DE102022200934A1

DE102022200934A1 - Verfahren und Assistenzeinrichtung zum Unterstützen der Querführung eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022200934A1
Application number: DE102022200934.7A
Authority: DE
Inventors: Daniel Münning; Lukas Ackert
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-01-27
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2023-07-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (14) und eine Assistenzeinrichtung (10) zum Unterstützen der Führung eines Kraftfahrzeugs (6) entlang eines Streckenabschnitts (1). Die Erfindung betrifft weiter ein entsprechendes Kraftfahrzeug (6). In dem Verfahren (14) werden Schwarmdaten (15) erfasst und daraus ein befahrbarer Pfad (13) ermittelt. Während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (6) wird mittels dessen Umgebungssensorik (8) ein Verlauf eines von dem Kraftfahrzeug (6) befahrenen Fahrstreifens (2, 4) detektiert. Wenn dieser Verlauf von dem befahrbaren Pfad (13) abweicht, wird die in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (6) vorausliegende Krümmung des jeweiligen Streckenabschnitts (1) ermittelt und mit einem vorgegebenen Krümmungsschwellenwert verglichen. Es wird dann entschieden, dass die Führung des Kraftfahrzeugs (6) entlang des befahrbaren Pfades (13) erfolgen soll, falls die vorausliegende Krümmung größer als der Krümmungsschwellenwert ist. Falls die ermittelte vorausliegende Krümmung kleiner als der Krümmungsschwellenwert ist, wird entschieden, dass die Führung des Kraftfahrzeugs (6) entlang des detektierten Fahrstreifens (2, 4) erfolgen soll.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Assistenzeinrichtung zum Unterstützen der Führung, insbesondere der Querführung, eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter ein entsprechend eingerichtetes Kraftfahrzeug.
Eine Unterstützung einer Fahrzeugführung, also beispielsweise eine assistierte, teilautomatisierte oder hochautomatisierte Führung eines Kraftfahrzeugs, kann in vielerlei Hinsicht hilfreich sein und stellt derzeit ein angestrebtes Entwicklungsziel dar. Dabei gibt es jedoch eine Vielzahl von Herausforderungen. So sind beispielsweise nicht überall Fahrbahnmarkierungen vorhanden oder für eine fahrzeugeigene Umgebungssensorik erkennbar und es können eine Erfassungsreichweite einer fahrzeugeigenen Umgebungssensorik begrenzt und Flotten- oder Schwarmdaten nicht immer aktuell oder zuverlässig sein und/oder dergleichen mehr.
Ein Ansatz zur Verbesserung der Querführung von Fahrzeugen ist in der DE 10 2019 213 185 A1 beschrieben. Darin werden Umgebungsdaten eines Fahrzeugs beim Befahren einer Strecke erfasst. Zudem werden gespeicherte Umgebungsdaten erhalten, die von einer Mehrzahl von anderen Fahrzeugen, die die Strecke aktuell nicht befahren, beim Befahren der Strecke erfasst wurden. Die gespeicherten Umgebungsdaten werden dann anhand der erfassten Umgebungsdaten plausibilisiert. Schließlich wird die Querführung des Fahrzeugs basierend auf den plausibilisierten Umgebungsdaten durchgeführt.
In der US 2016 / 0 325 753 A1 ist ein System beschrieben, das einen Bildaufnahmegerät zum Aufnehmen einer Vielzahl von Bildern eines Umgebungsbereichs eines Nutzerfahrzeugs, ein Dateninterface und eine Prozessoreinrichtung aufweist. Letztere ist dazu konfiguriert, die Vielzahl von Bildern über das Dateninterface zu empfangen. Weiter ist die Prozessoreinrichtung dazu konfiguriert, ein Straßenprofil entlang wenigstens eines vorhergesagten Pfades des Nutzerfahrzeugs zu berechnen. Der wenigstens eine vorhergesagte Pfad wird dabei basierend auf Bilddaten vorhergesagt.
Die US 2012 / 0 245 817 A1 offenbart ein Fahrerassistenzsystem zum Bereitstellen von Fahrer- und Fahrzeugfeedbacksteuersignalen. Das System umfasst dabei eine Kartendatenbank mit Navigationscharakteristika, eine GPS-Einheit zum Empfangen von Positionsdaten des Fahrzeugs und eine Fahrzeugsensoreinheit zum Generieren von Fahrzeugdaten. Weiter ist ein Kartenzuordnungsmodul vorgesehen, das die Positionsdaten, Navigationscharakteristika und Fahrzeugdaten empfängt und die Position des Fahrzeugs bezüglich einer Straße ausgibt. Weiter ist ein Pfadbaummodul vorgesehen, das basierend auf dieser Position des Fahrzeugs einen Pfadbaum generiert, der ausgehend von dem aktuellen Pfad des Kraftfahrzeugs einen Satz von möglichen Vorwärtspfaden des Fahrzeugs umfasst. Ein Vorhersagemodul ist dazu konfiguriert, den Pfadbaum zu empfangen und den wahrscheinlichsten zukünftigen Pfad für das Fahrzeug zu bestimmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine besonders robuste Führung, insbesondere Querführung, eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in den Figuren offenbart.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient, kann also angewendet werden zum Unterstützen der Führung bzw. eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs entlang eines jeweiligen Streckenabschnitts, insbesondere für ein zumindest teilautomatisiertes Querführen oder auch Längsführen des Kraftfahrzeugs. Dazu kann das entsprechende Kraftfahrzeug insbesondere eine Umgebungssensorik zum Aufnehmen von Umgebungsdaten und ein Kommunikationsmoduls zum Empfangen von Schwarmdaten aufweisen und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet sein. In einem Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schwarmdaten für den jeweiligen Streckenabschnitt erfasst und daraus ein durch den jeweiligen Streckenabschnitt führender befahrbarer Pfad ermittelt, der auch als Schwarmpfad bezeichnet wird. Die Schwarmdaten können beispielsweise mittels der entsprechenden Kommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Die Schwarmdaten können beispielsweise eine oder mehrere von wenigstens einem Schwarmfahrzeugs gefahrene Trajektorien oder Pfade oder eine entsprechende gemittelte oder geglättete Trajektorie bzw. einen entsprechenden gemittelten oder geglätteten Pfad umfassen oder angeben. Die Schwarmdaten können ebenso Schwarmumgebungsdaten umfassen, die beispielsweise wenigstens eine Längsmarkierung des jeweiligen Streckenabschnitts bzw. deren Position oder Verlauf oder einen Fahrbahn- oder Fahrstreifenverlauf angeben oder wiedergeben. Dabei kann es sich beispielsweise um Kamera- oder Bilddaten oder entsprechende daraus erzeugte oder abgeleitete Verlaufs-, Positions- und/oder Merkmalsdaten handeln. Damit kann gegebenenfalls ein reduziertes Datenvolumen der Schwarmdaten etwa im Vergleich zu vollständigen Sensordaten, die mittels einer Sensorik der Schwarmfahrzeuge aufgenommen wurden, erreicht werden. Die Schwarmdaten können also insbesondere von dem wenigstens einen Schwarmfahrzeug mittels einer fahrzeugeigenen Sensorik aufgenommen worden sein. Das wenigstens eine Schwarmfahrzeug kann ein Fremdfahrzeug, insbesondere als Teil eines Schwarms, also einer Flotte aus Schwarmfahrzeugen, sein. Ebenso kann das Kraftfahrzeug selbst als Schwarmfahrzeug fungieren, beispielsweise wenn die jeweiligen Schwarmdaten bei einem früheren Befahren des jeweiligen Streckenabschnitts durch das Kraftfahrzeug bzw. dessen Umgebungssensorik aufgenommen wurden.
Die Schwarmdaten können beispielsweise über eine X2Car-, eine Mobilfunk- oder WLAN-Datenverbindung oder dergleichen direkt von einem Schwarmfahrzeug an das Kraftfahrzeug übermittelt bzw. diesem bereitgestellt oder durch das Kraftfahrzeug von einer fahrzeugexternen Servereinrichtung abgerufen werden.
Der aus den Schwarmdaten ermittelte befahrbare Pfad kann ein Pfad bzw. eine Trajektorie sein, der bzw. die durch wenigstens ein Schwarmfahrzeug tatsächlich bei einem einmaligen Durchfahren des jeweiligen Streckenabschnitts abgefahren wurde. Ebenso kann der befahrbare Pfad synthetisiert, also beispielsweise aus einer Überlagerung oder Kombination mehrerer Schwarmfahrzeugtrajektorien gebildet sein, beispielsweise durch stückweises Zusammensetzen oder Mitteln oder dergleichen.
In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während des Betriebs des Kraftfahrzeugs, also insbesondere während der Fahrt des Kraftfahrzeugs entlang des jeweiligen Streckenabschnitts oder auf den jeweiligen Streckenabschnitt zu, mittels einer Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs, insbesondere in Echtzeit, also live, ein Verlauf eines von dem Kraftfahrzeug befahrenen bzw. entlang des Streckenabschnitts zu befahrenen Fahrstreifens detektiert oder bestimmt. Dazu kann die Umgebungssensorik beispielsweise eine Kamera, eine Radareinrichtung, eine Lidareinrichtung, eine Ultraschalleinrichtung und/oder dergleichen mehr sein oder umfassen.
Zum Detektieren oder Bestimmen des Verlaufs des Fahrstreifens kann beispielsweise wenigstens eine Längsmarkierung des jeweiligen Streckenabschnitts und/oder ein Fahrbahn- oder Fahrstreifenrand bzw. eine Fahrbahn- oder Fahrstreifengrenze detektiert bzw. erkannt werden. Dazu kann beispielsweise eine vorgegebene Bild- oder Datenverarbeitung, eine automatische Objekt- oder Merkmalserkennung oder dergleichen auf mittels der Umgebungssensorik aufgenommene Umgebungsdaten angewendet werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Verlauf des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades mit dem mittels der Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs detektierten Verlauf des Fahrstreifens bzw. der entsprechenden Längsmarkierung oder Fahrbahn- oder Fahrstreifengrenze verglichen werden. Hier kann also ein Abgleich oder eine Plausibilisierung des detektierten Verlaufs des Fahrstreifens anhand der Schwarmdaten oder umgekehrt eine Plausibilisierung des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades anhand des detektierten Verlaufs des Fahrstreifens durchgeführt werden. Wenn der Verlauf des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades und der mittels der Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs detektierte Verlauf des Fahrstreifens voneinander abweichen, wird die in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vorausliegende Krümmung bzw. der entsprechende Radius des jeweiligen Streckenabschnitts ermittelt und mit einem vorgegebenen Krümmungsschwellenwert, der hier auch als erster Krümmungsschwellenwert bezeichnet wird, verglichen. Dies kann beispielsweise durchgeführt werden, wenn die aus den beiden genannten unterschiedlichen Datenquellen, also den Schwarmdaten und den mittels der fahrzeugeigenen Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs live aufgenommenen Umgebungsdaten, ermittelten Verläufe um mehr als eine vorgegebene Abweichungstoleranz voneinander abweichen bzw. die entsprechende Plausibilisierung fehlschlägt.
Hier kann als die vorausliegende Krümmung beispielsweise die Krümmung der nächsten zu durchfahrenden Kurve oder eines als nächstes zu durchfahrenden Wegstücks des jeweiligen Streckenabschnitts ermittelt werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dann basierend auf dem Vergleich der vorausliegenden Krümmung mit dem vorgegebenen ersten Krümmungsschwellenwert entschieden, auf Basis welcher der beiden voneinander abweichenden Datenquellen die Führung des Kraftfahrzeugs bzw. die entsprechende Unterstützung erfolgen soll. Dabei wird automatisch entschieden, also festgelegt, dass die Führung des Kraftfahrzeugs entlang des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades, also basierend auf den Schwarmdaten, erfolgen soll, falls die vorausliegende Krümmung größer als der vorgegebene erste Krümmungsschwellenwert ist. Falls die jeweils ermittelte vorausliegende Krümmung bzw. der entsprechende Radius hingegen kleiner als der vorgegebene erste Krümmungsschwellenwert ist, wird automatisch entschieden, also festgelegt, dass die Führung des Kraftfahrzeugs entlang des mittels der Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs detektierten Fahrstreifens erfolgen soll. In letzterem Fall erfolgt die Führung des Kraftfahrzeugs dann also basierend auf den live aufgenommenen Umgebungsdaten. Das Kraftfahrzeug kann dann also beispielsweise entlang der entsprechenden erkannten Längsmarkierung oder Fahrbahngrenze erfolgen.
Mit anderen Worten wird also bei einer Abweichung oder einem Widerspruch zwischen den Schwarmdaten und den live aufgenommenen Umgebungsdaten basierend auf der vorausliegenden Krümmung bestimmt, welche dieser beiden Datenquellen für die Fahrzeugführung, insbesondere die Fahrzeugquerführung, des Kraftfahrzeugs entlang zumindest eines Teils des jeweiligen Streckenabschnitts zu verwenden ist.
Damit wird auch in solchen Situationen eine unterstützte bzw. zumindest teilautomatisierte Führung, insbesondere Querführung, des Kraftfahrzeugs ermöglicht, in denen voneinander abweichende oder sich widersprechende Datenquellen vorliegen. Im Gegensatz dazu würde eine herkömmliche Querführungseinrichtung, sofern diese überhaupt beide Datenquellen berücksichtigen kann, typischerweise entscheiden, dass die beiden Datenquellen voneinander abweichen und daher die Führung bzw. Querführung des Kraftfahrzeugs beenden oder für den jeweiligen Streckenabschnitt nicht anbieten. Somit kann durch die vorliegende Erfindung eine robustere Führung bzw. Führungsunterstützung des Kraftfahrzeugs erreicht und eine Verfügbarkeit einer entsprechenden Funktionalität gegenüber herkömmlichen Lösungen vergrößert werden.
Dass die Führung des Kraftfahrzeugs bei einem Überschreiten des vorgegebenen ersten Krümmungsschwellenwerts basierend auf den Schwarmdaten erfolgt, kann dabei vorteilhaft eine weitere Vorausplanung oder Voraussicht ermöglichen. Dies ist der Fall, da bei einer entsprechend großen vorausliegenden Krümmung der jeweilige Streckenabschnitt eher aus dem Erfassungsbereich der fahrzeugeigenen Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs herausführen kann, die Schwarmdaten aber unabhängig vom Verlauf des Streckenabschnitts und dem Erfassungsbereich der Umgebungssensorik vollständige Daten für den jeweiligen Streckenabschnitt angeben können.
Dass die Führung des Kraftfahrzeugs basierend auf den Umgebungsdaten erfolgt, wenn die jeweilige vorausliegende Krümmung kleiner als der vorgegebene erste Krümmungsschwellenwert ist, kann den Vorteil bieten, dass eine besonders sichere und zuverlässige Führung des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden kann. Dies ist der Fall, da dann typischerweise der volle Erfassungsbereich bzw. die volle Erfassungsreichweite der Umgebungssensorik ausgeschöpft werden kann und zudem aktuelle Bedingungen oder Gegebenheiten auf dem jeweiligen Streckenabschnitt berücksichtigt werden können, die je nach Aktualität der Schwarmdaten in diesen gegebenenfalls noch nicht enthalten oder berücksichtigt sind.
Unter Schwarmdaten können vorliegend Daten verstanden werden, die von mehreren Schwarmfahrzeugen - beispielsweise mehr als zwei, mehr als zehn oder mehr als 100 Schwarmfahrzeugen - über einen Zeitraum von mehreren Tagen - beispielsweise wenigstens zwei, wenigstens zehn, wenigstens 30 oder wenigstens 365 Tagen - oder über mehrere Fahrten entlang des jeweiligen Streckenabschnitts aufgenommen wurden. Diese Schwarmfahrzeuge können unabhängig voneinander agieren, aber dennoch zusammenfassend als Flotte oder Schwarm bezeichnet werden. Die von den Schwarmfahrzeugen der Flotte oder des Schwarms jeweils individuell erfassten Umgebungsdaten können zusammengefasst, also insgesamt, als Schwarmdaten bezeichnet und entsprechend zusammengefasst und/oder gemeinsam beispielsweise in einer zentralen Datenbank bzw. Servereinrichtung gespeichert werden. Ein gemeinsames Merkmal der Schwarmfahrzeuge kann dabei sein, dass sie dieselben Streckenabschnitt befahren haben, was anhand von Ortsinformationen der Umgebungsdaten ermittelt werden kann. Innerhalb der Schwarmdaten können also für eine Vielzahl von Fahrten entlang der Strecke Umgebungsdaten vorliegen. Die Schwarmfahrzeuge können die Umgebungsdaten zu gemeinsamen vorbestimmten Umgebungseigenschaften ermitteln. Die Schwarmdaten können beispielsweise fahrzeugextern gespeichert werden, etwa auf einer Servereinrichtung, wie etwa einem Backend, einem Cloudserver, einem Rechenzentrum oder dergleichen.
In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren nur in einer Notfallsituation zur Querführung des Kraftfahrzeugs angewendet, in der das Kraftfahrzeug automatisiert zum Stillstand gebracht wird bzw. gebracht werden soll. Eine solche Notfallsituation kann beispielsweise vorliegen, wenn ein Fahrer des Kraftfahrzeugs dieses nicht mehr manuell führen oder den zumindest teilautomatisierten Betrieb des Kraftfahrzeugs nicht mehr überwachen kann. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verfahren hier also durch ein Nothalteassistenzsystem des Kraftfahrzeugs ausgeführt werden. Außerhalb von solchen Notfallsituationen kann beispielsweise ein herkömmliches Längs- und/oder Querführungsassistenzsystem zum Führen des Kraftfahrzeugs oder zum Unterstützen der Führung des Kraftfahrzeugs verwendet werden, wie es beispielsweise unter der Bezeichnung „Travel Assist“ bekannt ist. In solchen Notfallsituationen kann die durch die vorliegende Erfindung gebotene verbesserte Robustheit besonders wichtig sein, da es ansonsten zu einem vollständigen Kontrollverlust des Kraftfahrzeugs kommen kann oder beispielsweise eine potenziell gefährlichere Notbremsung eingeleitet werden müsste. Somit kann durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung also die Sicherheit im Betrieb des Kraftfahrzeugs besonders effektiv verbessert werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die Schwarmdaten nach dem Bestimmen der Abweichung zwischen dem Verlauf des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades und dem Verlauf des mittels der Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs detektierten Fahrstreifens nur dann weiter berücksichtigt, wenn die Abweichung kleiner als eine vorgegebene Grenzabweichung ist. Andernfalls werden die Schwarmdaten verworfen, bleiben also für die Unterstützung der Führung des Kraftfahrzeugs unberücksichtigt. In letzterem Fall, wenn also die Abweichung größer als die Grenzabweichung ist, kann die Fahrzeugführung basierend auf den live aufgenommenen Umgebungsdaten erfolgen. Eine oberhalb der vorgegebenen Grenzabweichung liegende Abweichung kann beispielsweise darauf hindeuten, dass die Schwarmdaten unter veränderten Bedingungen aufgenommen wurden, also beispielsweise nicht mehr die aktuelle Situation vor Ort widerspiegeln. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann eine verbesserte Sicherheit erreicht werden, da bei entsprechend großen Abweichungen beispielsweise die Gefahr dafür reduziert werden kann, dass das Kraftfahrzeug basierend auf den Schwarmdaten in den Gegenverkehr oder von der Fahrbahn geführt wird. Eine entsprechend große Abweichung kann beispielsweise dann gegeben sein, wenn eine relativ langfristig bestehende, aber temporäre Änderung der Verkehrsführung, beispielsweise zum Umfahren einer Baustelle oder dergleichen, unmittelbar vor dem Befahren des jeweiligen Streckenabschnitts durch das Kraftfahrzeug aufgehoben wurde. Die Schwarmdaten können dann also während der geänderten Verkehrsführung aufgenommen sein und somit diese und nicht die aktuelle Verkehrsführung widerspiegeln.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die vorausliegende Krümmung anhand der Schwarmdaten ermittelt. Dies kann eine besonders frühzeitige bzw. besonders weit vorausschauende Ermittlung der vorausliegenden Krümmung ermöglichen, da die Schwarmdaten nicht durch die begrenzte Erfassungsreichweite der Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs limitiert sind. Damit kann die vorausliegende Krümmung beispielsweise bei nur teilweiser Einsehbarkeit des jeweiligen Streckenabschnitts besonders zuverlässig ermittelt werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt in dem Fall, dass die vorausliegende Krümmung größer als der vorgegebene erste Krümmungsschwellenwert ist, die Führung des Kraftfahrzeugs nur dann entlang des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades, also basierend auf den Schwarmdaten, wenn die Krümmung dieses befahrbaren Pfades kleiner als ein vorgegebener Pfadkrümmungsschwellenwert bzw. der entsprechende Radius des befahrbaren Pfades größer als ein vorgegebener Pfadradiusschwellenwert ist. Die Krümmung des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades kann hier auch als Pfadkrümmung bezeichnet werden. Der vorgegebene Pfadkrümmungsschwellenwert kann hier auch als zweiter Krümmungsschwellenwert bezeichnet werden. Insbesondere können der Pfadkrümmungsschwellenwert und der erste Krümmungsschwellenwert unterschiedlich groß sein. Durch den hier vorgesehenen Pfadkrümmungsschwellenwert kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass in der regulären Verkehrsführung bzw. im Straßenbau typischerweise nur begrenzte Krümmungen bzw. entsprechend größere Radien vorgesehen sind oder verwendet werden. Eine entsprechend stärkere Krümmung des ermittelten befahrbaren Pfades kann also auf eine unübliche, unsichere oder nicht gerechtfertigte Trajektorienwahl der Schwarmfahrzeuge oder dergleichen hindeuten. Durch die hier vorgeschlagene Berücksichtigung des Pfadkrümmungsschwellenwertes kann in solchen Situationen die Führung des Kraftfahrzeugs bzw. die Unterstützung der Führung des Kraftfahrzeugs basierend auf den live aufgenommenen Umgebungsdaten erfolgen. Damit kann gegebenenfalls eine weiter verbesserte Sicherheit erreicht werden.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung erfolgt die Führung des Kraftfahrzeugs dann, wenn zwar die vorausliegende Krümmung größer als der vorgegebene erste Krümmungsschwellenwert ist, aber auch die Pfadkrümmung größer als der vorgegebene Pfadkrümmungsschwellenwert ist, entlang des mittels der Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs live detektierten Fahrstreifenverlaufs. Mit anderen Worten kann das Kraftfahrzeug dann also beispielsweise entlang der entsprechenden detektierten Längsmarkierung oder Fahrbahngrenze des Streckenabschnitts, also basierend auf den von dem Kraftfahrzeug selbst live aufgenommenen Umgebungsdaten erfolgen. Damit wird also auch in solchen Situationen weiterhin eine Möglichkeit zur unterstützten oder zumindest teilautomatisierten Führung des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Insgesamt können dadurch eine besonders gute Robustheit und Sicherheit des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. beim unterstützten oder zumindest teilautomatisierten Führen des Kraftfahrzeugs erreicht werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt in dem Fall, dass die vorausliegende Krümmung größer als der vorgegebene erste Krümmungsschwellenwert ist, die Führung des Kraftfahrzeugs nur dann entlang des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades, also basierend auf den Schwarmdaten, wenn die Krümmung des befahrbaren Pfades, also die Pfadkrümmung, und die Krümmung des Fahrsteifens bzw. die Krümmungen oder Biegungen der entsprechenden Verläufe in dieselbe Richtung weisen - zumindest bis auf eine vorgegebene Toleranz. Es kann also beispielsweise um die Krümmung des Verlaufs des Fahrstreifens herum ein Toleranzband oder Toleranzbereich oder Toleranzintervall vorgegeben sein, innerhalb dessen die Krümmung des befahrbaren Pfades liegen muss, um die Führung des Kraftfahrzeugs entlang des befahrbaren Pfades, also basierend auf den Schwarmdaten zuzulassen. Damit kann bei entsprechend kleinen Krümmungen die Führung des Kraftfahrzeugs gegebenenfalls auch dann entlang des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades, also basierend auf den Schwarmdaten erfolgen, wenn die Richtungen oder Vorzeichen der Krümmungen unterschiedlich, aber die absoluten Größen oder Werte der Krümmungen entsprechend ähnlich sind, sich also beispielsweise höchstens um die vorgegebene Toleranz bzw. die halbe Breite des entsprechenden Toleranzbandes oder Toleranzbereichs voneinander unterscheiden. Die Führung des Kraftfahrzeugs entlang des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades kann eine besonders weit vorausschauende Planung ermöglichen, wobei durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung diese Führung dann besonders sicher durchgeführt werden kann. So kann dann, wenn die Krümmungen oder Verläufe gemäß den jeweils live aufgenommenen Umgebungsdaten und den Schwarmdaten in dieselbe Richtung weisen, also beispielsweise dasselbe Vorzeichen aufweisen, mit besonders großer Sicherheit oder Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass eine Führung des Kraftfahrzeugs entlang des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades nicht dazu führt, dass das Kraftfahrzeug in den Gegenverkehr geführt wird oder von der Fahrbahn abkommt.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt in dem Fall, dass die vorausliegende Krümmung größer als der vorgegebene erste Krümmungsschwellenwert ist, die Führung des Kraftfahrzeugs nur dann entlang des aus den Schwarmdaten ermittelten befahrbaren Pfades, also basierend auf den Schwarmdaten, wenn dieser befahrbare Pfad - zumindest anscheinend - nicht in einen benachbarten, insbesondere für den Gegenverkehr bzw. die entgegengesetzte Fahrtrichtung bestimmten, Fahrstreifen führt. Dazu kann beispielsweise wenigstens ein entsprechendes vorgegebenes Kriterium ausgewertet werden. Als solches Kriterium kann beispielsweise die an anderer Stelle beschriebenen Übereinstimmung der Richtungen oder Vorzeichen der Krümmungen bzw. die entsprechende Ähnlichkeit der Krümmungen des befahrbaren Pfades und des aus den jeweils live aufgenommenen Umgebungsdaten ermittelten Verlaufs des Fahrstreifens verwendet werden. Ebenso kann beispielsweise eine entsprechende Auswertung von Kartendaten und/oder der Umgebungsdaten durchgeführt werden, um zu bestimmen, ob der befahrbare Pfad tatsächlich oder zumindest voraussichtlich oder anscheinend in einen entsprechenden anderen Fahrstreifen führt. Dazu können beispielsweise benachbarte Fahrstreifen, Fahrbahnmarkierungen, Straßen- oder Fahrbahngrenzen, Verkehrszeichen und/oder dergleichen mehr detektiert und berücksichtigt werden. Ebenso kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass der befahrbare Pfad in einen benachbarten Fahrstreifen führt, wenn die Krümmung des befahrbaren Pfades einen entsprechenden Schwellenwert, beispielsweise den an anderer Stelle genannten Pfadkrümmungsschwellenwert, erreicht oder überschreitet. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann eine weiter verbesserte Sicherheit und Robustheit erreicht werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Assistenzeinrichtung bzw. ein Assistenzsystem für ein Kraftfahrzeug. Die erfindungsgemäße Assistenzeinrichtung weist eine Prozessoreinrichtung, also beispielsweise einen Mikrochip, Mikroprozessor oder Mikrocontroller oder dergleichen, und einen damit gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher auf. Die erfindungsgemäße Assistenzeinrichtung ist zum, insbesondere automatischen, Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Dazu kann beispielsweise ein entsprechendes Betriebs- oder Computerprogramm, das die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Verfahrensschritte, Abläufe oder Maßnahmen codiert oder implementiert, in dem Datenspeicher gespeichert sein. Dieses Betriebs- oder Computerprogramm kann durch die Prozessoreinrichtung ausführbar sein, um die Ausführung des entsprechenden Verfahrens zu bewirken oder zu veranlassen. Die erfindungsgemäße Assistenzeinrichtung kann beispielsweise als Nothalteassistent für das Kraftfahrzeug ausgestaltet sein. Die erfindungsgemäße Assistenzeinrichtung kann beispielsweise als Steuergerät mit einer Eingangs- und Ausgangsschnittstelle ausgestaltet sein, das beispielsweise direkt oder über ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs mit der Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs und/oder wenigstens einem weiteren Steuergerät und/oder einer zum Führen des Kraftfahrzeugs steuerbaren Fahrzeugeinrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder dergleichen mehr verbunden werden kann. Ebenso kann die erfindungsgemäße Assistenzeinrichtung beispielsweise die Umgebungssensorik ganz oder teilweise umfassen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das eine Umgebungssensorik zum Aufnehmen von Umgebungsdaten, die einen Verlauf eines dem Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung vorausliegenden Streckenabschnitts charakterisieren, eine Kommunikationseinrichtung zum Erfassen von Schwarmdaten, eine Querführungseinrichtung zur zumindest teilautomatisierten Querführung des Kraftfahrzeugs und eine erfindungsgemäße Assistenzeinrichtung aufweist. Mit anderen Worten kann also das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zu, insbesondere automatischen, Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet sein. Einige oder alle der genannten Einrichtungen können miteinander kombiniert oder integriert sein. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann insbesondere das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Assistenzeinrichtung genannte Kraftfahrzeug sein oder diesem entsprechen.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein 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.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Übersichtsdarstellung zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Fahrzeugführung; und
2 einen beispielhaften schematischen Ablaufplan für das Verfahren.

1 zeigt eine schematische Übersichtsdarstellung einer Verkehrssituation auf einer Straße 1 mit einem Fahrstreifen 2 und einem Nachbarfahrstreifen 3. Der Fahrstreifen 2 ist außenseitig durch eine Längsmarkierung 4 markiert oder begrenzt, während der Nachbarfahrstreifen 3 ebenfalls nur außenseitig durch eine zweite Längsmarkierung 5 markiert oder begrenzt ist. In dem hier dargestellten Beispiel ist mittig auf der Straße 1, also dort, wo der Fahrstreifen 2 und der Nachbarfahrstreifen 3 aneinanderstoßen oder ineinander übergehen, keine Fahrstreifen- oder Fahrbahnmarkierung vorhanden.
Vorliegend fährt auf dem Fahrstreifen 2 ein Kraftfahrzeug 6. Der Nachbarfahrstreifen 3 kann dabei für die entgegengesetzte Fahrtrichtung vorgesehen sein. Weiter ist hier eine fahrzeugexterne Servereinrichtung 7 angedeutet, von welcher das Kraftfahrzeug 6 Schwarm- oder Flottendaten bezüglich der Straße 1 bzw. des jeweils befahrenen Streckenabschnitts abrufen kann.
Herkömmliche Nothalteassistenzsysteme bieten oftmals eine Querführung eines Fahrzeugs nur dann an, wenn mittels einer fahrzeugeigenen Sensorik beidseitige Fahrstreifenmarkierungen oder -begrenzungen erkannt werden, was in der vorliegenden Situation nicht der Fall ist bzw. wäre.
Das Kraftfahrzeug 6 ist zur Umgebungserfassung mit einer Umgebungssensorik 8 ausgestaltet, die insbesondere eine Kamera sein oder umfassen kann. Schematisch ist hier auch ein Erfassungs- oder Aufnahmebereichen 9 die Umgebungssensorik 8 zumindest teilweise, insbesondere nicht größen- oder maßstabsgetreu, angedeutet. Weiter ist das Kraftfahrzeug 6 mit einer Assistenzeinrichtung 10 ausgestattet, die hier schematisch angedeutet einen Prozessor 11 und einen Datenspeicher 12 umfasst, um das im Weiteren erläuterte Verfahren auszuführen.
Das Kraftfahrzeug 6 bzw. die Assistenzeinrichtung 10 kann zur Führung, insbesondere zur Querführung des Kraftfahrzeugs 6, auch in solchen Situationen, also basierend auf nur einer erkennbaren oder detektierbar Fahrstreifen- oder Fahrbahnbegrenzung auf einer Seite, hier also beispielsweise anhand der Längsmarkierung 4, eingerichtet sein.
Vorliegend ist die Assistenzeinrichtung 10 auch dazu eingerichtet, Schwarm- oder Flottendaten von der Servereinrichtung 7 zu berücksichtigen. Damit kann die Führung, insbesondere die Querführung, des Kraftfahrzeugs 6 dann also basierend auf wenigstens einer von zwei Datenquellen oder Datengrundlagen, nämlich einerseits den Schwarm- oder Flottendaten und andererseits live, also während der jeweils aktuellen Fahrt des Kraftfahrzeugs 6 mittels der Umgebungssensorik 8 aufgenommenen Daten, die hier auch als Umgebungsdaten 16 (siehe 2) bezeichnet werden, erfolgen. Es kann dann zu Situationen kommen, in denen diese zwei Datenquellen voneinander abweichen oder einander widersprechen. Beispielsweise können die Schwarm- oder Flottendaten einen hier schematisch angedeuteten Schwarmpfad 13 angeben, der einen befahrbaren Pfad darstellt. Zwischen diesem und dem von dem Kraftfahrzeug 6 selbst ermittelten Verlaufs des Fahrstreifens 2 bzw. der Längsmarkierung 4 kann es dann zu Abweichungen kommen. Beispielsweise kann der Schwarmpfad 13 weiter geradeaus führen, während die Längsmarkierung 4 nach rechts abbiegen kann. Ebenso kann beispielsweise die Längsmarkierung 4 weiter geradeaus führen, während der Schwarmpfad 13 beispielsweise links um ein zum aktuellen Zeitpunkt gegebenenfalls nicht mehr vorhandenes Hindernis auf dem Fahrstreifen 2 herumführen kann.
2 zeigt einen beispielhaften schematischen Ablaufplan 14, um ein robustes Verhalten der Assistenzeinrichtung 10 auch in solchen Situationen zu ermöglichen. Darin werden in einem Verfahrensschritt S1 die Schwarmdaten 15 und Umgebungsdaten 16 erfasst. Die Schwarmdaten 15 können beispielsweise von der Servereinrichtung 7 abgerufen werden. Die Umgebungsdaten 16 können hingegen jeweils aktuell, also live mittels der Umgebungssensorik 8 aufgenommen werden. Es wird dann ein Abgleich oder eine Plausibilisierung der Schwarmdaten 15 und der Umgebungsdaten 16 durchgeführt. Wenn sich dabei eine Abweichung zwischen dem Verlauf des Schwarmpfades 13 und dem basierend auf den Umgebungsdaten 16 ermittelten Verlauf des Fahrstreifens 2 bzw. der Längsmarkierung 4 zeigt, wird das Verfahren in einem Verfahrensschritt S2 fortgesetzt. Ansonsten kann die Führung des Kraftfahrzeugs 6 beispielsweise basierend auf beiden, dann übereinstimmenden Datenquellen erfolgen.
Im Verfahrensschritt S2 wird eine in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 6 vorausliegende Krümmung, beispielsweise die Krümmung bzw. der Radius der nächsten Kurve oder des nächsten zu durchfahrenden Wegstücks der Straße 1 oder dergleichen, bestimmt. Diese vorausliegende Krümmung wird dann mit einem vorgegebenen ersten Krümmungsschwellenwert verglichen. Ist die vorausliegende Krümmung kleiner als der erste Krümmungsschwellenwert, so springt das Verfahren zu einem Verfahrensschritt S3.
Im Verfahrensschritt S3 wird entschieden, dass das Kraftfahrzeug 6 auf dem jeweils aktuellen Streckenabschnitt beispielsweise durch die nächste zu durchfahrenden Kurve oder das als nächstes zu durchfahrenden Wegstück, wofür die vorausliegende Krümmung bestimmt wurde, anhand der Umgebungsdaten 16, also beispielsweise entlang oder relativ zu der Längsmarkierung 4, geführt werden soll. Je nach Ausgestaltung der Assistenzeinrichtung 10 kann ein entsprechendes Signal an eine Querführungseinrichtung gesendet oder die Querführung entsprechend durchgeführt werden. Ebenso kann beispielsweise die Querführung basierend auf den Umgebungsdaten 16 für einen Nothalteassistenten des Kraftfahrzeugs 6 für den Fall eines Auftretens einer Notfallsituation auf dem jeweils aktuellen Streckenabschnitt gesetzt oder vorgemerkt werden.
Ergibt der Vergleich im Verfahrensschritt S2 hingegen, dass die vorausliegende Krümmung größer als der vorgegebene erste Krümmungsschwellenwert ist, so springt das Verfahren stattdessen zu einem Verfahrensschritt S4. Im Verfahrensschritt S4 wird überprüft, ob die Pfadkrümmung, also die Krümmung des aus den Schwarmdaten 15 ermittelten oder durch diese angegebenen Schwarmpfades 13, größer oder kleiner als ein vorgegebener zweiter Krümmungsschwellenwert ist. Zudem werden im Verfahrensschritt S4 die Pfadkrümmung und die basierend auf den Umgebungsdaten 16 ermittelte Krümmung des Verlaufs des Fahrstreifens 2 miteinander verglichen. Dabei wird überprüft, ob diese Krümmungen bis auf eine vorgegebene Toleranz gleich sind und/oder dasselbe Vorzeichen aufweisen, also in dieselbe Richtung zeigen. Ist wenigstens eine dieser beiden Bedingungen nicht erfüllt, so springt das Verfahren zum Verfahrensschritt S3. Sind hingegen beide Bedingungen erfüllt, so springt das Verfahren zu einem Verfahrensschritt S5.
Im oder gemäß dem Verfahrensschritt S5 wird entschieden, dass die Querführung des Kraftfahrzeugs 6 basierend auf den Schwarmdaten 15, also beispielsweise entlang des Schwarmpfades 13 erfolgen soll. Ebenso kann hier diese Querführung veranlasst, durchgeführt oder - beispielsweise für eine eventuell auf dem jeweils aktuellen Streckenabschnitt auftretende Notfallsituation - gesetzt oder vorgemerkt werden.
Der erste Krümmungsschwellenwert und/oder der zweite Krümmungsschwellenwert können als feste Werte oder beispielsweise als Kennfeld vorgegeben oder definiert sein. In einem solchen Kennfeld kann der jeweilige Krümmungsschwellenwert beispielsweise in Abhängigkeit von der jeweils aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 6 hinterlegt oder definiert, also vorgegeben sein. Dies kann nützlich sein, da mit steigender Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 6 aufgrund der begrenzten Erfassungsreichweite der Umgebungssensorik 8 und der begrenzten und Datenverarbeitungsgeschwindigkeit weniger Reaktionszeit für Maßnahmen zur Führung des Kraftfahrzeugs 6 basierend auf mittels der Umgebungssensorik 8 detektierten Merkmalen oder Hindernissen zur Verfügung steht. Dementsprechend kann also beispielsweise bei höherer Geschwindigkeit eine Anpassung eines oder beider der vorgegebenen Krümmungsschwellenwerte dahingehend vorgesehen sein, dass dann zunehmend die Führung des Kraftfahrzeugs 6 basierend auf den Schwarmdaten 15 bevorzugt wird.
Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie ein Verfahren zur Optimierung einer Querführung, insbesondere eines Nothalteassistenten, eines Fahrzeugs mithilfe von Schwarm- oder Flottendaten optimiert werden kann, um eine verbesserte Robustheit auch in Situationen mit einander widersprechenden unterschiedlichen Datenquellen realisiert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Straße
2: Fahrstreifen
3: Nachbarfahrstreifen
4: Längsmarkierung
5: zweite Längsmarkierung
6: Kraftfahrzeug
7: Servereinrichtung
8: Umgebungssensorik
9: Aufnahmebereich
10: Assistenzeinrichtung
11: Prozessor
12: Datenspeicher
13: Schwarmpfad
14: Ablaufplan
15: Schwarmdaten
16: Umgebungsdaten
S1 - S5: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019213185 A1 [0003]
US 20160325753 A1 [0004]
US 20120245817 A1 [0005]

Claims

Verfahren (14) zum Unterstützen der Führung eines Kraftfahrzeugs (6) entlang eines Streckenabschnitts (1), wobei automatisch - Schwarmdaten (15) für den Streckenabschnitt (1) erfasst werden und daraus ein durch den Streckenabschnitt (1) führender befahrbarer Pfad (13) ermittelt wird, -während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (6) mittels einer Umgebungssensorik (8) des Kraftfahrzeugs (6) ein Verlauf eines von dem Kraftfahrzeug (6) befahrenen Fahrstreifens (2) in dem Streckenabschnitt (1) detektiert wird, - wenn der Verlauf des befahrbaren Pfades (13) und der detektierte Verlauf des Fahrstreifens (2) voneinander abweichen, die in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (6) vorausliegende Krümmung des Streckenabschnitts (1) ermittelt und mit einem vorgegebenen Krümmungsschwellenwert verglichen wird, und - entschieden wird, dass die Führung des Kraftfahrzeugs (6) - entlang des befahrbaren Pfades (13) erfolgen soll, falls die vorausliegende Krümmung größer als der Krümmungsschwellenwert ist, und - entlang des detektierten Fahrstreifens (2) erfolgen soll, falls die ermittelte vorausliegende Krümmung kleiner als der Krümmungsschwellenwert ist.
Verfahren (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (14) nur in einer Notfallsituation zur Querführung des Kraftfahrzeug (6) angewendet wird, in der das Kraftfahrzeug (6) automatisiert zum Stillstand gebracht werden soll.
Verfahren (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwarmdaten (15) nach dem Bestimmen der Abweichung nur dann weiter berücksichtigt werden, wenn die Abweichung kleiner als eine vorgegebene Grenzabweichung ist und andernfalls verworfen werden.
Verfahren (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorausliegende Krümmung anhand der Schwarmdaten (15) ermittelt wird.
Verfahren (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass die vorausliegende Krümmung größer als der vorgegebene Krümmungsschwellenwert ist, die Führung des Kraftfahrzeugs (6) nur dann entlang des befahrbaren Pfades (13) erfolgt, wenn die Krümmung des befahrbaren Pfades (13) kleiner als ein vorgegebener Pfadkrümmungsschwellenwert ist.
Verfahren (14) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass andernfalls die Führung des Kraftfahrzeugs (6) entlang des detektierten Fahrstreifens (2) erfolgt.
Verfahren (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung des Kraftfahrzeugs (6) nur dann entlang des befahrbaren Pfades (13) erfolgt, wenn die Krümmung des befahrbaren Pfades (13) und die Krümmung des Fahrsteifens in dieselbe Richtung weisen.
Verfahren (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung des Kraftfahrzeugs (6) nur dann entlang des befahrbaren Pfades (13) erfolgt, wenn dieser zumindest anscheinend nicht in einen benachbarten, insbesondere für Gegenverkehr bestimmten, Fahrstreifen (3) führt.
Assistenzeinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug (6), aufweisend eine Prozessoreinrichtung (11) und einen damit gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher (12), wobei die Assistenzeinrichtung (10) zum Ausführen eines Verfahrens (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Kraftfahrzeug (6), aufweisend eine Umgebungssensorik (8) zum Aufnehmen von Umgebungsdaten (16), die einen Verlauf eines dem Kraftfahrzeug (6) in Fahrtrichtung vorausliegenden Streckenabschnitts (1) charakterisieren, eine Kommunikationseinrichtung (10) zum Erfassen von Schwarmdaten (15), eine Querführungseinrichtung (10) zur zumindest teilautomatisierten Querführung des Kraftfahrzeugs (6) und eine Assistenzeinrichtung (10) nach Anspruch 9.