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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Signalstatus einer Lichtsignalanlage, ein Verfahren zur automatischen Steuerung eines Ego-Fahrzeugs, ein elektronisches Fahrzeugführungssystem aufweisend ein Sensorsystem eines Ego-Fahrzeugs und eine Recheneinheit, die mit dem Sensorsystem gekoppelt ist, sowie ein Computerprogramm.
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An einer Straßenkreuzung, die mittels einer Lichtsignalanlage geregelt wird, kann die Situation auftreten, dass die Lichtsignalanlage für ein Sensorsystem oder einen Fahrer eines Ego-Fahrzeugs verdeckt ist, insbesondere durch ein anderes Fahrzeug, beispielsweise einen Lastwagen.
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Dokument
DE 10 2017 203 236 A1 beschreibt ein System zum Detektieren einer aktuellen Ampelphase mittels eines Bildsensorgeräts. Dabei werden Kontrastwerte eines Bildes, das von dem Bildsensorgerät aufgenommen wurde, Kameraparameter und Sättigungs- oder Helligkeitsinformationen des Bildes berücksichtigt, um die aktuelle Signalphase zu bestimmen.
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Gemäß existierenden Ansätzen kann die Signalphase jedoch nicht bestimmt werden, wenn die relevante Lichtsignalanlage für das Kamerasystem verdeckt ist.
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zum Bestimmen eines Signalstatus einer Lichtsignalanlage anzugeben, das eine automatische Bestimmung des Signalstatus auch in dem Fall erlaubt, dass die Lichtsignalanlage verdeckt ist.
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Gemäß dem verbesserten Konzept wird diese Aufgabe durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das verbesserte Konzept basiert auf der Idee, mittels eines Ego-Fahrzeugs die Abwesenheit oder Anwesenheit einer Bewegung eines anderen Fahrzeugs zu bestimmen, um eine Wahrscheinlichkeit für einen Signalzustand einer Lichtsignalanlage zu berechnen.
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Gemäß einem ersten unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Signalstatus einer Lichtsignalanlage angegeben. Dabei wird, mittels eines Sensorsystems eines Ego-Fahrzeugs, ein Bewegungszustand wenigstens eines weiteren Fahrzeugs bestimmt. Eine Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus wird mittels einer Recheneinheit des Ego-Fahrzeugs abhängig von dem bestimmten Bewegungszustand bestimmt.
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Das Ego-Fahrzeug kann als Fahrzeug verstanden werden, für welches der Signalstatus der Lichtsignalanlage relevant ist. Insbesondere ist die Lichtsignalanlage eine für das Ego-Fahrzeug relevante Lichtsignalanlage. Mit anderen Worten, es hängt von dem aktuellen Signalstatus der Lichtsignalanlage ab, ob das Ego-Fahrzeug fahren darf oder stehenbleiben muss.
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Beispielsweise kann das Verfahren in einer Verkehrssituation angewendet werden, in der das Ego-Fahrzeug an einer Straßenkreuzung steht oder sich dieser auf einer Fahrspur annähert, die von der Lichtsignalanlage geregelt wird.
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Der Signalstatus der Lichtsignalanlage kann als einer von wenigstens zwei vordefinierten Signalstatus der Lichtsignalanlage verstanden werden. Der Signalstatus kann beispielsweise einem Rotlichtstatus oder einem Grünlichtstatus der Lichtsignalanlage entsprechen. Der Signalstatus kann auch einem Aus-Status der Lichtsignalanlage entsprechen. Insbesondere kann das Verfahren nach dem verbesserten Konzept für verschiedene mögliche Signalstatus derselben Lichtsignalanlage verwendet werden. Beispielsweise kann die Wahrscheinlichkeit mittels des Verfahrens für den Grünlichtzustand und für den Rotlichtzustand unabhängig voneinander bestimmt werden.
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Hier und im Folgenden kann ein Rotlichtstatus der Lichtsignalanlage als Signalstatus der Lichtsignalanlage verstanden werden, der es erfordert, dass das Ego-Fahrzeug stehenbleibt oder nicht fährt. Weiterhin kann ein Grünlichtzustand der Lichtsignalanlage als Signalstatus verstanden werden, der es dem Ego-Fahrzeug erlaubt zu fahren oder die Kreuzung zu passieren.
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Das Bestimmen des Bewegungszustands des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs kann beispielsweise das Bestimmen entsprechender Bewegungszustände für eine Vielzahl von Abtasteinzelaufnahmen des Sensorsystems beinhalten.
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Der Bewegungszustand des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs kann derart verstanden werden, dass er individuelle Bewegungszustände jedes des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs beinhaltet. Insbesondere kann der Bewegungszustand des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs als Gesamtbewegungszustand aller Fahrzeuge des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs verstanden werden.
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Das Sensorsystem kann beispielsweise als Kamerasystem ausgestaltet sein, welches eine oder mehrere Kameras beinhaltet.
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Die beschriebenen Verfahrensschritte können beispielsweise in dem Fall durchgeführt werden, dass der Signalstatus der Lichtsignalanlage aufgrund eines Objekts, das zwischen der Lichtsignalanlage und dem Sensorsystem und/oder zwischen der Lichtsignalanlage und dem Fahrer angeordnet ist, verdeckt ist, sodass er nicht direkt mittels des Sensorsystems bestimmt werden kann und/oder nicht von einem Fahrer des Fahrzeugs gesehen werden kann.
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Beispielsweise kann mittels des Sensorsystems bestimmt werden, ob das Signal der Lichtsignalanlage verdeckt ist. Die oben beschriebenen Verfahrensschritte können insbesondere durchgeführt werden, wenn festgestellt wird, dass die Lichtsignalanlage verdeckt ist.
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Das Fahrzeug kann insbesondere als Fahrzeug zum teilweisen oder vollständig automatischen oder autonomen Fahren oder zum Selbstfahren ausgestaltet sein, insbesondere gemäß einer der Stufen 1 bis 5 der SAE J3016-Klassifizierung. Hier und im Folgenden bezieht sich SAE J3016 auf den entsprechenden Standard mit Datum vom Juni 2018.
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Dass der Bewegungszustand des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs mittels des Sensorsystems bestimmt wird, kann derart verstanden werden, dass das Sensorsystem dazu verwendet wird, den Bewegungszustand zu bestimmen. Insbesondere ist es nicht ausgeschlossen, dass andere Komponenten oder Vorrichtungen, insbesondere die Recheneinheit oder eine weitere Recheneinheit, dazu verwendet werden, den Bewegungszustand zu bestimmen, beispielsweise basierend auf Sensorsignalen oder Bilddaten, die von dem Sensorsystem erzeugt wurden.
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Der individuelle Bewegungszustand eines der weiteren Fahrzeuge kann beispielsweise derart verstanden werden, dass sich das entsprechende weitere Fahrzeug bewegt oder stillsteht oder beispielsweise beschleunigt oder verzögert. Der individuelle Bewegungszustand kann auch Informationen dahingehend beinhalten, dass das entsprechende weitere Fahrzeug an der Kreuzung abbiegt.
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Indem die Wahrscheinlichkeit für die Signale wie für ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept beschrieben bestimmt werden, kann eine Indikation für den aktuellen Signalstatus der Lichtsignalanlage automatisch aus den Verkehrsflussinformationen bestimmt werden, auch wenn die Sicht des Fahrers des Fahrzeugs und/oder ein Sichtfeld des Sensorsystems verdeckt ist, sodass der tatsächliche Signalstatus der Lichtsignalanlage nicht direkt von dem Fahrer und/oder dem Sensorsystem gesehen werden kann.
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Die Information, die durch die Wahrscheinlichkeit des Signalstatus gegeben ist, kann beispielsweise für vollständig oder teilweise autonome Fahrfunktionen oder, im Falle eines manuell gesteuerten Fahrzeugs, als Informationen für einen Fahrer verwendet werden.
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Gemäß verschiedener Ausführungen des Verfahrens wird wenigstens ein weiterer Signalstatus wenigstens einer weiteren Lichtsignalanlage mittels des Sensorsystems und/oder mittels eines weiteren Sensorsystems bestimmt. Wechselbeziehungsdaten werden durch die Recheneinheit von einer Datenbank erhalten, die Wechselbeziehungsdaten aufweisend eine Wechselbeziehung, insbesondere eine Information bezüglich einer Wechselbeziehung oder Regeln bezüglich der Wechselbeziehung, zwischen dem Signalstatus der Lichtsignalanlage und dem wenigstens einen weiteren Signalstatus. Die Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus wird, insbesondere mittels der Recheneinheit, abhängig von den Wechselbeziehungsdaten bestimmt.
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Insbesondere ist die wenigstens eine weitere Lichtsignalanlage nicht direkt relevant für das Ego-Fahrzeug. Das bedeutet, die wenigstens eine weitere Lichtsignalanlage ist nicht dazu vorgesehen, dem Fahrer des Ego-Fahrzeug oder dem Ego-Fahrzeug direkt anzuzeigen, ob es passierend darf oder stehen bleiben soll.
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Die wenigstens eine weitere Lichtsignalanlage kann beispielsweise einer oder mehreren Lichtsignalanlage an derselben Kreuzung wie die Lichtsignalanlage, die für das Ego-Fahrzeug relevant ist, entsprechen, kann jedoch an eine andere Straße an der Kreuzung gerichtet sein, als die auf der das Ego-Fahrzeug fährt oder steht.
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Das weitere Sensorsystem kann beispielsweise ein zu dem Ego-Fahrzeug externes Sensorsystem sein, das nicht von dem Ego-Fahrzeug beinhaltet ist. Beispielsweise kann das weitere Sensorsystem einem Sensorsystem eines anderen Fahrzeugs, insbesondere einem der weiteren Fahrzeuge, entsprechen, oder dem einer Infrastruktureinrichtung in einer Umgebung des Ego-Fahrzeugs. Der wenigstens eine weitere Signalstatus kann beispielsweise von der Recheneinheit des Ego-Fahrzeugs erhalten werden, beispielsweise über Fahrzeug-zu-Fahrzeug oder Auto-zu-Auto, C2C Kommunikationsschnittstelle und/oder über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug Umgebung oder Auto-zu-Auto Umgebung, C2X Kommunikationsschnittstelle.
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Die Datenbank kann beispielsweise von einem Speichermedium des Ego-Fahrzeugs beinhaltet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Datenbank von einem externen Gerät, einem Computer oder Server, beispielsweise einem Cloudcomputer beinhaltet sein.
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Die Wechselbeziehungsdaten können beispielsweise von der Recheneinheit des Ego-Fahrzeugs über die C2C- oder C2X-Kommunikationsschnittstelle oder über eine weitere Kommunikationsschnittstelle erhalten werden.
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Indem die Wechselbeziehungsdaten und die weiteren Signalstatus der weiteren Lichtsignalanlagen berücksichtigt werden, kann ein höherer Konfidenzwert für den Signalstatus der Lichtsignalanlage, der zu bestimmen ist, erreicht werden. Insbesondere kann durch die Berücksichtigung verschiedener Informationsquellen, nämlich der Wechselbeziehungsdaten zusammen mit dem weiteren Signalzustand und dem Bewegungszustand der weiteren Fahrzeuge, eine robustere Bestimmung des Signalzustands der Lichtsignalanlage erreicht werden.
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Die Wechselbeziehungsdaten können beispielsweise Vorschriften enthalten, sodass der Signalstatus der Lichtsignalanlage mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit indirekt durch den wenigstens einen weiteren Signalstatus gegeben ist.
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Beispielsweise auf einer Kreuzung mit vier sich treffenden Fahrspuren können gegenüberliegende Lichtsignalanlagen dazu eingerichtet sein, üblicherweise oder meistens im selben Signalzustand zu sein. Analog können übrige Lichtsignalanlagen an einer Kreuzung beispielsweise eingerichtet sein, sodass sie üblicherweise oder meistens in einem entgegengesetzten Signalzustand als die betrachtete Lichtsignalanlage ist.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden die Wechselbeziehungsdaten von der Recheneinheit von einer Kartendatenbank erhalten, insbesondere von einer hochauflösenden Karte, HD-Karte.
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Die HD-Karte kann beispielsweise als Kartendatenbank mit einer Genauigkeit in einem Bereich von einem oder mehreren Zentimetern verstanden werden.
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Die Kartendatenbank kann beispielsweise durch zusätzliche Informationen erweitert sein, beispielsweise die Wechselbeziehungsdaten.
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Die Kartendatenbank kann beispielsweise Informationen beinhalten, die die Lichtsignalanlage betreffen, wie etwa den Signalstatus der Lichtsignalanlage im Falle gegebener Signalstatus einer oder mehrerer weiterer Lichtsignalanlagen.
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Gemäß mehreren Ausführungsformen wird mittels der Recheneinheit abhängig von den Wechselbeziehungsdaten eine Grundwahrscheinlichkeit bestimmt und die Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus wird mittels der Recheneinheit abhängig von der Grundwahrscheinlichkeit bestimmt.
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Die Grundwahrscheinlichkeit kann beispielsweise ein Teil der Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus sein, der fest oder zeitunabhängig ist. Das kann beispielsweise der Fall sein, da die Wechselbeziehungsdaten sich mit der Zeit nicht ändern.
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Gemäß einigen Ausführungsformen wird ein Korrekturwert abhängig von dem bestimmten Bewegungszustand mittels der Recheneinheit berechnet. Die Wahrscheinlichkeit für den Signalzustand wird als Summe der Grundwahrscheinlichkeit und des Korrekturwerts mittels der Recheneinheit bestimmt.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird der Korrekturwert als Produkt eines vordefinierten konstanten nummerischen Faktors und eines zeitabhängigen Faktors berechnet, wobei der zeitabhängige Faktor von dem bestimmten Bewegungszustand abhängt.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen wird der Bewegungszustand des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs mittels des Sensorsystems zu einer ersten Zeit und zu einer zweiten Zeit bestimmt. Eine Abweichung zwischen den Bewegungszuständen, die zur ersten und zur zweiten Zeit bestimmt werden, wird mittels der Recheneinheit analysiert oder bestimmt. Die Wahrscheinlichkeit des Signalstatus wird mittels der Recheneinheit abhängig von der Abweichung bestimmt.
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Dabei können die erste und die zweite Zeit beispielsweise entsprechenden individuellen Einzelaufnahmen oder entsprechenden Serien aufeinanderfolgender Einzelaufnahmen entsprechen.
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Insbesondere bestimmt der Bewegungszustand, dass die erste Zeit mittels der Recheneinheit gespeichert wird. Insbesondere liegt die zweite Zeit nach dieser ersten Zeit.
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Beispielsweise kann die Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus in Fällen, in denen eine Veränderung des Bewegungszustands des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs vorliegt, im Vergleich zu einer Situation, in der keine Änderung des Bewegungszustands vorliegt, abweichen. Falls beispielsweise ein gegebenes weiteres Fahrzeug zur ersten Zeit stillsteht und sich zur zweiten Zeit bewegt, kann dies als Indikation dafür interpretiert werden, dass eine entsprechende der weiteren Lichtsignalanlagen von Rotlicht auf Grünlicht umgeschaltet hat.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen wird mittels des Sensorsystems ein individueller Bewegungszustand jedes Fahrzeugs des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs bestimmt. Eine Konsistenz der individuellen Bewegungszustände wird mittels der Recheneinheit analysiert. Die Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus wird mittels der Recheneinheit abhängig von einem Ergebnis der Analyse der Konsistenz bestimmt.
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Die individuellen Bewegungszustände aller Fahrzeuge des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs bilden beispielsweise den Bewegungszustand des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs.
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Die Konsistenz kann beispielsweise derart verstanden werden, dass die Konsistenz höher ist, umso mehr individuelle Bewegungszustände auf denselben Signalstatus der Lichtsignalanlage hinweisen.
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Insbesondere kann die Wahrscheinlichkeit für den gegebenen Signalstatus für die Lichtsignalanlage umso geringer sein, je geringer der Konsistenzwert ist.
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Wenn die Konsistenz maximal ist, beispielsweise wenn alle individuellen Bewegungszustände denselben Signalstatus implizieren, kann die Wahrscheinlichkeit beispielsweise von der Anzahl von individuellen Bewegungszuständen, die berücksichtigt werden, abhängen. Beispielsweise kann die entsprechende Wahrscheinlichkeit umso höher sein, je mehr individuelle Bewegungszustände konsistent sind.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen wird eine Anzahl konsistenter Fahrzeuge mittels der Recheneinheit basierend auf den individuellen Bewegungszuständen bestimmt und die Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus wird mittels der Recheneinheit abhängig von der Anzahl der konsistenten Fahrzeuge bestimmt.
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Wie oben beschrieben entspricht die Anzahl der konsistenten Fahrzeuge einer Anzahl von individuellen Bewegungszuständen die alle denselben Signalstatus für die Lichtsignalanlage implizieren.
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Deswegen kann ein Konfidenzgrad der bestimmten Wahrscheinlichkeit weiter erhöht werden.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen wird der Bewegungszustand des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs wiederholt für aufeinanderfolgende Einzelaufnahmen des Sensorsystems bestimmt, insbesondere mittels des Sensorsystems. Eine weitere Konsistenz der für die Einzelaufnahmen bestimmten Bewegungszustände wird mittels des Rechnersystems analysiert und die Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus wird mittels der Recheneinheit abhängig von dem Ergebnis der Analyse der weiteren Konsistenz bestimmt.
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Eine Einzelaufnahme des Sensorsystems kann beispielsweise als Satz von Sensordaten oder als Sensorsignal, das während einer vorgegebenen Abtastzeitdauer erzeugt wurde, verstanden werden. Mit anderen Worten entsprechen die Einzelaufnahmen aufeinanderfolgenden Abtastzeiträumen des Sensorsystems.
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Die weitere Konsistenz der Bewegungszustände kann derart verstanden werden, dass sie davon abhängt, ob der Bewegungszustand derselbe ist oder denselben Signalstatus für die Lichtsignalanlage während aller Einzelaufnahmen der aufeinanderfolgenden Einzelaufnahmen impliziert.
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Wenn die weitere Konsistenz gegeben ist, ist die Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus der Lichtsignalanlage höher.
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Auf diese Weise kann ein noch größerer Konfidenzgrad der bestimmten Wahrscheinlichkeit erreicht werden. Beispielsweise kann die Recheneinheit oder ein elektronisches Fahrzeugführungssystem des Ego-Fahrzeugs dazu eingerichtet sein, keine Aktionen oder Reaktionen auf den angenommenen Signalstatus der Lichtsignalanlage zu veranlassen, solange die bestimmte Wahrscheinlichkeit kleiner ist als eine vordefinierte Mindestwahrscheinlichkeit. Die Wahrscheinlichkeit kann beispielsweise über die Zeit und mit steigender Zahl von weiteren Fahrzeugen, für die die individuellen Bewegungszustände bestimmt wurden und/oder über die Anzahl der konsistenten Einzelaufnahmen ansteigen.
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Insbesondere kann der Korrekturwert, insbesondere der zeitabhängige Faktor, abhängig von der Abweichung und/oder abhängig von dem Ergebnis der Analyse der Konsistenz und/oder abhängig von der Anzahl von konsistenten Fahrzeugen und/oder abhängig von dem Ergebnis der Analyse der weiteren Konsistenz bestimmt werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Informationssignal mittels der Recheneinheit abhängig von der Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus erzeugt.
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Das Informationssignal kann beispielsweise an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden. Auf diese Weise kann eine manuelle Fahrt des Ego-Fahrzeugs unterstützt werden, falls die Sicht des Fahrers verdeckt ist, sodass der Fahrer die Lichtsignalanlage nicht sehen kann.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Verfahren zur automatischen Steuerung eines Ego-Fahrzeugs angegeben. Dabei wird eine Wahrscheinlichkeit für einen Signalstatus einer Lichtsignalanlage mittels eines Verfahrens zum Bestimmen eines Signalstatus der Lichtsignalanlage nach dem verbesserten Konzept bestimmt. Das Ego-Fahrzeug wird mittels eines elektronischen Fahrzeugführungssystems des Ego-Fahrzeugs abhängig von der Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus gesteuert.
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Insbesondere kann das Ego-Fahrzeug zum teilweisen oder vollständig automatischen Fahren nach Stufe 1 bis 5 der SAE J3016-Klassifizierung ausgestaltet sein.
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Mittels eines Verfahrens zur automatischen Steuerung eines Ego-Fahrzeugs nach dem verbesserten Konzept kann die automatische Steuerung des Ego-Fahrzeugs auch im Falle einer Verdeckung des Sensorsystems des Ego-Fahrzeugs aktiviert werden.
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Die Recheneinheit und/oder das Sensorsystem können beispielsweise Teil des elektronischen Fahrzeugführungssystems sein.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen des Verfahrens zur automatischen Steuerung eines Ego-Fahrzeugs wird die Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus mittels der Recheneinheit mit einem vordefinierten Minimalkonfidenzwert verglichen. Das Ego-Fahrzeug wird mittels des elektronischen Fahrzeugführungssystems abhängig von einem Ergebnis des Vergleichs gesteuert.
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Insbesondere kann, falls festgestellt wird, dass die Wahrscheinlichkeit größer oder gleich dem Minimalkonfidenzwert ist, das Ego-Fahrzeug gesteuert werden, um die Fahrt fortzusetzen oder die Kreuzung zu passieren. Falls die Wahrscheinlichkeit kleiner ist als der Minimalkonfidenzwert, kann das Ego-Fahrzeug gesteuert werden, um stehenzubleiben oder zu stoppen.
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Der vordefinierte Minimalkonfidenzwert kann insbesondere von der Art des Signalstatus der Lichtsignalanlage abhängen. Beispielsweise kann der Minimalkonfidenzwert für Grünlichtsignal größer sein im Vergleich zu einem Rotlichtsignal.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein elektronisches Fahrzeugführungssystem angegeben, das ein Sensorsystem eines Ego-Fahrzeugs aufweist und eine Recheneinheit, insbesondere des Ego-Fahrzeugs, die mit dem Sensorsystem gekoppelt ist. Das Sensorsystem ist dazu eingerichtet oder das Sensorsystem zusammen mit der Recheneinheit sind dazu eingerichtet, einen Bewegungszustand des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs zu bestimmen. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, eine Wahrscheinlichkeit für einen Signalstatus einer Lichtsignalanlage abhängig von dem bestimmten Bewegungszustand zu bestimmen.
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Dass der Bewegungszustand mittels des Sensorsystems bestimmt wird, kann derart verstanden werden, dass der Bewegungszustand unter Verwendung des Sensorsystems bestimmt wird aber nicht notwendigerweise nur unter Verwendung des Sensorsystems.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, wenigstens einen weiteren Signalstatus wenigstens eines einer weiteren Lichtsignalanlage zu erhalten, wobei der wenigstens eine weitere Signalstatus insbesondere mittels des Sensorsystems und/oder mittels eines weiteren Sensorsystems bestimmt wird. Das elektronische Fahrzeugführungssystem beinhaltet eine Datenbank, die Wechselbeziehungsdaten speichert, wobei die Wechselbeziehungsdaten eine Wechselbeziehung zwischen dem Signalstatus der Lichtsignalanlage und dem wenigstens einen weiteren Signalstatus beinhaltet. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, die Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus abhängig von den Wechselbeziehungsdaten zu bestimmen.
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Die Datenbank kann eine Datenbank des Ego-Fahrzeugs sein oder kann extern zu dem Ego-Fahrzeug sein.
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Weitere Ausführungsformen des elektronischen Fahrzeugführungssystems nach dem verbesserten Konzept folgen direkt aus den verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens zum Bestimmen eines Signalstatus nach dem verbesserten Konzept und von dem Verfahren zur automatischen Steuerung eines Ego-Fahrzeugs nach dem verbesserten Konzept und jeweils umgekehrt. Insbesondere kann ein elektronisches Fahrzeugführungssystem nach dem verbesserten Konzept dazu ausgestaltet oder programmiert sein, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durchzuführen oder das elektronische Fahrzeugführungssystem führt ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durch.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Fahrzeug, insbesondere ein teilweise oder vollständig autonom fahrbares Fahrzeug, angegeben, das Fahrzeug aufweisend ein elektronisches Fahrzeugführungssystem nach dem verbesserten Konzept.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Computerprogramm mit Befehlen angegeben. Wenn das Computerprogramm von einem elektronischen Fahrzeugführungssystem nach dem verbesserten Konzept ausgeführt wird, veranlassen die Befehle das elektronische Fahrzeugführungssystem ein Verfahren zur automatischen Steuerung eines Ego-Fahrzeugs nach dem verbesserten Konzept und/oder ein Verfahren zum Bestimmen eines Signalstatus einer Lichtsignalanlage nach dem verbesserten Konzept durchzuführen.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, das ein Computerprogramm nach dem verbesserten Konzept speichert.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und den Beschreibungen der Figuren. Die Merkmale und Merkmalskombinationen, die oben in der Beschreibung erwähnt sind, sowie die Merkmale und Merkmalskombinationen, die unten in der Figurenbeschreibung erwähnt sind und/oder in den Figuren alleine gezeigt sind, sind nicht nur in der jeweils gezeigten Kombination verwendbar sondern auch in anderen Kombinationen ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Daher sind Ausführungsformen auch als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die nicht expliziert in den Figuren gezeigt und erläutert sind, sich aber durch separate Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungsformen ergeben und erzeugt werden können. Ausführungsformen und Merkmalskombinationen, die daher nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen, sind auch als offenbart anzusehen. Darüber hinaus sind Ausführungsformen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, beispielsweise durch die obigen Ausführungen, die über die Merkmalskombinationen in den Beziehungen der Ansprüche hinausgehen oder von denen abweichen.
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In den Figuren zeigen
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs aufweisend eine beispielhafte Ausführungsform eines elektronischen Fahrzeugführungssystems nach dem verbesserten Konzept;
- 2 ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept;
- 3 eine erste Verkehrssituation bezüglich einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept;
- 4 eine zweite Verkehrssituation bezüglich einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept; und
- 5 eine dritte Verkehrssituation bezüglich einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept.
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1 zeigt ein Fahrzeug 7 aufweisend eine beispielhafte Ausführungsform eines elektronischen Fahrzeugführungssystems 8 nach dem verbesserten Konzept.
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Das elektronische Fahrzeugführungssystem weist ein Kamerasystem 9 auf, das dazu eingerichtet ist, Objekte in der einer Umgebung des Ego-Fahrzeugs 7 abzubilden und entsprechende Kamerasignale während aufeinanderfolgender Abtasteinzelaufnahmen zu erzeugen. Das Fahrzeugführungssystem 8 beinhaltet eine Recheneinheit 10, die beispielsweise als elektronisches Steuergerät (ECU) des Ego-Fahrzeugs 7 ausgestaltet sein kann. Die Recheneinheit 10 ist mit dem Kamerasystem 9 gekoppelt, um die Kamerasignale zu empfangen.
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Die Recheneinheit 10 kann ein computerlesbares Speichermedium beinhalten oder damit gekoppelt sein. Das computerlesbare Speichermedium 11 kann beispielsweise eine Datenbank speichern, die eine HD-Karte beinhaltet.
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Optional kann das Speichermedium 11 nach dem verbesserten Konzept ausgestaltet ein und ein Computerprogramm nach dem verbesserten Konzept beinhalten. Die Recheneinheit 10 kann das Computerprogramm ausführen und das Führungssystem 8 kann in der Konsequenz veranlasst werden, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept auszuführen oder durchzuführen.
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Der Betrieb des elektronischen Fahrzeugführungssystems 8 wird im Folgenden detaillierter unter Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen von Verfahren nach dem verbesserten Konzept und, insbesondere, bezüglich 2 bis 5 beschrieben.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens nach dem verbesserten Konzept. Das Verfahren wird unter Bezug auf beispielhafte Verkehrssituationen, die in 3 bis 5 abgebildet sind, beschrieben.
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In Schritt 1 des Verfahrens kann das Ego-Fahrzeug 7 beispielsweise an einer Kreuzung 20 ankommen, wie in 3 beschrieben.
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Die Kreuzung 20 kann beispielsweise eine Ego-Fahrspur 21 beinhalten, das Ego-Fahrzeug 7 nähert sich der Kreuzung 20 auf der Ego-Fahrspur 21 an. Die Kreuzung 20 kann eine weitere Fahrspur 22 entlang einer entgegengesetzten Richtung bezüglich der Ego-Fahrspur 21 aufweisen. Außerdem kann die Kreuzung 20 zwei weitere Fahrspuren 23, 24 aufweisen, die entgegengesetzt zueinander orientiert sind und senkrecht auf der Ego-Fahrspur 21 sind. Für jede der Fahrspuren 21, 22, 23, 24 ist eine entsprechende Lichtsignalanlage 12, 25, 26, 27 an der Kreuzung angeordnet. Insbesondere ist die Lichtsignalanlage 12 für das Ego-Fahrzeug 7 relevant, während die übrigen Lichtsignalanlagen 25, 26, 27 nicht relevant oder nur indirekt relevant für das Ego-Fahrzeug 7 sind.
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Zudem kann ein Lastwagen 19 auf der Ego-Fahrspur 21 sein und die Lichtsignalanlage 12 verdecken, sodass das Kamerasystem 9 oder der Fahrer des Ego-Fahrzeugs 7 den Signalstatus der Lichtsignalanlage 12 nicht sehen können.
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In Schritt 2 des Verfahrens kann das Ego-Fahrzeug 7 an der Kreuzung 20 neben dem verdeckenden Lastwagen 19 stillstehen. Wie in 4 gezeigt, können mehrere weitere Fahrzeuge 13, 14, 15, 16 an der Kreuzung 20 sein. Beispielsweise können Fahrzeuge 14 auf der Fahrspur 23 sein und darauf fahren, während Fahrzeuge 15 beispielsweise rechts abbiegen kommend von der Fahrspur 24 in eine Fahrspur 22. Ein weiteres Fahrzeug 16 kann auf der Fahrspur 24 fahren und beispielsweise bereits die Kreuzung 20 passiert haben. Auf Fahrspur 22 können weitere Fahrzeuge 13 stillstehen vor den entsprechenden Lichtsignalen 25. Der verdeckende Lastwagen 19 kann auch stillstehen.
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In Schritt 2 des Verfahrens können weitere Kamerasysteme, die beispielsweise von einzelnen Fahrzeugen der weiteren Fahrzeuge 13, 14, 15, 16 und/oder von anderen Infrastrukturvorrichtungen beinhaltet sind, die aktuellen Signalstatus der weiteren Lichtsignalanlagen 25, 26, 27 bestimmen. Diese Signalstatus können beispielsweise der Recheneinheit 10 des Ego-Fahrzeugs über eine C2C oder C2X Kommunikationsschnittstelle des Ego-Fahrzeugs bereitgestellt werden.
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Die Recheneinheit 10 kann auch eine Wechselbeziehung zwischen den Lichtsignalen 12 und den weiteren Lichtsignalen 25, 26, 27 aus der Datenbank abrufen. Die HD-Karte kann beispielsweise die Wechselbeziehungsdaten für das Lichtsignal 12 beinhalten, die von der Recheneinheit 10 abgerufen werden. Beispielsweise in einer beispielhaften Situation, wie sie in 4 gezeigt ist, können die Wechselbeziehungsdaten die Information beinhalten, dass die Lichtsignale 25 und 12 für gewöhnlich in demselben Signalzustand sind. Zusätzlich können die Wechselbeziehungsdaten beinhalten, dass die Lichtsignale 26 und 27 für gewöhnlich in entgegengesetzten Signalstatus im Vergleich zu den Lichtsignalen 12 und 25 sind. Wenn die Lichtsignale 12 beispielsweise rot sind, sind die Lichtsignale 25 ebenfalls rot, während die Lichtsignale 27 und 26 grün sind. Anders herum, wenn die Lichtsignale grün sind, sind auch die Lichtsignale 25 grün, während die Lichtsignale 27 und 26 rot sind.
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Aus den Wechselbeziehungsdaten kann die Recheneinheit 10 beispielsweise in Schritt 3 des Verfahrens einen Grundwert für eine Wahrscheinlichkeit für den Signalstatus der Lichtsignale 12 berechnen.
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Im Beispiel von 4 sind die Lichtsignale 25 beispielsweise rot, während die Lichtsignale 26 und 27 grün sein können. Deshalb ist die Grundwahrscheinlichkeit für den roten Signalstatus der Lichtsignale 12 relativ hoch.
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Um die Bewertung des Signalstatus der Lichtsignale 12 zu verfeinern, kann das Kamerasystem 9 in Schritt 4 des Verfahrens einen Bewegungszustand der weiteren Fahrzeuge 13, 14, 15 bestimmen. Der Bewegungszustand kann beispielsweise individuelle Bewegungszustände aller weiteren Fahrzeuge 13, 14, 15, 16 beinhalten. Wie oben ausgeführt wurde, können die Fahrzeuge 13 stillstehen, während die Fahrzeuge 14 und 16 sich gerade nach vorne bewegen und die Fahrzeuge 15 rechts abbiegen können.
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Aus dieser Information kann die Recheneinheit 10 einen, beispielsweise zeitabhängigen, Korrekturwert für die Wahrscheinlichkeit berechnen, beispielsweise dafür, dass die Lichtsignale 12 in dem roten Signalstatus sind. Da der Bewegungszustand der weiteren Fahrzeuge 13, 14, 15, 16 ebenso wie der Bewegungszustand des verdeckenden Lastwagens 19, nämlich ebenfalls stillstehend, anzeigen, dass die Lichtsignale 12 rot sind. Daher ist der Korrekturwert positiv.
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Der Korrekturwert kann beispielsweise zeitabhängig sein indem die Recheneinheit bestimmen kann, wie viele weitere Fahrzeuge 13, 14, 15, 16 beobachtet werden und deren Bewegungszustand konsistent mit den Lichtsignalen 12 im roten Signalzustand sind. Da sich die Anzahl der weiteren Fahrzeuge ändern kann, kann auch der Korrekturwert zeitabhängig sein. Zudem kann der Korrekturwert beispielsweise über die Zeit ansteigen, wenn während einer ansteigenden Anzahl von aufeinanderfolgenden Einzelaufnahmen des Kamerasystems 9 derselbe Bewegungszustand der individuellen Fahrzeuge 13, 14, 15, 16 bestimmt wird.
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Folglich kann die Wahrscheinlichkeit für Rotlicht über die Zeit ansteigen.
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Im Hinblick auf 5 hat sich die Situation im Vergleich zur Situation von 4 verändert. Insbesondere kann sich die Grundwahrscheinlichkeit verändert haben, da die Recheneinheit 10 verschiedene Signalstatus für die weiteren Lichtsignalanlagen 25, 26, 27 erhalten haben kann. Insbesondere kann die Lichtsignalanlage 25 jetzt im Grünlichtstatus sein, während die Lichtsignalanlagen 26 und 27 im Rotlichtstatus sind. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit für die Lichtsignalanlage 12, in dem grünen Signalzustand zu sein, relativ hoch.
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Zudem wird der Bewegungszustand der weiteren Fahrzeuge 13 und neu angekommener weiterer Fahrzeuge 17, 18 mittels des Kamerasystems 9 bestimmt. Es wird beispielsweise festgestellt, dass das Fahrzeug 13 jetzt auf Fahrspur 22 vor der Lichtsignalanlage 25 stillsteht. Das weitere Fahrzeug 17 kann beispielsweise auf der Fahrspur 23 fahren und das Fahrzeug 18 kann auf der Fahrspur 24 fahren.
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Zusätzlich kann mittels des Kamerasystems 9 bestimmt werden, dass der Lastwagen jetzt auf Fahrspur 21 fährt, beispielsweise rechts abbiegend in die Fahrspur 24.
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Aus diesen aktualisierten Bewegungszuständen der weiteren Fahrzeuge 13, 17, 18, 19 kann abgeleitet werden, dass die Wahrscheinlichkeit, dass die Lichtsignalanlage 12 grün zeigt, hoch ist. Deswegen ist der Korrekturwert dafür, dass die Lichtsignalanlage 12 grün ist, jetzt positiv und kann zu der aktuellen Grundwahrscheinlichkeit addiert werden, um die Wahrscheinlichkeit für Grünlicht der Lichtsignalanlage 12 zu bestimmen.
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Es wird erwähnt, dass die Gesamtwahrscheinlichkeit, das bedeutet die Summe der Grundwahrscheinlichkeit und des Korrekturwerts, von Grünlicht und Rotlicht sich zu einem konstanten Wert aufaddieren.
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In Schritt 5 des Verfahrens kann die Wahrscheinlichkeit, dass die Lichtsignalanlage 12 im grünen oder roten Status ist, mittels der Recheneinheit 10 berechnet werden, indem der entsprechende Grundwert und der entsprechende Korrekturwert addiert werden.
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In Schritt 6 des Verfahrens kann das Fahrzeugführungssystem 8 oder die Recheneinheit 10 ein Informationssignal erzeugen und das Informationssignal in Form eines optischen oder akustischen oder haptischen Rückkopplungssignal einen Fahrer des Fahrzeugs 7 oder einen Benutzer des Fahrzeugs 7 bereitstellen, wobei das Informationssignal den wahrscheinlichsten aktuellen Signalstatus der Lichtsignalanlage 12 widerspiegelt.
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Alternativ oder zusätzlich, insbesondere falls das Fahrzeug 7 als selbstfahrendes Fahrzeug ausgestaltet ist, beispielsweise als Stufe 5 selbstfahrendes Fahrzeug gemäß SAEJ 3016, kann das Führungssystem 8 das Fahrzeug entsprechend der Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Lichtsignalanlage 12 rot oder grün ist, steuern.
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Mittels des verbesserten Konzepts können manuell und/oder automatisch gesteuerte Fahrzeuge basierend auf dem Signalstatus von Lichtsignalanlagen gesteuert werden, obwohl die Lichtsignalanlage von einem Objekt verdeckt sein kann, beispielsweise einem Lastwagen, sodass der Fahrer und/oder das Sensorsystem des Fahrzeugs den tatsächlichen Signalzustand nicht direkt sehen oder erkennen können.
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Dazu nutzt das Ego-Fahrzeug das Sensorsystem, welches mit einer oder mehreren Kameras ausgestattet sein kann, die dazu in der Lage sind, Lichtsignalanlagen und Fahrzeuge in einer Szene zu detektieren. Eine HD-Karte mit Lichtsignalanlagenattributen wird in verschiedenen Ausführungsformen ebenfalls genutzt.
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Mittels des verbesserten Konzepts können robuste Informationen, den tatsächlichen Status einer Lichtsignalanlage betreffend moduliert werden, auch wenn er nicht direkt von den entsprechenden Sensoren gesehen werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017203236 A1 [0003]