DE102021205896A1

DE102021205896A1 - Computerimplementiertes Verfahren zum Bestimmen von zumindest einem Segment einer Fahrstrecke, derartiges Computerprogrammprodukt, derartiger Computerlesbarer Datenträger und Hardwaremodul zum Bestimmen von zumindest einem Segment einer Fahrstrecke

Info

Publication number: DE102021205896A1
Application number: DE102021205896.5A
Authority: DE
Inventors: Julia Fischer; Sebastian Hurtig; Thilo Jöst
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2022-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Bestimmen von zumindest einem Segment einer Fahrstrecke, wobei das zumindest eine Segment als Eingangsgröße für eine Simulationsumgebung eines automatisierten Fahrsystems bereitstellbar ist, ein derartiges Computerprogrammprodukt, einen derartigen computerlesbaren Datenträger und ein Hardwaremodul zum Bestimmen von zumindest einem Segment einer Fahrstrecke.

Description

Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Bestimmen von zumindest einem Segment einer Fahrstrecke, wobei das zumindest eine Segment als Eingangsgröße für eine Simulationsumgebung eines automatisierten Fahrsystems bereitstellbar ist, ein entsprechendes Computerprogrammprodukt, einen entsprechenden computerlesbaren Datenträger und ein Hardwaremodul zum Bestimmen von zumindest einem Segment einer Fahrstrecke.
Funktionalitäten eines automatisierten Fahrsystems, wie einem automatisierten PKW oder LKW, können in einer Computersimulation und auch während realen Testfahrten des Fahrsystems für eine Fahrstrecke oder einen Teil einer Fahrstrecke, die oder den das automatisierte Fahrsystem fahren soll, simuliert und validiert werden. Die Fahrstrecke ist durch Betriebsfunktionen, im Englischen operational design domains, abgekürzt ODD, die Überwachung des Fahrumfelds, im Englischen object and event detection and response, abgekürzt OEDR, die Trajektorienplanung, im Englischen maneuver behaviour genannt, und die Systemfehler, im Englischen failure mode behaviors genannt, und deren jeweiligen Attribute auf der Fahrstrecke für die Komplexitätsbeschreibung beschrieben und kategorisiert. Beispiele für die Komplexitätsbeschreibung sind aus Staplin, L., Mastromatto, T., Lococo, K. H., Kenneth W. Gish, K. W., & Brooks, J. O. (2018, September), „The effects of medical conditions on driving performance“ (Report No. DOT HS 812 623), Washingtion, DC: National Highway Traffic Safety Administration und Koopman P., Fratrik F., „How Many Operational Design Domains, Objects, and Events?“, Preprint: Safe AI 2019: AAAI Workshop on Artificial Intelligence Safety, Jan 27, 2019 bekannt. Die noch nicht veröffentlichte DE 10 2020 205 310 offenbart ein Verfahren und eine Datenstruktur zur Abdeckung der definierten Parameterbereiche und Kombinatorik von Objekten.
Solche Fahrstrecken werden bisher händisch in einzelne Segmente unterteilt, die dem Benutzer als sinnvolle Abschnitte/Segmente der Fahrstrecke erscheinen. Eine Segmentierung ist insofern vorteilhaft, da die Segmente unterschiedliche Fahrsituationen mit teils unterschiedlichen Fahrstreckenlängen darstellen, welche einzeln in der Simulationsumgebung simuliert und für das automatisierte Fahrsystem getestet werden können. Soll eine neue Fahrstrecke für das automatisierte Fahrsystem validiert werden, können einzelne Segmente der vorherigen Fahrstrecke teilweise wieder verwendet werden.
Die Funktionalitäten des Fahrsystems im Zusammenhang mit möglichen Fahrstrecken und der Umgebungen der Fahrstrecken ergeben eine Vielfalt an Kombinationen und Datenmengen, sodass eine händische Segmentierung von Fahrstrecken kein optimales Ergebnis ermöglicht. Weiter ist problematisch, dass die händische Segmentierung basierend auf Einschätzungen und/oder von dem Benutzer festgelegten Kriterien erzeugt wurde. Jedoch sind es nicht immer die gleichen Kriterien, welche für Applikationen des Fahrsystems entscheidend sind, sodass die Fahrstreckenlängen der Segmente zu lang oder zu kurz sein können, um eine optimierte Simulation zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine automatisierte Generierung von Segmenten bzw. konkreten Szenen von Fahrstrecken als Eingangsgröße für die Simulationsumgebung bereitzustellen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein computerimplementiertes Verfahren, welches die Fahrstrecke basierend auf einem oder mehreren Segmentkriterien automatisiert in Segmente unterteilt, wobei die Segmente eine optimierte Segment-Länge basierend auf dem Segmentkriterium aufweisen.
Gemäß einem Aspekt wird ein computerimplementiertes Verfahren zum Bestimmen von zumindest einem Segment einer Fahrstrecke bereitgestellt, wobei das zumindest eine Segment als Eingangsgröße für eine Simulationsumgebung eines automatisierten Fahrsystems bereitstellbar ist. Das Verfahren umfasst ein Erhalten einer Fahrumgebung, umfassend zumindest eine Fahrstrecke mit einer Gesamtlänge, wobei die Fahrstrecke zumindest eine Objekt-Klasse und Koordinaten aufweist, welche die Fahrstrecke beschreiben. Weiter wird eine Segmentbewertung bestimmt, wobei die Segmentbewertung zumindest ein erstes Segmentkriterium umfasst, das auf der zumindest einen Objekt-Klasse und/oder einem Objekt-Attribut der Fahrstrecke basiert. Ein vorläufiges Segment der Fahrstrecke wird ausgewählt, wobei die Fahrstrecke in zumindest ein Segment unterteilbar ist. Zumindest eine Objekt-Klasse des vorläufigen Segments wird basierend auf einer Position der zumindest einen Objekt-Klasse auf dem vorläufigen Segment ermittelt und ein Objekt-Klassen-Satz des vorläufigen Segments identifiziert, der zumindest eine relevante Objekt-Klasse der zumindest einen ermittelten Objekt-Klasse basierend auf der Segmentbewertung umfasst. Weiter wird ein finales Segment gespeichert, wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments unverändert ist. Eine Segment-Länge des finalen Segments basiert auf einer Segment-Länge des vorläufigen Segments.
Eine Simulationsumgebung bzw. eine Simulation kann eine rein digitale Simulation und eine Prediktion einer realen Fahrstrecke umfassen. In der digitalen Simulation kann das Fahrsystem, die Fahrstrecke, die Fahrumgebung und eine Interaktion zwischen dem Fahrsystem, der Fahrstrecke und der Fahrumgebung simuliert bzw. berechnet werden. Diese digitale Simulation kann von einem Boardcomputer des Fahrsystems ausgeführt werden, um eine mögliche bevorstehende Fahrstrecke zu simulieren. Die Simulation kann auch eine Prediktion der vorausliegenden realen Fahrstrecke sein. Die Koordinaten der Fahrstrecke können GPS-Koordinaten oder S-Koordinaten sein. Die S-Koordinate ist eine Koordinate entlang des Medians einer Fahrstrecke (nicht jedoch der Abstand zu dem Median).
Die zumindest einen relevante Objekt-Klasse kann durch ein Mapping der Segmentbewertung auf eine Objekt-Klasse bestimmt werden. Das Mapping kann ein 1:1 Mapping sein. Alternativ oder zusätzlich können boolesche Operationen verwendet werden, um relevante Objekt-Klassen zu bestimmen. Boolesche Operationen können verwendet werden, wenn Kombinationen von Objekt-Klassen verwendet werden müssen, um das jeweilige Streckenkriterium zu bewerten bzw. anwenden zu können.
Mittels des zuvor beschriebenen Verfahrens kann eine Fahrstrecke automatisiert in ihre Segmente aufgeteilt werden. Insbesondere findet die Segmentierung basierend auf zumindest einem Streckenkriterium statt. Folglich kann eine Fahrstrecke unterschiedliche Segmente umfassen, in Abhängigkeit davon, welches oder welche Streckenkriterien die Streckenbewertung umfasst. Somit ist es möglich, unterschiedliche Applikationen für die gleiche Fahrstrecke in der Simulationsumgebung zu testen, da je nach Applikation ein anderer oder mehrere andere Streckenkriterien berücksichtigt werden müssen und damit teils unterschiedliche Segmente automatisiert generiert werden können. Mittels des Verfahrens sind jeweils geeignete Segmente als Eingangsgröße für die Simulation bereitstellbar.
Die Segment-Länge des vorläufigen Segments kann kleiner oder gleich der Gesamtlänge sein.
Das finale Segment kann gespeichert werden, wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments in Bezug auf die Streckenbewertung, insbesondere auf das zumindest eine Streckenkriterium unverändert ist.
Eine Segment-Länge stellt eine (digitale) Länge der Gesamtlänge der Fahrstrecke dar. Die zumindest eine relevante Objekt-Klasse bzw. der Objekt-Klassen-Satz bezieht sich auf diejenigen Objekt-Klassen, welche in funktionalem Zusammenhang mit der Segmentbewertung, insbesondere dem zumindest einen Segmentkriterium stehen. Ein Objekt-Attribut kann eine GPS-, UTM-, oder s-t-Koordinate sein oder aufweisen. Weitere Eigenschaften bzw. eine Beschreibung der Objekt-Klassen und Objekt-Attribute können dem Pegasus Projekt (Projekt zur Etablierung von generell akzeptierten Gütekriterien, Werkzeugen und Methoden sowie Szenarien und Situationen zur Freigabe hochautomatisierter Fahrfunktionen; pegasusprojekt.de) oder den VV-Methoden (Verification- Validation-Methods, WM Projekt; vvm-projekt.de) zur Validierung und Verifikation hochautomatisierten Fahrens entnommen werden. Gemäß dem Pegasus-Projekt wird eine systematische Beschreibung einer Fahrstrecke bzw. eines Szenarios mittels sechs Ebenen definiert. Die Ebenen sind unterteilt in die Ebene 1: Straße (z.B. Geometrie), Ebene 2: Straßenausstattung und Regeln (z.B. Verkehrsschilder), Ebene 3: temporäre Änderungen und Ereignisse (z.B. Straßenbau), Ebene 4: bewegte Objekte (z.B. Fahrzeuge, Fußgänger), Ebene 5: Umgebungsbedingungen (z.B. Licht, Wetter) und Ebene 6: digitale Informationen (z.B. V2X-Informationen). Die Objekt-Klassen können auf diesen Ebenen basieren. Ein Beispiel eines Szenarios für die Strukturierung ist die Verwendung parametrisierbarer, disjunkter Grundkonstellationen von bewegten Objekten auf der Ebene 4, die zu einer Kollision eines Testobjekts mit den bewegten Objekten führen, wenn das Testobjekt nicht eingreift. Dann beschreibt das Szenario den gesamten Raum der relevanten Szenarioparameter der Ebenen 1 bis 3 und der Ebene 5 bis 6 und den Parametern der gewählten Grundkonstellation der bewegten Objekte. Das WM-Projekt arbeitet daran, eine Systematik und Methoden für den Sicherheitsnachweis von automatisierten Fahrzeugen im urbanen Umfeld zu entwickeln. Dazu werden unter anderem die in dem Pegaus-Projekt definierten Ebenen verwendet.
Die Fahrstrecke bzw. ein Segment kann durch eine Vielzahl von Objekt-Klassen beschrieben sein, wobei die Beschreibung qualitativ und/oder quantitativ vorliegen kann. Eine Fahrumgebung kann kontinuierliche Größen aufweisen, die entlang jedes Koordinatenpunktes der Fahrumgebung bzw. der Fahrstrecke erhebbar sind, wie z.B. die Spurbreite. Weiter kann die Fahrumgebung diskrete Größen aufweisen, welche entweder vorliegen oder nicht, wie z.B. Verkehrsschilder und/oder Ampeln. Kontinuierliche Größen lassen sich qualitativ oder quantitativ bewerten. Qualitativ in dem Sinne bedeutet, dass die Größen abgeschätzt sind. Die Abschätzung kann in Form einer Zuordnung (low, mid, high) erfolgen. Quantitativ bedeutet, dass die Größe mit einem konkreten Wert versehen ist.
Der Objekt-Klassen-Satz weist die zumindest eine relevante Objekt-Klasse auf. Eine Veränderung des Objekt-Klassen-Satzes bzw. der relevanten Objekt-Klasse bedeutet eine Veränderung der zumindest einen relevanten Objekt-Klasse bezüglich des dargestellten Objekts und des Streckenkriteriums. Eine Objekt-Klasse kann eine Eigenschaft der Fahrumgebung, insbesondere der Fahrstrecke wie die Fahrbahnmarkierung der Fahrstrecke beschreiben. Bleibt die Fahrbahnmarkierung entlang eines Segments unverändert, beispielsweise ist die Fahrbahnmarkierung eine durchgezogene Linie zwischen zwei Fahrspuren entlang dieses Segments, umfasst die relevante Objekt-Klasse nur ein Objekt-Attribut, nämlich das der durchgezogenen Fahrbahnmarkierung. Folglich weist die relevante Objekt-Klasse konstant nur das eine Objekt-Attribut auf. In einem anderen Fall kann die Fahrbahnmarkierung entlang eines Segments von einer durchgezogenen Linie zu einer gestrichelten Linie wechseln. In diesem Fall umfasst die relevante Objekt-Klasse zwei Objekt-Attribute. Das erste Objekt-Attribut stellt die durchgezogene Fahrbahnmarkierung und das zweite Objekt-Attribut stellt die gestrichelte Fahrbahnmarkierung dar. Folglich verändert sich die die Fahrbahnmarkierung betreffende relevante Objekt-Klasse, da das Objekt-Klassen-Attribut bei einem Übergang von der durchgezogenen zu der gestrichelten Fahrbahnmarkierung sich verändert Somit ist der Objekt-Klassen-Satz, der nur die relevante Objekt-Klasse der Fahrbahnmarkierung umfasst, nicht konstant entlang dieses Segments. In einem weiteren Beispiel kann der Objekt-Klassen-Satz zwei relevante Objekt-Klassen umfassen. Die beiden relevanten Objekt-Klassen sind die Fahrbahnmarkierung und die Anzahl der Fahrspuren. Entlang eines Segments verändert sich die Fahrbahnmarkierung als auch die Anzahl der Fahrspuren. Die relevante Objekt-Klasse der Fahrbahnmarkierung weist entsprechend zwei Objekt-Attribute für eine durchgezogene und eine gestrichelte Fahrbahnmarkierung auf, Weiter weist die relevante Objekt-Klasse der Anzahl der Fahrspuren drei Objekt-Attribute auf, da die Anzahl der Spuren zunächst zwei, dann vier und dann drei ist. Jede Veränderung eines dieser Objekt-Attribute bedeutet eine Veränderung der Fahrbahn, beispielsweise ein Wechsel von der durchgezogenen Fahrbahnmarkierung zu der gestrichelten Markierung oder ein Wechsel von der vierspurigen Fahrbahn zu der dreispurigen Fahrbahn. Wenn entlang einer Segment-Länge des Segments keine Veränderung bzw. kein Wechsel eines Objekt-Attributs einer relevanten Objekt-Klasse vorliegt, ist der Objekt-Klassen-Satz bzw. die relevanten Objekt-Klassen entlang dieser Segment-Länge konstant.
Entlang eines Segments können alle auftretenden Objekt-Klassen auf eine S-Koordinate (Median der Straße/Fahrstrecke) gemappt werden. Ändert sich ein Objekt-Attribut von s1 zu s2, liegt eine Änderung des Objekt-Attributs vor.
Ein Segment stellt digital eine Teilstrecke der Fahrumgebung, insbesondere der Fahrstrecke dar. Das Segment kann eine Segment-Länge aufweisen, wobei diese Segment-Länge digital eine Länge der Teilstrecke darstellt. Unterschiedliche Segmente können unterschiedliche Segment-Längen aufweisen. Folglich weist ein Segment einen Anfangs- und einen Endpunkt auf, zwischen denen sich das Segment erstreckt. Die Länge zwischen diesen beiden Punkten ist als Segment-Länge zu verstehen. Die Anfangs- und Endpunkte sowie die Länge können durch Koordinaten (z.B. utm-Koordinaten; s-t-Koordinaten) beschrieben sein. Eine Strecke/ein Segment kann durch eine Vielzahl von Objekt-Klassen beschrieben sein, wobei die Beschreibung qualitativ und/oder quantitativ vorliegen kann. Ein Segment kann eine minimale Segment-Länge aufweisen. Entlang eines Segments bedeutet in diesem Kontext, dass die Objekt-Klassen durch Koordinaten auf dem Segment angeordnet sind und der Objekt-Klassen-Satz von dem Anfangspunkt bis zu dem Endpunkt des Segments hinsichtlich der Streckenbewertung beurteilt wird, ob er sich zwischen dem Anfangs- und dem Endpunkt verändert.
Ein vorläufiges Segment ist ein Segment, das noch in Bezug auf die relevante Objekt-Klasse und die Streckenbewertung geprüft wird, und dessen Segment-Länge, wie zuvor und nachfolgend beschrieben, noch basierend auf einer Veränderung der relevanten objekt-Klasse variieren kann. Sobald sich die relevante Objekt-Klasse entlang des vorläufigen Segments nicht verändert, kann dieses vorläufiges Segment eine entsprechend feste Segment-Länge zugewiesen werden und ein finales Segment basierend auf diesem vorläufigen Segment bestimmt werden. Das finale Segment ist folglich ein Segment, das bereits hinsichtlich der relevanten Objekt-Klassen und der Streckenbewertung geprüft wurde und dessen Segment-Länge unveränderlich ist.
Die Fahrumgebung kann weiter eine Umgebung der Fahrstrecke umfassen. Die Umgebung kann Wetter, Vegetation und/oder Gebäude entlang der Fahrstrecke umfassen. Somit kann ein nahezu identisches digitales Abbild der realen Fahrstrecke dargestellt und segmentiert werden. Die Umgebung der Fahrstrecke kann durch Objekt-Klassen und Koordinaten beschrieben sein.
Die Fahrumgebung kann in Form einer Eingabe eines Benutzers erhalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrumgebung durch Abrufen aus einer Datenbank oder einem Netzwerk erhalten werden.
Ausführungen betreffend das vorläufige Segment können auch auf ein weiteres vorläufiges Segment angewendet werden. Dasselbe trifft für Ausführungen bezüglich des finalen Segments und des weiteren finalen Segments zu.
Das Verfahren kann weiter, wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments unverändert ist und die Segment-Länge des vorläufigen Segments kleiner als die Gesamtlänge ist, ein Vergrößern der Segment-Länge des vorläufigen Segments umfassen. Wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments mit der vergrößerten Segment-Länge unverändert ist und die vergrößerte Segment-Länge gleich der Gesamtlänge ist, wird das finale Segment gespeichert, wobei das finale Segment auf dem vorläufigen Segment mit der vergrößerten Segment-Länge basiert. Wenn sich der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments mit der Segment-Länge oder des vorläufigen Segments mit vergrößerter Segment-Länge verändert, kann das Verfahren alternativ oder zusätzlich ein Verkleinern der Segment-Länge des entsprechenden vorläufigen Segments umfassen. Wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des Segments mit der verkleinerten Segment-Länge unverändert ist, kann das Verfahren weiter ein Speichern des finalen Segments umfassen, wobei das finale Segment auf dem vorläufigen Segment mit der verkleinerten Segment-Länge basiert. Folglich kann die Segment-Länge des vorläufigen Segments so lang vergrößert werden, bis die Segment-Länge der Gesamt-Länge entspricht oder sich der Objekt-Klassen-Satz verändert. Verändert sich der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments nach der Vergrößerung der Segment-Länge und war der Objekt-Klassen-Satz in dem vorherigen Schritt unverändert, kann geschlussfolgert werden, dass die maximale Segment-Länge entlang derer sich der Objekt-Klassen-Satz nicht ändert der Segment-Länge des vorläufigen Segments vor der Vergrößerung entspricht.
Entsprechend kann eine optimale, insbesondere eine maximale Segment-Länge bestimmt werden, die derart gewählt ist, dass der Objekt-Klassen-Satz des vorläufigen Segments mit der optimalen Segment-Länge unverändert ist. In der Simulationsumgebung kann damit eine Applikation, bei der die Streckenbewertung relevant ist, für eine maximale Segment-Länge erfolgen und es wird eine unnötige weitere Simulation mit denselben Parametern verhindert. Stattdessen bedeutet ein weiteres Segment für dieselbe Streckenbewertung einen Wechsel der Fahrsituation und bedarf folglich einer neuen Simulation. Beinhaltet die Fahrstrecke zunächst eine Gerade-Aus-Teilstrecke gefolgt von einem Kreisverkehr und wäre das einzige Streckenkriterium ein Ändern der Fahrrichtung des Fahrsystems aufgrund der Fahrstreckenführung, würde ein Segment die Gerade-Aus-Teilstrecke darstellen und ein weiteres Segment den Kreisverkehr. Eine wiederholte Simulation unterschiedlicher kleiner Teilstrecken der Gerade-Aus-Teilstrecke würde keine Änderung für das Fahrsystem bedeuten, jedoch erheblich höheren Rechenaufwand für die wiederholten Simulationen erfordern. Somit können Ressourcen gespart und effizient genutzt werden.
Das Verfahren kann weiter ein Vergleichen der Segment-Länge des gespeicherten finalen Segments mit der Gesamtlänge umfassen. Weiter kann ein weiteres vorläufiges Segment der Fahrstrecke bestimmt werden, wenn die Segment-Länge des gespeicherten finalen Segments kleiner als die Gesamtlänge ist, wobei eine Segment-Länge des weiteren vorläufigen Segments kleiner oder gleich einer Restfahrstrecke ist, die sich aus der Differenz zwischen der Gesamtstrecke und der Segment-Länge des gespeicherten finalen Segments ergibt. Das Verfahren kann weiter ein Ermitteln zumindest einer Objekt-Klasse des weiteren vorläufigen Segments basierend auf einer Position der zumindest einen zu ermittelnden Objekt-Klasse auf dem weiteren vorläufigen Segment und ein Identifizieren eines Objekt-Klassen-Satzes des weiteren vorläufigen Segments umfassen, der zumindest eine relevante Objekt-Klasse der ermittelten Objekt-Klassen basierend auf der Segmentbewertung umfasst. Ein weiteres finales Segment wird gespeichert, wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des weiteren vorläufigen Segments unverändert ist, wobei eine Segment-Länge des weiteren finalen Segments auf einer Segment-Länge des weiteren vorläufigen Segment basiert.
Somit kann die Fahrstrecke, wenn diese in zwei oder mehr Segmente unterteilbar ist, automatisiert in die zwei oder mehr Segmente mit für die gewählte Streckenbewertung optimalen Segment-Längen basierend auf der Streckenbewertung unterteilt werden.
Die Segmentbewertung kann ein zweites Segmentkriterium umfassen, das auf einer Objekt-Klasse der erhaltenen Objekt-Klassen der Fahrstrecke basiert, wobei sich das erste Segmentkriterium von dem zweiten Segmentkriterium unterscheidet. Weiter kann der Objekt-Klassen-Satz zumindest eine weitere relevante Objekt-Klasse der extrahierten Objekt-Klassen basierend auf dem zweiten Segmentkriterium umfassen.
Je nach Applikation des Fahrsystems kann es sein, das mehr als ein Streckenkriterium relevant ist. Somit können auch Segmente generiert werden, die auf mehreren Streckenkriterien basieren. Eine Applikation kann eine Autobahnfahrt sein, bei der die Streckenkriterien die Anzahl der Fahrspuren, die Fahrbahnmarkierungen, die zulässige Höchstgeschwindigkeit, die Zusammensetzung aus Gerade-Aus-Streckenelementen und/oder Kurven-Streckenelementen bzw. Geometrie der Strecke umfassen. Die Streckenkriterien betreffen somit überwiegend die Objekt-Klassen der Ebenen 1, 2, 3 und 6 des Pegaus-Projekts. Eine weitere Applikation kann eine Landfahrt sein, bei der die Streckenkriterien die Geometrie und vorkommende Objekte betreffen. Folglich betreffen die Streckenkriterien überwiegend die Objekt-Klassen der Ebenen 1 und 4 des Pegaus-Projekts. Eine weitere Applikation kann eine Stadtfahrt sein, bei der die Streckenkriterien Objekt-Klassen der Ebenen 1 bis 4 betreffen.
Die Streckenbewertung kann ein oder mehrere Streckenkriterien umfassen und ist als Zusammenfassung der Streckenkriterien zu verstehen. Umfasst die Streckenbewertung nur ein Streckenkriterium, entspricht die Streckenbewertung diesem einen Streckenkriterium. Umfasst die Streckenbewertung zwei oder mehr Streckenkriterien, wird das vorläufige Segment hinsichtlich jedes einzelnen dieser zwei oder mehr Streckenkriterien geprüft.
Der Objekt-Klassem-Satz kann ein oder mehrere relevante Objekt-Klassen umfassen. Umfasst der Objekt-Klassen-Satz nur eine relevante Objekt-Klasse, entspricht der Objekt-Klassen-Satz dieser einen relevanten Objekt-Klasse. Umfasst der Objekt-Klassen-Satz zwei oder mehr relevante Objekt-Klassen, wird das vorläufige Segment hinsichtlich jeder einzelnen dieser zwei oder mehr Objekt-Klassen geprüft.
Das Verfahren kann weiter ein Ermitteln zumindest eines funktionalen Zusammenhangs zwischen den relevanten Objekt-Klassen des Objekt-Klassen-Satzes umfassen. Der funktionale Zusammenhang zwischen den relevanten Objekt-Klassen kann ein auf den Koordinaten und Informationen der relevanten Objekt-Klassen basierendes Anordnen in der digitalen Darstellung bzw. der Simulationsumgebung bedeuten. Unter dem funktionalen Zusammenhang kann die räumliche Anordnung und Beziehung der Fahrstrecke und/oder Fahrumgebung, sowie der einzelnen Objekte zueinander verstanden werden. Dabei werden die Größen und räumlichen Anordnungen der Objekte in Bezug zueinander bestimmt.
Das erste und/oder das zweite Streckenkriterium können basierend auf jeder Objekt-Klasse der Fahrstrecke, jeder Unterklasse einer Objekt-Klasse und/oder jedem Objekt-Attribut bestimmt werden. Dabei kann das erste und/oder das zweite Streckenkriterium eines oder mehrere der folgenden umfassen: eine Spurmarkierung der Fahrstrecke; eine Anzahl der Fahrspuren der Fahrstrecke; eine Spurbreite der Fahrstrecke und/oder der Fahrspur; eine mögliche und/oder zulässige Fahrgeschwindigkeit; einen Typ der Fahrstrecke, wobei der Typ der Fahrstrecke zumindest eine Kreuzung, ein Geradeaus-Element und einen Kreisverkehr umfasst; einen Wechsel des Typs der Fahrstrecke; eine Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche der Fahrstrecke; eine Art der Fahrstrecke (wie betoniert, gepflastert, Schotter, usw.); eine Sicherheitsstufe für einen Fahrgast des Fahrsystems; ein aktuelles und/oder prognostiziertes Wetter entlang der Fahrstrecke; wobei das erste und/oder das zweite Segmentkriterium basierend auf einer Applikation des Fahrsystems bestimmt werden; Verkehrsschilder; Ampeln; Straßenbreite, eine Durchschnittsgeschwindigkeit, ein Verkehrsaufkommen, und/oder ein Vegetationsaufkommen. Dabei ist die Fahrspurbreite der Fahrstrecke ein quantitatives Kriterium.
Weiter kann das Verfahren ein Zuordnen zumindest eines Teils der Objekt-Klassen zu dem finalen Segment und/oder dem weiteren finalen Segment vor dem Speichern des finalen Segments umfassen. Insbesondere kann das Verfahren ein Zuordnen aller Objekt-Klassen zu dem finalen Segment und/oder dem weiteren finalen Segment vor dem Speichern des finalen Segments umfassen. Mit anderen Worten findet in diesem Schritt ein Mapping der Objekt-Klassen vor dem Speichern statt, sodass das gespeicherte finale Segment mit allen zugehörigen Objekt-Klassen beschrieben abgespeichert wird. Folglich kann eine Simulation ohne weiteres Mapping erfolgen.
Der Schritt des Bestimmens des vorläufigen Segments bzw. der Schritt des Bestimmens des weiteren vorläufigen Segments der Fahrstrecke kann weiter das Bestimmen des jeweiligen Segments mit einer initialen Segment-Länge der Fahrstrecke umfassen, wobei die initiale Segment-Länge eines von einer minimalen Segment-Länge, einer durchschnittlichen Segment-Länge oder der Gesamtlänge ist. Die minimale Segment-Länge ist durch zwei Knotenpunkte und eine die zwei Knotenpunkte verbindende Knotenkante der Fahrstrecke definiert. Alternativ kann die minimale Segment-Länge basierend auf einer maximalen Anzahl von Segmenten der Fahrstrecke, einer Rechenkapazität eines Hardwaremoduls oder eines Prozessors und/oder einer Anzahl von permutierenden Szenarien der Fahrstrecke bestimmt werden. Die durchschnittliche Segment-Länge wird basierend auf zumindest einem von einer Applikation des Fahrsystems und/oder der Gesamtlänge bestimmt. Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt des Bestimmens des weiteren vorläufigen Segments der Fahrstrecke ein Bestimmen des weiteren vorläufigen Segments mit einer initialen Segment-Länge umfassen, die auf der Segment-Länge des gespeicherten finalen Segments basiert oder dieser entspricht. Die Knotenpunkte und Knotenkante können durch Koordinaten beschrieben sein. Zusätzlich oder alternativ kann die initiale Segment-Länge basierend auf der Auflösung der Fahrstrecke (Auflösung der GPS-Daten) gewählt werden.
Wenn die Segment-Länge des vorläufigen Segments bzw. des weiteren vorläufigen Segments einer oder mehrerer minimalen Segment-Längen entspricht, kann der Schritt des Vergrößerns oder Verkleinern der Segment-Länge ein Vergrößern oder Verkleinern der Segment-Länge um die minimale Segment-Länge umfassen. Wenn die Segment-Länge des vorläufigen Segments der Gesamtlänge entspricht, kann der Schritt des Verkleinerns der Segment-Länge des vorläufigen Segments ein Verkleinern der Segment-Länge um die minimale oder initiale Segment-Länge umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Verkleinerns der Segment-Länge des vorläufigen Segments ein Halbieren der Segment-Länge umfassen.
Das Vergrößern und/oder Verkleinern der Segment-Länge kann basierend auf einer Applikation des Fahrsystems erfolgen. Wird eine Fahrsituation auf einer Autobahn simuliert, kann die Segment-Länge um 500 m bis 5 km vergrößert/verkleinert werden, während innerhalb einer Ortschaft die Segment-Länge um 10 m bis 100 m vergrößert/verkleinert werden kann.
Das Verfahren kann weiter ein Speichern des finalen Segments in einer Datenbank oder einem Datenträger umfassen. Das finale Segment bzw. die finalen Segmente können in Form einer Liste auf der Datenbank oder dem Datenträger gespeichert werden. Die Datenbank kann eine lokale Datenbank, eine Remote-Datenbank oder eine Cloud-Datenbank sein.
Weiter kann das Verfahren die folgenden Schritte umfassen: Eingeben des gespeicherten finalen Segments und/oder des gespeicherten weiteren finalen Segments in die Simulationsumgebung des automatisierten Fahrsystems; und Validieren von Funktionalitäten des Fahrsystems basierend auf dem oder den eingegebenen Segmenten.
Die Segment-Länge des finalen Segments kann der Segment-Länge des vorläufigen Segments entsprechen, wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments unverändert ist. Weiter kann eine Segment-Länge des weiteren finalen Segments der Segment-Länge des weiteren vorläufigen Segments entsprechen, wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des weiteren vorläufigen Segments unverändert ist. Alternativ kann die Segment-Länge des finalen Segments vergrößert oder verkleinert werden im Vergleich zu der Segment-Länge des vorläufigen Segments, auf dem das finale Segment basiert. Das Vergrößern oder Verkleinern der Segment-Länge des finalen Segments kann basierend auf einer Applikation des Fahrsystems, der Fahrumgebung und/oder einer (digitalen) Auflösung der Fahrumgebung erfolgen.
Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt durch ein Hardwaremodul zum Bestimmen von zumindest einem Segment einer Fahrstrecke gelöst, wobei das zumindest eine Segment als Eingangsgröße für eine Simulationsumgebung eines automatisierten Fahrsystems bereitstellbar ist. Das Hardwaremodul umfasst eine Schnittstelle, die zum Erhalten einer Fahrumgebung bzw. von Daten charakterisierend eine Fahrumgebung eingerichtet ist, die zumindest eine Fahrstrecke mit einer Gesamtlänge umfasst, wobei die Fahrstrecke zumindest eine Objekt-Klasse und Koordinaten aufweist, welche die Fahrstrecke beschreiben, und einen Prozessor, der eingerichtet ist zum: Bestimmen einer Segmentbewertung, wobei die Segmentbewertung zumindest ein erstes Segmentkriterium umfasst, das auf der zumindest einen erhaltenen Objekt-Klasse und/oder einem Objekt-Attribut der Fahrstrecke basiert; Auswählen eines vorläufigen Segments der Fahrstrecke, wobei die Fahrstrecke in zumindest ein Segment unterteilbar ist; Ermitteln zumindest einer Objekt-Klasse des vorläufigen Segments basierend auf einer Position der zumindest einen zu ermittelnden Objekt-Klasse auf dem vorläufigen Segment und Identifizieren eines Objekt-Klassen-Satzes des vorläufigen Segments, der zumindest eine relevante Objekt-Klasse der zumindest einen ermittelten Objekt-Klasse basierend auf der Segmentbewertung umfasst; und Speichern eines finalen Segments, wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments unverändert ist, wobei eine Segment-Länge des finalen Segments auf einer Segment-Länge des vorläufigen Segments basiert. Das Hardwaremodul kann ein Logikbaustein, ein IC, ein ASCI, ein FPGA, eine Rechenverarbeitungseinheit oder ähnliches sein. Das Hardwaremodul kann ein Computer sein. Der Prozessor kann eine CPU oder eine integrierte Schaltung in Form eines Mikroprozessors oder Mikrocontrollers sein. Das Hardwaremodul kann weiter einen Speicher umfassen. Der Speicher kann ein nichtflüchtiger Speicher sein. Der Speicher kann dazu eingerichtet sein, Daten zu speichern, welche der Speicher von der Schnittstelle und/oder dem Prozessor empfängt. Die Schnittstelle kann die Fahrumgebung bzw. die die Fahrumgebung charakterisierenden Daten von einem lokalen und/oder drahtlosen Netzwerk und/oder einem Cloud-Speicher erhalten. Auf dem Speicher kann ein Computerprogrammprodukt gemäß des nachfolgenden beschriebenen Aspekts gespeichert sein. Die Schnittstelle kann als ein Sende-/Empfänger ausgebildet sein, um Daten zu senden und zu empfangen. Insbesondere ist die Schnittstelle dazu eingerichtet, Daten charakterisierend eine Fahrumgebung zu erhalten. Alternativ oder zusätzlich kann die Schnittstelle die Daten über eine drahtlose Verbindung mit einem Netzwerk erhalten Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, umfassend Programmcodeabschnitte zum Ausführen des zuvor beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogramm durch zumindest einen Prozessor ausgeführt wird.
Die Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt durch einen computerlesbaren Datenträger gelöst, auf dem zumindest ein durch das zuvor beschriebene Verfahren gespeichertes finales Segment und/oder das zuvor beschriebene Computerprogrammprodukt gespeichert ist.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der weiteren Aspekte und ihrer möglichen Fortbildungen, wird auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen des Verfahrens verwiesen.
Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Hardwaremoduls;
2 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Bestimmen von zumindest einem Segment einer Fahrstrecke;
3 ein Ausführungsbeispiel einer Segmentierung einer Fahrstrecke;
4 einen zweiten Schritt des Ausführungsbeispiels der Segmentierung der Fahrstrecke gemäß 3;
5 eine finale Segmentierung der Fahrstrecke aus 3;
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Segmentierung einer Fahrstrecke; und
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Segmentierung einer Fahrstrecke.

In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche beziehungsweise - ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die 1 zeigt ein Hardwaremodul 100 mit einer Schnittstelle 110, einem Prozessor 120 und einem Speicher 130. Die Schnittstelle 110 kann als ein Sende-/Empfänger ausgebildet sein, um Daten zu senden und zu empfangen. Insbesondere ist die Schnittstelle 110 dazu eingerichtet, Daten charakterisierend eine Fahrumgebung zu erhalten. Weiter dient die Schnittstelle 110 als eine Datenübertragungsschnittstelle zu dem Speicher 130 und dem Prozessor 120. Die Daten können von einem Bordcomputer des automatisierten Fahrsystems eingegeben werden, beispielsweise von einem Navigationssystem. Alternativ oder zusätzlich kann die Schnittstelle 110 die Daten über eine drahtlose Verbindung mit einem Netzwerk erhalten. Der Prozessor 120 ist eine CPU oder eine integrierte Schaltung in Form eines Mikroprozessors oder Mikrocontrollers. Der Speicher 130 ist dazu eingerichtet, Daten zu speichern, welche der Speicher 130 von der Schnittstelle 110 und dem Prozessor 120 empfängt. Das Hardwaremodul 100 ist dazu eingerichtet, das nachfolgend beschriebene Verfahren auszuführen. Dazu kann auf dem Speicher 130 ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gespeichert sein, umfassend Programmcodeabschnitte zum Ausführen des Verfahrens. Alternativ kann der Speicher 130 ein Datenträger sein, auf dem durch das Verfahren erhaltene Segmente gespeichert sind.
Die 2 zeigt ein Verfahren 200 zum Bestimmen von zumindest einem Segment FS1-FS4 einer Fahrstrecke, wobei das zumindest eine Segment FS1 -FS4 als Eingangsgröße für eine Simulationsumgebung eines automatisierten Fahrsystems bereitstellbar ist. In dem Schritt 210 wird eine Fahrumgebung bzw. Daten charakterisierend die Fahrumgebung erhalten, umfassend zumindest eine Fahrstrecke mit einer Gesamtlänge TL. Die Fahrstrecke weist zumindest eine Objekt-Klasse und Koordinaten auf, welche die Fahrstrecke beschreiben. In einem weiteren Schritt 220 wird eine Streckenbewertung bestimmt, wobei die Streckenbewertung zumindest ein erstes Streckenkriterium umfasst, das auf der zumindest einen erhaltenen Objekt-Klasse und/oder einem Objekt-Attribut der Fahrstrecke basiert. Das erste Streckenkriterium kann eine Spurmarkierung sein, wie nachfolgend mit Bezug zu 3 beschrieben wird. In einem Schritt 230 wird ein vorläufiges Segment VS1; VS2 der Fahrstrecke ausgewählt, wobei die Fahrstrecke in zumindest ein Segment VS1; VS2; FS1 -FS4 unterteilbar ist. Beispielsweise ist die Fahrstrecke in drei Segmente FS1-FS3 unterteilbar, wie in 4 gezeigt. In einem Schritt 240 wird zumindest eine erhaltene Objekt-Klasse des vorläufigen Segments VS1; VS2 basierend auf einer Position der zumindest einen zu Objekt-Klasse auf dem vorläufigen Segment VS1; VS2 ermittelt und in einem Schritt 250 ein Objekt-Klassen-Satz des vorläufigen Segments VS1; VS2 identifiziert, der zumindest eine relevante Objekt-Klasse der zumindest einen ermittelten Objekt-Klasse basierend auf der Segmentbewertung umfasst. Schließlich wird in einem Schritt 260 ein finales Segment FS1-FS3 gespeichert, wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments VS1, VS2 unverändert ist, wobei eine Segment-Länge des finalen Segments FS1-FS3 auf einer Segment-Länge des vorläufigen Segments VS1, VS2 basiert.
Die 3 zeigt eine Fahrstrecke mit einer Gesamtlänge TL, welche zwischen einem Anfangspunkt A und einem Endpunkt B verläuft. Weiter weist die Fahrstrecke in der 3 zwei Fahrspuren L1 und L2 und einen durch zwei dicke Striche markierten Fahrbahnrand auf. Die Fahrbahnmarkierung verläuft zwischen den beiden Spuren L1 und L2. Entlang der Fahrstrecke betrachtet und beginnend am Anfangspunkt A ist die Fahrbahnmarkierung in einem ersten Abschnitt zunächst eine durchgezogene Linie, welche beispielsweise ein Überholverbot darstellt. In einem mittleren Abschnitt der Fahrstrecke weist die Fahrbahnmarkierung eine gestrichelte Fahrbahnmarkierung auf. Folglich verändert sich die Fahrbahnmarkierung von dem ersten Abschnitt zu dem zweiten Abschnitt. Schließlich weist die Fahrbahnmarkierung in einem dritten und letzten Abschnitt, welcher den Endpunkt B aufweist, wieder eine durchgezogene Linie auf. Somit verändert sich die Fahrbahnmarkierung von dem zweiten zu dem dritten Abschnitt. Zur besseren Darstellung sind die einzelnen Abschnitte der Fahrstrecke durch gepunktete sich quer zu der Fahrstrecke erstreckende Linien in den 3 bis 5 eingezeichnet.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren wurde die Fahrumgebung, hier die Fahrstrecke, erhalten. Anschließend wird eine Streckenbewertung umfassend zumindest ein erstes Streckenkriterium bestimmt. Die Fahrstrecke ist durch Objekt-Klassen und Koordinaten digital beschrieben und das erste Streckenkriterium wird basierend auf zumindest einer erhaltenen Objekt-Klasse und/oder einem Objekt-Attribut der Fahrstrecke bestimmt. In 3 ist die Fahrstrecke durch Objekt-Klassen beschrieben, welche zumindest die Straßenbreite, die Fahrspurbreite, die Fahrbahnmarkierung und die Fahrtrichtung beschreiben. Entsprechende Koordinaten, die die Objekt-Klassen entlang der Fahrstrecke anordnen und in Bezug zueinander bringen sind auch enthalten. Als erstes Streckenkriterium wird in der 3 das Streckenkriterium der Fahrbahnmarkierung gewählt. Anschließend soll die Fahrstrecke in finale Segmente FS1-FS3 wie in 5 dargestellt gegliedert werden, wobei entlang eines einzelnen finalen Segments FS1-FS3 die Fahrbahnmarkierung unverändert bzw. konstant ist.
In der 3 wird ein erstes vorläufiges Segment VS1 mit einer initialen Segment-Länge VS1 auf der Fahrstrecke ausgewählt. Die initiale Segment-Länge für das vorläufige Segment VS1 ist eine durchschnittliche (vorläufige) Segment-Länge basierend auf einer Applikation des Fahrsystems, hier der Applikation des möglichen Spurwechsels. Beispielsweise zeigt die 3 einen Straßenabschnitt innerhalb einer Ortschaft, wobei eine durchschnittliche Segment-Länge bzw. eine Streckenlänge von 50 m für eine Spurmarkierung bzw. einen möglichen Wechsel/eine mögliche Veränderung einer Spurmarkierung angenommen wird. Ein Segment weist einen Anfangs- und einen Endpunkt auf sowie die zwischen diesen Punkten liegende Segment-Länge. In der 3 entspricht der Anfangspunkt des vorläufigen Segments VS1 dem Anfangspunkt A der Fahrstrecke. Dies ist lediglich ein Beispiel für ein erstes vorläufiges Segment und dem Fachmann ist klar, dass auch ein erstes vorläufiges Segment an einer anderen Position der Fahrstrecke gewählt werden kann. Das erste vorläufige Segment könnte derart gewählt sein, dass der Endpunkt des vorläufigen Segments dem Endpunkt B der Fahrstrecke entspricht. Das erste vorläufige Segment könnte auch derart gewählt sein, dass es in einem beliebigen Abschnitt zwischen dem Anfangspunkt A und dem Endpunkt B liegt.
Nachdem das erste vorläufige Segment VS1 ausgewählt wurde, werden die Objekt-Klassen des vorläufigen Segments VS1 basierend auf Positionen der Objekt-Klassen auf dem vorläufigen Segment VS1 ermittelt. Mit anderen Worten werden die Objekt-Klassen aus den Daten der erhaltenen Fahrstrecke ermittelt, welche auf dem ersten vorläufigen Segment VS1 vorhanden sind und wo diese befindlich sind. Da aber nicht zwingend alle Objekt-Klassen des vorläufigen Segments für die Segmentierung entscheidend sein müssen, wird anschließend ein Objekt-Klassen-Satz für das erste vorläufige Segment VS1 identifiziert. Der Objekt-Klassen-Satz des ersten vorläufigen Segments VS1 umfasst zumindest eine relevante Objekt-Klasse, die auf einer der ermittelten Objekt-Klassen des ersten vorläufigen Segments VS1 basiert und relevant für das erste Streckenkriterium ist. Da als erstes Streckenkriterium die Fahrbahnmarkierung gewählt wurde, ist zumindest eine relevante Objekt-Klasse die Fahrbahnmarkierung und deren Position/Positionen entlang des ersten vorläufigen Segments VS1.
Als nächstes wird überprüft, ob der Objekt-Klassen-Satz, hier die relevante Objekt-Klasse der Fahrbahnmarkierung, unverändert entlang des ersten vorläufigen Segments VS1 ist. Wie in der 3 zu sehen ist, ist die Fahrbahnmarkierung entlang des ersten vorläufigen Segments VS1 konstant bzw. unverändert. Um eine maximale Segment-Länge des vorläufigen Segments VS1 zu bestimmen, bei dem die Fahrbahnmarkierung unverändert ist, wird in einem nächsten Schritt die Segment-Länge des ersten vorläufigen Segments VS1 vergrößert.
Entsprechend werden die weiteren Objekt-Klassen des ersten vorläufigen Segments VS1 ermittelt, welche auf dem vergrößerten Teil des vorläufigen Segments VS1 vorliegen, und wieder der Objekt-Klassen-Satz bzw. die relevante Objekt-Klasse der Fahrbahnmarkierung identifiziert.
Es wird wieder überprüft, ob der Objekt-Klassen-Satz entlang des ersten vorläufigen Segments VS1 mit der vergrößerten Segment-Länge unverändert ist. Erreicht die vergrößerte Segment-Länge eine Segment-Länge eines finalen Segments FS1, würde die Überprüfung ergeben, dass der Objekt-Klassen-Satz entlang des ersten vorläufigen Segments VS1 mit der Segment-Länge des finalen Segments FS1 unverändert ist. Wird die Segment-Länge des ersten vorläufigen Segments VS1 über die Segment-Länge des finalen Segments FS1 hinaus vergrößert, würde bei der Überprüfung bestimmt werden, dass der Objekt-Klassensatz verändert ist, da in dem zweiten Abschnitt der Fahrtrecke die gestrichelte Fahrbahnmarkierung vorliegt. Folglich kann die Segment-Länge des ersten vorläufigen Segments VS1 auf eine vorherige Segment-Länge verkleinert werden, bei der der Objekt-Klassen-Satz unverändert ist. Diese entspricht der Segment-Länge des finalen Segments FS1. Somit kann durch ein Vergrößern und Verkleinern der Segment-Länge eine maximale Segment-Länge bestimmt werden, entlang derer der Objekt-Klassen-Satz unverändert ist. Anschließend wird das finale Segment FS1 gespeichert, wobei die Segment-Länge des finalen Segments FS1 der vergrößerten Segment-Länge des vorläufigen Segments VS1 entspricht. Das finale Segment FS1 kann in dem Speicher 130 und/oder einem Datenträger gespeichert werden. Zusätzlich können vor dem Speichern des finalen Segments FS1 weitere oder alle Objekt-Klassen des finalen Segments FS1 zugeordnet bzw. gemappt werden.
Die Segment-Länge des finalen Segments FS1 ist kleiner als die Gesamtlänge TL der Fahrstrecke, sodass zumindest noch ein weiteres Segment bestimmt werden kann. Wie in 4 gezeigt ist, wird ein zweites vorläufiges Segment VS2 mit einer initialen Segment-Länge ausgewählt. Die initiale Segment-Länge des zweiten vorläufigen Segments VS2 basiert auf der Segment-Länge des finalen Segments FS1. In der 4 entspricht die initiale Segment-Länge des zweiten vorläufigen Segments VS2 der Segment-Länge des finalen Segments FS1. Es werden die Objekt-Klassen des zweiten vorläufigen Segments VS2 ermittelt und wieder ein Objekt-Klassen-Satz bestimmt, der zumindest die relevante Objekt-Klasse der Fahrbahnmarkierung umfasst, da auch hier das erste Streckenkriterium der Fahrbahnmarkierung gilt. Alternativ kann eine initiale Segment-Länge des zweiten vorläufigen Segments VS2 einer minimalen Segment-Länge oder einer durchschnittlichen Segment-Länge entsprechen.
Ein Überprüfen, ob das zweite vorläufige Segment VS2 im Hinblick auf das erste Streckenkriterium unverändert ist, ergibt, dass sich die Fahrbahnmarkierung des zweiten vorläufigen Segments VS2 verändert bzw. von gestrichelt zu durchgezogen wechselt. Folglich wird die Segment-Länge des zweiten vorläufigen Segments verkleinert. Dies kann in mehreren Verkleinerungs- und Überprüfungsschritten erfolgen. Nachdem eine Segment-Länge des zweiten vorläufigen Segments VS2 einer Segment-Länge eines zweiten finalen Segments FS2 entspricht, wird die Überprüfung ergeben, dass die Fahrbahnmarkierung entlang des vorläufigen Segments VS2 mit einer veränderten Segment-Länge, die gleich der Segment-Länge des finalen Segments FS2 ist, unverändert ist. Anschließend wird das zweite finale Segment FS2 gespeichert.
Dieser Prozess des Bestimmens eines weiteren vorläufigen Segments kann so häufig erfolgen, bis die Segment-Längen der gespeicherten finalen Segmente der Gesamtlänge TL entsprechen. Dies ist beispielhaft in der 5 gezeigt.
Die 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem als erstes Streckenkriterium die Anzahl der Fahrspuren gewählt wurde. Auch hier sind zur besseren Darstellung die einzelnen Abschnitte der Fahrstrecke durch gepunktete sich quer zu der Fahrstrecke erstreckende Linien in der 6 eingezeichnet. Die Fahrstrecke der 6 weist in einem ersten Abschnitt vier Fahrspuren L1-L4 und in einem zweiten Abschnitt nur noch zwei Fahrspuren auf. Folglich würde hier eine Segmentierung zu zwei finalen Segmenten FS1 und FS2 in der 6 führen.
Die 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches eine Kombination der Ausführungsbeispiele der 3 bis 6 ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 7 werden ein erstes und ein zweites Streckenkriterium für die Streckenbewertung bestimmt. Das erste Streckenkriterium ist die Fahrbahnmarkierung und das zweite Streckenkriterium ist die Anzahl der Fahrspuren. Entsprechend ergeben sich hier vier finale Segmente FS1-FS4.
Bezugszeichenliste

100: Hardwaremodul
110: Schnittstelle
120: Prozessor
130: Speicher
200: Verfahren
210: Erhalten einer Fahrumgebung
220: Bestimmen einer Segmentbewertung
230: Auswählen eines vorläufigen Segments
240: Ermitteln zumindest einer Objekt-Klasse des vorläufigen Segments
250: Identifizieren eines Objekt-Klassen-Satzes
260: Speichern eines finalen Segments
TL: Gesamtlänge der Fahrstrecke
L1: erste Fahrspur
L2: zweite Fahrspur
L3: dritte Fahrspur
L4: vierte Fahrspur
VS1: erstes vorläufiges Segment
VS2: zweites vorläufiges Segment
FS1: erstes finales Segment
FS2: zweites finales Segment
FS3: drittes finales Segment
FS4: viertes finales Segment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102020205310 [0002]

Claims

Computerimplementiertes Verfahren (200) zum Bestimmen von zumindest einem Segment (FS1-FS4) einer Fahrstrecke, umfassend die Schritte: Erhalten (210) einer Fahrumgebung, umfassend zumindest eine Fahrstrecke mit einer Gesamtlänge (TL), wobei die Fahrstrecke zumindest eine Objekt-Klasse und Koordinaten aufweist, welche die Fahrstrecke beschreiben; Bestimmen (220) einer Segmentbewertung, wobei die Segmentbewertung zumindest ein erstes Segmentkriterium umfasst, das auf der zumindest einen erhaltenen Objekt-Klasse und/oder einem Objekt-Attribut der Fahrstrecke basiert; Auswählen (230) eines vorläufigen Segments (VS1; VS2) der Fahrstrecke, wobei die Fahrstrecke in zumindest ein Segment (VS1; VS2; FS1-FS4) unterteilbar ist; Ermitteln (240) zumindest einer Objekt-Klasse des vorläufigen Segments (VS1; VS2) basierend auf einer Position der zumindest einen zu ermittelnden Objekt-Klasse auf dem vorläufigen Segment (VS1; VS2) und Identifizieren (250) eines Objekt-Klassen-Satzes des vorläufigen Segments (VS1; VS2), der zumindest eine relevante Objekt-Klasse der zumindest einen ermittelten Objekt-Klasse basierend auf der Segmentbewertung umfasst; Speichern (260) eines finalen Segments (FS1-FS4), wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments (VS1, VS2) unverändert ist, wobei eine Segment-Länge des finalen Segments (FS-FS4) auf einer Segment-Länge des vorläufigen Segments (VS1; VS2) basiert.
Verfahren (200) nach Anspruch 1, weiter umfassend die Schritte: wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments (VS1; VS2) unverändert ist und die Segment-Länge des vorläufigen Segments (VS1; VS2) kleiner als die Gesamtlänge (TL) ist, Vergrößern der Segment-Länge des vorläufigen Segments (VS1; VS2); wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments (VS1; VS2) mit der vergrößerten Segment-Länge unverändert ist und die vergrößerte Segment-Länge gleich der Gesamtlänge (TL) ist, Speichern des finalen Segments (FS1; FS2), wobei das finale Segment (FS1; FS2) auf dem vorläufigen Segment (VS1; VS2) mit der vergrößerten Segment-Länge basiert; und/oder wenn sich der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments (VS1; VS2) verändert, Verkleinern der Segment-Länge des vorläufigen Segments (VS1; VS2); wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments (VS1; VS2) mit der verkleinerten Segment-Länge unverändert ist, Speichern des finalen Segments (FS1; FS2), wobei das finale Segment (FS1; FS2) auf dem vorläufigen Segment (VS1; VS2) mit der verkleinerten Segment-Länge basiert.
Verfahren (200) nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend: Vergleichen der Segment-Länge des gespeicherten finalen Segments (FS1) mit der Gesamtlänge (TL); Bestimmen eines weiteren vorläufigen Segments (VS2) der Fahrstrecke, wenn die Segment-Länge des gespeicherten finalen Segments (FS1) kleiner als die Gesamtlänge (TL) ist, wobei eine Segment-Länge des weiteren vorläufigen Segments (VS2) kleiner oder gleich einer Restfahrstrecke ist, die sich aus der Differenz zwischen der Gesamtstrecke (TL) und der Segment-Länge des gespeicherten finalen Segments (FS1) ergibt; Ermitteln zumindest einer Objekt-Klasse des weiteren vorläufigen Segments (VS2) basierend auf einer Position der zumindest einen zu ermittelnden Objekt-Klasse auf dem weiteren vorläufigen Segment (VS2) und Identifizieren eines Objekt-Klassen-Satzes des weiteren vorläufigen Segments (VS2), der zumindest eine relevante Objekt-Klasse der ermittelten Objekt-Klassen basierend auf der Segmentbewertung umfasst; Speichern eines weiteren finalen Segments (FS2), wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des weiteren vorläufigen Segments (VS2) unverändert ist, wobei eine Segment-Länge des weiteren finalen Segments (FS2) auf einer Segment-Länge des weiteren vorläufigen Segment (VS2) basiert.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Segmentbewertung ein zweites Segmentkriterium umfasst, das auf einer Objekt-Klasse der Objekt-Klassen oder einem Objekt-Attribut der Fahrstrecke basiert, wobei sich das erste Segmentkriterium von dem zweiten Segmentkriterium unterscheidet, wobei der Objekt-Klassen-Satz zumindest eine weitere relevante Objekt-Klasse der ermittelten Objekt-Klassen basierend auf der Segmentbewertung umfasst.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend: Ermitteln zumindest eines funktionalen Zusammenhangs zwischen den relevanten Objekt-Klassen des Objekt-Klassen-Satzes.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste und/oder das zweite Streckenkriterium eines oder mehrere der folgenden umfasst: eine Spurmarkierung der Fahrstrecke; eine Anzahl der Fahrspuren (L1; L2) der Fahrstrecke; eine Spurbreite der Fahrspuren (L1; L2); eine mögliche, maximale und/oder erlaubte Fahrgeschwindigkeit; einen Typ der Fahrstrecke, wobei der Typ der Fahrstrecke zumindest eine Kreuzung, ein Geradeaus-Element und einen Kreisverkehr umfasst; einen Wechsel des Typs der Fahrstrecke; eine Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche der Fahrstrecke; eine Sicherheitsstufe für einen Fahrgast des Fahrsystems; ein aktuelles und/oder prognostiziertes Wetter entlang der Fahrstrecke; und/oder wobei das erste und/oder das zweite Segmentkriterium basierend auf einer Applikation des Fahrsystems bestimmt werden.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend: Zuordnen zumindest eines Teils der Objekt-Klassen zu dem finalen Segment (FS1) und/oder dem weiteren finalen Segment (FS2-FS4) vor dem Speichern des jeweiligen finalen Segments (FS1-FS4).
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Schritt des Bestimmens des vorläufigen Segments (VS1) bzw. der Schritt des Bestimmens des weiteren vorläufigen Segments (VS2) der Fahrstrecke weiter das Bestimmen des jeweiligen Segments (VS1; VS2) mit einer initialen Segment-Länge der Fahrstrecke umfasst, wobei die initiale Segment-Länge eines von einer minimalen Segment-Länge, einer durchschnittlichen Segment-Länge oder der Gesamtlänge ist, wobei die minimale Segment-Länge durch zwei Knotenpunkte und eine die zwei Knotenpunkte verbindende Knotenkante der Fahrstrecke definiert ist, wobei die durchschnittliche Segment-Länge basierend auf zumindest einem von einer Applikation des Fahrsystems und/oder der Gesamtlänge (TL) bestimmt wird, und/oder wobei der Schritt des Bestimmens des weiteren vorläufigen Segments (VS2) der Fahrstrecke ein Bestimmen des weiteren vorläufigen Segments (VS2) mit einer initialen Segment-Länge umfasst, die auf der Segment-Länge des gespeicherten finalen Segments (FS1) basiert oder dieser entspricht.
Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei, wenn die Segment-Länge des vorläufigen Segments (VS1) bzw. des weiteren vorläufigen Segments (VS2) einer oder mehrerer minimalen Segment-Längen entspricht, der Schritt des Vergrößerns oder Verkleinern der Segment-Länge ein Vergrößern oder Verkleinern der Segment-Länge um die minimale Segment-Länge umfasst; und/oder wobei, wenn die Segment-Länge des vorläufigen Segments (VS1) der Gesamtlänge (TL) entspricht, der Schritt des Verkleinerns der Segment-Länge des vorläufigen Segments (VS1) ein Verkleinern der Segment-Länge um die minimale oder initiale Segment-Länge umfasst, und/oder wobei der Schritt des Verkleinerns der Segment-Länge des vorläufigen Segments (VS1; VS2) ein Halbieren der Segment-Länge des vorläufigen Segments (VS1; VS2) umfasst.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend: Speichern des finalen Segments (FS1-FS4) in einer Datenbank.
Verfahren (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend: Eingeben des gespeicherten finalen Segments (FS1) und/oder des gespeicherten weiteren finalen Segments (FS2-FS4) in die Simulationsumgebung des automatisierten Fahrsystems; Validieren von Funktionalitäten des Fahrsystems basierend auf dem oder den eingegebenen finalen Segmenten (FS1-FS4).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Segment-Länge des finalen Segments (FS1; FS2) der Segment-Länge des vorläufigen Segments (VS1; VS2) entspricht, wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments (VS1; VS2) unverändert ist, wobei die Segment-Länge des weiteren finalen Segments (FS2) der Segment-Länge des weiteren vorläufigen Segments (VS2) entspricht, wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des weiteren vorläufigen Segments (VS2) unverändert ist.
Hardwaremodul (100) zum Bestimmen von zumindest einem Segment (FS1-FS4) einer Fahrstrecke, umfassend: eine Schnittstelle (110), die zum Erhalten einer Fahrumgebung eingerichtet ist, die zumindest eine Fahrstrecke mit einer Gesamtlänge (TL) umfasst, wobei die Fahrstrecke zumindest eine Objekt-Klasse und Koordinaten aufweist, welche die Fahrstrecke beschreiben; einen Prozessor (120), der eingerichtet ist zum: Bestimmen einer Segmentbewertung, wobei die Segmentbewertung zumindest ein erstes Segmentkriterium umfasst, das auf der zumindest einen Objekt-Klasse und/oder einem Objekt-Attribut der Fahrstrecke basiert; Auswählen eines vorläufigen Segments (VS1; VS2) der Fahrstrecke, wobei die Fahrstrecke in zumindest ein Segment (VS1; VS2) unterteilbar ist; Ermitteln zumindest einer Objekt-Klasse des vorläufigen Segments (VS1; VS2) basierend auf einer Position der zumindest einen zu ermittelnden Objekt-Klasse auf dem vorläufigen Segment (VS1; VS2) und Identifizieren eines Objekt-Klassen-Satzes des vorläufigen Segments (VS1; VS2), der zumindest eine relevante Objekt-Klasse der zumindest einen ermittelten Objekt-Klasse basierend auf der Segmentbewertung umfasst; Speichern eines finalen Segments (FS1-FS4), wenn der Objekt-Klassen-Satz entlang des vorläufigen Segments (VS1; VS2) unverändert ist, wobei eine Segment-Länge des finalen Segments (FS1-FS4) auf einer Segment-Länge des vorläufigen Segments (VS1; VS2) basiert.
Computerprogrammprodukt, umfassend Programmcodeabschnitte zum Ausführen eines Verfahrens (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wenn das Computerprogramm durch zumindest einen Prozessor (120) ausgeführt wird.
Computerlesbarer Datenträger, auf dem zumindest ein durch ein Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 gespeichertes finales Segment (FS1-FS4) und/oder ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14 gespeichert ist.