DE102013012324A1

DE102013012324A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fahrwegfindung

Info

Publication number: DE102013012324A1
Application number: DE102013012324.0A
Authority: DE
Inventors: Gerald Schmidt; Harald Berninger
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2015-01-29
Also published as: CN104346944A; US9222789B2; US20150032369A1; CN104346944B

Abstract

Ein Verfahren zur automatischen Fahrwegfindung für ein Ego-Fahrzeug (2) hat die Schritte: a) Empfangen (S1) von Positionsangaben wenigstens eines vorausfahrenden Fahrzeugs; b) Konstruieren (S5) eines Fahrwegs (18, 19, 20) anhand der empfangenen Positionsangaben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Fahrwegfindung für ein Fahrzeug und ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Fahrerassistenzsysteme, die mit Hilfe einer am Fahrzeug eingebauten Kamera eine Fahrspurbegrenzung wie etwa einen Mittel- oder Seitenstreifen erkennen und den Fahrer warnen, wenn sich das Fahrzeug in kritischer Weise dem Rand der Fahrspur nähert oder diesen gar überfährt, sind in vielen modernen Kraftfahrzeugen im Einsatz. Diese Assistenzsysteme haben Schwierigkeiten, ihre Aufgabe zu erfüllen, wenn die Fahrspurbegrenzung fehlt, lückenhaft oder stark verschmutzt ist, oder wenn, insbesondere an Baustellen, zeitweilige und dauerhafte Fahrspurmarkierungen gleichzeitig vorhanden sind, aber nur die Zeitweilige zu berücksichtigen ist.
Aus US 2009/0125204 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem bekannt geworden, bei dem in einem hier als Ego-Fahrzeug bezeichneten Fahrzeug Informationen eines Fahrspurerfassungssystems und einer vorausfahrende Fahrzeuge erfassenden Kamera zusammengeführt und ausgewertet werden, um anhand der zusammengeführten Informationen die Lenkung des Ego-Fahrzeugs zu beeinflussen.
Grundsätzlich ist es durchaus sinnvoll für das Ego-Fahrzeug, sich an dem vorausfahrenden Fahrzeug zu orientieren, da dessen Fahrer und/oder Assistenzsysteme die Fahrspurbegrenzungen an einem vorausliegenden Fahrbahnstück besser erkennen können, als das Ego-Fahrzeug bzw. sein Fahrer und somit diesen gegenüber einen Erkenntnisvorsprung haben. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug in dem Sinne „richtig” fährt, dass es einen angemessenen Abstand zu den Fahrspurbegrenzungen und eine den Kurvenradien der Fahrspur angemessene Geschwindigkeit einhält, dann fährt auch das Ego-Fahrzeug richtig, wenn es dem Weg des vorausfahrenden Fahrzeugs mit derselben Geschwindigkeit folgt. In der Praxis ist allerdings nicht garantiert, dass das vorausfahrende Fahrzeug richtig fährt, außerdem können Fehler oder Ungenauigkeiten bei der Auswertung der von der Kamera gelieferten Bilder zu Abweichungen zwischen der wahren Position des vorausfahrenden Fahrzeugs und der vom Ego-Fahrzeug erfassten Position führen. Derartige Fehler sind umso größer, je weiter das vorausfahrende Fahrzeug entfernt ist. Der Erkenntnisvorsprung des vorausfahrenden Fahrzeugs ist also um so schlechter nutzbar, je größer er ist. Auch schlechte Sichtbedingungen wie etwa eine im Dunkeln spiegelnde, regennasse Fahrbahn können die Erfassung sowohl des vorausfahrenden Fahrzeugs als auch der Fahrspurbegrenzungen beeinträchtigen. Ausgerechnet in kritischen Situationen, in denen kein Sichtkontakt besteht, z. B. wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug hinter einer Kurve verschwunden ist, liefert das herkömmliche Verfahren keine brauchbaren Informationen. Eine zu starke Orientierung an dem vom vorausfahrenden Fahrzeug zurückgelegten Weg ist daher für das Ego-Fahrzeug nicht zweckmäßig.
Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden der Erfindung ist, ein Verfahren zur automatischen Fahrwegfindung bzw. ein Fahrerassistenzsystem zur automatischen Fahrwegfindung zu schaffen, dass in der Lage ist, ein vorausfahrendes Fahrzeug zur Informationsgewinnung zu nutzen, ohne jedoch auf Blickkontakt zum vorausfahrenden Fahrzeug bzw. eine optische Messung des Abstandes zwischen vorausfahrendem Fahrzeugs und Ego-Fahrzeug angewiesen zu sein.
Die Aufgabe wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst durch ein Verfahren zur automatischen Fahrwegfindung für ein Ego-Fahrzeug mit den Schritten:

a) Empfangen von von wenigstens einem vorausfahrenden Fahrzeug ausgestrahlten Positionsangaben wenigstens;
b) Konstruieren eines Fahrwegs anhand der empfangenen Positionsangaben.

Angaben über die eigene Position werden herkömmlicherweise von Fahrzeugen im Rahmen der V2V-Kommunikation ausgestrahlt, doch können auch nach beliebigen anderen Kommunikationsnormen ausgestrahlte Positionsangaben genutzt werden.
Die von vorausfahrenden Fahrzeugen ausgesandten Positionsangaben bezeichnen Orte, die das Ego-Fahrzeug auf seinem weiteren Weg ebenfalls durchlaufen könnte und eignen sich daher, um auf ihrer Grundlage einen Fahrweg für das Ego-Fahrzeug zu konstruieren.
Die empfangenen Positionsangaben können von mehreren vorausfahrenden Fahrzeugen herrühren und somit zu verschiedenen Fahrwegen gehören. Dennoch können diese Positionsangaben gemeinsam verarbeitet werden, indem ein Fahrweg für das Ego-Fahrzeug aus diesen Positionsangaben durch Berechnen einer Ausgleichskurve konstruiert wird.
Es kann aber auch zweckmäßig sein, die empfangenen Positionsangaben jeweils einem aussendenden Fahrzeug zuzuordnen. Dies eröffnet die Möglichkeit, zu überprüfen, ob das die Positionsangaben aussendende Fahrzeug überhaupt auf derselben Fahrspur wie das Ego-Fahrzeug unterwegs ist, und die Positionsangaben von Fahrzeugen, die dies nicht sind, zu verwerfen.
Das oben erwähnte Konstruieren eines Fahrwegs kann insbesondere ein Rekonstruieren des Fahrwegs wenigstens eines vorausfahrenden Fahrzeugs umfassen. Anhand des rekonstruierten Fahrwegs kann leicht überprüft werden, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug überhaupt auf derselben Fahrspur fährt wie das Ego-Fahrzeug. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das Ego-Fahrzeug sich auf einer mehrspurigen Straße bewegt und Positionsangaben von Fahrzeugen empfangen werden können, die auf einer benachbarten Fahrspur in derselben Richtung wie das Ego-Fahrzeug unterwegs sind.
Wenn die rekonstruierten Fahrwege mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge zur Verfügung stehen, kann aus diesen ein verbesserter Fahrweg für das Ego-Fahrzeug konstruiert werden. Ein Fahrfehler eines einzelnen vorausfahrenden Fahrzeugs, der sich in einer lokalen Abweichung des Fahrweges dieses Fahrzeugs von dem eines anderen vorausfahrenden Fahrzeugs widerspiegelt, hat dadurch nur einen geringen Einfluss auf den verbesserten Fahrweg.
Das Verfahren kann ferner das Lenken des Ego-Fahrzeugs entlang des rekonstruierten Fahrwegs umfassen.
Einer weiterentwickelten Ausgestaltung der Erfindung zur Folge hat das Verfahren ferner folgende Schritte:

d) Erfassen von Umgebungsinformation, insbesondere von optischer, Radar- oder sonstiger Bildinformation, aus der, sofern sichtbar oder vorhanden, die Lage einer Fahrspurmarkierung relativ zum Ego-Fahrzeug ersichtlich ist,
e) Ermitteln der Position des Ego-Fahrzeugs relativ zu der Fahrspurmarkierung anhand der Umgebungsinformation und des rekonstruierten Fahrweges;
f) Lenken des Ego-Fahrzeugs in einem vorgegebenen Abstand von der Fahrspurmarkierung; oder
f') Ausgeben eines Hinweissignals, wenn der Abstand des Ego-Fahrzeugs von der Fahrspurmarkierung außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.

Diese Weiterbildung basiert auf der Annahme, dass auch die vorausfahrenden Fahrzeuge bestrebt sein werden, einen sachgerechten Abstand zur Fahrspurmarkierung einzuhalten, und dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein gegebenes Element in einem Bild die Fahrspurmarkierung darstellt, besonders hoch ist, wenn es sich einem solchen sachgerechten Abstand von dem vorausfahrenden Fahrzeug befindet. So kann die Zuverlässigkeit, mit der die Entfernung der Position des Ego-Fahrzeugs von der Fahrspurmarkierung ermittelt wird, verbessert werden.
Die Gewissheit, dass der konstruierte Fahrweg tauglich ist, ist um so größer, je größer die Zahl vorausfahrender Fahrzeuge ist, deren Positionsangaben is seine Ermittlung eingegangen sind. Deswegen geht der konstruierte Fahrweg in die Positionsermittlung des Schritts e) mit einem im Verhältnis zur Umgebungsinformation um so höheren Gewicht ein, je größer die Zahl der vorausfahrenden Fahrzeuge ist, anhand derer der Fahrweg konstruiert ist
Die so gewonnene Information kann genutzt werden, um entweder das Ego-Fahrzeug unmittelbar zu lenken, oder um den Fahrer beim Lenken zu unterstützen, indem, wenn nötig, das Hinweissignal erzeugt wird.
Eine alternative Weiterbildung des Verfahrens hat die Schritte:

d) Erfassen von Umgebungsinformationen
e) Ermitteln der Position des Ego-Fahrzeugs relativ zu einer Fahrspurmarkierung anhand der Umgebungsinformationen, wobei der Schritt des Lenkens anhand des rekonstruierten Fahrweges nur dann durchgeführt wird, wenn Schritt e) scheitert.

D. h. immer dann, wenn die Fahrspurmarkierung nicht erkennbar oder nicht vorhanden ist, wird zum Lenken des Ego-Fahrzeugs auf den wie oben beschrieben konstruierten Fahrweg zurückgegriffen.
Je größer die Zahl der Fahrzeuge ist, anhand derer der konstruierte Fahrweg ermittelt worden ist, um so größer ist auch die Gewissheit, dass eine Fahrspurmarkierung, wenn vorhanden, in einem sachgerechten Abstand von diesem Fahrweg zu finden sein muss. Die Entscheidung, ob Schritt e) gescheitert ist, insbesondere die Entscheidung, ob die Fahrspurmarkierung erfolgreich erkannt wurde, kann zweckmäßigerweise von der Zahl der vorausfahrenden Fahrzeuge abhängen, anhand derer der Fahrweg (21) konstruiert ist, denn je größer die Sicherheit ist, mit der der Fahrweg den tatsächlichen Verlauf der Fahrspur wiedergibt, um so genauer kann anhand des Fahrwegs auch vorhergesagt werden, wo sich die Fahrspurmarkierung befinden müsste.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, d. h. insbesondere ein Fahrerassistenzsystem, mit

a) Mitteln zum Empfangen von Positionsangaben wenigstens eines vorausfahrenden Fahrzeugs;
b) Mitteln zum Konstruieren eines Fahrwegs anhand der empfangenen Positionsangaben.

Die Mittel zum Konstruieren des Fahrwegs können ausgelegt sein, um eine Ausgleichskurve aus den Positionsangaben mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge zu berechnen.
Die Vorrichtung kann ferner Mittel umfassen zum Zuordnen der empfangenen Positionsangaben zu jeweils einem sie aussendenden Fahrzeug und Verwerfen der Positionsangaben eines Fahrzeugs, das auf einer anderen Fahrspur als das Ego-Fahrzeug unterwegs ist.
Alternativ können die Mittel zum Konstruieren des Fahrwegs ausgelegt sein, um den Fahrweg wenigstens eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu rekonstruieren.
Weiterhin können Mittel vorgesehen sein zum

c) Lenken des Ego-Fahrzeugs entlang des konstruierten Fahrwegs.

Alternativ kann die Vorrichtung umfassen

d) Mittel zum Erfassen von Umgebungsinformation;
e) Mittel zum Ermitteln der Position des Ego-Fahrzeugs relativ zu einer Fahrspurmarkierung anhand der Umgebungsinformation und des konstruierten Fahrweges;
f) Mittel zum Lenken des Ego-Fahrzeugs in einem vorgegebenen Abstand von der Fahrspurmarkierung; oder
f') Mittel zum Ausgeben eines Hinweissignals, wenn der Abstand von der Fahrspurmarkierung außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.

Die Mittel zum Ermitteln der Position des Ego-Fahrzeugs können eingerichtet sein, den konstruierten Fahrweg im Verhältnis zur Umgebungsinformation um so höher zu gewichten, je größer die Zahl der vorausfahrenden Fahrzeuge ist, anhand derer der Fahrweg konstruiert ist.
Weiter alternativ kann die Vorrichtung umfassen

d) Mittel zum Erfassen von Umgebungsinformation;
e) Mittel zum Ermitteln der Position des Ego-Fahrzeugs relativ zu einer Fahrspurmarkierung anhand der Umgebungsinformation; wobei die Mittel zum Lenken des Ego-Fahrzeugs entlang des konstruierten Fahrwegs dann zum Einsatz kommen, wenn die Ermittlung der Position des Ego-Fahrzeugs gescheitert ist.

Mittel zum Entscheiden, ob die Ermittlung der Position des Ego-Fahrzeugs gescheitert ist, können die Entscheidung abhängig von der Zahl der vorausfahrenden Fahrzeuge treffen, anhand derer der Fahrweg konstruiert ist.
Die Mittel zum Empfangen der Positionsangaben können insbesondere eine V2V-Funkschnittschnitte umfassen.
Des Weiteren kann das System einen Umgebungssensor, insbesondere eine Kamera, zum Erfassen von Umgebungsinformation aufweisen.
Schließlich können auch Mittel zum unmittelbaren Eingreifen in die Lenkung des Fahrzeugs vorhanden sein, oder ein Hinweissignalgeber kann vorgesehen sein, um den Fahrer zu veranlassen, basierend auf einer Beurteilung durch das Fahrerassistenzsystem in die Lenkung einzugreifen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Computerprogrammprodukt, welches Instruktionen umfasst, die bei Ausführung auf einen Computer diesen befähigen, das oben beschriebene Verfahren auszuführen oder als Fahrerassistenzsystem wie oben beschrieben zu arbeiten. Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist ein computerlesbarer Datenträger, auf dem Programmanweisungen aufgezeichnet sind, die einen Computer befähigen, in der oben angegebenen Weise zu arbeiten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 eine typische Verkehrssituation, in der die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
2 ein Blockdiagram eines erfindungsgemäß ausgestatteten Fahrzeugs;
3 ein Flussdiagramm eines vom Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs aus 2 ausgeführten Verfahrens;
4 ein Flussdiagramm des Verfahrens gemäß einer Weiterbildung der Erfindung; und
5 ein Flussdiagramm des Verfahrens gemäß einer zweiten Weiterbildung der Erfindung.
1 veranschaulicht eine typische Anwendungssituation der vorliegenden Erfindung anhand einer Draufsicht auf eine mehrspurige Straße 1 und zwei Fahrzeuge 2, 3, die sich auf einer rechten Fahrspur 4 der Straße 1 in gleiche Richtung, nach rechts in 1, bewegen. Die Straße 1 passiert eine Baustelle 5. Um diese Baustelle zu umgehen, sind die rechte Fahrspur 4 und eine linke Fahrspur 6 der Straße 1 in Höhe der Baustelle 5 zur Seite versetzt. In der Figur als durchgezogene Linie dargestellte Fahrspurmarkierungen 7 zeigen den aktuellen, versetzten Verlauf der Fahrspuren 4, 6 an. Wäre die Baustelle 5 nicht vorhanden, dann würden die Fahrspuren 4, 6 geradeaus verlaufen. In der Figur durch gestrichelte Linien dargestellte Fahrspurmarkierungen 8 zeigen diesen Verlauf der Fahrspuren 4, 6 an. Die Fahrspurmarkierungen 8 sind zwar in Anwesenheit der Baustelle 5 nicht gültig, sind aber dennoch an der Fahrbahnoberfläche sichtbar. Ein Fahrer, der sich mit dem Fahrzeug 2, nachfolgend als Ego-Fahrzeug bezeichnet, der Baustelle 5 nähert, kann bei schlechten Sichtverhältnissen Schwierigkeiten haben, die gültige Fahrspurmarkierung 7 von der ungültigen 8 zu unterscheiden. Dieselben Schwierigkeiten hätte auch ein Fahrerassistenzsystem des Ego-Fahrzeugs 2, wenn es zum Erkennen der Fahrspurmarkierungen 7, 8 lediglich Kamerabilder der Straße 1 zur Verfügung hätte.
Das vor dem Ego-Fahrzeug 2 herfahrende Fahrzeug 3 ist V2V-kommunikationsfähig, d. h. es sendet regelmäßig per Funk in einem standardisiertem Format Angaben über seine aktuelle Position und diverse andere Informationen aus, die eventuell von anderen V2V-fähigen Fahrzeugen in der Umgebung benötigt werden könnten, insbesondere, um Kollisionen mit dem aussendenden Fahrzeug zu vermeiden oder auf andere Weise die Verkehrssicherheit zu verbessern. Eine Reihe von Orten, an denen das Fahrzeug 3 im Vorbeifahren bereits solche Angaben ausgesandt hat, sind in 1 mit Kreuzen 9 bezeichnet.
Um diese Angaben des Fahrzeugs 3 zu empfangen, umfasst das Ego-Fahrzeug 2, wie in 2 anhand eines Blockdiagramms dargestellt, eine V2V-Funkschnittstelle 10. Eine Steuereinheit 11 ist einerseits an die Funkschnittstelle 10 und andererseits über eine Bildauswerteeinheit 12 mit einer Kamera 13 verbunden, die auf die vor dem Fahrzeug 2 liegende Fahrbahn ausgerichtet ist, um die Fahrspurmarkierungen 7 und/oder 8 und vorausfahrende Fahrzeuge wie das Fahrzeug 3 zu erfassen. Anhand der von der Funkschnittstelle 10 und der Bildauswerteeinheit 12 gelieferten Daten steuert die Steuereinheit 11 eine Servolenkeinrichtung 14 des Fahrzeugs 2 an. Der Eingriff der Steuereinheit 11 an der Servolenkeinrichtung 14 kann darin bestehen, dass ein von der Steuereinheit 11 kontrollierter Aktuator der Servolenkeinrichtung 14 unmittelbar den Spurwinkel der Vorderräder des Fahrzeugs 2 einstellt; vorzugsweise beschränkt sich der Lenkeingriff darauf, den Widerstand, den der Fahrer beim Drehen eines Lenkrades 15 spürt, so zu steuern, dass die Kraft, die der Fahrer auf das Lenkrad 15 ausüben muss, um das Fahrzeug 2 entlang eines von der Steuereinheit 11 favorisierten Fahrwegs zu lenken, geringer ist als die zum Lenken auf einer davon abweichenden Route benötigte Kraft.
Anstelle der Servolenkung 14 kann die Steuereinheit 11 auch einen Hinweissignalgeber 23 am Armaturenbrett des Fahrzeugs 2 ansteuern, der dem Fahrer signalisiert, ob und gegebenenfalls in welche Richtung er das Lenkrad 15 drehen muss, um dem von der Steuereinheit 11 favorisierten Fahrweg zu folgen.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Arbeitsverfahrens der Steuereinheit 11 gemäß einer ersten Ausgestaltung. Im Schritt S1 werden Angaben benachbarter Fahrzeuge wie etwa des Fahrzeugs 3 über ihre momentane Position empfangen.
Basierend auf zusammen mit den Positionsangaben übertragenen Angaben zur Identität des aussendenden Fahrzeugs werden die empfangenen Angaben in Schritt S2 den Fahrzeugen zugeordnet, von denen sie herrühren. Im Laufe mehrerer Wiederholungen der Schritte S1, S2 erzeugt die Steuereinheit 11 Listen von Orten, an denen sich die Fahrzeuge, deren Funksignale sie empfängt, befunden haben oder gegenwärtig befinden. In 1 sind die vom Fahrzeug 3 angegebenen Orte 9 jeweils durch Kreuze symbolisiert, Quadrate bezeichnen Orte 16, an denen sich ein Fahrzeug befunden hat, das den dargestellten Ausschnitt der Straße 1 bereits wieder verlassen hat, und Kreise zeigen die Orte 17 eines Fahrzeugs 3' an, das auf der linken Fahrspur 6 unterwegs ist.
Die Steuereinheit 11 rekonstruiert die Fahrwege 18, 19, 20 der verschiedenen dem Ego-Fahrzeug 2 vorausfahrenden Fahrzeuge 3, 3', indem sie wie in 1 durch strichpunktierte Linien dargestellt, die jeweils auf ein gleiches Fahrzeug zurückgehenden Orte 9, 16 bzw. 17 miteinander, z. B. durch Splines, verbindet.
Anhand der Tatsache, dass das Fahrzeug 2 auf seinem Weg dem Fahrweg 20 des Fahrzeugs 3' niemals näher kommt als eine Fahrspurbreite, erkennt die Steuereinheit 11, dass dieses Fahrzeug 3' spurfremd ist, d. h. es sich auf einer anderen Fahrspur als der des Fahrzeugs 2 bewegt. Die auf das Fahrzeug 3' zurückgehenden Orte 17 werden in Schritt S4 als nicht relevant ausgeschieden. Aus den verbleibenden Orten 9 und 16 wird in Schritt S5 ein Fahrweg 21 für das Fahrzeug 2 konstruiert, auf dem sich das Fahrzeug 2 durch den dargestellten Straßenabschnitt bewegen könnte, ohne seine Fahrspur 4 zu verlassen. Die Konstruktion des Fahrwegs 21 in Schritt S5 kann auf einer Mittelwertbildung von Koordinaten der Fahrwege 18, 19 basieren. Alternativ könnte der Fahrweg 20 für das Fahrzeug 2 auch unmittelbar anhand der Orte 9, 17, ohne Rückgriff auf die Fahrwege 18, 19 konstruiert werden, zum Beispiel als diejenige Ausgleichskurve, bei der, in Analogie zum bekannten Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate, die Summe der Abweichungsquadrate zwischen der Ausgleichskurve und den Punkten 9 und 17 minimal ist.
Anschließend vergleicht die Steuereinheit 11 die Position des Fahrzeugs 2 mit dem in Schritt S5 konstruierten Fahrweg 21 und greift im Falle einer signifikanten Abweichung der ermittelten Position vom Fahrweg 21 in Schritt 6 korrigierend in die Lenkung ein oder steuert ein Anzeigeinstrument an, um den Fahrer auf die Notwendigkeit einer Lenkkorrektur hinzuweisen.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Arbeitsverfahrens der Steuereinheit 11 gemäß einer weiterentwickelten Ausgestaltung. Die Bildauswerteeinheit 12 empfängt in Schritt S11 ein Bild von der Kamera 13 und versucht, in dieser die gültige Fahrspurmarkierung 7 zu identifizieren. Eine Entscheidung S12, ob die Identifizierung erfolgreich war, kann von der Bildauswerteeinheit 12 vorgenommen werden. An die Steuereinheit 11 werden dann einerseits eine Angabe über den Abstand des Fahrzeugs 2 von der identifizierten Fahrspurmarkierung als auch über Erfolg oder Misserfolg der Identifikation übergeben. Es könnte auch eine quantitative Angabe über die Wahrscheinlichkeit, dass die Fahrspurmarkierung korrekt identifiziert wurde, übergeben werden, auf deren Grundlage die Steuereinheit 11 eine Entscheidung S12 über Erfolg oder Scheitern der Identifizierung trifft. Ein solcher Wahrscheinlichkeitsschätzwert kann z. B. auf einfache Weise erhalten werden, wenn die Bildauswerteeinheit 12 einen Kalmanfilter verwendet, um die Fahrspurmarkierung zu identifizieren.
Wenn die Identifizierung der Fahrspurmarkierung erfolgreich war, dann wird in Schritt S13 anhand des ermittelten Abstands des Fahrzeugs 2 von der Fahrspurmarkierung entschieden, ob ein Lenkeingriff nötig ist, um diesen Abstand an einen Sollwert anzugeichen, und, wenn nötig, wird in Schritt S14 dieser Eingriff vorgenommen oder der Fahrer durch ein entsprechendes Hinweissignal aufgefordert, ihn vorzunehmen. Wenn hingegen die Fahrspurmarkierung nicht erfolgreich identifiziert wurde, sei es, weil am aktuellen Ort des Fahrzeugs 2 keine Fahrspurmarkierung vorhanden ist oder weil die Bildauswerteeinheit 12 nicht entscheiden kann, welche der zwei gleichzeitig sichtbaren Markierungen 7, 8 die richtige ist, dann wird in Schritt S15 auf den Fahrweg 21 zurückgegriffen, um anhand einer Abweichung des Fahrzeugs 2 von dem Fahrweg 21, wie oben als Schritt S6 beschrieben, über die Notwendigkeit des Lenkeingriffs zu entscheiden und diesen gegebenenfalls vorzunehmen oder seine Vornahme durch den Fahrer zu veranlassen (S16). Damit im Bedarfsfall ein aktueller Fahrweg 21 sofort zur Verfügung steht, laufen parallel zu dem Verfahren der 4 in der Steuereinheit 11 auch die mit Bezug auf 3 beschriebenen Schritte S1 bis S5 in einer Endlosschleife ab.
Einer Weiterbildung dieses Verfahrens zufolge kann die Tatsache, dass der Fahrweg 21 fortlaufend aktuell berechnet wird und daher jederzeit zur Verfügung steht, bereits bei der Entscheidung über den Erfolg der Identifizierung der Fahrspurmarkierung in Schritt S12 genutzt werden. Es ist leicht einzusehen, dass die Gewissheit, dass der in Schritt S5 konstruierte Fahrweg 21 brauchbar ist, je größer die Zahl der vorausfahrenden Fahrzeuge 3 ist, auf denen die Konstruktion des Fahrwegs 21 basiert und/oder die dichter die Verteilung der von diesen Fahrzeugen 3 gemeldeten Orte 9, 16 ist. Deswegen wird dieser Weiterbildung zufolge bei einer Neuberechnung des Fahrwegs 21 in Schritt S5 auch die Gewissheit des berechneten Fahrwegs 21 beurteilt, und der Grenzwert der Wahrscheinlichkeit, der in Schritt S12 überschritten sein muss, damit die Identifizierung der Fahrspurmarkierung als erfolgreich angesehen wird, wird um so höher angesetzt, je höher diese Gewissheit ist.
Ein anderer Ansatz wird im Flussdiagramm der 5 verfolgt. Nach jeder Neuberechnung des Fahrwegs 21 in S5 wird die Abweichung der Position des Fahrzeugs 2 vom Fahrweg 21 berechnet (S21). Diese Abweichung wird anschließend bei der Bildauswertung S22 genutzt, um eine höhere Gewissheit beim Identifizieren der Fahrspurmarkierung 7 zu erzielen. Wenn z. B. das Fahrzeug 2 in 1 einen Ort 22 erreicht hat, an dem für die Kamera 13 beide Fahrspurmarkierungen 7, 8 sichtbar sind, dann kann die Steuereinheit 11 anhand des aktuellen Abstands des Fahrzeugs 2 von den Markierungen 7, 8 und der Abweichung der aktuellen Position des Fahrzeugs 2 vom Fahrweg 21 den Abstand abschätzen, den die Markierungen 7, 8 vom Fahrzeug 2 hätten, wenn sich dieses auf dem Fahrweg 21 befände. Die gültige Markierung sollte sich dann in einem sachgerechten Abstand vom Fahrzeug 2 befinden. Wenn in diesem Abstand die Markierung 7 zu finden ist, wird sie als gültige Markierung identifiziert, und ein Bildelement, das seinem Aussehen nach zwar eine Fahrspurmarkierung darstellen könnte, aber einen nicht sachgerechten Abstand vom Fahrzeug 2 hat, wie etwa das Bild der Markierung 8, wird verworfen. In der Folge wird wie in Schritt S13 der tatsächliche Abstand des Fahrzeugs 2 von der so identifizierten Fahrspurmarkierung 7 abgeschätzt (S23), um, wenn nötig, einen Lenkeingriff vorzunehmen, der das Fahrzeug in einen sachgerechten Abstand zur Fahrspurmarkierung 7 bringt (S24).
Auch bei dieser Ausgestaltung kann die Gewissheit des Fahrwegs 21 berücksichtigt werden, indem das Maß an Ähnlichkeit mit einer Fahrbahnmarkierung, die ein in einem Bild der Kamera 13 erfasstes Objekt haben muss, um von der Bildauswerteeinheit 12 als Fahrbahnmarkierung erkannt zu werden, dann, wenn es sich in einem sachgereichten Abstand vom Fahrweg 21 befindet, um so niedriger sein kann, je höher die Gewissheit des Fahrwegs 21 ist, bzw. wenn es sich nicht in einem sachgerechten Abstand befindet, um so größer sein muss, je größer die Gewissheit des Fahrwegs 21 ist.
Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
Bezugszeichenliste

1: Straße
2: Ego-Fahrzeug
3: Fahrzeug
4: re. Fahrspur
5: Baustelle
6: li. Fahrspur
7: Fahrspurmarkierung
8: Fahrspurmarkierung
9: Ort
10: V2V-Funkschnittstelle
11: Steuereinheit
12: Bildauswerteeinheit
13: Kamera
14: Servolenkeinrichtung
15: Lenkrad
16: Ort
17: Ort
18: Fahrweg
19: Fahrweg
20: Fahrweg
21: Fahrweg
22: Ort
23: Hinweissignalgeber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2009/0125204 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur automatischen Fahrwegfindung für ein Ego-Fahrzeug (2) mit den Schritten: a) Empfangen (S1) von Positionsangaben wenigstens eines vorausfahrenden Fahrzeugs; b) Konstruieren (S5) eines Fahrwegs (18, 19, 20, 21) anhand der empfangenen Positionsangaben.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Konstruieren des Fahrwegs das Berechnen einer Ausgleichskurve (S5) aus den Positionsangaben mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die empfangenen Positionsangaben jeweils einem sie aussendenden Fahrzeug zugeordnet werden (S2) und die Positionsangaben eines Fahrzeugs, das auf einer anderen Fahrspur als das Ego-Fahrzeug (2) unterwegs ist, verworfen werden (S3).
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Konstruieren ein Rekonstruieren des Fahrwegs (18, 19) wenigstens eines vorausfahrenden Fahrzeugs (3) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein verbesserter Fahrweg (21) anhand rekonstruierter Fahrwege (18, 19) mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge konstruiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt c) Lenken des Ego-Fahrzeugs (S6) entlang des konstruierten Fahrwegs (21).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit den Schritten d) Erfassen von Umgebungsinformation (S22); e) Ermitteln (S23) der Position des Ego-Fahrzeugs (2) relativ zu einer Fahrspurmarkierung (7) anhand der Umgebungsinformation und des konstruierten Fahrweges (21); f) Lenken (S6) des Ego-Fahrzeugs (2) in einem vorgegebenen Abstand von der Fahrspurmarkierung (7); oder f') Ausgeben eines Hinweissignals, wenn der Abstand von der Fahrspurmarkierung (7) außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem in Schritt e) der konstruierte Fahrweg (21) im Verhältnis zur Umgebungsinformation um so höher gewichtet wird, je größer die Zahl der vorausfahrenden Fahrzeuge ist, anhand derer der Fahrweg (21) konstruiert ist.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner mit den Schritten d) Erfassen von Umgebungsinformation (S11); e) Ermitteln (S11, S13) der Position des Ego-Fahrzeugs (2) relativ zu einer Fahrspurmarkierung (7) anhand der Umgebungsinformation; wobei Schritt c) (S6) dann durchgeführt wird, wenn Schritt e) scheitert.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Entscheidung, ob Schritt e) gescheitert ist, von der Zahl der vorausfahrenden Fahrzeuge abhängt, anhand derer der Fahrweg (21) konstruiert ist.
Fahrerassistenzsystem zur automatischen Fahrwegfindung für ein Ego-Fahrzeug (2) mit a) Mitteln (10) zum Empfangen von Positionsangaben wenigstens eines vorausfahrenden Fahrzeugs (3); b) Mitteln (11) zum Konstruieren eines Fahrwegs (18, 19, 20, 21) anhand der empfangenen Positionsangaben.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 11, bei dem die Mittel (10) zum Empfangen von Positionsangaben eine V2V-Funkschnittstelle umfassen.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 11 oder 12, ferner mit einem Umgebungssensor (13) zum Erfassen von Umgebungsinformation.
Computerprogrammprodukt, welches Instruktionen umfasst, die bei Ausführung auf einem Computer diesen befähigen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen oder als Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13 zu arbeiten.
Computerlesbarer Datenträger, auf dem Programmanweisungen aufgezeichnet sind, die einen Computer befähigen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen oder als Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13 zu arbeiten.