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Die vorliegende Erfindung betrifft unter anderem ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs umfasst einen Schritt des Bestimmens einer Position des Fahrzeugs, einen Schritt des Bestimmens eines Sensorhorizonts, wenigstens eines Sensors des Fahrzeugs, abhängig von der Position, einen Schritt des Bestimmens eines Abstands des Fahrzeugs zu einer Grenze des Horizonts und einen Schritt des Betreibens des Fahrzeugs, abhängig von dem Abstand.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs umfasst einen Schritt des Bestimmens einer Position des Fahrzeugs, einen Schritt des Bestimmens eines Sensorhorizonts, wenigstens eines Sensors des Fahrzeugs, abhängig von der Position, einen Schritt des Bestimmens eines Abstands des Fahrzeugs zu einer Grenze des Sensorhorizonts und einen Schritt des Betreibens des Fahrzeugs, abhängig von dem Abstand.
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Unter einem Fahrzeug ist ein manuell betriebenes (ausgebildet gemäß SAE-Level 0) oder ein automatisiertes Fahrzeug (ausgebildet gemäß einem der SAE-Level 1 bis 5) zu verstehen (siehe Norm SAE J3016).
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Unter einer Position des Fahrzeugs ist beispielsweise eine GPS-Position, welche innerhalb eines vorgegebenen Koordinatensystems - wie beispielsweise GNSS-Koordinaten - eindeutig (das bedeutet, dass diese Position eine maximal zulässige Unschärfe nicht überschreitet) angegeben wird, zu verstehen. Dies Position wird beispielsweise mittels eines Navigationssystems und/oder mittels Abgleich von Sensordaten mit einer entsprechenden Karte bestimmt. Unter einem Bestimmen der Position ist entweder das tatsächliche Bestimmen (wie oben beschrieben) oder das Auslesen bzw. Empfangen dieser Position in Form von Datenwerten von einer entsprechenden Positionsbestimmungseinrichtung zu verstehen.
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Unter dem wenigstens einen Sensor ist wenigstens ein Video- und/oder wenigstens ein Radar- und/oder wenigstens ein Lidar- und/oder wenigstens ein Ultraschall- und/oder wenigstens ein weiterer Sensor zu verstehen, welcher dazu ausgebildet ist, die Umgebung des Fahrzeugs - insbesondere in Form von Umgebungsdatenwerten - zu erfassen.
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Unter einem Sensorhorizont sind beispielsweise ein Bereich bzw. eine Umgebung zu verstehen, welcher abhängig von dem wenigstens Sensor - relativ zu dem Fahrzeug - erfasst werden kann. Unter einer Grenze des Sensorhorizonts ist beispielsweise ein Bereich relativ zum Fahrzeug zu verstehen, welche mittels des wenigstens einen Sensors gerade noch derart erfasst werden kann, dass beispielsweise technisch verlässliche bzw. sicherheitsrelevante Aussagen über diesen Bereich bestimmt werden können. Darunter ist beispielsweise zu verstehen, dass Verkehrszeichen und/oder Objekte auf der Fahrbahn, etc. noch eindeutig erfasst und/oder bestimmt bzw. klassifiziert werden können. In einer Ausführungsform wird die Grenze des Sensorhorizonts beispielsweise mittels GPS-Positionen in GNSS-Koordinaten beschrieben.
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Unter einem Bestimmen des Abstands ist beispielsweise zu verstehen, dass ein Abstand zwischen der Position des Fahrzeugs und einer Position der Grenze des Sensorhorizonts bestimmt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren löst vorteilhafterweise die Aufgabe, effizient und schnell einen elektronischen Horizont (hier: Sensorhorizont) für einen oder mehrere Sensoren des Fahrzeugs bereitzustellen, ohne dass beispielsweise sicherheitsrelevante Aspekte für das Fahrzeug vernachlässigt werden. Diese Aufgabe wird gelöst, indem dieser elektronische Horizont nicht in Echtzeit ständig neu berechnet wird, sondern vielmehr einmalig für einen längeren Zeitraum, wobei währenddessen nur die Überwachung eines Abstands des Fahrzeugs zu der Grenze dieses elektronischen Horizonts überwacht wird. Dadurch ist vorteilhafterweise gewährleistet, dass sich das Fahrzeug stets innerhalb eines bekannten elektronischen Horizonts befindet.
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Vorzugsweise umfasst das Betreiben des Fahrzeugs ein Bereitstellen einer Warnung, wenn der Abstand einen vorgegebenen Mindestabstand unterschreitet.
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Unter einem Betreiben des Fahrzeugs ist insbesondere zu verstehen, dass der Abstand mit dem vorgegebenen Mindestabstand verglichen und anschließend ein Signal, welches als Ergebnis diesen Abgleich (beispielsweise größer, viel größer, kleiner, etc.) repräsentiert, zur Weiterverarbeitung - wie beispielsweise das Bereitstellen einer Warnung - bereitgestellt wird.
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Unter einem Bereitstellen einer Warnung ist beispielsweise ein Ausgeben eines visuellen und/oder akustischen und/oder haptischen Signals - mittels einer dafür ausgebildeten Ausgabevorrichtung (Bildschirm, Lautsprecher, vibrationsfähiges Lenkrad, etc.) - zur Wahrnehmung durch einen Insassen des Fahrzeugs zu verstehen. In einer weiteren Ausführungsform ist unter einem Bereitstellen einer Warnung zusätzlich oder alternativ ein Ausgeben bzw. Bereitstellen eines digitalen Signals zu verstehen, welches beispielsweise von einem Steuergerät des Fahrzeugs empfangen und entsprechend verarbeitet werden kann (beispielsweise zum Ausführen einer Quer- und/oder Längssteuerung und/oder zum Ausführen einer Fahrassistenzfunktion, etc.).
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Unter einem vorgegebenen Mindestabstand ist beispielsweise eine als Datenwert hinterlegte - insbesondere sensorspezifische - Längenangabe zu verstehen.
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Vorzugsweise erfolgt das Bestimmen des Sensorhorizonts mittels einer Karte.
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Unter einer Karte ist beispielsweise eine digitale Karte zu verstehen, welche in Form von (Karten-) Datenwerten auf einem Speichermedium vorliegt. Die Karte ist beispielsweise derart ausgebildet, dass eine oder mehrere Kartenschichten umfasst werden, wobei eine Kartenschicht beispielsweise eine Karte aus der Vogelperspektive (Verlauf und Position von Straßen, Gebäuden, Landschaftsmerkmalen, etc.) zeigt. Dies entspricht beispielsweise einer Karte eines Navigationssystems. Eine weitere Kartenschicht umfasst beispielsweise eine Radarkarte, wobei die Umgebungsmerkmale, welche von der Radarkarte abgebildet werden, mit einer Radarsignatur hinterlegt sind. Eine weitere Kartenschicht umfasst beispielsweise eine Lidarkarte, wobei die Umgebungsmerkmale, welche von der Lidarkarte abgebildet werden, mit einer Lidarsignatur hinterlegt sind.
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Das Bestimmen des Sensorhorizonts erfolgt beispielsweise indem die Position des Fahrzeugs mit der Karte verglichen wird, wobei die Karte beispielsweise Bereiche umfasst, welche nicht von dem wenigstens Sensor des Fahrzeugs erfasst werden können (beispielsweise aufgrund eines kurvigen Straßenverlaufs, hohen Gebäuden, Bäume, Brücken, innerstädtische Bereiche, etc.). Entsprechend stellen die Begrenzungen des mittels eines Sensors erfassbaren Bereichs die Grenze des Sensorhorizonts dar. Wird gemäß Abgleich der Position des Fahrzeugs mit der Karte bestimmt, dass keine Begrenzungen vorhanden sind (beispielsweise indem sich das Fahrzeug gemäß seiner Position außerhalb einer Ortschaft auf einer Landstraße, Autobahn, etc. befindet), gilt die maximale Reichweite des wenigstens Sensors (welche als Datenwert hinterlegt ist und entsprechend abgerufen werden kann) als Sensorhorizont. In einer möglichen Ausführungsform ist als Sensorhorizont ein ovaler bzw. kreisförmiger Bereich um das Fahrzeug herum zu verstehen.
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Vorzugsweise wird die Karte wenigstens teilweise, abhängig von der Position des Fahrzeugs, von einem externen Sever empfangen.
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Unter einem wenigstens teilweise Empfangen der Karte ist zu verstehen, dass das Fahrzeug beispielsweise eine Basiskarte umfasst und aktuelle Daten (welche beispielsweise aktuelle Hindernisse, etc. repräsentieren) von dem externen Server empfangen werden. Dies erlaubt eine möglichst vollständige und aktuelle Karte, ohne dass alle Daten übertragen und empfangen werden müssen.
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Vorzugsweise erfolgt das Bestimmen des Sensorhorizonts abhängig von einer Fahrtroute des Fahrzeugs.
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Unter einer Fahrtroute des Fahrzeugs ist beispielsweise eine Trajektorie zu verstehen, welche aller Wahrscheinlichkeit nach innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne von dem Fahrzeug befahren wird. Dies wird beispielsweise ebenfalls mittels der Karte bestimmt, indem eine aktuelle Geschwindigkeit und/oder eine aktuelle Beschleunigung des Fahrzeugs mit den Kartendaten abgeglichen werden. Das Bestimmen der Fahrtroute erfolgt beispielsweise nach dem Bestimmen der Position des Fahrzeugs, indem die relevanten Parameter (aktuelle Geschwindigkeit, aktuelle Beschleunigung, etc.) von einer entsprechenden Einrichtung des Fahrzeugs angefordert und empfangen werden. In einer weiteren Ausführungsform wird die Fahrtroute beispielsweise zusätzlich oder alternativ in Form einer bereits berechneten Route eines Navigationssystems des Fahrzeugs bestimmt, indem diese von dem Navigationssystem angefordert und empfangen wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, ist dazu eingerichtet, alle Schritte des Verfahrens gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen.
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Die Vorrichtung umfasst eine Recheneinheit (Prozessor, Arbeitsspeicher, Festplatte) sowie eine geeignete Software um das Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen. In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Sende- und/oder Empfangseinheit, welche dazu ausgebildet ist, Datenwerte - insbesondere mit einem externen Server bzw. einer Cloud - auszutauschen. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Datenschnittstelle, welche dazu ausgebildet ist, mittels einer von dem Fahrzeug umfassten Sende- und/oder Empfangseinheit Datenwerte - insbesondere mit einem externen Server bzw. einer Cloud - auszutauschen. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Schnittstelle, welche dazu ausgebildet ist, Umgebungsdatenwerte von einer Sensorik des Fahrzeugs zu erfassen. Dabei ist unter einem Erfassen der Umgebungsdatenwerte beispielsweise zu verstehen, dass die Umgebungsdatenwerte mittels der Sensorik erfasst und mittels der Schnittstelle von der Sensorik empfangen werden. Weiterhin umfasst die Vorrichtung beispielsweise eine Schnittstelle, welche mit einer Navigationsvorrichtung derart verbunden ist, dass (Karten-) Datenwerte, welche eine Karte und/oder eine (Fahrt-) Route repräsentieren, zwischen der Vorrichtung und der Navigationsvorrichtung ausgetauscht werden können. In einer Ausführungsform wird die Karte von der Vorrichtung umfasst, indem diese beispielsweise auf der Festplatte gespeichert ist. In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung beispielsweise weiterhin eine Schnittstelle mittels derer eine aktuelle Geschwindigkeit und/oder eine aktuelle Beschleunigung und/oder weitere Parameter angefordert und empfangen werden können.
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Weiterhin wird ein Computerprogramm beansprucht, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen. In einer Ausführungsform entspricht das Computerprogramm der von der Vorrichtung umfassten Software.
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Weiterhin wird ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, beansprucht.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung aufgeführt.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Ablaufdiagramms.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 300 zum Betreiben eines Fahrzeugs 100, 100' unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 110, welche zum Ausführen dieses Verfahrens 300 ausgebildet ist.
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In einem ersten Schritt des Verfahrens 300 wird eine Position 105 des Fahrzeugs 100 bestimmt. Dabei bezieht sich die Position 105 des Fahrzeugs 100 beispielsweise auf eine bestimmte Stelle bzw. einen bestimmten Bereich des Fahrzeugs 100. Abhängig von der Position 105 des Fahrzeugs 100 wird anschließend ein Sensorhorizont 150 - wenigstens eines Sensors 101 des Fahrzeugs 100 - bestimmt.
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Beispielsweise erfolgt das Bestimmen 320 des Sensorhorizonts 150 mittels einer Karte, indem mittels einem ersten Teilschritt, abhängig von der Position 105, bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug 100, 100' auf einer Landstraße befindet. In einer möglichen Ausführungsform wird die Karte wenigstens teilweise, abhängig von der Position 105 des Fahrzeugs 100, 100', von einem externen Sever 200 empfangen.
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In einem zweiten Teilschritt wird eine Fahrtroute 108 des Fahrzeugs - beispielsweise mittels eines von dem Fahrzeug 100, 100' umfassten Navigationssystems - bestimmt.
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In einem dritten Teilschritt erfolgt eine Kombination der Ergebnisse des ersten und des zweiten Teilschritts, indem beispielsweise bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug 100, 100', abhängig von der Fahrtroute 108 und abhängig von der Position 105, auf einem Verkehrsweg befindet, welcher entlang der Fahrtroute 108 für eine bestimmte Distanz (beispielsweise einige Kilometer) keine nennenswerte Kurven bzw. Objekte aufweist, welche zu einer wesentlichen Beschränkung eines Sensorhorizonts 150 eines Sensors 101 (oder auch mehrerer Sensoren 101) des Fahrzeugs führen.
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In einem vierten Teilschritt erfolgt das finale Bestimmen 320 des Sensorhorizonts 150, indem beispielsweise eine maximale Reichweite des Sensors 101 (diese wird entweder von der Vorrichtung 110 umfasst oder kann von der Vorrichtung 110 entsprechend abgerufen und empfangen werden) dazu verwendet wird.
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Die Teilschritte 1 bis 4 bilden dabei gemeinsam den Schritt des Bestimmens 320 des Sensorhorizonts 150.
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Anschließend wird ein (erster) Abstand 160 des Fahrzeugs 100 zu einer Grenze 151 des Sensorhorizonts 150 bestimmt. Hierbei ist unter der Grenze 151 insbesondere wenigstens ein Grenzbereich zu verstehen, welcher sich - abhängig von einer Fahrtroute 108 des Fahrzeugs 100 - vor dem Fahrzeug 100 befindet. Das Bestimmen dieses Abstands 160 erfolgt rein beispielhaft zu einem Zeitpunkt T1. Nach dem Bestimmen 330 des (ersten) Abstands 160 wird das Fahrzeug 100, abhängig von diesem Abstand 160, betrieben. Beispielsweise bewegt sich das Fahrzeugs 100 weiterhin entlang der Fahrtroute 108.
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Zu einem späteren Zeitpunkt T2 wird erneut ein (zweiter) Abstand 170 des Fahrzeugs 100' (welches sich nun entlang der Fahrtroute 108 entsprechend weiterbewegt hat) zu der Grenze 151 des Sensorhorizonts 150 bestimmt. Sowohl die Grenze 151 als auch der Sensorhorizont 150 werden dabei nicht erneut bestimmt. Die Zeitspanne zwischen den einzelnen Zeitpunkten (hier T2 - T1) kann dabei beispielsweise als vorgegebene Größe in der Vorrichtung 110 hinterlegt sein oder als Funktion weiterer Parameter (Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs 100, 100' und/oder Ausgestaltung des Verkehrsweges und/oder Ausgestaltung des wenigstens einen Sensors 101, etc.) berechnet bzw. bestimmt werden. Anschließend wird das Fahrzeug 100, 100', abhängig von dem (zweiten) Abstand 170, betrieben.
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Allgemein umfasst das Betreiben 340 des Fahrzeugs 100, 100' beispielsweise ein Bereitstellen einer Warnung, wenn der Abstand 160, 170 einen vorgegebenen Mindestabstand 180 unterschreitet. Wird dieser Mindestabstand 180, welcher beispielsweise von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100, 100' und/oder von der Ausgestaltung des wenigstens einen Sensors 101 abhängt, unterschritten, beginnt das Verfahren 300 erneut. Somit erfolgt ebenfalls ein erneutes Bestimmen 310 der Position 105 sowie ein erneutes Bestimmen 320 des Sensorhorizonts 150.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahren 300 zum Betreiben 340 eines Fahrzeugs 100, 100'.
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In Schritt 301 startet das Verfahren 300. Dies erfolgt beispielsweise mit dem Starten des Fahrzeugs 100, 100' und/oder mit dem Ausführen einer sensorbasierten Anwendung im Fahrzeug 100, 100' (beispielsweise das Ausführen einer Fahrassistenzfunktion, etc.).
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In Schritt 310 wird eine Position 105 des Fahrzeugs 100, 100' bestimmt.
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In Schritt 320 wird ein Sensorhorizont 150, wenigstens eines Sensors 101 des Fahrzeugs 100, 100', abhängig von der Position 105, bestimmt.
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In Schritt 330 wird ein Abstands 160, 170 des Fahrzeugs 100 zu einer Grenze 151 des Sensorhorizonts 150 bestimmt.
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In Schritt 340 wird das Fahrzeug 100, 100', abhängig von dem Abstand 160, 170, betrieben.
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In einer möglichen Ausführungsform werden die Schritte 330 und 340 als gemeinsamer Schritt 325 periodisch wiederholt, bis beispielsweise der Abstand 160, 170 einen vorgegebenen Mindestabstand 180 unterschreitet.
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In Schritt 350 endet das Verfahren 300, beispielsweise indem das Fahrzeug 100, 100' abgestellt bzw. ausgemacht wird und/oder das Ausführen der sensorbasierten Anwendung beendet ist. Andernfalls werden die einzelnen Schritte (zumindest teilweise) periodisch wiederholt.
