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Die vorliegende Erfindung betrifft unter anderem ein Verfahren zum Erstellen einer Attributenkarte sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, abhängig von dieser Attri buten karte.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erstellen einer Attributenkarte umfasst einen Schritt des Bereitstellens einer Lokalisierungskarte, wobei die Lokalisierungskarte Lokalisierungsmerkmale umfasst, und einen Schritt des Bestimmens von ausgewählten Bereichen in der Lokalisierungskarte derart, dass jeder Bereich, abhängig von den Lokalisierungsmerkmalen, eindeutig bestimmt ist. Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt des Bestimmens von Attributen, abhängig von einer jeweiligen Ausgestaltung jedes einzelnen Bereichs, wobei jedem einzelnen Bereich wenigstens ein Attribut zugeordnet wird, und einen Schritt des Erstellens der Attributenkarte, ausgehend von der Lokalisierungskarte, wobei die Attributenkarte die zugeordneten Attribute umfasst.
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Unter einer Lokalisierungskarte ist beispielsweise eine digitale Karte zu verstehen, welche in Form von (Karten-) Datenwerten auf einem Speichermedium vorliegt. Die Karte ist beispielsweise derart ausgebildet, dass eine oder mehrere Kartenschichten umfasst werden, wobei eine Kartenschicht beispielsweise eine Karte aus der Vogelperspektive (Verlauf und Position von Straßen, Gebäuden, Landschaftsmerkmalen, etc.) zeigt. Dies entspricht beispielsweise einer Karte eines Navigationssystems. Eine weitere Kartenschicht umfasst beispielsweise eine Radarkarte, wobei die Lokalisierungsmerkmale, welche von der Radarkarte umfasst werden, mit einer Radarsignatur hinterlegt sind. Eine weitere Kartenschicht umfasst beispielsweise eine Lidarkarte, wobei die Lokalisierungsmerkmale, welche von der Lidarkarte umfasst werden, mit einer Lidarsignatur hinterlegt sind.
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Die Karte ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie sich zur Navigation eines Fahrzeugs, insbesondere eines automatisierten Fahrzeugs, eignet. Dazu umfassen die einzelnen Kartenschichten beispielsweise Lokalisierungsmerkmale mit einer GPS-Position, wobei diese Position hochgenau bekannt ist. Unter einer hochgenauen Position ist eine Position zu verstehen, welche innerhalb eines vorgegebenen Koordinatensystems, beispielsweise WGS84-Koordinaten, derart genau ist, dass diese Position eine maximal zulässige Unschärfe nicht überschreitet. Dabei kann die maximale Unschärfe beispielsweise von der Umgebung - beziehungsweise der Anzahl und/oder Ausgestaltung der Lokalisierungsmerkmale - abhängen. Weiterhin kann die maximale Unschärfe beispielsweise davon abhängen, ob das Fahrzeug manuell oder teil-, hoch- oder vollautomatisiert (entsprechend einem der SAE-Level 1 bis 5) betrieben wird. Grundsätzlich ist die maximale Unschärfe so gering, dass insbesondere ein sicheres Betreiben des (automatisierten) Fahrzeugs gewährleistet ist. Für ein vollautomatisiertes Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs liegt die maximale Unschärfe beispielsweise in einer Größenordnung von etwa 10 Zentimeter. Unter einem Fahrzeug ist beispielsweise ein automatisiertes Fahrzeug, welches gemäß einem der SAE-Level 1 bis 5 (siehe Norm SAE J3016) ausgebildet ist, oder ein manuell betriebenes Fahrzeugs, gemäß SAE-Level 0, zu verstehen.
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Unter einem Lokalisierungsmerkmale ist beispielsweise ein Objekt (Verkehrszeichen, Infrastrukturmerkmale [Leitplanke, Kurvenverlauf, Tunnel, Brücken, etc.], Gebäude, etc.) zu verstehen, welches mittels einer Umfeldsensorik eines Fahrzeugs erfasst und/oder klassifiziert bzw. zugeordnet werden kann. In einer Ausführungsform ist unter einem Lokalisierungsmerkmal zusätzlich oder alternativ beispielsweise ein Straßenverlauf (Anzahl der Spuren, Kurvenradius, etc.) und/oder ein Muster mehrerer - beispielsweise sich wiederholender - Objekte (zum Beispiel eine charakteristische Abfolge von Verkehrszeichen, etc.) zu verstehen.
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Unter einem ausgewählten Bereich ist beispielsweise ein Bereich in der Karte zu verstehen, welche einem Straßenabschnitt (beispielsweise zwischen zwei Kreuzungen und/oder zwischen zwei Auf- bzw. Abfahrten, etc.) und/oder einer Region (beispielsweise einem bestimmten Stadtgebiet, etc.) zugeordnet ist. Unter mehreren ausgewählten Bereichen sind insbesondere Bereich zu verstehen, welche sich nicht überlappen und/oder welche unverwechselbar sind. Unter sich nicht überlappenden Bereichen sind Bereiche zu verstehen, denen jeder Punkt der Karte eindeutig zugeordnet werden kann. Unter nicht verwechselbaren Bereichen sind Bereich zu verstehen, welche beispielsweise mittels einer Umfeldsensorik eines Fahrzeugs erfasst und eindeutig erkannt werden können (beispielsweise indem jeder ausgewählte Bereich eine eindeutige Anordnung ans Lokalisierungsmerkmalen umfasst).
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Unter einer Ausgestaltung jedes einzelnen Bereichs ist beispielsweise eine bereichsspezifische Charakterisierung zu verstehen. Beispielsweise kann unter einem ausgewählten Bereich ein Straßenabschnitt zu verstehen sein, wobei die Ausgestaltungsform dann angibt, ob es sich um eine Landstraße oder eine Autobahn, etc. handelt. In einer Ausführungsform beschreibt die Ausgestaltung beispielsweise die Anzahl der Fahrspuren pro Fahrtrichtung und/oder die vorgegebene Maximalgeschwindigkeit und/oder eine Anzahl an Kurven in diesem Bereich und/oder eine Angabe bzgl. der Radien der Kurven in diesem Bereich, etc. In einer weiteren Ausführungsform beschreibt die Ausgestaltung beispielsweise einen Zustand der Fahrbahnoberfläche (nass, trocken, glatt, Reibwert, etc.)
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Unter einer Umfeldsensorik ist wenigstens ein Video- und/oder wenigstens ein Radar- und/oder wenigstens ein Lidar- und/oder wenigstens ein Ultraschall- und/oder wenigstens ein weiterer Sensor zu verstehen, welcher dazu ausgebildet ist, eine Umgebung eines Fahrzeugs, wobei diese Umgebung insbesondere Lokalisierungsmerkmale umfasst, in Form von Umgebungsdatenwerten zu erfassen.
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Unter Attributen sind beispielsweise Informationen über die Aktivierungsfreigabe für eine spezifische Fahrerassistenzfunktion (hier auch Fahrfunktion genannt) zu verstehen. Beispielhaft wird im Folgenden eine Autobahn-Assistenzfunktion betrachtet. Die Aktivierung dieser Fahrfunktion ist auf allen Autobahnen erlaubt. Folglich enthält die Attributkarte den Wert „Aktivierung zulässig“ an sämtlichen Koordinaten welche einer Autobahn zuzuordnen sind. In einer vorteilhaften Ausprägung werden Aktivierungsattribute für mehrere Fahrerassistenz- und AD-funktionen (allgemein: Fahrfunktionen) in der Attributkarte gespeichert. Damit ist eine Verwendung für mehrere bzw. verschiedene Fahrfunktionen möglich.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung werden in der Attributkarte Informationen über die Eindeutigkeit der in der Lokalisierungskarte enthaltenen Merkmalskombinationen abgelegt. Eine eindeutige Merkmalskombination zeichnet sich dadurch aus, dass in einem vorgegebenen Radius (z.B. 1km) um diese Merkmalsanordnung keine, im Rahmen einer vordefinierten erlaubten Abweichung, gleiche Merkmalskombination vorhanden ist. Die Bestimmung dieses Eindeutigkeitsattributs erfolgt gemäß den genannten Ansprüchen.
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Unter einem Erstellen der Attributenkarte, ausgehend von der Lokalisierungskarte, wobei die Attributenkarte die zugeordneten Attribute umfasst, ist beispielsweise zu verstehen, dass die Lokalisierungskarte um eben diese Attribute ergänzt wird, so dass abhängig von einer Position eines Fahrzeugs das entsprechende Attribut abgerufen werden kann. Somit ist unter einer Attributenkarte beispielsweine eine Lokalisierungskarte zu verstehen, welche wenigstens teilweise (beispielsweise in bestimmten Bereichen) um Attribute ergänzt wurde.
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Das erfindungsgemäße Verfahren löst vorteilhafterweise die Aufgabe, ein Verfahren zum Erstellen einer Attributenkarte bereitzustellen. Diese Karte ermöglicht eine schnelle und kosteneffiziente Möglichkeit, beispielsweise für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs zu entscheiden, ob bzw. wann und in welchem Umfang die entsprechende Funktion ausgeführt wird bzw. ausgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, indem eine bereits existierende Lokalisierungskarte in ausgewählte Bereiche unterteil wird, wobei die entsprechenden Attribute den jeweils vorhandenen Bereichen zugeordnet werden. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine Reduktion aller zu beachtenden Parameter, welche gegebenenfalls geprüft werden müssen, bevor solch ein beispielhaft erwähntes Fahrassistenzsystem ausgeführt wird, und erlaubt somit eine schnelle und sichere Entscheidung darüber, ob bzw. welche Fahrfunktion aktiviert bzw. deaktiviert werden muss.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere eine Recheneinheit, ist dazu eingerichtet, alle Schritte des Verfahrens Erstellen einer Attributenkarte auszuführen.
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Unter einer Recheneinheit ist beispielsweise ein einzelner Server und/oder ein Verbund von Servern (Cloud) zu verstehen, welcher dazu ausgebildet ist, mit einem Fahrzeug, beispielsweise per Funk- und/oder Kabelverbindung, eine oder mehrere Karten (Lokalisierungskarte, Attributenkarte, etc.) in Form von Datenwerten, auszutauschen. Dazu umfasst die Recheneinheit beispielsweise einen Prozessor, Arbeitsspeicher, eine Festplatte sowie ein geeignetes Programm zum Ausführen des Verfahrens. Weiterhin umfasst die Recheneinheit beispielsweise eine Sende- und/oder Empfangseinheit, welche dazu ausgebildet ist, Datenwerte - insbesondere mit einem externen Server bzw. einer Cloud und/oder einer Infrastruktureinheit und/oder einem Fahrzeug - auszutauschen.
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Hierin zeigt sich auch der Vorteil, dass ein Großteil des Rechenaufwands zum Ausführen eines Verfahren zum Erstellen einer Attributenkarte nicht in einem Fahrzeug, welches oft nur sehr geringe Rechenkapazitäten aufweist, sondern auf einen Server bzw. in einer Cloud ausgeführt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs umfasst einen Schritt des Bereitstellens einer Attributenkarte, wobei diese Attributenkarte gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erstellen einer Attributenkarte erstellt wurde, sowie einen Schritt des Erfassens einer Umgebung des Fahrzeugs, wobei die Umgebung wenigstens ein Lokalisierungsmerkmal umfasst. Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt des Bestimmens einer Position des Fahrzeugs, abhängig von einem Abgleich der erfassten Umgebung mit der Attributenkarte (beispielsweise mit einer Kartenebene der Attributenkarte, welche einer Lokalisierungskarte entspricht bzw. die Lokalisierungskarte umfasst), einen Schritt des Bestimmens wenigstens eines Attributs, abhängig von der Position des Fahrzeugs, und einen Schritt des Betreibens des Fahrzeugs, abhängig von dem wenigstens einen Attribut.
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Unter dem Fahrzeug ist beispielsweise ein automatisiertes Fahrzeug, welches gemäß einem der SAE-Level 1 bis 5 (siehe Norm SAE J3016) ausgebildet ist, oder ein manuell betriebenes Fahrzeugs, gemäß SAE-Level 0, zu verstehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren löst vorteilhafterweise die Aufgabe, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitzustellen. Unter einem Betreiben ist dabei beispielsweise das Ausführen sicherheitsrelevanter Funktion und/oder das Ausführen sogenannter Fahrassistenzfunktionen, wie beispielsweise das Ausführen eines Spurhalteassistenten und/oder das Ausführen eines notfallbedingten Anhaltvorgangs, etc., zu verstehen. Diese Aufgabe wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, indem das Betreiben des Fahrzeugs abhängig von wenigstens einem Attribut erfolgt, wobei dieses wenigstens eine Attribut, abhängig von einer Position des Fahrzeugs, einer sogenannten Attributenkarte entnommen wird. Dies ermöglicht eine einfache, schnelle und sichere Möglichkeit vorteilhafterweise eine entsprechende (oben genannte) Funktion auszuführen bzw. zu entscheiden, ob bzw. wann solch eine entsprechende Funktion ausgeführt wird.
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Vorzugsweise wird das wenigstens eine Attribut bestimmt, indem abhängig von der Position ein ausgewählter Bereich in der Attributenkarte bestimmt und das wenigstens eine Attribut abhängig von dem ausgewählten Bereich bereitgestellt wird.
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Vorzugsweise wird das Fahrzeug betrieben, indem abhängig von dem wenigstens einen Attribut eine Fahrfunktion aktiviert oder nicht aktiviert oder deaktiviert wird.
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Unter einer Fahrfunktion ist beispielsweise abhängig von der Ausgestaltung des Fahrzeugs (bspw. SAE-Level, etc.) zu verstehen, dass eine automatisierte Quer- und/oder Längssteuerung ausgeführt wird und/oder dass eine Warnung an eine Fahrer und/oder Insassen des Fahrzeugs ausgegeben wird und/oder dass Fahrassistenzfunktionen (Autobahnassistent oder -pilot, etc.) ausgeführt werden, etc. Unter einem Aktivieren bzw. einem Nicht-Aktivieren ist zu verstehen, dass die entsprechende Fahrfunktion vorab deaktiviert war und nun eine entsprechende Auswahl stattfindet, also eine - zumindest vorübergehenden - Aktivierung stattfindet, wenn dies gemäß Attribut möglich ist, bzw. eine Nicht-Aktivierung (die Fahrfunktion bleibt deaktiviert) stattfindet, wenn eine Aktivierung gemäß Attribut nicht möglich ist. Unter einem Deaktivieren ist zu verstehen, dass eine vorab aktivierte Fahrfunktion, abhängig von einem entsprechenden Attribut, nicht mehr aktiviert sein sollte.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, ist dazu eingerichtet, alle Schritte des Verfahrens gemäß einem der Verfahrensansprüche zum Betreiben eines Fahrzeugs auszuführen.
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Die Vorrichtung ist beispielsweise als Steuergerät des Fahrzeugs ausgebildet und umfasst eine Recheneinheit (Prozessor, Arbeitsspeicher, Festplatte) sowie eine geeignete Software um das Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche zum Betreiben des Fahrzeugs auszuführen. In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Sende- und/oder Empfangseinheit, welche dazu ausgebildet ist, Datenwerte - insbesondere mit einem externen Server bzw. einer Cloud und/oder einer Infrastruktureinheit - auszutauschen. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung beispielsweise zusätzlich oder alternativ eine Datenschnittstelle um mit einer Sende- und/oder Empfangseinheit des Fahrzeugs Datenwerte auszutauschen. Weiterhin umfasst die Vorrichtung beispielsweise eine Datenschnittstelle, zum Anfordern und/oder Empfangen eines Eingabesignals.
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Weiterhin wird ein Computerprogramm beansprucht, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche zum Betreiben eines Fahrzeugs auszuführen. In einer Ausführungsform entspricht das Computerprogramm der von der Vorrichtung umfassten Software.
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Weiterhin wird ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, beansprucht.
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Alle Merkmalsdefinitionen bzw. Erläuterungen einzelner Begriffe, Merkmale, etc. sind sowohl für das Verfahren zum Erstellen einer Attributenkarte als auch für das Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs gültig und werden - außer es wird eindeutig darauf hingewiesen - einheitlich verwendet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung aufgeführt.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erstellen einer Attributenkarte in Form eines Ablaufdiagramms; und
- 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs in Form eines Ablaufdiagramms
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Dabei befindet sich ein Fahrzeug 200 in einem Bereich, welcher beispielsweise einem ausgewählten Bereich 230 einer Attributenkarte entspricht. Hier ist dieser Bereich bzw. der entsprechende ausgewählte Bereich 230 rein beispielhaft als Autobahnabschnitt gezeigt. Das Fahrzeug 200 umfasst eine Vorrichtung 210, insbesondere ein Steuergerät, welche dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens 400 zum Betreiben eines Fahrzeugs 200 auszuführen.
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In einem ersten Schritt wird eine Attributenkarte bereitgestellt, wobei diese beispielsweise von der Vorrichtung 210 umfasst und geladen, von einer relativ zu der Vorrichtung 210 externen Speicherquelle abgerufen oder von einem externen Server angefordert und/oder empfangen wird. In einer möglichen Ausführungsform entspricht der externe Server beispielsweise einer Vorrichtung 110, welche dazu eingerichtet ist, alle Schritt eines Verfahrens 300 zum Erstellen 340 einer Attributenkarte auszuführen. In einer vorteilshaften Ausprägung werden zum Erstellen 340 der Attributenkarte beispielsweise von einem Fahrzeug detektierte Umfeldmerkmale von der Vorrichtung 110 empfangen und zur Nutzung einer Positionsbestimmung dieses Fahrzeugs genutzt. Dies hat den Vorteil, dass die Lokalisierungskarte überhaupt nicht und die Attributkarte nur teilweise übertragen werden muss, was zu einem geringeren Kommunikationsaufwand bzw. einer geringeren Datenübertragungsrate führt.
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In einem nachfolgenden Schritt wird eine Umgebung 220 des Fahrzeugs 200 erfasst, wobei die Umgebung 220 wenigstens ein Lokalisierungsmerkmal 221 umfasst.
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Anschließend wird eine Position des Fahrzeugs 200, abhängig von einem Abgleich der erfassten Umgebung 220 mit der Attributenkarte und/oder Lokalisierungskarte, bestimmt. Unter einem Abgleich ist hier beispielsweise zu verstehen, dass eine Position des Fahrzeugs 200 relativ zu dem wenigstens einen Lokalisierungsmerkmal 221 - beispielsweise in Form eines Abstands und/oder einer Orientierung (beispielsweise als Winkel zwischen einer ersten theoretischen Linie zwischen Lokaisierungsmerkmal 221 und Fahrzeug 200 und einer zweiten theoretischen Linie, welche die aktuelle Fahrtrichtung des Fahrzeugs 200 repräsentiert) bestimmt wird. Anschließend wird dann die tatsächliche Position des Fahrzeugs 200 abhängig von der in der Attributenkarte und/oder Lokalisierungskarte hinterlegten Position des wenigstens einen Lokalisierungsmerkmal 221 - beispielsweise mittels Vektoraddition - bestimmt.
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In einem nachfolgenden Schritt wird wenigstens ein Attribut, abhängig von der Position des Fahrzeugs 200, bestimmt, indem das wenigstens eine Attribut aus der Attributenkarte, bezogen auf die Position des Fahrzeugs 200, ausgelesen wird.
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Anschließend wird das Fahrzeug 200, abhängig von dem wenigstens einen Attribut, betrieben.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahren 300 zum Erstellen 340 einer Attributenkarte.
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In Schritt 301 beginnt das Verfahren 300.
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In Schritt 310 wird eine Lokalisierungskarte bereitgestellt, wobei die Lokalisierungskarte Lokalisierungsmerkmale umfasst.
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In Schritt 320 werden ausgewählte Bereichen in der Lokalisierungskarte derart bestimmt, dass jeder Bereich, abhängig von den Lokalisierungsmerkmalen, eindeutig bestimmt ist.
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In Schritt 330 werden Attributen, abhängig von einer jeweiligen Ausgestaltung jedes einzelnen Bereichs, bestimmt, wobei jedem einzelnen Bereich wenigstens ein Attribut zugeordnet wird.
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In Schritt 340 wird die Attributenkarte, ausgehend von der Lokalisierungskarte, erstellt, wobei die Attributenkarte die zugeordneten Attribute umfasst.
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In Schritt 350 endet das Verfahren 300.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahren 400 zum Betreiben 450 eines Fahrzeugs 200.
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In Schritt 401 beginnt das Verfahren 400.
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In Schritt 410 wird eine Attributenkarte bereitgestellt, welche gemäß einem Verfahren 300 zum Erstellen 340 einer Attributenkarte erstellt wurde.
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In Schritt 420 wird eine Umgebung 220 des Fahrzeugs 200 erfasst, wobei die Umgebung 220 wenigstens ein Lokalisierungsmerkmal 221 umfasst.
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In Schritt 430 wird eine Position des Fahrzeugs 200, abhängig von einem Abgleich der erfassten Umgebung 220 mit der Attributenkarte, bestimmt.
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In Schritt 440 wird wenigstens ein Attribut, abhängig von der Position des Fahrzeugs 200, bestimmt.
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In Schritt 450 wird das Fahrzeug 200, abhängig von dem wenigstens einen Attribut, betrieben.
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In Schritt 460 endet das Verfahren 400.
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In einer alternativen Ausführungsform erfolgt erst Schritt 420, wobei eine Umgebung 220 des Fahrzeugs 200 erfasst wird, wobei die Umgebung 220 wenigstens ein Lokalisierungsmerkmal 221 umfasst. Anschließend wird die Umgebung 220 in Form von Umgebungsdatenwerten an einen Server, welcher beispielsweise der Vorrichtung 110 entspricht, übertragen, so dass mittels des Servers eine Position des Fahrzeugs 200 bestimmt wird. Anschließend folgt Schritt 410, wobei nur ein - abhängig von der Position des Fahrzeugs 200 - relevanter Ausschnitt der Attributenkarte derart bereitgestellt wird, dass das Fahrzeug 200 diesen relevanten Ausschnitt empfangen kann. In dieser Ausführungsform entfällt Schritt 430 und es folgen anschließend die Schritte 440 und 450 wie oben beschrieben. Hierbei erfolgt die serverseitige Positionsbestimmung beispielsweise indem, serverseitig ein Abgleich der Umgebungsdatenwerten mit einer digitalen Positionsbestimmungskarte (welche beispielsweise der Lokalisierungskarte entspricht) ausgeführt wird.
