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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer die Randbebauung entlang einer von einem Kraftfahrzeug befahrenen Strecke beschreibenden Randbebauungsinformation aus Sensordaten wenigstens eines Umfeldsensors des Kraftfahrzeugs, wobei die als Eingangsdaten dienenden, vorausgewerteten Sensordaten von wenigstens einer Datenquelle über eine ein vordefiniertes Datenformat nutzende Datenschnittstelle empfangen werden, welches Datenformat jeweils ein Umfeldmerkmal mit einer zugeordneten Position und einer zugeordneten Klassifizierung hinsichtlich der Befahrbarkeit in einem bezüglich des Kraftfahrzeugs definierten Koordinatensystem beschreibende Datenstrukturen umfasst. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug und ein Computerprogramm.
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Eine zunehmende Anzahl von Fahrzeugsystemen in modernen Kraftfahrzeugen benötigt Informationen zum Umfeld, in dem sich das Kraftfahrzeug bewegt. Hierbei sind insbesondere Fahrzeugsysteme zum teil- und hochautomatischen Fahren, also zur wenigstens teilweise automatischen Führung des Kraftfahrzeugs, zu nennen, welche besonders detaillierte Kenntnis über das Umfeld brauchen. Eine wichtige Information für solche Fahrzeugsysteme sind die Begrenzungen des Fahrkorridors, das bedeutet, eine Kenntnis zur Lage der Fahrbahn- und Fahrspurbegrenzungen. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, bestimmte Funktionalitäten von Fahrzeugsystemen erst dann zu aktivieren, wenn Begrenzungen wahrgenommen wurden und dies in für die Querführung des Kraftfahrzeugs ausreichender Qualität. Eine wichtige Rolle spielt hierbei die Randbebauung (Bordsteine, parkende Autos, Gebäude, Leitplanken und -pfosten, ...). Mithin wurden im Stand der Technik bereits Verfahren vorgeschlagen, um eine die Randbebauung beschreibende Randbebauungsinformation ermitteln zu können.
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Hierfür werden Sensordaten verschiedener Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs ausgewertet, wobei bekannte Verfahren zur Ermittlung von Randbebauungsinformationen meist auf bestimmten Sensoren, beispielsweise Laserscannern, sowie bestimmten vorausgesetzten Modellen basieren. Gegebenenfalls können hier auch unterschiedliche Sensorprinzipien eingesetzt werden, wobei beispielsweise Sensordaten eines Laserscanners und einer Monokamera fusioniert werden können, in einem vorgeschlagenen Algorithmus beispielsweise anhand eines Belegungsgitters. Hierbei wird eine gitterbasierte Unterteilung des Fahrzeugumfeldes vorgenommen, wobei den einzelnen Zellen Attribute zugeordnet werden können, insbesondere hinsichtlich deren Befahrbarkeit. Aus einem derartigen Belegungsgitter können Datenpunkte extrahiert werden, die ihrerseits zum Schätzen der Parameter eines Klothoiden-Modells über den Verlauf der Randbebauung verwendet werden. Das Schätzen der Parameter erfolgt dabei durch einen erweiterten Kalman-Filter über die Zeit, vgl. hierzu beispielsweise den Artikel von M. Darms et al., „Map based Road Boundary Estimation“, 2010 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), Seiten 609 - 614. Dies stellt jedoch nur ein Beispiel für verschiedene Ansätze dar, die die Detektionseigenschaften bestimmter Sensoren ausnutzen und durch Verwendung von Modellannahmen zu einer Randbebauungsinformation gelangen.
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Problematisch hierbei ist, dass alle diese Algorithmen zur Verarbeitung von Sensordaten bestimmte Sensorarten voraussetzen und Modellannahmen treffen, die nicht zwangsläufig zutreffen müssen. Gerade im Hinblick auf eine in letzter Zeit vorgeschlagene Vereinheitlichung von Datenschnittstellen, über die Sensordaten verschiedener Umfeldsensoren und/oder von Nachbearbeitungseinheiten, beispielsweise Fusionseinheiten, im gleichen Datenformat erhalten werden sollen, sind derartige Verfahren nicht anwendbar. Beispielsweise wurde diesbezüglich in der
DE 10 2013 019 264 A1 vorgeschlagen, bei einem Steuergerät für ein Fahrzeug, umfassend mindestens eine Eingangsschnittstelle zum Aufnehmen von Sensordaten mindestens zweier Sensoren mittels eines ersten Datenübertragungsprotokolls, das eine Darstellungsschicht und/oder eine Anwendungsschicht für eine Beschreibung der Sensordaten umfasst, und einen Sensordatenfusionierer, die Darstellungsschicht und/oder die Anwendungsschicht für eine Übertragung von Sensordaten in einer Linienzugdarstellung vorzusehen. Die Linienzugdarstellung kann auch als Zäunedarstellung bezeichnet werden, wobei dem Fachmann hierfür die englischsprachige Bezeichnung „fences“ geläufig ist. Insgesamt entsteht dort eine Datenschnittstelle, die eine polytope Beschreibung des Umfeldes (im Allgemeinen Punkte, Linienzüge und Polygone) mit Koordinaten in einem kraftfahrzeugbezogenen Koordinatensystem erlaubt. Beispielsweise kann hier das Umfeldsensorkoordinatensystem (UKS) verwendet werden, welches ein Rechtssystem mit Ursprung in der Mitte der Hinterachse und der x-Achse in Richtung der Fahrzeuglängsachse ist. Letztlich werden gemäß
DE 10 2013 019 264 A1 die Sensordaten aufbereitet (vorausgewertet), indem das Datenübertragungsprotokoll mit der Darstellungsschicht und der Anwendungsschicht verwendet wird. So können Sensordaten unterschiedlichster Umfeldsensoren beispielsweise einer Fusionierungseinheit zugeführt werden, ohne dass diese für jede Veränderung in den Umfeldsensoren angepasst werden müsste. Besonders bevorzugt ist es dort zudem, wenn das Steuergerät mindestens eine Ausgangsschnittstelle zum Ausgeben von fusionierten Sensordaten umfasst, die ebenso für einen Betrieb mit dem Datenübertragungsprotokoll vorgesehen ist, so dass dasselbe Datenformat entsteht. Die vereinheitlichte Datenschnittstelle gemäß
DE 10 2013 019 264 A1 erlaubt auch das Hinzufügen von Zusatzinformationen zu Linienzügen/Polygonen, die ein Umfeldmerkmal beschreiben, insbesondere eine Befahrbarkeitsklasse, die die Befahrbarkeit durch das Kraftfahrzeug beschreibt, und/oder eine Objektklasse, die das Objekt näher klassifiziert, beispielsweise als parkendes Kraftfahrzeug.
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DE 10 2010 005 501 A1 betrifft ein Verfahren zur Auswertung von die Umgebung eines Kraftfahrzeugs betreffenden Sensordaten wenigstens eines Umfeldsensors und ein Kraftfahrzeug. Dabei soll die Auswertung derart erfolgen, dass zur Beschreibung der Position eines Umfeldmerkmals dieses einem von mehreren in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs aufeinanderfolgenden Streifen gemeinsam mit wenigstens einer Angabe zu seiner Querposition innerhalb des Streifens senkrecht zur Längsrichtung des Kraftfahrzeugs in der Fahrbahnebene zugeordnet wird. Es soll eine gitterartige Quantisierung bei der Informationsaufzeichnung in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs vorgenommen werden, während die Querposition innerhalb des Streifens kontinuierlich angegeben wird. Es werden zwei Arten von Datencontainern in den Intervallen beschrieben, nämlich eine Punktzelle, beispielsweise um Trajektorien, also einzelne Positionen, zu beschreiben, und Intervallzellen, die ein belegtes, freies oder unbekanntes Intervall beschreiben können.
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DE 10 2013 214 631 A1 offenbart ein effizientes Bereitstellen von Belegungsinformationen für das Umfeld eines Fahrzeugs. Die Idee dort ist es, vor und hinter dem Kraftfahrzeug unterschiedliche Koordinatensysteme einzusetzen, nämlich vor dem Kraftfahrzeug ein Polarkoordinatensystem, in welchem Belegungen durch eine Winkelangabe und eine Entfernungsangabe angegeben werden, und hinter dem Kraftfahrzeug ein anderes Koordinatensystem, das sich von dem Polarkoordinatensystem unterscheidet und als kartesisches Koordinatensystem oder als kurvilineares Koordinatensystem ausgebildet sein kann. Als Hindernis wird dabei jede Grenze des Freiraums des Kraftfahrzeugs betrachtet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Ermittlung einer Randbebauungsinformation aus über eine generische Datenschnittstelle bereitgestellten Sensordaten anzugeben, die unabhängig von einem Modell und den konkret verwendeten Sensorarten auskommt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.
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Erfindungsgemäß wird mithin ein auf einem Steuergerät oder Teil eines Steuergeräts (der Randbebauungsermittlungseinheit) implementierbares Verfahren vorgeschlagen, das einerseits die Eigenschaften der generischen Datenschnittstellen ausnutzt, andererseits sehr effizient, insbesondere also in Echtzeit, umgesetzt werden kann. Voraussetzung für das erfindungsgemäße Vorgehen ist lediglich, dass den Sensordaten in dem Datenformat eine Position innerhalb eines bezüglich des Kraftfahrzeugs definierten Koordinatensystems, beispielsweise des UKS, zugeordnet werden kann, zum anderen aber Umfeldmerkmale als befahrbar oder nichtbefahrbar (= Hindernis) identifizierbar sind. Ferner wird die Erkenntnis genutzt, dass die Randbebauung im Bereich von einigen Metern vor und hinter dem Kraftfahrzeug eine longitudinale Eigenschaft des Umfeldes ist. Dabei sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass der Ermittlungsbereich sich nicht ausschließlich an der Länge der vorausberechneten Trajektorie des Kraftfahrzeugs orientieren muss, sondern diese Länge selbstverständlich auch übersteigen kann, beispielsweise in Bereiche hinter das Kraftfahrzeug, wobei dann die Trajektorie des Kraftfahrzeugs in der Vergangenheit herangezogen werden kann. Gerade in Rangiersituationen ist dies eine nützliche Ausgestaltung.
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In einem ersten Schritt des Verfahrens wird hierbei der Ermittlungsbereich in Fahrzeuglängsrichtung, also entlang der Fahrzeuglängsachse, in regelmäßige, also gleich große Intervallbereiche aufgeteilt. Dies ermöglicht es, die Positionen, also Koordinaten, von Hindernissen, also als Hindernisse klassifizierten Umfeldmerkmalen, in den jeweiligen Intervallbereichen zu sortieren, wozu effiziente Suchverfahren, beispielsweise Radixsort, eingesetzt werden können. Die Sortierung in Richtung der Fahrzeugquerachse unterscheidet dann, ob sich die Hindernisposition links oder rechts der Trajektorie befindet. Befindet sich die Hindernisposition links der Trajektorie, so gehört die Hindernisposition zur linken Randbebauung, befindet sich die Hindernisposition rechts der Trajektorie, so gehört die Hindernisposition zur rechten Randbebauung. Dabei werden wenigstens die Hindernispositionen weiterverarbeitet, die am nächsten an der Trajektorie liegen, so dass zumindest die am nächsten zur Trajektorie gelegene Randbebauung als signifikante Randbebauung durch die Randbebauungsinformation beschrieben wird.
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Somit entsteht zusammenfassend eine Vorgehensweise zur Auswertung von Sensordaten, die völlig unabhängig von einer Sensorart oder einem zugrunde liegenden Modell arbeitet und dennoch eine hervorragende Beschreibung der Randbebauung liefert. Wird beispielsweise als generisches Datenformat, das über die Datenschnittstelle zur Verfügung gestellt wird, die polygonale Beschreibung der
DE 10 2013 019 264 A1 verwendet, ergibt sich ein in der Anzahl der Vertices (Knoten) linearer Zeitaufwand zur Durchführung des Verfahrens, was eine Echtzeitfähigkeit ermöglicht.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, dass die Intervalllänge in Abhängigkeit von einer Genauigkeitsanforderungsinformation eines die Randbebauungsinformation nutzenden Fahrzeugsystems festgelegt wird. Das bedeutet, dass die Intervalllänge applizierbar ist und sich vorteilhaft an der gewünschten Genauigkeitsauflösung des Fahrzeugsystems, beispielsweise eines Fahrerassistenzsystems, orientieren kann. Dieses kann eine entsprechende Genauigkeitsanforderungsinformation an die Randbebauungsermittlungseinheit bereitstellen, welche die Intervalllänge entsprechend wählt.
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Als Hindernisposition kann konkret eine Position des der Trajektorie am nächsten liegenden Anteils des Umfeldmerkmals gewählt werden und/oder die Hindernisposition kann bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung als mittig im Intervallbereich liegend angenommen werden. Grundsätzlich gilt selbstverständlich, dass ein Punkt innerhalb eines Intervallbereichs liegt, falls seine Koordinate entlang der Fahrzeuglängsrichtung zwischen den entsprechenden Koordinaten der linken und rechten Begrenzung des Intervallbereichs liegt. Dabei kann zur weiteren Vereinfachung des Verfahrens ein repräsentativer Punkt des im Allgemeinen innerhalb des Intervallbereichs ausgedehnt verlaufenden Umfeldmerkmals herangezogen werden, bevorzugt die Position, die der Trajektorie, die durch die Trajektoriendaten beschrieben wird, am nächsten kommt, welche Hindernisposition zweckmäßig als mittig bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung im Intervallbereich liegend angenommen werden kann, um eine weitere Vereinfachung der Vorgehensweise zu erreichen. Solche Ausgestaltungen sind insbesondere bei eher kurzen Intervalllängen zweckmäßig.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Randbebauungsinformation als eine Verlaufsinformation durch Verbindung von Hindernispositionen einer Seite der Trajektorie von in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgenden Intervallbereichen ermittelt wird. Entlang der Fahrzeuglängsachse können also die Intervallbereiche sukzessive durchlaufen werden, wobei die der linken und rechten Randbebauung zugeordneten Hindernispositionen zu einer vollständigen Beschreibung zusammengefasst werden. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit können hierbei zumindest die der Trajektorie am nächsten liegenden Hindernispositionen zur Ermittlung einer Verlaufsposition herangezogen werden, wobei auch, wie noch näher erläutert werden wird, mehrere „Ebenen“ von Randbebauungsverläufen extrahiert werden können. In Form von Verlaufsinformationen liegt eine hervorragende Grundlage vor, um hierauf vergleichsweise komplexe Funktionen von Fahrzeugsystemen zu realisieren, beispielsweise eine Bahnplanung, eine Detektion von Parklücken und dergleichen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei für einen Intervallbereich fehlender Hindernisposition für eine der Seiten zumindest bei Erfüllung eines einen maximal zulässigen Abstand beschreibenden Abstandskriteriums die Hindernisposition des nächstliegenden Intervallbereichs mit einer Hindernisposition dieser Seite zur Fortsetzung des Verlaufs verwendet wird . Ist das Abstandskriterium nicht erfüllt, kann vorgesehen sein, dass der Intervallbereich auf der Seite als randbebauungsfrei markiert wird. Es ist selbstverständlich denkbar, dass in bestimmten Intervallbereichen zu einer Seite hin keine Hindernispositionen aufgefunden werden, entweder, weil dort nichts detektiert wurde, oder aber, weil dort schlichtweg kein Hindernis vorliegt. Zumindest für kürzere Abstände zwischen Intervallbereichen mit Hindernispositionen ist es dabei zweckmäßig, wenn der Verlauf den hindernispositionsfreien Abschnitt überspannend fortgesetzt wird, sei es durch eine lineare Verbindung der entsprechenden Hindernispositionen oder aber auch auf komplexere Art und Weise, beispielsweise durch Extrapolation oder Interpolation. Jedoch ist es zweckmäßig, ab einem maximal zulässigen Abstand, beschrieben insbesondere in Form einer Anzahl von Intervallbereichen, die betroffenen hindernispositionslosen Intervallbereiche auf der Seite als randbebauungsfrei zu markieren. Das hierbei verwendete Abstandskriterium orientiert sich bevorzugt insbesondere daran, ob das Kraftfahrzeug in die entstehende Lücke einfahren könnte, so dass zwar kleine Lücken in der Randbebauung geschlossen werden können, aber beispielsweise Lücken zwischen Intervallbereichen, die breiter als das eigene Kraftfahrzeug sind, als randbebauungsfrei markiert werden können, wenn der laterale Versatz mithin zu groß ist. Der maximal zulässige Abstand kann sich mithin an Ausdehnungen des Kraftfahrzeugs orientieren, insbesondere als eine Breite des Kraftfahrzeugs plus einen Sicherheitszuschlag gewählt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass bei in mehreren Abständen zur Trajektorie auf einer Seite vorliegenden Hindernispositionen und/oder unterschiedlichen Objektklassen von Umfeldmerkmalen, denen die Hindernispositionen zugeordnet sind, mehrere senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgende Randbebauungsverläufe aus einer Abstandsklasse und/oder zumindest einer, insbesondere vorausgewählten, Objektklasse zugeordneten Hindernispositionen ermittelt werden. Wird beispielsweise das Datenformat in
DE 10 2013 019 264 A1 verwendet, kann den Umfeldmerkmalen auch eine Objektklasse (bzw. Hindernisklasse) zugeordnet werden, so dass es durch eine einfache Erweiterung des hier beschriebenen Verfahrens möglich ist, mehrere „Ebenen“ von Randbebauungen zu extrahieren. So können beispielsweise als Objektklasse parkende Kraftfahrzeuge und/oder Gebäude und/oder Vegetation verwendet werden, so dass entsprechend Beschreibungen parkender Kraftfahrzeuge und von Gebäuden als eigene Randbebauungsverläufe entstehen können, die entsprechend durch die Verlaufsinformation beschrieben werden. Denkbar ist es jedoch auch, beispielsweise eine Zusammenfassung von Hindernispositionen unabhängig von Objektklassen in verschiedenen Tiefenbereichen senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung, die relativ zur Trajektorie definiert werden können, vorzunehmen, so dass auch ohne direkte Klassifizierung von Objekten beispielsweise eine Ebene „parkende Fahrzeuge“ und eine Ebene „Gebäude“ realisiert werden können, indem von üblichen Abstandsbereichen zur Trajektorie ausgegangen wird. Diese Tiefenbereiche sind jedoch nicht zwangsläufig erforderlich, wenn beispielsweise immer die nächstgelegenen Hindernispositionen, die zweitnächstgelegenen Hindernispositionen usw. zu entsprechenden Randbebauungsverläufen zusammengefasst werden. Bevorzugter ist jedoch das Vorgehen mit Tiefenbereichen senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung, welche im Übrigen auch in Abhängigkeit aufgefundener Hindernispositionen dynamisch angepasst werden können, so dass sich Randbebauungslücken in den entsprechenden Randbebauungsverläufen verbessert ermitteln und zuordnen lassen.
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Als Datenquelle können wenigstens ein Sensor und/oder eine Fusionseinheit zur Fusionierung von Sensordaten verwendet werden. In diesem Fall nutzen also sowohl die Umfeldsensoren als auch die Fusionseinheit zweckmäßig dieselbe Datenschnittstelle, über die die vorausgewerteten Sensordaten im selben Datenformat erhalten werden können. Dann lässt sich das hier beschriebene Vorgehen unabhängig davon anwenden, ob die Sensordaten direkt von Umfeldsensoren stammen oder (auch) von der Fusionseinheit. Dies ermöglicht eine äußerst vielseitige Einsatzmöglichkeit, so dass beispielsweise für besonders einfache Fahrzeugsysteme die Umfeldsensorik direkt mit der Randbebauungsermittlungseinheit verbunden werden kann, für komplexere Fahrzeugsysteme jedoch Sensordaten der Fusionseinheit eingesetzt werden können.
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Es ist ferner besonders bevorzugt, wenn eine Darstellungsschicht und/oder eine Anwendungsschicht eines Datenübertragungsprotokolls der Datenschnittstelle die Sensordaten in einer Linienzugdarstellung übertragen. Besonders zweckmäßig ist es mithin, wenn die Ausgestaltung gemäß
DE 10 2013 019 264 A1 , wie beschrieben, auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, da sich die Darstellung in Linienzügen und Polygonen besonders zur hier beschriebenen Ermittlung der Randbebauungsinformation eignet. Für weitere Ausführungen diesbezüglich sei auf die
DE 10 2013 019 264 A1 verwiesen.
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Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildetes Steuergerät. Das Steuergerät kann dabei einem Fahrzeugsystem zugeordnet sein, das die entstehende Randbebauungsinformation nutzt, aber auch als Teil eines sogenannten „zentralen Fahrerassistenzsystems“ vorgesehen werden. Das Steuergerät weist entsprechend die Randbebauungsermittlungseinheit auf, die über eine Datenschnittstelle Sensordaten der Datenquelle entgegennimmt. Als Datenquelle können beispielsweise Umfeldsensoren selber, aber auch eine Fusionseinheit vorgesehen sein, die ebenso im Steuergerät realisiert werden kann. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug fort, mit welchem mithin die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
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Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Computerprogramm, welches die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt, wenn es auf einem Steuergerät eines Kraftfahrzeugs ausgeführt wird. Auch für das Computerprogramm gelten die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren selbstverständlich sinngemäß fort.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
- 1 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 eine Aufteilung eines Ermittlungsbereichs in regelmäßige Intervalle entlang der Fahrzeuglängsrichtung,
- 3 eine Skizze zur Sortierung von Hindernispositionen,
- 4 ermittelte Randbebauungsverläufe in einer ersten Ausgestaltung,
- 5 ermittelte Randbebauungsverläufe einer zweiten Ausgestaltung, und
- 6 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
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1 zeigt einen erweiterten Ablaufplan zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei werden mittels einer Randbebauungsermittlungseinheit eines Steuergeräts des Kraftfahrzeugs aus Eingangsdaten Randbebauungsinformationen ermittelt. Die Eingangsdaten umfassen hierbei vorausgewertete Sensordaten in einem definierten, vorbestimmten, aber generischen Datenformat, die von wenigstens einer Datenquelle 1 über eine Datenschnittstelle 2 empfangen werden. Die für verschiedene Datenquellen, welche vorliegend Umfeldsensoren 3 und eine Fusionseinheit 4 zur Fusionierung von Umfelddaten mehrerer Umfeldsensoren 3 umfassen, jeweils gleiche Datenschnittstelle stellt sicher, dass die Randbebauungsermittlungseinheit unabhängig von der tatsächlich verwendeten Datenquelle 1, beispielsweise der Sensorart oder ob die Sensordaten direkt vom Umfeldsensor 2 oder von der Fusionseinheit 4 erhalten werden, Randbebauungsinformation ermitteln kann. Das von allen Datenquellen 1 gleiche Datenformat, das durch die Datenschnittstelle 2 gewährleistet wird, stellt sicher, dass die Datenstrukturen, als die die Sensordaten dann vorliegen, zu jeweils einem Umfeldmerkmal eine Position des Umfeldmerkmals in einem bezüglich des Kraftfahrzeugs definierten Koordinatensystem, hier einem UKS, das auf der Hinterachse des Kraftfahrzeugs seinen Ursprung hat, und eine Information darüber, ob das Umfeldmerkmal durch das Kraftfahrzeug befahrbar ist oder ein Hindernis darstellt, mithin eine Befahrbarkeitsklasse, enthalten. Vorliegend wird die Datenschnittstelle 2 über ein Datenübertragungsprotokoll realisiert, das eine Darstellungsschicht und/oder eine Anwendungsschicht für die Beschreibung der Sensordaten in dem beschriebenen Datenformat umfasst, wobei die Darstellungsschicht und/oder die Anwendungsschicht wie in
DE 10 2013 019 264 A1 beschrieben für eine Übertragung von Sensordaten in einer Linienzugdarstellung vorgesehen sind.
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Es ist in einer Ausgestaltung möglich, dass den Umfeldmerkmalen auch weitere Informationen zugeordnet werden, beispielsweise eine Objektklasse, die ein Umfeldmerkmal beispielsweise als zu einem geparkten Kraftfahrzeug, zu einem Gebäude oder zur Vegetation gehörig ausweisen. Dies ist jedoch optional und für das hier beschriebene Ausführungsbeispiel nicht zwangsläufig notwendig.
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Die Ausgestaltung ist vorliegend so gewählt, dass auch die Fusionseinheit 4 die Sensordaten der Umfeldsensoren 3, wie durch gestrichelte Pfeile dargestellt, über eine identische Datenschnittstelle 2 empfängt, so dass auch hier die generische Datenverarbeitung ermöglicht wird.
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Die Eingangsdaten der Randbebauungsermittlungseinheit umfassen ferner Trajektoriendaten, die vorliegend von einer Trajektorieneinheit 5 bereitgestellt werden. Die Trajektoriendaten beschreiben vorliegend die Trajektorie des Kraftfahrzeugs in der Vergangenheit sowie eine vorausberechnete Trajektorie des Kraftfahrzeugs in der Zukunft. Beispielsweise kann dies für eine vordefinierte Weglänge erfolgen.
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Mit diesen Eingangsdaten kann die Randbebauungsermittlungseinheit eine Randbebauungsinformation ermitteln, und zwar unabhängig davon, mit welcher Sensorart die Sensordaten ermittelt wurden und ob sie bereits mittels der Fusionseinheit 4 fusioniert wurden. Daten unterschiedlicher Sensorarten, beispielsweise von Laserscannern, Kameras, Radarsensoren und dergleichen, können genauso verwendet werden wie zusammengefasste Sensordaten mehrerer Umfeldsensoren 3.
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Um die Randbebauungsinformation zu ermitteln, nachdem in dem Schritt S1 die Eingangsdaten zusammengestellt wurden, wird in einem Schritt S2 ein Ermittlungsbereich definiert, der sich vorliegend in Richtung der Fahrzeuglängsachse so weit erstreckt, dass die durch die Trajektoriendaten beschriebene Trajektorie des Kraftfahrzeugs abgedeckt wird. Dieser Ermittlungsbereich wird in senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Streifen, also Intervallbereiche, einer vorgegebenen Intervalllänge unterteilt, die in Abhängigkeit einer Genauigkeitsanforderungsinformation wenigstens eines Fahrzeugsystems, das die Randbebauungsinformation nutzen soll, festgelegt wurde.
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2 zeigt dieses Vorgehen schematisch. Gezeigt sind der Ermittlungsbereich 6 und eine angedeutete Position des Kraftfahrzeugs 7 innerhalb des Ermittlungsbereichs 6. Die Fahrzeuglängsrichtung 8 entspricht dabei einer Achse des Koordinatensystems, in dem die Positionen der Umfeldmerkmale in dem Datenformat vorliegen. Die Fahrzeugquerrichtung 9 definiert gemeinsam mit dem auf der Hinterachse liegenden Ursprung 10 das Koordinatensystem, dessen Achsenverlauf in der hier relevanten Ebene angedeutet ist, wobei die in Fahrzeuglängsrichtung 8 verlaufende Koordinatenachse als x-Achse, die in Fahrzeugquerrichtung 9 verlaufende Koordinatenachse als y-Achse bezeichnet werden kann.
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Ersichtlich ist der Ermittlungsbereich 6 entlang der Fahrzeuglängsrichtung 8 in regelmäßige Intervallbereiche 11 aufgeteilt, deren Ausdehnung in Fahrzeuglängsrichtung 8, wie beschrieben, durch die Intervalllänge 12 definiert wird.
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Nach diesem vorbereitenden Schritt S2 werden in einem Schritt S3 in den Sensordaten enthaltene Hindernispositionen den einzelnen Intervallbereichen 11 zugeordnet. Eine Hindernisposition ist dabei eine Position eines Umfeldmerkmals, das als nicht befahrbar, also als Hindernis, klassifiziert ist, die innerhalb des entsprechenden Intervallbereichs 11 liegt. Dabei kann sich selbstverständlich ein als Linienzug (oder Polygon) definiertes Umfeldmerkmal auch über mehrere Intervallbereiche 11 erstrecken, wobei nur die relevanten Positionen innerhalb eines Intervallbereichs 11 als diesen zuzuordnende Hindernisposition betrachtet werden. Dabei kann als Hindernisposition eine repräsentative Position des Umfeldmerkmals innerhalb des Intervallbereichs 11 gewählt werden. Zweckmäßigerweise handelt es sich dabei um die Position in Fahrzeugquerrichtung 9, die den geringsten Abstand von der durch die Trajektoriendaten beschriebenen Trajektorie des Kraftfahrzeugs 7 aufweist. Zur einfachereren Berechnung ist ferner vorgesehen, dass die Hindernisposition (als repräsentative Position) als mittig im Intervallbereich 11 befindlich angenommen wird.
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Im Schritt S4 erfolgt dann eine Sortierung von Hindernispositionen innerhalb der Intervallbereiche 11, wobei zunächst links der Trajektorie befindliche Hindernispositionen als der linken Randbebauung zugehörig, rechts der Trajektorie befindliche Hindernispositionen als der rechten Randbebauung zugehörig sortiert werden, wonach eine weitere Sortierung der Hindernispositionen nach Abstand von der Trajektorie erfolgt.
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Dies ist schematisch in 3 näher dargestellt. Gezeigt sind ausschnitthaft vier Intervallbereiche 11 entlang der Fahrzeuglängsrichtung 8, durch die die Trajektorie 13 entlang von mittigen Querpositionen y1 - y4 verläuft (Positionen auf der oben eingeführten y-Achse). Bereits sortierte Hindernispositionen 14 sind in einigen der Intervallbereiche 11 bereits gezeigt. Im dritten Intervallbereich 11 (Position y3) ist eine Hindernisposition 15 gerade zu sortieren. Eine Hindernisposition 16 wurde bereits als der linken Randbebauung zugehörig sortiert.
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In einer einfachen, möglichen Ausgestaltung des hier beschriebenen Verfahrens kann nun vorgesehen sein, dass als wesentliche Hindernispositionen 14, 15, 16 nur diejenigen behalten werden, die am nächsten an der Trajektorie 13 liegen. Wird diese Ausführungsform genutzt, ist zu sehen, dass die Hindernisposition 15 näher an der Trajektorie 13 (y3) liegt als die Hindernisposition 16, so dass die Hindernisposition 16 verworfen werden kann.
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Vorzugsweise jedoch werden auch weiter von der Trajektorie 13 entfernte Hindernispositionen 16 derart beibehalten, dass für jedes zusammengehörige Umfeldmerkmal eine Hindernisposition 14, 15, 16 innerhalb der Intervallbereiche 11 verbleibt, und zwar die nächstgelegene zur Trajektorie 13.
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In einem Schritt S5, vgl. wiederum 1, werden die sortierten Hindernispositionen 14, 15, 16 nun genutzt, um Randbebauungsverläufe beschreibende Verlaufsinformationen als Randbebauungsinformation zu ermitteln. Hierzu zeigt zunächst 4 das Vorgehen für ein Ausführungsbeispiel, in dem lediglich die der Trajektorie 13 am nächsten gelegenen Hindernispositionen 17 für jede Seite beibehalten werden. Entsprechend ergeben sich durch Verbindung der Hindernispositionen 17 benachbarter Intervallbereiche 11 Randbebauungsverläufe 18, wobei ersichtlich vorliegend in einigen Intervallbereichen 11 a, 11b, 11c auf jeweils einer Seite keine Hindernispositionen 17 festgestellt werden konnten. Für die Intervallbereiche 11 a, 11c ist diese Lücke nur jeweils einen Intervallbereich 11 lang, was kürzer als ein maximal zulässiger Abstand ist, der im Wesentlichen etwas größer als die Breite des Kraftfahrzeugs 7 gewählt wurde. Für diese Fälle ist ein Abstandskriterium erfüllt, so dass die Lücke, wie durch die gestrichelten Linien in den Verläufen 18 dargestellt, durch Verbindung mit dem nächsten verfügbaren Hindernisposition 17 geschlossen wird. In den Intervallbereichen 11b jedoch war in vier aufeinanderfolgenden Intervallbereichen 11b keine Hindernisposition für die rechte Randbebauung aufzufinden, was den maximal zulässigen Abstand überschreitet, so dass das Abstandskriterium nicht erfüllt ist. Hier beschreibt die Randbebauungsinformation 11b eine Lücke in der rechten Randbebauung.
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Während gemäß 4 zur vereinfachten Darstellung nur die jeweils nächstgelegenen Hindernispositionen 17 zur Trajektorie 13 betrachtet wurden, ist es jedoch auch möglich, Verläufe 18, wie in 5 dargestellt, für Hindernispositionen 17 in verschiedenen Abständen zur Trajektorie 13 zu ermitteln, wobei sich die Zusammengehörigkeit von Hindernispositionen 17 zu einem bestimmten Verlauf entweder durch eine Abstandskategorie von der Trajektorie 13, konkret Tiefenbereiche, definieren lässt (in 5 für die rechte Randbebauung), es aber auch denkbar ist, falls im Datenformat den Sensordaten auch eine Objektklasse des Umfeldmerkmals zugeordnet ist, Verläufe 18 objektklassenbezogen zu bestimmen, beispielsweise also als Randbebauungsverlauf 18 parkender Kraftfahrzeuge und Randbebauungsverlauf 18 von Gebäuden.
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In einem Schritt S6 schließlich wird die Randbebauungsinformation aus den Verläufen 18 und gegebenenfalls Lücken zusammengestellt und wenigstens einer Funktion wenigstens eines Fahrzeugsystems des Kraftfahrzeugs 7 bereitgestellt. Beispielsweise kann auf Basis der Randbebauungsinformation eine verbesserte Berechnung abzufahrender Trajektorien erfolgen und dergleichen.
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6 zeigt schließlich eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 7. Dieses weist ersichtlich mehrere Umfeldsensoren 3 auf, vorliegend nach vorne gerichtete Radarsensoren 19, eine nach vorne gerichtete Kamera 20 und nach hinten gerichtete Ultraschallsensoren 21. Selbstverständlich können auch weitere Umfeldsensoren 3 vorgesehen werden. Die Umfeldsensoren 3 liefern ihre Sensordaten über die definierte Datenschnittstelle 2 an ein Steuergerät 22, welches als Steuergerät 24 eines zentralen Fahrerassistenzsystems ausgebildet sein kann und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. In dem Steuergerät 22 können die Sensordaten mithin entweder zunächst der Fusionseinheit 4 und hernach über die Datenschnittstelle 2 der Randbebauungsermittlungseinheit 23 zur Verfügung gestellt werden, oder aber über die Datenschnittstelle 2 auch direkt an die Randbebauungsermittlungseinheit 23 gegeben werden. Ermittelte Randbebauungsinformation kann an hier nur schematisch angedeutete weitere Fahrzeugsysteme 24 bzw. deren Funktionen weitergeleitet werden, wo sie dann entsprechend genutzt wird.
