DE102022201199B3

DE102022201199B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Spurerkennungssystems, Spurerkennungssystem

Info

Publication number: DE102022201199B3
Application number: DE102022201199.6A
Authority: DE
Inventors: Steffen Kempe
Original assignee: Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Current assignee: Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2022-02-04
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2023-05-11
Anticipated expiration: 2042-02-05
Also published as: WO2023147825A1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Überwachung einer Spurerkennungsqualität, d.h. die Beurteilung der Güte einer detektierten Fahrspur. Hierbei wird die Fahrspur eines Fahrzeugs während der Fahrt mehrfach an verschiedenen Positionen ermittelt. Anschließend werden die verschiedenen ermittelten Fahrspuren unter Verwendung der zwischenzeitlich zurückgelegten Fahrtstrecke miteinander verglichen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Spurerkennungssystems für ein Fahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Spurerkennungssystems sowie ein Fahrerassistenzsystem mit einer solchen Überwachung des Spurerkennungssystems.
Stand der Technik
Moderne Fahrzeuge verfügen in der Regel über zahlreiche Assistenzsysteme. Diese Assistenzsysteme unterstützen den Fahrzeugführer. Darüber hinaus können derartige Systeme ein ganz oder zumindest teilweise autonomes Fahren eines Kraftfahrzeuges steuern.
Für die Funktion eines Fahrerassistenzsystems werden zahlreiche Informationen über das Umfeld des Fahrzeuges benötigt. Beispielsweise können zumindest einige dieser Assistenzsysteme Informationen erfordern, welche den Bereich spezifizieren, der von dem Fahrzeug befahren werden darf. Beispielsweise kann eine verfügbare Fahrbahn durch Detektion von Fahrbahnmarkierungen, Randbebauung oder Objekten am Rand der Fahrbahn ausgeführt werden. Hierzu kann das Fahrzeugumfeld mittels geeigneter Sensoren wie zum Beispiel Radar, LIDAR, Kameras oder Ähnlichem erfasst und ausgewertet werden.
Dabei hängt die Qualität der detektierten Fahrbahn unter anderem von der Qualität der durch die Sensoren bereitgestellten Informationen ab. Beispielsweise kann die Genauigkeit der ermittelten verfügbaren Fahrbahn durch Fehlfunktionen, Alterungseffekte oder Verschmutzung der Sensoren beeinträchtigt werden.
Darüber hinaus können je nach verwendetem Sensortyp auch verschiedene Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Witterungsbedingungen, die Genauigkeit beeinträchtigen.
Es ist daher wünschenswert, die Genauigkeit einer ermittelten verfügbaren Fahrspur zu überwachen. Insbesondere ist es wünschenswert, ein Maß für die Qualität der verfügbaren ermittelten Fahrspur bereitzustellen. Hierdurch können die nachgeschalteten Fahrerassistenzsysteme beispielsweise ihre Funktion auf Grundlage einer solchen Überwachung anpassen.
Aus der DE 102008002401 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Steuerung eines Fahrerassistenzsystems mit LKS-Funktion eines Fahrzeugs bekannt, bei dem der Verlauf der Fahrspur mit bordeigenen Sensoren erfasst und aus den Sensorsignalen eine Referenztrajektorie für das Fahrzeug abgeleitet wird.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Spurerkennungssystems für ein Fahrzeug, ein Spurerkennungssystem sowie ein Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Demgemäß ist vorgesehen:

Ein Verfahren zur Überwachung einer Spurerkennungssystems, insbesondere eines Spurerkennungssystems für ein Fahrzeug. Das Verfahren umfasst einen Schritt zum Empfangen einer ersten Spurdetektion. Die erste Spurdetektion ist an einer ersten Position des Fahrzeugs ermittelt worden. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt zum Empfangen einer zweiten Spurdetektion. Die zweite Spurdetektion ist an einer zweiten Position des Fahrzeugs ermittelt worden. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt zum Ermitteln einer Bewegung des Fahrzeugs von der ersten Position zu der zweiten Position. Schließlich umfasst das Verfahren einen Schritt zum Vergleichen der ersten Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion. Das Vergleichen der ersten Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion erfolgt insbesondere unter Verwendung der ermittelten Bewegung des Fahrzeugs von der ersten Position zu der zweiten Position.

Weiterhin ist vorgesehen:

Eine Vorrichtung zur Überwachung eines Spurerkennungssystems, insbesondere eines Spurerkennungssystems für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung ist dazu ausgelegt, eine erste Spurdetektion und eine zweite Spurdetektion zu empfangen. Die erste Spurdetektion ist an einer ersten Position des Fahrzeugs ermittelt worden. Die zweite Spurdetektion ist an einer zweiten Position des Fahrzeugs ermittelt worden. Weiterhin ist die Vorrichtung dazu ausgelegt, eine Bewegung des Fahrzeugs von der ersten Position zu der zweiten Position zu ermitteln. Darüber hinaus ist die Vorrichtung dazu ausgelegt, die erste Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion zu vergleichen. Hierbei kann die Vorrichtung die erste Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion unter Verwendung der ermittelten Bewegung von der ersten Position zu der zweiten Position vergleichen.

Ferner ist vorgesehen:

Ein Spurerkennungssystems mit einer Detektionseinrichtung und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung eines Spurerkennungssystems. Die Detektionseinrichtung ist dazu ausgelegt, einen Verlauf einer Fahrspur zu ermitteln und den ermittelten Verlauf der Fahrspur als Spurdetektion bereitzustellen. Insbesondere kann die Detektionseinrichtung die ermittelten Fahrspuren an die Vorrichtung zur Überwachung eines Spurerkennungssystems weitergeben.

Schließlich ist vorgesehen:

Ein Fahrerassistenzsystem mit einem erfindungsgemäßen Spurerkennungssystem und einer Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, eine Fahrerassistenzfunktion unter Verwendung der bereitgestellten Spurdetektion von der Detektionseinrichtung auszuführen. Insbesondere kann das Fahrerassistenzsystem unter Verwendung des Vergleichs der ersten Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion durch die die Vorrichtung zur Überwachung eines Spurerkennungssystems ausgeführt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass verschiedene Fahrerassistenzsysteme sowie Systeme für ein ganz oder zumindest teilweise autonomes Fahren eines Kraftfahrzeugs eine möglichst genaue Kenntnis über eine verfügbare Fahrspur, das heißt einen von dem Fahrzeug nutzbaren Fahrbahnbereich erfordern. Der vorliegenden Erfindung liegt darüber hinaus die Erkenntnis zugrunde, dass die Ermittlung einer solchen Fahrspur durch verschiedene Faktoren beeinträchtigt werden kann. Beispielsweise können durch Fehlfunktionen, Alterungseffekte oder Verschmutzungen von Sensoren, welche die zur Spurdetektion erforderlichen Sensordaten bereitstellen, die resultierenden Ergebnisse beeinträchtigt werden.
Es ist daher eine Idee der vorliegenden Erfindung, die Ermittlung der Fahrspur zu überwachen bzw. zu überprüfen. Hierbei liegt der vorliegenden Erfindung die Annahme zugrunde, dass die Genauigkeit einer ermittelten Fahrspur mit zunehmender Entfernung von dem Fahrzeug sinkt, bzw. die Genauigkeit der Fahrspur mit abnehmender Entfernung steigt.
Wird somit beispielsweise der Rand einer Fahrspur an einer vorgegebenen Position ermittelt, auf welche sich das Fahrzeug zubewegt, so kann mit fortgesetzter Bewegung des Fahrzeugs die Genauigkeit der Fahrspur über die Zeit, in welcher sich das Fahrzeug in diese Richtung bewegt, präzisiert werden.
Darüber hinaus ermöglichen es die Sensoren moderner Fahrzeuge auch, eine zurückgelegte Fahrtstrecke sehr präzise zu erfassen. Auf diese Weise ist es möglich, zunächst von einer ersten Position aus eine Spurdetektion auszuführen. Anschließend bewegt sich das Fahrzeug entlang einer durch die Fahrzeugsensorik erfassten Strecke zu einer zweiten Position. An dieser zweiten Position kann eine weitere Spurdetektion ausgeführt werden. Daraufhin kann ein Vergleich der Spurdetektion an der ersten Position mit der Spurdetektion an der zweiten Position erfolgen, wobei die Spurdetektion an der zweiten Position unter Verwendung der ermittelten Bewegung des Fahrzeugs kompensiert werden kann.
Durch den Vergleich der beiden Spurdetektion ist es möglich, eine mit der Entfernung von dem Fahrzeug ansteigende Ungenauigkeit in der Spurdetektion zu ermitteln. Hierbei kann es sich zunutze gemacht werden, dass einerseits die Bewegung des Fahrzeugs von der ersten Position zu der zweiten Position sehr genau und mit hoher Präzision ermittelt werden kann. Auf diese Weise ist durch die fahrzeuginternen Systeme während des operationellen Betriebs eine Bewertung der Daten bezüglich der Spurdetektion möglich.
Entsprechend können gegebenenfalls Fehlfunktionen, Störungen, Beeinträchtigungen durch Umwelteinflüsse oder Verschmutzung, oder Ähnliches während des operationellen Betriebs auf einfache Weise identifiziert werden. Ferner ist es auch möglich, durch die Bewertung der Spurdetektion gegebenenfalls die Spurdetektion zu optimieren. Beispielsweise können Betriebsparameter der Spurdetektion eingestellt oder angepasst werden. Auf diese Weise ist eine Kalibrierung des Systems zur Spurdetektion möglich.
Wie bereits ausgeführt, kann die Bewertung der Spurdetektion und die daraus resultierenden Maßnahmen während des operationellen Betriebs während der Fahrt des Fahrzeugs ausgeführt werden. Somit muss weder zur Überprüfung des Spurdetektionssystems noch zur Anpassung der Betriebsparameter, beispielsweise einer Kalibration, das Fahrzeug zu einem stationären Service, beispielsweise in eine Werkstatt oder Ähnliches gebracht werden.
Die Spurdetektion spezifiziert einen Bereich, welcher von dem Fahrzeug befahren werden kann bzw. soll. Hierzu können beispielsweise die Außenkanten eines solchen Bereichs spezifiziert werden. Diese Außenkanten können zum Beispiel durch Linienzüge, beispielsweise in Form von offenen Polygonen oder Ähnlichem spezifiziert werden. Aber auch beliebige andere geeignete Formen sind möglich, um eine detektierte Spur zu spezifizieren.
Die Fahrspur kann zum Beispiel mittels Sensordaten von beliebigen geeigneten Sensoren des Fahrzeugs ermittelt werden. Beispielsweise können hierzu optische Sensoren wie zum Beispiel Kameras eingesetzt werden, welche im sichtbaren oder nichtsichtbaren Wellenlängenbereich das Umfeld um das Fahrzeug herum optisch erfassen. In den dabei gewonnenen Bilddaten können beispielsweise Fahrbahnmarkierungen, Randbebauung oder Objekte identifiziert werden, welche die Fahrbahn begrenzen. Darüber hinaus sind auch beliebige andere Sensoren, wie beispielsweise Radarsensoren, LIDAR oder Ähnliches möglich.
Zur Ermittlung der Bewegung eines Fahrzeugs, insbesondere der Bewegung von einer Position, an der die erste Spurdetektion erfolgt, zu einer weiteren Position, an der die zweite Spurdetektion erfolgt, können beliebige geeignete Systeme eingesetzt werden, welche dazu in der Lage sind, die räumliche Bewegung des Fahrzeugs entsprechend zu ermitteln. Beispielsweise können die Signale von Radsensoren dazu genutzt werden, eine Fahrtstrecke zu ermitteln. Hierzu können insbesondere Radsensoren genutzt werden, welche bereits auch für weitere Zwecke an dem Fahrzeug eingesetzt werden. Ferner kann beispielsweise die aktuelle Fahrtrichtung unter Verwendung eines Lenkradeinschlages ausgewertet werden. Darüber hinaus ist beispielsweise auch die Auswertung eines elektronischen Kompasses oder Ähnliches möglich. Grundsätzlich sind auch beliebige andere Sensoren möglich, welche die Ermittlung einer räumlichen Bewegung des Fahrzeugs erlauben. Beispielsweise können auch Positionsdaten aus einem in dem Fahrzeug vorhandenen Navigationssystem oder Ähnlichem bereitgestellt werden.
Für den Vergleich der ersten Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion kann beispielsweise der Rand einer Fahrspur aus der ersten Spurdetektion mit dem Rand eines korrespondierenden Bereichs der zweiten Spurdetektion verglichen werden. Dabei kann insbesondere zum Beispiel eine seitliche Verschiebung eines Randpunktes in der ersten Spurdetektion im Vergleich zu der zweiten Spurdetektion bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Randlinie in einem Bereich analysiert werden, welcher bei der ersten Spurdetektion einen vorbestimmten Abstand zu dem Fahrzeug aufweist. Dieser Randbereich kann mit einem korrespondierenden Randbereich der zweiten Spurdetektion verglichen werden. Hierbei kann die zweite Spurdetektion beispielsweise an einer Position ermittelt werden, welche das Fahrzeug nach einer vorgegebenen Zeitdauer erreicht hat. Alternativ kann die zweite Spurdetektion beispielsweise auch ermittelt werden, nachdem das Fahrzeug eine vorbestimmte Fahrtstrecke zurückgelegt hat.
Beispielsweise kann als Bezug für den Vergleich der ersten Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion eine Position der durch die Spurdetektion spezifizierten Fahrbahn in einem vorbestimmten Abstand von der ersten Position, an der die erste Spurdetektion ermittelt worden ist, mit weiteren Spurdetektionen verglichen werden. Zum Beispiel kann dies Bezugsposition sich in einem Abstand von 80 m von der ersten Position entfernt befinden. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Entfernungen der Bezugsposition von der ersten Position möglich. Die weitere, zweite Spurdetektion kann beispielsweise an einer Position erfolgen, an der das Fahrzeug eine vorbestimmte Strecke von der ersten Position zurückgelegt hat. Zum Beispiel kann die zweite Spurdetektion erfolgen, nachdem das Fahrzeug eine Strecke von 20 m zurückgelegt hat. Selbstverständlich sind auch hier beliebige andere Strecken möglich.
Durch den Vergleich der Fahrspur in dem Referenzbereich kann damit eine mögliche Abweichung der ersten Spurdetektion von der zweiten Spurdetektion ermittelt werden. Zum Beispiel kann eine seitliche Abweichung der Randlinien an der Bezugsposition bestimmt werden. Diese kann als absoluter oder relativer Wert als Maßstab für die Qualität der Spurdetektion herangezogen werden.
Da davon ausgegangen werden kann, dass mit sinkendem Abstand des Fahrzeugs von der Bezugsposition die Genauigkeit der Spurdetektion steigt, kann durch den Vergleich der ersten Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion an der Bezugsposition eine mögliche Ungenauigkeit, insbesondere eine Ungenauigkeit mit steigender Entfernung von dem Fahrzeug bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Vergleichen der ersten Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion ein Bestimmen einer Abweichung der ersten Spurdetektion von der zweiten Spurdetektion an einer vorgegebenen Position. Dabei kann, wie oben bereits ausgeführt, beispielsweise an einer Bezugsposition in einem vorbestimmten Abstand von der Position, an der die erste Spurdetektion erfolgt ist, die Abweichung des Randes der detektierten Fahrspur ermittelt werden. Hieraus kann ein absoluter oder relativer Wert für die Abweichung ermittelt werden und als Wert für eine nachfolgende Bearbeitung bereitgestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Vergleichen der ersten Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion ein Ermitteln einer lateralen Distanz zwischen der ersten Spurdetektion und der zweiten Spurdetektion. Insbesondere kann, wie bereits angeführt, beispielsweise eine seitliche Abweichung einer Randlinie eines detektierten Fahrbereiches ermittelt werden.
Erfindungsgemäß wird das Verfahren mehrfach nacheinander ausgeführt. Insbesondere kann das Verfahren mehrfach ausgeführt werden, während sich das Fahrzeug bewegt. Hierbei wird in jedem Schritt jeweils dieselbe erste Spurdetektion verwendet. Ferner wird in jedem Schritt jeweils eine unterschiedliche zweite Spurdetektion verwendet. Entsprechend ist auch jeweils die zweite Position, an der die jeweilige zweite Spurdetektion ermittelt wird, unterschiedlich. Somit wird auch jedes Mal die entsprechende Bewegung des Fahrzeugs von der ersten Position zu der jeweiligen zweiten Position ermittelt und daraufhin die erste Spurdetektion mit der jeweiligen zweiten Spurdetektion verglichen. Beispielsweise kann jeweils nach Zurücklegen einer vorbestimmten Strecke eine neue zweite Spurdetektion erfolgen, welche mit der initialen ersten Spurdetektion verglichen wird. Somit nähert sich während des mehrfachen Ausführens das Fahrzeug der Bezugsposition, an der die erste Spurdetektion mit der jeweiligen zweiten Spurdetektion verglichen wird. Wie bereits erläutert wurde, steigt mit sinkendem Abstand des Fahrzeugs zu der Bezugsposition die Genauigkeit der Spurdetektion. Somit kann nach und nach eine präzisere Analyse der Spurdetektion erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform wird bei dem mehrfachen Ausführen die erste Spurdetektion so lange beibehalten, bis ein Abstand des Fahrzeugs zu einer vorgegebenen Position, an der die erste Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion verglichen wird, einen Schwellwert unterschritten hat. Auf diese Weise kann sich das Fahrzeug nach und nach einer Bezugsposition annähern, an welchem die ursprüngliche Spurdetektion mit weiteren, später ermittelten Spurdetektionen verglichen wird und so in mehreren Schritten die Abweichung bzw. Ungenauigkeit der Spurdetektion mit zunehmendem Abstand des Fahrzeugs ermittelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt zum Ermitteln einer charakteristischen Größe. Insbesondere kann eine charakteristischen Größe ermittelt werden, die eine Abweichung der ersten Spurdetektion von der zweiten Spurdetektion beschreibt. Eine solche charakteristischen Größe kann dazu genutzt werden, das Systemverhalten für die Spurdetektion zu charakterisieren. Insbesondere kann auf Grundlage derartiger charakteristischen Größen beispielsweise eine Anpassung der Spurdetektion erfolgen. Auf diese Weise kann zum Beispiel das System zur Spurdetektion während des Betriebs kalibriert werden. Derartige charakteristische Größen können auch für eine statistischen Analyse der Qualität der Spurdetektion verwendet werden.
Ferner ist es auch möglich, eine solche statistische Größe als Grundlage heranzuziehen, um zu entscheiden, ob die durch das System bereitgestellten Spurdetektionen die erforderlichen Anforderungen für die Weiterverarbeitung in den Fahrerassistenzsystemen erfüllen. Gegebenenfalls können auf Grundlage der ermittelten Größen die jeweiligen Systeme ganz oder teilweise deaktiviert werden, wenn die Anforderungen an die Genauigkeit nicht länger erfüllt sind. Ferner ist es auch möglich, beispielsweise unzuverlässige oder fehlerhafte Sensorquellen zu identifizieren und diese für eine weitere Spurdetektion auszuschließen.
Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Überwachung des Spurerkennungssystems umfasst die Vorrichtung eine Speichereinrichtung. Die Speichereinrichtung kann dazu ausgelegt sein, Daten bezüglich des Vergleichs der ersten Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion zu protokollieren. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Protokolldatei (Log File) oder Ähnliches erstellt werden. Derartige Daten können gegebenenfalls später ausgelesen und analysiert werden. Auf diese Weise kann auch zu einem späteren Zeitpunkt das Systemverhalten des Spurerkennungssystems analysiert werden. Dies ermöglicht eine einfache Fehleranalyse und gegebenenfalls auch eine Optimierung der verwendeten Systemkomponenten und/oder Algorithmen.
Gemäß einer Ausführungsform des Spurerkennungssystems mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung des Spurerkennungssystems ist die Detektionseinrichtung zur Ermittlung der Spurdetektion dazu ausgelegt, eine aktuelle Spurdetektion unter Verwendung des Vergleichs der ersten Spurdetektion mit einer zweiten Spurdetektion anzupassen. Auf diese Weise kann eine Online-Korrektur bzw. eine Kalibrierung der Detektionseinrichtung ausgeführt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann auch die Steuereinrichtung zur Ausführung von Fahrerassistenzfunktionen dazu ausgelegt sein, Funktionen unter Verwendung des Vergleichs der ersten Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion anzupassen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Detektionseinrichtung dazu ausgelegt, den Verlauf der Fahrspur unter Verwendung von Sensordaten von mehreren Sensoren zu ermitteln. Beispielsweise kann es sich hierbei um Sensordaten von einer oder mehreren Kameras, einem Radarsystem oder Ähnlichem handeln. Entsprechend ist die Detektionseinrichtung dazu ausgelegt, die für Ermittlung einer Spurdetektion verwendeten Sensordaten unter Verwendung des Vergleichs der ersten Spurdetektion mit der zweiten Spurdetektion auszuwählen. Beispielsweise können ungenaue oder fehlerhafte Sensorquellen identifiziert werden, sodass diese nicht weiter in die Ermittlung der Spurdetektion einfließen. Gegebenenfalls kann auch in Abhängigkeit einer ermittelten Genauigkeit der einzelnen Sensoren eine entsprechende Gewichtung für die Ermittlung der Spurdetektion erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Überwachung eines Spurerkennungssystems dazu ausgelegt, eine Bewegung des Fahrzeugs von der ersten Position zu der zweiten Position unter Verwendung von Sensordaten des Fahrzeugs zu ermitteln. Insbesondere können beispielsweise Sensordaten von einem Fahrerassistenzsystem für die Ermittlung der Bewegung des Fahrzeugs herangezogen werden.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu den jeweiligen Grundformen der Erfindung hinzufügen.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Überwachung eines Spurerkennungssystems gemäß einer Ausführungsform;
2: eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Überwachung des Spurerkennungssystems gemäß einer Ausführungsform; und
3: ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zum Überwachen eines Spurerkennungssystems gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.

Beschreibung der Ausführungsformen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1, wie es einer Ausführungsform zugrunde liegen kann. Ein solches Fahrzeug 1 kann zum Beispiel eine oder mehrere Komponenten 30 eines Fahrerassistenzsystems umfassen. Beispielsweise kann ein solches Fahrerassistenzsystem ein ganz oder zumindest teilautonomes Fahren des Fahrzeugs ermöglichen. Darüber hinaus ist es auch möglich, durch das Fahrerassistenzsystem eine oder mehrere Funktionalitäten anzubieten, welche den Fahrzeugführer bei seiner Aufgabe, das Fahrzeug zu steuern, unterstützen. Beispielsweise kann das Fahrerassistenzsystem die Funktionalität eines Spurhalteassistenten bereitstellen, um das Fahrzeug innerhalb einer vorgegebenen Fahrspur zu führen. Hierzu kann zum Beispiel aktiv in das Lenkverhalten des Fahrzeugs eingegriffen werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Signalisierung, beispielsweise eine optische und/oder akustische Signalisierung auszugeben, falls das Fahrzeug eine vorgegebene Fahrspur verlässt. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere Funktionalitäten eines Fahrerassistenzsystems möglich.
Das Fahrzeug 1 kann beispielsweise über einen oder mehrere Sensoren 40 verfügen, welche das Umfeld um das Fahrzeug herum erfassen und entsprechende Sensorsignale bereitstellen. Beispielsweise können hierzu optische Sensoren, beispielsweise eine oder mehrere Kameras verwendet werden. Darüber hinaus sind auch beliebige andere geeignete Sensoren wie zum Beispiel LIDAR, Radarsensoren etc. möglich. Die von den Sensoren 40 bereitgestellten Sensorsignale können beispielsweise einem Spurerkennungssystem 2 mit einer Detektionseinrichtung 20 bereitgestellt werden. Die Detektionseinrichtung 20 kann die bereitgestellten Sensorsignale auswerten und hieraus eine Fahrspur für das Fahrzeug 1 ermitteln. Zum Beispiel können hierzu Fahrbahnmarkierungen, Randbebauungen oder Objekte am Fahrbahnrand oder Ähnliches unter Verwendung der bereitgestellten Sensorsignale detektiert werden und hieraus die Fahrspur für das Fahrzeug 1 bestimmt werden. Bei der Fahrspur kann es sich beispielsweise um einen Bereich vor dem Fahrzeug handeln, welcher durch das Fahrzeug befahren werden kann oder soll. Insbesondere kann die Detektionseinrichtung 20 hierbei den Verlauf der zur Verfügung stehenden Fahrspur in einem vorgegebenen Bereich vor dem Fahrzeug ermitteln. Die so ermittelte Fahrspur kann als Spurdetektion für eine Weiterverarbeitung bereitgestellt werden.
Beispielsweise kann die durch die Detektionseinrichtung 20 ermittelte Fahrspur einer Steuereinrichtung 30 bereitgestellt werden. Diese Steuereinrichtung 30 kann unter Verwendung der bereitgestellten Spurdetektion eine oder mehrere Funktionalitäten des Fahrzeugs 1 steuern. Zum Beispiel kann eine Lenkung des Fahrzeugs 1 derart gesteuert werden, dass sich das Fahrzeug 1 stets innerhalb der detektierten Fahrspur befindet. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere Funktionalitäten unter Verwendung der bereitgestellten Spurdetektion möglich.
Ferner kann die von der Detektionseinrichtung 20 bereitgestellte Fahrspur auch einer Vorrichtung 10 zur Überwachung eines Spurerkennungssystems bereitgestellt werden, welche die durch die Detektionseinrichtung 20 ausgeführte Spurdetektion überprüft. Das Prinzip einer solchen Überprüfung der Spurdetektion wird im Nachfolgenden näher erläutert.
Wird durch die Vorrichtung 10 zur Überwachung eines Spurerkennungssystems festgestellt, dass die bereitgestellte Spurdetektion eine ausreichend hohe Qualität aufweist, so kann die Weiterverarbeitung der bereitgestellten Spurdetektion, beispielsweise durch die Steuereinrichtung 30, freigegeben werden. Wird dagegen festgestellt, dass die bereitgestellte Spurdetektion eine oder mehrere vorgegebene Voraussetzungen nicht erfüllt, so kann eine Weiterverarbeitung der bereitgestellten Spurdetektionen durch weitere Komponenten, wie beispielsweise die Steuereinrichtung 30, unterbunden oder zumindest eingeschränkt werden.
Darüber hinaus ist es auch möglich, gegebenenfalls auf Grundlage des Ergebnisses der Vorrichtung 10 zur Überwachung eines Spurerkennungssystems ein oder mehrere Sensorsignale zu identifizieren, welche gegebenenfalls eine aktuelle Spurdetektion beeinträchtigen. Beispielsweise können aufgrund von ungünstigen Witterungsbedingungen oder Verschmutzungen eines Sensors die Sensorsignale eines Sensors zumindest temporär derart beeinträchtigt werden, dass die Nutzung derartiger Sensorsignale keine Spurdetektion mit ausreichender Qualität ergibt. In diesem Fall kann beispielsweise zumindest temporär eine Spurdetektion unter Ausschluss derartiger Sensorsignale erfolgen. Ferner ist es auch gegebenenfalls möglich, einen Benutzer auf eine Beeinträchtigung hinzuweisen. Entsprechend kann ein Benutzer gegebenenfalls Maßnahmen ergreifen und beispielsweise eine Verschmutzung an dem Sensor entfernen.
Darüber hinaus kann die Qualität einer Spurdetektion auch durch weitere Effekte, beispielsweise eine Alterung eines Sensors in dem Sensorsystem 40, eine Fehlfunktion oder Ähnliches beeinträchtigt werden. Entsprechend kann die Vorrichtung 10 zur Überwachung eines Spurerkennungssystems auch derartige Fehlfunktionen auf Grundlage der Überwachung der Spurdetektion von der Detektionseinrichtung 20 identifizieren oder zumindest einen Hinweis auf eine Fehlfunktion eines Sensors geben.
Weiterhin ist es auch möglich, die Ergebnisse der Vorrichtung 10 zur Überwachung eines Spurerkennungssystems zur Überprüfung der Spurdetektion von der Detektionseinrichtung 20 beispielsweise in einer Speichereinrichtung 11 zu speichern. Entsprechend können die Ergebnisse und gegebenenfalls auch die damit verbundenen Sensordaten von dem Sensorsystem 40 zu einem späteren Zeitpunkt ausgelesen und analysiert werden.
Im Nachfolgenden wird das Verfahren zur Überwachung des Spurerkennungssystems näher beschrieben, wie es beispielsweise durch die zuvor genannte Vorrichtung 10 zur Überwachung eines Spurerkennungssystems ausgeführt werden kann.
2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Überwachung eines Spurerkennungssystems. Wie hierbei dargestellt, kann beispielsweise zu einem ersten Zeitpunkt t1 eine Spurdetektion 101 ermittelt werden. Zu diesem Zeitpunkt t1 befindet sich das Fahrzeug 1 an einer ersten Position P1.
Im weiteren Verlauf bewegt sich das Fahrzeug, sodass zum Zeitpunkt t2 die Position P2 erreicht ist. An dieser Position P2 kann eine weitere Detektion einer Fahrspur ausgeführt werden.
Weiterhin kann, beispielsweise auf Grundlage der von den Fahrzeugsystemen bereitgestellten Informationen, eine Bewegung des Fahrzeugs 1 von der Position P1 zu der Position P2 ermittelt werden. Für die Ermittlung einer solchen Bewegung können beispielsweise Informationen von Radsensoren, Lenkwinkeleinschlag, oder beliebige andere Daten, beispielsweise von einem Navigationssystem oder Ähnlichem herangezogen werden. Auf diese Weise kann die Bewegung des Fahrzeugs von der Position P1 zu der Position P2 sehr genau ermittelt werden.
Anschließend kann die an der Position P1 ermittelte erste Spurdetektion 101 mit der weitere Spurdetektion 102 verglichen werden, welche an der Position P2 ermittelt worden ist. Hierbei kann insbesondere die Bewegung B des Fahrzeugs von der Position P1 zu der Position P2 mit in den Vergleich einfließen.
Für den Vergleich der ersten Spurdetektion 101 mit der weitere Spurdetektion 102 kann beispielsweise der Rand des detektierten Fahrbereiches der Spurdetektionen 101, 102 an einer vorgegebenen Bezugsposition R verglichen werden. Auf diese Weise erhält man eine Information über einen lateralen Fehler der Spurdetektionen. Hierbei kann man sich zunutze machen, dass einerseits die Bewegung B des Fahrzeugs 1 von der ersten Position P1 zu der zweiten Position P2 mit hoher Präzision ermittelt werden kann. Darüber hinaus steigert sich auch die Genauigkeit der Spurdetektion mit sinkendem Abstand Bezugsposition R zu dem Fahrzeug 1. Entsprechend kann auf diese Weise eine Abschätzung über mögliche laterale Fehler der Spurdetektion mit steigendem Abstand von dem Fahrzeug 1 gewonnen werden. Insbesondere ist es beispielsweise möglich, eine Ungenauigkeit der von der Detektionseinrichtung 20 bereitgestellten Spurdetektion im Vergleich zu der tatsächlichen Spur 100 abzuschätzen. Eine solche Abschätzung über die potentielle Ungenauigkeit kann beispielsweise der Steuereinrichtung 40 bereitgestellt werden. Die Steuereinrichtung 40 kann daraufhin das Fahrverhalten des Fahrzeugs 1 entsprechend der zu erwartenden Ungenauigkeiten der Spurdetektion anpassen.
Weiterhin ist es auch möglich, Ungenauigkeiten, insbesondere systematische Ungenauigkeiten in der Spurdetektion durch die Verarbeitungseinrichtung 10 zu identifizieren. Auf Grundlage derartiger identifizierter Ungenauigkeiten kann beispielsweise die Detektion der Fahrspur durch die Detektionseinrichtung 20 angepasst werden. Auf diese Weise ist zum Beispiel eine Online-Kalibration der Spurdetektion möglich.
Für die Überprüfung bzw. Überwachung der Spurdetektion kann beispielsweise ein Bereich an einer Position R analysiert werden, welcher sich bei der ersten Spurdetektion 101 in einem vorgegebenen Abstand von dem Fahrzeug 1 entfernt befindet. Beispielsweise kann ein Randbereich der Spurdetektion analysiert werden, welcher sich bei der ersten Spurdetektion 101 im Abstand von 80 m entfernt von dem Fahrzeug 1 befindet. Selbstverständlich sind je nach Anwendungsfall auch beliebige andere Distanzen möglich. Ferner kann die erste Spurdetektion 101 mit einer weiteren Spurdetektion 102 verglichen werden, welche ermittelt wird, nachdem das Fahrzeug 1 eine vorgegebene Strecke, beispielsweise 30 m oder 50 m zurückgelegt hat. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Distanzen möglich. Alternativ ist es auch möglich, die weitere Spurdetektion 102 nach einer vorgegebenen Zeitspanne nach der Ermittlung der ersten Spurdetektion 101 zu ermitteln. Grundsätzlich sind auch beliebige andere Ansätze möglich, um einen seitlichen oder räumlichen Abstand zwischen den beiden Spurdetektionen 101, 102 zu spezifizieren.
Durch den Vergleich der beiden Spurdetektionen 101 und 102 kann somit eine Abschätzung der Qualität bzw. Güte der Spurdetektionen bestimmt werden. Insbesondere kann eine Abschätzung über die möglichen Toleranzen bzw. Ungenauigkeiten der Spurdetektion mit zunehmendem Abstand von dem Fahrzeug 1 bestimmt werden. Ferner ist es auch möglich, gegebenenfalls Ungenauigkeiten der zur Verfügung stehenden Sensorsignale zu identifizieren bzw. abzuschätzen.
Neben dem zuvor beschriebenen Ansatz, bei welchem lediglich eine erste Spurdetektion 101 mit genau einer weiteren Spurdetektion 102 verglichen wird, ist es darüber hinaus auch möglich, das beschriebene Verfahren mehrfach auszuführen. Dabei kann beispielsweise eine ermittelte erste Spurdetektion 101 mehrfach mit weiteren Spurdetektionen 102 verglichen werden. Beispielsweise kann jeweils zu vorgegebenen Zeitpunkten und/oder vorgegebenen Positionen eine weitere Spurdetektion 102 ermittelt werden, welche mit derselben ersten Spurdetektion 101 verglichen werden. Dieser Vorgang der Ermittlung einer weiteren Spurdetektion 102 und des Vergleichs dieser weiteren Spurdetektion 102 mit der ersten Spurdetektion 101 kann beispielsweise so lange ausgeführt werden, bis das Fahrzeug 1 einen vorgegebenen Abstand zu der Bezugsposition R unterschritten hat. Auf diese Weise kann die Abschätzung der Genauigkeit bzw. Ungenauigkeit der Spurdetektion in Abhängigkeit von der Distanz von dem Fahrzeug 1 noch präziser abgeschätzt werden.
Ferner ist es auch möglich, dass das beschriebene Verfahren mehrfach parallel für mehrere unterschiedliche erste Spurdetektionen 101 ausgeführt wird. Auf diese Weise kann eine Abschätzung der Qualität der Spurdetektion noch präziser ausgeführt werden. Insbesondere können auch mögliche Fehler bzw. Ungenauigkeiten in der Spurdetektion noch schneller identifiziert werden.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zur Überwachung eines Spurerkennungssystems gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.
In Schritt S1 wird eine erste Spurdetektion 101 empfangen. Diese erste Spurdetektion 101 wird an einer ersten Position P1 des Fahrzeugs 1 ermittelt.
In Schritt S2 wird eine zweite Spurdetektion 102 empfangen. Diese zweite Spurdetektion 102 wird an einer zweiten Position P2 des Fahrzeugs 1 ermittelt.
Ferner wird in Schritt S3 eine Bewegung des Fahrzeugs 1 von der ersten Position P1 zu der zweiten Position P2 ermittelt.
Anschließend wird in Schritt S4 die erste Spurdetektion 101 mit der zweiten Spurdetektion 102 verglichen. Der Vergleich der ersten Spurdetektion 101 mit der zweiten Spurdetektion 102 erfolgt insbesondere unter Verwendung der ermittelten Bewegung B von der ersten Position P1 zu der zweiten Position P2.
Bei dem Vergleich der ersten Spurdetektion 101 mit der zweiten Spurdetektion 102 kann beispielsweise eine laterale Abweichung der ersten Spurdetektion 101 von der zweiten Spurdetektion 102 bestimmt werden. Die laterale Distanz kann insbesondere an einer vorgegebenen Position R bestimmt werden. Diese vorgegebene Position R kann sich beispielsweise in einem vorgegebenen Abstand des Fahrzeugs 1 von der ersten Position P1 befinden.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung die Überwachung einer Spurerkennungsqualität. Hierbei wird eine Fahrspur eines Fahrzeugs während der Fahrt mehrfach an verschiedenen Positionen ermittelt. Anschließend werden die verschiedenen ermittelten Fahrspuren unter Verwendung der zwischenzeitlich zurückgelegten Fahrtstrecke miteinander verglichen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Spurerkennungssystem
10: Vorrichtung zur Überwachung eines Spurerkennungssystems
11: Speichereinrichtung
20: Detektoreinrichtung
30: Steuereinrichtung
40: Sensorsystem
100: tatsächliche Spur
101: erste Spurdetektion
102: zweite Spurdetektion
P1: erste Position
P2: zweite Position
t1: erster Zeitpunkt
t2: zweiter Zeitpunkt
B: Bewegungsstrecke
R: Bezugsposition
S1 .. S4: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zur Überwachung einer Spurerkennungssystems (2) eines Fahrzeugs (1), mit den Schritten: Empfangen (S1) einer ersten Spurdetektion (101), die an einer ersten Position (P1) des Fahrzeugs (1) ermittelt worden ist; Empfangen (S2) einer zweiten Spurdetektion (102), die an einer zweiten Position (P2) des Fahrzeugs (1) ermittelt worden ist; und Ermitteln (S3) einer Bewegung (B) des Fahrzeugs (1) von der ersten Position (P1) zu der zweiten Position (P2); Vergleichen (S4) der ersten Spurdetektion (101) mit der zweiten Spurdetektion (102) unter Verwendung der ermittelten Bewegung (B) von der ersten Position (P1) zu der zweiten Position (P2), wobei das Verfahren mehrfach nacheinander ausgeführt wird während sich das Fahrzeug (1) bewegt, wobei in jedem Schritt - dieselbe erste Spurdetektion (101) verwendet wird, - eine unterschiedliche zweite Spurdetektion (102) verwendet wird, die an einer jeweiligen zweiten Position (P2) des Fahrzeugs (1) ermittelt worden ist, und - jeweils eine Bewegung (B) des Fahrzeugs (1) von der ersten Position (P1) zu der jeweiligen zweiten Position (P2) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vergleichen (S4) der ersten Spurdetektion (101) mit der zweiten Spurdetektion (102) ein Bestimmen einer Abweichung der ersten Spurdetektion (101) von der zweiten Spurdetektion (102) an einer vorgegebenen Position (R) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Vergleichen (S4) der ersten Spurdetektion (101) mit der zweiten Spurdetektion (102) ein Ermitteln einer lateralen Distanz zwischen der ersten Spurdetektion (101) und der zweiten Spurdetektion (102) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Spurdetektion (101) so lange beibehalten wird, bis ein Abstand des Fahrzeugs (1) zu einer vorgegebenen Position (R) einen Schwellwert unterschritten hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Spurdetektion (101) und die zweite Spurdetektion (102) jeweils einen Übergang zwischen einem als befahrbar klassifizieren Bereich und einem als nicht befahrbar klassifizierten Bereich umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Schritt zum Ermitteln einer charakteristischen Größe, die eine Abweichung der ersten Spurdetektion (101) von der zweiten Spurdetektion (102) charakterisiert.
Vorrichtung (10) zur Überwachung eines Spurerkennungssystems (2) eines Fahrzeugs (1), das dazu ausgelegt ist, eine erste Spurdetektion (101) und eine zweite Spurdetektion (101) zu empfangen, wobei die erste Spurdetektion (101) an einer ersten Position (P1) des Fahrzeugs (1) ermittelt worden ist und die zweite Spurdetektion (102) an einer zweiten Position (P2) des Fahrzeugs (1) ermittelt worden ist, und wobei Vorrichtung (10) ferner dazu ausgelegt ist, eine Bewegung (B) des Fahrzeugs (1) von der ersten Position (P1) zu der zweiten Position (P2) zu ermitteln und die ersten Spurdetektion (101) mit der zweiten Spurdetektion (102) unter Verwendung der ermittelten Bewegung (B) von der ersten Position (P1) zu der zweiten Position (P2) zu vergleichen, wobei in jedem Schritt - dieselbe erste Spurdetektion (101) verwendet wird, - eine unterschiedliche zweite Spurdetektion (102) verwendet wird, die an einer jeweiligen zweiten Position (P2) des Fahrzeugs (1) ermittelt worden ist, und - jeweils eine Bewegung (B) des Fahrzeugs (1) von der ersten Position (P1) zu der jeweiligen zweiten Position (P2) ermittelt wird.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, mit einer Speichereinrichtung (11), die dazu ausgelegt ist, Daten bezüglich des Vergleichs der ersten Spurdetektion (101) mit der zweiten Spurdetektion (102) zu protokollieren.
Spurerkennungssystem (2), mit: einer Detektionseinrichtung (20), die dazu ausgelegt ist, einen Verlauf einer Fahrspur zu ermitteln und als Spurdetektion bereitzustellen; und einer erarbeitungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8.
Spurerkennungssystem (2) nach Anspruch 9, wobei die Detektionseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, eine aktuelle Spurdetektion unter Verwendung der des Vergleichs der ersten Spurdetektion (101) mit der zweiten Spurdetektion anzupassen (102).
Spurerkennungssystem (2) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Detektionseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, den Verlauf der Fahrspur unter Verwendung von Sensordaten von mehreren Sensoren zu ermitteln, und wobei die Detektionseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, die für die Ermittlung einer Spurdetektion verwendeten Sensordaten unter Verwendung des Vergleichs der ersten Spurdetektion (101) mit der zweiten Spurdetektion (102) auszuwählen.
Spurerkennungssystem (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Vorrichtung (10) zur Überwachung eines Spurerkennungssystems (2) dazu ausgelegt ist, eine Bewegung (B) des Fahrzeugs (1) von der ersten Position (P1) zu der zweiten Position (P2) unter Verwendung von Sensordaten des Fahrzeugs (1), insbesondere von Sensordaten von einem Fahrerassistenzsystem, zu bestimmen.
Fahrerassistenzsystem, mit: einem Spurerkennungssystem (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, und einer Steuereinrichtung (30), die dazu ausgelegt ist, eine Fahrerassistenzfunktion unter Verwendung der bereitgestellten Spurdetektion und dem Vergleich der ersten Spurdetektion (101) mit der zweiten Spurdetektion (102) auszuführen.