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Die vorliegende Erfindung betrifft unter anderem ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrstrategie für ein automatisiertes Fahrzeug, umfassend einen Schritt des Erfassens einer Grobposition des automatisierten Fahrzeugs, einen Schritt des Bereitstellens einer hochgenauen Karte, einen Schritt des Bestimmens einer hochgenauen Position des automatisierten Fahrzeugs, einen Schritt des Bestimmens einer Ausgestaltung eines aktuellen Verkehrswegs für das automatisierte Fahrzeug, einen Schritt des Bereitstellens einer Fahrstrategie für das automatisierte Fahrzeug, abhängig von der Ausgestaltung des aktuellen Verkehrsweges, wobei die Fahrstrategie eine Freigabe einer automatisierten Fahrfunktion umfasst, und einen Schritt des Betreibens des automatisierten Fahrzeugs.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrstrategie für ein automatisiertes Fahrzeug umfasst einen Schritt des Erfassens einer Grobposition des automatisierten Fahrzeugs, einen Schritt des Bereitstellens einer hochgenauen Karte, abhängig von der Grobposition, und einen Schritt des Bestimmens einer hochgenauen Position des automatisierten Fahrzeugs, abhängig von der Grobposition und abhängig von der hochgenauen Karte. Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt des Bestimmens einer Ausgestaltung eines aktuellen Verkehrswegs für das automatisierte Fahrzeug, abhängig von der hochgenauen Position, einen Schritt des Bereitstellens einer Fahrstrategie für das automatisierte Fahrzeug, abhängig von der Ausgestaltung des aktuellen Verkehrsweges, wobei die Fahrstrategie eine Freigabe einer automatisierten Fahrfunktion umfasst, und einen Schritt des Betreibens des automatisierten Fahrzeugs, abhängig von der Fahrstrategie.
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Unter einem automatisierten Fahrzeug ist ein teil-, hoch oder vollautomatisiertes Fahrzeug gemäß einem der SAE-Level 1 bis 5 (siehe Norm SAE J3016) zu verstehen.
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Unter einem Betreiben des automatisierten Fahrzeugs, abhängig von der Fahrstrategie, ist beispielsweise das Ausführen einer Quer- und/oder Längssteuerung des automatisierten Fahrzeugs, zu verstehen. In einer möglichen Ausführungsform umfasst das Betreiben beispielsweise auch das Ausführen sicherheitsrelevanter Funktionen („Scharfstellen“ eines Airbags, Feststellen der Sicherheitsgurte, etc.) und/oder weitere (Fahrassistenz-) Funktionen.
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Unter einem Erfassen einer Grobposition ist beispielsweise das Anfordern und/oder Empfangen von Datenwerten von einem Navigationssystem, welche eine Position des automatisierten Fahrzeugs repräsentieren, zu verstehen. Unter einer Grobposition ist dabei eine Position zu verstehen, welche eine Unschärfe derart aufweist, dass beispielsweise eine Zuordnung des automatisierten Fahrzeugs zu einem Verkehrsweg aber keine spurgenaue Zuordnung möglich ist. Dies gilt insbesondere für eine satellitenbasierte Positionsbestimmung, bei der die Unschärfe - unter anderem auch abhängig von der Umgebung (hohe Häuser, Tunnel, etc.) - teilweise mehrere Meter betragen kann. Hier gilt, dass die Grobposition eine Unschärfe derart aufweist, dass beispielsweise ein hoch- oder vollautomatisiertes Betreiben (SAE-Level 4+) - insbesondere unter sicherheitsrelevanten Gesichtspunkten - nicht gewährleistet werden kann.
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Unter einer hochgenauen Position ist eine Position zu verstehen, welche innerhalb eines vorgegebenen Koordinatensystems, beispielsweise WGS84-Koordinaten, derart genau ist, dass diese Position eine maximal zulässige Unschärfe nicht überschreitet. Dabei kann die maximale Unschärfe beispielsweise von der Umgebung abhängen. Weiterhin kann die maximale Unschärfe beispielsweise davon abhängen, ob ein Fahrzeug manuell oder teil-, hoch- oder vollautomatisiert (entsprechend einem der SAE-Level 1 bis 5) betrieben wird. Grundsätzlich ist die maximale Unschärfe so gering, dass insbesondere ein sicheres Betreiben des automatisierten Fahrzeugs gewährleistet ist. Für ein vollautomatisiertes Betreiben des automatisierten Fahrzeugs liegt die maximale Unschärfe beispielsweise in einer Größenordnung von etwa 10 Zentimeter.
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Das erfindungsgemäße Verfahren löst vorteilhafterweise die Aufgabe, ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrstrategie für ein automatisiertes Fahrzeug bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, indem abhängig von einer hochgenauen Position des automatisierten Fahrzeugs eine Ausgestaltung eines aktuellen Verkehrswegs für das automatisierte Fahrzeug, insbesondere mittels einer Verkehrswegekarte, bestimmt und abhängig von der Ausgestaltung des aktuellen Verkehrsweges eine Fahrstrategie bestimmt wird. Dabei umfasst die Fahrstrategie eine Freigabe einer automatisierten Fahrfunktion. Hierin zeigt sich der Vorteil, dass die Freigabe einer Fahrfunktion, welche häufig nur abhängig von einer bestimmten Umgebung bzw. einer Ausgestaltung eines aktuellen Verkehrsweges (beispielsweise auf einer Autobahn) genutzt bzw. freigegeben werden kann, einfach und schnell mittels einer Karte erfolgen kann, wobei diese optimal auf den Einsatzzweck abgestimmt und besonders klein sein kann. Dadurch entstehen geringe Kosten zum Speichern der Karte im Fahrzeug und geringe Kosten zur Übertragung der Karte von der Cloud an das Fahrzeug.
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Vorzugsweise erfolgt das Bestimmen der hochgenauen Position mittels eines Abgleichs der Umgebung des automatisierten Fahrzeugs mit der hochgenauen Karte.
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Unter einer hochgenauen Karte ist eine digitale Karte zu verstehen ist, welche in Form von (Karten-) Datenwerten auf einem Speichermedium vorliegt. Die hochgenaue Karte ist beispielsweise derart ausgebildet, dass eine oder mehrere Kartenschichten umfasst werden, wobei eine Kartenschicht beispielsweise eine Karte aus der Vogelperspektive (Verlauf und Position von Straßen, Gebäuden, Landschaftsmerkmalen, etc.) zeigt. Dies entspricht beispielsweise einer Karte eines Navigationssystems. Eine weitere Kartenschicht umfasst beispielsweise eine Radarkarte, wobei Umgebungsmerkmale, welche von der Radarkarte umfasst werden, mit einer Radarsignatur hinterlegt sind. Eine weitere Kartenschicht umfasst beispielsweise eine Lidarkarte, wobei Umgebungsmerkmale, welche von der Lidarkarte umfasst werden, mit einer Lidarsignatur hinterlegt sind.
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Die hochgenaue Karte ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie sich zur Navigation eines automatisierten Fahrzeugs eignet. Darunter ist beispielsweise zu verstehen, dass die hochgenaue Karte dazu ausgebildet ist, mittels eine Abgleichs von hinterlegten Umgebungsmerkmalen mit erfassten Sensordatenwerten des automatisierten Fahrzeugs eine hochgenaue Position dieses automatisierten Fahrzeugs zu bestimmen. Dazu umfasst die hochgenaue Karte beispielsweise diese Umgebungsmerkmale mit hochgenauen Positionsangaben (Koordinaten).
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Unter einem Umgebungsmerkmal ist beispielsweise ein Objekt (Verkehrszeichen, Infrastrukturmerkmale [Leitplanke, Kurvenverlauf, Tunnel, Brücken, etc.], Gebäude, etc.) zu verstehen, welches mittels einer Umfeldsensorik des automatisierten Fahrzeugs erfasst und/oder klassifiziert bzw. zugeordnet werden kann. In einer Ausführungsform ist unter einem Umgebungsmerkmal zusätzlich oder alternativ beispielsweise ein Straßenverlauf (Anzahl der Spuren, Kurvenradius, etc.) und/oder ein Muster mehrererbeispielsweise sich wiederholender - Objekte (zum Beispiel eine charakteristische Abfolge von Verkehrszeichen, etc.) zu verstehen.
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Unter einer Umfeldsensorik ist wenigstens ein Video- und/oder wenigstens ein Radar- und/oder wenigstens ein Lidar- und/oder wenigstens ein weiterer Sensor zu verstehen, welcher dazu ausgebildet ist, eine Umgebung eins Fahrzeugs in Form von Umgebungsdatenwerten zu erfassen. In einer möglichen Ausführungsform umfasst die Umfeldsensorik dazu beispielsweise eine Recheneinheit (Prozessor, Arbeitsspeicher, Festplatte) mit einer geeigneten Software und/oder ist mit solch einer Recheneinheit verbunden.
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Vorzugsweise erfolgt das Bestimmen der Ausgestaltung des aktuellen Verkehrsweges mittels einer Verkehrswege karte.
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Unter einer Verkehrswegekarte ist beispielsweise eine Karte eines Navigationssystems zu verstehen. In einer möglichen Ausführungsform entspricht die Verkehrswegekarte einer Kartenschicht der hochgenauen Karte, welche einen Verlauf und Positionen von Verkehrswegen umfasst.
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Vorzugsweise umfasst die hochgenaue Position eine Pose des automatisierten Fahrzeugs. Hierbei umfasst die hochgenaue Position sowohl eine Position innerhalb eines vorgegebenen Koordinatensystems, beispielsweise WGS84-Koordinaten, als auch eine Ausrichtung des Fahrzeugs, beispielsweise in Form eines Vektors, wobei als Ausrichtung beispielsweise die Stellung der Längsachse des automatisierten Fahrzeugs in Fahrtrichtung zu verstehen ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, ist dazu eingerichtet, alle Schritte des Verfahrens gemäß einem der Verfahrensansprüche zum Bereitstellen einer Fahrstrategie für ein automatisiertes Fahrzeug auszuführen.
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Dazu umfasst die Vorrichtung insbesondere eine Recheneinheit (Prozessor, Arbeitsspeicher, Speichermedium) sowie eine geeignete Software um das Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Schnittstelle um Datenwerte, mittels einer Kabel- und/oder kabellosen Verbindung, beispielsweise mit weiteren Einrichtungen des automatisierten Fahrzeugs (Steuergeräte, Kommunikationseinrichtungen, Umfeldsensorik, Navigationssystem etc.) auszusenden und zu empfangen.
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Weiterhin wird ein Computerprogramm beansprucht, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche zum Bereitstellen einer Fahrstrategie für ein automatisiertes Fahrzeug auszuführen. In einer Ausführungsform entspricht das Computerprogramm der von der Vorrichtung umfassten Software.
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Weiterhin wird ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, beansprucht.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung aufgeführt.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bereitstellen einer Fahrstrategie für ein automatisiertes Fahrzeug in Form eines Ablaufdiagramms.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 300 zum Bereitstellen (350) einer Fahrstrategie für ein automatisiertes Fahrzeug.
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In Schritt 301 startet das Verfahren 300.
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In Schritt 310 wird eine Grobposition des automatisierten Fahrzeugs erfasst.
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In Schritt 320 wird eine hochgenaue Karte, abhängig von der Grobposition, bereitgestellt. Dabei umfasst die hochgenaue Karte insbesondere Objekte wie Ein- und Ausfahrten von entsprechenden Verkehrswegen wie beispielsweise Autobahnen oder entsprechend ausgebaute Bundesstraßen, etc. Dazu sind beispielsweise entsprechende Verkehrszeichen in der hochgenauen Karte mit einer hochgenauen Position hinterlegt.
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In Schritt 330 wird eine hochgenaue Position des automatisierten Fahrzeugs, abhängig von der Grobposition und abhängig von der hochgenauen Karte, bestimmt. Dies geschieht beispielsweise, indem die Verkehrszeichen, welche in der hochgenauen Karte mit einer hochgenauen Position hinterlegt sind, von dem automatisierten Fahrzeug mit erfasst werden und ausgehend von einer relativen Position des automatisierten Fahrzeugs zu dem Verkehrszeichen - mittels Vektoraddition - eine (absolute) hochgenaue Position des automatisierten Fahrzeugs bestimmt wird.
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In Schritt 340 wird eine Ausgestaltung eines aktuellen Verkehrswegs für das automatisierte Fahrzeug, abhängig von der hochgenauen Position, bestimmt. Ausgehend von Verkehrszeichen und/oder weiteren Merkmalen (Mittelstreifen, Leitplanken, Ein- und Ausfahrten, etc.) kann mittels der hochgenauen Position beispielsweise bestimmt werden, ob das automatisierte Fahrzeug gerade dabei ist auf eine Autobahn aufzufahren oder von einer Autobahn abzufahren. In einer Ausführungsform kann beispielsweise die hochgenaue Karte erneut angefordert und bereitgestellt werden - beispielsweise mit einem angepassten Bereich (größer/kleiner) und/oder mit einer anderen Detailtiefe (mehr/weniger Merkmale), etc. - wenn keine hochgenaue Position bestimmt werden konnte. In diesem Fall werden die Schritte 320 bis 340 wiederholt, bis eine hochgenaue Position vorliegt, die es erlaubt - abhängig von der hochgenauen Position - eine Ausgestaltung des aktuellen Verkehrsweges zu bestimmen.
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In Schritt 350 wird eine Fahrstrategie für das automatisierte Fahrzeug, abhängig von der Ausgestaltung des aktuellen Verkehrsweges, bereitgestellt. Dabei umfasst die Fahrstrategie eine Freigabe einer automatisierten Fahrfunktion. Gerade Autobahnen eigen sich dazu, bestimmte automatisierte Fahrfunktionen freizugeben, da beispielsweise kein Gegenverkehr und/oder Fußgänger und/oder Radfahrer vorhanden sind. Weiterhin gibt es im Normalfall keine Ampeln und/oder Stoppzeichen, etc. Umgekehrt ist es wichtig bestimmte automatisierte Fahrfunktion wieder abzuschalten bzw. nicht mehr freizugeben, wenn das automatisierte Fahrzeug eine Autobahn verlässt.
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In Schritt 360 wird das automatisierte Fahrzeug, abhängig von der Fahrstrategie, betrieben. Dabei wird die automatisierte Fahrfunktion beispielsweise freigegeben bzw. kann ausgeführt werden, wenn das automatisierte Fahrzeug eine Autobahn befährt oder nicht mehr freigegeben bzw. nicht mehr ausgeführt werden, wenn das automatisierte Fahrzeug die Autobahn verlässt.
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In Schritt 370 endet das Verfahren 300.
