DE102021132924A1

DE102021132924A1 - Verfahren zum betreiben eines fahrzeugs, computerprogramm,steuerungssystem sowie fahrzeug

Info

Publication number: DE102021132924A1
Application number: DE102021132924.8A
Authority: DE
Inventors: Ashwin-Dayal George; Ashraf Nabil
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-06-15
Also published as: WO2023110601A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (1), umfassend die Schritte:a) Empfangen (S1) von Sensordaten (S) eines Sensorsystems (3) des Fahrzeugs (1),b) Detektieren (S2) eines Nichtvorhandenseins von Fahrspurmarkierungen basierend auf den Sensordaten (S),c) Übertragen (S3) von Anweisungen (B) an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (17) des Fahrzeugs (1), um einen Fahrer des Fahrzeugs (1) aufzufordern, auf eine wahrgenommene Mittellinie (18) einer Fahrspur (11) zu fahren,d) Bestimmen (S5) einer virtuellen Fahrspur (23) basierend auf der wahrgenommenen Mittellinie (18), auf die der Fahrer gefahren ist, unde) Durchführen (S6) einer Fahrspurhalteassistenzfunktion, um das Fahrzeug (1) auf der virtuellen Fahrspur (23) zu halten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, ein Computerprogramm, ein Steuerungssystem sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Steuerungssystem.
Moderne Fahrzeuge, wie etwa Personenkraftwagen, sind heutzutage gewöhnlich mit mehreren Fahrerassistenzsystemen ausgestattet. Ein Beispiel ist ein Fahrspurhaltesystem, das basierend auf Sensordaten eine Fahrspur einer Straße detektiert, auf der ein Fahrzeug fährt, und das Fahrzeug innerhalb der Begrenzungen der Fahrspur positioniert. Fahrspurhaltesysteme stützen sich in erster Linie auf die Detektion von Fahrspurmarkierungen auf der Straße. Ein Problem tritt auf, wenn auf der Straße keine Fahrspurmarkierungen vorhanden sind. Dokument US 2019 382 008 A1 schlägt ein Verfahren zum Fahrspurhalten in Fällen vor, wo keine Fahrspurmarkierungen basierend auf einer Extrapolation der zuletzt detektierten Fahrspurmarkierungen detektiert werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitzustellen.
Dementsprechend wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte:

a) Empfangen von Sensordaten eines Sensorsystems des Fahrzeugs,
b) Detektieren eines Nichtvorhandenseins von Fahrspurmarkierungen basierend auf den Sensordaten,
c) Übertragen von Anweisungen an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle des Fahrzeugs, um den Fahrer des Fahrzeugs aufzufordern, auf eine wahrgenommene Mittellinie einer Fahrspur zu fahren,
d) Bestimmen einer virtuellen Fahrspur basierend auf der wahrgenommenen Mittellinie, auf die der Fahrer gefahren ist, und
e) Durchführen einer Fahrspurhalteassistenzfunktion, um das Fahrzeug auf der virtuellen Fahrspur zu halten.

In Fällen, in denen in den Sensordaten keine Fahrspurmarkierungen detektiert werden, ist der Fahrer möglicherweise besser in der Lage, das gesamte Szenario wahrzunehmen und zu verstehen. Indem der Fahrer aufgefordert wird, das Fahrzeug auf eine wahrgenommene Mittellinie einer Fahrspur zu lenken, und die Position, auf die der Fahrer das Fahrzeug gelenkt hat, als Eingabe für das Bestimmen einer virtuellen Fahrspur verwendet wird, kann auch in Fällen, in denen keine Fahrspurmarkierungen in den Sensordaten detektiert werden, eine Fahrspurhalteassistenzfunktion bereitgestellt werden. So empfängt ein Steuerungssystem des Fahrzeugs (z. B. ein Fahrspurhaltesystem) von dem Fahrer eine Rückmeldung über die Lage der richtigen Fahrspur und kann aus dieser Rückmeldung lernen.
Beispielsweise kann das Fahrspurhaltesystem auf einer Autobahn mit zwei oder mehr Fahrspuren, auf denen die linke und rechte Begrenzung der Autobahn aufgrund des Vorhandenseins linker und rechter Leitplanken sichtbar ist, aber keine Fahrspurmarkierungen vorhanden sind, die Krümmung einer Fahrspur basierend auf einem Detektieren der Leitplanken bestimmen, ist aber möglicherweise nicht in der Lage, die Querposition einer Fahrspur zu bestimmen, auf der das Fahrzeug fährt oder gefahren werden sollte. Hier kann es für den Fahrer einfacher sein, eine korrekte Querposition einer Fahrspur wahrzunehmen.
Die Verfahrensschritte werden insbesondere von einem Steuerungssystem des Fahrzeugs durchgeführt. Das Steuerungssystem gibt zum Beispiel entsprechend der bestimmten virtuellen Fahrspur eine Anweisung an ein Lenksystem des Fahrzeugs aus. Die Anweisung ist beispielsweise eine Anweisung, auf eine Mittellinie der virtuellen Fahrspur hin zu lenken.
Das Sensorsystem des Fahrzeugs (Ego-Fahrzeugs bzw. eigenen Fahrzeugs) ist insbesondere ein Umgebungssensorsystem, das eine oder mehrere Umgebungssensoreinheiten umfasst. Die Sensoreinheiten sind ausgebildet, um den Fahrzustand des Fahrzeugs und die Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Beispiele für solche Sensoreinheiten sind eine Kameraeinrichtung zur Erfassung von Bildern der Umgebung, eine Radareinrichtung („Radar“ = Abkürzung für engl. „radio detection and ranging“ = funkgestützte Richtungs- und Abstandsmessung) zur Erlangung von Radardaten und eine Lidar-Einrichtung „Lidar“ (Abkürzung für engl. „light detection and ranging“ = Lichterkennung und Abstandsmessung) zur Erlangung von Lidar-Daten. Das Sensorsystem kann darüber hinaus Ultraschallsensoren, Ortungssensoren, Radwinkelsensoren und/oder Radgeschwindigkeitssensoren umfassen. Die Sensoreinheiten sind jeweils ausgebildet, um ein Sensorsignal auszugeben, beispielsweise an ein Fahrassistenzsystem oder ein Einparkassistenzsystem, das als eine Funktion der detektierten Sensorsignale beispielsweise ein assistiertes oder (teil-)autonomes Fahren durchführt. Insbesondere können die Sensoreinheiten ausgebildet sein, um jeweils ein Sensorsignal an ein Steuerungssystem und/oder ein Fahrspurhaltesystem des Fahrzeuges auszugeben, das als eine Funktion der detektierten Sensorsignalen eine automatische Fahrspurhaltesteuerung durchführt.
Beispielsweise können das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein von Fahrspurmarkierungen basierend auf Bildern (als Beispiel für Sensordaten) einer Kameraeinrichtung des Fahrzeugs detektiert werden. Bei der Kameraeinrichtung handelt es sich zum Beispiel um eine Frontkamera, die an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet ist und einen Bereich vor dem Fahrzeug überwacht. Die Kameraeinrichtung kann jedoch auch an einem anderen Fenster des Fahrzeugs angeordnet sein und/oder einen anderen Bereich überwachen, z. B. an den Seiten und/oder hinter dem Fahrzeug.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle (engl. human machine interface; HMI) des Fahrzeugs umfasst zum Beispiel einen oder mehrere Bildschirme, ein oder mehrere Touchpanels, eine oder mehrere Tastaturen, einen oder mehrere Knöpfe, einen oder mehrere (Dreh-)Knöpfe, einen oder mehrere Lautsprecher, ein oder mehrere Mikrofone und/oder eine oder mehrere Kameras zur Fahrerüberwachung.
Die wahrgenommene Mittellinie, auf die der Fahrer das Fahrzeug gelenkt hat, kann zum Beispiel als Ausgangsposition und/oder Richtung für das Bestimmen der virtuellen Fahrspur verwendet werden. Die wahrgenommene Mittellinie, auf die der Fahrer das Fahrzeug gelenkt hat, kann zum Beispiel als eine von mehreren Eingaben zum Bestimmen der virtuellen Fahrspur verwendet werden.
Das Fahrzeug ist zum Beispiel ein Personenkraftwagen, ein Lieferwagen oder ein Lastwagen. Das Fahrzeug ist zum Beispiel für assistiertes, teilautonomes und/oder vollautonomes Fahren ausgebildet. Der Automatisierungsgrad des Fahrzeugs ist zum Beispiel eine der Stufen 1 oder 2 (Hands-On-System) bis zu der Stufe 5 (vollautomatisch). Die Stufen 1 bis 5 entsprechen dem SAE-Klassifikationssystem, das 2014 von SAE International als J3016 („Taxonomie und Definitionen für Begriffe, die sich auf Fahrautomationssysteme für Motorfahrzeuge auf der Straße beziehen“) veröffentlicht wurde.
Das Bestimmen der virtuellen Fahrspur umfasst beispielsweise das Bestimmen einer Mittellinie und einer Fahrspurbreite der virtuellen Fahrspur. Die Mittellinie beginnt zum Beispiel an einem vorderen Ende (z. B. einem vorderen Stoßfänger) des Fahrzeugs (Ego-Fahrzeug). Falls ein vorausfahrendes Zielfahrzeug detektiert wird, kann sich die Mittellinie zum Beispiel wenigstens bis zu einem hinteren Ende (z. B. einem hinteren Stoßfänger) des vorausfahrenden Zielfahrzeugs erstrecken.
In Ausführungsformen wird in Schritt d) des Verfahrens die virtuelle Fahrspur - zusätzlich zu der wahrgenommenen Mittellinie, auf die der Fahrer gefahren ist - basierend auf einem oder mehreren Objekten in der Nähe des Fahrzeugs (Ego-Fahrzeug) bestimmt. In diesem Fall kann das Verfahren einen Schritt eines Detektierens des einen oder der mehreren Objekte in der Nähe des Fahrzeugs basierend auf den Sensordaten umfassen. Das Verfahren kann weiterhin einen Schritt des Bestimmens der Positionsinformationen des einen oder der mehreren Objekte basierend auf den Sensordaten umfassen. Darüber hinaus kann die virtuelle Fahrspur - zusätzlich zu der wahrgenommenen Mittellinie, auf die der Fahrer gefahren ist - basierend auf den Positionsinformationen des einen oder der mehreren Objekte in der Nähe des Fahrzeugs bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Detektierens des Vorhandenseins eines oder mehrerer anderer Fahrzeuge in einem Bereich von Interesse basierend auf den Sensordaten, wobei die virtuelle Fahrspur basierend auf Positionsinformationen des einen oder der mehreren anderen Fahrzeuge in Bezug auf das Ego-Fahrzeug bestimmt wird, wobei die Positionsinformationen basierend auf den Sensordaten bestimmt werden.
Zusätzlich zu der von dem Fahrer wahrgenommenen Mittellinie kann das Bestimmen der virtuellen Fahrspur auch basierend auf Positionsinformationen von detektierten anderen Fahrzeugen in dem Bereich von Interesse zu einer besseren Schätzung der virtuellen Fahrspur führen.
Das Verfahren umfasst insbesondere den Schritt eines Bestimmens der Positionsinformationen (Positionsdaten) des einen oder der mehreren anderen Fahrzeuge basierend auf den Sensordaten. Die Positionsinformationen des einen oder der mehreren anderen Fahrzeuge werden zum Beispiel relativ zu der Position des Ego-Fahrzeugs bestimmt.
Die Positionsinformationen eines jeweiligen anderen Fahrzeugs enthalten zum Beispiel einen Querabstand zwischen dem jeweiligen Fahrzeug und dem Ego-Fahrzeug und/oder eine Fahrtrichtung (z. B. Steuerkurswinkel) des jeweiligen Fahrzeugs in Bezug auf das Ego-Fahrzeug. Der Querabstand ist zum Beispiel ein Querabstand zwischen einer mittleren Querposition eines jeweiligen anderen Fahrzeugs und einer mittleren Querposition des Ego-Fahrzeugs (dies gilt insbesondere im Falle eines vorausfahrenden Zielfahrzeugs). Alternativ ist der Querabstand zum Beispiel ein Querabstand eines Raumes zwischen einem jeweiligen anderen Fahrzeug und dem Ego-Fahrzeug (dies gilt insbesondere im Fall eines linken/rechten Zielfahrzeugs). Der Steuerkurswinkel ist insbesondere ein Winkel einer aktuellen Fahrtrichtung des jeweiligen Fahrzeugs in Bezug auf einen Steuerkurswinkel der aktuellen Fahrtrichtung des Ego-Fahrzeugs. Die Positionsinformationen eines jeweiligen anderen Fahrzeugs enthalten beispielsweise eine Trajektorie des jeweiligen Fahrzeugs.
Der Bereich von Interesse ist zum Beispiel ein Bereich vor dem Ego-Fahrzeug. Die Breite des Bereichs von Interesse umfasst beispielsweise die Breite der Straße, auf der das Ego-Fahrzeug fährt. Die Breite des Bereichs von Interesse beträgt zum Beispiel 12 Meter oder weniger, 10 Meter oder weniger, 8 Meter oder weniger und/oder 6 Meter oder weniger. Die Länge des Bereichs von Interesse beträgt zum Beispiel 100 Meter oder weniger, 90 Meter oder weniger, 80 Meter oder weniger und/oder 70 Meter oder weniger.
Die Funktion des Fahrspurhalteassistenten wird zum Beispiel so durchgeführt, dass die virtuelle Fahrspur wiederholt basierend auf wiederholt aktualisierten Positionsinformationen der identifizierten Zielfahrzeuge (d. h. eines vorausfahrenden Zielfahrzeugs, eines linken Zielfahrzeugs und/oder eines rechten Zielfahrzeugs) bestimmt wird, um das Ego-Fahrzeug auf der wiederholt aktualisierten virtuellen Fahrspur zu halten.
Durch Verwenden von mehr als einem Zielfahrzeug zum Bestimmen der virtuellen Fahrspur kann die virtuelle Fahrspur besser geschätzt werden und hängt weniger von der Bewegung eines einzelnen anderen Fahrzeugs ab.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

f) Bestimmen eines Fahrkanals des Ego-Fahrzeugs basierend auf den Sensordaten, nachdem der Fahrer auf die wahrgenommene Mittellinie gefahren ist, wobei eine Länge des Fahrkanals einer Fahrstrecke des Ego-Fahrzeugs in einer vorbestimmten Zeitspanne entspricht, eine Breite des Fahrkanals einer vorbestimmten Fahrzeugbreite entspricht und der Bereich von Interesse den Fahrbereich wenigstens teilweise umfasst,
g) Bestimmen eines Prozentsatzes einer Überlappung zwischen dem bestimmten Fahrkanal und einem Fahrzeug, das in dem Bereich von Interesse detektiert wurde und dem Ego-Fahrzeug vorausfährt,
h) Bestimmen, dass das vorausfahrende Fahrzeug auf der gleichen Fahrspur wie das Ego-Fahrzeug fährt und ein vorausfahrendes Zielfahrzeug ist, wenn der bestimmte Prozentsatz der Überlappung über einem vorbestimmten Wert liegt, und
i) Bestimmen der virtuellen Fahrspur basierend auf den Positionsinformationen des vorausfahrenden Zielfahrzeugs.

Durch Bestimmen des Fahrkanals des Ego-Fahrzeugs und Prüfen, ob andere Fahrzeuge in dem Bereich von Interesse mit dem Fahrkanal (teilweise) überlappen, ist es möglich, ein Fahrzeug in dem Bereich von Interesse als vorausfahrendes Fahrzeug auf der gleichen Fahrspur wie das Ego-Fahrzeug zu identifizieren. Insbesondere zeigt eine prozentuale Überlappung oberhalb des vorbestimmten Wertes an, ob das vorausfahrende Fahrzeug als Zielfahrzeug für das Bestimmen der virtuellen Fahrspur geeignet ist.
Der Fahrkanal beschreibt insbesondere den aktuellen Weg des Ego-Fahrzeugs, nachdem der Fahrer auf die wahrgenommene Fahrspurmitte gelenkt hat.
Der Fahrkanal ist insbesondere ein zweidimensionaler Bereich (z. B. definiert durch seine Breite und Länge). Die Fahrspur ist insbesondere ein zweidimensionaler geometrischer Bereich, der parallel zu einer Fahrspurebene angeordnet ist, auf der das Fahrzeug fährt.
Die Überlappung zwischen der bestimmten Fahrrinne und dem jeweiligen Fahrzeug ist zum Beispiel eine Überlappung eines von dem vorausfahrenden Fahrzeug belegten Bereichs und eines Bereichs des Fahrkanals. Der von dem vorausfahrenden Fahrzeug belegte Bereich ist insbesondere ein zweidimensionaler Bereich. Der von dem vorausfahrenden Fahrzeug belegte Bereich ist insbesondere in der gleichen Ebene wie der Fahrkanal angeordnet.
Die Überlappung zwischen dem bestimmten Fahrkanal und dem jeweiligen Fahrzeug ist zum Beispiel eine Überlappung in Querrichtung.
Das Bestimmen des Fahrkanals, nachdem der Fahrer auf die wahrgenommene Mittellinie gefahren ist, kann das Bestimmen des Fahrkanals umfassen, nachdem der Fahrer bestätigt hat, dass er auf die wahrgenommene Mittellinie gefahren ist.
Die Breite des Fahrkanals, die einer vorbestimmten Fahrzeugbreite entspricht, entspricht zum Beispiel einer Breite des Ego-Fahrzeugs.
Der vorbestimmte Wert von Schritt h) beträgt beispielsweise 20 %, 30 %, 40 %, 50 % oder 60 %.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform,
wenn bestimmt wird, dass der Prozentsatz der Überlappung gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert und größer als ein weiterer vorbestimmter Wert ist, werden Schritt c) und die Schritte g) bis i) wiederholt, wobei der weitere vorbestimmte Wert kleiner als der vorbestimmte Wert ist, und
wenn bestimmt wird, dass der Prozentsatz der Überlappung gleich oder kleiner als der weitere vorbestimmte Wert ist, wird bestimmt, dass das vorausfahrende Fahrzeug für das Bestimmen der virtuellen Fahrspur ungeeignet ist.
Für den Fall, dass der Prozentsatz der Überlappung zwischen dem bestimmten Fahrkanal und dem im Bereich von Interesse detektierten und dem Ego-Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, ist die Überlappung zu gering, um anzunehmen, dass das andere Fahrzeug auf der gleichen Fahrspur fährt. In diesem Fall wird der Fahrer durch Wiederholung von Schritt c) aufgefordert, das Fahrzeug zu positionieren, indem er (erneut) auf die wahrgenommene Mittellinie der Fahrspur fährt. Anschließend wird der prozentuale Anteil der Überlappung erneut bestimmt.
Der weitere vorbestimmte Wert ist zum Beispiel größer als Null und/oder 1 %, 5 %, 10 %, 15 % oder 20 %.
Wenn bestimmt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug für das Bestimmen der virtuellen Fahrspur ungeeignet ist und/oder kein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist, der Fahrer aber dennoch auf eine wahrgenommene Mittellinie gefahren ist, kann in Ausführungsformen die virtuelle Fahrspur basierend auf einem oder mehreren anderen Fahrzeugen auf der linken und/oder der rechten Seite des Fahrzeugs (Ego-Fahrzeug) bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

Bestimmen eines Querabstands zwischen jedem der einen oder mehreren anderen Fahrzeuge, die in dem Bereich von Interesse detektiert wurden, und dem Ego-Fahrzeug basierend auf den Sensordaten, wobei der Querabstand einen linken Querabstand in Bezug auf eine linke Seite des Ego-Fahrzeugs und einen rechten Querabstand in Bezug auf eine rechte Seite des Ego-Fahrzeugs umfasst,
Bestimmen, dass ein jeweiliges anderes Fahrzeug auf einer linken Nachbarfahrspur in Bezug auf das Ego-Fahrzeug fährt und ein linkes Zielfahrzeug ist, wenn der bestimmte linke Querabstand davon über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, und Bestimmen, dass ein jeweiliges anderes Fahrzeug auf einer rechten Nachbarfahrspur in Bezug auf das Ego-Fahrzeug fährt und ein rechtes Zielfahrzeug ist, wenn der bestimmte rechte Querabstand davon über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, und
Bestimmen der virtuellen Fahrspur basierend auf den Positionsinformationen des linken und/oder des rechten Zielfahrzeugs auf der linken und/oder der rechten Nachbarfahrspur.

Auf diese Weise wird untersucht, ob eines oder mehrere der anderen in dem Bereich von Interesse detektierten Fahrzeuge auf einer linken oder rechten Nachbarfahrspur in Bezug auf das Ego-Fahrzeug fahren. Insbesondere wird analysiert, ob ein jedes der anderen Fahrzeuge als weitere Zielfahrzeuge (d. h. linkes Zielfahrzeug oder rechtes Zielfahrzeug) für eine Fahrspurhaltung geeignet ist.
Der vorbestimmte Schwellenwert ist zum Beispiel größer als eine Hälfte der Breite des Fahrkanals. Mit anderen Worten, der vorbestimmte Schwellenwert ist so eingestellt, dass nur Fahrzeuge außerhalb des Fahrkanals des Ego-Fahrzeugs als Fahrzeuge auf einer linken oder rechten Nachbarfahrspur bestimmt werden.
Durch das Bestimmen der virtuellen Fahrspur basierend auf den Positionsinformationen des linken und/oder des rechten Zielfahrzeugs kann die Fahrspurhaltefunktion des Ego-Fahrzeugs so durchgeführt werden, dass das Ego-Fahrzeug einen Quersicherheitsabstand zu dem linken und/oder dem rechten Zielfahrzeug einhält. Wenn sowohl ein linkes als auch ein rechtes Zielfahrzeug vorhanden sind, kann die Fahrspurhaltefunktion des Ego-Fahrzeugs so durchgeführt werden, dass das Ego-Fahrzeug seitlich (in der Mitte oder nicht in der Mitte) zwischen dem linken und dem rechten Zielfahrzeug fährt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bestimmen der virtuellen Fahrspur das Bestimmen einer linken Begrenzung der virtuellen Fahrspur basierend auf den Positionsinformationen des linken Zielfahrzeugs und/oder das Bestimmen einer rechten Begrenzung der virtuellen Fahrspur basierend auf den Positionsinformationen des rechten Zielfahrzeugs.
Beispielsweise wird die linke Begrenzung der virtuellen Fahrspur so bestimmt, dass ein Abstand zwischen dem Fahrkanal und der linken Begrenzung größer als ein vorbestimmter seitlicher Sicherheitsschwellenwert ist. Weiterhin wird die rechte Begrenzung der virtuellen Fahrspur so bestimmt, dass der Abstand zwischen dem Fahrkanal und der rechten Begrenzung größer als der vorbestimmte seitliche Sicherheitsschwellenwert ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Mittellinie der virtuellen Fahrspur basierend auf einer ersten vorläufigen Mittellinie und/oder einer zweiten vorläufigen Mittellinie bestimmt, wobei die erste vorläufige Mittellinie basierend auf einem detektierten vorausfahrenden Zielfahrzeug und die zweite vorläufige Mittellinie basierend auf detektierten linken und/oder rechten Zielfahrzeugen abgeleitet wird.
Somit wird die virtuelle Fahrspur basierend auf Positionsinformationen sowohl eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf derselben Fahrspur wie das Ego-Fahrzeug als auch eines oder mehrerer linker und/oder rechter Zielfahrzeuge auf Nachbarfahrspuren bestimmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Mittellinie der virtuellen Fahrspur basierend auf einem Mittel- und/oder gewichteten Mittelwert der ersten vorläufigen Mittellinie und der zweiten vorläufigen Mittellinie bestimmt.
Die Mittellinie der virtuellen Fahrspur wird zum Beispiel basierend auf einem mittleren und/oder gewichteten Mittelwert eines Steuerkurswinkels des vorausfahrenden Zielfahrzeugs und eines Steuerkurswinkels jedes der ein oder mehreren linken und/oder rechten Zielfahrzeuge bestimmt.
Die Mittellinie der virtuellen Fahrspur wird beispielsweise unter Berücksichtigung einer Querposition des vorausfahrenden Zielfahrzeugs und einer Querposition jedes der einen oder mehreren linken und/oder rechten Zielfahrzeuge bestimmt, wobei die Querpositionen Querpositionen in Bezug auf das Ego-Fahrzeug sind.
Die virtuelle Fahrspur wird zum Beispiel basierend auf einem mittleren und/oder gewichteten Mittelwert der Trajektorien des vorausfahrenden Zielfahrzeugs und jedes der einen oder mehreren linken und/oder rechten Zielfahrzeuge bestimmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform,
wenn ein vorausfahrendes Zielfahrzeug detektiert wird, wird die erste vorläufige Mittellinie der virtuellen Fahrspur basierend auf einem Querabstand zwischen dem vorausfahrenden Zielfahrzeug und dem Ego-Fahrzeug bestimmt,
wenn ein linkes Zielfahrzeug und ein rechtes Zielfahrzeug detektiert werden, wird die zweite vorläufige Mittellinie der virtuellen Fahrspur so bestimmt, dass ein Querabstand zwischen der zweiten vorläufigen Mittellinie und dem linken Zielfahrzeug gleich einem Querabstand zwischen der zweiten vorläufigen Mittellinie und dem rechten Zielfahrzeug ist, und/oder
wenn ein linkes Zielfahrzeug und/oder ein rechtes Zielfahrzeug detektiert werden, wird die zweite vorläufige Mittellinie der virtuellen Fahrspur so bestimmt, dass ein Querabstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem linken Zielfahrzeug über einem vorbestimmten Sicherheitsabstand liegt und/oder dass ein Querabstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem rechten Zielfahrzeug über dem vorbestimmten Sicherheitsabstand liegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform
wird eine Fahrspurbreite der virtuellen Fahrspur so bestimmt, dass sie gleich einer Summe aus der vorbestimmten Fahrzeugbreite, einem linken Versatzwert und einem rechten Versatzwert ist, und
wird der linke Versatzwert basierend auf dem bestimmten Querabstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem linken Zielfahrzeug bestimmt, oder
wird der linke Versatzwert gleich einem vorbestimmten Wert gesetzt, und/oder
wird der rechte Versatzwert basierend auf dem bestimmten Querabstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem rechten Zielfahrzeug bestimmt, oder
wird der rechte Versatzwert auf einen vorbestimmten Wert gesetzt.
Wenn beispielsweise ein linkes Zielfahrzeug detektiert wird, wird der linke Versatzwert basierend auf dem bestimmten Querabstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem linken Zielfahrzeug bestimmt. Wird kein linkes Zielfahrzeug detektiert, wird der linke Versatzwert gleich dem vorbestimmten Wert gesetzt. Das Gleiche gilt sinngemäß für das rechte Zielfahrzeug.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst Schritt c):

Übertragen von Anweisungen an die Mensch-Maschine-Schnittstelle, um eine Frage an den Fahrer auszugeben, ob der Fahrer bereit ist, auf eine wahrgenommene Mittellinie einer Fahrspur zu fahren,
Empfangen einer Information von der Mensch-Maschine-Schnittstelle, die einer Antwort des Fahrers entspricht, und
Übertragen, wenn die empfangene Information einer positiven Antwort entspricht, von Anweisungen an die Mensch-Maschine-Schnittstelle, um den Fahrer aufzufordern, zu bestätigen, dass der Fahrer auf die wahrgenommene Mittellinie der Fahrspur gefahren ist.

Somit wird erst dann, wenn der Fahrer bestätigt hat, dass die aktuelle Position des Fahrzeugs mit der wahrgenommenen Mittellinie der Fahrspur übereinstimmt, die virtuelle Fahrspur basierend auf dieser Position bestimmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

Durchführen einer adaptiven Geschwindigkeitssteuerung basierend auf einem detektierten vorausfahrenden Zielfahrzeug, so dass ein Längsabstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem vorausfahrenden Zielfahrzeug auf einen vorbestimmten Abstandswert gesteuert wird, und/oder
Durchführen einer Geschwindigkeitssteuerung basierend auf detektierten linken und/oder rechten Zielfahrzeugen, so dass eine Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs basierend auf einer Geschwindigkeit der linken und/oder rechten Zielfahrzeuge gesteuert wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt ist ein Computerprogramm bereitgestellt. Das Computerprogramm enthält Anweisungen, die, wenn das Programm durch einen Computer ausgeführt wird, diesen Computer veranlassen, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.
Ein Computerprogramm (Computerprogrammprodukt), wie etwa ein Computerprogrammmittel, kann als Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD oder als Datei, die von einem Server in einem Netzwerk heruntergeladen werden kann, verkörpert sein. Eine solche Datei kann beispielsweise durch Übertragung der Datei mit dem Computerprogrammprodukt von einem drahtlosen Kommunikationsnetz bereitgestellt werden.
Gemäß einem dritten Aspekt ist ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Steuerungssystem ist ausgebildet, um das oben beschriebene Verfahren durchzuführen.
Das Steuerungssystem ist beispielsweise ein Fahrspurhaltesystem oder ist Teil eines Fahrspurhaltesystems.
Gemäß einem vierten Aspekt ist ein Fahrzeug mit einem oben beschriebenen Steuerungssystem bereitgestellt.
Die jeweils oben oder unten beschriebenen Entitäten, zum Beispiel das Steuerungssystem, eine Empfangseinheit, eine Detektionseinheit, eine Kommunikationseinheit, eine Bestimmungseinheit, eine Fahrspurhalteeinheit, eine Ausgabeeinheit, können in Hardware und/oder in Software implementiert sein. Wenn die Entität in Hardware implementiert ist, kann sie als eine Einrichtung, z. B. als Computer oder als Prozessor oder als Teil eines Systems, z. B. eines Computersystems, verkörpert sein. Wenn die Entität in Software implementiert ist, kann sie als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als ein Algorithmus, als ein Programmcode, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt verkörpert sein. Darüber hinaus kann jede der oben genannten Entitäten auch als Teil eines übergeordneten Steuerungssystems des Fahrzeugs, wie etwa einer zentralen elektronischen Steuereinheit (engl. central electronic unit; ECU), ausgelegt sein.
Die unter Bezugnahme auf das Verfahren der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten sinngemäß auch für das Computerprogramm, das Steuerungssystem und das Fahrzeug der vorliegenden Erfindung.
Weitere mögliche Umsetzungen oder alternative Lösungen der Erfindung umfassen auch Kombinationen - die hier nicht explizit genannt sind - von Merkmalen, die oben oder unten in Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben sind. Der Fachmann kann auch einzelne oder isolierte Aspekte und Merkmale zu der einfachsten Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren näher beschrieben.

1 zeigt eine Draufsicht auf ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform;
2 zeigt das Fahrzeug aus 1 und weitere Fahrzeuge auf einer Straße;
3 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 2 mit einer Darstellung einer bestimmten virtuellen Fahrspur;
4 zeigt eine Ansicht ähnlich wie 3 mit einer unterschiedlichen Anordnung der Fahrzeuge;
5 zeigt ein Steuerungssystem des Fahrzeugs von 1; und
6 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs von 1 veranschaulicht.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionell äquivalente Elemente, sofern nicht anders angegeben.
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug 1. Bei dem Fahrzeug 1 handelt es sich zum Beispiel um einen Personenkraftwagen. Das Fahrzeug 1 kann auch eine andere Art von Fahrzeug sein, wie etwa ein Lieferwagen oder ein Lastwagen. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Steuerungssystem 2 zur Steuerung des Fahrzeugs 1. Bei dem Steuerungssystem 2 handelt es sich insbesondere um ein Fahrspurhaltesystem.
Das Fahrzeug 1 umfasst weiterhin ein elektronisch steuerbares Lenksystem (nicht dargestellt). Das Steuerungssystem 2 ist ausgebildet, um Anweisungen A (5) an das Lenksystem für Fahrspurhaltezwecke zu übertragen.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Fahrzeug 1 ein Sensorsystem 3 mit mehreren am Fahrzeug 1 angeordneten Umgebungssensoreinheiten 4, 5, 6, 7. Das Sensorsystem 3 umfasst insbesondere eine oder mehrere Kameraeinrichtungen 4, wie etwa eine oder mehrere Frontkameraeinrichtungen. Die Kameraeinrichtungen 4 sind ausgebildet, um Bilddaten einer Umgebung 8 des Fahrzeugs 1 zu erlangen und die Bilddaten oder Ergebnisse einer Bildanalyse der Bilddaten an die Steuerungseinheit 2 zu übertragen. Die Frontkameraeinrichtung 4 ist an einer Frontscheibe 9 des Fahrzeugs 1 angebracht.
Das Sensorsystem 3 umfasst beispielsweise auch ein oder mehrere Radareinrichtungen 5 zur Erlangung von Radardaten der Umgebung 8 des Fahrzeugs 1. Das Sensorsystem 3 kann darüber hinaus zum Beispiel eine oder mehrere Lidareinrichtungen 6 zur Erlangung von Lidardaten der Umgebung 8 des Fahrzeugs 1 umfassen.
Das Sensorsystem 3 kann weitere Sensoren wie Ultraschallsensoren 7, Regensensoren, Lichtsensoren, Radsensoren und/oder Radgeschwindigkeitssensoren (nicht dargestellt) umfassen.
Im Folgenden ist unter Bezugnahme auf die 2 bis 6 ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs 1 beschrieben. Bei dem Verfahren handelt es sich insbesondere um ein Verfahren zum Durchführen einer Fahrspurhalteassistenzfunktion.
2 zeigt das Fahrzeug 1 aus 1 auf einer Straße 10. Die Straße 10 umfasst drei Fahrspuren 11, 12, 13, aber es gibt keine Fahrspurmarkierungen auf der Straße 10. Daher kann das Fahrspurhaltesystem (Steuerungssystem 2) keine Fahrspurhaltefunktion basierend auf detektierten Fahrspurmarkierungen durchführen. In 2 ist das Fahrzeug 1 (Ego-Fahrzeug 1) an zwei verschiedenen Positionen P0 und P1 dargestellt.
In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens empfängt das Steuerungssystem 2 des Fahrzeugs 1 Sensordaten S (5) des Sensorsystems 3 (1) des Fahrzeugs 1. Die Sensordaten S umfassen insbesondere Daten von einer Kameraeinrichtung 4 (1) des Fahrzeugs 1. Die Sensordaten S können auch zum Beispiel Daten einer Radareinrichtung 5 und/oder Daten einer Lidareinrichtung 6 des Fahrzeugs 1 umfassen. Das Steuerungssystem 2 umfasst beispielsweise eine Empfangseinheit 14 (5) zum Empfangen der Sensordaten S von dem Sensorsystem 3.
In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens detektiert das Steuerungssystem 2 ein Nichtvorhandensein von Fahrspurmarkierungen auf der Straße 10 basierend auf den Sensordaten S. Das Steuerungssystem 2 umfasst zum Beispiel eine Detektionseinheit 15 (5) zur Detektion des Nichtvorhandenseins von Fahrspurmarkierungen basierend auf den Sensordaten S.
In einem dritten Schritt S3 des Verfahrens überträgt das Steuerungssystem 2 Anweisungen B an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 17 (HMI-Einheit 17, 5) des Fahrzeugs 1, um einen Fahrer des Fahrzeugs 1 aufzufordern, auf eine wahrgenommene Mittellinie 18 einer Fahrspur 11 (2) zu fahren. Das Steuerungssystem 2 umfasst beispielsweise eine Kommunikationseinheit 16 (5) zum Übertragen der Anweisungen B an die HMI-Einheit 17.
Das Steuerungssystem 2 (z. B. Kommunikationseinheit 16) überträgt zum Beispiel die Anweisungen B an die HMI-Einheit 17, um eine Frage an den Fahrer auszugeben, ob der Fahrer bereit ist, auf eine wahrgenommene Mittellinie 18 einer Fahrspur 11 zu fahren. Die Frage wird von der HMI-Einheit 17 zum Beispiel durch eine visuelle und/oder akustische Benachrichtigung ausgegeben. Weiterhin empfängt das Steuerungssystem 2 (z. B. die Kommunikationseinheit 16) eine Information Cder HMI-Einheit 17, die einer Antwort des Fahrers entspricht. Die Information C (Antwort C) des Fahrers ist zum Beispiel „Ja“. Die Antwort C kann vom Fahrer zum Beispiel durch Berühren eines entsprechenden Feldes eines Berührungsfeldes, Drücken einer Taste, Drehen eines Knopfes, Sprechen eines oder mehrerer Worte und/oder eine Geste eingegeben werden. Außerdem fährt der Fahrer dann von einer Ausgangsposition P0 zu einer Position P1 (2). Als Nächstes überträgt das Steuerungssystem 2 (z. B. die Kommunikationseinheit 16) Anweisungen D an die HMI-Einheit 17 (5), um den Fahrer aufzufordern, zu bestätigen, dass er auf die wahrgenommene Mittellinie 18 der Fahrspur 11 gefahren ist. Der Fahrer kann dann eine Antwort E als Bestätigung eingeben.
In einem vierten Schritt S4 des Verfahrens detektiert das Steuerungssystem 2 (z. B. die Detektionseinheit 15) basierend auf den Sensordaten S ein Vorhandensein eines oder mehrerer anderer Fahrzeuge 19, 20, 21 auf der Straße 10, auf der das Fahrzeug 1 (Ego-Fahrzeug 1) fährt. Die anderen Fahrzeuge 19, 20, 21 werden insbesondere in einem Bereich von Interesse 22 detektiert. Im gezeigten Beispiel von 2 befindet sich ein vorausfahrendes Fahrzeug 19 auf der gleichen Fahrspur 11 wie das Ego-Fahrzeug 1. Weiterhin sind ein Fahrzeug 20 auf einer linken Nachbarfahrspur 12 und ein Fahrzeug 21 auf einer rechten Nachbarfahrspur 13 vorhanden.
Das Steuerungssystem 2 (z. B. die Detektionseinheit 15) bestimmt zum Beispiel basierend auf den Sensordaten S Positionsdaten jedes der Fahrzeuge 19, 20, 21 in Bezug auf die Position P1 des Ego-Fahrzeugs 1.
In einem fünften Schritt S5 des Verfahrens bestimmt das Steuerungssystem 2 basierend auf der wahrgenommenen Mittellinie 18, auf die der Fahrer gefahren ist, und basierend auf den bestimmten Positionsdaten der Fahrzeuge 19, 20, 21 eine virtuelle Fahrspur 23 (3). Das Steuerungssystem 2 umfasst zum Beispiel eine Bestimmungseinheit 24 (5) zum Bestimmen der virtuellen Fahrspur 23.
Zunächst sucht das Steuerungssystem 2 nach einem geeigneten Zielfahrzeug 19, das dem Ego-Fahrzeug 1 vorausfährt. Insbesondere bestimmt das Steuerungssystem 2, nachdem der Fahrer auf die wahrgenommene Mittellinie 18 (2) gefahren ist, einen Fahrkanal T des Ego-Fahrzeugs 1. Eine Länge L des Fahrkanals T entspricht einer Fahrstrecke des Ego-Fahrzeugs 1 in einer vorbestimmten Zeitspanne. Die vorbestimmte Zeitspanne liegt beispielsweise in einem Bereich von 0,5 bis 2 Sekunden, 0,8 bis 1,2 Sekunden und/oder ist gleich oder kleiner als 1 Sekunde. Die Länge L wird basierend auf der vorbestimmten Zeitspanne und einer gemessenen Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs 1 bestimmt. Die Geschwindigkeit wird basierend auf Sensordaten S (z. B. Raddrehzahlsensordaten) des Sensorsystems 3 des Ego-Fahrzeugs 1 gemessen. Eine Breite W_D des Fahrkanals T entspricht einer vorbestimmten Fahrzeugbreite W_V des Ego-Fahrzeugs 1. Die Breite W_D des Fahrkanals T ist zum Beispiel gleich der vorbestimmten Fahrzeugbreite W_V oder etwas größer (z. B. 10 %, 20 % oder 30 % größer) als die vorbestimmte Fahrzeugbreite Wv. Der Bereich von Interesse 22 schließt den Fahrkanal T wenigstens teilweise ein.
Weiterhin bestimmt das Steuerungssystem 2 einen Prozentsatz einer Überlappung O zwischen dem bestimmten Fahrkanal T und dem vorausfahrenden Fahrzeug 19. Im gezeigten Beispiel von 2 beträgt der Prozentsatz der Überlappung O zwischen dem bestimmten Fahrkanal T und dem vorausfahrenden Fahrzeug 19 100 %. Liegt der bestimmte Prozentsatz der Überlappung O über einem vorbestimmten Wert (z. B. 30 %), so wird bestimmt, dass das vorausfahrende Fahrzeug 19 auf der gleichen Fahrspur 11 wie das Ego-Fahrzeug 1 fährt. Das in 2 gezeigte Fahrzeug 19 wird somit als vorausfahrendes Zielfahrzeug 19 eingestuft, das für die Fahrspurhaltezwecke geeignet ist.
In einem anderen Beispiel, in dem ein Prozentsatz der Überlappung O gleich oder unter dem vorbestimmten Wert (z. B. 30 %) und über einem weiteren vorbestimmten Wert (z. B. 10 %) liegt, wird der Fahrer aufgefordert, das Ego-Fahrzeug 1 neu zu positionieren. Anschließend wird die oben beschriebene Eignungsprüfung durch Bestimmen der Überlappung O wiederholt. Dann wird das Fahrzeug 19 entweder als vorausfahrendes Zielfahrzeug 19 eingestuft, das für Fahrspurhaltezwecke geeignet ist, oder es wird bestimmt, dass das vorausfahrende Fahrzeug 19 für das Bestimmen der virtuellen Fahrspur 23 ungeeignet ist.
In einem zweiten Schritt sucht das Steuerungssystem 2 nach geeigneten linken und/oder rechten Zielfahrzeugen 20, 21.
Insbesondere bestimmt das Steuerungssystem 2 basierend auf den Sensordaten S einen Querabstand M_L, M_R (3) zwischen jedem der in dem Bereich von Interesse 22 detektierten Fahrzeuge 20, 21 und dem Ego-Fahrzeug 1. Der Querabstand M_L, M_R umfasst einen linken Querabstand M_L in Bezug auf eine linke Seite 25 des Ego-Fahrzeugs 1 und einen rechten Querabstand M_R in Bezug auf eine rechte Seite 26 des Ego-Fahrzeugs 1.
Als Nächstes bestimmt das Steuerungssystem 2, dass ein jeweiliges anderes Fahrzeug 20 auf einer linken Nachbarfahrspur 12 (linkes Zielfahrzeug 20) in Bezug auf das Ego-Fahrzeug 1 fährt, wenn der bestimmte linke Querabstand M_L zwischen dem Ego-Fahrzeug 1 und dem jeweiligen Fahrzeug 20 über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Weiterhin bestimmt das Steuerungssystem 2, dass ein anderes Fahrzeug 21 auf einer rechten Nachbarfahrspur 13 in Bezug auf das Ego-Fahrzeug 1 fährt (rechtes Zielfahrzeug 21), wenn der bestimmte rechte Querabstand M_R zwischen dem Ego-Fahrzeug 1 und dem jeweiligen Fahrzeug 21 über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Somit wird das in 3 gezeigte Fahrzeug 20 als linkes Zielfahrzeug 20 für Fahrspurhaltezwecke und das in 3 gezeigte Fahrzeug 21 als rechtes Zielfahrzeug 21 für Fahrspurhaltezwecke klassifiziert.
In dem gezeigten Beispiel der 2 und 3 gibt es also drei geeignete Zielfahrzeuge 19, 20, 21, so dass die virtuelle Fahrspur 23 vorteilhaft basierend auf den Positionsdaten der drei Zielfahrzeuge 19, 20, 21 bestimmt werden kann.
Als Nächstes wird die virtuelle Fahrspur 23 bestimmt, indem beispielsweise eine linke Begrenzung 35 (3) der virtuellen Fahrspur 23 basierend auf den Positionsdaten M_L, 31 der linken Zielfahrzeuge 20 und/oder indem eine rechte Begrenzung 36 der virtuellen Fahrspur 23 basierend auf den Positionsdaten M_R, 32 der rechten Zielfahrzeuge 21 bestimmt wird. Beispielsweise wird die linke Begrenzung 35 der virtuellen Fahrspur 23 so bestimmt, dass ein Querabstand M_T zwischen dem Fahrkanal T und der linken Begrenzung 35 größer als ein vorbestimmter Querschwellenwert ist. Weiterhin wird die rechte Begrenzung 36 der virtuellen Fahrspur 23 so bestimmt, dass ein Abstand M_T zwischen dem Fahrkanal T und der rechten Begrenzung 36 größer als der vorbestimmte Querschwellenwert ist. Wenn sowohl ein linkes als auch ein rechtes Zielfahrzeug 20, 21 vorhanden sind, kann die Fahrspurhaltefunktion des Ego-Fahrzeugs 1 so durchgeführt werden, dass das Ego-Fahrzeug 1 seitlich (in der Mitte oder nicht in der Mitte) zwischen dem linken und dem rechten Zielfahrzeug 20, 21 fährt.
Darüber hinaus wird zum Beispiel eine erste vorläufige Mittellinie 27 (3) basierend auf dem detektierten vorausfahrenden Zielfahrzeug 19 und eine zweite vorläufige Mittellinie 28 basierend auf den detektierten linken und rechten Zielfahrzeugen 20, 21 abgeleitet. Anschließend wird eine Mittellinie 29 der virtuellen Fahrspur 23 basierend auf den ersten und zweiten vorläufigen Mittellinien 27, 28 bestimmt. In dem gezeigten Beispiel der 2 und 3 ist eine symmetrische Situation veranschaulicht, in der die erste vorläufige Mittellinie 27 und die zweite vorläufige Mittellinie 28 identisch sind. In anderen (realistischeren) Situationen sind die erste und die zweite vorläufige Mittellinie 27, 28 möglicherweise jedoch nicht identisch. In einer solchen unsymmetrischen Situation kann die Mittellinie 29 der virtuellen Fahrspur 23 basierend auf einem Mittelwert oder einem gewichteten Mittelwert der ersten und zweiten vorläufigen Mittellinie 27, 28 bestimmt werden.
Die erste vorläufige Mittellinie 27 der virtuellen Fahrspur 23 wird beispielsweise basierend auf einem Querabstand M1 (4) zwischen dem vorausfahrenden Zielfahrzeug 19 und dem Ego-Fahrzeug 1 und/oder basierend auf einer Trajektorie 30 (3) des vorausfahrenden Zielfahrzeugs 19 bestimmt. Es wird angemerkt, dass in 3 eine Situation dargestellt ist, in der ein Querabstand zwischen dem vorausfahrenden Zielfahrzeug 19 und dem Ego-Fahrzeug 1 Null ist, während in 4 eine Situation dargestellt ist, in der der Querabstand M1 zwischen dem vorausfahrenden Zielfahrzeug 19 und dem Ego-Fahrzeug 1 größer als Null ist.
Weiterhin wird die zweite vorläufige Mittellinie 28 der virtuellen Fahrspur 23 zum Beispiel so bestimmt, dass ein Querabstand M2 (4) zwischen der zweiten vorläufigen Mittellinie 28 und dem linken Zielfahrzeug 20 gleich einem Querabstand M3 zwischen der zweiten vorläufigen Mittellinie 28 und dem rechten Zielfahrzeug 21 ist. Mit anderen Worten, die zweite vorläufige Mittellinie 28 ist eine Mittellinie zwischen den Trajektorien 31, 32 des linken und rechten Zielfahrzeugs 20, 21.
In einem Fall, in dem nur eines des linken und des rechten Zielfahrzeugs 20, 21 vorhanden ist, kann die zweite vorläufige Mittellinie 28 auch so bestimmt werden, dass ein Querabstand M_L, M_R (3) zwischen dem Ego-Fahrzeug 1 und dem jeweiligen linken oder rechten Zielfahrzeug 20, 21 gleich oder größer als ein vorbestimmter Sicherheitsabstand M_S ist.
Wie in 3 veranschaulicht, wird eine Fahrspurbreite W_L der virtuellen Fahrspur 23 so bestimmt, dass sie einer Summe aus der vorbestimmten Fahrzeugbreite Wv, einem linken Versatzwert O1 (linker Querversatzwert) und einem rechten Versatzwert O2 (rechter Querversatzwert) entspricht. Wurde ein linkes Zielfahrzeug 20 detektiert, wird der linke Versatzwert O1 beispielsweise basierend auf dem bestimmten Querabstand M_L zwischen dem Ego-Fahrzeug 1 und dem linken Zielfahrzeug 20 bestimmt (z. B. O1 = ½ M_L). Wurde kein geeignetes Zielfahrzeug auf der linken Fahrspur 12 detektiert, wird der linke Versatzwert O1 gleich einem vorbestimmten Wert gesetzt. Wurde ein rechtes Zielfahrzeug 21 detektiert, wird der rechte Versatzwert O2 beispielsweise basierend auf dem bestimmten Querabstand M_R zwischen dem Ego-Fahrzeug 1 und dem rechten Zielfahrzeug 21 bestimmt (z. B. O2 = ½ M_R). Wurde kein geeignetes Zielfahrzeug auf der rechten Fahrspur 13 detektiert, wird der rechte Versatzwert O2 gleich einem vorbestimmten Wert gesetzt.
In Schritt S6 des Verfahrens führt das Steuerungssystem 2 eine Fahrspurhalteassistenzfunktion aus, um das Ego-Fahrzeug 1 auf der bestimmten virtuellen Fahrspur 23 zu halten. Das Steuerungssystem 2 umfasst zum Beispiel eine Fahrspurhalteeinheit 33 (5) zum Durchführen der Fahrspurhalteassistenzfunktion. Das Steuerungssystem 2 umfasst zum Beispiel eine Ausgabeeinheit 34 (5) zum Ausgeben von Anweisungen A an ein Lenksystem (nicht dargestellt) des Ego-Fahrzeugs 1, um das Ego-Fahrzeug in Richtung der Mittellinie 29 der bestimmten virtuellen Fahrspur 23 zu lenken.
Weiterhin kann, wenn ein vorausfahrendes Zielfahrzeug 19 detektiert wird, eine adaptive Geschwindigkeitssteuerung basierend auf dem detektierten vorausfahrenden Zielfahrzeug 19 durchgeführt werden, so dass ein Längsabstand N (4) zwischen dem Ego-Fahrzeug 1 und dem vorausfahrenden Zielfahrzeug 19 gesteuert wird, um einen vorbestimmten Abstandswert aufzuweisen.
Wird nur ein vorausfahrendes Zielfahrzeug 19, aber kein linkes und/oder rechtes Zielfahrzeug 20, 21 detektiert und beginnt das vorausfahrende Zielfahrzeug 19 wegzulenken, führt zum Beispiel einen Fahrspurwechsel durch, kann das Steuerungssystem 2 detektieren, dass das vorausfahrende Zielfahrzeug 21 weglenkt, zum Beispiel aufgrund einer bestimmten Quergeschwindigkeit des vorausfahrenden Zielfahrzeugs 19, die über einem vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert liegt. In diesem Fall kann das Steuerungssystem 2 das Bestimmen der virtuellen Fahrspur 23 basierend auf dem vorausfahrenden Zielfahrzeug 19 aufgeben und Anweisungen an die HMI-Einheit 17 senden, um den Fahrer zu benachrichtigen, zum Beispiel durch eine visuelle und/oder akustische Meldung. Wenn sich das Ego-Fahrzeug 1 einem neuen vorausfahrenden Fahrzeug (nicht dargestellt) nähert, kann das Steuerungssystem 2 bestimmen, ob das neue vorausfahrende Fahrzeug als vorausfahrendes Zielfahrzeug geeignet ist (einen prozentualen Überlappungsgrad O bestimmen), und die virtuelle Fahrspur 23 basierend auf den Positionsdaten des neuen vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmen.
Wenn ein linkes und/oder ein rechtes Zielfahrzeug 20, 21 detektiert werden, kann weiterhin eine Geschwindigkeitssteuerung basierend auf dem detektierten linken und/oder rechten Zielfahrzeug 20, 21 durchgeführt werden, so dass die Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs 1 basierend auf einer Geschwindigkeit des linken und/oder des rechten Zielfahrzeugs 20, 21 gesteuert wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, obwohl keine Fahrspurmarkierungen auf der Straße 10 vorhanden sind (2), dennoch eine Fahrspurhalteassistenzfunktion durch das Steuerungssystem 2 bereitgestellt werden kann, indem eine virtuelle Fahrspur 23 bestimmt wird (3). Insbesondere wird die virtuelle Fahrspur 23 basierend auf einem Fahrer des Fahrzeugs 1 abgeleitet, der auf eine wahrgenommene Mittellinie 18 einer Fahrspur 11 (2) fährt. Somit gibt der Fahrer, der das Gesamtszenario besser wahrnehmen und verstehen kann, dem Steuerungssystem 2 eine Rückmeldung, wo sich die richtige Fahrspur 11 befinden könnte. Darüber hinaus kann die virtuelle Fahrspur 23 zusätzlich zur Rückmeldung des Fahrers auch basierend auf Positionsdaten M₁, M_L, M_R, 30, 31, 32 anderer Fahrzeuge 19, 20, 21 in dem Bereich von Interesse 22 (2) bestimmt werden. Dadurch kann eine Fahrspurhaltefunktionalität verbessert sein.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Übereinstimmung mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann naheliegend, dass Änderungen in allen Ausführungsformen möglich sind.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Steuerungssystem
3: Sensorsystem
4: Sensoreinheit
5: Sensoreinheit
6: Sensoreinheit
7: Sensoreinheit
8: Umgebung
9: Windschutzscheibe
10: Straße
11: Fahrspur
12: Fahrspur
13: Fahrspur
14: Empfangseinheit
15: Detektionseinheit
16: Kommunikationseinheit
17: HMI-Einheit
18: Mittellinie
19: Fahrzeug
20: Fahrzeug
21: Fahrzeug
22: Bereich von Interesse
23: virtuelle Fahrspur
24: Bestimmungseinheit
25: linke Seite
26: rechte Seite
27: erste vorläufige Mittellinie
28: zweite vorläufige Mittellinie
29: Mittellinie
30: Trajektorie
31: Trajektorie
32: Trajektorie
33: Fahrspurhalteeinheit
34: Ausgabeeinheit
35: Begrenzung
36: Begrenzung
A: Anweisungen
B: Anweisungen
C: Information (Antwort)
D: Anweisungen
E: Antwort
L: Länge
M1: Querabstand
M2: Querabstand
M3: Querabstand
ML: Querabstand
MR: Querabstand
MS: Sicherheitsabstand
MT: Sicherheitsabstand
N: Längsabstand
O: Überlappung
O1: linker Versatzwert
O2: rechter Versatzwert rechts
P0: Position
P1: Position
S1-S6: Verfahrensschritte
T: Fahrkanal
WD: Breite
WL: Breite
Wv: Breite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2019382008 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (1), umfassend die Schritte: a) Empfangen (S1) von Sensordaten (S) eines Sensorsystems (3) des Fahrzeugs (1), b) Detektieren (S2) eines Nichtvorhandenseins von Fahrspurmarkierungen basierend auf den Sensordaten (S), c) Übertragen (S3) von Anweisungen (B) an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (17) des Fahrzeugs (1), um einen Fahrer des Fahrzeugs (1) aufzufordern, auf eine wahrgenommene Mittellinie (18) einer Fahrspur (11) zu fahren, d) Bestimmen (S5) einer virtuellen Fahrspur (23) basierend auf der wahrgenommenen Mittellinie (18), auf die der Fahrer gefahren ist, und e) Ausführen (S6) einer Fahrspurhalteassistenzfunktion, um das Fahrzeug (1) auf der virtuellen Fahrspur (23) zu halten.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt des Detektierens (S4) eines Vorhandenseins eines oder mehrerer anderer Fahrzeuge (19, 20, 21) in einem Bereich von Interesse (22) basierend auf den Sensordaten (S), wobei die virtuelle Fahrspur (23) basierend auf Positionsinformationen (M₁, M_L, M_R, 30, 31, 32) des einen oder der mehreren anderen Fahrzeuge (19, 20, 21) in Bezug auf das Ego-Fahrzeug (1) bestimmt wird, wobei die Positionsinformationen (M₁, M_L, M_R, 30, 31, 32) basierend auf den Sensordaten (S) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, umfassend die Schritte: f) Bestimmen, nachdem der Fahrer auf die wahrgenommene Mittellinie (18) gefahren ist, eines Fahrkanals (T) des Ego-Fahrzeugs (1) basierend auf den Sensordaten (S), wobei eine Länge (L) des Fahrkanals (T) einer Fahrstrecke des Ego-Fahrzeugs (1) in einer vorbestimmten Zeitspanne entspricht, eine Breite (W_D) des Fahrkanals (T) einer vorbestimmten Fahrzeugbreite (Wv) entspricht und der Bereich von Interesse (22) den Fahrbereich (T) wenigstens teilweise umfasst, g) Bestimmen eines Prozentsatzes einer Überlappung (O) zwischen dem bestimmten Fahrkanal (T) und einem Fahrzeug (19), das in dem Bereich von Interesse (22) detektiert wird und dem Ego-Fahrzeug (1) vorausfährt, h) Bestimmen, dass das vorausfahrende Fahrzeug (19) auf der gleichen Fahrspur (11) wie das Ego-Fahrzeug (1) fährt und ein vorausfahrendes Zielfahrzeug (19) ist, wenn der bestimmte Prozentsatz der Überlappung (O) über einem vorbestimmten Wert liegt, und i) Bestimmen der virtuellen Fahrspur (23) basierend auf den Positionsinformationen (M₁, 30) des vorausfahrenden Zielfahrzeugs (19).
Verfahren nach Anspruch 3, wobei, wenn bestimmt ist, dass der Prozentsatz der Überlappung (O) gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert und größer als ein weiterer vorbestimmter Wert ist, Schritt c) und die Schritte g) bis i) wiederholt werden, wobei der weitere vorbestimmte Wert kleiner als der vorbestimmte Wert ist, und wenn bestimmt ist, dass der Prozentsatz der Überlappung (O) gleich oder kleiner als der weitere vorbestimmte Wert ist, wird bestimmt, dass das vorausfahrende Fahrzeug (19) für das Bestimmen der virtuellen Fahrspur (23) ungeeignet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, umfassend die Schritte: Bestimmen eines Querabstands (M_L, M_R) zwischen jedem der einen oder mehreren anderen Fahrzeuge (20, 21), die in dem Bereich von Interesse (22) detektiert werden, und dem Ego-Fahrzeug (1) basierend auf den Sensordaten (S), wobei der Querabstand (M_L, M_R) einen linken Querabstand (M_L) in Bezug auf eine linke Seite (25) des Ego-Fahrzeugs (1) und einen rechten Querabstand (M_R) in Bezug auf eine rechte Seite (26) des Ego-Fahrzeugs (1) umfasst, Bestimmen, dass ein jeweiliges anderes Fahrzeug (20) auf einer linken Nachbarfahrspur (12) in Bezug auf das Ego-Fahrzeug (1) fährt und ein linkes Zielfahrzeug (20) ist, wenn der bestimmte linke Querabstand (M_L) davon über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, und Bestimmen, dass ein jeweiliges anderes Fahrzeug (21) auf einer rechten Nachbarfahrspur (13) in Bezug auf das Ego-Fahrzeug (1) fährt und ein rechtes Zielfahrzeug (21) ist, wenn der bestimmte rechte Querabstand (M_R) davon über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, und Bestimmen der virtuellen Fahrspur (23) basierend auf den Positionsinformationen (M_L, M_R, 31, 32) der linken und/oder rechten Zielfahrzeuge (20, 21) auf den linken und/oder rechten Nachbarfahrspuren (12, 13).
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bestimmen der virtuellen Fahrspur (23) das Bestimmen einer linken Begrenzung (35) der virtuellen Fahrspur (23) basierend auf den Positionsinformationen (M_L, 31) des linken Zielfahrzeugs (20) und/oder das Bestimmen einer rechten Begrenzung (36) der virtuellen Fahrspur (23) basierend auf den Positionsinformationen (M_R, 32) des rechten Zielfahrzeugs (21) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine Mittellinie (29) der virtuellen Fahrspur (23) basierend auf einer ersten vorläufigen Mittellinie (27) und/oder einer zweiten vorläufigen Mittellinie (28) bestimmt wird, wobei die erste vorläufige Mittellinie (27) basierend auf einem detektierten vorausfahrenden Zielfahrzeug (19) abgeleitet wird und die zweite vorläufige Mittellinie (28) basierend auf detektierten linken und/oder rechten Zielfahrzeuge (20, 21) abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Mittellinie (29) der virtuellen Fahrspur (23) basierend auf einem Mittel- und/oder gewichteten Mittelwert der ersten vorläufigen Mittellinie (27) und der zweiten vorläufigen Mittellinie (28) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei, wenn ein vorausfahrendes Zielfahrzeug (19) detektiert wird, die erste vorläufige Mittellinie (27) der virtuellen Fahrspur (23) basierend auf einem Querabstand (M1) zwischen dem vorausfahrenden Zielfahrzeug (19) und dem Ego-Fahrzeug (1) bestimmt wird, wenn ein linkes Zielfahrzeug (20) und ein rechtes Zielfahrzeug (21) detektiert werden, die zweite vorläufige Mittellinie (28) der virtuellen Fahrspur (23) so bestimmt wird, dass ein Querabstand (M2) zwischen der zweiten vorläufigen Mittellinie (28) und dem linken Zielfahrzeug (20) gleich einem Querabstand (M3) zwischen der zweiten vorläufigen Mittellinie (28) und dem rechten Zielfahrzeug (21) ist, und/oder wenn ein linkes Zielfahrzeug (20) und/oder ein rechtes Zielfahrzeug (21) detektiert werden, die zweite vorläufige Mittellinie (28) der virtuellen Fahrspur (23) so bestimmt wird, dass ein Querabstand (M_L) zwischen dem Ego-Fahrzeug (1) und dem linken Zielfahrzeug (20) über einem vorbestimmten Sicherheitsabstand (M_S) liegt und/oder dass ein Querabstand (M_R) zwischen dem Ego-Fahrzeug (1) und dem rechten Zielfahrzeug (21) über dem vorbestimmten Sicherheitsabstand (M_S) liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei eine Fahrspurbreite (W_L) der virtuellen Fahrspur (23) so bestimmt wird, dass sie einer Summe aus der vorbestimmten Fahrzeugbreite (Wv), einem linken Versatzwert (O1) und einem rechten Versatzwert (O2) entspricht, und der linke Versatzwert (O1) basierend auf dem bestimmten Querabstand (M_L) zwischen dem Ego-Fahrzeug (1) und dem linken Zielfahrzeug (20) bestimmt wird, oder der linke Versatzwert (O1) gleich einem vorbestimmten Wert gesetzt wird, und/oder der rechte Versatzwert (O2) basierend auf dem bestimmten Querabstand (M_R) zwischen dem Ego-Fahrzeug (1) und dem rechten Zielfahrzeug (21) bestimmt wird, oder der rechte Versatzwert (O2) gleich einem vorbestimmten Wert gesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schritt c) umfasst: Übertragen von Anweisungen (B) an die Mensch-Maschine-Schnittstelle (17), um eine Frage an den Fahrer auszugeben, ob der Fahrer bereit ist, auf eine wahrgenommene Mittellinie (18) einer Fahrspur (11) zu fahren, Empfangen einer Information (C) von der Mensch-Maschine-Schnittstelle (17), die einer Antwort des Fahrers entspricht, und Übertragen, wenn die empfangene Information (C) einer positiven Antwort entspricht, von Anweisungen (D) an die Mensch-Maschine-Schnittstelle (17), um den Fahrer aufzufordern, zu bestätigen, dass der Fahrer auf die wahrgenommene Mittellinie (18) der Fahrspur (11) gefahren ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassen die Schritte: Durchführen einer adaptiven Geschwindigkeitssteuerung basierend auf einem detektierten vorausfahrenden Zielfahrzeug (19), so dass ein Längsabstand (N) zwischen dem Ego-Fahrzeug (1) und dem vorausfahrenden Zielfahrzeug (19) gesteuert wird, um einen vorbestimmten Abstandswert aufzuweisen, und/oder Durchführen einer Geschwindigkeitssteuerung basierend auf detektierten linken und/oder rechten Zielfahrzeugen (20, 21), so dass eine Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs (1) basierend auf einer Geschwindigkeit des linken und/oder des rechten Zielfahrzeugs (20, 21) gesteuert wird.
Computerprogramm, welches Anweisungen enthält, die, wenn das Programm von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlassen, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
Steuerungssystem (2) für ein Fahrzeug (1), das ausgebildet ist, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.
Fahrzeug (1), umfassend ein Steuerungssystem (2) nach Anspruch 14.