DE102020211863A1

DE102020211863A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines elektronischen Horizonts für eine Assistenzeinrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020211863A1
Application number: DE102020211863.9A
Authority: DE
Inventors: Jan Wietse Balkema; Rene Fritzsche; Oliver Kamphenkel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-09-23
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2022-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines elektronischen Horizonts (102) für ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug (100), wobei das Verfahren einen Schritt des Auswählens einer Teilmenge (110) einer digitalen Karte, einen Schritt des Überprüfens der Teilmenge (110) unter Verwendung einer bildlichen Darstellung (114) der Teilmenge (110) und einen Schritt des Bereitstellens der Teilmenge (110) als den elektronischen Horizont (102) unter Verwendung eines Überprüfungsergebnisses umfasst.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
Die DE 10 2012 210454 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bereitstellung von Daten für einen elektronischen Horizont für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Bestimmen eines elektronischen Horizonts für eine Assistenzeinrichtung für ein Fahrzeug, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Ein auf Kartendaten basierender elektronischer Horizont kann vorteilhafterweise unter Verwendung einer zusätzlich zu den Kartendaten zur Verfügung stehenden visuellen Repräsentation der Kartendaten abgesichert werden. Dadurch kann eine funktionale Absicherung der Erzeugung des elektronischen Horizonts durch Bildverarbeitungsverfahren erfolgen.
Ein Verfahren zum Bestimmen eines elektronischen Horizonts für ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug umfasst die folgenden Schritte:

Auswählen einer Teilmenge einer digitalen Karte;
Überprüfen der Teilmenge unter Verwendung einer bildlichen Darstellung der Teilmenge, um ein Überprüfungsergebnis zu erhalten; und
Bereitstellen der Teilmenge als den elektronischen Horizont unter Verwendung des Überprüfungsergebnis.

Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Fahrzeug zur Personenbeförderung, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, oder um einen Lastkraftwagen handeln. Mit dem elektronischen Horizont können Kartendaten der digitalen Karte in der Umgebung des Fahrzeugs dargestellt werden. Bei der digitalen Karte kann es sich um einen Datensatz handeln, der beispielsweise von einem Navigationssystem zum Bestimmen der Fahrstrecke verwendet werden kann. Die Teilmenge der digitalen Karte kann einen noch nicht abgesicherten elektronischen Horizont darstellen. Die Teilmenge der digitalen Karte kann unter Verwendung eines Fahrstreckensignals ausgewählt werden, das eine voraussichtliche Fahrstrecke des Fahrzeugs repräsentiert. Das Fahrstreckensignal kann beispielsweise über eine Schnittstelle zu einem Navigationssystem eingelesen werden. Die Teilmenge der digitalen Karte kann einen Bereich der digitalen Karte darstellen, der um die voraussichtliche Fahrstrecke gelegen ist. Die bildliche Darstellung kann separat zu der digitalen Karte bereitgestellte Daten umfassen. Die bildliche Darstellung der Teilmenge kann zur Absicherung von Informationen verwendet werden, die in der Teilmenge enthalten sind. Das Überprüfungsergebnis kann anzeigen, ob die Überprüfung positiv oder negativ ausgefallen ist. Bei einem positiven Ergebnis kann die Teilmenge als elektronischer Horizont bereitgestellt werden. Bei einem negativen Ergebnis kann die Bereitstellung der Teilmenge als elektronischer Horizont unterbunden werden.
Das Verfahren kann einen Schritt des Ermittelns eines Steuersignals zum Steuern des Fahrzeugs oder eines Fahrzeugsystems entlang der voraussichtlichen Fahrstrecke unter Verwendung des elektronischen Horizonts umfassen. Beispielsweise kann das Steuersignal an eine Komponente eines Antriebstrangs des Fahrzeugs bereitgestellt werden. So können von dem elektronischen Horizont umfasste Daten, beispielsweise bezüglich einer erlaubten Höchstgeschwindigkeit auf der Fahrstrecke beim Ermitteln des Steuersignals berücksichtigt werden. Beispielsweise kann das Steuersignal auch an eine Komponente einer Lenkung des Fahrzeugs bereitgestellt werden, so dass die Lenkung des Fahrzeugs automatisch entsprechend den vom elektronischen Horizont zur Verfügung gestellten Daten gesteuert wird. Dabei kann insbesondere auch vorgesehen werden, dass die automatische Steuerung des Fahrzeugs durch zusätzlich beispielsweise mit Fahrzeugsensoren erfasste Umgebungsdaten, wie Daten von Abstandssensoren oder von Kameras aufgenommenen Bildern oder Bildfolgen, welche beispielsweise Informationen über weitere Verkehrsteilnehmer, Fahrbahnmarkierungen oder Verkehrszeichen enthalten, abgesichert bzw. plausiblisiert wird.
Im Schritt des Auswählens können der voraussichtlichen Fahrstrecke zuordenbare Attribute und zusätzlich oder alternativ Straßengeometriedaten in einem maschinenlesbaren Format als die Teilmenge aus der digitalen Karte ausgewählt werden. Attribute können sich beispielsweise auf Verkehrsregeln, Straßenbeschaffenheiten oder Umwelteinflüsse im Bereich der Fahrstrecke beziehen. Straßengeometriedaten können sich beispielsweise auf eine Breite oder einen Kurvenradius einer von der Fahrstrecke umfassten Straße beziehen. Somit kann der elektronische Horizont beispielsweise für das automatisierte Fahren relevante Daten umfassen.
In einem Schritt des Einlesens kann die bildlichen Darstellung der Teilmenge über eine Schnittstelle zu einer fahrzeuginternen oder fahrzeugexternen Speichereinrichtung eingelesen werden. Vorteilhafterweise kann die bildlichen Darstellung der Teilmenge aus einer anderen Quelle als der digitalen Karte eingelesen werden. Dadurch eignet sich die bildlichen Darstellung der Teilmenge zur Überprüfung der Teilmenge der digitalen Karte.
Im Schritt des Bereitstellens kann die Teilmenge der digitalen Karte als der elektronische Horizont bereitgestellt werden, wenn das Überprüfungsergebnis eine Übereinstimmung zwischen der Teilmenge der digitalen Karte und der bildlichen Darstellung der Teilmenge anzeigt. Zusätzlich oder alternativ kann ein Fehlersignal bereitgesellt werden, wenn das Überprüfungsergebnis eine Abweichung zwischen der Teilmenge der digitalen Karte und der bildlichen Darstellung der Teilmenge anzeigt. Wenn die Abweichung vorliegt, kann das Bereitstellen der Teilmenge als der elektronische Horizont unterbunden werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, das nicht abgesicherte Daten über den elektronische Horizont bereitgestellt werden.
Das Verfahren kann einen Schritt des Erstellens einer visuellen Repräsentation der Teilmenge der digitalen Karte unter Verwendung der Teilmenge der digitalen Karte umfassen. Dabei kann der Schritt des Überprüfens unter Verwendung der visuellen Repräsentation der Teilmenge durchgeführt werden. Beispielsweise kann die visuelle Repräsentation unter Verwendung einer Zuordnungsvorschrift zum Zuordnen von Bildwerten zu Werten der Teilmenge der digitalen Karte. Die Zuordnungsvorschrift kann beispielsweise als Nachschlagetabelle realisiert sein. Durch den Schritt des Erstellens kann die Teilmenge der digitalen Karte zum Vergleich mit der bildlichen Darstellung der Teilmenge vorbereitet werden.
Beispielsweise können im Schritt des Erstellens unterschiedlichen Werten der Teilmenge unterschiedliche Farbwerte zugeordnet werden. Somit können beispielsweise unterschiedliche Attribute durch unterschiedliche Farben gekennzeichnet werden.
In einem Schritt des Filterns kann die visuelle Repräsentation der Teilmenge unter Verwendung einer Filtervorschrift gefiltert werden. Dadurch kann eine reduzierte visuelle Teilmenge erhalten werden. Entsprechend kann der Schritt des Überprüfens unter Verwendung der reduzierten visuellen Teilmenge durchgeführt werden. Auf diese Weise können beispielsweise von einem nachgeschalten Assistenzsystem nicht benötigte Daten ausgefiltert werden.
Das Verfahren kann einen Schritt des Filterns der bildlichen Darstellung der Teilmenge unter Verwendung der Filtervorschrift umfassen. Dadurch kann eine reduzierte bildliche Darstellung der Teilmenge erhalten werden. Entsprechend kann der Schritt des Überprüfens unter Verwendung der reduzierten bildlichen Darstellung der Teilmenge durchgeführt werden. Durch das Filtern können die Daten der beiden zusammenzuführenden Pfade aufeinander abgestimmt werden.
Dabei können in einem Schritt des Hinzufügens Toleranzen zu der reduzierten visuellen Teilmenge hinzugefügt werden. Dadurch kann eine prozessierte visuelle Teilmenge erhalten werden. Der Schritt des Überprüfens kann unter Verwendung der prozessierte visuelle Teilmenge durchgeführt werden. Die Toleranzen können beispielsweise durch eine optische Aufweitung bildlich dargestellter Elemente der reduzierten visuellen Teilmenge hinzugefügt werden. Die Toleranzen können die Durchführung der Überprüfung erleichtern.
In einem Schritt des Bildens kann eine Filtermaske unter Verwendung der reduzierten visuellen Teilmenge oder der prozessierte visuelle Teilmenge gebildet werden. Beispielsweise kann die Filtermaske einen von der Teilmenge umfassten Bereich der digitalen Karte definieren.
Vorteilhafterweise kann die Filtermaske auf die bildliche Darstellung der Teilmenge oder die reduzierte bildliche Darstellung der Teilmenge angewendet werden. Dadurch kann eine reduzierte bildliche Referenz erhalten werden. In einem Schritt des Anwendens kann die Filtermaske auf die reduzierte visuelle Teilmenge oder die prozessierte visuelle Teilmenge angewendet werden, um einen maskierten Horizont zu erhalten. Der Schritt des Überprüfens kann unter Verwendung der reduzierten bildlichen Referenz und des maskierten Horizonts durchgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform können der maskierte Horizont und die reduzierte bildliche Referenz verglichen werden um das Überprüfungsergebnis zu erhalten. Ein solcher Vergleich ist sehr einfach durchzuführen. Dabei können Toleranzen bezüglich des Überprüfungsergebnis festgelegt werden. Beispielsweise kann eine Übereinstimmung auch dann als gegeben angesehen werden, wenn das Überprüfungsergebnis in einem vorbestimmten Intervall liegt. Der Vergleich kann beispielsweise durch Differenzbildung von Farbwerten erfolgen, die Bildpunkten des maskierten Horizonts zugeordnet sind, und Farbwerten, die den Bildpunkten des maskierten Horizonts entsprechenden Bildpunkten der reduzierten bildlichen Referenz zugeordnet sind. Eine solche Differenzbildung kann sehr einfach durchgeführt werden. Bezüglich eines von dem maskierten Horizont und der reduzierten bildlichen Referenz abgebildeten Abschnitts, der beispielsweise einem Straßenabschnitt entspricht, können Farbwerte aller Bildpunkte dieses Abschnitts, Farbwerte aller Bildpunkte dieses Abschnitts oder nur der Farbwert eines repräsentativen Bildpunkts dieses Abschnitts verglichen werden.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das elektrische Signale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine bildliche Darstellung einer Teilmenge gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 Kartendaten gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 eine Teilmenge gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 ein elektronischer Horizont gemäß einem Ausführungsbeispiel;
6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel;
8 Kartendaten gemäß einem Ausführungsbeispiel;
9 bildliche Darstellung einer Teilmenge gemäß einem Ausführungsbeispiel;
10 eine Darstellung zur Beschreibung einer Teilmenge gemäß einem Ausführungsbeispiel;
11 eine visuelle Repräsentation einer Teilmenge gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
12 eine Filtermaske gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 101 zum Bestimmen eines elektronischen Horizonts 102 für ein Assistenzsystem 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Assistenzsystem 104 steht dabei stellvertretende für einen sogenannten Horizontanwender. Beispielhaft ist das Assistenzsystem 104 ausgebildet, um den elektronischen Horizont 102 zum Ermitteln eines Steuersignals 106 zum Steuern des Fahrzeugs 100 entlang einer voraussichtlichen Fahrstrecke zu verwenden. Dazu wird das Steuersignal 106 beispielhaft an einen Aktor 108, wie eine Lenkung oder einen Antrieb des Fahrzeugs 100 bereitgestellt.
Die Vorrichtung 101 ist ausgebildet, um den elektronischen Horizont 102 unter Verwendung einer Teilmenge 110 von Kartendaten 112 einer digitalen Karte sowie einer bildlichen Darstellung 114 der Teilmenge 110 zu bestimmen. Die Teilmenge 110 repräsentiert dabei einen nicht abgesicherten Horizont. Die bildliche Darstellung 114 kann entsprechend eine visuelle Repräsentation der Kartendaten 112 repräsentieren.
Die Vorrichtung 110 ist ausgebildet, um die Teilmenge 110 und somit den nicht abgesicherten Horizont unter Verwendung der bildlichen Darstellung 114 zu überprüfen und bei einem positiven Überprüfungsergebnis als den elektronischen Horizont 102 bereitzustellen. Die Vorrichtung 110 kann auch als Horizontmonitor bezeichnet werden. Der elektronische Horizont 102 kann auch als gesicherter elektronischer Horizont bezeichnet werden.
Beispielhaft wird die Teilmenge 110 unter Verwendung einer Auswahleinrichtung 116 unter Verwendung eines Fahrstreckensignals 118 ausgewählt, das eine voraussichtliche Fahrstrecke des Fahrzeugs 100 repräsentiert. Die Auswahleinrichtung 116 ist somit zur Horizonterstellung geeignet. Dabei kann auf bekannte Verfahren zum Erstellen eines elektronischen Horizonts zurückgegriffen werden.
Beispielhaft werden sowohl die Kartendaten 112 als auch die bildliche Darstellung 114 von einem Kartendatenanbieter 120 bereitgestellt.
In 1 ist ein abgesicherter Pfad 122 eingezeichnet, der sowohl die bildliche Darstellung 114, die Vorrichtung 101 als auch den elektronischen Horizont 104 umfasst.
Die Vorrichtung 101 ermöglicht eine funktionale Absicherung eines Horizonts, der hier als Teilmenge 110 bezeichnet wird, durch Wandlung des Horizonts in ein Bild und Vergleich dieses Bildes mit einem „sicheren“ Referenzbild, das hier als bildliche Darstellung 114 bezeichnet wird, mit Hilfe von Bildverarbeitungsverfahren. Dies dient dazu, die Zuverlässigkeit eines Horizontes insbesondere für sicherheitsrelevante Funktionen zu erhöhen.
Vorteilhafterweise ist es nicht erforderlich, dass beispielsweise der Kartendatenanbieter 120 und/oder die Auswahleinrichtung 116 von dem Fahrzeug 100 umfasst sind.
Der elektronische Horizont 102 ist in der Praxis eine kleine Teilmenge einer digitalen Karte. Mittels einer Schätzung der voraussichtlichen Bewegung eines Fahrzeugs 100 im digitalen Kartennetz wird der sogenannte „Most Probable Path“ berechnet, also eine wahrscheinliche Fahrstrecke vor dem Fahrzeug 100. Dieser Pfad wird beispielhaft durch das Fahrstreckensignal 118 repräsentiert. Der elektronische Horizont 102 stellt gemäß einem Ausführungsbeispiel Kartendaten, beispielsweise Attribute, Straßengeometriedaten entlang des Most Probable Path in einem maschinenlesbaren Format zur Verfügung. Die Länge des elektronischen Horizonts 102 ist nach den Bedürfnissen des Anwendungszwecks konfigurierbar, er beträgt in der Regel wenige 100m bis viele Kilometer. Er stellt somit eine stark reduzierte Datenmenge aus einer digitalen Karte bereit.
Wenn der elektronische Horizont 102 zur Erfüllung der Sicherheitsziele (safety goals) eines sicherheitsrelevanten Fahrzeugsystems, z.B. automatische Fahrfunktion, beiträgt, dann werden unter Umständen auch Sicherheitsanforderungen an die Bereitstellung des elektronischen Horizonts 102 gestellt. Gemäß dem beschriebenen Ansatz ist es vorteilhafterweise nicht erforderlich, die gesamte Verarbeitungskette von der Erzeugung der notwendigen hochgenauen Karten über die Berechnung des elektronischen Horizonts bis zum Konsumenten des Horizonts abzusichern, wie dem Assistenzsystems 104, das beispielsweise ein Steuergerät zur Berechnung der Fahrtrajektorie einer automatischen Fahrfunktion des Fahrzeugs 100 darstellt. Die Berechnung des elektronischen Horizonts, also zunächst der Teilmenge 110, kann eine Filterung der Karteninformationen, also der Kartendaten 112, auf die Horizont-Relevanten Informationen und einen Transfer in eine Horizont-Repräsentation umfassen. Die Filterung und der Transfer können beispielsweise von der Auswahleinrichtung 116 durchgeführt werden.
Vorteilhafterweise kann somit im Fahrzeug 100 auf funktional abgesicherte hochperformante Recheneinheiten verzichtet werden, die komplexe Strukturen aus der hochgenauen Karte in einen Horizont umrechnen. Die funktionale Absicherung des elektronischen Horizonts 102 wird, durch einen vereinfachten redundanten Rückwärtspfad, von der Erzeugung des Horizonts entkoppelt. Die Absicherung kann dabei von der Vorrichtung 101 und die Erzeugung von der Auswahleinrichtung 116 durchgeführt werden. Dadurch muss die Erzeugung des Horizonts, hier der Teilmenge 110, nicht mehr im abgesicherten Pfad 122 erfolgen. Die komplexe Erzeugungsfunktion muss nicht in einem aufwendigen Entwicklungsprozess mit Sicherheitsanforderungen entwickelt werden. Die Erzeugung der Teilmenge 110, die zu dem elektronischen Horizont 102 führt, kann somit in Systemen erfolgen, bei denen die funktionale Sicherheit schwer nachweisbar ist, wie z.B. in Cloud-Backend-Diensten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel prüft die beispielsweise als Horizontmonitor ausgeführte Vorrichtung 101 die Teilmenge 110, die einen nicht abgesicherten erzeugten Horizont repräsentiert, auf Richtigkeit und Vollständigkeit bezüglich einer „Safety Referenz“, die als Visuelle Repräsentation der relevanten Kartendaten 112 geliefert wird und hier als bildliche Darstellung 114 bezeichnet wird. Der erzeugte Horizont in Form der Teilmenge 110 wird hierzu ebenso in eine visuelle Repräsentation umgewandelt und mit Bildverarbeitungsverfahren gegebenenfalls nachbearbeitet und mit der bildlichen Darstellung 114 verglichen. Der erzeugte Horizont in Form der Teilmenge 110 wird nur dann an den Horizontkonsumenten, hier beispielhaft das Assistenzsystem 104 weitergegeben, wenn er korrekt ist.
Auf diese Weise kann der sicherheitsrelevante Pfad 122 klein gehalten werden und vom funktionalen Teil getrennt werden. Die in der Vorrichtung 101 durchgeführte Bildverarbeitung basiert gemäß einem Ausführungsbeispiel auf gut bekannten einfachen Datenstrukturen und Algorithmen. Das erleichtert die Argumentation der funktionalen Sicherheit. Die unabgesicherten Kartendaten 112 und die abgesicherte Referenz in Form der bildlichen Darstellung 114 kann aus diversen Quellen bezogen werden, was die Sicherheit erhöht, bzw. die Argumentation der funktionalen Sicherheit unterstützt. Die abgesicherte Referenz hat einen reduzierten Speicherbedarf und unterliegt gegebenenfalls weniger Änderungen, als das eigentliche Kartenmaterial. Somit könnte die Referenz in Form der bildlichen Darstellung 114 einfacher und länger im Fahrzeug 100 behalten werden.
2 zeigt eine bildliche Darstellung 114 einer Teilmenge gemäß einem Ausführungsbeispiel. Beispielhaft umfasst die Teilmenge 114 eine graphische Darstellung eines Verlaufs einer Straße und einiger Objekte im Umfeld der Straße.
3 zeigt Kartendaten 112 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Kartendaten 112 umfassen Informationen über den Verlauf der der Straße, die auch von der anhand von 2 beschriebenen Teilmenge umfasst ist. Die Kartendaten 112 sind beispielhaft in neun Kacheln unterteilt.
4 zeigt eine Teilmenge 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Teilmenge 110 ist aus den in 3 gezeigten Kartendaten ermittelt worden. Die Teilmenge 110 umfasst gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein der voraussichtlichen Fahrstrecke zuordenbares Attribut und Straßengeometriedaten. Beispielsweise liegt die Teilmenge 110 in einem maschinenlesbaren Format vor. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Teilmenge 110 Daten bezüglich des Verlaufs der Straße mit einem Anfangspunkt, einem Endpunkt und zwei Verzweigungspunkten. Den zwischen den Punkten liegenden Straßenabschnitten sind als Attribut jeweils die auf diesen Straßenabschnitten geltenden Geschwindigkeitsbeschränkungen zugeordnet, hier in den beiden äußeren Straßenabschnitten jeweils 70km/h als Wert des Attributs und auf dem mittleren Straßenabschnitt 50km/h als Wert des Attributs.
5 zeigt ein elektronischer Horizont 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der elektronische Horizont 102 entspricht der in 4 gezeigten Teilmenge.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 101 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der anhand von 1 beschriebenen Vorrichtung handeln.
Die Vorrichtung 101 umfasst Eingangsschnittstellen zum Einlesen der Teilmenge 110 sowie der bildliche Darstellung 114 einer Teilmenge, hier der Teilmenge 110. Je nachdem wo die Teilmenge 110 und die bildliche Darstellung 114 gespeichert sind oder erzeugt worden sind, können sowohl die Teilmenge 110 als auch die bildliche Darstellung 114 von einer fahrzeuginternen oder fahrzeugexternen Speichereinrichtung oder Erzeugungseinrichtung empfangen werden, beispielsweise in Form analoger oder digitaler elektrischer Signale.
Die Vorrichtung 101 umfasst eine Ausgangsschnittstelle zum Ausgeben des elektronischen Horizonts 102, beispielsweise in Form eines digitalen elektrischen Signals.
Wie anhand von 1 beschrieben repräsentiert die Teilmenge 110 ein Ausschnitt aus Daten einer digitalen Karte, wobei sich die Teilmenge 110 auf eine voraussichtliche oder zumindest zu untersuchende Fahrstrecke des Fahrzeugs bezieht. Die Teilmenge 110 stellt bereits einen elektronischen Horizont dar, der jedoch noch nicht überprüft ist. Zum Überprüfen der Teilmenge 110 wird die bildliche Darstellung 114 verwendet. Wenn das Überprüfungsergebnis der Überprüfung positiv ausfällt, wird die Teilmenge 110 als der elektronische Horizont 102 bereitgestellt. Wenn das Überprüfungsergebnis der Überprüfung negativ ausfällt, wird optional ein Fehlersignal 230 bereitgesellt, das einen Horizontfehler anzeigt. In diesem Fall kann die Ausgabe des elektronische Horizonts 102 unterbunden werden.
Optional umfasst die Vorrichtung 101 eine Abbildungseinrichtung 232, die ausgebildet ist, um die Teilmenge 110 in Kartenkacheln 234, sogenannten Horizontkacheln, abzubilden.
Eine Erstellungseinrichtung 236 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Teilmenge 110 oder der Kartenkacheln 234 eine visuelle Repräsentation 238 der Teilmenge 110 zu erstellen. Dabei werden unterschiedlichen Werten eines Attributs der Teilmenge beispielsweise unterschiedliche Farbwerte zugeordnet. Wenn die Erstellung auf den Kartenkacheln 234 basiert kann die visuelle Repräsentation 238 auch als Horizontkachelvisualisierung bezeichnet werden.
Optional ist die Vorrichtung 101 ausgebildet, um die bildliche Darstellung 114 und zusätzlich oder alternativ die der visuellen Repräsentation 238 unter Verwendung einet Filtervorschrift zu filtern. Beispielhaft ist die Vorrichtung 101 ausgebildet, um ein Monitorkonfigurationssignal 240 zu empfangen, das beispielsweise zur Konfiguration der Filtervorschrift verwendet werden kann oder die Filtervorschrift darstellt. Beispielsweise können durch die Filtervorschrift Attribute definiert sein, die aus der bildliche Darstellung 114 und der visuellen Repräsentation 238 oder der Teilmenge 110 ausgefiltert oder nicht ausgefiltert werden.
Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 101 eine erste Filtereinrichtung 242 und eine zweite Filtereinrichtung 244. Die erste Filtereinrichtung 242 ist ausgebildet, um die visuellen Repräsentation 238 unter Verwendung des Monitorkonfigurationssignals 240 zu filtern. Die sich aus der ersten Filterung ergebenden Daten werden als eine reduzierte visuelle Teilmenge 246 bereitgestellt. Die reduzierte visuelle Teilmenge 246 wird auch als gefilterte Horizontkachelvisualisierung bezeichnet. Die zweite Filtereinrichtung 244 ist ausgebildet, um die bildlichen Darstellung 114 unter Verwendung des Monitorkonfigurationssignals 240 zu filtern. Die sich aus der zweiten Filterung ergebenden Daten werden als eine reduzierte bildliche Darstellung 248 der Teilmenge bereitgestellt und werden auch als gefilterte Referenz bezeichnet.
Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 101 eine Prozesseinrichtung 250, die ausgebildet ist, um reduzierte visuelle Teilmenge 246 gemäß einer Prozessvorschrift zu prozessieren, um eine prozessierte visuelle Teilmenge 252 zu erhalten. Beispielsweise ist die Prozesseinrichtung 250 ausgebildet, um die reduzierte visuelle Teilmenge 246 mit Toleranzen zu versehen.
Ferner ist eine Bildungseinrichtung 254 gezeigt, die ausgebildet ist, um eine Filtermaske 256 unter Verwendung der reduzierten visuellen Teilmenge 246 oder der prozessierten visuellen Teilmenge 252 zu bilden. Die Filtermaske wird auch als Kachelmaske bezeichnet und definiert beispielsweise einen von der Teilmenge 110 umfassten Bereich der digitalen Karte. Unter Verwendung der Filtermaske 256 können die von der Teilmenge 110 und der bildlichen Darstellung 114 abgebildeten räumlichen Gebiete in Übereinstimmung gebracht werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 101 eine erste Anwendungseinrichtung 258 und eine zweite Anwendungseinrichtung 260, die jeweils die Filtermaske 256 anwenden um beispielsweise nicht übereinstimmende oder nicht benötigte räumliche Bereiche zu entfernen. Die Anwendungseinrichtungen 258, 260 werden auch als Maskiereinrichtungen bezeichnet. Die erste Anwendungseinrichtung 258 ist ausgebildet, um die Filtermaske 256 auf die reduzierte visuelle Teilmenge 246 oder wie in 6 gezeigt, auf die prozessierte visuelle Teilmenge 252 anzuwenden, um einen maskierten Horizont 262 zu erhalten. Die zweite Anwendungseinrichtung 260 ist ausgebildet, um die Filtermaske 256 auf die bildliche Darstellung 115 der Teilmenge oder wie in 6 gezeigt auf die reduzierte bildliche Darstellung 248 anzuwenden um eine reduzierte bildliche Referenz 264 zu erhalten.
Die Vorrichtung 101 umfasst eine Überprüfungseinrichtung 266, die ausgebildet ist, um gemäß diesem Ausführungsbeispiel den maskierten Horizonts 262 unter Verwendung der reduzierten bildliche Referenz 264 zu überprüfen. Da der maskierte Horizont auf der Teilmenge 110 und die reduzierte bildliche Referenz 264 auf der bildlichen Darstellung 114 basiert, kann auf diese Weise die Teilmenge 110 unter Verwendung der bildlichen Darstellung 114 überprüft werde. Beispielsweise ist die Überprüfungseinrichtung 266 ausgebildet, um den maskierten Horizont 262 und die reduzierte bildliche Referenz 264 miteinander zu Vergleichen und abhängig von einem Ergebnis des Vergleichs, die Teilmenge 110 als den elektronischen Horizont 102 oder das Fehlersignal 205 bereitzustellen. Dazu weist die Überprüfungseinrichtung 266 gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Eingang zum Empfangen der Teilmenge 110 auf.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Kartenkacheln 234, die visuelle Repräsentation 238, die reduzierte visuelle Teilmenge 246, die reduzierte bildliche Darstellung 248, die prozessierte visuelle Teilmenge 252, die Filtermaske 256, der maskierte Horizont 262 und die reduzierte bildliche Referenz 264 innerhalb der Vorrichtung 101 in Form elektrischer Signale über geeignete elektrische Leitungen übertragen.
Im Folgenden wird anhand von 6 eine beispielhafte Überwachung des elektronischen Horizonts 102 mit Hilfe von Bildverarbeitungsverfahren detailliert beschrieben.
Der als die Teilmenge 110 vorliegende noch nicht überprüfte elektronische Horizont wird im ersten Schritt unter Verwendung der Abbildungseinrichtung 232 in die Kartenkacheln 234 abgebildet. Da üblicherweise das Kartenmaterial in Kartenkacheln abgebildet ist, ist es vorteilhaft ebenso mit den visuellen Referenzen, die hier als die bildliche Darstellung 114 vorliegen und den Horizont Daten zu verfahren. Im zweiten Prozessschritt werden die erzeugten Horizont Kacheln in Form der Kartenkacheln 234 unter Verwendung der Erstellungseinrichtung 236 in die visuelle Repräsentation 238 verarbeitet. Diese visuelle Repräsentation 238 ist beispielhaft so ausgestaltet, dass verschiedene Kartenattribute in festgelegten Farbspektren abgebildet werden. Der abgebildete Straßenverlauf wird also farblich so eingefärbt, dass ein festgelegter Farbbereich z.B. die Geschwindigkeitsbegrenzung darstellt. Durch entsprechende Filter können einzelne Werte wieder herausgefiltert werden. Die visuelle Repräsentation 238 der Horizont-Kachel wird in einem weiteren Prozessschritt unter Verwendung der ersten Filtereinrichtung 242 auf eine vorkonfigurierte Untermenge der Kartenattribute gefiltert. Die gefilterte visuelle Repräsentation 238 wird hier als reduzierte visuelle Teilmenge 246 bezeichnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die erste Filtereinrichtung 242 ausgebildet, um die visuelle Repräsentation 238 durch Bildverarbeitungsverfahren zu filtern. Die vorkonfigurierte Untermenge umfasst beispielsweise die sicherheitsrelevanten Kartenattribute. Somit können nicht sicherheitsrelevante Attribute ausgefiltert werden. Die daraus entstandene reduzierte visuelle Teilmenge 246, die eine reduzierte Horizont Kachel repräsentieren kann, wird in einem weiteren Prozessschritt unter Verwendung der Prozesseinrichtung 250 optisch prozessiert, um z.B. mögliche Toleranzen hinzuzufügen. Dies erfolgt z.B. durch optische Ausdehnung, einer sogenannten Dilatation. Aus der entstandenen Horizont Kachel, die hier als prozessierte visuelle Teilmenge 252 bezeichnet wird, wird unter Verwendung der Bildungseinrichtung 254 die Filtermaske 256 gebildet oder generiert. Mit Hilfe der Filtermaske 256 ist es möglich, den Vergleich der visuellen Repräsentation des Horizonts mit der Referenz, auf die Bereiche zu beschränken, die vom elektronischen Horizont 102 erfasst sind. Diese auch als Horizontmaske bezeichnete Filtermaske 256 wird unter Verwendung der ersten Anwendungseinrichtung 258 auf die visuelle Repräsentation, hier beispielhaft die prozessierte visuelle Teilmenge 252, angewendet und die entstehende reduzierte visuelle Repräsentation der Horizont Kachel, die hier als maskierter Horizont 262 bezeichnet wird, wird an die Überprüfungseinrichtung 266 weitergegeben, die beispielsweise als ein Vergleicher realisiert ist.
Die hier als bildliche Darstellung 114 bezeichnete Sicherheitsreferenz wird unter Verwendung der zweiten Filtereinrichtung 244 vor dem Vergleich ebenso auf eine vorkonfigurierte Untermenge der Kartenattribute gefiltert, hier als reduzierte bildliche Darstellung 248 bezeichnet, und durch Anwendung der auch als Horizont Filter Maske bezeichneten Filtermaske 256 auf die Bereiche beschränkt, die vom elektronischen Horizont 102 und somit entsprechend von der Teilmenge 110 erfasst sind. Die daraus resultierende reduzierte Referenz, die hier als reduzierte bildliche Referenz 264 bezeichnet wird, wird in der Überprüfungseinrichtung 266 mit der in gleicher Weise reduzierten Horizontkachel in Form des maskierten Horizonts 262 verglichen. Bei Gleichheit wird der am Eingang anliegende elektronische Horizonts in Form der Teilmenge 110 auf den Ausgang freigeschaltet und als der elektronische Horizont 102 bereitgestellt. Andernfalls wird ein Horizont-Fehler in Form des Fehlersignals 230 am Ausgang angezeigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung beinhaltet die Vergleichsreferenz, hier beispielsweise die bildliche Darstellung 114, nicht die exakt gültigen Werte, sondern einen sicheren Wertebereich. Dies könnte z.B. eine exakte Spurbreite von 5,00m sein, die aber im Bereich 4,00m - 5,00m als sicher angesehen werden kann - eine höhere Genauigkeit dient ggf. dem Fahrkomfort, ist aber nicht sicherheitskritisch. Dies hätte den Vorteil, dass die Referenz länger gültig bleibt und seltener ein Update nötig ist.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen eines elektronischen Horizonts für ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung der anhand der 1 und 6 beschriebenen Vorrichtungen umgesetzt und ausgeführt werden.
Das Verfahren umfasst einen Schritt 701, in dem eine sich auf eine voraussichtliche Fahrstrecke des Fahrzeugs beziehende Teilmenge aus Kartendaten einer digitalen Karte ausgewählt wird. Die Teilmenge repräsentiert einen noch nicht abgesicherten elektronischen Horizont, sodass im Schritt 701 auf bekannte Verfahren zum Erzeugen eines elektronischen Horizonts zurückgegriffen werden kann. Beispielsweise werden dabei der voraussichtlichen Fahrstrecke zuordenbare Attribute und/oder Straßengeometriedaten aus der digitalen Karte ausgewählt. In einem Schritt 703 wird die Teilmenge unter Verwendung einer bildlichen Darstellung der Teilmenge überprüft. Dazu wird die bildliche Darstellung der Teilmenge optional in einem Schritt 705 über eine Schnittstelle zu einer fahrzeuginternen oder fahrzeugexternen Speichereinrichtung eingelesen. In einem Schritt 707 wird die Teilmenge abhängig von einem sich aus dem Schritt 703 ergebenden Überprüfungsergebnis entweder als der nun abgesicherte elektronische Horizont bereitgestellt. Beispielsweise wird die Teilmenge als der elektronische Horizont bereitgestellt, wenn das Überprüfungsergebnis eine Übereinstimmung zwischen der Teilmenge und der bildlichen Darstellung der Teilmenge anzeigt. Andernfalls wird ein Fehlersignal bereitgesellt, wenn das Überprüfungsergebnis eine Abweichung zwischen der Teilmenge und der bildlichen Darstellung der Teilmenge anzeigt. Dabei können je nach Ausführungsbeispiel entweder die Teilmenge und die bildliche Darstellung direkt miteinander verglichen werden, oder es können aus diesen Daten erzeugte Daten verglichen werden, wie es beispielsweise anhand von 6 beschrieben ist.
Optional wird der elektronische Horizont in einem Schritt 709 verwendet, um ein Steuersignal zum Steuern des Fahrzeugs entlang der voraussichtlichen Fahrstrecke zu ermitteln.
Zum Bestimmen des elektronischen Horizonts kann das Verfahren beispielsweise die nachfolgenden optionalen Schritte umfassen.
In einem Schritt 711 wird eine visuellen Repräsentation der Teilmenge unter Verwendung der Teilmenge erstellt. Dabei werden unterschiedlichen Attributen oder Werten der Teilmenge beispielsweise unterschiedliche Farbwerte zugeordnet. In einem Schritt 713 wird die visuelle Repräsentation der Teilmenge unter Verwendung einer Filtervorschrift gefiltert, um eine reduzierte visuelle Teilmenge zu erhalten. In einem Schritt 715 werden Toleranzen zu der reduzierten visuellen Teilmenge hinzugefügt, um eine prozessierte visuelle Teilmenge zu erhalten. In einem Schritt 717 wird eine Filtermaske unter Verwendung der reduzierten visuellen Teilmenge oder der prozessierte visuelle Teilmenge gebildet.
Entsprechend zu dem Schritt 713 wird in einem Schritt 719 die bildliche Darstellung der Teilmenge unter Verwendung der Filtervorschrift gefiltert, um eine reduzierte bildliche Darstellung der Teilmenge zu erhalten.
In einem Schritt 721 wird die Filtermaske auf die bildliche Darstellung der Teilmenge oder die reduzierte bildliche Darstellung der Teilmenge angewendet, um eine reduzierte bildliche Referenz zu erhalten. Entsprechend wird in einem Schritt 723 die Filtermaske auf die die reduzierte visuelle Teilmenge oder die prozessierte visuelle Teilmenge angewendet, um einen maskierten Horizont zu erhalten. Damit wird der Schritt 705 des Überprüfens gemäß einem Ausführungsbeispiel unter Verwendung der reduzierten bildlichen Referenz und des maskierten Horizonts durchgeführt. Beispielsweise werden der maskierte Horizont und die reduzierte bildliche Referenz dabei verglichen, um das Überprüfungsergebnis zu erhalten.
Anhand der nachfolgenden 8 bis 12 wird ein Anwendungsbeispiel des hier beschriebenen Ansatzes anhand der Karteinformation „Speed-Limit“ - also Höchstgeschwindigkeit zum Befahren einer Straße gegeben. Der Ansatz kann zur Erzeugung und Verwendung eines digitalen Herkunftsnachweis von Karten verwendet werden.
8 zeigt Kartendaten 112 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Beispielsweise handelt es sich dabei um die anhand von 1 beschriebenen Kartendaten 112 aus denen eine einen elektronischen Horizont repräsentierende Teilmenge ausgewählt wird. Beispielhaft zeigen die Kartendaten 113 eine Hauptstraße mit einer abzweigenden Nebenstraße, einen parallel zu der Hauptstraße verlaufenden Weg und den Straßen zugeordnete Geschwindigkeitsbegrenzungen. Dabei ist einem ersten Abschnitt der Hauptstraße eine Geschwindigkeitsbegrenzung von 70km/h, einem zweiten Abschnitt der Hauptstraße eine Geschwindigkeitsbegrenzung von 100km/h und der Nebenstraße eine Geschwindigkeitsbegrenzung von 50km/h zugeordnet.
Die erlaube Höchstgeschwindigkeit stellt sich in den Kartendaten 112 somit so dar, dass es in der mittleren Kartenkachel drei Straßenabschnitte, mit jeweils verschiedenen Geschwindigkeitsbegrenzungen von 70, 50 und 100 km/h gibt.
Aus den Kartendaten 112 wird z.B. auf dem Server Back-End eines Kartendaten-Anbieters eine visuelle Repräsentation der Kartendaten 112 berechnet, wie sie in 9 dargestellt ist.
9 zeigt eine bildliche Darstellung 114 einer Teilmenge gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die bildliche Darstellung 114 bezieht sich auf denselben örtlichen Bereich wie die in 8 gezeigten Kartendaten, sodass die bildliche Darstellung 114 zur Absicherung eines auf den Kartendaten basierenden elektronischen Horizont verwendet werden kann.
In jedem Bildpunkt hat der Farbwert der ersten Farbebene den Wert der erlaubten Höchstgeschwindigkeit an diesem Punkt. So ist dem ersten Abschnitt der Hauptstraße ein erster Farbwert, beispielsweise ein Farbwert (70,0,0), dem zweiten Abschnitt der Hauptstraße ein zweiter Farbwert, beispielsweise ein Farbwert (100,0,0), der Nebenstraße ein dritter Farbwert, beispielsweise ein Farbwert (50,0,0) und dem übrigen Bereich ein vierter Farbwert, beispielsweise der Farbwert (0,0,0) zugeordnet. Somit ist der Geschwindigkeitsbegrenzung von 70km/h der erste Farbwert, der Geschwindigkeitsbegrenzung von 100km/h der zweite Farbwert und der Geschwindigkeitsbegrenzung von 50km/h der dritte Farbwert zugeordnet.
10 zeigt eine Darstellung 1110 zur Beschreibung einer Teilmenge gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei der Teilmenge handelt es sich um eine aus den in 8 gezeigten Kartendaten 112 erzeugte Teilmenge 110, die unter Verwendung der anhand von 9 gezeigten bildlichen Darstellung abgesichert und anschließend als elektronischer Horizont bereitgestellt werden kann.
Der Inhalt der Teilmenge beseht aus drei Punkten, einem ersten Punkt „Offset_A“ als Beginn des ersten Abschnitts der Hauptstraße, einen mittleren Punkt „Offset_B“ als Verzweigung zu der Nebenstraße und einen dritten Punkt „Offset_C“ als Ende des zweiten Abschnitts der Hauptstraße.
Der erste Punkt und der mittlere Punkt sind durch eine erste Verbindung „Link_A“ und der mittlere Punkt und der dritte Punkt sind durch eine zweite Verbindung „Link_B“ miteinander verbunden. Die erste Verbindung weist den „Offset_A“ als StartOffset, den „Offset_B“ als Endoffset, die Geschwindigkeitsbegrenzung von 70 km/h und optional Daten zur Definition der Straßengeometrieen auf. Die zweite Verbindung weist somit den „Offset_B“ als StartOffset, den „Offset_C als Endoffset, die Geschwindigkeitsbegrenzung von 100 km/h und optional Daten zur Definition der Straßengeometrieen auf.
Die beiden Verbindungen mit den Zugeordneten Daten bilden den Inhalt der Teilmenge und somit des elektronischen Horizonts.
Somit kann aus den in 8 dargestellten Kartendaten der beschrieben elektronischer Horizont im Fahrzeug berechnet werden.
Für den elektronischen Horizont werden die Kartendaten vom Kachel-basierten Datenformat in ein Pfad-basiertes Datenformat konvertiert, das eine Auskunft darüber gibt, welche Straßen-Parameter der vor dem Fahrzeug liegende Pfad an welchem Offset enthält.
Die anhand von 10 beschriebene Teilmenge und der durch diese Teilmenge repräsentierte elektronische Horizont enthält die Streckenabschnitte mit den Tempolimits 70 km/h und 100 km/h aus den Kartendaten aus 8. Der Streckenabschnitt mit Tempolimit 50 km/h ist nicht im Horizont - dieser könnte beispielsweise für das Fahrzeug nicht befahrbar sein.
Ziel des beschriebenen Ansatzes ist es nun, den beschriebenen elektronischen Horizont mit Hilfe der visuellen Repräsentation der Kartendaten aus 9 auf Korrektheit zu überprüfen.
11 zeigt eine visuelle Repräsentation 238 einer Teilmenge gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei handelt es sich um die visuelle Repräsentation 238 der in 10 beschriebene Teilmenge.
Aus dem anhand von 10 beschriebenen elektronischen Horizont wird eine Kachel-basierte Visualisierung der Daten berechnet, die gemäß einem Ausführungsbeispiel wie in 11 dargestellt aussieht
In jedem Bildpunkt hat wiederum der Farbwert der ersten Farbebene den Wert der erlaubten Höchstgeschwindigkeit an diesem Punkt. So ist wie bereits anhand von 9 beschrieben dem ersten Abschnitt der Hauptstraße der erste Farbwert, beispielsweise der Farbwert (70,0,0), dem zweiten Abschnitt der Hauptstraße der zweite Farbwert, beispielsweise der Farbwert (100,0,0) und dem übrigen Bereich der vierte Farbwert, beispielsweise der Farbwert (0,0,0) zugeordnet.
12 zeigt eine Filtermaske 256 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Da der elektronische Horizont aus 10 nicht alle Kartendaten aus 8 beinhaltet, weichen auch die entsprechenden visuellen Repräsentationen in 9 und 11 voneinander ab. Um die visuellen Repräsentationen dennoch vergleichbar zu machen, wird aus den Daten des Horizonts ebenfalls eine visuelle Datenmaske berechnet, wie sie in 12 dargestellt ist.
Mit den in den wie beschrieben bestimmten, beispielsweise berechneten visuellen Repräsentationen der Kartendaten, wie in 8 gezeigt (VisualRepresentationMapData), des elektronischen Horizonts , wie anhand von 10 beschrieben (HorizonVisualization) und der visuellen Datenmaske, wie in 12 gezeigt (TileMask) kann nun z.B. durch die folgende Operation ein Vergleich der Horizontdaten mit den Kartendaten durchgeführt werden: $\begin{array}{l} ComparisonResult = (VisualRepresentationMapData & TileMask) - \\ HorizonVisualization \end{array}$
In Bezug auf 6 kann ComparisonResult dem anhand von 6 beschriebenen Überprüfungsergebnis, VisualRepresentationMapData der bildlichen Darstellung 114 der Teilmenge und TileMask der Filtermaske 256 entsprechen.
Somit werden zunächst also aus der visuellen Repräsentation der Kartendaten, die in 6 als bildliche Darstellung der Teilmenge bezeichnet ist, unter Verwendung der Filtermaske alle nicht verwendeten Daten ausmaskiert, beispielsweise durch eine UND-Verknüpfung:

Visual Representation Map Data & TileMask

Das Resultat sollte nur noch die gewünschten Daten enthalten. Danach wird die Differenz zwischen diesem Resultat und der Horizon Visualisierung gebildet, die in 6 als maskierter Horizont 262 bezeichnet wird. Das Überprüfungsergebnis (ComparisonResult) enthält im Fall eines korrekten Horizonts nur noch Bildpunkte = (0, 0, 0): $\begin{array}{l} Überprüfungsergebnis = 0 = > Horizont korrekt \\ Überprüfungsergebnis \neq 0 = > Horizont nicht korrekt \end{array}$
Wenn das Überprüfungsergebnis ungleich „0“ sein sollte, so können folgendermaßen Toleranzen festgelegt werden, mit denen die Daten noch als korrekt bewertbar sind:

Eine festgelegte Größe der im Überprüfungsergebnis enthaltenen Werte können als gültige Abweichung festgelegt werden. Wäre für das Beispiel Geschwindigkeitsbegrenzung eine Abweichung von 10 km/h als unkritisch zu bewerten, so wären Werte der Bildpunkte von -10 bis +10 zulässig, um den elektronischen Horizont als korrekt zu bewerten.
Eine festgelegte Größe der im Überprüfungsergebnis enthaltenen abweichenden Fläche kann als gültige Abweichung festgelegt werden. Für das Beispiel Geschwindigkeitsbegrenzung könnte beispielsweise eine Fläche von I_M ² unkritisch zu bewerten sein.

Wenn mehr Daten als im Beispiel Geschwindigkeitsbegrenzung mit diesem Verfahren geprüft werden sollen, so ist dies durch folgenden Maßnahmen möglich. Zum einen durch eine Erhöhung der Bits/Pixel für die visuellen Repräsentationen und zum anderen durch eine Erhöhung der Auflösung der visuellen Repräsentationen.
Der beschriebene Ansatz eignet sich beispielsweise für sicherheitsrelevante Systeme, bei denen vorgeschriebene Sicherheitsanforderungen umgesetzt werden müssen. Vorteilhaft ist dabei die Begrenzung des Sicherheitspfads und die Verwendung einer Sicherheitsreferenz an der äußeren Schnittstelle.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012210454 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines elektronischen Horizonts (102) für ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug (100), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Auswählen (701) einer Teilmenge (110) einer digitalen Karte; Überprüfen (703) der Teilmenge (110) unter Verwendung einer bildlichen Darstellung (114) der Teilmenge (110), um ein Überprüfungsergebnis zu erhalten; und Bereitstellen (707) der Teilmenge (110) als den elektronischen Horizont (102) unter Verwendung des Überprüfungsergebnis.
Verfahren gemäß Anspruch 1, mit einem Schritt (709) des Ermittelns eines Steuersignals (106) zum Steuern des Fahrzeugs (100) oder eines Fahrzeugsystems des Fahrzeugs (100) entlang der voraussichtlichen Fahrstrecke unter Verwendung des elektronischen Horizonts (102).
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (701) des Auswählens die Teilmenge (110) der digitalen Karte unter Verwendung eines Fahrstreckensignals (118) ausgewählt wird, das eine voraussichtliche Fahrstrecke des Fahrzeugs (100) repräsentiert, wobei der voraussichtlichen Fahrstrecke zuordenbare Attribute und/oder Straßengeometriedaten in einem maschinenlesbaren Format als die Teilmenge (110) aus der digitalen Karte ausgewählt werden.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (705) des Einlesens der bildlichen Darstellung (114) der Teilmenge (110) über eine Schnittstelle zu einer fahrzeuginternen oder fahrzeugexternen Speichereinrichtung.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (707) des Bereitstellens die Teilmenge (110) der digitalen Karte als der elektronische Horizont (102) bereitgestellt wird, wenn das Überprüfungsergebnis eine Übereinstimmung zwischen der Teilmenge (110) der digitalen Karte und der bildlichen Darstellung (114) der Teilmenge (110) anzeigt und ein Fehlersignal (230) bereitgestellt wird, wenn das Überprüfungsergebnis eine Abweichung zwischen der Teilmenge (110) und der bildlichen Darstellung (114) der Teilmenge (110) anzeigt.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (711) des Erstellens einer visuellen Repräsentation (238) der Teilmenge (110) unter Verwendung der Teilmenge (110), wobei der Schritt (705) des Überprüfens unter Verwendung der visuellen Repräsentation (238) der Teilmenge (110) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem im Schritt (711) des Erstellens unterschiedlichen Werten der Teilmenge (110) unterschiedliche Farbwerte zugeordnet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, mit einem Schritt (713) des Filterns der visuellen Repräsentation (238) der Teilmenge (110) unter Verwendung einer Filtervorschrift, um eine reduzierte visuelle Teilmenge (246) zu erhalten, wobei der Schritt (705) des Überprüfens unter Verwendung der reduzierten visuellen Teilmenge (246) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (719) des Filterns der bildlichen Darstellung (114) der Teilmenge (110) unter Verwendung der Filtervorschrift, um eine reduzierte bildliche Darstellung (248) der Teilmenge (110) zu erhalten, wobei der Schritt (705) des Überprüfens unter Verwendung der reduzierten bildlichen Darstellung (248) der Teilmenge (110) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, mit einem Schritt (715) des Hinzufügens von Toleranzen zu der reduzierten visuellen Teilmenge (246), um eine prozessierte visuelle Teilmenge (252) zu erhalten, wobei der Schritt (705) des Überprüfens unter Verwendung der prozessierten visuellen Teilmenge (252) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 10, mit einem Schritt (717) des Bildens einer Filtermaske (256) unter Verwendung der reduzierten visuellen Teilmenge (246) oder der prozessierten visuellen Teilmenge (252).
Verfahren gemäß Anspruch 11, mit einem Schritt (721) des Anwendens der Filtermaske (256) auf die bildliche Darstellung (114) der Teilmenge (110) oder die reduzierte bildliche Darstellung (248) der Teilmenge (110) um eine reduzierte bildliche Referenz (264) zu erhalten, und mit einem Schritt (723) des Anwendens der Filtermaske (256) auf die reduzierte visuelle Teilmenge (246) oder die prozessierte visuelle Teilmenge (252) um einen maskierten Horizont (262) zu erhalten, wobei der Schritt (705) des Überprüfens unter Verwendung der reduzierten bildlichen Referenz (264) und des maskierten Horizonts (262) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem im Schritt (707) des Überprüfens der maskierte Horizonts (262) und die reduzierte bildliche Referenz (264) miteinander verglichen werden, um das Überprüfungsergebnis zu erhalten.
Vorrichtung (101), die eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten auszuführen und/oder anzusteuern.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche auszuführen und/oder anzusteuern.