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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ändern einer Fahrstrategie eines autonomen Kraftfahrzeugs, eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
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Für autonome Kraftfahrzeuge ist es bekannt, eine sicherheitsoptimierte Navigation durchzuführen, bei der Navigationsrouten anhand von Risikodaten ausgewählt werden. Dabei wird ein Sicherheitsrisiko von Straßenabschnitten und Kreuzungen bewertet und in der Navigationsroutenberechnung gewichtet. Als Ergebnis lässt sich eine Navigationsroute generieren, die einen Kompromiss zwischen der schnellsten und effizientesten Route bei gleichzeitiger Vermeidung von Unfallschwerpunkten darstellt.
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Beispielsweise sind aus der
DE 10 2006 057 428 A1 ein Zielführungsverfahren und eine Anordnung zur Durchführung eines solchen, sowie ein entsprechendes Computerprogramm bekannt, wobei diejenigen Fahrtrouten ausgewählt werden, welche die höchste Sicherheit bei der Befolgung der erforderlichen Fahrmanöver bieten. Hierfür wird vorgeschlagen, Fahrerempfehlungen in Abhängigkeit des Risikos berechneter Routen anzugeben.
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Aus der
EP 0 978 706 A2 sind ein Verfahren und ein System zur Erzeugung einer Navigationsroute bekannt. Ein Navigationssystem für autonome Fahrzeuge generiert Navigationsrouten zwischen einer Initialposition und einem gewünschten Ziel unter Verwendung eines Routenkriteriums, das einen statistischen Risikoindex aufweist.
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Aus der
WO 2017/136525 A1 sind eine subjektive Routenrisikokartierung und Risikominimierung bekannt. Hierbei wird von einer Rechenvorrichtung eine Benutzereingabe empfangen, wenn der Benutzer sich bei einem bestimmten Straßenabschnitt unwohl fühlt, über den das Fahrzeug sich bewegt. Hiermit wird eine subjektive Risikobewertung für eine Mehrzahl von Straßensegmenten entlang einer Route erzeugt, die einer Versicherungspolice bereitgestellt werden können.
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Nachteilig bei bekannten Verfahren ist es, dass durch die Vermeidung bestimmter Navigationsrouten eine längere Fahrtstrecke in Kauf genommen werden kann, wodurch sich eine Fahreffizienz verringert.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerung eines autonomen Kraftfahrzeugs bereitzustellen, durch die ein Kompromiss zwischen verkehrssicherem und verkehrseffizientem Fahren ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Ändern einer Fahrstrategie eines autonomen Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst als Schritt a) ein Bestimmen einer aktuellen Fahrzeugposition durch einen Positionssensor des Kraftfahrzeugs und als einen Schritt b) ein Abrufen von vorbestimmten Risikodaten der aktuellen Fahrzeugposition, wobei die Risikodaten zumindest einen Risikoparameter für eine Fahrzeugumgebung an der aktuellen Fahrzeugposition umfassen, wobei durch den Risikoparameter ein Risiko für eine vorgegebene Gefahrensituation angegeben wird. Mit anderen Worten wird zunächst die Fahrzeugposition durch einen Positionssensor des Kraftfahrzeugs bestimmt, wobei der Positionssensor beispielsweise ein GPS-Sensor sein kann. Anschließend werden Risikodaten abgerufen, beispielsweise von einem Server, die einen oder mehrere Risikoparameter für eine Fahrzeugumgebung um das Kraftfahrzeug an der aktuellen Fahrzeugposition umfassen. Der zumindest eine Risikoparameter kann insbesondere ein Risiko angeben, dass in der Fahrzeugumgebung eine vorgegebene Gefahrensituation häufig auftritt. Beispielsweise kann der Risikoparameter einen Wahrscheinlichkeitswert umfassen, dass ein bestimmter Unfalltyp in einer vorausliegenden Strecke der Fahrzeugumgebung besonders häufig vorkommt. Insbesondere kann durch den oder die Risikoparameter auch angegeben sein, für welche vorgegebene Gefahrensituation das Risiko besteht. Die vorbestimmten Risikodaten können bevorzugt über eine mobile Datenkommunikation abgerufen werden, beispielsweise über WLAN und/oder einem gängigen Mobilkommunikationsstandard. Besonders bevorzugt kann vor Schritt b) geprüft werden, ob für die aktuelle Fahrzeugposition oder die Fahrzeugumgebung an der aktuellen Fahrzeugposition Risikodaten vorhanden sind, wobei das Abrufen der vorbestimmten Risikodaten nur dann durchgeführt wird, falls das bejaht wird.
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Des Weiteren umfasst das Verfahren als Schritt c) ein Erfassen der Fahrzeugumgebung mittels einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs, als Schritt d) ein Bestimmen einer Risikowahrscheinlichkeit durch eine Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs, dass die durch den Risikoparameter vorgegebene Gefahrensituation eintritt, wobei zur Bestimmung der Risikowahrscheinlichkeit zumindest ein durch den Risikoparameter vorgegebener Verkehrsparameter in der erfassten Fahrzeugumgebung analysiert wird und als Schritt e) ein Ändern der Fahrstrategie des autonomen Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der Risikowahrscheinlichkeit. Das bedeutet, dass nach oder während dem Abrufen der vorbestimmten Risikodaten der aktuellen Fahrzeugposition die Fahrzeugumgebung mittels einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs erfasst wird, wobei die Fahrzeugumgebung dann daraufhin analysiert werden kann, ob ein durch den Risikoparameter vorgegebener Verkehrsparameter vorliegt. Die Sensoreinrichtung kann vorzugsweise eine Fahrzeugkamera, ein Radar, insbesondere ein Lidar, und/oder einen Ultraschallsensor umfassen. Der Verkehrsparameter kann beispielsweise andere Verkehrsteilnehmer, eine Straßenbeschaffenheit, eine Tageszeit, ein Wetter und/oder Baustellen umfassen. Vorzugsweise kann eine Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs, die beispielsweise als Computer ausgebildet sein kann, aus dem Risikoparameter und dem erfassten Verkehrsparameter der Fahrzeugumgebung eine Risikowahrscheinlichkeit berechnen, dass die durch den Risikoparameter vorgegebene Gefahrensituation eintritt. Das bedeutet, dass die Recheneinrichtung bestimmt, wie hoch die Wahrscheinlichkeit dafür ist, dass das Kraftfahrzeug in die Gefahrensituation gerät, die durch die Risikodaten vorgegeben ist.
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Beispielsweise kann die Gefahrensituation eine Vorfahrtsverletzung an einer Kreuzung sein, wobei der Verkehrsparameter, der von der Sensoreinrichtung überwacht wird, ein anderer Verkehrsteilnehmer sein kann, der sich insbesondere an der Kreuzung befindet. Falls beispielsweise von der Sensoreinrichtung festgestellt wird, dass sich kein weiterer Verkehrsteilnehmer an der Kreuzung befindet, kann die Risikowahrscheinlichkeit minimal sein, insbesondere bei 0 Prozent, da kein Verkehrsteilnehmer vorhanden ist, der eine Vorfahrt verletzen könnte. Vorzugsweise können verschiedene Verkehrsparameter, die durch die Sensoreinrichtung erfasst werden können, zu der Risikowahrscheinlichkeit beitragen. Das heißt, dass die Risikowahrscheinlichkeit aus mehreren erfassten Verkehrsparametern zusammengesetzt werden kann, sodass eine Wahrscheinlichkeit für ein Eintreten der vorgegebenen Gefahrensituation bestimmt werden kann.
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Nach Bestimmung der Risikowahrscheinlichkeit, kann die Fahrstrategie des autonomen Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der zuvor bestimmten Risikowahrscheinlichkeit geändert werden. Mit Fahrstrategie ist hierbei ein Fahrverhalten des autonomen Kraftfahrzeugs gemeint, wobei das Fahrverhalten beispielsweise zur Erhöhung einer Sicherheit angepasst werden kann. Das Ändern der Fahrstrategie kann beispielsweise von der Recheneinrichtung durchgeführt werden, die vorzugsweise auf Fahrzeugfunktionen des Kraftfahrzeugs zur Fahrsteuerung zugreifen kann.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass zu jedem Zeitpunkt und jedem Ort eine optimale Fahrstrategie festgelegt werden kann und dem autonomen Kraftfahrzeug ein Verständnis für den Ort und die Verkehrssituation, die dort entstehen kann, implementiert werden kann. Somit können auch risikobehaftete Navigationsrouten befahren werden, ohne eine Sicherheit des Kraftfahrzeugs zu gefährden. Durch die Befahrung aller Navigationsrouten kann zusätzlich ein verkehrseffizienteres Navigieren ermöglicht werden, da auch zeitsparende Routen, die möglicherweise ein höheres Risiko aufweisen, sicher befahren werden können. Insbesondere kann in Abhängigkeit der Risikowahrscheinlichkeit die Fahrstrategie auf einen Kompromiss zwischen sicherem und verkehrseffizientem Fahren optimiert werden. Das heißt, dass die Fahrstrategie derart angepasst werden kann, dass sich das Kraftfahrzeug so schnell und sicher wie möglich bewegen kann. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug kontinuierlich die Risikowahrscheinlichkeit bestimmen und die Fahrstrategie entsprechend anpassen, um für jeden Zeitpunkt die optimale Fahrstrategie zu erreichen. Beispielsweise kann für einen Fahrbahnabschnitt eine hohe Risikowahrscheinlichkeit bestimmt werden, wodurch das Fahrzeug auf einen Sicherheitswert abgebremst werden kann, der neben Sicherheitskriterien auch nach Effizienzkriterien festgelegt sein kann, beispielsweise um nachfahrende Fahrzeuge nicht zu behindern oder zu gefährden. Hierzu können beispielsweise Fahrzeugflottendaten verwendet werden, aus denen für jede Risikowahrscheinlichkeit der optimale Kompromiss zwischen sicherem und verkehrseffizientem Fahren bestimmt werden kann.
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Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass zur Anpassung der Fahrstrategie eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder ein Fahrzeugabstand angepasst wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann insbesondere bei Auftreten einer hohen Risikowahrscheinlichkeit reduziert werden. Das heißt, das Kraftfahrzeug kann abgebremst werden, um ein Risiko zu minimieren. Falls eine niedrige Risikowahrscheinlichkeit festgestellt wird, kann das Fahrzeug vorzugsweise eine Fahrt mit einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit fortsetzen. Insbesondere kann die Fahrzeuggeschwindigkeit durch eine von der Risikowahrscheinlichkeit abhängigen Funktion angepasst werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein Fahrzeugabstand angepasst werden. Mit Fahrzeugabstand kann ein Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug gemeint sein und/oder ein Abstand zu einer Straßenseite, beispielsweise zu einem Bürgersteig. Zum Beispiel kann der Risikoparameter umfassen, dass es in der Fahrzeugumgebung an der aktuellen Fahrzeugposition oft zu Gefahrensituationen aufgrund von Fußgängern kommt, die die Fahrbahn betreten, wobei beispielsweise bei einer Risikowahrscheinlichkeit über einem vorgegebenen Schwellenwert ein Fahrzeugabstand zu dem Fußgänger unter Berücksichtigung einer Fahrbahnbreite maximiert werden kann und zusätzlich das Kraftfahrzeug auf einen vorgegebenen Geschwindigkeitswert abgebremst werden kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine Sicherheit für das Kraftfahrzeug und weitere Verkehrsteilnehmer erhöht werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass vorgegebene Wertebereiche für die Risikowahrscheinlichkeit bereitgestellt werden, wobei die Fahrstrategie in Abhängigkeit des Wertebereichs, in dem die Risikowahrscheinlichkeit liegt, geändert wird. Mit anderen Worten kann die Risikowahrscheinlichkeit in mehrere Wertebereiche unterteilt sein, wobei für jeden Wertebereich eine auf das Risiko angepasste Fahrstrategie vorgegeben ist. Beispielsweise kann die Recheneinrichtung überprüfen, in welchem der Wertebereiche die Risikowahrscheinlichkeit liegt, in Abhängigkeit davon hinterlegte Steuerparameter zur Änderung der Fahrstrategie abgerufen werden können. Die Wertebereiche können beispielsweise Bereiche für niedriges, mittleres und hohes Risiko umfassen, wobei für jeden dieser Bereiche unterschiedliche Fahreigenschaften zur Änderung der Fahrstrategie vorgegeben sein können. Vorzugsweise können auch mehrere Wertebereiche vorgegeben werden, beispielsweise für jeden Prozentpunkt der Risikowahrscheinlichkeit ein eigener. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass die Fahrstrategie individuell an die Risikowahrscheinlichkeit angepasst werden kann und somit ein sicheres und effizientes Fahren ermöglicht wird.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Risikodaten für eine vorbestimmte Navigationsroute vor einem Fahrbeginn von einem Server abgerufen werden. Mit anderen Worten, können alle Risikodaten der Navigationsroute von einem Server in einen Speicher des Kraftfahrzeugs geladen werden, von wo sie dann in Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeugposition abgerufen werden können. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Risikodaten bei einer bekannten Navigationsroute auch bei einem Verbindungsabbruch einer mobilen Datenkommunikation im Kraftfahrzeug verfügbar sein.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Risikowahrscheinlichkeit aus einer Kombination eines Risikoparameterwerts des Risikoparameters und eines Verkehrsparameterwerts des Verkehrsparameters bestimmt wird. Der Risikoparameterwert und der Verkehrsparameterwert können jeweils eine Wahrscheinlichkeit angeben, mit der die Gefahrensituation auftreten kann, wobei die Risikowahrscheinlichkeit aus einer Kombination beider Werte bestimmt werden kann. Beispielsweise kann aus den Risikodaten bekannt sein, dass ein 10 prozentiges Risiko für die vorgegebene Gefahrensituation an einem bestimmten Straßenabschnitt besteht, wobei beispielsweise durch die Überwachung des Verkehrsparameters eine bestimmte Verkehrskonstellation erkannt werden kann, wodurch die Risikowahrscheinlichkeit zusätzlich um 20 Prozent erhöht werden kann, was eine kombinierte Risikowahrscheinlichkeit von 30 Prozent ergibt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Anpassung der Fahrstrategie weiter verbessert werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Risikodaten aus einer Unfallstatistik und/oder einem Algorithmus für maschinelles Lernen und/oder einer Surrogat-Sicherheitsmessung vorbestimmt werden. Die Unfallstatistik kann beispielsweise eine Anzahl von Unfällen an einer bestimmten Position beziehungsweise an einem bestimmten Straßenabschnitt, wie einer Kreuzung, angeben. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Risikodaten aus einem Algorithmus für maschinelles Lernen erzeugt werden. Beispielsweise können Fahrzeugdaten mehrerer autonom fahrender Fahrzeuge, die bestimmte Straßenabschnitte bereits durchfahren haben, von dem Algorithmus für maschinelles Lernen analysiert werden, wobei Gefahrensituationen, die für den Straßenabschnitt auftreten können, beispielsweise aus bekannten Mustern für Gefahrensituationen erkannt werden können. Eine weitere alternative oder zusätzliche Möglichkeit zur Vorbestimmung der Risikodaten ist eine Surrogat-Sicherheitsmessung („Surrogate Safety Measure“), mittels der ein Sicherheitsrisiko bestimmt werden kann, beispielsweise für bestimmte Straßenabschnitte und Kreuzungen. Surrogat-Sicherheitsmessungen können definiert werden, als Messungen, die dazu dienen, eine Beziehung zwischen zwei Verkehrsteilnehmern bei einem Verkehrsereignis zu beschreiben, um die Unfallwahrscheinlichkeit und/oder die potentielle Unfallschwere zu quantifizieren. Surrogat-Sicherheitsmessungen sind hierbei weit verbreitete und bekannte Methoden zur Identifizierung zukünftiger Gefahrensituationen, beispielsweise zur Bestimmung eines Auftretens von Auffahrunfällen.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass zur Bestimmung der Risikowahrscheinlichkeit als Verkehrsparameter zumindest ein Verkehrsteilnehmer analysiert wird, wobei eine Art des Verkehrsteilnehmers und/oder eine Position des Verkehrsteilnehmers und/oder eine Geschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers und/oder eine Bewegungsrichtung des Verkehrsteilnehmers und/oder eine Anzahl von Verkehrsteilnehmern analysiert wird. Mit anderen Worten kann beispielsweise die Sensoreinrichtung die Fahrzeugumgebung aufnehmen, in der sich ein oder mehrere Verkehrsteilnehmer befinden. Hierzu kann die Sensoreinrichtung vorzugsweise die Fahrzeugumgebung mittels einer Fahrzeugkamera aufnehmen. Die Recheneinrichtung kann anschließend die aufgenommene Fahrzeugumgebung daraufhin untersuchen, wo sich wie viele Verkehrsteilnehmer befinden, wobei zusätzlich eine Art des Verkehrsteilnehmers, beispielsweise ob es sich um einen Fußgänger, insbesondere ein Kind oder einen erwachsenen Fußgänger, ein anderes Fahrzeug, beispielsweise ein Lastkraftwagen oder ein Personenkraftwagen, oder um ein Tier handelt. Des Weiteren kann eine Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des Verkehrsteilnehmers festgestellt werden, beispielsweise ob sich der Verkehrsteilnehmer mit hoher Geschwindigkeit auf eine Fahrbahn des Kraftfahrzeugs zu bewegt oder nicht. Diese Analyse der Verkehrsparameter kann beispielsweise von einem Bilderkennungsalgorithmus durchgeführt werden, der die aufgenommene Fahrzeugumgebung analysiert. Je nachdem, welche die oben genannten Parameter bewertet werden, kann eine unterschiedlich hohe Risikowahrscheinlichkeit vorliegen, die sich insbesondere aus einer Summe aller Einzelwahrscheinlichkeiten der einzelnen Verkehrsparameter zusammensetzen kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass die Risikowahrscheinlichkeit genauer bestimmt werden kann.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass durch den Risikoparameter unterschieden wird, zwischen einem Fahrunfall, einem Abbiegeunfall, einem Einbiegeunfall, einem Überschreitenunfall, einem Unfall durch ruhenden Verkehr und/oder einem Unfall im Längsverkehr. Ein Fahrunfall bezeichnet hierbei einen Unfall, der durch einen Verlust der Kontrolle über ein Fahrzeug, beispielsweise wegen nicht angepasster Geschwindigkeit oder falscher Einschätzung des Straßenverlaufs, des Straßenzustandes oder ähnlichem ausgelöst wird. Ein Abbiegeunfall kann einen Unfall umfassen, der durch einen Konflikt zwischen einem Abbieger und einem aus gleicher oder entgegengesetzter Richtung kommenden Verkehrsteilnehmer, insbesondere auch einem Fußgänger, beispielsweise an Kreuzungen, Einmündungen, Grundstücks- oder Parkplatzzufahrten ausgelöst wird. Ein Einbiegeunfall kann beispielsweise durch einen Konflikt zwischen einem einbiegenden oder kreuzenden wartepflichtigen und einem vorfahrtberechtigten Fahrzeug an Kreuzungen, Einmündungen oder Ausfahrten von Grundstücken und Parkplätzen ausgelöst werden. Ein Überschreitenunfall kann beispielsweise durch einen Konflikt zwischen einem Fahrzeug und einem Fußgänger auf der Fahrbahn, der die Fahrbahn kreuzen möchte, ausgelöst werden. Ein Unfall durch ruhenden Verkehr kann beispielsweise durch einen Konflikt zwischen einem Fahrzeug des fließenden Verkehrs und einem Fahrzeug, das parkt, hält beziehungsweise Fahrmanöver im Zusammenhang mit dem Parken/Halten durchführt, ausgelöst werden. Ein Unfall im Längsverkehr kann beispielsweise durch einen Konflikt zwischen Verkehrsteilnehmern, die sich in gleicher oder entgegengesetzter Richtung bewegen, ausgelöst werden. Vorzugsweise kann der Risikoparameter auch sonstige Unfälle berücksichtigen, die keiner der oben genannten Kategorien zugeordnet werden können, beispielsweise einen Unfall durch Wenden und/oder Rückwärtsfahren oder einen Unfall aufgrund eines Hindernisses oder Tier auf der Fahrbahn.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung zumindest einen Positionssensor, eine Sensoreinrichtung und eine Recheneinrichtung aufweist, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen durchzuführen. Hierbei ergeben sich gleiche Vorteile und Variationsmöglichkeiten wie bei dem Verfahren.
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Erfindungsgemäß ist auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Zu der Erfindung gehört auch die Steuervorrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuervorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 ein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
- 2 ein schematisches Verfahrensdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 mit einer schematisch dargestellten Vorrichtung 12 zur Anpassung einer Fahrstrategie des Kraftfahrzeugs 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Kraftfahrzeug 10 kann ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug 10 sein, das heißt ein Fahrzeug, das ohne Einfluss eines Fahrers gesteuert werden kann.
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Die Vorrichtung 12 kann zumindest einen Positionssensor 14, eine Sensoreinrichtung 16 und eine Recheneinrichtung 18 aufweisen. Zusätzlich kann die Vorrichtung 12 ein Funkmodul 20 aufweisen, mittels dem Daten kabellos übertragen werden können.
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Der Positionssensor 14 kann dazu ausgebildet sein, eine aktuelle Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs 10 zu bestimmen. Die aktuelle Fahrzeugposition kann beispielsweise über das Funkmodul 20 einem Server (nicht gezeigt) übermittelt werden. Der Server kann vorzugsweise prüfen, ob für die Fahrzeugposition vorbestimmte Risikodaten vorliegen, wobei falls Risikodaten vorliegen, können diese für die aktuelle Fahrzeugposition von dem Server abgerufen werden. Die Risikodaten umfassen vorzugsweise zumindest einen Risikoparameter für eine Fahrzeugumgebung des Kraftfahrzeugs 10 an der aktuellen Fahrzeugposition, wobei durch den Risikoparameter ein Risiko für eine vorgegebene Gefahrensituation angegeben wird. Beispielsweise kann der Risikoparameter umfassen, dass in der Fahrzeugumgebung der aktuellen Fahrzeugposition oft eine Gefahrensituation aufgrund eines sogenannten „Überschreitenunfalls“ auftreten. Das bedeutet, es kann an einem vorausliegenden Straßenabschnitt des Kraftfahrzeugs 10 zu einer erhöhten Unfallgefahr aufgrund einer Fahrbahnüberquerung eines Passanten kommen. Diese Risikodaten mit dem Risikoparameter können beispielsweise aus einer Unfallstatistik vorbestimmt sein und einen Risikoparameterwert angeben, mit welcher Wahrscheinlichkeit beziehungsweise wie oft ein solcher Unfall auftritt.
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Die Sensoreinrichtung 16 der Vorrichtung 12 kann dazu ausgebildet sein, die Fahrzeugumgebung der aktuellen Fahrzeugposition zu erfassen, wobei die Sensoreinrichtung 16 hierfür beispielsweise eine Fahrzeugkamera (nicht gezeigt) aufweisen kann, die die Fahrzeugumgebung aufnimmt. Die aufgenommenen Daten der Sensoreinrichtung 16 können dann durch die Recheneinrichtung 18 auf Vorliegen zumindest eines durch den Risikoparameter vorgegebenen Verkehrsparameters analysiert werden. Das bedeutet, dass beispielsweise ein Bilderkennungsalgorithmus Verkehrsparameter in der Fahrzeugumgebung überwacht, wobei der oder die Verkehrsparameter typischerweise bei der Gefahrensituation auftreten. Insbesondere kann der zumindest eine Verkehrsparameter durch den Risikoparameter vorgegeben sein. Beispielsweise kann im Fall der Fahrbahnüberquerung durch einen Passanten durch die Sensoreinrichtung 16 überprüft werden, ob sich in der Fahrzeugumgebung an der aktuellen Fahrzeugposition ein Passant aufhält. Des Weiteren kann überprüft werden, um welche Art des Verkehrsteilnehmers es sich handelt, beispielsweise einen Erwachsenen oder ein Kind, wobei für ein Kind ein Risiko einer Gefahrensituation erhöht sein kann, dass dieses die Fahrbahn betritt. Des Weiteren kann zusätzlich eine Geschwindigkeit, Position und Bewegungsrichtung des Verkehrsteilnehmers analysiert werden, beispielsweise ob sich der Fußgänger in der Nähe der Fahrbahn befindet und sich in Richtung der Fahrbahn bewegt. Aus diesen Verkehrsparametern kann dann die Recheneinrichtung 18 eine Risikowahrscheinlichkeit bestimmen, dass die durch den Risikoparameter vorgegebene Gefahrensituation eintritt. Beispielsweise kann die Risikowahrscheinlichkeit durch einen oder mehrere Verkehrsparameter erhöht oder verringert werden.
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Wird beispielsweise festgestellt, dass sich in der Fahrzeugumgebung der aktuellen Fahrzeugposition kein Passant befindet, kann die Risikowahrscheinlichkeit, dass ein Fußgänger die Fahrbahn betritt, bei 0 Prozent liegen und das Kraftfahrzeug 10 kann mit erlaubter Höchstgeschwindigkeit weiterfahren. Wird jedoch ein Passant in der Fahrzeugumgebung erkannt, kann sich die Risikowahrscheinlichkeit um einen vorgegebenen Wert erhöhen, wobei je nachdem, ob der Passant weit von der Fahrbahn entfernt ist oder nicht und ob sich der Passant auf die Fahrbahn zu bewegt, die Risikowahrscheinlichkeit weiter erhöht werden kann, bis zu einer maximalen Risikowahrscheinlichkeit von 100 Prozent, was bedeuten würde, dass die Gefahrensituation eintritt.
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Anschließend kann basierend auf der bestimmten Risikowahrscheinlichkeit eine Fahrstrategie des Kraftfahrzeugs 10 angepasst werden, beispielsweise durch die Recheneinrichtung 18, die das Kraftfahrzeug 10 dazu ansteuern kann, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einen Fahrzeugabstand anzupassen. Hierzu kann die Risikowahrscheinlichkeit in vorgegebene Wertebereiche aufgeteilt sein, die beispielsweise angeben, wie hoch das Risiko eingeschätzt wird, dass die Gefahrensituation eintritt und welche Maßnahmen zu treffen sind. Das bedeutet, dass je nachdem in welchen Wertebereich die Risikowahrscheinlichkeit liegt, kann das Kraftfahrzeug zum Ändern der Fahrstrategie gemäß vorgegebenen Fahrstrategieeinstellungen, die von dem jeweiligen Wertebereich abhängen, angesteuert werden.
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Insbesondere kann die Fahrstrategie derart angepasst werden, dass ein sicheres und zugleich verkehrseffizientes Fahren ermöglicht wird. Beispielsweise kann bei einer mittleren Risikowahrscheinlichkeit ein Fahrzeugabstand zu einer Straßenseite unter Berücksichtigung einer Fahrbahnbreite maximiert werden, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit nur geringfügig reduziert werden kann, um sicher und zugleich effizient zu fahren.
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Zusätzlich können auch weitere Gefahrensituationen für eine bestimmte Fahrzeugumgebung an der aktuellen Fahrzeugposition vorliegen, wobei die Vorrichtung 12 vorzugsweise mehrere Risikoparameter gleichzeitig beziehungsweise kurz hintereinander verarbeiten kann. Die Risikowahrscheinlichkeit kann insbesondere für jeden Risikoparameter separat bestimmt werden, wobei die Fahrstrategie des Kraftfahrzeugs 10 vorzugsweise gemäß dem Risikoparameter angepasst werden kann, der die höchste Risikowahrscheinlichkeit aufweist. Das heißt, dass beispielsweise neben der Gefahrensituation des überquerenden Passanten auch eine Kreuzung mit oft auftretender Vorfahrtsverletzung vorhanden sein kann und es zusätzlich an der Kreuzung oft zu Auffahrunfällen kommt. Diese jeweiligen Risikoparameter können eigene vorgegebene Verkehrsparameter aufweisen, die durch die Sensoreinrichtung 16 des Kraftfahrzeugs 10 erfasst und durch die Recheneinrichtung 18 zur Berechnung der jeweiligen Risikowahrscheinlichkeit analysiert werden können. Vorzugsweise kann nach Passieren einer Gefahrenstelle, an der zumindest ein Risikoparameter vorliegt, bestimmt werden, dass für eine neue, aktualisierte Fahrzeugposition keine Risikodaten vorliegen, wodurch die Fahrstrategie wieder auf ein verkehrseffizientes Fahren angepasst werden kann. Das heißt, dass beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit wieder auf einen maximal zulässigen Geschwindigkeitswert erhöht werden kann.
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In 2 ist ein beispielhaftes Verfahrensdiagramm zum Ändern einer Fahrstrategie eines autonomen Kraftfahrzeugs 10 dargestellt. In einem Schritt S10 wird eine aktuelle Fahrzeugposition durch einen Positionssensor 14 des Kraftfahrzeugs 10 bestimmt. In einem Schritt S12 werden vorbestimmte Risikodaten der aktuellen Fahrzeugposition abgerufen, wobei die Risikodaten zumindest einen Risikoparameter für eine Fahrzeugumgebung an der aktuellen Fahrzeugposition umfassen, wobei durch den Risikoparameter ein Risiko für eine vorgegebene Gefahrensituation angegeben wird.
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In einem Schritt S14 kann die Fahrzeugumgebung mittels einer Sensoreinrichtung 16 des Kraftfahrzeugs 10 erfasst werden. Hierzu kann die Fahrzeugumgebung beispielsweise mittels eines Laserradars oder einer Fahrzeugkamera aufgenommen werden. Aus der so erfassten Fahrzeugumgebung kann in einem Schritt S16 eine Risikowahrscheinlichkeit durch eine Recheneinrichtung 18 des Kraftfahrzeugs 10 bestimmt werden, dass die durch den Risikoparameter vorgegebene Gefahrensituation eintritt. Hierbei wird zur Bestimmung der Risikowahrscheinlichkeit zumindest ein durch den Risikoparameter vorgegebener Verkehrsparameter in der erfassten Fahrzeugumgebung analysiert. Das heißt, dass die durch die Sensoreinrichtung 16 erfasste Fahrzeugumgebung daraufhin überprüft wird, ob ein oder mehrere vorgegebene Verkehrsparameter in der Fahrzeugumgebung vorliegen, die die Risikowahrscheinlichkeit für das Eintreten der Gefahrensituation erhöhen. Schließlich kann in einem Schritt S18 die Fahrstrategie des autonomen Kraftfahrzeugs 10 in Abhängigkeit der durch die Recheneinrichtung 18 bestimmten Risikowahrscheinlichkeit angepasst werden.
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In einem weiteren beispielhaften Aspekt wird auf Basis von Unfallstatistiken und Surrogate Safety Measures aus Fahrzeugdaten ein Sicherheitsrisiko von Straßenabschnitten und Kreuzungen bewertet. Dieses Sicherheitsrisiko wird weiter differenziert, indem nicht jedem Straßenabschnitt ein einzelner Risikofaktor zugewiesen wird, sondern das Risiko für verschiedene Typen von kritischen Situationen, zum Beispiel Vorfahrtsverletzungen, einzeln bewertet wird. Diese ortsabhängige Bewertung wird während der Fahrt eines automatisierten Kraftfahrzeugs 10 mit der Umfelderfassung (Sensoreinrichtung 16) des Fahrzeugs 10 fusioniert und eine Situationseinschätzung (Risikowahrscheinlichkeit) vorgenommen. Die Fahrstrategie des Fahrzeugs 10 kann daraufhin auf Basis dieser digitalen Ortskundigkeit angepasst werden, um an jedem Ort einen optimalen Kompromiss zwischen sicherem und verkehrseffizientem Fahren zu finden.
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Beispielsweise kann auf Basis von Unfalldaten und aufgezeichneten Fahrzeugdaten ermittelt werden, welche menschlichen Fehler an welchem Ort auftreten. Diese können die Grundlage für ein Verständnis beschreiben, welche sicherheitskritischen Situationen an welchem Ort auftreten können. Dieses Wissen kann in einer Datenbank abgespeichert werden und mit einem automatisierten Fahrzeug geteilt und regelmäßig aktualisiert werden. Durch mehrere automatisierte Fahrzeuge im Straßenverkehr können beispielsweise auch Fehler von automatisierten Fahrzeugen aufgezeichnet werden und als Risikodaten in der Datenbank abgespeichert werden. Aus diesen Risikodaten können dann „Hotspots“ von Fehlern, zum Beispiel in der Umfelderfassung oder in der Logik der Entscheidungsfindung von automatisierten Fahrzeugen, identifiziert werden und für eine Anpassung der Fahrstrategie verwendet werden.
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Somit kann bei einem automatisierten Fahren im Mischverkehr der Stadt ein Kompromiss zwischen sicherem und effizientem Fahren gefunden werden. Am sichersten kommt das Fahrzeug von A nach B, wenn es zu jedem Zeitpunkt damit rechnen, dass zum Beispiel ein Fußgänger vom Bürgersteig auf die Straße springt, oder ein Fahrzeug die Vorfahrtsregelung missachtet. Aus Sicht der Verkehrssicherheit wäre dementsprechend eine minimale Fahrzeuggeschwindigkeit ideal. Aus Sicht der Verkehrseffizienz, aber auch aus Sicht der Insassen des automatisierten Fahrzeugs, ist, insbesondere im urbanen Raum, eine Fahrtgeschwindigkeit nah an der maximal zugelassenen Höchstgeschwindigkeit erstrebenswert. Um zu jedem Zeitpunkt die optimale Fahrstrategie festzulegen, ist es unerlässlich, dass dem automatisierten Fahrzeug ein Verständnis für den Ort und die Verkehrssituation, die dort entstehen kann, implementiert wird.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine digitale Ortskundigkeit für ein autonomes Kraftfahrzeug 10 bereitgestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006057428 A1 [0003]
- EP 0978706 A2 [0004]
- WO 2017/136525 A1 [0005]
