DE102015016888A1

DE102015016888A1 - Umgebungserfassungssystem - autonomes Fahren - Justagefehler, bzw. Ausrichtungsfehler des Erfassungsbereiches des Umgebungserfassungssystems

Info

Publication number: DE102015016888A1
Application number: DE102015016888.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Jenoptik Robot GmbH
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2016-10-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Vorrichtung, insbesondere für eine umgebungserfassende Sensoreinrichtung für ein Fahrzeug welches für einen autonomen Fahrbetrieb geeignet ist, zum Erkennen eines Fehlers, insbesondere eines Ausrichtungsfehlers des Erfassungsbereiches des Umgebungserfassungssystems.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Vorrichtung, insbesondere für eine umgebungserfassende Sensoreinrichtung für ein Fahrzeug welches für einen autonomen Fahrbetrieb geeignet ist, zum Erkennen eines Fehlers, insbesondere eines Ausrichtungsfehlers des Erfassungsbereiches des Umgebungserfassungssystems.
Assistenzsysteme mit optischen Umgebungsüberwachungsfunktionen (Kameras) erlangen eine immer höhere Markdurchdringung, da diese neben einem Sicherheitsgewinn auch einen Komfortzuwachs für den Fahrzeugführer bedeuten.
So sind beispielsweise Spurhalteassistenten bekannt, welche den Fahrzeugführer warnen, wenn die Gefahr besteht, dass das Fahrzeug von der Spur abkommt.
Primär werden Kameras in Fahrtrichtung ausgerichtet, wobei auch nach Hinten gerichtete Kameras (Rückfahrkamera) zum Einsatz kommen.
Das Thema „autonome Fahrzeugführung”, bzw. „pilotiertes Fahren” (automatische Fahrzeugführung) beschreibt einen Mega-Trend in der Kfz-Industrie, an diesem die Fachwelt mit Nachdruck arbeitet.
Ein wesentlicher Baustein, bzw. wesentliche Komponenten für die automatische Fahrzeugführung sind hierbei die umgebungserfassenden Systeme, insbesondere Kamerasysteme, mittels diesen sowohl

a) die umgebende Verkehrssituation wie auch
b) die eigene Position auf der Fahrbahn

Mit anderen Worten:
Für einen autonomen Fahrbetrieb ist eine 100%ige Funktionalität/100%ige Funktionsfähigkeit der umgebungserfassenden Systeme, insbesondere Kamerasysteme, unerlässlich.
Beispiel:
Hätte eine Kamera einen Justagefehler („Blick” ca. 50 cm zu weit nach rechts), so würde als Folge davon das Fahrzeug aufgrund dieses Justagefehlers im autonomen Fahrbetrieb nicht mehr in der vorgesehenen Fahrbahnmitte („b/2”) fahren, sondern um den Betrag (ca. 50 cm nach links) versetzt, wobei der Versatz infolge des Justagefehlers verursacht wird.
Mit anderen Worten:
Der Justagefehler würde vom Assistenzsystem dadurch kompensiert werden, indem das Assistenzsystem das Fahrzeug solange in die andere Richtung steuert, bis das Assistenzsystem „erkennt”, das das Fahrzeug wieder „mittig” („b/2”) in der vorgesehenen Fahrbahntrajektorie ist.
Zum leichteren Verständnis bitte die 1 betrachten. (Die Abweichung ist nicht maßstabsgetreu – im Prinzip schadet bereits ein Winkelfehler von 1 Grad).
Der Begriff „Justagefehler” ist als Sammelbegriff zu verstehen, bzw. unter dem Begriff „Justagefehler” sind im Lichte der Erfindung alle die Fehler zu verstehen, welche dazu führen, dass der Erfassungsbereich des Umgebungserfassungssystems (optische Achse) nicht mehr in der ursprünglich gemäß Systemkonstruktion vorgesehenen Ausrichtung verläuft (von der ursprünglich gemäß Systemkonstruktion vorgesehenen Ausrichtung abweichen ist).
Wie die später folgenden Beispiele/Figuren zeigen, wäre es fatal, bzw. hätte es fatale Folgen, wenn das Fahrzeug infolge eines plötzlich auftretenden Justagefehlers und/oder eines „schleichenden” Justagefehlers, versetzt in der dafür vorgesehenen Fahrspur bewegt wird/werden würde.
Die Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, dass ein plötzlich auftretender Justagefehler und/oder ein „schleichender” Justagefehler zu keiner Gefährdung führt, bzw. frühzeitig erkannt wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 10 auch über dessen kennzeichnende Merkmale verfügt, sowie einem Verfahren nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7, sowie mit deren kennzeichnenden Merkmale.
Beschreibung und Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung, sowie der daraus resultierenden/verbundenen System-Funktionsmerkmale:
System-Funktionsmerkmale/System-Eigenschaften:

a) Damit ein Fahrzeug von einem manuellen Fahrbetrieb (der Fahrzeugführer führt das Fahrzeug manuell) in einen autonomen Fahrbetrieb (das Assistenzsystem führt das Fahrzeug autonom) übergeführt werden kann, ist es erforderlich, dass das Fahrzeug vom Fahrzeugführer „mittig” (sinnigerweise) in der dafür vorgesehenen Fahrspur/Fahrstreifens gelenkt wird, und das umgebungserfassende System erkennt, dass das Fahrzeug „mittig” (sinnigerweise) in der dafür vorgesehenen Fahrspur/Fahrstreifens geführt wird (sich dort befindet). → Nur wenn dies der Fall ist, kann gemäß der erfindungsgemäßen Lösung ein autonomer Fahrbetrieb aktiviert werden, bzw. das Fahrzeug in einen autonomen Fahrbetrieb übergeführt werden.
b) Um auch „schleichende Fehler”, auch noch während eines autonomen Fahrbetriebs erkennen zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass ein permanenter Abgleich mit einem positionsbestimmenden System (GPS-basiert, oder dergleichen) erfolgt, und anhand eines gemittelten Durchschnittswertes (z. B. im Bereich von 1 Stunde oder 100 Kilometer) geprüft wird, ob sich das Fahrzeug in der Mitte des vorgesehenen Fahrstreifens der befahrenen Route befindet. → Würde ein Justagefehler vorliegen, so würde das Fahrzeug als Folge davon „außermittig” fahren, wobei dies dann im gemittelten Durchschnittswert sichtbar werden würde (gemäß gemitteltem Durchschnittswert, würde sich das Fahrzeug dann außermittig zur vorgesehenen Fahrspur/Fahrstreifen bewegen).

Beschreibung des Verfahrens/Verfahrensmerkmale:
Das Verfahren für eine Vorrichtung, insbesondere für eine umgebungserfassende Sensoreinrichtung für ein Fahrzeug welches für einen autonomen Fahrbetrieb geeignet ist, zum Erkennen eines Fehlers, insbesondere eines Ausrichtungsfehlers, zeichnet sich dadurch aus, bzw. umfassend folgende Schritte:

a) Überwachen eines vorausliegenden Streckenabschnittes oder Fahrkorridors durch Auswerten und Speicherung der ermittelten Offset-Daten der Sensoreinrichtung;
b) Bestimmung eines positionsorientierten IST-Fahrverlaufes innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes, mittels Speicherung einer zeitlichen Abfolge von sequentiell ermittelten Positionskoordinaten;
c) Ermittlung eines positionsorientierten SOLL-Fahrverlaufes innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes, mittels Speicherung einer zeitlichen Abfolge von sequentiell festgelegten Positionskoordinaten;
d) Auswertung durch Positionsdatenvergleich a. der gespeicherten zeitlichen Abfolge von sequentiell ermittelten Positionskoordinaten des IST-Fahrverlaufes innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes, mit b. der zeitlichen Abfolge von sequentiell festgelegten Positionskoordinaten des SOLL-Fahrverlaufes innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes,
e) wobei beim Positionsdatenvergleich durch Einbeziehung von mehreren Positionsdaten der korrelierenden zeitlichen Abfolgen ermittelt wird, ob im Mittel eine Abweichung vorhanden ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass das resultierende Positionsdatenvergleichsergebnis einem weiteren Vergleich unterzogen wird, indem

a) das resultierende Positionsdatenvergleichsergebnis, mit
b) dem Mittelwert der zeitlichen Abfolge der gespeicherten Offset-Daten der Sensoreinrichtung des zurückgelegten korrelierenden Streckenabschnittes

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass bei einer Abweichung um größer einen vorgegebenen Grenzwert, ein Fehler der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung und/oder der optischen Achse der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung erkannt wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass der vorgegebene Grenzwert abhängig von der Fahrstreifenbreite vorgegeben wird, wobei mit breiter werdenden zur Verfügung stehenden Fahrbahnstreifens, auch der zulässig vorgebare Grenzwert vergrößert (toleranter) wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass bei Erkennung eines Fehlers bei der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung und/oder eines Fehlers der optischen Achse der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung, ein autonomer Fahrbetrieb beendet wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass bei Erkennung eines Fehlers bei der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung und/oder eines Fehlers der optischen Achse der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung, ein autonomer Fahrbetrieb nicht freigegeben wird.
Das Verfahren für eine Vorrichtung, insbesondere für eine umgebungserfassende Sensoreinrichtung für ein Fahrzeug welches für einen autonomen Fahrbetrieb geeignet ist, zum Erkennen eines Fehlers, insbesondere eines Ausrichtungsfehlers, zeichnet sich dadurch aus, bzw. umfassend folgende Schritte
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich ferner aus durch ein Verfahren für eine Vorrichtung, insbesondere für eine umgebungserfassende Sensoreinrichtung für ein Fahrzeug welches für einen autonomen Fahrbetrieb geeignet ist, zur Überprüfung auf Fehlerfreiheit der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung und Freigabe des autonomen Fahrbetriebs, umfassend folgende Schritte:

a) Überwachen eines vorausliegenden Streckenabschnittes oder Fahrkorridors durch Auswerten und Speicherung der ermittelten Offset-Daten der Sensoreinrichtung;
b) Ermittlung eine Positionsabweichung mittels Durchführung eines Positionsdatenvergleichs, bei diesem a. eine zeitliche Abfolge von sequentiell ermittelten Positionskoordinaten des IST-Fahrverlaufes innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes, mit b. einer zeitlichen Abfolge von sequentiell festgelegten Positionskoordinaten des SOLL-Fahrverlaufes innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes, abgeglichen wird,
c) wobei eine Freigabe des autonomen Fahrbetriebs nur dann ermöglicht wird, wenn
d) die Differenz zwischen a. der Positionsabweichung, und b. der gespeicherten Offset-Daten der Sensoreinrichtung, des zurückgelegten korrelierenden Streckenabschnittes kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass bei der Differenzauswertung jeweils Mittelwerte der Offset-Daten und der Positionsabweichung eines zurückgelegten, korrelierenden Streckenabschnittes verwendet werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich die oben aufgeführten Verfahren dadurch aus, dass die Reihenfolge der aufgeführten Vergleiche nicht bindend ist, und/oder es ausreichend ist, dass die zur Lösung erforderlichen Parameter sinngemäß entsprechend verglichen werden, wobei auch weitere Parameter hinzugezogen werden können, als auch Parameter entfallen können, sofern diese nicht als Zwischenschritt benötigt werden, bzw. diese infolge einer sinngemäßen / ereignisorientieren Gestaltung der Vergleichsabfrage nicht explizit in der bezeichneten Art erforderlich sind.
Ferner umfasst die Erfindung eine Vorrichtung in Form eines Kraftfahrzeugassistenzsystems, insbesondere aufweisend eine umgebungserfassende Sensoreinrichtung für einen autonomen Fahrbetrieb, aufweisend einen Programmspeicher sowie eine Datenverarbeitungseinheit, wobei die Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der oben genannten Merkmale/Verfahrenspunkte ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination, den Gegenstand beziehungsweise das Verfahren der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezüge.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und den dazugehörenden Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der 1 bis 5 näher erläutert. Im Folgenden können für funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein.
Es zeigen:
Die Zeichnungen zeigen in
1: Eine Prinzip-Darstellung eines Fahrzeugs, dass eine Fahr-bahn/einen Fahrstreifen befährt, sowie die Folgen einer Fehljustage/einer Fehlausrichtung des Erfassungsbereiches (optischen Achse) des Umgebungserfassungssystems.
2: Eine Prinzip-Darstellung analog zur 1.
3: Eine Prinzip-Darstellung zur Entscheidungsfindung.
4: Eine Prinzip-Darstellung zur Entscheidungsfindung.
5: Eine Prinzip-Darstellung eines Fahrzeuges mit weiteren visuellen Merkmalen, zur Erläuterung der Begriffe.
Die 1 zeigt eine Prinzip-Darstellung eines Fahrzeugs, dass eine Fahrbahn/einen Fahrstreifen befährt, sowie die Folgen einer Fehljustage/einer Fehlausrichtung des Erfassungsbereiches (optischen Achse) des Umgebungserfassungssystems, welcher sich Infolge eines Justagefehlers einstellen würde.
Die 1a zeigt das Assistenzsystem (1.0) am Fahrzeug (1) befindend, in ordnungsgemäßer Funktionsweise, bzw. der Erfassungsbereich (1.1) in korrekter Art nach vorne ausgerichtet. Das Fahrzeug (1) fährt in der Mitte (b/2) des dafür vorgesehenen Fahrstreifens der Fahrbahn (2.0), welche zwei Fahrstreifen mit je der Breite (b) enthält. Das Umgebungserfassungssystem (1.0) erkennt, dass sich das Fahrzeug (1) in der Mitte (b/2) des vorgesehenen Fahrstreifens mit der Breite (b) befindet.
Die 1b zeigt das Assistenzsystem (1.0) analog zur 1a, jedoch mit einem angenommenen Justagefehler. Das Fahrzeug (1) fährt in der Mitte (b/2) des dafür vorgesehenen Fahrstreifens der Fahrbahn (2.0), welche zwei Fahrstreifen mit je der Breite (b) enthält. Aufgrund des gezeigten Justagefehlers erkennt das Umgebungserfassungssystem (1.0), dass sich das Fahrzeug (1) offensichtlich NICHT in der Mitte (b/2) des vorgesehenen Fahrstreifens befindet, da das Umgebungserfassungssystem (1.0, bzw. aus dessen Bildauswertung der Rückschluss gezogen wird, dass sich das Fahrzeug (1) angeblich etwas nach rechts versetzt befindet.
Die 1c zeigt das Assistenzsystem (1.0), mit einem angenommenen Justagefehler gemäß 1b, wobei sich das Fahrzeug (1) leicht nach links versetzt zur Mitte (b/2) des vorgesehenen Fahrstreifens befindet. Dieser Versatz würde vom Assistenzsystem (1.0) angestrebt werden, damit das Assistenzsystem (1.0) erkennt, dass das Fahrzeug (1) sich „korrekt” in der Mitte (b/2) des vorgesehenen Fahrstreifens befindet (was natürlich falsch ist).
Die 2 (2a, 2b, 2c) zeigt bildlich denselben Effekt analog zur 1 (zu den 1a, 1b, 1c), wobei hier ein größerer Justagefehler gegenüber der 1 angenommen wird.
Wie aus der 2 (den 1a, 2b, 2c) ersichtlich ist, wird der Versatz zum vorgesehenen Fahrstreifen umso größer, je größer der Justagefehler ist.
Aus Gründen der Klarheit sei hierzu angemerkt, dass das in den 1 und 2 beschriebene Systemverhalten, den derzeitigen Stand der Technik beschreibt, bzw. der Stand der Technik bei derzeitigen Assistenzsystem durch ein derartiges Systemverhalten geprägt ist.
Die 3 zeigt eine Prinzip-Darstellung eines Ablauf-Diagrammes zur Entscheidungsfindung, für einen Ablauf wie erfindungsgemäß beschrieben.
Im Beispiel der 3 sei angenommen, dass ein Fahrzeug (1) eine Route/Fahrstrecke befährt und hierzu den dafür vorgesehenen Fahrstreifen der entsprechenden Fahrbahn befährt. Während des Befahrens/der Fahrt, erfolgt mittels dem Umgebungsüberwachungssystems (1.0) eine Überwachung des vorausliegenden Fahrkorridors/Streckenabschnittes.
Im nächsten Schritt sei angenommen, dass der Fahrer des Fahrzeugs (1) von einem manuellen Fahrbetrieb zu einem autonomen Fahrbetrieb umstellen/wechseln möchte.
Damit eine Umstellung/ein Wechsel erfolgen kann, prüft nun das Fahrerassistenzsystem (1.0), ob die Voraussetzungen hierfür erfüllt sind, indem das Fahrerassistenzsystem (1.0) prüft, ob das Fahrzeug (bei der zuletzt zurückgelegten Strecke & aktuell) mittig – mit kleiner einer +/– Toleranz – sich im dafür vorgesehenen Fahrstreifen bewegt/zurückliegend bewegt hat. Die +/– Toleranz beschreibt hierbei den vorgebaren Grenzwert, welcher nicht überschritten werden darf, wobei dieser Grenzwert in einer bevorzugten Ausführungsform von der zur Verfügung stehenden Fahrstreifenbreite (b) abhängig ist. Der Vergleich findet hierbei wie folgt statt, indem zuerst die Abweichung/Differenz (ΔP) zwischen IST (IPK)- & SOLL (SPK)-Positionskoordinaten ermittelt wird, und dann im nächsten Schritt

a) das resultierende Positionsdatenvergleichsergebnis (ΔP), mit
b) dem Mittelwert der zeitlichen Abfolge der gespeicherten Offset-Daten (OS) der Sensoreinrichtung (1.0) des zurückgelegten korrelierenden Streckenabschnittes (KSA)

Mit einer größer werdenden zur Verfügung stehenden Fahrstreifenbreite (b) kann auch der zulässige Grenzwert etwas vergrößert werden (toleranter werden), da mit einer größer werdenden zur Verfügung stehenden Fahrstreifenbreite (b), die Anforderung hinsichtlich der Spurgenauigkeit etwas sinkt.
Wie aus der 3 weiter ersichtlich ist, wird der autonome Fahrbetrieb freigegeben/ermöglicht, sofern die Abweichung (Mittelwert der Abweichungen) innerhalb des vorgebbaren Grenzwertes (innerhalb der zulässigen Toleranz) liegt, wohingegen kein Wechsel zu einem autonomen Fahrbetrieb freigegeben/ermöglicht wird, sofern die Abweichung (Mittelwert der Abweichungen) NICHT innerhalb des vorgebbaren Grenzwertes (innerhalb der zulässigen Toleranz) liegt.
Die 4 zeigt ähnlich wie 3 eine Prinzip-Darstellung eines weiteren Ablauf-Diagrammes zur Entscheidungsfindung, für einen Ablauf wie erfindungsgemäß beschrieben.
Im Beispiel der 4 sei angenommen, dass ein Fahrzeug (1) sich bereits im autonomen Fahrbetrieb befindet und eine Route/Fahrstrecke befährt und hierzu den dafür vorgesehenen Fahrstreifen der entsprechenden Fahrbahn befährt. Während des Befahrens/der Fahrt, erfolgt mittels dem Umgebungsüberwachungssystems (1.0) eine Überwachung des vorausliegenden Fahrkorridors/Streckenabschnittes, wobei das Fahrzeug infolge des autonomen Fahrbetriebs im Bedarfsfall (z. B. wegen einer Fahrbahnkurve/Fahrbahnkrümmung) entsprechende Querkorrekturen vornimmt.
Wie aus der 4 weiter ersichtlich ist, wird im nächsten Schritt durch das Fahrerassistenzsystem (1.0) unter Hinzuziehung von einem nicht näher gezeigtem GPS-Systems (oder gleichwirkende Systeme) ein gemittelter Durchschnittswert erstellt, wobei der gemittelte Durchschnittswert dadurch gebildet wird, indem die Abweichung/Differenz (ΔP) zwischen IST (IPK)- & SOLL (SPK)-Positionskoordinaten ermittelt wird, um daraufhin mit dem gemittelten Durchschnittswert dann im nächsten Schritt

Wie aus der 4 weiter ersichtlich ist, kann der autonome Fahrbetrieb nur dann weiter beibehalten werden, wenn die Voraussetzungen hierfür erfüllt sind, indem das Fahrerassistenzsystem (1.0) prüft, ob das Fahrzeug (bei der zuletzt zurückgelegten Strecke & aktuell) mittig – mit kleiner einer +/– Toleranz – sich im dafür vorgesehenen Fahrstreifen bewegt/zurückliegend bewegt hat. Die +/– Toleranz beschreibt hierbei den vorgebaren Grenzwert, welcher nicht überschritten werden darf, wobei dieser Grenzwert in einer bevorzugten Ausführungsform von der zur Verfügung stehenden Fahrstreifenbreite (b) abhängig ist.
Mit einer größer werdenden zur Verfügung stehenden Fahrstreifenbreite (b) kann auch der zulässige Grenzwert etwas vergrößert werden (toleranter werden), da mit einer größer werdenden zur Verfügung stehenden Fahrstreifenbreite (b), die Anforderung hinsichtlich der Spurgenauigkeit etwas sinkt.
Wie aus der 4 hierzu weiter ersichtlich ist, wird der autonome Fahrbetrieb beibehalten (kann beibehalten werden), sofern die Abweichung (Mittelwert der Abweichungen) innerhalb des vorgebbaren Grenzwertes (innerhalb der zulässigen Toleranz) liegt, wohingegen ein Abbruch eines aktuellen autonomen Fahrbetriebs erfolgt (Umstellung auf manuellen Fahrbetrieb), sofern die Abweichung (Mittelwert der Abweichungen) NICHT innerhalb des vorgebbaren Grenzwertes (innerhalb der zulässigen Toleranz) liegt.
Durch diese Maßnahme/n lassen sich auch schleichende Justagefehler wirksam erkennen. Unter dem Begriff „schleichender Justagefehler” ist beispielsweise zu verstehen, dass infolge Alterungseffekten, und/oder einer Materialermüdung, und/oder sich langsam lösende Verbindungen, und/oder gleichwirkenden Ereignissen, sich die ursprünglich vorgesehene Maßhaltigkeit (Ausrichtung der optischen Achse, relativ bzw. in Beziehung zum Beobachtungsraum/zum erfassenden Fahrbahnbereich) schleichend verändert.
Vorteil/e gegenüber dem Stand der Technik:
Sichere Erkennung von Justagefehlern/auch „schleichenden” Justagefehlern, bzw. Verhinderung von schwerwiegenden Folgen beim autonomen Fahren infolge (schleichender) Justagefehler bei optischen Systemen (Kameras).
Die 5 zeigt eine Prinzip-Darstellung eines Fahrzeuges (1) mit weiteren visuellen Merkmalen/Bezugszeichen, insbesondere zur Erläuterung der Begriffe.
Die 5a zeigt das Assistenzsystem (1.0) am Fahrzeug (1) befindend. Das Fahrzeug (1) fährt in der Mitte (b/2) des dafür vorgesehenen Fahrstreifens der Fahrbahn (2.0), welche zwei Fahrstreifen mit je der Breite (b) enthält. Das Fahrzeug (1) fährt in der Mitte (b/2) des vorgesehenen Fahrstreifens mit der Breite (b), wobei das Fahrzeug (1) exakt sich auf dem SOLL-Fahr(spur)verlauf (2.1) (gemäß elektronischem Kartensystem) befindet, bzw. das Fahrzeug (1) exakt dem SOLL-Fahr(spur)verlauf (2.1) folgt, wobei der SOLL-Fahr(spur)verlauf (2.1) mittig (b/2) des vorgesehenen Fahrstreifens der Fahrbahn (2) mit zwei Fahrstreifen angenommen wird. Während der Fahrt überprüft das Assistenzsystem (1.0) des Fahrzeugs (1) (mit Auswertung von GPS-Daten) permanent, wie sich das Fahrzeug (1) relativ zur dafür vorgesehenen Fahrspur befindet. Wie aus der 5a weiter ersichtlich ist, sind die korrelierenden Positionspunkte (IPK, SPK) des zurückgelegten Streckenabschnittes (KSA) identisch, da sich das Fahrzeug (1) mit dem IST-Spurverlauf (2.2) exakt dem SOLL-Fahr(spur)verlauf (2.1) folgt, sodass sich daraus eine Positionsabweichung (ΔP) von Null ergibt.
Die 5b zeigt abweichend zur 5a, dass das Fahrzeug (1) NICHT in der Mitte (b/2) des dafür vorgesehenen Fahrstreifens der Fahrbahn (2.0) fährt, welche zwei Fahrstreifen mit je der Breite (b) enthält. Wie aus der 5b hierzu ersichtlich ist, weist der der IST-Spurverlauf (2.2) einen Versatz gegenüber dem SOLL-Fahr(spur)verlauf (2.1) auf.
Dieser Versatz wird bei der permanenten Auswertung während der Fahrt durch das Assistenzsystem (1.0) durch Vergleich der korrelierenden Positionspunkte (IPK, SPK) des zurückgelegten Streckenabschnittes (KSA) erkannt, und als Abweichung (ΔP) festgehalten/gespeichert. Zur Erlangung eines „stabilen” Ergebnisses, wird aus den punktuellen Einzelabweichen ein Mittelwert der Abweichung (ΔP) (beispielsweise im Bereich von 1 Stunde oder der letzten 100 Kilometer) gebildet, insbesondere auch dem Umstand gerecht zu werden, dass Kurven im Fahrbahnverlauf und das individuelle Verhalten eines Fahrzeugführers beim Befahren einer Kurve (z. B. schneiden) im Mittel kompensiert werden.
Die 5c zeigt analog zur 5b, dass das Fahrzeug (1) NICHT in der Mitte (b/2) des dafür vorgesehenen Fahrstreifens der Fahrbahn (2.0) fährt, welche zwei Fahrstreifen mit je der Breite (b) enthält. Wie aus der 5c weiter ersichtlich ist, wird der vorausliegende Streckenabschnitt bzw. Fahrkorridor durch das Assistenzsystem (1.0) mit dessen Erfassungsbereich (1.1) überwacht und die erfassten Daten/Informationen ausgewertet, um daraus einen Offset (OS) zu bestimmen.
Im fehlerfreien Zustand des Assistenzsystems (1.0) wie auch im idealen Fall des Befahrens der Fahrspur, wenn das Fahrzeug (1) also exakt dem SOLL-Fahr(spur)verlauf (2.1) folgt, dann ergibt sich (sollte sich ergeben) ein Offset (OS) von Null. Um auch hier ein „stabilen” Ergebnisses zu erlangen, ist auch hier eine Mittelwertbildung von Vorteil.
Da in der 5c das Fahrzeug mit dem jedoch einen Versatz (ΔP) des IST-Fahr(spur)Verlaufs (2.2) gegenüber dem vorgesehene SOLL-Fahr(spur)Verlaufs (2.1) gemäß elektronischen vorgegebenen Kartendaten aufweist, wird dieser Versatz (ΔP) auch vom Assistenzsystem (1.0)/umgebungserfassenden Sensoreinrichtung (1.0) mit dessen Erfassungsbereich (1.1) als Offset (OS) erkannt.
Im fehlerfreien Zustand des Assistenzsystems (1.0) ist somit im Idealfall

a) der Mittelwert der Abweichung (ΔP) durch Auswertung der Position-Koordinaten (SPK, IPK), mit
b) dem Mittelwert Offset (OS),

Die zulässige Differenz an Abweichung (Toleranz als/zum Grenzwert) ist von unterschiedlichen Parametern vorgebbar.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
1.0: Vorrichtung in Form eines Kraftfahrzeugassistenzsystems, insbesondere umgebungserfassende Vorrichtung/Umgebungserfassungssystem
1.1: Erfassungsbereich des Umgebungserfassungssystems
2.0: Fahrbahn (mit 2 Fahrstreifen, mit je einer Breite b)
2.1: SOLL-Fahr(spur)verlauf (gemäß elektronischem Kartensystem)
2.2: IST-Fahr(spur)verlauf (gemäß „GPS”-Daten)
b: Breite eines Fahrstreifens (→ 2·b = Fahrbahnbreite)
b/2: 50% der Breite eines Fahrstreifens
KSA: (Korrelierende/r) zurückgelegte/r Streckenabschnitt/e
IPK: IST-Positions-Koordinaten
SPA: SOLL-Positionskoordinaten (gemäß elektr. Kartensystem)
OS: Offset (Abweichung zur SOLL-Fahrspur/Fahrstreifenmitte)
ΔP: Abweichung/Differenz zw. IST- & SOLL-Positionskoordinaten

Claims

Verfahren für eine Vorrichtung (1.0), insbesondere für eine umgebungserfassende Sensoreinrichtung für ein Fahrzeug (1) welches für einen autonomen Fahrbetrieb geeignet ist, zum Erkennen eines Fehlers, insbesondere eines Ausrichtungsfehlers, umfassend folgende Schritte: a) Überwachen eines vorausliegenden Streckenabschnittes oder Fahrkorridors durch Auswerten und Speicherung der ermittelten Offset-Daten (OS) der Sensoreinrichtung; b) Bestimmung eines positionsorientierten IST-Fahrverlaufes (2.2) innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes (KSA), mittels Speicherung einer zeitlichen Abfolge von sequentiell ermittelten Positionskoordinaten (IPK); c) Ermittlung eines positionsorientierten SOLL-Fahrverlaufes (2.1) innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes (KSA), mittels Speicherung einer zeitlichen Abfolge von sequentiell festgelegten Positionskoordinaten (SPK); d) Auswertung durch Positionsdatenvergleich i. der gespeicherten zeitlichen Abfolge von sequentiell ermittelten Positionskoordinaten (IPK) des IST-Fahrverlaufes (2.2) innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes (KSA), mit ii. der zeitlichen Abfolge von sequentiell festgelegten Positionskoordinaten (SPK) des SOLL-Fahrverlaufes (2.1) innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes (KSA), dadurch gekennzeichnet, dass e) beim Positionsdatenvergleich durch Einbeziehung von mehreren Positionsdaten (IPK, SPK) der korrelierenden (KSA) zeitlichen Abfolgen ermittelt wird, ob im Mittel eine Abweichung (ΔP) vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das resultierende Positionsdatenvergleichsergebnis einem weiteren Vergleich unterzogen wird, indem a) das resultierende Positionsdatenvergleichsergebnis (ΔP), mit b) dem Mittelwert der zeitlichen Abfolge der gespeicherten Offset-Daten (OS) der Sensoreinrichtung (1.0) des zurückgelegten korrelierenden Streckenabschnittes (KSA) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung um größer einen vorgegebenen Grenzwert, ein Fehler der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung (1.0) und/oder der optischen Achse der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung (1.0) erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Grenzwert abhängig von der Fahrstreifenbreite (b) vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennung eines Fehlers bei der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung (1.0) und/oder eines Fehlers der optischen Achse der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung (1.0), ein autonomer Fahrbetrieb beendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennung eines Fehlers bei der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung (1.0) und/oder eines Fehlers der optischen Achse der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung (1.0), ein autonomer Fahrbetrieb nicht freigegeben wird.
Verfahren für eine Vorrichtung (1.0), insbesondere für eine umgebungserfassende Sensoreinrichtung für ein Fahrzeug (1) welches für einen autonomen Fahrbetrieb geeignet ist, zur Überprüfung auf Fehlerfreiheit der umgebungserfassenden Sensoreinrichtung (1.0) und Freigabe des autonomen Fahrbetriebs, umfassend folgende Schritte: a) Überwachen eines vorausliegenden Streckenabschnittes oder Fahrkorridors durch Auswerten und Speicherung der ermittelten Offset-Daten (OS) der Sensoreinrichtung (1.0); b) Ermittlung eine Positionsabweichung (ΔP) mittels Durchführung eines Positionsdatenvergleichs, bei diesem i. eine zeitliche Abfolge von sequentiell ermittelten Positionskoordinaten (IPK) des IST-Fahrverlaufes (2.2) innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes (KSA), mit ii. einer zeitlichen Abfolge von sequentiell festgelegten Positionskoordinaten (SPK) des SOLL-Fahrverlaufes (2.1) innerhalb des zurückgelegten Streckenabschnittes (KSA), abgeglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass c) eine Freigabe des autonomen Fahrbetriebs nur dann ermöglicht wird, wenn d) die Differenz zwischen i. der Positionsabweichung (ΔP), und ii. der gespeicherten Offset-Daten (OS) der Sensoreinrichtung (1.0), des zurückgelegten korrelierenden Streckenabschnittes (KSA) kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Differenzauswertung jeweils Mittelwerte der Offset-Daten (OS) und der Positionsabweichung (ΔP) eines zurückgelegten, korrelierenden Streckenabschnittes (KSA) verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge der aufgeführten Vergleiche nicht bindend ist, und/oder es ausreichend ist, dass die zur Lösung erforderlichen Parameter (IPK, SPK, OS, ΔP, b, 2.1, 2.2) sinngemäß entsprechend verglichen werden.
Vorrichtung (1.0) in Form eines Kraftfahrzeugassistenzsystems, insbesondere aufweisend eine umgebungserfassende Sensoreinrichtung für einen autonomen Fahrbetrieb, aufweisend einen Programmspeicher sowie eine Datenverarbeitungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1.0) zur Ausführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.