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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer autonomen Kraftfahrzeugsteuerung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Steuervorrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Verfahren durchzuführen.
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Um ein Kraftfahrzeug autonom zu steuern, werden eine Vielzahl von Sensordaten verarbeitet, was eine hohe Rechenleistung erfordert. Zur Unterstützung der autonomen Kraftfahrzeugsteuerung können digitale Karten, insbesondere hochauflösende Karten, verwendet werden, die eine Lokalisierung des Kraftfahrzeugs und eine genaue Umgebungsinformation, wie beispielsweise Fahrspuren, bereitstellen können. Anhand dieser Karten kann die autonome Steuerung vereinfacht werden, was eine benötigte Rechenleistung reduziert. Nachteilig dabei ist, dass nicht alle zu befahrenden Strecken in der hochauflösenden Karte vorhanden sind und so eine genaue Lokalisierung anhand der hochauflösenden Karte nicht für jede Strecke möglich ist.
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Aus der
WO 2009/133 185 A1 ist eine selbstlernende Karte beziehungsweise eine Vorrichtung zum Erstellen und Speichern einer digitalen Karte für ein Transportmittel auf Basis von Umweltsensordaten bekannt. Die erstellte digitale Karte wird iterativ verbessert und kann zur Validitätsprüfung einer bereits existierenden digitalen Karte für ein Fahrerassistenzsystem verwendet werden.
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Aus der
DE 10 2017 208 509 A1 ist ein Verfahren zum Erzeugen eines Straßenmodells während einer Fahrt eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei durch eine Steuervorrichtung in aufeinanderfolgenden Zeitschritten jeweils eine Fahrzeugumgebung des Kraftfahrzeugs beschreibende Sensordaten empfangen werden, anhand der empfangenen Sensordaten in Zellen einer durch ein vorbestimmtes Raster in die Zellen eingeteilten Umgebungskarte jeweils ein Wahrscheinlichkeitswert dafür, dass die Zelle einem Fahrstreifen oder einer Fahrstreifenmitte entspricht, aktualisiert wird, in der Umgebungskarte zumindest ein Startpunkt für einen möglichen Fahrstreifen festgelegt wird, ausgehend von jedem Startpunkt jeweils ein Pfad entlang solcher Zellen, die gemäß ihrem jeweiligen Wahrscheinlichkeitswert einen Fahrstreifen oder eine Fahrstreifenmitte beschreiben, ermittelt wird, zu jeder ermittelten Fahrt beiderseits des Pfads eine rechte und eine linke Fahrstreifengrenze ermittelt wird, und anhand jeder ermittelten Fahrstreifengrenze das Straßenmodell aktualisiert wird.
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Aus der
DE 10 2015 217 492 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erstellen oder Aktualisieren einer Umfeldkarte eines Kraftfahrzeugs bekannt.
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Aus der
DE 10 2014 013 672 A1 ist ein Verfahren zur Absicherung eines autonomen oder teilautonomen Betriebs von Fahrzeugen auf einem Verkehrsstreckennetz bekannt, auf dem ein oder mehrere Fahrzeuge das Verkehrsstreckennetz befahren, wobei die Fahrzeuge jeweils Sensoren zur Erfassung einer Umgebung, eine digitale Straßenkarte des Verkehrsstreckennetzes, eine Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit einem externen Server und eine Auswerteeinheit aufweisen.
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Aus der
DE 10 2018 207 869 A1 ist ein Verfahren zur Bereitstellung einer Automatisierungsfunktion für ein Fahrzeug bekannt, bei dem Umfelddaten erfasst werden. In Abhängigkeit von den erfassten Umfelddaten wird die Automatisierungsfunktion aktiviert und es wird ein Qualitätsmaß bestimmt. Dabei wird anhand des Qualitätsmaßes eine Qualitätsstufe auf einer mehrstufigen Skala bestimmt und es wird eine graphische Ausgabe erzeugt und ausgegeben. Dabei umfasst die Ausgabe ein Qualitätsanzeigeelement, wobei das Qualitätsanzeigeelement in Abhängigkeit von dem Qualitätsmaß gebildet wird.
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Aus der
DE 10 2018 203 237 A1 ist ein Verfahren zum Bereitstellen von Kartendaten eines Streckenabschnitts zur Querregelung eines Fahrzeugs bekannt.
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Aus der
DE 10 2017 207 257 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erstellen und Bereitstellen einer hochgenauen Karte bekannt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bereitstellung einer autonomen Kraftfahrzeugsteuerung zu verbessern, insbesondere für Bereiche in denen keine digitale hochauflösende Streckenkarte vorliegt.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
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Die Erfindung basiert auf der Idee, dass ein Kraftfahrzeug eine lokale hochauflösende Streckenkarten für eine oder mehrere viel befahrene Strecken selbst erstellt und/oder aktualisiert. Die meisten Fahrer fahren üblicherweise wiederkehrende Strecken, zum Beispiel zwischen der Wohnung und der Arbeitsstelle. Diese Strecke kann der Fahrer auswählen und normal fahren, wobei jedes Mal, wenn diese Strecke gefahren wird, das Fahrzeug lernt, wie der Fahrer die spezifische Strecke fährt und die hochauflösende Streckenkarte dadurch erzeugt. Eine Anzeigevorrichtung kann dabei den Anteil der ermittelten Streckendaten bestimmen, zum Beispiel ob 0 Prozent, 10 Prozent, 30 Prozent oder 100 Prozent der Strecke erfasst sind und dann anbieten, die Strecke autonom zu fahren, falls ein vorgegebener Schwellenwert erreicht wird.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Bereitstellen einer autonomen Kraftfahrzeugsteuerung bereitgestellt, umfassend als Schritte ein Ermitteln einer zu befahrenden Strecke, ein Fahren der ermittelten Strecke, wobei die Strecke mit dem Kraftfahrzeug manuell befahren wird, ein Erfassen einer Mehrzahl von Streckendaten durch eine Sensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs, wobei durch die erfassten Streckendaten eine digitale hochauflösende Streckenkarte für die Strecke erzeugt und/oder ergänzt wird, ein Ermitteln eines Bestimmtheitswerts der digitalen Streckenkarte in Abhängigkeit der ermittelten Streckendaten, wobei durch den Bestimmtheitswert angegeben wird, welcher Anteile der Strecke mittels der ermittelten Streckendaten bestimmt ist, und ein Bestimmen, ob der Bestimmtheitswert größer oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert ist. Falls festgestellt wird, dass der Bestimmtheitswert unter dem vorgegebenen Schwellenwert liegt, umfasst das Verfahren ein Wiederholen der zuvor angegebenen Schritte, wobei die digitale Streckenkarte und der Bestimmtheitswert mit jeder Wiederholung angepasst werden. Falls der Bestimmtheitswert größer oder gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist, wird die autonome Kraftfahrzeugsteuerung für die Strecke bereitgestellt.
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Mit anderen Worten kann die zu befahrende Strecke so lange manuell befahren und durch die Sensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs aufgenommen werden, bis eine digitale hochauflösende Streckenkarte iterativ soweit verbessert ist, dass diese zur Nutzung einer autonomen Kraftfahrzeugsteuerung verwendet werden kann. Dazu kann jeweils ein Bestimmtheitswert ermittelt werden, der angeben kann, wie viel Prozent der Strecke bereits mittels der autonomen Kraftfahrzeugsteuerung befahren werden können. Liegt dieser Bestimmtheitswert über einem Schwellenwert, kann die autonome Kraftfahrzeugsteuerung für diese Strecke angeboten werden. Falls festgestellt wird, dass der Bestimmtheitswert unter dem Schwellenwert liegt, kann die digitale Streckenkarte weiter angelernt werden, bis der Schwellenwert erreicht ist.
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Die zu befahrende Strecke kann beispielsweise durch Eingabe eines Fahrers ermittelt werden, der einen Startpunkt und einen Zielpunkt in ein Navigationssystem des Kraftfahrzeugs eingibt. Hierbei kann gleichzeitig eine Navigationskarte für die Strecke geladen werden, die als Basis zur Erzeugung der digitalen hochauflösenden Streckenkarte dient. Alternativ oder zusätzlich kann die zu befahrende Strecke automatisch erkannt werden, zum Beispiel indem ein Positionssensor des Kraftfahrzeugs eine aktuelle Position bestimmt und feststellt, dass das Kraftfahrzeug zum wiederholten Mal die gleiche Strecke, beziehungsweise zumindest auf einem Streckenabschnitt dieser Strecke, fährt.
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Die Sensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs kann einen oder mehrere Sensoren umfassen, die insbesondere fahrzeugexterne Streckendaten aufnehmen, wie beispielsweise eine Umgebung des Kraftfahrzeugs, die Fahrspurinformationen, Verkehrsschilder, Verkehrslichter und markante Wegpunkte aufweisen kann. Die Sensorvorrichtung kann jedoch auch fahrzeuginterne Sensordaten erfassen, die beispielsweise zu jedem Streckenabschnitt der Strecke Lenkwinkeldaten und/oder Beschleunigungsdaten, die insbesondere auch Bremsvorgänge umfassen, bestimmen. Diese Daten können dann zur Anreicherung der digitalen hochauflösenden Streckenkarte verwendet werden, wobei die digitale Streckenkarte auch die zuvor genannten Lenkwinkel- und Beschleunigungsdaten umfassen kann, die an jeder Position der Strecke vorgenommen wurden.
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Der Bestimmtheitswert der digitalen Streckenkarte kann angeben, welcher Anteil der Strecke durch die ermittelten Streckendaten bereits bestimmt ist. Dieser Bestimmtheitswert kann beispielsweise in Prozentangaben vorliegen, wobei Anteil der durch die Streckendaten erfassten Strecke zu der Gesamtstrecke verglichen werden können, um den Prozentsatz zu bestimmen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Bestimmtheitswert diejenigen Anteile der Strecke angibt, die autonom befahren werden können. Dazu kann eine Validitätsprüfung stattfinden, insbesondere durch eine künstliche Intelligenz, die ermitteln kann, ob die ermittelten Streckendaten ausreichen, um die autonome Kraftfahrzeugsteuerung bereitzustellen. Dies kann beispielsweise fahrzeugextern, insbesondere auf einer Servervorrichtung, durchgeführt werden, die eine Simulation mittels der aufgenommenen Streckendaten durchführt und ermittelt, mit welcher Wahrscheinlichkeit das Kraftfahrzeug in den jeweiligen Streckenabschnitten autonom betrieben werden kann. Alternativ kann diese Validitätsprüfung jedoch auch im Kraftfahrzeug vorgenommen werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Bestimmtheitswert durch mehrmaliges manuelles Fahren der Strecke verbessert wird und zumindest ein zweimaliges Abfahren der Strecke vorgesehen ist, um zuvor aufgenommene Streckendaten zu verifizieren beziehungsweise zu validieren.
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Das Bestimmen, ob der Bestimmtheitswert größer oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert ist, kann beispielsweise durch eine Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Durch den vorgegebenen Schwellenwert kann vorgegeben sein, dass zumindest ein wesentlicher Anteil der digitalen Streckenkarte durch die Sensordaten erfasst ist, um ein ressourcenschonendes autonomes Fahren bereitzustellen. Der Schwellenwert kann also beispielsweise für einen Bestimmtheitswert von 90 Prozent oder höher vorgegeben sein, wobei der Schwellenwert vorzugsweise bei 100 Prozent ist. Der Schwellenwert kann jedoch auch niedriger sein, wobei für die Streckenabschnitte, die nicht durch die digitale Streckenkarte erfasst sind, eine rein sensorbasierte Bahnplanung durchgeführt werden kann, insbesondere mit Hilfe von sampling-basierten Bahnplanungsansätzen. Da diese Streckenplanung für nicht erfasste Abschnitte sehr ressourcenintensiv ist, ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Anteil nicht ermittelter Streckenabschnitte höchstens 10 Prozent der Gesamtstrecke beträgt.
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Wird der Schwellenwert erreicht, kann einem Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise durch eine Anzeigevorrichtung, die einen Bildschirm umfassen kann, angezeigt werden, dass der Bestimmtheitswert den Schwellenwert erreicht hat und für eine nachfolgende Fahrt der Strecke die autonome Kraftfahrzeugsteuerung bereitstellen. Diese kann dann durch den Fahrer ausgewählt werden, wobei das Kraftfahrzeug die Strecke nach Auswahl der autonomen Kraftfahrzeugsteuerung autonom fährt.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass ein autonomes Fahren schneller erreicht werden kann, da insbesondere unbekannte Strecken, für die keine digitale hochauflösende Streckenkarte vorliegt, selbst erfasst werden können. Auch erhält der Fahrer durch die Bestimmung, ob der Bestimmtheitswert der Strecke größer oder gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist, eine Rückmeldung darüber, wann und ob die Strecke autonom zu befahren ist, wobei auch eine Sicherheit bei dem Betrieb des autonomen Kraftfahrzeugs verbessert werden kann, da die autonome Kraftfahrzeugsteuerung nur angeboten wird, wenn sichergestellt ist, dass die digitale Streckenkarte mit ausreichender Genauigkeit vorliegt.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass vorgegeben wird, dass der Bestimmtheitswert den Schwellenwert nur erreicht, falls die Streckendaten bei einer oder mehreren vorgegebenen Umweltbedingungen, insbesondere bei vorgegebenen Lichtbedingungen und/oder Wetterbedingungen, erfasst wird. Mit anderen Worten kann das Erreichen des Schwellenwerts noch eine zusätzliche Bedingung umfassen, die zumindest ein manuelles Fahren des Kraftfahrzeugs bei einer vorgegebenen Umweltbedingung aufweist. So kann beispielsweise der Bestimmtheitswert für Anteile der Strecke nur erhöht werden, falls diese Streckenanteile bei der vorgegebenen Umweltbedingung gefahren wurden. Mit den vorgegebenen Umweltbedingungen können vorgegebene Lichtbedingungen gemeint sein, wie beispielsweise, dass die Strecke zumindest einmal am Tag und einmal in der Nacht gefahren sein muss, bevor die autonome Kraftfahrzeugsteuerung bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Strecke bei unterschiedlichen vorgegebenen Wetterbedingungen manuell gefahren werden muss, wie beispielsweise bei trockenem Wetter, Regenwetter und/oder Schneefall. Das Vorliegen der jeweiligen Umweltbedingung kann beispielsweise durch die Sensorvorrichtung bestimmt werden, insbesondere über Licht- und/oder Regensensoren des Kraftfahrzeugs. Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung der vorliegenden Umweltbedingung ist ein Bilderkennungsalgorithmus, der aus einem Kamerabild einer Kamera des Kraftfahrzeugs erkennt, welche Umweltbedingung bei dem manuellen Befahren der Strecke vorliegt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die digitale hochauflösende Streckenkarte verbessert werden kann, insbesondere für verschiedene Szenarien, wobei vorzugsweise für jedes Szenario in der Streckenkarte hinterlegt sein kann, wie der Fahrer die Strecke manuell gefahren ist und somit für jede Umweltbedingung die Kraftfahrzeugsteuerung angelernt werden kann.
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Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Sensorvorrichtung zumindest eine Kamera, ein Radar, ein Lidar, einen Ultraschallsensor, einen Lenkradwinkelsensor und/oder einen Beschleunigungssensor umfasst, wobei durch die Sensorvorrichtung fahrzeugexterne und/oder fahrzeuginterne Streckendaten erfasst werden. So können im Kraftfahrzeug zumindest ein oder mehrere Sensoren, insbesondere eine Fahrzeugkamera bereitgestellt sein, die die Umgebung des Kraftfahrzeugs beim manuellen Befahren der Strecke aufnehmen. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug nur einen der oben genannten Sensortypen aufweisen oder eine beliebige Kombination der oben genannten Sensortypen, wobei eine jeweilige Anzahl variieren kann. Zusätzlich oder alternativ können Sensordaten von einem Lenkradwinkelsensor und/oder einem Beschleunigungssensor für jeden Streckenabschnitt erfasst werden, so dass in der digitalen Streckenkarte diejenigen Daten hinterlegt sein können, die zum Befahren der Strecke benötigt werden. Fahrzeugexterne Streckendaten können insbesondere Verkehrsschilder und/oder Lichtanlagen erfassen und entsprechend dazu die Reaktion des Fahrers, die über den Beschleunigungssensor und/oder den Lenkradwinkelsensor erfasst werden kann. Des Weiteren kann auch eine Navigationskarte eines Navigationssystems bereitgestellt werden, die einen groben Überblick über die Strecke und eine aktuelle Position bereitstellt. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass alle Sensoren des Kraftfahrzeugs verwendet werden können, um die persönliche, digitale und hochauflösende Streckenkarte zu erstellen.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die erfassten Streckendaten anderen Fahrzeugen bereitgestellt werden und/oder wobei dem Kraftfahrzeug Streckendaten von anderen Fahrzeugen bereitgestellt werden. Mit anderen Worten können die Streckendaten über eine Car2X- oder Car2Car-Technologie abgerufen und/oder angeboten werden. Dazu können die Streckendaten beispielsweise auf eine Servervorrichtung übertragen werden und/oder von dieser abgerufen werden. Das hat den Vorteil, dass die digitale hochauflösende Streckenkarte schneller bereitgestellt werden kann, wodurch eine höhere Abdeckung für autonomes Fahren erreicht werden kann. Des Weiteren kann so der Bestimmtheitswert schneller den Schwellenwert erreichen, wodurch die autonome Kraftfahrzeugsteuerung früher angeboten werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Bestimmtheitswert durch eine Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs angezeigt wird, und wobei bei Erreichen des Schwellenwerts die autonome Kraftfahrzeugsteuerung für die Strecke auf der Anzeigevorrichtung angeboten und/oder ausgewählt wird. Mit anderen Worten kann das Kraftfahrzeug eine Anzeigevorrichtung aufweisen, insbesondere einen Bildschirm, auf dem der Bestimmtheitswert in Form einer Statusanzeige angezeigt werden kann. So kann der Bestimmtheitswert beispielsweise in Prozentangaben bereitgestellt werden und beim manuellen Befahren der Strecke in Abhängigkeit der erfassten Streckendaten ansteigen. So kann der Bestimmtheitswert bei 0 Prozent anfangen und beispielsweise nach einem Durchfahren der Strecke 30 bis 40 Prozent aufweisen, wobei nach Wiederholen der Strecke dieser stetig ansteigt, bis der vorgegebenen Schwellenwert erreicht ist und/oder bis der Bestimmtheitswert 100 Prozent erreicht. Dann kann als Auswahl eine Anfrage auf der Anzeigevorrichtung angezeigt werden, ob die Strecke autonom gefahren werden soll. Der Bildschirm der Anzeigevorrichtung kann vorzugsweise ein berührungsempfindlicher Bildschirm sein, wobei die Auswahl beispielsweise durch eine Berührungshandlung auf dem Bildschirm bestätigt werden kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine stetige Rückmeldung bereitgestellt werden kann, wann die autonome Kraftfahrzeugsteuerung bereit ist. Außerdem kann diese dann über die Anzeigevorrichtung, die mit der Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein kann, aktiviert werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schwellenwert für den ermittelten Anteil von 100 Prozent der Strecke vorgegeben wird. Mit anderen Worten muss der Bestimmtheitswert vorzugsweise einen Schwellenwert von 100 Prozent der Strecke erreichen, bevor die autonome Kraftfahrzeugsteuerung bereitgestellt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine ressourcenschonende autonome Kraftfahrzeugsteuerung bereitgestellt werden kann, da die gesamte Strecke durch die hochauflösende Streckenkarte bekannt ist.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Strecke nach dem Bereitstellen und einem Aktivieren der autonomen Steuerung autonom durch das Kraftfahrzeug gefahren wird. Mit anderen Worten kann beispielsweise die Steuervorrichtung das Kraftfahrzeug steuern, wenn die digitale hochauflösende Streckenkarte mit den darin enthaltenen Streckendaten in ausreichendem Maße vorliegt. So kann das autonome Fahren zumindest nach Level 4 stattfinden, so dass das Kraftfahrzeug den überwiegenden Teil der Strecke selbständig navigiert. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass ein Fahrer die Strecke nicht mehr manuell fahren muss. Vorzugsweise werden auch beim autonomen Fahren der Strecke weiterhin Streckendaten erfasst, wodurch die digitale Streckenkarte weiter aktualisiert und/oder ergänzt wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug die Strecke durch eine aus den Streckendaten angelernte Fahrweise autonom fährt. Das heißt, dass die Streckendaten umfassen können, wie der Fahrer im manuellen Fahrbetrieb die Strecke gefahren ist, wobei diese Streckendaten von der digitalen Streckenkarte abgerufen werden können und für die autonome Steuerung des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Beispielsweise kann hinterlegt sein, welche Beschleunigungen und Lenkwinkel bei Abbiegevorgängen verwendet wurden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kraftfahrzeug von dem Fahrer lernen kann, wie die Strecke gefahren werden soll, wodurch eine verbesserte autonome Kraftfahrzeugsteuerung bereitgestellt werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Ermitteln der zu befahrenden Strecke durch eine künstliche Intelligenz durchgeführt wird. Mit anderen Worten kann durch eine künstliche Intelligenz erkannt werden, auf welcher Strecke sich das Kraftfahrzeug befindet, wobei die künstliche Intelligenz entscheiden kann, ob diese Strecke nur einmalig befahren wird oder ob es sich um eine oft befahrene Strecke handelt, für die eine digitale hochauflösende Karte erzeugt werden soll. Insbesondere kann durch die künstliche Intelligenz zumindest erkannt werden, ob sich das Kraftfahrzeug auf einem (Teil-)Streckenabschnitt der zu kartographierenden Strecke befindet, wobei die künstliche Intelligenz die Sensorvorrichtung zur Ermittlung der Streckendaten automatisch aktivieren kann, wenn das der Fall ist. Die künstliche Intelligenz kann beispielsweise durch Sensordaten erkennen, auf welcher Strecke sich das Kraftfahrzeug befindet, insbesondere anhand von Positionssensoren des Kraftfahrzeugs. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass der Fahrer die zu befahrende Strecke, insbesondere Start- und Zielpunkt, nicht manuell eingeben muss. Des Weiteren kann die künstliche Intelligenz auch mit anderen Kraftfahrzeugen verbunden sein, wobei die künstliche Intelligenz beispielsweise erkennen und entscheiden kann, ob ein aktuell zu befahrender Streckenabschnitt einem anderen Kraftfahrzeug fehlt, wobei in diesem Fall die Streckendaten für diesen Streckenabschnitt erfasst werden können und dem anderen Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden können. Somit kann für alle Fahrzeuge schneller die digitale hochauflösende Streckenkarte erzeugt werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Steuervorrichtung, wobei die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen durchzuführen. Das Kraftfahrzeug kann insbesondere eine Sensorvorrichtung zum Erfassen der Mehrzahl von Streckendaten aufweisen, die Steuervorrichtung kann den Bestimmtheitswert ermitteln und die digitale hochauflösende Streckenkarte erzeugen und/oder ergänzen, bestimmen, ob der Bestimmtheitswert größer oder gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist und entscheiden, ob die Strecke wiederholt erfasst werden muss oder ob die autonome Kraftfahrzeugsteuerung für die Strecke bereitgestellt werden kann. Die Steuervorrichtung kann vorzugsweise auch das Kraftfahrzeug autonom steuern, falls die autonome Kraftfahrzeugsteuerung für die Strecke bereitgestellt wird. Hierbei ergeben sich gleiche Vorteile und Variationsmöglichkeiten wie bei dem Verfahren.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Zu der Erfindung gehört auch die Steuervorrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuervorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 ein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt;
- 2 ein Verfahrensdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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In 1 ist ein schematische dargestelltes Kraftfahrzeug 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Kraftfahrzeug 10 kann eine Steuervorrichtung 12 umfassen, die dazu ausgebildet sein kann, ein Verfahren zum Bereitstellen einer autonomen Kraftfahrzeugsteuerung durchzuführen. Die Steuervorrichtung 12 kann einen Computer und/oder einen Prozessor aufweisen, die dazu ausgebildet sind, weitere Vorrichtungen des Kraftfahrzeugs 10 zur Durchführung des Verfahrens anzusteuern.
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Um das Kraftfahrzeug 10 autonom zu steuern, ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine digitale hochauflösende Streckenkarte für eine zu befahrende Strecke vorliegt. Jedoch ist diese digitale hochauflösende Streckenkarte nicht für alle Strecken bereitgestellt, weswegen vorgesehen sein kann, dass das Kraftfahrzeug 10 diese für häufig befahrende Strecken selbst ermittelt. Dazu kann vor Fahrtantritt der zu befahrenden Strecke beispielsweise ein Start- und ein Zielpunkt ausgewählt werden, um die Strecke festzulegen. Beispielsweise kann die Strecke auf einer Anzeigevorrichtung 14 ausgewählt werden, die ein Teil eines Infotainmentsystems des Kraftfahrzeugs 10 sein kann. Die Anzeigevorrichtung 14 kann vorzugsweise zumindest einen berührungsempfindlichen Bildschirm aufweisen, auf dem ein Start- und ein Zielort angegeben werden können. Anschließend kann diese Strecke durch das Kraftfahrzeug 10 manuell befahren werden, was bedeutet, dass ein Fahrer diese Strecke fährt.
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Während der Fahrt kann eine Sensorvorrichtung 16, die beispielsweise zumindest eine Kamera 18 aufweisen kann, Streckendaten ermitteln und daraus eine digitale hochauflösende Streckenkarte für die Strecke erzeugen. Besonders bevorzugt kann die Sensorvorrichtung 16 mehrere Kameras, die insbesondere eine Rundumsicht um das Kraftfahrzeug 10 ermöglichen, aufweisen, die die hochauflösende Streckenkarte erzeugen. Die hochauflösende digitale Streckenkarte kann beispielsweise Wegpunkte, Spurinformationen, Verkehrsschildinformationen und/oder Informationen über Ampeln umfassen. Des Weiteren kann in der Streckenkarte auch ein Fahrverhalten des Fahrers gespeichert werden, beispielsweise über aufgenommene Streckendaten eines Lenkradwinkelsensors und/oder eines Beschleunigungssensors, die Teil der Sensorvorrichtung 16 sein können. Mit diesen Streckendaten kann also die digitale hochauflösende Streckenkarte angereichert werden.
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Durch die Steuervorrichtung 12 kann während oder nach einer jeweiligen Fahrt ein Bestimmtheitswert ermittelt werden, der angibt, welcher Anteil der Strecke bereits erfasst ist. Dieser Anteil kann vorzugsweise auf der Anzeigevorrichtung 14 in Form einer Statusanzeige angezeigt werden, so dass ein Fahrer eine Übersicht darüber hat, wie viel Prozent der Strecke bereits erkannt wurden.
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Erreicht der Bestimmtheitswert einen vorgegebenen Schwellenwert, der vorzugsweise bei 100 Prozent der Strecke ist, kann durch die Steuervorrichtung 12 auf der Anzeigevorrichtung 14 die Option bereitgestellt werden, dass die Strecke durch eine autonome Kraftfahrzeugsteuerung gefahren werden kann. Wird bei erneuter Fahrt der Strecke diese Option gewählt, kann die Steuervorrichtung 12 das Kraftfahrzeug 10 zum autonomen Fahren der Strecke steuern, wobei vorzugsweise eine aus den Streckendaten angelernte Fahrweise übernommen wird und so das Kraftfahrzeug 10 die Fahrweise einer zuvor durchgeführten manuellen Fahrt nachahmt.
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Wird durch die Steuervorrichtung 12 jedoch festgestellt, dass der Bestimmtheitswert den Schwellenwert noch nicht erreicht, kann das manuelle Fahren des Kraftfahrzeugs 10 und das Erfassen der Streckendaten durch die Sensorvorrichtung 16 so lange wiederholt werden, bis genug Streckendaten gesammelt wurden und die digitale Streckenkarte soweit erstellt ist, dass ein autonomes Fahren sicher durchgeführt werden kann.
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Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass der Bestimmtheitswert den Schwellenwert nur erreicht, falls die Streckendaten bei zumindest einer vorgegebenen Umweltbedingung erfasst wurden. So kann beispielsweise die Steuervorrichtung 12 dazu ausgebildet sein, einen vorgegebenen Anteil des Bestimmtheitswerts nur dann zu erhöhen, falls zumindest eine Fahrt bei der vorgegebenen Umweltbedingung durchgeführt wurde.
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Die vorgegebene Umweltbedingung kann beispielsweise umfassen, dass eine oder mehrere Fahrten bei vorgegebenen Lichtbedingungen und/oder Wetterbedingungen durchgeführt wurden. So kann beispielsweise vorgegeben sein, dass zumindest eine Fahrt bei hellen Lichtbedingungen, insbesondere am Tag, durchgeführt wird und zumindest eine Fahrt bei dunklen Lichtbedingungen, insbesondere in der Nacht. Zusätzlich oder alternativ kann vorgegeben sein, dass zumindest eine Fahrt bei trockenen Wetterbedingungen und eine Fahrt bei nassen Wetterbedingungen, insbesondere bei Regen, durchgeführt wird. Somit können für jedes Szenario passende Streckendaten, die insbesondere ein Fahrverhalten des Fahrers bei der jeweiligen Umweltbedingung umfassen, bereitgestellt werden, wobei bei Aktivieren der autonomen Kraftfahrzeugsteuerung, die passenden Sensordaten ausgewählt werden können, um das Kraftfahrzeug 10 autonom zu steuern.
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Des Weiteren kann das Kraftfahrzeug 10 eine Sende- und Empfangseinheit 20 aufweisen, die Streckendaten senden und/oder empfangen kann. Beispielsweise kann die Sende- und Empfangseinheit 20 dazu ausgebildet sein, Streckendaten über einen Mobilfunkstandard, WLAN, Bluetooth und/oder andere Übertragungstechniken zu versenden oder zu empfangen, insbesondere im Rahmen einer Car2X- und/oder Car2Car-Technologie. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Sende- und Empfangseinheit 20 Streckendaten an eine Servervorrichtung 22 senden, die ein Computer in einem Rechnernetzwerk, insbesondere einer Rechnerwolke, sein kann.
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Durch die Streckendaten in der Servervorrichtung 22 können andere Fahrzeuge bereits aufgenommene Streckendaten abrufen und ihre eigene lokale digitale Streckenkarte ergänzen. Beispielsweise kann ein anderes Fahrzeug bereits die zu befahrende Strecke erfasst haben, insbesondere bei unterschiedlichen Umweltbedingungen, wobei das Kraftfahrzeug 10 über die Sende- und Empfangseinheit 20 diese Streckendaten von der Servervorrichtung 22 abrufen kann, um den Bestimmtheitswert zu erhöhen und die eigene digitale Streckenkarte zu ergänzen.
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Somit erhält man durch das Verfahren eine verbesserte Möglichkeit auch für nicht bekannte Strecken eine digitale hochauflösende Streckenkarte zu erreichen, um eine autonome Kraftfahrzeugsteuerung bereitzustellen.
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In 2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bereitstellen einer autonomen Kraftfahrzeugsteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt.
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In einem Schritt S10 kann eine zu befahrende Strecke ermittelt werden, wobei die zu befahrende Strecke beispielsweise mittels einer künstlichen Intelligenz festgestellt werden kann. So kann beispielsweise durch die künstliche Intelligenz festgestellt werden, dass bestimmte Strecken wiederholt gefahren werden, wobei diese Strecken durch die künstliche Intelligenz zur Erzeugung der digitalen hochauflösenden Streckenkarte ausgewählt werden können.
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In einem Schritt S12 kann die ermittelte Strecke manuell gefahren werden, wobei dies wie üblich durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 durchgeführt werden kann.
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In einem Schritt S14 kann eine Mehrzahl von Streckendaten durch eine Sensorvorrichtung 16 erfasst werden, um die digitale hochauflösende Streckenkarte für die Strecke zu erzeugen. Hierbei kann nach einmaliger Fahrt der Strecke zumindest ein Anteil der digitalen Streckenkarte erzeugt werden, beispielsweise 10 bis 40 Prozent. Anschließend kann in einem Schritt S16 ein Bestimmtheitswert der digitalen Streckenkarte in Abhängigkeit der ermittelten Streckendaten bestimmt werden, wobei der Bestimmtheitswert angeben kann, wie groß der Anteil der bereits erfassten Strecke ist. Dieser kann dann beispielsweise in Form einer Statusanzeige auf einer Anzeigevorrichtung 14 des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden.
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In einem Schritt S18 kann bestimmt werden, ob der Bestimmtheitswert größer oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert ist. Das bedeutet, es wird geprüft, ob der bereits ermittelte Anteil der Strecke ausreicht, um eine autonome Kraftfahrzeugsteuerung bereitzustellen. Ist dies nicht der Fall, kann in einem Schritt S20 eine Wiederholung der Schritte S10 bis S18 veranlasst werden, wobei die digitale Streckenkarte und der dazugehörige Bestimmtheitswert mit jeder Wiederholung angepasst und verbessert wird.
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Wird in dem Schritt S18 festgestellt, dass der Bestimmtheitswert den vorgegebenen Schwellenwert erreicht, der vorzugsweise bei 100 Prozent liegt, kann in einem Schritt S22 die autonome Kraftfahrzeugsteuerung für die Strecke bereitgestellt werden und ein Fahrer des Kraftfahrzeugs kann die autonome Kraftfahrzeugsteuerung aktivieren, so dass das Kraftfahrzeug 10 diese Strecke autonom fährt, insbesondere mit Hilfe einer aus den Streckendaten angelernten Fahrweise des Fahrers. So kann das Kraftfahrzeug 10 bei der autonomen Fahrt den Fahrer in jeder Situation nachahmen, insbesondere auch bei unterschiedlichen Umweltbedingungen, wie während einer Nacht oder bei Regen.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein selbstlernender Algorithmus für sich wiederholende Routen bereitgestellt werden kann, um autonom zu fahren.
