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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung der Längsregelung eines Fahrzeugs mittels Metadaten und ein Verfahren zur Zurverfügungstellung solcher Metadaten. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Assistenzsystem.
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Mittlerweile werden in Kraftfahrzeugen eine Vielzahl von Assistenzsystemen eingesetzt. Hierfür werden im Fahrzeug unter anderem Sensoren zur Überwachung des Fahrzeugumfelds, beispielsweise ein oder mehrere Videokameras oder Sensoren auf Ultraschall-, Radar- oder Laserbasis, verbaut. So kann mit einem Abstandsregeltempomat, häufig auch kurz als ACC (Abkürzung von dem englischen Ausdruck „Adaptive Cruise Control“) bezeichnet, eine adaptive Geschwindigkeitsregelung erfolgen, bei der die Position und die Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs mit einem Sensor ermittelt und die Geschwindigkeit sowie der Abstand des mit dem Abstandsregeltempomat ausgerüsteten nachfolgenden Fahrzeugs entsprechend adaptiv mit einem Motor- und Bremseingriff automatisch geregelt werden. Durch diese automatisierte Längsregelung wird der Fahrer entlastet, sodass beispielsweise lange Autobahnfahrten komfortabler erfolgen können. Ebenso kann dieses, ggfs. in Verbindung mit einen Notbremsassistenten, zur Fahrsicherheit beitragen und eine energieeffizientere Fahrweise ermöglichen.
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Hierbei kann auch eine Kurvenfunktion vorgesehen sein, bei der das Fahrzeug kontinuierlich mittels in einem satellitengestützten Navigationsgerät hinterlegter digitaler Kartendaten den vorausliegenden Streckenbereich „scannt“ und überprüft, ob demnächst eine Kurve durchfahren wird. Dabei können auch Metadaten wie die Krümmungen der Kurven hinterlegt sein, sodass das Assistenzsystem erkennen kann, mit welcher Geschwindigkeit die Kurve komfortabel durchfahren werden kann. Auf diese Weise kann eine zu hohe voreingestellte Geschwindigkeit eines Fahrzeugs vor scharfen Kurven gesenkt werden, und nach der Kurve dann eine Beschleunigung des Fahrzeugs erfolgen bis die voreingestellte Geschwindigkeit wieder erreicht ist.
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Hierfür ist jedoch erforderlich, dass verlässliche Metadaten für die Kurven in den digitalen Kartendaten hinterlegt sind. Dieses ist aber nicht für alle Kurven des öffentlichen Straßennetzes der Fall, obwohl das Straßennetz mittlerweile nahezu vollständig kartographiert worden ist. So kommen beispielsweise laufend neue Straßen zum Straßennetz hinzu oder werden baulich verändert. In einem solchen Fall müssen die neuen Straßen und veränderten Straßenverläufe manuell abgefahren und durch eine geeignete Abtastung kartographiert werden oder anhand von bereitgestellten Zeichnungen der zuständigen Straßenbehörden digitalisiert werden. Erst nach diesem Prozess, der durchaus mehrere Monate dauern kann, kann dann eine Aktualisierung der digitalen Kartendaten erfolgen.
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Vor diesem Hintergrund beschreibt die
DE 10 2008 012 661 A1 eine Einrichtung zur Aktualisierung einer digitalen Karte für ein Fahrzeug, welche eine Vielzahl an Sensoren aufweist, die die aktuelle Verkehrssituation, die Bewegung des Fahrzeugs oder aber auch die Straßenverhältnisse messen. Die Messwerte werden an eine Zentrale übergeben, die diese auswertet und dann entsprechende Aktualisierungsdaten zur Aktualisierung der digitalen Karte an andere Fahrzeuge schickt.
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Weiterhin offenbart die
DE 10 2016 007 567 A1 , dass eine fahrzeugsystemseitige Kommunikationseinrichtung von einer kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung eine Spurkarte empfängt, welche aus tatsächlichen Fahrverläufen weiterer Fahrzeuge in der Vergangenheit von der Recheneinrichtung ermittelte, auf einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs bezogene Bewegungsspuren beschreibt. Eine fahrzeugsystemseitige Steuereinrichtung ermittelt dann in Abhängigkeit der Spurkarte eine durch das Kraftfahrzeug zu befahrende Trajektorie und/oder führt einen Querführungseingriff durch.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Unterstützung der Längsregelung eines Fahrzeugs mittels Metadaten und ein verbessertes Verfahren zur Zurverfügungstellung solcher Metadaten sowie ein entsprechendes Assistenzsystem zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 6 sowie durch ein Assistenzsystem gemäß Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Unterstützung der Längsregelung eines Fahrzeugs mittels Metadaten werden
- - Metadaten zur Unterstützung der Längsregelung vor Befahren eines Streckenabschnitts empfangen, wobei die Metadaten generiert worden sind, indem die von einer Vielzahl von Fahrzeugen bei Durchfahren des gleichen Streckenabschnitts erfassten Parameter des jeweiligen Fahrzeugs und/oder des jeweiligen Fahrzeugumfelds und/oder jeweils zeitbezogene Parameter erfasst und statistisch ausgewertet worden sind; und
- - die Metadaten zur Unterstützung der Längsregelung des Fahrzeugs bei Befahren des gleichen Streckenabschnitts verwendet.
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Die von der Vielzahl von Fahrzeugen erfassten und statistisch ausgewerteten Parameter, im Folgenden auch als Fahrzeugschwarm und Schwarmdaten bezeichnet, liefern so Metadaten, die automatisiert und bei ausreichender Größe des Fahrzeugschwarms auch sehr kurzfristig eine Aktualisierung von digitalen Kartendaten ermöglicht. Diese können dann anderen Fahrzeugen unverzüglich zur Verfügung gestellt werden, so dass Fahrerassistenzsysteme, die diese Metadaten nutzen, eine hohe Genauigkeit und Aktualität aufweisen. Ebenso ist Navigationssystemen mit diesen Metadaten eine optimierte Routenführung möglich, da diese so ebenfalls mit sehr aktuellen und genauen Karten versorgt werden können und in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeugschwarms zu jeder Tages- und Jahreszeit eine optimale Route planen kann. Dieses ist beispielsweise bei Elektrofahrzeugen von großem Vorteil, um die teilweise noch begrenzte Reichweite zu erhöhen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Streckenabschnitt einen Kurvenverlauf, wobei mittels der Metadaten der Kurvenverlauf, insbesondere der Kurvenradius, und/oder eine empfohlene Geschwindigkeit für das Fahrzeug bei Durchfahren des Kurvenverlaufs ermittelt wird.
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Hierbei ist es von Vorteil, wenn
- - für den Streckenabschnitt zusätzlich Sensordaten des Fahrzeugumfelds mit einem oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs erfasst und/oder digitale Kartendaten eines Navigationssystems des Fahrzeugs herangezogen werden; und
- - eine Plausibilisierung durch einen Vergleich der Metadaten mit den erfassten Sensordaten und/oder den digitalen Kartendaten erfolgt.
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Insbesondere ist es von Vorteil, wenn
- - für den Streckenabschnitt ein Gütekriterium für die Metadaten ermittelt wird;
- - das Gütekriterium mit einem vordefinierten Grenzwert verglichen wird; und
- - die Metadaten nur für die automatisierte Längsregelung verwendet werden, wenn das Gütekriterium unter dem vordefinierten Grenzwert liegt.
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Vorzugsweise werden hierbei die Metadaten von einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs für eine automatisierte Längsregelung verwendet.
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Weiterhin werden bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Zurverfügungstellung von Metadaten für die Unterstützung der Längsregelung von Fahrzeugen
- - von einer Vielzahl von Fahrzeugen bei Durchfahren des gleichen Streckenabschnitts Parameter des jeweiligen Fahrzeugs und/oder des jeweiligen Fahrzeugumfelds und/oder jeweils zeitbezogene Parameter erfasst;
- - Metadaten für die Unterstützung der Längsregelung bei Befahren des durchfahrenen Streckenabschnitts generiert, indem die von der Vielzahl von Fahrzeugen erfassten Parameter statistisch ausgewertet werden; und
- - die generierten Metadaten an ein Fahrzeug zur Unterstützung der Längsregelung gesendet, bevor dieses Fahrzeug den Streckenabschnitt befährt, und/oder in einer digitalen Straßenkarte für den Streckenabschnitt vermerkt.
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Vorzugsweise wird hierbei einer oder mehrere der folgenden Parameter des jeweiligen Fahrzeugs sensorisch erfasst:
- - die geographischen Koordinaten;
- - die Gierrate;
- - die Geschwindigkeit;
- - die Querbeschleunigung; und/oder
- - der Lenkwinkel.
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Weiterhin kann vorteilhafterweise einer oder mehrere der folgenden Parameter des jeweiligen Fahrzeugumfelds erfasst werden:
- - die Witterung; und/oder
- - die Lichtverhältnisse.
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Ebenso werden hierbei vorteilhafterweise jeweils einer oder mehrere der folgenden zeitbezogenen Parameter erfasst:
- - die Uhrzeit;
- - das Datum; und/oder
- - der Wochentag.
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Die Erfindung betrifft auch ein Assistenzsystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
- 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 2 zeigt schematisch eine Übersicht von mehreren Schwarmfahrzeugen, die den gleichen Kurvenabschnitt durchfahren und hierbei Parameter an einen Server melden sowie ein Fahrzeug, das basierend darauf generierte Metadaten zur Längsführung des Fahrzeugs bei Befahren des Kurvenabschnitts empfängt.
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Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Verfahrensschritt 1 werden von einer Vielzahl von Fahrzeugen diverse Parameter während des Befahrens eines Streckenabschnitts erfasst. Hierbei werden zum einen die aktuellen Positionsdaten, beispielsweise mit dem satellitengestützten Navigationssystem GPS, bestimmt. Weiterhin kann mit Sensoren der jeweiligen Fahrzeuge das Fahrzeugumfeld erfasst werden. Dieses kann beispielsweise mithilfe mit einer oder mehrerer Kameras des Fahrzeugs, aber auch anderen Sensoren, wie beispielsweise Radar-, Ultraschall- oder Lidarsensoren, erfolgen. Damit können, beispielsweise durch eine Erkennung von Fahrbahnmarkierungen, Leitplanken oder Leitpfosten, Fahrbahnverläufe genau ermittelt werden oder aber auch weitere Parameter wie die aktuelle Witterung, Straßen- oder Lichtverhältnisse bestimmt werden.
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Ebenso können Parameter des jeweiligen Fahrzeugs wie Gierrate, Geschwindigkeit, Querbeschleunigung und/oder Lenkwinkel, die beispielsweise von einem Fahrerassistenzsystem zur elektronischen Stabilitätskontrolle überwacht werden, oder auch zeitbezogene Parameter wie die aktuelle Uhrzeit, das Datum und/oder der Wochentag erfasst werden.
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Die von den Schwarmfahrzeugen erfassten Parameter werden einem Server zugeführt, der in einem Verfahrensschritt 2 mit geeigneten Algorithmen die Parameter statistisch auswertet und basierend darauf Metadaten für den aufgezeichneten Streckenabschnitt erzeugt, die zur Unterstützung der Längsregelung bei einem späteren Befahren des durchfahrenen Streckenabschnitts durch ein Fahrzeug genutzt werden können.
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Die generierten Metadaten werden in einem Verfahrensschritt 3 von dem Server an Fahrzeuge, die Teil des Fahrzeugschwarms sein können oder auch nicht dem Fahrzeugschwarm angehören können, gesendet. Die Übertragung kann hierbei an eine Vielzahl von Fahrzeugen gleichzeitig in Form eines Push-Models erfolgen, sobald neue Metadaten für einen Streckenabschnitt vorliegen. Ebenso kann aber auch in Form eines Pull-Models eine Datenübertragung erst dann erfolgen, wenn die Metadaten von einem Fahrzeug benötigt und daher beim Server angefordert werden.
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Entsprechend werden die Metadaten dann in einem Verfahrensschritt 4 von einem Fahrzeug empfangen, entweder auf Anforderung unmittelbar bevor ein bestimmter Streckenabschnitt befahren wird oder auch unabhängig davon. Im letzteren Fall erfolgt zunächst eine Speicherung der Metadaten in einem Speicher des Fahrzeugs bzw. eine Aktualisierung der digitalen Kartendaten eines im Fahrzeug vorgesehenen Navigationssystems.
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Die generierten Metadaten können dann in einem Verfahrensschritt 5 für eine automatische Regelung der Längsführung genutzt werden, um so beispielsweise in einem teilautonomen oder autonomen Fahrmodus einem Assistenzsystem zu ermöglichen, die aktuelle Geschwindigkeit optimal an den Kurvenverlauf und ggfs. auch äußere Bedingungen wie die Witterung anzupassen. Hierbei kann insbesondere die maximal sicher fahrbare Geschwindigkeit mittels des aus den Metadaten bekannten Kurvenradius und dem Fahrzeugtyp, wie insbesondere PKW, LKW oder Motorrad ermittelt werden. Auch kann beispielsweise bei einem PKW der PKW-Typ, wie beispielsweise Limousine, Sportwagen oder SUV, berücksichtigt werden, da beispielsweise durch die unterschiedliche Ausgestaltung des Fahrgestells unterschiedliche Kurvengeschwindigkeiten möglich sind. Ebenso kann zusätzlich auch ein durch den Fahrzeugnutzer gewählter Fahrmodus, wie beispielsweise „sportlich“ oder „verbrauchsoptimiert“, berücksichtigt werden, um die Geschwindigkeit und gegebenenfalls auch Trajektorie für das Durchfahren der Kurve zu ermitteln.
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Es kann aber auch vorgesehen sein, dem Fahrer in einem manuellen Fahrmodus basierend auf den generierten Metadaten eine Geschwindigkeitsempfehlung für eine bevorstehende Kurve zu geben und so eine vorausschauende und frühzeitig den Gegebenheiten angepasste Fahrweise zu ermöglichen. So kann beispielsweise eine Warnung, dass die aktuelle Geschwindigkeit zu schnell für die bevorstehende Kurve ist, an den Fahrer ausgegeben werden, so dass dieser das Fahrzeug rechtzeitig und ausreichend abbremst. Dieses kann beispielsweise durch eine entsprechende visuelle Anzeige im Kombiinstrument oder Head-up-Display oder eine Sprachausgabe erfolgen.
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Sollten dem Fahrzeug neben den auf den Schwarmdaten basierenden Metadaten noch weitere relevante Informationen, wie Navigationsdaten oder Sensordaten einer Fahrzeugkamera oder eines Radarsensors zur Verfügung stehen, so können diese gemeinsam ausgewertet werden. Hierbei kann es vorkommen, dass Widersprüche zwischen den Schwarmdaten und den weiteren Informationen bestehen. Das Fahrzeug kann dann eine Plausibilisierung durchführen und basierend darauf entscheiden, ob die Längsregelung lediglich basierend auf den durch das Fahrzeug erzeugten bzw. im Fahrzeug vorliegenden Daten erfolgt oder mit Hilfe der Schwarmdaten eine optimierte Regelung erfolgen kann.
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In 2 ist schematisch dargestellt, wie durch einen Fahrzeugschwarm beim Befahren des gleichen Kurvenabschnitts verschiedene Parameter zusammengetragen bzw. gemeldet werden und mittels eines Servers Metadaten für die Längsführung bei Befahren des Kurvenabschnitts generiert und an ein später den gleichen Kurvenabschnitt befahrendes Fahrzeug gesendet werden. Eine Vielzahl von Schwarmfahrzeugen F1 bis Fn befahren hierbei zu unterschiedlichen Zeitpunkten t1 bis tn den gleichen Kurvenabschnitt K.
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Die Schwarmfahrzeuge F1 bis Fn erfassen jeweils bei Befahren des Kurvenabschnitts zu mehreren, kurz aufeinanderfolgenden Zeitpunkten verschiedene Parameter P1,x bis Pn,x, die insbesondere auch ihre jeweilige Position, ermittelt beispielsweise mit einem GPS-Navigationssystem, umfassen. Die ermittelten Parameter werden an einen zentralen Server S gesendet, der als Backend-Server für den Fahrzeugschwarm im Internet bereitgestellt sein kann und Teil einer hier nicht weiter beschriebenen IT-Infrastruktur ist. Die Übertragung erfolgt hierbei über eine drahtlose Datenfunkverbindung zwischen dem jeweiligen Fahrzeug und dem Server S, beispielsweise mittels in den Fahrzeugen vorgesehenen Mobilfunkeinheiten.
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Der Server S wiederum wertet die empfangenen Parametern P1,x bis Pn,x mit geeigneten Algorithmen statistisch aus und generiert basierend auf dem Ergebnis Metadaten M für die Längsführung bei Befahren des Kurvenabschnitts, speichert diese in einer Datenbank und überträgt diese an ein Fahrzeug Fn+1 . Auch diese Übertragung kann insbesondere über ein Mobilfunknetz erfolgen. Bei der statistischen Auswertung der Parameter kann hierbei auch eine Plausibilisierung der verschiedenen Parameter erfolgen, um einen Ausreißer von ermittelten Durchschnittswerten der Parameter, der beispielsweise auf einer besonderen Fahrsituation beruht, zu eliminieren.
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Ebenso kann eine solche Plausibilisierung fahrzeugseitig erfolgen, um zu überprüfen, ob die Schwarmdaten für die Längsregelung bei dem bevorstehenden bzw. gerade befahrenen Streckenabschnitt überhaupt sinnvoll nutzbar sind oder eine Längsregelung gegebenenfalls nur basierend auf den fahrzeugseitig generierten Sensor- und Navigationsdaten stattfinden soll. Hierbei kann auch zunächst ein Abgleich der Schwarm- und Sensordaten durch Korrelationsverfahren erfolgen. Weiterhin können ein oder mehrere Gütekriterien definiert und für diese Grenzwerte festgelegt werden, um fahrzeugseitig entscheiden zu können, ob die auf den Schwarmdaten beruhende Metadaten genutzt werden sollen. Für die Grenzwerte können hierbei wiederum eine Vielzahl von Einflussgrößen vorliegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1 - 5
- Verfahrensschritte
- F1, Fn
- Schwarmfahrzeuge
- Fn+1
- Fahrzeug
- t1, tn, tn+1
- Zeitpunkte der Kurvendurchfahrt
- K
- Kurvenabschnitt
- P1, Pn
- Parameter
- M
- Metadaten
- S
- Server
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008012661 A1 [0005]
- DE 102016007567 A1 [0006]
