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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines sich entlang
einer Bewegungsbahn eines Fahrzeuges erstreckenden Fahrschlauches gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 3.
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Moderne
Fahrzeuge sind mit so genannten Fahrassistenzvorrichtungen ausgestattet,
welche die Bewegungsbahn, entlang der sich das Fahrzeug fortbewegen
wird, vorherbestimmen. Die Wahrscheinlichkeit, ob sich das Fahrzeug
entlang dieser Bewegungsbahn fortbewegen wird, ist dabei im Wesentlichen
davon abhängig,
ob der momentane Fahrzustand des Fahrzeuges konstant bleibt oder
nicht. Zur Bestimmung der Bewegungsbahn eines Fahrzeuges ist es
bekannt, beispielsweise die Geschwindigkeit, den Lenkwinkel und/oder
die Gierrate des Fahrzeuges zu erfassen, um hieraus die momentane,
statische Bahnkrümmung
zu bestimmen.
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Darüber hinaus
ist es bekannt, nicht nur die Bewegungsbahn zu bestimmen, sondern
auf der Grundlage der Bewegungsbahn einen Fahrschlauch zu ermitteln,
innerhalb dem sich mit großer Wahrscheinlichkeit
das Fahrzeug fortbewegen wird. Dabei werden die Ränder des
Fahrschlauches durch einen festen Abstand zur vorherbestimmten Bewegungsbahn
festgelegt. Bei der Umfelderfassung erfasste Objekte müssen sich
innerhalb des Fahrschlauches befinden, um von einer Fahrassistenzvorrichtung, wie
beispielsweise einer adaptiven Abstands- und Geschwindigkeitsvorrichtung
(auch als Adaptive Cruise Control oder kurz ACC bezeichnet), als
relevant erachtet zu werden.
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Die
Güte von
Warn- oder Regeleingriffen bei den bekannten Fahrassistenzvorrichtungen
(auch Fahrerassistenzsysteme (= FAS) genannt) ist abhängig von
der beschriebenen Relevanzbetrachtung der beispielsweise mittels
einer Fahrzeugsensorik erkannten Objekte. Ein wichtiger Bestandteil
dieser Relevanzbetrachtung umfasst die Analyse, ob sich ein erkanntes
Objekt innerhalb oder außerhalb
bestimmter Fahrschläuche
(FSe) befindet oder sich aufgrund einer Bewegungsprognose zukünftig in
diese hinein oder aus diesen hinaus bewegen wird.
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Stand
der Technik ist es, den für
die Bewertung der Objektrelevanz zugrunde gelegten Fahrschlauch
aus dem aktuellen Fahrzustand des eigenen Fahrzeuges (auch Systemfahrzeug
genannt), z. B. aus dessen Fahrgeschwindigkeit, Giergeschwindigkeit,
Lenkradwinkelgeschwindigkeit sowie weiteren Eingangsgrößen wie
z. B. stationären
Radarzielen am Straßenrand,
zu bestimmen. Ein aus diesen Daten gewonnener Fahrschlauch wird
im Folgenden als Zustands- oder Standardfahrschlauch bezeichnet.
Die Begrenzungslinien des Zustandsfahrschlauches werden dabei oftmals
durch Kreisbögen
beschrieben.
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In
der
DE 10 2005
039 525 A1 ist ein Verfahren beschrieben, welches den Zustandsfahrschlauch dahingehend
verbessert, dass in dynamischen Verkehrssituationen (z. B. bei Einfahrten
in enge Kurven, Ausfahrten aus engen Kurven, S-Kurven oder Kreisverkehren)
eine Begrenzungslinie in Richtung der Gierbewegung aufgeweitet wird.
Dies erfolgt dadurch, dass der entsprechende Kreisbogen durch einen
kleineren Radius beschrieben wird. Dadurch wird in dynamischen Fahrsituationen
insbesondere im Hinblick auf Komfortsysteme eine verbesserte Bewertung
der Objektrelevanz erzielt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
zur Bestimmung des Fahrschlauches anzugeben, wobei eine Verbesserung
der Bewertung von innerhalb und/oder außerhalb des Fahrschlauches
liegenden Objekten ermöglicht
sein soll. Darüber
hinaus ist eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
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Hinsichtlich
des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs
1. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruchs 3.
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Beim
erfindungsgemäßen Verfahren
zur Bestimmung eines sich entlang einer Bewegungsbahn eines Fahrzeuges
erstreckenden Fahrschlauches, innerhalb dem sich das Fahrzeug mit
hoher Wahrscheinlichkeit auf einer Fahrspur fortbewegen wird, wobei
der Fahrschlauch beidseitig der Bewegungsbahn von jeweils einem
Fahrschlauchrand begrenzt wird, werden mindestens einer der Fahrschlauchränder und
zusätzlich
mindestens eine Fahrspurinformation, insbesondere eine die Fahrspur
und den betreffenden Fahrschlauchrand repräsentierende Fahrspurmarkierung
ermittelt, anhand derer ein angepasster Fahrschlauch, insbesondere
ein angepasster Fahrschlauchrand bestimmt wird. Durch die Berücksichtigung
von Fahrspurinformationen zusätzlich
zu dem anhand von Fahrzeugzustandsdaten ermittelten Fahrschlauch
(auch Zustands- oder Standardschlauch bezeichnet) wird die Prädiktion
der zukünftigen
Bewegungsbahn und die Relevanz von im Bereich dieser Bewegungsbahn
befindlicher Objekte verbessert.
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Als
Fahrschlauch im Sinne dieser Erfindung wird insbesondere ein durch
einen linken und einen rechten Fahrschlauchrand (= Begrenzungslinie)
definierter geometrischer Teilbereich des potentiellen Fahrraumes
(z. B. der Straßenebene)
verstanden, der den gesamten Fahrraum in zwei Gebiete (innerhalb
bzw. außerhalb
des Fahrschlauches) teilt. Die Fahrschlauchränder werden vorteilhafter Weise durch
Polygonzüge
beschrieben. Es sind jedoch auch andere geometrische Beschreibungsformen möglich, z.B.
mittels Bezier-Kurven oder so genannten Splines.
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Darüber hinaus
können
je nach zugrunde liegendem Fahrzeugassistenzsystem unterschiedliche Fahrschläuche bestimmt
und berücksichtigt
werden. Für
Sicherheitssysteme (z. B. so genanntes CMS) bietet sich zur Beurteilung
der Relevanz der erkannten Objekten, z. B. andere Verkehrsteilnehmer,
Hindernisse, vorausfahrende Fahrzeuge, beispielsweise ein Fahrschlauch
an, der idealer Weise dem vom Fahrer des eigenen Fahrzeuges oder
des Systemfahrzeuges zukünftig
tatsächlich
abgefahrenen Gebiet entspricht. Für Komfortsysteme (z. B. dem ACC-System)
bietet sich beispielsweise ein Fahrschlauch an, der mit der durch
die auf der Straße
aufgebrachten Spurmarkierungen definierten Fahrspur korrespondiert
(zumindest solange der Fahrer des eigenen Fahrzeuges oder des Systemfahrzeuges
die aktuell befahrene Fahrspur beibehält und keinen Spurwechsel durchführt). Insbesondere
bieten sich Fahrschläuche
unterschiedlicher Breite oder Breitenprofile an. Da das Fahrverhalten
von Verkehrsteilnehmern im Allgemeinen durch vorhandene Spurmarkierungen
beeinflusst wird, lässt
sich auch die Prognose zu künftiger
Objektbewegungen durch entsprechende Fahrschläuche stützen. Dabei spielen objektbezogene
Größen, wie
z. B. Aufenthaltsdauer im Fahrschlauch, Eintrittswahrscheinlichkeit
in und Austrittswahrscheinlichkeit aus dem Fahrschlauch, die prognostizierte
Zeit bis zum Eintreten in oder dem Austreten aus dem Fahrschlauch
eine Rolle.
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Durch
die Berücksichtigung
von Fahrspurinformationen, wie z.B. tatsächliche Fahrspurbreite, Lage
des eigenen Fahrzeuges innerhalb der befahrenen Fahrspur, Fahrspurränder, ein-
oder beidseitige und/oder mittige Fahrspurmarkierungen, und deren Einbeziehung
in die Ermittlung eines angepassten Fahrschlauches (auch als Fusion
bezeichnet) ist die Bewertung voraus liegender Objekte deutlich
verbessert. Zudem ist ein gegenüber
dem Stand der Technik früheres
und sicheres Erkennen von Ein- und Ausschervorgängen voraus liegender Objekte
möglich. Zur
Ermittlung der zusätzlichen
Fahrspurinformationen können
verschiedene verfahren, z. B. optische Spurerkennung und digitale
Karten, verwendet werden, die die Fahrspur oder Teile der Fahrspur
oder Parameter der Fahrspur ermitteln können.
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Unter
Umständen
können
die Fahrspurinformationen (auch Zusatzinformationen genannt) fehlerhaft
oder nur bis zu einem gewissen Entfernungsbereich gültig sein.
Eine hohe Verfügbarkeit
dieser Fahrspurinformationen kann nicht immer sichergestellt werden,
beispielsweise bei ausgeschalteter optischer Spurerkennung. Ebenso
kann die Beschreibung der jeweiligen Fahrschläuche und Fahrspuren mit unterschiedlichen
Modellen erfolgen. Der Verbesserungsansatz beruht auf der Beschreibung
der Fahrschläuche
und Fahrspuren in generischer Form durch zwei Linienzüge, die
in vorteilhafter Ausführung
durch Polygonzüge
mit einer vorgebbaren Anzahl von Stützstellen oder Polygonknoten
approximiert werden. Geometrische Linienzüge können stets aus modellbasierten
Beschreibungen berechnet werden und eignen sich daher als homogene
Beschreibung im Hinblick auf die Kombination des ermittelten Fahrschlauchrandes
und der ermittelten Fahrspurinformation.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 schematisch
in Blockdarstellung ein Verfahren zur Bestimmung eines an einen
Zustandsfahrschlauch unter Berücksichtigung
von Fahrspurinformationen angepassten Fahrschlauches,
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2 eine
schematische Darstellung eines weiteren Beispieles für einen
nach dem Verfahren gemäß 1 ermittelten
angepassten Fahrschlauches,
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3 schematisch
in Blockdarstellung ein Verfahren zur Bestimmung des angepassten
Fahrschlauches gemäß 1 unter
Berücksichtigung
einer Wichtungsfunktion,
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4 ein
Diagramm für
ein Ausführungsbeispiel
einer Wichtungsfunktion in Abhängigkeit
vom vorausliegenden Fahrweg,
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5 eine
schematische Darstellung mit einem Beispiel für einen nach dem Verfahren
gemäß 3 und 4 ermittelten
angepassten Fahrschlauch,
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6 schematisch
in Blockdarstellung ein Ausführungsbeispiel
für ein
Verfahren zur Bestimmung der Wichtungsfunktion,
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7 ein
Diagramm für
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Wichtungsfunktion in Abhängigkeit
von der Zeit,
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8 schematisch
in Blockdarstellung ein Ausführungsbeispiel
für eine
Filterfunktion zur Unterdrückung
und Nichtberücksichtigung
von sprunghaften Änderungen
der Fahrspurinformationen bei der Ermittlung des angepassten Fahrschlauches,
und
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9 eine
schematische Darstellung mit einem Beispiel für einen nach dem Verfahren
gemäß 8 ermittelten
angepassten Fahrschlauch.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
für einen
Signalfluss der Kombination oder geometrischen Fusion von mindestens
einem Parameter eines Fahrschlauches FS, z. B. einem Fahrschlauchrand
FSR1 (z. B. linker Fahrschlauchrand), FSR2 (z. B. rechter Fahrschlauchrand),
eines Krümmungsverlaufes FSK,
und mindestens einer Fahrspurinformation FI, z. B. eine Fahrspurmarkierung
FSM1 (z. B. linke Fahrspurmarkierung), FSM2 (z. B. rechte Fahrspurmarkierung),
FSM3 (z. B. mittige Fahrspurmarkierung) oder eine Fahrspurbreite
FSB, welche jeweils anhand von einem zugehörigen Polygonzug PZ1 und PZ2
beschrieben und zu einem fusionierten oder angepassten Fahrschlauch
aFS, z. B. eines angepassten Fahrschlauchrandes aFSR1, aFSR2, in
Form eines zugehörigen
angepassten Polygonzuges aPZ3.1 bis aPZ3.n mittels einer Datenverarbeitungseinheit 1 verarbeitet
werden. Dabei werden die Parameter des Fahrschlauches FS und die
Fahrspurinformationen FI der Datenverarbeitungseinheit 1 als
Eingangsgrößen zugeführt.
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Die
Parameter des Fahrschlauches FS werden beispielsweise anhand von
Fahrzeugzustandsdaten, wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkwinkel, Gierrate,
Bahnkrümmung
und/oder dergleichen vorgegebenen momentanen Fahrzeugzuständen, bestimmt.
Daher wird dieser anhand von Fahrzeugzustandsdaten ermittelte Fahrschlauch
FS auch als Zustands- oder Standardfahrschlauch be zeichnet. Die Fahrspurinformationen
FI werden über
fahrzeugeigenen Sensoren, z. B. optische Aufnahmeeinheiten (auch
Zusatzsensorik genannt), bestimmt.
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Die
Datenverarbeitungseinheit 1 kann beispielsweise integraler
Bestandteil, z. B. in Form einer Erweiterung einer Funktion zur
Ermittlung von Fahrschläuchen
und Bewertung von vorausliegenden Objekten, eines Fahrassistenzsystems,
z. B. eines ACC-Systems, sein.
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Im
Folgenden werden die der Erfindung zugrunde liegenden Fahrschläuche FS
und deren Fahrschlauchränder
FSR1, FSR2 bzw. die Fahrspurinformationen FI, insbesondere deren
Fahrspurmarkierungen FSM1 bis FSM3 jeweils anhand der zugehörigen Polygonzügen PZ1.1
bis PZ1.n bzw. PZ2.1 bis PZ2.n. beschrieben. Jeweils ein Polygonzug
PZ1.1 bis PZ1.n beschreibt einen linken bzw. rechten Fahrschlauchrand
FSR1, FSR2 eines Fahrschlauches FS. Gegebenenfalls ist jedoch auch
nur ein Polygonzug PZ1.1 bzw. PZ2.1 vorhanden, z. B. in dem Fall, indem
nur ein Fahrschlauchrand FSR1 eingesetzt wird oder die optische
Spurerkennung nur eine Linie der Fahrbahnmarkierungen erkennt.
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Alle
Verarbeitungsschritte beziehen sich dabei gleichermaßen auf
beide Polygonzüge
PZ1.1 bis PZ1.n und PZ2.1 bis PZ2.n. Es wird vorausgesetzt, dass
ein Polygonzug PZ1.1 bis PZ1.n, PZ2.1 bis PZ2.n dabei in Fahrzeuglängsrichtung
(x-Richtung) monoton ist und Mehrdeutigkeiten in x-Richtung ausgeschlossen
sind. Ein Polygonzug PZ1.1 bis PZ1.n muss demnach ab einem Gierwinkel
von maximal 90° abgebrochen
werden. Diese Forderung stellt in realen Verkehrssituationen keine
Einschränkung
hinsichtlich der Funktion des betrachteten Fahrassistenzsystems
dar. Anhand des den Fahrschlauch FS repräsentierenden Polygonzuges PZ1,
sowie des aus mindestens einer Fahrspurinformation FI ermittelten
Polygonzuges PZ2 wird mittels geometrischer Fusion der Polygonzüge PZ1,
PZ2 der fusionierte und angepasste Polygonzug aPZ für einen
angepassten Fahrschlauch aFS) ermittelt, welcher durch die Berücksichtigung
der Fahrspurinformation FI gegenüber
dem Standard-Fahrschlauch FS verbessert und erweitert ist.
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In 2 ist
ein Beispiel für
einen nach dem Verfahren gemäß 1 ermittelten
angepassten Fahrschlauch aFS dargestellt. Dabei sind als ermittelte
Parameter des Fahrschlauches FS der linke und rechte Fahrschlauchrand
FSR1 bzw. FSR2 und der Krümmungsverlauf
FSK des Fahrschlauches FS gezeigt. Als Fahrspurinformation FI ist
die linke Fahrspurmarkierung FSM1 bzw. der Abstand a zwischen eigenem
Fahrzeug 2 und der linken Fahrspurmarkierung FSM1 ermittelt
worden. Die Parameter des Fahrschlauches FS und die ermittelten
Fahrspurinformationen FI werden anhand von zugehörigen Polygonzügen PZ1.1,
PZ1.2 bzw. PZ2.1 näher
beschrieben. Je nach Art und Aufbau der Datenverarbeitungseinheit 1 und
der implementierten Funktion kann, wie beispielhaft in 5 gezeigt,
anhand einer der Polygonzüge
PZ1.1 bis PZ1.n des Standard-Fahrschlauches
FS (in der 5, z. B. PZ1.1) und einer der
Polygonzüge
PZ2.1 bis PZ2.n der Fahrspurinformationen FI (in der 5,
z. B. PZ2.1) der angepasste Fahrschlauch aFS und dessen zugehöriger Polygonzug
aPZ3.1 bis aPZ3.n (in der 5, z. B.
aPZ3.1) ermittelt werden.
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Bei
der Fusion oder Verarbeitung des oder der Parameter des Fahrschlauches
FS und des oder der Fahrspurinformationen FI sollte darüber hinaus berücksichtigt
werden, dass es zu keinen sprunghaften Änderungen des angepassten Polygonzuges aPZ von
einem Zeitpunkt zum nächsten
kommt, um Fehlinterpretationen bei nachgeschalteten Objektbeurteilung
zu vermeiden.
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In 3 ist
der Signalfluss der geometrischen Fusion des den Standardfahrschlauch
FS zugehörigen
Polygonzuges PZ1 und des der Fahrspurinformation FI zugehörigen Polygonzuges
PZ2 zu dem fusionierten oder angepassten Fahrschlauch aFS und dessen
repräsentierenden
angepassten Polygonzug aPZ dargestellt. Zusätzlich kann ein zeitabhängiger Wichtungsfaktor
G(t) (siehe z. B. 6), eine entfernungsabhängige und/oder
krümmungsabhängige Wichtungsfunktion
f(x) (siehe z. B. 4 und 5) verwendet
werden.
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Die
entfernungs- und/oder krümmungsabhängige Wichtungsfunktion
f(x), G(t) bzw. g(x,t) kann, wie beispielsweise in 4 und 5 dargestellt,
als Funktion der Krümmung,
insbesondere des Abstandes a in y-Richtung und als Funktion der
Entfernung oder Distanz x in x-Richtung beschrieben werden. Der
Wertebereich der entfernungs- und/oder krümmungsabhängigen Wichtungsfunktion g(x,t)
für den die
Fahrspurinformation FI repräsentierenden
Polygonzug PZ2.1 liegt beispielsweise zwischen 0 (kein Gewicht ergibt
Krümmungsverlauf
Polygonzug PZ1.3, "FSK", siehe 2,
bzw. Polygonzug PZ2.1, "FSM1", siehe 5 entsprechend)
und einem Wichtungswert der Wichtungsfunktion g(x,t) (Wichtungswert
ergibt Polygonzug PZ2.1, FSM1, siehe 2 bzw. Polygonzug
aPZ3.1, "aFS", siehe 5 entsprechend),
wobei der Wichtungsfaktor G(t) zwischen 0 (kein Gewicht) und 1 (maximales
Gewicht) liegt und sich zusätzlich
zeitlich ändern
kann. Anhand dieser Wichtungsfunktion g(x,t) können Fahrspurwechsel oder Übergänge von
einer zur anderen Spur berücksichtigt
werden. Falls der Verlauf der Fahrspurränder nicht bekannt ist, sondern
lediglich der Abstand wenigstens eines Fahrspurrandes von der Fahrzeuglängs achse,
wird ein anhand von Fahrdynamikdaten festgelegter Standardfahrschlauch
herangezogen, um den weiteren Verlauf der optischen Fahrspurmarkierungen
zu bestimmen. Dies erfolgt vorzugsweise durch orthogonales Abtragen,
z. B. wird ein Fahrweg mit Krümmung
in der Form eines Tangentenvektors mit einem seitlichen Versatz über eine
Orthogonale, z. B. Abstand a des eigenen Fahrzeugs zum Fahrspurrand
FSR1 oder FSR2, halbe Fahrspurbreite FSB/2, oder über einen
Vektor, der orthogonal auf der Fahrspur FS steht, abgebildet. Nahe am
Sensorfahrzeug ist die Qualität
der Zusatzsensorik sehr gut und kann hoch gewichtet werden. Je größer die
Distanz x vom Sensorfahrzeug (= eigenes Fahrzeug 2) wird,
desto weniger vertrauenswürdig
ist die Zusatzinformation und die Wichtung muss entsprechend reduziert
werden. Anfang und Ende des Übergangsbereiches
von vollem zu geringem Gewicht kann dabei variieren.
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In 4 ist
beispielhaft eine Wichtungsfunktion f(x) dargestellt, die im Mischbereich
zwischen Anfangsdistanz xa und Enddistanz
xe der Mischung linear abfällt. Alternativ
kann die Wichtungsfunktion f(x) in nicht näher dargestellter Art und Weise
sichtweitenabhängig
und/oder geschwindigkeitsabhängig angepasst
werden. Diese Funktion f(x) wird sodann mit dem zeitabhängigen Gewichtungsfator
G(t) multipliziert, woraus sich die Wichtungsfunktion g(x,t) ergibt.
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Unter
Anfangsdistanz xa wird der Abstand zwischen
der Position des eigenen Fahrzeuges 2 und einer vorausliegenden
ersten Position und unter der Enddistanz xe der
Abstand zwischen der Position des eigenen Fahrzeuges 2 und
einer vorausliegenden zweiten Position, die nach der ersten Position
liegt, verstanden. Ein Ausführungsbeispiel
für den
Verlauf des angepassten Polygonzuges aPZ3.1 in Abhängigkeit
von der Wich tungsfunktion g(x,t) ist in 5 näher dargestellt.
Unterhalb der Anfangsdistanz xa entspricht
der angepasste Polygonzug aPZ3.1 dem Polygonzug PZ2.1 der Fahrspurinformation
FI (Spur aus Zusatzinformationen, wie Fahrspurbreite FSB, Fahrspurmarkierung
FSM1 bis FSM3 generiert). Oberhalb der Enddistanz xe entspricht
der angepasste Polygonzug aPZ3.1 dem Polygonzug PZ1.1 des Fahrschlauchrandes
FSR1 des Standardfahrschlauches FS.
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Mit
anderen Worten: Die 5 zeigt eine schematische Darstellung
mit einem Beispiel für
einen nach dem Verfahren gemäß 3 und 4 ermittelten
angepassten Fahrschlauch aFS. Aus den Polygonzügen PZ1.1, PZ2.1 und der vorgegebenen Wichtungsfunktion
g(x,t) entsteht ein angepasster Polygonzug aPZ3.1, der unterhalb
einer Anfangdistanz xa dem Polygonzug PZ2.1
und oberhalb einer Enddistanz xe dem Polygonzug
PZ1.1 entspricht. Im Mischbereich zwischen der Anfangdistanz xa und der Enddistanz xe findet
ein Übergang
statt. Eine separate Betrachtung ist erforderlich, falls sich die
zusätzliche
Fahrspurinformation FI auf die Breite und die Position innerhalb
einer (z.B. optisch erkannten) Fahrspur FSM1 beschränkt. Es
geht dann zunächst
kein eigenständiger
Polygonzug PZ2.1 aus dieser Zusatzinformation hervor. In diesem
Falle lässt
sich der Krümmungsverlauf
des Polygonzuges PZ1.1 auf die Zusatzinformation übertragen
und somit ein Polygonzug PZ2.1 ableiten, der sich in die oben beschriebene
geometrische Fusion einbinden lässt.
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Die
Parameter Anfangsdistanz xa und Enddistanz
xe und die Gewichtungswerte der entfernungs-
und/oder krümmungsabhängige Gewichtungsfunktion
f(x) können
darüber
hinaus abhängig von:
- – der
Sichtweite der fahrzeugeigenen Sensorik, z. B. optische Spurerkennung,
- – der
Geschwindigkeit, z. B. einer geschwindigkeitsabhängigen Überblendlänge mit L = xe – xa, und/oder
- – potenziellen
Schnittpunkten der Polygonzüge PZ1.n
und PZ2.n
vorgegeben werden und zeitlich variieren.
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Die
Erzeugung eines möglichen
Polygonzuges PZ2.1 durch orthogrates Abfragen bei fehlenden Krümmungsverlaufinformationen
ist in 2 beispielhaft dargestellt. Dieser Fall hat insbesondere dann
praktische Bedeutung, falls ein Krümmungsverlauf gar nicht oder
nur schlecht von der Zusatzsensorik erfasst werden kann. Dies trifft
z.B. für
Spurerkennungssysteme zu, die in ihrer Sichtweite auf den unmittelbaren
Bereich des eigenen Fahrzeugs 2 (= Systemfahrzeug) beschränkt sind
und neben der Breite der Fahrspur FSB und der Lage des eigenen Fahrzeuges 2 in
der Fahrspur FS nicht in der Lage sind, den entfernungsabhängigen Krümmungsverlauf
FSK der Fahrspur FS zu detektieren.
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In 6 ist
schematisch in Blockdarstellung ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren
zur Bestimmung eines zeitlich variierenden Wichtungsfaktors G(t)
gezeigt. Eine besondere Betrachtung ist beim Ausfall der fahrzeugeigenen
Sensorik (auch Zusatzsensorik genannt) notwendig. Um Unstetigkeiten
bei der Beschreibung des fusionierten oder angepassten Fahrschlauches
aFS mit dem Polygonzug aPZ zu umgehen, kann bei Ausfall der Zusatzsensorik
der Wichtungsfaktors G(t) über
ein Verzögerungsglied 3, z.
B. einen Tiefpass, ein stationärer
Wichtungsfaktor G von 0 (mit Polygonzug PZ2 ohne Einfluss) schrittweise
oder kontinuierlich eingestellt werden. Analog wird bei gültigem Polygonzug
PZ2 der Wichtungsfaktor G auf einen stationären Wert von 1 eingestellt werden.
Durch den Tiefpaßfilter 3 wird
ein zeitabhängiger
Gewichtungsfaktor G(t) erzeugt, der stetig zwischen den Gewichtungswerten
0 und 1 verläuft.
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Ein
Beispiel dafür
ist in 7 dargestellt, wo zu den Zeitpunkten a, b und
c ein Wechsel der Gültigkeit
des Polygonzuges PZ2 erfolgt und der Gewichtungsfaktor G(t) entsprechend
ab- bzw. zunimmt. Zum Zeitpunkt a fällt die optische Fahrspurmarkierungserkennung
aus, wobei der Gewichtungsfaktor G(t) abnimmt. Zum Zeitpunkt b setzt
die optische Fahrspurmarkierungserkennung wieder ein und der Gewichtungsfaktor
G(t) nimmt wieder zu. Zum Zeitpunkt c fällt die optische Fahrspurmarkierung
erneut aus, der Gewichtungsfaktor G(t) nimmt dabei bereits nach
einer kurzen Zeitdauer erneut wieder ab.
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Falls
aus den Fahrspurinformationen FI ein sprungfähiger Polygonzug PZ2 ermittelt
wird, dann können,
wie in 8 gezeigt, durch Filterung diese sprunghafte Änderungen
im Polygonzug PZ2(n) mittels eines Filterelementes 4 ausgeglichen
und kompensiert werden. Hierzu werden die einzelnen Knoten K1 bis
Km des Polygonzuges PZ2(n) mittels des als ein Tiefpassfilter ausgebildeten
Filterelementes 4 geglättet.
Soll- oder Eingangswert des Filterelementes 4 ist, sofern
gültig,
der Polygonzug PZ2(n). Bei ungültigem
Polygonzug PZ2(n) wird der vorangegangene gefilterte und gültige Polygonzug
gefPZ2(n-1) als Soll- oder Eingangswert beibehalten. Bei fortlaufend
gültigem
Polygonzug PZ2(n) nähert
sich der gefilterte Polygonzug gefPZ2(n) stationär dem Polygonzug PZ2(n) an.
Bei fortlaufend ungültigem
Polygonzug PZ2(n) bleibt der gefilterte Polygonzug gefPZ2(n) konstant,
wobei – wie
oben beschrieben – sein
Wichtungsfaktor G gegen 0 geht und damit der Einfluss des Polygonzuges
PZ2(n) auf den angepassten Polygonzug aPZ3(n) stetig verringert
wird.
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9 zeigt
ein Beispiel für
die Tiefpassfilterung der einzelnen Polygonknoten oder -stützpunkte K1
bis Km des gefilterten Polygonzuges gefPZ2(n). Die einzelnen Polygonknoten
K1 bis Km des vorangegangenen, gefilterten Polygonzuges gefPZ2(n-1) werden
jeweils in Richtung der Polygonknoten K1 bis Km auf gleicher x-Höhe des aktuellen
gefilterten Polygonzuges gefPZ2(n) gezogen. Die Geschwindigkeit,
mit der sich die Polygonknoten den Zielknoten annähern, kann
durch die Filterzeitkonstante Tv des Filterelementes 4 bestimmt
werden. Analog zu dieser Filterung muss das Signal ebenfalls geglättet werden,
falls es eine sprunghafte Änderung
in der Sichtweiteninformation gibt. Durch einen geeignet abgestimmten
Tiefpassfilter können
so die Parameter Anfangsdistanz xa und Enddistanz
xe angepasst werden.
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Das
beschriebene Verfahren der geometrischen Fusion von Fahrschläuchen FS
und Fahrspurinformationen FI lässt
sich auf eine beliebige Anzahl an zu fusionierenden Fahrschläuchen FS
und Fahrspurinformationen FI erweitern. Es muss lediglich darauf
geachtet werden, dass die Summe aller Wichtungsfunktionen l ergibt.