DE102016013936A1

DE102016013936A1 - Verfahren zur Analyse eines einem Fahrzeug vorausliegenden Straßenprofils

Info

Publication number: DE102016013936A1
Application number: DE102016013936.6A
Authority: DE
Inventors: Carsten Knoeppel; Thorsten Lajewski; Fridtjof Stein; Alex Wuetherich
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2017-05-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse eines einem Fahrzeug (10) vorausliegenden Straßenprofils (11) einer Straße (12), wobei das Straßenprofil (11) von zumindest einem Umgebungssensor (13) optisch erfasst und von einer Fahrzeugsteuereinheit (14) ausgewertet wird, wobei zumindest eine Wasserablaufeigenschaft der Straße (12) anhand des Straßenprofils (11) von der Fahrzeugsteuereinheit (14) ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse eines einem Fahrzeug vorausliegenden Straßenprofils einer Straße, wobei das Straßenprofil von zumindest einem Umgebungssensor optisch erfasst und von einer Fahrzeugsteuereinheit ausgewertet wird, sowie ein Fahrzeug, insbesondere ein autonomes Fahrzeug, mit zumindest einem Umgebungssensor und mit einer Fahrzeugsteuereinheit, wobei der Umgebungssensor zu einer Erfassung eines Straßenprofils einer dem Fahrzeug vorausliegenden Straße vorgesehen ist.
Aus der DE 10 2013 016 974 A1 ist bereits ein Verfahren zur Analyse eines einem Fahrzeug vorausliegenden Straßenprofils einer Straße bekannt, wobei das Straßenprofil von einem Umgebungssensor optisch erfasst und von einer Fahrzeugsteuereinheit ausgewertet wird.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein besonders komfortables und sicheres Fahren mit einem Fahrzeug, insbesondere bei schlechten Straßenzuständen und/oder auf einer nassen Straße, zu ermöglichen.
Sie wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 1 und einem erfindungsgemäßen Fahrzeug entsprechend dem Anspruch 5 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Analyse eines einem Fahrzeug vorausliegenden Straßenprofils einer Straße, wobei das Straßenprofil von zumindest einem Umgebungssensor optisch erfasst und von einer Fahrzeugsteuereinheit ausgewertet wird.
Es wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Wasserablaufeigenschaft der Straße anhand des Straßenprofils von der Fahrzeugsteuereinheit ermittelt wird. Dadurch kann eine Fahrsicherheit vorteilhaft erhöht werden. Eine Vermessungs- und Prädiktionsgenauigkeit einer Schicht zwischen einem Fahrzeugreifen und der Straße kann vorteilhaft verbessert werden. Das Fahrzeug bildet vorzugsweise einen Personenkraftwagen aus. Der Umgebungssensor bildet vorteilhaft eine Kamera und besonders bevorzugt eine Stereokamera aus. Weiterhin vorteilhaft bildet der Umgebungssensor ein Lidar-System (Light detection and ranging) aus. Das Straßenprofil beschreibt ein Höhenprofil der Straße. Unter einer „Wasserablaufeigenschaft” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Fließeigenschaft von Wasser auf der Straße verstanden werden, wie insbesondere eine Fließrichtung und/oder ein Wasseransammlungsbereich.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass eine Straßensenkungsinformation der Straße durch die Fahrzeugsteuereinheit anhand des Straßenprofils ermittelt wird und ein Reibwert des Fahrzeugs durch die Fahrzeugsteuereinheit in Abhängigkeit der Straßensenkungsinformation der Straße ermittelt wird. Dadurch können Stabilisationssysteme und/oder Bremssysteme vorteilhaft im Voraus auf einen sich verändernden Reibwert im Bereich einer Straßensenkung, insbesondere durch Wasser und/oder Eis innerhalb der Straßensenkung, eingestellt werden. Eine Fahrsicherheit kann somit erhöht werden. Unter einer „Straßensenkungsinformation” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Information verstanden werden, die zumindest eine Konkavität bzw. Senkung der Straße beschreibt.
Zudem wird vorgeschlagen, dass eine Straßensenkungsinformation der Straße durch die Fahrzeugsteuereinheit anhand des Straßenprofils ermittelt wird und eine Wasseransammlungsinformation auf der Straße durch die Fahrzeugsteuereinheit in Abhängigkeit von einer erfassten Regeninformation und der Straßensenkungsinformation der Straße ermittelt wird. Dadurch kann eine Wasseransammlung auf der Straße vorteilhaft erkannt und eine Fahrsicherheit erhöht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Wasserablaufeigenschaft an eine externe Servereinheit übertragen wird. Dadurch kann die zumindest eine Wasserablaufeigenschaft vorteilhaft zentral gespeichert und ggf. an weitere Fahrzeuge zur Verfügung gestellt werden.
Des Weiteren wird ein Fahrzeug, insbesondere ein autonomes Fahrzeug vorgeschlagen, mit zumindest einem Umgebungssensor und mit einer Fahrzeugsteuereinheit, wobei der Umgebungssensor zu einer Erfassung eines Straßenprofils einer dem Fahrzeug vorausliegenden Straße vorgesehen ist, und wobei die Fahrzeugsteuereinheit dazu vorgesehen ist, zumindest eine Wasserablaufeigenschaft der Straße anhand des Straßenprofils zu ermitteln. Unter einem „autonomen Fahrzeug” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Fahrzeug verstanden werden, welches in einem autonomen Fahrbetrieb zumindest eine Fahrfunktion, bevorzugt alle Fahrfunktionen, selbstständig ausführt. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 ein Fahrzeug auf einer Straße in einer perspektivischen Darstellung und
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Analyse eines einem Fahrzeug vorausliegenden Straßenprofils.
Die 1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einem Umgebungssensor 13 und mit einer Fahrzeugsteuereinheit 14. Das Fahrzeug 10 bildet ein autonomes Fahrzeug aus. Das Fahrzeug 10 bildet einen Personenkraftwagen aus. Es ist in diesem Zusammenhang jedoch auch denkbar, dass das Fahrzeug 10 einen Lastkraftwagen ausbildet. Der Umgebungssensor 13 ist hinter einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs 10 angeordnet.
Es ist in diesem Zusammenhang jedoch auch denkbar, dass der Umgebungssensor 13 an einer anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Stelle des Fahrzeugs 10 angeordnet ist. Der Umgebungssensor 13 bildet eine Stereokamera aus. Es ist in diesem Zusammenhang jedoch auch denkbar, dass der Umgebungssensor 13 ein Lidar-System umfasst.
Der Umgebungssensor 13 ist zu einer optischen Erfassung eines Straßenprofils 11 einer dem Fahrzeug 10 vorausliegenden Straße 12 vorgesehen. Der Umgebungssensor 13 ist dabei zu einer Erfassung eines horizontalen Straßenverlaufs der Straße 12 vorgesehen. Weiterhin ist der Umgebungssensor 13 zu einer Erfassung von Konkavitäten 21 in der Straße 12 vorgesehen. Die Konkavität 21 bildet eine Senke und/oder ein Schlagloch aus, in welcher sich, insbesondere bei Regen, Wasser ansammeln kann. Die Fahrzeugsteuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, eine Wasserablaufeigenschaft der Straße 12 anhand des Straßenprofils 11 zu ermitteln. Die Fahrzeugsteuereinheit 14 umfasst eine Rechnereinheit, die zur computerimplementierten Auswertung des erfassten Straßenprofils 11 vorgesehen ist.
In der 2 ist ein möglicher Ablauf eines Verfahrens zur Analyse des dem Fahrzeug 10 vorausliegenden Straßenprofils 11 der Straße 12 dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 16 wird das Straßenprofil 11 vom Umgebungssensor 13 optisch erfasst und von der Fahrzeugsteuereinheit 14 ausgewertet. Die Erfassung und Auswertung des Straßenprofils 11 erfolgt dabei in Echtzeit.
In einem zweiten Verfahrensschritt 17 wird eine Wasserablaufeigenschaft der Straße 12 anhand des Straßenprofils 11 von der Fahrzeugsteuereinheit 14 ermittelt wird. Die Wasserablaufeigenschaft beschreibt einen möglichen Wasserablauf und/oder eine mögliche Wasseransammlung auf der Straße 12. Im dargestellten Beispiel ermittelt die Fahrzeugsteuereinheit 14, dass sich aufgrund der Konkavität 21 Wasser und/oder Eis auf der Straße 12 ansammeln kann. Daraus kann eine potentielle Bildung von Pfützen abgeleitet werden. Wasser auf der Straße 12 fließt in einem Umgebungsbereich der Konkavität 21 in die Konkavität 21 hinein und sammelt sich dort an. In einem autonomen Fahrbetrieb wird das Fahrzeug 10 in Abhängigkeit weiterer Faktoren nach Möglichkeit derart gesteuert, dass Reifen des Fahrzeugs 10 die Konkavität 21 nicht durchfahren. Ebenfalls wird ein Nick-/Roll- und/oder Gierwinkel des Straßenprofils 11 ermittelt.
In einem dritten Verfahrensschritt 18 wird eine Straßensenkungsinformation der Straße 12 durch die Fahrzeugsteuereinheit 14 anhand des Straßenprofils 11 ermittelt. Ein Reibwert des Fahrzeugs 10 wird durch die Fahrzeugsteuereinheit 14 in Abhängigkeit der Straßensenkungsinformation der Straße 12 ermittelt. Hierzu umfasst die Fahrzeugsteuereinheit 14 ein Reibwerterkennungsmodul. Eine Zwischenschicht, die eine Schicht zwischen den Reifen des Fahrzeugs 10 und der Straße 12 bildet wird von der Fahrzeugsteuereinheit 14 ermittelt und/oder vorherbestimmt. Die Zwischenschicht kann insbesondere trocken, feucht, nass und/oder vereist sein. Zur Bestimmung des Reibwerts durch die Fahrzeugsteuereinheit 14 können weitere Parameter hinzugezogen werden, wie insbesondere Karteninformationen, eine Straßenrauigkeit und/oder ein Reifenprofil der Reifen des Fahrzeugs 10. Der Reibwert wird zur Regelung eines ESP-Systems und/oder eines ABS-Systems von der Fahrzeugsteuereinheit 14 zur Verfügung gestellt.
Alternativ folgt dem zweiten Verfahrensschritt 17 ein vierter Verfahrensschritt 19, welcher jedoch auch auf den dritten Verfahrensschritt 18 folgen kann. Im vierten Verfahrensschritt 19 wird eine Straßensenkungsinformation der Straße 12 durch die Fahrzeugsteuereinheit 14 anhand des Straßenprofils 11 ermittelt wird und eine Wasseransammlungsinformation auf der Straße 12 durch die Fahrzeugsteuereinheit 14 in Abhängigkeit von einer erfassten Regeninformation und der Straßensenkungsinformation der Straße 12 ermittelt. Die Regeninformation wird von einem nicht näher gezeigten Regensensor bereitgestellt. Wird Regen erfasst, ermittelt die Fahrzeugsteuereinheit 14 potentielle Wasseransammlungen und/oder Wasserabläufe auf der Straße 12 anhand des Straßenprofils 11.
Alternativ folgt dem zweiten Verfahrensschritt 17 ein fünfter Verfahrensschritt 20, welcher jedoch auch auf den dritten Verfahrensschritt 18 und/oder dem vierten Verfahrensschritt 19 folgen kann. Im fünften Verfahrensschritt 20 wird die Wasserablaufeigenschaft an eine externe Servereinheit 15 übertragen. Genauer gesagt, wird die Wasserablaufeigenschaft an die externe Servereinheit 15 drahtlos übertragen, insbesondere über ein Mobiltelefon und/oder eine GSM-Einheit. Die externe Servereinheit 15 ist dazu vorgesehen, die empfangene Wasserablaufeigenschaft in eine Straßenkarte einzupflegen und/oder zu aktualisieren. Die externe Servereinheit 15 ist ferner dazu vorgesehen, die empfangene Wasserablaufeigenschaft für weitere, nicht näher gezeigte Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen und/oder an die weiteren Fahrzeuge zu übertragen.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeug
11: Straßenprofil
12: Straße
13: Umgebungssensor
14: Fahrzeugsteuereinheit
15: Servereinheit
16: Verfahrensschritt
17: Verfahrensschritt
18: Verfahrensschritt
19: Verfahrensschritt
20: Verfahrensschritt
21: Konkavität

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013016974 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Analyse eines einem Fahrzeug (10) vorausliegenden Straßenprofils (11) einer Straße (12), wobei das Straßenprofil (11) von zumindest einem Umgebungssensor (13) optisch erfasst und von einer Fahrzeugsteuereinheit (14) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wasserablaufeigenschaft der Straße (12) anhand des Straßenprofils (11) von der Fahrzeugsteuereinheit (14) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Straßensenkungsinformation der Straße (12) durch die Fahrzeugsteuereinheit (14) anhand des Straßenprofils (11) ermittelt wird und ein Reibwert des Fahrzeugs (10) durch die Fahrzeugsteuereinheit (14) in Abhängigkeit der Straßensenkungsinformation der Straße (12) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Straßensenkungsinformation der Straße (12) durch die Fahrzeugsteuereinheit (14) anhand des Straßenprofils (11) ermittelt wird und eine Wasseransammlungsinformation auf der Straße (12) durch die Fahrzeugsteuereinheit (14) in Abhängigkeit von einer erfassten Regeninformation und der Straßensenkungsinformation der Straße (12) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Wasserablaufeigenschaft an eine externe Servereinheit (15) übertragen wird.
Fahrzeug (10), insbesondere autonomes Fahrzeug, mit zumindest einem Umgebungssensor (13) und mit einer Fahrzeugsteuereinheit (14), wobei der Umgebungssensor (13) zu einer Erfassung eines Straßenprofils (11) einer dem Fahrzeug (10) vorausliegenden Straße (12) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuereinheit (14) dazu vorgesehen ist, zumindest eine Wasserablaufeigenschaft der Straße (12) anhand des Straßenprofils (11) zu ermitteln.