DE102016212716A1 - CONTROL DEVICE AND METHOD - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Steuervorrichtung (1, 20) für ein Fahrzeug, mit einer ersten Erfassungseinrichtung (3, 6, 22, 25), welche ausgebildet ist, Fahrzeuginformationen (4, 7, 23, 26) über das Fahrzeug (2, 21) oder die Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen, und mit einer Recheneinrichtung (5, 8, 24, 27, 28), welche ausgebildet ist, die erfassten Fahrzeuginformationen (4, 7, 23, 26) basierend auf den Fahrzeuginformationen (4, 7, 23, 26) einer zweiten Erfassungseinrichtung (3, 6, 22, 25) zu verarbeiten. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren.The present invention discloses a control device (1, 20) for a vehicle, having a first detection device (3, 6, 22, 25) which is designed to transmit vehicle information (4, 7, 23, 26) via the vehicle (2, 21 ) or the surroundings of the vehicle, and with a computing device (5, 8, 24, 27, 28), which is configured, the detected vehicle information (4, 7, 23, 26) based on the vehicle information (4, 7, 23, 26) of a second detection device (3, 6, 22, 25) to process. Furthermore, the present invention discloses a corresponding method.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug und ein entsprechendes Verfahren.The present invention relates to a control device for a vehicle and a corresponding method.
Stand der TechnikState of the art
Obwohl die vorliegende Erfindung im Folgenden hauptsächlich in Zusammenhang mit Personenkraftwagen beschrieben wird, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern kann mit jeder Art von Fahrzeug genutzt werden.Although the present invention will be described below mainly in connection with passenger cars, it is not limited thereto, but may be used with any type of vehicle.
In modernen Fahrzeugen wird eine Vielzahl von Fahrzeugfunktionen eingesetzt, welche den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs unterstützen oder ihm diese Aufgabe abnehmen, also das Fahrzeug autonom bewegen.In modern vehicles a variety of vehicle functions is used, which support the driver when driving the vehicle or take this task, so move the vehicle autonomously.
Um eine autonome Bewegung des Fahrzeugs zu ermöglichen, muss die Fahrzeugumgebung für die jeweiligen Fahrzeugsysteme erfasst werden, sodass diese z. B. eine Trajektorie für das Fahrzeug planen können.In order to enable an autonomous movement of the vehicle, the vehicle environment for the respective vehicle systems must be detected, so that z. B. can plan a trajectory for the vehicle.
Die Fahrzeugumgebung kann dazu z. B. von unterschiedlichen Sensoren erfasst werden, deren Daten zusammengeführt werden, um ein aussagekräftiges Modell über die Fahrzeugumgebung zu erhalten.The vehicle environment can be z. B. are detected by different sensors whose data are merged to obtain a meaningful model on the vehicle environment.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Erfassung der Fahrzeugumgebung zu ermöglichen.It is an object of the present invention to enable improved detection of the vehicle environment.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 8.This object is achieved by a control device having the features of independent patent claim 1 and a method having the features of
Demgemäß ist vorgesehen:
Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, mit einer ersten Erfassungseinrichtung, welche ausgebildet ist, Fahrzeuginformationen über das Fahrzeug oder die Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen, und mit einer Recheneinrichtung, welche ausgebildet ist, die erfassten Fahrzeuginformationen basierend auf den Fahrzeuginformationen mindestens einer zweiten Erfassungseinrichtung zu verarbeiten.Accordingly, it is provided:
A control device for a vehicle, having a first detection device, which is configured to detect vehicle information about the vehicle or the surroundings of the vehicle, and having a computing device, which is configured to process the detected vehicle information based on the vehicle information of at least one second detection device.
Ferner ist vorgesehen:
Ein Verfahren zum Verarbeiten von Sensordaten für ein Fahrzeug, aufweisen die Schritte: Erfassen von Fahrzeuginformationen über das Fahrzeug oder die Umgebung des Fahrzeugs mit einer ersten Erfassungseinrichtung, Erfassen von Fahrzeuginformationen über das Fahrzeug oder die Umgebung des Fahrzeugs mit mindestens einer zweiten Erfassungseinrichtung, und Verarbeiten der erfassten Fahrzeuginformationen der ersten Erfassungseinrichtung basierend auf den Fahrzeuginformationen der zweiten Erfassungseinrichtung.It is also provided:
A method for processing sensor data for a vehicle, comprising the steps of: acquiring vehicle information about the vehicle or the surroundings of the vehicle with a first detection device, acquiring vehicle information about the vehicle or the surroundings of the vehicle with at least one second detection device, and processing the vehicle detected vehicle information of the first detection device based on the vehicle information of the second detection device.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Üblicherweise werden Daten unterschiedlicher Sensoren in einem Fahrzeug zusammengeführt, um z. B. ein Umgebungsmodell der Fahrzeugumgebung zu erzeugen. Dazu liefern die einzelnen Sensorsysteme des Fahrzeugs Sensordaten z. B. an ein übergeordnetes Steuergerät, welches eine sog. Sensordatenfusion durchführt und das Umgebungsmodell erzeugt.Usually, data from different sensors are combined in a vehicle, for. B. to create an environment model of the vehicle environment. For this purpose, the individual sensor systems of the vehicle provide sensor data z. B. to a higher-level control unit, which performs a so-called. Sensor data fusion and generates the environment model.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass es bereits zu einem früheren Stadium in der Signalkette hilfreich sein kann, zu einem Sensor Informationen von anderen Sensoren zu erhalten. The present invention is based on the recognition that it may be helpful at an earlier stage in the signal chain to obtain information from other sensors to a sensor.
Solche Daten können z. B. wichtige Informationen für eine sensorinterne Signalaufbereitung liefern. So kann beispielsweise eine Kamera dem Radarsensor mitteilen, wenn sie erkannt hat, dass es regnet oder schneit. Der Radarsensor kann seine interne Signalverarbeitung dann an diese veränderten Umgebungsbedingungen anpassen.Such data can z. B. provide important information for an internal sensor signal conditioning. For example, a camera may tell the radar sensor if it detects that it is raining or snowing. The radar sensor can then adapt its internal signal processing to these changed environmental conditions.
Die Erfindung leitet also aus den Fahrzeuginformationen einer Erfassungseinrichtung Kontextinformationen ab, die helfen können, die verminderte Leistungsfähigkeit anderer Erfassungseinrichtungen festzustellen oder zu korrigieren. Als Fahrzeuginformationen können dabei alle Informationen bezeichnet werden, die von den Erfassungseinrichtungen über das Fahrzeug erfasst bzw. gesammelt werden. Die Fahrzeuginformationen können dabei von den Erfassungseinrichtungen als Rohdaten bereitgestellt werden. Zusätzlich oder alternativ können die Fahrzeuginformationen vorverarbeitet, z. B. auf Merkmalsebene oder Entscheidungsebene, bereitgestellt werden. Die Merkmalsebene bezeichnet dabei Fahrzeuginformationen, die Informationen über Merkmale, also z. B. erkannte Kanten und Ecken in einem Bild, aufweisen. Die Entscheidungsebene bezeichnet dabei Fahrzeuginformationen, die Informationen über auszuführende Funktionen, also z. B. die Entscheidung über eine zu fahrende Fahrzeugtrajektorie, aufweisen. Hier können die Merkmale zu einer Objekthypothese verarbeitet werden und so z. B. erkannte Objekte gekennzeichnet werden. Die Fahrzeuginformationen können auch in aufbereiteter, also z. B. gefilterter, Form und/oder als Rohdaten bzw. auch prädizierte Daten oder jeweils als ein lokales Umgebungsmodell bereitgestellt werden.The invention thus derives context information from the vehicle information of a detection device, which can help to determine or correct the reduced efficiency of other detection devices. In this case, all information which is acquired or collected by the detection devices via the vehicle can be referred to as vehicle information. The vehicle information can be provided by the detection devices as raw data. Additionally or alternatively, the vehicle information may be preprocessed, e.g. At feature level or decision level. The feature level denotes vehicle information, the information about features, ie z. B. recognized edges and corners in an image, have. The decision level refers to vehicle information, the information about functions to be performed, so z. As the decision on a vehicle trajectory to drive, have. Here, the features can be processed into an object hypothesis and so z. B. recognized objects are identified. The vehicle information can also be edited, so z. B. filtered, shape and / or as raw data or predicted data or in each case as a local environment model.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht folglich z. B. eine verbesserte Signalverarbeitung in den einzelnen Sensorsystemen. Die einzelnen Sensorsysteme können selbstverständlich mehr als eine Erfassungseinrichtung aufweisen. Beispielsweise kann ein Surround-View System eine Mehrzahl von Kameras aufweisen. The present invention thus enables z. B. an improved signal processing in the individual sensor systems. Of course, the individual sensor systems can have more than one detection device. For example, a surround view system may include a plurality of cameras.
Insbesondere können einzelnen Sensoren Informationen über Umgebungs- bzw. Fahrzeugbedingungen mitgeteilt werden, die für deren Signalerfassung oder Signalverarbeitung relevant sind bzw. diese beeinflussen.In particular, individual sensors can be informed about environmental or vehicle conditions that are relevant for their signal acquisition or signal processing or influence them.
Es versteht sich, dass die Steuervorrichtung auch weiterführende Steueraufgaben in dem Fahrzeug ausführen kann oder die aufbereiteten Fahrzeuginformationen anderen Steuereinrichtungen bereitstellen kann.It is understood that the control device can also carry out further control tasks in the vehicle or can provide the edited vehicle information to other control devices.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims and from the description with reference to the figures.
In einer Ausführungsform können die erste Erfassungseinrichtung und die zweite Erfassungseinrichtung unterschiedliche physikalische Erfassungsprinzipien nutzen. Beispielsweise kann die erste Erfassungseinrichtung ein Radarsensor sein, während die zweite Erfassungseinrichtung z. B. eine Kamera sein kann. Weitere mögliche Arten von Sensoren sind z. B. Ultraschallsensoren, Lidarsensoren, Inertialsensoren, GPS-Sensoren oder Gierratensensoren. Jede Kombination der genannten oder weiterer Sensoren ist dabei möglich.In an embodiment, the first detection means and the second detection means may use different physical detection principles. For example, the first detection device may be a radar sensor, while the second detection device z. B. may be a camera. Other possible types of sensors are z. As ultrasonic sensors, lidar sensors, inertial sensors, GPS sensors or yaw rate sensors. Any combination of the mentioned or other sensors is possible.
In einer Ausführungsform kann die Recheneinrichtung mit der ersten Erfassungseinrichtung in einem ersten Sensorsystem angeordnet sein. Die zweite Erfassungseinrichtung kann in einem zweiten Sensorsystem angeordnet sein. Die Recheneinrichtung bildet also gemeinsam mit der ersten Erfassungseinrichtung ein einzelnes, separates Sensorsystem eines Fahrzeugs. Beispielsweise kann dieses Sensorsystem ein Radarsystem sein, welches anderen Fahrzeugsystemen Informationen über die Objekte bereitstellt, die ein Radarsensor erfasst hat.In one embodiment, the computing device may be arranged with the first detection device in a first sensor system. The second detection device can be arranged in a second sensor system. The computing device thus forms, together with the first detection device, a single, separate sensor system of a vehicle. For example, this sensor system may be a radar system that provides other vehicle systems information about the objects that a radar sensor has detected.
Die Recheneinrichtung kann eine interne Messwertverarbeitung durchführen und aus den Radarrohdaten z. B. entsprechende Informationen für die weiteren Fahrzeugsysteme generieren. Die Recheneinrichtung kann z. B. auch ein lokales Umgebungsmodell in dem Sensorsystem erzeugen und anderen Fahrzeugsystemen bereitstellen. Erstellen mehrere Recheneinrichtungen in unterschiedlichen Sensorsystemen eigene Modelle und existiert ein zentrales Umgebungsmodell, kann dies auch als hybrides Umgebungsmodell bezeichnet werden.The computing device can perform an internal measurement value processing and from the Radarrohdaten z. B. generate corresponding information for the other vehicle systems. The computing device can, for. B. also generate a local environment model in the sensor system and provide it to other vehicle systems. If several computing devices in different sensor systems create their own models and a central environment model exists, this can also be referred to as a hybrid environment model.
Die Fahrzeuginformationen der zweiten Erfassungseinrichtung kann die Recheneinrichtung z. B. über einen Fahrzeugbus, z. B. CAN oder FlexRay, abrufen.The vehicle information of the second detection device, the computing device z. B. via a vehicle bus, z. For example, CAN or FlexRay.
In einer Ausführungsform kann die die Recheneinrichtung unabhängig von der ersten Erfassungseinrichtung und der zweiten Erfassungseinrichtung die Fahrzeuginformationen von den einzelnen Erfassungseinrichtungen abrufen. Die Recheneinrichtung kann also z. B. eine übergeordnete Recheneinrichtung sein, die keinem speziellen Sensor zugeordnet ist. Eine solche übergeordnete Recheneinrichtung kann z. B. zur Sensordatenfusion in dem Fahrzeug dienen und ein Umgebungsmodell bzw. ein Egomodell, also ein physikalisches Fahrzeugmodell, des Fahrzeugs erstellen. Dazu kann die Recheneinrichtung eine Vielzahl von Sensordaten verknüpfen, also fusionieren. In one embodiment, the computing device may retrieve the vehicle information from the individual detection devices independently of the first detection device and the second detection device. The computing device can thus z. B. may be a higher-level computing device that is not associated with any special sensor. Such a higher-level computing device can, for. B. serve for sensor data fusion in the vehicle and create an environment model or a model Eg, ie a physical vehicle model of the vehicle. For this purpose, the computing device can link a large number of sensor data, that is, fuse it.
Die Sensordatenfusion kann dabei adaptiv, also nicht statisch, basierend auf den Fahrzeuginformationen der einzelnen Erfassungseinrichtungen erfolgen. Dabei kann die Recheneinrichtung z. B. von einer Kamera die Information erhalten, dass es schneit und diese Information bei der Fusion der Sensordaten z. B. eines Radars, eines Lidarsensors oder dergleichen berücksichtigen. Beispielsweise kann auch die Information über einen durch den Radar erkannten Tunnel genutzt werden, um z. B. bei Lidarsensoren oder Kamera-basierten Sensoren entsprechende Störungen begründen zu können. Die Recheneinrichtung kann z. B. die Konfidenzwerte, also ein Maß für das Vertrauen in die jeweiligen Sensorwerte, entsprechend anpassen. So wird eine verlässlichere Selbsteinschätzung des Fahrzeugs möglich.The sensor data fusion can be adaptive, not static, based on the vehicle information of the individual detection devices. In this case, the computing device z. B. from a camera receive the information that it is snowing and this information in the fusion of the sensor data z. As a radar, a Lidarsensors or the like into account. For example, the information about a detected by the radar tunnel can be used to z. B. in lidar sensors or camera-based sensors to establish appropriate interference. The computing device can, for. B. the confidence levels, so a measure of confidence in the respective sensor values, adjust accordingly. This allows a more reliable self-assessment of the vehicle.
Findet die Sensorfusion zentral in dem Fahrzeug statt und wird ein entsprechendes Umgebungsmodell erzeugt, kann dies auch als zentrales Umgebungsmodell bezeichnet werden.If the sensor fusion takes place centrally in the vehicle and a corresponding environmental model is generated, this can also be referred to as a central environmental model.
Selbstverständlich kann auch eine lokale Recheneinrichtung eines Sensorsystems diese Aufgaben erfüllen und über einen Fahrzeugbus das Fahrzeugmodell anderen Systemen bereitstellen.Of course, a local computing device of a sensor system can fulfill these tasks and provide the vehicle model to other systems via a vehicle bus.
In einer Ausführungsform kann die Recheneinrichtung ausgebildet sein, ein Konfidenzmodell für die Erfassungseinrichtungen zu erstellen, in welchem die Recheneinrichtung die Konfidenzwerte für jeweils eine der Erfassungseinrichtungen basierend auf den Fahrzeuginformationen mindestens einer anderen der Erfassungseinrichtungen berechnet. Die Recheneinrichtung erstellt also neben dem Umgebungsmodell zusätzlich ein Konfidenzmodell, in welchem eine Art Vertrauensgrad für die einzelnen Erfassungseinrichtungen festgelegt wird. Die Konfidenzwerte geben dabei ein Maß für das Vertrauen in die jeweilige Erfassungseinrichtung an. Das Konfidenzmodell kann selbstverständlich auch in ein entsprechendes Umgebungsmodell integriert werden.In one embodiment, the computing device may be configured to create a confidence model for the detection devices, in which the computing device calculates the confidence values for one of the detection devices based on the vehicle information of at least one other of the detection devices. In addition to the environment model, the computing device additionally creates a confidence model in which a type of confidence level for the individual detection devices is determined. The confidence values provide a measure of trust in the company respective detection device on. Of course, the confidence model can also be integrated into a corresponding environment model.
In einer Ausführungsform kann die erste Erfassungseinrichtung als Kamera-basierte Erfassungseinrichtung ausgebildet ein. Die zweite Erfassungseinrichtung kann als Radarbasierten Erfassungseinrichtung ausgebildet sein. Ferner kann die Recheneinrichtung ausgebildet sein, von der zweiten Erfassungseinrichtung Daten über erkannte Objekte abzurufen und die Bildausschnitte in den Daten der Kamera-basierten Erfassungseinrichtung, welche den erkannten Objekten entsprechen, mit erhöhter Genauigkeit zu analysieren. Ein Radar hat üblicherweise eine größere Reichweite als ein Kamerasystem und kann Objekte direkt aus seinen Messwerten heraus identifizieren, ohne komplexe Signal- bzw. Bildverarbeitungsalgorithmen zu nutzen. Eine Kamera dagegen ermöglicht mit komplexen Bildanalysen eine exakte Aussage über Art und Typ des Objekts. Wird das Vorhandensein eines Objekts also durch ein Radarsystem erkannt, kann diese Information genutzt werden, um diejenigen Bildausschnitt in dem Kamerabild intensiver zu bearbeiten, z. B. mit einer höheren Auflösung oder komplexeren Algorithmen, die dem erkannten Objekt entsprechen.In one embodiment, the first detection device can be designed as a camera-based detection device. The second detection device can be designed as a radar-based detection device. Furthermore, the computing device may be configured to retrieve data about detected objects from the second detection device and to analyze the image sections in the data of the camera-based detection device, which correspond to the detected objects, with increased accuracy. A radar usually has a greater range than a camera system and can identify objects directly from its measurements without using complex signal or image processing algorithms. On the other hand, a camera with complex image analyzes enables an exact statement about the type and type of the object. If the presence of an object is thus detected by a radar system, this information can be used to more intensively process those image sections in the camera image, eg. With higher resolution or more complex algorithms corresponding to the detected object.
In einer Ausführungsform kann die erste Erfassungseinrichtung als Radarbasierten Erfassungseinrichtung ausgebildet sein. Ferner kann die zweite Erfassungseinrichtung als Kamerabasierte Erfassungseinrichtung ausgebildet sein. Die Recheneinrichtung kann ausgebildet sein, von der zweiten Erfassungseinrichtung Daten über die Wetterlage abzurufen und das Rauschniveau in den Daten der Radareinrichtung entsprechend der Wetterlage zu korrigieren. Radarsensoren können durch Schneeflocken, Regentropen oder Nebeltropfen in der Luft beeinflusst werden. Insbesondere steigt dadurch deren Rauschniveau. Wird durch die Kamera eine solche Wettersituation erkannt, kann dies bei der Auswertung der Radardaten genutzt werden, um diese zu korrigieren oder zumindest deren hohes Rauschniveau zu erklären.In an embodiment, the first detection device may be designed as a radar-based detection device. Furthermore, the second detection device can be designed as a camera-based detection device. The computing device can be configured to retrieve data about the weather situation from the second detection device and to correct the noise level in the data of the radar device in accordance with the weather situation. Radar sensors can be affected by snowflakes, rain drops or mist drops in the air. In particular, this increases their noise level. If the camera detects such a weather situation, this can be used in the evaluation of the radar data in order to correct it or at least to explain its high noise level.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention which have not been explicitly mentioned above or described below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. It shows:
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - have been given the same reference numerals.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In dem Fahrzeug
Der Radarsensor
Die Recheneinrichtung
Es versteht sich, dass die oben beschriebene Anordnung lediglich beispielhaft ist. Die Kamera
Die zwei Sensorsysteme
Es versteht sich, dass die in der
In einem ersten Schritt S1 werden Fahrzeuginformationen
Schließlich werden in Schritt S3 die erfassten Fahrzeuginformationen
Die Anordnung der einzelnen Erfassungseinrichtungen
Alternativ können die Fahrzeuginformationen
Neben der reinen Datenverarbeitung, z. B. zur Objekterkennung, kann ein Konfidenzmodell
Die Erfassungseinrichtungen
Es können aber auch die Fahrzeuginformationen
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 201, 20
- Steuervorrichtung control device
- 2, 212, 21
- Fahrzeug vehicle
- 3, 6, 22, 253, 6, 22, 25
- Erfassungseinrichtung detector
- 4, 7, 23, 264, 7, 23, 26
- Fahrzeuginformationen vehicle information
- 5, 8, 24, 27, 285, 8, 24, 27, 28
- Recheneinrichtung computing device
- 9, 10, 31, 329, 10, 31, 32
- Sensorsystem sensor system
- 11, 12, 29, 33, 3411, 12, 29, 33, 34
- Umgebungsmodell environment model
- 3030
- Konfidenzmodell Konfidenzmodell
- S1–S3S1-S3
- Verfahrensschritte steps
Claims (14)
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