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Die Erfindung betrifft die Steuerung eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Steuerung des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von lokal geltenden Vorgaben.
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Stand der Technik
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Ein Kraftfahrzeug soll auf einem Straßennetz automatisiert gesteuert werden. Dabei kann ein sogenannter Fahrassistent verwendet werden, der eine spezifische Funktion des Kraftfahrzeugs unterstützt, oder das Kraftfahrzeug kann autonom, also ohne Zutun und ohne Überwachung eines Fahrers automatisch gesteuert werden. Die automatische Steuerung kann insbesondere eine Längssteuerung oder eine Quersteuerung umfassen.
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Üblicherweise wird eine Position des Kraftfahrzeugs mittels eines Positioniersystems wie eines Empfängers für Satellitennavigation (z. B. GPS) bestimmt und lokal geltende Vorgaben werden anhand der bestimmten Position bestimmt. Eine solche Vorgabe kann etwa die Frage betreffen, ob im vorliegenden Verkehrssystem Rechtsverkehr oder Linksverkehr herrscht. Eine andere Vorgabe kann etwa eine maximal erlaubte Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs betreffen. Dazu kann es erforderlich sein, eine Straßenklasse der Straße zu bestimmen, auf der sich das Kraftfahrzeug befindet.
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Ist eine Positionsbestimmung mittels der Positioniereinrichtung nicht möglich, beispielsweise in einem Tunnel oder einer Straßenschlucht, so kann die Bestimmung von lokal geltenden Vorgaben zur Steuerung des Kraftfahrzeugs eingeschränkt sein.
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US 2013/0162824 A1 schlägt vor, ein Objekt im Bereich des Kraftfahrzeugs zu erfassen, die Position des Objekts auf einer Straßenkarte zu bestimmen und daraufhin die Position des Kraftfahrzeugs zu bestimmen.
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US 2006/0233424 A1 betrifft das Bestimmen einer Position auf der Basis von Straßenmerkmalen, deren Positionen bekannt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Technik anzugeben, mittels derer ein Ortsgebiet, in dem sich ein Kraftfahrzeug befindet, bestimmt werden kann. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Offenbarung der Erfindung
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Ein Verfahren umfasst Schritte des Abtastens eines Objekts im Bereich eines Kraftfahrzeugs; des Bestimmens einer vorliegenden Ausführungsform des Objekts; des Vergleichens der vorliegenden Ausführungsform mit unterschiedlichen vorbestimmten Ausführungsformen des Objekts; des Auswählens einer vorbestimmten Ausführungsform, die der vorliegenden Ausführungsform entspricht; und des Bestimmens des Ortsgebiets, in dem sich das Kraftfahrzeug befindet, auf der Basis eines Ortsgebiets, das der ausgewählten Ausführungsform zugeordnet ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bestimmte Objekte in unterschiedlichen Ortsgebieten auf unterschiedliche, jeweils charakteristische Weise ausgeführt sind. Beispielsweise kann auf der Basis der Ausführungsform eines Verkehrsschilds darauf geschlossen werden, in welchem Land sich das Kraftfahrzeug befindet. Das Ortsgebiet des Kraftfahrzeugs kann dadurch zumindest grob oder als Näherung bestimmt werden. Eine Positionsbestimmung mittels einer anderen Herangehensweise, etwa auf der Basis eines Empfängers für Satellitennavigationssignale, kann dadurch ersetzt oder verbessert werden. Außerdem kann das Ergebnis der Bestimmung für eine Plausibilitätsprüfung verwendet werden.
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Bevorzugterweise wird ein im Bereich des Kraftfahrzeug geltendes Verkehrssystem auf der Basis des Ortsgebiets bestimmt. Das Verkehrssystem kann es erlauben, auf unterschiedliche Vorgaben zu schließen, die mit dem Verkehrsgebiet verbunden sind. Umfasst das Verkehrsgebiet beispielsweise Großbritannien, so kann auf vorbestimmte Geschwindigkeitsbeschränkungen auf unterschiedlichen Straßenklassen und allgemeinen Linksverkehr geschlossen werden.
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Das Kraftfahrzeug kann in Abhängigkeit des bestimmten Verkehrssystems gesteuert werden. Beispielsweise können eine Längs- oder Quersteuerung des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von Regelmäßigkeiten oder Verkehrsregeln gesteuert werden, die mit dem Verkehrssystem verbunden sind.
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Die vorbestimmten Ausführungsformen können auf der Basis von Legaldefinitionen bestimmt sein, wobei das einer vorbestimmten Ausführungsform zugeordnete Ortsgebiet einem Geltungsbereich der korrespondierenden Legaldefinition entspricht.
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Die genaue Ausführungsform eines Objekts, etwa eines Vorfahrt-gewähren-Schilds, ist üblicherweise nicht zufällig oder aufgrund einer beobachteten statistischen Häufung einem Ortsgebiet zugeordnet, sondern für das Ortsgebiet gelten Regeln, die auch eine Legaldefinition der beobachtbaren Objekte umfasst. Beispielsweise sind Größe, Farbgebung und Form des Vorfahrt-gewähren-Schilds für unterschiedliche Länder jeweils genau, aber voneinander abweichend definiert. Der juristische Geltungsbereich einer Verordnung, Ausführungsordnung oder sonstigen Anleitung, die die genaue Ausführungsform des Vorfahrt-gewähren-Schilds festlegt, kann in guter Näherung dem Ortsgebiet entsprechen, in dem sich das Kraftfahrzeug befindet.
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Es ist besonders bevorzugt, dass eine Vielzahl Objekte im Bereich des Kraftfahrzeugs abgetastet und jeweils einem Ortsgebiet zugeordnet werden, wobei das Ortsgebiet, in dem sich das Kraftfahrzeug befindet, auf der Basis der bestimmten Ortsgebiete bestimmt wird. Anders ausgedrückt ist bevorzugt, dass nicht nur ein Objekt der Bestimmung des aktuellen Ortsgebiets des Kraftfahrzeugs zugrunde gelegt wird, sondern möglichst mehrere. Eine Fehlbestimmung des Ortsgebiets des Kraftfahrzeugs kann dadurch weniger wahrscheinlich sein. Die bestimmten Ortsgebiete können nach einem beliebigen bekannten Verfahren miteinander abgeglichen werden, sodass beispielsweise eine Mehrheitsentscheidung stattfindet.
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In einer Ausführungsform ist das Verkehrssystem einem Staatsgebiet zugeordnet. In einer weiteren Ausführungsform ist das Verkehrssystem einer Straßenklasse zugeordnet. Beispielsweise kann von einem Ortsschild am Straßenrand darauf geschlossen werden, dass sich das Kraftfahrzeug nicht auf einer Autobahn oder Landstraße, sondern im Ortsgebiet befindet. In einem anderen Beispiel kann bestimmt werden, dass sich das Kraftfahrzeug etwa auf einem Parkplatz oder in einer Spielstraße befindet.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Objekt ein Informationsschild. Insbesondere kann das Informationsschild im Bereich einer Straße angeordnet sein, auf der sich das Kraftfahrzeug befindet. Beispielsweise kann das Informationsschild ein Verkehrsschild umfassen, das etwa ein Sinnbild, ein Gefahrenzeichen, ein Vorschriftszeichen, ein Richtzeichen, eine Verkehrseinrichtung, ein Zusatzzeichen oder ein weiteres, nicht legal definiertes Zeichen umfassen kann. Weitere Beispiele für das Informationsschild können ein Landesschild, die Kennzeichnung eines Grenzübergangs, oder einer Mautstelle umfassen. Auch das amtliche Kennzeichen eines Kraftfahrzeugs im Bereich des eigenen Kraftfahrzeugs kann als Schild analysiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Objekt eine bauliche Einrichtung. Die bauliche Einrichtung kann insbesondere im Bereich einer Straße liegen, auf der sich das Kraftfahrzeug befindet. Zu baulichen Maßnahmen können beispielsweise eine Randbebauung, eine Leitplanke, ein Leitpfosten (Bake), eine Vegetation, eine bauliche Besonderheit, ein Kurvenradius, eine Straßenbreite oder ein Straßenuntergrund zählen. Derartige bauliche Maßnahmen sind üblicherweise aufgrund juristischer Vorschriften jeweils einem Geltungsbereich und dadurch einem vorbestimmten Ortsgebiet zugeordnet.
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Eine Vorrichtung umfasst eine Abtasteinrichtung zur Abtastung eines Objekts im Bereich eines Kraftfahrzeugs, einen Speicher mit unterschiedlichen vorbestimmten Ausführungsformen des Objekts, wobei jeder Ausführungsform ein Ortsgebiet zugeordnet ist, und eine Verarbeitungseinrichtung. Die Verarbeitungseinrichtung ist dazu eingerichtet, die Ausführungsform des abgetasteten Objekts zu bestimmen, die bestimmte Ausführungsform mit abgespeicherten Ausführungsformen zu vergleichen, eine der abgespeicherten Ausführungsformen auszuwählen, die der vorliegenden Ausführungsform entspricht, und eine Ortsgebiet, in dem sich das Kraftfahrzeug befindet, auf der Basis eines Ortsgebiets zu bestimmen, das der ausgewählten Ausführungsform zugeordnet ist.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
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1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung an Bord eines Kraftfahrzeugs;
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2 die Bestimmung eines Ortsgebiets mittels der Vorrichtung von 1;
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3 unterschiedliche Ausführungsformen eines Vorfahrt-gewähren-Schilds;
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4 unterschiedliche Ausführungsformen von Hinweisschildern
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5 unterschiedliche Ausführungsformen von Baken
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6 exemplarische laterale Abstandswerte zum Kraftfahrzeug von 1 an einer Straße; und
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7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für die Vorrichtung von 1 darstellt.
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1 zeigt eine Vorrichtung 100 an Bord eines Kraftfahrzeugs 105. Die Vorrichtung 100 ist dazu eingerichtet, ein Ortsgebiet, in dem sich das Kraftfahrzeug 105 befindet, aufgrund einer Abtastung eines Umfelds des Kraftfahrzeugs 105 zumindest näherungsweise zu bestimmen. In weiteren Ausführungsformen kann die Vorrichtung 100 dazu eingerichtet sein, auf der Basis des Ortsgebiets auf ein im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 geltendes Verkehrssystem zu schließen und ggf. auch das Kraftfahrzeug 105 in Abhängigkeit des bestimmten Verkehrssystems zu steuern.
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Die Vorrichtung 100 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung 110, wenigstens eine Abtasteinrichtung 115 sowie einen Speicher 120. Optional ist eine Schnittstelle 125 zur Bereitstellung eines Bestimmungsergebnisses vorgesehen. Zur Steuerung des Kraftfahrzeugs 105 kann die Verarbeitungseinrichtung 110 mit einer Steuereinrichtung 130 des Kraftfahrzeugs 105 verbunden sein. Exemplarisch dargestellt sind ein Lenkrad als Symbol für eine Quersteuerung des Kraftfahrzeugs 105 und ein Antriebsmotor als Symbol für eine Längssteuerung des Kraftfahrzeugs 105. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Positionssensor 135 vorgesehen sein, der mit der Verarbeitungseinrichtung 110 verbunden und dazu eingerichtet ist, eine Position des Kraftfahrzeugs 105 auf klassische Weise, etwa mittels eines Satellitennavigationssystems, zu bestimmen. Die bestimmte Position und das bestimmte Ortsgebiet können gegeneinander validiert bzw. plausibilisiert werden, um eine verbesserte Bestimmungs- bzw. Steuergenauigkeit oder Steuersicherheit des Kraftfahrzeugs 105 zu ermöglichen.
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Außerhalb des Kraftfahrzeugs 105 befindet sich ein Objekt 140, das mittels der Abtasteinrichtung 115 abgetastet werden kann. Die Abtasteinrichtung 115 kann eine Kamera, eine Stereokamera, eine Videokamera, einen lasergestützten Entfernungsmesser oder einen Radarsensor umfassen. Es können auch mehrere Abtasteinrichtungen 115 vorgesehen sein, deren Erfassungsbereiche sich überlappen oder wie dargestellt voneinander disjunkt sein können. In der dargestellten Ausführungsform liegt ein erster Erfassungsbereich vor dem Kraftfahrzeug 105 und ein zweiter seitlich (lateral) vom Kraftfahrzeug 105.
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Es wird vorgeschlagen, das Objekt 140 im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 mittels der Abtasteinrichtung 115 abzutasten und mittels der Verarbeitungseinrichtung 110 eine Ausführungsform des Objekts 140 zu bestimmen. Im Speicher 120 sind unterschiedliche Ausführungsformen des Objekts 140 abgelegt, denen jeweils ein vorbestimmtes Ortsgebiet zugeordnet ist. Mittels eines Vergleichs der bestimmten Ausführungsform mit den abgespeicherten Ausführungsformen kann darauf geschlossen werden, in welchem Ortsgebiet sich das Kraftfahrzeug 105 befindet.
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2 zeigt die Bestimmung eines Ortsgebiets mittels der Vorrichtung 100 von 1. Eine erste Ausführungsform 205 des Objekts 140 von 1 ist zusammen mit einem zugeordneten ersten Ortsgebiet 210 im Speicher 120 abgelegt. Dabei können die erste Ausführungsform 140 und das erste Ortsgebiet 210 auf beliebige Weisen repräsentiert sein.
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Die erste Ausführungsform 205 kann auf der Basis einer ersten Legaldefinition 215 bestimmt werden, der ein erster Geltungsbereich 220 zugeordnet ist. Die erste Legaldefinition 215 kann beispielsweise eine Verordnung oder ein Gesetz umfassen und abtastbare Aspekte des Objekts 140 definieren, beispielsweise eine optische Erscheinung, eine Größe, eine Farbgebung, ein Reflexverhalten, einen Aufstellungsort relativ zu einer Fahrbahn einer Straße, auf der das Kraftfahrzeug 105 fährt, oder einer baulichen Gegebenheit wie einer Abzweigung, einer Einbiegung, einer Brücke etc. Der erste Geltungsbereich 220 gibt an, wo mit der beschriebenen ersten Ausführungsform 205 des Objekts 140 zu rechnen ist. Der Geltungsbereich 220 kann territoriale Grenzen der ersten Legaldefinition 215 umfassen (beispielsweise Staatsgrenzen) oder ein vorbestimmtes Gebiet (etwa im Bereich einer Autobahn oder innerhalb einer geschlossenen Ortschaft). Die erste Ausführungsform 205 des Objekts 140 kann beispielsweise in ihrem Erscheinungsbild auf einer Überlandstraße angegeben sein, sodass der erste Geltungsbereich 220 eine Überlandstraße betrifft. Üblicherweise ist damit auch definiert, dass es sich um eine Überlandstraße in einem vorbestimmten Land handeln muss, auf das die erste Legaldefinition 215 bezogen ist.
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In entsprechender Weise sind eine zweite Ausführungsform 225, ein zweites Ortsgebiet 230, eine zweite Legaldefinition 235 und ein zweiter Geltungsbereich 240 vorgesehen. Es ist zu beachten, dass die Ausführungsformen 205, 225 und die Ortsgebiete 210, 230 nicht notwendigerweise auf der Basis von Legaldefinitionen 215, 235 und deren Geltungsbereichen 220, 240 definiert sein müssen.
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Eine vorliegende Ausführungsform 245, die im Umfeld des Kraftfahrzeugs 105 abgetastet wurde, kann mit den abgespeicherten Ausführungsformen 205, 225 verglichen werden. Wird festgestellt, dass eine der abgespeicherten Ausführungsformen 205, 225, in der Darstellung von 2 die zweite Ausführungsform 225, der vorliegenden Ausführungsform 245 entspricht, so kann daraus gefolgert werden, dass sich das Kraftfahrzeug 105 in einem Ortsgebiet 250 befindet, das dem zweiten Ortsgebiet 230 entspricht, dem die zweite Ausführungsform 225 zugeordnet ist.
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3 zeigt unterschiedliche Ausführungsformen eines Objekts 140 am Beispiel eines Vorfahrt-gewähren-Schilds. Die Ausführungsform von 3A korrespondiert zu Deutschland, 3B zu Frankreich, 3C zu Großbritannien, 3D zu Polen und 3E zu Schweden. Das vorliegende Ortsgebiet 250 kann in dem gewählten Beispiel jeweils mit einem Land angegeben werden. Mit dieser Angabe verbunden sind üblicherweise andere Vorgaben, die das Steuern des Kraftfahrzeugs 105 betreffen, insbesondere Verbote und Gebote.
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4 zeigt unterschiedliche Ausführungsformen des Objekts 140 von 1 am Beispiel von Hinweisschildern in Deutschland. Die gezeigten Hinweisschilder weisen jeweils auf eine Straßenklasse hin, die das vorliegende Ortsgebiet 250 repräsentiert, in dem sich das Kraftfahrzeug 105 befindet. Das Hinweisschild von 4A betrifft die Straßenklasse einer Spielstraße, das von 4B ein Ortsgebiet 210, das von 4C eine Kraftfahrstraße, das von 4D und das von 4E jeweils eine Autobahn und das von 4F eine Landstraße. Dem solchermaßen bestimmbaren vorliegenden Ortsgebiet 250 ist jeweils eine maximale Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (105) zugeordnet.
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5 zeigt unterschiedliche Ausführungsformen eines Objekts 140 am Beispiel einer Bake, wie sie zur Begrenzung einer Straße oder Fahrbahn verwendet werden kann. Die dargestellten Ausführungsformen in 5A bis 5L sind jeweils einem Land zugeordnet, wobei Mehrfachnennungen möglich sind.
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6 zeigt exemplarische laterale Abstandswerte zum Kraftfahrzeug 105 von 1 an einer Straße. Bauliche Maßnahmen im Bereich einer Straße sind üblicherweise reguliert, beispielsweise mittels einer Legaldefinition 215, 235. So können beispielsweise ein Abbiegerradius an einer Straßenkreuzung, eine Höhe oder Ausführungsform einer Leitplanke, ein Abstand zwischen Baken und Fahrbahn, ein Böschungsabstand oder ein Böschungswinkel jeweils auf ein bestimmtes Ortsgebiet 210, 230 hinweisen. Bevorzugterweise werden mehrere Merkmale baulicher Maßnahmen mittels der Vorrichtung 100 abgetastet und analysiert. Dies kann beispielsweise mittels einer lateralen Abstandsmessung erfolgen, deren Resultat in 6 dargestellt ist. In vertikaler Richtung ist eine Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs 105 und in horizontaler Richtung ein linksseitiger Abstand 605 und ein rechtsseitiger Abstand 610 angetragen. Aufgrund der Verläufe der Abstände über den Weg können Geländemerkmale oder bauliche Maßnahmen im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 abgetastet und weiter analysiert werden. Die bestimmten Merkmale können dann mit Informationen aus dem Speicher 120 verglichen werden, um das vorliegende Ortsgebiet 250 des Kraftfahrzeugs 105 zu bestimmen.
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7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 700 für die Vorrichtung 100 von 1. Das Verfahren 700 kann insbesondere auf der Verarbeitungseinrichtung 110 ablaufen. In einer Ausführungsform ist die Verarbeitungseinrichtung 110 als neuronales Netzwerk ausgelegt, das den Speicher 120 mit umfasst, wobei der Vergleich von Elementen nach den Regeln neuronaler Netzwerke integriert abläuft.
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In einem ersten Schritt 705 wird die Umgebung des Kraftfahrzeugs 105 mittels der Abtasteinrichtungen 115 abgetastet. In einem optionalen Schritt 710 wird das Objekt 140 erkannt, das heißt, es findet ein positiver Vergleich mit abgespeicherten Charakteristika des Objekts 140 statt. Bevorzugterweise wird dabei einerseits festgestellt, um welche Art von Objekt 140 es sich handelt (beispielsweise welches Verkehrsschild oder welche bauliche Maßnahme) und gleichzeitig die konkrete Ausführungsform 205, 225. Wurde das Objekt 140 erkannt, so kann ein Interrupt ausgelöst werden, um die Verarbeitungseinrichtung 110 zu einer weiteren Bearbeitung des erkannten Objekts 140 zu veranlassen.
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In einem Schritt 715 wird die bestimmte, vorliegende Ausführungsform 245 mit einer gespeicherten Ausführungsform 205, 225 verglichen. In einem Schritt 720 wird verglichen, ob die Ausführungsformen zueinander passen bzw. einander entsprechen. Ist dies nicht der Fall, so fährt das Verfahren 700 damit fort, einen Vergleich mit der nächsten abgespeicherten Ausführungsform 205, 225 durchzuführen.
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Wurde im Schritt 720 bestimmt, dass eine zur bestimmten, vorliegenden Ausführungsform 245 passende Ausführungsform 205, 225 gefunden wurde, so wird bevorzugt in einem Schritt 725 das der passenden Ausführungsform 205, 225 zugeordnete Ortsgebiet 210 bestimmt. Dabei kann das Ortsgebiet 210 beispielsweise ein Land, eine Straßenklasse oder einen sonst wie abgezirkelten geographischen Bereich umfassen. Das bestimmte Ortsgebiet 210 kann mit einer bestimmten Position des Positionssensors 135 verglichen werden, um diesen zu validieren oder umgekehrt.
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Optional wird in einem Schritt 730 auf der Basis des bestimmten Ortsgebiets 210 ein Verkehrssystem bestimmt. Das Verkehrssystem kann eine oder mehrere legale Vorgaben bezüglich des bevorzugten Steuerns des Kraftfahrzeugs 105 umfassen.
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Optional kann das Kraftfahrzeug 105 in einem Schritt 735 auf der Basis des bestimmten Verkehrssystems auch gesteuert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2013/0162824 A1 [0005]
- US 2006/0233424 A1 [0006]
