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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs auszuführen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Computerprogramm. Die Erfindung betrifft ferner ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Stand der Technik
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Im urbanen Straßenverkehr kann es passieren, dass Kraftfahrzeuge in zweiter Reihe parken, sodass andere Kraftfahrzeuge diese Kraftfahrzeuge überholen müssen.
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Es besteht zum Beispiel ein Bedarf, dass zumindest teilautomatisiert gesteuerte Kraftfahrzeuge solche Situationen sicher und effizient bewältigen können.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein effizientes Konzept zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welches eine sichere Bewältigung der vorstehend beschriebenen Situation ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Nach einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte:
- Empfangen von Umgebungssignalen, die eine mittels einer Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs erfasste Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentieren,
- bei Detektion eines sich bezogen auf eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Objekts basierend auf den empfangenen Umgebungssignalen Ermitteln, ob innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts ein Straßenknotenpunkt liegt und ob für eine Dauer des Überholens ein Gegenverkehr des Kraftfahrzeugs blockiert wird,
- wenn das Ermitteln ergeben hat, dass innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objektskein Straßenknotenpunkt liegt und dass für eine Dauer des Überholens kein Gegenverkehr blockiert wird, dann Ausgeben von Steuersignalen zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf der Überholtrajektorie.
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Nach einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs auszuführen.
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Nach einem dritten Aspekt wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welches die Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt umfasst.
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Nach einem vierten Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, umfassend Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs auszuführen.
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Nach einem fünften Aspekt wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass wenigstens zwei Bedingungen erfüllt sein müssen, damit ein Kraftfahrzeug zumindest teilautomatisiert ein Objekt überholt, welches sich bezogen auf eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug befindet:
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Zum einen muss eine Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts frei von einem Straßenknotenpunkt sein. Das heißt also, dass sich innerhalb der Überholtrajektorie kein Straßenknotenpunkt befinden darf.
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Zum anderen muss sichergestellt sein, dass für die Dauer des Überholens ein Gegenverkehr des Kraftfahrzeugs nicht durch das überholende Kraftfahrzeug blockiert wird.
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Das heißt also, dass ein Überholvorgang durch das Kraftfahrzeug nur dann durchgeführt wird, wenn während des Überholvorgangs kein Straßenknotenpunkt gekreuzt wird.
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An Straßenknotenpunkten besteht eine Wahrscheinlichkeit dafür, dass ein anderes Kraftfahrzeug die Überholtrajektorie kreuzen könnte. Sofern beispielsweise der Straßenknotenpunkt eine Kreuzung ist, könnte hier das andere Kraftfahrzeug von einer einmündenden Straße auf die Straße einbiegen, auf welcher das Kraftfahrzeug momentan fährt. Dies kann unter Umständen zu einer gefährlichen Situation führen, die aber durch das Konzept vermieden werden kann.
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Dadurch, dass das Kraftfahrzeug das Objekt auch nur dann überholt, wenn der Gegenverkehr nicht blockiert wird, wird insbesondere in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass potenzielle Kollisionen mit dem Gegenverkehr vermieden werden können.
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Zusammenfassend wird ein effizientes Konzept zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, welches ein sicheres Überholen eines bezogen auf eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug befindliches Objekts ermöglicht.
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Ein Straßenknotenpunkt bezeichnet einen Knotenpunkt im Straßenverkehr und ist eine bauliche Anlage, die der Verknüpfung von Straßen oder Wegen dient. Ein Straßenknotenpunkt ist zum Beispiel eine Kreuzung oder eine Einmündung. Ein Straßenknotenpunkt ist zum Beispiel ein Bahnübergang. Ein Straßenknotenpunkt ist zum Beispiel ein Autobahnkreuz oder ein Autobahndreieck. Ein Straßenknotenpunkt ist zum Beispiel eine Autobahnanschlussstelle. Ein Straßenknotenpunkt ist zum Beispiel ein Kreisverkehr.
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Das Objekt ist zum Beispiel eines der folgenden Objekte: ein weiteres Kraftfahrzeug, ein Fußgänger und ein Radfahrer.
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Das Objekt ist zum Beispiel ein stationäres Objekt. Ein stationäres Objekt bezeichnet ein Objekt, welches eine Eigengeschwindigkeit von Null m/s aufweist.
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Das Objekt ist zum Beispiel ein mobiles Objekt. Ein mobiles Objekt bezeichnet ein Objekt, welches eine Eigengeschwindigkeit von größer Null m/s aufweist.
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In einer Ausführungsform wird eine Relativgeschwindigkeit des Objekts basierend auf den empfangenen Umgebungssignalen ermittelt und mit einem Relativgeschwindigkeitsschwellwert verglichen, wobei der Schritt des Ermittelns, ob innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts ein Straßenknotenpunkt liegt und ob für eine Dauer des Überholens ein Gegenverkehr des Kraftfahrzeugs blockiert wird, und/oder der Schritt des Ausgebens von Steuersignalen zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf der Überholtrajektorie nur dann durchgeführt werden, wenn die ermittelte Relativgeschwindigkeit größer oder größer-gleich dem Relativgeschwindigkeitsschwellwert ist.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass nur diejenigen Objekte überholt werden, die für das Kraftfahrzeug ein Hindernis darstellen. So wird zum Beispiel ein weiteres Kraftfahrzeug, welches auf der Suche nach einem Stellplatz ist, in der Regel deutlich langsamer fahren als das Kraftfahrzeug und stellt somit für das Kraftfahrzeug ein Hindernis da. Analog gilt dies zum Beispiel für einen Radfahrer oder einen Fußgänger, die üblicherweise nicht die gleichen Geschwindigkeiten erreichen können wie ein Kraftfahrzeug.
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Ein Blockieren eines Gegenverkehrs bedeutet zum Beispiel, dass das Kraftfahrzeug während des Überholens mit dem Gegenverkehr kollidieren wird.
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Ein Blockieren eines Gegenverkehrs bedeutet zum Beispiel, dass der Gegenverkehr während des Überholens abbremsen und/oder ausweichen muss.
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Ein Blockieren eines Gegenverkehrs bedeutet zum Beispiel, dass ein Sicherheitsabstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Gegenverkehr während des Überholens unterschritten wird.
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Die Formulierung „zumindest teilautomatisiertes Steuern“ umfasst die folgenden Fälle: Teilautomatisiertes Steuern, hochautomatisiertes Steuern, vollautomatisiertes Steuern, fahrerloses Steuern.
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Teilautomatisiertes Steuern bedeutet, dass in einem spezifischen Anwendungsfall (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss aber das automatische Steuern des Längs- und Querführung dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können.
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Hochautomatisiertes Steuern bedeutet, dass in einem spezifischen Anwendungsfall (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern des Längs- und Querführung nicht dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Bei Bedarf wird automatisch eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer zur Übernahme des Steuerns der Längs- und Querführung ausgegeben.
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Der Fahrer muss also potenziell in der Lage sein, das Steuern der Längs- und Querführung zu übernehmen.
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Vollautomatisiertes Steuern bedeutet, dass in einem spezifischen Anwendungsfall (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern des Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. In dem spezifischen Anwendungsfall ist der Fahrer nicht erforderlich.
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Fahrerloses Steuern bedeutet, dass unabhängig von einem spezifischen Anwendungsfall (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern des Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Die Längs- und Querführung des Fahrzeugs werden somit zum Beispiel bei allen Straßentypen, Geschwindigkeitsbereichen und Umweltbedingungen automatisch gesteuert. Die vollständige Fahraufgabe des Fahrers wird somit automatisch übernommen. Der Fahrer ist somit nicht mehr erforderlich. Das Kraftfahrzeug kann also auch ohne Fahrer von einer beliebigen Startposition zu einer beliebigen Zielposition fahren. Potentielle Probleme werden automatisch gelöst, also ohne Hilfe des Fahrers.
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In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass, wenn das Ermitteln ergeben hat, dass innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts ein Straßenknotenpunkt liegt und/oder dass für eine Dauer des Überholens ein Gegenverkehr blockiert wird, dann ein Aufforderungssignal zum Ausgeben einer Aufforderung zur Übernahme einer manuellen Steuerung des Kraftfahrzeugs an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben wird und/oder dann ein Aufforderungssignal zum Senden einer Aufforderung zur Übernahme einer manuellen entfernten Steuerung des Kraftfahrzeugs an einen entfernten Teleoperator über ein Kommunikationsnetzwerk ausgegeben wird.
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Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine Rückfallebene (Fahrer und/oder Teleoperator) aktiviert werden kann, die die Führung bzw. das Steuern des Kraftfahrzeugs übernehmen kann. Diese Rückfallebene kann dann potenziell selbst entscheiden, ob trotz Vorliegen eines Straßenknotenpunktes dennoch das weitere Kraftfahrzeug überholt werden soll oder nicht. Dadurch kann zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt werden, dass unnötige Wartezeiten vermieden werden, bis das Objekt zum Beispiel nicht mehr das Kraftfahrzeug blockiert.
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Ein entfernter Teleoperator bezeichnet zum Beispiel einen Menschen, der das Kraftfahrzeug fernsteuern kann. Ein entfernter Teleoperator bezeichnet zum Beispiel einen entfernten Computer, der das Kraftfahrzeug fernsteuern kann.
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Zur besseren Unterscheidung kann das Aufforderungssignal zum Ausgeben einer Aufforderung zur Übernahme einer manuellen Steuerung als ein erstes Aufforderungssignal bezeichnet werden und kann das Aufforderungssignal zum Senden einer Aufforderung zur Übernahme einer manuellen entfernten Steuerung des Kraftfahrzeugs an einen entfernten Teleoperator über ein Kommunikationsnetzwerk als ein zweites Aufforderungssignal bezeichnet werden.
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In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass als die Dauer des Überholens eine voraussichtliche Dauer des Überholens mittels eines Trajektorienplanungsverfahrens ermittelt wird.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Dauer des Überholens effizient ermittelt werden kann.
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Ein Trajektorienplanungsverfahren bezeichnet insbesondere ein geometrisches oder trajektoriensample-Verfahren, das innerhalb des vorausliegenden Verkehrsraums eine Schar komfortable fahrbarer Trajektorien auf Machbarkeit bewertet. Mit erweiterten Kostenfunktionen werden zum Beispiel entgegenkommende Objekte (der Gegenverkehr), zum Beispiel Kraftfahrzeuge, berücksichtigt und ein Ausschluss von Trajektorien vorgenommen, die zum Beispiel zu einer Blockade, also zum Beispiel zu einer Kollision, führen könnten. Derartige Trajektorien besitzen neben dem geometrischen Pfad auch eine ortsaufgelöste Geschwindigkeitsangabe, weshalb über die Integration der zu fahrenden Strecke, für den geplanten Überholvorgang die benötigte Dauer für das Überholen ermittelt werden kann.
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In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die voraussichtliche Dauer basierend auf einer während des Überholens zulässigen Höchstgeschwindigkeit für das Kraftfahrzeug ermittelt wird.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass eine zulässige Höchstgeschwindigkeit für das zumindest teilautomatisierte Steuern des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird.
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Das heißt insbesondere, dass zum Ermitteln der Dauer des Überholens davon ausgegangen wird, dass das Kraftfahrzeug nicht schneller als die zulässige Höchstgeschwindigkeit fahren darf. Die minimal mögliche Dauer des Überholens ist also durch die zulässige Höchstgeschwindigkeit begrenzt. Die voraussichtliche Dauer ist also größer oder größer-gleich der minimal möglichen Dauer des Überholens.
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In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ermitteln, ob innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts ein Straßenknotenpunkt liegt, und/oder das Ermitteln, ob für eine Dauer des Überholens ein Gegenverkehr des Kraftfahrzeugs blockiert wird, basierend auf den empfangenen Umgebungssignalen durchgeführt wird und/oder basierend auf Kartendaten einer digitalen Karte der Umgebung des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Die Kartendaten werden vorzugsweise empfangen.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Ermitteln effizient durchgeführt werden kann.
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Die digitale Karte der Umgebung umfasst zum Beispiel mobile Objekte, zum Beispiel andere Kraftfahrzeuge, die in der Umgebung des Kraftfahrzeugs fahren. Das heißt also, dass gemäß einer Ausführungsform in der digitalen Karte nicht nur stationäre Objekte, also insbesondere Straßenknotenpunkte, eingezeichnet sind, sondern zusätzlich noch fahrende andere Kraftfahrzeuge.
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In einer Ausführungsform umfasst eine digitale Karte statische Umfeldinformationen, also insbesondere statische Objekte.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass dynamische bzw. mobile Objekte mittels der Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs erfasst werden, wobei die erfassten dynamischen Objekte in die digitale Karte eingefügt werden.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass dynamische Umfeldinformationen , beispielsweise über ein Kommunikationsnetzwerk, zum Beispiel ein WLAN-Kommunikationsnetzwerk und/oder ein Mobilfunknetz, empfangen werden, wobei die dynamischen Umfeldinformationen Informationen, zum Beispiel Position und/oder Fahrtrichtung und/oder Geschwindigkeit und/oder Typ, über dynamische Objekte, beispielsweise Kraftfahrzeuge, Fußgänger, Radfahrer, umfassen. Die empfangenen dynamischen Umfeldinformationen werden zum Beispiel in die digitale Karte eingefügt.
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Diese dynamischen Umfeldinformationen werden zum Beispiel von einem oder mehreren anderen Kraftfahrzeugen (C2C-Kommunikation („Car-to-Car-Kommunikation“)) und/oder von einer Infrastruktur (C21-Kommunikation („Car-to-Infrastructure-Kommunikation“)) gesendet bzw. sind gesendet worden.
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Kartendaten umfassen also zum Beispiel solche dynamischen Umfeldinformationen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug innerhalb einer Fahrspur fährt, so dass sich das Objekt in der gleichen Fahrspur befindet, so dass zum Überholen des Objekts Fahrspurwechsel notwendig sind, wobei bestimmt wird, dass kein Straßenknotenpunkt innerhalb einer Überholtrajektorie liegt, wenn nach dem Überholen die Überholtrajektorie das Kraftfahrzeug außerhalb des Straßenknotenpunktes wieder auf die Fahrspur zurückführt.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass ein Fahrspurwechsel zurück auf die ursprüngliche Fahrspur nach Beenden des Überholens noch vor dem Straßenknotenpunkt abgeschlossen werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass, wenn das Objekt ein stationäres Objekt ist und wenn das Ermitteln ergeben hat, dass innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts ein Straßenknotenpunkt liegt und/oder dass für eine Dauer des Überholens ein Gegenverkehr blockiert wird, dann Steuersignale zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Längsführung des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden, um das Kraftfahrzeug bezogen auf die Fahrtrichtung hinter dem Objekt anzuhalten, wobei nach dem Anhalten weitere Umgebungssignale empfangen werden, die eine mittels der Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs erfasste Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentieren, wobei bei Detektion basierend auf den weiteren Umgebungssignalen, dass das Objekt sich weiter bewegt, Steuersignale zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden, um das Kraftfahrzeug weiterzufahren.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Kraftfahrzeug automatisch weiterfährt, wenn das Objekt das Kraftfahrzeug nicht mehr blockiert.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Umfeldsensorik einen oder mehrere Umfeldsensoren umfasst.
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Ein Umfeldsensor ist zum Beispiel einer der folgenden Umfeldsensoren: Radarsensor, Videosensor, Lidarsensor, Ultraschallsensor, Magnetfeldsensor und Infrarotsensor.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Umfeldsensorik einen oder mehrere dachständige Umfeldsensoren umfasst.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Umfeld bzw. die Umgebung des Kraftfahrzeugs effizient erfasst werden kann.
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Ein dachständiger Umfeldsensor bezeichnet einen Umfeldsensor, der auf oder am Dach des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug gemäß dem dritten Aspekt eingerichtet oder ausgebildet ist, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt aus- oder durchzuführen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt mittels der Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt und/oder mittels des Kraftfahrzeugs gemäß dem dritten Aspekt aus- oder durchgeführt wird.
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Vorrichtungsmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden Verfahrensmerkmalen und umgekehrt. Das heißt also insbesondere, dass sich technische Funktionalitäten des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt aus entsprechenden technischen Funktionalitäten der Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt ergeben.
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Das heißt also insbesondere, dass sich weitere Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt analog aus entsprechenden Ausführungsformen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt ergeben.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
- 1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs,
- 2 eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs auszuführen,
- 3 ein Kraftfahrzeug,
- 4 ein Kraftfahrzeug, dessen Fahrspur durch ein weiteres Kraftfahrzeug blockiert wird,
- 5 eine Situation, in welcher kein Überholvorgang durchgeführt wird,
- 6 eine weitere Situation, in welcher ein Überholvorgang durchgeführt wird und
- 7 ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte:
- Empfangen 101 von Umgebungssignalen, die eine mittels einer Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs erfasste Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentieren, bei Detektion eines sich bezogen auf eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Objekts basierend auf den empfangenen Umgebungssignalen Ermitteln 103, ob innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts ein Straßenknotenpunkt liegt und ob für eine Dauer des Überholens ein Gegenverkehr des Kraftfahrzeugs blockiert wird,
- wenn das Ermitteln 103 ergeben hat, dass innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts kein Straßenknotenpunkt liegt und dass für eine Dauer des Überholens kein Gegenverkehr blockiert wird, dann Ausgeben 105 von Steuersignalen zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf der Überholtrajektorie, um das Objekt zu überholen.
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Wenn das Ermitteln gemäß dem Schritt 103 ergeben hat, dass innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des weiteren Kraftfahrzeugs ein Straßenknotenpunkt liegt und/oder dass für eine Dauer des Überholens ein Gegenverkehr blockiert wird, dann ist gemäß einem Schritt 107 vorgesehen, dass ein Aufforderungssignal zum Ausgeben einer Aufforderung zur Übernahme einer manuellen Steuerung des Kraftfahrzeugs an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben wird.
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In einer weiteren Ausführungsform kann in dem vorstehenden Schritt 107 alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass ein Aufforderungssignal zum Senden einer Aufforderung zur Übernahme einer manuellen entfernten Steuerung des Kraftfahrzeugs an einen entfernten Teleoperator über ein Kommunikationsnetzwerk ausgegeben wird.
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2 zeigt eine Vorrichtung 201, wobei die Vorrichtung 201 eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs auszuführen.
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Die Vorrichtung 201 umfasst einen Eingang 203 zum Empfangen von Umgebungssignalen, die eine mittels einer Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs erfasste Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentieren.
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Die Vorrichtung 201 umfasst einen Prozessor 205 zum Ermitteln, ob innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts ein Straßenknotenpunkt liegt und ob für eine Dauer des Überholens ein Gegenverkehr des Kraftfahrzeugs blockiert wird, bei Detektion eines sich bezogen auf eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Objekts basierend auf den empfangenen Umgebungssignalen.
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Der Prozessor 205 ist eingerichtet, Steuersignale zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf der Überholtrajektorie zu erzeugen, wenn das Ermitteln ergeben hat, dass innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts kein Straßenknotenpunkt liegt und dass für eine Dauer des Überholens kein Gegenverkehr blockiert wird.
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Die Vorrichtung 201 umfasst ferner einen Ausgang 207 zum Ausgeben von Steuersignalen zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf der Überholtrajektorie.
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Informationen, Daten und/oder Signale, die empfangen werden, werden allgemein beispielsweise mittels des Eingangs 203 empfangen.
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Signale, die ausgegeben werden, werden allgemein beispielsweise mittels des Ausgangs 207 ausgegeben.
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In einer Ausführungsform sind anstelle des Prozessors 205 mehrere Prozessoren vorgesehen.
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3 zeigt ein Kraftfahrzeug 301.
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Das Kraftfahrzeug 301 umfasst die Vorrichtung 201 gemäß 2.
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Das Kraftfahrzeug 301 umfasst eine Umfeldsensorik 303 zum Erfassen einer Umgebung des Kraftfahrzeugs. Die Umfeldsensorik 303 erzeugt die erfasste Umgebung repräsentierende Umgebungssignale.
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Die Umfeldsensorik 303 umfasst eine dachständigen ersten Umfeldsensor 305 und einen zweiten Umfeldsensor 307, der frontseitig am Kraftfahrzeug 301 angeordnet ist.
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Der erste Umfeldsensor 305 ist zum Beispiel ein Videosensor einer Videokamera. Der zweite Umfeldsensor 307 ist zum Beispiel ein Radarsensor.
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Die Umgebungssignale des ersten 305 und des zweiten Umfeldsensors 307 werden vom Eingang 203 der Vorrichtung 201 empfangen. Der Prozessor 205 analysiert die Umgebungssignale zum Beispiel dahingehend, ob sich ein Objekt in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 301 befindet. Bei Detektion eines solchen Objekts führt der Prozessor 205 die vorstehend und/oder nachstehenden Schritte des Ermittelns und des Erzeugens von Steuersignalen aus. Steuersignale werden mittels des Ausgangs 207 ausgegeben.
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Die mittels des Ausgangs 207 ausgegebenen Steuersignale werden zum Beispiel an eine Steuerungseinrichtung 309 ausgegeben, welche eingerichtet ist, basierend auf den ausgegebenen Steuersignalen eine Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs 301 zumindest teilautomatisiert zu steuern.
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Das Kraftfahrzeug 301 umfasst weiter optional eine Kommunikationsschnittstelle 315 zum Senden eines Aufforderungssignals an einen entfernten Teleoperator über ein Kommunikationsnetzwerk, wie vorstehend beschrieben.
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Die Kommunikationsschnittelle 315 ist zum Beispiel ausgebildet, dynamische Umfeldinformationen, wie vorstehend beschrieben, zu empfangen, beispielsweise von einem oder mehreren anderen Kraftfahrzeugen und/oder von einer Infrastruktur. Die mittels der Kommunikationsschnittstelle 315 empfangenen dynamischen Umfeldinformationen werden zum Beispiel dem Eingang 203 bereitgestellt.
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In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle 315 Teil der Vorrichtung 201.
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In einer Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung 309 Teil der Vorrichtung 201.
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Das Kommunikationsnetzwerk umfasst gemäß einer Ausführungsform ein WLAN-Kommunikationsnetzwerk und/oder ein Mobilfunknetz.
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Das Kraftfahrzeug 301 ist zum Beispiel ein Robotertaxi.
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Die im Folgenden unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschriebenen Situationen sehen zur beispielhaften Erläuterung als Objekt ein weiteres Kraftfahrzeug vor, welches in der gleichen Fahrspur, in der das Kraftfahrzeug fährt, abgestellt ist bzw. hält.
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4 zeigt eine Straße 401.
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Die Straße 401 umfasst eine erste Fahrspur 403 und eine zweite Fahrspur 405. Eine durch die erste Fahrspur 403 vorgegebene Fahrtrichtung verläuft bezogen auf die Papierebene von unten nach oben. Eine von der zweiten Fahrspur 405 vorgegebene Fahrtrichtung verläuft entgegengesetzt dazu, also bezogen auf die Papierebene von oben nach unten.
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Auf der ersten Fahrspur 403 fährt ein Kraftfahrzeug 407. Das Kraftfahrzeug 407 umfasst eine Vorrichtung, welche eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt auszuführen. Die Vorrichtung ist zum Beispiel die Vorrichtung gemäß 2. Die Vorrichtung ist der Übersicht halber nicht gezeigt. Das Kraftfahrzeug 407 umfasst eine Umfeldsensorik, die der Übersicht halber nicht gezeigt ist. Zum Beispiel handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug 407 um das in 3 gezeigte Kraftfahrzeug 301.
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Eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 407 ist symbolisch mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 409 gekennzeichnet.
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Auf der ersten Fahrspur 403 ist ein weiteres Kraftfahrzeug 411 abgestellt. Das weitere Kraftfahrzeug 411 befindet sich bezogen auf die Fahrtrichtung 409 des Kraftfahrzeugs 407 vor dem Kraftfahrzeug 407.
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Das heißt also, dass das weitere Kraftfahrzeug 411 die erste Fahrspur 403 für das Kraftfahrzeug 407 blockiert.
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Zur Vermeidung eines Staus ist es sinnvoll, dass das Kraftfahrzeug 407 das weitere Kraftfahrzeug 411 überholt. Hierbei muss das Kraftfahrzeug 407 in der Regel die Gegenfahrspur, also die zweite Fahrspur 405 zeitweise kreuzen.
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Für die Dauer des Verbleibs des Kraftfahrzeugs 407 auf der zweiten Fahrspur 405 ist sicherzustellen, dass sich in dieser Zeit kein vorfahrberechtigtes Kraftfahrzeug nähert.
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Ein Gegenverkehr, welcher auf der zweiten Fahrspur 405 fährt, ist symbolisch durch ein anderes Kraftfahrzeug 415 dargestellt. Eine Fahrtrichtung des anderen Kraftfahrzeugs 415 ist symbolisch mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 417 dargestellt.
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Eine Überholtrajektorie zum Überholen des weiteren Kraftfahrzeugs 411 durch das Kraftfahrzeug 407 ist symbolisch durch einen kurvigen Pfeil mit dem Bezugszeichen 413 dargestellt.
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5 zeigt eine Situation, in welcher gemäß dem hier beschriebenen Konzept kein Überholvorgang des weiteren Kraftfahrzeugs 411 durch das Kraftfahrzeug 407 durchgeführt wird.
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Gemäß 5 ist ein Straßenknotenpunkt 501 vorgesehen, gemäß welchem eine zweispurige Straße 503 bezogen auf die Papierebene von links kommend in die Straße 401 einmündet. Von links kommend bezogen auf die Papierebene aus der Straße 503 nähert sich ein viertes Kraftfahrzeug 505 der zweiten Fahrspur 405. Eine Fahrtrichtung des vierten Kraftfahrzeugs 505 ist symbolisch mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 507 dargestellt.
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Das weitere Kraftfahrzeug 411 ist innerhalb des Straßenknotenpunkts 501 abgestellt. In dieser Situation würde dann die Überholtrajektorie 413 den Straßenknotenpunkt 501 kreuzen.
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Das heißt also, dass in dieser Situation der Straßenknotenpunkt 501 innerhalb der Überholtrajektorie 413 liegt.
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Insofern wird in dieser Situation von einem Überholvorgang abgesehen.
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Das heißt also beispielsweise, dass das Kraftfahrzeug 407 basierend auf entsprechenden Steuersignalen zumindest teilautomatisiert derart gesteuert wird, dass das Kraftfahrzeug 407 hinter dem weiteren Kraftfahrzeug 411 anhält.
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Sofern beispielsweise unter Verwendung der Umfeldsensorik detektiert wird, dass das weitere Kraftfahrzeug 411 die erste Fahrspur 403 nicht mehr blockiert, beispielsweise weil es weggefahren wurde, so ist zum Beispiel vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug 407 basierend auf entsprechenden Steuersignalen zumindest teilautomatisiert derart gesteuert wird, dass das Kraftfahrzeug 407 weiterfährt.
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6 zeigt eine weitere Situation, in welcher gemäß dem hier beschriebenen Konzept ein Überholvorgang durchgeführt wird.
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Gemäß der in 6 gezeigten weiteren Situation ist das weitere Kraftfahrzeug 411 nicht mehr innerhalb des Straßenknotenpunkts 501 abgestellt. Vielmehr ist das weitere Kraftfahrzeug 411 bezogen auf die von der ersten Fahrspur 403 vorgegebene Fahrtrichtung nach dem Straßenknotenpunkt 501 abgestellt.
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Das heißt also, dass hier die Überholtrajektorie 413 nicht den Straßenknotenpunkt 501 kreuzt. Das heißt also, dass der Straßenknotenpunkt 501 in der in 6 gezeigten weiteren Situation nicht innerhalb der Überholtrajektorie 413 liegt.
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Weiter wird auch ein Gegenverkehr bei einem Überholvorgang nicht mehr blockiert.
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Somit sind also zumindest zwei Bedingungen erfüllt, damit das Kraftfahrzeug 407 das weitere Kraftfahrzeug 411 überholt.
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7 zeigt ein maschinenlesbares Speichermedium 701.
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Auf dem maschinenlesbaren Speichermedium 701 ist ein Computerprogramm 703 gespeichert. Das Computerprogramm 703 umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms 703 durch einen Computer, zum Beispiel durch die Vorrichtung 201, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
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Zusammenfassend wird ein effizientes Konzept bereitgestellt, um zu entscheiden, ob ein vorausliegendes Kraftfahrzeug derart umfahren werden kann, dass zum Beispiel eine Überholtrajektorie auf die ursprüngliche Fahrspur zurückführt, ohne dass hierbei ein entgegenkommendes Kraftfahrzeug behindert wird und ohne dass der Überholvorgang innerhalb eines Straßenknotenpunktes liegt.
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In einer Ausführungsform erfasst die Umfeldsensorik, zum Beispiel erfassen die Umfeldsensoren der Umfeldsensorik, eine Umgebung des Kraftfahrzeugs und ermöglichen es somit, eine vorausliegende Verkehrssituation zu interpretieren, zu antizipieren und beispielsweise weiterführende Fahrentscheidungen zu treffen. Für diese Interpretation bzw. das Antizipieren bzw. das Treffen der weiterführenden Fahrentscheidungen werden gemäß einer Ausführungsform Karteninformationen, beispielsweise erweiterte Karteninformationen, aus Lokalisierungs- und/oder Planungskarten verwendet.
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In einer Ausführungsform werden Situationen mit vorausliegend stehenden bzw. abgestellten Kraftfahrzeugen erkannt, die die Fahrspur des Kraftfahrzeugs zumindest zeitweise blockieren. Für dieses Erkennen bzw. diese Interpretation bzw. das Antizipieren bzw. das Treffen der weiterführenden Fahrentscheidungen werden gemäß einer Ausführungsform semantische Informationen aus Planungskarten, zum Beispiel der digitalen Karte, herangezogen und mit weiter erkannten Umfeldinformationen einer Umfeldsensorik, beispielsweise der Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs, fusioniert. So kann zum Beispiel ein vorausliegend stehendes Objekt, zum Beispiel ein weiteres Kraftfahrzeug, als ein wartendes Objekt an einem Stoppschild erkannt werden, wenn unmittelbar vor dem Objekt ein solcher Straßenknotenpunkt vorliegt, ein Stoppschild erkannt wird und zum Beispiel die Rücklichter oder Bremslichter des Objekts betätigt sind.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels der Umfeldsensorik, beispielsweise mittels eines dachständigen Umfeldsensors, und/oder mittels Karteninformationen eine vorausliegende Geometrie der Verkehrswege ermittelt und daraufhin analysiert wird, ob innerhalb einer Überholtrajektorie zur Umfahrung bzw. zum Überholen des vorausliegenden Objektes, also des vorausliegenden weiteren Kraftfahrzeugs, ein Straßenknotenpunkt liegt.
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Weiter ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass basierend auf der mittels der Umfeldsensorik erfassten Umgebung ermittelt wird, ob für eine Dauer des Überholvorgangs kein entgegenkommendes Kraftfahrzeug blockiert wird.
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In einer Ausführungsform wird eine voraussichtliche Dauer des Überholvorgangs mittels eines Trajektorienplanungsverfahrens ermittelt. Auf Basis der erlaubten maximalen Geschwindigkeit wird gemäß einer Ausführungsform eine nötige Distanz zum Überholen daraufhin geprüft, ob auch wirklich eine Fahrfreigabe erfolgen kann. Sollten beide Bedingungen zutreffen, also kein entgegenkommendes Kraftfahrzeug und kein Straßenknotenpunkt, der innerhalb der Überholtrajektorie liegt, so wird der Überholvorgang ausgelöst. Die benötigte Distanz zur Umfahrung eines stehenden Objektes, zum Beispiel des weiteren Kraftfahrzeugs, basiert zum Beispiel auf Komfortbedingungen des Kraftfahrzeugs bezüglich einer tolerierbaren Querbeschleunigung. So wird beispielsweise eine Ausscher- und Einschertrajektorie zur Umfahrung eines Objektes, zum Beispiel des weiteren Kraftfahrzeugs, gewählt, die zum einen eine tolerierbare Querbeschleunigung, zum anderen jedoch auch die erlaubte Höchstgeschwindigkeit unterschreitet.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem Fall, dass der Überholvorgang nicht ohne ein Kreuzen eines Straßenknotenpunkts durchfahren werden kann, eine Rückfallebene aktiviert wird, die zum Beispiel aus einem Teleoperator und/oder einem Fahrer des Kraftfahrzeugs bestehen kann.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass gewartet wird, bis sich die vorausliegende Verkehrssituation auflöst, also bis zum Beispiel das weitere Kraftfahrzeug weggefahren wurde, bevor das Kraftfahrzeug weiterfährt.
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Die Vorteile des hier beschriebenen Konzepts liegen insbesondere in einer Vermeidung von gefährlichen Situationen, die sich durch ein Überholen im urbanen Straßenverkehr durch Gegenverkehr und Entgegenkommer im Kreuzungsbereich, also allgemein im Straßenknotenpunkt, ergeben können.
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Die Vorteile des hier beschriebenen Konzepts liegen insbesondere in einer Vermeidung von längeren Standzeiten, die sich ergeben würden, wenn ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug auf ein natürliches Auflösen der Situation warten würde.
