DE102021104120A1

DE102021104120A1 - Fahrzeugführungssystem und Verfahren zum Betreiben einer Fahrfunktion an einem Verkehrs-Knotenpunkt

Info

Publication number: DE102021104120A1
Application number: DE102021104120.1A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hempel; Martin Liebner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-02-22
Filing date: 2021-02-22
Publication date: 2022-08-25
Also published as: CN116897120A; US20240132068A1; WO2022175461A1; US20240227798A9

Abstract

Es wird ein Fahrzeugführungssystem zum Betrieb einer Fahrfunktion zur automatisierten Längs- und/oder Querführung eines Kraftfahrzeugs an einem Knotenpunkt beschrieben. Das Fahrzeugführungssystem ist eingerichtet, eine Fahrspur auf einer Zufahrt zu dem Knotenpunkt zu ermitteln, auf der sich das Fahrzeug befindet. Des Weiteren ist das Fahrzeugführungssystem eingerichtet, auf Basis der ermittelten Fahrspur zu ermitteln, ob zumindest ein Signalgeber einer Signalisierungseinheit des Knotenpunkts für ein Fahrmanöver des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt relevant ist. Das Fahrzeugführungssystem ist ferner eingerichtet, die Fahrfunktion an dem Knotenpunkt in Abhängigkeit davon zu betreiben, ob zumindest ein Signalgeber für das Fahrmanöver des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt relevant ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugführungssystem und ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb einer Fahrfunktion eines Fahrzeugs an einem Verkehrs-Knotenpunkt.
Ein Fahrzeug kann ein oder mehrere Fahrfunktionen aufweisen, die den Fahrer des Fahrzeugs bei der Führung, insbesondere bei der Längsführung und/oder bei der Querführung, des Fahrzeugs unterstützen. Eine beispielhafte Fahrfunktion zur Unterstützung der Längsführung eines Fahrzeugs ist die Adaptive Cruise Control (ACC) Funktion, die dazu genutzt werden kann, das Fahrzeug mit einer festgelegten Setz- bzw. Soll-Fahrgeschwindigkeit und/oder in einem festgelegten Soll-Abstand zu einem vor dem Fahrzeug fahrenden Vorder-Fahrzeug längszuführen. Die Fahrfunktion kann dabei auch in Zusammenhang mit einer Signalisierungseinheit (insbesondere einer Ampel) an einem Verkehrs-Knotenpunkt (etwa an einer Kreuzung) genutzt werden, um eine automatisierte Längsführung, etwa eine automatisierte Verzögerung, an der Signalisierungseinheit zu bewirken.
Eine Signalisierungseinheit kann unterschiedliche Signalgeber aufweisen, die z.B. unterschiedlichen Fahrtrichtungen an dem Verkehrs-Knotenpunkt zugeordnet sind. Im Rahmen der Fahrfunktion sollten nur die ein oder mehreren Signalgeber berücksichtigt werden, die für die von dem Fahrer des Fahrzeugs geplante Fahrtrichtung bzw. für das von dem Fahrer des Fahrzeugs geplante Fahrmanöver relevant sind.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, die Fahrabsicht des Fahrers eines Fahrzeugs an einem vorausliegenden Knotenpunkt in effizienter zuverlässiger Weise zu erkennen, insbesondere um die Güte einer Fahrfunktion zur automatisierten Längsführung an dem Knotenpunkt zu erhöhen.
Die Aufgabe wird durch jeden einzelnen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Gemäß einem Aspekt wird ein Fahrzeugführungssystem zum Betrieb einer Fahrfunktion zur automatisierten Längs- und/oder Querführung eines Kraftfahrzeugs an einem Verkehrs- bzw. Straßen-Knotenpunkt (insbesondere an einer Kreuzung) beschrieben. Die Fahrfunktion kann ausgebildet sein, das Fahrzeug automatisiert an einer Haltelinie einer Signalisierungseinheit des Knotenpunkts abzubremsen (wenn der für das Fahrzeug relevante Signalgeber der Signalisierungseinheit „Rot“ ist) und/oder das Fahrzeug automatisiert über den Knotenpunkt längszuführen (wenn der für das Fahrzeug relevante Signalgeber „Grün“ ist). Die automatisierte Längsführung kann dabei mittels eines Abstands- und/oder Geschwindigkeitsreglers erfolgen.
Das Fahrzeugführungssystem ist eingerichtet, die Fahrspur auf einer Zufahrt zu dem Knotenpunkt zu ermitteln, auf der sich das Fahrzeug befindet. Die Zufahrt zu dem Knotenpunkt kann mehrere unterschiedliche Fahrspuren aufweisen. Die Anzahl von Fahrspuren kann durch Kartendaten (d.h. durch eine digitale Karte) in Bezug auf den Knotenpunkt angezeigt werden. Die Kartendaten können ferner den räumlichen Verlauf der einzelnen Fahrspuren der Zufahrt zu dem Knotenpunkt anzeigen. Die Kartendaten können außerdem Information in Bezug auf die Signalisierungseinheit (insbesondere die Lichtsignalanlage) auf der Zufahrt zu dem Knotenpunkt anzeigen.
Die Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug befindet, kann auf Basis von Positionsdaten eines globales Navigationssatellitensystems (GNSS) ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug befindet, auf Basis von ein oder mehreren Landmarken (z.B. eine Fahrspurmarkierung, eine Signalisierungseinheit, ein Verkehrsschild, ein Pfosten, etc.) in dem Umfeld des Knotenpunkts ermittelt werden.
Wie bereits oben dargelegt, können die Kartendaten den Verlauf der unterschiedlichen Fahrspuren auf der von dem Fahrzeug befahrenen Zufahrt zu dem Knotenpunkt anzeigen. Die Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug befindet, kann dann in besonders präziser und zuverlässiger Weise auf Basis der Kartendaten, insbesondere auf Basis des angezeigten Verlaufs der Fahrspuren, ermittelt werden.
Das Fahrzeugführungssystem kann eingerichtet sein, Positionsdaten in Bezug auf die Position des Fahrzeugs relativ zu den Fahrspuren auf der von dem Fahrzeug befahrenen Zufahrt zu dem Knotenpunkt zu ermitteln. Die Positionsdaten können insbesondere ermittelt werden: auf Basis von Positionen von ein oder mehreren in den Kartendaten angezeigten Landmarken, insbesondere von ein oder mehreren Fahrbahnmarkierungen, Pfosten, Schildern und/oder Signalgebern; auf Basis der Relativposition des Fahrzeugs zu den ein oder mehreren Landmarken an ein oder mehreren aufeinanderfolgenden Zeitpunkten; auf Basis einer an ein oder mehreren aufeinanderfolgenden Zeitpunkten mit einem GNSS-Empfänger bestimmten globalen Position des Fahrzeugs; und/oder auf Basis einer anhand von einem Raddrehzahlsensor, einem Beschleunigungs- und/oder Drehratensensor und/oder einem Sensor zur Bestimmung einer visuellen Odometrie des Fahrzeugs ermittelten Positions- und/oder Lageänderung des Fahrzeugs zwischen zwei oder mehreren Zeitpunkten. Es kann dann in besonders präziser Weise auf Basis der ermittelten Positionsdaten die Fahrspur ermittelt werden, auf der sich das Fahrzeug befindet.
Alternativ oder ergänzend können die Kartendaten eine relative Anordnung von unterschiedlichen Landmarken an dem und/oder in dem Umfeld von dem Knotenpunkt anzeigen. Mit anderen Worten, die Kartendaten können anzeigen, wie unterschiedliche Landmarken relativ zueinander räumlich angeordnet sind. Diese Information kann als Karten-basierte, relative Anordnung bezeichnet werden.
Das Fahrzeugführungssystem kann eingerichtet sein, auf Basis von Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren (insbesondere von ein oder mehreren Kameras) des Fahrzeugs eine Sensor-basierte, relative Anordnung der unterschiedlichen Landmarken zu ermitteln. Mit anderen Worten, es kann auf Basis der Umfelddaten ermittelt werden, wie die unterschiedlichen Landmarken relativ zueinander räumlich angeordnet sind.
Die Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug befindet, kann dann in besonders präziser und zuverlässiger Weise auf Basis der Karten-basierten Anordnung und auf Basis der Sensor-basierten Anordnung ermittelt werden. Insbesondere kann die Sensor-basierte Anordnung mit der Karten-basierten Anordnung verglichen werden, um es dem Fahrzeug zu ermöglichen, sich relativ zu der Karten-basierten Anordnung zu lokalisieren.
Das Fahrzeugführungssystem kann insbesondere eingerichtet sein, (z.B. auf Basis der Umfelddaten) die relative Position des Fahrzeugs zu der Karten-basierten Anordnung zu ermitteln, und die relative Position des Fahrzeugs zu der Sensor-basierten Anordnung zu ermitteln. Die Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug befindet, kann dann in präziser Weise auf Basis der ermittelten relativen Positionen des Fahrzeugs zu der Karten-basierten Anordnung und zu der Sensor-basierten Anordnung ermittelt werden.
Das Fahrzeugführungssystem ist ferner eingerichtet, auf Basis der ermittelten Fahrspur zu ermitteln, ob zumindest ein Signalgeber der Signalisierungseinheit des Knotenpunkts für das (voraussichtliche und/oder prädizierte) Fahrmanöver des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt relevant ist. Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeugführungssystem eingerichtet sein, auf Basis der ermittelten Fahrspur zumindest einen (ggf. mehrere) Signalgeber der Signalisierungseinheit (auf der Zufahrt) des Knotenpunkts zu ermitteln, der für das (voraussichtliche und/oder prädizierte) Fahrmanöver des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt relevant ist. Die Signalisierungseinheit kann mehrere unterschiedliche Signalgeber aufweisen, die für mehrere unterschiedliche mögliche Fahrmanöver an dem Knotenpunkt relevant sein können. Beispielhafte mögliche Fahrmanöver sind: ein Linksabbiege-Manöver; ein Geradeaus-Fahrmanöver; ein Rechtsabbiege-Manöver; und/oder ein U-Turn-Fahrmanöver. Die Zuordnung zwischen den möglichen Fahrmanövern und den unterschiedlichen Signalgebern kann in den Kartendaten bzgl. des Knotenpunktes angezeigt werden. Insbesondere können die Kartendaten die relative (räumliche) Anordnung der einzelnen Signalgeber der Signalisierungseinheit anzeigen. Ferner können die Kartendaten für jeden einzelnen Signalgeber anzeigen, für welches Fahrmanöver und/oder für welche Fahrspur der jeweilige Signalgeber relevant ist.
Die unterschiedlichen Positionen, insbesondere die relative Anordnung, der unterschiedlichen Signalgeber kann somit in den Kartendaten angezeigt werden. Das Fahrzeugführungssystem kann eingerichtet sein, die Position des Signalgebers zu ermitteln, der für das (voraussichtliche und/oder prädizierte) Fahrmanöver des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt relevant ist. Außerdem kann das Fahrzeugführungssystem eingerichtet sein, basierend auf der Position und/oder der relativen Anordnung aus den Kartendaten den relevanten Signalgeber in den Umfelddaten zu identifizieren.
Der Weiteren kann das Fahrzeugführungssystem eingerichtet sein, den Signalisierungszustand des ermittelten Signalgebers zu ermitteln. Der Signalisierungszustand (insbesondere die Farbe) des Signalgebers kann auf Basis der Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren des Fahrzeugs ermittelt werden.
Das Fahrzeugführungssystem ist ferner eingerichtet, die Fahrfunktion an dem Knotenpunkt in Abhängigkeit davon zu betreiben, ob zumindest ein Signalgeber für das Fahrmanöver des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt relevant ist, und/oder in Abhängigkeit von dem ermittelten Signalgeber zu betreiben. Die Fahrfunktion kann an dem Knotenpunkt insbesondere in Abhängigkeit von dem ermittelten Signalisierungszustand (etwa der Farbe) des ermittelten Signalgebers betrieben werden.
Das Fahrzeugführungssystem kann insbesondere eingerichtet sein, in Abhängigkeit von dem Signalisierungszustand des ermittelten Signalgebers (und/oder in Abhängigkeit davon, ob überhaupt ein Signalgeber für das Fahrmanöver des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt relevant ist), das Fahrzeug automatisiert über den Knotenpunkt längs- und/oder querzuführen (z.B., wenn erkannt wird, dass der Signalgeber „Grün“ ist), oder das Fahrzeug automatisiert vor der Haltelinie der Signalisierungseinheit in den Stillstand zu verzögern (z.B., wenn erkannt wird, dass der Signalgeber „Rot“ ist).
Durch die Berücksichtigung der Fahrspur bei dem Betrieb der Fahrfunktion können die Fahrabsicht des Fahrers des Fahrzeugs in zuverlässiger Weise erkannt und die Verfügbarkeit und die Güte der Fahrfunktion weiter erhöht werden.
Das Fahrzeugführungssystem kann eingerichtet sein, auf Basis der ermittelten Fahrspur das Fahrmanöver zu prädizieren, das das Fahrzeug an dem Knotenpunkt durchführen wird. Die Kartendaten können z.B. anzeigen, welche ein oder mehreren Fahrmanöver für welche Fahrspur der Zufahrt zu dem Knotenpunkt vorgesehen, zulässig und/oder möglich sind (z.B. Rechtsabbieger-Fahrspur, Linksabbieger-Fahrspur, Geradeaus-Fahrspur, U-Turn-Fahrspur, etc.). Das mit der Fahrspur assoziierte Fahrmanöver des Fahrzeugs kann somit auf Basis der Kartendaten ermittelt werden. Dabei kann das Fahrmanöver insbesondere aus einer Mehrzahl von möglichen Fahrmanövern selektiert werden. Der für das Fahrmanöver relevante Signalgeber kann dann in besonders präziser Weise basierend auf dem prädizierten Fahrmanöver ermittelt werden.
Wie bereits oben dargelegt, können die Kartendaten eine Zuordnung der unterschiedlichen Signalgeber der Signalisierungseinheit zu unterschiedlichen möglichen Fahrmanövern an dem Knotenpunkt und/oder zu den unterschiedlichen Fahrspuren auf der Zufahrt zu dem Knotenpunkt anzeigen. Der Signalgeber, der für das Fahrmanöver des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt relevant ist, kann dann in besonders zuverlässiger Weise auf Basis der Kartendaten, insbesondere auf Basis der in den Kartendaten angezeigten Zuordnung, ermittelt werden.
Das Fahrzeugführungssystem kann eingerichtet sein, auf Basis der Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren des Fahrzeugs ein Sensor-basiertes Umfeldmodell des Knotenpunktes zu ermitteln. Des Weiteren können die Kartendaten ein Karten-basiertes Umfeldmodell des Knotenpunktes anzeigen. In den Umfeldmodellen können jeweils Landmarken im Umfeld des Knotenpunktes angezeigt werden. Es kann dann auf Basis des Sensor-basierten Umfeldmodells und auf Basis des Karten-basierten Umfeldmodells, insbesondere auf Basis eines Vergleichs des Sensor-basierten Umfeldmodells mit dem Karten-basierten Umfeldmodell, die Fahrspur ermittelt werden, auf der sich das Fahrzeug befindet, und/oder der Signalgeber ermittelt werden, der für das Fahrmanöver des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt relevant ist. Durch den Vergleich von Sensor- und Karten-basierten Umfeldmodellen kann die Güte der Fahrfunktion weiter erhöht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das das in diesem Dokument beschriebene Fahrzeugführungssystem umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrfunktion zur automatisierten Längs- und/oder Querführung eines Kraftfahrzeugs an einem Knotenpunkt beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln einer Fahrspur auf einer Zufahrt zu dem Knotenpunkt, auf der sich das Fahrzeug befindet. Das Verfahren umfasst ferner das Ermitteln, auf Basis der ermittelten Fahrspur, eines Signalgebers einer Signalisierungseinheit des Knotenpunkts, der für ein Fahrmanöver des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt relevant ist (oder ob überhaupt ein Signalgeber der Signalisierungseinheit für das Fahrmanöver des Fahrzeugs relevant ist). Des Weiteren umfasst das Verfahren das Betreiben der Fahrfunktion an dem Knotenpunkt in Abhängigkeit von dem ermittelten Signalgeber (oder in Abhängigkeit davon, ob ein oder kein Signalgeber für das Fahrmanöver des Fahrzeugs relevant ist).
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Wie bereits oben dargelegt, kann die in diesem Dokument beschriebene Fahrfunktion insbesondere darauf ausgelegt sein, das Fahrzeug an einer und/oder in Zusammenhang mit einer Signalisierungseinheit (insbesondere mit einem Signalgeber einer Signalisierungseinheit) automatisiert längszuführen. Dabei kann die Fahrfunktion gemäß SAE-Level 2 ausgebildet sein. Mit anderen Worten, die Fahrfunktion kann ggf. ein automatisiertes Fahren und/oder eine Fahrerunterstützung (in Bezug auf die Längsführung) gemäß SAE-Level 2 bereitstellen. Die Fahrfunktion kann auf die Längsführung des Fahrzeugs beschränkt sein. Die Querführung des Fahrzeugs kann während des Betriebs der Fahrfunktion ggf. manuell durch den Fahrer oder durch eine weitere und/oder separate Fahrfunktion bereitgestellt werden (z.B. durch einen Spurhalteas si stenten).
Im Rahmen der Fahrfunktion kann das Fahrzeug gemäß einer Setz- bzw. Soll-Geschwindigkeit und/oder gemäß einem Soll-Abstand zu einem (direkt) vor dem Fahrzeug fahrenden Vorder-Fahrzeug automatisiert längsgeführt werden. Zu diesem Zweck kann die Fahrfunktion einen Geschwindigkeitsregler bereitstellen, durch den die Ist-Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß der Setz- bzw. Soll-Geschwindigkeit eingestellt, insbesondere geregelt, wird. Alternativ oder ergänzend kann ein Abstandsregler bereitgestellt werden, durch den der Ist-Abstand des Fahrzeugs zu dem Vorder-Fahrzeug gemäß dem Soll-Abstand eingestellt, insbesondere geregelt, wird. Wenn kein relevantes Vorder-Fahrzeug vorhanden ist oder wenn das Vorder-Fahrzeug schneller als die Setz- bzw. Soll-Geschwindigkeit fährt, kann die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs geregelt werden. Alternativ oder ergänzend, wenn das Vorder-Fahrzeug langsamer als die Setz- bzw. Soll-Geschwindigkeit fährt, kann der Abstand des Fahrzeugs zu dem Vorder-Fahrzeug geregelt werden. Die Fahrfunktion kann somit eingerichtet sein, eine Adaptive Cruise Control (ACC) Fahrerassistenzfunktion bereitzustellen.
Das Fahrzeug kann eine Benutzerschnittstelle für eine Interaktion mit einem Nutzer, insbesondere mit dem Fahrer, des Fahrzeugs umfassen. Die Benutzerschnittstelle kann ein oder mehrere Bedienelemente umfassen, die es dem Nutzer ermöglichen, die Setz- bzw. die Soll-Geschwindigkeit und/oder den Soll-Abstand festzulegen. Alternativ oder ergänzend können es die ein oder mehreren Bedienelemente dem Nutzer ermöglichen, eine zuvor festgelegte Setz- und/oder Soll-Geschwindigkeit und/oder einen zuvor festgelegten Soll-Abstand des Fahrzeugs für den Betrieb der Fahrfunktion zu bestätigen. Die ein oder mehreren Bedienelemente können ausgebildet sein, mit einer Hand und/oder mit einem Finger des Fahrers betätigt zu werden. Alternativ oder ergänzend können die ein oder mehreren Bedienelemente an einem Lenkmittel (insbesondere an einem Lenkrad oder an einem Lenkbügel) des Fahrzeugs angeordnet sein.
Ein beispielhaftes Bedienelement (insbesondere ein Plus/Minus-Bedienelement) ist eine Taste und/oder eine Wippe, mit der die Setz- und/oder Soll-Geschwindigkeit bzw. der Soll-Abstand erhöht bzw. reduziert werden kann. Ein weiteres beispielhaftes Bedienelement (insbesondere ein Set-Bedienelement) ist eine Taste, mit der eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs als Setz- und/oder Soll-Geschwindigkeit bzw. mit der ein aktueller Abstand des Fahrzeugs zum Vorder-Fahrzeug als Soll-Abstand festgelegt werden kann. Ein weiteres beispielhaftes Bedienelement (insbesondere ein Resume-Bedienelement) ist eine Taste, mit der eine zuvor eingestellte Setz- und/oder Soll-Geschwindigkeit bzw. ein zuvor eingestellter Soll-Abstand erneut bestätigt bzw. reaktiviert werden kann.
Die Benutzerschnittstelle kann ferner ein oder mehrere Ausgabeelemente (z.B. einen Bildschirm und/oder einen Lautsprecher und/oder ein Vibrationselement) umfassen, mit denen Ausgaben an den Nutzer des Fahrzeugs bewirkt werden können.
Des Weiteren kann die Fahrfunktion eingerichtet sein, ein oder mehrere Signalisierungseinheiten auf der von dem Fahrzeug befahrenen Fahrbahn (insbesondere Straße) und/oder Fahrroute bei der automatisierten Längsführung zu berücksichtigen. Eine Signalisierungseinheit kann dazu vorgesehen sein, die Vorfahrt an einem Knotenpunkt (insbesondere an einer Kreuzung) des von dem Fahrzeug befahrenen Fahrbahnnetzes festzulegen. Die Festlegung der Vorfahrt kann dabei zeitlich veränderbar sein (wie z.B. bei einer Lichtsignalanlage, etwa bei einer Ampelanlage, mit ein oder mehreren unterschiedlichen Signalgruppen (mit jeweils ein oder mehreren Signalgebern) für ein oder mehrere unterschiedliche Fahrtrichtungen des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt) oder fest vorgegeben sein (wie z.B. bei einem Verkehrszeichen, etwa bei einem Stopp-Schild).
Während des Betriebs der Fahrfunktion können Daten in Bezug auf eine in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegende Signalisierungseinheit (an einem Knotenpunkt) ermittelt werden. Die Daten können Kartendaten in Bezug auf Signalisierungseinheiten und/oder Knotenpunkte in dem von dem Fahrzeug befahrenen Fahrbahnnetz umfassen. Die Kartendaten können jeweils ein oder mehrere Attribute für die einzelnen Signalisierungseinheiten umfassen. Die ein oder mehreren Attribute für eine Signalisierungseinheit können anzeigen bzw. umfassen:

• den Typ der Signalisierungseinheit, insbesondere, ob es sich bei der Signalisierungseinheit um eine Lichtsignalanlage oder um ein Verkehrszeichen handelt; und/oder
• die Anzahl von unterschiedlichen Signalgruppen (und die Anzahl der Signalgeber pro Signalgruppe) der Signalisierungseinheit für unterschiedliche Fahrtrichtungen und/oder für unterschiedliche Fahrspuren an dem Knotenpunkt des Fahrbahnnetzes, an dem die Signalisierungseinheit angeordnet ist bzw. mit dem die Signalisierungseinheit assoziiert ist; und/oder
• die Position (z.B. die GPS-Koordinaten) der Signalisierungseinheit und/oder der Haltelinie der Signalisierungseinheit innerhalb des Fahrbahnnetzes; und/oder
• der relative Abstand der Haltelinie zu der zugehörigen Signalisierungseinheit; und/oder
• der relative Abstand und/oder die relative Anordnung der einzelnen Signalgeber der Signalisierungseinheit zueinander.

Die Fahrfunktion kann eingerichtet sein, unter Verwendung eines Positionssensors (z.B. eines GPS- bzw. GNSS-Empfängers) des Fahrzeugs und/oder unter Verwendung von Odometrie die Ist-Position (z.B. die aktuellen GPS- bzw. GNSS-Koordinaten) des Fahrzeugs innerhalb des Fahrbahnnetzes zu ermitteln. Anhand der Kartendaten kann dann eine (z.B. die nächste) Signalisierungseinheit auf der Fahrroute des Fahrzeugs bzw. auf der Zufahrt zu einem vorausliegenden Knotenpunkt erkannt werden. Ferner können ein oder mehrere Karten-Attribute in Bezug auf die erkannte Signalisierungseinheit ermittelt werden.
Alternativ oder ergänzend können die Daten in Bezug auf eine in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegende Signalisierungseinheit (an einem Knotenpunkt) Umfelddaten in Bezug auf die Signalisierungseinheit umfassen, bzw. basierend auf Umfelddaten ermittelt werden. Die Umfelddaten können von ein oder mehreren Umfeldsensoren des Fahrzeugs erfasst werden. Beispielhafte Umfeldsensoren sind eine Kamera, ein Radarsensor, ein Lidarsensor, etc. Die ein oder mehrere Umfelddaten können eingerichtet sein, Sensordaten (d.h. Umfelddaten) in Bezug auf das Umfeld in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug zu erfassen.
Die Fahrfunktion kann eingerichtet sein, auf Basis der Umfelddaten (insbesondere auf Basis der Sensordaten einer Kamera) zu erkennen, dass in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug eine Signalisierungseinheit angeordnet ist. Zu diesem Zweck kann z.B. ein Bildanalysealgorithmus verwendet werden. Des Weiteren kann die Fahrfunktion eingerichtet sein, auf Basis der Umfelddaten den Typ der Signalisierungseinheit (z.B. Lichtsignalanlage oder Verkehrszeichen) zu ermitteln. Ferner kann die Fahrfunktion eingerichtet sein, auf Basis der Umfelddaten den (Signalisierungs-) Zustand der Signalisierungseinheit in Bezug auf die Erlaubnis für das Überfahren des mit der Signalisierungseinheit assoziierten Knotenpunktes zu ermitteln. Insbesondere können die Farben (Grün, Gelb oder Rot) der ein oder mehreren Signalgruppen einer Lichtsignalanlage ermittelt werden.
Die Fahrfunktion kann eingerichtet sein, eine erkannte Signalisierungseinheit bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs zu berücksichtigen. Insbesondere kann die Fahrfunktion eingerichtet sein, auf Basis der Daten in Bezug auf die erkannte Signalisierungseinheit, insbesondere auf Basis der durch die Daten angezeigten Farbe eines Lichtsignals bzw. einer Signalgruppe der Signalisierungseinheit, zu bestimmen, ob das Fahrzeug an der Signalisierungseinheit, insbesondere an der Haltelinie der Signalisierungseinheit, halten muss oder nicht. Beispielsweise kann erkannt werden, dass das Fahrzeug halten muss, da die für das Fahrzeug relevante Signalgruppe Rot ist. Alternativ kann erkannt werden, dass das Fahrzeug nicht halten muss, da die für das Fahrzeug relevante Signalgruppe Grün ist. In einem weiteren Beispiel kann erkannt werden, dass das Fahrzeug halten muss, da es sich bei der Signalisierungseinheit um ein Stopp-Schild handelt.
Die Fahrfunktion kann ferner eingerichtet sein, zu bewirken, dass das Fahrzeug automatisiert an der erkannten Signalisierungseinheit angehalten wird, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug an der Signalisierungseinheit halten muss. Zu diesem Zweck kann ein automatisierter Verzögerungsvorgang (bis in den Stillstand) bewirkt werden. Das Fahrzeug kann dabei automatisiert bis an bzw. bis vor die Haltelinie der Signalisierungseinheit geführt werden. Während des automatisierten Verzögerungsvorgangs können automatisiert durch die Fahrfunktion ein oder mehrere Radbremsen (z.B. ein oder mehrere Reibbremsen oder ein oder mehrere rekuperierende Bremsen) angesteuert werden, um das Fahrzeug (bis in den Stillstand) abzubremsen. Der zeitliche Verlauf der bewirkten Verzögerung kann dabei von dem verfügbaren Bremsweg bis zu der erkannten Signalisierungseinheit abhängen.
Alternativ oder ergänzend kann die Fahrfunktion eingerichtet sein, zu bewirken, dass das Fahrzeug automatisiert an der erkannten Signalisierungseinheit vorbei, insbesondere über die Haltelinie der Signalisierungseinheit, längsgeführt wird, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug nicht an der Signalisierungseinheit halten muss. Dabei kann die Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung gemäß der Setz- bzw. Soll-Geschwindigkeit und/oder gemäß dem Soll-Abstand zu dem Vorder-Fahrzeug fortgeführt werden.
Die Fahrfunktion kann somit eingerichtet sein, eine ACC Fahrfunktion unter Berücksichtigung von Signalisierungseinheiten bereitzustellen. Die Fahrfunktion wird in diesem Dokument auch als Urban Cruise Control (UCC) Fahrfunktion bezeichnet.
Wie bereits weiter oben dargelegt, kann die Fahrfunktion eingerichtet sein, das Fahrzeug im Rahmen des Betriebs der Fahrfunktion automatisiert in Abhängigkeit von einer Soll-Geschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit von einem Soll-Abstand zu einem vor dem Fahrzeug fahrenden Vorder-Fahrzeug längszuführen. Ferner kann die Fahrfunktion eingerichtet sein, wenn eine (ggf. erkannte) Signalisierungseinheit nicht bei der Fahrfunktion berücksichtigt wird, das Fahrzeug automatisiert in Abhängigkeit von der Soll-Geschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit von dem Soll-Abstand an der Signalisierungseinheit vorbei, insbesondere über die Haltelinie der Signalisierungseinheit hinaus, längszuführen, insbesondere unabhängig von der Farbe eines Lichtsignals der Signalisierungseinheit. Die Fahrfunktion kann somit (bei Nichtberücksichtigung einer Signalisierungseinheit) ggf. derart betrieben werden, als würde die Signalisierungseinheit (und der damit assoziierte Knotenpunkt) nicht existieren.
Die Fahrfunktion kann es dem Nutzer des Fahrzeugs ggf. ermöglichen, die Fahrfunktion über die Benutzerschnittstelle zu konfigurieren (z.B. in einem Konfigurationsmenu). Dabei kann ggf. eingestellt werden, ob die Fahrfunktion in einem automatischen Modus betrieben werden soll oder in einem manuellen Modus betrieben werden soll.
In dem automatischen Modus kann die Fahrfunktion derart betrieben werden, dass eine erkannte, in Fahrtrichtung vorausliegende, Signalisierungseinheit automatisch beim Betrieb der Fahrfunktion berücksichtigt wird (und ggf. zu einer automatisierten Verzögerung des Fahrzeugs führt). Insbesondere kann die Fahrfunktion in dem automatisierten Modus eingerichtet sein, eine auf Basis von Kartendaten und/oder Umfelddaten detektierte Signalisierungseinheit automatisch, insbesondere ohne Bestätigung durch den Nutzer des Fahrzeugs, bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs zu berücksichtigen (z.B. um bei Bedarf eine automatisierte Verzögerung des Fahrzeugs an der detektierten Signalisierungseinheit zu bewirken).
Andererseits kann die Fahrfunktion im manuellen Modus derart betrieben werden, dass die erkannte Signalisierungseinheit erst nach Bestätigung durch den Nutzer des Fahrzeugs bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs berücksichtigt wird (und ggf. zu einer automatisierten Verzögerung des Fahrzeugs führt). Insbesondere kann die Fahrfunktion in dem manuellen Modus eingerichtet sein, (über die Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs) ein Angebot in Bezug auf die Berücksichtigung der erkannten Signalisierungseinheit an den Nutzer des Fahrzeugs auszugeben. Beispielsweise kann auf dem Bildschirm angezeigt werden, dass eine Signalisierungseinheit erkannt wurde und dass eine Rückmeldung durch den Nutzer erforderlich ist (um zu bewirken, dass die Signalisierungseinheit bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs berücksichtigt wird). Die erkannte Signalisierungseinheit (insbesondere der Signalisierungszustand der Signalisierungseinheit) kann dann (insbesondere nur dann) bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs an der Signalisierungseinheit berücksichtigt werden, wenn das Angebot durch den Nutzer angenommen wird (z.B. durch Betätigung eines Bedienelements, insbesondere des Set-Bedienelements). Es erfolgt dann ggf. eine automatisierte Verzögerung des Fahrzeugs an der erkannten Signalisierungseinheit. Andererseits kann die Fahrfunktion eingerichtet sein, die erkannte Signalisierungseinheit (insbesondere den Signalisierungszustand der Signalisierungseinheit) bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs an der Signalisierungseinheit nicht zu berücksichtigen und/oder zu ignorieren, wenn das Angebot nicht durch den Nutzer angenommen wird. In diesem Fall kann die Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung fortgeführt werden (ohne Berücksichtigung der Signalisierungseinheit, insbesondere so, als wäre die Signalisierungseinheit nicht vorhanden).
Durch die Bereitstellung von unterschiedlichen (einstellbaren) Modi für den Betrieb der Fahrfunktion (insbesondere der UCC Fahrfunktion), kann der Komfort der Fahrfunktion weiter erhöht werden.
Die Fahrfunktion kann ausgebildet sein, den Nutzer der Fahrfunktion anhand der Benutzerschnittstelle über den Status der Fahrfunktion zu informieren. Insbesondere kann der Nutzer der Fahrfunktion darüber informiert werden, ob eine erkannte, in Fahrtrichtung vorausliegende, Signalisierungseinheit bei dem Betrieb der Fahrfunktion, insbesondere bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs, berücksichtigt wird oder nicht.
Die Fahrfunktion kann eingerichtet sein, (z.B. auf Basis der Kartendaten und/oder der Umfelddaten) zu bestimmen, ob eine in Fahrtrichtung vorausliegende Signalisierungseinheit bei dem Betrieb der Fahrfunktion berücksichtigt wird bzw. berücksichtigt werden kann oder nicht. Wenn die Signalisierungseinheit berücksichtigt wird bzw. berücksichtigt werden kann, kann ggf. eine Verfügbarkeitsausgabe, insbesondere eine Verfügbarkeitsanzeige, ausgegeben werden, um den Nutzer darüber zu informieren, dass die vorausliegende Signalisierungseinheit bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs berücksichtigt wird (und somit bei Bedarf eine automatisierte Verzögerung des Fahrzeugs an der Signalisierungseinheit erfolgt).
Alternativ oder ergänzend kann die Fahrfunktion eingerichtet sein (wenn bestimmt wird, dass die vorausliegende Signalisierungseinheit nicht bei der Fahrfunktion berücksichtigt wird bzw. berücksichtigt werden kann), eine Nichtverfügbarkeitsausgabe, insbesondere eine Nichtverfügbarkeitsanzeige, (über die Benutzerschnittstelle) zu bewirken, um den Nutzer des Fahrzeugs darüber zu informieren, dass die vorausliegende Signalisierungseinheit nicht bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs berücksichtigt wird (und somit auch keine automatisierte Verzögerung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem Signalisierungszustand der Signalisierungseinheit bewirkt wird).
Durch die Ausgabe einer Verfügbarkeits- und/oder einer Nichtverfügbarkeitsausgabe können der Komfort und die Sicherheit der Fahrfunktion weiter erhöht werden. Die Verfügbarkeits- und/oder Nichtverfügbarkeitsausgaben können dabei jeweils eine optische, akustische und/oder haptische Ausgabe umfassen.
Die Fahrfunktion kann eingerichtet sein, zu bestimmen, dass sich der Signalisierungszustand der für die Fahrtrichtung bzw. für das Fahrmanöver des Fahrzeugs relevanten Signalgruppe (bzw. des relevant Signalgebers) der Signalisierungseinheit ändert (z.B., während das Fahrzeug auf die Signalgruppe zuführt, oder während das Fahrzeug an der Signalgruppe steht). Beispielsweise kann erkannt werden, dass ein Phasenwechsel von Rot auf Grün erfolgt.
Des Weiteren kann die Fahrfunktion eingerichtet sein, (in Reaktion auf den erkannten Phasenwechsel) zu bewirken, dass Information in Bezug auf den geänderten Signalisierungszustand der Signalgruppe der Signalisierungseinheit an den Fahrer des Fahrzeugs vermittelt wird. Beispielsweise kann bewirkt werden, dass über ein Ausgabeelement (insbesondere auf einem Bildschirm) der Benutzerschnittstelle ein Symbol der erkannten (und ggf. bei der automatisierten Längsführung berücksichtigten) Signalisierungseinheit angezeigt wird, solange die Signalgruppe die Farbe Rot aufweist. Nach erkanntem Phasenwechsel auf Grün kann das angezeigte Symbol dann ggf. zurückgenommen werden bzw. es kann die Ausgabe beendet werden. So kann dem Fahrer des Fahrzeugs in zuverlässiger Weise vermittelt werden, dass z.B. nach Stillstand des Fahrzeugs an der Signalisierungseinheit ein (ggf. automatisierter) Anfahrvorgang bewirkt werden kann (z.B. durch Betätigen eines Bedienelements der Benutzerschnittstelle).
Die Fahrfunktion kann eingerichtet sein, eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer des Fahrzeugs auszugeben, wenn die Fahrfunktion abgebrochen wird. Beispielsweise kann erkannt werden, dass die automatisierte Längsführung (in Abhängigkeit von der Setz- und/oder Soll-Geschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit von dem Soll-Abstand) nicht fortgeführt werden kann oder nicht fortgeführt wird. Ein Abbruch der Fahrfunktion kann z.B. erfolgen, wenn der Fahrer des Fahrzeugs (wesentlich) in die Längsführung des Fahrzeugs eingreift (z.B. indem der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal oder das Fahrpedal betätigt). Es kann dann eine Übernahmeaufforderung (d.h. ein Take-Over-Request, TOR) an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden. Die Längsführung muss dann wieder von dem Fahrer bewirkt werden. Durch die Ausgabe einer Übernahmeaufforderung kann die Sicherheit des Betriebs des Fahrzeugs erhöht werden.
Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Bei dem automatisierten Fahren kann es sich beispielsweise um ein zeitlich längeres Fahren auf der Autobahn oder um ein zeitlich begrenztes Fahren im Rahmen des Einparkens oder Rangierens handeln. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012).
Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) Level 3 der Norm SAE J3016. Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich. Die in diesem Dokument beschrieben Aspekte betreffen insbesondere eine Fahrfunktion bzw. eine Fahrerassistenzfunktion, die gemäß SAE-Level 2 ausgebildet sind.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können j egliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
2a eine beispielhafte Lichtsignalanlage;
2b ein beispielhaftes Verkehrszeichen;
3 eine beispielhafte Verkehrssituation;
4 eine beispielhafte Benutzerschnittstelle;
5 einen beispielhaften Knotenpunkt; und
6 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb einer Fahrfunktion an einem Knotenpunkt.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Erhöhung der Zuverlässigkeit, der Verfügbarkeit und/oder des Komforts einer Fahrfunktion, insbesondere eines Fahrerassistenzsystems, eines Fahrzeugs, z.B. in Zusammenhang mit einer Signalisierungseinheit an einem Knotenpunkt der von dem Fahrzeug befahrenen Fahrbahn. Insbesondere befasst sich das vorliegende Dokument mit der zuverlässigen und präzisen Erkennung der Fahrabsicht des Fahrers des Fahrzeugs an dem Knotenpunkt zur Erhöhung der Güte der F ahrfunkti on.
1 zeigt beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 umfasst ein oder mehrere Umfeldsensoren 103 (z.B. ein oder mehrere Bildkameras, ein oder mehrere Radarsensoren, ein oder mehrere Lidarsensoren, ein oder mehrere Ultraschallsensoren, etc.), die eingerichtet sind, Umfelddaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 100 (insbesondere in Bezug auf das Umfeld in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100) zu erfassen. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 100 ein oder mehrere Aktoren 102, die eingerichtet sind, auf die Längs- und/oder die Querführung des Fahrzeugs 100 einzuwirken. Beispielhafte Aktoren 102 sind: eine Bremsanlage, ein Antriebsmotor, eine Lenkung, etc.
Die Steuereinheit 101 (in diesem Dokument auch als Fahrzeugführungssystem bezeichnet) kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 (d.h. auf Basis der Umfelddaten) eine Fahrfunktion, insbesondere eine Fahrerassistenzfunktion, bereitzustellen. Beispielweise kann auf Basis der Sensordaten ein Hindernis auf der Fahrtrajektorie des Fahrzeugs 100 erkannt werden. Die Steuereinheit 101 kann daraufhin ein oder mehrere Aktoren 102 (z.B. die Bremsanlage) ansteuern, um das Fahrzeug 100 automatisiert zu verzögern und dadurch eine Kollision des Fahrzeugs 100 mit dem Hindernis zu verhindern.
Insbesondere im Rahmen der automatisierten Längsführung eines Fahrzeugs 100 können neben einem Vorder-Fahrzeug ein oder mehrere Signalisierungseinheiten (z.B. eine Lichtsignalanlage und/oder ein Verkehrszeichen) auf der von dem Fahrzeug 100 befahrenen Fahrbahn bzw. Straße berücksichtigt werden. Dabei kann insbesondere der Status einer Lichtsignal- bzw. Ampelanlage berücksichtigt werden, so dass das Fahrzeug 100 automatisiert an einer für die eigene (geplante) Fahrtrichtung relevanten roten Ampel eine Verzögerung bis zu der Haltelinie der Ampel bewirkt und/oder bei einer grünen Ampel (ggf. wieder) beschleunigt.
Lichtsignalanlagen können in unterschiedlichen Ländern sehr heterogen konstruiert sein und zudem unterschiedlich komplex bezüglich der Fahrtrichtungs-Lichtsignal-Zuordnung sein. So können verschiedene Fahrtrichtungen gebündelt durch eine erste Gruppe von Signalen bzw. durch eine Signalgruppe geregelt sein und eine andere Richtung kann durch eine andere Signalgruppe geregelt sein. Die sich wiederholenden Signale einer Signalgruppe können darüber hinaus räumlich an verschiedenen Stellen einer Kreuzung verortet sein. Es kann daher für eine Steuereinheit 101 schwierig sein, auf Basis der Sensordaten zu erkennen, welche ein oder mehreren Signale (d.h. Signalgeber) einer Lichtsignalanlage an einer Kreuzung für die geplante Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 relevant sind und welche nicht (insbesondere wenn das Fahrzeug 100 noch relativ weit von der Lichtsignalanlage entfernt ist).
2a zeigt eine beispielhafte Lichtsignalanlage 200. Die in 2a dargestellte Lichtsignalanlage 200 weist vier unterschiedliche Signalgeber 201 auf, die an unterschiedlichen Positionen an einer Zufahrt zu einer Kreuzung angeordnet sind. Der linke Signalgeber 201 weist einen Pfeil 202 nach links auf, und zeigt damit an, dass dieser Signalgeber 201 für Linksabbieger gilt. Die beiden mittleren Signalgeber 201 weisen einen Pfeil 202 nach oben (oder keinen Pfeil 202) auf und zeigen damit an, dass diese beiden Signalgeber 201 für eine Geradeausfahrt gelten. Die einzelnen Lichtzeichen dieser beiden Signalgeber 201 bilden Signalgruppen. Des Weiteren weist der rechte Signalgeber 201 einen Pfeil 202 nach rechts auf, und zeigt damit an, dass dieser Signalgeber 201 für Rechtsabbieger gilt.
Die in 2a dargestellte Lichtsignalanlage 200 ist nur ein Beispiel für viele unterschiedliche mögliche Ausgestaltungen einer Lichtsignalanlage 200. Eine Lichtsignalanlage 200 kann eine relativ große Anzahl von unterschiedlichen Ausprägungen von Merkmalen aufweisen. Beispielhafte Merkmale sind,

• die Anzahl von Signalgebern 201 und/oder von Signalgruppen;
• die Positionen der ein oder mehreren Signalgeber 201; und/oder
• die Zuordnung eines Signalgebers 201 zu einer möglichen Fahrtrichtung über eine Kreuzung.

2b zeigt ein beispielhaftes Stopp-Schild als Verkehrszeichen 210, durch das die Vorfahrt an einem Verkehrs-Knotenpunkt, insbesondere an einer Kreuzung, geregelt wird. Die Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 (d.h. auf Basis der Umfelddaten) und/oder auf Basis von digitaler Karteninformation (d.h. von Kartendaten) ein für die Vorfahrt des Fahrzeugs 100 relevantes Verkehrszeichen 210 auf der von dem Fahrzeug 100 befahrenen Straße bzw. Fahrbahn zu erkennen.
3 zeigt beispielhaft ein Fahrzeug 100, das sich auf einer Fahrbahn auf eine Signalisierungseinheit 200, 210 (insbesondere auf eine Lichtsignalanlage 200 und/oder auf ein Verkehrszeichnen 210) zubewegt. Die ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 des Fahrzeugs 100 können eingerichtet sein, Sensordaten (insbesondere Bilddaten) in Bezug auf die Signalisierungseinheit 200, 210 zu erfassen. Die Sensordaten können dann analysiert werden (z.B. mittels eines Bildanalysealgorithmus), um Ausprägungen von ein oder mehreren Merkmalen der Signalisierungseinheit 200, 210 zu ermitteln. Insbesondere kann auf Basis der Sensordaten ermittelt werden, ob es sich bei der Signalisierungseinheit 200, 210 um eine Lichtsignalanlage 200 oder um ein Verkehrszeichen 210 handelt. Ferner kann ermittelt werden, welcher Signalgeber 201 der Lichtsignalanlage 200 für die (geplante) Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 relevant ist. Des Weiteren kann der (Signalisierungs-) Zustand des relevanten Signalgebers 201 (z.B. die Farbe, etwa Rot, Gelb oder Grün) ermittelt werden.
Die Güte und/oder die Zuverlässigkeit, mit der auf Basis der Umfelddaten die Ausprägung eines Merkmals einer Signalisierungseinheit 200, 210 ermittelt werden kann, hängen typischerweise von der Entfernung 311 des Fahrzeugs 100 zu der Signalisierungseinheit 200, 210 ab. Des Weiteren haben auch aktuelle Witterungsverhältnisse typischerweise einen wesentlichen Einfluss auf die Güte und/oder die Zuverlässigkeit der ermittelten Ausprägung eines Merkmals. Außerdem können die Güte und/oder Zuverlässigkeit für unterschiedliche Merkmale unterschiedlich sein.
Das Fahrzeug 100 kann eine Speichereinheit 104 aufweisen, auf der digitale Karteninformation (d.h. Kartendaten) bezüglich des von dem Fahrzeug 100 befahrenen Straßennetzes gespeichert ist. Die Kartendaten können als Attribute Ausprägungen von ein oder mehreren Merkmalen von ein oder mehreren Signalisierungseinheiten 200, 210 in dem Straßen- bzw. Fahrbahnnetz anzeigen. Insbesondere können die Kartendaten für eine Lichtsignalanlage 200 die Zuordnung der ein oder mehreren Signalgeber 201 bzw. Signalgruppen zu unterschiedlichen möglichen Fahrtrichtungen bzw. Fahrmanövern anzeigen. Mit anderen Worten, die Kartendaten können anzeigen, welcher Signalgeber 201 bzw. welche Signalgruppe für die Freigabe von welcher Fahrtrichtung bzw. von welchem Fahrmanöver zuständig ist. Die Kartendaten können ggf. mittels einer Kommunikationseinheit 105 des Fahrzeugs 100 über eine drahtlose Kommunikationsverbindung 301 (z.B. einer WLAN- oder einer LTE-Kommunikationsverbindung) von einer Fahrzeug-externen Einheit 300 an dem Fahrzeug 100 empfangen werden.
Die Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein (z.B. auf Basis der aktuellen Position des Fahrzeugs 100 und auf Basis einer geplanten Fahrroute und/oder auf Basis der Umfelddaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren 103), zu ermitteln, dass das Fahrzeug 100 auf eine vorausliegende Signalisierungseinheit 200, 210 zufährt. Des Weiteren kann die Steuereinheit 101 auf Basis der (gespeicherten und/oder empfangenen) Kartendaten die Ausprägungen von ein oder mehreren Merkmalen der vorausliegenden Signalisierungseinheit 200, 210 ermitteln. Insbesondere kann auf Basis der Kartendaten ermittelt werden, welcher Signalgeber 201 bzw. welche Signalgruppe einer Lichtsignalanlage 200 der aktuellen bzw. geplanten Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 zugeordnet ist. Außerdem kann auf Basis der Umfelddaten der aktuelle Signalisierungszustand des zugeordneten Signalgebers 201 bzw. der zugeordneten Signalgruppe ermittelt werden. Basierend darauf kann dann in zuverlässiger und komfortabler Weise eine automatisierte Fahrfunktion (z.B. eine automatisierte Längsführung des Fahrzeugs 100) ausgeführt werden. Insbesondere können durch die Berücksichtigung der Kartendaten die Ausprägungen der ein oder mehreren relevanten Merkmale einer Signalisierungseinheit 200 bereits bei einer relativ großen Entfernung 311 des Fahrzeugs 100 zu der Signalisierungseinheit 200 ermittelt werden, wodurch die Zuverlässigkeit, der Verfügbarkeit und der Komfort einer automatisierten Fahrfunktion erhöht werden können.
Das Fahrzeug 100 umfasst typischerweise eine Benutzerschnittstelle 107 mit ein oder mehreren Bedienelementen und/oder mit ein oder mehreren Ausgabeelemente. 4 zeigt eine beispielhafte Benutzerschnittstelle 107 mit einer Anzeigeeinheit 400, insbesondere mit einem Bildschirm, zur Ausgabe von optischer Information. Auf der Anzeigeeinheit 400 kann z.B. über ein Anzeigeelement 401 ein Vorschlag für das automatisierte Führen des Fahrzeugs 100 an einer vorausliegenden Signalisierungseinheit 200, 210 ausgegeben werden.
Alternativ oder ergänzend kann ggf. ein Anzeigeelement 402 bereitgestellt werden, über das der Status der Fahrfunktion (z.B. aktiv oder inaktiv) dargestellt wird.
Alternativ oder ergänzend kann die Benutzerschnittstelle 107 als Ausgabeelement zumindest einen Lautsprecher 420 umfassen, über den eine akustische Ausgabe (z.B. ein Warnton) an den Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgegeben werden kann.
Des Weiteren kann die Benutzerschnittstelle 107 ein oder mehrere Bedienelemente 411, 412, 413 umfassen, die es dem Fahrer des Fahrzeugs 100 ermöglichen, die Fahrfunktion zu aktiveren und/oder zu parametrieren. Ein beispielhaftes Bedienelement ist eine Wippe 411, die es dem Fahrer ermöglicht, eine Setzgeschwindigkeit (d.h. eine Soll-Fahrgeschwindigkeit) für das Fahrzeug 100 festzulegen, insbesondere zu erhöhen oder zu reduzieren. Ein weiteres beispielhaftes Bedienelement ist ein Set-Bedienelement 412, das es dem Fahrer ermöglicht, die aktuelle Fahrgeschwindigkeit als Setzgeschwindigkeit festzulegen, und/oder einen Vorschlag für das automatische Führen des Fahrzeugs 100 an einer vorausliegenden Signalisierungseinheit 200, 210 anzunehmen (z.B. im manuellen Modus der Fahrfunktion). Ferner kann die Benutzerschnittstelle 107 ein Resume-Bedienelement 413 umfassen, das es dem Fahrer z.B. ermöglicht, die Fahrfunktion mit einer zuvor festgelegten Setzgeschwindigkeit zu reaktivieren.
Die Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 kann ausgebildet sein, eine automatisierte Längsführung des Fahrzeugs 100 im Stadtbereich bereitzustellen. Diese Fahrfunktion kann als Urban Cruise Control (UCC) Fahrfunktion bezeichnet werden. Die Fahrfunktion kann dabei in einem automatischen Modus (aUCC) und/oder in einem manuellen Modus (mUCC) bereitgestellt werden. Dabei kann es dem Fahrer ggf. ermöglicht werden, über die Benutzerschnittstelle 107 festzulegen, ob die Fahrfunktion in dem automatischen oder in dem manuellen Modus betrieben werden soll.
Die Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Umfelddaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 und/oder auf Basis der Kartendaten (in Zusammenhang mit den Positionsdaten des Positionssensors 106 des Fahrzeugs 100) eine auf der Fahrroute des Fahrzeugs 100 vorausliegende Signalisierungseinheit 200, 210 zu detektieren. Im manuellen Modus der UCC-Fahrfunktion kann dann ein Vorschlag bzw. eine Anfrage dahingehend über die Benutzerschnittstelle 107 ausgegeben werden, ob die Signalisierungseinheit 200, 210 bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs 100 berücksichtigt werden soll oder nicht. Der Fahrer des Fahrzeugs 100 kann dann, z.B. durch Betätigen des Set-Bedienelements 412, den Verschlag annehmen oder ablehnen bzw. ignorieren. Andererseits kann im automatischen Modus der UCC-Fahrfunktion die erkannte Signalisierungseinheit 200, 210 ggf. automatisch (d.h. ohne erforderliche Rückmeldung von dem Fahrer) bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs 100 berücksichtigt werden.
Wenn die erkannte Signalisierungseinheit 200, 210 bei der automatisierten Längsführung des Fahrzeugs 100 berücksichtigt wird, so kann (je nach Typ und/oder (Signalisierungs-) Zustand der Signalisierungseinheit 200, 210) eine automatische Verzögerung bewirkt werden, um das Fahrzeug 100 (z.B. bei einer roten Ampel oder bei einem Stopp-Schild) automatisiert in den Stillstand zu überführen. Ferner kann (z.B. nach Änderung des (Signalisierungs-) Zustands der Signalisierungseinheit 200, 210, etwa nach einem Wechsel auf Grün) ein automatisches Anfahren des Fahrzeugs 100 bewirkt werden. Das Fahrzeug 100 kann dann wieder automatisiert auf die Setzgeschwindigkeit beschleunigt werden (unter Berücksichtigung eines festgelegten Mindest- bzw. Soll-Abstands zu einem Vorder-Fahrzeug).
Mit der UCC-Fahrfunktion kann es somit dem Fahrer eines Fahrzeugs 100 ermöglicht werden, die ACC-Fahrfunktion auch auf einer Straße mit ein oder mehreren Signalisierungseinheiten 200, 210 zu nutzen (ohne die ACC-Funktion an den einzelnen Signalisierungseinheiten 200, 210 jeweils deaktivieren und reaktivieren zu müssen).
Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, auf Basis der Umfelddaten und/oder auf Basis der Kartendaten zu bestimmen, ob eine vorausliegende Signalisierungseinheit 200, 210 bei der automatisierten Längsführung berücksichtigt werden kann oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die vorausliegende Signalisierungseinheit 200, 210 nicht bei der automatisierten Längsführung berücksichtigt werden kann, so kann eine Ausgabe (z.B. eine optische Ausgabe über eine Anzeigeeinheit 400, 402) an den Fahrer des Fahrzeugs 100 bewirkt werden, um den Fahrer des Fahrzeugs 100 darüber zu informieren, dass die vorausliegende Signalisierungseinheit 200, 210 nicht bei der automatisierten Längsführung berücksichtigt werden kann. Diese Anzeige kann als „Nichtverfügbarkeitsanzeige“ bezeichnet werden. Es ist dann Aufgabe des Fahrers des Fahrzeugs 100, das Fahrzeug 100 bei Bedarf vor der Signalisierungseinheit 200, 210 zu verzögern (z.B., weil die Ampel auf Rot umschaltet, oder weil es sich bei der Signalisierungseinheit 200, 210 um ein Stopp-Schild handelt).
Des Weiteren kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, während des Betriebs der UCC-Fahrfunktion zu erkennen, dass das Fahrzeug 100 nicht (mehr) automatisiert längsgeführt werden kann (z.B., weil ein manueller Eingriff des Fahrers in die Längsführung des Fahrzeugs 100 erfolgt ist). In diesem Fall kann eine Übernahmeaufforderung (d.h. ein Take over Request, TOR) an den Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgegeben werden, um den Fahrer zu veranlassen, die Längsführung des Fahrzeugs 100 manuell zu übernehmen.
5 zeigt einen beispielhaften Knotenpunkt 500 mit einer Signalisierungseinheit 200. Die Signalisierungseinheit 200 kann dabei mehrere Signalgeber 201 umfassen, die ggf. unterschiedlichen Fahrtrichtungen 202 zugeordnet sind. Das Fahrzeug 100 ist auf einer Zufahrt 503 zu dem Knotenpunkt 500 angeordnet, und kann eingerichtet sein, Umfelddaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Die Umfelddaten (insbesondere die Bilddaten einer Kamera) können dabei die Signalisierungseinheit 200 (insbesondere die ein oder mehreren
Signalgeber 201 der Signalisierungseinheit 200) an der Zufahrt 503 zu dem Knotenpunkt 500, insbesondere zu der Kreuzung, anzeigen. Des Weiteren können von den ein oder mehreren Umfeldsensoren 103 des Fahrzeugs 100 eine oder mehrere weitere Landmarken im Umfeld des Fahrzeugs 100, insbesondere an den Knotenpunkt 500, angezeigt werden, wie z.B. eine Fußgängerampel 502 an einem Fußgängerübergang 501 des Knotenpunktes 500, eine Haltelinie 504 auf der Zufahrt 503, eine Spurmarkierung 505, etc.
Die digitalen Kartendaten in Bezug auf den Knotenpunkt 500 können Information in Bezug auf die relative Anordnung von ein oder mehreren Landmarken an dem Knotenpunkt 500 aufweisen. Beispielsweise können der Längsabstand 512 und/oder der Querabstand 511 zwischen der Signalisierungseinheit 200 und der Fußgängerampel 502 angezeigt werden. Alternativ oder ergänzend kann der Querabstand 513 zwischen den unterschiedlichen Signalgebern 201 der Signalisierungseinheit 200 angezeigt werden. Die Kartendaten können somit Geometriedaten in Bezug auf die (innere) Geometrie des Knotenpunktes 500 anzeigen. Die Geometriedaten können dazu genutzt werden, die Position des Fahrzeugs 100 relativ zu dem Knotenpunkt 500 zu ermitteln.
Wie weiter oben dargelegt, kann beim Betrieb einer Fahrfunktion, insbesondere der UCC Fahrfunktion, die voraussichtliche Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 an dem Knotenpunkt 500 berücksichtigt werden. Die voraussichtliche Fahrtrichtung kann z.B. auf Basis einer auf einem Navigationssystem des Fahrzeugs 100 geplanten Fahrroute ermittelt werden. Es kann dann der Signalisierungszustand des für die voraussichtliche Fahrtrichtung relevanten Signalgebers 201 der Signalisierungseinheit 200 ermittelt und bei Betrieb der Fahrfunktion berücksichtigt werden.
Es kann vorkommen, dass während des Betriebs der Fahrfunktion keine geplante Fahrroute auf dem Navigationssystem vorliegt. Um dennoch in zuverlässiger Weise die von dem Fahrer des Fahrzeugs 100 geplante Fahrtrichtung an dem Knotenpunkt 500 vorhersagen zu können, kann die Fahrspur 521, 522, 523 auf der Zufahrt 503 zu dem Knotenpunkt 500 ermittelt und berücksichtigt werden, auf der das Fahrzeug 100 zu dem Knotenpunkt 500 fährt. Die Kartendaten können Information in Bezug auf

• die Anzahl von Fahrspuren 521, 522, 523 auf der Zufahrt 503 des Knotenpunktes 500; und/oder
• die mit der jeweiligen Fahrspur 521, 522 523 assoziierte Fahrtrichtung an dem Knotenpunkt 500 (z.B. Linksabbieger-Fahrspur, Geradeaus-Fahrspur, Rechtsabbieger-Fahrspur) umfassen.

Das Fahrzeugführungssystem 101 kann eingerichtet sein, auf Basis der Umfelddaten die Fahrspur 522 aus einer Mehrzahl von Fahrspuren 521, 522, 523 zu ermitteln, auf der das Fahrzeug 100 zu dem Knotenpunkt 500 fährt. Des Weiteren kann das Fahrzeugführungssystem 101 eingerichtet sein, auf Basis der Kartendaten die Fahrtrichtung zu ermitteln, mit der die von dem Fahrzeug 100 befahrene Fahrspur 522 assoziiert ist. Des Weiteren kann auf Basis der Kartendaten der Signalgeber 201 ermittelt werden, der für die ermittelte Fahrtrichtung relevant ist und/oder der mit der von dem Fahrzeug 100 befahrene Fahrspur 522 assoziiert ist. Die Fahrfunktion kann dann in Abhängigkeit von dem ermittelten Signalgeber 201, insbesondere in Abhängigkeit von dem Signalisierungszustand des ermittelten Signalgeber 201, betrieben werden.
Das Fahrzeugführungssystem 101 kann eingerichtet sein, die von dem Fahrzeug 100 befahrene Fahrspur 522 auf Basis der Geometriedaten aus den Kartendaten zu ermitteln. Insbesondere können auf Basis der Umfelddaten ein oder mehrere Umfelddaten-basierte Abstandswerte in Bezug auf

• den Abstand des Fahrzeugs 100 zu ein oder mehreren Landmarken 200, 201, 501, 502, 504, 505 im Umfeld des Fahrzeugs 100; und/oder
• den Abstand zwischen unterschiedlichen Landmarken 200, 201, 501, 502, 504, 505 im Umfeld des Fahrzeugs 100 ermittelt werden.

Des Weiteren können auf Basis der Geometriedaten aus den Kartendaten Kartendaten-basierte Abstandswerte 511, 512, 513 in Bezug auf den Abstand zwischen unterschiedlichen Landmarken 200, 201, 501, 502, 504, 505 im Umfeld des Fahrzeugs 100 ermittelt werden.
Basierend auf den ein oder mehreren Umfelddaten-basierte Abstandswerten und den ein oder mehreren Kartendaten-basierte Abstandswerten 511, 512, 513 kann dann in präziser und robuster Weise die Fahrspur 522 ermittelt werden, auf der das Fahrzeug 100 zu dem Knotenpunkt 500 fährt.
Das Fahrzeugführungssystem 101 kann somit eingerichtet sein, die Vorhersage des Fahrmanövers an einem Knotenpunkt 500 zu verbessern, indem die ein oder mehreren erlaubten Fahrtrichtungen 202 des Fahrstreifens 522, auf dem sich das Fahrzeug 100 aktuell befindet, bei der Fahrerabsichtserkennung berücksichtigt werden. Die ein oder mehreren erlaubten Fahrtrichtungen eines Fahrstreifens 522 können dabei der digitalen Karte entnommen werden.
Der aktuelle Fahrstreifen 522 kann ermittelt werden, indem die Position des Fahrzeugs 100 mit der in der digitalen Karte hinterlegten Information zum Verlauf des Fahrstreifens 522 abgeglichen wird. Dabei kann eine Positionsbestimmung anhand eines GNSS (globales Navigationssatellitensystem) erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann die genaue Position des Fahrzeugs 100, insbesondere relativ zu den in der digitalen Karte hinterlegten Verläufen der Fahrtreifen 521, 522, 523, ermittelt werden, indem die (auf Basis der Umfelddaten ermittelten) Relativpositionen der erkannten Signalgeber 201 und/oder die (auf Basis der Umfelddaten ermittelten) Relativpositionen von ein oder mehreren weiteren Landmarken 501, 502, 504, 505, wie z.B. Schildern, Fahrstreifenmarkierungen, Pfosten etc., mit den entsprechenden Relativpositionen in der digitalen Karte abgeglichen werden.
Alternativ oder ergänzend kann Information aus mehreren aufeinanderfolgenden Zeitschritten berücksichtigt werden, um die von dem Fahrzeug 100 befahrene Fahrspur 522 zu ermitteln. Insbesondere kann Information in Bezug auf die Bewegung des Fahrzeugs 100 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitschritten (z.B. die Geschwindigkeit und/oder die Gierrate) berücksichtigt werden.
Auf einer Zufahrt 503 zu einer Kreuzung 500 mit Lichtsignalanlage 200 ist es insbesondere für die UCC Fahrfunktion relevant, Kenntnis über die Fahrerabsicht in Bezug auf das Fahrmanöver an der Kreuzung 500 zu erlangen. Neben direkt verfügbaren Quellen wie eine aktive Navigationsroute oder ein aktiver Blinker des Fahrzeugs 100 lässt sich über die Spurzuordnung eine robuste Annahme über das geplante Fahrmanöver treffen. Zu diesem Zweck kann aus der Relativposition von mehreren Landmarken 201, 501, 502, 504, 505 (wie z.B. Schildern, Ampeln, Fahrspuren), die durch die fahrzeugeigenen Sensoren 103, insbesondere durch zumindest eine Kamera, ermittelt wird, ein Sensor-basiertes Umfeldmodell der Umgebung erstellt werden. Dieses Sensor-basierte Umfeldmodell kann mit den Positionen der entsprechenden Landmarken aus der digitalen Karte (d.h. mit einem Karten-basierten Umfeldmodell) abgeglichen werden, um eine präzise Positionierung des Fahrzeug 100 innerhalb der digitalen Karte zu erhalten. Auf Basis dieser Positionierung lässt sich ermitteln, in welcher Spur 522 sich das Fahrzeug 100 befindet. Aus der digitalen Karte lässt sich zudem anhand der Spurführung in der Kreuzung 500 erschließen, welchen ein oder mehreren Fahrmanövern im Kreuzungsbereich die aktuelle Spur 522 zugeordnet ist. Aus der digitalen Karte lässt sich dann durch diese Information ermitteln, welche Signalgruppe und damit welche ein oder mehreren Signalgeber 201 für das intendierte Fahrmanöver relevant sind.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften (ggf. Computerimplementierten) Verfahrens 600 zum Betrieb einer Fahrfunktion zur automatisierten Längs- und/oder Querführung eines Kraftfahrzeugs 100 an einem Knotenpunkt 500. Die Fahrfunktion kann insbesondere die in diesem Dokument beschriebene UCC Funktion sein.
Das Verfahren 600 umfasst das Ermitteln 601 der Fahrspur 522 auf der Zufahrt 503 zu dem Knotenpunkt 500, auf der sich das Fahrzeug 100 befindet. Die Fahrspur 522 kann auf Basis von Umfelddaten und/oder auf Basis von Kartendaten ermittelt werden.
Des Weiteren umfasst das Verfahren 600 das Ermitteln 602, auf Basis der ermittelten Fahrspur 522, ob zumindest ein Signalgeber 201 der (vorausliegenden) Signalisierungseinheit 200 des Knotenpunkts 500 für ein Fahrmanöver des Fahrzeugs 100 an dem Knotenpunkt 500 relevant ist. Alternativ oder ergänzend kann auf Basis der ermittelten Fahrspur 522 zumindest ein Signalgeber 201 der (vorausliegenden) Signalisierungseinheit 200 ermittelt werden, der für das (voraussichtliche) Fahrmanöver des Fahrzeugs 100 an dem Knotenpunkt 500 relevant ist. Der relevante Signalgeber 201 kann auf Basis von Kartendaten in Bezug auf den Knotenpunkt 500 ermittelt werden, insbesondere als der Signalgeber 201, der mit der ermittelten Fahrspur 522 und/oder der mit dem voraussichtlichen Fahrmanöver des Fahrzeugs 100 assoziiert ist. Beispielhafte Fahrmanöver sind Rechtsabbiegen, Linksabbiegen oder Geradeausfahren.
Das Verfahren 600 umfasst ferner das Betreiben 603 der Fahrfunktion an dem Knotenpunkt 500 in Abhängigkeit davon, ob zumindest ein Signalgeber 201 der Signalisierungseinheit 200 des Knotenpunkts 500 für das Fahrmanöver des Fahrzeugs 100 an dem Knotenpunkt 500 relevant ist, und/oder in Abhängigkeit von dem ermittelten Signalgeber 201, insbesondere in Abhängigkeit von dem Signalisierungszustand (z.B. der Farbe) des Signalgebers 201. Beispielsweise kann das Fahrzeug 100 automatisiert über den Knotenpunkt 500 längsgeführt werden, wenn der ermittelte Signalgeber 201 anzeigt, dass das Fahrzeug 100 über den Knotenpunkt 500 fahren darf. Alternativ kann das Fahrzeug 100 automatisiert in den Stillstand verzögert werden, wenn der ermittelte Signalgeber 201 anzeigt, dass das Fahrzeug 100 nicht in den Knotenpunkt 500 einfahren darf.
Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann eine Fahrfunktion, insbesondere ein Fahrfunktion zur automatisierten Längsführung, an einem Verkehrs-Knotenpunkt 500 in besonders zuverlässiger und robuster Weise bereitgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Fahrzeugführungssystem (101) zum Betrieb einer Fahrfunktion zur automatisierten Längs- und/oder Querführung eines Kraftfahrzeugs (100) an einem Knotenpunkt (500); wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, - eine Fahrspur (522) auf einer Zufahrt (503) zu dem Knotenpunkt (500) zu ermitteln, auf der sich das Fahrzeug (100) befindet; - auf Basis der ermittelten Fahrspur (522) zu ermitteln, ob zumindest ein Signalgeber (201) einer Signalisierungseinheit (200) des Knotenpunkts (500) für ein Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevant ist, und - die Fahrfunktion an dem Knotenpunkt (500) in Abhängigkeit davon zu betreiben, ob zumindest ein Signalgeber (201) für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevant ist.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß Anspruch 1, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, - auf Basis der ermittelten Fahrspur (522), den zumindest einen Signalgeber (201) der Signalisierungseinheit (200) des Knotenpunkts (500) zu ermitteln, der für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevant ist; und - die Fahrfunktion an dem Knotenpunkt (500) in Abhängigkeit von dem ermittelten Signalgeber (201) zu betreiben.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß Anspruch 2, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, - auf Basis von Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren (103) des Fahrzeugs (100) einen Signalisierungszustand des ermittelten Signalgebers (201) zu ermitteln; und - die Fahrfunktion an dem Knotenpunkt (500) in Abhängigkeit von dem ermittelten Signalisierungszustand des ermittelten Signalgebers (201) zu betreiben.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, - auf Basis der ermittelten Fahrspur (522) das Fahrmanöver zu prädizieren, das das Fahrzeug (100) an dem Knotenpunkt (500) durchführen wird, - das Fahrmanöver insbesondere auf Basis von Kartendaten zu prädizieren, wobei die Kartendaten ein oder mehrere mögliche und/oder zulässige Fahrmanöver für die ermittelte Fahrspur (522) anzeigen; - das Fahrmanöver, das das Fahrzeug (100) an dem Knotenpunkt (500) durchführen wird, insbesondere aus einer Mehrzahl von möglichen Fahrmanövern zu selektieren; wobei die Mehrzahl von möglichen Fahrmanövern umfasst, - ein Linksabbiege-Manöver; - ein Geradeaus-Fahrmanöver; - ein Rechtsabbiege-Manöver; und/oder - ein U-Turn-Fahrmanöver; und - basierend auf dem prädizierten Fahrmanöver den für das Fahrmanöver relevanten Signalgeber (201) zu ermitteln.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, - Kartendaten in Bezug auf den Knotenpunkt (500) zu ermitteln; wobei die Kartendaten einen Verlauf von Fahrspuren (521, 522, 523) auf der von dem Fahrzeug (100) befahrenen Zufahrt (503) zu dem Knotenpunkt (500) anzeigen; und - die Fahrspur (522), auf der sich das Fahrzeug (100) befindet, auf Basis der Kartendaten zu ermitteln.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß Anspruch 5, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, - Positionsdaten in Bezug auf eine Position des Fahrzeugs (100) relativ zu den Fahrspuren (521, 522, 523) auf der von dem Fahrzeug (100) befahrenen Zufahrt (503) zu dem Knotenpunkt (500) zu ermitteln, insbesondere auf Basis - von Positionen von ein oder mehreren in den Kartendaten angezeigten Landmarken, insbesondere von ein oder mehreren Fahrbahnmarkierungen, Pfosten, Schildern und/oder Signalgebern (201); - einer Relativposition des Fahrzeugs (100) zu den ein oder mehreren Landmarken an ein oder mehreren aufeinanderfolgenden Zeitpunkten; - einer an ein oder mehreren aufeinanderfolgenden Zeitpunkten mit einem GNSS-Empfänger bestimmten globalen Position des Fahrzeugs (100); und/oder - einer anhand von einem Raddrehzahlsensor, einem Beschleunigungs- und/oder Drehratensensor und/oder einem Sensor zur Bestimmung einer visuellen Odometrie des Fahrzeugs (100) ermittelten Positions- und/oder Lageänderung des Fahrzeugs (100) zwischen zwei oder mehreren Zeitpunkten; und - auf Basis der ermittelten Positionsdaten die Fahrspur (522) zu ermitteln, auf der sich das Fahrzeug (100) befindet.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, - Kartendaten in Bezug auf den Knotenpunkt (500) zu ermitteln; wobei die Kartendaten eine Karten-basierte, relative Anordnung von unterschiedlichen Landmarken (501, 502, 504, 505) an dem und/oder in einem Umfeld von dem Knotenpunkt (500) anzeigen; und - auf Basis von Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren (103) des Fahrzeugs (100) eine Sensor-basierte, relative Anordnung der unterschiedlichen Landmarken (501, 502, 504, 505) zu ermitteln; und - die Fahrspur (522), auf der sich das Fahrzeug (100) befindet, auf Basis der Karten-basierten Anordnung und auf Basis der Sensor-basierten Anordnung zu ermitteln.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß Anspruch 7, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, - insbesondere auf Basis der Umfelddaten, eine relative Position des Fahrzeugs (100) zu der Karten-basierten Anordnung zu ermitteln; - insbesondere auf Basis der Umfelddaten, eine relative Position des Fahrzeugs (100) zu der Sensor-basierten Anordnung zu ermitteln, und - die Fahrspur (522), auf der sich das Fahrzeug (100) befindet, auf Basis der ermittelten relativen Positionen des Fahrzeugs (100) zu der Karten-basierten Anordnung und zu der Sensor-basierten Anordnung zu ermitteln.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, - Kartendaten in Bezug auf den Knotenpunkt (500) zu ermitteln; wobei die Kartendaten eine Zuordnung von unterschiedlichen Signalgebern (201) der Signalisierungseinheit (200) zu unterschiedlichen möglichen Fahrmanövern an dem Knotenpunkt (500) und/oder zu unterschiedlichen Fahrspuren (521, 522, 523) auf der Zufahrt (503) zu dem Knotenpunkt (500) anzeigen; und - den Signalgeber (201), der für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevant ist, auf Basis der Kartendaten, insbesondere auf Basis der in den Kartendaten angezeigten Zuordnung, zu ermitteln.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, - auf Basis von Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren (103) des Fahrzeugs (100) ein Sensor-basiertes Umfeldmodell des Knotenpunktes (500) zu ermitteln; - auf Basis von Kartendaten einer digitalen Karte des Knotenpunktes (500) ein Karten-basierten Umfeldmodell des Knotenpunktes (500) zu ermitteln, und - auf Basis des Sensor-basierten Umfeldmodells und auf Basis des Karten-basierten Umfeldmodells, insbesondere auf Basis eines Vergleichs des Sensor-basierten Umfeldmodells mit dem Karten-basierten Umfeldmodell, - die Fahrspur (522) zu ermitteln, auf der sich das Fahrzeug (100) befindet; und/oder - den zumindest einen Signalgeber (201) zu ermitteln, der für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevant ist.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, in Abhängigkeit davon, ob zumindest ein Signalgeber (201) für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevant ist, und/oder in Abhängigkeit von einem Signalisierungszustand des für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevanten Signalgebers (201) - das Fahrzeug (100) automatisiert über den Knotenpunkt (500) längs- und/oder querzuführen; und/oder - das Fahrzeug (100) automatisiert vor einer Haltelinie (504) der Signalisierungseinheit (200) in den Stillstand zu verzögern.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) in dem manuellen Modus der Fahrfunktion eingerichtet ist, - insbesondere über eine Benutzerschnittstelle (107) des Fahrzeugs (100), ein Angebot in Bezug auf die Berücksichtigung eines für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevanten Signalgebers (201) bei der automatisierten Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs (100) an der Signalisierungseinheit (200) an einen Nutzer des Fahrzeugs (100) auszugeben; und - den für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevanten Signalgeber (201) bei der automatisierten Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs (100) an der Signalisierungseinheit (200) zu berücksichtigen, wenn das Angebot durch den Nutzer angenommen wird; und/oder - den für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevanten Signalgeber (201) bei der automatisierten Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs (100) an der Signalisierungseinheit (200) nicht zu berücksichtigen, wenn das Angebot nicht durch den Nutzer angenommen wird.
Fahrzeugführungssystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugführungssystem (101) eingerichtet ist, - zu ermitteln, ob die Fahrfunktion in einem automatischen Modus oder in einem manuellen Modus betrieben wird, - einen für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevanten Signalgeber (201) bei der automatisierten Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs (100) an der Signalisierungseinheit (200) des Knotenpunktes (500) automatisch zu berücksichtigen, wenn die Fahrfunktion in dem automatischen Modus betrieben wird, und - den für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevanten Signalgeber (201) erst nach Rückmeldung durch einen Nutzer des Fahrzeugs (100) bei der automatisierten Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs (100) an der Signalisierungseinheit (200) des Knotenpunktes (500) zu berücksichtigen, wenn die Fahrfunktion in dem manuellen Modus betrieben wird.
Verfahren (600) zum Betrieb einer Fahrfunktion zur automatisierten Längs- und/oder Querführung eines Kraftfahrzeugs (100) an einem Knotenpunkt (500); wobei das Verfahren (600) umfasst, - Ermitteln (601) einer Fahrspur (522) auf einer Zufahrt (503) zu dem Knotenpunkt (500), auf der sich das Fahrzeug (100) befindet; - Ermitteln (602), auf Basis der ermittelten Fahrspur (522), ob zumindest ein Signalgeber (201) einer Signalisierungseinheit (200) des Knotenpunkts (500) für ein Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevant ist; und/oder des zumindest einen Signalgebers (201) der Signalisierungseinheit (200) des Knotenpunkts (500), der für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevant ist; und - Betreiben (603) der Fahrfunktion an dem Knotenpunkt (500) in Abhängigkeit davon, ob zumindest ein Signalgeber (201) der Signalisierungseinheit (200) des Knotenpunkts (500) für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevant ist, und/oder in Abhängigkeit von dem ermittelten Signalgeber (201), der für das Fahrmanöver des Fahrzeugs (100) an dem Knotenpunkt (500) relevant ist.