DE102022002768A1

DE102022002768A1 - System und Verfahren für die Spulokalisierung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102022002768A1
Application number: DE102022002768.2A
Authority: DE
Inventors: Abhijeet Navak; Sabine Hofmann; Florian RIES
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2023-02-02

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren für die Fahrspurlokalisierung eines Fahrzeugs bereit, das eine Kopfeinheit 302 umfasst, die eine Karte auf Straßenebene einer Region speichert und die Anzahl der Fahrspuren auf dem aktuellen Weg und auf alternativen Wegen um das Fahrzeug herum und den Abbiegewinkel und die Form der alternativen Wege und des aktuellen Wegs bestimmt. Eine Wegfiltereinheit (PFU) 304, die mit der Kopfeinheit 302 in Verbindung steht, bestimmt einen Fahrspurteilungs-/Zusammenfügungszustand auf Grundlage der bestimmten Anzahl von Fahrspuren auf dem aktuellen Weg und alternativen Wegen. Ferner fügt die PFU 304 auf Grundlage der Entfernung und Richtung der alternativen Wege von der aktuellen Position des Fahrzeugs eine Fahrspur des alternativen Wegs im Falle einer Fahrspurteilungsbedingung als eine Auffahrts-/Ausfahrtsfahrspur in der Karte hinzu und entfernt eine Fahrspur des alternativen Wegs im Falle einer Fahrspurzusammenfügungsbedingung als eine Auffahrts-/Ausfahrtsfahrspur in der Karte.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Gebiet der Navigation und Fahrspurlokalisierung. Insbesondere stellt die vorliegende Offenbarung ein System und Verfahren zum Erleichtern der Fahrspurlokalisierung eines Fahrzeugs durch ein Bestimmen der Fahrspurkonnektivität zwischen verschiedenen Fahrspuren bereit.
Sowohl Fahrer als auch bestehende Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) von Fahrzeugen stützen sich einhellig auf Sensoren und eine Art von Kartendaten, um die Weg- und Fahrspurwahrnehmung auf Grundlage der von einem Fahrzeug zurückgelegten Strecke zu verbessern. Bei einer genau ausgerichteten Position kann die Karte eine reichweitenunabhängige und verdeckungsfreie Erweiterung der sensorgestützten Fahrspurerkennung liefern. Die Techniken erfordern eine genaue Fahrspurlokalisierung des Fahrzeugs in der entsprechenden ADAS- oder HD-Karte, d. h. man muss wissen, welche Fahrspur in der Karte die aktuelle Ego-Fahrspur ist.
Die meisten der bestehenden Verfahren verwenden Sensoren, um das Fahrzeug relativ zu dem Fahrspurprofil in einer Karte einer Region zu positionieren; dies funktioniert am besten, wenn die Karte hochauflösende und aktualisierte Daten der Region bereitstellt und Lokalisierungsattribute bereitstellt, die dem, was das Fahrzeug sieht, zugeordnet werden können. Ein solches bestehendes Verfahren für die Fahrspurlokalisierung von Fahrzeugen ist in 1 veranschaulicht, die auf den Daten der Fahrspurmarkierung basiert, die von den visuellen Sensoren, die auf dem Fahrzeug bereitgestellt sind, gesehen werden. Das Verfahren 100 schließt einen Hypothesengenerator ein, der Daten, die den Fahrspurmarkierungen entsprechen, wie sie von den visuellen Sensoren gesehen werden, und Fahrspurmarkierungen empfängt, wie sie in der Karte angegeben sind. Ferner gleicht der Hypothesengenerator die von den Sensoren gesehene Fahrspurmarkierung mit den von der Karte bereitgestellten Fahrspurmarkierungen ab und bestimmt dementsprechend die Fahrspurpositionierung auf der Karte.
Ein weiteres bestehendes Verfahren für die Fahrspurlokalisierung oder -positionierung eines Fahrzeugs ist in 2 gezeigt, die auf dem Abstand des Fahrzeugs zu den Straßenrändern (oder Leitplanken) basiert. Bei diesem Verfahren 200 erfolgt die Fahrspurlokalisierung durch ein Messen des seitlichen Abstands des Fahrzeugs von dem Straßenrand und durch ein Messen der Fahrspurmittenabstände von dem Straßenrand. Wie gezeigt, sind D1 der Fahrspurmittenabstand für den Straßenrand auf der linken Seite, wie durch die Karte bereitgestellt, und D2 der Fahrspurmittenabstand für den Straßenrand auf der linken und rechten Seite. Ferner ist L1 der seitliche Abstand von der Fahrzeugmitte zu dem Straßenrand auf der linken Seite und ist L2 der seitliche Abstand von der Fahrzeugmitte zu dem Straßenrand auf der rechten Seite. Eine Mehrzahl von Sensoren wie LIDAR und RADAR werden für die Messung des seitlichen Abstands verwendet. Diese gemessenen seitlichen Abstände L1, L2 werden mit dem Fahrspurmittenabstand D1, D2 verglichen, wie er in der Karte bereitgestellt ist. Die Fahrspur, bei der die Differenz zwischen den zwei Abständen an dem geringsten ist, erhält eine höhere Hypothese. Der Vergleich zwischen den Abständen zwischen dem linken und dem rechten Straßenrand kann durchgeführt werden, sobald die erforderlichen Informationen verfügbar sind.
Das Patentdokument CN112131335A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Verarbeitung von Kartendaten auf Fahrspurebene, eine elektronische Ausrüstung und ein Speichermedium, das die folgenden Schritte umfasst: Erfassen von Originalkartendaten auf Fahrspurebene und Vektormodelldaten auf Fahrspurebene; wobei die Vektormodelldaten auf Fahrspurebene Kreuzungsvektormodelldaten auf Fahrspurebene umfassen; Erzeugen von Straßenvektorverbindungsdaten auf Fahrspurebene gemäß den Originalkartendaten auf Fahrspurebene; Erzeugen von Kreuzungsvektorverbindungsdaten auf Fahrspurebene gemäß den Originalkartendaten auf Fahrspurebene und den Vektormodelldaten auf Fahrspurebene; und Erzeugen von Straßenkartendaten auf Fahrspurebene gemäß den Straßenvektorverbindungsdaten auf Fahrspurebene und den Kreuzungsvektorverbindungsdaten auf Fahrspurebene.
Patentdokument CN112146671A offenbart ein Wegplanungsverfahren, eine zugehörige Ausrüstung und ein computerlesbares Speichermedium, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: erstens, Empfangen eines auf Straßenebene geplanten Fahrweges von einem ersten fahrzeugmontierten Endgerät, wobei der auf Straßenebene geplante Fahrweg Straßenspurpunkte umfasst und jeder Straßenspurpunkt Längen- und Breitengradinformationen des Straßenspurpunktes umfasst; der auf Straßenebene geplante Fahrweg von dem zweiten Cloud-Server gemäß den Fahrtinformationen des ersten fahrzeugmontierten Endgerätes und in Kombination mit einer auf Karte auf Straßenebene bestimmt wird; dann wird ein Abgleichen in einer Fahrstreckendatenbank auf Fahrspurebene gemäß den Längen- und Breitengradinformationen, die jeweils den Spurpunkten entsprechen, durchgeführt, um einen ersten Fahrstreckensatz zu erhalten; und ein Bestimmen eines Planungsfahrweges auf Fahrspurebene in dem ersten Fahrstreckensatz.
In der Patentschrift US20160167582A1 werden Systeme, Verfahren und Einrichtungen für die Bestimmung von Fahrspurinformationen eines Straßenabschnitts aus Fahrzeugsondendaten beschrieben. Sondendaten werden von Fahrzeugkamerasensoren auf einem Straßenabschnitt empfangen, wobei die Sondendaten Fahrspurmarkierungsdaten auf dem Straßenabschnitt beinhalten. Die Fahrspurmarkierungen sind, soweit vorhanden, für die linke und rechte Begrenzung der Fahrspur sowie für die angrenzenden Fahrspurbegrenzungen links und rechts der Fahrspur identifiziert. Die identifizierten Fahrspurmarkierungen werden codiert, wobei zwischen durchgezogenen Fahrspurlinien, gestrichelten Fahrspurlinien und nicht identifizierten oder nicht vorhandenen Fahrspurlinien unterschieden wird. Die codierten Fahrspurmarkierungen werden in einer Datenbank zusammengestellt. Aus der Datenbank der codierten Fahrspurmarkierungen wird eine Anzahl von Fahrspuren für den Straßenabschnitt vorhergesagt.
Die vorstehenden bestehenden Verfahren sind in der Lage, Fahrspuren zu lokalisieren. Diese Verfahren funktionieren jedoch nur dann korrekt, wenn die von der entsprechenden Karte bereitgestellten Informationen für die Fahrspurkonnektivität korrekt oder aktuell sind, da hochauflösende und aktualisierte Kartendaten in vielen Regionen nicht verfügbar sein können. Falls in einigen Regionen keine hochauflösenden und aktualisierten Karten zur Verfügung stehen, ist das Fahrzeug auf eine Kopfeinheit (Karten auf Straßenebene) angewiesen, die in dem Fahrzeug bereitgestellt ist. Der Kopfeinheit fehlen jedoch Informationen wie Fahrspurkonnektivität und Fahrspurdaten, was eine genaue Lokalisierung des Fahrzeugs auf Grundlage der begrenzten Daten, die durch die Kopfeinheit bereitgestellt werden, erschwert. In dem Falle einer Fahrspurspaltungs- oder Fahrspurzusammenfügungsbedingung ist es wichtig zu wissen, wo eine Fahrspur hinzugefügt oder entfernt wurde. Ein falsches Hinzufügen oder Entfernen von Fahrspuren würde zu einer falschen Fahrspurlokalisierung auf der Straße führen, was sich nachteilig auf die Funktion des ADS des Fahrzeugs auswirken würde.
Es besteht daher die Notwendigkeit, eine effiziente, optimale und kostengünstige Lösung bereitzustellen, die die vorstehend genannten Einschränkungen beseitigt und die Verbindungen zwischen verschiedenen Fahrspuren genau bestimmt, um eine effektive und zuverlässige Fahrspurlokalisierung eines Fahrzeugs zu ermöglichen, wenn keine hochauflösenden und aktuellen Kartendaten zur Verfügung stehen.
Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein effizientes und schnelles System und Verfahren bereitzustellen, das die vorstehend genannten Beschränkungen herkömmlicher Systeme und Verfahren umgeht und eine genaue Bestimmung der Fahrspurkonnektivität zwischen verschiedenen Fahrspuren ermöglicht, wenn keine hochauflösenden und aktuellen Kartendaten zur Verfügung stehen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System und Verfahren für die effektive und zuverlässige Fahrspurlokalisierung eines Fahrzeugs bereitzustellen, wenn keine hochauflösenden und aktuellen Kartendaten zur Verfügung stehen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System und Verfahren für die effektive und zuverlässige Fahrspurlokalisierung eines Fahrzeugs unter Verwendung von Kartendaten auf Straßenebene bereitzustellen, die von der Kopfeinheit des Fahrzeugs bereitgestellt werden, was eine bessere Abdeckung aufweist und kostengünstiger ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System und Verfahren bereitzustellen, das Informationen von einer Kopfeinheit eines Fahrzeugs verwendet, um Verbreiterungs- und Verengungsereignisse zu handhaben und die Fahrspurkonnektivität zwischen verschiedenen Fahrspuren in einer Region zu bestimmen, selbst wenn keine genauen und aktuellen Fahrspurkonnektivitätsinformationen oder hochauflösende Kartendaten der Region vorliegen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine falsche Fahrspurhinzufügung oder Fahrspurentfernung von der Straße zu verhindern, wenn hochauflösende und aktuelle Kartendaten nicht zur Verfügung stehen, und dadurch eine effektive und zuverlässige Fahrspurlokalisierung sicherzustellen und dadurch eine Hilfe für Fahrzeuge auf Grundlage eines Fahrerassistenzsystemens (ADAS) bereitzustellen.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und ein Verfahren für die Fahrspurlokalisierung von Fahrzeugen bereit. Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein System für die Erleichterung der Fahrspurlokalisierung eines Fahrzeugs durch das Bestimmen der Fahrspurkonnektivität zwischen verschiedenen Fahrspuren. Das System umfasst: eine Kopfeinheit, die mit dem Fahrzeug gekoppelt ist, wobei die Kopfeinheit einen Satz von Sensoren umfasst, und eine Positionierungseinheit, die konfiguriert ist, um zu bestimmen: eine Anzahl von Fahrspuren in einem ersten vordefinierten Bereich um einen aktuellen Weg des Fahrzeugs herum, und entsprechend einen ersten Satz von Datenpaketen zu erzeugen; einen oder mehrere alternative Wege, die in einem zweiten vordefinierten Bereich um das Fahrzeug herum zur Verfügung stehen, und eine Anzahl von Fahrspuren in dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen, und dementsprechend einen zweiten Satz von Datenpaketen zu erzeugen; und ein oder mehrere Attribute des aktuellen Weges des Fahrzeugs und des/der identifizierten einen oder mehreren alternativen Wegen, und dementsprechend einen dritten Satz von Datenpaketen zu erzeugen. Das System umfasst ferner eine Wegfiltereinheit, die mit der Haupteinheit kommuniziert, wobei die Wegfiltereinheit einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die mit einem Speicher wirkgekoppelt sind, der eine oder mehrere Anweisungen speichert, die von dem einen oder den mehreren Prozessoren ausgeführt werden können, und konfiguriert ist, zum: Empfangen des ersten Satzes von Datenpaketen, des zweiten Satzes von Datenpaketen und des dritten Satzes von Datenpaketen von der Haupteinheit; Identifizieren einer beliebigen von einer Fahrspurteilungsbedingung oder einer Fahrspurzusammenfügungsbedingung auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs, auf Grundlage der Anzahl von Fahrspuren auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs und der Anzahl von Fahrspuren in dem einen oder den mehreren alternativen Wegen, der/die um das Fahrzeug herum zur Verfügung steht/stehen; und Bestimmen einer Richtung, in die der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege führen, auf Grundlage des empfangenen dritten Satzes von Datenpaketen. Ferner ist die Wegfiltereinheit auf Grundlage eines Abstands und der Richtung des entsprechenden alternativen Wegs von einem aktuellen Standort des Fahrzeugs konfiguriert, zum: in dem Fall der Fahrspurteilungsbedingung Hinzufügen einer Fahrspur, die dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen entspricht, als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs; und in dem Fall der Fahrspurzusammenführungsbedingung Entfernen der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen entspricht, als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur aus dem aktuellen Weg des Fahrzeugs.
In einem Aspekt fügt die Wegfiltereinheit in dem Falle der Fahrspurteilungsbedingung, wenn der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in der Nähe des Fahrzeugs gefunden werden, die Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Auffahrtsfahrspur auf den aktuellen Weg des Fahrzeugs hinzu. Ferner, wenn herausgefunden wird, dass der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in einem vorbestimmten Abstand vor dem Fahrzeug sind, fügt die Wegfiltereinheit die Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Ausgangsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs hinzu.
In einem Aspekt entfernt die Wegfiltereinheit in dem Falle der Fahrspurzusammenfügungsbedingung, wenn der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in der Nähe des Fahrzeugs gefunden werden, die Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Auffahrtsfahrspur auf den aktuellen Weg des Fahrzeugs. Ferner, wenn herausgefunden wird, dass der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in einem vorbestimmten Abstand hinter dem Fahrzeug sind, entfernt die Wegfiltereinheit die Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Ausgangsfahrspur von dem aktuellen Weg des Fahrzeugs.
In einem Aspekt wird die Ausgangsfahrspur in den aktuellen Weg des Fahrzeugs hinzugefügt, wenn die Anzahl der Fahrspuren vor dem entsprechenden identifizierten alternativen Weg kleiner oder gleich der aktuellen Anzahl der Fahrspuren an der aktuellen Position des Fahrzeugs ist. Ferner wird die Auffahrtsfahrspur in den aktuellen Weg des Fahrzeugs hinzugefügt, wenn die Anzahl der Fahrspuren vor dem entsprechenden identifizierten alternativen Weg größer oder gleich der aktuellen Anzahl der Fahrspuren an der aktuellen Position des Fahrzeugs ist.
In einem Aspekt umfasst das eine oder die mehreren Attribute eine beliebige oder eine Kombination aus Abbiegewinkel, Form des Weges, Breite und Art der Straße. In einem anderen Aspekt aktualisiert das System eine Datenbank, die der Haupteinheit zugeordnet ist, mit der entsprechenden hinzugefügten oder entfernten Auffahrtsfahrspur und Ausfahrtsfahrspur, was dementsprechend die Kontrolle und Lokalisierung des Fahrzeugs ermöglicht.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Erleichtern der Fahrspurlokalisierung eines Fahrzeugs durch das Bestimmen der Fahrspurkonnektivität zwischen verschiedenen Fahrspuren. Verfahren, umfassend die Schritte des Bestimmens durch eine Kopfeinheit des Fahrzeugs von: einer Anzahl von Fahrspuren in einem ersten vordefinierten Bereich um einen aktuellen Weg des Fahrzeugs herum, und entsprechend einen ersten Satz von Datenpaketen zu erzeugen; einem oder mehreren alternativen Wegen, die in einem zweiten vordefinierten Bereich um das Fahrzeug herum zur Verfügung stehen, und einer Anzahl von Fahrspuren in dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen, und dementsprechend einen zweiten Satz von Datenpaketen zu erzeugen; und einem oder mehreren Attributen des aktuellen Weges des Fahrzeugs und des einen oder der mehreren identifizierten alternativen Wegen, und dementsprechend einen dritten Satz von Datenpaketen zu erzeugen. Ferner umfasst das Verfahren die Schritte: Empfangen des ersten Satzes von Datenpaketen, des zweiten Satzes von Datenpaketen und des dritten Satzes von Datenpaketen von der Haupteinheit durch eine Wegfiltereinheit, die einen oder mehrere Prozessoren in Kommunikation mit Haupteinheit umfasst; Identifizieren durch die Wegfiltereinheit einer beliebigen von einer Fahrspurteilungsbedingung und einer Fahrspurzusammenführungsbedingung auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs, auf Grundlage der Anzahl von Fahrspuren auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs und der Anzahl von Fahrspuren auf dem einen oder mehreren alternativen Wegen, die um das Fahrzeug herum zur Verfügung stehen; und Bestimmen durch die Wegfiltereinheit einer Richtung, in die der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege führen, auf Grundlage des empfangenen dritten Satz von Datenpaketen. Ferner auf Grundlage eines Abstands und der Richtung des entsprechenden alternativen Wegs von einem aktuellen Standort des Fahrzeugs: das Verfahren umfasst die Schritte des Hinzufügens durch die Wegfiltereinheit in dem Fall der Fahrspurteilungsbedingung einer Fahrspur, die dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen entspricht, als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs; und des Entfernens durch die Wegfiltereinheit in dem Fall der Fahrspurzusammenführungsbedingung der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen entspricht, als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur aus dem aktuellen Weg des Fahrzeugs.
In einem Aspekt umfasst das Verfahren den Schritt des Aktualisierens einer Datenbank des Systems durch die Wegfiltereinheit mit der entsprechenden hinzugefügten oder entfernten Auffahrtsfahrspur und Ausfahrtsfahrspur, und dementsprechend das Ermöglichen der Kontrolle und Lokalisierung des Fahrzeugs.
In einem Aspekt umfasst das Verfahren in dem Falle der Fahrspurzusammenfügungsbedingung, wenn der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in der Nähe des Fahrzeugs gefunden werden, den Schritt des Entfernens durch die Wegfiltereinheit der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Auffahrtsspur auf den aktuellen Weg des Fahrzeugs. Ferner, wenn herausgefunden wird, dass der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in einem vorbestimmten Abstand hinter dem Fahrzeug sind, umfasst das Verfahren den Schritt des Entfernens durch die Wegfiltereinheit der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Ausgangsfahrspur von dem aktuellen Weg des Fahrzeugs. In einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren in dem Falle der Fahrspurteilungsbedingung, wenn der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in der Nähe des Fahrzeugs gefunden werden, den Schritt des Hinzufügens durch die Wegfiltereinheit der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Auffahrtsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs. Ferner, wenn herausgefunden wird, dass der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in einem vorbestimmten Abstand vor dem Fahrzeug sind, umfasst das Verfahren den Schritt des Hinzufügens durch die Wegfiltereinheit der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Ausgangsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs.
Verschiedene Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleiche Komponenten darstellen, deutlicher.
Die beigefügten Zeichnungen sind beinhaltet, um ein weiteres Verständnis der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen, und sind in diese Patentschrift einbezogen und bilden einen Teil dieser. Die Zeichnungen veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung für die Erläuterung der Grundsätze der vorliegenden Offenbarung.

1 veranschaulicht einen beispielhaften Stand der Technik für die Fahrspurlokalisierung auf Grundlage von Fahrspurmarkierungsdaten, die von den visuellen Sensoren des Fahrzeugs gesehen werden.
2 veranschaulicht einen weiteren beispielhaften Stand der Technik für die Fahrspurlokalisierung auf Grundlage des Abstands des Fahrzeugs für die Straßenränder.
3 veranschaulicht ein beispielhaftes Blockdiagramm des vorgeschlagenen Systems in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 veranschaulicht eine beispielhafte Architektur der Wegfiltereinheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
5 veranschaulicht eine beispielhafte Darstellung eines alternativen Weges um den aktuellen Weg des Fahrzeugs herum in der Karte der Kopfeinheit des vorgeschlagenen Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6 veranschaulicht eine beispielhafte Wegdarstellung für eine rechte Ausgangsfahrspur, die durch das vorgeschlagene System in der Karte der Kopfeinheit hinzugefügt und/oder entfernt wurde, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7 veranschaulicht eine beispielhafte Wegdarstellung für eine linke Ausgangsfahrspur, die durch das vorgeschlagene System in der Karte der Kopfeinheit hinzugefügt und/oder entfernt wurde, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
8 veranschaulicht eine beispielhafte Wegdarstellung für rechte Auffahrtsfahrspuren, die durch das vorgeschlagene System in der Karte der Kopfeinheit für ein Fahrzeug auf dem Auffahrtsweg und für ein anderes Fahrzeug auf der Autobahn hinzugefügt und/oder entfernt wurden, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
9 veranschaulicht eine beispielhafte Wegdarstellung für linke Auffahrtsfahrspuren, die durch das vorgeschlagene System in der Karte der Kopfeinheit für ein Fahrzeug auf dem Auffahrtsweg und für ein anderes Fahrzeug auf der Autobahn hinzugefügt und/oder entfernt wurden, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
10 ist ein Flussdiagramm, in dem das vorgeschlagene Verfahren für die Fahrspurlokalisierung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt ist.

Es folgt eine ausführliche Beschreibung der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen der Offenbarung. Die Ausführungsformen sind so ausführlich, um die Offenbarung klar zu vermitteln. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, durch die Menge der angebotenen Details die vorhersehbaren Variationen von Ausführungsformen einzuschränken; im Gegenteil, die Absicht ist, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die in den Geist und den Umfang der vorliegenden Offenbarungen fallen, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert.
Die hierin erläuterten Ausführungsformen beziehen sich auf das Gebiet der Navigation und Fahrspurlokalisierung. Insbesondere stellt die vorliegende Offenbarung ein System und Verfahren zum Erleichtern der Fahrspurlokalisierung eines Fahrzeugs durch ein Bestimmen der Fahrspurkonnektivität zwischen verschiedenen Fahrspuren bereit.
Unter Bezugnahme auf 3 kann das vorgeschlagene System 300 eine Kopfeinheit 302 beinhalten, die an einer vordefinierten Position auf dem Fahrzeug gekoppelt ist. Die Kopfeinheit 302 kann mehrere Sensoren und eine Positionierungseinheit beinhalten und kann eine Karte der Kopfeinheit (hierin ebenso als Karte auf Straßenebene oder Karte bezeichnet) einer Region von Interesse speichern, wie in 5 bis 9A gezeigt. Die Kopfeinheit 302 kann die Anzahl der Fahrspuren in einem ersten vordefinierten Bereich in der Region um einen aktuellen Weg des Fahrzeugs bestimmen und dementsprechend einen ersten Satz von Datenpaketen erzeugen. Darüber hinaus kann die Kopfeinheit 302 einen oder mehrere alternative Wege (hierin zusammenfassend als alternativer Weg bezeichnet), die in einem zweiten vordefinierten Bereich um das Fahrzeug herum zur Verfügung stehen, und eine Anzahl von Fahrspuren in dem identifizierten alternativen Weg bestimmen und entsprechend einen zweiten Satz von Datenpaketen erzeugen. Darüber hinaus kann die Kopfeinheit 302 ein oder mehrere Attribute des aktuellen Wegs des Fahrzeugs und des von der Kopfeinheit 302 identifizierten alternativen Wegs bestimmen und entsprechend einen dritten Satz von Datenpaketen erzeugen.
In einer beispielhaften Ausführungsform können die Attribute der Abbiegewinkel, die Form des Weges, die Breite und die Art der Straße, wie eine Autobahn, eine Ausfahrtrampe sein, jedoch ohne auf dergleichen beschränkt zu sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann der zweite vordefinierte Bereich in der Region, in der die verfügbaren alternativen Wege erkannt werden, 10 bis 600 Meter von der aktuellen Position des Fahrzeugs sein.
Das System 300 kann eine Wegfiltereinheit 304 beinhalten, die mit der Kopfeinheit 302 kommuniziert. Die Wegfiltereinheit 304 kann dazu konfiguriert sein, den von der Kopfeinheit 302 erzeugten Satz von Datenpaketen zu empfangen, und kann die Anzahl der Fahrspuren in dem ersten vordefinierten Bereich in der Region um den aktuellen Weg des Fahrzeugs herum, die in dem zweiten vordefinierten Bereich um das Fahrzeug herum verfügbaren alternativen Wege und die Anzahl der Fahrspuren in dem identifizierten alternativen Weg und Attribute des aktuellen Wegs des Fahrzeugs und des von der Kopfeinheit 302 identifizierten alternativen Wegs extrahieren.
In einer Ausführungsform kann die Wegfiltereinheit 304 auf Grundlage der Anzahl der Fahrspuren auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs und der Anzahl der Fahrspuren auf dem alternativen Weg, der um das Fahrzeug herum zur Verfügung steht, eine Fahrspurteilungsbedingung oder eine Fahrspurzusammenfügungsbedingung auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs identifizieren. Ferner kann die Wegfiltereinheit 304 auf Grundlage des empfangenen dritten Satzes von Datenpaketen eine Richtung bestimmen, zu der der identifizierte alternative Weg hinführt.
Unter Bezugnahme auf 5 wird eine beispielhafte Karte auf Straßenebene der Region von Interesse um das Fahrzeug offenbart, wie sie von der Karte der Kopfeinheit des vorgeschlagenen Systems 300 gezeigt wird. Die Region kann einen alternativen Weg 504 um den aktuellen Weg 502 des Fahrzeugs herum beinhalten. Das System 300 kann dazu konfiguriert sein, die Anzahl der Fahrspuren auf dem aktuellen Weg 502 des Fahrzeugs und eine Anzahl von Fahrspuren auf dem identifizierten alternativen Weg 504 zu bestimmen. Darüber hinaus kann das System 300 ein oder mehrere Attribute, wie den Abbiegewinkel, die Form des Weges, die Breite und die Art der Straße des aktuellen Weges 502 sowie den von der Kopfeinheit 302 identifizierten alternativen Weg 504 bestimmen. In einer beispielhaften Veranschaulichung, wie sie in 5 gezeigt ist, jedoch ohne auf dergleichen beschränkt zu sein, wenn sich das Fahrzeug auf seinem aktuellen Weg 502 bewegt und sich dem alternativen Weg 504 nähert, reduziert sich die Anzahl der Fahrspuren auf dem aktuellen Weg 502 des Fahrzeugs nach dem Ursprung des alternativen Weges 504 gegenüber der Anzahl der Fahrspuren auf dem aktuellen Weg 502 vor dem Ursprung des alternativen Weges 504.
Dementsprechend kann in einer ersten Ausführungsform, auf Grundlage eines Abstands und der Richtung des entsprechenden alternativen Weges 504 von einem aktuellen Standort (auf dem aktuellen Weg 502) des Fahrzeugs, die Wegfiltereinheit 304 dazu konfiguriert werden, eine Fahrspur, die dem identifizierten alternativen Weg 504 entspricht, als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur auf dem aktuellen Weg 502 des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit 302 hinzuzufügen.
Bei einer Implementierung kann die Wegfiltereinheit 304 in dem Falle einer Fahrspurteilungsbedingung, wenn der identifizierte alternative Weg 504 in der Nähe des Fahrzeugs gefunden wird, die dem alternativen Weg 504 entsprechende Fahrspur als die Auffahrtsfahrspur auf dem aktuellen Weg 502 des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit 302 hinzufügen. Ferner kann in einer weiteren Implementierung die Wegfiltereinheit 304 in dem Falle einer Fahrspurteilungsbedingung, wenn herausgefunden wird, dass der identifizierte alternative Weg 504 um einen vordefinierten Abstand vor dem Fahrzeug ist, die dem alternativen Weg 504 entsprechende Fahrspur als die Ausgangsfahrspur auf dem aktuellen Weg 502 des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit 302 hinzufügen.
In einer zweiten Ausführungsform kann die Wegfiltereinheit 304 auf Grundlage eines Abstands und der Richtung des entsprechenden alternativen Weges 504 von einem aktuellen Standort des Fahrzeugs dazu konfiguriert werden, eine Fahrspur, die dem identifizierten alternativen Weg 504 entspricht, in dem Falle einer Fahrspurzusammenfügungsbedingung als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur von dem aktuellen Weg 502 des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit 302 zu entfernen.
Bei einer Implementierung kann die Wegfiltereinheit 304 in dem Falle einer Fahrspurzusammenfügungsbedingung, wenn der identifizierte alternative Weg 504 in der Nähe des Fahrzeugs gefunden wird, die dem alternativen Weg 504 entsprechende Fahrspur als die Auffahrtsfahrspur von dem aktuellen Weg 502 des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit 302 entfernen. Ferner kann in einer weiteren Implementierung die Wegfiltereinheit 304 in dem Falle einer Fahrspurzusammenfügungsbedingung, wenn herausgefunden wird, dass der identifizierte alternative Weg 504 um einen vordefinierten Abstand hinter dem Fahrzeug ist, die dem alternativen Weg 504 entsprechende Fahrspur als die Ausgangsfahrspur von dem aktuellen Weg 502 des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit 302 entfernen.
In einer anderen Ausführungsform kann die Ausgangsfahrspur nur dann auf den aktuellen Weg 502 des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit 302 hinzugefügt werden, wenn die Anzahl der Fahrspuren vor dem entsprechenden identifizierten alternativen Weg 504 kleiner oder gleich einer aktuellen Anzahl von Fahrspuren in der aktuellen Position 502 des Fahrzeugs ist, um falsch positive Ausgangsfahrspurhinzufügungen zu vermeiden. Ferner in noch einer anderen Ausführungsform kann die Auffahrtsfahrspur nur dann auf den aktuellen Weg 502 des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit 302 hinzugefügt werden, wenn die Anzahl der Fahrspuren vor dem entsprechenden identifizierten alternativen Weg 504 größer oder gleich einer aktuellen Anzahl von Fahrspuren in der aktuellen Position 502 des Fahrzeugs ist, um falsch positive Auffahrtsfahrspurhinzufügungen zu vermeiden, um sicherzustellen, dass nur aktuelle Auffahrts- oder Ausfahrtsfahrspuren zu der Karte der Kopfeinheit hinzugefügt werden.
Unter Bezugnahme auf 6 wird eine beispielhafte Wegdarstellung veranschaulicht, die einen alternativen Weg 504 darstellt, der auf der rechten Seite des aktuellen Weges 502 des Fahrzeugs gefunden wurde. Das System 300 kann dementsprechend den alternativen Weg 504 zu dem aktuellen Weg 502 hinzufügen, indem es eine rechte Ausgangfahrspur an einem ersten Punkt auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs hinzufügt und ferner eine rechte Ausgangfahrspur an einem zweiten Punkt (vor dem ersten Punkt) auf dem aktuellen Weg 504 des Fahrzeugs entfernt, was ferner in der der Kopfeinheit 302 zugeordneten Datenbank aktualisiert werden kann.
Unter Bezugnahme auf 7 wird eine beispielhafte Wegdarstellung veranschaulicht, die einen alternativen Weg 504 darstellt, der auf der linken Seite des aktuellen Weges 502 des Fahrzeugs gefunden wurde. Das System 300 kann dementsprechend den alternativen Weg 504 zu dem aktuellen Weg 502 hinzufügen, indem es eine linke Ausgangfahrspur an einem ersten Punkt auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs hinzufügt und ferner eine linke Ausgangfahrspur an einem zweiten Punkt (vor dem ersten Punkt) auf dem aktuellen Weg 504 des Fahrzeugs entfernt, was ferner in der der Kopfeinheit 302 zugeordneten Datenbank aktualisiert werden kann.
Unter Bezugnahme auf 8 wird eine beispielhafte Wegdarstellung für rechte Auffahrtsfahrspuren, die durch das vorgeschlagene System 300 in der Karte der Kopfeinheit für ein Fahrzeug auf dem Auffahrtsweg und für ein anderes Fahrzeug auf der Autobahn hinzugefügt und/oder entfernt wurden, offenbart.
Unter Bezugnahme auf 9 wird eine beispielhafte Wegdarstellung für linke Auffahrtsfahrspuren, die durch das vorgeschlagene System in der Karte der Kopfeinheit für ein Fahrzeug auf dem Auffahrtsweg und für ein anderes Fahrzeug auf der Autobahn hinzugefügt und/oder entfernt wurden, offenbart.
In einer Ausführungsform kann die Kopfeinheit 302 mit einem automatischen Fahrsystem (ADS) des Fahrzeugs in Verbindung stehen. Die Kopfeinheit 302 kann ferner die Karte der Kopfeinheit (in einer Datenbank) mit der entsprechenden hinzugefügten oder entfernten Auffahrtsspur und Ausfahrtsspur aktualisieren, was es dem ADS des Fahrzeugs ermöglicht, die Kontrolle und Lokalisierung des Fahrzeugs zu erleichtern.
In einer anderen Ausführungsform kann die Kopfeinheit 302 mit einer Anzeigeeinheit des Fahrzeugs in Verbindung stehen. Die Kopfeinheit 302 kann ferner ihre Karte der Kopfeinheit (in einer Datenbank) mit der entsprechenden hinzugefügten oder entfernten Auffahrts- und Ausfahrtsspur aktualisieren, die dem Fahrer des Fahrzeugs über die Anzeigeeinheit angezeigt werden kann, was es dem Fahrer ermöglicht, das Fahrzeug manuell zu steuern und zu lokalisieren.
In einer Implementierung können abhängig davon, wo das Fahrzeug lokalisiert wird, geeignete Kontrollmaßnahmen durch das ADS oder den Fahrer des Fahrzeugs durchgeführt werden, um reibungslose Übergänge sicherzustellen. Wenn das Fahrzeug beispielsweise auf einer Autobahnausfahrt lokalisiert wird, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs angepasst werden, um die Ausfahrtkurve mit der bestmöglichen Geschwindigkeit zu durchfahren. Wenn das Fahrzeug auf der Ausgangspur lokalisiert ist und der alternative Weg, der die Autobahn verlässt, sehr nahe an dem Fahrzeug liegt, kann das System beginnen, auf die Daten des alternativen Wegs zuzugreifen. Dies würde so lange fortgesetzt, bis die Kopfeinheit zurückgesetzt wird, um die Änderung in dem Hauptweg zu berücksichtigen. Somit stellt das vorgeschlagene System 300 einen nahtlosen Übergang beim Verlassen der Autobahn auf eine andere Straße bereit, da das System 300 die Daten der Kopfeinheit 302 nutzt, ohne von dem als Hauptweg markierten Weg abhängig zu sein.
In einer Ausführungsform können die Sensoren eine Stereo-Mehrzweckkamera (SMPC), ein Langstrecken-Radar (LRR), ein Multi-Mode-Radar (MMR), Langstrecken-LiDAR-(LRL-) Sensoren und dergleichen sein, die in der Lage sind, Attribute des aktuellen Weges des Fahrzeugs sowie der alternativen Wege zu bestimmen. Die Positionierungseinheit kann eine Karte auf Straßenebene produzieren, die mehrere Fahrspuren und entsprechende Sätze von Fahrspur- und Positionsattributen beinhaltet, die die Region von Interesse um das Fahrzeug herum darstellen, beispielsweise einen n-spurigen Wegabschnitt, der Fahrspuren mit Straßensperren beinhaltet. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Positionierungseinheit einen Satz von Navigationsdatenpaketen erzeugen, die den in Echtzeit produzierten Aktualisierungen der Karte der Kopfeinheit entsprechen, indem die entsprechende Auffahrts- oder Ausfahrtsspur in der ursprünglich gespeicherten Karte der Kopfeinheit hinzugefügt und/oder entfernt wird. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die Positionierungseinheit die globale Positionierungseinheit (GPS), das globale Navigationssatellitensystem (GLONASS), Galileo, das indische regionale Navigationssatellitensystem (IRNSS/NAVIC), ein WiFi-basiertes Positionierungssystem und andere regionale und lokale Positionierungssysteme beinhalten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Kopfeinheit 302 mit der Filterwegeinheit 304 in Verbindung stehen, und das System 300 kann über ein Netzwerk mit einem ADS oder einer Anzeige, die in dem Fahrzeug bereitgestellt ist, kommunizieren. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Netzwerk ein drahtloses Netzwerk, ein kabelgebundenes Netzwerk oder eine Kombination davon sein, das als eine der verschiedenen Arten von Netzwerken implementiert werden kann, wie Intranet, lokales Netzwerk (LAN), Weitverbundnetz (WAN), Internet und dergleichen. Ferner kann das Netzwerk entweder ein dediziertes Netzwerk oder ein gemeinsam genutztes Netzwerk sein. Das gemeinsame Netzwerk kann eine Zuordnung verschiedener Arten von Netzwerken darstellen, die eine Vielzahl von Protokollen verwenden können, beispielsweise Hypertext-Übertragungsprotokoll (HTTP), Übertragungssteuerungsprotokoll/Internetprotokoll (TCP/IP), drahtloses Anwendungsprotokoll (WAP) und dergleichen.
In einer Ausführungsform kann die Filterwegeinheit 304 unter Verwendung beliebiger oder einer Kombination von Hardwarekomponenten und Softwarekomponenten implementiert werden, wie einer Cloud, eines Servers, eines Rechensystems, einer Rechenvorrichtung, einer Netzwerkvorrichtung und dergleichen. Darüber hinaus kann die Filterwegeinheit 304 über eine Website oder eine Anwendung, die sich in dem vorgeschlagenen System 300 befinden kann, mit dem Satz von Sensoren und der Positionierungseinheit interagieren. In einer Implementierung kann über eine Website oder eine Anwendung auf das System 300 zugegriffen werden, die mit einem beliebigen Betriebssystem konfiguriert werden kann, einschließlich, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, Android™, iOS™ und dergleichen.
Unter Bezugnahme auf 4, können beispielhafte Funktionseinheiten der Filterwegeinheit 304 einen oder mehrere Prozessor(en) 402 und Speicher 404 beinhalten, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die Filterwegeinheit 304 kann ebenso eine Schnittstelle(n) 406 beinhalten. Die Schnittstelle(n) 406 kann/können eine Vielzahl von Schnittstellen beinhalten, beispielsweise Schnittstellen für Dateneingabe- und - ausgabevorrichtungen, die als E/A-Vorrichtungen bezeichnet werden, Speichervorrichtungen und dergleichen. Die Schnittstelle(n) 406 kann/können die Kommunikation der Filterwegeinheit 304 mit verschiedenen Vorrichtungen erleichtern, die mit der Filterwegeinheit 304 gekoppelt sind. Die Schnittstelle(n) 406 kann/können ebenso einen Kommunikationsweg für eine oder mehrere Komponenten der Filterwegeinheit 304 bereitstellen. Beispiele für solche Komponenten beinhalten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, die Verarbeitungsmaschine(n) 408, ADS, Anzeigeeinheit und Datenbank 410. In einer Ausführungsform kann die Verarbeitungsmaschine(n) 408 eine Extraktionseinheit 412, eine Einheit 414 für die Bestimmung der Teilung und Zusammenführung von Fahrspuren, eine Einheit 416 zum Hinzufügen und Entfernen von Fahrspuren und eine andere Einheit(en) 418 beinhalten. Ferner kann/können die andere(n) Einheit(en) 418 Funktionalitäten implementieren, die die von der Filterwegeinheit 304 durchgeführten Anwendungen/Funktionen ergänzen.
In einer Ausführungsform kann die Extraktionseinheit 412 es dem Prozessor 402 ermöglichen, den ersten, zweiten und dritten Satz von Datenpaketen von der Kopfeinheit 302 zu empfangen und die Daten zu extrahieren, einschließlich der Anzahl der Fahrspuren in dem ersten vordefinierten Bereich um einen aktuellen Weg des Fahrzeugs, eines alternativen Weges, der in dem zweiten vordefinierten Bereich um das Fahrzeug zur Verfügung steht, und der Anzahl der Fahrspuren in dem identifizierten alternativen Weg.
In einer Ausführungsform kann die Extraktionseinheit 412 es dem Prozessor 402 ferner ermöglichen, auf Grundlage der extrahierten Daten, die Attribute des aktuellen Wegs des Fahrzeugs und des identifizierten alternativen Wegs umfassen, eine Richtung zu bestimmen, in die der identifizierte alternative Weg führt.
In einer Ausführungsform kann die Einheit 412 für die Bestimmung der Teilung und Zusammenführung von Fahrspuren es dem Prozessor 402 ermöglichen, auf Grundlage der extrahierten Daten, die die Anzahl der Fahrspuren auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs und die Anzahl der um das Fahrzeug herum verfügbaren Fahrspuren auf dem alternativen Weg umfassen, eine Fahrspurteilungsbedingung oder eine Fahrspurzusammenführungsbedingung auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs zu identifizieren. Wenn beispielsweise die Anzahl der Fahrspuren vor dem Fahrzeug auf seinem aktuellen Weg zunimmt, kann der Prozessor 402 diese Bedingung als eine Fahrspurteilungsbedingung identifizieren. Auf ähnliche Weise kann, wenn die Anzahl der Fahrspuren vor dem Fahrzeug auf seinem aktuellen Weg abnimmt, der Prozessor 402 diese Bedingung als eine Fahrspurzusammenführungsbedingung identifizieren.
In einer Ausführungsform kann die Einheit 416 zum Hinzufügen und Entfernen von Fahrspuren es dem Prozessor 402 ermöglichen, eine Fahrspur, die dem identifizierten alternativen Weg entspricht, als eine beliebige einer Auffahrtsfahrspur oder einer Ausfahrtsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs hinzuzufügen, wenn der Zustand der Fahrspuraufteilung durch die Wegfiltereinheit identifiziert wird. In dem Falle einer Fahrspurteilungsbedingung, wenn der identifizierte alternative Weg in der Nähe des Fahrzeugs gefunden wird, kann die Einheit 416 zum Hinzufügen und Entfernen von Fahrspuren es dem Prozessor 402 ermöglichen, die Fahrspur, die dem alternativen Weg entspricht, als die Auffahrtsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit oder Datenbank 410 hinzuzufügen. Ferner, wenn herausgefunden wird, dass der identifizierte alternative Weg um einen vorbestimmten Abstand vor dem Fahrzeug liegt, kann die Einheit 416 zum Hinzufügen und Entfernen von Fahrspuren es dem Prozessor 402 ermöglichen, die Fahrspur, die dem alternativen Weg entspricht, als die Ausgangsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit oder Datenbank 410 hinzuzufügen.
In noch einer Ausführungsform kann die Einheit 416 zum Hinzufügen und Entfernen von Fahrspuren es dem Prozessor 402 ermöglichen, die Fahrspur, die dem identifizierten alternativen Weg entspricht, als eine beliebige einer Auffahrtsfahrspur oder einer Ausfahrtsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs zu entfernen, wenn der Zustand der Fahrspurzusammenführung durch die Wegfiltereinheit 304 identifiziert wird. In dem Falle einer Fahrspurzusammenführungsbedingung, wenn der identifizierte alternative Weg in der Nähe des Fahrzeugs gefunden wird, kann die Einheit 416 zum Hinzufügen und Entfernen von Fahrspuren es dem Prozessor 402 ermöglichen, die Fahrspur, die dem alternativen Weg entspricht, als die Auffahrtsfahrspur von dem aktuellen Weg des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit oder Datenbank 410 zu entfernen. Ferner, wenn herausgefunden wird, dass der identifizierte alternative Weg um einen vorbestimmten Abstand hinter dem Fahrzeug liegt, kann die Einheit 416 zum Hinzufügen und Entfernen von Fahrspuren es dem Prozessor 402 ermöglichen, die Fahrspur, die dem alternativen Weg entspricht, als die Ausgangsfahrspur von dem aktuellen Weg des Fahrzeugs in der Karte der Kopfeinheit oder Datenbank 410 zu entfernen.
In einer anderen Ausführungsform kann die Einheit 416 zum Hinzufügen und Entfernen von Fahrspuren die Ausgangsspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs nur dann der Karte der Kopfeinheit oder Datenbank 410 hinzufügen, wenn die Anzahl der Fahrspuren vor dem entsprechenden identifizierten alternativen Weg kleiner oder gleich der aktuellen Anzahl der Fahrspuren an der aktuellen Position des Fahrzeugs ist, um falsch positive Ausgangsspurhinzufügungen zu vermeiden. Ferner in noch einer anderen Ausführungsform kann die Einheit 416 zum Hinzufügen und Entfernen von Fahrspuren die Auffahrtsspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs nur dann der Karte der Kopfeinheit oder Datenbank 410 hinzufügen, wenn die Anzahl der Fahrspuren vor dem entsprechenden identifizierten alternativen Weg größer oder gleich der aktuellen Anzahl der Fahrspuren an der aktuellen Position des Fahrzeugs ist, um falsch positive Auffahrtsspurhinzufügungen zu vermeiden. Diese Funktion der Wegfiltereinheit 304 stellt sicher, dass nur aktuelle Ein- oder Ausgangsspuren der Karte oder Datenbank 410 der Kopfeinheit hinzugefügt werden.
Unter Bezugnahme auf 10 kann das Verfahren 1000 den Schritt 1002 des Bestimmens durch eine Kopfeinheit 302 des Fahrzeugs einer Anzahl von Fahrspuren in einem ersten vordefinierten Bereich um einen aktuellen Weg des Fahrzeugs, einer oder mehrerer alternativer Wege, die in einem zweiten vordefinierten Bereich um das Fahrzeug zur Verfügung stehen, und einer Anzahl von Fahrspuren in den identifizierten alternativen Wegen und eines oder mehrerer Attribute des aktuellen Wegs des Fahrzeugs und der identifizierten alternativen Wege und dementsprechend das Erzeugen eines Satzes von Datenpaketen beinhalten. Ferner kann das Verfahren 1000 den Schritt 1004 des Empfangens durch eine Wegfiltereinheit 304 des Satzes von Datenpaketen von der Kopfeinheit beinhalten. Darüber hinaus kann das Verfahren 1000 den Schritt 1006 des Identifizierens auf Grundlage der Anzahl der Fahrspuren auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs und der Anzahl der Fahrspuren auf dem alternativen Weg, der um das Fahrzeug herum zur Verfügung steht, einer beliebigen einer Fahrspurteilung oder einer Fahrspurzusammenfügung auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs, gefolgt von dem Schritt 1008 des Bestimmens durch die Wegfiltereinheit 304 auf Grundlage des empfangenen dritten Satzes von Datenpaketen einer Richtung beinhalten, in die der identifizierte alternative Weg führt.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren auf Grundlage eines Abstands und der Richtung des entsprechenden alternativen Wegs von einem aktuellen Standort des Fahrzeugs den Schritt 1010 des Hinzufügens durch die Wegfiltereinheit 304 in dem Fall der Fahrspurteilungsbedingung einer Fahrspur, die dem identifizierten alternativen Weg entspricht, als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs und bei Schritt 1012 des Entfernens durch die Wegfiltereinheit 304 in dem Fall der Fahrspurzusammenführungsbedingung der Fahrspur, die dem identifizierten alternativen Weg entspricht, als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur von dem aktuellen Weg des Fahrzeugs beinhaltet.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt des Aktualisierens durch die Wegfiltereinheit 304 einer Datenbank 410 mit Kartendaten, die der Kopfeinheit 302 zugeordnet sind, mit der entsprechenden hinzugefügten oder entfernten Auffahrtsfahrspur und Ausfahrtsfahrspur und dementsprechend das Ermöglichen der Steuerung und Lokalisierung des Fahrzeugs beinhalten, was es entsprechend dem ADS des Fahrzeugs ermöglicht, die Steuerung und Lokalisierung des Fahrzeugs zu erleichtern.
Während das Vorstehende verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschreibt, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung erfunden werden, ohne von dem grundsätzlichen Umfang davon abzuweichen. Der Umfang der Erfindung wird durch die Ansprüche bestimmt, die folgen. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, Varianten oder Beispiele beschränkt, die beinhaltet sind, um es einem Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, wenn sie mit den Informationen und Kenntnissen kombiniert werden, die dem Durchschnittsfachmann zur Verfügung stehen.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren für die effektive und zuverlässige Fahrspurlokalisierung eines Fahrzeugs unter Verwendung von Kartendaten auf Straßenebene, die von der Kopfeinheit des Fahrzeugs bereitgestellt werden, die eine bessere Abdeckung aufweisen und kostengünstiger sind, wenn hochauflösende und aktuelle Kartendaten nicht zur Verfügung stehen.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren bereit, das Informationen von einer Kopfeinheit eines Fahrzeugs verwendet, um Verbreiterungs- und Verengungsereignisse zu handhaben und die Fahrspurkonnektivität zwischen verschiedenen Fahrspuren in einer Region zu bestimmen, selbst wenn keine genauen Fahrspurkonnektivitätsinformationen oder hochauflösende Kartendaten der Region vorliegen.
Die vorliegende Offenbarung verhindert eine falsche Fahrspurhinzufügung oder Fahrspurentfernung von der Straße, wenn hochauflösende und aktuelle Kartendaten nicht zur Verfügung stehen, um eine effektive und zuverlässige Fahrspurlokalisierung sicherzustellen und dadurch eine Hilfe für Fahrzeuge auf Grundlage eines Fahrerassistenzsystemens (ADAS) bereitzustellen.
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

CN 112131335 A [0005]
CN 112146671 A [0006]
US 20160167582 A1 [0007]

Claims

System (300) für die Erleichterung der Fahrspurlokalisierung eines Fahrzeugs durch Bestimmen der Fahrspurkonnektivität zwischen verschiedenen Fahrspuren, wobei das System (300) umfasst: eine Kopfeinheit (302), die mit dem Fahrzeug gekoppelt ist, wobei die Kopfeinheit (302) einen Satz von Sensoren und eine Positionierungseinheit umfasst, die dazu konfiguriert ist, zu bestimmen: einer Anzahl der Fahrspuren in einem ersten vordefinierten Bereich um einen aktuellen Weg des Fahrzeugs und dementsprechend einen ersten Satz von Datenpaketen zu erzeugen; einen oder mehrere alternative Wege, die in einem zweiten vordefinierten Bereich um das Fahrzeug herum zur Verfügung stehen, und einer Anzahl von Fahrspuren in dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen und dementsprechend einen zweiten Satz von Datenpaketen zu erzeugen; und ein oder mehrere Attribute des aktuellen Weges des Fahrzeugs und des einen oder der mehreren identifizierten alternativen Wege und dementsprechend einen dritten Satz von Datenpaketen zu erzeugen; und eine Wegfiltereinheit (304), die mit der Kopfeinheit (302) in Verbindung steht, wobei die Wegfiltereinheit (304) einen oder mehrere Prozessoren (402) umfasst, die mit einem Speicher (404) wirkgekoppelt sind, der eine oder mehrere Anweisungen speichert, die von dem einen oder den mehreren Prozessoren ausgeführt werden können, und konfiguriert sind, zum: Empfangen des ersten Satzes von Datenpaketen, des zweiten Satzes von Datenpaketen und des dritten Satzes von Datenpaketen von der Kopfeinheit (302); Identifizieren einer Fahrspurteilungsbedingung oder einer Fahrspurzusammenfügungsbedingung auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs auf Grundlage der Anzahl der Fahrspuren auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs und der Anzahl der Fahrspuren auf dem einen oder mehreren alternativen Wegen, die um das Fahrzeug herum zur Verfügung stehen; und Bestimmen auf Grundlage des empfangenen dritten Satzes von Datenpaketen einer Richtung, zu der der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Weg hin führt/führen; wobei die Wegfiltereinheit (304) auf Grundlage eines Abstands und der Richtung des entsprechenden alternativen Weges von einem aktuellen Standort des Fahrzeugs konfiguriert ist, zum: Hinzufügen im Falle der Fahrspurteilungsbedingung einer Fahrspur, die dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen entspricht, als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur in den aktuellen Weg des Fahrzeugs; und Entfernen im Falle der Fahrspurzusammenfügungsbedingung der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen entspricht, als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur von dem aktuellen Weg des Fahrzeugs.
System (300) nach Anspruch 1, wobei im Falle der Fahrspurteilungsbedingung, wenn der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in der Nähe des Fahrzeugs gefunden werden, die Wegfiltereinheit (304) die Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Auffahrtsspur in den aktuellen Weg des Fahrzeugs hinzufügt; und wenn herausgefunden wird, dass der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in einem vorbestimmten Abstand vor dem Fahrzeug sind, die Wegfiltereinheit (304) die Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Ausgangsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs hinzufügt.
System (300) nach Anspruch 1, wobei im Falle der Fahrspurzusammenfügungsbedingung, wenn der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in der Nähe des Fahrzeugs gefunden werden, die Wegfiltereinheit (304) die Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Auffahrtsspur von dem aktuellen Weg des Fahrzeugs entfernt; und wenn herausgefunden wird, dass der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in einem vorbestimmten Abstand hinter dem Fahrzeug sind, die Wegfiltereinheit (304) die Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Ausgangsfahrspur von dem aktuellen Weg des Fahrzeugs entfernt.
System (300) nach Anspruch 1, wobei die Ausgangsfahrspur in den aktuellen Weg des Fahrzeugs hinzugefügt wird, wenn die Anzahl der Fahrspuren vor dem entsprechenden identifizierten alternativen Weg kleiner oder gleich der aktuellen Anzahl der Fahrspuren an der aktuellen Position des Fahrzeugs ist, und wobei die Auffahrtsfahrspur in den aktuellen Weg des Fahrzeugs hinzugefügt wird, wenn die Anzahl der Fahrspuren vor dem entsprechenden identifizierten alternativen Weg größer oder gleich der aktuellen Anzahl der Fahrspuren an der aktuellen Position des Fahrzeugs ist.
System (300) nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Attribute ein beliebiges oder eine Kombination aus Abbiegewinkel, Form der Fahrspur, Breite und Art der Straße umfassen.
System (300) nach Anspruch 1, wobei das System (300) eine dem System (300) zugeordnete Datenbank (410) mit der entsprechenden hinzugefügten oder entfernten Auffahrtsfahrspur und Ausfahrtsfahrspur aktualisiert, was entsprechend die Steuerung und Lokalisierung des Fahrzeugs ermöglicht.
Verfahren (1000) zum Erleichtern der Fahrspurlokalisierung eines Fahrzeugs durch Bestimmen der Fahrspurkonnektivität zwischen verschiedenen Fahrspuren, wobei das Verfahren (1000) die Schritte umfasst von: Bestimmen (1002) durch eine Kopfeinheit (302) des Fahrzeugs: einer Anzahl der Fahrspuren in einem ersten vordefinierten Bereich um einen aktuellen Weg des Fahrzeugs und dementsprechend einen ersten Satz von Datenpaketen zu erzeugen; einen oder mehrere alternative Wege, die in einem zweiten vordefinierten Bereich um das Fahrzeug herum zur Verfügung stehen, und einer Anzahl von Fahrspuren in dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen und dementsprechend einen zweiten Satz von Datenpaketen zu erzeugen; und ein oder mehrere Attribute des aktuellen Weges des Fahrzeugs und des einen oder der mehreren identifizierten alternativen Wege und dementsprechend einen dritten Satz von Datenpaketen zu erzeugen; und Empfangen (1004) durch eine Wegfiltereinheit (304) des ersten Satzes von Datenpaketen, des zweiten Satzes von Datenpaketen und des dritten Satzes von Datenpaketen von der Kopfeinheit (302), die einen oder mehrere Prozessoren in Verbindung mit der Kopfeinheit (302) umfasst; Identifizieren (1006) durch die Wegfiltereinheit (304) einer Fahrspurteilungsbedingung oder einer Fahrspurzusammenfügungsbedingung auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs auf Grundlage der Anzahl der Fahrspuren auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs und der Anzahl der Fahrspuren auf dem einen oder mehreren alternativen Wegen, die um das Fahrzeug herum zur Verfügung stehen; und Bestimmen (1008) durch die Wegfiltereinheit (304) auf Grundlage des empfangenen dritten Satzes von Datenpaketen einer Richtung, zu der der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege hin führt/führen; wobei auf Grundlage eines Abstands und der Richtung des entsprechenden alternativen Weges von einem aktuellen Standort des Fahrzeugs: Hinzufügen (1010) durch die Wegfiltereinheit (304) im Falle der Fahrspurteilungsbedingung einer Fahrspur, die dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen entspricht, als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur in den aktuellen Weg des Fahrzeugs; und Entfernen (1012) durch die Wegfiltereinheit (304) im Falle der Fahrspurzusammenfügungsbedingung der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren identifizierten alternativen Wegen entspricht, als eine beliebige von einer Auffahrtsfahrspur und einer Ausfahrtsfahrspur von dem aktuellen Weg des Fahrzeugs.
Verfahren (1000) nach Anspruch 7, wobei das Verfahren (1000) den Schritt des Aktualisierens einer der Kopfeinheit (302) zugeordneten Datenbank durch die Wegfiltereinheit (304) mit der entsprechenden hinzugefügten oder entfernten Auffahrtsfahrspur und Ausfahrtsfahrspur und entsprechendes Ermöglichen der Steuerung und Lokalisierung des Fahrzeugs umfasst.
Verfahren (1000) nach Anspruch 7, wobei im Falle der Fahrspurzusammenfügungsbedingung, wenn der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in der Nähe des Fahrzeugs gefunden werden, umfasst das Verfahren (1000) den Schritt des Entfernens durch die Wegfiltereinheit (304) der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als die Auffahrtsspur von dem aktuellen Weg des Fahrzeugs; und wenn herausgefunden wird, dass der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in einem vorbestimmten Abstand hinter dem Fahrzeug sind, umfasst das Verfahren (1000) den Schritt des Entfernens durch die Wegfiltereinheit (304) der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Ausgangsfahrspur von dem aktuellen Weg des Fahrzeugs.
Verfahren (1000) nach Anspruch 7, wobei im Falle der Fahrspurteilungsbedingung, wenn der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in der Nähe des Fahrzeugs gefunden werden, umfasst das Verfahren (1000) den Schritt des Hinzufügens durch die Wegfiltereinheit (304) der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als die Auffahrtsspur in dem aktuellen Weg des Fahrzeugs; und wenn herausgefunden wird, dass der eine oder die mehreren identifizierten alternativen Wege in einem vorbestimmten Abstand vor dem Fahrzeug sind, umfasst das Verfahren (1000) den Schritt des Hinzufügens durch die Wegfiltereinheit (304) der Fahrspur, die dem einen oder den mehreren alternativen Wegen entspricht, als Ausgangsfahrspur auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs.