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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs.
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Moderne Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, sind mit einer Vielzahl von Assistenzsystemen ausgestattet, welche den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs unterstützen. Ferner gibt es bereits Fahrzeuge, welche automatisiert gefahren werden können. Hierzu wird eine Längs- und eine Querführung von einer Steuerung automatisiert angesteuert.
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Aufgrund der vielfältigen Umfeldsituationen, in denen sich das Fahrzeug bewegen kann, stellt das automatisierte Fahren ein hochkomplexes Problem dar. Die Komplexität hat dazu geführt, dass es keine allgemeine Lösung für das automatisierte Fahren gibt, sondern eine Vielzahl an Einzellösungen, welche jeweils bestimmten Situationen bzw. Umfeldern des Fahrzeugs gerecht werden. Beispielsweise können die Funktionen des automatisierten Fahrens auf bestimmte geographische Regionen beschränkt sein, beispielsweise solche, die mit einer hohen Detailauflösung kartographiert sind. Ferner ist es bekannt, für unterschiedliche Situationen verschieden ausgebildete Steuerungen zu verwenden, beispielsweise in Form von Parkassistenten, welche automatisiert in eine Parklücke einparken können, oder Folgeassistenten, welche auf Autobahnen einem Vordermann automatisiert folgen können. Ebenfalls ist bekannt, die Funktion des automatisierten Fahrens nur bereitzustellen, wenn bestimmte Bedingungen im Umfeld des Fahrzeugs erfüllt sind, beispielsweise nur, wenn eine ausreichende Sichtweite zur Verfügung steht.
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Aus der
EP 2 888 142 B1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines zum autonomen Betrieb eines Kraftfahrzeugs ausgebildeten Fahrzeugsystems bekannt, wobei aus einer eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs beschreibenden Ortsinformation und wenigstens einer ortsbezogenen, die Zulässigkeit der Nutzung des Fahrzeugsystems betreffenden Erlaubnisinformation eine Einstellinformation für das Fahrzeugsystem ermittelt wird und wenigstens ein Betriebsparameter des Fahrzeugsystems in Abhängigkeit von der Einstellinformation gewählt wird.
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Die
DE 10 2011 005 844 A1 offenbart ein Verfahren zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs, bei dem die Fahraufgabe in verschiedene Teilaufgaben untergliedert wird, die parallel zueinander in separaten Entscheidungsbäumen bearbeitet werden. Hierbei werden für jeden Entscheidungsbaum verschiedene Fahrzustände definiert, die jeweils abhängig von Umgebungsbedingungen an steuerbar sind und für die jeweils eine Machbarkeitsuntersuchung stattfindet.
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Die
DE 10 2006 058 104 A1 offenbart ein Fahrer Assistenz, welches mehrere Fahrerassistenzmodule umfasst, wobei die Module wiederum mehrere Teilfunktionen umfassen. Zur Konfiguration des Fahrerassistenzsystems werden Handlungsziele verwendet, denen Teilfunktionen der Fahrerassistenzmodule zugeordnet sind, wodurch sich die Konfiguration des gesamten Fahrerassistenzsystems situationsbezogen vornehmen lässt und Fahrerassistenzmodule situationsbezogen zusammengefasst werden können.
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Die
DE 10 2004 009 308 A1 offenbart ein Fahrerassistenzsystem mit einer Mehrzahl von Fahrerassistenzmodulen, wobei die Fahrerassistenzmodule jeweils mehrere Teilfunktionen umfassen. Für die Konfiguration des Fahrerassistenzsystems werden Auswahlmittel verwendet, die jeweils auf wirkungsgleiche Teilfunktionen der Fahrerassistenzmodule einwirken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und Vorrichtung zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs zu schaffen, bei denen das automatisierte Fahren verbessert, insbesondere in Bezug auf verschiedene Umfeldsituationen flexibler, durchgeführt werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Insbesondere wird ein Verfahren zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, umfassend die folgenden Schritte in einer Steuerung: Bereitstellen von Funktionsmodulen, wobei die Funktionsmodule jeweils mindestens eine Teilfunktion zum automatisierten Fahren umfassen, und wobei den Funktionsmodulen jeweils mindestens ein Modulgültigkeitsattribut zugeordnet ist, welches definiert, in welchem Umfeldkontext das jeweilige Funktionsmodul gültig ist, Bereitstellen mindestens einer Systemkonfiguration, wobei die mindestens eine Systemkonfiguration mindestens eines der Funktionsmodule umfasst und wobei der mindestens einen Systemkonfiguration mindestens ein Konfigurationsgültigkeitsattribut zugeordnet ist, welches definiert, in welchem Umfeldkontext die mindestens eine Systemkonfiguration gültig ist, Auswählen einer der mindestens einen Systemkonfigurationen, wobei das Auswählen in Abhängigkeit eines Umfeldkontextes und des mindestens einen zugeordneten Konfigurationsgültigkeitsattributes erfolgt, Steuern des Fahrzeugs, wobei das Steuern auf Grundlage der ausgewählten Systemkonfiguration erfolgt.
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Ferner wird eine Vorrichtung zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs geschaffen, umfassend eine Steuerung, wobei die Steuerung eine Bereitstellungseinrichtung und eine Auswahleinrichtung aufweist. Die Bereitstellungseinrichtung ist derart ausgebildet, Funktionsmodule bereitzustellen, wobei die Funktionsmodule jeweils mindestens eine Teilfunktion zum automatisierten Fahren umfassen, und wobei den Funktionsmodulen jeweils mindestens ein Modulgültigkeitsattribut zugeordnet ist, welches definiert, in welchem Umfeldkontext das jeweilige Funktionsmodul gültig ist. Die Bereitstellungseinrichtung ist ferner derart ausgebildet, mindestens eine Systemkonfiguration bereitzustellen, wobei die mindestens eine Systemkonfiguration mindestens eines der Funktionsmodule umfasst und wobei der mindestens einen Systemkonfiguration mindestens ein Konfigurationsgültigkeitsattribut zugeordnet ist, welches definiert, in welchem Umfeldkontext die mindestens eine Systemkonfiguration gültig ist. Die Auswahleinrichtung ist derart ausgebildet, eine der mindestens einen Systemkonfigurationen auszuwählen, wobei das Auswählen in Abhängigkeit eines Umfeldkontextes und des mindestens einen zugeordneten Konfigurationsgültigkeitsattributes erfolgt. Die Steuerung ist derart ausgebildet, das Fahrzeug automatisiert zu steuern, wobei das Steuern auf Grundlage der ausgewählten Systemkonfiguration erfolgt.
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Es ist eine Grundidee der Erfindung, in verschiedenen Umfeldsituationen bzw. Umfeldkontexten jeweils voneinander verschiedene Systemkonfigurationen zum automatisierten Fahren zu verwenden. Die einzelnen Systemkonfigurationen setzen sich hierbei zusammen aus einzelnen Funktionsmodulen. Die Funktionsmodule umfassen jeweils zumindest eine Teilfunktion zum automatisierten Fahren. Anders ausgedrückt bilden die Funktionsmodule jeweils einen Schritt entlang einer Verarbeitungskette, die beim automatisierten Fahren abgearbeitet wird. Diese Verarbeitungskette umfasst beispielsweise ein Erfassen eines Umfeldes des Fahrzeugs, ein Erkennen von Objekten in dem erfassten Umfeld, eine Kartierung des Umfeldes, eine Berechnung einer Kollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs mit im Umfeld erkannten Objekten, eine Trajektorienplanung und ein Steuern bzw. Regeln einer Längs- und Querführung des Fahrzeugs. Beispielhaft für das Erfassen des Umfeldes sind hier jeweils die folgenden Funktionsmodule genannt: ein Funktionsmodul zum Ansteuern eines Radarsensors und ein Funktionsmodul zum Ansteuern einer Kamera. Ein Funktionsmodul zum Erkennen von Objekten in erfassten Umfelddaten kann beispielsweise eine Objekterkennung auf Grundlage von in erfassten Kameradaten enthaltenen graphischen Mustern sein. Ein Funktionsmodul zur Kartierung des Umfeldes kann beispielsweise das Bereitstellen einer detaillierten Umfeldkarte in Global- oder Relativkoordinaten umfassen. Diesen Funktionsmodulen ist jeweils mindestens ein Modulgültigkeitsattribut zugeordnet, welches definiert, in welchem Umfeldkontext das jeweilige Funktionsmodul gültig ist. Mit Umfeldkontext ist hierbei mindestens eine Eigenschaft eines Umfelds des Fahrzeugs gemeint, beispielsweise eine Ortsinformation, eine verkehrsrechtliche Information und/oder eine witterungsabhängige Information etc., welche in dem Umfeld zu beachten ist. Das Modulgültigkeitsattribut definiert den Bereich, in dem das zugehörige Funktionsmodul gültig ist, das heißt den Bereich bzw. das Umfeld, in dem es verwendet werden kann bzw. verwendet werden darf. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Funktionsmodul für ein Ansteuern einer im visuellen Spektrum empfindlichen Kamera bei Dunkelheit nicht verwendet werden kann, d.h. ein zugehöriges Modulgültigkeitsattribut definiert, dass das Funktionsmodul ungültig ist, wenn es dunkel ist etc.
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Das mindestens eine Funktionsmodul ist mit dem zugehörigen mindestens einen Modulgültigkeitsattribut beispielsweise in einem Speicher hinterlegt, beispielsweise in der Bereitstellungseinrichtung. Dies kann insbesondere in Form einer Datenbank erfolgen.
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Die Funktionsmodule können hierbei logisch ausgebildet sein, d.h. insbesondere als auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführter Programmcode zur Lösung eines Schrittes in der Verarbeitungskette zum automatisierten Fahren. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass die Funktionsmodule auf Hardware zugreifen bzw. diese ansteuern und konfigurieren, beispielsweise ein Sensorik, eine Aktorik und/oder eine Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs.
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Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass mindestens eine Systemkonfiguration bereitgestellt wird, wobei die mindestens eine Systemkonfiguration mindestens eines der Funktionsmodule umfasst. Der mindestens einen Systemkonfiguration ist mindestens ein Konfigurationsgültigkeitsattribut zugeordnet, welches definiert, in welchem Umfeldkontext die mindestens eine Systemkonfiguration gültig ist. Das Konfigurationsgültigkeitsattribut kann insbesondere aus den Modulgültigkeitsattributen der in der Systemkonfiguration enthaltenen Funktionsmodule abgeleitet werden bzw. abgeleitet sein, insbesondere durch Bilden einer Schnittmenge der einzelnen in den Modulgültigkeitsattributen ausgedrückten Gültigkeiten. Eine Systemkonfiguration stellt eine spezifische Lösung zum automatisierten Fahren des Fahrzeugs in einem bestimmten Umfeld bzw. Umfeldkontext dar.
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Die mindestens eine Systemkonfiguration ist mit dem zugehörigen mindestens einen Konfigurationsgültigkeitsattribut beispielsweise ebenfalls in einem Speicher hinterlegt, beispielswiese in der Bereitstellungseinrichtung. Auch hier kann insbesondere eine Datenbank verwendet werden.
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Erfindungsgemäß wird eine Systemkonfiguration aus der mindestens einen Systemkonfiguration(en) ausgewählt, wobei das Auswählen in Abhängigkeit eines Umfeldkontextes und des mindestens einen zugeordneten Konfigurationsgültigkeitsattributes erfolgt.
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Das Fahrzeug wird erfindungsgemäß auf Grundlage der ausgewählten Systemkonfiguration gesteuert. Zum automatisierten Fahren in einem bestimmten Umfeld werden somit aus den bereitgestellten Funktionsmodulen gezielt Funktionsmodule ausgewählt und zu einer Systemkonfiguration zusammengefasst. Für dieses spezifische Umfeld erfolgt das Ansteuern des Fahrzeugs dann auf Grundlage dieser Systemkonfiguration.
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Hierzu wird die Steuerung entsprechend der ausgewählten Systemkonfiguration konfiguriert, d.h. es werden insbesondere die entsprechenden Funktionsmodule aktiviert. Dies kann sowohl eine rein softwareseitige Aktivierung, beispielsweise durch Aktivieren von Programmcode, als auch eine hardwareseitige Aktivierung umfassen, beispielsweise indem entsprechende Hardwarekomponenten der Steuerung und gegebenenfalls weiterer Komponenten aktiviert bzw. entsprechend physisch geschaltet oder verschaltet werden.
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Das Steuern des Fahrzeugs erfolgt insbesondere durch Bereitstellen eines entsprechenden Steuersignals für eine Quer- und eine Längsführung des Fahrzeugs.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Systemkonfiguration die Verarbeitungskette, welche beim automatisierten Fahren durchlaufen werden muss, umfasst. Diese Verarbeitungskette umfasst insbesondere ein Erfassen eines Umfeldes des Fahrzeugs, eine Objekterkennung in erfassten Umfelddaten, ein Schätzen einer Kollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs mit Objekten im Umfeld, ein Planen von Trajektorien des Fahrzeugs, sowie ein Regeln einer Längs- und einer Querführung des Fahrzeugs. Die einzelnen Schritte in dieser Verarbeitungskette werden jeweils durch die einzelnen Funktionsmodule abgearbeitet bzw. gelöst. Je nach Umfeldkontext können hierbei weniger oder mehr Funktionsmodule eingesetzt werden.
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Ein Umfeldkontext kann beispielsweise aus einem mittels einer Sensorik erfassten Umfeld abgeleitet werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Umfeldkontext auch auf andere Weise abgeleitet werden, beispielsweise indem dieser simuliert wird oder aus bereitgestellten Umfelddaten, beispielsweise Wetterdaten, aktuellen Staudaten etc., abgeleitet oder fusioniert wird.
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Der Vorteil der Vorrichtung und des Verfahrens ist, dass flexibler auf Eigenschaften eines Umfelds, d.h. einen Umfeldkontext, reagiert werden kann. Durch Bereitstellen einzelner Systemkonfigurationen kann für jedes Umfeld eine für dieses Umfeld maßgeschneiderte Lösung bereitgestellt werden. Ferner lassen sich auch die zum Bereitstellen der Systemkonfiguration verwendbaren Funktionsmodule flexibel erweitern oder anpassen.
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Insbesondere können die Systemkonfigurationen über eine entsprechende Auswahl der einzelnen Funktionsmodule mittels der folgenden Mittel beeinflusst bzw. angepasst werden: spezifischer Programmcode, spezifische Parametersätze, z.B. zum Auflösen von Redundanz oder zur Interpretation/Bewertung von Unsicherheiten etc., und unterschiedliche Modelle für eine Datenverarbeitung und Datenanalyse.
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Die in Form der Modulgültigkeitsattribute und der Konfigurationsgültigkeitsattribute ausgedrückte Gültigkeit der Funktionsmodule bzw. der Systemkonfigurationen sind als Bereiche oder Umfeldkontexte zu verstehen, in denen ein jeweiliges Funktionsmodul bzw. eine jeweilige Systemkonfiguration verwendet werden kann oder verwendet werden darf, d.h. in denen diese gültig sind. Eine solche Gültigkeit ergibt sich beispielsweise auf Grundlage spezifischer Orte, z.B. Länder, Städte oder lokaler Bereiche in Städten oder Regionen oder auf Grundlage von Orten von Interesse (engl. Points of Interest, POI) in einem Umfeld des Fahrzeugs. Weiterhin kann sich eine Gültigkeit auch in Abhängigkeit von bestimmten Klassen von Umfeldkontexten ergeben. Solche Umfeldkontexte sind z.B. Autobahnen, Parkhäuser, Staus, komplexe Kreuzungen mit spezifisch vorhandener Car2X-Infrastruktur. Auch Umweltbedingungen können die Gültigkeit definieren, z.B. das Wetter, die Sichtverhältnisse, der Verkehr, die Geographie, der Straßentyp oder die Tageszeit. In Frage kommen darüber hinaus Fahrparameter, z.B. eine Geschwindigkeit, ein Fahrzeugtyp, Reiseparameter oder Vorlieben eines Fahrers des Fahrzeugs. Zuletzt seien noch rechtliche Rahmenbedingungen genannt, die eine Gültigkeit beeinflussen können, z.B. ein Lärmschutz, Emissionsgrenzen oder vorgegebene Verhaltensregeln.
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Die in einem Modulgültigkeitsattribut bzw. einem Systemgültigkeitsattribut ausgedrückte Gültigkeit kann in Form einer binären Kodierung ausgedrückt werden, das heißt, das zugehörige Funktionsmodul bzw. die zugehörige Systemkonfiguration ist entweder gültig oder sie ist nicht gültig. Beispielsweise ist ein Funktionsmodul, das in Zusammenhang mit einem automatisierten Einparken des Fahrzeugs steht, bei einer Geschwindigkeit von 180 km/h auf einer Autobahn ungültig. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die in einem Modulgültigkeitsattribut bzw. einem Systemgültigkeitsattribut ausgedrückte Gültigkeit in Form eines Konfidenzwertes ausgedrückt werden, wobei dieser Konfidenzwert ein Maß dafür ist, wie gut das zugehörige Funktionsmodul bzw. die zugehörige Systemkonfiguration in einem bestimmten Umfeldkontext funktionieren. So kann beispielsweise der Konfidenzwert einer Radarsensors bei Nacht höher sein als der einer Kamera. Ferner kann auch vorgesehen sein, dass die in einem Modulgültigkeitsattribut bzw. einem Systemgültigkeitsattribut ausgedrückte Gültigkeit als ausschließliche Gültigkeit formuliert sind, das heißt dass das zugehörige Funktionsmodul bzw. die zugehörige Systemkonfiguration zwingend verwendet werden müssen, beispielsweise aufgrund einer gesetzlichen oder einer technischen Vorgabe.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Bereitstellen der mindestens einen Systemkonfiguration mindestens eines der bereitgestellten Funktionsmodule ausgewählt und dieser Systemkonfiguration zugeordnet wird, wobei das Auswählen in Abhängigkeit eines Umfeldkontextes und den jeweils zugeordneten Modulgültigkeitsattributen der Funktionsmodule erfolgt. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit eines Umfeldes eine Systemkonfiguration maßgeschneidert werden, indem die für den spezifischen Umfeldkontext dieses Umfeldes gültigen Funktionsmodule zusammengestellt werden. Das Auswählen und Zuordnen kann bei einer Planung einer automatisierten Fahrt erfolgen, d.h. auf Grundlage eines erwarteten Umfeldes bzw. Umfeldkontextes. Ist beispielsweise im Rahmen der automatisierten Fahrt eine Autobahnfahrt geplant, so kann für diese Autobahnfahrt eine entsprechende Systemkonfiguration durch Auswählen der geeigneten bzw. für das Umfeld bzw. den Umfeldkontext „Autobahn“ gültigen Funktionsmodule zusammengestellt werden. Dieser Systemkonfiguration wird dann ein Konfigurationsgültigkeitsattribut zugeordnet. Dies kann insbesondere durch Bilden einer Schnittmenge der in den einzelnen Modulgültigkeitsattributen ausgedrückten Gültigkeiten bzw. Gültigkeitsbereiche der zugeordneten Funktionsmodule erfolgen.
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In der Vorrichtung ist entsprechend vorgesehen, dass die Steuerung eine Konfigurationseinrichtung umfasst, wobei die Konfigurationseinrichtung derart ausgebildet ist, die mindestens eine Systemkonfiguration durch Auswählen mindestens eines der bereitgestellten Funktionsmodule zusammenzustellen, wobei das Auswählen in Abhängigkeit eines Umfeldkontextes und den jeweils zugeordneten Modulgültigkeitsattributen der Funktionsmodule erfolgt.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Bereitstellen der Funktionsmodule mindestens ein Funktionsmodul bei einer fahrzeugexternen Datenbank abgefragt und/oder von dieser empfangen wird oder wurde. Dies hat den Vorteil, dass Funktionsmodule flexibel bereitgestellt werden können. Beispielsweise ermöglicht dies, Funktionsmodule fortlaufend an sich ändernde gesetzliche Vorgaben oder Umfeldbedingungen anzupassen. Auch das Einführen bzw. Erweitern von Funktionsmodulen, beispielsweise durch Hersteller oder Zulieferer einzelner Komponenten des Fahrzeugs, ist hierdurch möglich. So kann ein Hersteller einer in dem Fahrzeug zur Umfelderfassung verbauten Kamera das zugehörige Funktionsmodul zum Ansteuern der Kamera auch nach Auslieferung verbessern und das verbesserte Funktionsmodul über die Datenbank bereitstellen. Das verbesserte Funktionsmodul kann dann bei der fahrzeugexternen Datenbank des Herstellers der Kamera abgefragt und von dieser empfangen werden. Das gleiche ist möglich für andere Funktionsmodule der Verarbeitungskette des automatisierten Fahrens. Weitere Lieferanten von Funktionsmodulen können beispielsweise Startups, Kommunen oder sonstige staatliche Einrichtungen bzw. Datenbanken sein. Beispielsweise kann eine Stadt bestimmte Funktionsmodule bereitstellen, die für die Stadt oder für Bereiche in der Stadt gültig sind und besondere Gegebenheiten der Stadt berücksichtigen, beispielsweise eine besondere Straßenführung, eine Vorfahrt für Radfahrer auf Fahrradstraßen oder besondere Verkehrszonen, beispielsweise verkehrsberuhigte Zonen, in denen besonders viele alte Menschen oder Kinder verkehren. In solchen Zonen kann beispielweise ein Funktionsmodul zur Objekterkennung von Krückstöcken, Rollatoren oder Laufrädern bereitgestellt werden, um das automatisierte Fahren zu verbessern.
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In der Vorrichtung ist entsprechend vorgesehen, dass die Bereitstellungseinrichtung ferner derart ausgebildet ist, zum Bereitstellen der Funktionsmodule mindestens ein Funktionsmodul bei einer fahrzeugexternen Datenbank abzufragen und/oder von dieser zu empfangen. Beispielsweise kann die Bereitstellungeinrichtung eine entsprechend hierfür ausgebildet Kommunikationsschnittstelle aufweisen, welche mit der fahrzeugexternen Datenbank kommunizieren kann.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Bereitstellen der mindestens einen Systemkonfiguration mindestens eine Systemkonfiguration bei einer fahrzeugexternen Datenbank abgefragt und/oder von dieser empfangen wird oder wurde. Dies hat den Vorteil, dass vollständige Systemkonfigurationen von einer Datenbank heruntergeladen werden können.
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In der Vorrichtung ist entsprechend vorgesehen, dass die Bereitstellungseinrichtung ferner derart ausgebildet ist, zum Bereitstellen der mindestens einen Systemkonfiguration mindestens eine Systemkonfiguration bei einer fahrzeugexternen Datenbank abzufragen und/oder von dieser zu empfangen. Beispielsweise kann die Bereitstellungeinrichtung eine entsprechend hierfür ausgebildet Kommunikationsschnittstelle aufweisen, welche mit der fahrzeugexternen Datenbank kommunizieren kann.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Durchführen einer automatisierten Fahrt des Fahrzeugs ein Konfigurationsplan für diese Fahrt zusammengestellt wird, wobei der Konfigurationsplan durch Auswählen von bereitgestellten Systemkonfigurationen in Abhängigkeit von Umfeldkontexten der automatisierten Fahrt und den den Systemkonfigurationen jeweils zugeordneten Konfigurationsgültigkeitsattributen erfolgt, und wobei das Steuern des Fahrzeugs auf Grundlage des zusammengestellten Konfigurationsplans erfolgt. Auf Grundlage des zusammengestellten Konfigurationsplans kann eine komplette automatisierte Fahrt geplant und durchgeführt werden. Soll beispielsweise eine Fernfahrt durchgeführt werden, so kann ein solcher Konfigurationsplan Systemkonfigurationen für folgende Umfelder bzw. Umfeldkontexte umfassen: Ausparken aus der Garage am Startort, Auffahren auf die öffentliche Nebenstraße, Fahren im Stadtverkehr, Auffahrt auf die Autobahn, Fahren auf der Autobahn, Verlassen der Autobahn, Fahren auf der Landstraße, Verlassen der Landstraße, Fahren im Dorf, Fahren in einer Spielstraße, Einparken am Zielort. Zu jedem Umfeldkontext wird die passende Systemkonfiguration ausgewählt und an der entsprechenden Stelle dem Konfigurationsplan zugeordnet. Die Zuordnung kann insbesondere in einer zeitlichen Abfolge, einer ortsabhängigen Abfolge und/oder einer umfeldkontextabhängigen Abfolge erfolgen. Die jeweilige Systemkonfiguration im Konfigurationsplan wird dann insbesondere zeitabhängig, ortsabhängig und/oder umfeldkontextabhängig aktiviert bzw. deaktiviert.
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Entsprechend ist in der Vorrichtung vorgesehen, dass die Steuerung eine Planungseinrichtung umfasst, wobei die Planungseinrichtung derart ausgebildet ist, zum Durchführen einer automatisierten Fahrt des Fahrzeugs einen Konfigurationsplan für diese Fahrt zusammenzustellen, wobei dies durch Auswählen von bereitgestellten Systemkonfigurationen in Abhängigkeit eines aktuellen und mindestens eines zukünftigen Umfeldkontextes der automatisierten Fahrt und den den Systemkonfigurationen jeweils zugeordneten Konfigurationsgültigkeitsattributen erfolgt, und wobei die Steuerung ferner derart ausgebildet ist, das Fahrzeug auf Grundlage des zusammengestellten Konfigurationsplans zu steuern.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs;
- 2 einen exemplarischen Konfigurationsplan;
- 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs;
- 4 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs.
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In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung 1 zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs 50 gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Steuerung 2. Die Steuerung 2 weist eine Bereitstellungseinrichtung 3, eine Auswahleinrichtung 4 und eine Regeleinrichtung 5 auf.
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Die Bereitstellungseinrichtung 3 stellt Funktionsmodule 20 bereit, wobei die Funktionsmodule 20 jeweils mindestens eine Teilfunktion zum automatisierten Fahren umfassen. Den Funktionsmodulen 20 ist jeweils mindestens ein Modulgültigkeitsattribut 21 zugeordnet. Das Modulgültigkeitsattribut 21 definiert, in welchem Umfeldkontext das jeweilige Funktionsmodul 20 gültig ist, d.h. insbesondere in welchem Umfeld bzw. in welchem Umfeldkontext das jeweilige Funktionsmodul 20 verwendet werden kann oder verwendet werden darf. Die Funktionsmodule 20 sind beispielsweise in Form einer Datenbank in einem Speicher 6 hinterlegt.
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Die Bereitstellungseinrichtung 3 stellt ferner Systemkonfigurationen 22 bereit, wobei die Systemkonfigurationen 22 jeweils mindestens eines der Funktionsmodule 20 umfassen. Den Systemkonfigurationen 22 sind jeweils mindestens ein Konfigurationsgültigkeitsattribut 23 zugeordnet. Das mindestens eine Konfigurationsgültigkeitsattribut 23 definiert, in welchem Umfeldkontext die jeweilige Systemkonfiguration 22 gültig ist. Die Systemkonfigurationen 22 sind beispielsweise ebenfalls in Form einer Datenbank in dem Speicher 6 hinterlegt.
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Die Auswahleinrichtung 4 wählt eine der mindestens einen Systemkonfigurationen 22 aus, wobei das Auswählen in Abhängigkeit eines Umfeldkontextes 30 und des mindestens einen zugeordneten Konfigurationsgültigkeitsattributes 23 erfolgt.
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Hierzu kann die Auswahleinrichtung 4 beispielsweise mit dem Umfeldkontext 30 korrespondierende erfasste oder bereitgestellte Umfelddaten auswerten und mit den jeweiligen in den Konfigurationsgültigkeitsattributen 23 ausgedrückten Gültigkeiten vergleichen. Ausgewählt wird dann eine Systemkonfiguration 22, die für das Umfeld bzw. den Umfeldkontext 30 gültig ist. Drücken die Konfigurationsgültigkeitsattribute 23 beispielsweise aus, dass die zugehörige Systemkonfiguration 22 bei einer Autobahnfahrt gültig ist, und befindet sich das Fahrzeug 50 auf einer Autobahn, so wird diese Systemkonfiguration 22 ausgewählt und das Fahrzeug 50 auf Grundlage dieser ausgewählten Systemkonfiguration 22 gesteuert bzw. geregelt.
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Insbesondere übergibt die Auswahleinrichtung 4 die ausgewählte Systemkonfiguration 22 an die Regelungseinrichtung 5, welche auf eine Umfelderfassung, eine Objekterkennung und eine Quer- und Längsführungsaktorik 52 des Fahrzeugs 50 zugreifen kann. Die Regelungseinrichtung 5 wird dann entsprechend der übergebenen Systemkonfiguration 22 konfiguriert, das heißt die in der ausgewählten Systemkonfiguration 22 enthaltenen Funktionsmodule 20 werden verwendet bzw. logisch erzeugt. Beispielsweise kann eine ausgewählte Systemkonfiguration 22 mittels seiner zugehörigen Funktionsmodule 20 vorsehen, dass eine Kamera und ein Radar zur Umfelderfassung verwendet werden, eine Objekterkennung von Schildern und Vorderfahrzeugen, eine Stauüberwachung durch Car2X-Kommunikation und eine Quer- und Längsführung erfolgen sollen. Eine andere Systemkonfiguration 22, welche zum Einparken verwendet werden soll, sieht hingegen z.B. die Verwendung eines Ultraschallsensors zur Umfelderfassung und keine Stauüberwachung vor etc.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 2 zusätzlich eine Konfigurationseinrichtung 12 umfasst, wobei die Konfigurationseinrichtung 12 derart ausgebildet ist, eine Systemkonfiguration 22 durch Auswählen mindestens eines der von der Bereitstellungseinrichtung 3 bereitgestellten Funktionsmodule 20 zusammenzustellen. Das Auswählen erfolgt hierbei in Abhängigkeit eines Umfeldkontextes 30 und den jeweils zugeordneten Modulgültigkeitsattributen 21 der Funktionsmodule 20. Der Umfeldkontext 30 kann hierbei ein aktueller Umfeldkontext, d.h. ein aktuelles Umfeld, oder auch ein zukünftiger Umfeldkontext 30 sein, der lediglich zur Planung einer Systemkonfiguration 22 für einen zukünftigen Zeitpunkt betrachtet wird. Insbesondere kann die Konfigurationseinrichtung 12 Systemkonfigurationen 22 für alle auf einer automatisierten Fahrt anzutreffenden Umfeldkontexte 30 zusammenstellen. Die von der Konfigurationseinrichtung 12 zusammengestellten Systemkonfigurationen 22 werden in dem Speicher 6 abgelegt und hierfür beispielsweise der Bereitstellungseinrichtung 3 übergeben.
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Es kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Bereitstellungseinrichtung 3 ferner derart ausgebildet ist, zum Bereitstellen der Funktionsmodule 20 mindestens ein Funktionsmodul 20 bei einer fahrzeugexternen Datenbank 60 abzufragen und/oder von dieser zu empfangen. Die Bereitstellungseinrichtung 3 kann hierzu eine Kommunikationsschnittstelle 7 aufweisen, um mit der fahrzeugexternen Datenbank 60 kommunizieren zu können.
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Darüber hinaus kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Bereitstellungseinrichtung 3 ferner derart ausgebildet ist, zum Bereitstellen der mindestens einen Systemkonfiguration 22 mindestens eine Systemkonfiguration 22 bei einer fahrzeugexternen Datenbank 60 abzufragen und/oder von dieser zu empfangen. Auch dies kann über die Kommunikationsschnittstelle 7 erfolgen.
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Die fahrzeugexterne Datenbank 60 kann beispielsweise von einem Hersteller des Fahrzeugs 50, einem Land, einer Stadt, einer Kommune, einem Startup oder einem sonstigen Unternehmen zur Verfügung gestellt werden.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 2 eine Planungseinrichtung 8 umfasst. Die Planungseinrichtung 8 stellt zum Durchführen einer automatisierten Fahrt des Fahrzeugs 50 einen Konfigurationsplan 24 (vgl. 2) für diese Fahrt zusammen. Dies erfolgt durch Auswählen von bereitgestellten Systemkonfigurationen 22 in Abhängigkeit von Umfeldkontexten 30 der automatisierten Fahrt und den den Systemkonfigurationen 22 jeweils zugeordneten Konfigurationsgültigkeitsattributen 23. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass für Zeitpunkte bzw. Zeitbereiche auch mehrere Systemkonfigurationen 22 ausgewählt werden, beispielsweise um in Zukunft sich möglicherweise ändernden Umfeldkontexten, d.h. Umfeldbedingungen, Rechnung zu tragen. So können bei ansonsten gleicher Systemkonfiguration 22 für eine Objekterkennung unterschiedliche Funktionsmodule 20 vorgesehen sein, je nachdem, ob es regnet oder trocken ist. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass der Konfigurationsplan 24 zwei Systemkonfigurationen 22 umfasst, je eine für ein Umfeldkontext mit Regen und ohne Regen.
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Die Regeleinrichtung 5 der Steuerung 2 steuert das Fahrzeug 50 dann auf Grundlage des zusammengestellten Konfigurationsplans 24. Hierzu werden nacheinander, je nach aktuellem Umfeldkontext 30, die im Konfigurationsplan 24 enthaltenen Systemkonfigurationen 22 aktiviert bzw. deaktiviert, sodass für jeden Umfeldkontext 30 während der automatisierten Fahrt, d.h. für jedes Umfeld die entsprechende Systemkonfiguration 22 aktiviert ist und die Steuerung 2 bzw. die Regeleinrichtung 5 das Fahrzeug 50 optimal steuern bzw. eine Längs- und Querführung regeln können.
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Ein exemplarischer Konfigurationsplan 24 ist beispielsweise in der 2 im Zeitverlauf über einer Zeitachse 25 gezeigt. Im Verlauf der automatisierten Fahrt werden nacheinander die entsprechenden Systemkonfigurationen 22 aktiviert und insbesondere die Steuerung bzw. Regeleinrichtungen 5 (vgl. 1) entsprechend konfiguriert.
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In 3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs 50 gezeigt, wobei in dieser Darstellung insbesondere ein Informationsfluss schematisch verdeutlicht ist.
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Die Vorrichtung 1 umfasst eine Steuerung 2. Die Steuerung 2 umfasst eine Bereitstellungseinrichtung 3 und Regeleinrichtungen 5 zum Regeln einer Quer- und einer Längsführung des Fahrzeugs 50 sowie einen Speicher 6. Die Bereitstellungseinrichtung 3 umfasst eine Umfelderfassungseinrichtung 9 und eine Auswahleinrichtung 4.
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Die Umfelderfassungseinrichtung 9 nutzt eine Fahrzeugsensorik 51, um ein Umfeld 53 des Fahrzeugs 50 zu erfassen. Die Umfelderfassungseinrichtung 9 leitet aus den erfassten Umfelddaten einen Umfeldkontext 30 ab und übermittelt diesen an die Auswahleinrichtung 4. Diese fragt in der Datenbank im Speicher 6 eine Systemkonfiguration 22 ab, die zu dem übermittelten Umfeldkontext 30 bzw. dem aktuellen Umfeld 53 passt. Dies erfolgt insbesondere durch Suchen bzw. Filtern nach den zu den Systemkonfigurationen 22 gehörenden Konfigurationsgültigkeitsattributen. Hierbei wird die in der Datenbank hinterlegte Systemkonfiguration 22 ausgewählt, die für den aktuellen Umfeldkontext 30 gültig ist. Auf Grundlage der abgefragten Systemkonfiguration 22 wird die Steuerung 2 durch Verwenden derjenigen Funktionsmodule, welche der ausgewählten Systemkonfiguration 22 zugeordnet sind, konfiguriert. Insbesondere werden die Regeleinrichtungen 5 konfiguriert. Hierzu werden die entsprechenden Parameter 11 aus der Datenbank an die Regeleinrichtungen 5 übermittelt.
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Es kann vorgesehen sein, dass eine Systemkonfiguration 22 auf Grundlage des aktuellen Umfeldkontextes 30 bei einer fahrzeugexternen Datenbank 60 abgefragt wird, beispielsweise eine von einem Hersteller, einem Zulieferer, einem sonstigen Unternehmen, einem Land, einer Stadt, einer Region, einer Kommune oder einer sonstigen Organisation bereitgestellten Datenbank. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die im Speicher 6 abgelegte Datenbank und die fahrzeugexterne Datenbank 60 miteinander synchronisiert werden.
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Sind die Regeleinrichtungen 5 entsprechend der ausgewählten Systemkonfiguration 22 konfiguriert, so wird das Fahrzeug 50 durch diese gesteuert, d.h. eine Längs- und eine Querführung werden durch diese geregelt.
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Die Steuerung 2 prüft fortlaufend, ob die ausgewählte Systemkonfiguration 22 noch dem aktuellen Umfeldkontext 30, d.h. dem aktuellen Umfeld 53, entspricht. Erfolgt eine Änderung, wird eine andere Systemkonfiguration 22 ausgewählt und die Regeleinrichtungen 5 entsprechend anders konfiguriert.
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Beim Konfigurieren auf Grundlage der ausgewählten Systemkonfiguration 22 kann vorgesehen sein, dass auch die Fahrzeugsensorik 51 konfiguriert wird, beispielsweise indem ein Sensor ausgewählt, ein Erfassungsbereich definiert und/oder beim Erfassen zu verwendende Parameter eingestellt werden.
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In 4 ist ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs gezeigt. In einem Verfahrensschritt 100 wird ein Umfeld des Fahrzeugs erfasst und hieraus ein Umfeldkontext abgeleitet.
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In Verfahrensschritt 101 werden Funktionsmodule bereitgestellt, insbesondere von einer Bereitstellungeinrichtung, wobei die Funktionsmodule jeweils mindestens eine Teilfunktion zum automatisierten Fahren umfassen, und wobei den Funktionsmodulen jeweils mindestens ein Modulgültigkeitsattribut zugeordnet ist, welches definiert, in welchem Umfeldkontext das jeweilige Funktionsmodul gültig ist.
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Im Verfahrensschritt 102 wird mindestens eine Systemkonfiguration bereitgestellt, wobei die mindestens eine Systemkonfiguration mindestens eines der Funktionsmodule umfasst. Der mindestens einen Systemkonfiguration ist mindestens ein Konfigurationsgültigkeitsattribut zugeordnet, welches definiert, in welchem Umfeldkontext die mindestens eine Systemkonfiguration gültig ist.
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Im Verfahrensschritt 103 wird eine der bereitgestellten Systemkonfigurationen, insbesondere mittels einer Auswahleinrichtung, ausgewählt, wobei die Auswahl der Systemkonfiguration hierbei in Abhängigkeit des abgeleiteten Umfeldkontextes und des mindestens einen zugeordneten Konfigurationsgültigkeitsattributes erfolgt. Es wird insbesondere die Systemkonfiguration ausgewählt, deren Konfigurationsgültigkeitsattribut auf den abgeleiteten Umfeldkontext passt.
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Im Verfahrensschritt 104 wird das Fahrzeug automatisiert gesteuert, wobei das Steuern auf Grundlage der ausgewählten Systemkonfiguration erfolgt. Hierzu wird insbesondere ein Steuersignal zum Ansteuern einer Längs- und einer Querführung des Fahrzeugs erzeugt und bereitgestellt.
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Es kann vorgesehen sein, dass zum Bereitstellen der mindestens einen Systemkonfiguration im Verfahrensschritt 102 mindestens eines der bereitgestellten Funktionsmodule ausgewählt und dieser Systemkonfiguration zugeordnet wird, wobei das Auswählen in Abhängigkeit eines Umfeldkontextes und den jeweils zugeordneten Modulgültigkeitsattributen der Funktionsmodule erfolgt.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass zum Bereitstellen der Funktionsmodule im Verfahrensschritt 101 mindestens ein Funktionsmodul bei einer fahrzeugexternen Datenbank abgefragt und/oder von dieser empfangen wird oder wurde.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass zum Bereitstellen der mindestens einen Systemkonfiguration im Verfahrensschritt 102 mindestens eine Systemkonfiguration bei einer fahrzeugexternen Datenbank abgefragt und/oder von dieser empfangen wird oder wurde.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass zum Durchführen einer automatisierten Fahrt des Fahrzeugs in einem weiteren Verfahrensschritt 105 ein Konfigurationsplan für diese Fahrt zusammengestellt wird, wobei der Konfigurationsplan durch Auswählen von bereitgestellten Systemkonfigurationen in Abhängigkeit von Umfeldkontexten der automatisierten Fahrt und den den Systemkonfigurationen jeweils zugeordneten Konfigurationsgültigkeitsattributen erfolgt. Dieser Verfahrensschritt 105 wird vor dem Verfahrensschritt 103 durchgeführt, sodass die Auswahl in Verfahrensschritt 103 insbesondere auf Grundlage der Systemkonfigurationen in dem zusammengestellten Konfigurationsplans erfolgt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Steuerung
- 3
- Bereitstellungseinrichtung
- 4
- Auswahleinrichtung
- 5
- Regeleinrichtung
- 6
- Speicher
- 7
- Kommunikationsschnittstelle
- 8
- Planungseinrichtung
- 9
- Umfelderfassungseinrichtung
- 11
- Parameter
- 12
- Konfigurationseinrichtung
- 20
- Funktionsmodul
- 21
- Modulgültigkeitsattritbut
- 22
- Systemkonfiguration
- 23
- Konfigurationsgültigkeitsattribut
- 24
- Konfigurationsplan
- 25
- Zeitachse
- 30
- Umfeldkontext
- 50
- Fahrzeug
- 51
- Fahrzeugsensorik
- 52
- Quer- und Längsführungsaktorik
- 53
- Umfeld
- 60
- fahrzeugexterne Datenbank
- 100-105
- Verfahrensschritte
