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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Bewegungskontexts eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, während einer Fahrt des Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, welches ausgebildet ist ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, eine Recheneinheit oder eine Verarbeitungseinrichtung, und eine Sicherheitseinrichtung, eine Fahrwerkseinrichtung oder eine Fahrstrangeinrichtung für ein Fahrzeug, bevorzugt ein Kraftfahrzeug.
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Stand der Technik
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Ein Ermitteln eines Fahr- oder Bewegungskontexts eines Fahrzeugs, erfolgt derzeit durch eine Auswertung einer Navigationsinformation bzw. einer digitalen Karte, einer Fahrdynamik, insbesondere einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder durch Erkennung eines Verkehrszeichens. Eine solches Ermitteln ist stark fehlerbehaftet und eignet sich oft nicht für ein dauerhaft ausreichend genaues Bestimmen des Bewegungskontexts in „Ortschaft“, „Außerortsstraße“ (z. B. Bundes- oder Landesstraße) oder „Autobahn“. Ferner sind einige Informationsquellen wie ein Navigationsgerät vergleichsweise teuer und der Markt versucht diese Sensorik als einen notwendigen Sensor zu vermeiden. Derzeit findet keine im Wesentlichen ganzheitliche Ermittlung des Bewegungskontexts statt, sondern es werden lediglich einzelne Informationsquellen genutzt.
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Ferner haben aktuelle Systeme eine geringe Robustheit gegenüber Störungen. Als ein Beispiel sei eine Erkennung von Ortsgrenzen aufgrund von Navigationsinformationen genannt. In den digitalen Karten von Navigationsgeräten sind die Ortseingänge und Ortsausgänge selbst nicht erfasst, sondern lediglich Bebauungsgrenzen, die aus herkömmlichen topographischen Karten bei einer Kartenerzeugung der digitalen entnommen wurden. Dadurch stimmt eine digitale Ortsgrenze nur in den seltensten Fällen mit den tatsächlichen Ortsgrenzen überein. Ferner ergeben sich diesbezüglich Probleme mit veraltetem elektronischen Kartenmaterial, das eine jeweilige Umgebung nicht immer exakt genug zu repräsentieren vermag.
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Ein Erkennen von Ortsschildern durch eine Videokamera ist eine weitere Variante, welche nicht zuverlässig arbeitet oder ggf. auch gar nicht möglich ist, da es stellenweise keine Ortsschilder gibt und trotzdem aber der Bewegungskontext „Ortschaft“ gilt. Dies ist beispielsweise in Spanien der Fall, wo ein Ort, und somit auch die Straßenverkehrsregeln für einen Ort auch dann gelten, wenn es kein Ortsschild gibt, jedoch eine entsprechende Bebauung existiert. – Ein Ermitteln aus der Fahrzeugdynamik basiert häufig auf einer Auswertung der Fahrzeuggeschwindigkeit in Zusammenhang mit deren zeitlichen Verlauf. Als Beispiel sei eine Fahrt auf einer Autobahn genannt. Fährt das Kraftfahrzeug für eine bestimmte Zeit mit erhöhter Geschwindigkeit, dann handelt es sich vermutlich um eine Autobahn. Dies wird z. B. in aktiven Fahrwerken genutzt, die bei schneller Fahrweise straffer abgestimmt werden. Für eine zugehörige Fahrfunktion Fahrwerksabstimmung mag dies ausreichend sein, für eine zuverlässige Schätzung des Bewegungskontexts reicht dies aber nicht aus.
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Aufgabenstellung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem es zuverlässig, robust und dauerhaft möglich ist, einen aktuellen Bewegungskontext eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zu ermitteln. Das erfindungsgemäße Verfahren soll dabei mit einem bereits bestehenden System, z. B. einer Sicherheitseinrichtung, einem Fahrerassistenzsystem o. ä., zusammenarbeiten können, um dessen Wirksamkeit zu erhöhen. Das erfindungsgemäße Verfahren soll sicher und zuverlässig arbeiten sowie in dessen Umsetzung kostengünstig sein. Hierbei soll das Verfahren mit einer bereits in einem Kraftfahrzeug verbauten Sensorik umsetzbar sein. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, diesem entsprechend ein Computerprogramm, eine Recheneinheit oder eine Verarbeitungseinrichtung, und eine Sicherheitseinrichtung, eine Fahrwerkseinrichtung und eine Fahrstrangeinrichtung anzugeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Ermitteln eines Bewegungskontexts eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, während einer Fahrt des Fahrzeugs, gemäß Anspruch 1; mittels eines Computerprogrammprodukts gemäß Anspruch 10; mittels einer Recheneinheit oder einer Verarbeitungseinrichtung, bevorzugt einem Steuergerät oder einer Steuereinrichtung, für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 11; und mittels einer Sicherheitseinrichtung, einer Fahrwerkseinrichtung oder einer Fahrstrangeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die möglichen elektronischen bzw. virtuellen Bewegungskontexte des Fahrzeugs erfindungsgemäß in „Ortsfahrt“, „Außerortsfahrt“ und/oder „Autobahnfahrt“ des Fahrzeugs eingeteilt. Ein aktueller Bewegungskontext des Fahrzeugs wird erfindungsgemäß durch das Fahrzeug selbst und anhand einer oder einer Mehrzahl von dem Fahrzeug zur Verfügung stehenden Informationen ermittelt. Ziel dabei ist, dass der virtuelle Bewegungskontext mit einem realen Fahrkontext des Fahrzeugs im Wesentlichen dauerhaft übereinstimmt. – Bevorzugt wird in einem elektronischen Datenfusions-Modul des Fahrzeugs aus den zur Verfügung stehenden Informationen oder einem Teil davon der aktuelle Bewegungskontext ermittelt. Gemäß der Erfindung wird und/oder ist der aktuelle Bewegungskontext des Fahrzeugs einer Fahrfunktion, einer externen Sicherheitsfunktion und/oder einer Assistenzfunktion des Fahrzeugs zur Verfügung stellbar bzw. gestellt.
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Durch das elektronische Datenfusions-Modul des Fahrzeugs werden insbesondere eine Mehrzahl von Informationen verarbeitet, wobei wenigstens zwei Informationen von zwei unterschiedlichen Informationsquellen oder Informationsgesamtheiten stammen. Unter Informationsgesamtheiten sind selbständig arbeitende Geräte, wie z. B. ein externes Gerät oder ein Navigationsgerät, zu verstehen. In Ausführungsformen der Erfindung kann der aktuelle Bewegungskontext des Fahrzeugs insbesondere ohne eine Navigations-Information eines Navigationsgeräts ermittelt werden. Bei Vorliegen und Verwenden einer Navigations-Information, wird der aktuelle Bewegungskontext des Fahrzeugs durch Datenfusion der Navigations-Information mit wenigstens einer zweiten Information ermittelt. D. h. es genügt nicht, lediglich die Straßenklasse oder eine Bebauungssituation aus einem Navigationsgerät auszulesen und gemäß der Erfindung anzuwenden. Die optionale Information aus dem Navigationsgerät dient einer Plausibilisierung einer Faktenlage.
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Gemäß der Erfindung können neben den Bewegungskontexten „Ortsfahrt“, „Außerortsfahrt“ und „Autobahnfahrt“ Zwischenzustände dieser Bewegungskontexte existieren, wobei bei Ermitteln eines aktuellen Zwischenzustands eines Bewegungskontexts, dieser durch eine dem Fahrzeug zur Verfügung stehende Information mittel oder unmittelbar auf den aktuellen Bewegungskontext „Ortsfahrt“, „Außerortsfahrt“ und „Autobahnfahrt“ eingeschränkt wird. Gemäß der Erfindung kann der aktuelle Bewegungskontext durch ein explizites und/oder implizites Zuordnen bzw. Bestimmen einer Information in Korrelation zu einer aktuellen Bewegungsumgebung des Fahrzeugs ermittelt werden.
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Für das Ermitteln eines bestimmten aktuellen Bewegungskontexts aus den möglichen Bewegungskontexten des Fahrzeugs wird bevorzugt wenigstens eine implizite Information angewendet, d. h. beim Ermitteln zugeordnet. Dies kann auf den einzelnen Bewegungskontext „Ortsfahrt“, „Außerortsfahrt“ oder „Autobahnfahrt“ oder auf eine Mehrzahl davon angewendet werden. Je nach einem Ermittlungsvorgang kann dies auf einen anderen Bewegungskontext angewendet werden. – Ferner kann der aktuelle Bewegungskontext des Fahrzeugs bevorzugt durch wenigstens zwei implizite, durch wenigstens ein explizites und wenigstens ein implizites und/oder durch wenigstens ein explizites Zuordnen bzw. Bestimmen einer Information in Korrelation zu einer vom Fahrzeug befahrenen Umgebung ermittelt werden.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung erfolgt ein explizites Zuordnen bzw. Bestimmen einer Information für den aktuellen Bewegungskontext durch eine Erkennung eines Verkehrsschilds und/oder durch eine Ermittlung einer Straßenklasse aus einer Navigation, wobei die explizite Zuordnung bzw. Bestimmung bevorzugt durch eine implizite Zuordnung bzw. Bestimmung einer Information unterstützt ist. – Insbesondere bei einer Änderung einer Vielzahl von Informationen in einer zeitlich vergleichsweise kurzen Dauer und/oder auf einer vergleichsweise kurzen Fahrtstrecke ist ein Hinweis auf einen Wechsel des aktuellen Bewegungskontexts gegeben. Anwendbare Zeittauern können z. B. ca. 0,5s, 1s, 2s, 3s, 4s, 5s, 7,5s, 10s, 15s oder 20s, und anwendbare Fahrtstrecken können z. B. ca. 1m, 5m, 10m, 20m, 25m, 50m, 75m, 100m, 150m, 200m, 250m oder 300m sein.
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Gemäß der Erfindung kann das implizite Zuordnen bzw. Bestimmen einer Information für den aktuellen Bewegungskontext „Ortsfahrt“ eine Eigenschaft einer Szene, ein Verkehrsobjekt, ein Infrastrukturobjekt, eine Kreuzung, eine Fahrbahnmarkierung, eine Fahrbahnbegrenzung, eine Fahrbahnoberfläche, eine Fahrbahngeometrie und/oder ein Erkennen eines Verkehrszeichens etc. sein. Für den aktuellen Bewegungskontext „Außerortsfahrt“ kann dies eine Eigenschaft einer Szene, ein Verkehrsobjekt, ein Infrastrukturobjekt, ein natürliches Objekt, eine Fahrbahnmarkierung, eine Fahrbahnbegrenzung, eine Fahrbahnoberfläche, eine Fahrbahngeometrie und/oder ein Erkennen eines Verkehrszeichens etc. sein. Und für den aktuellen Bewegungskontext „Autobahnfahrt“ kann dies eine Eigenschaft des Fahrzeugs, eine Eigenschaft einer Szene, ein Verkehrsobjekt, ein Infrastrukturobjekt, ein natürliches Objekt, eine Fahrbahnmarkierung, eine Fahrbahnbegrenzung, eine Fahrbahnoberfläche, eine Fahrbahngeometrie ein Erkennen eines Verkehrszeichens und/oder ein nicht auftretendes Verkehrszeichen etc. sein.
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In Ausführungsformen der Erfindung kann der aktuelle Bewegungskontext des Fahrzeugs anhand einer Video-Information, einer Fahrzeug-Information, einer Navigations-Information, einer Radar-Information, einer Car-to-X-Information und/oder einer Fahrzeuginnenraum-Information ermittelt werden. Bei der Ermittlung des Bewegungskontexts kann es vorteilhaft sein, eine Information gewichtet zu verarbeiten. Hierfür können folgende Kriterien angewendet werden: Bedeutung der Information, Abstand eines Objekts, welches durch die Information repräsentiert ist, vom eigenen Fahrzeug, und/oder Abstände zwischen den Objekten, die durch Informationen repräsentiert sind. Ferner ist es bevorzugt durch das elektronische Datenfusions-Modul des Fahrzeugs landesspezifische Informationen zu berücksichtigen.
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Gemäß der Erfindung kann das Verfahren in einer Sicherheitseinrichtung, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem zum Erhöhen der Verkehrssicherheit, in einer Fahrwerkseinrichtung, insbesondere einer Bremsensteuerung oder einer Dämpferregelung, oder in einer Fahrstrangeinrichtung, insbesondere einer Motorsteuerung oder einer Getriebesteuerung, eines Fahrzeugs verwendet werden. – Das erfindungsgemäße Computerprogramm weist Programmcodemittel auf, welche ausgebildet sind ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ermitteln des Bewegungskontexts des Fahrzeugs durchzuführen, wenn die Programmcodemittel auf einer Verarbeitungseinrichtung ablaufen und/oder einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind. – Die erfindungsgemäße Recheneinheit oder die Verarbeitungseinrichtung, bevorzugt das Steuergerät oder die Steuereinrichtung, ist derart ausgebildet, dass dadurch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ermitteln des Bewegungskontexts des Fahrzeugs durchführbar ist und/oder ein erfindungsgemäßes Computerprogramm abarbeitbar ist.
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Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung, insbesondere das Fahrerassistenzsystem, die erfindungsgemäße Fahrwerkseinrichtung, insbesondere die Bremsensteuerung oder die Dämpferregelung, oder die erfindungsgemäße Fahrstrangeinrichtung, insbesondere die Motorsteuerung oder die Getriebesteuerung, für ein Kraftfahrzeug, ist derart eingerichtet, dass dadurch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ermitteln des Bewegungskontexts des Fahrzeugs abarbeitbar ist. Ferner kann die Sicherheitseinrichtung, die Fahrwerkseinrichtung und/oder die Fahrstrangeinrichtung ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt und/oder eine erfindungsgemäße Recheneinheit oder Verarbeitungseinrichtung aufweisen.
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Gemäß der Erfindung ist das Ermitteln des Bewegungskontexts aufgrund seiner Redundanz deutlich robuster gegenüber Störungen einzelner Quellen. Ferner ergeben sich gemäß der Erfindung Möglichkeiten zur Reduktion der Produktkosten und/oder zur Erhöhung der Qualität der Fahrfunktionen. Hierbei kann auf ein vergleichsweise kostenintensives Navigationsgerät verzichtet werden. Ferner kann gemäß der Erfindung ein bereits bestehendes Verfahren zum Erhöhen einer aktiven und/oder passiven Sicherheit durch das erfindungsgemäße Verfahren erweitert bzw. ergänzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sicher, robust und zuverlässig arbeiten und ist in dessen Umsetzung kostengünstig, da das Verfahren mit einer bereits in einem Kraftfahrzeug verbauten Sensorik und ggf. Aktorik umsetzbar ist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In den schematischen Figuren (Fig.) der Zeichnung zeigen:
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1 ein Blockschema, in welchem ein Datenfusions-Modul eines Fahrzeugs einerseits Informationen von Informationsquellen erhält und andererseits fusionierte Daten einer Fahrfunktion, einer Sicherheitseinrichtung etc. des Fahrzeugs zur Verfügung stellt; und
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2 ein Blockschema des Datenfusions-Moduls aus 1, in welchem aus den Informationen der Informationsquellen ein aktueller Bewegungskontext des Fahrzeugs ermittelt wird.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Bei einer Realisierung von Funktionen für eine Sicherheitseinrichtung, z. B. ein Fahrerassistenzsystem, für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, ist es häufig wichtig zu wissen, in welchem Kontext bzw. Bewegungskontext sich das Fahrzeug aktuell befindet, d. h. auf welche Straße bzw. in welcher verkehrstechnischen Umgebung sich das Fahrzeug aktuell bewegt. Als ein wesentlicher Bewegungskontext ist in diesem Fall eine Unterscheidung zwischen „Ortschaft“ bzw. „Stadt“; „Landstraße“, „Bundesstraße“ bzw. „Schnellstraße“ oder „Autobahn“ von Interesse. Hierbei kann der Bewegungskontext “Schnellstraße“ auch dem Bewegungskontext „Autobahn“ zugeordnet sein.
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Der Bewegungskontext beeinflusst ein Verhalten von vielen Fahrfunktionen des Fahrzeugs wesentlich und kann somit vorteilhaft für eine breite Produktpalette eingesetzt werden. – Nachfolgend sind der Bewegungskontext (durch das Fahrzeug befahrene Umgebung) „Ortschaft“ und „Stadt“ auch durch den Begriff „Ortsfahrt“ (Bewegungskontext); der Bewegungskontext „Landstraße“, „Bundesstraße“ und ggf. „Schnellstraße“ auch durch den Begriff „Außerortsfahrt“ (Bewegungskontext); und der Bewegungskontext „Autobahn“ und ggf. „Schnellstraße“ auch durch den Begriff „Autobahnfahrt“ (Bewegungskontext) repräsentiert.
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Die 1 zeigt eine Übersicht über ein System zum Ermitteln und Nutzen des Bewegungskontexts des Fahrzeugs. – Ein Modul 1 bzw. Datenfusions-Modul 1 (Block 1) ermittelt bzw. bestimmt einen Zustand in welchem sich das System bzw. das Fahrzeug befindet. Eine Grundlage für die Entscheidung des Datenfusions-Moduls 1 sind die Informationen 2, 3, 4, 5, 6 bzw. Informationsquellen 2, 3, 4, 5, 6 (Blöcke 2, 3, 4, 5, 6). Die folgend genannten Informationsquellen 2, 3, 4, 5, 6 können dabei Informationsgesamtheiten 2, 3, 4, 5, 6 darstellen, wobei die Informationen 2, 3, 4, 5, 6 ihrer Natur nach unterschiedliche Informationen 2, 3, 4, 5, 6 sind.
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Der Block 2 repräsentiert dabei ein oder mehrere Kamerasysteme (Kamerasystem, Videosensor), welche ein Umfeld des Fahrzeugs geeignet erfassen. Diese Kameras können beispielsweise Mono- oder Stereokameras sein, auch sogenannte Night-View-Kameras oder wärmeempfindliche Nachtsichtsysteme oder andere geeignete Kameraanordnungen können verwendbare Information liefern. Das oder die Kamerasysteme liefern eine Video-Information 2 bzw. die Video-Informationen 2.
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Der Block 3 repräsentiert Daten des Fahrzeugs selbst, die zur Entscheidung genutzt werden können. Dies sind z. B. die Informationen über eine Bewegung des Fahrzeugs, wie z. B. Geschwindigkeit, ESP-Informationen, eine Fahrzeugbedienung, wie z. B. Blinker, Lenkwinkel und/oder einen externen Fahrzeugzustand, wie z. B. eine Außentemperatur, eine Information eines Regensensors etc. Die Daten repräsentieren eine Fahrzeug-Information 3 bzw. die Fahrzeug-Informationen 3.
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Der Block 4 repräsentiert ein optionales Navigationssystem 4, welches Informationen aus einer digitalen Karte liefern kann – beispielsweise ob aktuell eine Autobahn befahren oder das Fahrzeug in bebautem Gebiet fährt. Das optionale Navigationssystem liefert eine Navigations-Information 4 bzw. die Navigations-Informationen 4. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch ohne Navigationssystem funktioniert. – Aufgrund der oft nicht immer ausreichenden Positionsbestimmung des Navigationssystems und ggf. veraltetem und/oder für die Erfindung unzureichendem Kartenmaterial, dient das Navigationssystem lediglich bevorzugt zur Plausibilisierung des Bewegungskontexts.
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Der Block 5 repräsentiert einen optionalen Radarsensor, der Informationen über Objekte im Umfeld des Fahrzeugs liefern kann. Der oder die Radarsensoren liefern eine Radar-Information 5 bzw. die Radar-Informationen 5. – Der Block 6 repräsentiert ein optionales Car-to-X Kommunikationsmodul des Fahrzeugs, mit welchem das Fahrzeug mit anderen Fahrzeugen oder mit einer Verkehrsinfrastruktur kommunizieren kann. Das Car-to-X Kommunikationsmodul liefert eine Car-to-X-Information 6 bzw. die Car-to-X-Informationen 6.
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Die Aufzählung der Informationsquellen 2, 3, 4, 5, 6 ist natürlich nicht abschließend, es kann bei Eignung und Bedarf eine oder eine Mehrzahl zusätzlicher Informationsquellen herangezogen werden. Dies kann z. B. eine Information aus einem Innenraum des Fahrzeugs, basierend z. B. auf einer Innenraumkamera, sein. Eine Kopfposition eines Fahrzeugführers und deren zeitliche Länge kann z. B. einen Hinweis darauf geben, ob sich das Fahrzeug auf einer Autobahn oder innerhalb einer Ortschaft befindet.
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Die Anwendung des Verkehrskontexts, also des aktuellen Bewegungskontexts 21/22/23 („Ortsfahrt“ 21, „Außerortsfahrt“ 22 und/oder „Autobahnfahrt“ 23) bzw. die Information(en) 2, 3, 4, 5, 6, können z. B. in folgenden Fahrfunktionen bzw. Sicherheitseinrichtungen des Fahrzeugs genutzt werden. – Z. B. einer Fahrfunktion 7 zur Reiseassistenz, wie beispielsweise eine Verkehrszeichenanzeige zur Information über Geschwindigkeitsgebote und/oder Überholverbote etc. Existiert eine explizite Vorgabe von Geboten oder Verboten, so können diese angezeigt werden. Auch eine Anzeige von impliziten Informationen ist möglich (z. B. gibt es in Deutschland auf Außerortsstraßen eine implizite Geschwindigkeitsbeschränkung von 100 km/h.) Ferner ist die Erfindung z. B. im Rahmen eines Geschwindigkeitsassistenten (SLA: Speed Limit Assistant) implementierbar.
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Ferner ist die Erfindung nutzbar in einer Fahrfunktion 8 im Bereich Fahrwerk, Bremsen, Dämpfer und/oder Motor-/Getriebesteuerung; in einer Funktion 9 zum Schutz von gefährdeten Verkehrsteilnehmern (externe Sicherheitsfunktion 9), wie beispielsweise Fußgänger; in einer Assistenzfunktion 10 im Bereich Fahrspur; in einer Assistenzfunktionen 11 im Bereich Licht und/oder Sicht und/oder weiteren Assistenzfunktionen 12, welche einen Nutzen von einem insbesondere impliziten Bewegungskontext des Fahrzeugs ziehen können.
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Die 2 zeigt die Hauptzustände 21, 22, 23 an, welche die Ergebnisse einer Ermittlung des aktuellen Bewegungskontexts 21, 22, 23 darstellen. Diese Zustände sind im Datenfusions-Modul 1 enthalten. Folgende Zustände existieren:
das Fahrzeug befindet sich innerorts in einer Ortschaft, einer Stadt etc. – Bewegungskontext „Ortsfahrt“ 21; das Fahrzeug befindet sich außerorts nicht auf einer Autobahn beispielsweise auf einer Land- oder Bundesstraße etc. – Bewegungskontext „Außerortsfahrt“ 22; oder das Fahrzeug befindet sich auf einer Autobahn etc. – Bewegungskontext „Autobahnfahrt“ 23.
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Ferner können sich Zwischenzustände 24, 25, 26 ergeben, wobei ein Zwischenzustand 24, 25, 26 bevorzugt durch Hinzuziehung wenigstens einer weiteren Information 2, 3, 4, 5, 6 in einen der Hauptzustände 21, 22, 23 überführt wird. Hierbei kann direkt (24 => 21/22, 25 => 22/23, 26 => 21/23) von einem aktuellen Zwischenzustand 24/25/26 oder indirekt (24 => 21/22, 25 => 22/23, 26 => 21/23) über wenigstens einen zweiten Zwischenzustand 24/25/26 zu einem aktuellen Hauptzustand 21/22/23 gewechselt werden. Bevorzugt erfolgt dies durch Ermitteln einer Information 2, 3, 4, 5, 6 für einen impliziten Bewegungskontext (vgl. unten).
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Folgende Zwischenzustände 24, 25, 26 existieren. Das Fahrzeug befindet sich in einer Ortschaft oder außerorts aber nicht auf einer Autobahn-Bewegungskontext 24; das Fahrzeug befindet sich außerorts auf einer Land- oder Bundesstraße oder auf einer Autobahn-Bewegungskontext 25; oder das Fahrzeug befindet sich innerorts oder auf einer Autobahn-Bewegungskontext 26. Hierbei ist zu beachten, dass die Ermittlung des Bewegungskontexts „Ortsfahrt“ 21 und „Autobahnfahrt“ 23 bevorzugt immer als Bewegungskontext „Autobahnfahrt“ 23 diagnostiziert wird. Dies ist z. B. bei einer Fahrt auf einer Stadtautobahn der Fall.
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Die Hauptzustände der Bewegungskontexte 21, 22, 23 sind jeweils eine eindeutige Zuordnung, während die Bewegungskontexte 24, 25, 26 Mischungen der Hauptzustände 21, 22, 23 darstellen. Zwischen den einzelnen Zuständen 21, 22, 23, (24, 25, 26) findet ein Wechsel statt, wenn bestimmte Kriterien erfüllt sind. Diese Kriterien werden durch die Informationen 2, 3, 4, 5, 6 gespeist, deren Quellen im Rahmen zur Erläuterung der 1 genannt sind.
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Im Folgenden ist beschrieben, wie die Informationen 2, 3, 4, 5, 6 aus den verschiedenen Informationsquellen 2, 3, 4, 5, 6 erfindungsgemäß zum Ermitteln oder Schätzen des jeweils gültigen Zustands 21, 22, 23, (24, 25, 26) genutzt werden. Zur Bestimmung eines impliziten Bewegungskontexts 21, 22, 23, (24, 25, 26), in welchem sich das Fahrzeug und dessen Fahrer jeweils befinden, werden mehrere Informationsquellen 2, 3, 4, 5, 6 verwendet. Dies macht das Ermitteln des Bewegungskontexts robuster gegenüber Störungen einzelner Informationsquellen 2, 3, 4, 5, 6.
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Ein Beispiel hierzu. Eine videobasierte Erkennung eines Ortseingangsschilds durch eine Verkehrszeichenerkennung kann gestört sein und trotzdem kann der Bewegungskontext „Ortsfahrt“ 21 richtig erkannt werden, wenn z. B. gehäuft Personen oder Häuser erkannt werden. – Ferner kann auf einzelne Informationsquellen 2, 3, 4, 5, 6 ganz oder teilweise verzichtet werden. Ein Beispiel hierfür ist das Weglassen eines Navigationsgeräts, welches eine hohe Investition in einem Fahrzeug darstellt und oft nicht vorhanden ist. Dies kann durch die Kombination von mehreren Informationsquellen 2, 3, 5, 6 in vielen Fällen kompensiert werden.
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Die Erfindung kann im Allgemeinen auf Fahrerassistenzsysteme (FAS), auf Fahrwerksfunktionen, wie eine Dämpferregelung bei aktiven Fahrwerken, auf Bremsen etc., sowie auf Fahrstrangfunktionen, beispielsweise eine Getriebesteuerung, eine Motorsteuerung etc. angewendet werden. Auch für eine passive Sicherheit ist das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.
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Eine zentrale Komponente der Erfindung stellt das Datenfusions-Modul 1 zum Ermitteln eines impliziten und/oder expliziten Kontexts der Fahrzustands des Fahrzeugs, des sogenannte Bewegungskontexts 21, 22, 23, 24, 25, 26 (siehe oben), dar. – Zum Bestimmen bzw. Ermitteln des Zustands bzw. Bewegungskontexts 21, 22, 23, 24, 25, 26 werden eine oder mehrere der oben genannten Informationsquellen 2, 3, 4, 5, 6 bzw. deren Informationen 2, 3, 4, 5, 6 genutzt. Die Kombination von unterschiedlichen Informationsquellen 2, 3, 4, 5, 6 und/oder das Ersetzen von fehlenden Quellen durch eine Kombination anderer Quellen ist im Folgenden beschrieben.
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Im Folgenden ist zunächst allgemein eine Unterscheidung des Verkehrskontexts, in welchem sich das Fahrzeug befindet, näher erläutert. In der Folge ist eine Situationserfassung durch einen Videosensor 2 des Fahrzeugs, durch Daten 3 des Fahrzeugs selbst (Ego-Fahrzeug), durch ein Navigationssystem 4 des Fahrzeugs, durch einen Radarsensor 5 des Fahrzeugs und durch ein Kommunikationsmodul 6 des Fahrzeugs näher erläutert.
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Der Zustand bzw. der Bewegungskontext 21, 22, 23 kann explizit, d. h. durch eine direkte Interpretation von eindeutigen Hinweisen ermittelt werden. – Dies erfolgt z. B. durch eine Erkennung von Schildern, wie beispielsweise Ortseingangs- und Ortausgangsschilder, Schilder die einen Beginn bzw. Ende einer Kraftfahrstraße oder einer Autobahn anzeigen, durch Weiler-Schilder (Bewegungskontext: „Außerortsfahrt“ mit Ansammlung von Häusern) etc. Die Erkennung von Schildern ist relativ eindeutig, es besteht jedoch die Gefahr einer Nicht-Erkennung und eine Erkennung von Falsch-Positiven (‚Halluzinationen’ an Positionen an denen keine Schilder existieren). Ferner lassen sich einige Schildklassen (z. B. Ortseingangs- und Ausgangsschilder) wegen der großen Vielfalt an möglichen Varianten nicht immer ausreichend gut erkennen.
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Ferner kann der Bewegungskontext 21, 22, 23 vom Datenfusions-Modul 1 explizit aufgrund einer aus einer Navigation (digitale Karte) ermittelten Straßenklasse o. ä. erfolgen. Die Straßentypen ‚Autobahn’ („Autobahnfahrt“ 23) und ‚Landstraße’ („Außerortsfahrt“ 22) sind in der Navigation meist über jeweils einen Typ einer Straßenklasse und der Straßentyp ‚Ortsstraße’ („Ortsfahrt“ 21) ist in der Navigation meist durch einen Typ ‚Bebauung’ implementiert. – Die Informationen 4 der Navigation sind meist nicht sehr zuverlässig, da die Straßenklassen zur Steuerung einer Routenfindung der Navigation eingeführt wurden und ein Bebauungs-Flag der Navigation oft nicht mit einer Grenze der Ortschaft bzw. Stadt übereinstimmt. D. h. insbesondere bei der Ermittlung des Bewegungskontexts „Ortsfahrt“ 21 versagt das Navigationsgerät.
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Ein explizites Erkennen des Bewegungskontexts 21, 22, 23 gelingt oft nicht. Dies ist immer dann der Fall, wenn eindeutige Hinweise fehlen. Beispielweise also ein Ortsschild fehlt, was in einigen Ländern wie z. B. Spanien der Fall sein kann, oder nicht erkannt werden kann. Ferner ist dies z. B. der Fall, wenn auf einer Autobahn eine Raststätte angefahren und das Fahrzeug zeitlich nach einem Neustart des Systems wieder in Betrieb genommen wird. In einem solchen Fall fehlt das Autobahnzeichen in der Regel beim Auffahren auf die Autobahn.
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Eine erfindungsgemäße Erweiterung des Systemverhaltens für nicht explizit ausgeschilderte Situationen erhöht eine Robustheit und eine Verfügbarkeit des Verfahrens zum Ermitteln des Bewegungskontexts 21, 22, 23 stark. Z. B. durch Erkennung von Personen. Werden Personen, z. B. als Fußgänger, erkannt befindet sich das Fahrzeug sehr wahrscheinlich in einer Ortschaft. Gleichzeitig gilt in einem solchen Fall eine erhöhte Aufmerksamkeit für den Fahrer. – D. h. gemäß der Erfindung kann der Bewegungskontext 21, 22, 23 auch implizit durch Interpretation von einer oder einer Mehrzahl von wahrscheinlichen Beobachtungen ermittelt werden.
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Wahrscheinliche, insbesondere implizite, Hinweise für den Bewegungskontext „Ortsfahrt“ 21 sind z. B. folgende Erkennungen (nicht abschließend):
Die Eigenschaften der vorliegenden Szene bzw. Szenerie, wie beispielsweise eine beschränkte Szenenbreite (keine Landschaft), eine eingeschränkte Sicht zum Himmel, ein beschränkter lichter Raum (z. B. Wohnstraßen weisen in der Regel eine enge Bebauung auf), hochstehende Objekte (Häuser etc.), Tunnel und/oder eine hohe Verkehrsdichte etc. – Ferner können dies Verkehrsobjekte wie Personen, Kinderwagen, (querende) Fahrradfahrer (auch außerorts), (ältere) Personen mit Rollator/Tragetaschen etc., Straßenbahnen, Traktoren (oft in ländlicher Umgebung, selten in größeren Städten) und/oder quer/längs stehende/geparkte Fahrzeuge etc. sein.
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Darüber hinaus können dies Infrastrukturobjekte wie Straßenlaternen (Ausnahmen sind z. B.: beleuchtete Autobahnen in Belgien, die auf eine Autobahn hinweisen, diese lassen sich aber durch eine große Höhe der Laternen erkennen), Ampeln (außerorts möglich aber nur sehr selten Autobahn (z. B. Türkei)), Fußgängerüberwege, Bushaltestellen, Busspuren, U-Bahn, Straßenbahn, selten S-Bahn, Verkehrsinseln, (selten) Leitpfosten (in Ortschaften), (relativ selten) Reflektoren (an Leitpfosten, Baken etc.), Häuser, Villen, Hochhäuser, Fabrikgebäude, Lagerhallen (Blech- oder Betonbauten), Hausdächer, nah stehende Häuser (nähe zur Fahrbahn), Carports, Zäune (Jägerzaun etc.), Stühle, Bänke, Tische, Geländer, Telefonhäuschen, beleuchtete Häuser (insbesondere bei Nacht), Super-/Baumärkte mit deren Werbeschildern, Mülltonnen und/oder reguläre Strukturen (im Bild einer Kamera) etc. sein.
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Des Weiteren können dies Kreuzungen wie kleine Kreuzungen, ohne jegliche Markierung, große Kreuzungen mit Ampeln und ggf. vielfältigen Abbiegespuren (u. a. auch in unterschiedliche Richtungen), Kreisel (ggf. mit Ampeln) etc. sein.
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– Ferner eignen sich Fahrbahnmarkierungen, wie z. B. ein Zustand der Markierung (oft schlecht oder nicht vorhanden), Fußgängerüberwege (markiert), Zebrastreifen, Haltelinien (häufig), dedizierte Fahrstreifen vor Haltelinien für eine und/oder mehrere Fahrtrichtungen, Abbiegepfeile, wenig Markierungen (vor allem in Seitenstraßen), eine schmale bis mittlere Fahrspurbreite, seltene Grünflächen am Straßenrand, Kreuzungsmarkierungen, Markierungen mit einem geringem Abstand zwischen den Strichen und/oder eine geringe oder mittlere Strichbreite etc.
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Darüber hinaus eigenen sich Fahrbahnbegrenzungen, wie z. B. Fußgängerwege, Bordsteine, Geländer und/oder Schienen (meist Straßenbahn/U-Bahn). – Weiterhin eignet sich eine Fahrbahnoberfläche, wie z. B. ein Kopfsteinpflaster, Pflastersteine und/oder Teer mit ggf. teilweise großen Schlaglöchern und/oder einer erhöhten Schlaglochdichte etc. – Des Weiteren eignen sich Fahrbahngeometrien, deren Verlauf innerorts oft nicht genau erkennbar ist (Sensierung/Detektierung der Nicht-Erkennung als positives Merkmal), Kreuzungen (ohne seitliche Begrenzung durch Fahrbahnlinien), Plätze (ohne seitliche Begrenzungen durch Fahrbahnlinien) und/oder Kreisverkehre ohne Markierungen etc.
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Weiterhin kann hierfür eine Erkennung von Verkehrszeichen zur Anwendung kommen. Dies sind z. B. Geschwindigkeitsbeschränkungen wie eine zulässige Höchstgeschwindigkeit von 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60 km/h, eine Zone 10, 20, 30, 40, ein Ende der Zone 10, 20, 30, 40, eine Zone ‚Absolutes Halteverbot’ und/oder eine Zone ‚Eingeschränktes Halteverbot’ etc. – Ferner eignet sich bei der Erkennung von Verkehrszeichen eine Erkennung von gelben Wegweisern (z. B. in Deutschland), eine Warnung vor einem Fußgängerüberweg (rotes oder blaues Dreieck), vorfahrtsregelnde Zeichen, ein Rechts-vor-links-Schild, ein Halteverbot, ein eingeschränktes Halteverbot, ein U-Bahn/Straßenbahn/S-Bahn-Schild, Schilder vor Verkehrsinseln/Kreiseln, (selten) Wechselverkehrszeichen (in Ortschaften außerhalb von Tunneln), Warnzeichen und/oder ein Schild Achtung Kinder etc. – Des Weiteren eigenen sich Gebote, wie eine Fußgängerzone, eine Spielstraße, ein Ende der Spielstraße, ein/eine Taxi-Parkplatz/Parkspur und/oder ein Schülerlotsen-Schild (Verkehrshelfer) etc.
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Wahrscheinliche, insbesondere implizite, Hinweise für den Bewegungskontext „Außerortsfahrt“ 22 (ohne Autobahn) sind z. B. folgende Erkennungen (nicht abschließend):
Die Eigenschaften der vorliegenden Szene bzw. Szenerie, wie beispielsweise: eine große Szenenbreite (Landschaft), ein offener lichter Raum, eine freie Sicht zum Himmel, weiter entfernt stehende Objekte (Häuser, Bauernhöfe, Infrastruktur etc.), eine geringe Verkehrsdichte, entgegenkommende Fahrzeuge werden leicht gesehen etc. – Ferner können dies Verkehrsobjekte wie sehr selten auftretende Personen (in der Regel am Fahrbahnrand (parallel und/oder seriell) laufend), Lastkraftwagen, (eher selten) (mitbewegte) Fahrradfahrer (direkt an der Straße), eine Eisenbahn bzw. Eisenbahnschienen parallel zur eigenen Fahrbahn, Traktoren (oft in ländlicher Umgebung), Mähdrescher und/oder sonstige Ernte-Maschinen etc. sein.
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Darüber hinaus können dies Infrastrukturobjekte wie Ampeln (außerorts möglich aber nur sehr selten Autobahn), (selten) Fußgängerüberwege, (selten) Bushaltestellen oft mit festen Wartehäuschen, S-/Regional-Bahn, Parkplätze, Verkehrsinseln, Leitpfosten (teilweise konstanter Abstand, Abstand geringer als auf Autobahn), (häufig) Reflektoren an Leitpfosten, Reflektoren in scharfen Kurven (Kurven-Warntafeln), Häuser, Bauernhöfe, Silos, Ställe, Wassertürme, (Vielzahl von) Windkraftanlagen, Hochspannungsleitungen, entfernt stehende Häuser (großer Abstand zur Fahrbahn), beleuchtete Kreuzungen (bei Nacht) und/oder Einkaufzentren mit Werbeschildern (Baumärkte etc.) etc. sein. – Ferner eignen sich hierfür natürliche Objekte, wie Bäume, Büsche, Hecken, Wiesen, Felder (mit/ohne Feldfrüchte), Äcker (mit/ohne Getreide etc.) und/oder zufällige Strukturen (im Bild einer Kamera) etc.
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Des Weiteren kann dies Fahrbahnmarkierungen betreffen, z. B. ein Zustand der Markierung (wenn vorhanden, dann meist besser als in Ortschaften), bei mehreren Fahrstreifen sind diese in der Regel markiert, vorhandene Abbiegespuren für Linksabbieger (gibt es z. B. in Deutschland in der Regel nicht auf Autobahnen), Seitenstreifen aus Gras (können in die Landschaft übergehen), (sehr selten) Fußgängerüberwege (markiert), Haltelinien nur an Kreuzungen, vor Haltelinien kann es dedizierte Fahrstreifen für eine und/oder mehrere Fahrtrichtungen geben (Abbiegepfeile), Pfeilmarkierungen in der Mitte der Fahrbahn vor Kurven (z. B. Frankreich), sehr oft Markierungen (auf vielen Straßenformen), eine mittlere bis breite Fahrspurbreite, oft Grünflächen am Straßenrand, Markierungen mit mittlerem Abstand zwischen den Strichen und/oder eine mittlere Strichbreite etc.
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Darüber hinaus eignen sich Fahrbahnbegrenzungen, wie z. B. Leitpfosten, Leitplanken, Schienen (von U-/S-/Regional-Bahn), Bahnübergänge, Mauern, Abfangungen und/oder Gräben etc. – Weiterhin eignet sich eine Fahrbahnoberfläche, wie z. B. Teer, Teernähte, Schlaglöcher etc. – Des Weiteren eignen sich Fahrbahngeometrien, deren Verlauf mit einer Vorausschau (variabel) sichtbar ist, Fahrbahnkrümmungen in einem bestimmten Bereich (Ausnahmen bei Passstraßen oder Serpentinen), einfache Fahrstreifenanordnungen, Kreisverkehre (ohne Markierungen) etc.
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Weiterhin kann hierfür eine Erkennung von Verkehrszeichen zur Anwendung kommen. Dies sind z. B. Geschwindigkeitsbeschränkungen wie eine zulässige Höchstgeschwindigkeit von 50, 60, 70, 75, 80, 85, 90, 100, 110 km/h (in Baustellen auch Werte darunter (Erkennung Baustelle über Zeichen oder sonstige Hinweise (reduzierte Fahrstreifenbreite etc.))), das Fehlen von Zonen-Schildern (keine Zone: ‚Höchstgeschwindigkeit’, ‚Parkgebote’ etc., Sensierung/Detektierung des Nicht-Erkennens als positives Merkmal), gelbe Wegweiser (z. B. in Deutschland, andere Farben in anderen Ländern), vorfahrtsregelnde Zeichen, wie gelbes ‚Vorfahrtsstraße’-Zeichen oder gelbes ‚Ende Vorfahrtsstraße’-Zeichen, Schilder vor Verkehrsinseln/Kreiseln, (selten) Wechselverkehrszeichen (insbesondere vor Tunneln), falls vorhanden Zahlen-Werte, die auch auf Außerortsstraßen vorkommen können, Schild ‚Kraftfahrtstraße’, Schild ‚Ende Autobahn’ und/oder Warnschilder, wie Kurvenschilder (rechts, links, Doppelkurve rechts/links und links/rechts), Achtung Wildwechsel, Achtung Bahnübergang (ggf. zusammen mit Entfernungstafeln), Achtung Tiere (Kühe), Achtung mit Zusatzzeichen Traktor und/oder Verbotsschilder, wie z. B. Verbot für Fahrräder, Verbot für Fußgänger etc.
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Wahrscheinliche, insbesondere implizite, Hinweise für den Bewegungskontext „Autobahnfahrt“ 23 sind z. B. folgende Erkennungen (nicht abschließend):
Zunächst eignen sich hier Eigenschaften bzw. Informationen des Fahrzeugs selbst, wie z. B. relativ hohe Fahrgeschwindigkeiten, eine hohe mittlere Geschwindigkeit, vergleichsweise lang anhaltende gleichbleibende (mittlere bis hohe) Geschwindigkeiten, ein eingeschalteter Tempomat, geringe Lenkwinkel, eine hohe Bremsenergie etc. – Ferner eignen sich wiederum Eigenschaften der vorliegenden Szene bzw. Szenerie, wie beispielsweise eine große Szenen-Breite (Landschaft, Panoramasicht etc.), ein freier Blick zum Himmel, ein offener lichter Raum, eine im Wesentlichen parallele Geometrie (viele Linien laufen auf Fluchtpunkt zu), Brückenbauwerke, eine vergleichsweise geringe Verkehrsdichte, Stau, zähfließender Verkehr, eine durchgängige bauliche Trennung zwischen der Fahrbahn der eigenen Fahrtrichtung und der Fahrbahn der entgegenkommenden Fahrtrichtung, Fahrzeuge des entgegenkommenden Verkehrs werden oft nicht bzw. lediglich in Entfernung gesehen und/oder eine Anzahl der Fahrstreifen je Fahrbahn ist größer oder gleich zwei etc. – Weiterhin können dies Verkehrsobjekte wie sehr selten auftretende Personen (in der Regel nur an Raststätten oder im Stau), Lastkraftwagen (die in der Regel überholt werden), schnell fahrende Fahrzeuge, Fahrzeuge fahren parallel in eine Richtung und/oder keine Fahrradfahrer/Traktoren (verboten, Sensierung/Detektierung des Nicht-Erkennens wiederum als positives Merkmal) etc.
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Darüber hinaus können dies Infrastrukturobjekte wie keine Ampeln (außerorts möglich aber nur sehr selten an der Autobahn (z. B. Türkei)), keine Fußgängerüberwege (selten), keine Bushaltestellen (selten) (falls, dann mit festen Wartehäuschen), keine S-Bahn, Parkplätze nur an Raststätten (verbunden mit Reduktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs), keine Verkehrsinseln (Ausnahmen an Mautstellen oder größeren Gabelungen), Leitpfosten (konstanter/hoher Abstand), häufig Reflektoren (an Leitpfosten, Autobahnausfahrten etc.), (Vielzahl von) Windkraftanlagen, Hochspannungsleitungen, entfernt stehende Häuser (großer Abstand zur Fahrbahn), Einkaufzentren mit Werbeschildern (Baumärkte etc.), parallel liegende Industriegelände und/oder Raststätten etc. sein. Ein Sensieren/ Detektieren eines z. B. vergleichsweise dauerhaften Nicht-Erkennens (auch oben und unten) eines Infrastrukturobjekts (Ampel etc.) soll hierbei wiederum als ein positiver Hinweis für den Bewegungskontext „Autobahnfahrt“ 23 sein.
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Ferner eignen sich hierfür natürliche Objekte, wie Bäume, Büsche, Hecken (auf dem Mittelstreifen, neben dem Seitenstreifen), Wiesen, Wälder, Felder (mit/ohne Feldfrüchte) und/oder Äcker (mit/ohne Getreide etc.) etc. – Des Weiteren kann dies Fahrbahnmarkierungen betreffen, z. B. ein Zustand der Markierung ist sehr gut, eine durchgängige Markierung (keine Unterbrechungen), bei mehreren Fahrstreifen sind diese in der Regel markiert (ausgenommen Baustellen), keine Abbiegespuren für Linksabbieger, ein Seitenstreifen ist in der Regel als Standspur ausgebildet (insbesondere bei einem dreistreifigem Ausbau), keine Fußgängerüberwege (verboten, Ausnahme: Raststätten), keine Haltelinien, eine Fahrspurbreite ist breit bis sehr breit (auch relativ zu Außerorts-Straßen), oft Grünflächen am Straßenrand (neben Standstreifen), Markierungen mit mittlerem bis großem Abstand zwischen den Strichen, eine mittlere Strichbreite und/oder breite Striche an Fahrbahntrennungen/Parallelbahnen als Trennung zum Standstreifen etc.
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Darüber hinaus eigenen sich Fahrbahnbegrenzungen, wie z. B. Leitpfosten, Leitplanken (ggf. beidseitig an Fahrbahn, sehr häufig links), ein Lärmschutz-Wall oder andere Lärmschutz-Einrichtungen, Abfangungen, Wälle und/oder Betonmauern etc. – Weiterhin eignet sich eine Fahrbahnoberfläche, wie z. B. eine Teeroberfläche, eine Betonoberfläche, eine vergleichsweise helle Fahrbahnoberfläche, Teernähte, Fugen (insbesondere in Verbindung mit einer Betonoberfläche) und/oder eine vergleichsweise ebene und homogene Fahrbahn etc. – Des Weiteren eignen sich Fahrbahngeometrien, deren Verlauf mit einer großen Vorausschau sichtbar ist, die eine geringe Fahrbahnkrümmung (horizontal (Kurven) und/oder vertikal (Kuppen)) aufweisen, die eine einfache Fahrstreifenanordnung (hohe Parallelität) und/oder Kreisverkehre ohne Markierungen besitzen etc.
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Weiterhin kann hierfür eine Erkennung von Verkehrszeichen zur Anwendung kommen. – Dies sind z. B. Geschwindigkeitsbeschränkungen oft mit einer Beschränkung auf einen festen Satz von zulässigen Höchstgeschwindigkeiten in einem betreffenden Land, z. B. Deutschland: 40, 60, 80, 100, (110,) 120, 130, 140 oder Frankreich: 30, 50, (60,) 70, 80, 90, 110, 130 (30, 50, 70 oft an Ausfahrten oder Baustellen), wobei auf/in Baustellen auch Werte darunter üblich sind (Erkennung Baustelle über Zeichen oder sonstige Hinweise (z. B. reduzierte Fahrstreifenbreite)). – Ferner sind Richtgeschwindigkeiten typisch für Autobahnen, wie Richtgeschwindigkeit 130 (z. B. in Deutschland), andere Werte für Richtgeschwindigkeiten (80, 90, 100, 110, 120) und/oder ein Schild für ein Ende der Richtgeschwindigkeit. – Des Weiteren tauchen keine Zonen-Schilder auf (keine Zone: ‚Höchstgeschwindigkeit’, ‚Parkgebote’ etc., Sensierung/Detektierung des Nicht-Erkennens als positives Merkmal).
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Ferner typisch für eine Autobahn sind blaue Wegweiser (z. B. in Deutschland, andere Farben in anderen Ländern (z. B. blau/grün in Frankreich)), keine vorfahrtsregelnden Zeichen, keine Kreisverkehr-Zeichen, oft Wechselverkehrszeichen (wenn im aktuellen Land üblich, falls vorhanden Zahlen-Werte, die auch auf Autobahnen vorkommen können), Zeichen ‚Autobahn’, Ausfahrtnummern auf Autobahnen (blaue runde Zeichen z. B. in Deutschland, Zahl mit Pfeil z. B. in Frankreich etc.), Ausfahrtbaken, Name/Nummer der Autobahn, in regulären Abständen in einigen Ländern immer explizit am Fahrbahnrand (z. B. Niederlande), Warnzeichen, Warnung ‚Stau’, Warnung ‚Seitenwind’, Warnung "’Wildwechsel’ (auch oft außerhalb der Autobahn) etc.
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Auch eine Position von Verkehrszeichen kann hierbei aufschlussreich sein, so sind Autobahnen oft durch Verkehrszeichen rechts und links der Fahrbahn (Doppelaufstellung), durch Wegweiser auch oberhalb der Fahrbahn durch vergleichsweise große und hochstehende Wegweiser und/oder durch Wegweiser an Brücken etc. charakterisiert. – Ferner ergibt sich wiederum das charakteristische Fehlen von Verkehrszeichen, d. h. an/auf Autobahnen können/dürfen bestimmte Zeichen nicht vorkommen, Beispiele hierfür sind ein Gebot Fahrradweg, ein Gebot Fahrradweg/Fußgängerweg, ein Gebot Bus, das Schild Achtung Bahnübergang und/oder das Schild Achtung Ampel (extrem selten). Ein Sensieren/Detektieren eines z. B. vergleichsweise dauerhaften Nicht-Erkennens eines oder einer Mehrzahl von Verkehrszeichen soll hierbei wiederum als positiver Hinweis für den Bewegungskontext „Autobahnfahrt“ 22 sein
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Die oben beschriebenen Hinweise zur Ermittlung des jeweiligen Bewegungskontexts „Ortsfahrt“ 21, „Außerortsfahrt“ 22 und/oder „Autobahnfahrt“ 23 des Fahrzeugs sind im Wesentlichen mit dem Hintergrund einer deutschen Fahrszenerie angegeben. Für andere Länder/Kontinente gelten andere Hinweistypen und/oder Ausgestaltungen. So stehen beispielsweise in vielen europäischen Ländern oder den USA grüne Wegweiser auf Autobahnen (Highways). Dies gilt es bei einer Implementierung in ein Computerprogrammprodukt, eine Recheneinheit, eine Verarbeitungseinrichtung, eine Sicherheitseinrichtung etc. entsprechend zu berücksichtigen. – Ferner haben die obigen Angaben nicht den Anspruch auf Vollständigkeit oder der Korrektheit in allen Fällen. Es soll deutlich gemacht sein, dass es vielfältige Hinweise gibt, die auf den aktuellen Bewegungskontext 21/22/23 schließen lassen.
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Die Hinweise können dabei in einer beliebigen aber aussagekräftigen Art und Weise kombiniert werden, so dass eine Kombination zu einer möglichst eindeutigen Zuordnung eines virtuellen Bewegungskontexts 21, 22, 23 zu einem realen Fahrbezug (realer Kontext) des Fahrzeugs führt. – Dass bei Übergängen zwischen realen Kontexten, z. B. einer Auf- oder Abfahrt des Fahrzeugs auf eine Autobahn, sich oft viele Hinweise parallel und ggf. schlagartig ändern kann dabei positiv genutzt werden, wobei der Zustandswechsel örtlich und zeitlich vergleichsweise genau festgestellt werden kann.
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Die oben genannten Objekte der Szene bzw. Szenerie können durch einen oder mehrere Videosensoren (Videokamera) erfasst und/oder klassifiziert werden, was durch die oder eine Information 2 repräsentiert ist.
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Dies sind z. B. Szenen-Eigenschaften wie Landschaftseigenschaften, Himmelseigenschaften, Sichtbarkeit, allgemeine Objekte und/oder eine Verkehrsdichte (geringe, mittlere, hohe Dichte, zähfließender Verkehr, Stau etc.) etc. Ferner Verkehrsobjekte, wie Personen, Fahrzeuge, Personenkraftwagen (Arten, Typen etc.), Lastkraftwagen (Arten, incl. Bus, Sattelschlepper, Kräne etc.), Sondermaschinen, landwirtschaftliche Fahrzeuge (Traktoren, Mähdrescher etc.), Straßenbahnen, U-Bahnen, S-Bahnen, Fernbahnen (Regional-/Schnellzug, IC, ICE, Transrapid etc.), Motorräder ggf. mit Beiwagen, Trikes, Motorroller, Fahrräder, Roller, Spielzeuge (Kettcar, Bobby-Car etc.), Wohnwagen, Wohnmobile, Pferde-Fuhrwerke/-Kutschen, Karren, Rikschas, Kühe, Pferde, Esel, sonstige Tiere (Wildtiere, Kamele etc.) und/oder Haustiere (Hunde, Katzen etc.) etc.
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Mit Videosensoren sensierbare oder detektierbare Infrastrukturobjekte sind z. B.: Ampeln, Fußgängerüberwege, Haltestellen (Bus, Bahn etc.), Busse, Straßenbahnen, S-Bahnen, Züge, Parkplätze, Verkehrsinseln, Leitpfosten, Bauwerke (Arten, Typen etc.), Windkraftanlagen, Hochspannungsleitungen, eine Straßenbeleuchtung, Einkaufzentren, Industriegebiete, sonstige Verkehrsflächen, Gehwege, Fahrradwege, Reitwege, Waldwege etc. – Ferner natürliche Objekte wie z. B. Bäume, Büsche, Hecken, Wiesen, Grünflächen, Gräben, Felder, Äcker, zufällige Strukturen (im Bild einer Kamera) etc. – Des Weiteren Fahrbahnmarkierungen wie z. B. verschiedene oder alle Arten von möglichen Fahrbahnmarkierungen mit aussagekräftigen Eigenschaften, Breite der Markierung (Strichbreite), Art der Markierung (gestrichelt, durchgehend etc.), Farbe der Markierung (weiß, gelb etc.), Abstände zwischen den Markierungen (Frequenz in örtlicher und/oder zeitlicher Richtung), Anzahl von Fahrstreifen, Abbiegepfeile auf Fahrstreifen, Seitenstreifen aus Gras, Fußgängerüberwege (markiert), Haltelinien und/oder Fahrspur-/Fahrstreifenbreite etc.
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Weiterhin eignen sich Fahrbahnbegrenzungen, wie z. B. Leitpfosten, Leitplanken, Schienen (Straßenbahn, U-Bahn etc.), Bahnübergänge, Mauern, Abfangungen, Grünflächen, Grasnaben am Straßenrand, Gräben am Straßenrand, Zäune und/oder Geländer etc. – Zudem eine Fahrbahnoberfläche bzw. -beschaffenheit, wie z. B. Teer, Beton, Teernähte, Fugen, Schlaglöcher, Schotter, Kies, Pflasterung (Pflastersteine) und/oder Erd-/Grasboden etc. – Außerdem eine Fahrbahngeometrie, wie z. B. Fahrbahnkrümmungen (horizontal/vertikal) sowie deren Verlauf, Kreisverkehre und/oder Kreuzungen etc. – Eine Erkennung von Verkehrszeichen, wie z. B. Geschwindigkeitsbeschränkungen, Aufhebungszeichen, Überholverbote und deren Aufhebungszeichen, Autobahn-/Kraftfahrstraßen-Zeichen, Richtgeschwindigkeits-Zeichen, vorfahrtsregelnde Zeichen, Gebotszeichen, Verbotszeichen, Warnzeichen, Wegweiser, Zusatzzeichen, Baken, Standardausführungen und/oder Wechselverkehrszeichen etc. ist natürlich ebenfalls möglich.
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Zu allen erkannten Objekten besteht die Möglichkeit, dass folgende Eigenschaften ganz oder teilweise zusätzlich ermittelt werden: Bedeutung des Objekts, Abstand des Objekts zum eigenen Fahrzeug und/oder Abstände zwischen den jeweiligen Objekten; d. h. eine Information 2, 3, 4, 5, 6 kann nach einem oder einer Mehrzahl dieser Kriterien gewichtet verarbeitet werden. – Zur Erfassung können alle Arten von Videosensoren eingesetzt werden. Dies können sowohl monokulare als auch stereoskopische Sensoren sein. Die Sensoren können dabei verschiedene Bereiche des Fahrzeugumfelds erfassen. Eine Mehrfacherfassung desselben Bereichs des Fahrzeugumfelds durch eine Mehrzahl von Videosensoren ist natürlich möglich, was eine Erkennung verbessern kann. Beispiele für die Ausrichtung von Kameras sind Frontkameras, die das in Fahrtrichtung liegende Umfeld erfassen, ferner Seiten-, Rück-, Rückfahr- und/oder Heckkameras.
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Mit Videosensoren bzw. Kameras können ferner alle Arten von spektralen Lichtzusammensetzungen in einer geeigneten Weise erfasst werden. Auch sogenannte Night-View-Kameras oder wärmeempfindliche Nachtsichtsysteme können ggf. neben Kameras, die das sichtbare Licht erfassen, zum Einsatz kommen. Ferner ist es möglich, einen optischen bzw. einen optoelektronischen Regensensor/-detektor zum Einsatz kommen zu lassen, der bei einer ausgeschalten inneren Leuchtdiode, die auf ihn einfallende elektromagnetische Strahlung, meist im IR-Bereich, analysieren kann. – Hierdurch lässt sich insbesondere nachts z. B. eine Straßenbeleuchtung erkennen, was ein Hinweis auf den Bewegungskontext „Ortsfahrt“ 21 ist. Wird keine Straßenbeleuchtung erkannt, so ist dies ein Hinweis auf die Bewegungskontexte „Außerortsfahrt“ 22 und insbesondere „Autobahn“ 23.
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Im Folgenden ist die Situationserfassung durch das Fahrzeug selbst, auch Ego-Fahrzeug genannt, beschrieben, was durch die oder eine Information 3 repräsentiert ist.
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Das eigene Fahrzeug (Ego-Fahrzeug) besitzt Sensoren wie beispielsweise Fahrzeugbewegungs-Sensoren (Geschwindigkeitssensor, ESP-Sensoren (Gierraten-Sensor etc.)) und/oder Fahrzeugbedienungs-Sensoren (für Blinker, Lenkwinkel etc.) etc., welche zur Abschätzung einer Fahrsituation, also der Ermittlung des aktuellen Bewegungskontexts 21/22/23 verwendet werden können. Als Beispiel sei eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit (Fahrzeug-Information 3) erwähnt, welche ein Hinweis auf das Befahren einer Autobahn sein kann. Ferner sind hohe Gierraten bzw. große Lenkwinkel (Fahrzeug-Information 3) Indikatoren für eine kurvige Streckenführung, welche ein Hinweis auf Land- oder Bundesstraßen sind.
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In diesem Kontext sei auch eine Fahrzeuginnenraum-Information erwähnt. Über eine Innenraumsensorik, z. B. durch eine eine Kopfposition eines Fahrzeugführers des Fahrzeugs aufnehmende Innenraumkamera, lassen sich Rückschlüsse auf den Bewegungskontext des Ego-Fahrzeugs ziehen. Bewegt sich der Kopf eines Fahrzeugführers vergleichsweise oft seitwärts, so ist dies ein Indikator für den Bewegungskontext „Ortsfahrt“ 21, blickt der Fahrzeugführer hingegen vergleichsweise lange Zeitdauern geradeaus und gelegentlich in einen Innenspiegel, so ist dies ein Hinweis für den Bewegungskontext „Autobahnfahrt“ 22. Die Fahrzeuginnenraum-Information kann als eigenständige Information (kein Bezugszeichen) oder auch als Video-Information 2 oder Fahrzeug-Information 3 repräsentiert sein.
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Im Folgenden ist die Situationserfassung durch das Navigationssystem beschrieben, was durch die oder eine Information 4 repräsentiert ist.
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Ein optionales Navigationssystem kann Informationen 4 aus dessen digitaler Karte liefern, beispielsweise ob aktuell eine Autobahn befahren wird oder ob das Fahrzeug in bebautem Gebiet fährt. – Im Folgenden seien weitere Quellen von Informationen 4 aufgeführt, die vorteilhaft zur Erkennung der (impliziten) Fahrsituation, also des Bewegungskontexts 21/22/23, genutzt werden können. Dies sind z. B. ein aktuell befahrenes Land, ein aktuelles Datum, eine aktuelle Uhrzeit und/oder Landes-Metainformation, wie Fahrtrichtung (rechtsseitiger/linksseitiger Verkehr) und/oder Einheit der Geschwindigkeitsbeschränkungen (km/h oder mph) etc. – Ferner eigenen sich Karteninformationen wie ein Erzeugungsdatum der digitalen Karte, ein Inhalt der Karte unterteilt in Kartensegmente, ein Segment an aktueller Fahrzeugposition, weitere (optionale) Segmente als Vorausschau relativ zur aktuellen Fahrzeugposition, weitere (optionale) Segmente als Rückschau relativ zur aktuellen Fahrzeugposition, weitere (optionale) Segmente mit alternativen Straßen (z. B. Parallelstraßen) relativ zur aktuellen Fahrzeugposition und/oder eine Distanz zur nächsten Kreuzung/Abfahrt etc.
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Bei den digitalen Kartensegmenten eigenen sich beispielsweise eine Länge des jeweiligen Segments, eine (Anfangs-)Krümmung des Segments, ein Winkel zwischen den Segmenten (zur Modellierung von Kreuzungen), eine Geschwindigkeitsbeschränkung, ein Typ der Geschwindigkeitsbeschränkung (Standardzeichen (permanent sign) oder Wechselzeichen (variable message sign)), eine zusätzliche Information zur Geschwindigkeitsbeschränkung (Zeitbeschränkung, Einschränkung der Fahrzeugklasse, Einschränkung auf Ausfahrt(-spur), Wettereinschränkung etc.), eine Güte der Information (z. B. ADAS-flag), eine Straßenklasse (form of way, functional road class etc.), eine Anzahl der Fahrstreifen in Fahrtrichtung (number of lanes), eine Anzahl der Fahrstreifen in Gegen-Fahrtrichtung (number of lanes opposite to driving direction). Des Weiteren eigenen sich Fahrzeuginformationen über das Fahrzeug, wie z. B eine Fahrzeugposition in der digitalen Karte (aktuelles Kartensegment mit Position auf dem Segment) und/oder ein wahrscheinlicher Pfad des Fahrzeugs durch aktuelle Kartensegmente (most probable path) etc.
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Die Situationserfassung durch den optionalen Radarsensor liefert z. B. Informationen 5 über Objekte im Umfeld des Fahrzeugs. Als Beispiele seien erwähnt: Objektpositionen, Abstände, Geschwindigkeiten von Objekten und/oder eine Klassifikation einer Dichte des Verkehrs etc. Weitere Informationen 5 des oder der Radarsensoren können natürlich gemäß der Erfindung genutzt werden. – Das Fahrzeug kann über das optionale Car-to-X Kommunikationsmodul mit anderen Fahrzeugen oder mit der Verkehrsinfrastruktur kommunizieren, wobei das Car-to-X Kommunikationsmodul die Car-to-X-Information 6 bzw. die Car-to-X-Informationen 6 liefert. Alle oder ein Teil der Objekteigenschaften können dabei im Rahmen der Situationserkennung dieser Erfindung vorteilhaft genutzt werden.
