DE102021123585A1

DE102021123585A1 - Verfahren und Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers beim Fahren entlang einer aufgezeichneten Trajektorie

Info

Publication number: DE102021123585A1
Application number: DE102021123585.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Boesl; Michael Stroebel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-09-13
Filing date: 2021-09-13
Publication date: 2023-03-16
Also published as: CN117918008A; WO2023036619A1

Abstract

Es wird ein Fahrerassistenzsystem beschrieben, das ausgebildet ist, einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs bei einer zweiten Fahrt entlang einer im Rahmen einer ersten Fahrt aufgezeichneten Trajektorie zu unterstützen. Das Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, Höhenänderungsinformation in Bezug auf eine Höhenänderung der im Rahmen der ersten Fahrt aufgezeichneten Traj ektorie zu ermitteln. Das Fahrerassistenzsystem ist ferner eingerichtet, unter Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation eine Anzeige-Trajektorie für die zweite Fahrt zu ermitteln, und zu bewirken, dass die Anzeige-Trajektorie auf einer Anzeigeeinheit dargestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem, die darauf ausgelegt sind, den Fahrer eines Fahrzeugs bei einer erneuten Fahrt (insbesondere bei einer Rückfahrt) entlang einer aufgezeichneten Traj ektorie zu unterstützen.
Ein Fahrzeug kann ein Assistenzsystem aufweisen, das ausgebildet ist, während einer Hinfahrt einen Fahrweg, insbesondere eine Fahrtrajektorie, des Fahrzeugs aufzuzeichnen und zu speichern. Beispielsweise können Trajektoriendaten in Bezug auf die von dem Fahrzeug gefahrene Fahrtrajektorie beim Einparken in eine Parkbucht und/oder beim Rangieren aufgezeichnet und gespeichert werden.
Die gespeicherten Trajektoriendaten in Bezug auf die Fahrtrajektorie auf der Hinfahrt können dazu verwendet werden, den Nutzer, insbesondere den Fahrer, des Fahrzeugs auf einer entsprechenden Rückfahrt zu unterstützen. Insbesondere kann dem Nutzer des Fahrzeugs während der Rückfahrt ein Fahrschlauch auf einem Bildschirm des Fahrzeugs angezeigt werden, wobei der Fahrschlauch von den Trajektoriendaten abhängt. Dabei kann der Fahrschlauch der auf der Hinfahrt gefahrenen Fahrtrajektorie entsprechen.
Der bei einer Rückfahrt auf dem Bildschirm des Fahrzeugs dargestellte Fahrschlauch kann für den Nutzer des Fahrzeugs verwirrend sein. Insbesondere kann es vorkommen, dass der mit einem Kamerabild des Umfelds des Fahrzeugs überlagerte Fahrschlauch nicht auf der im Kamerabild dargestellten Fahrbahn liegt.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, die Güte eines Fahrerassistenzsystems zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei einer Fahrt entlang einer aufgezeichneten Trajektorie zu erhöhen, insbesondere in Bezug auf die Güte des bei der Fahrt angezeigten Fahrschlauchs.
Die Aufgabe wird durch jeden 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 Fahrerassistenzsystem beschrieben, das ausgebildet ist, einen Fahrer eines (Kraft-) Fahrzeugs bei einer zweiten Fahrt entlang einer im Rahmen einer (vorhergehenden) ersten Fahrt aufgezeichneten Trajektorie zu unterstützen. Die erste Fahrt kann eine Hinfahrt von einem ersten Punkt (z.B. von einem Anfangspunkt) bis zu einem zweiten Punkt (z.B. mit zu einem Endpunkt) umfassen. Die zweite Fahrt kann eine entsprechende Rückfahrt von dem zweiten Punkt zu dem ersten Punkt umfassen. Das Fahrerassistenzsystem kann somit ausgebildet sein, den Fahrer bei einer Rückfahrt zu unterstützen.
Alternativ kann die zweite Fahrt eine Wiederholung der ersten Fahrt (in die gleiche Fahrtrichtung) umfassen. Die erste Fahrt kann somit eine Fahrt von dem ersten Punkt bis zu dem zweiten Punkt umfassen, und die zweite Fahrt kann eine erneute Fahrt von dem ersten Punkt zu dem zweiten Punkt umfassen.
Ggf. kann sich eine Fahrt aus mehreren Zügen zusammensetzen. Die Fahrt kann dann über ein oder mehrere Zwischenpunkte bzw. über ein oder mehrere weitere Punkte erfolgen. Dabei kann die Fahrtrichtung des Fahrzeugs in unterschiedlichen Zügen einer mehrzügigen Fahrt unterschiedlich sein. Insbesondere kann die Fahrtrichtung in direkt aufeinanderfolgenden Zügen jeweils gewechselt werden (zwischen Vorwärts und Rückwärts bzw. zwischen Rückwärts und Vorwärts). Die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte sind auch auf mehrzügige Fahrten anwendbar. Dabei können die beschriebenen Aspekte insbesondere auf jeden einzelnen Zug der mehrzügigen Fahrt angewendet werden.
Das Fahrerassistenzsystem kann eingerichtet sein, eine automatisierte Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs zu bewirken (z.B. im Rahmen der ersten Fahrt und/oder im Rahmen der zweiten Fahrt). Dabei kann insbesondere im Rahmen der zweiten Fahrt eine automatisierte Querführung bewirkt werden. Die Längsführung kann dann ggf. manuell durch den Fahrer bewirkt werden. In einem alternativen Beispiel kann die zweite Fahrt (ggf. vollständig) manuell durch den Fahrer bewirkt werden (in Bezug auf die Längs- und die Querführung).
Im Rahmen der ersten Fahrt können Trajektoriendaten in Bezug auf die Trajektorie der ersten Fahrt ermittelt und aufgezeichnet worden sein. Die Trajektoriendaten können Positionen (z.B. innerhalb der x, y-Ebene eines kartesischen Koordinatensystems) einer Vielzahl von Wegpunkten auf der bei der ersten Fahrt aufgezeichneten Trajektorie anzeigen. Die Trajektoriendaten können auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Fahrzeugsensoren und/oder auf Basis von Kartendaten in Bezug auf die von dem Fahrzeug befahrenen Fahrbahn ermittelt worden sein.
Das Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, Höhenänderungsinformation in Bezug auf die ein oder mehreren (positiven oder negativen) Höhenänderungen der im Rahmen der ersten Fahrt aufgezeichneten Trajektorie zu ermitteln. Die Höhenänderungsinformation kann insbesondere Steigungsdaten in Bezug auf die (positive oder negative) Steigung der bei der ersten Fahrt aufgezeichneten Trajektorie umfassen. Die Höhenänderungsinformation kann dabei die absolute und/oder relative Höhe der Vielzahl von Wegpunkten zueinander anzeigen. Insbesondere kann die Höhenänderungsinformation die Höhenänderung zwischen der Vielzahl von Wegpunkten, insbesondere zwischen einzelnen (ggf. direkt aufeinander folgenden) Wegpunkten, anzeigen. Die Höhe der einzelnen Wegpunkte kann dabei entlang einer Höhenachse anzeigt werden. Dabei kann die Höhenachse der Hochachse des Fahrzeugs entsprechen, wenn das Fahrzeug horizontal ausgerichtet ist. Alternativ oder ergänzend kann die Höhenachse der z-Achse des kartesischen Koordinatensystems entsprechen.
Die Höhenänderungsinformation kann auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Fahrzeugsensoren (z.B. auf Basis der Sensordaten einer inertialen Messeinheit) und/oder auf Basis von Kartendaten in Bezug auf die von dem Fahrzeug befahrenen Fahrbahn ermittelt worden sein. Die Höhenänderungsinformation kann während der ersten Fahrt ermittelt und/oder erfasst worden sein. Ferner kann die Höhenänderungsinformation (ggf. zusammen mit den Trajektoriendaten) auf einer Speichereinheit des Fahrzeugs gespeichert worden sein. Das Fahrerassistenzsystem kann ausgebildet sein, die Höhenänderungsinformation und/oder die Trajektoriendaten zur Bereitstellung einer Fahrerassistenz während der (nachfolgenden) zweiten Fahrt aus der Speichereinheit auszulesen. Das Ermitteln der Höhenänderungsinformation und/oder der Trajektoriendaten kann somit das Auslesen der Höhenänderungsinformation und/oder der Trajektoriendaten aus einer Speichereinheit umfassen.
Beispielsweise kann im Rahmen der ersten Fahrt für die Vielzahl von Wegpunkten jeweils die Neigung des Fahrzeugs (in Bezug auf die Horizontale) ermittelt werden. Die Neigung des Fahrzeugs kann anhand eines Fahrzeugsensors, insbesondere anhand einer inertialen Messeinheit (englisch, Inertial Measurement Unit), ermittelt werden. Die Neigung des Fahrzeugs an den einzelnen Wegpunkten kann als Höhenänderungsinformation gespeichert werden. Auf Basis der Neigung des Fahrzeugs an einem bestimmten Wegpunkt kann drauf geschlossen werden, welche Höhenänderung, insbesondere welche Steigung, ausgehend von dem bestimmten Wegpunkt bis zu dem nachfolgenden Wegpunkt vorliegt.
Das Fahrerassistenzsystem ist ferner eingerichtet, (ggf. zusätzlich zu den Trajektoriendaten) die Höhenänderungsinformation zur Bereitstellung einer Fahrerassistenz während der zweiten Fahrt zu berücksichtigen. Das Fahrerassistenzsystem kann insbesondere eingerichtet sein, unter Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation eine Anzeige-Trajektorie (z.B. in Form eines Fahrschlauchs) für die zweite Fahrt zu ermitteln. Die Anzeige-Trajektorie kann dabei den Verlauf der von dem Fahrzeug zu-fahrenden Trajektorie anzeigen. Ferner kann die Anzeige-Trajektorie der bei der ersten Fahrt aufgezeichneten Trajektorie entsprechen.
Das Fahrerassistenzsystem kann eingerichtet sein, zu bewirken, dass die Anzeige-Trajektorie auf einer Anzeigeeinheit (insbesondere auf einem Bildschirm und/oder auf einem Head-Up Display) dargestellt wird. Die Anzeigeeinheit kann dabei eine Anzeigeeinheit des Fahrzeugs und/oder eine Anzeigeeinheit eines elektronischen Anwendergeräts des Fahrers des Fahrzeugs (etwa eines Smartphones) sein.
Durch die Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation, insbesondere der Steigungsdaten, im Rahmen der Fahrerassistenz für eine (erneute) zweite Fahrt auf Basis einer bereits aufgezeichneten Trajektorie kann die Güte der Fahrerassistenz erhöht werden. Insbesondere kann die Genauigkeit der ermittelten und angezeigten Anzeige-Trajektorie für die zweite Fahrt erhöht werden.
Das Fahrerassistenzsystem kann eingerichtet sein, während der zweiten Fahrt (typischerweise wiederholt), anhand zumindest einer Kamera (und ggf. mehrerer Kameras) des Fahrzeugs, Bilddaten in Bezug auf das in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegende Umfeld des Fahrzeugs zu ermitteln. Die ein oder mehrere Kameras können dabei an der Front und/oder am Heck des Fahrzeugs angeordnet sein. Des Weiteren kann das Fahrerassistenzsystem eingerichtet sein, auf Basis der Bilddaten zu bewirken, dass auf der Anzeigeeinheit eine bildliche Darstellung dargestellt bzw. ausgegeben wird, die das mit der Anzeige-Trajektorie überlagerte Umfeld des Fahrzeugs anzeigt. Durch die Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation bei der Ermittlung der Anzeige-Trajektorie kann eine erhöhte Konsistenz der dargestellten Anzeige-Trajektorie mit dem angezeigten Bilddaten des Umfelds des Fahrzeugs bewirkt werden. So kann die Güte der Fahrerassistenz weiter erhöht werden.
Das Fahrerassistenzsystem kann eingerichtet sein, während der zweiten Fahrt wiederholt die jeweilige Ist-Position des Fahrzeugs, insbesondere die jeweilige Ist-Position der Kamera des Fahrzeugs, zu ermitteln. Die Anzeige-Trajektorie kann dann in Abhängigkeit von der jeweiligen Ist-Position (und unter Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation) aktualisiert werden. Ferner kann bewirkt werden, dass die jeweils aktualisierte Anzeige-Trajektorie auf der Anzeigeeinheit des Fahrzeugs dargestellt wird (überlagert mit dem jeweils erfassten Umfeld des Fahrzeugs). Die Anzeige-Trajektorie kann somit wiederholt in Abhängigkeit von der jeweiligen Ist-Position des Fahrzeugs (und somit in Abhängigkeit von dem jeweils angezeigten Umfeld des Fahrzeugs) angepasst werden. So kann die Güte der Fahrerassistenz weiter erhöht werden.
Das Fahrerassistenzsystem kann eingerichtet sein, einen Projektionspunkt der Kamera an der jeweiligen Ist-Position des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Vielzahl von Wegpunkten auf der bei der ersten Fahrt aufgezeichneten Trajektorie kann dann in Abhängigkeit von dem Proj ektionspunkt und in Abhängigkeit von der Höhenänderungsinformation, insbesondere in Abhängigkeit von der jeweiligen (relativen) Höhe der einzelnen Wegpunkte, auf eine Projektionsebene projiziert werden, um die Anzeige-Trajektorie zu ermitteln. Dabei kann die Höhenachse innerhalb der Projektionsebene angeordnet sein.
Durch die Berücksichtigung der (relativen) Höhe der einzelnen Wegpunkte, der im Rahmen der ersten Fahrt aufgezeichneten Traj ektorie, kann die Anzeige-Trajektorie in besonders präziser Weise ermittelt werden. So kann die Güte der Fahrerassistenz 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 die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Bereitstellung einer Fahrerassistenz bei einer (nachfolgenden) zweiten Fahrt entlang einer im Rahmen einer (vorhergehenden) ersten Fahrt aufgezeichneten Trajektorie beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Höhenänderungsinformation in Bezug auf die Höhenänderung, insbesondere die Steigung, der im Rahmen der ersten Fahrt aufgezeichneten Trajektorie. Außerdem umfasst das Verfahren das Berücksichtigen der Höhenänderungsinformation zur Bereitstellung einer Fahrerassistenz während der zweiten Fahrt. Das Verfahren kann insbesondere umfassen, das Ermitteln einer Anzeige-Trajektorie für die zweite Fahrt unter Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation. Des Weiteren kann das Verfahren umfassen, das Darstellen der Anzeige-Trajektorie auf einer Anzeigeeinheit (des Fahrzeugs oder eines elektronischen Anwendergeräts).
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.
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 jegliche 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. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
2a eine beispielhafte aufgezeichnete Hinfahr-Trajektorie;
2b eine beispielhafte bildliche Darstellung einer Rückfahr-Trajektorie;
3a eine beispielhafte Hinfahr-Trajektorie mit einer Höhenänderung, insbesondere einer Steigung;
3b eine beispielhafte bildliche Darstellung der Rückfahr-Trajektorie ohne Berücksichtigung der Höhenänderung, insbesondere der Steigung;
4a eine beispielhafte Projektion von Wegpunkten der Hinfahr-Trajektorie ohne Berücksichtigung der Höhenänderung, insbesondere der Steigung;
4b eine beispielhafte Projektion von Wegpunkten der Hinfahr-Trajektorie mit Berücksichtigung der Höhenänderung, insbesondere der Steigung; und
5 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Unterstützung eines Fahrzeugnutzers bei einer Fahrt entlang einer aufgezeichneten Trajektorie.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Erhöhung der Güte eines Fahrassistenten, insbesondere in Bezug auf die bei einer Fahrt angezeigten Anzeige-Trajektorie. Im Folgenden wird auf eine Rückfahrt auf Basis einer während einer Hinfahrt aufgezeichneten Hinfahr-Trajektorie eingegangen. Es sei darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Aspekte allgemein für eine zweite Fahrt anwendbar sind, die auf Basis einer Trajektorie durchgeführt wird, die während einer ersten Fahrt aufgezeichnet wurde.
1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug 100 mit ein oder mehrere Umfeldsensoren 102 (z.B. einer Kamera, einem Radarsensor, einem Lidarsensor, etc.) und ein oder mehrere Fahrzeugsensoren 103 (z.B. einem Lenksensor, einem Geschwindigkeitssensor, einer inertialen Messeinheit (IMU), etc.). Eine (Steuer-) Vorrichtung 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehrere Umfeldsensoren 102 und/oder auf Basis der ein oder mehreren Fahrzeugsensoren 103 während einer Hinfahrt (z.B. während eines Rangiermanövers), Trajektoriendaten in Bezug auf die bei der Hinfahrt gefahrenen Hinfahr-Trajektorie zu erfassen und in einer Speichereinheit (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 100 zu speichern.
Das Fahrzeug 100 umfasst ferner eine Rückfahr-Kamera 106, die eingerichtet ist, bei einer Rückfahrt des Fahrzeugs 100 Bilddaten in Bezug auf das, in Fahrtrichtung des Fahrzeug 100 vor dem Fahrzeug 100 liegende, Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Insbesondere kann bei einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs 100 durch die Kamera 106 das Umfeld am Heck des Fahrzeugs 100 erfasst werden.
Das Fahrzeug 100 kann ferner ein oder mehrere Längs- und/oder Querführungsaktoren 104 umfassen, die ausgebildet sind, eine zumindest teilweise automatisierte Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 100 zu bewirken. Beispielhafte Aktoren 104 sind ein Antriebsmotor, eine Lenkvorrichtung und/oder eine Bremsvorrichtung. Die (Steuer-) Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, die ein oder mehrere Aktoren 104 bei einer Rückfahrt in Abhängigkeit von den Trajektoriendaten in Bezug auf die Hinfahrt anzusteuern, um den Fahrer des Fahrzeugs 100 bei der Rückfahrt zu unterstützen.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 100 eine Anzeigeeinheit 105, die z.B. an dem Armaturenbrett und/oder an der Head Unit des Fahrzeugs 100 angeordnet sein kann. Die Anzeigeeinheit 105 kann einen Bildschirm (insbesondere einen LCD, LED oder OLED Bildschirm), einen Projektor, und/oder ein Head-Up Display umfassen. Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, zu bewirken, dass bei einer Rückfahrt die Bilddaten der Rückfahr-Kamera 106 auf der Anzeigeeinheit 105 angezeigt werden. Insbesondere kann dabei das in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100 liegende Umfeld (in Form eines Videos) dargestellt werden.
Die Vorrichtung 101 kann ferner eingerichtet sein, eine auf Basis der während der entsprechenden Hinfahrt erfassten Trajektoriendaten eine Rückfahr-Trajektorie zu ermitteln und bildlich auf der Anzeigeeinheit 105 darzustellen, und dabei mit den Bilddaten der Rückfahr-Kamera 106 zu überlagern. Dabei kann die Rückfahr-Trajektorie (die in diesem Dokument auch als Anzeige-Trajektorie bezeichnet wird) dem Nutzer, insbesondere dem Fahrer, des Fahrzeugs 100 anzeigen, wie das Fahrzeug 100 bei der Rückfahrt gelenkt werden sollte, insbesondere um das Fahrzeug 100 entlang der Hinfahr-Trajektorie zurückzuführen. Die Lenkung des Fahrzeugs 100 bei der Rückfahrt kann dabei automatisiert durch das Fahrzeug 100 oder manuell durch den Fahrer bewirkt werden. Wenn die Lenkung, d.h. die Querführung, des Fahrzeugs 100 automatisiert durch das Fahrzeug 100 bewirkt wird, so kann die dargestellte Rückfahr-Trajektorie eine Unterstützung für den Fahrer bei der Überprüfung der automatisierten Querführung darstellen. Wenn die Lenkung manuell durch den Fahrer bewirkt wird, so kann die dargestellte Rückfahr-Trajektorie von dem Fahrer als Anhaltpunkt für die von dem Fahrer zu bewirkende Lenkung genutzt werden.
2a zeigt eine beispielhafte Hinfahr-Trajektorie 200 von einem Anfangspunkt 201 bis zu einem Endpunkt 202, die auf einer Hinfahrt 203 (allgemein auf einer ersten Fahrt) aufgezeichnet und gespeichert wurde. Die Hinfahr-Trajektorie 200 kann dabei beliebige Wegpunkte in den von der x- und y- Achse aufgespannten Ebene aufweisen. Andererseits werden Höhenänderungen entlang der z-Achse typischerweise nicht aufgezeichnet. In dem in 2a dargestellten Beispiel weist die Hinfahr-Trajektorie 200 zur vereinfachten Darstellung nur Punkte entlang der x-Achse auf.
2b zeigt eine beispielhafte bildliche Darstellung 205, die während einer Rückfahrt 213 (allgemein während einer zweiten Fahrt) auf der Anzeigeeinheit 105 des Fahrzeugs 100 ausgegeben werden kann. Die bildliche Darstellung 205 kann die Bilddaten 215 der Rückfahr-Kamera 106 umfassen. In dem in 2b dargestellten Beispiel sind in den Bilddaten 215 Fahrbahnbegrenzungen der Fahrbahn im Umfeld des Fahrzeugs 100 zu sehen.
Die Bilddaten 215 der Rückfahr-Kamera 106 können mit einer auf Basis der Trajektoriendaten in Bezug auf die Hinfahr-Trajektorie 200 ermittelten (Darstellung der) Rückfahr-Trajektorie 210 (allgemein mit der Anzeige-Trajektorie) überlagert werden. Insbesondere kann auf den Bilddaten 215 zusätzlich eine Rückfahr-Trajektorie 210 (z.B. in Form eines Fahrschlauchs) angezeigt werden, die dem Nutzer des Fahrzeugs 100 anzeigt, wie das Fahrzeug 100 bei der Rückfahrt 213 längs- und/oder quergeführt werden sollte (um das Fahrzeug 100 entsprechend zu der Hinfahr-Trajektorie 200 zurückzuführen).
3a zeigt eine beispielhafte Hinfahr-Trajektorie 200, die einen Abschnitt 300 mit einer Höhenänderung (entlang der z- bzw. Hochachse) umfasst. Insbesondere weist die Hinfahr-Trajektorie 200 zwischen den Punkten 301, 302 eine (positive) Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 (entlang der z-Achse) auf. Mit anderen Worten, die von dem Fahrzeug 100 bei der Hinfahrt 203 befahrene Fahrbahn weist in dem in 3a dargestellten Beispiel eine Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 auf. Diese Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 hat Auswirkungen darauf, wie das Umfeld des Fahrzeugs 100 während der entsprechenden Rückfahrt 213 auf der Anzeigeeinheit 105 sichtbar ist.
In 3a ist die Rückfahr-Kamera 106 des Fahrzeugs 100 zu Beginn der Rückfahrt 213 dargestellt. Aus 3a ist ersichtlich, dass aufgrund der Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 der Abschnitt 300 (zwischen den Punkten 301 und 302) der Fahrbahn auf der Hinfahr-Traj ektorie 200 nur eingeschränkt und insbesondere verkürzt für die Rückfahr-Kamera 106 sichtbar ist.
Wenn während der Hinfahrt 203 die Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 der Hinfahr-Trajektorie 200 nicht erfasst wird, dann wird durch die Trajektoriendaten der in 3a dargestellten Hinfahr-Trajektorie 200 die in 2a dargestellte Hinfahr-Trajektorie 200 wiedergegeben. Es wird somit nicht berücksichtigt, dass die Hinfahr-Trajektorie 200 einen Abschnitt 300 mit einer Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 aufweist, der in den Bilddaten 215 während der Rückfahrt 213 verkürzt wiedergegeben wird. Dies kann dazu führen, dass die auf Basis der Trajektoriendaten ermittelte Rückfahr-Trajektorie 210 nicht zu den bei der Rückfahrt 213 erfassten und angezeigten Bilddaten 215 des Umfelds des Fahrzeugs 100 passt.
3b zeigt eine beispielhafte bildliche Darstellung 205 für eine Rückfahrt 213, die der in 3a dargestellten Situation bei einer entsprechenden Hinfahrt 203 entspricht. Der Abschnitt 300 mit der Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 ist in den Bilddaten 215 nur verkürzt zu sehen, und in 3b beispielhaft als Kante 310 dargestellt. Diese Verkürzung der in den Bilddaten 215 sichtbaren Fahrbahn kann dazu führen, dass eine Rückfahr-Trajektorie 210, die ohne Berücksichtigung der Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 ermittelt wurde, nicht zu den Bilddaten 215 passt. Insbesondere kann es vorkommen, dass die in der bildlichen Darstellung 205 dargestellte Rückfahr-Trajektorie 210 oberhalb von der in den Bilddaten 215 sichtbaren Fahrbahn schwebt.
3b zeigt den Punkt 312 auf der Rückfahr-Trajektorie 210, der dem Wegpunkt 302 auf der Hinfahr-Trajektorie 200 entspricht. Ferner zeigt 3b den Punkt 311 auf der Rückfahr-Trajektorie 210, der dem Wegpunkt 301 auf der Hinfahr-Trajektorie 200 entspricht. Diese beiden Punkte 311, 312 sollten aufgrund der Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 zwischen den beiden Wegpunkten 301, 302 relativ nah beieinander liegen, was jedoch in dem in 3b dargestellten Beispiel nicht der Fall ist. Als Folge daraus entsteht in der bildlichen Darstellung 205 der Eindruck, dass die dargestellte Rückfahr-Trajektorie 210 hinter dem Punkt 312 oberhalb von der in den Bilddaten 215 sichtbaren Fahrbahn schwebt.
In entsprechender Weise kann es bei einer negativen Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 dazu kommen, dass die in der bildlichen Darstellung 205 dargestellte Rückfahr-Trajektorie 210 in die in den Bilddaten 215 sichtbare Fahrbahn eindringt. Als Folge daraus ist die Güte der Fahrerassistenz bei der Rückfahrt 213 beeinträchtigt.
Die (Steuer-) Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, während einer Hinfahrt 203 Höhenänderungsinformation in Bezug auf eine Höhenänderung 305, insbesondere Steigungsdaten in Bezug auf die Steigung, der von dem Fahrzeug 100 befahrenen Fahrbahn bei der Hinfahrt 203 zu ermitteln und zu speichern. Insbesondere können Trajektoriendaten in Bezug auf die Hinfahr-Trajektorie 200 ermittelt und gespeichert werden, die auch die (positive oder negative) Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 der Hinfahr-Trajektorie 200 umfasst. Die Höhenänderungsinformation, insbesondere die Steigungsdaten, kann auf Basis der Sensordaten von ein oder mehrere Fahrzeugsensoren 103 (z.B. einer Inertial Measurement Unit, IMU) ermittelt werden.
Die Vorrichtung 101 kann ferner eingerichtet sein, die bei einer entsprechenden Rückfahrt 213 darzustellende Rückfahr-Trajektorie 210 unter Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation, insbesondere der Steigungsdaten, zu ermitteln. So kann die Genauigkeit der dargestellten Rückfahr-Trajektorie 210 erhöht werden. Insbesondere kann so bewirkt werden, dass die angezeigte Rückfahr-Trajektorie 210 zu den erfassten und dargestellten Bilddaten 215 der Rückfahr-Kamera 106 passt. So kann die Güte der Rückfahrassistenz erhöht werden.
4a und 4b veranschaulichen eine beispielhafte Ermittlung einer Rückfahr-Trajektorie 210 ohne Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation (4a) bzw. mit Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation (4b), für die in 3a dargestellte Hinfahr-Trajektorie 200. Bei der Ermittlung der Rückfahr-Trajektorie 210, die an einem bestimmten Zeitpunkt bzw. an einer bestimmten Position während der Rückfahrt 213 innerhalb der bildlichen Darstellung 205 angezeigt werden soll, kann der Projektionspunkt 401 der Rückfahr-Kamera 106 an dem bestimmten Zeitpunkt bzw. an der bestimmten Position berücksichtigt werden. So kann bewirkt werden, dass die an dem bestimmten Zeitpunkt bzw. an der bestimmten Position erfassten Bilddaten 215 zu der ermittelten Rückfahr-Trajektorie 210 passen.
Die unterschiedlichen Wegpunkte 201, 301, 302, 202 auf der Hinfahr-Trajektorie 200 können unter Berücksichtigung des Projektionspunktes 401 auf eine Projektionsebene 405 projiziert werden. Durch die auf die Projektionsebene 405 projizierten Wegpunkte 201, 301, 302, 202 der Hinfahr-Trajektorie 200 ergibt sich die auf die Projektionsebene 405 projizierte Trajektorie 410, die als Rückfahr-Trajektorie 210 dargestellt werden kann.
Wie aus 4a ersichtlich, umfasst die projizierte Trajektorie 410 einen relativ langen Abschnitt 411 zwischen den Wegpunkten 201 und 302 der Hinfahr-Trajektorie 200, für den Fall, dass die Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 der Hinfahr-Trajektorie 200 nicht berücksichtigt wird. Andererseits ist, wie aus 4b ersichtlich, dieser Abschnitt relativ kurz, wenn die Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 der Hinfahr-Trajektorie 200 berücksichtigt wird. Die verkürzte Ansicht 310 des Abschnitts 300 mit der Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 innerhalb der Bilddaten 215 kann somit in entsprechender Weise bei der Ermittlung der Rückfahr-Trajektorie 210 bewirkt werden. So kann erreicht werden, dass die (unter Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation ermittelte) Rückfahr-Trajektorie 210 zu den angezeigten Bilddaten 215 passt. Als Folge daraus kann die Güte der Fahrerassistenz erhöht werden.
Es werden somit Maßnahmen beschrieben, die eine präzise Visualisierung des Fahrwegs 210 bei einem Park-Rangiersystem abhängig von der Topologie der aufgezeichneten Strecke 200 (insbesondere bei einer Hinfahrt 203) ermöglicht. Der Fahrweg 210 kann z.B. als Fahrschlauch mit oder ohne Richtungspfeil dargestellt werden. Ferner kann der Fahrweg 210 in ein oder mehreren unterschiedlichen Perspektiven des Umfelds des Fahrzeugs 100 (z.B. rückwärtige Ansicht, Vogelperspektive, etc.) angezeigt werden.
Wie eingangs dargelegt, kann es dazu kommen, dass wenn bei der Projektion des Fahrschlauchs 210 in das Kamerabild 215 der Rückfahr-Kamera 106 nicht die Topologie der aufgezeichneten Strecke 200 berücksichtigt wird, die projizierte Trajektorie 210 nicht auf der Fahrbahn liegt, sondern sich abhängig von der Steigung (oder dem Gefälle) 305 in der Luft bzw. in dem Boden befindet.
Bei der Aufzeichnung der zur Trajektorien-Darstellung 210 relevanten Strecke 200 kann daher zusätzlich zur Fahrzeugodometrie (X-, Y-Position) die dritte Dimension, d.h. die Topologie, berücksichtigt werden, sodass bei der Projektion der Trajektorie 200 auch bei Steigung und/oder bei Gefälle (d.h. bei negativer Steigung) 305 der Pfad 210 korrekt auf der in den Bilddaten 215 zu sehenden Fahrbahn angezeigt werden kann.
Zur Aufzeichnung einer Trajektorie 200 durch ein Park-Rangiersystem kann somit zusätzlich zu der Position in X-, Y-Richtung und ggf. zusätzlich zu dem Gierwinkel, in jedem Wegpunkt 201, 301, 302, 202 die (positive und/oder negative) Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 der aktuellen Fahrzeugposition ermittelt und abgespeichert werden. Die Positionsdaten in Bezug auf eine Trajektorie 200 können alternativ oder ergänzend anhand von Segmenten (anstelle der x-y Position) gespeichert werden.
Die Höhenänderungsinformation kann aus ein oder mehreren unterschiedlichen Quellen ermittelt werden, beispielsweise durch einen Sensor 103 und/oder auf Basis von Karteninformationen in Bezug auf die von dem Fahrzeug 100 befahrene Fahrbahn.
Bei der perspektivischen Projektion des drei dimensionalen Pfades 200 entlang der aufgezeichneten Wegpunkte 201, 301, 302, 202, kann (wie beispielhaft in 4b dargestellt) zusätzlich zu der X- und Y-Position der einzelnen Wegpunkte 201, 301, 302, 202 auch die Z-Position des jeweiligen Wegpunktes 201, 301, 302, 202 relativ zu der aktuellen Fahrzeugposition (d.h. relativ zu dem Projektionspunkt 401) berücksichtigt werden. Dafür wird die Höhenänderungsinformation bevorzugt in einer Form gespeichert, die es ermöglicht, die absolute Differenz in Z-Richtung zwischen der aktuellen Fahrzeugposition (d.h. zwischen dem aktuellen Projektionspunkt 401) und dem zu projizierenden Wegpunkt 201, 301, 302, 202 zu ermitteln.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 500 zur Bereitstellung einer Fahrerassistenz bei einer zweiten Fahrt 213 (insbesondere bei einer Rückfahrt) entlang einer bei einer ersten Fahrt 203 (insbesondere bei einer Hinfahrt) aufgezeichneten Trajektorie 200.
Das Verfahren 500 umfasst das Ermitteln 501 von Höhenänderungsinformation, insbesondere Steigungsdaten, in Bezug auf eine (positive oder negative) Höhenänderung, insbesondere Steigung, 305 der bei der ersten Fahrt 203 aufgezeichneten Trajektorie 200. Dabei kann für eine Vielzahl von Wegpunkten 201, 301, 302, 202 der aufgezeichneten Trajektorie 200 jeweils die Höhe (entlang der z-Achse) angegeben werden. Die einzelnen Wegpunkte 201, 301, 302, 202 können als Koordinaten der x- und/oder y-Achse angegeben werden. Die Höhenänderungsinformation kann auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Fahrzeugsensoren 103 (z.B. einer IMU) und/oder auf Basis von Kartendaten in Bezug auf die von dem Fahrzeug 100 befahrenen Fahrbahn ermittelt werden bzw. ermittelt worden sein.
Des Weiteren umfasst das Verfahren 500 das Berücksichtigen 502 der Höhenänderungsinformation zur Bereitstellung einer Fahrerassistenz (bzw. einer Fahrerassistenzfunktion) während der zweiten Fahrt 213. Die Höhenänderungsinformation kann insbesondere dazu genutzt werden, eine Anzeige-Trajektorie 210 zu ermitteln, die dem Fahrer zur Unterstützung während der zweiten Fahrt 213 auf einer Anzeigeeinheit 105 (des Fahrzeugs 100) angezeigt wird. Durch die Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation kann die Güte der Fahrerassistenz in effizienter und zuverlässiger Weise erhöht werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Fahrerassistenzsystem (101), das ausgebildet ist, einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs (100) bei einer zweiten Fahrt (213) entlang einer im Rahmen einer ersten Fahrt (203) aufgezeichneten Trajektorie (200) zu unterstützen; wobei das Fahrerassistenzsystem (101) eingerichtet ist, - Höhenänderungsinformation in Bezug auf eine Höhenänderung (305) der im Rahmen der ersten Fahrt (203) aufgezeichneten Trajektorie (200) zu ermitteln; - unter Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation eine Anzeige-Trajektorie (210) für die zweite Fahrt (213) zu ermitteln; und - zu bewirken, dass die Anzeige-Trajektorie (210) auf einer Anzeigeeinheit (105) dargestellt wird.
Fahrerassistenzsystem (101) gemäß Anspruch 1, wobei das Fahrerassistenzsystem (101) eingerichtet ist, während der zweiten Fahrt (213), - anhand zumindest einer Kamera (106) des Fahrzeugs (100), Bilddaten (215) in Bezug auf ein in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug (100) liegendes Umfeld des Fahrzeugs (100) zu ermitteln; und - auf Basis der Bilddaten (215) zu bewirken, dass auf der Anzeigeeinheit (105) eine bildliche Darstellung (205) dargestellt wird, die das mit der Anzeige-Trajektorie (210) überlagerte Umfeld des Fahrzeugs (100) anzeigt.
Fahrerassistenzsystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrerassistenzsystem (101) eingerichtet ist, während der zweiten Fahrt (213) wiederholt, - eine jeweilige Ist-Position des Fahrzeugs (100), insbesondere eine jeweilige Ist-Position der Kamera (106) des Fahrzeugs (100), zu ermitteln; - die Anzeige-Traj ektorie (210) in Abhängigkeit von der jeweiligen Ist-Position und in Abhängigkeit von der Höhenänderungsinformation zu aktualisieren; und - zu bewirken, dass die jeweils aktualisierte Anzeige-Trajektorie (210) auf der Anzeigeeinheit (105) des Fahrzeugs (100) dargestellt wird.
Fahrerassistenzsystem (101) gemäß Anspruch 3, wobei das Fahrerassistenzsystem (101) eingerichtet ist, - einen Projektionspunkt (401) der Kamera an der jeweiligen Ist-Position des Fahrzeugs (100) zu ermitteln; und - eine Vielzahl von Wegpunkten (201, 301, 302, 202) auf der bei der ersten Fahrt (203) aufgezeichneten Trajektorie (200) in Abhängigkeit von dem Proj ektionspunkt und in Abhängigkeit von der Höhenänderungsinformation auf eine Projektionsebene (405) zu projizieren, um die Anzeige-Trajektorie (210) zu ermitteln.
Fahrerassistenzsystem (101) gemäß Anspruch 4, wobei - die Höhenänderungsinformation eine Höhe der Vielzahl von Wegpunkten (201, 301, 302, 203) entlang einer Höhenachse anzeigt; und - das Fahrerassistenzsystem (101) eingerichtet ist, die Vielzahl von Wegpunkten (201, 301, 302, 202) in Abhängigkeit von der jeweiligen Höhe auf die Projektionsebene (405) zu projizieren, um die Anzeige-Traj ektorie (210) zu ermitteln.
Fahrerassistenzsystem (101) gemäß Anspruch 5, wobei - die Höhenachse innerhalb der Projektionsebene (405) angeordnet ist; und/oder - die Höhenachse einer Hochachse des Fahrzeugs (100) entspricht, wenn das Fahrzeug (100) horizontal ausgerichtet ist.
Fahrerassistenzsystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrerassistenzsystem (101) eingerichtet ist, - Trajektoriendaten in Bezug auf die bei der ersten Fahrt (203) aufgezeichneten Trajektorie (200) zu ermitteln; wobei die Trajektoriendaten Positionen einer Vielzahl von Wegpunkten (201, 301, 302, 202) auf der bei der ersten Fahrt (203) aufgezeichneten Trajektorie (200) anzeigen; wobei die Höhenänderungsinformation eine relative Höhe der Vielzahl von Wegpunkten (201, 301, 302, 202) zueinander und/oder einen Höhenunterschied zwischen der Vielzahl von Wegpunkten (201, 301, 302, 202) anzeigt; und - die Trajektoriendaten bei Bereitstellung der Fahrerassistenz während der zweiten Fahrt (213) zu berücksichtigen.
Fahrerassistenzsystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die erste Fahrt (203) eine Hinfahrt von einem ersten Punkt (201) bis zu einem zweiten Punkt (202) umfasst, und die zweite Fahrt (213) eine entsprechende Rückfahrt von dem zweiten Punkt (202) zu dem ersten Punkt (201) umfasst; oder - die erste Fahrt (203) eine Fahrt von einem ersten Punkt (201) bis zu einem zweiten Punkt (202) umfasst, und die zweite Fahrt (213) eine erneute Fahrt von dem ersten Punkt (201) zu dem zweiten Punkt (202) umfasst
Fahrerassistenzsystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Fahrerassistenzsystem (101) ausgebildet ist, zum Ermitteln der Höhenänderungsinformation, die Höhenänderungsinformation aus einer Speichereinheit des Fahrzeugs (100) auszulesen; und - die Höhenänderungsinformation bei der ersten Fahrt (203) aufgezeichnet und in der Speichereinheit gespeichert wurden.
Verfahren (500) zur Bereitstellung einer Fahrerassistenz bei einer zweiten Fahrt (213) entlang einer im Rahmen einer ersten Fahrt (203) aufgezeichneten Trajektorie (200); wobei das Verfahren (500) umfasst, - Ermitteln (501) von Höhenänderungsinformation in Bezug auf eine Höhenänderung (305) der im Rahmen der ersten Fahrt (203) aufgezeichneten Trajektorie (200); - Ermitteln einer Anzeige-Trajektorie (210) für die zweite Fahrt (213) unter Berücksichtigung der Höhenänderungsinformation; und - Darstellen der Anzeige-Trajektorie (210) auf einer Anzeigeeinheit (105).