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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur näherungsweisen Ortung von Warnsignalen mindestens einer Signalquelle, insbesondere von Sonderfahrzeugen, in einer Fahrzeugumgebung, ein Steuergerät sowie ein Com puterprogramm .
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Stand der Technik
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Unterschiedliche Fahrassistenzsysteme weisen einen Zugriff auf Fahrzeugsensoren auf, welche ein Umfeld eines Fahrzeugs abtasten und Messdaten des Umfelds sammeln. Derartige Fahrzeugsensoren nehmen üblicherweise nur sichtbare Objekte wahr. Solche Objekte lassen sich durch kartesische Koordinaten und Geschwindigkeiten präzise beschreiben.
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Für automatisierte Fahrfunktionen kann die Detektion von Objekten notwendig sein, die nur hörbar sind, um bereits vor einem Sichtkontakt das Fahrverhalten anpassen zu können. Derartige Objekte können beispielsweise Einsatzfahrzeuge mit einem aktivierten Martinshorn sein, die sich außerhalb eines Abtastbereichs der optischen Sensoren, wie beispielsweise LIDAR-Sensoren, befinden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Verfahren zum näherungsweisen Abschätzen einer Position von akustischen Signalquellen sowie ein Steuergerät zum Durchführen eines derartigen Verfahrens vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur näherungsweisen Ortung von Warnsignalen mindestens einer Signalquelle, insbesondere von Sonderfahrzeugen, in einer Fahrzeugumgebung bereitgestellt. Das Verfahren kann vorzugsweise durch ein Steuergerät ausgeführt werden, welches beispielsweise in einem Fahrzeug verbaut und mit mindestens einem Sensor datenleitend verbunden ist.
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In einem Schritt werden von mindestens einem Sensor eines Fahrzeugs ermittelte Messdaten von dem Steuergerät empfangen. Die empfangenen Messdaten werden zum Ermitteln von mindestens einem Signalbereich durch das Steuergerät ausgewertet. Basierend auf einer relativen Ausrichtung des Signalbereichs zum Fahrzeug werden Informationen über den Signalbereich an eine Fahrzeugsteuerung und/oder einen Fahrer übermittelt.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät bereitgestellt, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen.
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Darüber hinaus wird nach einem Aspekt der Erfindung ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer oder ein Steuergerät diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
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Bevorzugterweise kann das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert sein. Das maschinenlesbare Speichermedium kann in dem Steuergerät integriert sein oder mit dem Steuergerät datenleitend verbunden sein.
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Das Steuergerät kann beispielsweise in einem Fahrzeug verbaut sein. Das Fahrzeug kann vorzugsweise gemäß der BASt Norm assistiert, teilautomatisiert, hochautomatisiert und/oder vollautomatisiert bzw. fahrerlos betreibbar sein.
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Durch das Verfahren können nicht sichtbare Objekte, welche durch die übliche Fahrzeugsensorik, wie beispielsweise LIDAR-Sensoren, Radarsensoren, Kamerasensoren und dergleichen, nicht wahrnehmbar sind, detektiert und die entsprechenden Messdaten ausgewertet werden. Insbesondere kann der mindestens eine Sensor als ein oder mehrere Mikrofonsensoren ausgestaltet sein.
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Hierdurch können Geräuschquellen, insbesondere Signalquellen von Warnsignalen, gegenüber anderen Sensoren detektiert werden, bevor ein Sichtkontakt mit der Signalquelle besteht. Insbesondere können derartige Signalquellen auch in einem optisch verdeckten Zustand akustisch ermittelt und die näherungsweise ermittelte Signalquelle mit einer abgeschätzten Richtungsinformation und einer ungefähren Entfernungsinformation versehen werden.
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Aufgrund von möglichen Wechselwirkungen und Ungenauigkeiten sind Messwerte von akustischen Sensoren für eine punktuelle Lokalisierung von Objekten nicht optimal. Durch das Verfahren können die Messdaten von mindestens einem akustischen Sensor dahingehend ausgewertet werden, dass ein Signalbereich eingegrenzt wird, in welchem die tatsächliche Position der Signalquelle schätzungsweise liegt. Hierdurch wird eine begrenzte oder eine zumindest einseitig unbegrenzte Fläche bestimmt, in welcher sich die mindestens eine Signalquelle befindet. Eine derartige grobe Lokalisierung der Signalquelle kann auch durch Sensoren mit niedriger Genauigkeit erfolgreich durchgeführt werden.
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Der Signalbereich kann beispielsweise dazu eingesetzt werden, eine grobe relative Richtung der mindestens einen Signalquelle anzugeben und anschließend durch die Fahrzeugsteuerung zu verwenden.
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Die Fahrzeugsteuerung kann beispielsweise eine automatisierte Fahrzeugsteuerung des Fahrzeugs sein und dazu konfiguriert sein, das Fahrzeug automatisiert zu betreiben. Insbesondere kann die Fahrzeugsteuerung auf Fahrzeugsensoren, wie beispielsweise Radarsensoren, LIDAR-Sensoren, Kamerasensoren und dergleichen zugreifen und die entsprechenden Messdaten auswerten. Die Fahrzeugsteuerung kann mit Fahrassistenzfunktionen verbunden sein oder diese bereitstellen. Hierzu können auch Aktoren zum Bremsen, Lenken und/oder Beschleunigen des Fahrzeugs mit der Fahrzeugsteuerung verbindbar sein.
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Bei manuell betriebenen Fahrzeugen oder automatisiert betreibbaren Fahrzeugen in einem manuell gesteuerten Fahrmodus können die Informationen zum Signalbereich dem Fahrer visuell und/oder akustisch übermittelt werden. Dies kann beispielsweise in Form einer Warnung erfolgen, dass sich ein Einsatzfahrzeug aus einer bestimmten Richtung nähert oder eine vorausliegende Straße passiert.
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Der mindestens eine Signalbereich kann als ein abstraktes bzw. quasi Objekt von dem Steuergerät eingestuft und der Fahrzeugsteuerung übermittelt werden. Hierdurch kann der Signalbereich in Form eines abstrakten Objektes von einer Objekterkennung der Fahrzeugsteuerung berücksichtigt werden.
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Die Existenzwahrscheinlichkeit eines derartigen abstrakten Objektes, das eine gewisse Zeit nicht mehr gehört werden kann, nimmt mit der Zeit stetig ab, bis diese Existenzwahrscheinlichkeit schließlich derart klein ist, dass das abstrakte Objekt aus einem Speicher des Steuergeräts und/oder der Fahrzeugsteuerung gelöscht wird. Die Existenzwahrscheinlichkeit nicht insbesondere dann ab, wenn die akustischen Messdaten des abstrakten Objekts über eine definierte Zeitspanne durch den mindestens einen Sensor nicht messbar sind. Ein derartiger Fall kann beispielsweise vorliegen, wenn ein Einsatzfahrzeug sich von dem Fahrzeug wegbewegt und sich außerhalb der Hörweite des mindestens einen Sensors entfernt. Das abstrakte Objekt bzw. der Signalbereich kann auch automatisiert nach Ablauf einer definierten Zeitspanne aus dem Speicher des Steuergeräts und/oder der Fahrzeugsteuerung gelöscht werden, wenn das Einsatzfahrzeug das Martinshorn deaktiviert und die ermittelten Messdaten einen definierten Messpegel nicht überschreiten.
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Alternativ kann der Bedarf zum Löschen des Objekts bzw. des Signalbereichs aus dem Speicher des Steuergeräts und/oder der Fahrzeugsteuerung aufgrund einer Falschklassifikation in der Vorverarbeitung der Messdaten entstehen.
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Durch das Verfahren können zusätzlich sichtbaren und bereits detektierten Objekten Attribute zugeordnet werden, die lediglich über akustische Sensoren wahrnehmbar sind. Beispielsweise können Warnsignale von Fahrzeugen und von Einsatzfahrzeugen detektiert und den detektierten Fahrzeugen zugeordnet werden. Hierdurch können entscheidende Informationen darüber erlangt werden, ob sich ein Vorfahrtsrecht ändert, da ein Fahrzeug sein Martinshorn aktiviert oder deaktiviert hat oder ob ein Fußgänger ein Polizist ist, welcher eine Trillerpfeife einsetzt.
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Gemäß einer Ausführungsform wird der Signalbereich durch einen Ringabschnitt oder ein Polygon, eine zum mindestens einem Sensor relative geschätzte Richtung und durch eine geschätzte Distanz der mindestens einen Signalquelle definiert.
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Die Messdaten des mindestens einen Sensors werden vorzugsweise aus akustischen Messgrößen gebildet. Beispielsweise können die Messdaten aus einer Vielzahl von Spannungswerten oder einer Lautstärkeverteilung bestehen. Bevorzugterweise können die Messdaten zeitlich aufgelöst vorliegen. Zusätzlich kann eine relative Ausrichtung des mindestens einen Sensors zum Fahrzeug bekannt oder messbar sein. Die Ausrichtung des mindestens einen Sensors kann beispielsweise aufgrund seiner Einbauposition statisch bzw. voreingestellt sein. Alternativ kann der mindestens eine Sensor beweglich und insbesondere rotierbar sein, wodurch die Ausrichtung des Sensors sich zeitlich ändern kann bzw. dynamisch ist.
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Der mindestens eine Sensor kann vorzugsweise Messdaten entlang eines Kegels bzw. eines Winkelabschnitts ermitteln. Somit kann der Signalbereich durch den Abtastbereich des Sensors ausgebildet bzw. definiert sein. Der Signalbereich kann als ein sogenannter Emergency-Signal-Space ausgebildet sein. Die Entfernung des Signalbereichs zum Sensor kann beispielsweise anhand der Messwerte ermittelt werden. Hierzu kann beispielsweise eine übliche Lautstärke der Signalquelle abgeschätzt und anhand eines Unterschieds in der ermittelten Lautstärke als Messwert die Entfernung bestimmt werden. Eine Tabelle oder eine Kennlinie kann in dem Steuergerät gespeichert sein, welche eine Abschwächung der Lautstärke in Relation zur Entfernung der Signalquelle setzt.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Signalbereich ab einer geringsten geschätzten Distanz zwischen dem Fahrzeug und der mindestens einen Signalquelle. Durch die geringste geschätzte Distanz zwischen dem Sensor und der Signalquelle kann ein Beginn des Signalbereichs in radialer Richtung festgelegt werden, welcher seitlich durch eine Richtcharakteristik des Sensors begrenzt ist. Anhand dieser Grenzen kann eine Fläche aufgespannt werden, welche eine ungefähre Position der Signalquelle angibt.
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Zum Definieren des Signalbereichs kann ein Algorithmus, eine Simulation und/oder eine künstliche Intelligenz des Steuergeräts oder einer über eine Kommunikationsverbindung mit den Steuergerät verbindbaren externen Servereinheit dazu eingesetzt werden, die ermittelten Messdaten des akustischen Sensors, die statischen und dynamischen Eigenschaften, wie beispielsweise Richtcharakteristik und relative Ausrichtung des akustischen Sensors zum Fahrzeug, zu verarbeiten.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird im Signalbereich akustisch ermittelten Objekten mindestens eine Information durch das Steuergerät zugeordnet und die zugeordnete Information im Steuergerät hinterlegt. Existierende Objekte, die sich innerhalb des Polygons bzw. des Signalbereichs befinden, können einen sogenannten Emergency-Vehicle Tag durch das Steuergerät erhalten, der die Wahrscheinlichkeit sowie die Klassifikation, Distanz und Richtung beinhaltet. Den ermittelten Objekten kann beispielsweise ein Fahrzeugtyp, eine Infrastruktureinheit, eine Baustelle, eine Person und dergleichen zugeordnet werden. Für den Fall, dass keine existierenden Objekte innerhalb des Signalbereichs vorhanden sind, kann auch der Signalbereich als Äquivalent zu einem sogenannten visible Space an die Fahrzeugsteuerung übergeben werden. Um zusätzlich idle-times des Fahrzeugs zu reduzieren kann die Information, ob ein hörbares Sondersignalfahrzeug sich dem Fahrzeug annähert oder sich von diesem entfernt als Zusatzinformation an die Fahrzeugsteuerung übergeben. Um verschieden klassifizierte Signale zu unterscheiden, können neben dem Signalbereich für jede benötigte akustische Klasse bei Bedarf auch weitere ähnliche Signalbereiche erstellt werden. Akustische Klassen bzw. Klassifikationen können beispielsweise durch ein Klangmuster der Signalquelle definiert sein. Insbesondere können Einsatzfahrzeuge einer Feuerwehl, einer Polizei, von einer Ambulanz, Pfeifen von einem Verkehrspolizisten, Sirenen an Baustellen oder Infrastruktureinrichtungen und dergleichen als unabhängige Klassen an Signalquellen definiert sein und somit jeweils mindestens einen Signalbereich durch das Steuergerät erhalten. Die Signalbereiche der jeweiligen Klassen können hierbei parallel nebeneinander existieren oder sich überschneiden.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das mindestens eine Objekt im ermittelten Signalbereich durch Abgleich mit Daten einer Datenbank und/oder durch Auswerten von Messdaten von mindestens einem zweiten Sensor identifiziert. Hierdurch kann eine Identifikation der Signalquellen durchgeführt werden, wobei spezifische Signalmuster mit gemessenen Sensordaten verglichen werden. Somit kann effizient und schnell eine Objekterkennung durch das Steuergerät ausgeführt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Position der Signalquelle in dem Signalbereich durch eine Wahrscheinlichkeitsverteilung und/oder als ein abstraktes Objekt definiert. Ein derartiges abstraktes Objekt kann in einer Objektliste der Sensordatenfusion angelegt werden, welches keinen kartesischen Zustand aufweist, sondern eine Wahrscheinlichkeitsverteilung über Abstand und Azimutwinkel relative zum Fahrzeug enthält. Diese Wahrscheinlichkeitsverteilung kann insbesondere für einen Raumwinkel multimodal sein, da je nach Messsituation nicht immer eine unimodale Verteilung vorteilhaft ist. Eine multimodale Wahrscheinlichkeitsverteilung kann insbesondere bei Reflektionen vorteilhaft sein. Darüber hinaus können in dieser Zustandsdarstellung der Signalquelle in Polarkoordinaten auch deren zeitliche Ableitungen enthalten sein.
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Das beschriebene abstrakte Objekt kann sich dadurch auszeichnen, dass es nicht von anderen Sensoren gemessen werden kann oder dass nicht eindeutig zugeordnet werden kann, von welcher Signalquelle in der Umgebung das Geräusch stammt. Insbesondere kann das abstrakte Objekt bzw. die Wahrscheinlichkeitsverteilung der möglichen Positionen der Signalquelle als eine Messpunktewolke ausgebildet sein, die zusammenhängend als das abstrakte Objekt definiert ist. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung kann alternativ oder zusätzlich durch Messungenauigkeiten ausgebildet sein.
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Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Messdaten akustische Daten, wobei der mindestens eine Sensor als ein Mikrofon oder ein Mikrofonarray ausgestaltet ist. Hierdurch können akustische Messdaten aus mehreren Richtungen aufgezeichnet und analysiert werden. Insbesondere können hierdurch Informationen über hörbare Objekte im Vorfeld erlangt werden, die beispielsweise durch die optischen Sensoren des Fahrzeugs nicht ermittelbar sind.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Messdaten und/oder der ermittelte Signalbereich mit Messdaten von mindestens einem zweiten Sensor fusioniert. Hierdurch können die Messdaten und Informationen des mindestens einen akustischen Sensors mit klassischen Umfeldsensoren des Fahrzeugs gekoppelt werden. Insbesondere kann ein Einsatzfahrzeug nachträglich auch durch andere Fahrzeugsensoren, wie beispielsweise LIDAR-Sensoren, Radarsensoren und/oder Kamerasensoren, wahrgenommen werden. Somit können die Informationen des akustischen Sensors mit einem sichtbaren Objekt assoziiert werden. Die relevanten Eigenschaften des Signalbereichs oder des abstrakten Objektes können den Eigenschaften des existierenden bzw. sichtbaren Objekts hinzugefügt werden. Die Eigenschaften und Daten des existierenden sichtbaren Objekts können darüber hinaus geprüft und durch die Messdaten des akustischen Sensors optimiert oder aktualisiert werden.
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Insbesondere kann das existierende Objekt anhand der Informationen des akustischen Sensors eine Wahrscheinlichkeit darüber erhalten, dass beispielsweise das Martinshorn eines Einsatzfahrzeugs eingeschaltet ist. Diese Wahrscheinlichkeit kann zum Zeitpunkt der Zusammenführung der Messdaten des akustischen Sensors mit beispielsweise visuell ermittelten Messdaten entweder der Position des existierenden Objekts innerhalb des Signalbereichs entnommen oder als die Existenzwahrscheinlichkeit des abstrakten Objektes gewählt werden.
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Sobald eine Fusion bzw. Assoziation der Messdaten des akustischen Sensors mit dem visuell ermittelten Objekt möglich ist, kann eine Erstellung von Wahrscheinlichkeitsverteilungen bzw. abstrakten Objekten gestoppt werden. Die zusätzlichen akustischen Informationen können hierbei im Wesentlichen durch die relative Richtung der Signalquelle und die geschätzte Distanz zwischen der Signalquelle und dem akustischen Sensor gebildet werden. Eine Assoziation der akustischen Informationen mit den visuell ermittelten Informationen kann vorzugsweise erfolgen, wenn ein Einsatzfahrzeug optisch identifiziert und/oder eine aktivierte optische Signaleinrichtung, beispielsweise durch Auswerten von Messdaten einer Kamera, ermittelt wurde, welche in einer dem Signalbereich ähnlichen Raumrichtung positioniert ist.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird durch Ermitteln von Sensordaten innerhalb einer definierten Zeitspanne von beispielsweise 10 Sekunden bis 30 Sekunden ermittelt, ob die Signalquelle und/oder der Signalbereich sich dem Fahrzeug nähert oder sich vom Fahrzeug entfernt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird eine Information, ob sich die Signalquelle und/oder der Signalbereich sich dem Fahrzeug nähert oder sich vom Fahrzeug entfernt, an die Ermittlung der geschätzten Distanz gekoppelt oder unabhängig von der Ermittlung der geschätzten Distanz bestimmt. Durch eine derartige zeitliche Ableitung der Schallamplitude des Warnsignals können Informationen darüber erlangt werden, ob ein Einsatzfahrzeug sich nähert oder sich entfernt. Dabei kann diese Information in Form einer Näherung ermittelt werden. Die Schätzung, ob ein Einsatzfahrzeug sich nähert oder entfernt, kann dabei an die Entfernungsschätzung gekoppelt sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Schätzung der Entfernung und Änderung der Entfernung als entkoppelte Zustandsgrößen repräsentiert werden. Eine Wahrscheinlichkeitsverteilung des Zustandes dieses abstrakten Objektes, welches beispielsweise als Einsatzfahrzeug definiert ist, kann über den zeitlichen Verlauf mehrerer Messungen des mindestens einen Sensors bestimmt werden. Dabei können auch dann die zeitlichen Ableitungen bestimmt werden, wenn diese nicht direkt oder nur sehr ungenau von dem mindestens einem akustischen Sensor gemessen werden können. Als mögliche Verfahren für die zeitliche Filterung können beispielsweise Kalman Filter, extended Kalman Filter, unscented Kalmen Filter, Bernoulli Filter, Interacting Multiple Model Filter, Particle Filter und dergleichen eingesetzt werden. Des Weiteren kann der Dopplereffekt durch Auswerten der Messdaten des akustischen Sensors durch das Steuergerät zum Bestimmen einer relativen Bewegungsrichtung des abstrakten Objekts und/oder des Signalbereichs verwendet werden.
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Für das abstrakte Objekt bzw. der Signalbereich können neben der beschriebenen Zustandsschätzung auch weitere Informationen verwendet werden. Beispielsweise kann eine Art des abstrakten Objektes bzw. des Signalbereichs basierend auf einer Klassifikation unter Beachtung einer Konfidenz der Klassifikation, eine Existenzwahrscheinlichkeit des abstrakten Objekts bzw. des Signalbereichs sowie zusätzliche Größen, wie beispielsweise Lebensdauer, Objekt-Identifikationsnummer und dergleichen als weitere Informationen zum Beschreiben des abstrakten Objekts eingesetzt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Informationen über den Signalbereich einer Signalquelle von der Fahrzeugsteuerung dazu verwendet, eine Trajektorie des Fahrzeugs zu berechnen, ein Fahrverhalten des Fahrzeugs zu verändern, eine Fahrassistenzfunktion auszuführen und/oder die Informationen einer externen Servereinheit bereitzustellen. Hierdurch können die insbesondere ausschließlich akustisch wahrnehmbaren Objekte bzw. Signalbereiche in geeigneter Form auf eine Objekt-Schnittstelle übertragen werden, die einer Fahrerassistenzfunktion, einer Trajektorienplanung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeugs oder einem externen Benutzern zur Verfügung gestellt werden. Die Übertragung der Informationen zu dem Signalbereich kann über einen CAN-Bus, ein Ethernet, ein WLAN, eine Mobilfunkverbindung und dergleichen durch das Steuergerät übertragen werden.
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Je nach Anwendungsgebiet kann eine Trajektorienplanung der Fahrzeugsteuerung mit Hilfe des Signalbereichs oder des abstrakten Objektes beispielsweise bestimmen, aus welcher Richtung sich ein Einsatzfahrzeug nähert und das Fahrverhalten entsprechend anpassen. Ein geschätzter Abstand und Winkel des Signalbereichs relativ zum Sensor können hierbei ausreichend sein, um den Signalbereich oder das abstrakte Objekt dem Straßennetz zuzuordnen und dadurch noch geeigneter das Verhalten des Fahrzeugs anzupassen. Hierdurch können auch durch Häuser oder Verkehrsteilnehmer verdeckte Einsatzfahrzeuge durch die Fahrzeugsensorik wahrgenommen und bei der Trajektorienplanung oder einem Fahrverhalten des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Somit kann die Fahrzeugsteuerung auch auf nicht sichtbare Objekte vorausschauend reagieren, um mögliche Behinderungen oder Kollisionen zu vermeiden.
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Befindet sich der Signalbereich auf einem Kartenabschnitt, welcher aufgrund von Straßen-Topologien keine Verbindung mit dem Fahrzeug hat, kann von einer normalen Situation ausgegangen werden, sodass keine Einschränkung oder Änderung des Fahrverhaltens vorgenommen wird. Ein derartiges Szenario kann beispielsweise bei einer baulich getrennten Autobahnfahrspur auftreten, bei der sich ein Einsatzfahrzeug auf einer getrennten Gegenfahrbahn befindet.
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Nach einer weiteren Ausführungsform wird mindestens ein ermittelter Signalbereich einer Signalquellenklasse zugeordnet, wobei für jede Signalquellenklasse mindestens ein Signalbereich ermittelbar ist. Hierdurch können unterschiedlich klassifizierte Signale voneinander getrennt detektiert werden. Somit kann mindestens ein Emergency-Signal-Space bzw. Signalbereich für jede benötigte akustische Signalquellenklasse generiert werden. Eine Signalquellenklasse kann ein aktiviertes Martinshorn, eine aktivierte Hupe, ein Warnsignal, ein Pfeifen und dergleichen sein. Somit können für unterschiedliche Varianten von Einsatzsignalen und Warnsignalen Signalquellenklassen definiert und zugeordnet werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird durch Auswerten der Messdaten des mindestens einen Sensors eine Abwesenheit von mindestens einem Warnsignal bestätigt. Hierdurch kann der mindestens eine akustische Sensor dazu eingesetzt werden, andere Messdaten zu bestätigen oder zu verifizieren. Dabei kann eine Wahrscheinlichkeit für ein aktiviertes Martinshorn für alle entsprechenden Objekte, wie beispielsweise Objekte mit Blaulicht, klassifizierte Einsatzfahrzeuge und dergleichen reduziert werden, wenn der akustische Sensor kein Martinshorn misst. Dabei kann eine Detektionswahrscheinlichkeit sowie eine False-Positive Wahrscheinlichkeit der Erkennung zeitlich, beispielsweise durch einen Bayes-Filter, integriert werden.
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Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen
- 1 eine schematische Darstellung einer Fahrzeuganordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 ein schematisches Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel und
- 3 ein schematisches Ablaufdiagramm zum Assoziieren von akustischen Informationen mit ermittelten Objekten.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fahrzeuganordnung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere dient die Fahrzeuganordnung 1 der Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Fahrzeuganordnung 1 weist ein Fahrzeug 2 auf. Das Fahrzeug kann insbesondere gemäß der BASt-Definition ein automatisiert betreibbares Fahrzeug 2 sein. Hierzu weist das Fahrzeug 2 eine Fahrzeugsteuerung 4 auf, welche zum Ausführen von automatisierten Fahrfunktionen dient.
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Das Fahrzeug 2 weist beispielhaft mehrere Sensoren 6, 8 auf. Ein erster Sensor 6 ist als ein akustischer Sensor bzw. als ein Mikrofonarray ausgestaltet. Dieser Sensor 6 dient zum Ermitteln von akustischen Messdaten.
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Der zweite Sensor 8 ist als ein optischer Sensor bzw. ein Kamerasensor ausgestaltet.
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Die Sensoren 6, 8 sind direkt oder indirekt mit der Fahrzeugsteuerung 4 verbunden. Bevorzugterweise kann der akustische Sensor 6 mit einem Steuergerät 10 datenleitend verbunden sein. Somit kann das Steuergerät 10 die Messdaten des akustischen Sensors 6 empfangen und auswerten.
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Bei der Auswertung der Messdaten des akustischen Sensors 6 können Schallquellen bzw. Signalquellen 12 grob lokalisiert werden. Dabei kann ein Signalbereich 14 bestimmt werden in welchem die Signalquelle 12 angeordnet ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Signalquelle 12 in Form einer Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 beschrieben werden. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 kann dabei als ein abstraktes Objekt 17 von dem Steuergerät 10 gehandhabt werden.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 10 mit der Fahrzeugsteuerung 4 verbunden und kann ausgewertete Messdaten des akustischen Sensors 6 der Fahrzeugsteuerung 4 bereitstellen.
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Alternativ oder zusätzlich können die ausgewerteten Messdaten in Form von Signalbereichen 14 und/oder Wahrscheinlichkeitsverteilungen 16 durch das Steuergerät 10 einem Fahrer 5 oder einem Passagier des Fahrzeugs 2 zur Verfügung gestellt werden. Hierdurch kann bei einem manuell gesteuerten Fahrzeug 2 oder in einem manuellen Fahrmodus des Fahrzeugs 2 die Fahrweise durch den Fahrer 5 angepasst werden.
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Der Signalbereich 14 ist hier als ein Kreisabschnitt bzw. als ein Stumpfkegel definiert in welchem die Signalquelle 12 positioniert ist.
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Ein minimaler geschätzter Abstand dmin zwischen dem akustischen Sensor 6 und der Signalquelle 12 definiert den Radius, ab dem der Signalbereich 14 beginnt. Eine Winkelbreite φ, die eine radiale Unsicherheit der Richtungsschätzung darstellen kann, definiert gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Breite des Ringausschnitts. Eine maximale Länge des Signalbereichs 14 ist nicht vorgesehen.
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Die 2 zeigt anhand von einem Ablaufdiagramm mögliche Assoziationen der akustischen Messdaten zu regulär existierenden Objekten. Hierdurch können insbesondere abstrakte Objekte mit existierenden Objekten assoziiert werden. Hierbei wird das Verfahren 18 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
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In einem ersten Schritt 19 werden von mindestens einem Sensor 6 des Fahrzeugs 2 ermittelte Messdaten von dem Steuergerät 10 empfangen. Anhand der empfangenen Messdaten können Signalquellen 12 detektiert werden. Die Signalquelle 12 kann in Form einer Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder eines Signalbereichs 14 detektiert werden.
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Anschließend wird in einem Schritt 20 geprüft, ob eine Assoziierung der Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder eines Signalbereichs 14 mit einem existierenden dynamischen Objekt möglich ist.
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Ist eine Assoziierung möglich, so erfolgt eine weitere Prüfung 21, ob eine Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder ein Signalbereich 14 bereits mit dem Objekt assoziiert ist. Liegt bereits eine Assoziierung vor, so erfolgt eine Aktualisierung oder Vervollständigung 22 der vorhandenen Informationen. Wird die Prüfung 21 negativ abgeschlossen, so werden die Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder der Signalbereich 14 mit dem existierenden Objekt assoziiert 23.
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Die Prüfung 20, ob eine Assoziierung möglich ist, kann hierbei auch negativ abgeschlossen werden. In einem derartigen Fall erfolgt eine erneute Prüfung 24, bei der festgestellt wird, ob bereits eine Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder ein Signalbereich 14 existiert. Existieren bereits eine Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder ein Signalbereich 14, so erfolgt eine Validierung 25 dieser die Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder des Signalbereichs 14.
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Sind die die Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder der Signalbereich 14 nicht mehr gültig, so werden eine neue Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder ein neuer Signalbereich 14 generiert 26.
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Bei einer gültigen die Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder einem gültigen Signalbereich 14 erfolgt eine Aktualisierung 27 der bereits vorhandenen Informationen.
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In der 3 ist ein Ablaufdiagramm zum Ermöglichen einer Entscheidung, wann ein neues abstraktes Objekt generiert werden kann bzw. wie eine Fusion von einem existierenden und einem abstrakten Objekt 16 ausgelöst werden kann.
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Hierzu wird ein einem Schritt 19, analog zur 2, die Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder der Signalbereich 14 ermittelt. In einem weiteren Schritt 28 wird eine Abfrage durchgeführt. Bei der Abfrage wird versucht, ein existierendes Objekt, welches beispielsweise durch den optischen Sensor 8 ermittelt wurde, der Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 bzw. dem Signalbereich 14 zuzuordnen.
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Ist die Zuordnung 28 des existierenden Objekts erfolgreich, so erfolgt eine Assoziierung 29 der Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder des Signalbereichs 14 mit dem entsprechenden existierenden Objekt.
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Schlägt die Zuordnung 28 des existierenden Objekts fehl, so wird eine neue Wahrscheinlichkeitsverteilung 16 und/oder ein neuer Signalbereich 14 erstellt 30. Hierbei kann das Ablaufdiagramm am Anfang 19 gestartet werden.
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Die in der 2 und der 3 dargestellten Ablaufdiagramme können vorzugweise durch das Steuergerät 10 bearbeitet und somit das Verfahren zumindest abschnittsweise ausgeführt werden.
