diesen beiden Abständen größer als ein definierter Schwellenwert (Schritt 1015), bestimmt die elektronische Steuerung 100, dass eine Autobahnausfahrt angetroffen wurde, und führt eine Fahrspurspiegelung durch, um eine Plantrajektorie des Host-Fahrzeugs 115 zu bestimmen.
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In einigen Umsetzungen kann die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet sein, eine Differenz zwischen den unverarbeiteten gemessenen Abständen 905, 920 zu einem bestimmten Zeitpunkt zu bestimmen. In anderen Umsetzungen kann die elektronische Steuerung 100 jedoch dazu eingerichtet sein, zusätzlich oder anstelle des Vergleichs der unverarbeiteten Abstandswerte, Abstandsgradienten (z.B. Änderungsgeschwindigkeiten der gemessenen Abstände) zu berechnen, um zu bestimmen, ob eine Autobahnausfahrt angetroffen wurde. Beispielsweise kann die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet sein, eine Änderungsgeschwindigkeit des ersten Abstands 905 und eine Änderungsgeschwindigkeit des zweiten Abstands 920 basierend auf den aktuell bestimmten Abständen und einem vorherigen Satz von zu einem vorherigen Zeitpunkt bestimmten Abständen zu bestimmen. Durch Vergleichen der Änderungsgeschwindigkeit des ersten Abstands 905 mit der Änderungsgeschwindigkeit des zweiten Abstands 920, kann die elektronische Steuerung 100 bestimmen, ob ein Abstand schneller zunimmt als der andere, was eine Fahrspurverbreiterung zu einer Seite des Zielfahrzeugs 910 anzeigt. Außerdem kann die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet sein, die gemeldete Linie, die dem schneller zunehmenden Abstand entspricht, als die gemeldete Linie zu identifizieren, welche die Autobahnausfahrt anzeigt, und dementsprechend als die gemeldete Linie, die dann zum Bestimmen einer Plantrajektorie für das Host-Fahrzeug 115 unterdrückt und durch eine gespiegelte Linie ersetzt wird.
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Obwohl sich die oben beschriebenen Beispiele in erster Linie auf das Erfassen nur eines einzigen Paares von gemeldeten Linien aus den Bilddaten konzentrieren, können Verfahren zum Erfassen einer Autobahnausfahrt in einigen Umsetzungen dazu eingerichtet sein, zusätzliche Linien zu erfassen, die weitere, auf derselben Fahrbahnoberfläche markierte Fahrspuren anzeigen. Die 11 und 12 veranschaulichen ein solches Beispiel, in dem eine Autobahnausfahrt basierend auf drei gemeldeten Linien erfasst wird. Das Verfahren der 11 und 12 kann jedoch ferner auf Situationen erweitert werden, in denen vier oder mehr Linien in den Bilddaten erfasst und zum Erfassen einer Autobahnausfahrt verwendet werden.
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In der beispielhaften Situation der 11 werden von der elektronischen Steuerung 100 basierend auf den Bilddaten drei verschiedene Linien auf der Autobahnoberfläche erfasst. Erfasst wird eine linksseitige gemeldete Linie 1105, welche die linke Seite einer Fahrspur, die aktuell von dem Host-Fahrzeug 115 befahren wird, definiert. Erfasst wird eine rechtsseitige gemeldete Linie 1130, welche die rechte Seite einer Fahrspur, die aktuell von dem Host-Fahrzeug 115 befahren wird, definiert. Und es wird eine linksseitige gemeldete Linie 1110 einer angrenzenden Fahrspur erfasst, welche eine linke Seite einer zusätzlichen Fahrspur auf der linken Seite des Host-Fahrzeugs 115 definiert. Dementsprechend ist die linksseitige gemeldete Linie 1105 zwischen dem Host-Fahrzeug 115 und der linksseitigen gemeldeten Linie 1110 einer angrenzenden Fahrspur positioniert. Wie in dem Beispiel der 11 dargestellt, ist im Allgemeinen zu erwarten, dass gemeldete Linien, die durchgehende, weitergeführte Fahrspuren anzeigen, dieselbe Form haben und parallel zueinander verlaufen. Eine Linie, die stattdessen eine Autobahnausfahrt anzeigt (d.h. die rechtsseitige gemeldete Linie 1115), weicht jedoch von der Form und der Position der anderen Linien ab.
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In dem Verfahren 1200 der 12 ist die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet, eine Autobahnausfahrt basierend auf einem Vergleich von „Winkeln“ zu erfassen, die jede der drei (oder mehr) gemeldeten Linien anzeigen. Die elektronische Steuerung 100 berechnet einen ersten Winkel, der eine erste Linie anzeigt (Schritt 1205), berechnet einen zweiten Winkel, der eine zweite gemeldete Linie anzeigt (Schritt 1210), und berechnet einen dritten Winkel, der eine dritte gemeldete Linie anzeigt (Schritt 1215). Wenn einer der drei berechneten Winkel ein Ausreißer ist (z.B. um mehr als eine definierte Toleranz von den anderen berechneten Winkeln abweicht (Schritt 1220), identifiziert die elektronische Steuerung 100 die dem Ausreißerwinkel entsprechende Linie als zu einer Autobahnausfahrt gehörig. Die elektronische Steuerung 100 wird dann mittels Fahrspurspiegelung die identifizierte Linie unterdrücken und durch eine gespiegelte Linie ersetzen, die dann wiederum zur Bestimmung einer Plantrajektorie für das Host-Fahrzeug 115 verwendet wird.
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Der spezifische Mechanismus zum Berechnen jedes Winkels kann variieren, solange derselbe Bezugsrahmen verwendet wird, um alle drei Winkel zu berechnen. Beispielsweise können alle drei Winkel relativ zu einer Mittellinie des Host-Fahrzeugs 115 berechnet werden. Alternativ kann eine der gemeldeten Linien als Basislinie definiert werden und die Winkel der anderen Linien können relativ zu der „Basislinie“ bestimmt werden. Da, wie oben unter Bezugnahme auf das Beispiel der 7 und 8 erläutert, Fahrspurmarkierungslinien auf der Fahrbahnoberfläche möglicherweise nicht immer gerade sind (z.B. können sie gekrümmt sein), kann in einigen Umsetzungen der „Winkel“ einer Linie durch das Bestimmen einer „am besten passenden [best fit]“ Geraden für eine gemeldete Linie oder durch das Bestimmen einer Geraden, die tangential zur gemeldeten Linie verläuft, berechnet werden.
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Im Beispiel der 11 ist der Winkel 1120 als der Winkel der linksseitigen gemeldeten Linie 1105 definiert, der Winkel 1125 ist der Winkel der linksseitigen gemeldeten Linie 1110 einer angrenzenden Fahrspur und der Winkel 1130 ist der Winkel der rechtsseitigen gemeldeten Linie 1115. Die elektronische Steuerung 100 kann dazu eingerichtet sein, den Winkel 1125 als den Winkel der linksseitigen gemeldeten Linie 1110 einer angrenzenden Fahrspur relativ zu der linksseitigen gemeldeten Linie 1105 zu bestimmen und den Winkel 1130 als den Winkel der rechtsseitigen gemeldeten Linie 1115 relativ zu der linksseitigen gemeldeten Linie 1105 zu bestimmen. In diesem Fall würde der Winkel 1120 als 0° definiert werden (d.h. der Winkel der linksseitigen gemeldeten Linie zu sich selbst). Die elektronische Steuerung 100 könnte dann basierend auf einem Vergleich dieser Winkel eine Autobahnausfahrt erfassen. Da der Winkel der linksseitigen gemeldeten Linie 1110 einer angrenzenden Fahrspur gleich 0° ist (d.h. parallel zur linksseitigen gemeldeten Linie 1105), bestimmt die elektronische Steuerung 100, dass auf der linken Straßenseite keine Autobahnausfahrt vorhanden ist. Da jedoch der Winkel der rechtsseitigen gemeldeten Linie 1115 nicht gleich 0° ist (d.h. nicht parallel zu der linksseitigen gemeldeten Linie 1105 ist), kommt die elektronische Steuerung 100 zu dem Ergebnis, dass auf der rechten Seite des Host-Fahrzeugs 115 eine Autobahnausfahrt angetroffen wurde.
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Wie oben erläutert, kann die elektronische Steuerung 100 einen oder mehrere Mechanismen zum Erfassen von Autobahnausfahrten parallel oder in Serie anwenden, um zu bestimmen, ob eine Autobahnausfahrt angetroffen wird. Die 13 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens 1300, das eine auf einer Kombination basierende Ausfahrtserfassung anwendet. In dem Verfahren 1300 führt die elektronische Steuerung die linienbasierte Bestimmung der 5 und 6 durch (Schritt 1305), die TIPL-basierte Bestimmung der 7 und 8 (Schritt 1310), die auf einem Zielfahrzeugabstand basierende Bestimmung der 9 und 10 (Schritt 1315) und die auf mehreren Linien basierende Bestimmung der 11 und 12 (Schritt 1320). In einigen Umsetzungen kann die elektronische Steuerung 100 dazu eingerichtet sein, diese vier separaten Bestimmungen parallel auszuführen, oder seriell so von einer Bestimmung zu einer weiteren fortzuschreiten, dass eine nachfolgende Bestimmung nur in Abhängigkeit von der Ausgabe der vorherigen Bestimmung berechnet wird. In wieder anderen Umsetzungen können die für die diversen unterschiedlichen Bestimmungen skizzierten Berechnungen und Schritte in einer Abfolge kombiniert werden, die besser dazu optimiert ist, alle separaten Bestimmungen abzuschließen.
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Wenn in dem Beispiel von 13 ein oder mehrere der Bestimmungsverfahren anzeigen, dass eine Autobahnausfahrt angetroffen wurde (Schritt 1325), führt die elektronische Steuerung die Linienunterdrückung und die Linienspiegelung durch (Schritt 1330), bevor die neu erzeugte „gespiegelte Linie“ verwendet wird, um eine Plantrajektorie des Host-Fahrzeugs zu bestimmen. In anderen Umsetzungen wird die elektronische Steuerung100 nur dann zu dem Ergebnis kommen, dass eine Autobahnausfahrt angetroffen wurde, wenn alle vier Bestimmungsverfahren anzeigen, dass eine Autobahnausfahrt erfasst wurde. In wieder anderen Umsetzungen kann die Empfindlichkeit der Erfassung von Autobahnausfahrten insgesamt eingestellt werden, indem die Anzahl der „positiven“ Bestimmungen, die erforderlich sind, damit die elektronische Steuerung 100 die Linienspiegelung durchführt, entsprechend eingestellt wird (z.B. 1 von 4, 2 von 4, 3 von 4 oder 4 von 4).
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Außerdem können in einigen Umsetzungen, wie oben erwähnt, durch die elektronische Steuerung 100 mehr, weniger oder andere Bestimmungstechniken ausgeführt werden, um zu bestimmen, wann die Linienunterdrückungs- und die Linienspiegelungstechnik zum Bestimmen einer Plantrajektorie des Host-Fahrzeugs 115 angewendet werden sollen. Ähnlich können die in den vorstehenden Beispielen dargestellten Verfahren weiter modifiziert werden, - beispielsweise durch das Kombinieren bestimmter Metriken in einer einzigen Bestimmung oder durch das Einstellen der Schwellenwerte oder der Bedingungen, die jeder Bestimmung zugeordnet sind. Beispielsweise erhalten in einigen Ausführungsformen die Kameras 105 möglicherweise nicht genügend Informationen, wie z.B. ein Schwellenniveau an Informationen für eine genaue Bestimmung, und daher könnten zusätzliche Informationen von den Radarsensoren 110 verwendet werden, um das Bestimmen, ob eine Autobahnausfahrt angetroffen wurde, zu unterstützen. Analog erhalten in einigen Ausführungsformen die Radarsensoren 110 möglicherweise nicht genügend Informationen für eine genaue Bestimmung und erhalten daher möglicherweise zusätzlich Informationen von den Kameras 105. Die 14 bis 17 zeigen einige Beispiele von Abwandlungen dieser Verfahren zum Erfassen einer Autobahnausfahrt, die zumindest teilweise auf Fahrlinienmarkierungen, die in erfassten Bilddaten identifiziert wurden, basieren.
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Die 14 veranschaulicht beispielhafte Bedingungen für das linienbasierte Ausfahrt-Erfassungsverfahren 600. In einigen Ausführungsformen sind Bestimmungen, die durch das Verfahren 600 vorgenommen werden, möglicherweise ungenau, sofern die Kameras 105 keine ausreichenden Informationen erhalten, um abzuschätzen, ob eine Autobahnausfahrtslinie vorhanden ist. In einigen Fällen ist es beispielsweise bevorzugt, dass die Informationen über eine erste Linie 1405 und eine zweite Linie 1410 umfangreicher sind, als ein Schwellenbetrag für die Linienlänge oder die erfasste Länge (beispielsweise der Schwellenbetrag 1415). Der Schwellenbetrag der Linie kann ein vorbestimmter Schwellenwert sein. Der Betrag der Linie kann zumindest teilweise basierend auf der Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs 115 bestimmt werden. Ferner ist das linienbasierte Ausfahrt-Erfassungsverfahren 600 möglicherweise ungenau, sofern eine Differenz zwischen der ersten Linie 1405 und der zweiten Linie 1410 nicht größer ist als ein Schwellenbetrag. Die 14 zeigt zwei beispielhafte Abstände zwischen der ersten Linie 1405 und der zweiten Linie 1410, und zwar einen ersten erfassten Abstand 1420 und einen zweiten erfassten Abstand 1425. Daher ist das linienbasierte Ausfahrt-Erfassungsverfahren 600 möglicherweise ungenau, sofern kein Schwellenbetrag einer ersten Linie 1405 und einer zweiten Linie 1410 erfasst wird (in einigen Ausführungsformen beispielsweise mehr als 30 Fuß) und wobei ferner ein Abstand zwischen der ersten Linie 1405 und der zweiten Linie 1410 größer ist als ein Schwellenbetrag (in einigen Ausführungsformen beispielsweise mehr als 1 Fuß). Festgestellt Zusätzlich beginnt in einigen Ausführungsformen, wie in Bezug auf die Beschreibung der 5 angemerkt, eine linienbasierte Erfassung nach dem Eintreten einer Vorbedingung (beispielsweise eine Erfassung einer Schwellendifferenz im Abstand). Die Vorbedingung kann beispielsweise die Differenz sein zwischen dem ersten erfassten Abstand 1420 (Y2) und einem zweiten erfassten Abstand 1425 (Y1).
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Die 15 veranschaulicht Bedingungen für das TIPL-basierte Ausfahrt-Erfassungsverfahren 800. In einigen Ausführungsformen sind Bestimmungen, die durch das Verfahren 800 vorgenommen werden, möglicherweise ungenau, sofern die Radarsensoren 110 keine ausreichenden Informationen erhalten, um abzuschätzen, ob eine Autobahnausfahrtslinie vorhanden ist. In einigen Fällen können ausreichende Informationen beispielsweise ein TIPL-Vertrauensniveau sein, das über einem Schwellenniveau liegt (beispielsweise 40 %), und dass erfasst wird, dass das Host-Fahrzeug 115 in einer äußeren rechten Fahrspur fährt. Das TIPL-Vertrauensniveau ist ein Vertrauen, dass die Radarsensoren 110 den Verkehr in den zum Host-Fahrzeug 115 parallelen Fahrspuren genau erfassen. In einem Beispiel basiert das TIPL-Vertrauensniveau darauf, wie gut ein einzelnes Radarobjekt sich einem Polynom angleicht unter Verwendung von aktuellen Daten und vergangenen Verlaufspunkten sowie der Gesamtanzahl von Objekten, die für jede Fahrspur verwendet werden. Eine Bestimmung, dass das Host-Fahrzeug 115 in einer äußeren rechten Fahrspur fährt, kann auf null erfassten Objekten auf einer rechten Seite des Host-Fahrzeugs 115 basieren. Daher ist das TIPL-basierte Ausfahrt-Erfassungsverfahren 800 möglicherweise ungenau, es sei denn, ein TIPL-Vertrauensniveau liegt über einem Schwellenwert und es wird erfasst, dass das Host-Fahrzeug 115 in einer äußeren rechten Fahrspur fährt.
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Die 16 veranschaulicht Bedingungen für das zielfahrzeugbasierte Ausfahrt-Erfassungsverfahren 1000. In einigen Ausführungsformen sind Bestimmungen, die durch das Verfahren 1000 vorgenommen werden, möglicherweise ungenau, sofern die Kameras 105 keine ausreichenden Informationen erhalten, um abzuschätzen, ob eine Autobahnausfahrtslinie vorhanden ist. In einigen Fällen ist es beispielsweise bevorzugt, dass eine von den Kameras 105 erfasste erste Linienlänge 1605 größer ist als ein Schwellenbetrag 1610. In einigen Ausführungsformen ist dieser Schwellenbetrag 1610 kein festgelegter Betrag. Vielmehr ist dieser Schwellenbetrag 1610 ein bestimmter Prozentsatz des Abstands zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Zielfahrzeug 1620. Die von den Kameras 105 erfasste Linienlänge 1605 kann zumindest teilweise basierend auf der Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs 115 bestimmt werden. Darüber hinaus ist in einigen Fällen ein Abstand zwischen dem Host-Fahrzeug 115 und einem Zielfahrzeug 1620 vorzugsweise kleiner als ein Schwellenbetrag 1615. Daher ist das zielfahrzeugbasierte Ausfahrt-Erfassungsverfahren 1000 möglicherweise ungenau, es sei denn, eine erste Linie 1605 ist größer als ein Schwellenwert und ein Abstand zwischen dem Host-Fahrzeug 115 und einem Zielfahrzeug 1620 ist kleiner als ein Schwellenabstand 1615.
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17 zeigt eine alternative Ausführungsform der auf drei Linien basierenden Autobahnausfahrtserfassungs-Bestimmung. In dieser alternativen Ausführungsform werden eine erste Linie 1705, eine zweite Linie 1710 und eine dritte Linie 1715, die eine potentielle Autobahnausfahrtslinie ist, erfasst. Die alternative Ausführungsform der 17 ist auch in dem in der 18 gezeigten Ablaufdiagramm dargestellt. Zu den Bedingungen, die zur Verbesserung der Genauigkeit der auf drei Linien basierenden Ausfahrtserfassung der 12 und der alternativen Ausführungsform der auf drei Linien basierenden Ausfahrtserfassung der 18 beitragen, gehört beispielsweise das Erfassen von mindestens einem Schwellenbetrag einer ersten Linie 1705, einer zweiten Linie 1710 und einer dritten Linie 1715. Wenn die Kameras 105 für jedes dieser drei Liniensegmente nicht zumindest einen Schwellenabstand der Linie erfassen können (wobei der Schwellenabstand zumindest teilweise auf der Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs 115 basiert), kann die Genauigkeit des auf drei Linien basierenden Verfahrens zum Erfassen der Autobahnausfahrt der 12 und der 18 reduziert werden.
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Die 18 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1800 für eine alternative Ausführungsform der auf drei Linien basierenden Autobahnausfahrtserfassungs-Bestimmung. In Schritt 1805 wird ein erster Abstand 1720 zwischen der dritten Linie 1715 und der ersten Linie 1705 erfasst. In Schritt 1810 wird ein zweiter Abstand 1725 zwischen der dritten Linie 1715 und der ersten Linie 1705 erfasst. In Schritt 1815 wird ein dritter Abstand 1730 zwischen der ersten Linie 1705 und der zweiten Linie 1710 erfasst. In Schritt 1820 wird ein vierter Abstand 1735 zwischen der ersten Linie 1705 und der zweiten Linie 1710 erfasst. In Schritt 1825 wird die Differenz zwischen dem ersten Abstand 1720 und dem dritten Abstand 1730 mit der Differenz zwischen dem ersten Abstand 1720 und dem vierten Abstand1735 verglichen. Wenn die Differenz zwischen diesen beiden Differenzen kleiner als ein Schwellenwert ist, fährt das Verfahren mit Schritt 1830 fort. Wenn die Differenz zwischen diesen beiden Differenzen größer als der Schwellenwert ist, beginnt das Verfahren in Schritt 1805 mit dem Bestimmen eines ersten Abstands 1720. In Schritt 1830 wird die Differenz zwischen dem ersten Abstand 1720 und dem dritten Abstand 1730 mit der Differenz zwischen dem dritten Abstand 1730 und dem vierten Abstand 1735 verglichen. Wenn die Differenz zwischen diesen beiden Differenzen kleiner als ein Schwellenwert ist, fährt das Verfahren mit Schritt 1835 fort. Wenn die Differenz zwischen diesen beiden Differenzen größer als der Schwellenwert ist, beginnt das Verfahren in Schritt 1805 mit dem Bestimmen eines ersten Abstands 1720. In Schritt 1835 wird die Differenz zwischen dem ersten Abstand 1720 und dem dritten Abstand 1730 mit der Differenz zwischen dem ersten Abstand 1720 und dem zweiten Abstand 1725 verglichen. Wenn die Differenz größer ist als ein Schwellenwert, fährt das Verfahren mit Schritt 1840 fort, in dem eine Linienspiegelung durchgeführt wird. Wenn die Differenz zwischen diesen beiden Differenzen kleiner ist als ein Schwellenwert, beginnt das Verfahren in Schritt 1805 mit dem Bestimmen eines ersten Abstands 1720.
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In der vorangegangenen Beschreibung wurden spezifische Ausführungsformen beschrieben. Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt jedoch, dass verschiedene Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung, wie er in den nachstehenden Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen. Dementsprechend sind die Beschreibung und die Figuren eher als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten, und alle diese Änderungen sollen im Umfang der vorliegenden Lehren enthalten sein.
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In diesem Dokument können relationale Begriffe wie erste(r) und zweite(r), obere(r) und untere(r) und dergleichen allein dazu verwendet werden, eine Einheit oder Handlung von einer anderen Einheit oder Handlung zu unterscheiden, ohne eine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen solchen Einheiten oder Handlungen notwendigerweise zu erfordern oder zu implizieren. Die Begriffe „umfasst,“ „umfassend,“ „weist auf,“ „aufweisend,“ „einschließt,“ „einschließend,“ „enthält,“ „enthaltend“ oder eine beliebige andere Abwandlung derselben, sollen eine nicht-ausschließliche Einbeziehung abdecken, sodass ein Prozess, ein Verfahren, ein Gegenstand, oder eine Gerät der bzw. das eine Liste von Elementen umfasst, aufweist, einschließt, enthält, nicht nur diese Elemente einschließt, sondern auch andere Elemente einschließen kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder die einem solchen Prozess, einem solchen Verfahren, einem solchen Gegenstand oder einem solchen Gerät inhärent sind. Ein Element dem „umfasst ein,...“ „hat ein,...“ „ schließt ein...ein,“ oder „enthält ein...“ vorangestellt ist, schließt nicht ohne weitere Einschränkungen die Existenz zusätzlicher identischer Elemente in dem Prozess, dem Verfahren, dem Gegenstand oder dem Gerät aus, der bzw. das das Element umfasst, aufweist, einschließt, enthält. Die Begriffe „ein“ und „eine“ sind, sofern hierin nicht ausdrücklich anders angegeben, als „eine(r) oder mehrere“ definiert. Die Begriffe „im Wesentlichen“, „wesentlich“, „annähernd“, „circa“, oder eine beliebige andere Variante derselben, sind als „nahe bei“ definiert, wie dies von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet verstanden wird, und in einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist der Begriff so definiert, dass er „innerhalb von 10%“ bedeutet, in einer weiteren Ausführungsform „innerhalb von 5%“, in einer weiteren Ausführungsform „innerhalb von 1%“ und in einer weiteren Ausführungsform „innerhalb von 0,5%“. Der hier verwendete Begriff „gekoppelt“ ist im Sinne von „verbunden“ definiert, wenn auch nicht notwendigerweise direkt und nicht notwendigerweise mechanisch. Eine Vorrichtung oder Struktur, die auf eine bestimmte Weise „eingerichtet“ ist, ist zumindest auf diese Weise eingerichtet, kann aber auch auf Weisen eingerichtet sein, die nicht aufgeführt sind.
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Verschiedene Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen sind in den nachstehenden Ansprüchen dargelegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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