DE102016011244A1

DE102016011244A1 - Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016011244A1
Application number: DE102016011244.1A
Authority: DE
Inventors: Tobias Aurand; Markus Zimmer; Sarah Weissenberger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-09-17
Filing date: 2016-09-17
Publication date: 2017-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (FEgo), bei dem das Fahrzeug (FEgo) automatisch entlang einer Soll-Trajektorie (TSoll) bewegt wird, wobei die Soll-Trajektorie (TSoll) anhand einer aus erfassten Umgebungsdaten ermittelten Fahrzeugposition relativ zu mindestens einer eine momentane Fahrspur (1.1) des Fahrzeugs (FEgo) begrenzenden Fahrbahnmarkierung (1.3, 1.5) ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird die Soll-Trajektorie (TSoll) anhand mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge (F1 bis F3) ermittelt, wenn keine Fahrbahnmarkierung (1.3, 1.5) mehr erfasst oder erkannt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs bekannt, bei denen Fahrbahnmarkierungen erkannt und das Fahrzeug automatisch relativ zur Fahrbahnmarkierung positioniert wird. Ist eine Fahrbahnmarkierungserkennung nicht möglich, kann eine Trajektorie des Fahrzeugs an eine Trajektorie eines vorausfahrenden Fahrzeugs angepasst werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs wird das Fahrzeug automatisch entlang einer Soll-Trajektorie bewegt, wobei die Soll-Trajektorie anhand einer aus erfassten Umgebungsdaten ermittelten Fahrzeugposition relativ zu mindestens einer eine momentane Fahrspur des Fahrzeugs begrenzenden Fahrbahnmarkierung ermittelt wird.
Erfindungsgemäß wird die Soll-Trajektorie anhand mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge ermittelt, wenn keine Fahrbahnmarkierung mehr erfasst oder erkannt wird.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren erheblich verbessert. Insbesondere wird die Verfügbarkeit der automatischen Führung des Fahrzeugs und/oder eines mittels des Verfahrens ermöglichten Spurhalteassistenten erhöht.
Des Weiteren wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die Verkehrssicherheit gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verbessert, insbesondere dann, wenn keine Fahrbahnmarkierung erfasst oder erkannt werden kann, da dann mittels des Verfahrens nicht nur ein vorausfahrendes Fahrzeug, sondern mehrere vorausfahrende Fahrzeuge zur Ermittlung der Soll-Trajektorie berücksichtigt werden, wodurch die Gefahr eine fehlerhaften Ermittlung beispielsweise aufgrund einer unsicheren Fahrweise eines der vorausfahrenden Fahrzeuge erheblich reduziert wird.
Insbesondere ist das Verfahren für Nutzfahrzeuge, zum Beispiel Lastkraftwagen, vorteilhaft, da derartige Fahrzeuge Kollisionen mit einem besonders hohen Verletzungs- und Beschädigungsrisiko verursachen können. Insbesondere bei derartigen Nutzfahrzeugen, zum Beispiel Lastkraftwagen, wird es aufgrund einer hohen Positionierung einer oder mehrerer Umgebungserfassungseinheiten, zum Beispiel Kameras, ermöglicht, mehrere vorausfahrende Fahrzeuge zu erfassen.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass Fahrzeuge mindestens eine Umgebungserfassungseinheit, beispielsweise eine Kamera, aufweisen, mittels welcher es möglich ist, die Fahrbahnmarkierungen wahrzunehmen und das eigene Fahrzeug automatisiert innerhalb von diesen zu positionieren. Diese Fahrbahnmarkierungen können aus verschiedenen Gründen schlecht sichtbar sein, nachdem sie zuvor gut erkennbar waren. Würde das Fahrzeug dann nur der Trajektorie eines vorausfahrenden Fahrzeugs folgen, könnte das Fahrzeug zwar ebenfalls trotz totalem oder teilweisem Spurverlust automatisiert fahren, jedoch ist bei Berücksichtigung nur eines einzigen vorausfahrenden Fahrzeugs die Unsicherheit der Trajektorie relativ hoch.
Deshalb werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mehrere vorausfahrende Fahrzeuge in die Berechnung der Soll-Trajektorie einbezogen. Vorteilhafterweise wird zudem ein Zuverlässigkeitsmaß für die vorausfahrenden Fahrzeuge ermittelt und berücksichtigt. Dadurch wird ein ungeprüftes Folgen der vorausfahrenden Fahrzeuge vermieden. Dies ist vor allem für lange Fahrzeuge wie beispielsweise Lastkraftwagen relevant, da diese bei fälschlichem Folgen eines vorausfahrenden Fahrzeugs schwerwiegende Unfälle verursachen können. Beispielsweise könnte ein anderes Fahrzeug von der Fahrbahn abgedrängt werden. Des Weiteren wird bei dem beschriebenen Verfahren zweckmäßigerweise eine Neigung vieler Fahrzeugführer, insbesondere von Personenkraftwagen, berücksichtigt, bevorzugt im Kurveninneren und nicht in der Spurmitte zu fahren, da auch dies bei einem ungeprüften Folgen dieser Trajektorie mittels eines breiteren Fahrzeugs zu einem Spurübertritt und/oder Kurvenschneiden führen würde.
Zweckmäßigerweise wird in dem beschriebenen Verfahren für das Fahrzeug über Ist-Trajektorien oder Fahrzeugmittelpunkte der vorausfahrenden Fahrzeuge die Soll-Trajektorie gemittelt. Vorteilhafterweise kann unter Berücksichtigung einer Spurbreite und sämtlicher Fahrzeuglagen relativ zueinander ein Überschreiten der Fahrspur trotz unterschiedlichen Fahrzeugbreiten verhindert werden. Vorteilhafterweise wird zusätzlich aus der Information über eine Fahrzeugposition mindestens eines vorausfahrenden Fahrzeuges über einen gewissen Zeitabschnitt ein Konfidenzmaß für dessen Spurtreue berechnet. Vorteilhafterweise wird dieses Konfidenzmaß für mehrere oder alle vorausfahrenden Fahrzeuge berechnet. Unter Berücksichtigung dieses Konfidenzmaßes können Ist-Trajektorien oder Fahrzeugmittelpunkte von vorausfahrenden Fahrzeugen gewichtet in die Berechnung der Soll-Trajektorie eingehen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine erste Ausführungsform einer Ermittlung einer Soll-Trajektorie eines Fahrzeugs,
2 schematisch eine Ermittlung einer Spurtreue mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge,
3 schematisch eine zweite Ausführungsform einer Ermittlung einer Soll-Trajektorie eines Fahrzeugs,
4 schematisch eine dritte Ausführungsform einer Ermittlung einer Soll-Trajektorie eines Fahrzeugs,
5 schematisch ein Schritt einer vierten Ausführungsform einer Ermittlung einer Soll-Trajektorie eines Fahrzeugs,
6 schematisch ein weiterer Schritt der vierten Ausführungsform einer Ermittlung einer Soll-Trajektorie eines Fahrzeugs, und
7 schematisch ein weiterer Schritt der vierten Ausführungsform einer Ermittlung einer Soll-Trajektorie eines Fahrzeugs.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 bis 7 zeigen jeweils eine Fahrsituation in Vogelperspektive mit einer Fahrbahn 1, die zwei Fahrspuren 1.1, 1.2 umfasst. Die Fahrspuren 1.1, 1.2 werden jeweils außen von einer Fahrbahnmarkierung 1.3, 1.4 und innen von einer gemeinsamen Fahrbahnmarkierung 1.5 begrenzt.
Auf einer Fahrspur 1.1 bewegen sich im dargestellten Beispiel vier Fahrzeuge F_Ego, F1 bis F3 hintereinander jeweils in eine vorgegebene Fahrtrichtung. Dabei ist ein Fahrzeug F_Ego, des Weiteren als Systemfahrzeug F_Ego bezeichnet, als ein Lastkraftwagen dargestellt und die dem Fahrzeug F_Ego vorausfahrenden Fahrzeuge F1 bis F3, des Weiteren als Zielfahrzeuge F1 bis F3 bezeichnet, sind jeweils als ein Personenkraftwagen dargestellt. In anderen Ausführungsbeispielen können beispielsweise auch mehr oder weniger als die hier dargestellten drei Zielfahrzeuge F1 bis F3 vorhanden sein und/oder ein Fahrzeugtyp des jeweiligen Zielfahrzeugs F1 bis F3 kann von dem hier als Personenkraftwagen ausgebildeten Fahrzeugtyp abweichen.
Das Systemfahrzeug F_Ego weist eine nicht näher dargestellte Umgebungserfassungssensorik auf, mittels welcher eine Umgebung des Systemfahrzeugs F_Ego erfasst wird. Beispielsweise weist das Systemfahrzeug F_Ego eine Kamera auf, deren Erfassungsbereich E einen dem Systemfahrzeug F_Ego vorausliegenden Bereich umfasst. Dabei können insbesondere aus mittels der Kamera erfassten Umgebungsdaten Objekte erkannt und klassifiziert werden. Hierbei werden als Objekte die Zielfahrzeuge F1 bis F3 und die Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 erkannt.
Anhand der erkannten Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 kann ein Verlauf der Fahrspur 1.1 ermittelt und daraus resultierend eine Soll-Trajektorie T_Soll für das Systemfahrzeug F_Ego ermittelt werden. Dabei wird das Systemfahrzeug F_Ego in der Fahrspur 1.1 automatisiert relativ zur Fahrbahnmarkierung 1.3, 1.5 positioniert. Das Systemfahrzeug F_Ego folgt dann autonom der ermittelten Soll-Trajektorie T_Soll innerhalb der Fahrspur 1.1. Können die Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 nicht mehr von der Kamera erfasst werden, beispielweise aufgrund schlechter Sicht oder aufgrund des Fehlens der Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5, ist ein autonomes Folgen der Fahrspur 1.1 anhand erkannter Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 nicht mehr möglich. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, in solchen Fällen eine Ist-Trajektorie T_ist1 des jeweils direkt vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 mittels der Umgebungserfassungssensorik, beispielsweise mittels mindestens einer Kamera und/oder mindestens eines Radarsensors und/oder mindestens eines Ultraschallsensors und/oder mindestens eines Lidarsensors, zu erfassen und daraus die Soll-Trajektorie T_Soll für das Systemfahrzeug F_Ego zu bestimmen. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass bei Berücksichtigung nur eines einzelnen vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 eine Unsicherheit der Soll-Trajektorie T_Soll relativ hoch ist.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden bei dem hier beschriebenen Verfahren mehrere vorausfahrende Zielfahrzeuge F1 bis F3 bei der Ermittlung der Soll-Trajektorie T_Soll berücksichtigt. Insbesondere in als Nutzfahrzeug, beispielsweise als Lastkraftwagen, ausgebildeten Systemfahrzeugen F_Ego sind der zumindest eine Sensor oder sind die Sensoren der Umgebungserfassungssensorik, insbesondere die zumindest eine Kamera, höher positioniert als bei als PKW ausgebildeten anderen Fahrzeugen, wodurch ein großer Bereich vor dem Systemfahrzeug F_Ego erfasst werden kann und dadurch auch mehrere vorausfahrende Zielfahrzeuge F1 bis F3 erkannt werden können. Dadurch können Lageinformationen und/oder Ist-Trajektorien T_ist1, T_ist2, T_ist3 mehrerer vorausfahrender Zielfahrzeuge F1 bis F3 miteinander verrechnet werden, um dadurch die Unsicherheit der daraus resultierenden Soll-Trajektorie-T_Soll des Systemfahrzeugs F_Ego zu reduzieren.
In dem hier anhand der 1 bis 7 beschriebenen Verfahren zum Betrieb des Systemfahrzeugs F_Ego wird somit das Systemfahrzeug F_Ego automatisch entlang der Soll-Trajektorie T_Soll bewegt, wobei die Soll-Trajektorie T_Soll anhand einer aus erfassten Umgebungsdaten ermittelten Fahrzeugposition relativ zu mindestens einer eine momentane Fahrspur 1.1 des Systemfahrzeugs F_Ego begrenzenden Fahrbahnmarkierung 1.3, 1.5 ermittelt wird. Wird keine Fahrbahnmarkierung 1.3, 1.5 erfasst oder erkannt, dann wird die Soll-Trajektorie T_Soll vorteilhafterweise anhand mehrerer vorausfahrender Zielfahrzeuge F1 bis F3 ermittelt.
Das Verfahren, welches beispielsweise in einem Spurhalteassistenzsystem des Systemfahrzeugs F_Ego verwendet wird, ermöglicht somit das automatisierte Folgen der Fahrspur 1.1 sowohl bei erfassten Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 als auch dann, wenn keine Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 erfasst werden können, mit hoher Sicherheit. In besonders vorteilhafter Weise wird in diesem Verfahren, wie im Folgenden noch näher beschrieben wird, zusätzlich ein Verhalten der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 bezüglich ihrer Zuverlässigkeit eingeschätzt, um abzuschätzen, ob und wie das Systemfahrzeug F_Ego seine Soll-Trajektorie T_Soll und Position in der Fahrspur 1.1 nach den vorausfahrenden Zielfahrzeugen F1 bis F3 ausrichten kann.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Ermittlung der Soll-Trajektorie T_Soll des Systemfahrzeugs F_Ego anhand der mehreren vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3, wenn keine Fahrbahnmarkierung 1.3, 1.5 erfasst oder erkannt wird, d. h. wenn während der Fahrt oder im Stand aus den oben genannten Gründen Signale einer oder mehrerer Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 wegfallen. In diesem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden dann Fahrzeugmittelpunkte M der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 erfasst und es wird eine gemittelte Trajektorie gT aus den erfassten Fahrzeugmittelpunkten M der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 als wahrscheinliche Fahrspurmitte wF ermittelt. Daraus kann die Soll-Trajektorie T_Soll berechnet werden, d. h. zweckmäßigerweise wird diese ermittelte wahrscheinliche Fahrspurmitte wF als Soll-Trajektorie T_Soll verwendet.
In einer in 2 dargestellten vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform des Verfahrens erfasst die Umgebungserfassungssensorik, insbesondere die Kamera, während der Fahrt die vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 und berechnet kontinuierlich deren Lage relativ zu den Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5. Zur Bewertung einer Spurtreue jedes der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 wird aus auf diese Weise erfassten Fahrverlaufsdaten und/oder einer Historie der Fahrverlaufsdaten jedes vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 ein Konfidenzmaß berechnet. Die erfassten Fahrzeugmittelpunkte M der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 gehen nun je nach Zuverlässigkeit eines Fahrstils des jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3, d. h. je nach Höhe des jeweiligen Konfidenzmaßes, gewichtet in die oben beschriebene Berechnung der Soll-Trajektorie T_Soll des Systemfahrzeugs F_Ego ein.
Durch dieses Konfidenzmaß werden Probleme und Risiken vermieden oder zumindest reduziert, die dadurch entstehen können, dass das Systemfahrzeug F_Ego wesentlich breiter als die Zielfahrzeuge F1 bis F3 ist und ein oder mehrere Zielfahrzeuge F1 bis F3 nicht mittig in der Fahrspur 1.1 positioniert sind. In einem solchen Fahrszenario würde sich das Systemfahrzeug F_Ego beim Folgen der Zielfahrzeuge F1 bis F3 möglicherweise ebenfalls nicht mittig innerhalb der Fahrspur 1.1 positionieren und daraufhin z. B. eine der Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 überfahren.
Beim Überfahren der Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 können andere Fahrzeuge, die sich auf der gegenüberliegenden Fahrspur 1.2 befinden, gefährdet werden. Insbesondere Nutzfahrzeuge, wie z. B. Lastkraftwagen, weisen üblicherweise keine Ultraschallsensoren zum Erkennen eines seitlichen Objekts auf. Durch die beschriebene Berücksichtigung mehrerer vorausfahrender Zielfahrzeuge F1 bis F3 wird dieses Risiko bereits erheblich reduziert, da beispielsweise eine starke Abweichung eines der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 durch die zusätzliche Berücksichtigung der anderen vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 zumindest teilweise ausgeglichen werden kann. Durch die zusätzliche Ermittlung des Konfidenzmaßes und dessen Berücksichtigung bei der Ermittlung der Soll-Trajektorie T_Soll wird dieses Risiko zusätzlich reduziert.
Das Konfidenzmaß für die Fahrspurtreue des jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 wird insbesondere unter Berücksichtigung einer Gleichmäßigkeit einer Position des jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 innerhalb der Fahrspur 1.1 relativ zu den Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 bestimmt. D. h., Ziel ist es, ein Maß zu bestimmen, welches ein Verhalten und damit eine Zuverlässigkeit des jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 einschätzt.
Dies erfolgt mittels Beobachtung der Ist-Trajektorie T_ist1, T_ist2, T_ist3 des jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 in einem vorgegebenen Zeitraum, während mindestens eine der Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 gut erkennbar ist. Wenn mindestens eine der Fahrbahnmarkierungen 1.3, 1.5 zuverlässig erkannt wird, wird eine Position des jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 relativ zu dieser ermittelt. Dabei kann ermittelt werden, ob die Position des jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 in der Fahrspur 1.1 häufig wechselt oder nahezu konstant ist. Weiterhin kann ermittelt werden, ob sich das jeweilige vorausfahrende Zielfahrzeug F1 bis F3 beispielsweise eher links, rechts oder mittig innerhalb der Fahrspur 1.1 befindet. Hierbei wird ein Abstand a1 des jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 zur äußeren Fahrbahnmarkierung 1.3 und ein weiterer Abstand a2 des jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 zur inneren Fahrbahnmarkierung 1.5 ermittelt.
Des Weiteren kann eine Breite b1 des jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 und eine Breite b2 der Fahrspur 1.1 erfasst werden. Mittels dieser Werte ist es möglich, ein Konfidenzmaß für das jeweilige vorausfahrende Zielfahrzeug F1 bis F3 zu bestimmen, welches aussagt, wie sicher es ist, dem jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeug F1 bis F3 zu folgen und welche Position das Systemfahrzeug F_Ego relativ zum jeweiligen vorausfahrenden Zielfahrzeug F1 bis F3 einnehmen sollte, damit sich das Systemfahrzeug F_Ego innerhalb der Fahrspur 1.1 befindet. Aus dem auf diese Weise ermittelten Konfidenzmaß geht somit hervor, wie stark gewichtet das jeweilige vorausfahrende Zielfahrzeug F1 bis F3 bei der Ermittlung der Soll-Trajektorie T_Soll des Systemfahrzeugs F_Ego berücksichtigt werden soll. Dieses Konfidenzmaß kann, wie bereits erwähnt, bei der anhand der 1 beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens verwendet werden. Ebenso kann es bei den im Folgenden anhand der 3 bis 7 beschriebenen weiteren Ausführungsformen des Verfahrens verwendet werden.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren, in welchem der Erfassungsbereich E der Kamera mehrere, in den hier dargestellten Beispielen drei, vorausfahrende Zielfahrzeuge F1 bis F3 erfasst, was insbesondere bei Lastkraftwagen aufgrund einer gegenüber Personenkraftwagen erhöhten Einbaulage der Kamera möglich ist, wird somit für die mehreren vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 jeweils ein Konfidenzmaß bestimmt und die Soll-Trajektorie T_Soll des Systemfahrzeugs F_Ego wird vorteilhafterweise in Abhängigkeit der zuvor bestimmten Konfidenzmaße der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 ermittelt. Aus einer Kombination der bestimmten Konfidenzmaße für die vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 kann eine verbesserte Einschätzung über die Zuverlässigkeit beim Folgen der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 gewonnen werden. D. h. mittels Berücksichtigung der Konfidenzmaße können ermittelte Informationen über die vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 gewichtet in die Ermittlung der Soll-Trajektorie T_Soll für das Systemfahrzeug F_Ego einfließen. Beispielsweise werden unzuverlässige vorausfahrende Zielfahrzeuge F1 bis F3 nur schwach bis gar nicht berücksichtigt.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Ermittlung der Soll-Trajektorie T_Soll des Systemfahrzeugs F_Ego während der Fahrt oder im Stand anhand mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge F1 bis F3, wenn keine Fahrbahnmarkierung 1.3, 1.5 erfasst oder erkannt wird. Diese Ausführungsform beinhaltet eine Fahrschlauchplausibilisierung mit Hilfe der erkannten vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3. Hierfür wird die oben beschriebene durch die Fahrzeugmittelpunkte M gemittelte wahrscheinliche Fahrspurmitte wF jeweils an eine äußere Kante des am weitesten links und am weitesten rechts fahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 verschoben und bei angemessener Breite eines dadurch gebildeten Fahrschlauchs FS als seitliche Fahrspurbegrenzungen FB beispielsweise für einen Regler des Spurhalteassistenzsystems definiert. Diese seitlichen Fahrspurbegrenzungen FB ersetzen zweckmäßigerweise die nicht vorhandenen oder nicht sichtbaren Fahrspurmarkierungen 1.3, 1.5. Aus diesen definierten Fahrspurbegrenzungen FB wird zweckmäßigerweise die Soll-Trajektorie T_Soll ermittelt.
In einer weiteren in 4 dargestellten Ausführungsform kann aus Ist-Trajektorien T_ist1, T_ist2, T_ist3, d. h. aus zeitabhängigen Verläufen des Ortes, der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 eine gemittelte Trajektorie gT dieser erfassten Ist-Trajektorien T_ist1, T_ist2, T_ist3 der vorausfahrenden Fahrzeuge F1 bis F3 ermittelt werden, welche dann zweckmäßigerweise als Soll-Trajektorie T_Soll des Systemfahrzeugs F_Ego verwendet wird. D. h. in diesem Ausführungsbeispiel wird die gemittelte Trajektorie gT nicht, wie im Ausführungsbeispiel gemäß 1, aus den Fahrzeugmittelpunkten M, sondern aus den Ist-Trajektorien T_ist1, T_ist2, T_ist3 der vorausfahrenden Fahrzeuge F1 bis F3 ermittelt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform des Verfahrens werden die vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 über einen vorgegebenen Zeitraum erfasst und, wie oben bereits zu 2 beschrieben, wird das Konfidenzmaß für jedes der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 ermittelt. Die Ist-Trajektorien T_ist1, T_ist2, T_ist3 der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 gehen dann je nach Zuverlässigkeit des Fahrstils, d. h. je nach Höhe des Konfidenzmaßes für das jeweilige vorausfahrende Zielfahrzeug F1 bis F3, in die Berechnung der gemittelten Trajektorie gT und somit in die Berechnung der Soll-Trajektorie T_Soll gewichtet ein. Die daraus resultierenden Vorteile wurden oben bereits mit Bezug auf 2 geschildert.
Üblicherweise tendieren als Personenkraftwagen ausgebildete vorausfahrende Zielfahrzeuge F1 bis F3 bei Kurvenfahrten eher dazu, einer Ideallinie zu folgen und daher von der Fahrspurmitte abzuweichen. Dies könnte zu einem Überschreiten der Fahrspur 1.1 führen, falls das Systemfahrzeug F_Ego breiter ist als die vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3, wie in 5 gezeigt. Eine hierfür geeignete Vorgehensweise sieht eine weitere Ausführungsform des Verfahrens vor, welche in den 6 und 7 dargestellt ist und im Folgenden beschrieben wird.
Die auf die oben beschriebene Weise ermittelte gemittelte Trajektorie gT aus den erfassten Fahrzeugmittelpunkten M der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3, d. h. die wahrscheinliche Fahrspurmitte wF, oder die auf die oben beschriebene Weise gemittelte Trajektorie gT der erfassten Ist-Trajektorien T_ist1, T_ist2, T_ist3 der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3, welche in den oben geschilderten Beispielen jeweils als Soll-Trajektorie T_Soll verwendet wird, wird in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auf eine Kurveninnenkante des am weitesten im Kurveninneren fahrenden Zielfahrzeugs F1 bis F3 verschoben, wie in 6 gezeigt. Liegt eine Kurveninnenkante des Systemfahrzeugs F_Ego auf dieser verschobenen gemittelten Trajektorie vgT oder überschreitet diese verschobene gemittelte Trajektorie vgT in Richtung eines Kurveninneren und befindet sich somit näher am Kurveninneren als diese verschobene gemittelte Trajektorie vgT, so wird, insbesondere unter der Annahme, dass sich das Systemfahrzeug F_Ego ungefähr in der Fahrspurmitte befindet, ein Offset, d. h. ein vorgegebener Wert O, zu der zurückgerechneten Trajektorie, d. h. zu dieser verschobenen gemittelten Trajektorie vgT, aufgerechnet und diese offsetbehaftete Trajektorie OT als kurveninnere Fahrbahnmarkierung verwendet, auf die geregelt wird, um zu verhindern zu weit ins Kurveninnere gezogen zu werden, wie in 7 gezeigt. Diese offsetbehaftete Trajektorie OT wird somit als Ersatz für die nicht vorhandene oder nicht sichtbare Fahrbahnmarkierung 1.5 als kurveninnere Fahrbahnmarkierung verwendet. D. h. auf diese Weise wird zweckmäßigerweise, wenn die Kurveninnenkante des Systemfahrzeugs F_Ego auf dieser verschobenen gemittelten Trajektorie vgT liegt oder sie in Richtung des Kurveninneren überschreitet, wie oben beschrieben, eine kurveninnere Fahrspurbegrenzung in Form der offsetbehafteten Trajektorie OT ermittelt, indem diese verschobene gemittelte Trajektorie vgT um den vorgegebenen Wert O, d. h. um den Offset, in Richtung eines Kurvenäußeren verschoben wird. Anhand der auf diese Weise ermittelten kurveninneren Fahrspurbegrenzung, d. h. der offsetbehafteten Trajektorie OT, wird dann zweckmäßigerweise die Soll-Trajektorie T_Soll ermittelt.
Bei der Festlegung des Offsets, d. h. des vorgegebenen Wertes O, gilt zweckmäßigerweise die Einschränkung, dass der Offset, d. h. der vorgegebene Wert O, kleiner ist als die Hälfte der Differenz aus Fahrspurbreite und Fahrzeugbreite des Systemfahrzeugs F_Ego (Offset < (Breite b2 der Fahrspur 1.1 – Breite b_Ego des Systemfahrzeugs F_Ego)/2), da das Systemfahrzeug F_Ego sonst, unter der Annahme, dass es sich vor Spurverlust oder vor Kurvenbeginn in der Fahrspurmitte befand, die Fahrspur 1.1 verlässt.
Für den Fall, dass mindestens eine Fahrspur 1.1 und mindestens ein vorausfahrendes Zielfahrzeug F1 bis F3 von der Kamera des Systemfahrzeugs F_Ego erfasst werden, können auch hier die gegebenenfalls gewichteten Ist-Trajektorien T_ist1, T_ist2, T_ist3 der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 und/oder die ermittelte wahrscheinliche Fahrspurmitte wF genutzt werden, um die Soll-Trajektorie T_Soll des Systemfahrzeugs F_Ego abzusichern. Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten. Zum Beispiel kann für die erkannte Fahrbahnmarkierung 1.3, 1.5 aus der gegebenenfalls gewichteten Mittelung der Positionen der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 zur erkannten Fahrbahnmarkierung 1.3, 1.5 ein Versatz dieser Fahrbahnmarkierung 1.3, 1.5 berechnet werden, der dann als Soll-Trajektorie T_Soll genutzt wird. Auch denkbar ist, den Verlauf der erkannten Fahrbahnmarkierung 1.3, 1.5 um einen gewollten Abstand zu versetzen und mit der aus den Ist-Trajektorien T_ist1, T_ist2, T_ist3 der vorausfahrenden Zielfahrzeuge F1 bis F3 ermittelten gemittelten, gegebenenfalls gewichteten, Trajektorie gT zu verrechnen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrbahn
1.1, 1.2: Fahrspur
1.3 bis 1.5: Fahrbahnmarkierung
E: Erfassungsbereich
F_Ego: Fahrzeug, Systemfahrzeug
F1 bis F3: Fahrzeug, Zielfahrzeug
FB: seitliche Fahrspurbegrenzung
FS: Fahrschlauch
gT: gemittelte Trajektorie
M: Fahrzeugmittelpunkt
O: vorgegebener Wert
OT: offsetbehaftete Trajektorie
T_ist1, T_ist2, T_ist3: Ist-Trajektorie
T_Soll: Soll-Trajektorie
vgT: verschobene gemittelte Trajektorie
wF: wahrscheinliche Fahrspurmitte
a1, a2: Abstand
b1, b2, b_Ego: Breite

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (F_Ego), bei dem das Fahrzeug (F_Ego) automatisch entlang einer Soll-Trajektorie (T_Soll) bewegt wird, wobei die Soll-Trajektorie (T_Soll) anhand einer aus erfassten Umgebungsdaten ermittelten Fahrzeugposition relativ zu mindestens einer eine momentane Fahrspur (1.1) des Fahrzeugs (F_Ego) begrenzenden Fahrbahnmarkierung (1.3, 1.5) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Trajektorie (T_Soll) anhand mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge (F1 bis F3) ermittelt wird, wenn keine Fahrbahnmarkierung (1.3, 1.5) mehr erfasst oder erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fahrzeugmittelpunkte (M) der vorausfahrenden Fahrzeuge (F1 bis F3) erfasst werden und eine gemittelte Trajektorie (gT) aus den erfassten Fahrzeugmittelpunkten (M) der vorausfahrenden Fahrzeuge (F1 bis F3) als wahrscheinliche Fahrspurmitte (wF) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte wahrscheinliche Fahrspurmitte (wF) als Soll-Trajektorie (T_Soll) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte wahrscheinliche Fahrspurmitte (wF) jeweils an eine äußerte linke Kante des am weitesten links vorausfahrenden Fahrzeugs (F1 bis F3) und an eine äußerste rechte Kante des am weitesten rechts vorausfahrenden Fahrzeugs (F1 bis F3) verschoben wird und als jeweilige seitliche Fahrspurbegrenzung (FB) definiert wird, wobei aus diesen definierten Fahrspurbegrenzungen (FB) die Soll-Trajektorie (T_Soll) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ist-Trajektorien (T_ist1, T_ist2, T_ist3) der vorausfahrenden Fahrzeuge (F1 bis F3) erfasst werden und eine gemittelte Trajektorie (gT) dieser erfassten Ist-Trajektorien (T_ist1, T_ist2, T_ist3) der vorausfahrenden Fahrzeuge (F1 bis F3) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gemittelte Trajektorie (gT) der erfassten Ist-Trajektorien (T_ist1, T_ist2, T_ist3) der vorausfahrenden Fahrzeuge (F1 bis F3) als Soll-Trajektorie (T_Soll) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gemittelte Trajektorie (gT) aus den erfassten Fahrzeugmittelpunkten (M) der vorausfahrenden Fahrzeuge (F1 bis F3) oder die gemittelte Trajektorie (gT) der erfassten Ist-Trajektorien (T_ist1, T_ist2, T_ist3) der vorausfahrenden Fahrzeuge (F1 bis F3) auf eine Kurveninnenkante des kurveninnersten vorausfahrenden Fahrzeugs (F1 bis F3) verschoben wird und, wenn eine Kurveninnenkante des Fahrzeugs (F_Ego) auf dieser verschobenen gemittelten Trajektorie (vgT) liegt oder diese verschobene gemittelte Trajektorie (vgT) in Richtung eines Kurveninneren überschreitet, eine kurveninnere Fahrspurbegrenzung ermittelt wird, indem diese verschobene gemittelte Trajektorie (vgT) um einen vorgegebenen Wert (O) in Richtung eines Kurvenäußeren verschoben wird, wobei anhand dieser ermittelten kurveninneren Fahrspurbegrenzung die Soll-Trajektorie (T_Soll) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert (O) kleiner ist als die Hälfte der Differenz aus Fahrspurbreite und Fahrzeugbreite des Fahrzeugs (F_Ego).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lage der vorausfahrenden Fahrzeuge (F1 bis F3) relativ zur mindestens einen Fahrbahnmarkierung (1.3, 1.5) kontinuierlich erfasst wird und daraus ein Konfidenzmaß für eine Fahrspurtreue des jeweiligen vorausfahrenden Fahrzeugs (F1 bis F3) ermittelt wird, wobei das Konfidenzmaß als Gewichtung des Fahrzeugmittelpunktes (M) und/oder der Ist-Trajektorie (T_ist1, T_ist2, T_ist3) des jeweiligen vorausfahrenden Fahrzeugs (F1 bis F3) bei der Ermittlung der gemittelten Trajektorie (gT) verwendet wird.