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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Teilen von Trajektorien zwischen mehreren Kraftfahrzeugen sowie ein Verfahren zur Fahrtwegermittlung für ein Kraftfahrzeug.
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Beim trainierten Parken wird eine Bahn zu einer festgelegten Endposition angelernt, was als sogenanntes Teach-In bezeichnet wird. Ein Kraftfahrzeug kann diese angelernte Bahn später automatisiert abfahren, was als sogenannter Redrive bezeichnet wird. Hierbei kann sich ein Fahrer innerhalb oder außerhalb des Kraftfahrzeugs befinden. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug autonom entlang der Bahn fahren. Derzeit werden Gleichanteile von mehreren angelernten Trajektorien, wie beispielsweise gleiche Streckenanteile nicht genutzt.
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Aus der
EP 3 472 027 B1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem ein Bahndatensatz eines weiteren Kraftfahrzeugs ermittelt und an eine fahrzeugexterne Speichereinrichtung gesendet wird. Für das Kraftfahrzeug wird weiterhin durch die Speichereinrichtung wenigstens ein Führungsdatensatz bereitgestellt, wobei jeder Führungsdatensatz einer der gefahrenen Trajektorien des weiteren Kraftfahrzeugs zugeordnet ist und in Abhängigkeit von dem die jeweilige zugeordnete Trajektorie beschreibenden Bahndatensatz ermittelt wird. Der Bahndatensatz und/oder der Führungsdatensatz können jeweils für wenigstens ein Segment der Trajektorie Koordinaten eines Anfangs- und/oder eines Endpunktes des jeweiligen Segments und/oder eine Bahnkrümmung und/oder einen Lenkwinkel in dem jeweiligen Segment beschreiben.
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Weiterhin ist aus der
EP 2 931 586 B1 ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei einem Fahrmanöver bekannt. Bei dem Verfahren werden zur Befolgung einer Trajektorie entweder dem Fahrer von einem Fahrerassistenzsystem Anweisungen zur Durchführung von notwendigen Lenkeinstellungen und zur Längsführung gegeben oder die Lenkeinstellungen und gegebenenfalls die Längsführung von dem Fahrerassistenzsystem automatisch durchgeführt, wobei vom Fahrerassistenzsystem eine Trajektorie bereitgestellt wird, die das Fahrassistenzsystem mittels einer Kommunikationseinheit von einer vom Ego-Fahrzeug unabhängigen Einheit empfängt. Das Verfahren erlaubt eine Nutzung einer zuvor abgespeicherten Trajektorie durch mehrere Fahrzeuge.
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Zudem offenbart die
DE 10 2017 209 529 A1 ein Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug zum Anfahren eines Parkplatzes, wobei eine Steuereinrichtung Sensordaten über einen Anfahrtsweg des Kraftfahrzeugs zu dem Parkplatz von der Sensoreinrichtung erhält und aus den Sensordaten von mehreren Anfahrten zu dem Parkplatz eine gemittelte Anfahrtstrajektorie berechnet. Die Steuereinrichtung unterteilt den Anfahrtsweg zu dem Parkplatz in mehrere, insbesondere gleich lange Segmente und bestimmt aus der Variation der mehreren Anfahrten zudem Parkplatz für jedes der Segmente die statistische Abweichung. Ferner hat die Steuereinrichtung Zugriff auf mehrere gemittelte Anfahrtstrajektorien, die unterschiedlichen Anfahrtswegen zu dem Parkplatz und insbesondere der Ladestation entsprechen.
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Überdies offenbart die
DE 10 2016 216 335 A1 ein Verfahren zum Analysieren von Fahrtrajektorien, insbesondere zur Erzeugung von Vorgabetrajektorien, beispielsweise für autonom fahrende Fahrzeuge. Mehrere erste Trajektorien desselben Streckenabschnitts für dieselbe Fahrspur und dieselbe Fahrtrichtung werden von einer Vielzahl von Fahrzeugen über einen Zeitraum oder ohne zeitliche Begrenzung wiederholt für den Streckenabschnitt erfasst und von den Fahrzeugen an eine Datenverarbeitungseinheit übertragen. Für jede erste Trajektorie können Werte für charakterisierende Merkmale berechnet werden, zum Beispiel eine mittlere oder Median-Position, eine Standardabweichung einer Position eines Wegpunktes von einem entsprechenden Wegpunkt einer mittleren Trajektorie eines Satzes erster Trajektorien.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung zu schaffen, welche es ermöglicht, dass eine auf ein Kraftfahrzeug individuell abgestimmte Führungstrajektorie bereitgestellt wird, entlang welcher das Kraftfahrzeug besonders präzise von einem vorgegebenen Startpunkt zu einem vorgegebenen Zielpunkt bewegt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Teilen von Trajektorien zwischen mehreren Kraftfahrzeugen, welches mehrere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung durchzuführende Schritte umfasst. Dabei können die jeweiligen Verfahrensschritte des Verfahrens mittels einer den Kraftfahrzeugen übergeordneten elektronischen Recheneinrichtung und damit einer Servereinrichtung beziehungsweise einem sogenannten Backend durchführt werden oder mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, welche Teil eines der Kraftfahrzeuge ist. Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt mehrere ortsbezogene Trajektorien von wenigstens einem Kraftfahrzeug mittels der elektronischen Recheneinrichtung empfangen werden. Bei diesen Trajektorien handelt es sich um jeweilige von den die jeweiligen Trajektorien bereitstellenden Kraftfahrzeugen real abgefahrene Bahnen. Unter der Ortsbezogenheit der jeweiligen Trajektorien ist zu verstehen, dass die jeweiligen Trajektorien hinsichtlich von dem jeweiligen Kraftfahrzeug überfahrener Positionen genau definiert sind. Folglich sind die jeweiligen Trajektorien den von den jeweiligen Trajektorien überfahrenen Positionen auf der Erdoberfläche zugeordnet. Ein Betrachten der jeweiligen Trajektorie losgelöst von den zugeordneten Positionen unterbleibt somit.
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In einem zweiten Verfahrensschritt des Verfahrens ist es vorgesehen, dass Gleichanteile und Abweichungen der Trajektorien untereinander ermittelt werden. Hierbei können die Gleichanteile beziehungsweise die Abweichungen der Trajektorien untereinander mittels der elektronischen Recheneinrichtung unter Zuhilfenahme einer Mustererkennung beziehungsweise einer künstlichen Intelligenz ermittelt werden. Es wird somit mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelt, inwiefern die jeweiligen Trajektorien Übereinstimmungen beziehungsweise Abweichungen unter Beachtung gegebener Toleranzen aufweisen. Hierbei können jeweilige Gleichanteile der Trajektorien in gemeinsamen Gruppen einander zugeordnet werden.
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In einem dritten Verfahrensschritt des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von den ermittelten Gleichanteilen und Abweichungen mehrere ortsbezogene Segmente ermittelt werden, welche jeweilige gemeinsame Streckenabschnitte mehrerer Trajektorien repräsentieren. Die jeweiligen Segmente charakterisieren somit jeweils einen Bereich einer Strecke, welche von den mehreren Trajektorien gemeinsam durchlaufen wird und somit als Gleichanteil der Trajektorien ermittelt worden ist. Unter der Ortsbezogenheit der Segmente ist zu verstehen, dass die Segmente den jeweiligen durch das jeweilige Segment eingeschlossenen beziehungsweise repräsentierten Orten zugeordnet sind. Die Segmente sind somit nicht losgelöst von jeweiligen Positionen zu betrachten, welche den aus Gleichanteilen ermittelten Bereichen der Trajektorien zugeordnet sind, welche für das Ermitteln des zugeordneten Segments herangezogen worden sind. Das jeweilige ermittelte Segment repräsentiert somit Gleichanteile mehrerer Trajektorien und somit den von den Trajektorien gemeinsam durchlaufenen Streckenabschnitt. Bei dem Verfahren werden somit mehrere Trajektorien von mehreren Kraftfahrzeugen zu den jeweiligen Segmenten aufbereitet. Diese ermittelten Segmente können in der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegt und somit gespeichert werden.
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In einem vierten Verfahrensschritt des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung wenigstens eine durch das jeweilige Segment hindurchführende Idealtrajektorie für jedes Segment ermittelt wird. Mit anderen Worten wird für jedes Segment eine Idealtrajektorie ermittelt, entlang welcher ein Kraftfahrzeug durch das Segment hindurchzuführen ist. In einem fünften Verfahrensschritt des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung die Segmente für eine Fahrtwegermittlung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden, wodurch über ein Zusammensetzen jeweiliger Idealtrajektorien von ausgewählten Segmenten eine Führungstrajektorie für das Kraftfahrzeug erstellt werden kann. Das bedeutet, dass die für das Kraftfahrzeug ausgewählten Segmente für das Ermitteln der Führungstrajektorie für das Kraftfahrzeug wie Puzzlestücke aneinandergelegt werden können. Hierbei können die Segmente für die Fahrtwegermittlung in Abhängigkeit von einer für das Kraftfahrzeug vorgegebenen Startposition und Zielposition aus den mehreren in der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegten Segmenten ausgewählt werden. Über die Segmente kann somit die jeweilige Führungstrajektorie für das Kraftfahrzeug modular aus jeweiligen Abschnitten von von weiteren Kraftfahrzeugen bereits gefahrenen Trajektorien zusammengesetzt werden. Hierbei kann über das Ermitteln der Segmente anhand der jeweiligen Gleichanteile von mehreren Trajektorien ein Verhalten eines individuellen Kraftfahrzeugs ausgemittelt werden. Hierdurch können Fahrtfehler oder Hindernisumfahrungen einzelner Kraftfahrzeuge in ihrem Einfluss hinsichtlich der zu ermittelten Führungstrajektorie für das Kraftfahrzeug besonders gering gehalten werden. Die jeweiligen Segmente können für die Fahrtwegermittlung für das Kraftfahrzeug über Knotenpunkte miteinander verknüpft werden. Über diese Knotenpunkte kann ein stetiges Aneinanderangrenzen der jeweiligen Idealtrajektorien der verknüpften Segmente sichergestellt werden, wodurch die Führungstrajektorie unterbrechungsfrei ermittelt und für das Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann. Bei den die ortsbezogenen Trajektorien für die elektronische Recheneinrichtung bereitstellenden Kraftfahrzeugen kann es sich um zu dem Kraftfahrzeug, für welches die Führungstrajektorie zu ermitteln ist, unterschiedliche Kraftfahrzeuge handeln. Alternativ kann es sich bei dem Kraftfahrzeug, für welches im Rahmen der Fahrtwegermittlung die Führungstrajektorie bereitzustellen ist, um ein Kraftfahrzeug handeln, welches wenigstens eine ortsbezogene Trajektorie für die elektronische Recheneinrichtung bereitgestellt hat.
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Das Verfahren ermöglicht ein besonders vorteilhaftes Teilen von Trajektorien zwischen Kraftfahrzeugen, bei welchem individuelle Ausreißer von einzelnen Kraftfahrzeugen in ihrem Einfluss für ein Ermitteln der Führungstrajektorie für das Kraftfahrzeug besonders gering gehalten werden können. Weiterhin kann über die Segmente im Rahmen der Fahrtwegermittlung für das Kraftfahrzeug eine besonders präzise und individuelle Führungstrajektorie für das Kraftfahrzeug bereitgestellt werden, ohne dass zwingend erforderlich ist, dass die Führungstrajektorie bereits als ortsbezogene Trajektorie in einem Stück eingelernt worden ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Segmente in Abhängigkeit von einem Fahrspurverlauf, insbesondere in Abhängigkeit von Kreuzungen, Einfahrten, Abfahren oder Spurerweiterungen, und/oder in Abhängigkeit von einer Parkraumgeometrie ermittelt werden. Mit anderen Worten werden jeweilige Geometrien der Segmente in Abhängigkeit von dem Fahrspurverlauf und/oder in Abhängigkeit von der Parkraumgeometrie vorgegeben. Somit werden die Segmente in Abhängigkeit von jeweiligen Bereichen ermittelt, in welchen aufgrund des Fahrspurverlaufs beziehungsweise aufgrund der Parkraumgeometrie Kraftfahrzeuge überhaupt angeordnet werden können. Ein Ermitteln von von Kraftfahrzeugen nicht befahrbaren Segmenten kann hierdurch zumindest im Wesentlichen vermieden werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass den jeweiligen Trajektorien zugeordnete kategoriespezifische Eigenschaften empfangen werden, gemeinsame, kategoriespezifische Eigenschaften aufweisende Trajektorien hinsichtlich der Gleichanteile und der Abweichungen untersucht werden und jeweiligen ermittelten Segmenten die wenigstens eine den untersuchten Trajektorien gemeinsame kategoriespezifische Eigenschaft zugeordnet wird, wodurch die Segmente kategorisiert werden. Die derartige Kategorisierung der Segmente kann insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung durchgeführt werden. Es kann somit eine Gruppierung von jeweiligen gleiche kategoriespezifische Eigenschaften aufweisenden Trajektorien erfolgen, wobei für die jeweiligen Gruppierungen an Trajektorien die jeweiligen Segmente in Abhängigkeit von den Gleichanteilen einer gemeinsamen Gruppe zugeordneten Trajektorien ermittelt werden.
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Bei den kategoriespezifischen Eigenschaften kann es sich insbesondere um fahrzeugtypspezifische und/oder fahrerspezifische und/oder infrastrukturspezifische Eigenschaften handeln. Durch das Betrachten der fahrzeugtypspezifischen Eigenschaften können Fahrzeugeigenschaften, wie ein Wendekreis oder ein Überhang oder Fahrzeugabmessungen oder eine Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs mit oder ohne Anhänger oder ein Gewicht des Kraftfahrzeugs oder ein Bodenfreigang des Kraftfahrzeugs oder eine Emissionsklasse des Kraftfahrzeugs oder eine Antriebsart des Kraftfahrzeugs, berücksichtigt werden. Somit können die Segmente für jeweilige gemeinsame fahrzeugtypspezifische Eigenschaften aufweisende Trajektorien ermittelt werden. Um für das Kraftfahrzeug im Rahmen der Fahrtwegermittlung die Führungstrajektorie zu ermitteln, können derartige Segmente herangezogen werden, welchen fahrzeugtypspezifische Eigenschaften zugeordnet sind, welche mit fahrzeugtypspezifischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs, für welches die Führungstrajektorie zu ermitteln ist, korrelieren. Hierdurch können die Streckensegmente insbesondere in Kurven oder an einem Übergang zu Rampen besonders gut an die jeweiligen fahrzeugtypspezifischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs angepasst werden, für welches im Rahmen der Fahrtwegermittlung die Führungstrajektorie bereitzustellen ist. Das Berücksichtigen der fahrzeugtypspezifischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs, für welches die Führungstrajektorie zu ermitteln ist, beim Auswählen der den gleichen fahrzeugtypspezifischen Eigenschaften zugeordneten Segmente ermöglicht, dass eine Befahrbarkeit der aus den ausgewählten Segmenten ermittelten Führungstrajektorie für das Kraftfahrzeug mit besonders hoher Wahrscheinlichkeit gegeben ist.
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Durch das Gruppieren der Trajektorien in Abhängigkeit von fahrerspezifischen Eigenschaften können beim Erstellen der Segmente Kundenpräferenzen, beispielsweise hinsichtlich eines einzuhaltenden Abstands zu Hindernissen oder hinsichtlich einer Beschleunigung, insbesondere in Folge von jeweiligen Kurvenradien, berücksichtigt werden. Es können somit für das Ermitteln der Führungstrajektorie diejenigen Segmente herangezogen werden, deren fahrerspezifische Eigenschaften mit jeweiligen fahrerspezifischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs übereinstimmen, für welches die Führungstrajektorie zu ermitteln ist. Hierdurch kann ein besonders hoher Komfort für Fahrzeuginsassen des Kraftfahrzeugs, für welches die Führungstrajektorie zu erstellen ist, erreicht werden.
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Das Gruppieren der Trajektorien in Abhängigkeit von infrastrukturspezifischen Eigenschaften ermöglicht ein Berücksichtigen von Öffnungszeiten von an einem jeweiligen Streckenabschnitt angeordneten Einrichtungen und/oder einer für jeweilige Streckenabschnitte fälligen Maut und/oder einer Belegung jeweiliger Streckenabschnitte und/oder einer Ampelschaltung jeweiliger Streckenabschnitte und/oder einer zulässigen Fahrtrichtung jeweiliger Streckenabschnitte und/oder einer Baustelle auf jeweiligen Streckenabschnitten für das Ermitteln der Segmente. Es kann somit durch Auswählen jeweiliger Segmente in Abhängigkeit von deren zugeordneter infrastrukturspezifischer Eigenschaft eine Führungstrajektorie durch Auswählen jeweiliger Segmente für das Kraftfahrzeug erstellt werden, entlang welcher das Kraftfahrzeug besonders schnell beziehungsweise mit besonders wenigen Unterbrechungen von einer vorgegebenen Startposition zu einer vorgegebenen Zielposition bewegt werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Gleichanteile hinsichtlich einer Erstreckungsrichtung der Trajektorien und/oder Krümmung der Trajektorien und/oder Lage der Trajektorien relativ zu einem Streckennetzverlauf ermittelt werden. Mit anderen Worten wird ein Streckenabschnitt als Gleichanteil mehrerer Trajektorien ermittelt, wenn sämtliche der Trajektorien in diesem Streckenabschnitt zumindest im Wesentlichen die gleiche Erstreckungsrichtung und/oder zumindest im Wesentlichen die gleiche Krümmung und/oder zumindest im Wesentlichen dieselben überfahrenen Positionen in dem Streckenabschnitt umfassen, wobei die Gleichanteile ermittelt werden, wenn die Erstreckungsrichtung und/oder die Krümmung und/oder die Lage der Trajektorien relativ zu dem Streckennetzverlauf unter Einhaltung einer jeweiligen vorgegebenen Toleranz einander entsprechen. Hierdurch können Gleichanteile für Trajektorien auch dann ermittelt werden, wenn die Trajektorien in dem Streckenbereich nicht vollständig aufeinanderliegen und damit nicht identisch sind. Das Ermitteln der Gleichanteile ist somit an die Realität angepasst, in welcher ein ungeführtes Abfahren identischer Trajektorien kaum erfolgt. Somit ermöglicht das Verfahren das Ermitteln der Segmente bei vorliegenden Abweichungen zwischen den verglichenen Trajektorien, solange die Abweichungen die vorgegebene jeweilige Toleranz nicht überschreiten. Es ist somit ein realistisches Ermitteln von Gleichanteilen der betrachteten Trajektorien möglich.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Segmente für Abschnitte gleicher Fahrtrichtung von Trajektorien ermittelt werden. Das bedeutet, dass für Trajektorien unterschiedlicher Fahrtrichtung unterschiedliche Segmente ermittelt werden. Hierdurch können sowohl beim Erstellen der Segmente als auch beim Bereitstellen der Führungstrajektorie die jeweiligen Fahrtrichtungen und damit für jeweilige Fahrbahnen fahrtrichtungsspezifische Besonderheiten berücksichtigt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Segmente wenigstens mit einer vorgegebenen Mindestlänge und/oder höchstens mit einer vorgegebenen Höchstlänge ermittelt werden. Das bedeutet, dass für die jeweiligen Segmente eine Mindestlänge und/oder eine Höchstlänge vorgegeben ist, welche beim Ermitteln der Segmente eingehalten werden. Alternativ können die Segmente erst ermittelt werden und anschließend die Länge der jeweiligen Segmente in Abhängigkeit von der vorgegebenen Mindestlänge und/oder der vorgegebenen Höchstlänge angepasst werden. Weder zu kleine noch zu große Segmente sind vorteilhaft. Bei zu kleinen Segmenten kann ein nachteiliger besonders großer sogenannter Datenoverhead sowie eine nachteilige besonders lange Rechenzeit resultieren. Bei zu großen Segmenten geht eine durch die Segmente ermöglichte Flexibilität beim Ermitteln der Führungstrajektorie zumindest teilweise verloren. Dieser Zielkonflikt kann aufgelöst werden, wenn die Segmente hinsichtlich der vorgegebenen Mindestlänge und/oder hinsichtlich der vorgegebenen Höchstlänge optimiert werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass ermittelte Segmente überprüft werden, indem eine Fahrt entlang einer der empfangenen Trajektorien durch ermittelte, miteinander verknüpfte Segmente simuliert wird. Weiterhin ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Überprüfung wenigstens eines der Segmente angepasst wird. Mit anderen Worten wird anhand einer realen Trajektorie, welche für das Ermitteln der jeweiligen Segmente verwendet worden ist, überprüft, ob eine Fahrt durch die miteinander verknüpften Segmente möglich ist. Insbesondere werden die Segmente dahingehend überprüft, ob ein unterbrechungsfreies Bewegen entlang der zur Überprüfung herangezogenen Trajektorie mittels eines Kraftfahrzeugs im Rahmen der Simulation durchgeführt werden kann. Wird festgestellt, dass beim simulierten Durchfahren der miteinander verknüpften Segmente entlang der ausgewählten Trajektorie Probleme auftreten, dann können jeweilige als für die Probleme ursächlich angesehene Segmente angepasst werden. Hierbei kann das jeweilige Überprüfen der miteinander verknüpften Segmente durch das simulierte Entlangfahren eines Kraftfahrzeugs entlang der ausgewählten Trajektorie so oft wiederholt werden, bis ein störungsfreies simuliertes Bewegen des Kraftfahrzeugs entlang der gesamten Trajektorie durch die miteinander verknüpften Segmente ermittelt wird. Hierdurch kann eine Befahrbarkeit der ermittelten Segmente sichergestellt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenigstens ein ermitteltes Segment mit einem hinterlegten Fahrwegnetz verglichen wird und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Segment angepasst wird. Somit wird anhand des Fahrwegnetzes eine Plausibilität der jeweiligen ermittelten Segmente überprüft. Es kann somit überprüft werden, ob die jeweiligen ermittelten Segmente mit jeweiligen Strecken des hinterlegten Fahrwegnetzes zusammenfallen. Hierüber kann eine reale Befahrbarkeit der jeweiligen Segmente überprüft werden. Ein Bereitstellen von Segmenten, welche mit real befahrbaren Wegen auseinanderfallen, kann somit zumindest im Wesentlichen vermieden werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass für jedes Segment wenigstens ein Eingangsknotenpunkt und wenigstens ein Ausgangsknotenpunkt ermittelt wird, über welche das Segment jeweils mit einem zugeordneten Knotenpunkt jeweils eines weiteren Segments verknüpft werden kann. Über den Eingangsknotenpunkt beziehungsweise über den Ausgangsknotenpunkt können jeweilige Idealtrajektorien aneinander anknüpfen. Hierdurch wird eine stetige Befahrbarkeit der aus mehreren zusammengesetzten Idealtrajektorien gebildeten Führungstrajektorie sichergestellt. Ein seitliches Springen jeweiliger Idealtrajektorien von aneinander angrenzenden, miteinander verknüpften Segmenten kann somit vermieden werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die jeweilige Idealtrajektorie in Abhängigkeit von wenigstens einer fahrzeugtypspezifischen Eigenschaft des entlang der Führungstrajektorie zu führenden Kraftfahrzeugs und/oder in Abhängigkeit von wenigstens einer fahrerspezifischen Eigenschaft eines Fahrers des entlang der Führungstrajektorie zu führenden Kraftfahrzeugs und/oder in Abhängigkeit von wenigstens einer infrastrukturspezifischen Eigenschaft ermittelt wird. Mit anderen Worten wird die jeweilige Idealtrajektorie durch das jeweilige Segment in Abhängigkeit von der kategoriespezifischen Eigenschaft ermittelt. Für unterschiedliche kategoriespezifische Eigenschaften können unterschiedliche jeweilige Idealtrajektorien in einem Segment vorgesehen sein. Bei einem Auswählen des jeweiligen Segments für das Ermitteln der Führungstrajektorie kann diejenige Idealtrajektorie des Segments ausgewählt werden, deren kategoriespezifische Eigenschaft mit einer dem Kraftfahrzeug zugeordneten kategoriespezifischen Eigenschaft übereinstimmt. Somit können für das Ermitteln der Führungstrajektorie jeweilige Segmente und/oder jeweilige Idealtrajektorien aus mehreren einem jeweiligen Segment zugeordneten Idealtrajektorien in Abhängigkeit von der kategoriespezifischen Eigenschaft ausgewählt werden. Hierdurch kann die aus den Segmenten zusammengestellte Führungstrajektorie besonders gut an das entlang der Führungstrajektorie zu führende Kraftfahrzeug angepasst werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Führungstrajektorie in Abhängigkeit von einem Vorhandensein eines Anhängers und/oder einem Radstand als fahrzeugtypische Eigenschaft ermittelt wird und/oder die Führungstrajektorie in Abhängigkeit von einem Abstand zu einer Wand und/oder einem Hindernis und/oder Führungstrajektorie in Abhängigkeit von einer zulässigen Beschleunigung, insbesondere einer zulässigen Längsbeschleunigung und/oder einer zulässigen Querbeschleunigung, als fahrerspezifischer Eigenschaft ermittelt wird und/oder die Führungstrajektorie in Abhängigkeit von einer Öffnungszeit und/oder einer Zugangsbeschränkung und/oder einem Fahrtrichtungswechsel als infrastrukturspezifische Eigenschaft ermittelt wird. Mit anderen Worten kann die Führungstrajektorie, welche beim Verknüpfen der Segmente ermittelt worden ist, in Abhängigkeit von einer ermittelten kategoriespezifischen Eigenschaft, insbesondere einer fahrzeugtypspezifischen Eigenschaft des Kraftfahrzeugs und/oder einer fahrerspezifischen Eigenschaft des Fahrers des Kraftfahrzeugs angepasst werden. Hierdurch kann das Ermitteln der jeweiligen Segmente beziehungsweise der jeweiligen den Segmenten zugeordneten Idealtrajektorien besonders einfach und schnell erfolgen. Beispielsweise können die Segmente unabhängig von kategoriespezifischen Eigenschaften ermittelt werden und/oder für jedes Segment genau eine von kategoriespezifischen Eigenschaften unabhängige Idealtrajektorie ermittelt werden, wodurch diese besonders einfach bereitgestellt werden können. Weiterhin ist hierdurch aufgrund der besonders wenigen resultierenden Segmente und Idealtrajektorien lediglich besonders wenig Speicherplatz in der elektronischen Recheneinrichtung vorzuhalten. Ein jeweiliges Anpassen der miteinander verknüpften Idealtrajektorien der für die Fahrtwegermittlung ausgewählten Segmente, um die Führungstrajektorie für das Kraftfahrzeug zu erhalten, erfolgt anschließend in Abhängigkeit von der wenigstens einen kategoriespezifischen Eigenschaft. Die in der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegten Segmente beziehungsweise den Segmenten zugeordneten Idealtrajektorien können somit als Basis für Führungstrajektorien von besonders vielen unterschiedlichen Kraftfahrzeugen dienen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Güte der ermittelten Segmente ermittelt wird und in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Bewertung wenigstens ein Segment oder wenigstens ein Knotenpunkt angepasst wird. Diese Güte der ermittelten Segmente kann insbesondere durch eine jeweilige Abweichung der jeweiligen dem Segment zugeordneten Idealtrajektorie von jeweiligen für das Ermitteln des Segments beziehungsweise das Ermitteln der Idealtrajektorie herangezogenen Trajektorien charakterisiert sein. Über die Güte kann somit ermittelt werden, ob es vorteilhafter ist, als die Führungstrajektorie eine der mittels der elektronischen Recheneinrichtung empfangenen Trajektorien zu verwenden oder die Führungstrajektorie in Abhängigkeit von den miteinander verknüpften Segmenten zu ermitteln. Über die Bewertung der Güte erfolgt somit eine Überprüfung der Segmente. Insbesondere wird das wenigstens eine Segment derart angepasst, dass infolgedessen die aus den Segmenten resultierende Führungstrajektorie angepasst ist. Hierdurch kann eine Optimierung der Segmente vorgenommen werden, welche ermöglicht, dass die in Abhängigkeit von den Segmenten ermittelte Führungstrajektorie jeweiligen für das Ermitteln der Segmente herangezogenen Trajektorien überlegen ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass für das Ermitteln der Gleichanteile und Abweichungen der Trajektorien untereinander die Trajektorien in Abhängigkeit von den jeweiligen Trajektorien zugeordneten Fahrdynamiken und/oder den jeweiligen Trajektorien zugeordneten Umfeldeigenschaften und/oder den jeweiligen Trajektorien zugeordneten, durch Fahrzeugeigenlokalisierung des jeweiligen die Trajektorie bereitstellenden Kraftfahrzeugs ermittelten Positionen zueinander ausgerichtet werden. Somit ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung die empfangenen Trajektorien in Abhängigkeit von jeweiligen den Trajektorien zugeordneten Ortsbezügen einander zugeordnet werden. Hierdurch kann ermittelt werden, ob mehrere Trajektorien die Gemeinsamkeit aufweisen, dass sie durch einen selben Streckenabschnitt eines Fahrwegnetzes führen. In Abhängigkeit von den durch die Fahrzeugeigenlokalisierung des jeweiligen Kraftfahrzeugs ermittelten Positionen können die Trajektorien besonders einfach relativ zueinander ausgerichtet werden. Die Umfeldeigenschaften können beispielsweise Landmarken oder Säulen oder Hindernisse oder weitere statische Objekte charakterisieren. Über einen Abgleich der jeweiligen den Trajektorien zugeordneten Umfeldeigenschaften des jeweiligen Umfelds der Trajektorien kann ermittelt werden, wie die jeweiligen Trajektorien im dreidimensionalen Raum zueinander ortsbezogen ausgerichtet sind. Die jeweiligen Fahrdynamiken können eine jeweilige Beschleunigung des Kraftfahrzeugs an einzelnen Punkten der jeweiligen Trajektorie repräsentieren und dabei beispielsweise eine Rampe oder einen Bodenhubbel charakterisieren, welche über die jeweilige Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ermittelbar sind. Hierdurch kann mit einer besonders hohen Präzision ermittelt werden, wie die jeweiligen empfangenen Trajektorien im dreidimensionalen Raum zueinander angeordnet sind. In Folge des besonders präzisen Ermittelns, wie die befahrenen Trajektorien zueinander ausgerichtet sind, können die Gleichanteile und die Abweichungen der Trajektorien untereinander mit besonders hoher Genauigkeit ermittelt werden.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Fahrtwegermittlung für ein Kraftfahrzeug mit mehreren mittels einer elektronischen Recheneinrichtung durchzuführenden Schritten. In einem ersten Verfahrensschritt des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine eine vorzunehmende Fahrt von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt charakterisierende Anfrage von dem Kraftfahrzeug empfangen wird. In einem zweiten Verfahrensschritt des Verfahrens ist es vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der Anfrage mehrere, in einem Verfahren wie es bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Teilen von Trajektorien zwischen mehreren Kraftfahrzeugen beschrieben worden ist, hinterlegte Segmente ausgewählt werden. Hierbei können die Segmente insbesondere in der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegt sein. Weiterhin ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass die ausgewählten Segmente von dem Startpunkt zu dem Zielpunkt aneinandergereiht werden. In einem dritten Verfahrensschritt des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung ein Fahrtweg für das Kraftfahrzeug durch Verknüpfen jeweiliger den aneinandergereihten Segmenten zugeordneten Idealtrajektorien erzeugt wird. Hierbei kann der Fahrtweg insbesondere durch eine Führungstrajektorie charakterisiert sein. Es ist bei dem Verfahren in einem vierten Verfahrensschritt vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung der ermittelte Fahrtweg für das Kraftfahrzeug bereitgestellt wird. Für das Ermitteln des Fahrtwegs wird somit die Führungstrajektorie für das Kraftfahrzeug aus den mehreren in der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegten Segmenten durch Aneinanderreihen der Segmente von dem Startpunkt bis zum Erreichen des Zielpunkts erstellt. Die Führungstrajektorie wird somit individuell für das Kraftfahrzeug erstellt und bereitgestellt. Ein vorheriges Einlernen der gesamten Führungstrajektorie am Stück ist somit bei dem Verfahren nicht notwendig. Die Führungstrajektorie kann für das Kraftfahrzeug als sogenannter Most Probable Path empfangen werden. Weicht eine ermittelte Bewegungstrajektorie des Kraftfahrzeugs von dem Startpunkt zu dem Zielpunkt von diesem Most Probable Path und somit von der bereitgestellten Führungstrajektorie ab, dann können von der Führungstrajektorie abweichende Bereiche der Bewegungstrajektorie oder die gesamte Bewegungstrajektorie des Kraftfahrzeugs für die elektronische Recheneinrichtung bereitgestellt werden. Hierdurch kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung anhand der empfangenen Bereiche beziehungsweise anhand der empfangenen kompletten Bewegungstrajektorie die erstelle Führungstrajektorie überprüft werden.
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Die Erfindung kann des Weiteren eine elektronische Recheneinrichtung betreffen, welche dazu eingerichtet ist, das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zum Teilen von Trajektorien zwischen mehreren Kraftfahrzeugen und/oder das beschriebene Verfahren zur Fahrtwegermittlung für ein Kraftfahrzeug durchzuführen. Dabei kann die elektronische Recheneinrichtung eine den Kraftfahrzeugen übergeordnete Servereinrichtung und somit ein sogenanntes Backend sein. Alternativ kann die elektronische Recheneinrichtung Teil eines der Kraftfahrzeuge sein.
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Die Erfindung kann des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen erfindungsgemäßen elektronischen Recheneinrichtung betreffen. Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elektronischen Recheneinrichtung sowie des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 ein Verfahrensschema für ein Verfahren zum Teilen von Trajektorien zwischen mehreren Kraftfahrzeugen, bei welchem mittels einer elektronischen Recheneinrichtung aus mehreren empfangenen Trajektorien Segmente ermittelt werden, welche wiederum für eine Fahrtwegermittlung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden;
- 2 eine schematische Draufsicht eines Parkplatzes für welchen wenigstens eine Trajektorie erfasst worden ist, wobei mehrere Trajektorien hinsichtlich gemeinsamer Streckenabschnitte untersucht werden;
- 3 eine schematische Draufsicht einer T-Kreuzung mit mehreren die T-Kreuzung durchlaufenden Trajektorien, wobei in Abhängigkeit von Gleichanteilen der Trajektorien jeweilige die T-Kreuzung repräsentierende Segmente ermittelt sind, welche für die Fahrtwegermittlung für das Kraftfahrzeug bereitgestellt werden können;
- 4a, 4b jeweils zwei miteinander verknüpfte Segmente, welche in Abhängigkeit von einem für das Kraftfahrzeug von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt zu ermittelnden Weg aus mehreren Segmenten ausgewählt worden sind, wobei eine Führungstrajektorie für das Kraftfahrzeug von dem Startpunkt zu dem Zielpunkt in Abhängigkeit von miteinander verknüpften, durch die jeweiligen ausgewählten, miteinander verknüpften Segmente verlaufenden Idealtrajektorien ermittelt wird, wobei in 4a ein erstes Segment mit einem zweiten Segment verknüpft ist und in 4b das erste Segment mit einem zu dem zweiten Segment unterschiedlichen dritten Segment verknüpft ist.
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Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Verfahrensschema für ein Verfahren zum Teilen von Trajektorien 10 zwischen mehreren Kraftfahrzeugen gezeigt. Das Verfahren ermöglicht, dass bereits eingelernte Trajektorien 10 genutzt werden können, um für ein Kraftfahrzeug eine Führungstrajektorie 12 bereitzustellen. Hierbei ist es nicht notwendig, dass die gesamte Führungstrajektorie 12 durch eine einzige Trajektorie 10 bereits eingelernt ist. Das Verfahren ist mittels einer elektronischen Recheneinrichtung durchzuführen. Hierbei kann diese elektronische Recheneinrichtung Bestandteil wenigstens eines der Kraftfahrzeuge sein oder als den Kraftfahrzeugen übergeordnete Recheneinrichtung und somit insbesondere als Servereinrichtung ausgebildet sein.
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Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt V1 mittels der elektronischen Recheneinrichtung mehrere Trajektorien 10 empfangen werden. Die elektronische Recheneinrichtung kann die mehreren Trajektorien 10 von einem oder mehreren Kraftfahrzeugen empfangen. Diese jeweiligen empfangenen Trajektorien 10 sind ortsbezogen, das bedeutet, dass den jeweiligen Trajektorien 10 zugeordnet ist, wo sich die Trajektorien 10 im dreidimensionalen Raum befinden beziehungsweise wie sich die Trajektorien 10 durch den dreidimensionalen Raum hindurch erstrecken. Hierbei kann der Ortsbezug der Trajektorien 10 insbesondere über ein Fahrwegnetz gegeben sein. Das bedeutet, dass für jede Trajektorie 10 zugeordnet ist, wo und wie sich die Trajektorie 10 in dem Fahrwegnetz erstreckt. Über den jeweiligen Ortsbezug können mittels der elektronischen Recheneinrichtung die Trajektorien 10 mit ihrem Ortsbezug relativ zueinander betrachtet werden. Insbesondere ermittelt die elektronische Recheneinrichtung, wie die empfangenen Trajektorien 10 zueinander ausgerichtet sind.
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Anschließend kann die elektronische Recheneinrichtung in einem zweiten Verfahrensschritt V2 Gleichanteile und Abweichungen der Trajektorien 10 untereinander ermitteln. Hierbei können die Gleichanteile der Trajektorien 10 hinsichtlich einer jeweiligen Erstreckungsrichtung der Trajektorien 10 ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Gleichanteile in Abhängigkeit von einer jeweiligen Übereinstimmung von Krümmungen der Trajektorien 10, insbesondere bei einer Betrachtung eines definierten örtlichen Bereichs, ermittelt werden. Weiterhin alternativ oder zusätzlich können die Gleichanteile der Trajektorien 10 in Abhängigkeit von einer Lage der jeweiligen Trajektorien 10 relativ zu einem Streckennetzverlauf ermittelt werden. Insbesondere können jeweilige Streckenabschnitte des Streckennetzverlaufs ermittelt werden, welche von mehreren Trajektorien 10 durchlaufen werden, wobei diese von den mehreren Trajektorien 10 durchlaufenen Streckenabschnitte als Gleichanteile der jeweiligen den Streckenabschnitt durchlaufenden Trajektorien 10 gewertet wird. Um die ortsbezogenen Gleichanteile der Trajektorien 10 ermitteln zu können, sind somit die Trajektorien 10 in ihrer örtlichen Ausrichtung zueinander zu ermitteln. Hierbei können die jeweiligen Ausrichtungen der Trajektorien 10 zueinander in Abhängigkeit von den jeweiligen Trajektorien 10 zugeordneten Fahrdynamiken und/oder den jeweiligen Trajektorien 10 zugeordneten Umfeldeigenschaften und/oder den jeweiligen Trajektorien 10 zugeordneten, durch Fahrzeugeigenlokalisierung des jeweiligen die Trajektorie 10 bereitstellenden Kraftfahrzeugs ermittelten Positionen ermittelt werden.
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In einem dritten Verfahrensschritt V3 ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von den ermittelten Gleichanteilen und Abweichungen der Trajektorien 10 mehrere ortsbezogene Segmente 14 ermittelt werden, wobei die jeweiligen Segmente 14 jeweilige gemeinsame Streckenabschnitte mehrerer Trajektorien 10 repräsentieren. Diese Segmente 14 werden somit aus den ortsbezogenen Gleichanteilen der Trajektorien 10 ermittelt und demselben Ort wie die ermittelten Gleichanteile zugeordnet. Die Segmente 14 werden insbesondere für jeweilige Gleichanteile von Trajektorien 10 gleicher Fahrtrichtung ermittelt. Insbesondere können die Segmente 14 in Abhängigkeit von einem Vergleich der ermittelten Gleichanteile der Trajektorien 10 mit einem hinterlegten Fahrwegnetz ermittelt werden. Dabei können die Segmente 14 in Abhängigkeit von einem in dem Fahrwegnetz hinterlegten Spurverlauf, insbesondere in Abhängigkeit von Kreuzungen, Einfahrten, Abfahrten und Spurerweiterungen, ermittelt werden. In 2 ist eine Situation dargestellt, in welcher die Segmente 14 in Abhängigkeit von einer Parkraumgeometrie über die jeweiligen Gleichanteile der Trajektorien 10 ermittelt werden.
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In einem vierten Verfahrensschritt V4 des Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung wenigstens eine durch das jeweilige Segment 14 hindurchführende Idealtrajektorie 16 für jedes Segment 14 ermittelt wird. Weiterhin ist es vorgesehen, dass in einem fünften Verfahrensschritt V5 die ermittelten Segmente 14 für eine Fahrtwegermittlung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden. Im Rahmen der Fahrtwegermittlung kann über ein Zusammensetzen der jeweiligen Idealtrajektorien 16 von ausgewählten Segmenten 14 die Führungstrajektorie 12 für das Kraftfahrzeug zusammengesetzt werden. Um ein besonders gutes Anpassen der Führungstrajektorie 12 an fahrzeugtypspezifische und/oder fahrerspezifische Eigenschaften des Kraftfahrzeugs, für welches im Rahmen der Fahrtwegermittlung die Führungstrajektorie 12 zu ermitteln ist, und/oder an infrastrukturspezifische Eigenschaften anzupassen, ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung für die empfangenen Trajektorien 10 jeweils wenigstens eine der jeweiligen Trajektorie 10 zugeordnete kategoriespezifische Eigenschaft empfangen wird. Bei dieser kategoriespezifischen Eigenschaft kann es sich um eine fahrzeugtypspezifische und/oder um eine fahrerspezifische Eigenschaft des die Trajektorie 10 bereitstellenden Kraftfahrzeugs und/oder um eine infrastrukturspezifische Eigenschaft eines Fahrwegs, entlang welchem die Trajektorie 10 verläuft, handeln. Die fahrzeugtypspezifische Eigenschaft des Kraftfahrzeugs charakterisiert das Kraftfahrzeug an sich, insbesondere Abmessungen des Kraftfahrzeugs und/oder einen Radstand des Kraftfahrzeugs und/oder ein Vorhandensein eines Anhängers des Kraftfahrzeugs und/oder einen Wendekreis des Kraftfahrzeugs und/oder eine Position eines Schwerpunkts des Kraftfahrzeugs. Die fahrerspezifische Eigenschaft charakterisiert eine durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs bedingte Eigenschaft der Trajektorie 10, insbesondere einen Kurvenradius und/oder eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs beim Fahren entlang der Trajektorie 10 und/oder einen Abstand zu jeweiligen Hindernissen entlang der Trajektorie 10, wie insbesondere zu einer Wand und/oder jeweilige Längsbeschleunigungen und/oder Querbeschleunigungen des Kraftfahrzeugs bei dessen Fahrt entlang der Trajektorie 10. Die infrastrukturspezifische Eigenschaft charakterisiert eine die Umgebung des Kraftfahrzeugs an jeweiligen Positionen der Trajektorie 10 beschreibende Eigenschaft, wie insbesondere einen Einflussfaktor auf einen Verkehrsfluss entlang einer von der Trajektorie 10 überstrichenen Strecke. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung können mehreren Trajektorien 10 gemeinsame, kategoriespezifische Eigenschaften ermittelt werden und die Trajektorien 10 hinsichtlich der kategoriespezifischen Eigenschaften gruppiert werden. Für die jeweiligen Trajektorien 10 einer in Abhängigkeit von der kategoriespezifischen Eigenschaften vorgesehenen gemeinsamen Gruppe können die Gleichanteile und Abweichungen untersucht werden. Jeweiligen in Abhängigkeit von den Gleichanteilen der einer gemeinsamen Gruppe zugeordneten Trajektorien 10 ermittelten Segmenten 14 kann die wenigstens eine für das Ermitteln des jeweiligen Segments 14 herangezogenen Trajektorien 10 zugeordnete kategoriespezifische Eigenschaft zugeordnet werden. Hierdurch können die Segmente 14 über die kategoriespezifischen Eigenschaften kategorisiert werden.
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Werden somit insbesondere jeweils besonders großen Kraftfahrzeugen zugeordnete Trajektorien 10 einer gemeinsamen Gruppe zugeordnet und über die Gleichanteile der jeweiligen Trajektorien 10 die Segmente 14 ermittelt, dann wird den Segmenten 14 zugeordnet, dass die Segmente 14 in Abhängigkeit von den Trajektorien 10 der besonders großen Kraftfahrzeuge ermittelt worden sind. Infolgedessen können diese ermittelten Segmente 14 für das Ermitteln von Führungstrajektorien für besonders große Kraftfahrzeuge herangezogen werden. Somit kann im Rahmen der Fahrtwegermittlung für das Kraftfahrzeug wenigstens eine kategoriespezifische Eigenschaft des Kraftfahrzeugs ermittelt werden und jeweilige dieser ermittelten kategoriespezifischen Eigenschaft des Kraftfahrzeugs zugeordnete Segmente 14 für das Ermitteln der Führungstrajektorie 12 bereitgestellt werden. Somit wird die Führungstrajektorie 12 für das Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von den der kategoriespezifischen Eigenschaft des Kraftfahrzeugs zugeordneten Segmenten 14 ermittelt. Hierdurch kann die Führungstrajektorie 12 besonders gut an das jeweilige die Führungstrajektorie 12 anfragende Kraftfahrzeug angepasst werden.
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Für jeweilige ermittelte Segmente 14 können eine oder mehrere Idealtrajektorien 16 ermittelt werden. Bei dem Ermitteln von mehreren Idealtrajektorien 16 für ein Segment 14 können die jeweiligen Idealtrajektorien 16 für unterschiedliche kategoriespezifische Eigenschaften ermittelt werden. Wird somit das jeweilige Segment 14 für das Ermitteln der Führungstrajektorie 12 für das Kraftfahrzeug ausgewählt, dann wird aus den mehreren diesem Segment 14 zugeordneten Idealtrajektorien 16 diejenige für das Ermitteln der Führungstrajektorie 12 für das Kraftfahrzeug ausgewählt, für welche die zugeordnete kategoriespezifische Eigenschaft mit der ermittelten kategoriespezifischen Eigenschaft des Kraftfahrzeugs übereinstimmt.
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In 2 ist schematisch eine Draufsicht eines Parkplatzes mit jeweiligen Parkflächen 18 gezeigt. Zwischen diesen Parkflächen 18 befindet sich ein Fahrweg 20, welcher von jeweiligen Kraftfahrzeugen überfahren werden kann. Vorliegend ist eine Trajektorie 10 gezeigt, entlang welcher sich ein Kraftfahrzeug zu einem Zielparkplatz 22 auf einer der Parkflächen 18 entlang des Fahrwegs 20 bewegt. Das Kraftfahrzeug kann die gefahrene Trajektorie 10 für die übergeordnete Recheneinrichtung bereitstellen. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung werden mehrere Trajektorien 10 gesammelt und jeweils ortsbezogen, wie in dem vergrößerten Ausschnitt in 2 erkannt werden kann, in ihrer relativen Ausrichtung zueinander betrachtet. Hierbei kann untersucht werden, inwieweit die jeweiligen Trajektorien 10 übereinander liegen beziehungsweise in welchem Rahmen die Trajektorien 10 voneinander abweichen. In Abhängigkeit von den ermittelten Gleichanteilen der betrachteten Trajektorien 10 werden die ortsbezogenen Segmente 14 ermittelt. Um eine besonders große Flexibilität beim Ermitteln der Führungstrajektorie 12 aus den Segmenten 14 sowie besonders geringe zu übertragende Datenmengen beziehungsweise besonders geringe Rechenleistungen zu ermöglichen, können für die jeweiligen Segmente 14 eine Mindestlänge und/oder eine Höchstlänge vorgegeben werden. Weiterhin können die jeweiligen ermittelten Segmente 14 mit dem hinterlegten Fahrwegnetz, vorliegend insbesondere dem Fahrweg 20 verglichen werden und in Abhängigkeit von ermittelten Abweichungen der ermittelten Segmente 14 von überfahrbaren Strecken des Fahrwegnetzes beziehungsweise des Fahrwegs 20 angepasst werden.
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Um für ein Ermitteln der Führungstrajektorie 12 jeweilige Segmente 14 miteinander verknüpfen zu können, insbesondere die jeweiligen Idealtrajektorien 16 der jeweiligen Segmente 14 miteinander verknüpfen zu können, ist es vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung für jedes Segment 14 ein Eingangsknotenpunkt 24 und ein Ausgangsknotenpunkt 26 ermittelt wird. Über den Eingangsknotenpunkt 24 ist ein dem Segment 14 vorangehendes Segment 14 mit dem Segment 14 zu verknüpfen. Über den Ausgangsknotenpunkt 26 ist ein dem Segment 14 nachfolgendes Segment 14 mit dem Segment 14 zu verknüpfen.
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Jeweilige ermittelte Segmente 14 können überprüft werden, indem eine Fahrt entlang der empfangenen Trajektorien 10 durch die ermittelten, miteinander verknüpften Segmente 14 simuliert wird. In Abhängigkeit von einem Ergebnis der Überprüfung kann wenigstens eines der Segmente 14 angepasst werden.
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Bei dem Verfahren kann es weiterhin vorgesehen sein, dass eine Güte der jeweiligen ermittelten Segmente 14 ermittelt und bewertet wird und in Abhängigkeit von einer Bewertung der jeweiligen Güte des untersuchten Segments 14, das Segment 14 bei einem Feststellen, dass dessen Güte einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, angepasst wird.
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In 3 sind mehrere Trajektorien 10 gezeigt, welche hinsichtlich ihrer Gleichanteile in zwei unterschiedliche Gruppen einzuteilen sind. Über die ermittelten Gleichanteile wird somit für jede der ermittelten Gruppen an einander zugeordneten Trajektorien 10 ein Segment 14 ermittelt. Hierbei können sich die ermittelten Segmente 14 zumindest bereichsweise überschneiden. Hierbei charakterisiert vorliegend eines der Segmente 14 eine Geradeausfahrt über eine T-Kreuzung und das andere der Segmente 14 charakterisiert einen Abbiegevorgang an der T-Kreuzung. Soll über die T-Kreuzung eine Geradeausfahrt durch die Führungstrajektorie 12 dargestellt werden, dann wird für das Ermitteln der Führungstrajektorie 12 an ein erstes Segment 28, so wie es in 4a dargestellt ist, ein die Geradeausfahrt über die T-Kreuzung repräsentierendes zweites Segment 30 angehängt. Hierfür wird der Ausgangsknotenpunkt 26 des ersten Segments 28 mit dem Eingangsknotenpunkt 24 des zweiten Segments 30 verbunden. Soll über die Führungstrajektorie 12 ein Abbiegevorgang an der T-Kreuzung dargestellt werden, dann wird für das Ermitteln der Führungstrajektorie 12 das dritte Segment 32 herangezogen, welches den Abbiegevorgang an der T-Kreuzung repräsentiert. Somit wird der Ausgangsknotenpunkt 26 des ersten Segments 28 mit dem Eingangsknotenpunkt 24 des dritten Segments 32 verknüpft, um die Führungstrajektorie 12 zu ermitteln.
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Um einen durch die Führungstrajektorie 12 repräsentierten Fahrtweg für ein Kraftfahrzeug zu ermitteln, kann es somit vorgesehen sein, dass mittels einer elektronischen Recheneinrichtung ein Verfahren zur Fahrtwegermittlung für das Kraftfahrzeug durchgeführt wird. Hierbei kann es sich bei der elektronischen Recheneinrichtung um dieselbe elektronische Recheneinrichtung handeln, welche das Verfahren zum Teilen von Trajektorien 10 zwischen mehreren Kraftfahrzeugen gemäß dem Verfahrensschema aus 1 durchgeführt hat, oder um eine dazu unterschiedliche elektronische Recheneinrichtung. Bei dem Verfahren zur Fahrtwegermittlung ist vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine Anfrage von dem Kraftfahrzeug empfangen wird, welche eine vorzunehmende Fahrt von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt charakterisiert. In Abhängigkeit von der Anfrage wählt die elektronische Recheneinrichtung mehrere in der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegte Segmente 14 aus und reiht diese ausgewählten Segmente 14 von dem Startpunkt zu dem Zielpunkt aneinander. Anschließend wird der Fahrtweg für das Kraftfahrzeug durch Verknüpfen der jeweiligen den aneinandergereihten Segmenten 14 zugeordneten Idealtrajektorien 16 erzeugt. Dieser ermittelte Fahrtweg wird wiederum als Führungstrajektorie 12 von der elektronischen Recheneinrichtung für das Kraftfahrzeug bereitgestellt, wodurch das Kraftfahrzeug entlang der Führungstrajektorie 12 geführt werden kann, insbesondere zumindest quergesteuert werden kann. Das Kraftfahrzeug kann entlang der empfangenen Führungstrajektorie 12 zumindest teilautomatisiert, insbesondere vollautomatisiert und damit autonom gesteuert werden. Alternativ kann die Führungstrajektorie 12 über eine Navigationseinrichtung des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden, wodurch das Kraftfahrzeug von einem Fahrer manuell entlang der Führungstrajektorie 12 geführt werden kann.
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Dem beschriebenen Verfahren zum Teilen von Trajektorien 10 zwischen mehreren Kraftfahrzeugen liegt das Ziel zugrunde, Gleichanteile von mehreren angelernten Trajektorien 10 zu nutzen. Hierbei sollen die Gleichanteile genutzt werden, um die Führungstrajektorie 12 aus den jeweiligen Segmenten 14 zusammenzusetzen, wobei die Segmente 14 über die Knotenpunkte 24, 26 miteinander verbunden werden. Das Verfahren ermöglicht, dass eine Datenmenge beim Teilen von Trajektorien 10 besonders geringgehalten werden kann. Die jeweiligen Idealtrajektorien 16 der Segmente 14 sind lediglich einmalig abzuspeichern und können dann von vielen Kraftfahrzeugen genutzt werden. Weiterhin kann eine besonders hohe Trajektorienvielfalt erreicht werden, da nicht nur Trajektorien von einem Startpunkt zu einem Endpunkt existieren, sondern eine Menge aller verknüpften Segmente 14 nutzbar gemacht ist. Weiterhin ist bei dem Verfahren eine Anwendung statistischer Methoden zur Bestimmung einer optimalen Führungstrajektorie 12 möglich, wodurch ein besonders hoher Fahrkomfort in einem sogenannten Redrive erreicht werden kann.
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Das Verfahren ermöglicht weiterhin, dass Ausreißer, wie ein Stopp oder ein Ausweichen bei den eingelernten Trajektorien 10, herausgefiltert werden können. Da nicht komplette Kundenfahrten als Trajektorien 10 abgelegt werden, sondern die Segmente 14 in der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegt werden, die keinem bestimmten Fahrer und/oder Fahrverhalten zugeordnet werden können, kann durch das Verfahren ein besonders hoher Datenschutz erreicht werden. Weiterhin ermöglicht das Verfahren, dass eine besonders hohe Flexibilität erreicht werden kann. Bei unvorhergesehenen Änderungen ist eine aktuell geladene Führungstrajektorie 12 nicht komplett abzufahren, sondern kann spontan umgeplant beziehungsweise angepasst werden. Die einzelnen Segmente 14 können als Puzzleteile zum Zielort angesehen werden. Bei einer Änderung einer von dem Startpunkt zu dem Zielpunkt zurückzulegenden Strecke, wie aufgrund eines Hindernisses oder bei einer Änderung des Zielorts, können einfach jeweilige Segmente 14 getauscht werden.
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Weiterhin ist es bei dem Verfahren möglich, dass die einzelnen Segmente 14 entsprechend kategoriespezifischer Eigenschaften variiert werden können. Hierbei können die Segmente 14 fahrzeugspezifisch und/oder kundenspezifisch und/oder infrastrukturspezifisch variiert werden. Bei dem fahrzeugspezifischen Variieren der Segmente 14 können Fahrzeugeigenschaften berücksichtigt werden, wie ein Wendekreis, Überhänge, Fahrzeugabmessungen, eine Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs mit oder ohne Anhänger, ein Gewicht, ein Bodenfreigang, eine Emissionsklasse oder eine Antriebsart. Die Segmente 14 können in Abhängigkeit von den Fahrzeugeigenschaften angepasst werden, insbesondere in Kurven oder an einem Übergang zu Rampen. Bei der kundenspezifischen Variierung der Segmente 14 können Kundenpräferenzen, wie ein einzuhaltender Abstand zu Hindernissen oder einer Beschleunigung, berücksichtigt werden. Bei dem infrastrukturspezifischen Variieren der Segmente 14 können Öffnungszeiten, eine Maut, eine Belegung, eine Ampelschaltung, eine zulässige Fahrtrichtung oder Baustellen berücksichtigt werden. Das Verfahren ermöglicht überdies, dass Karten, welche ein Fahrwegnetz repräsentieren, auf Basis von den jeweiligen Trajektorien 10 zugeordneten Trajektoriendaten insbesondere über eine weitere Ebene in jeweiligen die Karte repräsentierenden Kartendaten angereichert werden können. Hierbei können die Karten mit Kartensegmenten und Knotenpunkten und mit optimalen Trajektorien für Kartensegmente angereichert werden. Vorliegend ist unter einem Segment ein Raum mit Trajektorien 10 mit einem definierten Eingang und einem definierten Ausgang zu verstehen. Unter einem Knotenpunkt ist eine Anschlussstelle zweier oder mehrerer Segmente 14 an deren Eingang und Ausgang zu verstehen.
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Bei dem Verfahren können die Segmente 14 aufgrund der Parkraumgeometrie und/oder aus in Kartendaten hinterlegten Streckeneigenschaften wie Kreuzungen, Einfahrten, Abfahrten oder Spurerweiterungen ermittelt werden. Hierbei werden die Segmente 14 über Abweichungen und Gleichanteile von angelernten Trajektorien 10 ermittelt. Die Trajektorien 10 können auf Basis von abweichenden Häufungen, welche sich voneinander trennen lassen, aufgetrennt werden. Hierbei können die Trajektorien 10 in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Trennschärfe aufgetrennt werden. Die Segmentierung der Trajektorien 10 kann aufgrund von fahrzeugtypspezifischen und/oder fahrerspezifischen Eigenschaften erfolgen. Die einzelnen Segmente 14 sind dabei wie Puzzleteile, die an definierten Knotenpunkten zusammengesetzt werden. In diesen Knotenpunkten sollten eine Position und ein Winkel für alle für dieses Segment 14 vorgesehenen Idealtrajektorien 16 gleich sein.
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Das Verfahren kann folgendermaßen ablaufen: Nach einem Start werden die Trajektorien 10 in jeweiligen Kraftfahrzeugen aufgezeichnet und an die elektronische Recheneinrichtung, welche vorliegend als Backend ausgebildet ist, übertragen. Anschließend erfolgt eine Segmentierung der Trajektorien 10, in der Gleichanteile und somit korrelierende Trajektorien 10 gesucht werden, insbesondere über künstliche Intelligenz und/oder Mustererkennung. Die Segmentierung erfolgt anhand der gefundenen Gleichanteile unter Berücksichtigung der Fahrtrichtung. Eine weitere detaillierte Segmentierung kann auf Basis zusätzlicher Informationsquellen wie einer Karte oder Infrastruktur erfolgen. Die Segmente 14 können weiter optimiert werden, insbesondere anhand einer Streckenlänge, Trajektorienverläufen, Kartendaten oder statistischen Informationen. Zu kleine beziehungsweise zu große Segmente 14 sind nicht vorteilhaft. Zu kleine Segmente 14 können zu einem Datenoverhead und einer besonders hohen Rechenzeit führen. Zu große Segmente 14 können zu einem Verlust einer Flexibilität führen. Dieser Zielkonflikt kann mittels Optimierung aufgelöst werden. Hierfür kann insbesondere eine Mindestlänge und/oder eine Höchstlänge vorgegeben sein.
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Zwischen den Segmenten 14 werden als Knotenpunkte bezeichnete Verknüpfungen erzeugt. Für das Erzeugen der Verknüpfungen wird eine Verkettung der Segmente 14 für die Trajektorien 10 bestimmt. Aneinandergrenzende Segmente 14 werden unter Berücksichtigung der Fahrtrichtung gefunden. Anschließend werden die Knotenpunkte gesetzt. Weiterhin können die Knotenpunkte optimiert werden, insbesondere indem geprüft wird, ob die Knotenpunkte sehr dicht zusammenliegen. Wird festgestellt, dass die Knotenpunkte zu dicht aneinander liegen, dann können Segmente 14 beziehungsweise Knotenpunkte zusammengeführt werden. Bei dem Verfahren kann weiterhin eine Verifizierung der Aufteilung der Segmente 14 sowie der Knotenpunkte erfolgen. Hierbei kann die Verifikation anhand geeigneter Methoden wie einem empirisch-simulativen Verfahren oder analytischen Verfahren erfolgen. Bei dem empirisch-simulativen Verfahren erfolgt ein simulatives Durchführen der kompletten vom Kunden eingefahrenen Trajektorien 10 durch die verknüpften Segmente 14, sodass sichergestellt ist, dass alle eingefahrenen Trajektorien 10 wieder abgefahren werden können. Bei dem analytischen Verfahren erfolgt eine Analyse auf Basis bekannter Methoden der Graphentheorie. Für das Verifizieren der Aufteilung der Segmente 14 und der Knotenpunkte kann weiterhin ein Kartenabgleich erfolgen. Stehen Karten von logischen Fahrwegnetzen oder geometrischer Repräsentation zur Verfügung, dann können die Segmente 14 und/oder die Knotenpunkte mit der Karte abgeglichen werden.
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Es kann weiterhin eine Detaillierung der Knotenpunkte zwischen den Segmenten 14 erfolgen. Hierfür können Position und Winkel für die Knotenpunkte unter Berücksichtigung einer Verkettung der Segmente 14 berechnet werden, damit ein Übergang zwischen einzelnen Segmenten 14 keine springenden Positionen und/oder Winkel aufweist. Hierdurch können eine Glattheit und eine Stetigkeit der Führungstrajektorie 12 erzielt werden, über welche eine Fahrbarkeit entlang der Führungstrajektorie 12 gewährleistet werden kann. Eine Gesamtheit der Knotenpunkte mit Position und Winkel kann unter Berücksichtigung von allen mittels der elektronischen Recheneinrichtung empfangenen Trajektorien 10 optimiert werden.
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Bei dem Verfahren werden weiterhin innerhalb der Segmente 14 jeweilige optimale Trajektorien, vorliegend die Idealtrajektorien 16, erzeugt. Für das Erzeugen der Idealtrajektorien 16 können einzelne Trajektorien in den jeweiligen einzelnen Segmenten 14 erzeugt werden, insbesondere über eine Aneinanderreihung von sogenannten Splines. Bei dem Ermitteln der jeweiligen Idealtrajektorien 16 können Fahrzeugeigenschaften und optional Fahrerpräferenzen, wie ein Abstand zu einer Wand oder zulässige Beschleunigungen hinsichtlich einer Längsbeschleunigung und/oder einer Querbeschleunigung, berücksichtigt werden.
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Die berechneten Knotenpunkte werden in Verbindung mit den Idealtrajektorien 16 in den Segmenten 14 verifiziert. Hierfür erfolgt eine Prüfung der Fahrbarkeit aller Trajektorien 10 von ihrem jeweiligen Startpunkt zu ihrem jeweiligen Endpunkt. Weiterhin erfolgt eine Prüfung der Fahrbarkeit aller Trajektorien 10 unter Variation der Fahrzeugeigenschaften, Fahrerpräferenzen und Infrastruktureigenschaften. Hierbei können als Fahrzeugeigenschaften ein Vorhandensein eines Anhängers und/oder ein Radstand in seiner Länge variiert werden. Hinsichtlich der Fahrerpräferenzen können ein Abstand zur Wand und/oder ein Abstand zu Hindernissen und/oder zulässige Beschleunigungen variiert werden. Hinsichtlich der Infrastruktureigenschaften können Öffnungszeiten und/oder Zugangsbeschränkungen und/oder Durchfahrtsrichtungswechsel variiert werden. Eine Konsistenz und Plausibilität der berechneten Knotenpunkte in Verbindung mit den Idealtrajektorien 16 in den Segmenten 14 kann unter Nutzung von Kartendaten geprüft werden. Weiterhin kann eine Bewertung der Güte erfolgen. Je nach Ergebnis jeweiliger Überprüfungsschritte können Verfahrensschritte des beschriebenen Verfahrens wiederholt werden.
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Für eine Nutzung der Trajektoriendaten für Parkmanöver in dem Kraftfahrzeug kann eine Anfrage von dem Kraftfahrzeug im Backend für ein Manöver von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt empfangen werden. Anschließend werden die notwendigen Segmente 14 für die vorzunehmende Fahrt berechnet. Die Führungstrajektorie 12 wird aus den Idealtrajektorien 16 der ausgewählten Segmente 14 zusammengesetzt. Weiterhin werden die Idealtrajektorien 16 aus den ermittelten Segmenten 14 für die vorzunehmende Fahrt für das Kraftfahrzeug bereitgestellt. Optional kann eine Anreicherung von Kartenmaterial mit den Segmenten 14, Knotenpunkten und Idealtrajektorien 16 für Kraftfahrzeuge für einen Offlinebetrieb erfolgen. Optional können zusätzliche Lokalisierungsmerkmale entlang der Führungstrajektorie 12, wie insbesondere Infrastrukturmerkmale, bereitgestellt werden.
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Im Rahmen des Verfahrens kann somit eine geeignete abstrahierte Darstellung, beispielsweise ein Netz oder ein gerichteter Graph, erzeugt werden, welche logisch aber nicht physikalisch durchfahrbar ist und keine realen Trajektorien enthält. Weiterhin kann eine Umwandlung von der logischen Darstellung in eine Menge von realen, einer Karte zuordenbaren, befahrbaren und miteinander verknüpften Idealtrajektorien 16 erfolgen. Anschließend können diese erzeugten Idealtrajektorien 16 in einem Kraftfahrzeug genutzt werden.
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Insgesamt zeigt die Erfindung wie ein Verfahren zur Generierung von optimalen Trajektorien, vorliegend der Idealtrajektorien 16, für assistierte und automatisierte Parkmanöver und Rangiermanöver durch Segmentierung bereitgestellt werden kann.
