DE102018008047A1

DE102018008047A1 - Verfahren zum Erkennen einer Straßenausstattung

Info

Publication number: DE102018008047A1
Application number: DE102018008047.2A
Authority: DE
Inventors: Oliver Pöllny
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2019-04-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Straßenausstattung mittels eines Fahrzeugs umfassend eine Umgebungserfassungssensorik, die mindestens für die Erfassung einer Geoposition (K1, K2, K3) und für die mindestens teilweise Erfassung von Merkmalen einer Straßenausstattung (5, 6A, 6B) eingerichtet ist. Entlang eines wiederholt durchfahrenen Fahrwegs (S) wird mindestens ein Fahrzeugparameter erfasst und zu der jeweiligen Geoposition (K1, K2, K3) des Fahrzeugs zugeordnet abgelegt. Für eine Geoposition (K1, K2, K3) wird anhand von Fahrzeugparametern, die bei den wiederholten Fahrten innerhalb eines vorbestimmten Höchstabstands um diese Geoposition (K1, K2, K3) ermittelt wurden, ein Straßenausstattungs-Wahrscheinlichkeitswert ermittelt, der die Anordnung mindestens einer Straßenausstattung an dieser Geoposition (K1, K2, K3) angibt. Aus dem für eine Geoposition (K1, K2, K3) ermittelten Straßenausstattungs-Wahrscheinlichkeitswert und der weiteren mittels der Umgebungserfassungssensorik erfassten Merkmale wird eine Entscheidung über die Zuordnung mindestens einer Straßenausstattung zu dieser Geoposition (K1, K2, K3) bestimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Straßenausstattung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Dokument DE 10 2015 008 879 A1 ist ein Verfahren zur Selbstlokalisation eines Fahrzeugs bekannt, bei welchem eine aktuelle Position des Fahrzeugs mittels eines globalen Navigationssatellitensystems ermittelt wird. Es wird zumindest nach einem Ausfall einer Satelliten-Datenverbindung des Fahrzeugs zum globalen Navigationssatellitensystem die aktuelle Position des Fahrzeugs zumindest mittels bewegungsrelevanter Daten einer Umgebungserfassungssensorik des Fahrzeugs ermittelt und die ermittelte aktuelle Position bei der Wiederherstellung der Satelliten-Datenverbindung des Fahrzeugs zum globalen Navigationssatellitensystem zur Ermittlung der aktuellen Position des Fahrzeugs mittels des globalen Navigationssatellitensystems genutzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zum Erkennen einer Straßenausstattung anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Verfahren zum Erkennen einer Straßenausstattung mittels eines Fahrzeugs wird erfindungsgemäß entlang eines wiederholt durchfahrenen Fahrwegs mindestens ein Fahrzeugparameter erfasst und zu der jeweiligen Geoposition des Fahrzeugs zugeordnet abgelegt. Hierzu weist das Fahrzeug eine Umgebungserfassungssensorik auf, die mindestens für die Erfassung einer Geoposition und für die mindestens teilweise Erfassung von Merkmalen einer Straßenausstattung eingerichtet ist.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Umgebungserfassungssensorik ein globales Navigationssatellitensystem umfassen, das für die Erfassung der jeweiligen Geoposition des Fahrzeugs eingerichtet ist. In einem Ausführungsbeispiel kann die Umgebungserfassungssensorik zudem ein Kamerasystem mit mindestens einer Kamera umfassen, das für die bildhafte Aufnahme der Fahrzeugumgebung, insbesondere für die bildhafte Aufnahme eines vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitts mit den dort angeordneten Straßenausstattungen eingerichtet ist. Weiterhin sind ergänzend dazu weitere Sensorsysteme, wie beispielsweise Radare oder Lidare oder weitere denkbar.
Unter einer Straßenausstattung wird im Folgenden die Gesamtheit aller Einrichtungen und Maßnahmen an Straßen und Wegen, die der Regelung, Lenkung und Sicherung des Straßenverkehrs dienen, verstanden. Beispiele für eine Straßenausstattung sind Lichtsignalanlagen (Ampeln), Verkehrszeichen oder Fahrbahnmarkierungen.
Erfindungsgemäß wird für eine Geoposition anhand von Fahrzeugparametern, die bei den wiederholten Fahrten innerhalb eines vorbestimmten Höchstabstands um diese Geoposition ermittelt wurden, ein Straßenausstattungs-Wahrscheinlichkeitswert ermittelt, der die Anordnung mindestens einer Straßenausstattung an dieser Geoposition angibt und aus dem für eine Geoposition ermittelten Straßenausstattungs-Wahrscheinlichkeitswert und der weiteren mittels der Umgebungserfassungssensorik erfassten Merkmale eine Entscheidung über die Zuordnung mindestens einer Straßenausstattung zu dieser Geoposition bestimmt.
Durch den ermittelten Straßenausstattungs-Wahrscheinlichkeitswert können Orte entlang eines Fahrwegs identifiziert werden, an denen mit erhöhter Wahrscheinlichkeit mindestens eine Straßenausstattung erwartet werden kann. Dieses Wissen kann für eine gezielte Suche nach Merkmalen von Straßenausstattungen an solchen Orten genutzt werden. Beispielsweise kann an Orten, bei welchen typischerweise, jedoch nicht immer, die Fahrt des Fahrzeugs verlangsamt wird, nach einer Ampel, einem Vorfahrts-Schild oder einem Hinweis auf einen Spurwechsel gesucht werden.
Das Verfahren kann daher in vorteilhafter Weise auch mit Erkennungsverfahren für eine Straßenausstattung arbeiten, die nicht vollständig genau und/oder zuverlässig für beliebige Verkehrssituationen funktionieren. Dadurch ist es möglich, die Anwendbarkeit von Automatismen für die Fahrassistenz zu erweitern und den Fahrer auch in Verkehrssituationen zu entlasten, für deren Beherrschung die Zuverlässigkeit und Genauigkeit von bisher bekannten Fahrassistenzsystemen nicht ausreicht.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich ein Klassenwahrscheinlichkeitswert ermittelt, der die Wahrscheinlichkeit dafür angibt, dass an der jeweiligen Geoposition eine Straßenausstattung aus einer bestimmten Straßenausstattungsklasse angeordnet ist. Beispielsweise kann ein Klassenwahrscheinlichkeitswert für die Anordnung einer Ampel, für die Anordnung einer Fahrbahnmarkierung oder für die Anordnung eines Warnzeichens ermittelt werden. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht in der verbesserten Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Erkennung von Straßenausstattungen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch den Verlauf eines Fahrwegs sowie
2 schematisch Geschwindigkeitsprofile entlang eines Fahrwegs.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine erste bis vierte Straße 1 bis 4. Die erste Straße 1 ist als Einbahnstraße mit zwei Fahrspuren ausgebildet. Die zweite, dritte und vierte Straße 2, 3, 4 führen jeweils über eine erste, eine zweite und eine dritte Einmündung K1, K2 und K3 auf die erste Straße 1.
An der ersten Einmündung K1 der zweiten Straße 2 auf die erste Straße 1 ist ein Stopp-Schild 5 angeordnet. An der Einmündung K2 der dritten Straße 3 auf die erste Straße 1 sind Lichtsignalanlagen 6A, 6B angeordnet, wobei eine erste Lichtsignalanlage 6A den Verkehr auf der ersten Straße 1 regelt und wobei eine zweite Lichtsignalanlage 6B den Verkehr auf der dritten Straße 3 regelt.
Von der zweiten Straße 2 führt über die erste Straße 1 in die vierte Straße 4 ein Fahrweg S eines nicht dargestellten Fahrzeugs entlang des Stopp-Schilds 5 und der ersten Lichtsignalanlage 6A.
Für ein Fahrzeug, das eine Umgebungserfassungssensorik umfasst, die mindestens für die Erfassung einer Geoposition eingerichtet ist, kann diese seine Position entlang des Fahrwegs S bestimmen und somit für jeden Punkt des Fahrwegs S Fahrzeugparameter erfassen und ablegen. Eine Geoposition kann beispielsweise als Ort der Einmündungen K1, K2, K3 bestimmt werden. Derartige Fahrzeugparameter können kinematische Parameter, beispielsweise Geschwindigkeit oder Beschleunigung und/oder Betriebs- und Steuerparameter, beispielsweise Betätigung von Bremse, Blinker, Gaspedal, sein.
Diese Fahrzeugparameter hängen vom Verlauf des Fahrwegs S und den entlang des Fahrwegs S angeordneten Straßenausstattungen 5, 6A ab. Beispielsweise wird ein Fahrzeug an einem Stopp-Schild 5 stets mit vergleichsweise starker Verzögerung auf eine Geschwindigkeit nahe oder gleich null abgebremst werden. Somit enthalten diese Fahrzeugparameter eine deterministische Komponente, die vom Fahrweg S und dessen Straßenausstattungen 5, 6A bestimmt wird.
Diese Fahrzeugparameter hängen zudem in nicht-deterministischer Weise von der konkreten Verkehrssituation und vom Verhalten des Fahrers ab. Beispielsweise kann ein Fahrzeug bei einer Mehrzahl von Annäherungen an ein Stopp-Schild 5 jeweils unterschiedlich stark verzögert werden. Selbstverständlich hängen Geschwindigkeit und Verzögerung oder Beschleunigung eines Fahrzeugs an einer Lichtsignalanlage 6A, 6B von der jeweils wirksamen Ampelschaltung ab.
Zur Verdeutlichung der deterministischen und der nicht-deterministischen Einflüsse auf einen Fahrzeugparameter sind in 2 schematisch ein erstes bis drittes Geschwindigkeitsprofil v1, v2, v3 entlang des Fahrwegs S dargestellt, das den Betrag der Fahrzeuggeschwindigkeit für jeden Ort des Fahrwegs S angibt, der in einer ersten, zweiten und dritten Fahrt durchlaufen wurde. Die Darstellung der Geschwindigkeitsprofile v1, v2, v3 ist lediglich beispielhaft; alternativ oder zusätzlich können weitere Fahrzeugparameter entlang des Fahrwegs S erfasst werden. Bei der Erfassung der Fahrzeugparameter wird jeweils auch die Geoposition des Fahrzeugs mit erfasst. Über diese Geoposition kann dem jeweiligen Fahrzeugparameter ein Ort entlang des Fahrwegs S zugewiesen werden. Beispielhaft sind in 2 als Geopositionen die Orte der Einmündungen K1, K2, K3 markiert. Sollten Verkehrszeichen oder Lichtsignalanlagen von für deren Erfassung vorgesehenen Assistenzsystemen erfasst werden, so werden auch diese Informationen als Parameter zusätzlich mit erfasst.
Bedingt durch nicht-deterministische Einflüsse weisen die Geschwindigkeitsprofile v1, v2, v3 unterschiedliche Verläufe auf. Beispielsweise unterscheidet sich die Fahrgeschwindigkeit im geraden Abschnitt der ersten Straße 1 zwischen der ersten Einmündung K1 und der zweiten Einmündung K2. An der ersten Lichtsignalanlage 6A, die entlang der ersten Straße 1 bei der zweiten Einmündung K2 angeordnet ist, wird das Fahrzeug bei den zum ersten und zum dritten Geschwindigkeitsprofil v1, v3 korrespondierenden Fahrten zu einem Halt gebracht; bei der zum zweiten Geschwindigkeitsprofil v2 korrespondierenden zweiten Fahrt kann das Fahrzeug die Lichtsignalanlage 6A dagegen ohne Halt passieren.
In der Gesamtheit lassen sich aus einer Vielzahl von Geschwindigkeitsprofilen v1, v2, v3 jedoch Gemeinsamkeiten erkennen, die statistisch auswertbar sind. Beispielsweise ist nahe der ersten Einmündung K1, an welcher das Stopp-Schild 5 angebracht ist, die Geschwindigkeit bei allen Geschwindigkeitsprofilen v1, v2, v3 null. Nahe der zweiten Einmündung K2 weisen die Geschwindigkeitsprofile v1, v2, v3 mit einer Häufigkeit eine Verzögerung oder einen Halt auf, die gegenüber einer Fahrt zwischen der ersten Einmündung K1 und der zweiten Einmündung K2 statistisch signifikant erhöht ist. Die Geschwindigkeit beim Abbiegen in die vierte Straße 4 ist bei und nach der dritten Einmündung K3 geringer als die Geschwindigkeit auf der geraden Strecke zwischen der ersten und zweiten Einmündung K1, K2.
Bei einer vielfachen, über die dritte Fahrt hinausgehend, nicht näher dargestellten Wiederholung von Fahrten entlang des Fahrwegs S, werden die nicht-deterministischen Einflüsse auf Fahrzeugparameter herausgemittelt und es bildet sich ein Muster von Fahrzeugparametern heraus, aus dem Orte entlang des Fahrwegs S ermittelt werden können, an denen sich mit erhöhter Wahrscheinlichkeit mindestens eine Straßenausstattung 5, 6A, 6B befindet. Erfindungsgemäß wird an solchen Orten eine gezielte Suche nach beispielsweise mittels optischer Sensoren erfassbarer Straßenausstattung 5, 6A, 6B gestartet. Im Ergebnis einer solchen Suche detektierte Straßenausstattung 5, 6A, 6B wird auf einer Karte abgelegt und steht danach als Merkmal für Assistenzfunktionen zur Verfügung.
Die gemittelten Werte oder anonymisierte Formen der Einzelwerte können auch über eine Übertragung zu einem Server auf diesem gemittelt und von diesem zurück verteilt werden. Dadurch muss eine identische Strecke oder ein definierter Teilabschnitt einer Fahrstrecke nicht individuell von jedem Fahrer zurückgelegt werden.
Bezugszeichenliste

1 bis 4: erste bis vierte Straße
5: Stopp-Schild; Straßenausstattung
6A, 6B: erste, zweite Lichtsignalanlage; Straßenausstattung
K1 bis K3: erste bis dritte Einmündung; Geoposition
S: Fahrweg
v1, v2, v3: Geschwindigkeitsprofil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015008879 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Erkennen einer Straßenausstattung mittels eines Fahrzeugs umfassend eine Umgebungserfassungssensorik, die mindestens für die Erfassung einer Geoposition (K1, K2, K3) und für die mindestens teilweise Erfassung von Merkmalen einer Straßenausstattung (5, 6A, 6B) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - entlang eines wiederholt durchfahrenen Fahrwegs (S) mindestens ein Fahrzeugparameter erfasst und zu der jeweiligen Geoposition (K1, K2, K3) des Fahrzeugs zugeordnet abgelegt wird, - für eine Geoposition (K1, K2, K3) anhand von Fahrzeugparametern, die bei den wiederholten Fahrten innerhalb eines vorbestimmten Höchstabstands um diese Geoposition (K1, K2, K3) ermittelt wurden, ein Straßenausstattungs-Wahrscheinlichkeitswert ermittelt wird, der die Anordnung mindestens einer Straßenausstattung an dieser Geoposition (K1, K2, K3) angibt und - aus dem für eine Geoposition (K1, K2, K3) ermittelten Straßenausstattungs-Wahrscheinlichkeitswert und der weiteren mittels der Umgebungserfassungssensorik erfassten Merkmale eine Entscheidung über die Zuordnung mindestens einer Straßenausstattung zu dieser Geoposition (K1, K2, K3) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Geoposition (K1, K2, K3) anhand von Fahrzeugparametern, die bei den wiederholten Fahrten innerhalb eines vorbestimmten Höchstabstands um diese Geoposition (K1, K2, K3) ermittelt wurden, zusätzlich für mindestens eine Straßenausstattungsklasse umfassend jeweils mindestens eine Straßenausstattung ein Klassenwahrscheinlichkeitswert ermittelt wird, der die Anordnung mindestens einer Straßenausstattung aus dieser Straßenausstattungsklasse an dieser Geoposition (K1, K2, K3) angibt, wobei aus dem für eine Geoposition (K1, K2, K3) ermittelten Straßenausstattungs-Wahrscheinlichkeitswert und dem mindestens einen Klassenwahrscheinlichkeitswert sowie der weiteren mittels der Umgebungserfassungssensorik erfassten Merkmale eine Entscheidung über die Zuordnung mindestens einer Straßenausstattung zu dieser Geoposition (K1, K2, K3) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrweg (S) mindestens 50-mal, bevorzugt mindestens 100-mal durchfahren wird.