DE102022202603A1

DE102022202603A1 - Verfahren zur Steigerung der Verfügbarkeit eines querführenden Assistenzsystems

Info

Publication number: DE102022202603A1
Application number: DE102022202603.9A
Authority: DE
Inventors: Daniel Münning; Stefan Detering
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2023-09-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung der Querführung eines Fahrzeugs (1000) beim Durchfahren eines Abschnitts einer Straße mit einer Richtungsfahrbahn (300, 600), die eine Krümmung aufweist, umfassend die Schritte: Erfassen des Straßenraums mit einer Kamera (1100); Auswerten der von der Kamera (1100) erfassten Bilddaten und Extrahieren von Fahrstreifenmarkierungen (411, 412; 511, 512); Ermitteln, a) ob rechte und linke extrahierte Fahrstreifenmarkierungen (411, 412; 511, 512) existieren und b) ob ein Abstand zwischen den rechten und linken Fahrstreifenmarkierungen (411, 412; 511, 512) geringer als ein Fahrstreifenbreitenlimit ist, so dass ein für das Fahrzeug befahrbarer Fahrstreifen (410; 510) in dem zu durchfahrenden Abschnitt der Straße abgegrenzt ist; und Bereitstellen einer Querführungsassistenzinformation, wenn die Bedingungen a) und b) gemeinsam erfüllt sind; wobei zusätzlich ermittelt wird, c) ob der befahrbare Fahrstreifen (410; 510) eine Krümmung aufweist, und, falls dieses der Fall ist, d) das Fahrstreifenbreitenlimit für den gekrümmten befahrbaren Fahrstreifen (410; 510) gegenüber einem Basisfahrstreifenbreitenlimit (50) für das Überprüfen der Bedingung b) erhöht wird, wobei zusätzlich e) mindestens eine Fahrdynamikbedingung, die von einem fahrdynamischen Parameter abhängig ist, und f) mindestens eine Fahrzeugumgebungsbedingung, die von einem Fahrzeugumgebungsparameter abhängig ist, ausgewertet werden und der Verfahrensschritt d) des Erhöhens des Fahrstreifenbreitenlimits nur stattfindet, wenn auch die mindestens eine Fahrdynamikbedingung e) und die mindestens eine Fahrzeugumgebungsbedingung f) erfüllt sind. Ferner wird eine entsprechende Vorrichtung (2000) geschaffen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Unterstützung der Querführung eines Fahrzeugs beim Durchfahren eines Abschnitts einer Straße, insbesondere einer Straße mit einer Richtungsfahrbahn.
Moderne Straßenfahrzeuge umfassen Assistenzsysteme, die einen Fahrer unterstützen, den für das Befahren vorgesehenen Fahrstreifen nicht unbeabsichtigt zu verlassen und wenn möglich so zu befahren, dass Kollisionen mit und Behinderungen von anderen Verkehrsteilnehmern vermieden werden.
Hierfür werden beispielsweise im Fahrzeug erfasste Bilddaten der Fahrzeugumgebung, insbesondere vor dem Fahrzeug, ausgewertet, um die Markierungen auf der Fahrbahn zu erfassen und zu extrahieren, die die Fahrstreifen auf der Fahrbahn markieren. Um zu ermitteln, ob erfasste Markierungen zu einem bestimmten Fahrstreifen gehören, wird eine Fahrstreifenbreite des sich anhand der erkannten Markierung prädizierten Fahrstreifens ausgewertet. Hierfür ist in der Regel ein Fahrstreifenbreitenlimit vorgegeben. Werden keine Markierungen erkannt, die zu einem erkannten oder prädizierten Fahrstreifen führen, dessen Fahrstreifenbreite mit dem Fahrstreifenbreitenlimit vereinbar ist, so kann eine zuverlässige Querführungsassistenz für das Fahrzeug nicht sichergestellt werden und wird nicht bereitgestellt.
Die DE 101 60 189 B4 beschreibt ein Verfahren zur Erfassung von vor einem Fahrzeug befindlichen Hindernissen, bei dem die prädizierte Fahrspurbreite in Abhängigkeit von Straßenklassifizierungsinformationen, der Anzahl der Fahrspuren und/oder der Kurvigkeit verändert wird, wobei im Bereich von Kreuzungen, Abzweigungen oder Abbiegespuren die prädizierte Fahrspurbreite einseitig und/oder beidseitig verändert wird, wobei zwischen verschiedenen Modi der Veränderung der prädizierten Fahrspurbreite gewechselt werden kann, und wobei ein Modus 1 die Standard prädizierte Spurweite, ein Modus 2 eine beidseitige oder einseitige Verringerung der prädizierten Spurweite und ein Modus 3 eine beidseitige und einseitige Aufweitung der prädizierten Spurweite gegenüber der jeweiligen Ausgangssituation beschreiben. Es werden Assistenzinformationen für eine Fahrgeschwindigkeitsregelung oder eine Kollisionswarnung bereitgestellt.
Die US 2016 011 061 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Erkennen von Fahrspurtrennlinien auf gegenüberliegenden Seiten einer Fahrspur eines Fahrzeugs auf der Grundlage eines Vorwärtsbildes, das von einer im Fahrzeug montierten Kamera aufgenommen wurde. In der Vorrichtung ist ein Begrenzer für den zulässigen Bereich so konfiguriert, dass er auf der Grundlage eines erlernten Wertes einer Fahrspurbreite, die von einem Fahrspurbreiten-Lernprogramm erlernt wurde, die zulässigen Bereiche für die jeweiligen Fahrspur-Trennlinien begrenzt, wobei die jeweiligen Fahrspur-Trennlinien in den zulässigen Bereichen in dem Vorwärtsbild erfasst werden dürfen. Ein Fahrspurwechselbestimmer ist so konfiguriert, dass er bestimmt, ob das Fahrzeug die Fahrspur wechselt oder nicht. Der Begrenzer für den zulässigen Bereich ist ferner so konfiguriert, dass er, wenn er feststellt, dass ein Spurwechsel stattgefunden hat, mindestens einen der zulässigen Bereiche, die durch den Begrenzer für den zulässigen Bereich begrenzt werden, auf der Grundlage des erlernten Werts der Fahrbahnbreite vergrößert.
Die US 2016/0203375 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Verlaufs einer Fahrspur eines Fahrzeugs. Dabei werden zunächst ein erster Markierungsverlauf einer ersten Markierung der Fahrspur und ein zweiter Markierungsverlauf einer zweiten Markierung der Fahrspur erfasst. Anschließend werden der erste Markierungsverlauf und der zweite Markierungsverlauf auf Plausibilität geprüft. Schließlich wird der Fahrspurverlauf anhand einer bisherigen Breite der Fahrspur und eines plausiblen Markierungsverlaufs ermittelt, wenn sich mindestens ein Markierungsverlauf bei der Überprüfung als unplausibel erweist.
Die JP 2016162323 A beschreibt eine Vorrichtung zur Erkennung von Fahrspurmarkierungen, die eine falsche Erkennung einer Fahrspurmarkierung in einem Verbindungsteil zwischen einem geraden Teil einer Fahrspur und einem Kurventeil unterdrücken kann. Die Vorrichtung zur Erkennung von Fahrspurmarkierungen umfasst: eine Extraktionseinrichtung, die einen Fahrspurabschnittsmarkierungskandidaten aus einem durch eine fahrzeugseitige Kamera erfassten Bild extrahiert; eine Vertrauensgradberechnungseinrichtung, die einen Vertrauensgrad, dass der Fahrspurabschnittsmarkierungskandidat eine Markierung der Fahrspur ist, auf der Grundlage eines Betrags einer Charakteristik der Fahrspurabschnittsmarkierung einschließlich einer Fahrspurbreite berechnet; eine Auswahleinrichtung, die den Fahrspurabschnittsmarkierungskandidaten als ein erkanntes Objekt aus den Fahrspurabschnittsmarkierungskandidaten auf der Grundlage des berechneten Vertrauensgrads auswählt; eine Lerneinrichtung, die eine Breite der Fahrzeugspur auf der Grundlage des ausgewählten Fahrspurabschnittsmarkierungskandidaten lernt, um einen Lernwert zu erhalten, wobei der Lernwert der Breite der Fahrzeugspur von der Vertrauensgradberechnungseinrichtung zur Berechnung des Vertrauensgrads verwendet wird; eine Bestimmungseinrichtung, die den Übergang von einem geradlinigen Teil der Fahrzeugspur zu einem Kurventeil der Fahrzeugspur und den Übergang von dem Kurventeil zu dem geradlinigen Teil bestimmt; und eine Änderungseinrichtung, die, wenn der Übergang von dem geradlinigen Teil zu dem Kurventeil erkannt wird, den Lernwert vergrößert, und wenn der Übergang von dem Kurventeil zu dem geradlinigen Teil erkannt wird, den Lernwert der Fahrzeugspurbreite verkleinert. Die Fahrspurerkennung wird verbessert und unnötige Warnungen und unnötige Lenkeingriffe wegen eines möglichen Verlassens der Fahrspur können verringert werden.
Besonders interessant für eine Unterstützung der Querführung sind Straßen, die eine Richtungsfahrbahn für jede Fahrrichtung aufweisen, wie Autobahnen. Die bekannten Systeme haben jedoch insbesondere auf Auf- und Abfahrten Probleme, da die Fahrstreifen dort in der Regel insbesondere aufgrund der Krümmung der Fahrstreifen eine deutlich vergrößerte Fahrstreifenbreite aufweisen. Dennoch kann auf diesen die Trennung in Richtungsfahrbahnen nicht immer garantiert werden, d.h. die bauliche Trennung von Fahrstreifen für die Gegenrichtung ist nicht immer und in allen Abschnitten der Auf- und Abfahren gewährleistet. Eine deutliche Vergrößerung des Fahrstreifenbreitenlimits sowohl bei gerader Fahrbahn oder geraden Fahrstreifen als auch bei gekrümmter Fahrbahn oder gekrümmten Fahrstreifen bietet den Nachteil, dass auf engen Landstraßen, die nur Seitenmarkierungen und keinen markierte Mittellinie aufweisen, die gesamte Fahrbahn als Fahrstreifen für die eigene Fahrtrichtung angenommen wird. Dieses ist gefährlich, da eine Querführungsassistenz, die einen Fahrzeuglenker unterstützt, das Fahrzeug mittig auf dem Fahrstreifen zu halten, oder gar erst warnt bzw. aktive Eingriffe veranlasst, wenn ein Verlassen des erkannten Fahrstreifens droht, ein Lenken des Fahrzeugs in den Gegenverkehr oder zumindest den Abschnitt der Fahrbahn, der für den Gegenverkehr vorgesehen ist, nicht verhindert.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Unterstützung der Querführung auf gekrümmten Fahrstreifen zu verbessern, die trotz großer Fahrspurbreiten möglichst eine Querführung ermöglichen.
Die Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, sowohl fahrdynamische Parameter, die das dynamische Verhalten des Fahrzeugs beschreiben und Umgebungsparameter auszuwerten, um sicherzustellen, dass ein Fahrspurbreitenlimit bei der Erkennung von Fahrstreifenmarkierungen so weit vergrößert werden kann, dass sowohl eine rechte als auch eine linke Fahrstreifenmarkierung als zu einem Fahrstreifen gehörig erkannt werden können. Je nach zur Verfügung stehenden auswertbaren Parametern und Informationen oder vorhandenen Systemen und Vorrichtungen im Fahrzeug werden unterschiedliche Parameter ausgewertet.
Definitionen
Eine Fahrbahn dient als Verkehrsraum für Fahrzeuge und setzt sich aus den einzelnen Fahrstreifen und dem Randstreifen zusammen. Sie darf mit Fahrzeugen befahren werden und bildet den zusammenhängenden, befestigten Teil der Straße.
Ein Fahrstreifen, auch, fachsprachlich dagegen veraltet, Fahrspur genannt, kennzeichnet die Fläche, die einem Fahrzeug für die Fahrt in eine Richtung zur Verfügung steht. Er stellt die Fläche zur Verfügung, die ein Fahrzeug zum ungehinderten Befahren benötigt.
Ein Richtungsfahrstreifen ist ein Fahrstreifen, der nur ausschließlich für den Verkehr in einer Fahrtrichtung vorsehen ist und auch nicht abschnittsweise von Fahrzeugen in der Gegenrichtung befahren werden darf.
Ein richtungsgetrennter Straßentyp wird hier als Straßentyp bezeichnet, der ausschließlich Richtungsfahrstreifen umfasst und kreuzungsfrei ist. Als synonymer Begriff für Straßentyp wird auch der Begriff Kategorie von Straße genutzt. In der Regel werden die Richtungsfahrstreifen auf Richtungsfahrbahnen realisiert. Deutsche Autobahnen sind ein Beispiel für einen richtungsgetrennten Straßentyp. Nur an Auf- oder Abfahren treten Abschnitte auf, an denen die Richtungsfahrstreifen manchmal nicht vollständig auf einer Richtungsfahrbahn ausgebildet sind.
Ein Ortungssystem ist ein System, mit dem die Position des Fahrzeugs in seiner Umgebung ermittelbar ist. Beispielsweise kann es sich um ein satellitengestütztes Ortungssystem wie das GPS (Global Positioning System) handeln.
Ein Navigationssystem ist ein System, welches Karteninformationen umfasst oder nutzt, und anhand einer bereitgestellten Position eines Fahrzeugs Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs bereitstellt und/oder eine Zielführung des Fahrzeugs unterstützt. Beispielsweise visualisieren Navigationssysteme die Position des Fahrzeug in einer grafischen Darstellung der Karteninformationen und geben beispielsweise Fahrhinweise akustisch und oder visuell aus, um ein vorfestgelegtes Ziel zu erreichen.
Eine Kommunikationseinrichtung ist eine Vorrichtung, die mit einer anderen Kommunikationseinrichtung Daten austauschen kann. Eine drahtlose Kommunikationseinrichtung ist eine Einrichtung, die ohne eine körperlich ausgebildete Signalleitung, beispielsweise über elektromagnetische Strahlung, Daten austauschen kann. Solche Kommunikationseinrichtungen umfassen beispielsweise Mobiltelefone, WLAN-Empfänger, Satellitenempfänger und Ähnliches. Die Kommunikation kann hierbei mit anderen ortfesten Kommunikationseinrichtungen und/oder mobilen Kommunikationseinrichtungen, wie anderen Fahrzeugen stattfinden.
Als Schwarmdaten werden Informationen bezeichnet, die von einer Vielzahl von gleichartigen oder auch unterschiedlichen Quellen erfasst und bereitgestellt werden. Die Schwarmdaten können in Einrichtungen wie Datenbanken gesammelt und gegeneinander plausibilisiert und validiert werden. Von solchen Datenbanken können die Informationen dann bereitgestellt und/oder abgerufen werden. Beispielsweise können von einem Fahrzeug von fahrzeuginternen Kameras aufgezeichnete Bilddaten oder daraus abgeleitete Merkmale, wie erkannte Verkehrszeichen, erkannte Fahrstreifenmarkierungen, Informationen über eine ermittelte Straßenbeschaffenheit wie einen Verschmutzungsgrad, einen Bedeckungsgrad mit Schnee und Eis, aber auch andere Daten wie ein ermittelter Reibwert, die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs, Wetterdaten usw., in der Regel verknüpft mit einer Zeitangabe und einer Positionsangabe sowie gegebenenfalls weiteren Angaben über das erfassende Fahrzeug anderen bereitgestellt werden. Das Fahrzeug leistet eine Art Datenspende an einen „Schwarm“ von anderen Fahrzeugen. Die von anderen Fahrzeugen so bereitgestellten und eventuell aufbereiteten und/oder plausibilisierten und/oder validierten Daten stellen die Schwarmdaten dar. Sie können auch Informationen von dezentralen, aber stationären Einrichtungen wie Überwachungskameras, Messstationen usw. umfassen.
Als plausibel werden Informationen bezeichnet, die mit anderen Informationen gleicher Art übereinstimmen oder im Rahmen von vorgegebenen Toleranzen übereinstimmen oder mit diesen vereinbar sind.
Valide sind Informationen, wenn diese vertrauenswürdig sind. Bestimmte Informationen, wie etwa über eine Fahrbahnbeschaffenheit, beispielsweise dessen Feuchtigkeit, die von Umwelteinflüssen stark abhängig ist, haben beispielsweise nur eine kurze „Gültigkeitsdauer“ und werden nach kurzer Zeit als nicht mehr valide eingestuft, da die Umweltbedingungen sich verändert haben können. Daten, die eine Information enthalten, die von vielen Fahrzeugen übereinstimmend erfasst ist, werden als valider eingestuft, als Daten, die nur auf Angaben eines Fahrzeugs beruhen.
Bevorzugte Ausführungsformen
Insbesondere wird ein Verfahren zur Unterstützung der Querführung eines Fahrzeugs beim Durchfahren eines Abschnitts einer Straße mit einer Richtungsfahrbahn, die eine Krümmung aufweist, geschaffen, umfassend die Schritte:

Erfassen des Straßenraums mit einer Kamera,
Auswerten der von der Kamera erfassten Bilddaten und Extrahieren von Fahrstreifenmarkierungen;
Ermitteln, a) ob extrahierte rechte und linke Fahrstreifenmarkierungen existieren und b) ob ein Abstand zwischen den rechten und linken Fahrstreifenmarkierungen geringer als ein Fahrstreifenbreitenlimit ist, so dass ein für das Fahrzeug befahrbaren Fahrstreifen in dem zu durchfahrende Abschnitt der Straße abgegrenzt ist;
und Bereitstellen einer Querführungsassistenzinformation, wenn die Bedingungen a) und b) gemeinsam erfüllt sind,
wobei zusätzlich ermittelt wird, (c) ob der befahrbare Fahrstreifen eine Krümmung aufweist, und, falls dieses der Fall ist, d) das Fahrstreifenbreitenlimit für den gekrümmten befahrbaren Fahrstreifen gegenüber einem Basisfahrstreifenbreitenlimit für das Überprüfen der Bedingung b) erhöht wird,
wobei zusätzlich e) mindestens eine Fahrdynamikbedingung, die von einem fahrdynamischen Parameter abhängig ist, und f) mindestens eine Fahrzeugumgebungsbedingung, die von einem Fahrzeugumgebungsparameter abhängig ist, ausgewertet werden und der Verfahrensschritt d) des Erhöhens des Fahrstreifenbreitenlimits nur stattfindet, wenn auch die mindestens eine Fahrdynamikbedingung e) und die mindestens eine Fahrzeugumgebungsbedingung f) erfüllt sind.

Ebenso wird eine Vorrichtung zur Unterstützung der Querführung eines Fahrzeugs beim Durchfahren eines Abschnitts einer Straße mit einer Richtungsfahrbahn, die eine Krümmung aufweist, geschaffen, die umfasst:

eine Steuereinrichtung mit mindestens einem Eingang und mindestens einem Ausgang, welche
- eine Auswerteeinrichtung für Bilddaten, die ausgebildet ist, aus den Bilddaten Fahrstreifenmarkierungen zu extrahieren;
- und eine Ermittlungseinrichtung umfasst, die ausgebildet ist,
  - zu ermitteln,
    1. a) ob extrahierte rechte und linke Fahrstreifenmarkierungen existieren und
    2. b) ob ein Abstand zwischen den rechten und linken Fahrstreifenmarkierungen geringer als ein Fahrstreifenbreitenlimit ist, so dass ein für das Fahrzeug befahrbarer Fahrstreifen in dem zu durchfahrenden Abschnitt der Straße abgegrenzt ist,
  - und eine Querführungsassistenzinformation an dem mindestens einen Ausgang bereitzustellen, wenn die Bedingungen (a) und (b) gemeinsam erfüllt sind, und zusätzlich zu ermitteln,
    - c) ob der befahrbare Fahrstreifen eine Krümmung aufweist,
  - und, falls dieses der Fall ist, d) das Fahrstreifenbreitenlimit für den gekrümmten befahrbaren Fahrstreifen gegenüber einem Basisfahrstreifenbreitenlimit für das Überprüfen der Bedingung b) zu erhöhen,
- wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, über den mindestens einen Eingang mindestens einen fahrdynamischen Parameter und einen Fahrzeugumgebungsparameter zu empfangen,
- und die Ermittlungseinrichtung ausgebildet ist, zusätzlich e) mindestens eine Fahrdynamikbedingung, die von dem einen fahrdynamischen Parameter abhängig ist, und
  - f) mindestens eine Fahrzeugumgebungsbedingung, die von dem einen Fahrzeugumgebungsparameter abhängig ist, auszuwerten,
- und ferner ausgebildet ist,
  - das Erhöhen des Fahrstreifenbreitenlimits für das Überprüfen der Bedingung b) nur auszuführen, wenn auch die mindestens eine Fahrdynamikbedingung e) und die mindestens eine Fahrzeugumgebungsbedingung f) erfüllt sind.

Der Vorteil besteht darin, dass weitere Bedingungen überprüft werden, die sicherstellen dass eine Erweiterung des Fahrstreifenbreitenlimits möglich ist, um einen Fahrstreifen zu identifizieren, ohne dass die bereitgestellte Querführungsassistenz die Gefahr einer möglichen Kollision mit anderen Verkehrsteilnehmern steigert. Hierdurch kann die Querführungseigenschaft von Assistenzsystemen insbesondere für Auf- und Abfahren von Autobahnen, also Straßen ausgeweitet werden, die eine Richtungsfahrbahn für jede Fahrtrichtung aufweisen.
Ein Fahrstreifenbreitenlimit ist grundsätzlich selbst auf richtungsgetrennten Straßentypen wie Autobahnen notwendig, um in Situationen, in denen eine der beiden Fahrstreifenmarkierungen, z.B. wegen Fahrbahnmarkierungsarbeiten, fehlt, ausreichend robust zu gestalten, dass nicht die für zwei oder mehr Fahrstreifen vorgesehene Fläche als ein Fahrstreifen erkannt wird.
Da eine Voraussicht einer fahrzeuginternen Kamera bei gekrümmten Fahrstreifen und Fahrbahnen, insbesondere wenn diese Krümmung wie bei Autobahnaus- und -auffahrten groß ist, eingeschränkt ist, ist bei bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen, dass das Auswerten der mindestens einen Fahrdynamikbedingung das Auswerten der Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfasst und e1) ausgewertet wird, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb einer maximalen Aktivierungsgeschwindigkeit liegt, die vorzugsweise 100 km/h beträgt. Dieses bedeutet, dass die Erweiterung des Fahrstreifenbreitenlimits nur erfolgen soll, wenn der Abschnitt, der von dem Bilddaten mittels der Kamera erfasst werden kann, ausreichend groß im Verhältnis zu der eigenen Fahrgeschwindigkeit ist.
Bevorzugt wird beim Auswerten der mindestens einen Fahrzeugumgebungsbedingung ermittelt, f1) ob der zu durchfahrende Abschnitt Teil eines richtungsgetrennten Straßentyps ist, der ausschließlich Richtungsfahrstreifen, vorzugsweise eine Richtungsfahrbahn umfasst.
Dieses kann beispielsweise anhand der erfassten Bilddaten erfolgen, indem erfasste Verkehrszeichen ausgewertet werden. Richtungsgetrennte Straßentypen weisen in der Regel eine gesonderte Beschilderung auf. So werden beispielsweise auf deutschen Autobahnen Verkehrszeichen, die Ausfahrten ober Überfahrten auf andere Autobahnabschnitte ankündigen und markieren, eingesetzt, die nur auf Autobahnen verwendet werden. Da eine Autobahn ein richtungsgetrennter Straßentyp ist, der kreuzungsfrei ist und nur Richtungsfahrstreifen aufweist, die in der Regel auch baulich von Richtungsfahrstreifen für einen Verkehr in Gegenrichtung getrennt sind, kann somit der Straßentyp anhand der Verkehrszeichen erkannt werden. Eine Ausführungsform sieht daher vor, dass das Auswerten der mindestens einen Fahrzeugumgebungsbedingung das Auswerten der Bilddaten im Hinblick auf das Erkennen von Verkehrszeichen umfasst und ermittelt wird, f2) ob anhand der erfassten Verkehrszeichen eindeutig darauf geschlossen werden kann, dass der bisher durchfahrende Abschnitt der Straße ein richtungsgetrennter Straßentyp ist, der nur Richtungsfahrstreifen umfasst oder der zu durchfahrende Abschnitt zu einem richtungsgetrennten Straßentyp gehört.
Eine Ausführungsform sieht daher vor, dass mit der Steuereinrichtung eine Kamera verknüpft ist, die ausgebildet ist, die Bilddaten von dem Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen.
Beim Auswerten der Bilddaten auf erkannte Verkehrszeichen werden vorzugsweise nicht nur Bilddaten ausgewertet, die sich noch vor dem Fahrzeug befinden, wenn es den gekrümmten Abschnitt der Fahrstreifen erreicht, sondern beispielsweise auch Bilddaten, die in einem begrenzten Zeitabschnitt oder einem begrenzten Streckenabschnitt, der zuvor durchfahren wurde, zuvor erfasst wurden. Eine Ausführungsform sieht daher vor, dass ermittelt wird, f3) ob ein Beginn eines richtungsgetrennten Straßentyps mit Richtungsfahrbahnen oder Richtungsfahrstreifen oder das Befinden auf einem richtungsgetrennten Straßentyps mit Richtungsfahrbahnen oder Richtungsfahrstreifen eindeutig anhand von Verkehrszeichen festgestellt werden kann, die innerhalb einer zuletzt abgefahrenen Überwachungsstrecke, vorzugsweise von 750 m, oder zeitlich innerhalb einer unmittelbar vorausgehenden Überwachungszeitspanne, vorzugsweise von 20 s, Verkehrszeichen erkannt worden sind.
Auch bei richtungsgetrennten Straßentypen treten stark verbreiterte Fahrstreifen aufgrund von Krümmungen nur bei Auffahrten, Abfahrten sowie bei Überfahrten auf andere Straßen des richtungsgetrennten Straßentyps auf. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht daher vor, dass das Auswerten der mindestens einen Fahrdynamikbedingung das Ermitteln umfasst, e2) ob innerhalb der zuletzt abgefahrenen weiteren Überwachungsstrecke, vorzugsweise von 500 m, oder zeitlich innerhalb einer unmittelbar vorausgehenden weiteren Überwachungszeitspanne, vorzugsweise von 15 s, ein Fahrrichtungsanzeiger aktiv war, insbesondere betätigt wurde. Hierdurch wird ein Fahrstreifenwechsel angezeigt. Hierbei wird überwacht, ob der Fahrzeuglenker einen Wechsel auf einen Verzögerungsbereich oder -streifen einer Ausfahrt bewusst vorgenommen hat. Ein Durchfahren eines gegenüber dem Basisfahrstreifenbreitenlimit verbreiterten Fahrstreifens wird also nur durch die Querführungsassistenz unterstützt, wenn durch die Betätigung des Fahrrichtungsanzeigers angekündigt ist, dass mit einem stark gekrümmten Fahrstreifen zu rechnen ist. Bei einem Rechtsfahrgebot auf der Straße wird vorzugsweise überwacht und ausgewertet, ob der eine Fahrrichtungsänderung nach rechts anzeigende Fahrtrichtungsanzeiger aktiv war, beispielsweise betätigt wurde. Bei einem Linksfahrgebot wird entsprechend eine Betätigung oder Aktivierung des Fahrtrichtungsanzeigers auf der linken Fahrzeugseite ausgewertet. Bei einer Ausführungsform wird bei einem Linkslenker auf ein Rechtsfahrgebot geschlossen und bei einem Rechtslenker auf ein Linksfahrgebot. Es können jedoch andere Informationen genutzt werden, um das Fahrgebot abzuleiten.
So können bei einigen Ausführungsformen Daten eines Navigationssystems ausgenutzt werden. Anhand der Kartendaten kann auf das Fahrgebot geschlossen werden.
Eine weitere Absicherung, dass die angebotene oder bereitgestellte Querführungsassistenz nicht zu gefährlichen Situationen führt, wird bei einigen Ausführungsformen dadurch erreicht, dass, sofern Navigationsdaten vorliegen, das Erhöhen d) des Fahrstreifenbreitenlimits nur erfolgt, sofern eine Zielführung des Navigationssystems aktiv ist und/oder der zu durchfahrende Straßenabschnitt in den prädiktiven Streckendaten als richtungsgetrennter Straßentyp mit Richtungsfahrstreifen klassifiziert ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung umfassen somit ein Navigationssystem oder sind ausgebildet, die Daten eines Navigationssystems auszuwerten. Das Navigationssystem umfasst eine Positionsbestimmungseinrichtung des Fahrzeugs oder ist mit einer solchen, die Positionsdaten des Fahrzeugs bereitstellt, gekoppelt. Die Positionsdaten werden sowohl für eine Zielführung benötigt als auch um aus den Kartendaten Informationen über das Fahrzeugumfeld, d.h. Fahrzeugumgebungsparameter, ableiten und/oder extrahieren zu können.
Alternativ oder zusätzlich sehen andere Ausführungsformen vor, dass, sofern Schwarmdaten über die aktuelle Fahrzeugumgebung erfassbar sind, zusätzlich anhand der Schwarmdaten geprüft wird, ob der zu durchfahrende Straßenabschnitt eine Richtungsfahrbahn ist oder Richtungsfahrstreifen umfasst, und das Erhöhen des Fahrstreifenbreitenlimits nur erfolgt, sofern auch diese Bedingung zusätzlich erfüllt ist.
Um Schwarmdaten auswerten zu können, weist das Fahrzeug mindestens eine Kommunikationseinrichtung auf, um Schwarmdaten zu empfangen. In der Regel werden bei der Kommunikation zum Empfangen der Schwarmdaten Positionsdaten über die aktuelle Fahrzeugposition bereitgestellt, um die relevanten Schwarmdaten aus einem Pool von Schwarmdaten auszuwählen. Andere Ausführungsformen empfangen Schwarmdaten, die über dezentrale Kommunikationseinrichtungen bereitgestellt werden und für eine Umgebung der dezentralen Kommunikationseinrichtung relevante Schwarmdaten bereitstellen.
Die Schwarmdaten können aktuelle Kartendaten, Wetterdaten, Daten über die Fahrbahnbeschaffenheit, über Beschädigungen an den Fahrstreifenmarkierungen, Informationen über temporäre Fahrstreifenmarkierungen, über vorübergehende Fahrstreifensperrungen, temporär aufgestellte Verkehrszeichen, dauerhaft aufgestellte Verkehrszeichen usw. umfassen.
Vorzugsweise wird ferner zusätzlich eine Krümmung des zu befahrenden Fahrstreifens ermittelt und das Fahrstreifenbreitenlimit gegenüber einem Basisfahrstreifenbreitenlimit nur erhöht, wenn der befahrbare Fahrstreifen eine Krümmung oberhalb einer Mindestkrümmung aufweist. Dieses bedeutet, dass ein ermittelter Krümmungsradius kleiner als ein Mindestkrümmungsradius ist.
Eine noch weitere Verbesserung der Querführungsassistenz wird bei Ausführungsformen erreicht, bei denen zusätzlich anhand der Schwarmdaten geprüft wird, ob in dem zu durchfahrenden Straßenabschnitt nur Fahrstreifenmarkierungen für einen befahrbaren Fahrstreifen existieren und das Erhöhen d) des Fahrstreifenbreitenlimits nur erfolgt, sofern auch diese Bedingung zusätzlich erfüllt ist.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Krümmung anhand der Schwarmdaten ermittelt wird und das Erweitern d) des Fahrstreifenbreitenlimits nur erfolgt, wenn zusätzlich anhand der Schwarmdaten eine Krümmung oberhalb einer Mindestkrümmung erkannt ist. Mittels der Schwarmdaten ist eine „Voraussicht“ über die aktuellen Bilddaten hinaus möglich. Die Möglichkeit ein Erhöhen des Fahrstreifenbreitenlimits zuzulassen oder eine Notwendigkeit für eine solche Erhöhung des Fahrstreifenbreitenlimits, kann somit bei diesen Ausführungsformen früher erkannt werden. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit der Erkennung des befahrbaren Fahrstreifens erhöht.
Die Querführungsassistenz kann in einer oder mehreren der folgenden Aktionen bestehen: Ausgeben von Warnungen bei drohendem Verlassen des erkannten befahrbaren Fahrstreifens, welche akustisch, haptisch, visuell oder in Kombinationen der vorgenannten Ausgabemodalitäten ausgegeben werden können;
aktives Unterstützen des Führens des Fahrzeugs auf dem erkannten befahrbaren Fahrstreifen zum Verhindern des Verlassens des erkannten befahrbaren Fahrstreifens, mittels eines oder mehrerer Lenkeingriffe, mittels eines oder mehrerer Bremseingriffe, mittels eines oder mehrerer Traktionsmotoreingriffe, wobei diese Eingriffsarten einzeln oder in Kombination zeitgleich und/oder zeitversetzt ausgeführt werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert: Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Autobahnabschnitts mit einer Autobahnabfahrt und einer Autobahnauffahrt;
2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Querführungsassistenz.

In 1 ist schematisch ein Abschnitt einer Autobahn 100 dargestellt. Eine Autobahn 100 gehört zu dem Straßentyp richtungsgetrennter Straßen. Die Autobahn 100 weist zwei Richtungsfahrbahnen 300, 600 auf. Die Richtungsfahrbahnen 300, 600 sind durch eine Mittelleitplanke 700, die auf einem Grünstreifen 710 ausgebildet ist, getrennt. Jede der Richtungsfahrbahnen 300, 600 weist zwei Fahrstreifen 310, 320 bzw. 610, 620 auf. Zusätzlich weist jede Richtungsfahrbahn einen Seitenstreifen 330 bzw. 630 auf. Die vorgesehenen Fahrtrichtungen für die beiden Richtungsfahrbahnen 300, 600 sind durch Pfeile 301, 601 angedeutet.
Der dargestellte Abschnitt der Autobahn 100 überquert auf einer Brücke 110 eine Landstraße 800. Diese weist zwei Fahrstreifen 810, 820 auf. Auf der Landstraße 800 gilt ebenso wie auf der Autobahn 100 ein Rechtsfahrgebot. Der Fahrstreifen 810 ist in der durch den Pfeil 801 angegebenen Richtung zu befahren, der Fahrstreifen 820 entsprechend in der durch den Pfeil 802 angegebenen Richtung.
Im Gegensatz zu den Fahrstreifen 310, 320, 610, 620 der Autobahn 100, die jeweils Richtungsfahrstreifen sind und jeweils nur in einer vorgegebenen Fahrtrichtung, wie über die Pfeile 301 und 601 angedeutet, befahren werden, können die Fahrstreifen 810, 820 der Landstraße 800 beispielsweise bei einem Überholvorgang entgegen der zugeordneten Fahrrichtungen 801 für den Fahrstreifen 810 und 802 für den Fahrstreifen 820 befahren werden.
In 1 sind ferner eine Abfahrt 400 von der Autobahn 100 auf die Landstraße 800 und eine Auffahrt 500 von der Landstraße 800 auf die Autobahn 100 schematisch dargestellt.
Die Auffahrt 500 weist einen Fahrstreifen 510 auf, der ein Richtungsfahrstreifen ist und auf einer Richtungsfahrbahn 505 ausgebildet ist. Der Fahrstreifen 510 der Auffahrt 500 beginnt an der Landstraße 800 und mündet in einen Beschleunigungsbereich 635 der Richtungsfahrbahn 600. Von dem Beschleunigungsbereich 635 wechselt das Fahrzeug beim Auffahren auf die Autobahn 100 in den Fahrstreifen 610, welcher für die Fahrtrichtung, die durch den Pfeil 601 angegeben ist, der rechte Fahrstreifen ist.
Die Abfahrt 400 umfasst einen Verzögerungsbereich 335, der auf der Richtungsfahrbahn 300 ausgebildet ist, und geht in eine Richtungsfahrbahn 405 über, die einen Fahrstreifen 410 aufweist, welches ein Richtungsfahrstreifen ist. Dieser endet an der Landstraße 800. Beim Verlassen der Autobahn 100 wechselt ein Fahrzeug 1000, welches in der durch den Pfeil 301 angegebenen Fahrtrichtung auf dem rechten Fahrstreifen 310 fährt, auf den Verzögerungsbereich 335, der auch als Verzögerungsstreifen bezeichnet wird. Dieser unterbricht den Seitenstreifen 330. Das Fahrzeug 1000 ist in 1 nach dem Wechsel auf den Verzögerungsbereich 335 in diesem schematisch dargestellt.
Um den übrigen Verkehrsteilnehmern anzuzeigen, dass das Fahrzeug von dem rechten Fahrstreifen 310 auf den Verzögerungsbereich 335 wechseln wird, wird vor und während des Wechsels von dem Fahrstreifen 310 auf den Verzögerungsbereich 335 ein rechter Fahrtrichtungsanzeiger des Fahrzeugs 1000 betätigt. Der Verzögerungsbereich 335 geht in den Fahrstreifen 410 der Ausfahrt 400 über.
In 2 ist schematisch ein Fahrzeug 1000 dargestellt. Gleiche technische Merkmale sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Fahrzeug 1000 weist eine Frontkamera 1100 auf, welche ein Umfeld 1010 des Fahrzeugs 1000 erfasst. Eine Vorrichtung 2000 zum Bereitstellen einer Querführungsassistenz umfasst in der dargestellten Ausführungsform ein Steuereinrichtung 2100 mit einer Auswerteeinrichtung 2200, welche Bilddaten der Frontkamera 1100 auswertet. Hierbei werden Fahrstreifenmarkierungen 411, 412 des Fahrstreifens 410 der Ausfahrt 400 erfasst (vergleiche 1).
Während eine Fahrstreifenbreite 337 im Bereich des Verzögerungsbereichs 335 ähnlich einer Fahrstreifenbreite 317 des rechten Fahrstreifens 310 oder geringer ist, ist eine Fahrstreifenbreite 417 des Fahrstreifens 410 der Ausfahrt deutlich größer als die Fahrstreifenbreite 317 des Fahrstreifens 310. Um bei der Fahrstreifenerkennung, die das Erfassen einer rechten und einer linken Fahrstreifenmarkierung 411, 412 voraussetzt, sicherzustellen, dass nicht Fahrstreifenmarkierungen, die in Wirklichkeit zu unterschiedlichen Fahrstreifen gehören einem Fahrstreifen zugeordnet werden, weil beispielsweise eine trennende Fahrstreifenmarkierung zwischen benachbarten Fahrstreifen aufgrund von Markierungsarbeiten fehlt, wird ein Basisfahrstreifenbreitenlimit 50 als Fahrstreifenbreitenlimit vorgegeben, welches an die Fahrstreifenbreite eines gewöhnlichen, im Wesentlichen nicht gekrümmten Fahrstreifens angepasst ist.
Die Fahrstreifenbreite 417 des Fahrstreifens 410 der Ausfahrt 400 ist jedoch größer als das Basisfahrstreifenbreitenlimit 50. Daher ist es sinnvoll, das Fahrstreifenbreitenlimit unter bestimmten Voraussetzungen über das Basisfahrstreifenlimit 50 auf ein erweitertes Fahrstreifenbreitenlimit 60 zu erhöhen. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass anhand der Fahrstreifenmarkierungen 411, 412 der Fahrstreifen 410 als befahrbarer Fahrstreifen von der Vorrichtung 2000 zur Querführungsassistenz erkannt wird. Eine Querführungsassistenz wird nur bereitgestellt, wenn ein Fahrstreifen erkannt ist, der durch eine rechte und linke Fahrstreifenmarkierung, in diesem Fall die Fahrstreifenmarkierung 411, 412, begrenzt ist, dessen Fahrstreifenbreite geringer als ein aktuelles Fahrstreifenbreitenlimit ist.
Anhand der Bilddaten der Kamera 1100 wird auch in der Regel ausgewertet, ob sich das Fahrzeug 1000 auf einem Abschnitt eines richtungsgetrennten Straßentyps, d.h. beispielsweise einer Autobahn 100, befindet. Hierzu werden vorzugsweise die in einer zuvor abgefahrenen Überwachungsstrecke erfassten Verkehrszeichen 80 ausgewertet. In dem dargestellten Fall sind dieses für die Ausfahrt 400 eine Ankündigungstafel 485, die Ankündigungsbaken 481, 482, 483 und ein pfeilartiges Ausfahrtschild 484 beispielsweise mit der Aufschrift „Ausfahrt“. Diese sind so ausgebildet, dass diese einzeln und auch in Kombination nur auf einer Autobahn zu finden sind. Die Überwachungsstrecke umfasst vorzugsweise 750 m. Alternativ oder zusätzlich kann eine Überwachungszeitspanne ausgewertet werden, die etwa beispielsweise 20 s beträgt. Eine Länge der Überwachungszeitspanne kann von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig gewählt werden.
Für das Durchfahren der Auffahrt 500 wird ausgewertet, ob ein den Beginn der Autobahn 100 angekündigtes Verkehrszeichen 80, d.h. ein Autobahnschild 580, erkannt wird.
Das Fahrzeug 1000 umfasst eine Vielzahl von Sensoren 1200 und Steuergeräten 1300, die unterschiedlichste Daten über das fahrdynamische Verhalten des Fahrzeugs erfassen und/oder bereitstellen. Beispielsweise können Radsensoren 1210 eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs messen. Die Steuergeräte 1300 können beispielsweise ein Blinkersteuergerät 1310 umfassen, welches die Ansteuerung der Fahrtrichtungsanzeiger 1312 steuert. Es erfasst Betätigungen beispielsweise eines Lenkstockhebels eines Fahrzeuglenkers, wenn dieser die Fahrtrichtungsanzeiger betätigen möchte. Ebenso kann der Fahrtrichtungsanzeiger jedoch auch mittels eines anderen der Steuergeräte 1300 oder eines darin ausgebildeten Assistenzsystems, beispielsweise einem Spurwechselassistenten, aktiviert werden.
Um festzustellen, dass eine Ausfahrt durchfahren werden soll, kann überprüft werden, ob während des Durchfahrens einer weiteren Überwachungsstrecke oder einer weiteren Überwachungszeitspanne ein Fahrrichtungsanzeiger aktiviert oder betätigt wurde, der auf einen Wechsel von einem Fahrstreifen 310 auf einen Verzögerungsstreifen oder Verzögerungsbereich 335 der Ausfahrt 400 hindeutet. Die weitere Überwachsungstrecke weist vorzugsweise eine Länge von beispielsweise 500 m, die weitere Überwachungszeitspanne eine Dauer von 15 s auf. Wesentlich ist nur, dass innerhalb der weiteren Überwachungszeitspanne oder während des Durchfahrens der weiteren Überwachungsstrecke der Fahrrichtungsanzeiger zumindest zeitweise aktiv ist. Die Aktivierung kann bereits zuvor begonnen haben.
Das Fahrzeug kann ferner eine Positionsbestimmungseinrichtung 1400 wie ein GPS-System aufweisen. Dieses empfängt Signale von Satelliten 3000 eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems. Eine solche Positionsbestimmungseinrichtung 1400 ist in der Regel Bestandteil eines Navigationssystems 1500, welches eine Speichereinrichtung 1510 mit Kartendaten 1520 als Navigationsdaten umfasst. Anhand der Kartendaten 1520 und der ermittelten Position können prädiktive Straßendaten (PSD) ermittelt werden. Anhand dieser prädiktiven Straßendaten können die Umgebung 1010 des Fahrzeugs 1000, beispielsweise der Straßenverlauf, aber bei einigen Ausführungsformen auch eine Anzahl und ein Verlauf einzelner Fahrstreifen für einen Fahrzeuglenker grafisch visualisiert werden. Das Navigationssystem 1500 kann auch zur Zielführung genutzt werden. Hierbei werden visuell und akustisch, gegebenenfalls auch auf andere Weise Hinweise ausgegeben, die dem Fahrzeuglenker erleichtern, ein gewünschtes Fahrziel zu erreichen.
Das Fahrzeug umfasst ferner eine Kommunikationseinrichtung 1600, die geeignet ist, Signale 1610 mit anderen Fahrzeugen, den Satelliten 3000 oder andere Satelliten 3100 und/oder Funkstationen 4000, von denen eine exemplarisch dargestellt ist, auszutauschen. Die Kommunikationseinrichtung 1600 kann als Mobilfunkeinrichtung oder Ähnliches ausgebildet sein. Über die Kommunikationsreinrichtung 1600 kann das Fahrzeug Schwarmdaten 4100 empfangen und Informationen Senden, die die Schwarmdaten 4100 für andere Fahrzeuge ergänzen. Schwarmdaten können unterschiedlichste Daten über die Fahrzeugumgebung 1010 umfassen.
Die Schwarmdaten 4100 werden beispielsweise in einer Datenbank 4200 gespeichert und können aus dieser abgerufen werden. Alternativ oder zusätzlich können diese Informationen beispielsweise über die Funkstationen 4000, beispielsweise in Form einer Nachrichtenaussendung (engl. Broadcast), vorzugsweise lokal, zur Verfügung gestellt werden.
Die Schwarmdaten 4100 können ebenfalls alternativ oder zusätzlich über die anderen Satelliten 3200 empfangen werden, die beispielsweise mittels einer weiteren Sendeeinrichtung 4050 mit den Schwarmdaten 4100 aus der Datenbank 4200 versorgt werden.
Die Steuereinrichtung 2100 umfasst zusätzlich eine Ermittlungseinrichtung 2300 welche beispielsweise anhand der von der Auswerteeinrichtung 2200 extrahierten Fahrstreifenmarkierungen 411, 412 ermittelt, ob eine rechte und eine linke Fahrstreifenmarkierung existieren, deren Abstand unterhalb eines Fahrstreifenbreitenlimits liegt. Die Ermittlungseinrichtung 2300 ist ausgebildet, auch noch eine weitere Anzahl von Kriterien zu überwachen bzw. deren Vorliegen bzw. Erfüllung zu prüfen. Werden diese Kriterien erfüllt, so wird unter bestimmten Voraussetzungen das Fahrstreifenbreitenlimit über ein Basisfahrstreifenbreitenlimit erhöht, sodass auch gekrümmte Fahrstreifen mit großen Fahrstreifenbreiten als befahrbare Fahrstreifen mit einer rechten und einer linken Fahrbahnmarkierung 411, 412 und einer hierdurch festgelegten Fahrstreifenbreite 417 unterhalb des erweiterten Fahrstreifenbreitenlimits 60 erkannt werden.
Ist ein solcher befahrbarer Fahrstreifen einer gekrümmten Fahrbahn erkannt worden, so wird auch in dem gekrümmten Straßenabschnitt eine Querführungsassistenz angeboten. Hierfür umfasst die Steuereinrichtung 2100 beispielsweise eine Querführungseinrichtung 2400. Diese wertet beispielsweise über den Eingang 2010 empfangene Signale, beispielsweise einer Lenkung 1700 aus. Die Lenkung 1700 stellt beispielsweise aktuelle Lenkwinkel bereit. Anhand dieser kann die Querführungseinrichtung 2400 beispielsweise zusammen mit einer von den Radsensoren bereitgestellten Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1000 ermitteln, ob sich das Fahrzeug aus dem erkannten befahrbaren Fahrstreifen bewegen wird. Droht dies, werden Querführungsinformationen bereitgestellt. Diese können beispielsweise als Warnung über ein Audiosystem 1800 akustisch, ein Vibrationssystem 1810 haptisch, welches beispielsweise eine Vibration des Lenkrads bewirkt, und/oder über Kontrollleuchten und/oder auf einer Anzeigeeinrichtung visuell ausgegeben werden, welche beispielsweise als Headup-Display 1840 ausgebildet ist. Auch Ausgaben in einer anderen Modalität und/oder in Kombinationen verschiedener der genannten Modalitäten sind möglich.
Anhand der Querführungsinformationen, die über einen Ausgang 2020 bereitgestellt werden, können auch Eingriffe in Form von Lenkeingriffen in die beispielsweise elektromechanisch ausgebildete Lenkung 1700, Bremseingriffe über ein Bremsensteuergerät 1900 und/oder Eingriffe in einen Traktionsmotor 1950 erfolgen, jeweils mit dem Ziel, einen Fahrzeuglenker zu unterstützen, ein Verlassen des erkannten befahrbaren Fahrstreifens zu verhindern.
Es versteht sich für den Fachmann, dass hier lediglich beispielhafte Warnmeldungen und Eingriffe beschrieben sind. Entscheidend ist lediglich, dass keine Querführungsassistenz angeboten und somit keine Querführungsinformationen erzeugt und ausgegeben werden, wenn kein befahrbarer Fahrstreifen für die zu durchfahrende Strecke vor dem Fahrzeug zuverlässig erkannt ist. Um dieses insbesondere auf gekrümmten Autobahnauf- und -abfahrten zu gewährleisten, werden, wie oben angegeben, die fahrdynamischen Parameter und Fahrzeugumgebungsparameter in Kombination ausgewertet, um eine Erweiterung des Fahrstreifenbreitenlimits zu ermöglichen und trotzdem sicherzustellen, dass nicht Teile der Fahrbahn, die für den Gegenverkehr vorgesehen sein könnten, mit in den erkannten befahrbaren Fahrstreifen einbezogen werden.
Im Folgenden werden unterschiedliche Szenarien beschrieben, die festlegen, ob eine Erweiterung des Fahrstreifenbreitenlimits beim Durchfahren eines Fahrstreifens mit starker Krümmung vorgenommen wird oder nicht. Hierbei werden das Befahren einer Auffahrt, wie der dargestellten Auffahrt 500, und ein Befahren einer Abfahrt, wie der dargestellten Abfahrt 400, unterschieden.
Je nach Ausstattung des Fahrzeugs 1000 und/oder Verfügbarkeit von Fahrzeugsystemen wie einem Navigationssystem 1400 oder einem Kommunikationssystem 1600 bzw. von bereitgestellten Informationen wie Schwarmdaten werden verschiedene Szenarien betrachtet.
Voraussetzung ist jeweils, dass mindestens ein fahrdynamisches Kriterium, welches in der Regel die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und ein Parameter, der Auskunft über die Fahrzeugumgebung gibt, ausgewertet werden. Für beide Parameter müssen Vorgaben eingehalten sein, damit eine Fahrstreifenbreitenlimiterweiterung vorgenommen wird. Ist eines der Kriterien nicht erfüllt, die für das jeweilige Szenario vorgeschrieben sind, findet diese nicht statt und unterbleibt eine Querführungsassistenz, wenn der befahrbare Fahrstreifen aufgrund seiner Breite nicht korrekt zuverlässig erkannt werden kann.
Die Kriterien werden im Folgenden mit arabischen Ziffern nummeriert, um diese unterscheiden zu können. Varianten eines Kriteriums werden durch einen nachgestellten lateinischen Buchstaben unterschieden. Sie treten auf, wenn sich das Kriterium leicht für ein Durchfahren einer Auffahrt und einer Ausfahrt unterscheiden. Die Nummerierung stellt keine Priorisierung oder Reihenfolge der Kriterien dar. In verschiedenen Szenarien können somit unterschiedliche Teilmengen der Kriterien geprüft werden. Dasselbe Kriterium ist somit in verschiedenen Szenarien mit derselben Ziffer bezeichnet.
Auf einer sogenannten Autobahn-Ohr-Abfahrt 400, wie sie oben in 1 schematisch dargestellt ist, werden in einer einfachen Variante, wenn weder Daten eines Navigationssystems noch Schwarmdaten vorliegen, zumindest folgende vier Überprüfungen vorgenommen:

1) Anhand der von der Kamera erfassten Bilddaten wird ausgewertet, ob ein richtungsgetrennter Straßentyp, d.h. im konkreten Fall der Straßentyp Autobahn erkannt ist. Dies kann anhand der typischen Schilder, die nur auf Autobahnen auftreten, ausgewertet werden. Als typische Verkehrszeichen können beispielsweise blaue Ankündigungsbaken 480, 481, 482, 483 der Ausfahrt 400, ein mit der Aufschrift „Ausfahrt“ versehenes pfeilartiges Schild 484, eine Ausfahrttafel 485, ein Vorankündigungsschild (nicht dargestellt), usw. oder ein beim Auffahren auf die Straße (Autobahn) erfasstes Autobahnschild 580 verwendet werden. Vorzugsweise werden die unmittelbar im Zusammenhang mit der Ausfahrt auftretenden Verkehrszeichen einzeln oder in Kombination ausgewertet. Geprüft wird somit, ob sicher erkannt werden kann, dass das Fahrzeug sich auf einer Autobahn, d.h. einem richtungsgetrennten Straßentyp, befindet.
2) Als fahrdynamischer Parameter wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs selbst ausgewertet. Hierbei wird als Kriterium überprüft, ob die Geschwindigkeit unterhalb einer Grenzgeschwindigkeit liegt. Als Grenzgeschwindigkeit wird vorzugsweise eine Geschwindigkeit von 100 km/h festgelegt.
3) Als weiteres von einem fahrdynamischen Parameter abhängiges Kriterium wird geprüft, ob innerhalb einer unmittelbar zuvor durchfahrenden Fahrstrecke beispielsweise einer Strecke von 500 m oder innerhalb einer unmittelbar vorausgehenden Zeitspanne von beispielsweise 15 Sekunden ein Fahrtrichtungsanzeiger nach rechts aktiviert war, insbesondere betätigt wurde. Dies wird unter der Voraussetzung überprüft, dass es sich um eine Straße mit Rechtsfahrgebot handelt.
4) Als ein von einem Parameter der Fahrzeugumgebung abhängiges Kriterium wird ausgewertet, ob die erkannte vorausliegende Fahrbahn oder der erkannte vorausliegende Fahrstreifen eine Krümmung aufweist, d.h. eine Kurve durchfahren werden muss. Dies ist gleichbedeutend damit, dass eine Erweiterung des Fahrstreifenbreitenlimits auf geraden Abschnitten nicht erfolgt.

Für eine Autobahn-Ohr-Auffahrt ähnlich der Auffahrt 500 nach 1 werden folgende Kriterien geprüft:

1a) Es wird anhand der Bilddaten, die die Kamera erfasst hat, überprüft, ob der Beginn einer Autobahn, d.h. eines richtungsgetrennten Straßentyps zuverlässig erkannt ist. Hierzu wird eine Existenz des Verkehrszeichens eines Autobahnbeginns, welches auch nur „Autobahn“ heißt, in den erfassten Bilddaten geprüft. Dies ist gleichbedeutend damit, dass geprüft wird, ob das entsprechende Verkehrszeichen Autobahn 580 als Verkehrszeichen bei der Auswertung erkannt wurde.
2) Es wird erneut die Geschwindigkeit ausgewertet und geprüft, ob diese unterhalb der Grenzgeschwindigkeit, insbesondere unter 100 km/h liegt.
4) Es wird geprüft, ob die vorausliegende Fahrbahn oder der erkannte vorausliegende Fahrstreifen eine Krümmung aufweist.

Anders als bei der Abfahrt wird das Betätigen des Fahrtrichtungsanzeigers (Kriterium 3) nicht überprüft, da Zufahrten zum Teil, anders als in dem Beispiel nach 1, geradeaus in Autobahnausfahrten münden.
Liegen auch Navigationsdaten vor, jedoch keine Schwarmdaten, werden bei einer bevorzugten Ausführungsform folgende Kriterien ausgewertet:

Für eine Ausfahrt/Abfahrt:
- 1) Ist anhand der von der Kamera erfassten Bilddaten der richtungsgetrennte Straßentyp erkannt, d.h. ist anhand der Auswertung der Bilddaten sicher erkannt, dass sich das Fahrzeug auf einer Autobahn befindet?
- 2) Ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb der Grenzgeschwindigkeit, vorzugsweise geringer als 100 km/h?
- 3) War der Fahrtrichtungsanzeiger innerhalb einer zuvor unmittelbar durchfahrenen Überwachungsstrecke oder innerhalb einer unmittelbar vorausgehenden vorgegebenen Überwachungszeitspanne aktiv? Dieses deutet auf einen Spurwechsel beispielsweise vom rechten Fahrstreifen auf den Verzögerungsbereich der Ausfahrt hin.
- 4) Wurde für den erkannten befahrbaren Fahrstreifen eine Krümmung oder für die vorausliegende Fahrbahn eine Krümmung jeweils oberhalb einer Mindestkrümmung festgestellt?
- 5) Ist eine Routenführung aktiv und/oder ist anhand der prädiktiven Straßendaten des Navigationssystems bekannt, dass eine Abfahrt zu durchfahren ist?

Nur wenn alle fünf Kriterien erfüllt sind, wird eine Erweiterung des Fahrstreifenbreitenlimits vorgenommen.
Für eine Auffahrt gilt entsprechend, wenn zusätzlich Navigationsdaten, aber keine Schwarmdaten vorhanden sind, Folgendes:

1) Ist anhand der von der Kamera erfassten Bilddaten der richtungsgetrennte Straßentyp erkannt, d.h. ist anhand der Auswertung der Bilddaten sicher erkannt, dass sich das Fahrzeug auf einer Autobahn befindet?
2) Ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb der Grenzgeschwindigkeit, vorzugsweise geringer als 100 km/h?
4) Wurde für den erkannten befahrbaren Fahrstreifen eine Krümmung oder für die vorausliegende Fahrbahn eine Krümmung jeweils oberhalb einer Mindestkrümmung festgestellt?
5a) Ist eine Routenführung aktiv und/oder ist anhand der prädiktiven Straßendaten des Navigationssystems bekannt, dass eine Auffahrt zu durchfahren ist?

Liegen zusätzlich zu den Navigationsdaten auch Schwarmdaten vor, so wird zusätzlich für die Varianten, bei denen Navigationsdaten vorliegen noch folgende weitere Prüfungen vorgenommen:

6) Lassen sich aus den Schwarmdaten Verkehrszeichen ableiten, die ebenfalls zuverlässig darauf hinweisen, dass das Fahrzeug sich auf einem richtungsgetrennten Straßentyp, insbesondere der Autobahn befindet?
7) Lässt sich anhand der Schwarmdaten eine Krümmung oberhalb einer Mindestkrümmung des zu durchfahrenden Straßenabschnitts feststellen?
8) Ist es nicht möglich, entlang eines zweiten Pfads den vorausliegenden Straßenabschnitt zu durchfahren?

Andere Ausführungsformen können weitere Kriterien zusätzlich überprüfen.
Bezugszeichenliste

50: Basisfahrstreifenbreitenlimit
60: erweitertes Fahrstreifenbreitenlimit
100: Autobahn
110: Brücke
300: Richtungsfahrbahn
301: Pfeil (Fahrtrichtung)
310: Fahrstreifen
320: Fahrstreifen
330: Seitenstreifen
335: Verzögerungsbereich
337: Fahrstreifenbreite
400: Abfahrt
405: Richtungsfahrbahn
410: Fahrstreifen
410: Fahrstreifen
411: Fahrstreifenmarkierung
412: Fahrstreifenmarkierung
417: Fahrstreifenbreite
480: Ankündigungsbaken
481: erste Ankündigungsbake
482: zweite Ankündigungsbake
483: dritte Ankündigungsbake
484: Pfeilartiges Schild mit Aufschrift „Ausfahrt“
485: Ausfahrttafel
500: Auffahrt
505: Richtungsfahrbahn
510: Fahrstreifen
511: Fahrstreifenmarkierung
512: Fahrstreifenmarkierung
580: Autobahnschild
600: Richtungsfahrbahn
601: Pfeil (Fahrtrichtung)
610: Fahrstreifen
620: Fahrstreifen
630: Seitenstreifen
635: Beschleunigungsbereich
700: Mittelleitplanke
710: Grünstreifen
800: Landstraße
801: Pfeil (angegebene Fahrtrichtung)
802: Pfeil (angegebene Fahrtrichtung)
810: Fahrstreifen
820: Fahrstreifen
1000: Fahrzeug
1010: Umfeld des Fahrzeugs
1100: Frontkamera
1200: Sensoren
1210: Radsensoren
1300: Steuergeräte
1310: Blinkersteuergerät
1312: Fahrtrichtungsanzeiger
1400: Positionsbestimmung Einrichtung
1500: Navigationssystem
1510: Speichereinrichtung
1520: Kartendaten
1600: Kommunikationseinrichtung
1700: Lenkung
1800: Audiosystem
1810: Vibrationssystem
1840: Headup-Display
1900: Bremssteuergerät
1950: Traktionsmotor
2000: Vorrichtung zum Bereitstellen einer Querführungsassistenz
2010: Eingang
2020: Ausgang
2100: Steuereinrichtung
2200: Auswerte Einrichtung
2300: Ermittlungseinrichtung
2400: Querführungseinrichtung
3000: Satelliten
3100: andere Satelliten
4000: Funkstationen
4050: weitere Sendeeinrichtung
4100: Schwarmdaten
4200: Datenbank

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10160189 B4 [0004]
US 2016011061 A1 [0005]
US 2016/0203375 A1 [0006]
JP 2016162323 A [0007]

Claims

Verfahren zur Unterstützung der Querführung eines Fahrzeugs (1000) beim Durchfahren eines Abschnitts einer Straße mit einer Richtungsfahrbahn (300, 600), die eine Krümmung aufweist, umfassend die Schritte Erfassen des Straßenraums mit einer Kamera (1100), Auswerten der von der Kamera (1100) erfassten Bilddaten und Extrahieren von Fahrstreifenmarkierungen (411, 412; 511, 512); Ermitteln, (a) ob rechte und linke extrahierte Fahrstreifenmarkierungen (411, 412; 511, 512) existieren und (b) ob ein Abstand zwischen den rechten und linken Fahrstreifenmarkierungen (411, 412; 511, 512) geringer als ein Fahrstreifenbreitenlimit ist, so dass ein für das Fahrzeug befahrbarer Fahrstreifen (410; 510) in dem zu durchfahrenden Abschnitt der Straße abgegrenzt ist; und Bereitstellen einer Querführungsassistenzinformation, wenn die Bedingungen (a) und (b) gemeinsam erfüllt sind; wobei zusätzlich ermittelt wird, (c) ob der befahrbare Fahrstreifen (410; 510) eine Krümmung aufweist, und, falls dieses der Fall ist, (d) das Fahrstreifenbreitenlimit für den gekrümmten befahrbaren Fahrstreifen (410; 510) gegenüber einem Basisfahrstreifenbreitenlimit (50) für das Überprüfen der Bedingung (b) erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich (e) mindestens eine Fahrdynamikbedingung, die von einem fahrdynamischen Parameter abhängig ist, und (f) mindestens eine Fahrzeugumgebungsbedingung, die von einem Fahrzeugumgebungsparameter abhängig ist, ausgewertet werden und der Verfahrensschritt (d) des Erhöhens des Fahrstreifenbreitenlimits nur stattfindet, wenn auch die mindestens eine Fahrdynamikbedingung (e) und die mindestens eine Fahrzeugumgebungsbedingung (f) erfüllt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten der mindestens einen Fahrdynamikbedingung das Ermitteln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1000) umfasst und (e1) ausgewertet wird, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1000) unterhalb einer maximalen Aktivierungsgeschwindigkeit liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auswerten der mindestens einen Fahrzeugumgebungsbedingung ermittelt wird, (f1) ob der zu durchfahrende Abschnitt der Straße eine Richtungsfahrbahn ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten der mindestens einen Fahrzeugumgebungsbedingung das Auswerten der Bilddaten im Hinblick auf das Erkennen von Verkehrszeichen umfasst und ermittelt wird, (f2) ob anhand der erfassten Verkehrszeichen eindeutig darauf geschlossen werden kann, dass der bisher durchfahrende Abschnitt der Straße ein Straßentyp ist, der eine Richtungsfahrbahn umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird, (f3) ob ein Beginn eines richtungsgetrennten Straßentyps oder auf ein Befinden des Fahrzeugs (1000) auf einem richtungsgetrennten Straßentyp eindeutig anhand eines oder mehrerer Verkehrszeichen festgestellt wird, das oder die in einem innerhalb einer zuletzt abgefahrenen Überwachungsstrecke oder zeitlich innerhalb einer unmittelbar vorausgehenden Überwachungszeitspanne erkannt worden sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten der mindestens einen Fahrdynamikbedingung das Ermitteln umfasst, (e2) ob innerhalb einer zuletzt abgefahrenen weiteren Überwachungsstrecke oder zeitlich innerhalb einer unmittelbar vorausgehenden weiteren Überwachungszeitspanne ein Fahrrichtungsanzeiger aktiv war.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, sofern Navigationsdaten (1530) vorliegen, das Erhöhen des Fahrstreifenbreitenlimits nur erfolgt, sofern eine Zielführung aktiv ist und/oder der zu durchfahrende Straßenabschnitt in den prädiktiven Streckendaten als Straßentyp mit Richtungsfahrbahn klassifiziert ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, sofern Schwarmdaten (4100) über die aktuelle Fahrzeugumgebung (1010) erfassbar sind, zusätzlich anhand der Schwarmdaten (4100) geprüft wird, ob der zu durchfahrende Straßenabschnitt eine Richtungsfahrbahn (405; 505) oder ein Richtungsfahrstreifen ist, und das Erhöhen des Fahrstreifenbreitenlimits nur erfolgt, sofern auch diese Bedingung zusätzlich erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich anhand der Schwarmdaten (4100) geprüft wird, ob zwischen den erfassten Fahrstreifenmarkierungen (411, 412; 511, 512) des befahrbaren Fahrstreifens nur ein befahrbarer Fahrstreifen existiert und das Erhöhen des Fahrstreifenbreitenlimits nur erfolgt, sofern auch diese Bedingung zusätzlich erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung des Fahrstreifens anhand der Schwarmdaten (4100) ermittelt wird.
Vorrichtung (2000) zur Unterstützung der Querführung eines Fahrzeugs (1000) beim Durchfahren eines Abschnitts einer Straße mit einer Richtungsfahrbahn (405; 505), die eine Krümmung aufweist, umfassend: eine Steuereinrichtung (2100) mit mindestens einem Eingang (2010) und mindestens einem Ausgang (2020), welche eine Auswerteeinrichtung (2200) für Bilddaten, die ausgebildet ist, aus den Bilddaten Fahrstreifenmarkierungen (411,412; 511, 512) zu extrahieren; und eine Ermittlungseinrichtung (2300) umfasst, die ausgebildet ist, zu ermitteln, a) ob rechte und linke extrahierte Fahrstreifenmarkierungen (411, 412; 511, 512) existieren und (b) ob ein Abstand zwischen den rechten und linken Fahrstreifenmarkierungen (411, 412; 511, 512) geringer als ein Fahrstreifenbreitenlimit ist, so dass ein für das Fahrzeug (1000) befahrbarer Fahrstreifen in dem zu durchfahrende Abschnitt der Straße abgegrenzt ist, und eine Querführungsassistenzinformation an dem mindestens einen Ausgang (2020) bereitzustellen, wenn die Bedingungen (a) und (b) gemeinsam erfüllt sind, und zusätzlich zu ermitteln, (c) ob der befahrbare Fahrstreifen eine Krümmung aufweist, und, falls dieses der Fall ist, (d) das Fahrstreifenbreitenlimit für den gekrümmten befahrbaren Fahrstreifen gegenüber einem Basisfahrstreifenbreitenlimit für das Überprüfen der Bedingung (b) zu erhöhen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2100) ausgebildet ist, über den mindestens einen Eingang (2010) mindestens einen fahrdynamischen Parameter und einen Fahrzeugumgebungsparameter zu empfangen, und die Ermittlungseinrichtung (2300) ausgebildet ist, zusätzlich (e) mindestens eine Fahrdynamikbedingung, die von dem einen fahrdynamischen Parameter abhängig ist, und (f) mindestens eine Fahrzeugumgebungsbedingung, die von dem einen Fahrzeugumgebungsparameter abhängig ist, auszuwerten, und ferner ausgebildet ist, das Erhöhen des Fahrstreifenbreitenlimits für das Überprüfen der Bedingung (b) nur auszuführen, wenn auch die mindestens eine Fahrdynamikbedingung (e) und die mindestens eine Fahrzeugumgebungsbedingung (f) erfüllt sind.