DE102021212048A1

DE102021212048A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bewerten einer Funktion zum Vorhersagen einer Trajektorie eines Objekts in einer Umgebung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102021212048A1
Application number: DE102021212048.2A
Authority: DE
Inventors: David Klemm; Michael Mennicken; Sebastian Dick; Laura Beermann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2023-04-27
Also published as: US20230128379A1; CN116022169A

Abstract

Verfahren (300) und Vorrichtung zum Bewerten (350) einer Funktion zum Vorhersagen einer Trajektorie (210) eines Objekts (200) in einer Umgebung eines Fahrzeugs (100), wobei die Funktion Funktionsparameter umfasst, umfassend einen Schritt des Erfassens (310) von ersten Umgebungsdatenwerten, welche die Umgebung des Fahrzeugs (100) zu einem ersten Zeitpunkt repräsentieren, wobei die Umgebung das Objekt (200) umfasst und die ersten Umgebungsdatenwerte eine Startposition (220) des Objekts (200) und Objektparameter umfassen, einen Schritt des Bestimmens (320) einer Trajektorie (210) des Objekts (200), abhängig von der Startposition (220) und abhängig von den Objektparametern, wobei die Trajektorie (210) wenigstens eine Kann-Position (230) des Objekts (200) zu einem zweiten Zeitpunkt umfasst, wobei der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt liegt, einen Schritt des Erfassens (330) von zweiten Umgebungsdatenwerten, welche die Umgebung des Fahrzeugs (100) zu dem zweiten Zeitpunkt repräsentieren, wobei die zweiten Umgebungsdatenwerte eine Ist-Position (240) des Objekts (200) umfassen, einen Schritt des Bestimmens (340) einer Übereinstimmung zwischen der Kann-Position (230) und der Ist-Position (240) des Objekts (200) zu dem zweiten Zeitpunkt und einen Schritt des Bewertens (350) der Funktion, abhängig von der Übereinstimmung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft unter anderem ein Verfahren zum Bewerten einer Funktion zum Vorhersagen einer Trajektorie eines Objekts in einer Umgebung eines Fahrzeugs umfassend einen Schritt des Bestimmens der Trajektorie des Objekts, abhängig von einer Startposition und abhängig von Objektparametern, wobei die Trajektorie wenigstens eine Kann-Position des Objekts, einen Schritt des Bestimmens einer Übereinstimmung zwischen der Kann-Position und einer Ist-Position des Objekts und einen Schritt des Bewertens der Funktion, abhängig von der Übereinstimmung.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bewerten einer Funktion zum Vorhersagen einer Trajektorie eines Objekts in einer Umgebung eines Fahrzeugs, wobei die Funktion Funktionsparameter umfasst, umfasst einen Schritt des Erfassens von ersten Umgebungsdatenwerten, welche die Umgebung des Fahrzeugs zu einem ersten Zeitpunkt repräsentieren, wobei die Umgebung das Objekt umfasst und die ersten Umgebungsdatenwerte eine Startposition des Objekts und Objektparameter umfassen, und einen Schritt des Bestimmens einer Trajektorie des Objekts, abhängig von der Startposition und abhängig von den Objektparametern, wobei die Trajektorie wenigstens eine Kann-Position des Objekts zu einem zweiten Zeitpunkt umfasst, wobei der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt liegt. Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt des Erfassens von zweiten Umgebungsdatenwerten, welche die Umgebung des Fahrzeugs zu dem zweiten Zeitpunkt repräsentieren, wobei die zweiten Umgebungsdatenwerte eine Ist-Position des Objekts umfassen, einen Schritt des Bestimmens einer Übereinstimmung zwischen der Kann-Position und der Ist-Position des Objekts zu dem zweiten Zeitpunkt und einen Schritt des Bewertens der Funktion, abhängig von der Übereinstimmung.
Unter einem Fahrzeug ist ein manuell betriebenes Fahrzeug oder ein automatisiertes Fahrzeug gemäß einem der SAE-Level 1 bis 5 (siehe Norm SAE J3016) zu verstehen.
Unter einem Erfassen von Umgebungsdatenwerten ist ein Erfassen der Umgebung des Fahrzeugs mittels einer Umfeldsensorik zu verstehen. Unter einer Umfeldsensorik ist wenigstens ein Video- und/oder wenigstens ein Radar- und/oder wenigstens ein Lidar- und/oder wenigste einen Ultraschall- und/oder wenigstens ein weiterer Sensor- welcher dazu ausgebildet ist, eine Umgebung des automatisierten Fahrzeugs in Form von Umgebungsdatenwerten zu erfassen - zu verstehen. Die Umfeldsensorik ist insbesondere dazu ausgebildet, Umgebungsmerkmale in der Umgebung (Straßenverlauf, Verkehrszeichen, Fahrbahnmarkierung, Gebäude, Fahrbahnbegrenzungen, etc.) und/oder Objekte (Fahrzeuge, Radfahrer, Fußgänger, etc.) zu erfassen. In einer Ausführungsform umfasst die Umfeldsensorik beispielsweise eine Recheneinheit (Prozessor, Arbeitsspeicher, Festplatte) mit einer geeigneten Software und/oder ist mit solch einer Recheneinheit verbunden, wodurch diese Umgebungsmerkmale erfasst und/oder klassifiziert bzw. zugeordnet werden können.
Unter einem Objekt ist hier insbesondere ein weiterer Verkehrsteilnehmer, beispielsweise ein weiteres Fahrzeug, zu verstehen.
Unter einer Trajektorie ist beispielsweise eine Linie (kontinuierlich oder als Verknüpfung diskreter Punkte bzw. Positionen) zu verstehen, welcher das Objekt folgt. In einer möglichen Ausführungsform ist unter einer Trajektorie ein Trajektorienkorridor zu verstehen, welcher als sogenannter Fahrschlauch tatsächlich - entsprechend der Breite des Objekts - abgefahren wird.
Unter einer Funktion zum Vorhersagen einer Trajektorie, wobei die Funktion Funktionsparameter umfasst, ist beispielsweise ein Algorithmus zu verstehen, welcher abhängig von den Funktionsparametern, die einzelne Variablen des Algorithmus entsprechend gewichten, und abhängig von den Variablen - hier die Startposition des Objekts und (weitere) Objektparameter - eine Trajektorie bestimmen (vorhersagen). Unter den Objektparametern sind beispielsweise eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Objekts und/oder ein Verhalten des Objekts (Bewegung innerhalb einer Fahrspur, Objekt blinkt oder nicht, etc.) und/oder eine Ausgestaltung des Objekts (Fahrzeug, Fahrrad, etc.) und/oder weitere Objekteigenschaften zu verstehen. Unter einer Übereinstimmung ist beispielsweise eine Differenz bzw. ein Abstand zwischen der Ist-Position und der Kann-Position zu verstehen, wobei die Funktion beispielsweise derart abhängig von der Übereinstimmung bewertet wird, dass Funktionsparameter angepasst und/oder die Funktion als nicht funktionsfähig bewertet wird, etc., wenn der Abstand einen vorgegebenen Maximalabstand überschreitet.
Das erfindungsgemäße Verfahren löst vorteilhafterweise die Aufgabe, ein Verfahren zum Bewerten einer Funktion zum Vorhersagen einer Trajektorie eines Objekts bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, indem eine Trajektorie des Objekts, abhängig von der Startposition und abhängig von den Objektparametern, bestimmt und zu einem späteren Zeitpunkt mittels eines Abgleichs der vorab bestimmten Trajektorie mit der schließlich tatsächlich verwendeten Trajektorie abgleicht und bewertet. Die Kenntnis bzw. die Vorhersage eines Bewegungsverhaltens von Objekten (hier in Form einer Trajektorie) ist für die Sicherheit von Fahrzeugen, gerade auch für automatisierte Fahrzeuge, welche sich abhängig von Sensoren bewegen müssen, von grundsätzlicher und wichtiger Bedeutung. Da solch eine Vorhersage prinzipiell nie exakt vorhergesagt, sondern vielmehr nur geschätzt werden kann, ist es von großer Bedeutung, dass dazu verwendete Funktionen zum einen trainiert und zum anderen auch validiert werden können.
Vorzugsweise erfolgt das Bewerten der Funktion, indem wenigsten einer der Funktionsparameter abhängig von der Übereinstimmung angepasst wird. Hierbei ist unter einem Bewerten der Funktion beispielsweise ein Training der Funktion zu verstehen.
Vorzugsweise umfasst das Bewerten der Funktion ein Bereitstellen eines Freigabesignals, zur Freigabe der Funktion, oder eines Abschaltsignals, zum Abschalten der Funktion. Hierbei ist unter einem Bewerten der Funktion beispielsweise eine Validierung der Funktion zu verstehen.
Vorzugsweise werden die ersten und die zweiten Umgebungsdatenwerte an eine externe Recheneinheit übertragen, wobei die extern Recheneinheit das Bestimmen der Übereinstimmung zwischen der Kann-Position und der Ist-Position durchführt.
Unter einer externen Recheneinheit ist beispielsweise ein Server oder eine Cloud (ein Verbund von Servern bzw. Recheneinheiten) zu verstehen. Dazu umfasst die externe Recheneinheit die entsprechenden technischen Mittel (Prozessor, Arbeitsspeicher, Festplatte) sowie eine geeignete Software um das Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen. Weiterhin umfasst die Vorrichtung beispielsweise eine Sende- und/oder Empfangseinheit, welche dazu ausgebildet ist, Daten (Umgebungsdatenwerte, etc.) zu übertragen und/oder zu empfangen oder ist mittels einer geeigneten Schnittstelle mit einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung verbunden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, ist dazu eingerichtet, alle Schritte des Verfahrens gemäß einem der Verfahrensansprüche zum Bewerten einer Funktion auszuführen.
Dazu umfasst die Vorrichtung insbesondere eine Recheneinheit (Prozessor, Arbeitsspeicher, Speichermedium) sowie eine geeignete Software, um das Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Schnittstelle um Datenwerte, mittels einer Kabel- und/oder kabellosen Verbindung, beispielsweise mit weiteren Einrichtungen des Fahrzeugs (Steuergeräte, Kommunikationseinrichtungen, Umfeldsensorik, Navigationssystem etc.) auszusenden und zu empfangen.
Weiterhin wird ein Computerprogramm beansprucht, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche zum Bewerten einer Funktion auszuführen. In einer Ausführungsform entspricht das Computerprogramm der von der Vorrichtung umfassten Software.
Weiterhin wird ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, beansprucht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung aufgeführt.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 (1a und 1b) ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bewerten einer Funktion; und
2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bewerten einer Funktion in Form eines Ablaufdiagramms.

Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 300.
1a zeigt eine Umgebung des Fahrzeugs 100 zu einem ersten Zeitpunkt. Dabei werden erste Umgebungsdatenwerte, welche die Umgebung des Fahrzeugs 100 zu diesem ersten Zeitpunkt repräsentieren, mittels einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs 100 erfasst. Die Umgebung umfasst dabei ein Objekt 200 (hier beispielsweise ein Fahrzeug), welches sich hier beispielhaft in Fahrtrichtung (dargestellt durch die entsprechenden Pfeile) vor dem Fahrzeug 100 befindet. Dabei umfassen die erfassten Umgebungsdatenwerte wenigstens eine Startposition 220 des Objekts 200. Diese Positionsangabe bezieht sich beispielsweise auf eine bestimmte Stelle des Objekts 220 (hier rein beispielhaft - von oben betrachtet - ungefähr in der Mitte des Objekts 220). Solch eine Positionsangabe unterliegt einer gewissen Unschärfe, so dass die Positionsangabe beispielsweise eine Angabe in GNSS-Koordinaten sowie eine Unschärfeangabe umfasst.
Abhängig von der Startposition 220 und abhängig von Objektparametern, wird eine Trajektorie 210 des Objekts 200 bestimmt bzw. vorhergesagt. Die Trajektorie 210 umfasst dabei wenigstens eine Kann-Position 230 des Objekts 200 zu einem zweiten Zeitpunkt, wobei der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt liegt. Der zweite Zeitpunkt wird beispielsweise ausgehend von einer vorgegebenen Differenz zu dem ersten Zeitpunkt ausgewählt bzw. bestimmt. Hierbei wird beispielsweise die Differenz zwischen dem zweiten und dem ersten Zeitpunkt derart ausgewählt, dass eine Vorhersage noch plausibel erscheint. Ist die Differenz zu groß, nimmt aufgrund der Vielzahl an Möglichkeiten, wo sich das Objekt später befinden wird bzw. wie das Objekt sich dahin bewegt, die Aussagekraft einer Vorhersage zunehmend ab.
1b zeigt eine Umgebung des Fahrzeugs 100 zu dem zweiten Zeitpunkt. Dabei werden zweite Umgebungsdatenwerte, welche die Umgebung des Fahrzeugs 100 zu dem zweiten Zeitpunkt repräsentieren, erfasst. Die Umgebung umfasst dabei eine Ist-Position 240 des Objekts 200. Rein beispielhaft ist hier zudem die tatsächlich verwendete Trajektorie 211 des Objekts 200 gezeigt.
Anschließend wird eine Übereinstimmung zwischen der Kann-Position 230 und der Ist-Position 240 des Objekts 200 bestimmt und die Funktion, abhängig von der Übereinstimmung, bewertet.
2 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 300 zum Bewerten 350 einer Funktion zum Vorhersagen einer Trajektorie 210 eines Objekts 200 in einer Umgebung eines Fahrzeugs 100.
In Schritt 301 startet das Verfahren 300.
In Schritt 310 werden erste Umgebungsdatenwerte, welche die Umgebung des Fahrzeugs 100 zu einem ersten Zeitpunkt repräsentieren, erfasst, wobei die Umgebung das Objekt 200 umfasst und die ersten Umgebungsdatenwerte eine Startposition 220 des Objekts 200 und Objektparameter umfassen.
In Schritt 320 wird eine Trajektorie 210 des Objekts 200, abhängig von der Startposition 220 und abhängig von den Objektparametern, bestimmt. Dabei umfasst die Trajektorie 210 wenigstens eine Kann-Position 230 des Objekts 200 zu einem zweiten Zeitpunkt, wobei der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt liegt.
In Schritt 330 werden zweite Umgebungsdatenwerte, welche die Umgebung des Fahrzeugs 100 zu dem zweiten Zeitpunkt repräsentieren, erfasst, wobei die zweiten Umgebungsdatenwerte eine Ist-Position 240 des Objekts 200 umfassen.
In Schritt 340 wird eine Übereinstimmung zwischen der Kann-Position 230 und der Ist-Position 240 des Objekts 200 zu dem zweiten Zeitpunkt bestimmt.
In Schritt 350 wird die Funktion, abhängig von der Übereinstimmung, bewertet.
In Schritt 360 endet das Verfahren 300.

Claims

Verfahren (300) zum Bewerten (350) einer Funktion zum Vorhersagen einer Trajektorie (210) eines Objekts (200) in einer Umgebung eines Fahrzeugs (100), wobei die Funktion Funktionsparameter umfasst, umfassend: - Erfassen (310) von ersten Umgebungsdatenwerten, welche die Umgebung des Fahrzeugs (100) zu einem ersten Zeitpunkt repräsentieren, wobei die Umgebung das Objekt (200) umfasst und die ersten Umgebungsdatenwerte eine Startposition (220) des Objekts (200) und Objektparameter umfassen; - Bestimmen (320) einer Trajektorie (210) des Objekts (200), abhängig von der Startposition (220) und abhängig von den Objektparametern, wobei die Trajektorie (210) wenigstens eine Kann-Position (230) des Objekts (200) zu einem zweiten Zeitpunkt umfasst, wobei der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt liegt; - Erfassen (330) von zweiten Umgebungsdatenwerten, welche die Umgebung des Fahrzeugs (100) zu dem zweiten Zeitpunkt repräsentieren, wobei die zweiten Umgebungsdatenwerte eine Ist-Position (240) des Objekts (200) umfassen; - Bestimmen (340) einer Übereinstimmung zwischen der Kann-Position (230) und der Ist-Position (240) des Objekts (200) zu dem zweiten Zeitpunkt; und - Bewerten (350) der Funktion, abhängig von der Übereinstimmung.
Verfahren (300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewerten (350) der Funktion erfolgt, indem wenigsten einer der Funktionsparameter abhängig von der Übereinstimmung angepasst wird.
Verfahren (300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewerten (350) der Funktion ein Bereitstellen eines Freigabesignals, zur Freigabe der Funktion, oder eines Abschaltsignals, zum Abschalten der Funktion, umfasst.
Verfahren (300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Umgebungsdatenwerte an eine externe Recheneinheit (250) übertragen werden, wobei die extern Recheneinheit das Bestimmen (340) der Übereinstimmung zwischen der Kann-Position (230) und der Ist-Position (240) durchführt.
Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.
Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 6 gespeichert ist.