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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs eines Fahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einer derartigen Recheneinrichtung. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Fahrerassistenzsysteme bekannt, mit denen ein automatisiertes Fahren bzw. ein automatisierter Fahrbetrieb des Fahrzeugs ermöglicht werden kann. Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ wird im Rahmen des Dokuments Fahren mit automatisierter Längs- und/oder Querführung verstanden. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Das automatisierte Fahren kann in unterschiedlichen Automatisierungsgraden bereitgestellt werden, welche dem SAE-Level 1 bis 5 der Norm SAE J3016 entsprechen.
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Vorliegend gilt das Interesse insbesondere derartigen Fahrerassistenzsystemen, welche zumindest ein hochautomatisiertes Fahren ermöglichen. Beim hochautomatisierten Fahren (SAE-Level 3) übernimmt das System die Längs- und Querführung in bestimmten Fahrsituationen, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss. Der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung auf Aufforderung durch das System zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (SAE-Level 4) übernimmt das System die Fahrzeugführung in bestimmten Fahrsituationen, selbst wenn der Fahrer auf eine Aufforderung zum Eingreifen nicht reagiert, sodass der Fahrer als Rückfallebene entfällt. Beim autonomen Fahren (SAE-Level 5) können vom System alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe unter jeder Fahrbahn- und Umgebungsbedingungen durchgeführt werden, welche auch von einem menschlichen Fahrer beherrscht werden.
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Für alle aktiven Fahrfunktionen gemäß dem Level 3 und höher ist es unbedingt notwendig, einen zuvor definierten sicheren Betriebszustand einzuhalten. Ein derartiger Betriebszustand kann auch als Operational Design Domain (ODD) bezeichnet werden. Dies bedeutet insbesondere, dass das Fahrzeug mit einer Fahrfunktion gemäß dem Level 3 und höher fahren darf, wenn die Umgebung und die Bedingungen zu der Systemauslegung passen. Wenn das System beispielsweise nur für definierte Systemauslegungen entwickelt wurde, darf es nicht der Fall sein, dass die Fahrfunktion gemäß dem Level 3 und höher auch bei nicht vorgegebenen Systemauslegungen bzw. vordefinierten Betriebszuständen aktiviert wird.
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In diesem Zusammenhang offenbart die
DE 10 2013 222 048 A1 ein Verfahren zum Aktivieren oder Deaktivieren einer automatischen Fahrfunktion eines technischen Systems zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs, welches dort als Pilot bezeichnet wird. Wenn beispielsweise bestimmte Voraussetzungen für das Aufrechterhalten des aktiven Pilots nicht mehr vorliegen, kann der Pilot deaktiviert werden bzw. eine Fahrerwarnung ausgegeben werden. Dies kann der Fall sein, wenn eine Systemgrenze erreicht ist, beispielsweise das System nur für dezidierte Straßenklassen ausgelegt ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lösung aufzuzeigen, wie ein zumindest hochautomatisierter Fahrbetrieb eines Fahrzeugs sicherer bereitgestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Recheneinrichtung, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Überwachen eines zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Aktivieren des zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs des Fahrzeugs. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Überprüfen, ob ein vorbestimmter sicherer Betriebszustand des Fahrzeugs während des zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs gegeben ist. Außerdem umfasst das Verfahren das Einleiten einer Deaktivierung des zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs, falls der vorbestimmte sichere Betriebszustand nicht gegeben ist, und das Aufrechterhalten des zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs, falls der vorbestimmte sichere Betriebszustand gegeben ist. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Empfangen von zumindest einem Sensorsignal, welches eine Vertikaldynamik des Fahrzeugs beschreibt. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Definieren des sicheren Betriebszustands in Abhängigkeit von dem zumindest einen empfangenen Sensorsignal.
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Das Verfahren kann mit einer entsprechenden Recheneinrichtung des Fahrzeugs bzw. eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs durchgeführt werden. Diese Recheneinrichtung kann durch zumindest ein elektronisches Steuergerät gebildet sein. Mit dieser Recheneinrichtung kann der zumindest hochautomatisierte Fahrbetrieb des Fahrzeugs gesteuert bzw. überwacht werden. Unter dem Begriff „zumindest hochautomatisierter Fahrbetrieb“ ein automatisiertes Fahren mit einem Automatisierungsgrad gemäß Level 3, Level 4 oder Level 5 zu verstehen. Mit anderen Worten ist gemäß dem zumindest hochautomatisierten Fahren das hochautomatisierte Fahren, das vollautomatisierte Fahren und das autonome Fahren zu verstehen.
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Während des zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs des Fahrzeugs wird insbesondere fortlaufend überprüft, ob der sichere Betriebszustand gegeben ist. Dieser sichere Betriebszustand kann beispielsweise bei der Entwicklung der Fahrerassistenzfunktion bzw. des Fahrerassistenzsystems definiert werden. Dieser definierte sichere Betriebszustand kann insbesondere die Systemauslegung beschreiben, für den das Fahrerassistenzsystem entwickelt wurde. Bei der Erfüllung des sicheren Betriebszustands kann davon ausgegangen werden, dass die Fahrt mit dem Fahrzeug im hochautomatisierten Fahrbetriebs sicher ist.
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Für diesen sicheren Betriebszustand können mehrere Betriebsgrößen definiert werden. Diese Betriebsgrößen können zum einen den Betrieb bzw. Fahrzustand des Fahrzeugs selbst beschreiben. Eine Betriebsgröße kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sein. Beispielsweise kann der automatisierte Fahrbetrieb ab dem Level 3 nur bis zu einer Maximalgeschwindigkeit hin erlaubt werden. Des Weiteren können diese Betriebsgrößen auch die Umgebung des Fahrzeugs beschreiben. Eine Betriebsgröße kann die Sichtverhältnisse in der Umgebung des Fahrzeugs berücksichtigen. Beispielsweise kann das automatisierte Fahren ab dem Level 3 nur bei bestimmten Sichtverhältnissen erlaubt werden. Falls erkannt wird, dass der vorbestimmte bzw. definierte sichere Betriebszustand gegeben ist, kann der Fahrbetrieb gemäß dem Level 3 oder höher aufrechterhalten werden. Andernfalls kann die Deaktivierung des zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs eingeleitet werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Sensorsignal empfangen wird, welches eine Vertikaldynamik des Fahrzeugs beschreibt. Unter der Vertikaldynamik sind insbesondere Kräfte, Momente und/oder Beschleunigungen zu verstehen, welche in die Hochrichtung des Fahrzeugs wirken. Des Weiteren ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der sichere Betriebszustand in Abhängigkeit von dem zumindest einen empfangenen Sensorsignal definiert wird. Auf Grundlage des zumindest einen Sensorsignals kann die Vertikaldynamik des Fahrzeugs abgeleitet werden. Für dieses Sensorsignal bzw. für die Vertikaldynamik des Fahrzeugs können beispielsweise definierte Grenzwerte vorgegeben werden. Falls diese Grenzwerte bezüglich der Vertikaldynamik eingehalten werden, kann der definierte sichere Betriebszustand als erfüllt angesehen werden, wenn gleichzeitig auch die weiteren Betriebsgrößen für den sicheren Betriebszustand bzw. die Operational Design Domain (ODD) erfüllt sind. In diesem Fall kann die zumindest hochautomatisierte Fahrfunktion aufrechterhalten werden. Umgekehrt kann die ODD als nicht erfüllt angesehen werden, wenn die Anforderungen bezüglich der Vertikaldynamik nicht erfüllt sind. Die Vertikaldynamik kann somit als Indikator angesehen werden, der klar anzeigt, wenn der sichere Betriebszustand erfüllt wird. Es ist aber nicht ausreichend, für die Überwachung des sicheren Betriebszustands nur die Vertikaldynamik zu überwachen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zumindest hochautomatisierte Fahrsysteme bzw. Fahrerassistenzsysteme im Straßenverkehr nach dem aktuellen Stand der Technik für den zivilen Bereich nur auf definierten Straßen bzw. Straßenklassen erlaubt sind. Beispielsweise kann es sich bei den Straßen bzw. den Straßenklassen um geteerte, betonierte oder asphaltierte Straßen handeln, welche entsprechend eben sind. Insbesondere kann die zumindest hochautomatisierte Fahrfunktion nur auf ebenen Oberflächen erlaubt sein. Dementsprechend darf es nicht vorkommen, dass Level 3-Systeme weiterhin aktiv bleiben, wenn eine „holprige“ Fahrt erkannt wird. Wenn eine derartige „holprige“ Fahrt vorliegt, kann dies auf Grundlage des zumindest einen Sensorsignals, welches die Vertikaldynamik beschreibt, erkannt werden. In diesem Fall kann davon ausgegangen werden, dass sich das Fahrzeug auf einer nicht zulässigen Straße bzw. Straßenklasse befindet bzw. aktuell eine solche Straße oder Fahrbahn zumindest teilweise verlassen hat.
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Durch die Auswertung des zumindest einen Sensorsignals, welches die Vertikaldynamik des Fahrzeugs beschreibt, kann sichergestellt werden, dass ein aktives System, welches eine zumindest eine hochautomatisierte Fahrt ermöglicht, beim Befahren einer unzulässigen Straße bzw. beim Verlassen einer zulässigen Straße nicht weiter aktiv bleibt. Dadurch, dass der sichere Betriebszustand, welcher bei dem Fahren gemäß der Automatisierungsstufe Level 3 und höher einzuhalten ist, auf Grundlage der Vertikaldynamik definiert wird, kann die Sicherheit im Betrieb des Fahrerassistenzsystems erhöht werden.
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Bevorzugt wird die Deaktivierung des zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs eingeleitet, falls anhand des zumindest einen Sensorsignals eine Fahrt des Fahrzeugs auf einer vorbestimmten Oberfläche bzw. Fahrbahnoberfläche und/oder einer nicht erlaubten Straßenklasse erkannt wird. Wie zuvor erläutert, kann es insbesondere vorgesehen sein, dass der Betrieb des Fahrzeugs mit dem Automatisierungsgrad Level 3 und höher nur auf asphaltierten Straßen oder dergleichen zulässig ist. Wenn nun anhand des zumindest einen Sensorsignals erkannt wird, dass sich beispielsweise das Fahrzeug aktuell auf einer nicht befestigten Fahrbahn, einem Schotterweg, einer Grasfläche oder dergleichen befindet, kann der zumindest hochautomatisierte Fahrbetrieb deaktiviert werden. Weiterhin kann es der Fall sein, dass der zumindest hochautomatisierte Fahrbetrieb nur für definierte Straßenklassen erlaubt ist. Wenn das System beispielsweise nur für Autobahnen entwickelt wurde, kann das Fahrerassistenzsystem zum Bereitstellen des hochautomatisierten Fahrbetriebs aktiviert werden, wenn erkannt wird, dass sich das Fahrzeug auf einer Landstraße, einer Straße mit unzureichender Fahrbahnoberfläche oder dergleichen befindet. Somit kann auf einfache Weise die Sicherheit beim zumindest hochautomatisierten Fahren ermöglicht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Deaktivierung des zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs eingeleitet, falls anhand des zumindest einen Sensorsignals ein Abkommen des Fahrzeugs von einer Fahrbahn erkannt wird. Um die Sicherheit beim zumindest hochautomatisierten Fahren zu gewährleisten, ist es bevorzugt ferner vorgesehen, dass ein Abkommen des Fahrzeugs von der Straße bzw. der Fahrbahn erkannt wird. Unter dem Begriff „Abkommen“ wird vorliegend insbesondere verstanden, dass das Fahrzeug zumindest teilweise bzw. mit zumindest einem Rad von der Fahrbahn abkommt. Wenn das zumindest eine Rad von der Straße bzw. der Fahrbahn abkommt, kann dies anhand des zumindest einen Sensorsignals bzw. der Vertikaldynamik erkannt werden. Abseits der Fahrbahn bzw. des Fahrstreifens, der für die Fahrt des Fahrzeugs vorgesehen ist, können beispielsweise Verschmutzungen und/oder Unebenheiten vorhanden sein, welche durch die erhöhte Vertikaldynamik im Vergleich zu der Fahrbahn erkannt werden können. Des Weiteren kann es beim Abkommen des Fahrzeugs von der Fahrbahn der Fall sein, dass das Fahrzeug über einen nicht befestigten Randbereich der Fahrbahn, ein Bankett, eine Schotterfläche oder eine Grasnarbe fährt. Auch dies kann auf Grundlage des zumindest einen Sensorsignals erkannt werden. Auch in diesem Fall kann die zumindest hochautomatisierte Fahrfunktion deaktiviert werden und die Fahraufgabe an den Fahrer übergeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass eine automatisierte Bremsung eingeleitet wird, um das Fahrzeug in einem sicheren Bereich zum Stehen zu bringen.
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In einer weiteren Ausführungsform beschreibt das zumindest eine Sensorsignal einen Federweg von einem Dämpfer des Fahrzeugs, eine Beschleunigung und/oder einen mit einem Umfeldsensor erfassten Bereich einer Umgebung des Fahrzeugs. Beispielsweise kann das zumindest eine Sensorsignal einen Federweg bzw. Einfederweg von einem Dämpfer einem Fahrwerk des Fahrzeugs beschreiben. In diesem Fall kann das Sensorsignal mit einem Fahrwerkssensor bereitgestellt werden. Zudem kann das zumindest eine Sensorsignal die Beschleunigung und insbesondere die Beschleunigung in Fahrzeughochrichtung beschreiben. Diese Beschleunigung kann beispielsweise mit einem entsprechenden Beschleunigungssensor erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Vertikaldynamik des Fahrzeugs auf Grundlage von einem Sensorsignal eines Umfeldsensors des Fahrzeugs erfasst wird. Dieser Umfeldsensor kann beispielsweise einen Bereich der Umgebung des Fahrzeugs erfassen. Bei dem Erfassen des Umgebungsbereichs bzw. eines Objekts in dem Umgebungsbereich können entsprechende Nickbewegungen des Fahrzeugs, welche die Vertikaldynamik des Fahrzeugs repräsentieren, erkannt werden. Bei dem Umfeldsensor kann es sich beispielsweise um eine Kamera, einem Radarsensor, einem Lidar-Sensor oder dergleichen handeln. Auf Grundlage dieser Sensorsignale kann die Vertikaldynamik des Fahrzeugs auf einfache und zuverlässige Weise bestimmt werden.
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Weiterhin ist vorteilhaft, wenn das zumindest eine Sensorsignal eine Zeitreihe beschreibt und das Sensorsignal zum Überprüfen des sicheren Betriebszustands mit zumindest einem vorbestimmten Signalmuster verglichen wird. Vorliegend ist also insbesondere vorgesehen, dass nicht nur einzelne Sensorwerte erfasst werden und mit einem Grenzwert verglichen werden. Insbesondere soll keine Wenn-dann-Abfrage auf Grundlage von einzelnen Sensorwerten durchgeführt werden. Vielmehr ist es gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass eine Zeitreihe des Sensorsignals erfasst wird und der zeitliche Verlauf des Sensorsignals ausgewertet wird. Die Zeitreihe kann eine zeitliche Abfolge von erfassten Sensorwerten umfassen. Insbesondere kann die Zeitreihe des Sensorsignals mit einem vorbestimmten Signalmuster verglichen werden.
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Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass das zumindest eine vorbestimmte Signalmuster die Vertikaldynamik des Fahrzeugs während einer Fahrt auf einer Straße mit einer bestimmten Straßenklasse beschreibt. Mit anderen Worten kann das vorbestimmte Signalmuster die Vertikaldynamik bzw. das zumindest eine Sensorsignal während der Fahrt auf einer asphaltierten, geteerten oder betonierten Straße beschreiben. Derartige Signalmuster, bei denen das Fahrzeug auf einer für das zumindest hochautomatisierte Fahren zugelassenen Straße bewegt wird, sind üblicherweise zahlreich vorhanden bzw. wurden im Vorfeld in vielen Fahrversuchen bestimmt. Somit können diese Signalmuster als valide angesehen werden. Diese Signalmuster beschreiben die zu erfüllende Betriebsgröße bzw. den sicheren Betriebszustand. Wenn eine Abweichung von einem derartigen Signalmuster erkannt wird, kann davon ausgegangen werden, dass der sichere Betriebszustand aktuell nicht vorliegt. In diesem Fall können auch Verfahren des maschinellen Lernens, neuronale Netze oder dergleichen genutzt werden, um das zumindest eine Sensorsignal mit dem vorbestimmten Signalmuster zu vergleichen. Somit kann quasi ein lernendes System bereitgestellt werden, mit dem auf Grundlage des zumindest einen Sensorsignals erkannt wird, ob der sichere Betriebszustand für das zumindest hochautomatisierte Verfahren vorliegt oder nicht.
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In einer weiteren Ausführungsform wird zum Einleiten der Deaktivierung des zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs eine Übernahmeaufforderung an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben. Bei dem Betrieb gemäß Level 3 ist es erforderlich, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers wieder auf das Verkehrsgeschehen gerichtet wird und/oder dass an den Fahrer übergeben wird. Hierzu können entsprechende Übernahmeaufforderungen ausgegeben werden. Grundsätzlich können diese Übernahmeaufforderungen akustisch, optisch und/oder haptisch ausgegeben werden. Hier können auch bevorzugt mehrere Eskalationsstufen vorgesehen sein. Beispielsweise kann zunächst eine optische Warnung ausgegeben werden und falls diese vom Fahrer nicht wahrgenommen wird, kann alternativ oder zusätzlich eine akustische Warnung ausgegeben werden. Somit kann auf sichere Weise erreicht werden, dass der Fahrer das Steuer des Fahrzeugs rechtzeitig wieder übernimmt.
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Des Weiteren kann es zudem vorgesehen sein, dass mittels des Fahrerassistenzsystems in die Längsführung und/oder Querführung des Fahrzeugs eingegriffen wird. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn der Fahrer auf die zuvor beschriebene Übernahmeaufforderung nicht reagiert hat. In diesem Fall kann beispielsweise eine Notbremsung eingeleitet werden bzw. das Fahrzeug in einen sicheren Bereich manövriert werden. Falls beispielsweise erkannt wurde, dass das Fahrzeug die Fahrbahn verlassen hat, kann derart in die Querführung eingegriffen werden, dass das Fahrzeug wieder auf die Fahrbahn zurückgelenkt wird.
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Zum Einleiten der Deaktivierung des zumindest hochautomatisierten Fahrbetriebs bei einem Betrieb gemäß Level 4 kann auch an den Fahrer übergeben werden. Hier darf sich das Fahrerassistenzsystem aber nicht auf eine Übernahme verlassen. Daher ist bevorzugt vorgesehen, dass selbsttätig durch das Fahrerassistenzsystem ein sicherer Betriebszustand, wie beispielsweise der Stillstand, hervorgerufen wird. Bei einem Betrieb gemäß Level 5 muss zum Einleiten der Deaktivierung des autonomen Fahrbetriebs das Anfahren eines sicheren Betriebszustandes selbstständig durch das Fahrerassistenzsystem erfolgen.
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Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon eingerichtet. Die Recheneinrichtung kann durch zumindest ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugs gebildet sein. Die Recheneinrichtung kann zumindest einen Prozessor und einen Speicher aufweisen.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung. Dabei ist das Fahrerassistenzsystem dazu eingerichtet, das Fahrzeug zumindest hochautomatisiert zu manövrieren. Das Fahrerassistenzsystem kann ferner einen Sensor aufweisen mit dem das zumindest eine Sensorsignal bereitgestellt werden kann, welches die Vertikaldynamik des Fahrzeugs beschreibt. Bei dem zumindest einen Sensor kann es sich um einen Fahrwerkssensor, einen Beschleunigungssensor und/oder einen Umfeldsensor des Fahrzeugs handeln.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Fahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein computerlesbares (Speicher)Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Recheneinrichtung, für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem, für das erfindungsgemäße Fahrzeug, für das erfindungsgemäße Computerprogramm sowie für das erfindungsgemäße computerlesbare (Speicher)Medium.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches ein Fahrerassistenzsystem umfasst; und
- 2 das Fahrzeug gemäß 1, welches sich auf einer Fahrbahn befindet, wobei das Fahrzeug aktuell die Fahrbahn verlässt.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1, welches als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu dient einen Fahrer bzw. Nutzer des Fahrzeugs 1 beim Führen des Fahrzeugs 1 zu unterstützen.
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Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst eine Recheneinrichtung 3, welche beispielsweise durch zumindest ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugs 1 gebildet sein kann. Mittels des Fahrerassistenzsystems 2 kann ein zumindest hochautomatisierter Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 ermöglicht werden. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug in einem hochautomatisierten Fahrbetrieb gemäß dem Level 3, einem vollautomatisierten Fahrbetrieb gemäß dem Level 4 und/oder einem autonomen Fahrbetrieb gemäß dem Level 5 betrieben werden kann.
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Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst zudem einen Umfeldsensor 4, welcher vorliegend als Kamera ausgebildet ist. Mit diesem Umfeldsensor 4 können Daten bereitgestellt werden, welche eine Umgebung 5 des Fahrzeugs 1 beschreiben. Diese Daten können an die Recheneinrichtung 3 übertragen werden. Grundsätzlich ist es vorgesehen, dass das Fahrerassistenzsystem 2 eine Mehrzahl von Umfeldsensoren bzw. unterschiedliche Typen von Umfeldsensoren 4 umfasst. Auf Grundlage der Daten der Umfeldsensoren 4 können dann entsprechende Eingriffe in die Längsführung und die Querführung des Fahrzeugs 1 vorgenommen werden. Dies ist vorliegend rein beispielhaft durch den Pfeil 6 veranschaulicht.
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Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 einen Fahrwerkssensor 7, mittels welchem ein Federweg eines Dämpfers bzw. Stoßdämpfers des Fahrzeugs 1 erfasst werden kann. Vorliegend ist der Übersichtlichkeit halber ein Fahrwerkssensor 7 dargestellt. Grundsätzlich ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Fahrerassistenzsystem 2 bzw. das Fahrzeug 1 eine Mehrzahl von Fahrwerkssensor 7 aufweist. Außerdem umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 einen Beschleunigungssensor 8, mittels welchem zumindest eine Beschleunigung in Fahrzeughochrichtung ermittelt werden kann.
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Auf Grundlage des Sensorsignals des Fahrwerkssensor 7 sowie des Beschleunigungssensors 8 kann die Recheneinrichtung eine Vertikaldynamik des Fahrzeugs bestimmen. Zudem ist es vorgesehen, dass die Recheneinrichtung 3 auf Grundlage der Sensordaten des Umfeldsensors 4 die Vertikaldynamik des Fahrzeugs bestimmen kann. Wenn beispielsweise ein bestimmter Bereich und/oder ein Objekt in der Umgebung 5 fortlaufend erfasst wird, können wiederholte Nickbewegungen des Fahrzeugs 1 anhand der Sensordaten des Umfeldsensors 4 erkannt werden.
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Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 eine Ausgabeeinrichtung 9, mittels welcher Warnungen, Aufforderungen oder Hinweise an den Fahrer bzw. Nutzer des Fahrzeugs 1 ausgegeben werden können. Diese Hinweise können beispielsweise akustisch, haptisch und/oder optisch ausgegeben werden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass mittels der Ausgabeeinrichtung 9 eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer bzw. Nutzer des Fahrzeugs 1 ausgegeben werden kann.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugs 1, welches sich auf einer Fahrbahn 10 befindet. Bei der vorliegend dargestellten Fahrsituation verlässt das Fahrzeug 1 die Fahrbahn 10. Vorliegend hat das vordere rechte Rad des Fahrzeugs 1 die Fahrbahn 10 verlassen und befindet sich zumindest teilweise auf einem Bereich 11, welcher ein verschmutzter Bereich neben der Fahrbahn 10, ein unbefestigter Bereich, ein Bankett, eine Grasnarbe oder dergleichen sein kann. Dieses Verlassen der Fahrbahn 10 durch das Fahrzeug 1 kann auf Grundlage der Sensorsignale der Sensoren 4, 7 und/oder 8 erfasst werden.
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Für den zumindest hochautomatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 wird ein sicherer Betriebszustand definiert. Wenn dieser sichere Betriebszustand erfüllt ist, kann der zumindest hochautomatisierte Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 gemäß dem Level 3 und höher aufrechterhalten werden. Andernfalls kann eine Deaktivierung des hochautomatisierten Fahrbetriebs eingeleitet werden und beispielsweise eine entsprechende Übernahmeaufforderung an den Fahrer bzw. Nutzer ausgegeben werden.
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Vorliegend ist vorgesehen, dass dieser sichere Betriebszustand neben weiteren Betriebsgrößen, die beispielsweise Fahrfunktionen des Fahrzeugs selbst und/oder die Umgebung 5 beschreiben können, die Vertikaldynamik des Fahrzeugs 1 umfasst. Mit anderen Worten ist es erforderlich, dass die Vertikaldynamik des Fahrzeugs 1 einen definierten Bereich nicht überschreitet, da ansonsten die zumindest hochautomatisierte Fahrfunktion zu deaktivieren ist. Um das Vorliegen des sicheren Betriebszustandes überprüfen zu können, können die Sensorsignale der Sensoren 4, 7 und/oder 8 mit vorbestimmten Signalmustern verglichen werden. Diese vorbestimmten Signalmuster können beispielsweise den Zustand beschreiben, bei welchem das Fahrzeug auf einer asphaltierten, geteerten und/oder betonierten Fahrbahn bewegt wird. Wenn eine Abweichung zu diesen Signalmustern erkannt wird, kann die Deaktivierung der zumindest hochautomatisierten Fahrfunktion eingeleitet werden.
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In dem in 2 gezeigten Beispiel kann das Verlassen der Fahrbahn 10 durch das Fahrzeug 1 auf Grundlage der Vertikaldynamik erkannt werden. In diesem Fall kann mittels der Ausgabeeinrichtung 9 eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer bzw. Nutzer des Fahrzeugs 1 ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass mittels des Fahrerassistenzsystems in die Querführung des Fahrzeugs eingegriffen wird, sodass das Fahrzeug 1 wieder vollständig auf die Fahrbahn 10 zurückgelenkt wird. Insgesamt kann somit die Sicherheit im zumindest hochautomatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeugs gewährleistet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013222048 A1 [0005]
