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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung, mit denen in effizienter und zuverlässiger Weise die Sensordaten eines Fahrzeug-eigenen Sensors überprüft werden können, insbesondere um eine sichere Fahrfunktion zum zumindest teilweise automatisierten Fahren eines Fahrzeugs bereitzustellen.
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Ein Fahrzeug kann eine oder mehrere unterschiedliche Fahrfunktionen (insbesondere Fahrerassistenzfunktionen) aufweisen, durch die die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs zumindest teilweise automatisiert bereitgestellt werden kann. Mit steigendem Automatisierungsgrad der Fahrfunktionen steigen auch die Anforderungen an die Sicherheit und/oder die Absicherung der Fahrfunktionen.
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Eine mögliche Ursache für ein Fehlverhalten einer Fahrfunktion ist der Ausfall oder die Beeinträchtigung einer Komponente, insbesondere eines Sensors, des Fahrzeugs. Um auch bei Ausfall bzw. Beeinträchtigung einer Fahrzeug-Komponente einen zuverlässigen Betrieb der Fahrfunktion zu gewährleisten, können Fahrzeug-Komponenten redundant in einem Fahrzeug verbaut werden und/oder es können nicht-redundante Komponenten mit erhöhter Ausfallsicherheit verbaut werden. Dies kann jedoch zu erhöhten Kosten, zu einem erhöhten Fahrzeuggewicht und/oder zu erhöhten Bauraumanforderungen führen.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, in effizienter Weise einen sicheren und robusten Betrieb einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs zu ermöglichen. Insbesondere befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und zuverlässigen Überprüfung der Güte der Sensordaten eines Sensors eines Fahrzeugs.
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Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Überprüfung von Fahrzeug-eigenen Sensordaten, insbesondere während des Betriebs einer Fahrfunktion eines Ego-Fahrzeugs, beschrieben. Insbesondere kann die Vorrichtung darauf ausgelegt sein, eine Selbstdiagnose eines Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors durchzuführen. Die durch die Vorrichtung ausgeführten Funktionen können ggf. allein als Software oder als eine Kombination von Software und Hardware implementiert werden. Das Ego-Fahrzeug kann ein Landfahrzeug (insbesondere ein Kraftfahrzeug), ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug sein.
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Die Fahrfunktion kann z.B. eine Fahrerassistenzfunktion sein bzw. umfassen. Die Fahrfunktion kann ausgebildet sein, durch automatische Ansteuerung von ein oder mehreren Längs- und/oder Querführungs-Aktoren des Ego-Fahrzeugs das Ego-Fahrzeug zumindest teilweise automatisiert längs- und/oder querzuführen.
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Das Ego-Fahrzeug kann ein oder mehrere Fahrzeug-eigene Umfeldsensoren umfassen, die eingerichtet sind, Fahrzeug-eigene Umfelddaten (d.h. Sensordaten) in Bezug auf ein Umfeld des Ego-Fahrzeugs zu erfassen. Beispielhafte Umfeldsensoren sind: ein oder mehrere Kameras, ein oder mehrere Radarsensoren, ein Positionssensor (z.B. einen GPS Sensor), ein oder mehrere Lidarsensoren, und/oder ein oder mehrere Ultraschallsensoren.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, (in einem Normalbetrieb des Ego-Fahrzeugs) auf Basis der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren des Ego-Fahrzeugs (insbesondere in autarker Weise) eine Fahrfunktion des Ego-Fahrzeugs zu betreiben. Dabei können die ein oder mehreren Längs- und/oder Querführungs-Aktoren des Ego-Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Fahrzeug-eigenen Umfelddaten angesteuert werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, zu bestimmen, dass die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten zumindest eines Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors möglicherweise beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind. Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung beispielsweise eingerichtet sein, Rausch-Information in Bezug auf ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten zu ermitteln. Es kann dann in zuverlässiger Weise auf Basis der Rausch-Information bestimmt werden, dass die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten des Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors möglicherweise beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind.
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Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, ggf. in Reaktion darauf (insbesondere nur in Reaktion darauf), dass bestimmt wurde, dass die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten möglicherweise beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind, eine Fahrzeug-externe Einheit zu veranlassen, Fahrzeug-externe Daten bereitzustellen, die auf Fahrzeug-externen Umfelddaten in Bezug auf das Umfeld des Ego-Fahrzeugs basieren. Die Fahrzeug-externen Umfelddaten können dabei von einem Fahrzeug-externen Umfeldsensor (z.B. einem Radarsensor, einem Lidarsensor, einer Kamera, etc.) der Fahrzeug-externen Einheit erfasst worden sein bzw. erfasst werden. Die Fahrzeug-externe Einheit kann ein anderes Fahrzeug oder eine Infrastruktureinheit sein.
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Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, auf Basis der Fahrzeug-externen Daten zu überprüfen, ob die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten (tatsächlich) beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind oder nicht. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten einen Fahrzeug-eigenen Messwert einer Messgröße (z.B. eines Abstands zu einem anderen Verkehrsteilnehmer) zu ermitteln. Des Weiteren kann auf Basis der Fahrzeug-externen Daten ein Fahrzeug-externer Messwert der Messgröße ermittelt werden. Es kann dann auf Basis eines Vergleichs des Fahrzeug-eigenen Messwertes und des Fahrzeug-externen Messwertes in zuverlässiger Weise überprüft werden, ob die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten (tatsächlich) beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind oder nicht.
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Die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, in effizienter und zuverlässiger Weise (ggf. nur bei Bedarf) die Güte der von einem Fahrzeug-eigenen Umfeldsensor bereitgestellten Sensordaten zu überprüfen. So kann die Sicherheit einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs erhöht werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, über eine drahtlose Kommunikationsverbindung (insbesondere über WLAN (Wireless Local Area Network) oder über eine zellulare Verbindung, etwa 3G, 4G und/oder 5G) mit den ein oder mehreren Fahrzeug-externen Einheiten zu kommunizieren, um die Fahrzeug-externen Daten zum Betrieb der Fahrfunktion zu beziehen. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Fahrzeug-externe Einheit über die drahtlose Kommunikationsverbindung aufzufordern, die Fahrzeug-externen Daten bereitzustellen. Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Fahrzeug-externen Daten über die drahtlose Kommunikationsverbindung zu empfangen. So können die Fahrzeug-externen Daten in effizienter und zuverlässiger Weise bereitgestellt werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, zumindest eine Fahrzeug-externe Einheit im Umfeld des Ego-Fahrzeugs zu identifizieren, die dazu geeignet ist, Fahrzeug-externe Daten bereitzustellen. Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung eingerichtet sein, während des Betriebs des Ego-Fahrzeugs wiederholt Anzeigedaten von unterschiedlichen Fahrzeug-externen Einheiten zu empfangen. Dabei können die Anzeigedaten einer Fahrzeug-externen Einheit anzeigen, dass die Fahrzeug-externen Einheit befähigt ist, dem Ego-Fahrzeug Fahrzeug-externe Daten bereitzustellen. Es können somit regelmäßig Anzeigedaten von den umliegenden Fahrzeug-externen Einheiten empfangen und ausgewertet werden, um die verfügbaren Fahrzeug-externen Einheiten zur Bereitstellung von Fahrzeug-externen Daten zu identifizieren. Die ein oder mehreren Fahrzeug-externen Einheiten können auf Basis der Anzeigedaten ausgewählt bzw. identifiziert werden. Des Weiteren können die ein oder mehreren identifizierten Fahrzeug-externe Einheiten veranlasst werden, die Fahrzeug-externen Daten bereitzustellen. Durch die Überwachung von jeweils verfügbaren Fahrzeug-externen Einheiten während des Betriebs des Ego-Fahrzeugs kann in besonders zuverlässiger Weise gewährleistet werden, dass bei Bedarf Fahrzeug-externe Daten zur Überprüfung eines Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors bezogen werden können.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, (z.B. auf Basis der Anzeigedaten) eine Fahrzeug-externe Einheit zu suchen, durch die Fahrzeug-externe Daten bereitgestellt werden können, um die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten zu überprüfen. Der Betrieb der Fahrfunktion, in der die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten verwendet werden, kann ggf. sofort beendet werden, wenn keine Fahrzeug-externe Einheit gefunden werden kann, durch die Fahrzeug-externe Daten bereitgestellt werden können. Alternativ oder ergänzend kann eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer des Ego-Fahrzeugs bewirkt werden und/oder es kann ein Nothalt des Ego-Fahrzeugs bewirkt werden. So kann die Sicherheit einer auf Basis der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten betriebenen Fahrfunktion weiter erhöht werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, als Fahrzeug-externe Daten Fahrzeug-externe Umfelddaten von einem Umfeldsensor einer Fahrzeug-externen Einheit zu empfangen. Die Überprüfung kann dann in zuverlässiger und robuster Weise auf Basis der Fahrzeug-externen Sensordaten erfolgen.
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Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, den Typ von Sensordaten zu ermitteln, der erforderlich ist, um die Überprüfung durchführen zu können. Beispielhafte Typen von Sensordaten sind: Bilddaten einer Bildkamera, Abstandsdaten bzw. Radardaten eines Radarsensor, Lidardaten eines Lidarsensors, Positionsdaten eines Positionssensors und/oder Ultraschalldaten eines Ultraschallsensors.
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Außerdem kann veranlasst werden, dass von der Fahrzeug-externen Einheit Fahrzeug-externe Umfelddaten des ermittelten Typs bereitgestellt werden. Durch die Berücksichtigung des erforderlichen Typs von Sensordaten kann eine besonders zuverlässige Überprüfung des Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors erfolgen.
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Mit anderen Worten, die Vorrichtung kann eingerichtet sein, einen Sensortyp des Fahrzeug-externen Umfeldsensors zu ermitteln, der benötigt wird, um Fahrzeug-externe Daten bereitzustellen zu können, durch die überprüft werden kann, ob die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind oder nicht. Es kann dann in Abhängigkeit von dem benötigten Sensortyp eine für die Überprüfung der Fahrzeug-eigenen Umfeldsensoren geeignete Fahrzeug-externe Einheit gesucht und/oder ausgewählt werden. So kann eine besonders zuverlässige Überprüfung der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten ermöglicht werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, Sensor-Information in Bezug auf die verfügbaren ein oder mehreren Fahrzeug-externen Umfeldsensoren in einer Fahrzeug-externe Einheit zu ermitteln (z.B. auf Basis der Anzeigedaten). Es kann dann auf Basis der Sensor-Information eine geeignete Fahrzeug-externe Einheit zur Bereitstellung der Fahrzeug-externen Daten ausgewählt werden. So kann eine besonders zuverlässige Überprüfung der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten ermöglicht werden.
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Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, eine Anfrage-Nachricht dahingehend an eine Fahrzeug-externe Einheit zu senden, ob Fahrzeug-externe Daten zur Überprüfung der Umfelddaten des Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors bereitgestellt werden können oder nicht. Es kann dann auf Basis einer Rückmeldung auf die Anfrage-Nachricht eine geeignete Fahrzeug-externe Einheit zur Bereitstellung der Fahrzeug-externen Daten ausgewählt werden. So kann eine besonders zuverlässige Überprüfung der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten ermöglicht werden.
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Wie bereits oben dargelegt, kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten des Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors des Ego-Fahrzeugs eine Fahrfunktion des Ego-Fahrzeugs zu betreiben. Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, den Betrieb der Fahrfunktion (sofort) zu beenden, wenn auf Basis der Fahrzeug-externen Daten ermittelt wird, dass die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, eine Ausgabe einer Übernahmeaufforderung an den Fahrer des Ego-Fahrzeugs zu bewirken und/oder einen Nothalt des Ego-Fahrzeugs zu bewirken, wenn auf Basis der Fahrzeug-externen Daten ermittelt wird, dass die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten beeinträchtigt sind.
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Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Fahrfunktion weiterhin (ggf. allein bzw. autark) auf Basis der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten des Umfeldsensors des Ego-Fahrzeugs zu betreiben, wenn auf Basis der Fahrzeug-externen Daten ermittelt wird, dass die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten nicht beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind. Es kann somit ein besonders sicherer Betrieb einer Fahrfunktion ermöglicht werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, wiederholt, an einer Sequenz von Zeitpunkten, Fahrzeug-externe Daten zu empfangen und basierend darauf zu überprüfen, ob die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind oder nicht. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung ausgebildet sein, einen Hinweis an den Fahrer des Ego-Fahrzeugs auszugeben, der anzeigt, dass die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten möglicherweise beeinträchtigt sind. Durch diese Maßnahmen kann die Sicherheit des Fahrzeugs weiter erhöht werden.
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Die Fahrzeug-externen Daten können die Fahrzeug-externen Umfelddaten umfassen. Die Vorrichtung kann dann die Fahrzeug-externen Umfelddaten direkt mit den Fahrzeug-eigenen Umfelddaten vergleichen, um die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten in zuverlässiger und präziser Weise zu überprüfen.
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Wie bereits oben dargelegt, kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten einen Fahrzeug-eigenen Messwert einer Messgröße (z.B. eines Abstands zu einem anderen Verkehrsteilnehmer) zu ermitteln. Die Fahrzeug-externe Daten können direkt einen auf Basis der Fahrzeug-externen Umfelddaten ermittelten Fahrzeug-externen Messwert der Messgröße umfassen und/oder anzeigen. Insbesondere können die Fahrzeug-externen Daten ggf. nicht die Fahrzeug-externen Umfelddaten umfassen. So kann die Menge an Daten, die über die drahtlose Kommunikationsverbindung übertragen werden müssen, reduziert werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, Semantik-Information in Bezug auf eine Semantik der Fahrzeug-externen Daten zu ermitteln. Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Fahrzeug-externen Daten in Abhängigkeit von der Semantik-Information auszuwerten, um zu überprüfen, ob die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind oder nicht. So kann eine besonders zuverlässige Überprüfung der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten ermöglicht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Computer-implementiertes) Verfahren zur Selbstdiagnose eines Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors eines Ego-Fahrzeugs beschrieben. Der Umfeldsensor kann eingerichtet sein, Fahrzeug-eigene Umfelddaten in Bezug auf ein Umfeld des Ego-Fahrzeugs zu erfassen.
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Das Verfahren umfasst das Bewirken, dass durch eine Fahrzeug-externe Einheit (z.B. durch ein anderes Fahrzeug und/oder durch eine Infrastruktureinheit) Fahrzeug-externe Daten bereitgestellt werden, die auf Fahrzeug-externen Umfelddaten in Bezug auf das Umfeld des Ego-Fahrzeug basieren. Die Fahrzeug-externen Daten können wiederholt (z.B. periodisch) bereitgestellt werden (ggf. ohne explizite Aufforderung des Ego-Fahrzeugs). Alternativ können die Fahrzeug-externen Daten ggf. nur in Reaktion auf eine explizite Aufforderung des Ego-Fahrzeugs bereitgestellt werden (z.B., wenn erkannt wurde, dass die Fahrzeuge-eigenen Umfelddaten möglicherweise beeinträchtigt und/oder unzuverlässig sind). Im letzten Fall kann die Menge an Daten, die zu übertragen sind, reduziert werden.
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Des Weiteren umfasst das Verfahren das Überprüfen, auf Basis der Fahrzeug-externen Daten, ob die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten beeinträchtigt und/oder unzuverlässig und/oder fehlerhaft sind oder nicht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem oder mehreren Prozessoren (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen. Dabei kann das Speichermedium ggf. eine Mehrzahl von Teilmedien umfassen, die ggf. örtlich voneinander getrennt sind.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1a eine beispielhafte Fahrsituation;
- 1b beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs; und
- 2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Überprüfung von Fahrzeug-eigenen Sensordaten.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der zuverlässigen und effizienten Überprüfung von Sensordaten, die mit einem Fahrzeug-eigenen Sensor erfasst wurden, insbesondere um einen sicheren Betrieb einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang zeigt 1a ein Fahrzeug 110, das in diesem Dokument auch als Ego-Fahrzeug bezeichnet wird. Das Ego-Fahrzeug 110 fährt auf einer Fahrbahn 101, auf der auch andere Fahrzeuge 120, 130 fahren, z.B. ein vor dem Ego-Fahrzeug 110 fahrendes Vorder-Fahrzeug 120 und/oder ein hinter dem Ego-Fahrzeug 110 fahrendes Hinter-Fahrzeug 130. Die ein oder mehreren anderen Fahrzeuge 120, 130 in dem Umfeld des Ego-Fahrzeugs 110 können jeweils ein oder mehrere Umfeldsensoren (z.B. eine Bildkamera, einen Radarsensor, einen Lidarsensor und/oder einen Ultraschallsensor) umfassen, die eingerichtet sind, Sensordaten (in diesem Dokument auch als Umfelddaten bezeichnet) in Bezug auf das Umfeld des jeweiligen Fahrzeuge 120, 130 zu erfassen.
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Ferner können an der Fahrbahn 101 ein oder mehrere Infrastruktureinheiten 102 angeordnet sein. Eine Infrastruktureinheit 102 kann z.B. an einer Brücke und/oder an einem Pfeiler an der Fahrbahn 101 angeordnet sein. Eine Infrastruktureinheit 102 kann ein oder mehrere Umfeldsensoren (z.B. eine Bildkamera, einen Radarsensor, einen Lidarsensor und/oder einen Ultraschallsensor) umfassen, die eingerichtet sind, Umfelddaten in Bezug auf das Umfeld der Infrastruktureinheit 102 zu erfassen.
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Die von einer Infrastruktureinheit 102 und/oder von einem anderen Fahrzeug 120, 130 erfassten Sensordaten werden in diesem Dokument auch als Fahrzeug-externe Sensordaten bezeichnet (da sie von einem Sensor außerhalb des Ego-Fahrzeugs 110 erfasst werden).
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1b zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Ego-Fahrzeugs 110. Das Ego-Fahrzeug 110 umfasst ein oder mehrere Umfeldsensoren 112 (z.B. eine Bildkamera, einen Radarsensor, einen Lidarsensor und/oder einen Ultraschallsensor), die eingerichtet sind, Umfelddaten in Bezug auf das Umfeld des Ego-Fahrzeugs 110 zu erfassen. Die von einem Umfeldsensor 112 des Ego-Fahrzeugs 110 erfassten Umfelddaten werden in diesem Dokument auch als Fahrzeug-eigene Umfelddaten bzw. Sensordaten bezeichnet.
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Des Weiteren umfasst das Ego-Fahrzeug 110 eine Steuereinheit 111 (in diesem Dokument auch als Vorrichtung bezeichnet), die eingerichtet ist, auf Basis der Umfelddaten ein Umfeldmodell des Umfelds des Ego-Fahrzeugs 110 zu ermitteln. Das Umfeldmodell zeigt z.B. ein oder mehrere Objekte 120, 130, 102 (z.B. die ein oder mehreren anderen Fahrzeuge 120, 130) im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 110 an. Des Weiteren kann das Umfeldmodell den Verlauf der Fahrbahn 101 und/oder Spurmarkierungen der Fahrbahn 101 anzeigen.
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Das Ego-Fahrzeug 110 umfasst ferner ein oder mehrere Längs- und/oder Querführungs-Aktoren 113 (z.B. einen Antriebsmotor, eine Bremsvorrichtung und/oder eine Lenkvorrichtung). Die Steuereinheit 111 kann eingerichtet sein, die ein oder mehreren Längs- und/oder Querführungs-Aktoren 113 in Abhängigkeit von den Umfelddaten und insbesondere in Abhängigkeit von dem Umfeldmodell zu betreiben, um eine Fahrfunktion des Ego-Fahrzeugs 110 bereitzustellen. Die Fahrfunktion kann darauf ausgelegt sein, das Ego-Fahrzeug 110 zumindest teilweise oder vollständig automatisiert längs- und/oder querzuführen. Beispielhafte Fahrfunktionen sind: ein Spurhalteassistent, ein Spurwechselassistent, ein Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregler (z.B. ACC, Adaptive Cruise Control), ein hochautomatisiertes Fahren, etc.
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Das Ego-Fahrzeug 110 umfasst eine Kommunikationseinheit 114, die eingerichtet ist, mit ein oder mehreren Fahrzeug-externen Einheiten 102, 120, 130 über eine (drahtlose) Kommunikationsverbindung 103 (z.B. über WLAN, 3G, 4G oder 5G) zu kommunizieren.
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1a veranschaulicht eine Fahrsituation, bei der das Ego-Fahrzeug 110 unter Verwendung eines Geschwindigkeits- und/oder Abstandsreglers (insbesondere ACC) als Fahrfunktion hinter dem Vorder-Fahrzeug 120 hinterherfährt. Die Fahrfunktion kann eingerichtet sein, den Abstand 104 des Ego-Fahrzeugs 110 zu dem Vorder-Fahrzeug 120 auf einen bestimmten Soll-Abstand einzustellen, insbesondere zu regeln. Zu diesem Zweck kann auf Basis der Umfelddaten zumindest eines Umfeldsensors 112 des Ego-Fahrzeugs 110 (z.B. eines Radarsensors) der Ist-Abstand zu dem Vorder-Fahrzeug 120 erfasst werden. Die ein oder mehreren Längsführungs-Aktoren 113 des Ego-Fahrzeugs 110 (insbesondere der Antriebsmotor und/oder die Bremsvorrichtung) können dann in Abhängigkeit von dem ermittelten Ist-Abstand betrieben werden, um den Ist-Abstand auf den Soll-Abstand einzustellen (insbesondere zu regeln).
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Es kann während des Betriebs der Fahrfunktion durch die Steuereinheit 111 erkannt werden, dass die von den ein oder mehreren Umfeldsensoren 112 des Ego-Fahrzeugs 110 erfassten Umfelddaten möglicherweise beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind und/oder möglicherweise nicht zuverlässig sind. Beispielsweise kann detektiert werden, dass die von einem Umfeldsensor 112 erfassten Sensordaten einen relativ hohen Rauschanteil aufweisen.
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In Reaktion darauf, dass detektiert wird, dass die von den ein oder mehreren Umfeldsensoren 112 erfassten Umfelddaten möglicherweise beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind, kann von der Steuereinheit 111 bewirkt werden, dass die Fahrfunktion abgebrochen wird (z.B. mit Ausgabe eines entsprechenden Hinweises an den Fahrer des Ego-Fahrzeugs 110). Dies führt jedoch zu einem reduzierten Komfort des Ego-Fahrzeugs 110 und/oder zu einer reduzierten Verfügbarkeit der Fahrfunktion.
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Alternativ können die Sensordaten eines redundanten Umfeldsensoren 112 des Ego-Fahrzeugs 110 verwendet werden, wenn erkannt wird, dass ein Umfeldsensor 112 des Ego-Fahrzeugs 110 Umfelddaten bereitstellt, die möglicherweise beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind. Der redundante Verbau von Umfeldsensoren 112 ermöglicht zwar eine zuverlässige Bereitstellung von Fahrfunktionen, führt jedoch zu erhöhten Kosten, zu einem erhöhten Gewicht und zu einem erhöhten Bauraumbedarf des Ego-Fahrzeugs 110.
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Die Steuereinheit 111 des Ego-Fahrzeugs 110 kann eingerichtet sein, in Reaktion darauf, dass detektiert wird, dass die von den ein oder mehreren Umfeldsensoren 112 erfassten Umfelddaten möglicherweise beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind, ein oder mehrere Fahrzeug-externe Einheiten 120, 130, 102 aufzufordern, Fahrzeug-externe Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Ego-Fahrzeugs 110 bereitzustellen, um auf Basis der Fahrzeug-externen Sensordaten die Güte der Fahrzeug-eigenen Sensordaten zu überprüfen. Insbesondere kann auf Basis der Fahrzeug-externen Sensordaten überprüft werden, ob die Fahrzeug-eigenen Sensordaten tatsächlich beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind oder nicht. Die Fahrzeug-externen Sensordaten können von zumindest einem Umfeldsensor einer Fahrzeug-externen Einheit 120, 130, 102 erfasst werden, und über die Kommunikationsverbindung 103 an das Ego-Fahrzeug 110 gesendet werden.
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In dem in 1a dargestellten Beispiel kann das Ego-Fahrzeug 110 das Vorder-Fahrzeug 120 und/oder eine Infrastruktureinheit 102 auffordern, Fahrzeug-externe Sensordaten in Bezug auf den Abstand 104 zwischen dem Ego-Fahrzeug 110 und dem Vorder-Fahrzeug 120 zu erfassen und dem Ego-Fahrzeug 110 bereitzustellen.
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Die Steuereinheit 111 des Ego-Fahrzeugs 110 kann eingerichtet sein, die empfangenen Fahrzeug-externen Sensordaten zu verarbeiten, und den auf Basis der Fahrzeug-externen Sensordaten ermittelten Abstandswert in Bezug auf den Abstand 104 mit dem auf Basis der Fahrzeug-eigenen Sensordaten ermittelten Abstandswert zu vergleichen. Wenn die Fahrzeug-externen Sensordaten und die Fahrzeug-eigenen Sensordaten nahezu gleiche Abstandswerte liefern, so kann daraus geschlossen werden, dass die Fahrzeug-eigenen Sensordaten nicht beeinträchtigt sind. Die Fahrfunktion kann dann in sicherer Weise weiterhin (ggf. allein bzw. autark) auf Basis der Fahrzeug-eigenen Sensordaten betrieben werden.
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Wenn die Fahrzeug-externen Sensordaten und die Fahrzeug-eigenen Sensordaten unterschiedliche Abstandswerte liefern (die z.B. um mehr als einen vordefinierten Schwellenwert voneinander abweichen), so kann daraus geschlossen werden, dass die Fahrzeug-eigenen Sensordaten beeinträchtigt sind. Die Fahrzeugfunktion kann daraufhin abgebrochen werden, und der Fahrer des Ego-Fahrzeugs 110 kann aufgefordert werden, die Längs- und/oder Querführung des Ego-Fahrzeugs 110 wieder manuell durchzuführen.
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Die ein oder mehreren Umfeldsensoren einer Fahrzeug-externen Einheit 120, 130, 102 können somit dazu genutzt werden, eine Redundanz bzw. eine Referenz für die ein oder mehreren Umfeldsensoren 112 des Ego-Fahrzeugs 110 bereitzustellen, um die Zuverlässigkeit der Sensordaten eines Fahrzeug-internen Umfeldsensors 112 überprüfen zu können. Es kann somit in Kosten-, Gewichts- und Bauraum-effizienter Weise ein zuverlässiger und sicherer Betrieb der Fahrfunktionen eines Fahrzeugs 110 ermöglicht werden.
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Alternativ oder ergänzend zu der Übertragung von Fahrzeug-externen Sensordaten kann die Steuereinheit 111 des Ego-Fahrzeugs 110 ausgebildet sein, ausgewertete Information in Bezug auf eine zu überprüfende Messgröße (wie z.B. den Abstand 104) von einer Fahrzeug-externen Einheit 120, 130, 102 zu empfangen. Beispielsweise kann in dem in 1a dargestellten Beispiel das Vorder-Fahrzeug 120 dem Ego-Fahrzeug 110 direkt den auf Basis der Fahrzeug-externen Sensordaten ermittelten Abstandswert in Bezug auf den Abstand 104 mitteilen. Insbesondere kann das Ego-Fahrzeug 110 das Vorder-Fahrzeug 120 in einem ersten Schritt auffordern, einen Abstandswert in Bezug auf den Abstand 104 zu ermitteln und bereitzustellen. Das Vorder-Fahrzeug 120 kann daraufhin auf Basis der Umfelddaten des Vorder-Fahrzeugs 120 den Ist-Abstandwert ermitteln, und an das Ego-Fahrzeug 110 zurückmelden. Durch die Übertragung von ausgewerteter Information kann die Menge an Daten, die über die Kommunikationsverbindung 103 übertragen werden, reduziert werden.
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Der Austausch von ausgewerteter Information und/oder von Fahrzeug-externen Sensordaten kann in entsprechender Weise mit einer Infrastruktureinheit 102 durchgeführt werden, um die Beeinträchtigung eines Umfeldsensors 112 des Ego-Fahrzeugs 110 überprüfen zu können.
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Es können beispielhaft zwei autonom fahrende Fahrzeuge 110, 120 betrachtet werden, die hintereinander herfahren. Der Radarsensor 112 des hinterherfahrenden Fahrzeuges 110 kann ausgebildet sein, zu erkennen, dass sich der Radarsensor 112 möglicherweise in einem Zustand befindet, in dem keine verlässlichen Werte mehr bereitgestellt werden können. In Reaktion darauf kann von dem Ego-Fahrzeug 110 ein (sicherer) Kommunikationskanal 103 zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 120 aufgebaut werden, um von dem vorausfahrenden Fahrzeug 120 Messwerte des rückwärtsgerichteten Radarsensors des vorausfahrenden Fahrzeugs 120 zu erhalten.
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Falls erkannt wird, dass die Messwerte der Sensorik 112 des Ego-Fahrzeugs 110 deutlich von denen des vorausfahrenden Fahrzeugs 120 abweichen, kann (direkt) durch das Ego-Fahrzeug 110 eine sofortige Übernahmeaufforderung an den Fahrer des Ego-Fahrzeugs 110 signalisiert werden oder es kann ein Nothalt des Ego-Fahrzeugs 110 eingeleitet werden.
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Falls die Messwerte nur relativ wenig voneinander abweichen, kann das Ego-Fahrzeug 110 die Fahrfunktion zunächst weiter bereitstellen. Es kann jedoch wiederholt eine Überprüfung der Sensordaten des Fahrzeug-eigenen Radarsensors 112 durchgeführt werden, um die Zuverlässigkeit des Fahrzeug-eigenen Radarsensors 112 zu überprüfen bzw. zu überwachen. Des Weiteren kann der Fahrer des Ego-Fahrzeugs 110 darüber informiert werden, dass ggf. in naher Zukunft eine Übernahmeanforderung zur Übernahme der manuellen Fahraufgabe besteht. Alternativ oder ergänzend können ein oder mehrere prädiktive Maßnahmen veranlasst werden, wie zum Beispiel eine Fahrzeugwartung oder das Umschalten auf eine vorhandene Redundanz der Umfeldsensorik.
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Falls das vorausfahrende Referenzfahrzeug 120 nicht mehr verfügbar ist, kann das Ego-Fahrzeug 110 nach alternativer Sensorik suchen, um die Sensordaten des Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors 112 überprüfen zu können. Wenn keine Einheit 120, 130, 102 zur Überprüfung der Sensordaten des Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors 112 gefunden werden kann, so kann von dem Ego-Fahrzeug 110 eine sofortige Übernahmeaufforderung zur Übernahme der manuellen Fahraufgabe signalisiert werden und/oder es kann ein Nothalt eingeleitet werden.
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Die Überprüfung der Sensordaten eines Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors 112 kann ggf. auf Basis eines anderen Sensortyps (mit einem anderen Messprinzip) erfolgen. Mit anderen Worten, der Fahrzeug-eigene Umfeldsensor 112 und der Fahrzeug-externe Umfeldsensor können unterschiedliche Sensortypen bzw. Messprinzipien aufweisen. Insbesondere kann unterschiedliche Sensorik, die ausgebildet ist, Messwerte zu identischen Messgrößen (z.B. Abstand 104, Geschwindigkeit, Kraft, etc.) bereitzustellen, verwendet werden. Die Kommunikation zwischen dem Ego-Fahrzeug 110 und einer externen Einheit 120, 102 kann zu diesem Zweck den Austausch von Information in Bezug auf die Semantik der ermittelten Messgröße und/oder des Messobjekts ermöglichen, z.B. um sicherzustellen, dass die gleiche Messgröße gemessen wird.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Selbstdiagnose eines Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors 112 eines Ego-Fahrzeugs 110. Das Verfahren 200 kann durch eine Steuereinheit 111 des Ego-Fahrzeugs 110 ausgeführt werden. Der Umfeldsensor 112 (z.B. ein Radarsensor, ein Lidarsensor, eine Kamera, etc.) kann eingerichtet sein, Fahrzeug-eigene Umfelddaten in Bezug auf ein Umfeld des Ego-Fahrzeugs 110 zu erfassen.
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Das Verfahren 200 kann das Bestimmen 201 umfassen, dass die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten möglicherweise beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind. Dies kann z.B. auf Basis eines Rausch-zu-Signal-Verhältnisses der Fahrzeug-eigenen Umfelddaten ermittelt werden.
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Das Verfahren 200 umfasst, ggf. in Reaktion auf das o.g. Bestimmen 201, das Bewirken 202, dass durch eine Fahrzeug-externe Einheit 102, 120, 130 Fahrzeug-externe Daten bereitgestellt werden, die auf Fahrzeug-externen Umfelddaten in Bezug auf das Umfeld des Ego-Fahrzeug 110 basieren. Die Fahrzeug-externen Umfelddaten können dabei von einem Fahrzeug-externen Umfeldsensor der Fahrzeug-externen Einheit 102, 120, 130 erfasst werden.
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Außerdem umfasst das Verfahren 200 das Überprüfen 203, auf Basis der Fahrzeug-externen Daten, ob die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind oder nicht. Insbesondere können die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten (oder eine davon abgeleitete Größe) mit den Fahrzeug-externen Umfelddaten (oder einer davon abgeleiteten Größe) verglichen werden, um zu überprüfen, ob die Fahrzeug-eigenen Umfelddaten tatsächlich beeinträchtigt und/oder fehlerhaft sind oder nicht.
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann in effizienter und zuverlässiger Weise eine Selbstdiagnose und/oder eine Überwachung eines Fahrzeug-eigenen Umfeldsensors 112 ermöglicht werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
