DE102012109377A1

DE102012109377A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Repräsentation von Umgebungsstrukturen in einem Belegungsgitter mit Kritikalitätswerten

Info

Publication number: DE102012109377A1
Application number: DE201210109377
Authority: DE
Inventors: Stefan Hegemann; Ralf Grewe; Andree Hohm; Stefan Lüke
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH; Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2014-04-03

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Repräsentation von Umgebungsstrukturen in einem Belegungsgitter für ein Fahrerassistenzsystem angegeben. Die Umgebungsinformationen wird von zumindest einer der folgenden Vorrichtungen zur Verfügung gestellt Umfeldsensor, insbesondere Kamera-, Radar- oder Lidarsensor, Navigationsgerät oder Funkempfänger (c2x). Es wird ein Wert für eine Kritikalität einer erkannten Umfeldstruktur im Belegungsgitter abgelegt. Ein Fahrerassistenzsystem wird basierend auf dem Wert für die Kritikalität gesteuert.

Description

Fahrerassistenz- und Sicherheitssysteme zur Vermeidung von Unfällen gewinnen immer größere Bedeutung. Die Akzeptanz solcher Systeme hängt von der zuverlässigen Funktionsweise ab. Dafür ist die sichere Erkennung komplexer Verkehrssituationen von entscheidender Bedeutung. Sensordaten müssen schnell und zuverlässig ausgewertet werden, um ein Umfeldmodell zu erstellen. Gitterbasierte Umfeldmodelle für Fahrerassistenzsysteme sind Stand der Technik. Die Schrift EP1927866 offenbart ein gitterbasiertes Umfeldmodell, bei dem zumindest jeder Gitterzelle zwei kinematische Größen zugeordnet werden.
Es ist die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Repräsentation von Umgebungsstrukturen in einem Belegungsgitter für ein Fahrerassistenzsystem zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Es wird ein Verfahren zur Repräsentation von Umgebungsstrukturen in einem Belegungsgitter (1) für ein Fahrerassistenzsystem (A1, A2, AN) angegeben. Die Umgebungsinformationen von zumindest einer der folgenden Vorrichtungen zur Verfügung gestellt

– Umfeldsensor, insbesondere Kamera-, Radar- oder Lidarsensor
– Navigationsgerät mit elektronischer Karte
– Funkempfänger (c2x), wobei die Informationen von anderen Fahrzeugen oder Verkehrszeichen o.ä. zum Funkempfänger im Egofahrzeug übertragen werden.

Wenn eine Umfeldstruktur erkannt wird, wird ein Wert für die Kritikalität (K) der Umfeldstruktur im Belegungsgitter (1) abgelegt. Die Funktion eines Fahrerassistenzsystems (A1, A2, AN) wird basierend auf dem Wert für die Kritikalität (K) gesteuert.
Die angegebene Erfindung ermöglicht die Einbindung von Umfeldstrukturen in ein Umfeldmodell, welches von verschiedenen heutigen und zukünftigen Assistenzsystemen (A1, A2, AN) benötigt wird. Durch die Einführung eines Kritikalitätsmaßes (K) können Assistenzfunktionen (A1, A2, AN) ihr Verhalten an die Bedeutung der jeweiligen Struktur anpassen, so ist beispielsweise eine Skalierung der Eingriffsstärke einer Lenkkorrektur zur Spurmittenführung sinnvoll, je nachdem ob sich das Fahrzeug einer massiven Wand oder einer unterbrochenen Fahrstreifenmarkierung nähert.
Vorzugsweise wird das Verfahren für statische Umfeldstrukturen angewandt, wie z.B.

– Fahrstreifenmarkierungen jeder Art, z.B. die Eintragung von Fahrstreifenmarkierungen in ein Belegungsgitter, die von einer Spurmittenführung als Datengrundlage verwendet werden kann. Die den Fahrstreifenmarkierungen entsprechende Kritikalität variiert nun mit dem Typ der Markierung, so liegt der entsprechende Wert für eine durchgezogene Linie offenbar höher als für eine unterbrochene Linie,
– Randsteine / Gehsteige
– Leitplanken
– statische Objekte, die den Fahrweg beschränken, wobei das statische Objekt einen nicht befahrbaren statischen Bereich repräsentiert.

Es können aber auch virtuelle Schranken so wie unten beschrieben im Belegungsgitter (1) abgelegt werden:

– virtuelle Schranken, die die Einfahrt in verbotene Bereiche einschränken, bspw. vor Einbahnstraßen oder vor der Einfahrt in Kreisverkehre in falscher Richtung,
– virtuelle Schranken zu angrenzenden Fahrstreifen falls sich dort bspw. eine Gefahr befindet, z. B. virtuelle Schranke über der Mittellinie bei auftretendem Gegenverkehr, um ein Überholen zu vermeiden,
– virtuelle Schranken, die sich aus dem detektierten Fahrweg anderer, beweglicher Objekte ergeben, um eine Kollision mit diesen zu vermeiden
– virtuelle Linien, die Bereiche um einen detektierten Fußgänger beschreiben, um eine Kollision mit diesen zu vermeiden.

Vorzugsweise werden zur Steuerung des Fahrerassistenzsystems (A1, A2, AN) zusätzlich zum Kritikalitätsmaß (K) keine Sensortyp oder Fahrzeugtyp spezifische Informationen verwendet, wobei mit Sensortyp die Vorrichtung gemeint ist, die die Umfeldinformationen zur Verfügung stellt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Kritikalität (K) ein Maß dafür, welche negativen Folgen ein Überfahren dieser Umfeldstrukturen nach sich zieht. Der Wertebereich der Kritikalität (K) kann bspw. von 0 ... 1 gewählt werden, wobei „0“ unkritisch bezeichnet und „1“ völlig unbefahrbar, z. B. in Bereichen mit einer hohen Mauer. Die Kritikalität (K) orientiert sich dabei an den beim Befahren des Bereichs zu erwartenden Beschädigungen. Zusätzlich kann sich die Kritikalität (K) an bekannten Tabellen zur Klassifikation von Verletzungsschweren angepasst werden, beispielsweise AIS/MAIS, sowie an Gefahr für andere Verkehrsteilnehmer. Bestimmte markante Marken im Wertebereich des Kritikalitätsmaßes (K) können zur Orientierung definiert werden. Dies ist beispielhaft in 2 dargestellt. Es wird festgelegt, dass Kritikalitäten K < 0,2 (2) immer Hindernisse ohne Höhe beschreiben, wie z. B. Fahrstreifenmarkierungen, und bei Werten von K > 0,8 (3) bei einem Überfahren solcher Hindernisse sicher von einer Gefahr für die Insassen auszugehen ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Kritikalität (K) der Umgebungsstrukturen abhängig von dem Fahrzeugtyp und/oder der Vorrichtung (z.B. Sensortyp), die die Umgebungsinformationen zur Verfügung stellt, in das Belegungsgitter eingetragen werden. In 1) ist ein Verfahren gemäß dieser Ausführungsform exemplarisch dargestellt. Es wird zwischen dem eigentlichen Umfeldmodell und sog. Mappern (MS1, MS2, MSN), die die Sensorinformationen sensorspezifisch in das Belegungsgitter (1) eintragen, getrennt. Hier werden im Kritikalitätsmaß (K) Informationen berücksichtigt, wie die Sensordaten im Hinblick auf den Verlauf und die Bedeutung von Umfeldstrukturen zu interpretieren sind. Zusätzlich werden an dieser Stelle alle Parameter berücksichtigt, die fahrzeugspezifisch sind. So ist beispielsweise ein die Kritikalität eines Bordsteins bei einer Applikation in einem Geländefahrzeug anders zu bewerten als in einem Sportwagen mit geringer Bodenfreiheit.
In einer positiven Ausgestaltung der Erfindung wird die Kritikalität (K) der Umgebungsstrukturen abhängig von einer externen Eingangsinformationen in ein Belegungsgitter (1) eingetragen, wobei eine externe Eingangsinformation zumindest eine der folgenden Informationen ist

– Geschwindigkeit des Fahrzeuges
– Globale Szene, in der sich das Fzg. befindet
– Regen
– Schneefall
– Tag/Nacht/Dämmerung
– Stadtfahrt/Überlandfahrt/Autobahn
– Zustand der Fahrbahn.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zusätzlich eine Wahrscheinlichkeit, die eine Sicherheit eines Klassifikationsergebnisses einer Umgebungsstruktur angibt, in das Belegungsgitter (1) eingetragen wird. So wird zusätzlich zu dem Kritikalitätsmaß (K) im Belegungsgitter (1) eine Sicherheit abgelegt, mit der die Sensoren die jeweilige Kritikalität (K) erkannt haben. So bedeutet z.B. eine Kritikalität (K) von 0.3 mit einer Sicherheit von 80%, dass in 80% der Fälle die Kritikalität (K) 0.3 beträgt, in 20% der Fälle kann sie davon abweichen. Diese Information kann den Applikationen (A1, A2, AN), also den Fahrerassistenzsystemen, zusätzlich zur Eingriffsentscheidung dienen.
Weiterhin umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrassistenzsystems (A1, A2, AN) basierend auf Umgebungsinformationen. Die Vorrichtung umfasst einen elektronischen Datenspeicher auf dem ein Verfahren wie zuvor beschrieben hinterlegt ist.
Bezugszeichenliste

1: Umfeldmodell Belegungsgitter
2: ebene Strukturen
3: erhabene Strukturen, die Schäden beim Überfahren verursachen
MS1, MS2, MSN: Mapper 1, Mapper 2, Mapper N, die die Sensorinformationen sensorspezifisch in das Belegungsgitter (1) eintragen
A1, A2, AN: Applikation 1, Applikation 2, Applikation N, z.B. ein Fahrerassistenzsystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1927866 [0001]

Claims

Verfahren zur Repräsentation von Umgebungsstrukturen in einem Belegungsgitter (1) für ein Fahrerassistenzsystem (A1, A2, AN), wobei die Umgebungsinformationen von zumindest einer der folgenden Vorrichtungen zur Verfügung gestellt wird – Umfeldsensor, insbesondere Kamera-, Radar- oder Lidarsensor – Navigationsgerät – Funkempfänger (c2x), dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert für eine Kritikalität (K) der Umfeldstruktur im Belegungsgitter (1) abgelegt wird und eine Funktion eines Fahrerassistenzsystems (A1, A2, AN) basierend auf einem Gefährungsrisiko gesteuert wird
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des Fahrerassistenzsystems (A1, A2, AN) keine Informationen, die spezifisch für den Fahrzeugtyp und/oder die Vorrichtung, die die Umgebungsinformationen zur Verfügung stellt, sind verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Kritikalität (K) ein Maß dafür ist, welche negativen Folgen ein Überfahren dieser Umfeldstrukturen nach sich zieht.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kritikalität (K) der Umgebungsstrukturen abhängig von dem Fahrzeugtyp und/oder der Vorrichtung, die die Umgebungsinformationen zur Verfügung stellt, in das Belegungsgitter (1) eingetragen werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kritikalität (K) der Umgebungsstrukturen abhängig von einer externen Eingangsinformationen in das Belegungsgitter (1) eingetragen wird, wobei eine externe Eingangsinformation zumindest eine der folgenden Informationen ist a. Geschwindigkeit des Fahrzeuges b. Globale Szene, in der sich das Fzg. befindet c. Regen d. Schneefall e. Tag/Nacht/Dämmerung f. Stadtfahrt/Überlandfahrt/Autobahn g. Zustand der Fahrbahn.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Wahrscheinlichkeit, die eine Sicherheit eines Klassifikationsergebnisses einer Umgebungsstruktur angibt, in das Belegungsgitter (1) eingetragen wird.
Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrassistenzsystems (A1, A2, AN) basierend auf Umgebungsinformationen umfassend einen elektronischen Datenspeicher auf der ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche hinterlegt ist.