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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Steigung einer Fahrbahn auf welcher sich ein Fahrzeug befindet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Einlesen von von einem Bildsensor gelieferten Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeug, Ermitteln eines definierten Referenzobjektes in der Umgebung des Fahrzeuges aus den Bilddaten, Ermitteln einer Winkelbeziehung zwischen dem Referenzobjekt und der Umgebung, Abschätzung der Steigung der Fahrbahn auf Basis der ermittelten Winkelbeziehung, und - Bereitstellen eines die Steigung der Fahrbahn repräsentierenden Signals . Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechend eingerichtete Vorrichtung das Verfahren auszuführen.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Patentanmeldung
DE 10 2013 221 696 A1 bekannt. Diese Schrift betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Höhenverlaufes einer vor einem Fahrzeug befindlichen Straße. Dabei umfasst das Verfahren einen Schritt des Einlesens eines von einem Bildsensor gelieferten Bewegungsverlaufes eines Objekts, wobei der Bewegungsverlauf als eine Mehrzahl von Bildern eingelesen wird und des Einlesens zumindest eines Parameters bezüglich des Objekts von einem vom Bildsensor unabhängigen Parametersensor. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Bestimmens des Höhenverlaufs der vor dem Fahrzeug befindlichen Straße unter Verwendung zumindest einer vertikalen Position des Objektes im Bild und dem Parameter, um den Höhenverlauf der vor dem Fahrzeug befindlichen Straße zu ermitteln.
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Für verschiedene Fahrmanöver, bspw. für autonomes Parken (HAP - Highly Automated Parking) ist weiterhin eine Steigungserkennung notwendig damit das Fahrzeug bspw. entsprechend den zur Verfügung stehenden Haltekräften der Parkbremse abgestellt und geparkt werden kann. Die Steigung wird i.d.R. über einen Beschleunigungssensor ermittelt, der typischerweise im Bremsregelsystem (ABS/ESP), Airbag-Steuergerät oder Stand-Alone verbaut ist. Im Rahmen der Entwicklung von Fahrfunktionen für autonomes Parken/Fahren werden alternative Konzepte zur Ermittlung der Steigung gesucht und entwickelt.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteilhaft ermöglicht hingegen das erfindungsgemäße Verfahren und Vorrichtung eine alternative Lösung die kostengünstig mit bereits vorhandenen Bauteilen realisiert werden kann. Vorteilhaft kann diese Lösung auch als Redundanzkonzept für den Ausfall des regulären Beschleunigungssensors eingesetzt werden.
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Ermöglicht wird dies gemäß der Erfindung durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Ermitteln einer Steigung einer Fahrbahn auf welcher sich ein Fahrzeug befindet vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- - Einlesen von von einem Bildsensor gelieferten Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeug,
- - Ermitteln eines definierten Referenzobjektes in der Umgebung des Fahrzeuges aus den Bilddaten,
- - Ermitteln einer Winkelbeziehung zwischen dem Referenzobjekt und der Umgebung,
- - Abschätzung der Steigung der Fahrbahn auf Basis der ermittelten Winkelbeziehung, und
- - Bereitstellen eines die Steigung der Fahrbahn repräsentierenden Signals.
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Zunächst sei erwähnt, dass unter dem Begriff Steigung einer Fahrbahn zum einen die Steigung der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (Längsachse) zu verstehen ist (auch Gefälle oder Steigungswinkel des Fahrzeugs genannt). Weiterhin ist unter Steigung einer Fahrbahn auch die Steigung der Fahrbahn orthogonal zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs (Querachse) zu verstehen (auch Neigung oder Rollwinkel des Fahrzeugs genannt). Das Verfahren kann also die Steigung der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Fahrzeugs und/oder die Steigung der Fahrbahn in Rollrichtung des Fahrzeugs ermitteln. Weiterhin wird hierunter verstanden, dass das Verfahren anhand von Bildsensordaten, bspw. Kamerabilddaten, die Steigung einer Fahrbahn abschätzt. Die Steigung kann bspw. in Prozent oder Grad definiert sein und/oder codiert beschrieben werden. Vorteilhaft ermöglicht das beschriebene Verfahren eine einfache Abschätzung der Fahrbahnsteigung in der Längs- und Querachse anhand der Winkelermittlung zwischen dem Referenzobjekt und dessen Umgebung, bzw. zwischen dem Referenzobjekt und der Fahrbahn. Da die Steigung der Fahrbahn im Wesentlichen der Steigung (in Fahrtrichtung und/oder orthogonal zur Fahrtrichtung) eines Fahrzeugs entspricht, ist das Verfahren dazu geeignet die Steigung eines Fahrzeugs zu ermitteln. Vorteilhaft kann eine Aktivierung oder Ansteuerung einer Fahrerassistenzfunktion, bspw. der automatisierten Feststellbremse (auch automatisierte Parkbremse, kurz APB genannt) auf Basis der ermittelten Steigung der Fahrbahn erfolgen. Hierdurch wird zum Beispiel die Höhe der initialen Bremskraft definiert. Auch kann auf Basis der Information über die Steigung definiert werden ob und in welcher Stärke ein Nachspannvorgang bei der automatisierten Feststellbremse durchgeführt werden soll. Alternativ kann auf dieser Basis auch festgelegt werden, für eine wie lange Zeit eine Überwachung eines möglichen Anrollens des geparkten Fahrzeugs erfolgen soll. Bzgl. der Definition eines geeigneten Referenzobjektes sei erwähnt, dass insbesondere Objekte mit lotrechten Strukturen vorteilhaft eingesetzt werden können. Als lotrecht wird eine Struktur dann verstanden, wenn diese auf den Erdmittelpunkt gerichtet ist, d.h. im rechten Winkel zu einer waagrechten Erdoberfläche steht. Neben der Definition, Ermittlung und Verwendung eines einzelnen Referenzobjektes ist es auch denkbar, dass mehrere Referenzobjekte definiert, ermittelt und deren Winkelbeziehungen zur Umgebung und/oder Fahrbahn analysiert werden. Hierdurch kann vorteilhaft die Validität der Fahrbahnsteigungsschätzung erhöht werden. Als Bildsensoren können insbesondere Fahrzeugkameras verwendet werden. Hierfür erweisen sich sowohl die Frontkamera als auch die Seitenkameras als geeignet. Bspw. kann auch die Frontkamera zur Ermittlung der Bilddaten für die Abschätzung der Steigung (bzw. Neigung) in Fahrtrichtung und die Seitenkamera zur Ermittlung der Bilddaten für die Abschätzung der Steigung (bzw. Neigung) orthogonal zur Fahrtrichtung eingesetzt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Verfahren den Verfahrensschritt auf: Ermitteln einer Abweichung vom Nominalwinkel zwischen dem Referenzobjekt und der Umgebung.
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Hierunter wird verstanden, dass der Winkel zwischen dem Referenzobjekt und der Umgebung differenziert betrachtet wird. Zum einen wird der Nominalwinkel des Referenzobjektes ermittelt. Zum anderen wird die Abweichung der Umgebung vom Nominalwinkel des Referenzobjektes ermittelt. Als Nominalwinkel ist ein Winkel zwischen der Vertikalstruktur des Referenzobjektes und einer (ggf. fiktiven) waagrechten Ebene am Fußpunkt des Referenzobjektes zu verstehen. Bei einer lotrechten Vertikalstruktur des Referenzobjektes ist der Nominalwinkel ein rechter Winkel. Die Abweichung der Umgebung vom Nominalwinkel des Referenzobjektes bedeutet, die Winkelabweichung der Umgebung von einer waagrechten Ebene am Fußpunkt des Referenzobjektes. Vorteilhaft wird hierdurch eine gute Validität der Ergebnisse erzielt. Weiterhin ist diese Ermittlung in relativ einfacher Weise auszuführen.
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Weiterhin sei an dieser Stelle angemerkt, dass der Nominalwinkel bereits mittels früheren Messungen ermittelt werden kann. Die so ermittelten Daten können als Datenbasis aus einem internen Speicher oder der Cloud bei Bedarf abgerufen werden. Gleiches gilt auch für die Steigung der Fahrbahn, die bspw. zu einem früheren Zeitpunkt ermittelt wurde, als der Beschleunigungssensor noch funktionsfähig war. Der Nominalwinkel und/oder die Steigung können dann entsprechend eingelernt und kalibriert als Referenz und/oder als Kontrolle für die nunmehr erfolgte Abschätzung verwendet werden. Dies erhöht weiterhin die Validität der Ergebnisse. Alternativ kann der Nominalwinkel von bestimmten Referenzobjekten auch als externe Information zur Verfügung stehen und verwendet werden, bspw. durch hinterlegte (und ggf. GPS bezogene) Daten.
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In einer möglichen Ausgestaltung weist das Verfahren den Verfahrensschritt auf: Ermitteln der Steigung der Fahrbahn unter Berücksichtigung einer ermittelten Abweichung vom Nominalwinkel zwischen dem Referenzobjekt und der Umgebung.
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Hierunter wird verstanden, dass die Ermittlung der Steigung nicht nur unter Berücksichtigung der reinen Winkelbeziehung zwischen dem Referenzobjekt und der Umgebung erfolgt, sondern dass auch der jeweilige Nominalwinkel des Referenzobjektes sowie die Abweichung der Umgebung davon berücksichtigt werden. Hierdurch kann vorteilhaft mittels einfacher Berechnung eine gute Ergebnisqualität erreicht werden.
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In einer bevorzugten Ausführung weist das Verfahren den Verfahrensschritt auf: Ermitteln einer Winkelbeziehung zwischen der Umgebung und der Fahrbahn.
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Hierunter wird verstanden, dass die Winkelbeziehung zwischen der Umgebung und der Fahrbahn bei der Ermittlung der Fahrbahnsteigung berücksichtigt wird. Als Umgebung wird diesbezüglich insbesondere der Bodenstruktur, d.h. die Oberfläche des Bodens der Umgebung verstanden. Hierbei kann bspw. die Annahme getroffen werden, dass die Steigung der Umgebung (d.h. des Bodens, welcher das Referenzobjekt umgibt) im Wesentlichen der Steigung der Fahrbahn entspricht. Alternativ kann auch die Winkeldifferenz zwischen (dem Boden) der Umgebung und der Fahrbahn ermittelt werden. Vorteilhaft kann durch eine weitere Berücksichtigung derartiger Faktoren die Ergebnisgüte verbessert werden.
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In einer alternativen Weiterbildung weist das den Verfahrensschritt auf: Ermitteln der Steigung der Fahrbahn unter Berücksichtigung einer Winkelbeziehung zwischen dem Referenzobjekt und der Fahrbahn.
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Hierunter wird verstanden, dass eine direkte Winkelbeziehung zwischen dem Referenzobjekt und der Fahrbahn ermittelt wird. Basierend auf und/oder unter Berücksichtigung dieser Winkelbeziehung wird die Fahrbahnsteigung abgeschätzt. Hierbei kann selbstverständlich eine Berücksichtigung der ermittelten Abweichung vom Nominalwinkel zwischen dem Referenzobjekt und der Fahrbahn erfolgen. Vorteilhaft wird hierdurch eine gute Validität der Steigungsschätzung ermöglicht.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens weist das definierte Referenzobjekt eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Struktur aufweist und/oder das definierte Referenzobjekt (7) eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Struktur aufweist.
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Hierunter wird verstanden, dass das Referenzobjekt eine vertikal orientierte Struktur beinhaltet oder aus dieser besteht. Die Struktur kann bspw. lotrecht verlaufen. Als lotrecht wird - wie bereits ausgeführt verstanden, wenn die Struktur rechtwinklig zur waagrechten Erdoberfläche verläuft, bzw. auf den Erdmittelpunkt ausgerichtet ist. Selbstverständlich können auch nur zumindest Teile der Struktur im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sein. Vorteilhaft sind diese Teile jedoch gut von der restlichen Struktur zu differenzieren und damit in den Bilddaten zu identifizieren. Vorteilhaft kann durch vertikale Strukturen eine einfache Ermittlung der Winkelableitungen erfolgen.
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Weiterhin wird dadurch eine gute Validität bzgl. der Abschätzung der Fahrbahnsteigung erzielt. In einer zusätzlichen oder alternativen Ausgestaltung kann das Referenzobjekt eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Struktur aufweisen oder aus einer solchen bestehen.
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In einer möglichen Ausführung des Verfahrens umfasst das definierte Referenzobjekt eines oder mehrere der folgenden Objekte und/oder besteht aus diesen:
- - eine Gebäudelinie,
- - eine Gebäudestruktur,
- - ein Verkehrsschild,
- - eine Leitplanke,
- - eine im Wesentlichen senkrecht wachsende Vegetation, insbesondere ein Baumstamm,
- - ein Gebäudeträger in einem Gebäude,
- - eine Wand und/oder eine vertikale Kante zwischen zwei Wänden in einem Gebäude.
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In überraschender Weise haben sich insbesondere diese Objekte als geeignete Referenzobjekte bei der Evaluierung erwiesen. Hierdurch kann eine hohe Sicherheit bei der Ermittlung der Winkelabweichungen erzielt werden. Dadurch werden gute Ergebnisse bei der Abschätzung der Fahrbahnsteigung ermöglicht.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens kann das die Steigung der Fahrbahn repräsentierende Signal zur Ansteuerung eines Assistenzsystems eingesetzt werden und/oder wird dazu eingesetzt.
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In vorteilhafter Weise kann damit die Kamera als Sensor verwendet werden um die Steigung der Fahrbahn zu ermitteln und auf dieser Datenbasis eine Steuerung des Fahrerassistenzsystems durchzuführen. Hierdurch wird eine Unterstützung des Fahrers ermöglicht. Vorteilhaft kann daher hierdurch eine hohe Aufrechterhaltung und Ausführung von automatisierten Assistenzsystemen erfolgen und/oder die Notwendigkeit eines Fahrereingriffs reduziert werden. Als Assistenzsystem kann bspw. ein System zur Durchführung eines automatisierten Parkvorgangs verstanden werden. Weiterhin ist bspw. auch eine automatisierte Feststellbremse als Assistenzsystem für den Fahrer zu verstehen.
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In einer alternativen Ausführung wird das Verfahren ausgeführt wenn eine unzureichende Ermittlung der Steigung mittels eines Beschleunigungssensors erkannt wird, insbesondere bei erkannter fehlender Funktionsfähigkeit des Beschleunigungssensors und/oder bei einem fehlendem, fehlerhaften oder nicht-validen Signals des Beschleunigungssensors oder einem sonstigen Ausfall der Beschleunigungsinformation.
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Hierunter wird verstanden, dass das Verfahren nur dann ausgeführt wird, wenn keine validen Signale des Beschleunigungssensors vorliegen. Der Beschleunigungssensor ist in einer Vielzahl von Fahrzeugen verbaut. Bspw. wird dieser für ein ESP-System benötigt. Der Sensor liefert Daten über die Beschleunigung in mehrere Dimensionen. Hieraus wird im Regelfall auch die Steigung des Fahrzeugs ermittelt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen daher auch Steigungssensoren unter dem Begriff Beschleunigungssensoren subsummiert werden. Bei einem Ausfall dieses Sensors stehen zahlreiche Funktionen nicht mehr zur Verfügung oder können nur noch mit eingeschränktem Funktionsumfang ausgeführt werden. Das vorliegende Verfahren bietet vorteilhafterweise ein Redundanzkonzept für diesen Sensor. In diesem Sinne ist das vorliegende Verfahren als Rückfallebene für einen Ausfall des Beschleunigungssensors zu verstehen, insbesondere wenn für die Assistenzfunktion lediglich ein Steigungssignal benötigt wird. In vorteilhafter Weise kann hierdurch eine hohe Aufrechterhaltung und Ausführung von automatisierten Assistenzsystemen erfolgen.
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In einer möglichen Ausführung ist ein Verfahren zur Betreiben einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
- - Identifikation einer unzureichenden Ermittlung der Steigung mittels eines Beschleunigungssensors, und
- - Durchführung des Verfahrens zum Ermitteln der Steigung der Fahrbahn gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, und
- - Bereitstellung eines Signals für eine automatisierte Feststellbremse, und
- - Ansteuerung der automatisierten Feststellbremse unter Berücksichtigung des Signals.
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Hierunter wird verstanden, dass das beschriebene Verfahren zur Ermittlung der Steigung in ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Feststellbremse integriert wird. Vorteilhaft wird hierdurch ein Redundanzkonzept für die Feststellbremse geschaffen. Hierbei weist das reguläre Verfahren zum Betreiben der Feststellbremse eine Ermittlung der Steigung mittels Beschleunigungssensor auf. Bei einem Ausfall dieses Sensors wird nunmehr die Ermittlung mittels des Videosystems vorgenommen. Eine derartige Redundanz ist insbesondere vorteilhaft für (hoch-)automatisierte Parkmanöver. Weiterhin werden vorteilhaft nur Komponenten verwendet, welche in einem derartigen Fahrzeug ohnehin verbaut sind. Hierdurch kann vorteilhafterweise auf zusätzliche Komponenten und damit Kosten zur Realisierung des Redundanzkonzeptes verzichtet werden.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Steigung einer Fahrbahn auf welcher sich ein Fahrzeug befindet vorgesehen, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das Verfahren gemäß einem der oben beschriebenen Verfahrensschritte auszuführen.
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Hierunter wird verstanden, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet, das heißt eingerichtet ist und/oder Mittel aufweist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch ein wie zuvor beschriebenes Verfahren durchzuführen. Als Vorrichtung kann bspw. ein Steuergerät und/oder ein Speicherelement und/oder ein Bedienelement angesehen werden. Also beispielsweise ein ESP-Steuergerät oder APB-Steuergerät, welches eine Steuerung einer Feststellbremse durchführt Insbesondere ist ein Steuergerät vorgesehen, welches dazu eingerichtet und ausgebildet ist, mehrere vorhandene automatisierte Feststellbremsen eines Fahrzeugs unabhängig voneinander anzusteuern. Weiterhin kann unter Vorrichtung auch ein Bildsensor und/oder ein Videosystem verstanden werden. Durch derartige Vorrichtungen können die bereits im Rahmen des Verfahrens beschriebenen Vorteile umgesetzt werden.
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Unter einer Vorrichtung kann also auch ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hardware- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe effizient und kostengünstig gelöst werden.
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Darüber hinaus ist eine automatisierte Feststellbremse vorgesehen, die eingerichtet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das Verfahren gemäß einem der oben beschriebenen Verfahrensschritte auszuführen.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Computerprogramm vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren auszuführen wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Vorrichtung ausgeführt wird sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Hierunter wird verstanden, dass das Computerprogramm einen Programmcode aufweist zur Durchführung eines oder mehrerer oder aller oben genannten Verfahrensschritte, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Von Vorteil ist also auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Insofern schafft der hier vorgestellte Ansatz ein Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einer hier vorgestellten Variante, wenn das Programmprodukt auf einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ausführungsformen
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeit der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren.
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Von den Figuren zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Kamera, welche ein Referenzobjekt aufnimmt auf einer waagerechten Fahrbahn; und
- 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Kamera, welche ein Referenzobjekt aufnimmt auf einer in Fahrtrichtung geneigten Fahrbahn; und
- 3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Kamera, welche ein Referenzobjekt aufnimmt auf einer orthogonal zur Fahrtrichtung geneigten Fahrbahn; und
- 4 die Verfahrensschritte einer beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Kamera, welche ein Referenzobjekt aufnimmt auf einer waagerechten Fahrbahn. Das Fahrzeug 1 ist als Personenkraftwagen ausgestaltet. Dieses Fahrzeug 1 weist einen Bildsensor 2 auf. Dieser Bildsensor 2 ist eine nach außen gerichtete Kamera. Hierbei kann bspw. eine Frontkamera und/oder eine Seitenkamera eingesetzt werden. Die eingezeichneten Striche deuten beispielhafte Erfassungspunkte aus dem Erfassungsbereich des Bildsensors 2 an. Der Bildsensor 2 erstellt Bilddaten der Umgebung 6 des Fahrzeugs 1. Diese Bilddaten werden bspw. durch das Steuergerät 10 weiterverarbeitet. Weiterhin weißt das Fahrzeug 1 einen Beschleunigungssensor 3 auf. Der Beschleunigungssensor 3 ist als 3-dimensionales Koordinatensystem dargestellt, um die Fähigkeit der Lageerkennung zu verdeutlichen. In der Regel werden aber 6 Dimensionen durch den Beschleunigungssensor 3 erfasst, wobei hier auch die Drehraten berücksichtigt werden können. Mittels des Beschleunigungssensors 3 kann, wie bereits angedeutet, die Steigung des Fahrzeugs 1 ermittelt werden. Die Steigung des Fahrzeugs 1 stimmt zumeist mit der Steigung der Fahrbahn 5 überein. Daher kann bei einem funktionsfähigen Beschleunigungssensor 3 auch die Steigung der Fahrbahn 5 abgeschätzt werden. Die Kenntnis der Fahrbahnsteigung ist bspw. wichtig, um eine Aktivierung von Fahrfunktionen und/oder Fahrassistenzfunktionen freizugeben, zu aktivieren und/oder anzupassen. Bspw. wird die Größe der Zuspannkraft sowie die Notwendigkeit und Stärke eines Nachspannprozesses bei der automatisierten Feststellbremse 4 auch durch die Fahrbahnsteigung mit definiert. Das Fahrzeug 1 weist zwei automatisierte Feststellbremsen 4 jeweils an einem der Hinterräder auf, die in 1 angedeutet sind. Weiterhin ist in 1 ein Referenzobjekt 7 gezeigt. Dieses Referenzobjekt 7 weist eine im Wesentlichen lotrechte Struktur auf. Bei dem Referenzobjekt 7 kann es sich bspw. um eine Hausecke handeln. Durch die senkrecht ausgerichtete Struktur des Referenzobjektes 7 ergibt sich bei einer waagrechten Fahrbahn 5 ein rechter Winkel zwischen der Fahrbahn 5 und dem Referenzobjekt 7. Der Winkel zwischen dem Referenzobjekt 7 und einer Waagerechten im Fußpunkt des Referenzobjektes 7 ist als Nominalwinkel 8 markiert.
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In 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Kamera, welche ein Referenzobjekt aufnimmt und sich das Fahrzeug auf einer geneigten Fahrbahn befindet. Die dargestellten Elemente stimmen im Wesentlichen mit den in 1 dargestellten Elementen überein. Zusätzlich ist die Steigung 11 der Fahrbahn 5 dargestellt auf welcher sich das Fahrzeug 1 befindet. Die dargestellte Steigung 11 verläuft dabei in Fahrtrichtung. Durch die Steigung 11 der Fahrbahn 5 ergibt sich auch eine Veränderung des Winkels zwischen dem Referenzobjekt 7 und der Fahrbahn 5. Diese Veränderung vom Nominalwinkel wird als Abweichung 9 gekennzeichnet.
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In 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Kamera, welche ein Referenzobjekt aufnimmt und sich das Fahrzeug auf einer geneigten Fahrbahn befindet. Die dargestellten Elemente stimmen im Wesentlichen mit den in 1 und 2 dargestellten Elementen überein. Das Referenzobjekt 7 zeichnet sich weiterhin aus, dass es aus einem vertikalen Referenzobjekt 7'und einem horizontalen Referenzobjekt 7" zusammensetzt. Wie in 2 ist auch die Steigung 11 der Fahrbahn 5 dargestellt auf welcher sich das Fahrzeug 1 befindet. Die dargestellte Steigung 11 verläuft dabei in Rollrichtung des Fahrzeugs, d.h. orthogonal zur eigentlichen Fahrtrichtung.
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In 3 ist eine Darstellung der Verfahrensschritte einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Hierbei erfolgt in einem ersten Schritt S 1 der Start des Verfahrens. Der Start des Verfahrens kann bspw. manuell aktiviert werden und oder automatisiert durch externe Faktoren, wie bzw. den Start des Fahrzeug oder eine bestimmte Fahrsituation. In einem nächsten Schritt S2 wird überprüft, ob die notwendigen Voraussetzungen zur Durchführung der weiteren Verfahrensschritte vorliegen. Hierbei wird beispielsweise überprüft, ob valide Beschleunigungsinformationen vorliegen. Alternativ oder additiv kann in S2 überprüft werden, ob ein Steigungssignal in der aktuellen Fahrsituation notwendig ist. Sind Daten von dem Beschleunigungssensor verfügbar und erscheinen vertrauenswürdig, können bereits diese Daten zur Ansteuerung einer Fahrzeugfunktion verwendet werden. Wird jedoch ein Ausfall der Beschleunigungsinformationen in Schritt S2 identifiziert, werden die weiteren Schritte des Verfahrens ausgeführt. Bspw. wird in einem nächsten Schritt S3 Bilddaten mit dem Bildsensor eines Videosystems des Fahrzeugs erstellt. Das Videosystem ist bspw. nach vorne in Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet und nimmt die Umgebung des Fahrzeugs im Erfassungsbereich des Videosystems vor dem Fahrzeug auf.
In einem nächsten Schritt S4 erfolgt das Einlesen der Bilddaten, die von dem Videosystem erstellt wurden. Das Einlesen kann bspw. in ein Steuergerät mit einem Datenspeicher erfolgen. Im Anschluss werden die Bilddaten bearbeitet und analysiert. Hierbei erfolgt in einem Schritt S5 das Ermitteln des definierten Referenzobjektes. Hierzu zählt die Identifikation des Referenzobjektes. Weiterhin kann das Referenzobjekt markiert, gelabelt oder in sonstiger Form gekennzeichnet werden. In einem nächsten Schritt S6 erfolgt die Ermittlung der Winkelbeziehungen. Hierunter wird die Ermittlung der Winkelbeziehung zwischen Referenzobjekt und Fahrbahn des Fahrzeugs verstanden. Die Ermittlung dieser Winkelbeziehung kann aufgeteilt werden in die Ermittlung der Winkelbeziehung zwischen dem Referenzobjekt und der Umgebung des Referenzobjektes (bzw. des Fahrzeugs) sowie zwischen der Umgebung des Referenzobjektes und der Fahrbahn. Im Rahmen der Ermittlung der Winkelbeziehungen kann auch die Ermittlung eines Nominalwinkels (bspw. des Nominalwinkels des Referenzobjektes) und / oder die Ermittlung einer Abweichung des tatsächlichen Winkels vom Nominalwinkel erfolgen. Basierend auf den ermittelten Daten wird in einem nächsten Schritt S7 die Steigung der Fahrbahn des Fahrzeugs abgeschätzt. Ist die Abschätzung erfolgt, kann diese weiterhin auch zur Validierung mit vorhandenen Daten (bspw. aus früheren Messungen während die Funktionsfähigkeit des Beschleunigungssensors noch gegeben war) abgeglichen werden. Im Anschluss erfolgt in Schritt S8 eine Bereitstellung eines Signals, welches die ermittelte Steigung der Fahrbahn repräsentiert. Dieses Signal kann natürlich in einem weiteren Schritt S9 abgegriffen oder weitergeleitet werden. Bspw. erfolgt die Weiterleitung des Signals an das Steuergerät der automatisierten Feststellbremse. Das Steuergerät der automatisierten Feststellbremse ist regelmäßig in das Steuergerät des ESP-Systems integriert, bspw. durch dieses ausgebildet. Das nunmehr dort anliegende Signal wird im weiteren Verlauf bei der Steuerung der automatisierten Feststellbremse berücksichtigt. Eine entsprechende Ansteuerung der automatisierten Feststellbremse auf Basis oder zumindest unter Berücksichtigung des ermittelten Signals zur Fahrbahnsteigung erfolgt in einem Schritt S10. Das Verfahren wird in einem Schritt S11 beendet, bspw. durch eine manuelle Deaktivierung oder eine automatische Deaktivierung bspw. bei einem geparkten Fahrzeug.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013221696 A1 [0002]
