WO2021148178A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer automatisierten spurführung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2021148178A1
WO2021148178A1 PCT/EP2020/084204 EP2020084204W WO2021148178A1 WO 2021148178 A1 WO2021148178 A1 WO 2021148178A1 EP 2020084204 W EP2020084204 W EP 2020084204W WO 2021148178 A1 WO2021148178 A1 WO 2021148178A1
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lane
sensor
determined
motor vehicle
lane guidance
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PCT/EP2020/084204
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Alfred Kuttenberger
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60W2552/53—Road markings, e.g. lane marker or crosswalk

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating automated lane guidance of a motor vehicle for guiding the motor vehicle in a lane, the automated lane guidance taking into account image data which are determined by means of at least one first sensor system.
  • the method is characterized in that an implementation of the automated lane guidance is evaluated, with sensor data being determined for the evaluation by means of a second sensor system, the determined sensor data being used to assess whether the lane guidance is being carried out correctly.
  • the invention also relates to a corresponding device for this.
  • patent application DE 10 2013 106 769 A1 is known from the prior art.
  • This document relates to a tachograph in which a lane departure warning assistant and a collision warning assistant are integrated and which combines the functions of the tachograph together with the functions of the lane departure warning assistant and the collision warning assistant, the Tachograph can help with a liability distribution in the event of a traffic situation.
  • the images in front of the motor vehicle and the noises in the vicinity of the motor vehicle are recorded by the tachograph according to the invention and forwarded to the control unit, the aforementioned image and sound data, which can be presented as evidence in the event of a traffic accident, after being compressed into the memory unit can be saved.
  • the method according to the invention advantageously enables a reliable detection of faulty vehicle guidance. Automated driving assistance can therefore be carried out longer and with greater security. A lateral deviation of the vehicle from the road during automated driving is avoided.
  • the method according to the invention for operating automated lane guidance of a motor vehicle for guiding the motor vehicle in a lane, with the automated lane guidance taking into account image data determined by means of at least one first sensor system, is characterized in that an implementation of the automated lane guidance is evaluated , with sensor data being determined for the evaluation by means of a second sensor system, with the determined sensor data of the second sensor system being used to evaluate whether the lane guidance is being carried out correctly.
  • the automated lane guidance is supported by a second automated function. So there is a Optimization of a driver assistance function for automated lane recognition and lane guidance.
  • the automated lane guidance takes place taking into account and evaluating the data of a first sensor system.
  • This first sensor system comprises in particular an optical sensor, for example a video camera or a lidar sensor.
  • the first sensor system can also comprise a combination of several sensors, for example a video camera and lidar sensors.
  • a safety function is now being implemented to support and optimize this automated lane guidance.
  • Another sensor system is used to determine data which can be used to evaluate the actual execution of the automated lane guidance.
  • the aim here is to monitor and check whether the motor vehicle is deviating from the lane, for example whether a road edge marking is being driven over and / or whether the hard shoulder is being driven on.
  • a different type of sensor is advantageously used than in the first sensor system.
  • an acoustic sensor and / or a structure-borne sound sensor and / or a movement sensor and / or an inertial sensor can be used as the sensor type for the second sensor. Consequently, the sensor data determined by means of the second sensor are data of a different data type - compared to the image data which are determined by means of the first (optical) sensor system. This also increases the security of the evaluation.
  • the method can also include the determination of the image data by means of the first (optical) sensor system.
  • the method can also include the method step of evaluating the image data and / or the method step of executing the automated lane guidance on the basis of the evaluated image data.
  • the method is characterized in that a deviation of the motor vehicle from the lane is determined in order to evaluate the execution of the automated lane guidance.
  • the automated lane guidance defines an intended lane on which the motor vehicle is to be moved.
  • the motor vehicle should deviate from this lane by evaluating the sensor data of the second sensor system are recognized.
  • the lane on which the motor vehicle is moving can also be understood, for example, as the lane. For example, there is a deviation from the lane when the motor vehicle changes from the current lane to an adjacent lane or the hard shoulder. Deviating from this lane can therefore correspond to the motor vehicle departing from the lane.
  • a sensor system is installed in the vehicle, which can recognize the noises and / or the movement of the vehicle and it can be concluded from this that the vehicle unintentionally deviated from the lane / lane / road is.
  • a sensor system can, for. B. be an acceleration, displacement sensor, which is installed in some chassis to enable active chassis control.
  • the inertial sensors and / or structure-borne noise sensors installed in the vehicle can also be used to determine such signals, which are then evaluated by suitable algorithms.
  • the method is characterized in that, in order to evaluate the execution of the automated lane guidance, driving over a lane boundary is determined.
  • the method is characterized in that, as sensor data of the second sensor system, data are determined which enable an indirect assessment of whether the automated lane guidance is being carried out correctly, with the following in particular being determined:
  • the data ascertained by means of the second sensor system correspond to a data type which only enables a conclusion to be drawn about the correctness of the execution of the automatic track guidance through an appropriately designed evaluation.
  • sensor data are advantageously already determined by existing sensor systems in the motor vehicle. As a result, the costs for implementing this monitoring function can be kept low.
  • an inertial sensor already installed in the ESP system determines the movements of the vehicle. This inertial sensor picks up the vibrations that occur when driving over a lane marking. From these sensor data it can be recognized by a suitably set up evaluation that a road edge marking is currently being driven over.
  • the method is characterized in that at least one of the following sensor types is used as the second sensor system:
  • the second sensor system detects, for example, as a sound sensor in order to record and evaluate audio data in order to detect a crossing of a lane boundary.
  • the second sensor system can comprise the inertial sensor of the ESP system in order to use to determine the vibrations of the motor vehicle driving over grooves on the edge of the road.
  • the method is characterized in that it is determined in which direction the motor vehicle deviates from the lane, in particular a deviation from the lane to the right or to the left is determined when the sensor data representing the deviation second sensor system on a right side of the vehicle or a left side of the vehicle.
  • the direction of the deviation is advantageously determined taking into account the same sensor data from the second sensor system. For example, it can be determined on which side of the vehicle the sensor data were determined, or were determined first, in order to determine in which direction the deviation occurs. If such a signal is only recognized on one side, it can be assumed that the vehicle is no longer within the lane and there is a deviation in the direction in which the signal is recognized. For example, when the motor vehicle leaves the lane to the right onto the edge strip, the noises and vibrations characteristic of the edge strip are first determined on the right side of the vehicle. Only when the motor vehicle drives with all its wheels on the strip of beach would it be possible to determine the noises and vibrations on both sides of the vehicle.
  • the method is characterized in that a measure for correcting the lane guidance is carried out if the lane guidance is recognized as incorrect.
  • the structure-borne sound sensor system detects a signal that indicates that the vehicle is traveling e.g. B. indicates to the right of the road
  • the function can be activated by gently counter-steering to the left and, if necessary, braking Prevent departure from the lane and a correction of the lane guidance can be achieved.
  • the driver can be informed of the current situation and, if necessary, requested to intervene.
  • the method is characterized in that at least one of the following method steps is carried out in the case of a lane guidance recognized as incorrect:
  • the method is characterized in that in the case of a lane guidance recognized as incorrect, a measure to improve future automated lane guidance is carried out.
  • a learning process is started if it has been identified during the evaluation that incorrect lane guidance has taken place.
  • An adaptation of the software algorithm is to be understood as a learning process in particular.
  • the learning process can also include a change in the labels in the image data.
  • This can be an internal and / or external learning process.
  • An internal learning process takes place directly in the Motor vehicle.
  • An external learning process takes place outside the motor vehicle, advantageously at the manufacturer of the motor vehicle, or the assistance system or the software.
  • the error sequence (especially image data and evaluation data) is stored and / or transmitted for external revision.
  • a transmission can take place by physically reading out the error memory or, of course, by radio transmission
  • the method for operating the automated tracking and evaluating the execution can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control device and / or regulating device.
  • the approach presented here also creates a device which is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices.
  • the object on which the invention is based can also be achieved quickly and efficiently through this embodiment variant of the invention in the form of a device.
  • a device can be understood to mean an electrical device that processes sensor signals and outputs control and / or data signals as a function thereof.
  • the device can have an interface which can be designed in terms of hardware and / or software.
  • the interfaces can, for example, be part of a so-called system ASIC which contains a wide variety of functions of the device.
  • the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
  • a driver assistance system for example a lane keeping system, can also be understood as a device.
  • this can also include a device for performing the automated driving maneuvers, for example a steering actuator.
  • a sensor system for determining environmental data of the vehicle during operation can also be understood as a device.
  • the device can also be understood to be a sensor for determining noises or structure-borne noise and / or a sensor for determining vibrations, for example a movement sensor or an inertial sensor.
  • a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory, and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is also advantageous is used, especially when the program product or program is executed on a computer or device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a motor vehicle with an assistance system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a representation of the method steps of an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a motor vehicle 1 with an assistance system 2 configured as a lane keeping system according to an embodiment of the invention.
  • the motor vehicle 1 moves at speed V in the direction of the arrow shown.
  • the lane 11 in which the motor vehicle 1 is moving is delimited by a right lateral delimitation 12 (lane edge marking) and is thus separated from a hard shoulder 13.
  • an optical first sensor system 3 designed as a camera, which creates image data of the route section ahead.
  • the image data can be evaluated in a control device 6. From this image data Existing road markings can be determined in order to determine the route to be followed.
  • the driver assistance system 2 is activated and independently carries out automated steering interventions in order to guide the motor vehicle 1 along the desired route.
  • the automated steering interventions take place, for example, via a device 7 for automated driving maneuvers, such as a steering actuator.
  • the device 7 can be controlled, for example, via a second control device 8.
  • the second control device 8 can accordingly also be designed as a regulating device. This can be the same control device as the one used for evaluating the image data - or, of course, a separate control device.
  • the motor vehicle 1 has a second sensor system 4 designed as a motion sensor, which, for example, can be an inertial sensor already present in the motor vehicle 1.
  • the motion sensor 4 detects vibrations when the motor vehicle 1 drives over a profiled lateral boundary 12 (lane edge marking), for example.
  • the motor vehicle 1 additionally has a second sensor system 5 configured as a sound sensor, which, for example, perceives a change in noise development due to the rolling behavior of the wheels when the motor vehicle, for example, is at least partially driving on the hard shoulder.
  • FIG. 2 shows an illustration of the method steps of an embodiment of the invention.
  • the method is started in a first step S1. This is done, for example, by manual activation of the assistance system by the driver.
  • the respective assistance function is carried out.
  • a so-called lane keeping function for example, can be implemented as a function.
  • the automatic lane guidance can also be part of another automated driving function.
  • image data are first determined in a step S2 by means of the optical sensor system (for example by means of a video camera).
  • an evaluation of the image data takes place, for example in order to determine a lane in the route section lying ahead on the basis of determined lane markings.
  • step S4 On the basis of the determined lane, the actual execution of the lane guidance takes place in step S4, for example by means of automated intervention in the steering.
  • a condition for ending the method can be, for example, the manual abort of the lane guidance or also technical abort criteria, for example that no lane markings or no lane sufficiently recognized by the software. If such a condition (Y branch from B1) is present, the method is terminated in step S10, if necessary after a previous takeover request. If there is no condition for a termination (N branch from B1), the method is carried out further.
  • step S5 further sensor data are determined by means of the second sensor.
  • This sensor is of a different sensor type than the optical sensor system already mentioned. For example, it is a motion sensor for determining vehicle movements. As an alternative or in addition, it is a sound sensor for determining noises.
  • the determined sensor data are evaluated in step S6 to evaluate the lane guidance that has taken place. For example, if the lane guidance is incorrect, the road edge marking may be driven over. These markings are provided with grooves which stimulate a specific vibration in the motor vehicle. The motion sensor picks up these vibrations. By means of a specific evaluation, characteristic patterns can be recognized which allow the conclusion that the motor vehicle is driving on the lane edge marking. Noises can also be determined by means of the sound sensor or structure-borne sound sensor.
  • a specific evaluation can be used to determine whether, for example, the vehicle is driving (at least partially) on the hard shoulder, since this usually has a different nature than the lane. If it is determined that the vehicle is (partially) driving on the hard shoulder, the lane guidance has not been carried out correctly because the motor vehicle has deviated from the regular lane.
  • condition B2 it is checked whether there is currently a situation that suggests incorrect execution of the lane guidance. If this is the case (Y branch from B2), then in step S7, for example, the lane keeping was corrected by a slight automated counter-steering. The automated lane guidance can then be continued, for example, in S2 and S5. In addition, an optimization process is started in S8, for example, in order to reduce future incorrect execution of the lane guidance. Furthermore, information and / or a warning can be output to the driver in S9. If no incorrect execution of the lane guidance is recognized in condition B2 (N branch from B2), the automated lane guidance is regularly continued in steps S2 and S5.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Spurführung eines Kraftfahrzeugs (1) zur Führung des Kraftfahrzeugs in einer Fahrspur (11), wobei die automatisierte Spurführung unter Berücksichtigung von Bilddaten erfolgt, welche mittels wenigstens einem ersten Sensorsystem (3) ermittelt werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Evaluierung einer Ausführung der automatisierten Spurführung erfolgt, wobei für die Evaluierung mittels eines zweiten Sensorsystems (4, 5) Sensordaten ermittelt werden, wobei anhand der ermittelten Sensordaten bewertet wird, ob die Spurführung korrekt ausgeführt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung hierfür.

Description

Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer automatisierten Spurführung eines
Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Spurführung eines Kraftfahrzeugs zur Führung des Kraftfahrzeugs in einer Fahrspur, wobei die automatisierte Spurführung unter Berücksichtigung von Bilddaten erfolgt, welche mittels wenigstens einem ersten Sensorsystem ermittelt werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Evaluierung einer Ausführung der automatisierten Spurführung erfolgt, wobei für die Evaluierung mittels eines zweiten Sensorsystems Sensordaten ermittelt werden, wobei anhand der ermittelten Sensordaten bewertet wird, ob die Spurführung korrekt ausgeführt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung hierfür.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Anwendungen bekannt, bei denen in einem Kraftfahrzeug Funktionen zur Spurerkennung und dem Spurhalten mittels optischer Sensorik wie Videokameras oder Lidarsensoren dargestellt sind. Hierbei werden bspw. mit einer Videokamera Bilder aufgenommen und diese anschließend in Echtzeit mittels Algorithmen analysiert. In den Bildern wird auch nach Linien gesucht, welche zu einer Spur gehören und anschließend das Fahrzeug mittels automatisierten Lenkeingriffen in der Spur gehalten.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Patentanmeldung DE 10 2013 106 769 Al bekannt. Diese Schrift betrifft einen Fahrtenschreiber, in dem ein Spurhalteassistent und ein Kollisionswarnassistent integriert werden und der die Funktionen des Fahrtenschreibers zusammen mit den Funktionen des Spurhalteassistenten und des Kollisionswarnassistenten verbindet, wobei der Fahrtenschreiber im Falle eines Verkehrsfalls bei einer Haftungsverteilung mithelfen kann. Die Bilder vor dem Kraftfahrzeug und die Geräusche in der Umgebung des Kraftfahrzeuges werden von dem erfindungsgemäßen Fahrtenschreiber erfasst und an die Steuereinheit weitergeleitet, wobei die genannten Bild- und Geräuschdaten, die im Fall eines Verkehrsunfalls als Beweismittel vorgelegt werden können, nach dem Komprimieren in die Speichereinheit eingespeichert werden.
Bei derartigen Systemen kann es jedoch zu einer fehlerhaften Spurerkennung mittels des optischen Sensorsystems kommen. Aufgrund von algorithmischen Schwächen kommt es bspw. Vorkommen, dass der Algorithmus keine oder eine fehlerhafte Linie erkennt. Dies kann dann dazu führen, dass das Fahrzeug von der Straße gelenkt wird wenn der Fahrer nicht korrigierend eingreift.
Offenbarung der Erfindung
Vorteilhaft ermöglicht hingegen das erfindungsgemäße Verfahren eine sichere Erkennung einer fehlerhaften Fahrzeugführung. Eine automatisierte Fahrunterstützung kann daher länger und mit einer höheren Sicherheit ausgeführt werden. Ein seitliches Abkommen des Fahrzeugs von der Straße bei automatisierter Fahrt wird vermieden. Ermöglicht wird dies durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmale der Erfindung. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Spurführung eines Kraftfahrzeugs zur Führung des Kraftfahrzeugs in einer Fahrspur, wobei die automatisierte Spurführung unter Berücksichtigung von Bilddaten erfolgt, welche mittels wenigstens einem ersten Sensorsystem ermittelt werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Evaluierung einer Ausführung der automatisierten Spurführung erfolgt, wobei für die Evaluierung mittels eines zweiten Sensorsystems Sensordaten ermittelt werden, wobei anhand der ermittelten Sensordaten des zweiten Sensorsystem bewertet wird, ob die Spurführung korrekt ausgeführt wird.
Hierunter kann ein Verfahren zur Ausführung und Korrektur einer automatisierten Spurführung verstanden werden. Es erfolgt eine Unterstützung der automatisierten Spurführung durch eine zweite automatisierte Funktion. Es erfolgt also eine Optimierung einer Fahrerassistenzfunktion der automatisierten Spurerkennung und Spurführung.
Die automatisierte Spurführung erfolgt unter Berücksichtigung und Auswertung der Daten eines ersten Sensorsystems. Dieses erste Sensorsystem umfasst insbesondere einen optischen Sensor, bspw. eine Videokamera oder ein Lidarsensor. Auch kann das erste Sensorsystem eine Kombination von mehreren Sensoren umfassen, bspw. eine Videokamera und Lidarsensoren. Zur Unterstützung und Optimierung dieser automatisierten Spurführung wird nun eine Sicherheitsfunktion implementiert. Mittels eines anderen Sensorsystems werden Daten ermittelt, mittels welchen eine Evaluierung der tatsächlichen Ausführung der automatisierten Spurführung erfolgen kann. Hierbei soll überwacht und überprüft werden, ob das Kraftfahrzeugs von der Fahrspur abweicht, bspw. ob ein Überfahren einer Fahrbahnrandmarkierung erfolgt und/oder ob ein Befahren des Seitenstreifens erfolgt. Zur Steigerung der Sicherheit bei der Evaluierung wird vorteilhafterweise ein anderer Sensortyp verwendet, als beim ersten Sensorsystem. Bspw. kann als Sensortyp für den zweiten Sensor ein akustischer Sensor und/oder ein Körperschallsensor und/oder ein Bewegungssensor und/oder ein Inertialsensor eingesetzt werden. Folglich handelt es sich bei den mittels des zweiten Sensors ermittelten Sensordaten um Daten eines anderen Datentyps - im Vergleich zu den Bilddaten, welche mittels des ersten (optischen) Sensorsystems ermittelt werden. Auch hierdurch wird die Sicherheit der Evaluierung gesteigert.
Das Verfahren kann als weiteren Verfahrensschritt auch die Ermittlung der Bilddaten mittels des ersten (optischen) Sensorsystem umfassen. Ebenfalls kann das Verfahren den Verfahrensschritt Auswertung der Bilddaten umfassen und/oder den Verfahrensschritt Ausführung der automatisierten Spurführung auf Basis der ausgewerteten Bilddaten umfassen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Evaluierung der Ausführung der automatisierten Spurführung ein Abweichen des Kraftfahrzeugs von der Fahrspur ermittelt wird.
Hierunter wird verstanden, dass die automatisierte Spurführung eine vorgesehene Fahrspur definiert, auf welcher das Kraftfahrzeug bewegt werden soll. Ein Abweichen des Kraftfahrzeugs von dieser Fahrspur soll mittels Auswertung der Sensordaten des zweiten Sensorsystems erkannt werden. Als Fahrspur kann bspw. auch die Fahrbahn verstanden werden, auf welcher sich das Kraftfahrzeug bewegt. Bspw. liegt ein Abweichen von der Fahrspur vor, wenn das Kraftfahrzeug von dem aktuellen Fahrstreifen auf einen benachbarten Fahrstreifen oder den Seitenstreifen wechselt. Ein Abweichen von dieser Fahrspur kann daher einem Abkommen des Kraftfahrzeugs von der Fahrbahn entsprechen.
Wenn das Fahrzeug seinen aktuellen Fahrstreifen verlässt und auf den Seitenstreifen kommt, hat dieser in der Regel eine andere Beschaffenheit als die Straße, was dazu führt, dass Geräusche und Fahrzeugbewegungen erzeugt werden. Für die Umsetzung dieser Evaluierung ist es daher vorteilhaft, dass im Fahrzeug eine Sensorik verbaut ist, welche die Geräusche und/oder die Bewegung des Fahrzeugs erkennen kann und daraus geschlossen werden kann, dass das Fahrzeug in unbeabsichtigter Weise von der Fahrspur/ Fahrstreifen/ Fahrbahn abgekommen ist. Eine derartige Sensorik kann z. B. eine Beschleunigungs-, Wegsensorik sein, welche in manchen Fahrwerken verbaut ist, um eine aktive Fahrwerksregelung zu ermöglichen. Alternativ kann auch die im Fahrzeug verbaute Inertialsensorik und/oder Körperschallsensorik dazu genutzt werden derartige Signale zu ermitteln, welche anschließend durch geeignete Algorithmen ausgewertet werden.
In einer möglichen Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Evaluierung der Ausführung der automatisierten Spurführung ein Überfahren einer Fahrbahnbegrenzung ermittelt wird.
Hierunter wird verstanden, dass bereits bei einem Überfahren einer seitlichen Fahrbahnbegrenzung auf ein Abkommen von der geplanten Fahrspur/ Fahrstreifen/ Fahrbahn erkannt werden kann. Es kann also vorteilhaft bereits vor einem tatsächlichen Befahren des Seitenstreifens eine nicht-korrekt Ausführung der automatischen Spurführung ermittelt werden. Vorteilhaft wird hierfür ausgenützt, dass auf einigen Straßen an der seitlichen Begrenzung der Asphalt mit periodischen Vertiefungen versehen ist, welche dazu führen, dass der normale Fahrer durch das dabei auftretende Geräusch und die Vibrationen darauf aufmerksam gemacht wird, dass er gerade im Begriff ist von der Straße abzukommen. In der Regel greift der Fahrer dann korrigierend ein. Auch normale Spurbegrenzungslinien können derart gestaltet sein, dass sie ein hörbares Geräusch erzeugen, wenn sie überfahren werden. Derartige Vibrationen und Geräusche können auch durch Sensoren ermittelt werden und durch eine entsprechende Auswertung als ein Verlassen der Fahrspur gedeutet werden. Steht das Verlassen der Fahrspur nicht im Einklang mit der geplanten Spurführung, so wird von einer nicht ordnungsgemäßen Ausführung der automatischen Spurführung ausgegangen.
In einer bevorzugten Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass als Sensordaten des zweiten Sensorsystems Daten ermittelt werden, die eine indirekte Bewertung ermöglichen, ob die automatisierte Spurführung korrekt ausgeführt wird, wobei insbesondere ermittelt werden:
- Geräusche und/oder
- Fahrzeugbewegungen.
Hierunter wird verstanden, dass die mittels des zweiten Sensorsystems ermittelten Daten einem Datentyp entsprechen, welcher erst durch eine entsprechen ausgestaltete Auswertung einen Rückschluss auf die Korrektheit der Ausführung der automatischen Spurführung ermöglichen. Vorteilhaft werden derartige Sensordaten bereits durch bestehende Sensorsystem im Kraftfahrzeug ermittelt. Hierdurch können die Kosten zur Umsetzung dieser Überwachungsfunktion geringgehalten werden. Bspw. ermittelt ein im ESP-System bereits installierter Inertialsensor die Bewegungen des Fahrzeugs. Dieser Inertialsensor nimmt die Schwingungen auf, welche beim Überfahren einer Fahrbahnrandmarkierung entstehen. Aus diesen Sensordaten kann durch eine geeignet eingerichtete Auswertung erkannt werden, dass aktuell ein Überfahren einer Fahrbahnrandmarkierung vorliegt.
In einer alternativen Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Sensorsystem wenigstens einer der folgenden Sensortypen eingesetzt wird:
- ein Schallsensor;
- ein Körperschallsensor;
- ein Beschleunigungssensor;
- ein Inertialsensor.
Hierunter wird verstanden, dass das zweite Sensorsystem bspw. als einen Schallsensor erfasst, um Audiodaten aufzunehmen und auszuwerten, um ein Überfahren einer Fahrbahnbegrenzung zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Sensorsystem den Inertialsensor des ESP-Systems umfassen, um anhand der Schwingungen des Kraftfahrzeugs ein Überfahren von Rillen am Fahrbahnrand zu ermitteln.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird in welche Richtung ein Abweichen des Kraftfahrzeugs von der Fahrspur erfolgt, wobei insbesondere ein Abweichen von der Fahrspur nach rechts, bzw. nach links, ermittelt wird, wenn die das Abweichen repräsentierenden Sensordaten des zweiten Sensorsystems auf einer rechten Kraftfahrzeugseite, bzw. einer linken Kraftfahrzeugseite, ermittelt werden.
Hierunter wird verstanden, dass bei der Evaluierung der automatischen Spurführung ermittelt wird, in welche Richtung ein Abweichen des Kraftfahrzeugs von der geplanten Spur vorliegt. Vorteilhaft erfolgt die Ermittlung der Richtung des Abweichens unter Berücksichtigung der selben Sensordaten des zweiten Sensorsystems. Bspw. kann ermittelt werden, auf welcher Fahrzeugseite die Sensordaten ermittelt wurden, bzw. zuerst ermittelt wurden, um festzustellen in welche Richtung das Abweichen erfolgt. Wird nur ein derartiges Signal auf einer Seite erkannt, so ist davon auszugehen, dass das Fahrzeug nicht mehr innerhalb der Spur ist und ein Abweichen in die Richtung vorliegt, in welcher das Signal erkannt wird. Bspw. wird bei einem Abkommen des Kraftfahrzeugs vom Fahrstreifen nach rechts auf den Randstreifen zuerst auf der rechten Fahrzeugseite die für den Randstreifen charakteristischen Geräusche und Schwingungen ermittelt. Erst wenn das Kraftfahrzeug mit allen Rädern auf dem Strandstreifen fährt, würden die Geräusche und Schwingungen auf beiden Fahrzeugseiten ermittelt werden können.
In einer möglichen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als nicht-korrekt erkannten Spurführung eine Maßnahme zur Korrektur der Spurführung ausgeführt wird.
Hierunter wird verstanden, dass mittels des Verfahren sowohl eine Ermittlung als auch eine Korrektur einer fehlerhaften automatisierten Spurführung erfolgen soll. Zur Korrektur können unterschiedliche technische Maßnahme eingeleitet werden. Erkennt bspw. in einem derartigen Fall die Körperschallsensorik ein Signal, was auf ein Abkommen des Fahrzeugs z. B. nach rechts von der Fahrbahn hindeutet, so kann die Funktion durch ein sanftes Gegenlenken nach links und gegebenenfalls Bremsen ein Abkommen von der Fahrbahn verhindern und eine Korrektur der Spurführung erzielt werden. Zusätzlich kann der Fahrer noch über die aktuelle Situation informiert werden und ggf. zum zusätzlichen Eingreifen aufgefordert werden.
Hierunter kann auch verstanden werden, dass eine Weiterführung der automatisierten Spurführung solange erfolgt, wie keine definierten Signale erkannt werden, die auf eine nicht- korrekte Spurführung hindeuten.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als nicht-korrekt erkannten Spurführung, wenigstens einer der folgenden Verfahrensschritte ausgeführt wird:
- Degradierung der Daten aus dem ersten Sensorsystem für die automatisierte Spurführung;
- Ausführung eines Lenkeingriffes unter Berücksichtigung der mittels des zweiten Sensorsystems ermittelten Daten;
- Ausführung eines Gegenlenkens mittels automatisiertem Lenkeingriff, um auf die Fahrspur zurückzukommen;
- Eingriff in die Längsführung des Kraftfahrzeugs, insb. automatisches Abbremsen des Kraftfahrzeugs;
- Abbruch der automatisierten Spurführung;
- Aufforderung an einen Fahrzeuginsassen zum Übernehmen der Spurführung;
- Information über Fehlerfall an einen Fahrzeuginsassen, insbesondere an einen Fahrer;
- Erstellen eines Fehlereintrags in einen Fehlerspeicher des Kraftfahrzeugs.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als nicht-korrekt erkannten Spurführung eine Maßnahme zur Verbesserung einer zukünftigen automatisierten Spurführung ausgeführt wird.
Hierunter wird verstanden, dass das Verfahren eine Optimierung der automatisierten Spurführung unter Berücksichtigung von Bilddaten vorsieht. Hierfür wird ein Lernprozess gestartet, wenn bei der Evaluierung identifiziert worden ist, dass eine nichtkorrekte Spurführung erfolgt ist. Als Lernprozess ist insbesondere eine Anpassung des Softwarealgorithmus zu verstehen. Auch kann der Lernprozess eine Änderung der Labels in den Bilddaten umfassen. Hierbei kann es sich um einen internen oder/und externen Lernprozess handeln. Ein interner Lernprozess erfolgt direkt in dem Kraftfahrzeug. Ein externer Lernprozess erfolgt außerhalb des Kraftfahrzeugs, vorteilhafterweise beim Hersteller des Kraftfahrzeugs, oder des Assistenzsystems oder der Software. Hierfür erfolgt eine Speicherung und/oder Übertragung der Fehlersequenz (insb. Bilddaten und Auswertedaten) zu externen Überarbeitung. Eine Übertragung kann mittels physischen Auslesen des Fehlerspeichers oder natürlich auch mittels Funkübertragung erfolgen
Das Verfahren zum Betreiben der automatisierten Spurführung und Evaluation der Ausführung kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät und/oder Regelungsvorrichtung implementiert sein. Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Als Vorrichtung kann weiterhin ein Fahrerassistenzsystem, bspw. ein Spurhaltesystem verstanden werden.
Weiterhin kann dies auch eine Vorrichtung zur Ausführung der automatisierten Fahrmanöver, bspw. einem Lenkungsaktuator umfassen. Als Vorrichtung kann ebenfalls ein Sensorsystem zur Ermittlung von Umgebungsdaten des Fahrzeugs im Betrieb, bspw. ein optisches Sensorsystem verstanden werden. Auch kann als Vorrichtung ein Sensor zur Ermittlung von Geräuschen oder Körperschall oder/und ein Sensor zur Ermittlung von Vibrationen verstanden werden, bspw. ein Bewegungssensor oder ein Inertialsensor. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsformen
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeit der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren.
Von den Figuren zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einem Assistenzsystem entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 2 eine Darstellung der Verfahrensschritte einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges 1 mit einem als Spurhaltesystem ausgestalteten Assistenzsystem 2 entsprechend einer Ausführung der Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 bewegt sich dabei mit Geschwindigkeit V in Richtung des gezeigten Pfeils. Im Streckenabschnitt der Fahrstraße 10 vor dem Kraftfahrzeug befindet sich eine Rechtskurve. Die Fahrspur 11 auf der sich das Kraftfahrzeug 1 bewegt, ist durch eine rechte seitliche Begrenzung 12 (Fahrbahnrandmarkierung) begrenzt und damit von einem Seitenstreifen 13 getrennt.
Im Kraftfahrzeug 1 ist ein als Kamera ausgestaltetes optisches erstes Sensorsystem 3 vorhanden, welches Bilddaten von dem vorausliegenden Streckenabschnitt erstellt. Die Auswertung der Bilddaten kann in einem Steuergerät 6 erfolgen. Aus diesen Bilddaten können vorhandene Fahrbahnmarkierungen ermittelt werden, um daraus die zu folgende Fahrstrecke zu ermitteln. Das Fahrerassistenzsystem 2 ist aktiviert und führt eigenständig automatisierte Lenkeingriffe aus, um das Kraftfahrzeug 1 entlang der gewünschten Fahrstrecke zu führen. Die automatisierten Lenkeingriffe erfolgen bspw. über eine Vorrichtung 7 für automatisierte Fahrmanöver, wie bspw. einem Lenkungsaktuator. Die Ansteuerung der Vorrichtung 7 kann bspw. über ein zweites Steuergerät 8 erfolgen. Das zweite Steuergerät 8 kann entsprechend auch als Regelungsvorrichtung ausgestaltet sein. Hierbei kann es sich um das selbe Steuergerät wie zur Auswertung der Bilddaten handeln - oder natürlich um ein eigenständiges Steuergerät. Das Kraftfahrzeug 1 weist ein als Bewegungssensor ausgestaltetes zweites Sensorsystem 4 um, welcher bspw. ein bereits im Kraftfahrzeug 1 vorhandene Inertialsensor sein kann. Mittels des Bewegungssensors 4 werden Vibrationen erkannt, wenn das Kraftfahrzeug 1 bspw. über eine profilierte seitliche Begrenzung 12 (Fahrbahnrandmarkierung) fährt. Weiterhin weist das Kraftfahrzeug 1 zusätzlich ein als Schallsensor ausgestaltetes zweites Sensorsystem 5 auf, welcher bspw. eine geänderte Geräuschentwicklung durch das Abrollverhalten der Räder wahrnimmt, wenn das Kraftfahrzeug bspw. zumindest teilweise auf dem Seitenstreifen fährt.
In Fig. 2 ist eine Darstellung der Verfahrensschritte einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Hierbei erfolgt in einem ersten Schritt S1 der Start des Verfahrens. Dies erfolgt bspw. durch manuelle Aktivierung des Assistenzsystems durch den Fahrer. Im nächsten Schritt erfolgt eine Ausführung der jeweiligen Assistenzfunktion. Als Funktion kann bspw. eine sogenannte Spurhaltefunktion umgesetzt sein. Die automatische Spurführung kann jedoch auch Teil einer anderen automatisierten Fahrfunktion sein. Hierfür werden in einem Schritt S2 zunächst Bilddaten mittels des optischen Sensorsystems (bspw. mittels einer Videokamera) ermittelt. In einem Schritt S3 erfolgt eine Auswertung der Bilddaten, bspw. um im vorausliegenden Streckenabschnitt eine Fahrspur auf Basis ermittelter Fahrbahnmarkierungen zu ermitteln. Auf Basis der ermittelten Fahrspur erfolgt in Schritt S4 die tatsächliche Ausführung der Spurführung, bspw. mittels automatisiertem Eingriff in die Lenkung. Während der Ausführung der automatisierten Spurführung wird in Bl überprüft, ob eine Bedingung für eine Beendigung des Verfahrens vorliegt. Eine solche Bedingung kann bspw. der manuelle Abbruch der Spurführung sein oder auch technische Abbruchkriterien sein, bspw., dass keine Fahrbahnmarkierungen oder keine Fahrspur in ausreichendem Maße von der Software erkannt werden. Bei Vorliegen einer derartigen Bedingung (Y-Abzweig von Bl) erfolgt in Schritt S10 die Beendigung des Verfahrens, ggf. nach zuvor erfolgter Übernahmeaufforderung. Liegt keine Bedingung für eine Beendigung vor (N-Abzweig von Bl) wird das Verfahren weiter ausgeführt.
In einem parallelen Verfahrensschritt S5 erfolgt die Ermittlung weiterer Sensordaten mittels des zweiten Sensors. Dieser Sensor ist von einem anderen Sensortyp als das bereits erwähnte optische Sensorsystem. Bspw. handelt es sich dabei um einen Bewegungssensor zur Ermittlung von Fahrzeugbewegungen. Alternativ oder zusätzlich handelt es sich dabei um einen Schallsensor zur Ermittlung von Geräuschen. Die ermittelten Sensordaten werden in Schritt S6 zur Evaluierung der erfolgten Spurführung ausgewertet. So kann es bspw. bei einer nicht- korrekten Spurführung zu einem Überfahren der Fahrbahnrandmarkierung kommen. Diese Markierungen sind mit Rillen versehen, welche eine spezifische Schwingung im Kraftfahrzeug anregen. Der Bewegungssensor nimmt diese Schwingungen auf. Mittels einer spezifischen Auswertung können charakteristische Muster erkannt werden, die auf ein Befahren der Fahrbahnrandmarkierung durch das Kraftfahrzeug schlussfolgern lassen. Auch können mittels des Schallsensors oder Körperschallsensors Geräusche ermittelt werden. Auf Basis der erkannten Geräusche oder auch Geräuschunterschiede kann mittels einer spezifischen Auswertung ermittelt werden, ob bspw. das Fahrzeug (zumindest teilweise) auf dem Seitenstreifen fährt da dieser in der Regel eine andere Beschaffenheit wie die Fahrspur aufweist. Wird festgestellt, dass das Fahrzeug (teilweise) auf dem Seitenstreifen fährt, ist die Fahrspurführung nicht korrekt erfolgt, da das Kraftfahrzeug von der regulären Fahrspur abgekommen ist.
In einer Bedingung B2 wird überprüft, ob aktuell eine Situation vorliegt, die auf eine nicht- korrekte Ausführung der Spurführung schlussfolgern lässt. Ist dies der Fall (Y- Abzweig von B2) so erfolgte in Schritt S7 bspw. eine Korrektur der Spurhaltung durch ein leichtes automatisiertes Gegenlenken Im Anschluss kann die automatisierte Spurführung bspw. in S2 und S5 weitergeführt werden. Zusätzlich wird in S8 bspw. ein Optimierungsprozess gestartet, um zukünftige nicht- korrekte Ausführungen der Spurführung zu reduzieren. Weiterhin kann in S9 eine Information und/oder eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden. Wird in der Bedingung B2 keine nicht korrekte Ausführung der Spurführung erkannt (N-Abzweig von B2), wird regulär die automatisierte Spurführung in den Schritten S2 und S5 weitergeführt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Spurführung eines Kraftfahrzeugs (1) zur Führung des Kraftfahrzeugs (1) in einer Fahrspur (11), wobei die automatisierte Spurführung unter Berücksichtigung von Bilddaten erfolgt, welche mittels wenigstens einem ersten Sensorsystem (3) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Evaluierung einer Ausführung der automatisierten Spurführung erfolgt, wobei für die Evaluierung mittels eines zweiten Sensorsystems (4, 5) Sensordaten ermittelt werden, wobei anhand der ermittelten Sensordaten des zweiten Sensorsystems (4, 5) bewertet wird, ob die Spurführung korrekt ausgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Evaluierung der Ausführung der automatisierten Spurführung ein Abweichen des Kraftfahrzeugs (1) von der Fahrspur (11) ermittelt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Evaluierung der Ausführung der automatisierten Spurführung ein Überfahren einer Fahrbahnbegrenzung (12) ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensordaten des zweiten Sensorsystems (4, 5) Daten ermittelt werden, die eine indirekte Bewertung ermöglichen, ob die automatisierte Spurführung korrekt ausgeführt wird, wobei insbesondere ermittelt werden:
- Geräusche und/oder
- Fahrzeugbewegungen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Sensorsystem (4, 5) wenigstens einer der folgenden Sensortypen eingesetzt wird:
- ein Schallsensor;
- ein Körperschallsensor; - ein Beschleunigungssensor;
- ein Inertialsensor.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird in welche Richtung ein Abweichen des Kraftfahrzeugs (1) von der Fahrspur (11) erfolgt, wobei insbesondere ein Abweichen von der Fahrspur (11) nach rechts, bzw. nach links, ermittelt wird, wenn die das Abweichen repräsentierenden Sensordaten des zweiten Sensorsystems (4, 5) auf einer rechten Kraftfahrzeugseite, bzw. einer linken Kraftfahrzeugseite, ermittelt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als nicht-korrekt erkannten Spurführung eine Maßnahme zur Korrektur der Spurführung ausgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als nicht-korrekt erkannten Spurführung, wenigstens einer der folgenden Verfahrensschritte ausgeführt wird:
- Degradierung der Daten aus dem ersten Sensorsystem (3) für die automatisierte Spurführung;
- Ausführung eines Lenkeingriffes unter Berücksichtigung der mittels des zweiten Sensorsystems (4, 5) ermittelten Daten;
- Ausführung eines Gegenlenkens mittels automatisiertem Lenkeingriff, um auf die Fahrspur zurückzukommen;
- Eingriff in die Längsführung des Kraftfahrzeugs, insb. automatisches Abbremsen des Kraftfahrzeugs;
- Abbruch der automatisierten Spurführung;
- Aufforderung an einen Fahrzeuginsassen zum Übernehmen der Spurführung;
- Information über Fehlerfall an einen Fahrzeuginsassen, insbesondere an einen Fahrer;
- Erstellen eines Fehlereintrags in einen Fehlerspeicher des Kraftfahrzeugs (1).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als nicht-korrekt erkannten Spurführung eine Maßnahme zur Verbesserung einer zukünftigen automatisierten Spurführung ausgeführt wird.
10. Vorrichtung (2, 3, 4, 5, 6, 7), die eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.
11. Computerprogramm, das bei Ausführung des Programms durch eine
Vorrichtung nach Anspruch 10 dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
12. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.
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