DE102005001358A1

DE102005001358A1 - Verfahren zur Definition einer von einem Fahrzeug zu befahrenden Wegstrecke

Info

Publication number: DE102005001358A1
Application number: DE102005001358A
Authority: DE
Inventors: Roland Claus Dipl.-Ing. Stahn; Andreas Dr. Ing. Stopp
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2025-01-12
Also published as: DE102005001358B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Definition einer von einem Fahrzeug systemautonom bzw. systemgestützt zu befahrenden Wegstrecke, wobei das Fahrzeug Sensoren zur Umgebungserfassung aufweist, die einen bestimmten Öffnungswinkel, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, aufweisen, in dem Umgebungsobjekte erkannt werden können, wobei in einem Nahbereich des Fahrzeugs eine Orientierung des Fahrzeugs hinsichtlich seiner Position im Nahbereich erfolgt, indem charakteristische Objekte bzw. Objektpunkte in dem Nahbereich erkannt und ausgewertet werden, wobei bei der Definition der von dem Fahrzeug zu befahrenden Wegestrecke ausgewertet wird, ob beim Befahren eines bestimmten Streckenteils in dem Nahbereich die Sensoren auf Grund einer Orientierung des Fahrzeugs infolge einer möglichen Fahrzeugneigung derart gerichtet sind, dass notwendige charakteristische Objekte bzw. Objektpunkte in dem Nahbereich nicht mehr erkannt werden können, wobei dann der bestimmte Streckenteil als Bestandteil einer systemautonom oder systemgestützt zu befahrenden Wegstrecke ausgeschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Definition einer von einem Fahrzeug zu befahrenden Wegstrecke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Systeme sind der Anmelderin bekannt. Bei derartigen Systemen wird in einem autonomen Fahrbetrieb oder im Sinne einer Unterstützung des Fahrzeugführers mittels einer optischen und/oder akustischen Anzeige eine Steuerung des Fahrzeugs entlang einer bestimmten Wegstrecke veranlasst, indem zunächst ausgehend von der festgestellten Istposition des Fahrzeugs zu einer Sollposition des Fahrzeugs eine Sollwegstrecke ermittelt wird zur Erreichung der Sollposition. Das Fahrzeug wird dann im autonomen Fahrbetrieb so gesteuert hinsichtlich Eingriffen in die Lenkung, das Getriebe, den Motor und die Bremsen, dass die Sollposition erreicht wird. Gegebenenfalls ist es bei unterstützenden Systemen auch möglich, die entsprechenden Stelleingriffe dem Fahrzeugführer anzuzeigen und vorzuschlagen, dabei aber die letzte Verantwortung für die Durchführung der entsprechenden Stelleingriffe dem Fahrzeugführer zu überlassen. Derartige Systeme sind beispielsweise als Einparkhilfen bekannt. Die Istposition des Fahrzeugs relativ zu einer Parklücke kann beispielsweise durch eine Bewertung der Position des Fahrzeugs relativ zu anderen parkenden Fahrzeugen, der Bordsteinkante oder ähnlichem erfolgen. An dem Fahrzeug sind Sensoren zur Umgebungserfassung angebracht. Diese Sensoren können beispielsweise Ultraschallsensoren sein oder auch Kameras, bei denen eine Bildauswertung erfolgt. Diese Sensoren können ganz oder teilweise dazu verwendet werden, die charakteristischen Punkte bzw. Objekte in der Umgebung zu erkennen, um die Orientierung in Bezug zur Sollposition des Fahrzeugs zu ermöglichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, derartige Systeme dahin gehend zu verbessern, dass beim Befahren der definierten Wegstrecken die Erkennbarkeit von charakteristischen Punkten bzw. Objekten verbessert wird.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gelöst, indem bei der Definition der von dem Fahrzeug zu befahrenden Wegstrecke ausgewertet wird, ob beim Befahren eines bestimmten Streckenteils in dem Nahbereich die Sensoren auf Grund einer Orientierung in wenigstens einem der sechs Freiheitsgrade des Fahrzeugs, z.B. in Folge einer möglichen Fahrzeugneigung derart gerichtet sind, dass charakteristische Objekte bzw. Objektpunkte in dem Nahbereich nicht mehr ausreichend genau erkannt werden können, wobei dann der bestimmte Streckenteil als Bestandteil einer systemautonom oder systemgestützt zu befahrenden Wegstrecke ausgeschlossen wird.

Vorteilhaft wird durch diese Maßnahmen sichergestellt, dass während der Bewegung des Fahrzeugs eine Bestimmung der Orientierung sowie der Position des Fahrzeugs über die o.g. Objekte bzw. Objektpunkte möglich ist.

Der Boden wird im Hinblick auf Unebenheiten wie Wellen, Schlaglöcher, Dellen oder Buckel ausgewertet. Ebenso werden Fahrbahnneigungen berücksichtigt wie beispielsweise Rampen oder ähnliches. Der Boden wird also dreidimensional erfasst und bewertet.

Aus der JP-A-2002-150302 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mittels zweier Kameras ein dreidimensionales Bild über den Verlauf der Straße aufgenommen wird. Dabei wird zum einen der Verlauf der Fahrbahn- bzw. Fahrspurmarkierung aufgenommen. Aus diesem Verlauf wird der Verlauf der Fahrbahnoberfläche ermittelt. Weiterhin werden mittels der beiden Kameras Punkte auf der Fahrbahnoberfläche ausgewertet, um Vertiefungen wie beispielsweise auch Schlaglöcher in der Fahrbahnoberfläche erkennen zu können, indem die gemessene Lage der Punkte mit einer "Solllage" verglichen wird, die sich aus dem gemessenen Verlauf der Fahrbahn- bzw. Fahrspurmarkierung ergibt.

Eine andere Möglichkeit, die Unebenheit des Bodens zu erkennen kann beispielsweise darin bestehen, beim Befahren bestimmter Bereiche dort vorhandene Bodenunebenheiten zu erfassen und für künftige Zwecke zu speichern. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein bei LKW, die häufig denselben Abhol- bzw. Lieferort anfahren und dort bestimmte Bereiche anfahren müssen. Bei PKW kann sich dieses Lernen beispielsweise auf die Garagenzufahrt beziehen.

Nach dem Vermessen des Höhenprofils des Streckenverlaufes kann ermittelt werden, um welchen Winkelbetrag und in welche Richtung das Fahrzeug geneigt ist, wenn dieses in einem bestimmten Streckenbereich steht bzw. so langsam fährt, dass fahrdynamische Nick-, Wank- und Rollbewegungen keine Rolle spielen. Anhand der Orientierung des Fahrzeugs in sechs Freiheitsgraden sowie dem relativen Abstand (aus horizontalem Abstand und Höhendifferenz gebildet) zwischen Kraftfahrzeug und einem oder mehreren Bezugsobjekt (en) in der Umgebung kann dann ermittelt werden, ob von den Sensoren an dem Fahrzeug bestimmte Objekte erfasst werden können oder ob diese dann außerhalb des Erfassungsbereiches der Sensoren liegen.

Bei der Definition des Verlaufes der zu befahrenden Strecke werden also solche Streckenelemente ausgeschlossen, bei denen eine Fahrzeugorientierung erkannt wird, auf Grund derer alle nutzbaren Objekte außerhalb des Erfassungsbereiches der entsprechenden Sensoren liegen, so dass diese nicht mehr zur Orientierung genutzt werden können. Die Objekte müssen dabei insbesondere in ausreichendem Maße erkennbare Merkmale aufweisen, um damit Fahrzeugpositionen bestimmen zu können.

Durch die vorliegende Erfindung ergibt sich die Möglichkeit, eine kontinuierliche Bestimmung von Orientierung und aktueller Position des Kraftfahrzeugs bezogen auf einen Zielpunkt zu ermöglichen.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 sind die Sensoren hinsichtlich der Orientierung ihres Öffnungswinkels bezogen auf die Fahrzeugrichtung veränderbar.

Vorteilhaft lassen sich damit in gewissen Grenzen Neigungen des Fahrzeugs, welche sich anhand der Orientierung des Kraftfahrzeugs in sechs Freiheitsgraden beschreiben lassen, im Hinblick auf die Erkennbarkeit von Bezugspunkten kompensieren. Die Erkennbarkeit von Bezugspunkten bemisst sich demnach nach dem entsprechenden Öffnungswinkel der Sensoren in der "Maximalstellung", in der aktuellen Ausrichtung bzw. in der erreichbaren Ausrichtung. In besonders gewinnbringender Weise hat es sich im Zusammenhang mit der Erfindung bewährt, dass die Sensoren hinsichtlich der Orientierung ihres Öffnungswinkels bezogen auf die Fahrzeugrichtung veränderbar sind, wobei aktive Sensoren zum Einsatz kommen. Gleichsam ist es jedoch auch denkbar, anstelle von aktiven Sensoren die Fahrzeugposition nachzuregeln, um somit die Orientierung des Öffnungswinkels des Sensors zu verändern.

Claims

Verfahren zur Definition einer von einem Fahrzeug systemautonom bzw. systemgestützt zu befahrenden Wegstrecke, wobei das Fahrzeug Sensoren zur Umgebungserfassung aufweist, die einen bestimmten Öffnungswinkel bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung aufweisen, in dem Umgebungsobjekte erkannt werden können, wobei in einem Nahbereich des Fahrzeugs eine Orientierung des Fahrzeugs hinsichtlich seiner Position im Nahbereich erfolgt, indem charakteristische Objekte bzw. Objektpunkte in dem Nahbereich erkannt und ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Definition der von dem Fahrzeug zu befahrenden Wegstrecke ausgewertet wird, ob beim Befahren eines bestimmten Streckenteils in dem Nahbereich die Sensoren auf Grund einer Orientierung des Fahrzeugs in wenigstens einem von sechs Freiheitsgraden derart gerichtet sind, dass charakteristische Objekte bzw. Objektpunkte in dem Nahbereich nicht mehr erkannt werden können, wobei dann der bestimmte Streckenteil als Bestandteil einer systemautonom oder systemgestützt zu befahrenden Wegstrecke ausgeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren hinsichtlich der Orientierung ihres Öffnungswinkel bezogen auf die Fahrzeugrichtung veränderbar sind.