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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrerassistenzsysteme für ein Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren einer Baustelle für ein Kraftfahrzeug.
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Technischer Hintergrund
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Das Erkennen von Baustellen und/oder Spursperrungen ist ein wichtiges Element zur Erhöhung der Robustheit, der Leistungsfähigkeit und der Umsetzbarkeit von Fahrerassistenzsystemen und von Systemen für das automatisierte Fahren. Wenn von einem solchen System eine Baustelle erkannt wird, können unter anderem folgende Verfahrensschritte abgearbeitet werden: Die ADAS-Systeme werden neu parametrisiert, das heißt eine Verhaltensänderung des Fahrerassistenzsystems innerhalb eines Baustellenbereichs ist vorgesehen; ferner können die ADAS-Systeme abgeschaltet werden, um eine Fahrerübergabe vorzubereiten. Ferner kann eine Fahrerübergabe automatisch initiiert werden.
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Das Erkennen eines Baustellenendes bzw. eines Baustellenanfangs ist daher für Fahrerassistenzsysteme eine Prozedur und kann durch die Anzeige von entsprechenden Informationen für den Fahrer innerhalb einer HMI (Human Machine Interface)-Schnittstelle bereitgestellt werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes elektronisches Fahrerassistenzsystem zum Detektieren einer Baustelle für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Detektieren einer Baustelle für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Sensoreinrichtung, welche mindestens einen ersten Sensor aufweist, wobei der erste Sensor dazu ausgebildet ist, erste Sensordaten zu generieren.
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Ferner umfasst die Vorrichtung eine Rechnereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine erste Objektliste mit ermittelten Objekten basierend auf den ersten Sensordaten bereitzustellen und den ermittelten Objekten der ersten Objektliste erste Messgrößen zuzuordnen.
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Ferner umfasst die Vorrichtung eine Datenabgleicheinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, welche dazu ausgebildet ist, Änderungen der ersten Objektliste abzugleichen und hierdurch eine Erkennung von Verkehrsbehinderungen bzw. Verkehrshindernissen bereitzustellen
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher eine frühzeitige Erkennung von Baustellen, um insbesondere bei der Fahrerübergabe die notwendige Zeit zu besitzen, diese durchzuführen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, dass nicht nur die reine optische kamerabasierte Erkennung von Schildern und/oder die Veränderung von Geschwindigkeitsbegrenzungen und/oder die Erkennung von Spurmarkierungstypen usw. herangezogen werden, sondern auch nicht-optische Daten, wie beispielsweise Radar, LIDAR oder V2X-Kommunikation, verwendet werden.
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Dabei kann V2X-Kommunikation als Fahrzeug-Fahrzeug (abgekürzt V2V, basierend auf Englisch Vehicle to Vehicle) und Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation (abgekürzt V2I) zusammengefasst werden.
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Die Abkürzung V2I steht hierbei für Vehicle to Infrastructure. Der Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen oder beliebigen Infrastrukturobjekten ermöglicht, den Informationshorizont zu erweitern, und daher kann die vorliegende Erfindung beispielsweise ein Stauende vor einer Baustelle erfassen, ohne dass eine optische Sichtverbindung zu dem Stauende erforderlich ist.
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Mit anderen Worten ausgedrückt, die vorliegende Erfindung setzt nicht nur auf eine optische Kamera als Detektionselement, sondern verwendet eine Vielzahl von Detektionselementen mit weit größeren Detektionsreichweiten mit unterschiedlichen Messmethoden. Dabei kann die Messung direkt oder indirekt - d.h. über Infrastrukturobjekte oder fahrzeugexterne oder fahrzeugfremde Detektionselemente - erfolgen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, ein Heranziehen der Änderungen der Objekteigenschaften und/oder der Objektbeschreibung in der Objektliste zur Identifikation einer Baustelle durchzuführen bzw. eine Erhöhung der Konfidenz einer Baustellenschätzung zu ermöglichen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht beispielsweise vorteilhaft, dass eine fusionierte Objektliste generiert werden kann, wobei die Objektliste hierbei gefüllt werden kann durch jegliche Sensoreingänge, wie beispielsweise Radar oder radarbasierte Sensoren, Kamera oder optische Bildsensoren, V2X, LIDAR oder Sensoren.
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Die vorliegende Erfindung beispielsweise ermöglicht, dass die Objektliste durch einzelne und/oder mehrere Sensoreingänge fusioniert wird bzw. befüllt werden kann.
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Da für diesen Baustellendetektionsansatz auch Radarlösungen und auch V2X-Lösungen zum Einsatz kommen können, kann eine Detektionsreichweite deutlich gesteigert werden.
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Oft wird in Baustellen die Fahrstreifenführung geändert. Dies führt dazu, dass die Objekte ihre
- i) relative laterale Position zum Egofahrzeug ändern;
- ii) relative laterale Geschwindigkeit zum Egofahrzeug ändern;
- iii) relative laterale Beschleunigung zum Egofahrzeug ändern;
- iv) im Falle von V2X-Objekten kann der Lenkwinkel des Objekts beobachtet werden.
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Oft wird in Baustellen die Geschwindigkeit systematisch reduziert. Dies führt dazu, dass Objekte ihre relative longitudinale Position zum Egofahrzeug ändern; oder ihre relative longitudinale Geschwindigkeit zum Egofahrzeug ändern; oder ihre relative longitudinale Beschleunigung zum Egofahrzeug ändern. Die relative laterale Position von einem oder von mehreren Fahrzeugen zum Egofahrzeug kann beispielsweise geringer sein als ein vorgebarer Schwellenwert von 10 cm oder von 50 cm oder von bis zu 80 cm.
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Beispielsweise kommen laterale Abstände von unter 20 cm nur in Stausituationen vor. Die relative laterale Geschwindigkeit zum Egofahrzeug kann beispielsweise unter einen vorgebaren Schwellenwert liegen.
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Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise das Verhalten von mehreren Objekten beobachten, um die Wahrscheinlichkeit einer Verwechslung einer Baustellen-bedingten Verengung mit einem einzelnen Fahrspurwechsel eines einzelnen Kraftfahrzeuges zu minimieren.
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Dabei kann das Verhalten von einer Mindestanzahl von Objekten erforderlich sein, um eine Baustelle zu erkennen, beispielsweise in Form einer verengten Fahrstreifenführung, einer Änderung der Fahrstreifenführung oder eine systematische Geschwindigkeitsbegrenzung, beispielsweise wenn mindestens 5 Kraftfahrzeuge innerhalb einer Minute innerhalb eines Streckenbereiches von 1 km die Fahrspurwechseln geht die Vorrichtung von dem Vorhanden sein von einer Baustelle aus.
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Mit anderen Worten ausgedrückt, erst wenn beispielsweise mindestens zehn Fahrzeuge eine reduzierte Geschwindigkeit aufweisen, kann von einer tatsächlich vorherrschenden Geschwindigkeitsbegrenzung ausgegangen werden.
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Sollte nur ein einzelnes oder einige wenige - Anzahl unterhalb einer Mindestschwelle - Fahrzeuge eine Verringerung der Geschwindigkeit vornehmen, kann dies auch ohne eine systematische Geschwindigkeitsbegrenzung der Fall sein.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, neben der Konfidenz der Baustellenerkennung auch die Detektionsreichweite von Baustellenbeginn und/oder Baustellenende zu erhöhen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, dass die laterale Position der Objekte zueinander auch einen Rückschluss auf eine Baustelle zulässt.
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In der Baustelle fahren die Fahrzeug mit dichterem Abstand zueinander. Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, dass auch eine Unfallstelle derart erkannt werden kann.
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Ebenso kann eine entsprechende Beobachtung der Objektliste ein Baustellenende und/oder ein Baustellenanfang frühzeitig erkannt werden.
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Ferner kann die Vorrichtung ein Liegenbleiben von Fahrzeugen detektieren. Ferner kann die Vorrichtung beispielsweise Mehrarbeiten detektieren. Ferner kann die Vorrichtung Unfälle sowie Stauanfang und Stauende detektieren.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren einer Baustelle für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
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Als ein erster Schritt des Verfahrens erfolgt ein Generieren von ersten Sensordaten durch einen ersten Sensor.
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Als ein zweiter Schritt des Verfahrens erfolgt ein Bereitstellen von einer ersten Objektliste mit ermittelten Objekten basierend auf den ersten Sensordaten und ein Zuordnen von ersten Messgrößen zu den ermittelten Objekten der ersten Objektliste.
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Als ein dritter Schritt des Verfahrens erfolgt ein Abgleichen von Änderungen der ersten Objektliste und ein darauf basierendes Bereitstellen von einer Erkennung von Verkehrshindernissen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung ferner einen zweiten Sensor umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, zweite Sensordaten zu generieren,
wobei die Rechnereinrichtung ferner dazu ausgebildet ist, eine zweite Objektliste mit ermittelten Objekten basierend auf den zweiten Sensordaten bereitzustellen und den ermittelten Objekten der zweiten Objektliste zweite Messgrößen zuzuordnen; und
wobei die Datenabgleicheinrichtung ferner dazu ausgebildet ist, die erste Objektliste und die zweite Objektliste abzugleichen und hierdurch eine fusionierte Objektliste bereitzustellen und die Erkennung von Verkehrsbehinderungen basierend auf der zeitlichen Änderung der fusionierten Objektliste bereitzustellen.
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Der erste Sensor und der zweite Sensor können auch als ein Sensor oder ein weiterer Sensor bezeichnet werden.
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Analog können die erste Objektliste und die zweite Objektliste als eine Objektliste und eine weitere Objektliste bezeichnet werden und entsprechend die ersten Sensordaten und die zweiten Sensordaten als Sensordaten und weitere Sensordaten.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Sensor und/oder der zweite Sensor als
- i) ein Radarsensor; und/oder
- ii) ein Bildsensor; und/oder
- iii) eine drahtlose V2X-Kommunikationsschnittstelle; und/oder
- iv) ein LIDAR-Sensor ausgebildet ist.
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Dies ermöglicht vorteilhaft, die Detektionsreichweite der Vorrichtung zu erhöhen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgebildet ist, als die den Objekten zugeordneten Messgrößen
- i) eine relative laterale Position zu einem Egofahrzeug; und/oder
- ii) eine relative laterale Geschwindigkeit zu einem Egofahrzeug; und/oder
- iii) eine relative laterale Beschleunigung zu einem Egofahrzeug; und/oder
- iv) einen Lenkwinkel eines Egofahrzeuges oder eines Kraftfahrzeuges zu erfassen, um eine Änderung der Fahrstreifenführung vor einer Baustelle zu erfassen.
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Dies ermöglicht vorteilhaft, eine Änderung einer Fahrstreifenführung, wie sie häufig im Vorfeld einer Baustelle gegeben ist, frühzeitig zu erkennen, und diese Erkennung kann sogar vorgenommen werden, ohne dass eine optische Sichtverbindung zwischen Kraftfahrzeug und Änderung der Fahrstreifenführung bzw. der Position der Änderung der Fahrstreifenführung gegeben sein muss.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenabgleicheinrichtung dazu ausgebildet ist, das Abgleichen der Objektlisten durch einen Vergleich der den Objekten zugeordneten Messgrößen mit einem vorgebbaren Schwellenwert durchzuführen.
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Dies ermöglicht vorteilhaft, dass beispielsweise ein Schwellenwert für eine relative laterale Positionsänderung zu einem Egofahrzeug vorgegeben werden kann. Ferner kann ebenso ein lateraler Geschwindigkeitsschwellenwert definiert werden oder ein Schwellenwert für eine relative laterale Beschleunigung zu einem Egofahrzeug definiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenabgleicheinrichtung dazu ausgebildet ist, das Abgleichen der Objektlisten durch ein Erfassen einer zeitlichen Änderung der den Objekten zugeordneten Messgrößen durchzuführen.
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Mit anderen Worten, dies ermöglicht vorteilhaft, dass beispielsweise eine zeitliche Änderung einer relativen lateralen Position zu einem Egofahrzeug und eine zeitliche Änderung einer relativen lateralen Geschwindigkeit relativ zu einem Egofahrzeug oder eine relative laterale Beschleunigung bzw. deren zeitliche Änderung detektiert werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenabgleicheinrichtung dazu ausgebildet ist, entweder die zeitliche Änderung der den Objekten zugeordneten Messgrößen oder den Vergleich mit einem jeweilig vorbestimmten Schwellenwert für eine Mindestanzahl von Objekten durchzuführen.
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Dies ermöglicht vorteilhaft, einzelne statistische Ausreißer auszuschließen und erst für den Fall, dass Geschwindigkeitsänderungen, Positionsänderungen und die laterale Beschleunigung bei einer Mehrzahl von Fahrzeugen auftreten, auf eine Fahrspuränderung oder eine Baustelle zurückzuschließen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgebildet ist, als die den Objekten zugeordneten Messgrößen
- i) eine relative longitudinale Position zu einem Egofahrzeug; und/oder
- ii) eine relative longitudinale Geschwindigkeit zu einem Egofahrzeug; und/oder
- iii) eine relative longitudinale Beschleunigung zu einem Egofahrzeug zu erfassen, um eine systematische Geschwindigkeitsbegrenzung vor einer Baustelle zu erfassen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenabgleicheinrichtung dazu ausgebildet ist, das Abgleichen der Objektlisten durch einen Vergleich der den Objekten zugeordneten Messgrößen mit einem vorgebbaren Schwellenwert durchzuführen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenabgleicheinrichtung dazu ausgebildet ist, das Abgleichen der Objektlisten durch ein Erfassen einer zeitlichen Änderung der den Objekten zugeordneten Messgrößen durchzuführen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Datenabgleicheinrichtung dazu ausgebildet ist, die zeitliche Änderung der den Objekten zugeordneten Messgrößen oder den Vergleich mit einem Schwellenwert für eine Mindestanzahl von Objekten durchzuführen.
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Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
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Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der vorliegenden Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung.
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Figurenliste
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln.
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Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Detektieren einer Baustelle für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2: eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Detektieren einer Baustelle für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Detektieren einer Baustelle für ein Kraftfahrzeug.
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Die Vorrichtung 1 umfasst eine Sensoreinrichtung 10, eine Rechnereinrichtung 20 und eine Datenabgleicheinrichtung 30.
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Die Sensoreinrichtung 10 weist beispielsweise einen ersten Sensor 10-1 und einen zweiten Sensor 10-2 auf.
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Die Sensoreinrichtung kann darüber hinaus eine Vielzahl von Sensoren 10-n, beispielsweise vier, fünf, sechs, sieben oder acht Sensoren, aufweisen, welche als unterschiedliche Sensoren, beispielsweise als Radarsensor, als LIDAR-Sensor oder als eine V2X-Kommunikationsschnittstelle ausgebildet sind.
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Der erste Sensor 10-1 ist dazu ausgebildet, erste Sensordaten zu generieren. Der zweite Sensor 10-2 ist dazu ausgebildet, zweite Sensordaten zu generieren.
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Die Rechnereinrichtung 20 ist dazu ausgebildet, eine erste Objektliste mit ermittelten Objekten basierend auf den ersten Sensordaten bereitzustellen und den ermittelten Objekten der ersten Objektliste erste Messgrößen zuzuordnen.
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Die Rechnereinrichtung 20 ist ferner dazu ausgebildet, eine zweite Objektliste mit den ermittelten Objekten basierend auf den zweiten Sensordaten bereitzustellen und den ermittelten Objekten der zweiten Objektliste zweite Messgrößen zuzuordnen.
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Bei einer Vielzahl von Sensoren kann die Rechnereinrichtung auch dazu ausgebildet sein, eine Vielzahl von Objektlisten zu erstellen.
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Beispielsweise kann für jeden Sensor jeweils eine Objektliste mit von dem Sensor ermittelten Objekten basierend auf den jeweiligen Sensordaten des jeweiligen Sensors bereitgestellt werden.
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Eine Datenabgleicheinrichtung 30 ist dazu ausgebildet, Änderungen der ersten Objektliste abzugleichen und hierdurch eine Erkennung von Verkehrsbehinderungen bereitzustellen Eine Datenabgleicheinrichtung 30 ist beispielsweise ferner dazu ausgebildet, die erste Objektliste und die zweite Objektliste abzugleichen und hierdurch eine fusionierte Objektliste bereitzustellen.
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Falls eine Vielzahl von Sensoren vorhanden ist, ist die Datenabgleicheinrichtung dazu ausgebildet, die fusionierte Objektliste durch ein Abgleichen der Vielzahl von Objektlisten, welche basierend auf der Vielzahl von Sensordaten der Vielzahl von Sensoren bereitgestellt worden sind.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Detektieren einer Baustelle für ein Kraftfahrzeug.
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Das in der 2 dargestellte Verfahren umfasst dabei die folgenden Verfahrensschritte.
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Als ein erster Verfahrensschritt des Verfahrens erfolgt ein Generieren S1 von ersten Sensordaten durch einen ersten Sensor 10-1.
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Ferner kann beispielsweise auch ein Generieren von zweiten Sensordaten durch einen zweiten Sensor 10-2 erfolgen.
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Als ein zweiter Schritt des Verfahrens erfolgt ein Bereitstellen S2 von einer ersten Objektliste mit ermittelten Objekten basierend auf den ersten Sensordaten und Zuordnen von ersten Messgrößen zu den ermittelten Objekten der ersten Objektliste.
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Ferner kann der zweite Schritt beispielsweise auch ein Bereitstellen S2 von einer ersten Objektliste mit ermittelten Objekten basierend auf den ersten Sensordaten und ein Zuordnen von ersten Messgrößen zu den ermittelten Objekten der ersten Objektliste und ein Bereitstellen von einer zweiten Objektliste mit ermittelten Objekten basierend auf den zweiten Sensordaten und ein Zuordnen von zweiten Messgrößen zu den ermittelten Objekten der zweiten Objektliste.
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Als ein dritter Schritt des Verfahrens erfolgt ein Abgleichen S3 von Änderungen der ersten Objektliste und darauf basierendes Bereitstellen von einer Erkennung von Verkehrshindernissen.
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Das Abgleichs S3 kann dabei auch basierend auf Änderungen einer fusionierten Objektliste erfolgen, beispielsweise basierend auf der ersten Objektliste und der zweiten Objektliste.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf 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.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt.
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Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
