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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Fortbewegungsmittel zur Bewertung einer Trajektorie des Fortbewegungsmittels.
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Moderne Fortbewegungsmittel sind häufig mit einer Vielzahl an Sensoren zur Erfassung eines Umfelds des Fortbewegungsmittels ausgestattet, um im Zusammenspiel mit entsprechenden, im Fortbewegungsmittel angeordneten Assistenzsystemen die Fahrsicherheit und/oder den Fahrkomfort für den Führer des Fortbewegungsmittels zu erhöhen. Weiterhin sind die Sensoren zur Umfelderfassung auch eine Voraussetzung für einen autonomen Fahrbetrieb. Insbesondere für Letzteren gilt, dass eine möglichst lückenlose 360° Erfassung des Umfelds des Fortbewegungsmittels angestrebt wird. Zu diesem Zweck werden Sensoren wie Kameras, Lidar-Sensoren, Radar-Sensoren oder Ultraschallsensoren einzeln oder in Kombination eingesetzt. Trotz verschiedener Einbaupositionen der Sensoren am Fortbewegungsmittel und unterschiedlicher eingesetzter Technologien kann es dazu kommen, dass dynamische und statische Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels die „Sicht“ der Sensoren behindern. Dieser Effekt wird auch als „Verdeckung“ bezeichnet.
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Im Stand der Technik werden die Ausgangssignale der unterschiedlichen Sensoren üblicherweise in elektronischen Steuergeräten, die mit den Sensoren verbunden sind, empfangen und ausgewertet. Die Steuergeräte können Auswerteeinheiten umfassen, die eingerichtet sind, das Umfeld des Fortbewegungsmittels und die jeweilige Fahrsituation mittels geeigneter Algorithmen zu ermitteln. Dabei können im Zuge der Ermittlung der Fahrsituation auch potentielle Verdeckungssituationen im Umfeld des Fortbewegungsmittels erkannt und berücksichtigt werden. Der Umgang mit solchen Verdeckungssituationen wird im Zusammenhang mit einem autonomen Fahren der sogenannten Fahrstrategie überlassen, die ein auf einer Auswerteeinheit ausgeführter Algorithmus ist. Die Fahrstrategie leitet anhand der verfügbaren Sensorinformationen und deren Auswertung ein zukünftiges Sollverhalten, d. h. eine zukünftige bevorzugte Bewegung des Fahrzeugs entlang einer Trajektorie ab. Neben den Sensordaten greift die Fahrstrategie i.d.R. auch auf Kartendaten und Informationen über die potentiell verdeckten Bereiche im Umfeld des Fortbewegungsmittels zu. D. h., die Fahrstrategie kann anhand dieser Informationen bewerten, in welchen Bereichen des Umfelds des Fortbewegungsmittels eine Erfassung der Fahrsituation nicht oder nur eingeschränkt möglich ist.
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Druckschrift
DE 10 2012 110 219 A1 offenbart ein Verfahren zur Erkennung von gekennzeichneten Gefahr- und/oder Baustellen im Bereich von Fahrbahnen, bei dem mittels wenigstens eines Umfeldsensors die Gefahr- und/oder Baustellen anzeigenden Objekte erkannt werden, erfindungsgemäßen ist vorgesehen, dass mittels des Umfeldsensors eine Ampelanlage erkannt wird, die Positionsdaten der Ampelanlage bestimmt wird, aus den von dem Umfeldsensor erfassten Umfelddaten ein Umfeldszenarium hinsichtlich der Umgebungsstruktur bestimmt und mit einem Referenzmodell des Umfeldszenariums verglichen wird, und falls dieses Referenzmodell keine Ampelanlage anzeigt oder eine Ampelanlage mit von den Positionsdaten der erkannten Ampelanlage abweichenden Positionsdaten anzeigt, auf eine Gefahr- und/oder Baustelle kennzeichnende Ampelanlage geschlossen wird.
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Druckschrift
DE 10 2012 207 620 A1 offenbart ein System und Verfahren für die Lichtsignaldetektion. Das System und Verfahren können einen Ort eines Fahrzeugs bestimmen, unter Verwendung einer dem Fahrzeug zugeordneten Kamera ein Bild erheben, das Bild zusammen mit dem Ort des Fahrzeugs und/oder zuvor erhobenen Informationen über den Ort von Lichtsignalen oder anderen Objekten (z. B. Verkehrszeichen) analysieren und unter Verwendung dieser Analyse ein Bild eines Lichtsignals innerhalb des erhobenen Bilds ermitteln. Die Position (z. B. eine geographische Position) des Signals kann bestimmt und zur späteren Verwendung gespeichert werden. Die Identifizierung des Signals kann verwendet werden, um eine Ausgabe wie etwa den Status des Signals wie etwa grünes Licht bereitzustellen.
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Druckschrift
EP 2 945 138 A1 offenbart ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, umfassend eine Erfassungseinheit, die eingerichtet ist, unter normalen Umgebungsbedingungen statische Objekte von Interesse entlang einer von dem Fahrzeug genommenen Route zu erfassen; einen Speicher, der eingerichtet ist, Informationsdaten über die detektierten statischen Objekten zu speichern, wobei die in dem Speicher gespeicherten Informationsdaten von dem Fahrerassistenzsystem verwendet werden, wenn sich das Fahrzeug entlang der gleichen Route bewegt und die statischen Objekte entlang der Route aufgrund verschlechterter Umgebungsbedingungen nicht erkennbar sind.
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Prinzip bedingt ist durch den Einsatz oben beschriebener Verfahren und technischer Einrichtungen stets nur ein Reagieren auf eine aktuelle bestehende Fahr-und/oder Verdeckungssituation möglich, da die Informationen zur Bewertung solcher Situationen nicht a priori vorliegen, sondern jeweils aktuell im Zuge der Bewegung des Fortbewegungsmittels ermittelt und ausgewertet werden. Ein Vermeiden von potentiellen Verdeckungssituationen ist somit nicht oder nur eingeschränkt möglich, da eine Verdeckungssituation meist erst dann detektiert werden kann, wenn diese bereits vorliegt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren dahingehend zu optimieren, dass potentielle Verdeckungssituationen bereits a priori bekannt sind und somit durch die Fahrstrategie eine Vermeidung der Verdeckungssituationen bzw. zumindest ein günstigeres Reagieren darauf ermöglicht wird, indem sie eine Trajektorie des Fortbewegungsmittels so festlegt, dass die Bereiche, in denen eine Verdeckung auftreten kann, nach Möglichkeit gezielt umfahren werden. Auf diese Weise können die Sicherheit von Insassen des Fortbewegungsmittels und anderen Verkehrsteilnehmern und der Komfort erhöht werden.
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In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bewertung einer Trajektorie eines Fortbewegungsmittels wird mittels einer Auswerteeinheit, die z.B. einen Prozessor umfasst, ein Datensatz aus einer an die Auswerteeinheit angebundenen Speichereinheit ausgelesen. Der Datensatz beinhaltet Daten, die ein zukünftiges Umfeld des Fortbewegungsmittels repräsentieren. Dabei handelt es sich um Daten, die zu einem früheren Zeitpunkt ermittelt und analysiert wurden, bevor diese in Form eines Datensatzes mittels einer geeigneten Datenverwaltung in der Speichereinheit abgelegt wurden. Bevorzugt umfassen die Daten über das zukünftige Umfeld des Fortbewegungsmittels Informationen über potentiell verdeckende Objekte und/oder für die Führung des Fortbewegungsmittels relevante Objekte bzw. Informationen und ihre Positionen. Diese Informationen können beispielsweise in Form von Vektormodellen gespeichert sein, die die Objekte repräsentieren, indem sie deren Geometrie und Position in geeigneter Genauigkeit abbilden. Das Erstellen eines Vektormodells für ein potentiell verdeckendes Objekt ist dabei nur eine Möglichkeit zur Beschreibung der Objekte, andere geeignete Repräsentationen sind hier ebenfalls denkbar. Die Daten des Vektormodells können nach deren Ermittlung unter Angabe der Positionsdaten des jeweils ermittelten, potentiell verdeckenden Objektes in der an die Auswerteeinheit angebundenen Speichereinheit abgelegt werden.
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Zur Verknüpfung der Daten mit der jeweiligen Position bzw. zukünftigen Position des Fortbewegungsmittels ist es denkbar, die Daten in Form von Zusatzinformationen gemeinsam mit Daten, die eine Karte repräsentieren, zu speichern. Auf diese Weise lassen sich die erfindungsgemäßen Zusatzinformationen fest mit konkreten Koordinatenpunkten der Karte verknüpfen. Die Karte kann beispielsweise das Kartenmaterial einer Navigationseinheit für ein Fortbewegungsmittel darstellen, welches ebenfalls in Form von Daten in einer Speichereinheit abgelegt ist. Die Zusatzinformationen können z.B. in einem eigenen Karten-Layer abgelegt werden, der ähnlich wie andere Zusatzinformationen der Navigationseinheit der eigentlichen Navigationskarte überlagert werden kann. Da das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur im Zusammenhang mit einem autonom fahrenden Fortbewegungsmittel eingesetzt werden, sondern auch als System zur Unterstützung eines manuell steuernden Führers eines Fortbewegungsmittels dienen kann, kann es vorteilhaft sein, Positionen potentiell verdeckender Objekte für den Fahrer sichtbar in der Navigationskarte auf einem Display der Navigationseinheit anzuzeigen. Dies kann z.B. durch ein eindeutiges Symbol an den jeweiligen Positionen für potentiell verdeckende Objekte in der Karte dargestellt werden. Abstufungen zwischen kritischen und weniger kritischen potentiell verdeckenden Objekten können dabei mittels unterschiedlicher Einfärbung des eindeutigen Symbols kenntlich gemacht werden.
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Bevorzugt stehen der Auswerteeinheit neben den Kartendaten auch Informationen über die aktuelle Position des Fortbewegungsmittels und dessen Orientierung zur Verfügung. Wiederum bevorzugt werden die oben genannten Informationen durch eine geeignete Schnittstelle zwischen der Navigationseinheit und der Auswerteeinheit ausgetauscht. Dabei können die auf der Auswerteeinheit auszuführenden, erfindungsgemäßen Verfahrensschritte auch ein Bestandteil der Navigationseinheit sein, wobei die Algorithmen, die die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte umsetzen, mittels eines Prozessors der Navigationseinheit berechnet werden können.
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Um nicht den vollständigen Datensatz auslesen zu müssen ist es auch möglich, nur die Daten des Datensatzes auszulesen, die Umfeldinformationen über das nähere Umfeld des Fortbewegungsmittels beinhalten. Als näheres Umfeld kann beispielsweise ein vordefinierter Entfernungsradius um die Position des Fortbewegungsmittels angenommen werden, zu dem die entsprechenden Daten des Datensatzes ausgelesen werden. Alternativ können sich die auszulesenden Daten auch an einer aktuellen Route des Fortbewegungsmittels orientieren. Die aktuelle Route kann mit Hilfe der Navigationseinheit ermittelt werden. Anschließend können die Daten des Datensatzes ausgelesen werden, die eine Strecke ausgehend von der aktuellen Position des Fortbewegungsmittels bis zu einer vordefinierten Entfernung auf der aktuellen Route beschreiben. Die vordefinierten Werte für den Radius bzw. die Entfernung können auch dynamisch in Abhängigkeit einer aktuellen Position und/oder einer aktuellen Fahrsituation angepasst werden.
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In einem nächsten Verfahrensschritt wird eine zukünftige Perspektive eines Umfeldsensors des Fortbewegungsmittels auf das Umfeld ermittelt. Zu diesem Zweck ist an die Auswerteeinheit mindestens ein Umfeldsensor angebunden, der eingerichtet ist, Informationen über das Umfeld des Fortbewegungsmittels zu erfassen. Der Sensor kann beispielsweise eine Kamera für ein System zur Erkennung von Verkehrsinformationsobjekten wie Verkehrsschildern sein, der in einem vorderen Bereich des Fortbewegungsmittels angeordnet ist, so dass eine Erfassung von Objekten in Fahrtrichtung ermöglicht wird. Bevorzugt stehen der Auswerteeinheit zusätzlich Informationen über die Geometrie des Fortbewegungsmittels, die Position der Anordnung des Sensors am Fortbewegungsmittel, sowie über den Erfassungsbereich des Sensors, als auch die Art des Sensors zur Verfügung. Diese Daten können wiederum in der an die Auswerteeinheit angebundenen Speichereinheit abgelegt werden. Auf Basis der Informationen über das zukünftige Umfeld des Fortbewegungsmittels und der Informationen über das Fortbewegungsmittel selbst und dem dort angeordneten Sensor lässt sich mit Hilfe der Auswerteeinheit die zukünftige Perspektive des Umfeldsensors des Fortbewegungsmittels auf das Umfeld ermitteln.
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In einem nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens findet mittels der Auswerteeinheit eine Bewertung einer Trajektorie des Fortbewegungsmittels in Abhängigkeit des Datensatzes sowie der zukünftigen Perspektive statt. D. h., dass die Auswerteeinheit mittels der ihr vorliegenden Informationen eingerichtet ist, eine potentielle Verdeckungssituation zu ermitteln und im Ansprechen darauf eine geeignete, von einer Standardtrajektorie (z.B. eine Standardvorgabe für ein autonomes Fahren, wobei das Fortbewegungsmittel z.B. bevorzugt in der Mitte einer rechten Fahrspur gehalten wird) abweichende optimale Trajektorie für das Fortbewegungsmittel zu ermitteln, die eine Vermeidung der potentiellen Verdeckungssituation erlaubt bzw. diese so weit wie möglich reduziert. Eine Reduzierung statt einer Vermeidung kann z.B. ungünstigen örtlichen Gegebenheiten geschuldet sein, die eine Anpassung der Trajektorie nur teilweise oder gar nicht erlauben. Dies kann der Fall sein, wenn beispielsweise nur eine Fahrspur für die aktuelle Orientierung des Fortbewegungsmittels zur Verfügung steht, die zudem seitlich des Fortbewegungsmittels eng begrenzt ist und somit nur geringfügige bis keine Ausweichmöglichkeiten in Form einer alternativen Trajektorie zulässt.
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Die ermittelte optimale Trajektorie kann durch die Auswerteeinheit an eine Steuereinheit für ein autonomes Fahren des Fortbewegungsmittels übertragen werden, die auf Basis dieser Informationen eine Längs- und/oder Querführung des Fortbewegungsmittels im Bereich einer Verdeckungssituation entsprechend automatisch anpasst. Alternativ kann die optimale Trajektorie auch durch die Steuereinheit für ein autonomes Fahren berechnet werden, wobei die Auswerteeinheit in diesem Fall lediglich die für die Berechnung der Trajektorie notwendigen Informationen über potentiell verdeckende Objekte an die Steuereinheit für ein autonomes Fahren überträgt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der das zukünftige Umfeld repräsentierende Datensatz in einer ersten Variante auf Basis von durch den Umfeldsensor des Fortbewegungsmittels erfassten Umfeldinformationen erstellt. Zu diesem Zweck werden die Umfeldinformationen während einer Fahrt des Fortbewegungsmittels kontinuierlich erfasst und durch die Auswerteeinheit analysiert. Für den Fall, dass im Zuge der Auswertung der Umfeldinformationen potentiell verdeckende Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels ermittelt werden, können diese beispielsweise durch ein Vektormodell beschrieben werden, welches ebenfalls durch die Auswerteeinheit berechnet wird. Als potentiell verdeckende Objekte kommen Objekte wie Gebäude, Baustellen, oder auch natürliche Gegebenheiten im Umfeld einer Fahrbahn in Betracht. Diese können dazu führen, dass z.B. ein System zur Fußgängererkennung im Fortbewegungsmittel nicht rechtzeitig reagieren kann, weil der Fußgänger, der z.B. an einem Baustellenende die Fahrbahn überquert, erst im letzten Moment für das System sichtbar wird, da er z.B. hinter einem Bauzaun hervortritt. Eine ähnliche Verdeckungssituation ist auch an einer Kreuzung gegeben, die aufgrund einer engen seitlichen Bebauung ebenfalls nur einen eingeschränkten Erfassungsbereich für einen seitlich angeordneten Sensor erlaubt. Dies kann z.B. in einer Abbiegesituation zu einem Problem führen, da mittels des Sensors und der mit ihm verbundenen Auswerteeinheit ein kollisionsrelevantes Objekt wie z.B. ein Fußgänger ebenfalls zu spät erkannt wird.
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Neben einer Verdeckung kollisionsrelevanter Objekte kann das erfindungsgemäße Verfahren auch eine Verdeckungssituation von Verkehrsinformationsobjekten vermeiden bzw. verbessern. Solche Verkehrsinformationsobjekte können beispielsweise Verkehrsschilder oder Signalanlagen sein, die ebenfalls durch potentiell verdeckende Objekte für den Führer eines Fortbewegungsmittels und/oder für einen am Fortbewegungsmittel angebrachten Sensor verdeckt werden. Insbesondere im Zusammenhang mit einem autonom fahrenden Fortbewegungsmittel ist eine zuverlässige und lückenlose Erfassung und Ermittlung von Zuständen von Signalanlagen (z.B. Verkehrsampeln) bzw. von Inhalten statischer Verkehrsinformationsobjekte (z.B. Verkehrsschilder) essentiell, für einen gefährdungs- und störungsfreien Betrieb. Da die Verkehrsinformationsobjekte in der Regel seitlich bzw. oberhalb der Fahrbahn angeordnet sind, kommt hier noch ein weiterer Verdeckungsaspekt hinzu. So kann es vorkommen, dass eine in einer Entfernung zum Fortbewegungsmittel positionierte Signalanlage z.B. für einen Frontsensor des Fortbewegungsmittels gut sichtbar ist, aber bei einer Annäherung des Fortbewegungsmittels an die Signalanlage aus dem Erfassungsbereich des Sensors herauswandert. Kommt ein autonom fahrendes Fortbewegungsmittel beispielsweise zu dicht an einer auf Rot geschalteten Ampelanlage zum Stehen, kann der Sensor ein Umschalten der Ampelanlage auf Grün in einem solchen Fall nicht mehr erfassen. Eine automatische Weiterfahrt des Fortbewegungsmittels wird so verhindert. Auch in diesem Fall kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft eingesetzt werden, da der Datensatz neben den Informationen über potentiell verdeckende Objekte auch Informationen über geeignete Haltepunkte hinsichtlich der Signalanlagen oder weiterer Verkehrsinformationsobjekte enthalten kann.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden im Folgenden bei der Beschreibung weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht in allen Fällen beide der genannten unterschiedlichen Verdeckungsaspekte ausgeführt. Stattdessen sollen die vorteilhaften Ausgestaltungen überwiegend anhand der potentiell verdeckenden Objekte erläutert werden, wobei die diesbezüglich beschriebenen Ausgestaltungen stets auch hinsichtlich des zweiten Verdeckungsaspektes anwendbar sind.
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In einer zweiten Variante der vorteilhaften Ausgestaltung kann der die potentiell verdeckenden Objekte enthaltene Datensatz mittels eines Crowdsourcing-Verfahrens erstellt werden. Das bedeutet, dass eine Mehrzahl an Fortbewegungsmitteln mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens potentiell verdeckende Objekte ermitteln (beispielsweise als Vektormodell) und die so ermittelten Daten einem Server zur Verfügung stellen, der die Daten empfängt und bewertet, um aus den Daten der einzelnen Fortbewegungsmittel eine Gesamtübersicht über potentiell verdeckende Objekte für eine möglichst große Anzahl an Straßen zu erstellen. Die hierzu notwendige Übermittlung der Daten der Fortbewegungsmittel an den Server kann mittels einer an die Auswerteeinheit angebundenen Mobilfunkeinheit erfolgen, welche eine Mobilfunkverbindung zu einer an den Server angebundenen Mobilfunkeinheit aufbaut. Im Gegenzug kann der Server die durch ihn ermittelte Gesamtübersicht über potentiell verdeckende Objekte mittels der beschriebenen Mobilfunkverbindung an die Fortbewegungsmittel übertragen. Empfänger für diese Gesamtübersicht können sowohl die am Crowdsourcing-Verfahren teilnehmenden Fortbewegungsmittel sein, aber auch weitere Fortbewegungsmittel, die selbst keine Daten über potentiell verdeckende Objekte ermitteln. Die Datensatzerstellung auf Crowdsourcing-Basis bietet den Vorteil, dass innerhalb kurzer Zeit ein Großteil eines Straßennetzes hinsichtlich potentiell verdeckender Objekte bewertet werden kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die zentrale Verwaltung der Daten auf dem Server, da auf diese Weise eventuelle Fehlinterpretationen von potentiell verdeckenden Objekten durch ein einzelnes Fortbewegungsmittel bei einem Abgleich mit Daten anderer Fahrzeuge zu derselben Position erkannt und entsprechend berücksichtigt werden können. D. h., dass ein potentiell verdeckendes Objekt erst dann als solches eingestuft und durch den Server an die Fortbewegungsmittel übertragen wird, wenn dasselbe Objekt durch z.B. eine Mindestanzahl unabhängiger Fortbewegungsmittel auf ähnliche Art und Weise ermittelt und beschrieben wurde. Auf diese Weise kann auch eine unerwünschte Übernahme von nicht statischen verdeckenden Objekten und/oder nur temporär verdeckender Objekte (z.B. ein parkender Lkw am Straßenrand) in die Gesamtübersicht durch den Server vermieden werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der die potentiell verdeckenden Objekte beschreibende Datensatz unabhängig von einer Umfelderfassung durch ein Fortbewegungsmittel ermittelt werden. Zu diesem Zweck kann ein Algorithmus eingesetzt werden, der den Datensatz anhand eines Abgleichs von Kartendaten mit Informationen über eine Art und Anordnung des Umfeldsensors, eine Geometrie und Orientierung des Fortbewegungsmittels und eine Position und Geometrie von potentiell verdeckenden Objekten berechnet. Mit anderen Worten findet in diesem Fall eine rein theoretische Bewertung hinsichtlich potentiell verdeckender Objekte statt, basierend auf einem Abgleich oben genannter, bereits vorhandener Informationen. Entscheidend in diesem Zusammenhang ist die Qualität und die Vollständigkeit bereits vorhandener Informationen über potentiell verdeckende Objekte, die beispielsweise aus flächendeckend erstellten Umfeldaufnahmen entlang eines vorhandenen Straßennetzes erstellt wurden und für eine Sensordatenanalyse zur Verfügung stehen. Auf diese Weise kann der Algorithmus, der beispielsweise auf einem Prozessor des externen Servers ausgeführt wird, für jede mögliche Kombination von Geometrien, Sensorkonfigurationen und Orientierungen unterschiedlicher Fortbewegungsmittel und Positionen auf dem Straßennetz entsprechende spezifische Verdeckungssituationen innerhalb des Straßennetzes ermitteln.
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Da eine Berechnung von Verdeckungssituationen für jede mögliche Kombination sowohl in einer langen Berechnungsdauer, als auch in einem sehr umfangreichen Datensatz resultiert, kann die Berechnung von relevanten Positionen auf dem Straßennetz beispielsweise auf die am häufigsten frequentierten Straßenabschnitte beschränkt werden. Die ermittelten, für das jeweilige Fortbewegungsmittel spezifischen Daten über potentiell verdeckende Objekte, können mittels der Mobilfunkstrecke zwischen dem Fortbewegungsmittel und dem externen Server an das Fortbewegungsmittel übertragen werden.
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Der nach einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen ermittelte Datensatz kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung neben den oben beschriebenen Vektormodellen für potentiell verdeckende Objekte alternativ oder zusätzlich für eine Vielzahl von Positionen im zukünftigen Umfeld des Fortbewegungsmittels jeweilige Bewertung enthalten, welche auf einer Wahrscheinlichkeit einer potentiellen Verdeckung durch potentiell verdeckende Objekte basiert. Diese Information kann beispielsweise in Form eines Gitters (z.B. ein Occupancy-Grid), welches in einem eigenen Karten-Layer der Karte des Navigationssystems verwaltet wird, in der Speichereinheit abgelegt werden. Auf diese Weise kann jeder Zelle des Gitters ein Wahrscheinlichkeitswert für eine potentielle Verdeckung zugeordnet werden, welcher wiederum bei der Berechnung der optimalen Trajektorie des Fortbewegungsmittels berücksichtigt werden kann.
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Darüber hinaus kann der Datensatz Informationen über geeignete Haltepositionen auf der Trajektorie des jeweiligen Fortbewegungsmittels enthalten, welche entweder theoretisch berechnet, oder anhand der durch den Sensor erfassten Umfeldinformationen ermittelt wurden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bewertung einer Trajektorie eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit, die z. B. einen Prozessor umfasst, der eingerichtet ist, die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte auszuführen. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, in Verbindung mit einem Dateneingang einen Datensatz repräsentierend ein zukünftiges Umfeld des Fortbewegungsmittels auszulesen. Der Datensatz ist bevorzugt in einer an die Auswerteeinheit angebundenen Speichereinheit abgelegt. Aus Speichereffizienzgründen kann der Datensatz in einer komprimierten Form im Speicher abgelegt sein. In diesem Fall findet vor der Nutzung der aus der Speichereinheit ausgelesenen Daten zunächst eine Dekomprimierung der Daten statt, wobei die dekomprimierten Daten bevorzugt in einem flüchtigen Speicher abgelegt werden, der ebenfalls an die Auswerteeinheit angebunden sein kann. Weiterhin kann die Auswerteeinheit in Verbindung mit dem Dateneingang eine zukünftige Perspektive eines Umfeldsensors des Fortbewegungsmittels auf das Umfeld ermitteln. Der Umfeldsensor kann beispielsweise ein optischer Sensor in Form einer Kamera sein, die im Frontbereich des Fortbewegungsmittels angeordnet ist und deren Erfassungsbereich in Richtung der vor dem Fortbewegungsmittel liegenden Fahrbahn ausgerichtet ist.
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Zusätzlich zum Datensatz, der ein zukünftiges Umfeld des Fortbewegungsmittels repräsentiert, können der Auswerteeinheit Informationen über die Geometrie des Fortbewegungsmittels, die Anordnung des Sensors am Fortbewegungsmittel, den Erfassungsbereich des Sensors und die Orientierung des Fortbewegungsmittels zur Verfügung gestellt werden. Auf Basis dieser Informationen kann die Auswerteeinheit mittels eines erfindungsgemäßen Algorithmus ermitteln, ob die im Datensatz gespeicherten Informationen bezüglich eines zukünftigen Umfelds des Fortbewegungsmittels potentielle Verdeckungen aus der Perspektive des Sensors mit sich bringen.
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Darüber hinaus ist die Auswerteeinheit eingerichtet, in Verbindung mit dem Datenausgang eine Trajektorie in Abhängigkeit des Datensatzes sowie der zukünftigen Perspektive zu bewerten und auszugeben. D. h., dass die Auswerteeinheit aufgrund der ihr zur Verfügung stehenden Daten in der Lage ist, im Ansprechen auf eine zuvor ermittelte potentielle Verdeckungssituation, eine von einer Standardtrajektorie abweichende Trajektorie zu berechnen, mittels derer die potentielle Verdeckungssituation vermieden oder zumindest verbessert werden kann.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt umfasst. Die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erst- und zweitgenannten Erfindungsaspekt ausgeführten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
- 1 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel; und
- 3 ein Beispiel für eine Verdeckungssituation in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel.
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1 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei wird im ersten Schritt 100 ein Datensatz repräsentierend ein zukünftiges Umfeld eines Fortbewegungsmittels 80 mittels einer Auswerteeinheit 10 aus einer an die Auswerteeinheit 10 angebundenen Speichereinheit 20 ausgelesen. Der Datensatz beinhaltet Informationen über potentiell verdeckende Objekte entlang einer aktuellen Route des Fortbewegungsmittels 80. Die potentiell verdeckenden Objekte sind im Datensatz durch Angaben zu Ihrer Position und durch eine Beschreibung ihrer Geometrie in Form eines Vektormodells eindeutig definiert. Im zweiten Schritt 200 wird eine zukünftige Perspektive 54 eines Umfeldsensors 50 des Fortbewegungsmittels 80 auf das Umfeld ermittelt, indem die Auswerteeinheit 10 weitere Informationen über das Fortbewegungsmittel 80 und eine Sensorkonfiguration des Fortbewegungsmittels 80 aus der Speichereinheit 20 ausliest. Diese weiteren Informationen umfassen Angaben zur Art des Umfeldsensors 50, dessen Anordnung am Fortbewegungsmittel 80 und zur Geometrie des Fortbewegungsmittel. Des Weiteren erhält die Auswerteeinheit 10 Informationen über die aktuelle Route und die Orientierung des Fortbewegungsmittels 80 mittels eines Datenaustauschs mit einer Navigationseinheit 30 des Fortbewegungsmittels 80. Auf Basis dieser Informationen ist es der Auswerteeinheit 10 durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Algorithmus möglich, sämtliche zukünftigen Perspektiven 54 des Umfeldsensors 50 entlang der aktuellen Route unter Berücksichtigung potentiell verdeckender Objekte zu ermitteln. Im dritten Schritt 300 erfolgt mittels der Auswerteeinheit 10 die Bewertung einer Trajektorie 84 des Fortbewegungsmittels 80 in Abhängigkeit des Datensatzes sowie der zukünftigen Perspektive 54. Anhand der im zweiten Schritt ermittelten Perspektiven 54 des Umfeldsensors 50 entlang der aktuellen Route des Fortbewegungsmittels 80 unter Berücksichtigung potentiell verdeckender Objekte, ist es der Auswerteeinheit 10 im Ansprechen darauf möglich, eine optimale Trajektorie 84 für das Fortbewegungsmittel 80 zu bestimmen. Dadurch können potentiell verdeckende Objekte entlang der Route so umfahren werden, dass durch die Objekte keine oder nur noch eine reduzierte Verdeckung auf relevante Verkehrsinformationen und/oder Verkehrsteilnehmer stattfindet.
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2 eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit 10, welche wiederum über mehrere Dateneingänge 11 und einen Datenausgang 12 verfügt. Mittels der Dateneingänge 11 sind ein Umfeldsensor 50 in Form einer Frontkamera, welche einen Erfassungsbereich 52 besitzt und eine Speichereinheit 20, welche den Datensatz und weitere Informationen beinhaltet, an die Auswerteeinheit 10 angebunden. Über den Datenausgang 12 ist eine Steuereinheit für ein autonomes Fahren mit der Auswerteeinheit 10 verbunden. Des Weiteren ist die Auswerteeinheit 10 mit einer Mobilfunkeinheit 40, welche über eine Mobilfunkantenne 42 verfügt, und einer Navigationseinheit 30 verbunden. Mittels der Frontkamera ist die Auswerteeinheit 10 in der Lage, während einer Fahrt des Fortbewegungsmittels 80 ein Umfeld des Fortbewegungsmittels 80 in regelmäßigen Abständen zu erfassen und die Signale der Kamera in Form von Daten hinsichtlich verdeckender Objekte zu analysieren. Für den Fall, dass die Auswerteeinheit 10 ein verdeckendes Objekt ermittelt, kann sie die das Objekt beschreibende Daten um eine Position- und Orientierungsinformation des Fortbewegungsmittels 80 erweitern, welche bei der Navigationseinheit 30 angefordert und mittels der Mobilfunkeinheit 40 über eine Mobilfunkstrecke 44 an einen externen Server 70 übertragen werden. Der externe Server 70 sammelt auf diese Weise alle Informationen über potentiell verdeckende Objekte, die durch die am erfindungsgemäßen Verfahren teilnehmenden Fortbewegungsmittel 80 zur Verfügung gestellt werden. Nach einer Bewertung und Aufbereitung der gesammelten Informationen kann der Server 70 einen aktuellen Datensatz mit Informationen über potentiell verdeckende Objekte erstellen. Mittels der Mobilfunkstrecke 44 können diese Daten an das Fortbewegungsmittel 80 übertragen werden, so dass der Auswerteeinheit 10 stets die aktuellsten Daten über potentiell verdeckende Objekte zur Verfügung stehen. Diese können durch die Auswerteeinheit 10 in der angebundenen Speichereinheit 20 abgelegt werden. Für den Fall, dass die Auswerteeinheit 10 bei einem Abgleich des Datensatzes mit der aktuellen Route des Fortbewegungsmittel 80 potentiell verdeckende Objekte an einer zukünftigen Position der Route feststellt, berechnet die Auswerteeinheit 10 eine optimierte Trajektorie 84 für das Fortbewegungsmittel 80. Diese von einer Standardtrajektorie abweichende optimierte Trajektorie 84 wird durch die Auswerteeinheit 10 an eine Steuereinheit für ein autonomes Fahren 60 übertragen, so dass die Steuereinheit für ein autonomes Fahren 60 beim Erreichen eines verdeckenden Objektes, dieses entlang der optimierten Trajektorie 84 umfahren kann.
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3 zeigt ein Beispiel für eine Verdeckungssituation in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel 80. Das Fortbewegungsmittel 80, das sich in einem autonomen Fahrbetrieb auf einer Fahrbahn 98 befindet, folgt einer durch eine Steuereinheit für ein autonomes Fahren 60 vorgegebenen Trajektorie 84. Das Fortbewegungsmittel 80 umfasst einen Umfeldsensor 50 in Form einer Frontkamera, welche an einer aktuellen Position 92 der Trajektorie 84 des Fortbewegungsmittels 80 einen Erfassungsbereich 52 besitzt. In einer Entfernung entlang der Trajektorie 84 zum Fortbewegungsmittel 80 befindet sich eine Signalanlage 90 in Form einer Ampel. Die Ampel ist oberhalb der Fahrbahn 98 angeordnet. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass das Fortbewegungsmittel 80 derart vor einer auf Rot geschalteten Ampel zum Halten kommt, dass alle Signalisierungszustände der Ampel durch die Frontkamera erfasst werden können, so dass das Fortbewegungsmittel 80 bei einem Umschalten auf Grün seine Fahrt automatisch wieder aufnehmen kann. Die geeignete Halteposition 94 für das Fortbewegungsmittel 80 auf der Trajektorie 84 wird mittels der Auswerteeinheit 10 ermittelt und der Steuereinheit für ein autonomes Fahren 60 übermittelt. Auf diese Weise kann das Fortbewegungsmittel 80 an der geeigneten Halteposition 94 zum Stehen kommen, wobei die Frontkamera 50 gemäß der zu dieser Position berechneten zukünftigen Perspektive des Umfeldsensors 54, die Ampel und deren Signalisierungszustände vollständig erfassen kann. Wäre das Fortbewegungsmittel 80 im Zuge eines autonomen Fahrens ohne die Unterstützung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise an einer ungeeigneten Halteposition 96 zum Stehen gekommen, so läge die Ampel nicht bzw. nicht mehr vollständig im Erfassungsbereich des Umfeldsensors 50, womit ein störungsfreier Betrieb des autonomen Fahrens nicht mehr gewährleistet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Auswerteeinheit
- 11
- Dateneingang
- 12
- Datenausgang
- 20
- Speichereinheit
- 30
- Navigationseinheit
- 40
- Mobilfunkeinheit
- 42
- Mobilfunkantenne
- 44
- Mobilfunkstrecke
- 50
- Umfeldsensor
- 52
- Erfassungsbereich
- 54
- zukünftige Perspektive des Umfeldsensors
- 60
- Steuereinheit für ein autonomes Fahren
- 70
- Server
- 80
- Fortbewegungsmittel
- 84
- Trajektorie
- 90
- Signalanlage
- 92
- aktuelle Position
- 94
- geeignete Halteposition
- 96
- ungeeignete Halteposition
- 98
- Fahrbahn
- 100-300
- Verfahrensschritte
