DE102019205023A1

DE102019205023A1 - Verfahren zum Ermitteln einer Flüssigkeitstiefe einer Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke vor einem Fahrzeug und Verfahren zur Ermittlung einer Fahrtrajektorie durch eine Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke vor einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019205023A1
Application number: DE102019205023.9A
Authority: DE
Inventors: Udo Schulz; Elmar Staudacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-04-08
Filing date: 2019-04-08
Publication date: 2020-10-08
Also published as: US20200317202A1; CN111806447A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Flüssigkeitstiefe einer Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke eines Fahrzeugs (100), insbesondere vor einem Fahrzeug (100), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:Einlesen eines von einer Bilderfassungseinrichtung (127), insbesondere des Fahrzeugs (100), erfassten aktuellen Bildes (130) eines fahrzeugexternen Bereiches (145) der Fahrstrecke (200), in dem eine erkannte Flüssigkeitsansammlung vorliegt; undErmitteln der Flüssigkeitstiefe (220) der Flüssigkeitsansammlung (205) mittels Vergleichens des aktuellen Bildes (130) mit einem in einer Speichereinrichtung (135) gespeicherten Bild (140), das den fahrzeugexternen Bereich (145) ohne Flüssigkeitsansammlung repräsentiert

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Ermitteln einer Flüssigkeitstiefe einer Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke vor einem Fahrzeug und einem Verfahren zur Ermittlung einer Fahrtrajektorie durch eine Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke vor einem Fahrzeug nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
Die DE 10 2017 010 746 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ausweichen eines Fahrzeuges.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Durch den hier vorgestellten Ansatz wird vorteilhafterweise eine Flüssigkeitstiefe einer Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke eines Fahrzeugs, insbesondere vor einem Fahrzeug, ermittelt, sodass eine von der Flüssigkeitsansammlung ausgehende Gefahr bei deren Durchfahrt rechtzeitig erkannt werden kann.
Es wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Flüssigkeitstiefe einer Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke eines Fahrzeugs, insbesondere in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor dem Fahrzeug, vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Einlesens, einen Schritt des Vergleichens und einen Schritt des Ermittelns umfasst. Im Schritt des Einlesens wird ein von einer Bilderfassungseinrichtung, insbesondere des Fahrzeugs, erfasstes aktuelles Bild eines fahrzeugexternen Bereiches des Fahrzeugs eingelesen, in dem eine erkannte Flüssigkeitsansammlung vorliegt. Im Schritt des Vergleichens wird das aktuelle Bild mit einem in einer Speichereinrichtung gespeicherten Bild verglichen. Hierbei kann das gespeicherte Bild einen fahrzeugexternen Bereich ohne Flüssigkeitsansammlung repräsentieren. Im Schritt des Ermittelns wird die Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung anhand eines Vergleichsergebnisses des durchgeführten Vergleichens ermittelt. Hierbei kann das Vergleichsergebnis eine Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung repräsentieren.
Als Flüssigkeitsansammlung kann beispielsweise eine Pfütze bezeichnet werden, die nur wenige Zentimeter tief ist, aber auch eine Streckenüberflutung, eine Furt bis hin zu einem kleinen See. Die Flüssigkeitsansammlung kann dem entsprechend zu einem Hindernis für das Fahrzeug auf der Fahrstrecke werden. Das Fahrzeug kann beispielsweise ausgeformt sein, um Personen und zusätzlich oder alternativ Gegenstände zu transportieren. Die Fahrstrecke kann beispielsweise über eine Straße, aber auch abseits von befestigten Fahrbahnen verlaufen. Das aktuelle Bild kann einen Außenbereich des Fahrzeugs repräsentieren, dass beispielsweise mittels einer Kamera und/oder LIDAR aufgenommen wurde. In der Außenumgebung des Fahrzeugs wurde hierbei eine Flüssigkeitsansammlung erkannt. Beispielsweise kann dies in der Bilderfassungseinrichtung, die beispielsweise als Kamera ausgebildet ist, oder in einer Bildauswertungseinrichtung erfolgt sein. Die Flüssigkeitsansammlung kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass ein Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs eine hohe Planarität und/oder Knickstellen an dem Randbereich der als Flüssigkeitsansammlung erkannten Bereiche. Dies resultiert daraus, dass Flüssigkeitsansammlungen eine sehr ebene Oberfläche haben und an dem Randbereich meist Knickstellen zur der angrenzenden Umgebung als „Ufern“ vorliegen. Auch können solche Knickstellen oftmals nicht einen sehr krummen oder gebogenen Verlauf haben, im Gegenstand zu Fahrbahnrändern, die meist über einen längeren Abschnitt sehr gerade verlaufen. Denkbar ist ferner auch, dass eine Flüssigkeitsansammlung durch eine spiegelnde Oberfläche oder sich spiegelnden Objekten auf der Oberfläche der Flüssigkeitsansammlung erkennbar ist, insbesondere wenn Bilder einer Kamera ausgewertet werden. Auch kann eine Auswertung der Polarisation von Licht aus dem Bereich, in dem eine Flüssigkeitsansammlung vermutet wird, einen Hinweis auf das Vorliegen der Flüssigkeitsansammlung geben, da Licht bei der Reflektion von einer Flüssigkeitsansammlungsoberfläche meist eine Änderung der Polarisationsrichtung erfährt.
Unter einem gespeicherten Bild kann ein Bild einer Kamera oder eines LIDAR-Sensors verstanden werden, das zu einem vorangegangenen Zeitpunkt aufgenommen wurde.
Beispielsweise werden dazu 3D - Kamera-/LIDAR-Bilder basierte 3D-Umgebungsrepräsentationskarten verwendet, wie sie auch aus dem Video SLAM in der Robotik bekannt sind. Dabei werden die extrahierten Merkmale und weiterführend bis hin zu klassifizierten Objekten aus vielen Bildern und aus verschiedenen Kameraperspektiven über vormals absolvierte Fahrten dieser Route zu einer 3D - Karte fusioniert (Semantische Karte). Diese kann optional auch noch GNSS referenziert werden. Bei der Fahrzeug- Lokalisierung und Navigation mittels solcher Umgebungsrepräsentationskarten wird die aktuelle Position und Orientierung der Kamera und damit des Fahrzeugs in dieser Karte ermittelt.
Ein klassifiziertes Objekt bzw. Objektklasse ist dabei z. B. eine Flüssigkeitsansammlung bzw. Pfütze. Die Klassifikation erfolgt dabei z. B. mittels Verfahren des Maschinellen Sehens.
Eine sogenannte semantische Karte beinhaltet vorwiegend über maschinelles Sehen klassifizierte Objekte wie z. B. Person, Pfütze, Fahrzeug, Haus usw. auf einem 3D ausgemessenem und frei befahrbar erkanntem Terrain.
Denkbar ist jedoch auch, dass unter dem gespeicherten Bild eine Information aus einer digitalen Karte verstanden wird, die eine Information über eine Lage des Bodens unterhalb der Flüssigkeitsansammlung enthält, beispielsweise eine geodätische Höhe dieses Bodens, aus der dann wiederum zusammen mit der Information aus dem aktuellen Bild eine Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung ermittelt werden kann.
Die Flüssigkeitstiefe kann beispielsweise durch eine Differenz zwischen einer Höhe der Fahrstrecke vor dem Fahrzeug (also beispielsweise der Lage bzw. Höhe der Oberfläche der Flüssigkeitsansammlung) aus dem aktuellen Bild und der Höhe der Fahrstrecke vor dem Fahrzeug aus dem gespeicherten Bild (das dann beispielsweise ohne Flüssigkeitsansammlung, als fester bzw. vom Fahrzeug befahrbarer Boden der Flüssigkeitsansammlung interpretiert wird) ermittelt werden.
Diese 3D Umgebungsrepräsentationskarte ohne Flüssigkeitsansammlung kann auch nach und nach durch immer neue Bilder generiert werden, indem immer die Bilder bzw. Bildteile mit dem geringsten bzw. vorzugsweise ohne Flüssigkeitsstand für die Fusion von Merkmalen und/oder Objekten in dieser Karte verwendet werden. Mit der Zeit würde dann eine Umgebungsrepräsentationskarte ohne Pfützen entstehen bzw. reguläre Gewässer mit ihrem Niedrigstand erfasst werden. Reguläre Gewässer sind in topologischen Karten eingetragen und können somit das Ausgangs - oder Nullniveau (Referenzkarte) repräsentieren.
Wenn hiervon einem gespeicherten Bild die Rede ist, so ist damit entsprechend der aktuellen Position und Orientierung der Kamera auf dem Fahrzeug in der gespeicherten Umgebungsrepräsentationskarte das zugehörige Bild aus der gespeicherten Umgebungsrepräsentationskarte gemeint. Dieses wird dann mit dem aktuellen Bild der Kamera verglichen.
Sinnvoll ist auch solche Speicherintensiven Umgebungsrepräsentationskarten auf Servern bzw. in der Cloud zu speichern und nur Teilkarten entsprechend der aktuellen Position und Pose der Kamera herunter zu laden.
Nutzen mehrere Fahrzeuge mit ihren Kameras solche Umgebungsrepräsentationskarten und tragen zur Aktualisierung bei, so ist der Server- bzw. Cloud Ansatz besonders vorteilhaft. Die Fusion von Bildern in einer gemeinsamen bzw. gleichen Umgebung kann dann auf dem Server bzw. in der Cloud stattfinden.
Neben der Umgebungsrepräsentationskarte ohne Pfützen (auch Referenzkarte) ist es optional auch möglich eine aktuelle Umgebungsrepräsentationskarte (auch aktuelle Karte) zu erstellen. Sinnvoll bei dieser ist die Aktualität der erkannten Merkmale und Objekte (z. B. Pfützen) mit einem Datum und/oder Vertrauenswert zu hinterlegen. Dadurch können Routenplanungen bzw. Trajektorienplanungen mit einem größeren Horizont erstellt werden.
Anstatt einer 3D Karte kann man sich auch eine semantische 2D Karte vorstellen, in die dann die Topologie (Terrainhöhen und Pfützenhöhen) in einem bestimmten Raster eingetragen werden. Die Kamera sollte dann die Objekte (z. B. Pfützen, markante / ortsfeste Objekte in der Umgebung) erkennen / klassifizieren und lokalisieren und in der aktuellen 2D Karte (Terrainkarte) eintragen. Wenn nun die Position und Ausrichtung der Kamera in der Karte bekannt sind und das Objekt und dessen Position in der Karte bestimmt ist, dann braucht es nicht den direkten Bildvergleich. Dies bedeutet, dass beispielsweise im Grunde nur Oberflächenprofilhöhen an einer bestimmten Position in der Karte verglichen werden. Also dort wo aktuell eine Pfütze und dessen Höhe erkannt wird, wird beispielsweise die vormalige Höhe ohne Flüssigkeit aus der Referenzkarte an der Stelle des aktuellen Objektes Pfütze abgezogen und somit die Pfützentiefe ermittelt. Die Referenzkarte / Rasterkarte kann wie eine Tabelle aufgebaut sein und in den Feldern steht die Höhe ohne Flüssigkeit. Die Kamera erkennt die Pfütze an sich und die Position / Ausdehnung und generell die aktuellen Höhen im Terrain. Mittels Subtraktion der Werte kann die Pfützentiefe ermittelt werden. Der Aufbau der aktuellen Karte wäre ähnlich nur das man dann noch die Information in die Tabellen- Felder einträgt wo / an welcher Stelle sich die Pfütze erstreckt. Im Grunde wäre das ein indirekter Bildvergleich, weil hier verarbeitete Informationen aus der Bildverarbeitung verglichen werden. Die Lokalisierung der Fahrzeuge / Kameras und damit über die Kamerabildverarbeitung der lokalisierten Objekte und Höhen/Topologie der Umgebung kann anhand von Umgebungsmerkmalen basierend auf Kamera oder LIDAR Daten (SLAM Verfahren) und/oder GNNS basiert erfolgen.
Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass durch eine geschickte Auswertung von Bildern von meist bereits serienmäßig verbauten Kameras in Fahrzeugen eine Flüssigkeitsansammlung wie eine Pfütze oder ein Wasser-gefülltes Schlagloch auf der Straße bereits gut erkannt werden kann und auch durch einen Vergleich mit einem Abbild oder Höhendaten der Straße bzw. der Fahrbahn oder allgemein einer Fahrstrecke vor der Füllung der Bodenunebenheit mit der Flüssigkeit auch die Tiefe der Flüssigkeitsansammlung ermittelt werden kann. Auch kann der hier vorgestellt Ansatz außerhalb von befestigten Wegen oder Straßen verwendet zu werden, beispielsweise bei der Ermittlung von Regenwasseransammlungen in Bodenwellen von Feldern oder in unwegsamem Gelände. Hierdurch kann der hier vorgestellte Ansatz beispielsweise auch für die Trajektorienplanung für Traktoren auf landwirtschaftlichen Geländen oder auf Baustellen abseits von befestigten Fahrwegen eingesetzt werden, vorausgesetzt, es sind Bilddaten für diesen Geländeabschnitt vorhanden, in denen keine Flüssigkeitsansammlung in den betreffenden Bodenunebenheiten vorliegt.
Das Verfahren kann weiterhin einen Schritt des Aktualisierens des gespeicherten Bildes in der Speichereinrichtung vor dem Schritt des Vergleichens umfassen, insbesondere wobei der Schritt des Aktualisierens zumindest einmal täglich ausgeführt wird, beispielsweise sofern Kameras auf den Fahrzeugen und/oder in der Infrastruktur entsprechende Bilder aufgenommen haben.
Denkbar bezüglich einer Objekterkennung eines Objektes „Pfütze“ ist eine Ausführungsform, bei der die Aktualisierung wetterabhängig gestaltet wird. So liefert eine Aktualisierung der Referenzkarte nach / während Trockenheit hier besondere Vorteile. Hingegen kann eine Aktualisierung einer aktuellen Karte bei / nach Regen sinnvoll sein. Auf Fahrzeugen verbaute Regensensoren sind mittlerweile Stand der Technik, sodass meist bereits vorhandene Daten einen Zusatznutzen bieten und mit ihren Informationen zur Ermittlung von Wetter- bzw. Regenkarten beitragen.
Durch den Schritt des Aktualisierens kann eine aktuelle Version des gespeicherten Bildes und/oder der Referenzkarte auf der Speichereinrichtung (Fahrzeug und/oder Server und/oder Cloud) hinterlegt werden, sodass vorteilhafterweise Änderungen in dem Bereich vor dem Fahrzeug, wie beispielsweise eine Bebauung oder eine Veränderung der Bodenunebenheit auf der Fahrstrecke, frühzeitig erkannt werden und eine dies beinhaltende Information gemäß einer Ausführungsform für die Ermittlung der Flüssigkeitstiefe verwendet werden kann. Auf diese Weise kann durch die Berücksichtigung von zeitnah erfassten Parametern eine aktuelle Flüssigkeitstiefe sehr präzise ermittelt werden.
Es wird das Verfahren vorgestellt, bei dem im Schritt des Vergleichens ein Vergleich zwischen einer erkannten topografischen Höhe der Fahrstrecke und/oder einer Flüssigkeitsansammlungsoberfläche aus dem aktuellen Bild mit einer erkannten topografischen Höhe der Fahrstrecke und/oder einer Flüssigkeitsansammlungsoberfläche aus dem gespeicherten Bild durchgeführt wird, um die Flüssigkeitstiefe zu ermitteln. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise eine Flüssigkeitstiefe sehr präzise und mit einfachen Mitteln bestimmt und somit die Möglichkeit geschaffen werden, eine Beschädigungsgefahr für das Fahrzeug zu reduzieren.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Vergleichens ein Tiefenprofil der Fahrstrecke im Bereich der Flüssigkeitsansammlung ermittelt werden. Das Tiefenprofil der Fahrstrecke kann beispielsweise auch als Bodenkontur bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Tiefenprofil einen räumlichen Verlauf der Flüssigkeitstiefe in eine Raumrichtung oder in zwei Raumrichtungen repräsentieren. Hierdurch kann eine präzise Abbildung des Untergrunds, auf dem sich das Fahrzeug bewegen kann, ermittelt werden, die beispielsweise eine sehr gute Ausgangsbasis für die Bestimmung einer Fahrtrajektorie durch die Flüssigkeitsansammlung bildet.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Bereitstellens eines an eine Anzeigeeinrichtung, insbesondere des Fahrzeugs, auszugebenden Anzeigesignals umfassen, das eine ermittelte Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung und/oder eine Untergrundkontur unterhalb einer Flüssigkeitsansammlungsoberfläche repräsentiert. Die Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise als ein (beispielsweise auch berührungsempfindliches) Display realisiert sein, über das einem Nutzer des Fahrzeugs Informationen angezeigt werden können. Auf diese Weise kann einem Fahrzeuginsassen eine Möglichkeit gegeben werden, sich ein Bild über die Tiefe der Flüssigkeitsansammlung vor dem Fahrzeug zu machen, sodass diese Information beispielsweise bei der manuellen Wahl der Fahrtroute durch die Flüssigkeitsansammlung hilfreich verwendet werden kann.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Ermittlung einer Fahrtrajektorie durch eine Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke vor einem Fahrzeug vorgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte des vorangehend in Varianten beschriebenen Verfahrens zum Ermitteln einer Flüssigkeitstiefe einer Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke vor einem Fahrzeug und einen Schritt des Ermittelns der Fahrtrajektorie des Fahrzeugs, die eine Fahrtroute durch die Flüssigkeitsansammlung repräsentiert, unter Verwendung der ermittelten Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung.
Die Fahrtrajektorie bezeichnet eine Route oder einen geplanten Fahrweg durch die Flüssigkeitsansammlung (wie beispielsweise eine Wasseransammlung) hindurch. Vorteilhafterweise kann einem Nutzer so eine sichere Durchfahrt durch die Wasseransammlung ermöglicht werden, ohne beispielsweise unnötige Fahrzeugschäden oder ein Steckenbleiben des Fahrzeugs zu riskieren.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Erfassens von zumindest einer Wankbewegung und zusätzlich oder alternativ einer Nickbewegung des Fahrzeugs aufweisen, um die Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung zu plausibilisieren und zusätzlich oder alternativ neu zu bestimmen, insbesondere wobei die Nickbewegung und zusätzlich oder alternativ die Wankbewegung von einer Bilderfassungseinrichtung und/oder einer Trägheitserfassungseinrichtung erfasst werden. Die Wankbewegung und zusätzlich oder alternativ die Nickbewegung können beispielsweise auf eine unebene Fahrbahn oder Fahrtstrecke hindeuten, auf der das Fahrzeug fährt. Vorteilhafterweise wird die Bewegung auf die Bilderfassungseinrichtung übertragen, sodass sie die Wankbewegung und zusätzlich oder alternativ die Nickbewegung erfasst wird. Unter einer Trägheitserfassungseinrichtung kann eine Einrichtung oder ein Sensor verstanden werden, der eine Massenträgheit des mit der Einrichtung oder dem Sensor verbundenen Objekts ausnutzt und hieraus eine Bewegungstrajektorie eines Objektes wie des Fahrzeugs ermittelt. Gemäß einer Ausführungsform kann durch den Schritt des Erfassens das Vergleichsergebnis überprüft, bestätigt oder korrigiert werden bzw. die Referenzkarte in diesem Bereich aktualisiert werden. Beispielsweise kann durch die Wank- und/oder Nickbewegung ermittelt werden, ob die Flüssigkeitstiefe, die ermittelt wurde bei der Durchfahrt durch die Flüssigkeitsansammlung der tatsächlichen Flüssigkeitstiefe entspricht, sodass nachträgliche Veränderungen am Boden der Flüssigkeitsansammlung, die durch Auswertung des gespeicherten Bilds nicht erkennbar sind, nun durch die Fahrzeugbewegung bei der Durchfahrt durch die Flüssigkeitsansammlung erkannt werden können.
Weiterhin wird das Verfahren mit einem Schritt des Ausgebens eines Speichersignals an eine Schnittstelle zu der Speichereinrichtung vorgestellt, um einen die neu bestimmte Flüssigkeitstiefe repräsentierenden Parameter zu dem gespeicherten Bild hinzuzufügen. Das bedeutet, dass sich beispielsweise die Flüssigkeitstiefe verändern haben kann und nun eine tatsächliche Flüssigkeitstiefe ermittelt werden kann, die dann dem gespeicherten Bild zugeordnet ist. Eine solche Veränderung kann beispielsweise ein abgeschwemmter Boden sein. Vorteilhafterweise wird die neu bestimmte Flüssigkeitstiefe der Referenzkarte bzw. dem gespeicherten Bild hinzugefügt, damit auch im gespeicherten Bild bzw. der Referenzkarte vorteilhafterweise eine Information über aktuelle Topografie der Fahrstrecke bzw. des Bodens der Flüssigkeitsansammlung vorliegt, auch wenn der Boden als Fahrtstrecke durch die Flüssigkeitsansammlung nicht direkt durch die Bilderfassungseinrichtung erkennbar ist.
Wenn das Fahrzeug nickt oder wankt, also durch die Pfütze fährt, sieht die Kamera diese nicht mehr, d. h. aus der gefahrenen Strecke / Trajektorie kann zurückgerechnet werden, zu welchem vormaligen Bild (Pfütze) jetzt die über Nicken und/oder Wanken usw. bestimmte Tiefe gehört und diese dann in der Referenzkarte aktualisiert werden. Da keine Bilddaten vom Pfützengrund vorhanden sind, könnte mittels „augmented reality“ Verfahren der Pfützenboden in der Referenzkarte generiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Sendesignals unter Verwendung des Speichersignals umfassen, um einen die neu bestimmte Flüssigkeitstiefe repräsentierenden Parameter an zumindest ein weiteres Fahrzeug und zusätzlich oder alternativ an eine Cloud-Einheit zu senden. Unter einer Cloud-Einheit kann beispielsweise ein Fahrzeug-externes Rechnernetzwerk verstanden werden, in dem Daten zwischen mehreren an das Rechnernetzwerk angeschlossenen Rechnereinheiten verteilt und/oder fusioniert werden können. Das weitere Fahrzeug kann beispielsweise zum Transportieren von Personen und zusätzlich oder alternativ Gegenständen ausgeformt sein. Dadurch wird es vorteilhafterweise auch ermöglicht dass im weiteren Fahrzeug die aktuelle Karte aktualisiert werden kann, um hierdurch die Information über die aktuelle Flüssigkeitstiefe möglichst effizient an zumindest einen weiteren Fahrtstreckenbenutzer zu verbreiten.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Ermittelns die Fahrtroute unter Verwendung eines Fahrzeuggeometrieparameters des Fahrzeugs, insbesondere des Radstands und zusätzlich oder alternativ eines Bodenabstands unterhalb des Fahrzeugs ermittelt werden. Das bedeutet, dass der Fahrzeuggeometrieparameter beispielsweise den Radstand und/oder einer zulässigen Wattiefe und zusätzlich oder alternativ den Bodenabstand zwischen Fahrzeugunterkante und Boden repräsentiert. Vorteilhafterweise kann durch Berücksichtigung der Kinematik und Dynamik des Fahrzeugs die Fahrtrajektorie so gewählt werden, dass beispielsweise einerseits eine Gefahrensituation vermieden wird und andererseits dennoch eine möglichst direkte Fahrstrecke durch die Flüssigkeitsansammlung gewählt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren einen Schritt des Steuerns des Fahrzeugs, insbesondere einer Lenk-, Antriebs- und/oder Bremseinheit, des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der ermittelten Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung und/oder der ermittelten Fahrtrajektorie durch die Flüssigkeitsansammlung. Bevorzugt wird das Fahrzeug derart angesteuert, dass es der ermittelten Fahrtrajektorie automatisiert folgt. Hierbei ist denkbar, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der ermittelten Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung automatisiert, insbesondere durch eine Minimal- und/oder eine Maximalgeschwindigkeit entlang der ermittelten Fahrtrajektorie begrenzt wird. Dadurch können Gefahrensituationen aufgrund der Flüssigkeitsansammlung automatisiert vermieden werden.
Die hier vorgestellten Verfahren können beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch das Steuergerät eine Steuerung eines Verfahrens zum Ermitteln einer Flüssigkeitstiefe einer Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke vor einem Fahrzeug und eines Verfahrens zur Ermittlung einer Fahrtrajektorie durch eine Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke vor einem Fahrzeug. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise auf Sensorsignale wie ein Einlesesignal und ein Vergleichssignal zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie eine Einleseeinheit und eine Vergleichseinheit.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Steuergerät und einem weiteren Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel und einem weiteren Fahrzeug;
2 eine Seitendarstellung eines Fahrzeugs auf einer unebenen Fahrstrecke mit zumindest einer Flüssigkeitsansammlung zur Beschreibung der Arbeitsweise eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten Ansatzes;
3 eine Darstellung einer Rückseite eines Fahrzeugs auf einer unebenen Fahrstrecke mit zumindest einer Flüssigkeitsansammlung zur Beschreibung der Arbeitsweise eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten Ansatzes;
4 eine Darstellung einer Rückseite eines Fahrzeugs auf einer unebenen Fahrstrecke mit zumindest einer Flüssigkeitsansammlung zur Beschreibung der Arbeitsweise eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten Ansatzes; und
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln einer Flüssigkeitstiefe einer Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke vor einem Fahrzeug und eines Verfahrens zur Ermittlung einer Fahrtrajektorie durch die Flüssigkeitsansammlung auf der Fahrstrecke vor dem Fahrzeug jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Steuergerät 105 und einem weiteren Steuergerät 110 jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Ansatzes und einem weiteren Fahrzeug 115. Das Fahrzeug 100 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgeformt, um Personen und/oder Gegenstände zu transportieren. Das bedeutet, dass es beispielsweise als Personenfahrzeug oder als Nutzfahrzeug realisiert sein kann. Das Fahrzeug 100 weist das Steuergerät 105 und das weiteres Steuergerät 110 auf. Das Steuergerät 105 ist ausgebildet, um ein Verfahren zum Ermitteln einer Flüssigkeitstiefe einer Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke vor dem Fahrzeug 100 durchzuführen und/oder zu steuern. Dem entsprechend weist das Steuergerät 105 gemäß diesem Ausführungsbeispiel 105 eine Einleseeinheit 120 und eine Vergleichseinheit 125 auf. Die Einleseeinheit 120 ist ausgebildet, um ein von einer Bilderfassungseinrichtung 127 erfassten aktuelles Bild 130 einzulesen. Die Vergleichseinheit 125 ist ausgebildet, um das aktuelle Bild 130 mit einem in einer Speichereinrichtung 135 gespeicherten Bild 140 zu vergleichen, das einen fahrzeugexternen Bereich 145 ohne Flüssigkeitsansammlung repräsentiert, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, das eine Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung repräsentiert. Hierbei kann beispielsweise eine Differenz zwischen einer topografischen Höhe eines Geländes auf dem aktuellen Bild 130 mit einer topografischen Höhe eines Geländes auf dem gespeicherten Bild 140 bestimmt werden, aus denen dann erkennbar ist, dass eine Bodenvertiefung in dem gespeicherten Bild 140 im aktuellen Bild 130 nicht vorhanden ist und somit als von einer Flüssigkeit aufgefüllt zu verstehen ist, wodurch die Flüssigkeitsansammlung gebildet wird. Die Bilderfassungseinrichtung 127 kann beispielsweise als eine (optische) Kamera realisiert sein.
Im Folgenden werden optionale Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes beschrieben:

Das Steuergerät 105 kann beispielsweise ausgebildet sein, um ein Anzeigesignal 150 an eine Anzeigeeinrichtung 155 bereitzustellen. Das Anzeigesignal 150 repräsentiert gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine ermittelte Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung und/oder eine Untergrundkontur unterhalb einer Flüssigkeitsansammlungsoberfläche. Die Anzeigeeinrichtung 155 kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein (beispielsweise berührungsempfindliches) Display realisiert sein, das ausgebildet ist, um Informationen an einen Nutzer, beispielsweise dem Fahrer des Fahrzeugs 100, anzuzeigen.

Das weitere Steuergerät 110 ist ausgebildet, um gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Verfahren zur Ermittlung einer Fahrtrajektorie durch die Flüssigkeitsansammlung auf der Fahrstrecke vor dem Fahrzeug 100 auszuführen oder zu steuern. Zu diesem Zweck weist das weitere Steuergerät 110 das Steuergerät 105 sowie eine Ermittlungseinheit 160 auf, die ausgebildet ist, um die Fahrtrajektorie zu ermitteln und gemäß diesem Ausführungsbeispiel an beispielsweise eine Lenkeinheit 161 über ein Lenksignal 162 bereitzustellen. In der Lenkeinheit 161 kann dann unter Verwendung des Lenksignals 162 das Fahrzeug 100 derart gesteuert oder gelenkt werden, dass es die ermittelte Fahrtrajektorie abfährt.
Auch kann das weitere Steuergerät 110 gemäß einen weiteren Ausführungsbeispiel eine von der Bilderfassungseinrichtung 127 (und/oder eine in der 1 nicht explizit dargestellte Trägheitserfassungseinrichtung) erfasste Wankbewegung und/oder eine Nickbewegung 165 über eine Empfangseinheit 170 empfangen oder einlesen, um die Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung zu plausibilisieren und/oder neu zu bestimmen. Weiterhin ist das weitere Steuergerät 110 beispielsweise ausgebildet, um ein Speichersignal 175 an eine Schnittstelle zu der Speichereinrichtung 135 über eine Ausgabeeinheit 180 auszugeben. Außerdem ist das weitere Steuergerät 110 ausgebildet, um ein Sendesignal 185 unter Verwendung des Speichersignals 175 über eine Sendeeinheit 190 an das weitere Fahrzeug 115 und/oder an eine Cloud-Einheit 195 zu senden. Die Cloud-Einheit 195 wiederum kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Weiterleitsignal 197 an das weitere Fahrzeug 115 ausgeben, das beispielsweise die von dem Fahrzeug 100 übermittelte Information repräsentiert. Auf diese Weise kann auch in dem weiteren Fahrzeug 115 eine Information über die aktuelle Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung erhalten werden, sodass beispielsweise die entsprechende Information einem gespeicherten Bild bzw. der aktuellen Karte und damit in dem weiteren Fahrzeug 115 verfügbar ist.
In anderen Worten ausgedrückt, ermöglicht es der hier vorgestellte Ansatz beispielsweise auf Baustellen, in Off-Road-Umgebungen oder Gegenden mit starkem Niederschlag, wie beispielsweise in Monsun-Gebieten, immer wieder Bodenoberflächenbereiche zu erkennen, welche sich sehr stark mit einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, anfüllen, sodass beispielsweise große Pfützen, Streckenüberflutungen, Furten, bis hin zu kleinen Seen entstehen. Aus diesem Grund beschreibt der hier vorgestellte Ansatz eine Möglichkeit einer Pfützentiefenschätzung und einer Ermittlung einer Referenzkarte und einer aktuellen Karte z. B. jeweils in Form einer semantischen Karte, auf der diese entsprechenden Tiefen vermerkt sein können. Dazu wird ein Verfahren zu einer prädikativen Pfützenerkennung und einer entsprechenden Warnung und/oder Hinweisgebung an einen Fahrer zu einer möglichen, dem Fahrzeug 100 angepassten Fahrtrajektorie, die auch als Streckenführung bezeichnet werden kann, entwickelt bzw. vorgestellt.
Für den Fahrer eines Straßenfahrzeugs oder Off-Road-Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Baustellenfahrzeugs, ist die Tiefe und somit die Gefährlichkeit dieser Pütze nicht direkt einsehbar und stellt somit ein mögliches Gefahrenpotenzial dar. Das Gefahrenpotenzial kann beispielsweise in Form einer Fahrzeugbeschädigung, eines Steckenbleibens des Fahrzeugs 100 oder sogar in Form eines Unfalls auftreten, da das Fahrzeug 100 im Zuge des Durchquerens der Flüssigkeitsansammlung beispielsweise abrutscht oder umkippt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann versucht werden, beispielsweise durch Versuch-und-Irrtum (Trial and Error) die Situation zu bewältigen. Für hochautomatisiere Fahrzeuge 100 ohne Fahrer ist eine Handhabung solcher Situationen schwieriger, da ein subjektives Fahrgefühl des Fahrers, das umgangssprachlich auch als „Popometer“ bezeichnet wird, fehlt.
2 zeigt eine Seitendarstellung eines Fahrzeugs 100 auf einer unebenen Fahrstrecke 200 mit zumindest einer Flüssigkeitsansammlung 205 zur Beschreibung der Arbeitsweise eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten Ansatzes. Das hier dargestellte Fahrzeug 100 kann gemäß einem Ausführungsbeispiel dem im 1 beschriebenen Fahrzeug 100 entsprechen. Durch die unebene Fahrstrecke 200 vor dem Fahrzeug 100 entsteht die Flüssigkeitsansammlung 205, die beispielsweise als große Wasserpfütze realisiert sein kann. Das Fahrzeug 100 erkennt gemäß diesem Ausführungsbeispiel mittels der Bilderfassungseinrichtung 127 aus 1 eine Flüssigkeitsansammlungsoberfläche 210 der Flüssigkeitsansammlung 205 in dem fahrzeugexternen Bereich 145, der in Fahrtrichtung 215 vor dem Fahrzeug 100 angeordnet ist. Durch einen Vergleich des fahrzeugexternen Bereichs 145 in einem aktuellen Zustand (aus dem aktuellen Bild) mit einem gespeicherten Zustand (aus dem gespeicherten Bild bzw. der Referenzkarte) ist eine Flüssigkeitstiefe 220 ermittelbar, die einen tiefsten Punkt der Flüssigkeitsansammlung 205 repräsentiert (d.h. die Entfernung zwischen der Flüssigkeitsansammlungsoberfläche 210 und dem Bilden der Flüssigkeitsansammlung 205) und gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Delta bezeichnet wird.
In anderen Worten wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Flüssigkeitstiefe 220, das bedeutet das Delta aus der gespeicherten, bzw. einer gegebenen Topografie und einer aktuellen Erkennung während einer Fahrt, ermittelt.
3 zeigt eine Darstellung einer Rückseite eines Fahrzeugs 100 auf einer unebenen Fahrstrecke 200 mit zumindest einer Flüssigkeitsansammlung 205 zur Beschreibung der Arbeitsweise eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten Ansatzes. Das hier dargestellte Fahrzeug 100 kann dem in 2 beschriebenen Fahrzeug 100 entsprechen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Fahrstrecke 200 zumindest teilweise von der Flüssigkeitsansammlung 205 bedeckt, sodass die Fahrstrecke, bzw. ein Untergrund unterhalb der Flüssigkeitsansammlungsoberfläche 210 verdeckt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel liegt eine Seite des Fahrzeugs 100 durch die Unebenheit der Fahrstrecke 200 tiefer in der Flüssigkeitsansammlung 205 als eine andere Seite des Fahrzeugs 100.
In anderen Worten ausgedrückt ist gemäß diesen Darstellungen ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei der der Untergrund einer Flüssigkeitsansammlung bei oder nach einem ersten Durchqueren der Flüssigkeitsansammlung durch das Fahrzeug dargestellt ist. Das bedeutet, dass eine Neigung des Fahrzeugs 100 bei einer vorgegebenen Fahrtrajektorie definiert ist oder sich bei der Durchfahrt ergibt und erfasst werden kann, beispielsweise durch die Bilderfassungseinrichtung 127 aus 1.
Das bedeutet, dass durch die Bilderfassungseinrichtung 127 aus 1 eine Möglichkeit besteht, eine benötigte Tiefeninformation zu erhalten, wenn beispielsweise das Wank- oder Neigungsverhalten des Fahrzeugs 100 bei der Durchfahrt durch die Flüssigkeitsansammlung 205 ausgewertet wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel finden bei dem Durchfahren des Fahrzeugs 100 durch die Flüssigkeitsansammlung 205, die auch als Hindernis betrachtet wird, Wankbewegungen und Nickbewegungen des Fahrzeugs 100 statt. Durch einen ortsfesten Verbau der Bilderfassungseinrichtung (und/oder die Trägheitserfassungseinrichtung) im Fahrzeug 100 übertragen sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel diese Wank- und Nickbewegungen auf einen optischen Pfad, das bedeutet auf die Bilderfassungseinrichtung 127 aus 1 und/oder die Trägheitserfassungseinrichtung. Hierbei kann auch berücksichtigt werden, Eigenbewegungen in den Bildern / der Bildverarbeitung zu kompensieren, d. h. Objekte möglichst aus immer der gleichen Perspektive zu erhalten in der auch die Klassifikatoren trainiert wurden, sodass die Klassifikation möglichst optimal funktioniert. Wird nun beispielsweise der Untergrund, bzw. die Fahrstrecke 200 durch die Flüssigkeit und durch ein häufiges Durchfahren stark strapaziert, sodass sich beispielsweise ein Graben unterhalb der Flüssigkeitsansammlungsoberfläche 210 verstärkt oder weiter ausgefahren/ausgewaschen wird, so wird dies nun indirekt über die Bilderfassungseinrichtung 127, die auch als Kamerasystem bezeichnet werden kann, erkannt. Eine solche Veränderung des Untergrunds und somit einer möglichen veränderten Flüssigkeitstiefe kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel in dem gespeicherten Bild nachgetragen oder zumindest eine solche Information über eine veränderte Flüssigkeitstiefe hinzugefügt werden. Ein Eintragen in das gespeicherte Bild kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel auch direkt anhand der Wank- und Nickbewegung von einer Sensorik, wie beispielsweise einem Neigungssensor und/oder der Trägheitserfassungseinrichtung, ausgeführt werden.
Durch den hier vorgestellten Ansatz kann gemäß einem Ausführungsbeispiel sowohl ein Umkippen als auch ein Steckenbleiben des Fahrzeugs in der Flüssigkeitsansammlung vermieden werden. Wird beispielsweise angenommen, der Fahrer behält eine aktuelle Stellung einer Lenkung oder einer geplanten Fahrtrajektorie durch die Flüssigkeitsansammlung 205 bei, kann je nach Fahrtrajektorie eine Neigung des Fahrzeugs 100 in Fahrtrichtung und in eine Richtung, die quer dazu ausgerichtet ist, prognostiziert bzw. bestimmt werden. Im Grunde handelt es sich dabei gemäß einem Ausführungsbeispiel um ein Suchverfahren für eine günstige Fahrttrajektorie, bei deren Abfahrt das Fahrzeug 100 möglichst wenig gefährdet wird, beispielsweise eine möglichst geringe Wankneigung oder eine geringe Nickneigung aufweist. Mit diversen Fahrzeugparametern, wie beispielsweise einer Beladung des Fahrzeugs 100, kann ein kritischer Neigungswinkel in Fahrtrichtung und in Querrichtung dazu bestimmt werden. Die Fahrtrajektorie kann gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Online Simulation solange neben der ursprünglichen verschoben werden, bis eine Fahrttrajektorie aufgefunden wird, die einen unkritischen Neigungswinkel hat. Alternativ kann anhand des Tiefenprofils die Fahrstrecke, bzw. die Fahrtrajektorie ausmarkiert werden, die zu einem Umkippen führen würde. Ausgehend von einer Freiflächenerkennung bzw. Erkennung des befahrbares Terrain, wodurch sich indirekt eine Fahrbahnbegrenzung oder Hindernisse im Gelände ergeben, wird eine Fahrtroute in der Nähe der ursprünglichen Fahrstrecke 200 gewählt, die „noch“ nicht zum Umkippen führt. Ein Horizont des Suchverfahrens kann dabei kurz sein (beispielsweise 5 Meter vor dem Fahrzeug) und kann gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Risiko aufweisen, dass das Fahrzeug 100 auf eine Fahrtrajektorie kommt, bei der es keine Weiterfahrt ohne Umkippgefahr gibt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kommt das Fahrzeug 100 auf einen langen Horizont (beispielsweise max. 10 Meter bis zum Ziel), der eine geeignete Fahrtrajektorie bis zum Ziel findet.
Aufgrund von vorangegangenen Fahrten durch die Flüssigkeitsansammlung 205 kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel aus bestehenden Fahrzeugparametern wir beispielsweise ESP-Informationen bzw. Radschlupf, ein Hinweis auf eine Griffigkeit und/oder Reibwerte des Bodens unter der Flüssigkeitsansammlung erkannt werden. Dabei kann beispielsweise auch eine Differenzbildung von einer Geschwindigkeitsbestimmung aus einer Raddrehzahl und aus einem Radar oder satellitengestützten Ortungssystem einen Schlupf anzeigen. Weiterhin kann beispielsweise aus Bodenkarten und bekannten Eigenschaften nasser Böden auf Reibwerte des Untergrunds, bzw. eines Rads auf dem Untergrund geschlossen werden. Ob das Fahrzeug 100 dann durch die Flüssigkeitsansammlung 205 kommt, hängt ebenfalls gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer kinematischen Energie des Fahrzeugs 100 zusammen (beispielsweise Schwung holen). Das bedeutet um eine Gefahr eines Steckenbleibens prognostizieren zu können, kann auch eine Geschwindigkeit und Fahrzeugmasse des Fahrzeugs 100 berücksichtigt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann auch eine Empfehlung an den Fahrer des Fahrzeugs 100 gegeben werden, die Geschwindigkeit zu erhöhen, sofern dies möglich ist, da manche Maschinen nur mit maximal 20km/h fahren. Sind gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel keine Daten vorhanden, kann beispielsweise „Glatteis“ (somit ein sehr geringer Reibwert) im Bereich der Flüssigkeitsansammlung 205 angenommen werden.
4 zeigt eine Darstellung einer Rückseite eines Fahrzeugs 100 auf einer unebenen Fahrstrecke 200 mit zumindest einer Flüssigkeitsansammlung 205 zur Beschreibung der Arbeitsweise eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten Ansatzes. Das hier dargestellte Fahrzeug 100 kann dem in 3 beschriebenen Fahrzeug entsprechen. Lediglich abweichend dargestellt ist die Fahrstrecke 200. Anders als in 3 dargestellt ist die Flüssigkeitsansammlung 205 gemäß diesem Ausführungsbeispiel tiefer, was beispielsweise auf Abschwemmen und/oder Abtragen des Untergrunds zurückführbar ist, wodurch wiederum eine Einsinkgefahr steigt.
Beispielsweise ist gemäß dieser Darstellung das Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Untergrund nach einem mehrmaligen Durchqueren tiefer eingegraben ist. Das bedeutet, dass bei einer vorgegebenen Fahrtrajektorie eine stärkere Neigung des Fahrzeugs 100 zu erwarten ist.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Ermitteln einer Flüssigkeitstiefe einer Flüssigkeitsansammlung auf einer Fahrstrecke vor einem Fahrzeug und eines Verfahrens 550 zur Ermittlung einer Fahrtrajektorie durch die Flüssigkeitsansammlung auf der Fahrstrecke vor dem Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Verfahren 500 und 550 sind gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem Fahrzeug durchführbar, wie es in den 1 bis 4 beschrieben wurde. Das Verfahren 500 zum Ermitteln wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel von Einheiten aus dem Steuergerät 105 angesteuert oder ausgeführt. Es umfasst einen Schritt 505 des Einlesens eines von einer Bilderfassungseinrichtung erfassten aktuellen Bildes eines fahrzeugexternen Bereiches, in dem eine erkannte Flüssigkeitsansammlung vorliegt, und einen Schritt 510 des Vergleichens des aktuellen Bildes mit dem in der Speichereinrichtung gespeicherten Bild, das den fahrzeugexternen Bereich ohne Flüssigkeitsansammlung repräsentiert, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, das die Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung (beispielsweise als Differenz zwischen dem aktuellen Bild und dem gespeicherten Bild) repräsentiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird mit anderen Worten ausgedrückt im Schritt 510 des Vergleichens ein Vergleich zwischen einer erkannten topografischen Höhe der Fahrstrecke aus dem aktuellen Bild mit einer erkannten topografischen Höhe der Fahrstrecke aus dem gespeicherten Bild durchgeführt, um die Flüssigkeitstiefe zu ermitteln. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird weiterhin im Schritt 510 des Vergleichens ein Tiefenprofil der Fahrstrecke im Bereich der Flüssigkeitsansammlung ermittelt.
Das Verfahren 500 umfasst außerdem gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Schritt 515 des Aktualisierens des gespeicherten Bildes in der Speichereinrichtung. Der Schritt 515 des Aktualisierens wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise zumindest einmal täglich oder beispielsweise auch stündlich und/oder Wetterabhängig ausgeführt, beispielsweise wenn stärkere Änderungen der Flüssigkeitstiefe erwartet werden können, beispielsweise in einer Region, in der Monsun auftritt. Weiterhin umfasst das Verfahren 500 einen Schritt 520 des Bereitstellens eines an die Anzeigeeinrichtung auszugebenden Anzeigesignals, das die ermittelte Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung und/oder eine Untergrundkontur unterhalb einer Flüssigkeitsansammlungsoberfläche repräsentiert.
Das Verfahren 550 zur Ermittlung einer Fahrtrajektorie durch die Flüssigkeitsansammlung auf der Fahrstrecke vor dem Fahrzeug umfasst gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Schritte 505, 510, 515, 520 des Verfahrens 500 und einen Schritt 525 des Ermittelns. Im Schritt 525 des Ermittelns wird die Fahrtrajektorie des Fahrzeugs unter Verwendung der Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung ermittelt. Die Fahrtrajektorie repräsentiert dabei eine Fahrtroute durch die Flüssigkeitsansammlung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise, mit anderen Worten ausgedrückt, im Schritt 525 des Ermittelns die Fahrtroute unter Verwendung eines Fahrzeuggeometrieparameters des Fahrzeugs, insbesondere des Radstands und/oder einer zulässigen Wattiefe und/oder eines Bodenabstands unterhalb des Fahrzeugs ermittelt. Das Verfahren 550 umfasst weiterhin einen Schritt 530 des Erfassens von zumindest einer Wankbewegung und/oder Nickbewegung des Fahrzeugs, um die Flüssigkeitstiefe der Flüssigkeitsansammlung zu plausibilisieren und/oder neu zu bestimmen. Dabei wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Nickbewegung und/oder die Wankbewegung von einer Bilderfassungseinrichtung erfasst. Außerdem umfasst das Verfahren 550 einen Schritt 535 des Ausgebens eines Speichersignals an eine Schnittstelle zu der Speichereinrichtung, um den die neu bestimmte Flüssigkeitstiefe repräsentierenden Parameter zu dem gespeicherten Bild hinzuzufügen. Hierzu könnte im Bild z. B. mittels augmented reality mindestens die gefahrene Spur (bzw. der Tiefenverlauf der gefahrenen Spur) in dem Bild aktualisiert werden. In einem Schritt 540 des Bereitstellens eines Sendesignals unter Verwendung des Speichersignals wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein die neu bestimmte Flüssigkeitstiefe repräsentierender Parameter an zumindest ein weiteres Fahrzeug und/oder eine Cloud-Einheit gesendet.
In anderen Worten ausgedrückt wird beispielsweise eine Topografie-Referenz (beispielsweise über einen Abgleich oder eine Delta-Ermittlung) als gegeben vorausgesetzt, an welcher sich das Fahrzeug orientieren kann. Ebenso hat das Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel hochauflösende Karten an Bord, welche beispielsweise permanent und tagesaktuell zur Verfügung gestellt werden können. Kommt das Fahrzeug in einen Bereich mit Flüssigkeitsansammlungen, so wird aus dem vorhanden Kartenmaterial, welches unter „Gutbedingungen“, das bedeutet ohne Flüssigkeitsansammlungen, erstellt wurden, und der tatsächlichen Erkenntnis anhand des aktuellen Bildes eine Deltainformation erstellt. Diese Deltainformation stellt die Flüssigkeitstiefe dar. Anhand der Deltainformation kann dem Fahrer die Fahrtrajektorie vorgeschlagen werden, bei welcher das bestmögliche Durchfahren der Flüssigkeitsansammlung ermöglicht wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann dies als Fahrerunterstützung betrachtet werden. Dem Fahrer kann auf der Anzeigeeinrichtung die ermittelte Flüssigkeitstiefe und eine Kontur unterhalb der Flüssigkeitsansammlungsoberfläche dargestellt werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine weitere Verbesserung durch die Kenntnis einer Fahrzeuggeometrie, die auch als Fahrzeuggeometrieparameter wie beispielsweise einem Radstand und/oder einer zulässigen Wattiefe und/oder einer Bodenfreiheit unterhalb des Fahrzeugs bezeichnet wird, erfolgen.
Innerhalb der Speichereinrichtung werden umfangreiche Daten gespeichert, welche für weitere Fahrzeuge für denselben Streckenabschnitt wichtig sind. Dies trifft vorzüglich, aber nicht ausschließlich für hochautomatisierte Fahrzeuge zu. Gemäß einem Ausführungsbeispiel beinhalten diese Daten Informationen zu den folgenden Fragen: Wie häufig wurde dieser Streckenabschnitt mit der Pfütze von Fahrzeugen durchfahren? Welche Fahrzeugtypen haben diesen Streckenabschnitt durchfahren? Existieren Indikatoren für Durchfahrtsprobleme, die beispielsweise auf eine schmierige Fahrbahn und/oder einer hohen Motorlast (Aufheulen, hohe Drehzahl und/oder Abwürgen des Fahrzeugs) zurückzuführen sind? Steckt ein weiteres Fahrzeug in der Flüssigkeitsansammlung fest? Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden solche Informationen direkt hinterlegt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel kann in einem solchen Fall die Fahrtroute gesperrt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102017010746 A1 [0002]

Claims

Verfahren (500) zum Ermitteln einer Flüssigkeitstiefe (220) einer Flüssigkeitsansammlung (205) auf einer Fahrstrecke (200) eines Fahrzeugs, insbesondere vor einem Fahrzeug (100), wobei das Verfahren (500) die folgenden Schritte umfasst: - Einlesen (505) eines von einer Bilderfassungseinrichtung (127), insbesondere des Fahrzeugs (100), erfassten aktuellen Bildes (130) eines fahrzeugexternen Bereiches (145) der Fahrstrecke (200), in dem die Flüssigkeitsansammlung (205) vorliegt; und - Ermitteln der Flüssigkeitstiefe (220) der Flüssigkeitsansammlung (205) mittels Vergleichens (510) des aktuellen Bildes (130) mit einem in einer Speichereinrichtung (135) gespeicherten Bild (140), das den fahrzeugexternen Bereich (145) ohne Flüssigkeitsansammlung (205) repräsentiert.
Verfahren (500) gemäß Anspruch 1, mit einem Schritt (515) des Aktualisierens des gespeicherten Bildes in der Speichereinrichtung (135) zeitlich vor dem Schritt (510) des Vergleichens, insbesondere wobei der Schritt (515) des Aktualisierens zumindest einmal täglich und/oder wetterabhängig ausgeführt wird.
Verfahren (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (510) des Vergleichens ein Vergleich zwischen einer erkannten topografischen Höhe der Fahrstrecke (200) und/oder einer Flüssigkeitsansammlungsoberfläche aus dem aktuellen Bild (130) mit einer erkannten topografischen Höhe der Fahrstrecke (200) und/oder der Flüssigkeitsansammlungsoberfläche aus dem gespeicherten Bild (140) durchgeführt wird, um die Flüssigkeitstiefe (220) zu ermitteln.
Verfahren (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (510) des Vergleichens ein Tiefenprofil der Fahrstrecke (200) im Bereich der Flüssigkeitsansammlung (205) ermittelt wird.
Verfahren (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (520) des Bereitstellens eines an eine Anzeigeeinrichtung (155), insbesondere des Fahrzeugs (100), auszugebenden Anzeigesignals (150), das eine ermittelte Flüssigkeitstiefe (220) der Flüssigkeitsansammlung (205) und/oder eine Untergrundkontur unterhalb einer Flüssigkeitsansammlungsoberfläche (210) repräsentiert.
Verfahren (550) zur Ermittlung einer Fahrtrajektorie durch eine Flüssigkeitsansammlung (205) auf einer Fahrstrecke (200) vor einem Fahrzeug (100), wobei das Verfahren (550) die folgenden Schritte umfasst: - die Schritte (505, 510, 515, 520) eines Verfahrens (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5; und - Ermitteln (525) der Fahrtrajektorie des Fahrzeugs (100), die eine Fahrtroute durch die Flüssigkeitsansammlung (205) repräsentiert, unter Verwendung der ermittelten Flüssigkeitstiefe (220) der Flüssigkeitsansammlung (205).
Verfahren (550) gemäß Anspruch 6, mit einem Schritt (530) des Erfassens von zumindest einer Wankbewegung und/oder Nickbewegung des Fahrzeugs (100) beim Durchfahren der Flüssigkeitsansammlung (205), um die Flüssigkeitstiefe (220) der Flüssigkeitsansammlung (205) zu plausibilisieren und/oder neu zu bestimmen, insbesondere wobei die Nickbewegung und/oder die Wankbewegung von einer Bilderfassungseinrichtung (127) und/oder einer Trägheitserfassungseinrichtung erfasst wird.
Verfahren (550) gemäß Anspruch 7, mit einem Schritt (535) des Ausgebens eines Speichersignals (175) an eine Schnittstelle zu der Speichereinrichtung (135), um einen die neu bestimmte Flüssigkeitstiefe (220) repräsentierenden Parameter zu dem gespeicherten Bild (140) hinzuzufügen.
Verfahren (550) gemäß Anspruch 7 oder 8, mit einem Schritt (540) des Bereitstellens eines Sendesignals (185) unter Verwendung des Speichersignals (175), um einen die neu bestimmte Flüssigkeitstiefe (220) repräsentierenden Parameter an zumindest ein weiteres Fahrzeug (115) und/oder eine Cloud-Einheit (195) zu senden.
Verfahren (550) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem im Schritt (525) des Ermittelns der Fahrtrajektorie die Fahrtroute unter Verwendung eines Fahrzeuggeometrieparameters des Fahrzeugs (100), insbesondere des Radstands und/oder einer zulässigen Wattiefe und/oder eines Bodenabstands unterhalb des Fahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren (500, 550) gemäß einem der vorherigen Schritte, mit einem Schritt des Steuerns, insbesondere einer Lenk-, Antriebs- und/oder Bremseinheit, des Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von der ermittelten Flüssigkeitstiefe (220) der Flüssigkeitsansammlung (205) und/oder der ermittelten Fahrtrajektorie durch die Flüssigkeitsansammlung (205).
Steuergerät (105, 110), das eingerichtet ist, um die Schritte (505, 510, 515, 520, 525, 530, 535, 540) eines der Verfahren (500, 550) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten auszuführen und/oder anzusteuern.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte (505, 510, 515, 520, 525, 530, 535, 540) des Verfahrens (500, 550) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen und/oder anzusteuern, wenn das Computerprogramm auf einem Steuergerät (105, 110) ausgeführt wird.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist.