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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plausibilisierung einer satellitengestützt ermittelten Fahrzeugposition, ein Computerprogramm, ein maschinenlesbares Speichermedium und einen Bewegungs- und Positionssensor. Die Erfindung ist insbesondere geeignet beim autonomen Fahren zur Anwendung zu kommen.
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Stand der Technik
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Ein autonomes Fahrzeug ist ein Fahrzeug, das ohne Fahrer auskommt. Das Fahrzeug fährt dabei autonom, indem es beispielsweise den Straßenverlauf, andere Verkehrsteilnehmer oder Hindernisse selbständig erkennt und die entsprechenden Steuerbefehle im Fahrzeug berechnet sowie diese an die Aktuatoren im Fahrzeug weiterleitet, wodurch der Fahrverlauf des Fahrzeugs korrekt beeinflusst wird. Der Fahrer ist bei einem vollautonomen Fahrzeug nicht am Fahrgeschehen beteiligt.
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Unter anderem benötigt ein Fahrzeug für einen autonomen Betrieb eine Sensorik, die in der Lage ist eine hochgenaue Fahrzeugposition, insbesondere mit Hilfe von Navigationssatellitendaten (GPS, GLONASS, Beidou, Galileo), zu ermitteln. Hierzu werden gegenwärtig GNSS(Globales Navigationssatellitensystem)-Signale über eine GNSS-Antenne auf dem Fahrzeugdach empfangen und mittels eines GNSS-Sensors verarbeitet. Hierbei können zusätzlich GNSS-Korrekturdaten zur Steigerung des Ortungsergebnisses berücksichtigt werden. Besonders vorteilhafte GNSS-Sensoren sind sog. Bewegungs- und Positionssensoren, die unter Verwendung von GNSS-Daten zumindest eine Fahrzeugposition oder einer Fahrzeugausrichtung bzw. Fahrzeugbewegung ermitteln können.
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Mit dem Bewegungs- und Positionssensor kann eine hochgenaue Bestimmung der eigenen Fahrzeugposition ermöglicht werden. Neben den GNSS-Daten werden hierzu auch GNSS-Korrekturdaten sowie Fahrzeugraddrehzahlen und Fahrzeuglenkwinkel im Bewegungs- und Positionssensor verwendet, um die Fahrzeugposition hochgenau zu bestimmen. Die einzelnen Eingangsdaten werden innerhalb eines Kalmanfilters zu einer (Gesamt-)Fahrzeugposition fusioniert. Das Ergebnis ist eine geschätzte (Eigen-)Position des Fahrzeugs in der Welt beispielsweise in GNSS-Koordinaten. Die geschätzte (Eigen-)Position wird in der Praxis mit einer systembedingten Toleranz bzw. Ungenauigkeit ermittelt. Diese Toleranz bzw. Ungenauigkeit kann verschiedene Ursachen haben, wie beispielsweise einen schlechten GNSS-Empfang, zu wenig Satelliten, Störsignale (Spoofing oder Jamming) und dergleichen.
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Offenbarung der Erfindung
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Hier vorgeschlagen wird gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zur Plausibilisierung einer satellitengestützt ermittelten Fahrzeugposition, umfassend folgende Schritte:
- a) Empfangen von GNSS-Satellitendaten,
- b) Ermitteln einer Fahrzeugposition des eigenen Fahrzeugs mit den in Schritt a) empfangenen GNSS-Satellitendaten,
- c) Erfassen mindestens eines Areals mit unplausiblen Fahrzeugpositionen,
- d) Prüfen der in Schritt b) ermittelten Fahrzeugposition mit dem in Schritt c) ermittelten Areal.
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Mit anderen Worten ausgedrückt, dient das Verfahren insbesondere zur Plausibilisierung einer GNSS-basierten Fahrzeugposition. Bei dem eigenen Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein autonomes Fahrzeug, insbesondere ein autonom operierendes Automobil. GNSS steht für globales Navigationssatellitensystem. GNSS ist ein System zur Positionsbestimmung und/oder Navigation auf der Erde und/oder in der Luft durch den Empfang der Signale von Navigationssatelliten, hier als Satellitendaten bezeichnet. GNSS ist dabei ein Sammelbegriff für die Verwendung bestehender und künftiger globaler Satellitensysteme, wie GPS (NAVSTRAR GPS), GLONASS, Beidou und Galileo. Damit handelt es sich bei einem GNSS-Sensor um eine Sensorik, die geeignet ist Navigationssatellitendaten zu empfangen und zu verarbeiten, etwa auszuwerten. Vorzugsweise ist der GNSS-Sensor in der Lage, eine hochgenaue Fahrzeugposition mit Hilfe von Navigationssatellitendaten (GPS, GLONASS, Beidou, Galileo) zu ermitteln. GNSS-Daten sind insbesondere Daten, die von einem Navigationssatelliten empfangen werden, GNSS-Daten können auch als „Navigationssatellitendaten“ bezeichnet werden.
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In Schritt a) erfolgt ein Empfangen von GNSS-Satellitendaten. Bevorzugt empfängt ein Bewegungs- und Positionssensor des eigenen Fahrzeugs die GNSS-Satellitendaten von mindestens einer GNSS-Empfangseinheit (des Fahrzeugs), etwa einer insbesondere fahrzeugseitigen GNSS-Antenne, die ihrerseits (direkt) mit den Navigationssatelliten kommuniziert bzw. die Satellitensignale (direkt) empfängt. In Schritt b) wird eine Fahrzeugposition des eigenen Fahrzeugs mit den in Schritt a) empfangenen GNSS-Satellitendaten ermittelt. Bevorzugt wird in Schritt b) die eigene Fahrzeugposition mittels des Bewegungs- und Positionssensor des eigenen Fahrzeugs ermittelt. Zumindest in Schritt a) oder b) können Laufzeitmessungen von Navigationssatellitensignalen erfolgen.
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In Schritt c) erfolgt ein Erfassen mindestens eines Areals mit unplausiblen Fahrzeugpositionen. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass die in Schritt b) ermittelte Fahrzeugposition des eigenen Fahrzeugs unplausibel ist, wenn sie in dem Areal liegt. Das Erfassen des Areals kann beispielsweise derart erfolgen, dass es von einem Bewegungs- und Positionssensor des (eigenen) Fahrzeugs (selbst), von einem weiteren Fahrzeug, von einem Umfeldsensor, von einem Kartensteuergerät und/oder von einem Infrastrukturpunkt ermittelt wird. Wenn das Areal von einem weiteren Fahrzeug, von einem Umfeldsensor, von einem Kartensteuergerät und/oder von einem Infrastrukturpunkt ermittelt wurde, kann dieses an einen Bewegungs- und Positionssensor des (eigenen) Fahrzeugs und/oder an ein Steuergerät für das autonome Fahren des eigenen Fahrzeugs weitergeleitet, insbesondere gesendet werden. Hierbei kann der Bewegungs- und Positionssensor und/oder das Steuergerät für das autonome Fahren das Areal empfangen, was auch ein Erfassen darstellen kann. Wenn mehrere der vorgenannten Komponenten jeweils ein Areal ermittelt haben, so können diese Areale, beispielsweise in einem Bewegungs- und Positionssensor des (eigenen) Fahrzeugs und/oder in einem Steuergerät für das autonome Fahren des eigenen Fahrzeugs fusioniert werden. Bei dem Areal handelt es sich in der Regel um eine begrenzte Fläche. Insbesondere, wenn für die Positionsbestimmung des Fahrzeugs auch Höhenangaben relevant sein sollten, kann alternativ oder kumulativ zu dem Areal ein Raum mit unplausiblen Fahrzeugpositionen erfasst werden.
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In Schritt d) erfolgt ein Prüfen der in Schritt b) ermittelten Fahrzeugposition mit dem in Schritt c) erfassten Areal. Hierzu kann ein Abgleich der ermittelten (GNSS-) Fahrzeugposition mit dem Areal erfolgen. Bevorzugt wird das Prüfen mittels eines Bewegungs- und Positionssensors und/oder einem (Karten-) Steuergerät, insbesondere einem Steuergerät für das autonome Fahren des eigenen Fahrzeugs durchgeführt. Bevorzugt erfolgt in Schritt d) ein Prüfen ob die in Schritt b) ermittelte Fahrzeugposition in dem in Schritt c) erfassten Areal liegt. In der Regel ergibt diese Prüfung dann ein negatives Ergebnis, wenn die ermittelte Fahrzeugposition in dem Areal liegt. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass die ermittelte Fahrzeugposition in Schritt d) als unplausibel eingestuft wird, wenn die ermittelte Fahrzeugposition in dem Areal liegt.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Areal unter Verwendung einer Information erfasst wird, die von einem weiteren Fahrzeug bereitgestellt wird. Die Information kann die Position bzw. Positionsdaten des Weiteren, insbesondere benachbarten Fahrzeugs und/oder die (Außen-)Abmessungen des weiteren Fahrzeugs umfassen. Zu diesem Zweck können die Fahrzeuge beispielsweise über eine in den Fahrzeugen vorhandene Fahrzeug-zu-X, insbesondere Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikationsverbindung (zyklisch) die jeweils in den Fahrzeugen bestimmten Positionsdaten untereinander austauschen. Vorzugsweise wird (nur) die Information von einem solchen weiteren Fahrzeug empfangen, das sich innerhalb eines (definierten bzw. vordefinierten) Mindestabstands um das eigene Fahrzeug herum befindet. Weiterhin bevorzugt werden Informationen von mehreren weiteren Fahrzeugen empfangen, die sich insbesondere (alle) innerhalb des Mindestabstands um das eigene Fahrzeug herum aufhalten.
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In Schritt d) kann dann insbesondere die eigentliche Plausibilisierung der Positionsdaten des eigenen Fahrzeugs mithilfe der Positionsdaten der umliegenden Fahrzeuge, beispielsweise im Bewegungs- und Positionssensor des eigenen Fahrzeugs selbst und/oder in einem weiteren Fahrzeugsteuergerät (z.B. DaSy oder MAP ECU) erfolgen. Sofern die Fahrzeugpositionen des eigenen Fahrzeugs nach dem Vergleich mit den weiteren Positionen der weiteren Fahrzeuge unplausibel sind, können die entsprechenden Positionsdaten des eigenen Bewegungs- und Positionssensors als unplausibel eingestuft und/oder verworfen werden, sodass diese insbesondere nicht für das (hoch- )automatisierte Fahren verwendet werden.
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Bevorzugt ist bzw. beschreibt das Areal die von dem weiteren Fahrzeug überspannte Fläche. Die von dem weiteren Fahrzeug überspannte Fläche ist insbesondere die Fläche, die bei einer Betrachtung von oben von der Karosserie des Fahrzeugs bedeckt wird. Die von dem weiteren Fahrzeug überspannte Fläche kann beispielsweise dadurch erfasst werden, dass die Position des weiteren Fahrzeugs und dessen (Außen-)Abmessungen erfasst und daraus die überspannte Fläche ermittelt wird (inklusive einer gewissen Toleranz von wenigen Zentimetern). Die Position des weiteren Fahrzeugs und/oder dessen (Außen-)Abmessungen können hierbei durch das weitere Fahrzeug, insbesondere dessen Bewegungs- und Positionssensor bereitgestellt werden.
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Eine satellitengestützt ermittelte Position des eigenen Fahrzeugs kann nach dem Vergleich mit den weiteren Positionen der weiteren Fahrzeuge unplausibel sein, wenn beispielsweise die von einem Bewegungs- und Positionssensor des eigenen Fahrzeugs bestimmte Position des eigenen Fahrzeugs in der Welt, insbesondere nach Berücksichtigung der Relativabstände des eigenen Fahrzeugs zum Nachbarfahrzeug, innerhalb der Position des Nachbarfahrzeugs liegt (beide Fahrzeuge befinden sich laut Positionsbestimmung am gleichen Ort in der Welt). Dies ist physikalisch nicht möglich. Bevorzugt wird die Position des eigenen Fahrzeugs jedoch nicht als unplausibel eingestuft und/oder verworfen, bevor eine weitere Plausibilisierung der eigenen Position mit einer weiteren Position eines weiteren Nachbarfahrzeugs erfolgt ist. Dies erlaubt in vorteilhafter Weise auszuschließen, dass der Fehler im Bewegungs- und Positionssensor des Nachbarfahrzeugs liegt. Insbesondere wenn auch der Vergleich mit einer weiteren Position eines weiteren Nachbarfahrzeugs, insbesondere unter Berücksichtigung der Relativabstände des eigenen Fahrzeugs zum weiteren Nachbarfahrzeug, ergeben hat, dass die in Schritt b) ermittelte Fahrzeugposition des eigenen Fahrzeugs unplausibel ist, so wird diese ermittelte Position des eigenen Fahrzeugs als unplausibel eingestuft und/oder verworfen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Areal unter Verwendung einer Information erfasst wird, die von mindestens einem Umfeldsensor des eigenen Fahrzeugs bereitgestellt wird. Diese Information kann eine Relativposition bzw. einen Abstand des eigenen Fahrzeugs zu einem weiteren Fahrzeug und/oder zu einem Infrastrukturpunkt (Ampel, Gebäude, etc.) umfassen. Bevorzugt umfasst die Information eine Relativposition bzw. einen Abstand des eigenen Fahrzeugs zu dem weiteren Fahrzeug, das (wie vorstehend beschrieben) eine Information bereitgestellt hat. Der Umfeldsensor kann beispielsweise ein RADAR-, LIDAR- und/oder Ultraschall-Sensor sein.
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Vorzugsweise erfolgt eine Bestimmung von Relativabständen zwischen dem eigenen Fahrzeug und weiteren Fahrzeugen in der Umgebung mit Hilfe von im Fahrzeug verbauten Umfeldsensoren (Radar, Lidar, Ultraschall, usw.). Diese sind vorteilhafterweise in der Lage den (Relativ-)Abstand hochgenau zu bestimmen. Dieser (Relativ-)Abstand kann verwendet werden, um die eigene (hochgenaue) Fahrzeugposition mithilfe der Positionsdaten mindestens eines weiteren Fahrzeugs zu plausibilisieren. Neben den (Relativ-)Abständen können auch die Fahrzeugmaße (Länge, Breite und/oder Höhe) bzw. (Außen-)Abmessungen zwischen den Fahrzeugen ausgetauscht werden. Die (Relativ-)Abstände zusammen mit den Fahrzeugmaßen können eine Relativposition des weiteren Fahrzeugs bezüglich des eigenen Fahrzeugs ergeben. Bei der Plausibilisierung der hochgenauen Position kann der Vergleich der Positionen der beiden Fahrzeuge somit in vorteilhafter Weise hochgenau erfolgen. Wie bereits erwähnt, ist eine Fahrzeugposition insbesondere dann unplausibel, wenn es zu Überschneidungen zwischen zwei Fahrzeugen kommt, sprich die Positionsdaten beider Fahrzeuge so liegen, dass sich die Karosserien der beiden Fahrzeuge zumindest teilweise am gleichen Ort befinden, was physikalisch nicht möglich ist. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere einen Fall, in dem Positionsdaten des eigenen Fahrzeugs in einem Areal liegen, das von dem weiteren Fahrzeug eingenommen bzw. überspannt ist. In diesem Fall kann nach dem Vergleich mit dem weiteren (Nachbar-) Fahrzeug bzw. nach einem Vergleich mit noch einem weiteren Fahrzeug die eigene Position oder die Position innerhalb des Weiteren (Nachbar-) Fahrzeugs als unplausibel eingestuft und/oder verworfen werden.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Areal unter Verwendung einer Information erfasst wird, die von einem Kartensteuergerät bereitgestellt wird. Hierbei handelt es sich bevorzugt um das Kartensteuergerät des eigenen Fahrzeugs. Die Information kann beispielsweise einem Bewegungs- und Positionssensor des eigenen Fahrzeugs und/oder intern im Kartensteuergerät bereitgestellt werden. Die Information kann eine (digitale) Karte bzw. die Position und/oder den Verlauf mindestens einer befahrbaren Straße (bzw. befahrbarer Weg) umfassen, insbesondere einer solchen Straße, auf der das eigene Fahrzeug sich (aufgrund der in Schritt b) ermittelten Fahrzeugposition) wahrscheinlich befindet und/oder der Straßen, die im Bereich der in Schritt b) ermittelten Fahrzeugposition verlaufen.
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Bevorzugt beschreibt das Areal hierbei mindestens eine Fläche, die außerhalb einer befahrbaren Straße liegt. Besonders bevorzugt beschreibt das Areal hierbei eine oder mehrere Fläche(n), die außerhalb der Straße(n) liegen, deren Position und/oder Verläufe mittels der Information bereitgestellt wurden.
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In diesem Zusammenhang kann eine ermittelte Fahrzeugposition des eigenen Fahrzeugs unplausibel sein bzw. als unplausibel eingestuft und/oder verworfen werden, wenn, insbesondere durch eine Übertragung der ermittelten Fahrzeugposition auf eine (hochgenaue) (digitale) Karte, ermittelt wurde, dass diese ermittelte Fahrzeugposition nicht auf einer Straße auf (genau) dieser Karte liegt. Beispielsweise kann sich eine falsch bestimmte Position des Fahrzeugs in einem Waldstück befinden oder auf einem Gebäude in einem Stadtgebiet und somit nicht auf einer Straße einer (hochgenauen) (digitalen) Karte. Die von dem Waldstück oder einem Teil davon bzw. von dem Gebäude überspannte Fläche kann ein Areal im Sinne der hier vorgestellten Lösung darstellen. Dieses sog. „matchen“ der Fahrzeugposition auf der Karte kann innerhalb des eigenen Fahrzeugs erfolgen. Es ist somit in dieser Ausführungsform nicht zwingen notwendig die eigene Fahrzeugposition mit weiteren Fahrzeugen auszutauschen, um eine unplausible Position des eigenen Fahrzeugs zu erkennen. Vorzugsweise wird die in Schritt b) ermittelte Fahrzeugposition zunächst (aus einem Bewegungs- und Positionssensor heraus) an ein (Nachbar-)Steuergerät, insbesondere Kartensteuergerät (MAP ECU) übertragen, dort auf einer (hochgenauen) (digitalen) Karte „gematched“ und insbesondere erst nach der Plausibilitätsprüfung der Position auf der Karte an ein Steuergerät für das hoch automatisierte bzw. autonome Fahren weitergeleitet.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Areal unter Verwendung einer Information erfasst wird, die von mindestens einem Infrastrukturpunkt bereitgestellt wird. Bei dem Infrastrukturpunkt kann es sich beispielsweise um ein Gebäude, eine Ampel, einen Strommast, einen Funkmast oder eine Plakatsäule handeln. Der Infrastrukturpunkt sollte in diesem Zusammenhang über ein entsprechendes Kommunikationsmittel, wie etwa eine Fahrzeug-zu-X Kommunikationsschnittstelle verfügen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Information eine Punktelinie um den Infrastrukturpunkt herum beschreibt. Zudem ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn das Areal zumindest eine Fläche innerhalb oder eine Fläche außerhalb der Punktelinie beschreibt.
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In diesem Zusammenhang kann eine Plausibilisierung der (hochgenauen) ermittelten Fahrzeugposition mithilfe der umliegenden Infrastruktur erfolgen. Das eigene Fahrzeug kann seine (hochgenau) ermittelte Position beispielsweise mithilfe einer Fahrzeug-zu-X Kommunikationsverbindung, beispielhaft in der Art einer Positionsnachricht, an die umliegende Infrastruktur senden. Die gesendete Positionsnachricht enthält dabei vorzugsweise einen (hochgenauen) Zeitstempel. Insbesondere nachdem zwei Positionsnachrichten eines Fahrzeugs an einem Infrastrukturpunkt empfangen wurden, kann innerhalb der Infrastruktur eine Bestimmung eines (Relativ-)Abstands des entsprechenden Fahrzeugs hinsichtlich der Infrastruktur erfolgen. Dieser (Relativ-)Abstand befindet sich regelmäßig auf einem Kreis um den Infrastrukturpunkt herum. Die Position der Infrastruktur bzw. des Infrastrukturpunkts ist üblicherweise (hochgenau) bekannt. Somit kann insbesondere in einem nächsten Schritt ein Aufaddieren des (Relativ-)Abstands bzw. der entsprechenden Relativposition des Fahrzeugs auf die Position dieses Infrastrukturpunkts erfolgen. Das Ergebnis ist vorzugsweise eine (kreisförmige) Punktelinie um den Infrastrukturpunkt herum. Diese Punktelinie kann (nun) über insbesondere die Fahrzeug-zu-X Kommunikationsverbindung zurück an das Fahrzeug übertragen werden. Befindet sich das Fahrzeug, insbesondere nach Abzug einer bestimmten Toleranz, auf (genau) dieser Punktelinie, so kann die Position des eigenen Fahrzeugs als plausibel eingestuft werden. Ansonsten kann die Position des eigenen Fahrzeugs als unplausibel eingestuft und/oder verworfen werden.
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Um in vorteilhafter Weise in diesem Zusammenhang eine (noch) höhere Genauigkeit erreichen zu können, kann vorgesehen sein, dass die (Punkte-)Linien mehrerer umliegender Infrastrukturen bzw. Infrastrukturpunkte im eigenen Fahrzeug empfangen und dort vorzugsweise übereinandergelegt werden. Der Schnittpunkt dieser Punktelinien kann eine (weitere) (hochgenaue) Fahrzeugposition ergeben, welche insbesondere mittels der Infrastruktureinrichtung(en) bestimmt wurde. Diese neue (hochgenaue) Fahrzeugposition kann (nun) mit der (satellitengestützt) ermittelten eigenen Fahrzeugposition verglichen werden. Die Position des eigenen Fahrzeugs ist insbesondere dann plausibel, wenn sie (genau) auf dem Infrastrukturpunktelinienschnittpunkt und/oder innerhalb eines Toleranzbandes um den Infrastrukturpunktelinienschnittpunkt liegt. Ein Areal im Sinne der hier vorgestellten Lösung kann dementsprechend eine Fläche beschreiben, die außerhalb des Infrastrukturpunktelinienschnittpunkts und/oder außerhalb des Toleranzbandes um den Infrastrukturpunktelinienschnittpunkt liegt. Sofern die im eigenen Fahrzeug bestimmte Position unplausibel ist, kann diese als unplausibel eingestuft und/oder verworfen werden.
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Bevorzugt wird die (jeweilige) Information dem eigenen Fahrzeug über eine sog. Fahrzeug-zu-X Kommunikationsverbindung bereitgestellt. Besonders bevorzugt empfängt ein Bewegungs- und Positionssensor und/oder ein (Karten-)Steuergerät, insbesondere ein Steuergerät für das autonome Fahren des eigenen Fahrzeugs die Information über die Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsverbindung (engl.: Car-to-X Communication), bzw. nach diesem Standard von einem oder mehreren weiteren Fahrzeugen (andere Verkehrsteilnehmer) und/oder von einem oder mehreren Infrastrukturpunkten (Infrastruktureinrichtungen). Dabei können die Fahrzeug-zu-X Nachrichten unmittelbar von dem Bewegungs- und Positionssensor und/oder dem Steuergerät oder (mittelbar) über eine oder mehrere Empfangseinheit(en), insbesondere Antenne(n) des eigenen Fahrzeugs empfangen werden.
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Unter Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation (engl.: Car-to-Car Communication, oder kurz: Car2Car oder C2C) wird der Austausch von Informationen und Daten zwischen (Kraft-) Fahrzeugen verstanden. Ziel dieses Datenaustausches ist es, dem Fahrer frühzeitig kritische und gefährliche Situationen zu melden. Die betreffenden Fahrzeuge sammeln Daten, wie ABS-Eingriffe, Lenkwinkel, Position, Richtung und Geschwindigkeit, und senden diese Daten über Funk (WLAN, UMTS, etc.) an die anderen Verkehrsteilnehmer. Dabei soll die „Sichtweite“ des Fahrers mit elektronischen Mitteln verlängert werden. Unter Fahrzeug-zu-Infrastruktur Kommunikation (engl.: Car-to-Infrastructure, oder kurz: C2l) wird der Austausch von Daten zwischen einem Fahrzeug und der umliegenden Infrastruktur (z.B. Lichtzeichenanlagen) verstanden. Die genannten Technologien basieren auf dem Zusammenwirken von Sensoren der verschiedenen Verkehrspartner und verwenden neueste Verfahren der Kommunikationstechnologie zum Austausch dieser Informationen. Fahrzeug-zu-X ist hierbei ein Oberbegriff für die verschiedenen Kommunikationsverbindungen, wie Fahrzeug-zu-Fahrzeug und Fahrzeug-zu-Infrastruktur.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit des Ergebnisses der Prüfung aus Schritt d) zumindest ein Fahrzeugzustand oder die in Schritt b) ermittelte Fahrzeugposition beeinflusst wird. Wenn die ermittelte Fahrzeugposition als unplausibel eingestuft wurden, kann das Fahrzeug beispielsweise in einen sicheren Zustand versetzt werden, insbesondere in einen Zustand, indem das Fahrzeug nicht mehr autonom betrieben wird, sondern vielmehr Steuereingriffe durch einen Fahrer erforderlich sind. Die Fahrzeugposition wird vorzugsweise derart beeinflusst, dass diese verworfen oder durch eine korrekte Fahrzeugposition (sog. Fallback) ersetzt wird, wenn sie zuvor als unplausibel eingestuft wurde. Eine korrekte Fahrzeugposition kann sich beispielsweise aus einem Infrastrukturpunktelinienschnittpunkt und/oder einer Position eines weiteren Fahrzeugs in Verbindung mit einer beispielsweise mittels Umfeldsensorik bestimmten Relativposition zu dem weiteren Fahrzeug ergeben.
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Vorzugsweise wird der Fahrzeugzustand bei einer als unplausibel erkannten Fahrzeugposition (zumindest kurzfristig) in einem sog. Rückfall(Fallback)-Modus überführt. In diesem Fall kann ein hochautomatisiertes bzw. autonomes Fahren in vorteilhafter Weise (rein) basierend auf den Umfeldsensordaten des Fahrzeugs fortgeführt werden. Sofern die Leistung dieser Sensoren ausreichend ist, kann dies auch für eine längere Zeit geschehen. Insbesondere wenn die Leistung der Umfeldsensoren jedoch hierzu nicht ausreichend ist, kann das (autonome) Fahrzeug vorzugsweise mittels der Umfeldsensoren, bevorzugt schnellstmöglich, in einen sicheren Zustand versetzt, etwa in eine Haltebucht gefahren werden oder das Fahrzeug wird fortan manuell durch einen Fahrer gesteuert (sofern vorhanden).
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Vorzugsweise sind auch Überwachungsalgorithmen (sog. Monitore), insbesondere innerhalb eines Bewegungs- und Positionssensors, implementiert, die überwachen wie lange bzw. wie häufig hintereinander die mittels eines Bewegungs- und Positionssensor des Fahrzeugs ermittelte Fahrzeugpositionen als unplausibel eingestuft werden. Insbesondere wenn die mittels des Bewegungs- und Positionssensors ermittelten Fahrzeugpositionen nur kurzzeitig unplausibel sind, kann weiterhin der Bewegungs- und Positionssensor für die (hochgenaue) Positionsbestimmung des Fahrzeugs in der Welt verwendet werden. Andererseits kann der Bewegungs- und Positionssensor, sofern die damit (hochgenau) ermittelte Fahrzeugposition über einen längeren Zeitraum (von beispielsweise mehreren Sekunden) unplausibel ist, deaktiviert, neu gestartet oder in einen sicheren Zustand versetzt werden.
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Nach einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens vorgeschlagen. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm(-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren auszuführen.
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Nach einem weiteren Aspekt wird ein Maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das hier vorgeschlagene Computerprogramm gespeichert ist. Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.
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Nach einem weiteren Aspekt wird ein Bewegungs- und Positionssensor vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Beispielsweise kann das zuvor beschriebene Speichermedium Bestandteil des Bewegungs- und Positionssensors oder mit diesem verbunden sein. Vorzugsweise ist der Bewegungs- und Positionssensor in oder an dem Fahrzeug angeordnet oder zur Montage in oder an einem solchen vorgesehen und eingerichtet. Der Bewegungs- und Positionssensor ist weiterhin bevorzugt für einen autonomen Betrieb des Fahrzeugs, insbesondere eines Automobils vorgesehen und eingerichtet. Der Bewegungs- und Positionssensor beziehungsweise eine Recheneinheit (Prozessor) des Bewegungs- und Positionssensors kann beispielsweise auf das hier beschriebene Computerprogramm zugreifen, um ein hier beschriebenes Verfahren auszuführen.
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Bei dem Bewegungs- und Positionssensoren handelt es sich bevorzugt um einen GNSS-Sensor. Der Bewegungs- und Positionssensor kann ein Positions- und Ausrichtungssensor sein. Darüber hinaus kann der GNSS-Sensor als GNSS basierter Positions- und Ausrichtungssensor ausgestaltet sein. GNSS- bzw. (Fahrzeug-)Bewegungs- und Positionssensoren werden für das automatisierte bzw. autonome Fahren benötigt und berechnen eine hochgenaue Fahrzeugposition mit Hilfe von Navigationssatellitendaten (GPS, GLONASS, Beidou, Galileo), die auch als Navigationssatellitensystem- bzw. GNSS-Daten bezeichnet werden. Die Berechnung basiert hierbei im Grunde auf einer Laufzeitmessung der (elektromagnetischen) GNSS-Signale von mindestens vier Satelliten. Darüber hinaus können Korrekturdaten von so genannten Korrekturdiensten im Sensor mitverwendet werden, um die Position des Fahrzeugs noch genauer zu berechnen. Zusammen mit den empfangenen GNSS-Daten wird im Sensor regelmäßig auch eine hochgenaue Zeit (wie Universal Time) eingelesen und für die genaue Positionsbestimmung verwendet. Weitere Eingangsdaten in den Positionssensor können Raddrehzahlen, Lenkwinkel, sowie Beschleunigungs- und Drehratendaten sein. Bevorzugt ist der Bewegungs- und Positionssensor dazu eingerichtet, eine Eigenposition, Eigenorientierung und Eigengeschwindigkeit auf Basis von GNSS-Daten zu ermitteln.
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Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Bewegungs- und Positionssensor, dem Computerprogram und/oder dem Speichermedium auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
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Die hier vorgestellte Lösung sowie deren technisches Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigt schematisch:
- 1: einen Ablauf eines hier vorgestellten Verfahrens bei einem regulären Betriebsablauf.
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1 zeigt schematisch einen Ablauf eines hier vorgestellten Verfahrens bei einem regulären Betriebsablauf. Die dargestellte Reihenfolge der Verfahrensschritte a), b), c) und d) mit den Blöcken 110, 120, 130 und 140 ist lediglich beispielhaft. In Block 110 erfolgt ein Empfangen von GNSS-Satellitendaten. In Block 120 erfolgt ein Ermitteln einer Fahrzeugposition des eigenen Fahrzeugs mit den in Schritt a) empfangenen GNSS-Satellitendaten. In Block 130 erfolgt ein Erfassen mindestens eines Areals mit unplausiblen Fahrzeugpositionen. In Block 140 erfolgt ein Prüfen der in Schritt b) ermittelten Fahrzeugposition mit dem in Schritt c) ermittelten Areal.
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Insbesondere die Verfahrensschritte a), b), und c) können auch zumindest teilweise parallel oder zeitgleich ablaufen.
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Die hier vorgestellte Lösung ermöglich insbesondere einen oder mehrere der nachfolgenden Vorteile:
- • Das automatisierte Fahren wird noch sicherer gestaltet, indem die hochgenaue Position des Bewegungs- und Positionssensors entweder mithilfe der Positionsdaten weiterer Fahrzeuge oder aber mithilfe einer hochgenauen Karte plausibilisiert wird.
- • Sporadische oder dauerhafte und plausible Positionen werden schnell erkannt, und das Fahrzeug befindet sich stets in einem sicheren Zustand.
- • Vor allem in Stadtgebieten, in welchen nicht immer ausreichend viele Satelliten am Himmel sichtbar sind, jedoch viele Fahrzeuge GNSSbasierte Positionen bestimmen, ist die Umsetzung der hier vorgestellten Lösung sinnvoll (hohe Verkehrsdichte).
