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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Erkennen eines aktuellen Straßenzustands.
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Stand der Technik
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Der Straßenzustand ist ein begrenzender Faktor einer Haftreibung zwischen Rädern eines Fahrzeugs und einer Straßenoberfläche. Beispielsweise greift ein Anti-Blockier-System des Fahrzeugs bei trockener Straße deutlich später ein, als auf nasser Straße. Um Fahrmanöver des Fahrzeugs so zu planen, dass der Haftreibungsbereich nicht verlassen wird, ist es erforderlich, Informationen über den Straßenzustand zu haben.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Erkennen eines aktuellen Straßenzustands und eine Anordnung zum Erkennen eines aktuellen Straßenzustands, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt und ein maschinenlesbares Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Vorteile der Erfindung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, den Straßenzustand durch eine Datenfusion an Bord eines Fahrzeugs sicher zu erkennen. Wenn eine Erkennungssicherheit nicht hoch genug bewertet wird, werden mehr Ressourcen des Fahrzeugs freigegeben, um die Erkennung durchzuführen.
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Es wird ein Verfahren zum Erkennen eines aktuellen Straßenzustands vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
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Ausführen eines ersten Erkennungsprozesses unter Verwendung von ersten Rohdaten eines ersten Sensorsystems eines Fahrzeugs, um einen den Straßenzustand abbildenden ersten Zustandswert und einen eine Erkennungsgüte des ersten Erkennungsprozesses abbildenden ersten Gütewert zu erhalten;
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Ausführen eines zweiten Erkennungsprozesses unter Verwendung der ersten Rohdaten sowie ferner zweiter Rohdaten zumindest eines zweiten Sensorsystems des Fahrzeugs, um einen den Straßenzustand abbildenden zweiten Zustandswert und einen eine Erkennungsgüte des zweiten Erkennungsprozesses abbildenden zweiten Gütewert zu erhalten;
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Zusammenführen des ersten Zustandswerts und des zweiten Zustandswerts zu einer den Straßenzustand repräsentierenden Straßenzustandsinformation für ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs, wenn der erste Zustandswert und der zweite Zustandswert innerhalb eines Zustandstoleranzbereichs liegen und der erste Gütewert und der zweite Gütewert innerhalb eines Gütetoleranzbereichs liegen.
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Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
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Unter einem Straßenzustand kann eine Beschaffenheit einer Oberfläche verstanden werden, auf der ein Fahrzeug momentan fährt. Die Oberfläche kann dabei eine Fahrbahn oder Fahrspur sein. Die Oberfläche kann beispielsweise als trocken, feucht oder nass eingestuft werden. Bei nasser Oberfläche können unterschiedliche Dicken des Wasserfilms auf der Oberfläche unterschieden werden. Ebenso kann der Straßenzustand eine Oberflächenstruktur der Oberfläche beschreiben. Dabei kann beispielsweise eine Rauheit der Oberfläche beschrieben werden. Der Straßenzustand kann unter Verwendung verschiedener Methoden erkannt werden, wobei die einzelne Methode jeweils eine Unsicherheit bei der Erkennung aufweist. Die verschiedenen Methoden können unter Verwendung unterschiedlicher Eingangsgrößen ausgeführt werden. In einem Erkennungsprozess kann zumindest je eine Methode verwendet werden. Die Unsicherheit kann in dem Gütewert ausgedrückt werden. Hier werden zwei unterschiedliche Erkennungsprozesse verwendet und die Ergebnisse fusioniert. Die Eingangsgrößen können Bestandteil der Rohdaten sein. Hier wird zumindest ein Teil der Eingangsgrößen in beiden Erkennungsprozessen verwendet. Ein Toleranzbereich kann ein fester Wertebereich sein. Der Toleranzbereich kann auch ein relativer Toleranzbereich sein und beispielsweise einen maximalen Unterschied der Gütewerte voneinander definieren.
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Es kann ein rechenintensiver dritter Erkennungsprozess ausgeführt werden, wenn der erste Gütewert und der zweite Gütewert um mehr als den Gütetoleranzbereich voneinander abweichen und/oder der erste Zustandswert und der zweite Zustandswert um mehr als den Zustandstoleranzbereich voneinander abweichen. Im dritten Erkennungsprozess können die ersten Rohdaten und die zweiten Rohdaten ausgewertet werden, um einen den Straßenzustand abbildenden dritten Zustandswert und einen eine Erkennungsgüte des dritten Erkennungsprozesses abbildenden dritten Gütewert zu erhalten. Der dritte Erkennungsprozess kann zumindest teilweise andere Methoden verwenden, als der erste Erkennungsprozess und der zweite Erkennungsprozess. Der dritte Erkennungsprozess kann zumindest teilweise die gleichen Eingangsgrößen verwenden. Der dritte Erkennungsprozess kann rechenintensiver und/oder zeitintensiver sein, als der erste und zweite Erkennungsprozess. Zum Ausführen des dritten Erkennungsprozesses werden mehr Ressourcen des Fahrzeugs verwendet, als zum Ausführen des ersten und/oder zweiten Erkennungsprozesses.
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Der erste Zustandswert kann mit dem dritten Zustandswert zu der Straßenzustandsinformation zusammengeführt werden, wenn der erste Zustandswert und der dritte Zustandswert innerhalb eines weiteren Zustandstoleranzbereichs liegen und der erste Gütewert und der dritte Gütewert innerhalb eines weiteren Gütetoleranzbereichs liegen. Alternativ kann der zweite Zustandswert mit dem dritten Zustandswert zu der Straßenzustandsinformation zusammengeführt werden, wenn der zweite Zustandswert und der dritte Zustandswert innerhalb des weiteren Zustandstoleranzbereichs liegen und der zweite Gütewert und der dritte Gütewert innerhalb des weiteren Gütetoleranzbereichs liegen. Durch das Ergebnis des dritten Erkennungsprozesses können die Ergebnisse des ersten und zweiten Erkennungsprozesses abgesichert werden. Die drei Erkennungsprozesse sollten bei guten Rahmenbedingungen vergleichbare Ergebnisse liefern. Bei drei verschieden voneinander ermittelten Ergebnissen kann ein Ausreißer mit einer hohen Wahrscheinlichkeit erkannt werden.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Übermittelns aufweisen, in dem die ersten Rohdaten und die zweiten Rohdaten, der erste Zustandswert, der erste Gütewert, der zweite Zustandswert, der zweite Gütewert, der dritte Zustandswert und/oder der dritte Gütewert zusammen mit Fahrzeuginformationen des Fahrzeugs an ein übergeordnetes Datenverarbeitungsnetzwerk übermittelt werden. In einem nachfolgenden Schritt des Empfangens kann die Straßenzustandsinformation von dem Datenverarbeitungsnetzwerk empfangen werden. Das Übermitteln kann drahtlos über eine Luftschnittstelle, beispielsweise per Funk erfolgen. Das Übermitteln kann erfolgen, wenn der erste Zustandswert und der dritte Zustandswert nicht innerhalb des weiteren Zustandstoleranzbereichs liegen oder der erste Gütewert und der dritte Gütewert nicht innerhalb des weiteren Gütetoleranzbereichs liegen und wenn der zweite Zustandswert und der dritte Zustandswert nicht innerhalb des weiteren Zustandstoleranzbereichs liegen oder der zweite Gütewert und der dritte Gütewert nicht innerhalb des weiteren Gütetoleranzbereichs liegen. Die Straßenzustandsinformation kann auf Recheneinheiten des übergeordneten Datenverarbeitungsnetzwerks unter Einbeziehung weiterer Informationen und Eingangsgrößen unter Verwendung weiterer Methoden berechnet werden.
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Als erste Rohdaten können Sensordaten eines Ultraschallsensorsystems des Fahrzeugs verwendet werden. Als zweite Rohdaten können Sensordaten eines Lidarsystems und/oder Radarsystems und/oder Kamerasystems des Fahrzeugs verwendet werden. Insbesondere Nässe und Trockenheit können besonders gut in einem Ultraschallsignal erkannt werden. Die Rauheit kann gut durch eine Abtastung mittels elektromagnetischen Wellen erkannt werden. Durch die Kombination unterschiedlicher Sensorsysteme können Schwächen der einzelnen Sensorsysteme bei der Erkennung des Straßenzustands kompensiert werden.
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Der erste Erkennungsprozess kann in einem Ultraschallsteuergerät des Fahrzeugs ausgeführt werden. Der zweite Erkennungsprozess kann in einem Fahrzeugsteuergerät des Fahrzeugs ausgeführt werden. Das Zusammenführen kann ebenfalls auf dem Fahrzeugsteuergerät ausgeführt werden. Der erste Erkennungsprozess kann wenig rechenintensiv sein. Der zweite Erkennungsprozess kann rechenintensiver sein, als der erste Erkennungsprozess. Durch das Aufteilen der Erkennungsprozesse auf verschiedene Steuergeräte kann eine Redundanz der Erkennung hergestellt werden.
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Das Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Anordnung, die dazu ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen.
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Die Anordnung kann elektrische Geräte mit zumindest je einer Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest je einer Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, und zumindest je einer Schnittstelle und/oder je einer Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind, aufweisen. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein sogenannter System-ASIC oder ein Mikrocontroller zum Verarbeiten von Sensorsignalen und Ausgeben von Datensignalen in Abhängigkeit von den Sensorsignalen sein. Die Speichereinheit kann beispielsweise ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein. Die Schnittstelle kann als Sensorschnittstelle zum Einlesen der Sensorsignale von einem Sensor und/oder als Aktorschnittstelle zum Ausgeben der Datensignale und/oder Steuersignale an einen Aktor ausgebildet sein. Die Kommunikationsschnittstelle kann dazu ausgebildet sein, die Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben. Die Schnittstellen können auch Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale des Verfahrens und der Anordnung in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei weder die Zeichnung noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
- 1 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Anordnung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Anordnung 102 ist dazu ausgebildet, ein Verfahren zum Erkennen eines aktuellen Straßenzustands gemäß dem hier vorgestellten Ansatz auszuführen. Der Straßenzustand ist mit entscheidend dafür, wie groß eine maximale Bodenhaftung des Fahrzeugs 100 ist. Durch die Bodenhaftung sind mögliche Bremskräfte und Beschleunigungskräfte begrenzt, wenn das Fahrzeug 100 nicht ins Rutschen kommen soll. Ebenso ist eine mögliche Querbeschleunigung, also ein möglicher Kurvenradius des Fahrzeugs 100 durch die Bodenhaftung begrenzt, wenn das Fahrzeug 100 nicht seitlich ausbrechen soll. Der Straßenzustand wird maßgeblich dadurch beeinflusst, wie eine Straßenoberfläche beschaffen ist und wie viel Feuchtigkeit auf der Straßenoberfläche momentan vorhanden ist.
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Das Fahrzeug 100 weist zumindest zwei unterschiedliche, voneinander unabhängige Sensorsysteme 104, 106 auf. Das erste Sensorsystem 104 ist hier ein Ultraschallsensorsystem 104. Das zweite Sensorsystem 106 ist hier ein Radarsensorsystem 106. Das zweite Sensorsystem 106 kann auch ein Lidarsensorsystem 106 oder ein Kamerasensorsystem 106 sein. Beide Sensorsysteme 104, 106 sind auf eine Straße vor dem Fahrzeug 100 gerichtet. Erfassungsbereiche der Sensorsysteme 104, 106 überschneiden sich zumindest anteilig. Der Erfassungsbereich des Radarsensorsystems 106 ist wesentlich größer als der Erfassungsbereich des Ultraschallsensorsystems 104. Die beiden Sensorsysteme 104, 106 weisen unterschiedliche Erfassungsreichweiten und Erfassungswinkel auf. Das erste Sensorsystem 104 stellt erste Rohdaten 108 bereit. Das Ultraschallsensorsystem 104 stellt als erste Rohdaten 108 Ultraschallrohdaten 108 bereit. Das zweite Sensorsystem 106 stellt zweite Rohdaten 110 bereit. Das Radarsensorsystem 106 stellt als zweite Rohdaten 110 Radarrohdaten 110 bereit. Ein Lidarsensorsystem 106 würde Lidarrohdaten 110 bereitstellen. Ein Kamerasensorsystem 106 würde Bildrohdaten 110 bereitstellen.
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In den Ultraschallrohdaten 108 ist ein Rauschpegel enthalten. Der Rauschpegel ist unter Anderem stark von dem aktuellen Straßenzustand abhängig. Bei Feuchtigkeit auf der Straßenoberfläche steigt der Rauschpegel stark an. In den Radarrohdaten 110 ist ein Clutterwert enthalten. Der Clutterwert quantifiziert ein Bodenecho. Der Clutterwert ist stark von einer Oberflächenbeschaffenheit der Straßenoberfläche abhängig. Je glatter die Straße ist, umso niedriger ist der Clutterwert. Der Clutterwert kann auch klein sein, wenn Vertiefungen in der Straßenoberfläche durch Wasser aufgefüllt sind und so eine glatte Oberfläche entsteht.
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Die Anordnung 102 verarbeitet die Rohdaten 108, 110 in einer Ausführungseinrichtung 112. Die Ausführungseinrichtung 112 kann auf verschiedene Systeme des Fahrzeugs 100 aufgeteilt sein. In der Ausführungseinrichtung wird ein erster Erkennungsprozess 114 ausgeführt. Im ersten Erkennungsprozess 114 werden die ersten Rohdaten 108 ausgewertet, um den in den ersten Rohdaten 108 abgebildeten Straßenzustand in einem ersten Zustandswert 116 abzubilden. Weiterhin wird im ersten Erkennungsprozess ein erster Gütewert 118 erzeugt, der eine Erkennungsgüte des ersten Erkennungsprozesses wiedergibt.
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In der Ausführungseinrichtung 112 wird ferner ein zweiter Erkennungsprozess 120 ausgeführt, in dem die ersten Rohdaten 108 und die zweiten Rohdaten 110 ausgewertet werden, um den in den ersten Rohdaten 108 und den zweiten Rohdaten 110 abgebildeten Straßenzustand in einem zweiten Zustandswert 122 abzubilden. Weiterhin wird im zweiten Erkennungsprozess ein zweiter Gütewert 124 erzeugt, der eine Erkennungsgüte des zweiten Erkennungsprozesses abbildet.
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Die Anordnung 102 überprüft die Ergebnisse der Erkennungsprozesse 114, 120 in einer Überprüfungseinrichtung 126. Die Überprüfungseinrichtung 126 kann in ein System des Fahrzeugs 100 integriert sein. In der Überprüfungseinrichtung 126 wird überprüft, ob der erste Zustandswert 116 und der zweite Zustandswert 122 innerhalb eines Zustandstoleranzbereichs liegen und der erste Gütewert 118 und der zweite Gütewert 124 innerhalb eines Gütetoleranzbereichs liegen. Wenn der erste Gütewert 116 und der zweite Gütewert 124 innerhalb des Gütetoleranzbereichs liegen und der erste Zustandswert 116 und der zweite Zustandswert 122 innerhalb des Zustandstoleranzbereichs liegen, werden der erste Zustandswert 116 und der zweite Zustandswert 122 von der Überprüfungseinrichtung 126 an eine Zusammenführeinrichtung 128 der Anordnung 102 gesendet. Die Zusammenführeinrichtung 128 kann ebenfalls in ein System des Fahrzeugs 100 integriert sein. In der Zusammenführeinrichtung 128 werden der erste Zustandswert 116 und der zweite Zustandswert 122 zu einer Straßenzustandsinformation 130 zusammengeführt.
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Wenn der erste Gütewert 118 und der zweite Gütewert 124 nicht innerhalb des Gütetoleranzbereichs liegen oder erste Zustandswert 116 und der zweite Zustandswert 122 nicht innerhalb des Zustandstoleranzbereichs liegen, wird von der Überprüfungseinrichtung 126 ein Ausführungssignal 132 an die Ausführungseinrichtung 112 gesendet, um einen dritten Erkennungsprozess 134 durchführen zu lassen. Im dritten Erkennungsprozess werden die ersten Rohdaten 108 und die zweiten Rohdaten 110 erneut verarbeitet, um einen den Straßenzustand abbildenden dritten Zustandswert 136 zu erhalten. Der dritte Erkennungsprozess 134 ist wesentlich rechenintensiver als der erste Erkennungsprozess 114 und der zweite Erkennungsprozess 120. Ein dritter Gütewert 138 bildet eine Erkennungsgüte des dritten Erkennungsprozesses ab.
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In der Überprüfungseinrichtung 126 wird dann überprüft, ob der dritte Zustandswert 136 und der erste Zustandswert 116 innerhalb eines weiteren Zustandstoleranzbereichs liegen und ob der dritte Gütewert 138 und der erste Gütewert 118 in einem weiteren Gütetoleranzbereich liegen. Ebenfalls wird überprüft, ob der dritte Zustandswert 136 und der zweite Zustandswert 122 innerhalb des weiteren Zustandstoleranzbereichs liegen und ob der dritte Gütewert 138 und der zweite Gütewert 124 in dem weiteren Gütetoleranzbereich liegen.
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Wenn der dritte Zustandswert 136 und der erste Zustandswert 116 innerhalb des weiteren Zustandstoleranzbereichs liegen und der dritte Gütewert 138 und der erste Gütewert 118 in dem weiteren Gütetoleranzbereich liegen, werden der dritte Zustandswert 136 und der erste Zustandswert 116 an die Zusammenführungseinrichtung 128 gesendet. Wenn der dritte Zustandswert 136 und der zweite Zustandswert 122 innerhalb des weiteren Zustandstoleranzbereichs liegen und der dritte Gütewert 138 und der zweite Gütewert 124 in dem weiteren Gütetoleranzbereich liegen, werden der dritte Zustandswert 136 und der zweite Zustandswert 122 an die Zusammenführungseinrichtung 128 gesendet.
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In der Zusammenführungseinrichtung 128 wird dann der dritte Zustandswert 126 mit dem ersten Zustandswert 116 beziehungsweise dem zweiten Zustandswert 122 zu der Straßenzustandsinformation 130 zusammengeführt.
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Wenn die Zustandswerte 116, 122, 136 außerhalb des weiteren Zustandstoleranzbereichs liegen, wird ein Übertragungssignal 140 an eine Übertragungseinrichtung 142 gesendet und zumindest die ersten Rohdaten 108 und die zweiten Rohdaten 110 an ein übergeordnetes Datenverarbeitungsnetzwerk 144 gesendet und die Straßenzustandsinformation 130 von dort zurückgesendet. Die Übertragungseinrichtung 142 kann in System des Fahrzeugs 100 integriert sein.
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Die Straßenzustandsinformation 130 wird in einem Steuergerät 146 des Fahrzeugs 100 verwendet, um das Fahrzeug anzusteuern. Beispielsweise kann das Steuergerät 146 eine zu fahrende Trajektorie des Fahrzeugs 100 unter Verwendung der Straßenzustandsinformation 130 planen und das Fahrzeug 100 dann vollautonom oder teilautonom auf der Trajektorie lenken.
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Mit anderen Worten wird ein Sicherheitskonzept zur Bestimmung des Straßenzustands vorgestellt.
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Anhand der Rauschpegel der Ultraschallsensoren kann ein Straßenzustand ermittelt werden. Da der Rauschpegel von vielen Umwelteinflüssen abhängt, kann es in Ausnahmefällen vorkommen, dass einzelne Berechnungsmethoden den Straßenzustand falsch berechnen.
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Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird der Straßenzustand sicher genug bestimmt, so dass sich der Fahrer oder die autonome Fahrfunktion auf diese Information verlassen kann. Dabei werden Rechenzeit und Energie gespart. Außerdem werden möglichst wenige Informationen über die Luftschnittstelle an einen Server übertragen.
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Bei der Ausführung des hier vorgestellten Ansatzes berechnet das Ultraschallsteuergerät aus den Rohdaten wie z.B. dem Rauschlevel einen ersten Straßenzustand und sendet diesen an ein zentrales Steuergerät zusammen mit den für die Berechnungen notwendigen Rohdaten. Das zentrale Steuergerät berechnet mit Hilfe der Rohdaten des Ultraschallsteuergeräts und weiteren Rohdaten anderer Sensoren wie zum Beispiel einem Clutter-Level eines Radars oder einer Reflexionserkennung einer Kamera einen zweiten Straßenzustand. Wenn sich sowohl das Ultraschallsteuergerät wie auch das zentrale Steuergerät sicher sind, dass sie den Straßenzustand genau genug erfassen konnten und die Einschätzung beider Steuergeräte genau genug übereinstimmt, dann verlässt sich die Fahrassistenzfunktion auf den fusionierten Wert beider Steuergeräte. Durch die redundante Berechnung auf zwei Steuergeräten und mit Hilfe unterschiedlicher Methoden können sehr viele systematische Fehler ausgeschlossen werden.
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Wenn eines der Steuergeräte den Straßenzustand nicht sicher genug berechnen kann oder die Berechnungen beider Steuergeräte nicht genau genug übereinstimmen, dann berechnet das zentrale Steuergerät mit einer alternativen und rechenintensiveren Methode wie z.B. mit Hilfe eines neuronalen Netzes oder anderen datenbasierten Modellen den Straßenzustand anhand von aufgezeichneten Rohdaten einen dritten Straßenzustand. Wenn zwei Berechnungsmethoden zu einem sicheren Ergebnis kommen und die Ergebnisse beider Methoden genau genug übereinstimmen, dann verlässt sich die Fahrassistenzfunktion auf den fusionierten Wert. Durch den flexiblen Einsatz der rechenintensiven und energiezehrenden dritten Methode werden die Ressourcen für die restliche Zeit optimal geschont.
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Sollte selbst mit dem Einsatz der dritten Methode der Straßenzustand nicht sicher genug berechnet werden können oder die Berechnungen nicht genau genug mit einer anderen als sicher eingestuften Berechnung übereinstimmen, dann sendet das Fahrzeug die aufgezeichneten Rohdaten zusammen mit den Ergebnissen der fahrzeugseitigen Berechnungsmethoden, der GPS-Position, Fahrtrichtung, Fahrspur und möglichst vieler weiterer Sensorwerte und Fahrzeugzustände verschlüsselt an die Cloud. Diese berechnet mit Hilfe einer vierten Methode zum Beispiel einer datenbasierten Big-Data-Analyse und den bereits vorhandenen Schätzungen vieler anderer Fahrzeuge in einem definierten Abstand ebenfalls einen Straßenzustand. Wenn dieser Straßenzustand eine hohe Sicherheit aufweist (z.B. Varianz) und das Ergebnis mit einem weiter als sicher genug eingeschätztem Ergebnis einer der drei anderen Methoden übereinstimmt, dann übergibt die Cloud dem Fahrzeug den fusionierten Wert aus diesen beiden Methoden. Durch den flexiblen Einsatz der Berechnung in der Cloud - nur bei Bedarf - kann die überwiegende Zeit Datenvolumen über die Luftschnittstelle und Rechenzeit in der Cloud eingespart werden.
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Das neuronale Netz bzw. die datenbasierten Methoden der Cloud brauchen von Zeit zu Zeit Messdaten mit verlässlich berechneten Straßenzuständen, damit geänderte Bedingungen gelernt werden können. Zum Beispiel können sich Störgeräusche von Straßenbahnen ändern, wenn sich die Fahrpläne der Straßenbahnen ändern, Störgeräusche von Baustellen können durch neue Baustellen entstehen oder durch fertiggestellte Baustellen abgestellt werden. Auch der Fahrbahnbelag oder die Straßenführung können sich ändern. Darum sendet das Fahrzeug einen großen Teil der Messdaten und der daraus berechneten Ergebnisse der vergangenen 10 Sekunden vor und der folgenden 10 Sekunden nach einem Ereignis, bei dem der Straßenzustand beziehungsweise der Reibwert der Straße und damit der wichtigste Straßenzustandsparameter gut genug bestimmt werden konnte. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn das Fahrzeug an einem der Räder einen hohen Schlupf (z.B. >5%) oder einen hohen Schräglaufwinkel (z.B. >3°) messen konnte.
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Generell senden möglichst viele Fahrzeuge den berechneten bzw. geschätzten Fahrbahnzustand an die Cloud. Die Berechnung der Cloud validiert die Ergebnisse der Berechnung im Fahrzeug via geostatistischen Methoden. Dabei wird beispielsweise davon ausgegangen, dass wenn im Umkreis von 1000m viele „nasse“ Messwerte vorkommen, dann ist es an der aktuellen Position wahrscheinlich auch nass. Umgekehrt kann auch die Cloud eine Prognose anhand geostatischer Methoden an das Fahrzeug senden. Stimmt der Messwert des Fahrzeugs nicht mit der Prognose der geostatischen Methode überein, dann sendet das Fahrzeug die Rohdaten an die Cloud um das Messergebnis nochmals abzusichern.
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Durch den hier vorgestellten Ansatz können Fahrzeuge auch bei nasser Straße autonom mit angemessener Geschwindigkeit gefahren werden, da die maximal mögliche Beschleunigung in Kurven und beim Bremsen genauer bestimmt werden kann.
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Eine Warnung vor zu hoher Geschwindigkeit vor Kurven kann später und dadurch gezielter erfolgen, da der der Mindestreibwert besser abgesichert werden kann.
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Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
