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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zum Vorhersagen eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs.
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Die Abschätzung bzw. Vorhersage des Fahrverhaltens anderer Verkehrsteilnehmer ist wichtig, insbesondere auch im Hinblick darauf, Unfälle zu vermeiden. Dies spielt insbesondere auch eine immer stärkere Rolle im Zusammenhang mit Bestrebungen, Kraftfahrzeuge teilautonom oder vollständig autonom fahren zu lassen bzw. zu steuern.
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Die
DE 10 2014 207 666 A1 zeigt ein Verfahren zum autonomen Steuern eines Kraftfahrzeugs. Mittels einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs werden Daten bezüglich eines anderen Fahrzeugs bereitgestellt. Bei den Daten kann sich beispielsweise um ein vom anderen Fahrzeug ausgesandtes Blaulicht oder akustisches Signal handeln. Anhand der Daten wird ermittelt, welche Art von Aufgabenstellung das Fahrzeug inne hat, beispielsweise ob es um ein Polizeifahrzeug, einen Krankenwagen oder ein Feuerwehrfahrzeug, handelt. Eine mit der Aufgabenstellung des Fahrzeugs verbundene Verhaltensweise des Fahrzeugs wird bei der autonomen Steuerung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt.
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Die
DE 10 2014 200 700 A1 zeigt ein Verfahren zur Erkennung einer Rettungsgassensituation. Anhand von erfassten seitlichen Abständen zu anderen Fahrzeugen wird die Rettungsgassensituation ermittelt, in welcher eine Rettungsgasse für Rettungsfahrzeuge zu bilden ist. Eine Stauassistenzfunktionseinheit zum autonomen Führen eines Kraftfahrzeugs wird bei erkannter Rettungsgassensituation deaktiviert und ein Fahrer des Kraftfahrzeugs wird auf die Rettungsgassensituation hingewiesen.
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Die
DE 10 2011 083 677 A1 zeigt ein Verfahren zum Vorhersagen einer Verkehrssituation für ein Kraftfahrzeug, bei welchem historische Fahrprofile verschiedener Fahrzeuge zur Vorhersage der Verkehrssituation berücksichtigt werden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum Vorhersagen eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs bereitzustellen, mittels welchen eine besonders gute Vorhersagequalität im Hinblick auf das Fahrverhalten des betreffenden Fahrzeugs ermöglicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und durch ein System zum Vorhersagen eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Vorhersagen eines Fahrverhaltens wird ein Datensatz mittels einer Servereinrichtung bereitgestellt. Der Datensatz umfasst für verschiedene Fahrzeugklassen jeweilige fahrzeugklassenspezifische Fahrverhaltensprofile. Mittels eines weiteren Fahrzeugs wird das betreffende Fahrzeug erfasst. Anschließend wird das erfasste Fahrzeug zu einer der Fahrzeugklassen des bereitgestellten Datensatzes zugeordnet. Danach wird das zur zugeordneten Fahrzeugklasse zugehörige fahrzeugklassenspezifische Fahrverhaltensprofil ausgewählt. Schließich wird das Fahrverhalten des erfassten Fahrzeugs anhand des ausgewählten Fahrverhaltensprofils vorhergesagt.
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Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass üblicherweise unterschiedliche Fahrzeugklassen, wie beispielsweise SUVs, LKWs, Busse, Sportwagen und dergleichen, unterschiedlich gefahren werden. Ein und dieselbe Person wird üblicherweise einen besonders leistungsstarken Sportwagen ganz anders im Straßenverkehr bewegen als beispielsweise einen schweren Geländewagen. Daher ist es erfindungsgemäß vorgesehen, mittels einer Servereinrichtung einen Datensatz bereitzustellen, welcher für verschiedene Fahrzeugklassen jeweilige fahrzeugklassenspezifische Fahrverhaltensprofile umfasst. Unter den Fahrverhaltensprofilen sind mit anderen Worten Fahrverhaltensmuster zu verstehen, welche charakterisieren bzw. beschreiben, wie die verschiedenen Fahrzeugklassen üblicherweise im Verkehrsgeschehen bewegt werden. Mittels des weiteren Fahrzeugs wird sodann wenigstens ein Fahrzeug in der Umgebung des weiteren Fahrzeugs erfasst und einer der Fahrzeugklassen zugeordnet. Sobald das betreffende erfasste Fahrzeug einer der Fahrzeugklassen zugeordnet worden ist, wird das entsprechend passende Fahrverhaltensprofil ausgewählt. Basierend darauf kann das zukünftige Fahrverhalten des erfassten Fahrzeugs besonders genau vorhergesagt werden.
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Auf Basis der Zuordnung eines Fahrzeugs zu einem der vorgegebenen Fahrzeugklassen und durch eine entsprechende Auswahl des betreffenden Fahrverhaltensprofils kann relativ zuverlässig vorhergesagt werden, wie sich der betreffende Fahrer des gerade erfassten Fahrzeugs im Straßenverkehr verhalten wird, beispielsweise ob er zu besonders abrupten Bremsmanövern, Beschleunigungen oder dergleichen neigt oder nicht. Durch die beschriebene Auswahl des passenden Fahrverhaltensprofils kann eine besonders hohe Vorhersagequalität im Hinblick auf das Fahrverhalten des erfassten Fahrzeugs sichergestellt werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass in den fahrzeugklassenspezifischen Fahrverhaltensprofilen Wahrscheinlichkeiten für die Durchführung jeweiliger Fahrmanöver für vorgegebene Verkehrssituationen hinterlegt werden. Unter Fahrmanöver können beispielsweise ein Bremsvorgang, ein Beschleunigungsvorgang oder dergleichen fallen. Diese verschiedenen Fahrmanöver werden unterschiedlichen Verkehrssituationen, wie beispielsweise einer Fahrt auf einer Autobahn, einer Landstraße im Stadtverkehr, bei besonders dichtem Verkehrsaufkommen, bei Nacht, tagsüber oder dergleichen zugeordnet. Je nachdem, um welche Art von Fahrzeugklasse es sich handelt, werden unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten für unterschiedliche Fahrmanöver in unterschiedlicher Ausprägung für die verschiedenen vorgegebenen Verkehrssituationen hinterlegt. Für die verschiedenen Fahrzeugklassen können somit sehr detaillierte und sich hinsichtlich ihrer jeweiligen Eigenschaften unterscheidende Fahrverhaltensprofile bereitgestellt werden. Dadurch kann eine besonders gute Vorhersagequalität für das Fahrverhalten eines gerade erfassten Fahrzeugs erzielt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Erfassen des Fahrzeugs und Zuordnen zu einer der Fahrzeugklassen basierend auf einer optischen Erfassung des Fahrzeugs und anschließenden Bildverarbeitung und/oder basierend auf einer Car2Car-Kommunikation erfolgt. Das weitere Fahrzeug, welches das andere Fahrzeug erfasst, kann beispielsweise ein Kamerasystem mit einer entsprechenden Bildverarbeitungseinrichtung aufweisen, sodass das betreffende Fahrzeug optisch erfasst und anschließend ausgewertet sowie anhand bestimmter hinterlegter Kriterien zu einem der Fahrzeugklassen zugeordnet werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass das zu erfassende Fahrzeug Informationen über seine Fahrzeugklasse an das andere Fahrzeug sendet, sodass basierend darauf eine ganz einfache Zuordnung des erfassten Fahrzeugs zu der passenden Fahrzeugklasse erfolgen kann. In beiden Fällen kann auf relativ zuverlässige Weise eine Erfassung des betreffenden Fahrzeugs und Zuordnung zu der passenden Fahrzeugklasse erfolgen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das weitere Fahrzeug mittels eines Fahrerassistenzsystems unter Berücksichtigung des vorhergesagten Fahrverhaltens des Fahrzeugs autonom gesteuert wird. Insbesondere wenn das weitere Fahrzeug autonom, also ohne jeglichen Eingriff eines Fahrers, gesteuert wird, ist die durch das erfindungsgemäße Verfahren oder eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbare hohe Vorhersagequalität im Hinblick auf das Fahrverhalten des anderen Fahrzeugs besonders vorteilhaft. Das Fahrerassistenzsystem kann unter Berücksichtigung des vorhergesagten Fahrverhaltens des erfassten Fahrzeugs das weitere Fahrzeug besonders sicher autonom steuern.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das weitere Fahrzeug Teil einer Fahrzeugflotte von mehreren Fahrzeugen ist, welche fortlaufend andere Fahrzeuge und ihr Fahrverhalten erfassen sowie diesbezügliche Daten an die Servereinrichtung übertragen, welche anhand dieser Daten den Datensatz aktualisiert und den aktualisierten Datensatz den Fahrzeugen der Fahrzeugflotte bereitstellt. Mit anderen Worten ist es also vorzugsweise vorgesehen, dass der bereitgestellte Datensatz nicht unverändert beibehalten sondern fortlaufend aktualisiert wird. Je mehr Fahrzeuge Teil der Fahrzeugflotte sind, desto mehr Daten werden fortlaufend im Hinblick auf das Verkehrsverhalten der am Verkehr teilnehmenden Fahrzeuge gesammelt. Dadurch kann insbesondere die fahrzeugklassenspezifische fortlaufende Anpassung der unterschiedlichen Fahrverhaltensprofile kontinuierlich ausgebaut werden. Durch die fortlaufende Beobachtung und Analyse der verschiedenen Verkehrsteilnehmer bzw. Fahrzeuge durch die Fahrzeugflotte und Anpassung des die Fahrverhaltensprofile aufweisenden Datensatzes kann die Vorhersagequalität im Hinblick auf die verschiedensten Verkehrsteilnehmer immer weiter verfeinert und verbessert werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass anhand der Daten die fahrzeugklassenspezifischen Fahrverhaltensprofile des Datensatzes aktualisiert werden. Insbesondere können Abweichungen zwischen hinterlegten Fahrverhaltensmustern bzw. Arten von Fahrmanövern und tatsächlich festgestellten Fahrverhaltensmustern bzw. Fahrmanövern identifiziert und die entsprechenden Fahrverhaltensprofilen für die unterschiedlichen Fahrzeugklassen fortlaufend angepasst werden. Dadurch kann die Vorhersagequalität unter Ausnutzung des Datensatzes immer weiter gesteigert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass anhand der Daten bislang noch nicht hinterlegte Fahrzeugklassen im Datensatz angelegt und für diese Fahrzeugklassen fahrzeugklassenspezifische Fahrverhaltensprofile angelegt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn neue Fahrzeugklassen im Verkehrsgeschehen auftauchen, welche besonders für diese Fahrzeugklasse charakteristische Fahrverhaltensprofile aufweisen. Dies trägt ebenfalls dazu bei, dass der die Fahrzeugklassen mit den entsprechenden Fahrverhaltensprofilen umfassende Datensatz fortlaufend aktualisiert, verfeinert und verbessert wird, was sich positiv auf die erzielbare Vorhersagequalität auswirkt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der mittels der Servereinrichtung bereitgestellte Datensatz an die Fahrzeuge der Fahrzeugflotte übertragen und in jeweiligen fahrzeugseitigen Speichereinheiten gespeichert wird, wobei jeweils fahrzeugseitig die Vorhersage des Fahrverhaltens anderer Fahrzeuge basierend auf dem jeweils gespeicherten Datensatz erfolgt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass selbst wenn keine Kommunikationsverbindung zwischen der Servereinrichtung und den Fahrzeugen der Fahrzeugflotte aufgebaut werden können sollte, die Fahrzeuge der Fahrzeugflotte selbstständig Vorhersagen über das jeweilige Fahrverhalten anderer Verkehrsteilnehmer treffen können. Eine Aktualisierung der lokal gespeicherten Datensätze erfolgt dabei vorzugsweise immer dann, sobald serverseitig der Datensatz aktualisiert worden ist und eine Kommunikationsverbindung zwischen der Servereinrichtung und den jeweiligen Fahrzeugen der Fahrzeugflotte aufgebaut werden kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die jeweiligen Datensätze, welche die Fahrzeuge der Fahrzeugflotte zur Vorhersage des Fahrverhaltens anderer Verkehrsteilnehmer verwenden, immer auf einem aktuellen Stand sind.
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Das erfindungsgemäße System zum Vorhersagen eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs umfasst eine Servereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, einen Datensatz bereitzustellen, welcher für verschiedene Fahrzeugklassen jeweilige fahrzeugklassenspezifische Fahrverhaltensprofile umfasst. Das System umfasst des Weiteren wenigstens ein anderes Fahrzeug, welches dazu ausgelegt ist, das Fahrzeug zu erfassen, einem der Fahrzeugklassen des Datensatzes zuzuordnen, das zur zugeordneten Fahrzeugklasse gehörende fahrzeugklassenspezifische Fahrverhalten auszuwählen und das Fahrverhalten des erfassten Fahrzeugs anhand des ausgewählten Fahrverhaltensprofils vorherzusagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems anzusehen, wobei das System insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Darstellung eines Systems zum Vorhersagen eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, welches eine Servereinrichtung und wenigstens ein Fahrzeug umfasst; und in
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2 eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation, bei welcher das in 1 gezeigte Fahrzeug hinter einem Bus fährt, welcher seinerseits hinter einem LKW herfährt.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ein insgesamt mit 10 bezeichnetes System zum Vorhersagen eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs ist in einer schematischen Darstellung in 1 gezeigt. Das System 10 umfasst eine Servereinrichtung 12, welche dazu ausgelegt ist, einen Datensatz 14 bereitzustellen, welcher für verschiedene Fahrzeugklassen 16, 18, 20 jeweilige fahrzeugklassenspezifische Fahrverhaltensprofile 22, 24, 26 umfasst. Das System 10 umfasst des Weiteren eine Vielzahl von zu einer Fahrzeugflotte gehörenden Fahrzeugen 28, wobei im vorliegenden Fall nur eines dieser Fahrzeuge 28 schematisch angedeutet ist. Die Fahrzeuge 28 umfassen eine Kommunikationseinrichtung 30 zum Datenaustausch mit der Servereinrichtung 12, eine Erfassungseinrichtung 32 zum Erfassen anderer Fahrzeuge und zumindest teilweise noch ein Fahrerassistenzsystem 34, welches dazu ausgelegt ist, die betreffenden Fahrzeuge 28 autonom zu steuern.
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In 2 ist eine Verkehrssituation, in welcher sich eines der Fahrzeuge 28 des Systems 10 gerade befindet, schematisch angedeutet. Wie zu erkennen, fährt das Fahrzeug 28 hinter einem Bus 36 her, welcher seinerseits hinter einem LKW 38 fährt. Die nachfolgenden Erläuterungen, welche unter Bezugnahme auf das Fahrzeug 28 erfolgen, gelten gleichermaßen für die hier nicht weiter dargestellten Fahrzeuge 28, welche ebenfalls Teil des Systems 10 sind.
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Das Fahrzeug 28 wird mittels des Fahrerassistenzsystems 34 gerade autonom gesteuert und nähert sich von hinten dem Bus 36 an. Mittels der Erfassungseinrichtung 32 wird der Bus 36 erfasst und zu einer der Fahrzeugklassen 16, 18, 20 des Datensatzes 14 zugeordnet. Vorzugsweise ist der Datensatz 14, welcher mittels der Servereinrichtung 12 bereitgestellt wird, in einer lokalen Speichereinheit des Fahrzeugs 28 hinterlegt. Sobald der Bus 36 zur passenden Fahrzeugklasse 16, 18, 20 zugeordnet worden ist, wird das zur entsprechenden Fahrzeugklasse 16, 18 oder 20 zugehörige fahrzeugklassenspezifische Fahrverhaltensprofil 22, 24, 26 ausgewählt. Anschließend wird das Fahrverhalten des erfassten Busses 36 anhand des ausgewählten Fahrverhaltensprofils 22, 24 oder 26 vorhergesagt. Das zur autonomen Steuerung des Fahrzeugs 28 dienende Fahrerassistenzsystem 34 berücksichtigt dabei das vorhergesagte bzw. prognostizierte Fahrverhalten des Busses 36.
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Beispielsweise kann es von Interesse sein, ob der Bus 36 den LKW 38 überholen wird und wie er dies tun wird, beispielsweise besonders abrupt oder eher weniger abrupt. In den jeweiligen Fahrverhaltensprofilen 22, 24, 26 sind Wahrscheinlichkeiten für die Durchführung unterschiedlichster Fahrmanöver für unterschiedlichste Verkehrssituationen hinterlegt. Unter anderem kann beispielsweise auch für die in 2 schematisch gezeigte Verkehrssituation bzw. Fahrsituation die Wahrscheinlichkeit für die Durchführung eines bestimmten Fahrmanövers, beispielsweise eines Überholmanövers, genau für die Fahrzeugklasse Bus hinterlegt sein. Sollten sich die Fahrzeuge 28, 36, 38 beispielsweise auf einer Autobahn befinden, ist es relativ wahrscheinlich, dass der Bus 36 den LKW 38 irgendwann überholen wird. Würde das Fahrzeug 28 statt dem Bus 36 einem Sportwagen folgen, welcher hinter dem LKW 38 hinterherfährt, ist es sehr wahrscheinlich, dass der Sportwagen wesentlich schneller ausscheren wird, um den LKW 38 zu überholen. Dadurch, dass das Fahrzeug 28 dazu in der Lage ist, den Bus 36 und auch alle anderen Arten von Fahrzeugen und Verkehrsteilnehmern zu erfassen und jeweils passenden Fahrzeugklassen 16, 18 oder 20 zuzuordnen, kann eine besonders gute Vorhersage im Hinblick auf das Fahrverhalten des betreffenden Fahrzeugs getroffen werden. Wie bereits erwähnt, umfasst das System 10 eine Vielzahl der Fahrzeuge 28, welche Teil einer Fahrzeugflotte sind. Die Fahrzeuge 28 der Fahrzeugflotte erfassen fortlaufend andere Fahrzeuge 36, 38 und ihr Fahrverhalten und übertragen diesbezügliche Daten an die Servereinrichtung 12, welche anhand dieser empfangenen Daten den Datensatz 14 fortlaufend aktualisiert und den Fahrzeugen 28 der Fahrzeugflotte des Systems 10 wiederum bereitstellt.
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Durch eine fortlaufende Beobachtung des Verkehrs, insbesondere anderer Verkehrsteilnehmer und Fahrzeuge, können die fahrzeugklassenspezifischen Fahrverhaltensprofile 22, 24, 26 für die verschiedenen Fahrzeugklassen 16, 18, 20 immer weiter verfeinert und verbessert werden. Zudem ist es auch möglich, dass bislang noch nicht hinterlegte Fahrzeugklassen im Datensatz 14 angelegt und für diese neu angelegten Fahrzeugklassen ebenfalls fahrzeugklassenspezifische Fahrverhaltensprofile angelegt werden. Dafür können beispielsweise die bereits im Datensatz 14 hinterlegten Fahrverhaltensprofile 22, 24, 26 herangezogen und entsprechend modifiziert werden.
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Durch das System 10 wird also ein besonders intelligentes und selbstlernendes System zur Vorhersage von Fahrverhalten unterschiedlichster Fahrzeuge bereitgestellt, welches fortlaufend erweitert, aktualisiert und verbessert wird. Dadurch kann eine besonders hohe Vorhersagequalität im Hinblick auf das Fahrverhalten unterschiedlichster Fahrzeuge ermöglicht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014207666 A1 [0003]
- DE 102014200700 A1 [0004]
- DE 102011083677 A1 [0005]
