DE102019111918A1

DE102019111918A1 - Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019111918A1
Application number: DE102019111918.9A
Authority: DE
Inventors: Stefanie Prinzhausen; Stephan Haenisch; Cedric Langer
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Zum Bestimmen einer Route (18) für ein Fahrzeug (12) wird mittels einer Recheneinheit (20) eine initiale Trajektorie (13), auf welcher eine initiale Position liegt, aus einer Menge gespeicherter Trajektorien ausgewählt. Eine Untermenge bestehend aus wenigstens einer Trajektorie (14) wird aus der Menge der gespeicherten Trajektorien ausgewählt, derart, dass alle Trajektorien der Untermenge durch einen oder mehrere Überlappungsbereiche (15) mit der initialen Trajektorie (13) gekoppelt sind. Eine Zielposition (17) für das Fahrzeug (12) wird aus Zielpunkten der Trajektorien der Untermenge und der initialen Trajektorie bestimmt. Mittels der Recheneinheit wird abhängig von der Zielposition die initiale Trajektorie oder eine Kombination mit mehreren Trajektorien der Untermenge als Route (18) bestimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug, wobei mittels einer Recheneinheit eine initiale Trajektorie, auf welcher eine initiale Position des Fahrzeugs liegt, aus einer Menge auf einem Speichermedium gespeicherter Trajektorien ausgewählt wird. Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zum automatischen Ein- oder Ausparken eines wenigstens teilweise autonom betreibbaren Kraftfahrzeugs und zur Navigationsunterstützung für einen Benutzer eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft außerdem ein zugehöriges System zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug sowie ein Computerprogramm und ein computerlesbares Speichermedium.
Es ist bekannt, ein Fahrzeug teilweise oder vollständig automatisch entlang einer vorher trainierten und gespeicherten Trajektorie zu führen. Beispielsweise kann dies bei Ein- oder Ausparkvorgängen eingesetzt werden.
Im Dokument DE 10 2016 211 180 A1 ist ein Verfahren zum Durchführen einer automatisierten Fahrt eines Fahrzeugs offenbart. Dabei werden beispielsweise vier verschiedene Trajektorien angelernt und in einem Speicher hinterlegt, wobei alle vier Trajektorien denselben Startpunkt aufweisen. Außerdem führen alle vier Trajektorien durch einen gemeinsamen Verästelungspunkt. Zwischen dem Startpunkt und dem Verästelungspunkt sind die Trajektorien identisch. An dem Verästelungspunkt wird eine Entscheidung getroffen, welcher der vier Trajektorien weiter gefolgt werden soll.
Bei bekannten Verfahren ist nachteilig, dass jede Trajektorie separat und individuell trainiert und gespeichert werden muss. Die Anzahl möglicher Zielen ist daher eingeschränkt, da nur Trajektorien mit einem Startpunkt, auf welchem sich das Fahrzeug befindet, verwendet werden können.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug anzugeben, bei dem ausgehend von einer vorgegebenen Menge an Trajektorien eine größere Anzahl an Zielpositionen für das Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Bestimmen einer Route, ein Verfahren zum wenigstens teilweise automatischen Ein- oder Ausparken eines wenigstens teilweise autonom betreibbaren Kraftfahrzeugs, ein Verfahren zur Navigationsunterstützung für einen Benutzer eines Fahrzeugs, ein System zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Speichermedium nach den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, falls möglich Abschnitte oder Teile mehrerer Trajektorien zu kombinieren, die verschiedene Start- oder Zielpositionen aufweisen können und einen gemeinsamen Überlappbereich aufweisen, in welchem sie sich nahe kommen oder kreuzen.
Gemäß einem ersten unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, angegeben, wobei mittels einer Recheneinheit, insbesondere eines Computersystems, eine initiale Trajektorie, auf welcher eine initiale Position des Fahrzeugs liegt, aus einer Menge auf einem Speichermedium, insbesondere des Computersystems, gespeicherter Trajektorien ausgewählt wird, wobei jede der gespeicherten Trajektorien insbesondere einen entsprechenden zugehörigen Zielpunkt aufweist. Mittels der Recheneinheit wird zudem eine Untermenge bestehend aus wenigstens einer Trajektorie aus der Menge der gespeicherten Trajektorien ausgewählt, derart, dass alle Trajektorien der Untermenge durch einen oder mehrere Überlappungsbereiche mit der initialen Trajektorie gekoppelt sind. Eine Zielposition für das Fahrzeug wird aus den Zielpunkten der Trajektorien der Untermenge und einem Zielpunkt der initialen Trajektorie bestimmt. Mittels der Recheneinheit wird abhängig von der Zielposition die initiale Trajektorie als Route für das Fahrzeug bestimmt oder eine Kombination der initialen Trajektorie mit einer oder mehreren Trajektorien der Untermenge als Route für das Fahrzeug bestimmt.
Die gespeicherten Trajektorien können beispielsweise je einem trainierten Fahrmanöver entsprechen. Die initiale Trajektorie ist insbesondere nicht in der Untermenge enthalten.
Unter einem Überlappungsbereich kann ein Raumbereich verstanden werden, in dem sich zwei verschiedene Trajektorien kreuzen oder sich nahe kommen, also in dem zwei verschiedene Trajektorien einen Abstand voneinander aufweisen, der kleiner ist als ein vorgegebener Maximalabstand.
Eine betrachtete Trajektorie der Menge gespeicherter Trajektorien ist dann beispielsweise unmittelbar, also über genau einen Überlappungsbereich, mit der initialen Trajektorie gekoppelt, wenn sie die initiale Trajektorie kreuzt oder ihr nahe kommt.
Eine betrachtete Trajektorie der Menge gespeicherter Trajektorien ist beispielsweise über mittelbar, also über mehr als einen Überlappungsbereich, mit der initialen Trajektorie gekoppelt, wenn eine Folge von gespeicherten Trajektorien existiert, so dass eine erste Trajektorie der Folge mit der initialen Trajektorie unmittelbar gekoppelt ist, eine letzte Trajektorie der Folge mit der betrachteten Trajektorie unmittelbar gekoppelt ist, und jede Trajektorie der Folge mit einer darauffolgenden Trajektorie der Folge unmittelbar gekoppelt ist.
Die gespeicherten Trajektorien können mittels des Fahrzeugs oder eines anderen Fahrzeugs trainierte Manöver entsprechen oder von einer Infrastruktureinrichtung, in welcher sich das Fahrzeug befindet beziehungsweise in dessen Umgebung es sich befindet, beispielsweise eines Parkhauses, eines Parkplatzes, einer Wohnanlage oder dergleichen, bereitgestellt werden oder durch einen Benutzer des Fahrzeugs bereitgestellt werden, beispielsweise über ein mobiles Endgerät oder ein mobiles Speichermedium.
Um die initiale Trajektorie und die Untermenge von Trajektorien auszuwählen, kann die Recheneinheit beispielsweise über eine Speicherschnittstelle, insbesondere des Computersystems, auf das Speichermedium zugreifen, auf dem die Menge gespeicherter Trajektorien gespeichert ist.
Das Computersystem und/oder die Recheneinheit kann von dem Fahrzeug beinhaltet sein und/oder von der Infrastruktureinrichtung und/oder von einem Cloud-Rechnersystem. Insbesondere kann das Computersystem verteilte Komponenten aufweisen, sodass beispielsweise eine Komponente des Computersystems Teil des Fahrzeugs ist und eine andere Komponente des Computersystems Teil der Infrastruktureinrichtung oder des Cloud-Rechnersystems. Beispielsweise kann die Recheneinheit eine Recheneinheit des Fahrzeugs oder der Infrastruktureinrichtung sein und das Speichermedium kann ein Cloud-Speichermedium sein. Andere Kombinationen ergeben sich unmittelbar.
Das Bestimmen der Zielposition kann beispielsweise eine Auswahl eines der Zielpunkte durch den Benutzer beinhalten und eine Erfassung der Benutzereingabe durch die Rechnereinheit. Das Bestimmen der Zielposition kann auch ein Auswählen, insbesondere automatisches Auswählen, eines der Zielpunkte durch die Recheneinheit beinhalten.
Bei der Zielposition für das Fahrzeug handelt es sich insbesondere um eine Zielposition, welche das Fahrzeug gemäß der zu bestimmenden Route erreichen soll.
Die Auswahl der Untermenge mittels der Recheneinheit, derart, dass alle Trajektorien der Untermenge durch einen oder mehrere Überlappungsbereiche mit der initialen Trajektorie gekoppelt sind, kann beispielsweise mittels eines geeigneten Softwarealgorithmus ausgeführt werden, welcher beispielsweise auf dem Speichermedium oder einem weiteren Speichermedium, insbesondere des Computersystems, gespeichert ist.
Die Kombination der initialen Trajektorie mit der einen oder mehreren Trajektorien der Untermenge enthält insbesondere eine Kombination von jeweiligen Abschnitten oder Teilen der initialen Trajektorie und der einen oder den mehreren Trajektorien der Untermenge beinhalten. Beispielsweise kann die Kombination eine Kombination eines Abschnitts der initialen Trajektorie von der initialen Position bis zu einem Überlappungsbereich der initialen Trajektorie mit einer ersten Trajektorie der Untermenge mit einem Abschnitt der ersten Trajektorie von dem Überlappungsbereich mit der initialen Trajektorie bis zu der Zielposition oder bis zu einem weiteren Überlappungsbereich mit einer zweiten Trajektorie der Untermenge und so weiter beinhalten.
Je nachdem, welche Trajektorien die Untermenge beinhaltet, können auch mehr als eine Kombination der initialen Trajektorie mit einer oder mehreren Trajektorien der Untermenge von der initialen Position zu der bestimmten Zielposition für das Fahrzeug führen. In einem solchen Fall kann beispielsweise basierend auf einer vorgegebenen Regel eine der Kombinationen als Route bestimmt werden. Die vorgegebene Regel kann beispielsweise eine zufällige Auswahl der Kombination beinhalten oder eine Auswahl anhand einer Gesamtlänge der sich ergebenden Route, beispielsweise einer möglichst geringen Gesamtlänge. Alternativ können dem Benutzer des Fahrzeugs mehrere Kombinationen vorgeschlagen werden und die Recheneinheit kann eine der Kombinationen basierend auf einer Rückmeldung des Benutzers als Route für das Fahrzeug bestimmen.
Eine Trajektorie kann beispielsweise definiert sein durch einen Startpunkt und einen Zielpunkt der Trajektorie sowie einen Weg zwischen dem Start- und dem Zielpunkt.
Wenn hier oder im Folgenden davon die Rede ist, dass eine Position, ein Punkt oder ein Ort „auf“ einer Trajektorie liegt, kann dies derart verstanden werden, dass sich der Ort, der Punkt oder die Position innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs um die Trajektorie herum befindet.
Die bestimmte Route kann beispielsweise als Navigationsunterstützung für den Benutzer des Fahrzeugs oder zum teilautonomen oder vollautonomen Durchführen eines Fahrmanövers oder einer Fahrt des Fahrzeugs verwendet werden.
Gemäß dem verbesserten Konzept ist die Anzahl der möglichen Routen beziehungsweise der möglichen Zielpositionen für das Fahrzeug bei gegebener initialen Position nicht auf die Zahl derjenigen Trajektorien beschränkt, auf denen die initiale Position liegt. Insbesondere kann die initiale Trajektorie mit einer oder mehreren Trajektorien kombiniert werden, die von der initialen Position abweichende Startpunkte aufweisen. Dadurch werden die Anzahl möglicher Zielpositionen und die Anzahl möglicher Routen erhöht.
Dadurch, dass eine größere Anzahl von Zielpositionen angeboten werden kann, ergibt sich eine höhere Flexibilität für das Fahrzeug beziehungsweise den Fahrer oder Benutzer, beispielsweise bei der Durchführung von Ein- oder Ausparkmanövern oder Transitmanövern.
Insbesondere ist es mit dem verbesserten Konzept möglich, eine Route zu bestimmen, die zuvor nicht als Ganzes individuell trainiert und/oder gespeichert wurde. Dies kann einen Aufwand bei der Bereitstellung oder beim Trainieren der gespeicherten Trajektorien reduzieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet die Kombination der initialen Trajektorie mit einer oder mehreren Trajektorien der Untermenge eine Glättung eines Teils der initialen Trajektorie und/oder eines Teils der einen oder mehreren Trajektorien, insbesondere eine Glättung eines jeweiligen Teils, der innerhalb der Überlappungsbereiche liegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Untermenge mittels der Recheneinheit derart ausgewählt, dass sich die Zielpunkte aller Trajektorien der Untermenge voneinander und von dem Zielpunkt der initialen Trajektorie unterscheiden.
Dass sich die Zielpunkte voneinander unterscheiden, bedeutet insbesondere, dass sie einen vorgegebenen Mindestabstand voneinander aufweisen.
In Ausführungsformen, bei denen die Menge der gespeicherten Trajektorien mehrere Trajektorien mit gleichem Zielpunkt beinhalten, die mit der initialen Trajektorie gekoppelt sind, kann beispielsweise mittels der Recheneinheit nach einer vorgegebenen Regel eine der Trajektorien mit dem gleichen Zielpunkt ausgewählt werden, beispielsweise die kürzeste oder komfortabelste Trajektorie.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird zum Auswählen der Untermenge für jede der Trajektorien, die auf dem Speichermedium gespeichert sind, mittels der Recheneinheit geprüft, ob die initiale Trajektorie durch einen oder mehrere Überlappungsbereiche mit der jeweiligen Trajektorie gekoppelt ist. Ist dies der Fall, wird die jeweilige Trajektorie beispielsweise der Untermenge hinzugefügt. Anderenfalls wird die jeweilige Trajektorie der Untermenge beispielsweise nicht hinzugefügt.
Insbesondere können mittels einer solchen Ausführungsform Routen bestimmt werden, die aus einer nur durch die Anzahl der gespeicherten Trajektorien beschränkten Anzahl von Trajektorien zusammengesetzt sind. Dadurch kann eine maximale Anzahl von Zielpositionen oder Zielpunkten zur Auswahl gestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden zum Auswählen der Untermenge alle Trajektorien der Menge ausgewählt und insbesondere der Untermenge hinzugefügt, die mit der initialen Trajektorie unmittelbar über einen jeweiligen, insbesondere genau einen jeweiligen, Überlappungsbereich gekoppelt sind.
Insbesondere wird die Menge nach allen unmittelbar mit der initialen Trajektorie gekoppelten Trajektorien durchsucht und diese werden der Untermenge hinzugefügt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden mittels der Recheneinheit iterativ alle mit der initialen Trajektorie mittelbar über höchstens N Überlappungsbereiche gekoppelten Trajektorien der Menge gespeicherter Trajektorien ausgewählt und insbesondere der Untermenge hinzugefügt. N ist dabei gleich einer vorgegebenen Iterationstiefe und ist größer oder gleich 2.
Die iterative Auswahl kann beispielsweise derart verstanden werden, dass zunächst alle mit der initialen Trajektorie unmittelbar gekoppelten Trajektorien ausgewählt werden. Für jede der unmittelbar mit der initialen Trajektorie gekoppelten Trajektorien werden wiederum alle mit dieser unmittelbar gekoppelten Trajektorien ausgewählt. Diese sind mit der initialen Trajektorie über zwei Überlappungsbereiche mittelbar gekoppelt. Dann werden beispielsweise alle Trajektorien ausgewählt, die mit einer der mit der initialen Trajektorie über zwei Überlappungsbereiche mittelbar gekoppelten Trajektorien unmittelbar gekoppelt sind und so weiter, bis alle über N oder weniger Überlappungsbereiche gekoppelte Trajektorien ausgewählt wurden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird zum Auswählen der initialen Trajektorie die initiale Position des Fahrzeugs mittels einer Positionsbestimmungseinheit des Fahrzeugs oder mittels eines extern zu dem Fahrzeug angeordneten Positionsbestimmungssystems bestimmt.
Die Positionsbestimmungseinheit kann beispielsweise einen Empfänger für ein globales Navigationssatellitensystem, GNSS, beispielsweise ein GPS-System, beinhalten. Das Positionsbestimmungssystem kann beispielsweise ein Radarsystem oder ein auf Funksignalen basierendes System oder ein optisches System der Infrastruktureinrichtung beinhalten. Die Positionsbestimmungseinheit kann beispielsweise eine Kamera oder ein Lidarsystem des Fahrzeugs oder der Infrastruktureinrichtung beinhalten und insbesondere einen Lokalisierungsalgorithmus nutzen, um die initiale Position zu bestimmen.
Die bestimmte initiale Position wird beispielsweise über eine Positionsschnittstelle, insbesondere des Computersystems oder der Recheneinheit, an die Recheneinheit übermittelt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Zielposition abhängig von einer Eingabe durch einen Benutzer des Fahrzeugs über eine Benutzerschnittstelle, insbesondere des Computersystems, und beispielsweise mittels der Recheneinheit ausgewählt.
Dabei kann der Benutzer beispielsweise seine Auswahl über die Benutzerschnittstelle eingeben, beispielsweise durch eine manuelle Bedienung oder einen Sprachbefehl, und die Recheneinheit basierend auf der Benutzerauswahl die Zielposition auswählen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Zielposition automatisch mittels der Recheneinheit ausgewählt, insbesondere unabhängig von einer Benutzereingabe.
Dabei kann die Recheneinheit beispielsweise die Zielposition anhand einer sich ergebenden gesamten Routenlänge, eines sich ergebenden Routenkomforts der Route, anhand einer Information über weitere Fahrzeuge auf einer sich ergebenden Route, und/oder abhängig von der Tageszeit die Zielposition automatisch auswählen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird zur Bestimmung der Route als Kombination der initialen Trajektorie mit einer oder mehreren Trajektorien der Untermenge mittels der Recheneinheit eine Glättung eines Trajektorienübergangs durchgeführt.
Der Trajektorienübergang kann beispielsweise eine Umgebung um einen Punkt der Kombination herum entsprechen, an welchem die Route von einer der kombinierten Trajektorien auf eine andere der kombinierten Trajektorien übergeht, insbesondere einen Überlappungsbereich.
Insbesondere können mittels der Recheneinheit alle Trajektorienübergänge der Kombination geglättet werden.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Verfahren zum wenigstens teilweise automatischen Ein- oder Ausparken eines wenigstens teilweise autonom betreibbaren Kraftfahrzeugs angegeben. Dabei wird eine Route für das Kraftfahrzeug gemäß einem Verfahren zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug nach dem verbesserten Konzept bestimmt. Dabei ist eine initiale Position des Kraftfahrzeugs eine Parkposition des Kraftfahrzeugs oder die Zielpunkte der initialen Trajektorie und aller Trajektorien der Untermenge sind jeweils mögliche Parkpositionen für das Kraftfahrzeug.
Das Kraftfahrzeug entspricht dabei dem Fahrzeug in einem Verfahren zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug nach dem verbesserten Konzept.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum automatischen Ein- oder Ausparken handelt es sich bei der Recheneinheit um eine Recheneinheit eines elektronischen Fahrzeugführungssystems oder eines Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeugs. Alternativ kann das elektronische Fahrzeugführungssystem oder Fahrerassistenzsystem mit der Recheneinheit über eine Kommunikationsschnittstelle des Kraftfahrzeugs kommunizieren, um die bestimmte Route von der Recheneinheit zu erhalten.
Bei einem vollautonom betreibbaren Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug, das gemäß einer Automatisierungsstufe 5, insbesondere nach SAE J3016, betreibbar ist, das also vollautomatisiert ist, sodass ein Fahrer zum Betreiben oder Fahren des Kraftfahrzeugs nicht erforderlich ist. Bei einem teilweise autonom betreibbaren Fahrzeug handelt es sich um ein Kraftfahrzeug, welches gemäß einer der Automatisierungsstufen 1 bis 4, insbesondere gemäß SAEJ3016, betreibbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum automatischen Ein- oder Ausparken wird basierend auf der bestimmten Route ein Einparkmanöver oder ein Ausparkmanöver wenigstens teilweise autonom mittels des elektronischen Fahrzeugführungssystems des Kraftfahrzeugs durchgeführt.
Bei dem elektronischen Fahrzeugführungssystem kann es sich insbesondere um ein elektronisches Fahrzeugführungssystem zur Führung eines vollautonom betreibbaren Kraftfahrzeugs handeln oder ein Fahrerassistenzsystem für ein teilweise autonom oder ein manuell betreibbares Kraftfahrzeug.
Zur wenigstens teilautonomen Durchführung des Ein- oder Ausparkmanövers können beispielsweise Steuerhinweise an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden und/oder das Fahrzeug kann zum selbsttätigen Lenken und/oder Bremsen und/oder Beschleunigen angesteuert werden.
Ist das elektronische Fahrzeugführungssystem als Fahrerassistenzsystem ausgebildet, kann es insbesondere den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs unterstützen beziehungsweise assistieren.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Verfahren zur Navigationsunterstützung für einen Benutzer eines Fahrzeugs angegeben. Dabei wird eine Route für das Fahrzeug mittels eines Verfahrens zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug nach dem verbesserten Konzept bestimmt. Basierend auf der bestimmten Route werden die Navigationsbefehle mittels eines Navigationssystems des Fahrzeugs an den Benutzer ausgegeben.
Die Navigationsbefehle können beispielsweise optische, graphische, akustische und/oder haptische Signale beinhalten.
Insbesondere kann das Navigationssystem eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe der Navigationsbefehle, also insbesondere eine optische Anzeige oder ein Display oder einen Bildschirm oder einen Lautsprecher oder einen haptischen Aktuator, beinhalten.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein System zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug angegeben, wobei das System insbesondere als Computersystem ausgebildet ist. Das System weist eine Recheneinheit und eine Speicherschnittstelle auf. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, eine initiale Position des Fahrzeugs insbesondere über eine Positionsschnittstelle des Systems zu erfassen und über die Speicherschnittstelle auf ein Speichermedium, insbesondere des Systems, zuzugreifen, um eine initiale Trajektorie, auf welcher die initiale Position liegt, aus einer Menge auf dem Speichermedium gespeicherter Trajektorien auszuwählen. Die Recheneinheit ist ferner dazu eingerichtet, eine Untermenge bestehend aus wenigstens einer Trajektorie aus der Menge der gespeicherten Trajektorien derart auszuwählen, dass alle Trajektorien der Untermenge durch einen oder mehrere Überlappungsbereiche mit der initialen Trajektorie, insbesondere mittelbar oder unmittelbar, gekoppelt sind. Eine aus Zielpunkten der Trajektorien der Untermenge und einem Zielpunkt der initialen Trajektorie ausgewählte Zielposition für das Fahrzeug kann durch die Recheneinheit erfasst werden. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, abhängig von der Zielposition die initiale Trajektorie oder eine Kombination der initialen Trajektorie mit einer oder mehreren Trajektorien der Untermenge als Route für das Fahrzeug zu bestimmen.
Weitere Ausführungen des Systems zum Bestimmen der Route folgen unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungen des Verfahrens zum Bestimmen der Route nach dem verbesserten Konzept und umgekehrt. Insbesondere ist das System zum Durchführen eines Verfahrens zum Bestimmen einer Route gemäß dem verbesserten Konzept ausgebildet oder programmiert. Insbesondere wird das Verfahren zum Bestimmen der Route durch ein System nach dem verbesserten Konzept durchgeführt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Systems ist das System als System zum automatischen Ein- oder Ausparken eines wenigstens teilweise autonom betreibbaren Kraftfahrzeugs ausgebildet, insbesondere dazu eingerichtet oder programmiert, ein Verfahren zum automatischen Ein- oder Ausparken nach dem verbesserten Konzept durchzuführen oder das System führt ein Verfahren zum automatischen Ein- oder Ausparken nach dem verbesserten Konzept durch.
Weitere Ausführungsformen des Systems folgen unmittelbar aus den verschiedenen Ausführungsformen eines Verfahrens zum automatischen Ein- oder Ausparken des verbesserten Konzepts und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das System als Navigationssystem ausgebildet. Insbesondere ist das System dazu eingerichtet, ein Verfahren zur Navigationsunterstützung gemäß dem verbesserten Konzept auszuführen. Beispielsweise führt das System ein Verfahren zur Navigationsunterstützung nach dem verbesserten Konzept durch.
Weitere Ausführungsformen des Systems ergeben sich unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen eines Verfahrens zur Navigationsunterstützung nach dem verbesserten Konzept und umgekehrt.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Computerprogramm angegeben, welches Befehle aufweist. Die Befehle veranlassen bei Ausführen des Computerprogramms durch ein Computersystem, insbesondere durch eine Recheneinheit eines Systems nach dem verbesserten Konzept, das Computersystem dazu, ein Verfahren zum Bestimmen einer Route nach dem verbesserten Konzept oder ein Verfahren zum automatischen Ein- oder Ausparken nach dem verbesserten Konzept oder ein Verfahren zur Navigationsunterstützung nach dem verbesserten Konzept durchzuführen.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, auf welchem ein Computerprogramm nach dem verbesserten Konzept gespeichert ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als erfasst und offenbart anzusehen, die nicht in den Figuren explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von denen abweichen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gleicher oder funktionsgleicher Elemente wird gegebenenfalls nicht notwendigerweise in den verschiedenen Figuren wiederholt. In den Figuren zeigen:

1 ein Flussdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept;
2 eine Situation in einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zum automatischen Ein- oder Ausparken nach dem verbesserten Konzept;
3 eine weitere Situation des Verfahrens nach 2;
4 eine weitere Situation des Verfahrens nach 2 und 3; und
5 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug nach dem verbesserten Konzept.

In 1 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug 12 gemäß dem verbesserten Konzept gezeigt.
In einem Schritt 1 wird eine initiale Position des Fahrzeugs 12 bestimmt und von einer Recheneinheit 20 erfasst oder an die Recheneinheit 20 übermittelt. In einem Schritt 2 des Verfahrens wird mittels der Recheneinheit 20 eine initiale Trajektorie aus einer Menge gespeicherter Trajektorien ausgewählt, die auf einem Speichermedium 21 gespeichert sind. Dabei wird die initiale Trajektorie 13 derart ausgewählt, dass die initiale Position des Fahrzeugs 12 auf der initialen Trajektorie 13 liegt.
In einem Schritt 3 des Verfahrens wird mittels der Recheneinheit 20 eine Trajektorie aus der Menge der gespeicherten Trajektorien ausgewählt, insbesondere eine von der initialen Trajektorie verschiedene Trajektorie. In einem Schritt 4 des Verfahrens wird geprüft, ob die Trajektorie mittels eines Überlappungsbereichs 15 unmittelbar mit der initialen Trajektorie 13 gekoppelt ist. Das bedeutet, ob in einem Überlappungsbereich 15 ein Abstand zwischen der initialen Trajektorie 13 und der Trajektorie kleiner als ein vorgegebener Maximalabstand ist. Insbesondere können sich die Trajektorien innerhalb des Überlappungsbereichs 15 auch kreuzen. Die initiale Position des Fahrzeugs 12 muss dabei nicht notwendigerweise auf der ausgewählten Trajektorie liegen.
Überlappt die ausgewählte Trajektorie nicht unmittelbar mit der initialen Trajektorie 13, so wird die ausgewählte Trajektorie der Untermenge nicht hinzugefügt und der Schritt 3 wird erneut ausgeführt, sodass wiederum eine Trajektorie aus den gespeicherten Trajektorien ausgewählt wird.
Wird im Schritt 4 mittels der Recheneinheit 20 ermittelt, dass die ausgewählte Trajektorie direkt mit der initialen Trajektorie gekoppelt ist, so wird die ausgewählte Trajektorie in einem Schritt 5 des Verfahrens der Untermenge hinzugefügt. Sollten zu diesem Zeitpunkt bereits alle gespeicherten Trajektorien hinsichtlich ihrer unmittelbaren Kopplung mit der initialen Trajektorie 13 geprüft worden sein, wird mit Schritt 6 weiterverfahren. Ansonsten wird der Schritt 3 wiederholt, indem eine weitere Trajektorie aus den gespeicherten Trajektorien ausgewählt und entsprechend in Schritt 4 geprüft wird.
In dem Schritt 6 wird wiederum eine Trajektorie aus den gespeicherten Trajektorien ausgewählt und in Schritt 7 wird überprüft, ob diese mit der vorherigen Trajektorie direkt gekoppelt ist. Falls ja, wird mit Schritt 8 weiterverfahren, falls nein, wird wiederum mit Schritt 6 weiterverfahren. In Schritt 8 wird die zuletzt ausgewählte Trajektorie ebenfalls der Untermenge hinzugefügt. Danach werden auch Schritt 6 und Schritt 7 beziehungsweise Schritt 8 so lange wiederholt, bis alle gespeicherten Trajektorien geprüft wurden.
Ist dies der Fall, wird beispielsweise mit einem Schritt 9 weiterverfahren, in dem eine Zielposition für das Fahrzeug 12 aus Zielpunkten derjenigen Trajektorien, die der Untermenge hinzugefügt wurden, und einem Zielpunkt der initialen Trajektorie 13 bestimmt wird.
Dies kann beispielsweise automatisch durch die Recheneinheit 20 oder basierend auf einer Eingabe eines Benutzers oder eine Auswahl des Benutzers erfolgen.
Im Schritt 10 wird dann abhängig von der bestimmten Zielposition entweder die initiale Trajektorie 13 als Route für das Fahrzeug 12 bestimmt, insbesondere, wenn als Zielposition der Zielpunkt 16 der initialen Trajektorie 13 bestimmt wurde, oder eine Kombination der initialen Trajektorie 13 mit einer oder mehreren derjenigen Trajektorien, die der Untermenge hinzugefügt wurden, als Route 18 für das Fahrzeug 12 bestimmt.
In einem optionalen Schritt 11 kann die Route ausgegeben werden, beispielsweise an einen Benutzer des Fahrzeugs 12, und/oder die Route 18 kann weiterverwendet werden. Beispielsweise kann die Route 18 für eine Navigation oder einen Navigationsvorschlag oder für das Erzeugen von Navigationsbefehlen oder für das Durchführen eines automatischen oder teilweise automatischen Ein- und Ausparkvorgangs des Fahrzeugs 12 eingesetzt werden.
In den 2 bis 4 sind verschiedene Situationen in einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zum wenigstens teilweise automatischen Ein- oder Ausparken eines wenigstens teilweise autonom betreibbaren Kraftfahrzeugs 12 dargestellt. Insbesondere beinhaltet beispielsweise das Kraftfahrzeug 12 ein System zum Bestimmen einer Route nach dem verbesserten Konzept. Unter einem wenigstens teilweise automatische Ein- oder Ausparken kann dabei ein vollständig automatisiertes Ein- oder Ausparken sowie ein durch ein Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs 12 unterstütztes teilweises automatisiertes Ein- oder Ausparken verstanden werden.
In der Situation der 2 wurde eine Trajektorie 13 als initiale Trajektorie 13 ausgewählt, auf der eine initiale Position des Kraftfahrzeugs 12 liegt und deren Zielpunkt 16 ein Parkplatz ist. Der Parkplatz kann in diesem Fall besetzt oder frei sein. Eine weitere Trajektorie 14, welche die initiale Trajektorie 13 in einem Überlappungsbereich 15 schneidet, kreuzt oder der initialen Trajektorie 13 näher als ein vorbestimmter Maximalwert kommt, hat beispielsweise einen Startpunkt, der von der initialen Position des Kraftfahrzeugs 12 abweicht und einen Zielpunkt 17, welcher ebenfalls einem besetzten oder freien Parkplatz, im gezeigten Beispiel einem freien Parkplatz, entspricht und der von dem Zielpunkt 16 der initialen Trajektorie 13 abweicht.
Einem Benutzer des Kraftfahrzeugs 12 werden beispielsweise die Zielpunkte 16, 17 der Trajektorien 13, 14 zur Auswahl für eine gewünschte Zielposition des Kraftfahrzeugs 12 gestellt. Im beschriebenen Beispiel hat der Benutzer beispielsweise den Zielpunkt 17 der Trajektorie 14 als Zielposition ausgewählt. Alternativ kann das System zum Bestimmen einer Route nach dem verbesserten Konzept den Zielpunkt 17 als Zielposition für das Kraftfahrzeug 12 ausgewählt haben. Das System, insbesondere die Recheneinheit 20 des Systems, bestimmt dementsprechend eine Kombination der Trajektorien 13, 14, wobei die Kombination einen Abschnitt 13' der initialen Trajektorie 13 von der initialen Position des Kraftfahrzeugs 12 bis zu dem Überlappungsbereich 15 enthält sowie einen Abschnitt 14' der Trajektorie 14 von dem Überlappungsbereich 15 bis zu der Zielposition 17.
In 3 ist die resultierende Kombination gezeigt, wobei die resultierende Kombination in dem Überlappungsbereich 15 optional geglättet wurde.
In 4 ist die finale Route 18 gezeigt, die von der initialen Position des Kraftfahrzeugs 12 im Wesentlichen entlang der Abschnitte 13', 14' zu dem Zielpunkt 17 führt.
Alternativ kann das System außerhalb des Fahrzeugs 12 angeordnet sein.
In 5 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Systems zum Bestimmen einer Route nach dem verbesserten Konzept gezeigt. Das System beinhaltet beispielsweise ein Computersystem 19 mit einer Recheneinheit 20 und einem Speichermedium 21, der mittels einer Speicherschnittstelle 22 mit der Recheneinheit 20 gekoppelt ist.
Die Recheneinheit 20 kann beispielsweise Teil eines elektronischen Fahrzeugführungssystems 24 des Kraftfahrzeugs 12 sein. Die gezeigte Anordnung des Systems 19 außerhalb des Kraftfahrzeugs 12 ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Die Recheneinheit 20 und/oder das Speichermedium 21 können nämlich beispielsweise auch Teil eines extern zu dem Kraftfahrzeug 12 angeordneten Computersystems 19 oder mehrerer verteilter Komponenten des Computersystems 19 sein.
Beispielsweise kann das Speichermedium 21 ein Cloud-Speicher sein oder in einer Infrastruktureinrichtung, beispielsweise einem Parkhaus, positioniert sein. Die Recheneinheit 20 kann beispielsweise ebenfalls in der Infrastruktureinrichtung positioniert sein oder innerhalb des Kraftfahrzeugs 12.
In 5 ist auch ein Positionsbestimmungssystem 25 angedeutet, welches beispielsweise ein GNSS-System sein kann. Das Positionsbestimmungssystem 25 kann beispielsweise einen GNSS-Empfänger des Kraftfahrzeugs 12 beinhalten, mittels dem die initiale Position des Kraftfahrzeugs 12 bestimmt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Positionsbestimmungssystem ein auf Radar, Funk oder optischen Signalen basierendes terrestrisches Positionsbestimmungssystem, insbesondere der Infrastruktureinrichtung, sein. Das Positionsbestimmungssystem 25 kann die initiale Position des Kraftfahrzeugs 12 mittels einer Positionsschnittstelle 23 des Systems 19, welche mit der Recheneinheit 20 gekoppelt ist, übertragen.
Das System ist beispielsweise dazu eingerichtet, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept, insbesondere zum Bestimmen einer Route, zum wenigstens teilweise automatischen Ein- oder Ausparken oder zur Navigationsunterstützung, durchzuführen, insbesondere ein Verfahren, wie es bezüglich der 1 bis 4 beschrieben wurde.
Mittels des verbesserten Konzepts können durch Zusammenfügen verschiedener trainierter Manöver oder Trajektorien, welche einen Überlappungsbereich aufweisen, also insbesondere ein gemeinsames Manöversegment aufweisen, in denen sich die Trajektorien kreuzen oder näher als ein vorgegebener Maximalabstand kommen, eine Anzahl möglicher Ziele für eine Route bei gegebenen initialen Positionen eines Fahrzeugs angegeben werden. Ein Abstand, der zur Definition eines Überlappungsbereichs herangezogen wird, kann durch verschiedene Parameter definiert und flexibel realisiert sein.
Die Trajektorien beziehungsweise deren Kombination können dabei beliebig komplex sein und beispielsweise auch Richtungswechsel enthalten. Besonders vorteilhaft kann das verbesserte Konzept in Parkhäusern oder Parkanlagen oder sonstigen Anlagen eingesetzt werden, insbesondere in denen es viele mögliche Zielpositionen, beispielsweise Parkplätze oder Ausfahrten, und auch viele Startpositionen, beispielsweise verschiedene Einfahrten oder ebenfalls Parkplätze, gibt. Es können diverse Arten von Manövern wie beispielsweise Einpark-, Auspark- oder Transitmanöver oder auch verschiedene Fahrtrichtungen kombiniert werden. Außerdem kann gemäß dem verbesserten Konzept auch eine Optimierung der trainierten Pfade durchgeführt werden, um den kürzest möglichen oder komfortabelsten Weg zu berechnen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016211180 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer Route (18) für ein Fahrzeug (12), wobei mittels einer Recheneinheit (20) eine initiale Trajektorie (13), auf welcher eine initiale Position des Fahrzeugs (12) liegt, aus einer Menge auf einem Speichermedium (21) gespeicherter Trajektorien ausgewählt wird; dadurch gekennzeichnet, dass - mittels der Recheneinheit (20) zudem eine Untermenge bestehend aus wenigstens einer Trajektorie (14) aus der Menge der gespeicherten Trajektorien ausgewählt wird, derart, dass alle Trajektorien der Untermenge durch einen oder mehrere Überlappungsbereiche (15) mit der initialen Trajektorie (13) gekoppelt sind; - eine Zielposition (17) für das Fahrzeug (12) aus Zielpunkten (17) der wenigstens einen Trajektorie (14) der Untermenge und einem Zielpunkt (16) der initialen Trajektorie (13) bestimmt wird; - mittels der Recheneinheit (20) abhängig von der Zielposition (17) die initiale Trajektorie (13) oder eine Kombination der initialen Trajektorie (13) mit einer oder mehreren Trajektorien (14) der Untermenge als Route (18) für das Fahrzeug (12) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Untermenge mittels der Recheneinheit (20) derart ausgewählt wird, dass sich die Zielpunkte (17) aller Trajektorien der Untermenge voneinander und von dem Zielpunkt (16) der initialen Trajektorie (13) unterscheiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auswählen der Untermenge für jede der gespeicherten Trajektorien mittels der Recheneinheit (20) geprüft wird, ob die initiale Trajektorie (13) mit der jeweiligen Trajektorie über einen oder mehrere Überlappungsbereiche (15) gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass zum Auswählen der Untermenge alle mit der initialen Trajektorie (13) unmittelbar über einen Überlappungsbereich (15) gekoppelten Trajektorien der Menge ausgewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auswählen der Untermenge - mittels der Recheneinheit (20) iterativ alle mit der initialen Trajektorie (13) mittelbar über höchstens N Überlappungsbereiche (15) gekoppelten Trajektorien der Menge ausgewählt werden; - wobei N einer vorgegebenen Iterationstiefe entspricht und größer oder gleich zwei ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass zum Auswählen der initialen Trajektorie (13) die initiale Position des Fahrzeugs (12) mittels einer Positionsbestimmungseinheit des Fahrzeugs (12) oder eines extern zu dem Fahrzeug (12) angeordneten Positionsbestimmungssystems bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielposition (17) abhängig von einer Eingabe durch einen Benutzer des Fahrzeugs (12) über eine Benutzerschnittstelle ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Zielposition (17) automatisch mittels der Recheneinheit (20) ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Route (18) als Kombination der initialen Trajektorie (13) mit einer oder mehreren Trajektorien (14) der Untermenge mittels der Recheneinheit (20) eine Glättung eines Trajektorienübergangs durchgeführt wird.
Verfahren zum wenigstens teilweise automatischen Ein- oder Ausparken eines wenigstens teilweise autonom betreibbaren Kraftfahrzeugs (12), dadurch gekennzeichnet, dass eine Route (18) für das Kraftfahrzeug (12) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bestimmt wird, wobei die initiale Position des Kraftfahrzeugs (12) eine Parkposition des Kraftfahrzeugs (12) ist oder die Zielpunkte (16, 17) der initialen Trajektorie und aller Trajektorien der Untermenge mögliche Parkpositionen für das Kraftfahrzeug (12) sind.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der bestimmten Route (18) ein Ein- oder Ausparkmanöver wenigstens teilweise autonom mittels eines elektronischen Fahrzeugführungssystems (24) des Kraftfahrzeugs (12) durchgeführt wird.
Verfahren zur Navigationsunterstützung für einen Benutzer eines Fahrzeugs (12) dadurch gekennzeichnet, dass - eine Route (18) für das Fahrzeug (12) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bestimmt wird; und - basierend auf der bestimmten Route (18) Navigationsbefehle mittels eines Navigationssystems (24) des Fahrzeugs (12) an den Benutzer ausgegeben werden.
System zum Bestimmen einer Route für ein Fahrzeug (12), wobei - das System (19) eine Recheneinheit (20) und eine Speicherschnittstelle (22) aufweist, - die Recheneinheit (20) dazu eingerichtet ist, - eine initiale Position des Fahrzeugs (12) zu erfassen; und - über die Speicherschnittstelle (22) auf ein Speichermedium (21) zuzugreifen, um eine initiale Trajektorie (13), auf welcher die initiale Position liegt, aus einer Menge auf dem Speichermedium (21) gespeicherter Trajektorien auszuwählen; dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (20) dazu eingerichtet ist, - zudem eine Untermenge bestehend aus wenigstens einer Trajektorie (14) aus der Menge der gespeicherten Trajektorien derart auszuwählen, dass alle Trajektorien (14) der Untermenge durch einen oder mehrere Überlappungsbereiche (15) mit der initialen Trajektorie (13) gekoppelt sind; - eine aus Zielpunkten (17) der Trajektorien (14) der Untermenge und einem Zielpunkt (16) der initialen Trajektorie (13) ausgewählte Zielposition (16) für das Fahrzeug (12) zu erfassen; und - abhängig von der Zielposition (17) die initiale Trajektorie (16) oder eine Kombination der initialen Trajektorie (13) mit einer oder mehreren Trajektorien (14) der Untermenge als Route (18) für das Fahrzeug (12) zu bestimmen.
Computerprogramm, Befehle aufweisend, welche bei Ausführung des Computerprogramms durch ein Computersystem, insbesondere durch eine Recheneinheit (20) eines Systems (19) nach Anspruch 13, das Computersystem dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.
Computerlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.