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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum fahrspurspezifischen Verorten eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum fahrspurspezifischen Verorten eines Fahrzeugs.
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Stand der Technik
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Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren bekannt, Parklücken mithilfe von distanzbasierten Sensoren (z.B. Ultraschall-, Radar-, Laser-, Video-, Lidarsensoren) zu erfassen. Da die genannten Sensoren jeweils an den Seiten des detektierenden Fahrzeugs angebracht sind, wird auch eine Information über die Fahrzeugseite der Detektionen mit erfasst.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum fahrspurspezifischen Verorten eines Fahrzeugs bereit zu stellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum fahrspurspezifischen Verorten eines Fahrzeugs, aufweisend die Schritte:
- - Befahren einer Fahrbahn mit wenigstens zwei Fahrspuren mittels eines Ermittlungsfahrzeugs und Ermitteln von Daten betreffend Freiräume zwischen Fahrzeugen auf wenigstens einer benachbarten Fahrspur anhand von Echoprofilen mittels einer im Ermittlungsfahrzeug angeordneten Ermittlungseinrichtung; und
- - Ermitteln der Fahrspur, auf der sich das Ermittlungsfahrzeug befindet, durch ein Abgleichen von definierten, bekannten Daten mit den ermittelten Daten betreffend die Freiräume.
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Auf diese Weise kann eine fahrspurspezifische Verortung des Ermittlungsfahrzeugs durchgeführt werden, wobei auf einer wenigstens zweispurigen Fahrbahn diejenige Fahrspur, auf der sich das Ermittlungsfahrzeug bewegt, identifiziert wird. Dies ist für viele Applikationen innerhalb des Fahrzeugs sehr nützlich, insbesondere für Applikationen betreffend automatisiertes Fahren. Eine höhere Sicherheit und ein verbesserter Verkehrsfluss im Straßenverkehr sind auf diese Weise vorteilhaft unterstützt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung zum fahrspurspezifischen Verorten eines Fahrzeugs aufweisend:
- - eine in einem Ermittlungsfahrzeug angeordnete Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln von Daten betreffend Freiräume zwischen Fahrzeugen auf wenigstens einer benachbarten Fahrspur anhand von Echoprofilen der Ermittlungseinrichtung, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, die Fahrspur, auf der sich das Ermittlungsfahrzeug befindet, anhand von definierten, bekannten Daten und der ermittelten Daten betreffend Freiräume zu ermitteln.
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Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die definierten, bekannten Daten wenigstens eines aus Folgendem sind: Anzahl der Fahrspuren, auf der sich das Ermittlungsfahrzeug befindet, lateraler Abstand zwischen dem Ermittlungsfahrzeug und wenigstens einer Nachbarfahrspur, Anzahl von Fahrspuren einer Gegenfahrbahn. Auf diese Weise können vorteilhaft unterschiedliche, vorbekannte statische Daten verwendet werden, um die fahrspurspezifische Verortung des Fahrzeugs durchzuführen.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Daten betreffend die Freiräume zusammen mit einer Geschwindigkeit des Ermittlungsfahrzeugs und/oder einer Position des Ermittlungsfahrzeugs an eine Servereinrichtung übermittelt werden. Dadurch kann optional die Servereinrichtung mit den übermittelten Daten selbständig die fahrspurspezifische Verortung des Fahrzeugs durchführen und/oder die genannten Daten anderweitig verwenden.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sehen vor, dass das fahrspurspezifische Verorten vom Ermittlungsfahrzeug und/oder von der Servereinrichtung durchgeführt wird. Auf diese Weise werden alternative Möglichkeiten zur Fahrspurverortung bereitgestellt. Im Falle des Verortens durch das Ermittlungsfahrzeug ist eine hohe Datenaktualität unterstützt. Im Falle des Verortens mit einer Servereinrichtung können zusätzliche Auswertungen vorgenommen werden, da die Servereinrichtung in der Regel über eine größere Rechenkapazität und/oder Datenspeicher verfügt als das Ermittlungsfahrzeug.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass eine Schätzung eines Verkehrsflusses auf wenigstens einer Nachbarfahrspur und/oder einer Gegenfahrspur des Ermittlungsfahrzeugs durchgeführt wird. Vorteilhaft können auf diese Weise noch weitere Nutzdaten gewonnen werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass eine Unterscheidung, ob die detektierten Freiräume zwischen parkenden Fahrzeugen oder zwischen auf einer anderen Fahrspur befindlichen Fahrzeugen ausgebildet sind, über folgende Schritte durchgeführt wird:
- - Abgleichen der ermittelten Daten betreffend Freiräume mit einer digitalen Parkraumkarte; und
- - Abgleichen der ermittelten Daten betreffend Freiräume mit einer digitalen Karte, die Straßen-Nutzbreiten enthält; und
- - Analysieren der Frequenz der ermittelten Daten betreffend Freiräume in Bezug auf eine Ego-Geschwindigkeit des Ermittlungsfahrzeugs.
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Auf diese Weise ist vorteilhaft eine sichere Unterscheidung zwischen parkenden und auf der Nachbarfahrspur fahrenden Fahrzeugen ermöglicht.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass aus den ermittelten Daten betreffend fahrspurspezifische Verortung Rückschlüsse auf eine Fahrbahngeometrie, auf der sich das Ermittlungsfahrzeug befindet, gezogen werden. Auf diese Weise können auch noch nützliche Daten für eine Aktualisierung von digitalen Straßenkarten bereitgestellt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren im Detail beschrieben. Dabei bilden alle offenbarten Merkmale, unabhängig von ihrer Rückbeziehung in den Patentansprüchen sowie unabhängig von ihrer Darstellung in der Beschreibung und in den Figuren den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Figuren sind insbesondere dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen.
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Offenbarte Verfahrensmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden offenbarten Vorrichtungsmerkmalen und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass sich Merkmale, technische Vorteile und Ausführungen betreffend das Verfahren zum fahrspurspezifischen Verorten eines Fahrzeugs in analoger Weise aus entsprechenden Ausführungen, Merkmalen und Vorteilen betreffend eine Vorrichtung zum fahrspurspezifischen Verorten eines Fahrzeugs ergeben und umgekehrt.
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In den Figuren zeigt:
- 1 ein Verkehrsszenario zum Erläutern eines Funktionsprinzips einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens;
- 2 ein Verkehrsszenario zum Erläutern eines Funktionsprinzips einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens;
- 3 ein Verkehrsszenario zum Erläutern eines Funktionsprinzips einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens; und
- 4 einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt ein Verkehrsszenario zum Erläutern einer prinzipiellen Funktionsweise des vorgeschlagenen Verfahrens. Erkennbar ist ein Ermittlungsfahrzeug 10, welches eine zweispurige Fahrbahn bzw. Straße 1 auf einer linken Fahrspur 1A befährt. Auf der Fahrbahn 1 sind auf einer weiteren Fahrspur 1B weitere fahrende Fahrzeuge 11 erkennbar, wobei zwischen den Fahrzeugen 11 jeweils Freiräume 15 bzw. Lücken ausgebildet sind. Das Ermittlungsfahrzeug 10 weist eine Ermittlungseinrichtung (nicht dargestellt) zum Detektieren der Freiräume 15 auf, wobei die Ermittlungseinrichtung zu diesem Zweck z.B. einen Ultraschallsensor, einen Radarsensor oder einen anderen geeigneten Sensor zur Ermittlung einer seitlichen Distanz zu einem Objekt aufweist.
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Vorgesehen ist, beim Befahren der Fahrspur 1A die genannten Freiräume 15 zu detektieren, wobei zu diesem Zweck von der Ermittlungseinrichtung des Ermittlungsfahrzeugs 10 laterale Abstände zu den Fahrzeugen 11 ermittelt werden. Auf diese Weise werden möglichst viele laterale Distanzen zwischen dem Ermittlungsfahrzeug 10 und den Fahrzeugen 11 erfasst, wobei jeweils Messungen in einem rechten Winkel links und rechts zum Ermittlungsfahrzeug 10 durchgeführt werden.
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Das Ermittlungsfahrzeug 10 mit Sensorik detektiert in regelmäßigen Zeitintervallen Freiräume 15 zwischen Fahrzeugen 11 auf der rechten Seite und sendet diese optional zusammen mit der eigenen GPS-Position und der Geschwindigkeit an eine Servereinrichtung (nicht dargestellt, „serverseitige Auswertung“) oder verarbeitet die genannten Informationen lokal im Ermittlungsfahrzeug 10.
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Detektionen der genannten Freiräume 15, die mithilfe des derart ausgeführten sogenannten distanzbasierten Verfahrens im Vorbeifahren erkannt wurden, beinhalten in der Regel Informationen, ob sie links- oder rechtsseitig vom Ermittlungsfahrzeug 10 durchgeführt wurden. Darüber hinaus können aus den lateralen Abständen zum Ermittlungsfahrzeug 10 Informationen über Längen und Breiten der Freiräume 15 abgeleitet werden. Zu diesem Zweck können auch eine bekannte Geschwindigkeit des Ermittlungsfahrzeugs 10 und zeitliche Intervalle zwischen den Detektionen genutzt werden.
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Vorgesehen ist, eine Fahrspurverortung bzw. eine fahrspurspezifische Verortung des Ermittlungsfahrzeugs 10 durch einen Abgleich der genannten distanzbasierten, seitlichen Freiraumdetektionen mit einer an sich bekannten und zur Verfügung stehenden digitalen Straßenkarte durchzuführen.
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Dies kann mit wenigstens einer der folgenden, als bekannt vorausgesetzten Informationen bzw. Daten der digitalen Straßenkarte durchgeführt werden:
- - Anzahl der Fahrspuren 1A, 1B, 1C der Fahrbahn 1, auf der sich das Ermittlungsfahrzeug 10 befindet,
- - Abstand zwischen dem Ermittlungsfahrzeug 10 und der Gegenfahrbahn,
- - Anzahl von Fahrspuren der Gegenfahrbahn,
wobei die genannten Daten im Regelfall aus einer digitalen Straßenkarte abgeleitet werden können, die auf der Servereinrichtung oder auch lokal im Ermittlungsfahrzeug 10 verfügbar sein muss. Das Verfahren kann auf diese Weise vorteilhaft sowohl wenigstens teilweise auf der Servereinrichtung als auch wenigstens teilweise lokal auf dem Ermittlungsfahrzeug 10 durchgeführt werden.
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Darüber hinaus ist es mit dem vorgeschlagenen Verfahren vorteilhaft auch möglich, eine Geschwindigkeit eines Verkehrsflusses auf der Nachbarfahrspur 1B des Ermittlungsfahrzeugs 10 zu ermitteln. Das Verfahren nutzt dabei Informationen aus den oben erläuterten distanzbasierten Freiraumdetektionen zwischen den Fahrzeugen 11.
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Nach Abgleich mit der digitalen Straßenkarte (in 1: Fahrbahn 1 mit zwei Fahrspuren 1A, 1B, keine Gegenfahrbahn bzw. -spur in der Nähe) wird erkannt, dass sich das Ermittlungsfahrzeug 10 auf der linken Fahrspur 1A der Fahrbahn 1 befindet. Darüber hinaus ist es möglich, mit der Frequenz der Freiraumdetektionen in Abhängigkeit der Ego-Geschwindigkeit abzuschätzen, wie schnell der Verkehrsfluss auf der Nachbarspur 1B ist. Das gleiche Verfahren funktioniert auch umgekehrt, wenn sich das Ermittlungsfahrzeug 10 also auf der linken Fahrbahn fortbewegt (nicht dargestellt).
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Vorteilhaft lässt sich das beschriebene Verfahren auch auf einer Fahrbahn 1 mit mehr als zwei Fahrspuren durchführen, wie in Fig. 2 für eine Fahrbahn 1 mit drei exemplarischen Fahrspuren 1A, 1B und 1C dargestellt. Dabei wird die Frequenz der Freiraumdetektionen auf der rechten und linken Fahrspur 1A, 1C in eine Relation zur Ego-Geschwindigkeit des Ermittlungsfahrzeugs 10 gesetzt, um auf diese Weise den Verkehrsfluss auf den Nachbarfahrspuren 1A und 1C zu ermitteln. Durch die Detektionen von Freiräumen 15 auf der linken und rechten Seite des Ermittlungsfahrzeugs 10 ist im Ergebnis eine Verortung des Ermittlungsfahrzeugs 10 auf die mittlere Fahrspur 1B möglich.
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Eine weitere Ausbildung des vorgeschlagenen Verfahrens zeigt in prinzipieller Weise das Verkehrsszenario von 3. In diesem Fall detektiert das Ermittlungsfahrzeug 10 in definierten Zeitintervallen Freiräume 15 zwischen Fahrzeugen 11 auf einer Gegenfahrspur 2A der Fahrbahn 1 und sendet entsprechende Daten zusammen mit der eigenen GPS-Position und Geschwindigkeit an die Servereinrichtung oder wertet diese lokal in der Ermittlungseinrichtung des Ermittlungsfahrzeugs 10 aus.
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Nach Abgleich der Daten mit der digitalen Straßenkarte (in 3: Fahrbahn 1 mit nur einer Fahrspur 1B, Gegenfahrspur 2A direkt benachbart) ist es möglich, mit der Frequenz der Freiraumdetektionen in Abhängigkeit der Ego-Geschwindigkeit des Ermittlungsfahrzeugs 10 abzuschätzen, wie schnell bzw. wie hoch der Verkehrsfluss auf der Gegenfahrspur 2A ist.
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Eine Differenzierung, ob die detektierten Freiräume 15 zwischen parkenden Fahrzeugen oder zwischen auf einer anderen Fahrspur befindlichen, fahrenden Fahrzeugen ausgebildet sind, geschieht über die drei folgend genannten Schritte, die kombiniert angewendet werden:
- 1) Abgleich mit einer digitalen Parkraumkarte
- 2) Abgleich mit einer digitalen Karte, die Straßen-Nutzbreiten (Abstände zwischen parkenden Fahrzeugen auf beiden Straßenseiten) enthält
- 3) Analyse der Frequenz der Freiraumdetektionen in Bezug auf die Ego-Geschwindigkeit des Ermittlungsfahrzeugs 10. Dabei ist das Muster der Frequenz der Freiraumdetektionen von Fahrzeugen auf einer anderen Fahrspur unterschiedlich zu dem Muster der Frequenz der Freiraumdetektionen von parkenden Fahrzeugen.
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Bei der Verarbeitung auf der Servereinrichtung kann weiterhin folgende Anwendung abgeleitet werden, wenn die Freiraumdetektionen über längere Zeiträume gesammelt und zwischen verschiedenen Fahrzeugen in Beziehung gesetzt werden:
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Durch Erfassen von Positionierungsinformationen vieler Fahrzeuge (zum Beispiel über GPS-Tracks, usw.) können bereits in herkömmlicher Weise Rückschlüsse auf eine Straßengeometrie gezogen werden und Verläufe von Straßen gelernt werden. Eine Schwierigkeit dieser herkömmlichen Verfahren ist es allerdings, auf mehrspurigen Straßen Trajektorien von einzelnen Spuren zu unterscheiden.
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Durch eine Analyse der Frequenz der Freiraumdetektionen in Bezug auf die Ego-Geschwindigkeit des Ermittlungsfahrzeugs 10 ist es möglich, die einzelnen Fahrten gemäß der befahrenen Fahrspur zu klassifizieren. Die erfassten „ungenauen“ Fahrtrajektorien können demnach einzelnen Fahrspuren zugeordnet werden so dass auf diese Weise eine Geometrie und Eigenschaften einzelner Fahrspuren gelernt werden können.
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Vorteilhaft kann die Information über die Fahrspurverortung und die Geschwindigkeit des Verkehrsflusses der Gegenspur einem Fahrer kombiniert mit anderen Informationen direkt für Anwendungen im Kraftfahrzeug angeboten werden.
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Vorteilhaft kann das vorgeschlagene Verfahren für die große Anzahl von Applikationen eingesetzt werden. Denkbar sind beispielsweise eine Nutzung für eine Navigationsanwendung und/oder eine Anreicherung einer Echtzeit-Verkehrserfassung (engl. Real-time-Traffic-Information). Darüber hinaus ist es auch möglich, die ermittelten Informationen für Verkehrsanalysezwecke, beispielsweise zu einer Erstellung/Aktualisierung von digitalen Karten zu verwenden.
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Vorteilhaft kann die Ermittlung der Fahrspurverortung bereits im Ermittlungsfahrzeug 10 selbst, zum Beispiel mittels der Ermittlungseinrichtung oder eines dafür vorgesehenen Steuergeräts durchgeführt werden. Es ist alternativ oder zusätzlich auch denkbar, dass sämtliche erfassten Daten mittels einer nicht dargestellten funkbasierten Kommunikationseinrichtung (z.B. basierend auf GSM, EDGE, UMTS, LTE, WLAN, usw.) des Ermittlungsfahrzeugs 10 an eine Servereinrichtung (nicht dargestellt) übermittelt werden.
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Im Ergebnis können auf diese Weise Daten einer Fahrspur, auf der sich das Ermittlungsfahrzeug 10 befindet, an eine Applikation des Ermittlungsfahrzeugs 10 übermittelt werden, beispielsweise in Form einer Darstellung auf einem Navigationsgerät, einer Applikation für hochautomatisiertes Fahren, usw.
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Vorzugweise kann das Verfahren als eine Software implementiert werden, wodurch eine leichte Adaptierbarkeit bzw. Aktualisierbarkeit des Verfahrens unterstützt ist.
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2 zeigt ein prinzipielles Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In einem Schritt 100 werden ein Befahren einer Fahrbahn 1 mit wenigstens zwei Fahrspuren 1A, 1B, 1C mittels eines Ermittlungsfahrzeugs 10 und ein Ermitteln von Daten betreffend Freiräume 15 zwischen Fahrzeugen 11 auf wenigstens einer benachbarten Fahrspur 1A, 1B, 1C anhand von Echoprofilen mittels einer im Ermittlungsfahrzeug 10 angeordneten Ermittlungseinrichtung durchgeführt.
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In einem Schritt 110 wird ein Ermitteln der Fahrspur 1A, 1B, 1C, auf der sich das Ermittlungsfahrzeug 10 befindet, durch ein Abgleichen von definierten, bekannten Daten mit den ermittelten Daten betreffend die Freiräume 15 durchgeführt.
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Obwohl die Erfindung vorgehend anhand von konkreten Anwendungsbeispielen beschrieben worden ist, kann der Fachmann vorgehend auch nicht oder nur teilweise offenbarte Ausführungsformen realisieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004062021 A1 [0003]
- DE 102009028024 A1 [0003]
- DE 102008028550 A1 [0003]
