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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Streckenbewertung für ein Fahrzeug, ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerung und ein System.
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Die
US20150032656A1 offenbart ein Verfahren zur kostenabhängigen Streckenbewertung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Streckenbewertung zur Verwendung für ein Fahrzeug umfasst die Schritte:
- a) Unterteilung der Strecke in minimale Streckenabschnitte gleicher minimaler Streckenlänge;
- b) Bewertung eines ersten minimalen Streckenabschnitts;
- c) Bewertung eines zweiten minimalen Streckenabschnitts;
- d) Vergleich der Bewertung des ersten minimalen Streckenabschnitts und der Bewertung des zweiten minimalen Streckenabschnitts;
- e) Ist die Differenz kleiner als eine Toleranz, werden der erste minimale Streckenabschnitt und der zweite minimale Streckenabschnitt zu einem gemeinsamen ersten gemeinsamen Streckenabschnitt zusammengefasst, wobei für die Bewertung des ersten gemeinsamen Streckenabschnitts die Bewertung des ersten minimalen Streckenabschnitts und die Bewertung des zweiten minimalen Streckenabschnitts berücksichtigt werden;
- f) Ist die Differenz größer und/oder gleich der Toleranz, wird der erste minimale Streckenabschnitt als ein erster getrennter Streckenabschnitt gesetzt, und der zweite minimale Streckenabschnitt wird als ein weiterer, zweiter getrennter Streckenabschnitt gesetzt, wobei für die Bewertung des zweiten Streckenabschnitts die Bewertung des ersten minimalen Streckenabschnitts berücksichtigt wird, und wobei für die Bewertung des dritten Streckenabschnitts die Bewertung des zweiten minimalen Streckenabschnitts berücksichtigt wird;
- g) Iterative Wiederholung der Schritte b) bis f), bis die Strecke vollständig in Streckenabschnitte unterteilt, und jedes der Streckenabschnitte bewertet ist.
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Das autonome und/oder teilweise autonome Fahren basiert auf Algorithmen, welche für bestimmte Situationen im Straßenverkehr optimiert ausgelegt werden. So eignen sich einige Algorithmen besonders für das Fahren auf Autobahnen und/oder Schnellstraßen. Andere Algorithmen sind besonders gut geeignet für das autonome Fahren in Städten oder verkehrsberuhigten Bereichen.
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Für den Betrieb und/oder den Test von Fahrzeugen, insbesondere für autonom fahrende und/oder teilweise autonom fahrenden Fahrzeuge, ist es hilfreich, die Stecken und/oder Streckenabschnitte danach zu bewerten, wie gut ein Fahrzeug und/oder ein Fahrer geeignet sind, diese Strecke und/oder diesen Streckenabschnitt ohne gefährliche Zwischenfälle zu befahren. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von gefährlichen Zwischenfällen vor dem Befahren der Strecke und/oder des Streckenabschnitts abgeschätzt. Im Betrieb des Fahrzeugs erlaub dies die Reduzierung des Auftretens von gefährlichen Zwischenfällen.
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Die Streckenbewertung wird dabei jeweils für Streckenabschnitte durchgeführt. Ein Streckenabschnitt wird so lang gewählt, dass allen minimalen Streckenabschnitten, die von dem Streckenabschnitt umfasst werden, Bewertungen zugeordnet sind, welche nur unterhalb einer Toleranz voneinander abweichen.
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Die Streckenbewertung kann dabei zur Navigation, zur Auswahl von Teststrecken für Fahrzeuge, zur Fahrerbewertung und/oder zur Fahrzeugbewertung eingesetzt werden. Dies ermöglicht es eine Streckenwahl entsprechend den Gegebenheiten eines autonomen und/oder teilweise autonomen Fahrzeugs durchzuführen, wobei der Schwierigkeitsgrad der Strecke die Fähigkeiten des Algorithmus des Fahrzeugs an keinem Punkt übersteigt. Zusätzlich können Teststrecken so gewählt werden, dass ein autonom und/oder teilweise autonom fahrendes Fahrzeug in definierter Weise für verschieden bewertete Strecken in verschiedenen Gruppen und Untergruppen getestet wird. Zusätzlich ermöglicht die Streckbewertung auch eine Gefahrendreduzierung für Fahrer von teilweise und/oder nicht autonom fahrenden Fahrzeugen. Dabei kann die Strecke jeweils so gewählt werden, dass der Schwierigkeitsgrad der Strecke die Fähigkeiten des Fahrers an keinem Punkt übersteigt. Dies erlaubt beispielsweise Versicherungen, eine genauere Risikoanalyse durchzuführen.
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Zudem wird die Bewertung bevorzugter Weise unterteilt, vorzugsweise für verschiedene Gruppen von Verkehrsteilnehmern. Diese Gruppen umfassen vorzugsweise Fußgänger, Motoradfahrer, PKW und/oder LKW. Die Wahl der Gruppen erfolgt bedarfsorientiert und wird jeweils für die betrachtete Strecke angepasst. Ein erster Verkehrsdatensatz umfasst die Gruppen inklusive einer Bewertung und ist bevorzugter Weise als Matrix darstellbar.
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Die einzelnen Gruppen werden bevorzugter Weise in Untergruppen unterteilt. Bevorzugter Weise umfassen die Untergruppen Daten über die Häufigkeit, mit der die jeweiligen Verkehrsteilnehmer auf der Strecke anzutreffend sind. Zudem umfasst sind vorzugsweise Daten über die Straßengegebenheiten, wie die Anzahl der Spuren der Straße, die Breite des Fußweg und/oder die Art der Fahrbahnmarkierungen. Weiterhin sind bevorzugter Weise Daten zu Umgebungsfaktoren umfasst, wie die Nähe der Strecke zu einer Schule und/oder einer belebten Einkaufsstraße.
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Die Daten der Untergruppen sind bevorzugt als Matrix darstellbar, wobei jedem Eintrag der Untergruppe eine Bewertung auf einer Bewertungsskala zugeordnet wird.
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Die Bewertungen der Gruppen und Untergruppen werden für die jeweiligen Streckenabschnitte berücksichtigt, um eine Streckenbewertung zu ermitteln. Dabei wird ein Schwierigkeitsgrad für die einzelnen Streckenabschnitte aus den einzelnen Bewertungen ermittelt. Daraus wird eine Streckenbewertung der gesamten Strecke und/oder von Streckenabschnitten ermittelt.
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Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt umfasst ein Programm das, wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Das erfindungsgemäße Steuergerät ist eingerichtet für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Streckenbewertung für ein Fahrzeug.
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Das erfindungsgemäße System zur Streckenbewertung und/oder Navigation umfasst ein erfindungsgemäßes Steuergerät.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich in gleicher Weise für das Computerprogrammprodukt, das Steuergerät und das System.
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Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figur näher erläutert.
- 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Streckenbewertung für ein Fahrzeug. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- a) Unterteilung der Strecke in minimale Streckenabschnitte gleicher minimaler Streckenlänge;
- b) Bewertung eines ersten minimalen Streckenabschnitts;
- c) Bewertung eines zweiten minimalen Streckenabschnitts;
- d) Vergleich der Bewertung des ersten minimalen Streckenabschnitts und der Bewertung des zweiten minimalen Streckenabschnitts;
- e) Ist die Differenz kleiner als eine Toleranz, werden der erste minimale Streckenabschnitt und der zweite minimale Streckenabschnitt zu einem gemeinsamen ersten gemeinsamen Streckenabschnitt zusammengefasst, wobei für die Bewertung des ersten gemeinsamen Streckenabschnitts die Bewertung des ersten minimalen Streckenabschnitts und die Bewertung des zweiten minimalen Streckenabschnitts berücksichtigt werden;
- f) Ist die Differenz größer und/oder gleich der Toleranz, wird der erste minimale Streckenabschnitt als ein erster getrennter Streckenabschnitt gesetzt, und der zweite minimale Streckenabschnitt wird als ein weiterer, zweiter getrennter Streckenabschnitt gesetzt, wobei für die Bewertung des zweiten Streckenabschnitts die Bewertung des ersten minimalen Streckenabschnitts berücksichtigt wird, und wobei für die Bewertung des dritten Streckenabschnitts die Bewertung des zweiten minimalen Streckenabschnitts berücksichtigt wird;
- g) Iterative Wiederholung der Schritte b) bis f), bis die Strecke vollständig in Streckenabschnitte unterteilt, und jedes der Streckenabschnitte bewertet ist.
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Zudem wird für die Bewertung eines minimalen Streckenabschnitts ein erster Verkehrsdatensatz 1 berücksichtigt. In diesem Aufführungsbeispiel ist der erste Verkehrsdatensatz 1 als erste Matrix darstellbar.
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Zudem sind die Matrixelemente 2 des ersten Verkehrsdatensatzes 1 als n Matrizen 3 darstellbar.
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Dabei umfassen die n Matrizen 3 die Gruppen von Verkehrsteilnehmern. In diesem Ausführungsbeispiel umfassen die Gruppen Fahrradfahrer 10, andere PKW 11, Fußgänger 12, Motoräder und LKW.
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Zudem umfasst sind Untergruppen. Diese umfassen die Häufigkeit, mit der die jeweiligen Verkehrsteilnehmer der Gruppe angetroffen werden 13, Gegebenheiten der Straße 14 und Gegebenheiten der Umgebung 15.
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Die Gegebenheiten der Straße 14 umfassen dabei Daten zu der Art von Fahrbahnmarkierungen, der Art der Straßenbeleuchtung und Gegenständen, die möglicherweise die Sicht auf die Straße und/oder andere Verkehrsteilnehmer behindern. Dazu zählen Werbetafeln, Bäume und/oder Bushaltestellen.
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Die Gegebenheiten der Umgebung umfassen dabei Daten zu in der Nähe befindlichen Einrichtungen, die die Häufigkeit, mit der Gruppen von anderen Verkehrsteilnehmern angetroffen werden, variieren können. In diesem Ausführungsbeispiel werden dabei Kindergärten, Schulen, Altenheime, Gastronomiebetriebe und/oder belebte Einkaufsstraßen betrachtet. Betrachtet werden dabei Einrichtungen, welche sich um Umkreis von 50 m um den betrachteten Streckenabschnitt befinden.
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So ergeben sich Daten, welche in der Zeile von den Gruppen (10,11,12) definiert werden, und den Spalten von den Untergruppen (13,14,15).
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Dies ist vorteilhaft, da Algorithmen für autonomes Fahren für bestimmte Situationen optimiert ausgelegt werden. Die Situationen unterscheiden sich dabei in der Schwierigkeit im Umgang mit den Gruppen und Untergruppen. Eine Bewertung eines Streckenabschnitts unterteilt in diese Gruppen und Untergruppen ist daher vorteilhaft, um eine Streckenbewertung zu ermitteln, welche dann mit den Fähigkeiten des Fahrers und/oder Fahrzeugs vergleichen wird.
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Zudem umfassen die Matrixelemente 4 der n Matrizen 3 eine erste Bewertungsskala 5.
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Eine erste Bewertungsskala 5 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Unterteilung in 100 diskrete Stufen. Insbesondere werden Werte zwischen 1 und 10 vergeben, wobei diese jeweils in 10%-Schritten abgestuft werden.
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Dadurch wird eine große Differenzierung in den Bewertungen ermöglicht. Eine höhere Auflösung der Bewertungsskala würde den Aufwand für die einzelnen Bewertungsschritte erhöhen, ohne dass dem ein erhöhter Nutzen für die betrachteten Algorithmen und/oder Fahrzeuge gegenübersteht. Für zukünftige Weiterentwicklungen beim autonomen Fahren kann diese Skala beliebig angepasst werden.
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Für die Bewertung der minimalen Streckenabschnitte wird die erste Bewertungsskala 5 berücksichtigt.
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Der erste Verkehrsdatensatz 1 umfasst die Daten für jeden betrachteten Streckenabschnitt. Die Daten sind unterteilt nach Gruppen (10,11,12) und Untergruppen (13,14,15) und umfassen die jeweilige Bewertung basierend auf der Bewertungsskala 5. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Schwierigkeitsgrad für einen Streckenabschnitt durch Multiplikation aller relevanten Bewertungen innerhalb einer Gruppe ermittelt.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Bewertungen der Gruppen und Untergruppen nicht statisch. Diese variieren mit externen Daten. Diese umfassen Kalenderdaten, jahreszeitliche Daten und/oder statistisch ermittelte Daten.
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So ergibt sich beispielsweise ein geringerer Schwierigkeitsgrad für eine Schule während der Ferienzeit. Im Winter sind Sichtbehinderungen durch Laubbäume geringer einzuschätzen, und die Fußgängerhäufigkeit nahe einer Einkaufsstraße wird höher bewertet an einem verkaufsoffenen Sonntag.
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Dies ermöglicht einen hohen praktischen Nutzen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es wird eine präzise Schwierigkeitsbewertung eines jeden Streckenabschnittes ermöglicht. Die Präzision lässt sich vorteilhaft erhöhen, wenn auf externe Daten zugegriffen wird.
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Die Bewertung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel anhand eines manuell erstellen Schemas. Dieses ist als Tabelle in dem Computerprogrammprodukt hinterlegt. Für die Gruppe der Fußgänger und die Untergruppe der Häufigkeit ergibt sich eine Bewertung von 0 für den Fall, dass keine Fußgänger auf der Strecke und/oder dem Streckenabschnitt anzutreffen sind. Eine Bewertung von 1 ergibt sich für 1-10 anzutreffende Fußgänger. 11-60 anzutreffende Fußgänger ergeben eine Bewertung von 2. Für die Untergruppe der Gegebenheiten der Straße ergibt sich eine Bewertung von 0.8 für eine vollständig vorhandene Fahrbahnmarkierung. Für eine teilweise vorhandene Fahrbahnmarkierung ergibt sich eine Bewertung von 1.5. Für eine nicht vorhandene Fahrbahnmarkierung ergibt sich eine Bewertung von 2.
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Diese Bewertungen können ebenfalls maschinell erstellt werden, wobei das Setzen der Bewertungen dann regelbasiert erfolgt. Die Regeln sind in diesem Fall abhängig von ausgewerteten Testergebnissen festzulegen.
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Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt 6 umfasst ein Programm das, wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Der erste Verkehrsdatensatz 1 ist dabei in dem Computerprogrammprodukt 6 hinterlegt.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuergeräts 7 ist eingerichtet für die Durchführung eins erfindungsgemäßen Verfahrens zur Streckenbewertung für ein Fahrzeug. Das Steuergerät ist ein Steuergerät für ein Fahrzeug.
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In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Steuergerät 7 das Computerprogrammprodukt 6. Die statischen Daten aus dem Verkehrsdatensatz 1 werden dabei vor jeder Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Basis der externen Daten variiert. Dies wird durch einen Zugang des Steuergerätes 7 zum Internet und/oder einem Kalender ermöglicht. Die ermittelten Schwierigkeitsbewertungen 9 für einen Streckenabschnitt und/oder eine Strecke, basierend auf den Gruppen und Untergruppen werden gespeichert und einem Tester, einem Fahrer, einem Fahrzeug und/oder einer Versicherung zur Verfügung gestellt.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems 8 zur Streckenbewertung und/oder Navigation umfasst ein erfindungsgemäßes Steuergerät 7. Das System operiert unabhängig von einem Fahrzeug und wird eingesetzt, um eine Schwierigkeitsbewertung von Strecken und/oder Streckenabschnitten durchzuführen. Die Schwierigkeitsbewertung wird dann verwendet, um Teststrecken für autonom fahrende und/oder teilweise autonom fahrende Fahrzeuge zu bewerten. Dies ermöglicht einen gezielten Test des Fahrzeugs hinsichtlich verschiedener Gruppen und Untergruppen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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