DE102020207451A1 - Position-dependent adaptation of a driving function of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Gemäß einem Verfahren zur positionsabhängigen Anpassung einer wenigstens teilweise automatischen Fahrfunktion eines Kraftfahrzeugs (1) wird ein Bodenradarprofil eines Untergrunds (7) erzeugt und mittels einer Recheneinheit (8) mit kartierten Referenzdaten verglichen, um eine Position des Kraftfahrzeugs (1) zu bestimmen. Die wenigstens teilweise automatische Fahrfunktion wird abhängig von der Position des Kraftfahrzeugs (1) mittels der Recheneinheit angepasst.According to a method for the position-dependent adaptation of an at least partially automatic driving function of a motor vehicle (1), a ground radar profile of an underground (7) is generated and compared with mapped reference data by means of a computing unit (8) in order to determine a position of the motor vehicle (1). The at least partially automatic driving function is adjusted by the computing unit depending on the position of the motor vehicle (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur positionsabhängigen Anpassung einer wenigstens teilweise automatischen Fahrfunktion eines Kraftfahrzeugs, ein elektronisches Fahrzeugführungssystem und ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to a method and a system for position-dependent adaptation of an at least partially automatic driving function of a motor vehicle, an electronic vehicle guidance system and a motor vehicle.
Teilweise oder vollständig automatisierte Fahrfunktionen von Kraftfahrzeugen sind teilweise nur in bestimmten Bereichen zulässig oder können nur dort sicher durchgeführt werden. Bestimmte Funktionen zum automatischen Einparken können beispielsweise nur in definierten Parkbereichen vorgesehen sein. Insbesondere können entsprechende funktionale Beschränkungen vorliegen oder regulatorische Beschränkungen vorgesehen sein. Es ist daher erforderlich, zur Aktivierung der Fahrfunktion und während des Betriebs der Fahrfunktion sicherzustellen, dass sich das Kraftfahrzeug in einem entsprechenden zugelassenen Bereich befindet.Partially or fully automated driving functions of motor vehicles are sometimes only permitted in certain areas or can only be carried out safely there. Certain functions for automatic parking can, for example, only be provided in defined parking areas. In particular, there may be corresponding functional restrictions or regulatory restrictions may be provided. It is therefore necessary, in order to activate the driving function and during the operation of the driving function, to ensure that the motor vehicle is located in a correspondingly permitted area.
Bei bekannten Kraftfahrzeugen wird dazu eine virtuelle Einzäunung (englisch: „geofencing“) verwendet, wobei per GPS überprüft wird, ob sich das Kraftfahrzeug in dem entsprechenden Bereich befindet. Eine andere Möglichkeit stellt die physische Eingrenzung des Bereichs, beispielsweise durch einen Zaun, dar.In known motor vehicles, a virtual fence (English: “geofencing”) is used for this purpose, with GPS checking whether the motor vehicle is in the corresponding area. Another possibility is the physical delimitation of the area, for example with a fence.
Diese Ansätze haben jedoch verschiedene Nachteile. Die Genauigkeit der Lokalisierung per GPS oder einem anderen globalen Navigationssatellitensystem, GNSS, ist relativ gering und insbesondere bei schlechten Empfangsbedingungen, beispielsweise in Tunnels, in Innenstädten mit Hochhäusern und so weiter, nicht für eine präzise Positionsbestimmung geeignet. Auch erlaubt es eine Lokalisierung per GNSS nicht, unterschiedliche Fahrebenen eines Bereichs, beispielsweise eines Parkhauses, zuverlässig zu unterscheiden, da die Genauigkeit in Höhenrichtung sehr gering ist. Die physische Eingrenzung mittels Zäunen oder ähnlichem ist aufwendig, unsicher und für große Bereiche, beispielsweise Autobahnen oder dergleichen, nicht wirtschaftlich zu bewerkstelligen. Auch Unterscheidung benachbarter Fahrbahnen, beispielsweise bei einer Autobahn, die sich direkt neben einer anderen Straße befindet, ist per GNSS ohne komplexe Korrekturalgorithmen nicht möglich.However, these approaches have several disadvantages. The accuracy of the localization via GPS or another global navigation satellite system, GNSS, is relatively low and, especially in poor reception conditions, for example in tunnels, in city centers with high-rise buildings and so on, not suitable for precise position determination. Localization using GNSS also does not allow different driving planes of an area, for example a parking garage, to be reliably differentiated, since the accuracy in the height direction is very low. The physical demarcation by means of fences or the like is complex, unsafe and not economically feasible for large areas, for example highways or the like. Differentiating between adjacent lanes, for example on a motorway that is right next to another road, is not possible using GNSS without complex correction algorithms.
Im Dokument
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zur positionsabhängigen Anpassung einer wenigstens teilweise automatischen Fahrfunktion eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welche die Zuverlässigkeit der positionsabhängigen Anpassung erhöht.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved concept for position-dependent adaptation of an at least partially automatic driving function of a motor vehicle which increases the reliability of the position-dependent adaptation.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the respective subject matter of the independent claims. Advantageous further developments and preferred embodiments are the subject matter of the dependent claims.
Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, ein Bodenradarprofil mit kartierten Referenzdaten zu vergleichen und die automatische oder teilweise automatische Fahrfunktion abhängig von einer aus dem Vergleich bestimmten Position des Kraftfahrzeugs anzupassen.The improved concept is based on the idea of comparing a ground radar profile with mapped reference data and adapting the automatic or partially automatic driving function as a function of a position of the motor vehicle determined from the comparison.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird ein Verfahren zur positionsabhängigen Anpassung einer wenigstens teilweise automatischen Fahrfunktion eines Kraftfahrzeugs angegeben. Dabei wird ein Bodenradarprofil eines Untergrunds des Kraftfahrzeugs erzeugt, insbesondere mittels eines Bodenradarsystems des Kraftfahrzeugs und einer Recheneinheit des Kraftfahrzeugs. Das Bodenradarprofil wird mittels der Recheneinheit mit vorgegebenen kartierten Referenzdaten verglichen, um eine Position des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Die wenigstens teilweise automatische Fahrfunktion wird abhängig von der Position des Kraftfahrzeugs mittels der Recheneinheit angepasst.According to the improved concept, a method for position-dependent adaptation of an at least partially automatic driving function of a motor vehicle is specified. A ground radar profile of a subsurface of the motor vehicle is generated, in particular by means of a ground radar system of the motor vehicle and a computing unit of the motor vehicle. The ground radar profile is compared with predetermined mapped reference data by means of the computing unit in order to determine a position of the motor vehicle. The at least partially automatic driving function is adapted as a function of the position of the motor vehicle by means of the computing unit.
Unter einer wenigstens teilweise automatischen Fahrfunktion kann hier und im Folgenden eine Fahrfunktion des Kraftfahrzeugs verstanden werden, mittels der das Kraftfahrzeug vollautomatisch oder vollautonom geführt oder gesteuert werden kann, insbesondere ohne dass ein Eingriff in eine Steuerung durch einen Fahrer erforderlich ist. Das Kraftfahrzeug beziehungsweise ein elektronisches Fahrzeugführungssystem führt dabei gegebenenfalls erforderliche Lenk-, Brems- und/oder Beschleunigungsmanöver selbsttätig und vollautomatisch durch. Insbesondere kann die Fahrfunktion einen vollautomatischen oder vollautonomen Fahrmodus des Kraftfahrzeugs nach Stufe 5 der Klassifizierung gemäß SAE J3016 implementieren. Die Fahrfunktion kann auch eine Fahrerassistenzfunktion beinhalten, welche den Fahrer bei einer teilweise automatisierten oder teilautonomen Fahrt des Kraftfahrzeugs unterstützt. Insbesondere kann die Fahrfunktion einen teilweise automatisierten oder teilautonomen Fahrmodus des Kraftfahrzeugs nach einem der Stufen 1 bis 4 gemäß der SAE J3016-Klassifizierung implementieren. Hier und im Folgenden bezieht sich „SAE J3016“ auf die entsprechende Norm in der Version vom Juni 2018.An at least partially automatic driving function can be understood here and below as a driving function of the motor vehicle by means of which the motor vehicle can be guided or controlled fully automatically or fully autonomously, in particular without the need for a driver to intervene in a control. The motor vehicle or an electronic vehicle control system carries out any necessary steering, braking and / or acceleration maneuvers automatically and fully automatically. In particular, the driving function can implement a fully automatic or fully autonomous driving mode of the motor vehicle according to level 5 of the classification according to SAE J3016. The driving function can also include a driver assistance function which supports the driver in a partially automated or partially autonomous drive of the motor vehicle. In particular, the driving function can be a partially automated or partially autonomous driving mode of the motor vehicle according to one of
Unter einem elektronischen Fahrzeugführungssystem kann ein elektronisches System verstanden werden, das dazu eingerichtet ist, eine wenigstens teilweise automatische Fahrfunktion durchzuführen, um das Kraftfahrzeug wenigstens teilweise automatisch zu führen oder zu steuern.An electronic vehicle guidance system can be understood to mean an electronic system which is set up to carry out an at least partially automatic driving function in order to at least partially automatically guide or control the motor vehicle.
Die positionsabhängige Anpassung der Fahrfunktion kann beispielsweise derart verstanden werden, dass ein oder mehrere Parameter zur Durchführung der Funktion positionsabhängig sind, beispielsweise ein Maximalgeschwindigkeit oder dergleichen, oder dass eine Verfügbarkeit der Funktion positionsabhängig ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Funktion nur in einem definierten Bereich zur Verfügung steht und außerhalb dieses Bereichs nicht zur Verfügung steht. Alternativ können sich ein oder mehrere der Parameter der Funktion oder ein Funktionsumfang der Funktion innerhalb des Bereichs und unterhalb des Bereichs voneinander unterscheiden.The position-dependent adaptation of the driving function can be understood, for example, in such a way that one or more parameters for performing the function are position-dependent, for example a maximum speed or the like, or that availability of the function is position-dependent. For example, it can be provided that the function is only available in a defined area and is not available outside this area. Alternatively, one or more of the parameters of the function or a functional scope of the function can differ from one another within the area and below the area.
Unter einem Bodenradarsystem kann insbesondere ein Radarsystem verstanden werden, das dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge oder Frequenz auszusenden, sodass die elektromagnetischen Wellen wenigstens teilweise in den Untergrund eindringen können und wenigstens zum Teil innerhalb des Untergrunds reflektiert werden können. Dazu können beispielsweise elektromagnetische Wellen mit Frequenzen im Bereich von 1 MHz bis 3 GHz eingesetzt werden.A ground radar system can in particular be understood to mean a radar system that is set up to emit electromagnetic waves with a wavelength or frequency so that the electromagnetic waves can at least partially penetrate the underground and can at least partially be reflected within the underground. For example, electromagnetic waves with frequencies in the range from 1 MHz to 3 GHz can be used for this purpose.
Das Bodenradarprofil beinhaltet insbesondere Informationen betreffend die Intensität der reflektierten Anteile der elektromagnetischen Wellen und zugehörige Informationen betreffend die Eindringtiefe der entsprechenden reflektierten Anteile, also beispielsweise betreffend eine Signallaufzeit der elektromagnetischen Wellen vom Aussenden bis zum Detektieren der reflektierten Anteile. Durch Zuordnung der Informationen betreffend die Intensität zu den Informationen betreffend die Eindringtiefe wird eine charakteristische, einem Fingerabdruck gleichende, Beschreibung des geografischen Orts, an dem die elektromagnetischen Wellen in den Untergrund eingedrungen und reflektiert wurden, realisiert. Dadurch, dass die beschriebenen Informationen für unterschiedliche Orte, also positionsabhängig, erfasst werden, wird eine Zuordnung der charakteristischen Tiefenverteilung der Intensität zu dem entsprechenden Ort möglich, indem das Bodenradarprofil mit entsprechendem Kartenmaterial, insbesondere den vorgegebenen Referenzdaten, abgeglichen wird. Das Bodenradarprofil kann also insbesondere als Intensität der reflektierten Anteile der elektromagnetischen Wellen als Funktion der jeweiligen Eindringtiefe oder Signallaufzeit und als Funktion der Position auf dem Untergrund verstanden werden. Die Intensität kann dabei auch durch eine von der Intensität abhängige Größe ersetzt werden.The ground penetrating radar profile contains in particular information regarding the intensity of the reflected components of the electromagnetic waves and associated information regarding the penetration depth of the corresponding reflected components, for example regarding a signal transit time of the electromagnetic waves from the emission to the detection of the reflected components. By assigning the information relating to the intensity to the information relating to the penetration depth, a characteristic, fingerprint-like description of the geographic location at which the electromagnetic waves penetrated the subsurface and were reflected is realized. The fact that the described information is recorded for different locations, i.e. depending on the position, enables the characteristic depth distribution of the intensity to be assigned to the corresponding location by comparing the ground penetrating radar profile with the corresponding map material, in particular the specified reference data. The ground radar profile can therefore be understood in particular as the intensity of the reflected components of the electromagnetic waves as a function of the respective penetration depth or signal transit time and as a function of the position on the ground. The intensity can also be replaced by a variable that is dependent on the intensity.
Die kartierten Referenzdaten entsprechen also beispielsweise einer digitalen Karte, die einer gegebenen Position auf dem Untergrund eine entsprechende Tiefenverteilung der Intensität zuordnet. Die Referenzdaten können dabei beispielsweise vorab durch Kartierungsfahrten akquiriert und aufgezeichnet werden. Die Referenzdaten sind insbesondere auf einem Speicherelement des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Recheneinheit gespeichert. Alternativ können die Referenzdaten auf einem extern zu dem Kraftfahrzeug angeordneten Servercomputer gespeichert sein und die Recheneinheit kann drahtlos mit dem Servercomputer kommunizieren, um das Bodenradarprofil mit den Referenzdaten zu vergleichen.The mapped reference data thus correspond, for example, to a digital map which assigns a corresponding depth distribution of the intensity to a given position on the ground. The reference data can be acquired and recorded in advance, for example, by mapping trips. The reference data are in particular stored on a memory element of the motor vehicle or the computing unit. Alternatively, the reference data can be stored on a server computer arranged externally to the motor vehicle and the computing unit can communicate wirelessly with the server computer in order to compare the ground penetrating radar profile with the reference data.
Das Erzeugen des Bodenradarprofils und der Vergleich mit den Referenzdaten kann beispielsweise als kontinuierlicher oder periodischer Prozess verstanden werden, wobei die elektromagnetischen Wellen, wie beschrieben, kontinuierlich oder in periodischen Abständen in den Untergrund eingeprägt und entsprechende reflektierte Anteile erfasst werden. Auch der Vergleich des Bodenradarprofils mit den Referenzdaten kann kontinuierlich oder in periodischen Zeitabständen wiederholt werden, um so eine Positionsverfolgung des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Mit anderen Worten wird dadurch die Position des Kraftfahrzeugs als Funktion der Zeit bestimmt.The generation of the ground penetrating radar profile and the comparison with the reference data can be understood, for example, as a continuous or periodic process, with the electromagnetic waves, as described, being impressed continuously or at periodic intervals into the subsurface and corresponding reflected components being recorded. The comparison of the ground penetrating radar profile with the reference data can also be repeated continuously or at periodic time intervals in order to enable position tracking of the motor vehicle. In other words, the position of the motor vehicle is determined as a function of time.
Durch die Verwendung des Bodenradarprofils zur Positionierung beziehungsweise Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs kann die Position mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Dementsprechend kann die Anpassung der Fahrfunktion durch Rückgriff auf die besonders genau bestimmte Fahrzeugposition mit einer erhöhten Zuverlässigkeit erfolgen, sodass die vorgesehene Einschränkung, Aktivierung, Deaktivierung oder sonstige Anpassung der Fahrfunktion mit erhöhter Zuverlässigkeit und räumlich exakter realisiert werden kann.By using the ground penetrating radar profile for positioning or determining the position of the motor vehicle, the position can be determined with a high degree of accuracy. Correspondingly, the adaptation of the driving function can be carried out with increased reliability by resorting to the particularly precisely determined vehicle position, so that the intended restriction, activation, deactivation or other adaptation of the driving function can be implemented with increased reliability and spatially more precisely.
Es hat sich auch gezeigt, dass aufgrund der Komplexität der anhand des Bodenradarprofils zur Verfügung stehenden Daten und der Eindeutigkeit dieser Daten sogar eine Unterscheidung verschiedener Ebenen von Fahrbahnen, also verschiedener Ebenen eines Parkhauses oder dergleichen, zuverlässig voneinander unterschieden werden können.It has also been shown that due to the complexity of the data available on the basis of the ground penetrating radar profile and the uniqueness of this data, it is even possible to reliably differentiate between different levels of roadways, i.e. different levels of a parking garage or the like.
Durch das verbesserte Konzept entfällt außerdem die Notwendigkeit physischer Einzäunungen oder dergleichen, um die Sicherheit bei der Durchführung der Fahrfunktion zu gewährleisten.The improved concept also eliminates the need for physical fences or the like in order to ensure safety when the driving function is carried out.
Auch die Abhängigkeit von globalen Navigationssatellitensystemen, GNSS, und dementsprechend die Abhängigkeit von guten Empfangsbedingungen, wird durch das verbesserte Konzept reduziert oder aufgehoben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Grob- oder Vorlokalisierung des Kraftfahrzeugs auch anhand von GNSS-Signalen erfolgen kann. Mit anderen Worten wird die Position des Kraftfahrzeugs dann basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs des Bodenradarprofils mit den kartierten Referenzdaten und basierend auf mittels eines GNSS-Empfängers des Kraftfahrzeugs erfassten Positionssignalen bestimmt.The dependence on global navigation satellite systems, GNSS, and accordingly the dependence on good reception conditions, is reduced or eliminated by the improved concept. It is pointed out, however, that a rough or pre-localization of the motor vehicle can also take place on the basis of GNSS signals. In other words, the position of the motor vehicle is then determined based on a result of the comparison of the ground radar profile with the mapped reference data and based on position signals recorded by means of a GNSS receiver of the motor vehicle.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens nach dem verbesserten Konzept wird mittels der Recheneinheit abhängig von der Position des Kraftfahrzeugs bestimmt, ob sich das Kraftfahrzeug außerhalb oder innerhalb eines vorgegebenen Bereichs befindet. Mittels der Recheneinheit wird die Fahrfunktion deaktiviert oder eingeschränkt, wenn sich das Kraftfahrzeug außerhalb des vorgegebenen Bereichs befindet und/oder die Fahrfunktion wird mittels der Recheneinheit aktiviert oder eine Einschränkung der Fahrfunktion wird aufgehoben, wenn sich das Kraftfahrzeug innerhalb des vorgegebenen Bereichs befindet.According to at least one embodiment of the method according to the improved concept, it is determined by means of the arithmetic unit as a function of the position of the motor vehicle whether the motor vehicle is located outside or within a predetermined area. The computing unit deactivates or restricts the driving function when the motor vehicle is outside the specified area and / or the driving function is activated using the computing unit or a restriction of the driving function is lifted when the motor vehicle is within the specified area.
Die Einschränkung der Fahrfunktion kann insbesondere als teilweise Deaktivierung oder als Deaktivierung von Teilen der Fahrfunktion verstanden werden. Die Einschränkung kann dabei insbesondere als Einschränkung gegenüber der Fahrfunktion verstanden werden, wenn sich das Kraftfahrzeug innerhalb des Bereichs befindet beziehungsweise gegenüber einem maximalen Funktionsumfang der Fahrfunktion.The restriction of the driving function can in particular be understood as a partial deactivation or as a deactivation of parts of the driving function. The restriction can in particular be understood as a restriction with respect to the driving function when the motor vehicle is located within the area or with respect to a maximum functional scope of the driving function.
In solchen Ausführungsformen können die kartierten Referenzdaten insbesondere wenigstens den gesamten Bereich abdecken. Die Position des Kraftfahrzeugs kann also immer mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, wenn sich das Kraftfahrzeug innerhalb des Bereichs befindet. Dadurch kann ein Einfahren in den Bereich oder ein Verlassen des Bereichs mit hoher Zuverlässigkeit detektiert werden.In such embodiments, the mapped reference data can in particular cover at least the entire area. The position of the motor vehicle can therefore always be determined with high accuracy when the motor vehicle is located within the area. Entering or leaving the area can thereby be detected with high reliability.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Recheneinheit abhängig von einem Ergebnis des Vergleichs festgestellt, dass sich das Kraftfahrzeug von außerhalb eines vorgegebenen Bereichs in den Bereich bewegt hat. Die Fahrfunktion wird aktiviert oder eine Einschränkung der Fahrfunktion wird aufgehoben, nachdem sich das Kraftfahrzeug in den Bereich bewegt hat.According to at least one embodiment, the computing unit determines, depending on a result of the comparison, that the motor vehicle has moved into the area from outside a predetermined area. The driving function is activated or a restriction of the driving function is lifted after the motor vehicle has moved into the area.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Recheneinheit abhängig von einem Ergebnis des Vergleichs festgestellt, dass sich das Kraftfahrzeug von innerhalb des Bereichs aus dem Bereich herausbewegt hat und die Fahrfunktion wird mittels der Recheneinheit deaktiviert oder eingeschränkt, nachdem sich das Kraftfahrzeug aus dem Bereich herausbewegt hat.According to at least one embodiment, the computing unit determines, depending on a result of the comparison, that the motor vehicle has moved out of the area from within the area, and the driving function is deactivated or restricted by the computing unit after the motor vehicle has moved out of the area.
In solchen Ausführungsformen beinhaltet der Vergleich des Bodenradarprofils mit den Referenzdaten insbesondere mehrere Einzelvergleiche zu unterschiedlichen Zeitpunkten, sodass eine Positionsverfolgung des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird und damit das Hineinfahren oder Herausfahren des Kraftfahrzeugs in beziehungsweise aus dem Bereich festgestellt werden kann.In such embodiments, the comparison of the ground penetrating radar profile with the reference data includes, in particular, several individual comparisons at different points in time, so that position tracking of the motor vehicle is made possible and the driving in or out of the motor vehicle into or out of the area can be determined.
Solche Ausführungsformen lassen sich umsetzen, wenn der gesamte vorgegebene Bereich von den kartierten Referenzdaten abgedeckt ist. Solche Ausführungsformen lassen sich jedoch mit Vorteil auch umsetzen, wenn nur ein Grenzbereich des vorgegebenen Bereichs durch die kartierten Referenzdaten abgedeckt ist. In diesem Fall ist zwar nicht an jeder Position innerhalb des vorgegebenen Bereichs eine hochgenaue Positionsbestimmung anhand des Bodenradarprofils möglich. Es ist jedoch nach wie vor möglich, eine Annäherung des Kraftfahrzeugs an den Grenzbereich, insbesondere von innerhalb des Grenzbereichs oder von außerhalb des Grenzbereichs, mit hoher Genauigkeit festzustellen. Dadurch kann das Einfahren in beziehungsweise das Herausfahren aus dem Bereich auch mit einer reduzierten Menge an kartierten Referenzdaten zuverlässig festgestellt werden, was einen Speicherbedarf zum Speichern der Referenzdaten und gegebenenfalls auch einen Rechenaufwand reduziert.Such embodiments can be implemented when the entire specified area is covered by the mapped reference data. Such embodiments can, however, also be implemented with advantage if only a border area of the predetermined area is covered by the mapped reference data. In this case, it is true that a highly precise position determination based on the ground penetrating radar profile is not possible at every position within the specified area. However, it is still possible to determine with a high degree of accuracy that the motor vehicle is approaching the limit area, in particular from within the limit area or from outside the limit area. As a result, the entry into or exit from the area can also be reliably determined with a reduced amount of mapped reference data, which reduces the memory requirement for storing the reference data and possibly also the computational effort.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden, insbesondere mittels einer oder mehrerer Sendeantennen des Bodenradarsystems, elektromagnetische Wellen in Richtung des Untergrunds ausgesendet. Innerhalb des Untergrunds reflektierte Anteile der elektromagnetischen Wellen werden, insbesondere mittels einer oder mehrerer Empfangsantennen des Bodenradarsystems, detektiert. Mittels der Recheneinheit wird eine Intensität der reflektierten Anteile bestimmt und/oder es wird eine Gesamtlaufzeit der reflektierten Anteile bestimmt. Das Bodenradarprofil wird mittels der Recheneinheit basierend auf der Intensität und/oder der Laufzeit erzeugt.According to at least one embodiment, electromagnetic waves are transmitted in the direction of the ground, in particular by means of one or more transmitting antennas of the ground radar system. Components of the electromagnetic waves that are reflected within the subsurface are detected, in particular by means of one or more receiving antennas of the ground radar system. An intensity of the reflected components is determined by means of the computing unit and / or a total transit time of the reflected components is determined. The ground penetrating radar profile is generated by the computing unit based on the intensity and / or the transit time.
Die Laufzeit der reflektierten Anteile entspricht dabei einer Gesamtlaufzeit vom Aussenden der elektromagnetischen Wellen bis zum Detektieren der reflektierten Anteile.The transit time of the reflected components corresponds to a total transit time from the emission of the electromagnetic waves to the detection of the reflected components.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die elektromagnetischen Wellen, insbesondere mittels der wenigstens einen Sendeantenne und einer Steuereinheit des Bodenradarsystems, mit einer Frequenz in einem Bereich von 1 MHz bis 3 GHz oder in einem Bereich von 100 MHz bis 1,5 GHz oder in einem Bereich von 400 MHz bis 900 MHz erzeugt und ausgesendet.According to at least one embodiment, the electromagnetic waves, in particular by means of the at least one transmitting antenna and a control unit of the ground radar system, are transmitted at a frequency in a range from 1 MHz to 3 GHz or in a range from 100 MHz to 1.5 GHz or generated and transmitted in a range from 400 MHz to 900 MHz.
Je höher die Frequenz und damit die Energie der elektromagnetischen Wellen ist, desto höher ist die erreichbare Auflösung des Bodenradarprofils. Je geringer die Frequenz und damit die Energie der elektromagnetischen Wellen ist, desto größer ist die maximale Eindringtiefe der elektromagnetischen Wellen in den Untergrund. Die konkrete Auswahl der Frequenz aus den genannten Bereichen ist also gegebenenfalls entsprechend einer Abwägung zwischen erforderlicher Auflösung und erforderlicher Mindesteindringtiefe vorzunehmen. Für die Zwecke der Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs und damit die zuverlässige positionsabhängige Anpassung der Fahrfunktion hat sich der Bereich von 400 MHz bis 900 MHz als besonders vorteilhaft herausgestellt, da er eine ausreichende Auflösung bei einer bereits sehr hohen Mindesteindringtiefe zulässt.The higher the frequency and thus the energy of the electromagnetic waves, the higher the achievable resolution of the ground penetrating radar profile. The lower the frequency and thus the energy of the electromagnetic waves, the greater the maximum depth of penetration of the electromagnetic waves into the subsurface. The specific selection of the frequency from the ranges mentioned is therefore to be made, if necessary, according to a balance between the required resolution and the required minimum penetration depth. For the purpose of determining the position of the motor vehicle and thus the reliable position-dependent adaptation of the driving function, the range from 400 MHz to 900 MHz has proven to be particularly advantageous because it allows sufficient resolution with an already very high minimum penetration depth.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein System zur positionsabhängigen Anpassung einer wenigstens teilweise automatischen Fahrfunktion eines Kraftfahrzeugs angegeben. Das System weist ein Bodenradarsystem auf, das dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Wellen in Richtung eines Untergrunds des Kraftfahrzeugs auszusenden und innerhalb des Untergrunds reflektierte Anteile der elektromagnetischen Wellen zu detektieren. Das System weist eine Recheneinheit auf, die dazu eingerichtet ist, abhängig von den reflektierten Anteilen ein Bodenradarprofil des Untergrunds zu erzeugen und das Bodenradarprofil mit vorgegebenen kartierten Referenzdaten, die insbesondere auf einem Speicherelement des Kraftfahrzeugs oder des Systems gespeichert sind, zu vergleichen, um eine Position des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, die wenigstens teilweise automatische Fahrfunktion abhängig von der Position des Kraftfahrzeugs anzupassen.According to the improved concept, a system for position-dependent adaptation of an at least partially automatic driving function of a motor vehicle is also specified. The system has a ground radar system which is set up to emit electromagnetic waves in the direction of a surface of the motor vehicle and to detect components of the electromagnetic waves that are reflected within the surface. The system has a computing unit which is set up to generate a ground radar profile of the subsurface as a function of the reflected components and to compare the ground radar profile with predetermined mapped reference data, which are in particular stored on a memory element of the motor vehicle or the system, in order to determine a position of the motor vehicle to be determined. The computing unit is set up to adapt the at least partially automatic driving function as a function of the position of the motor vehicle.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Systems nach dem verbesserten Konzept weist das Bodenradarsystem eine Sendeantenne zum Aussenden der elektromagnetischen Wellen auf sowie eine Empfangsantenne zum Detektieren der reflektierten Anteile.According to at least one embodiment of the system according to the improved concept, the ground radar system has a transmitting antenna for transmitting the electromagnetic waves and a receiving antenna for detecting the reflected components.
Die Sendeantenne und die Empfangsantenne sind insbesondere jeweils an einer Unterseite des Kraftfahrzeugs montiert oder montierbar, beispielsweise an einer dem Untergrund zugewandten Seite des Kraftfahrzeugs, eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs oder eines Stoßfängers des Kraftfahrzeugs.The transmitting antenna and the receiving antenna are in particular each mounted or mountable on an underside of the motor vehicle, for example on a side of the motor vehicle facing the ground, an underbody of the motor vehicle or a bumper of the motor vehicle.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Bodenradarsystem eine Steuereinheit auf, die dazu eingerichtet ist, die Sendeantenne anzusteuern, um die elektromagnetischen Wellen mit einer Frequenz in einem Bereich von 1 MHz bis 3 GHz oder in einem Bereich von 100 MHz bis 1,5 GHz oder in einem Bereich von 400 MHz bis 900 MHz zu erzeugen und auszusenden.According to at least one embodiment, the ground radar system has a control unit which is set up to control the transmitting antenna in order to transmit the electromagnetic waves with a frequency in a range from 1 MHz to 3 GHz or in a range from 100 MHz to 1.5 GHz or in a range from 400 MHz to 900 MHz to generate and transmit.
Die Steuereinheit kann dabei insbesondere einen Sensorfrontendschaltkreis des Bodenradarsystems beinhalten, also insbesondere einen oder mehrere elektromagnetische Oszillatoren, die mit der Sendeantenne gekoppelt sind.The control unit can in particular contain a sensor front-end circuit of the ground radar system, that is to say in particular one or more electromagnetic oscillators that are coupled to the transmitting antenna.
Weitere Ausführungsformen des Systems nach dem verbesserten Konzept folgen direkt aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen des Verfahrens nach dem verbesserten Konzept und umgekehrt. Insbesondere kann ein System nach dem verbesserten Konzept dazu eingerichtet oder programmiert sein, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durchzuführen oder es führt ein solches System durch.Further embodiments of the system according to the improved concept follow directly from the various embodiments of the method according to the improved concept and vice versa. In particular, a system according to the improved concept can be set up or programmed to carry out a method according to the improved concept, or it carries out such a system.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein elektronisches Fahrzeugführungssystem mit einem System zur positionsabhängigen Anpassung nach dem verbesserten Konzept angegeben. Das Fahrzeugführungssystem ist dazu eingerichtet, das Kraftfahrzeug entsprechend der Fahrfunktion wenigstens teilweise automatisch zu führen.According to the improved concept, an electronic vehicle guidance system with a system for position-dependent adaptation according to the improved concept is also specified. The vehicle guidance system is set up to at least partially automatically guide the motor vehicle in accordance with the driving function.
Insbesondere kann die Recheneinheit des Systems zur positionsabhängigen Anpassung oder eine weitere Recheneinheit des Fahrzeugführungssystems oder ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugführungssystems dazu eingerichtet sein, eines oder mehrere Steuersignale zum wenigstens teilweise automatischen Führen des Kraftfahrzeugs entsprechend der Fahrfunktion zu erzeugen. Das wenigstens eine Steuersignal kann beispielsweise einem oder mehreren Aktuatoren des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Fahrzeugführungssystems zugeführt werden, um das Fahrzeug entsprechend der Fahrfunktion wenigstens teilweise automatisch zu führen.In particular, the computing unit of the system for position-dependent adaptation or another computing unit of the vehicle guidance system or an electronic control unit of the vehicle guidance system can be set up to generate one or more control signals for at least partially automatic guidance of the motor vehicle in accordance with the driving function. The at least one control signal can, for example, be fed to one or more actuators of the motor vehicle or of the vehicle guidance system in order to at least partially automatically guide the vehicle in accordance with the driving function.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Kraftfahrzeug angegeben, das ein System zur positionsabhängigen Anpassung nach dem verbesserten Konzept oder ein elektronisches Fahrzeugführungssystem nach dem verbesserten Konzept aufweist.According to the improved concept, a motor vehicle is also specified which has a system for position-dependent adaptation according to the improved concept or an electronic vehicle guidance system according to the improved concept.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Computerprogramm mit Befehlen angegeben, wobei die Befehle bei Ausführung durch ein System zur positionsabhängigen Anpassung nach dem verbesserten Konzept, insbesondere durch die Recheneinheit des Systems, das System dazu veranlassen, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durchzuführen.According to the improved concept, a computer program with commands is also specified, the commands, when executed by a system for position-dependent adaptation according to the improved concept, in particular by the computing unit of the system, causing the system to carry out a method according to the improved concept.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein computerlesbares Speichermedium angegeben, das ein Computerprogramm nach dem verbesserten Konzept speichert.According to the improved concept, a computer-readable storage medium is also specified which stores a computer program according to the improved concept.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes the combinations of the features of the described embodiments.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- Fig. eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems zur positionsabhängigen Anpassung einer wenigstens teilweise automatischen Fahrfunktion des Kraftfahrzeugs nach dem verbesserten Konzept.
- 1 shows a schematic representation of a motor vehicle with an exemplary embodiment of a system for position-dependent adaptation of an at least partially automatic driving function of the motor vehicle according to the improved concept.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore also to be regarded as part of the invention individually or in a combination other than the one shown. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.
In der Figur ist ein Kraftfahrzeug
Das System
Das Bodenradarsystem
Das System
Die Recheneinheit
Die Recheneinheit
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Funktion außerhalb des Bereichs nicht vollständig deaktiviert wird, sondern gegebenenfalls nur in eingeschränkter Weise oder in eingeschränktem Funktionsumfang zur Verfügung steht.Alternatively, it can also be provided that the function is not completely deactivated outside the area, but rather is only available in a restricted manner or with a restricted scope of functions.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird die Fahrfunktion also anhand des Bodenradarprofils angepasst. Verschiedene Ausführungsformen können dabei insbesondere ein Geofencing realisieren. Dazu wird eine Bodenradarkarte des entsprechenden vorgesehenen Bereichs in Form der kartierten Referenzdaten bereitgestellt. Dies kann in manchen Ausführungsformen zur Groblokalisierung und Initialisierung der Position des Kraftfahrzeugs mit einer Positionsabschätzung anhand eines GNSS kombiniert werden.According to the improved concept, the driving function is adjusted based on the ground penetrating radar profile. Various embodiments can in particular implement geofencing. For this purpose, a ground radar map of the corresponding intended area is provided in the form of the mapped reference data. In some embodiments, this can be combined with a position estimation based on a GNSS for the rough localization and initialization of the position of the motor vehicle.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 22
- Systemsystem
- 33
- BodenradarsystemGround radar system
- 4a4a
- SendeantenneTransmitting antenna
- 4b4b
- EmpfangsantenneReceiving antenna
- 55
- SteuereinheitControl unit
- 6a6a
- elektromagnetische Wellenelectromagnetic waves
- 6b6b
- reflektierte Anteilereflected portions
- 77th
- UntergrundUnderground
- 88th
- RecheneinheitArithmetic unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2014/0121964 A1 [0005]US 2014/0121964 A1 [0005]
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-
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