DE102022212896A1 - Verfahren, Steuergerät und Computerprogramm zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln eines interessierenden Bereichs, und computerlesbares Speichermedium - Google Patents

Verfahren, Steuergerät und Computerprogramm zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln eines interessierenden Bereichs, und computerlesbares Speichermedium Download PDF

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Johannes Stiller
Simon Defatsch
Flavio de Melo
Kyle Retan
Athanasios Tasoglou
Bob Böggemann
Joris Domhof
John Spruit
Ahmed Zikry
Jeroen Ploeg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems

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Abstract

Ein Verfahren zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln eines interessierenden Bereichs (60), der sich auf einer Fahrbahn (32) in Fahrtrichtung vor einem Kraftfahrzeug (20) befindet und den das Kraftfahrzeug (20) voraussichtlich zeitnah überfahren wird, ist bereitgestellt. Das Verfahren weist auf: Empfangen von Geschwindigkeitsdaten, die für eine aktuelle Geschwindigkeit (vego) des Kraftfahrzeugs (20) repräsentativ sind; Empfangen von Gierdaten, die für eine Gierrate (ωego) des Kraftfahrzeugs (20) repräsentativ sind; Ermitteln eines Seitenwinkels (δc) abhängig von den Geschwindigkeitsdaten, wobei der Seitenwinkel (δc) der Winkel zwischen einem Rahmen eines vorgegebenen virtuellen Fahrrads und einer longitudinalen Achse (V) des Kraftfahrzeugs (20) ist; und Ermitteln des interessierenden Bereichs (60) abhängig von dem Seitenwinkel (6") und der Gierrate (Wego).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Steuergerät und ein Computerprogramm zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln eines interessierenden Bereichs, der sich auf einer Fahrbahn in Fahrtrichtung vor einem Kraftfahrzeug befindet und den das Kraftfahrzeug voraussichtlich zeitnah überfahren wird, sowie ein computerlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
  • Ein automatische Notbremssystem (Advanced Emergency Braking System (AEBS)) dient zur Kollisionsvermeidung oder -minderung bei einem autonomen Kraftfahrzeug. Das autonome Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein Transportfahrzeug, beispielsweise ein Personentransportfahrzeug sein. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug ein Massenbeförderungsmittel sein. In diesem Zusammenhang kann das Kraft-fahrzeug beispielsweise als „Group Rapid Transport (GRT)“ vehicle bezeichnet wer-den. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise so konfiguriert sein, dass es bis auf wenige Ausnahmen im Wesentlichen auf der Fahrbahn fährt, wobei die Fahrbahn für das Kraftfahrzeug und andere gleichartige Kraftfahrzeuge, beispielsweise andere GRTs, reserviert sein kann. In diesem Zusammenhang kann die Fahrbahn als „Segregated lane“ bezeichnet werden. Das Kraftfahrzeug kann dementsprechend so konfiguriert sein, dass es keine anderen Fahrbahnen außer den für diese Kraftfahrzeug-arten reservierten Fahrbahnen befährt. Die Ausnahmen können beispielsweise Haltestellen, Parkplätze oder Ladestationen umfassen.
  • Ein dem AEBS-System zugrunde liegendes AEBS-Verfahren kann grob in fünf oder sechs Schritte unterteilt werden:
    • In einem ersten Schritt werden mittels mindestens eines Sensors, der in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, ein oder mehrere Objekte in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug erfasst. Der Sensor kann beispielsweise ein Radarsensor oder ein Lidarsensor sein. Ferner können das oder die Objekte mittels zwei oder mehr Sensoren erfasst werden, insbesondere mittels eines oder mehreren Radarsensoren und/oder mittels eines oder mehreren Lidarsensoren. Bei der Erkennung werden insbesondere die Objekte erfasst, die sich im Sichtfeld des entsprechenden Sensors befinden. Mit Hilfe des entsprechenden Sensors werden entsprechende Sensordaten erzeugt, insbesondere Radardaten bzw. Lidardaten. Die Daten können jeweils repräsentativ sein für die Positionen und/oder Geschwindigkeiten der entsprechenden Objekte, wobei die Positionen und/oder Geschwindigkeiten durch kartesische Koordinaten gekennzeichnet sein können.
  • In einem optionalen zweiten Schritt, der nur durchgeführt wird, wenn sowohl ein Radarsensor als auch ein Lidarsensor verwendet wird, werden die Radardaten und die Lidardaten zu den Sensordaten fusioniert.
  • In einem dritten Schritt wird ein interessierender Bereich, auch als Region-Of-Interest (ROI) bezeichnet, ermittelt. Der interessierende Bereich wird so ermittelt, dass er auf der Fahrbahn in Fahrrichtung vor dem Kraftfahrzeug liegt. Ferner kann der interessierende Bereich so ermittelt werden, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen ist, dass ein Objekt, das sich nicht in dem interessierenden Bereich befindet, eine Gefahr für das Kraftfahrzeug darstellt.
  • In einem vierten Schritt wird anhand der Sensordaten geprüft, ob eines oder mehrere der erfassten Objekte in dem interessierenden Bereich liegen oder nicht. Sollten eines oder mehrere der erfassten Objekte nicht in dem interessierenden Bereich liegen, so können diese Objekte bei der weiteren Abarbeitung des AEBS-Verfahrens ausgeschlossen werden.
  • In einem fünften Schritt wird geprüft, ob die Objekte, die in dem dritten Schritt nicht ausgeschlossen werden und die sich dementsprechend in dem interessierenden Bereich befinden, eine Gefahr für das Kraftfahrzeug darstellen. Sollten eines oder mehrere der erfassten Objekte in dem interessierenden Bereich keine Gefahr für das Kraftfahrzeug darstellen, so können diese Objekte bei der weiteren Abarbeitung des AEBS-Verfahrens ausgeschlossen werden.
  • In einem sechsten Schritt wird ein Bremsen, in anderen Worten ein Abbremsen, beispielsweise eine Notbremse, des Kraftfahrzeugs derart eingeleitet, dass eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Objekt vermieden oder zumindest vermindert wird, wenn das Objekt eine Bedrohung für das Kraftfahrzeug darstellt.
  • Für das AEBS-Verfahren ist es somit unter anderem besonders wichtig, dass der interessierende Bereich akkurat ermittelt wird. Der interessierende Bereich kann im Normalfall beispielsweise positionsbasiert ermittelt werden, wobei der Normalfall dadurch gekennzeichnet ist, dem Kraftfahrzeug bekannt ist, auf welcher Fahrspur der Fahrbahn es fährt, und/oder dass kein besonderes Fahrmanöver, wie beispielsweise ein Abbiegen oder Halten, des Kraftfahrzeugs initiiert ist. Die positionsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs hat den Vorteil, dass auf diese Weise der interessierende Bereich so ermittelt werden kann, dass er besonders präzise dem Verlauf der Fahrbahn, insbesondere der entsprechenden Fahrspur folgt.
  • Im Falle des besonderen Fahrmanövers, wie beispielsweise dem Abbiegen oder Halten, kann es jedoch sein, dass das positionsbasierte Ermitteln des interessierenden Bereichs kein ausreichend gutes Ergebnis liefert.
  • Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, ein Steuergerät und ein Computerprogramm zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln eines interessierenden Bereichs, bereitzustellen, die dazu beitragen, dass der interessierende Bereich akkurat und auf geeignete Weise ermittelt wird. Außerdem ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein computerlesbares Speichermedium bereitzustellen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
  • Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln eines interessierenden Bereichs, der sich auf einer Fahrbahn in Fahrtrichtung vor einem Kraftfahrzeug befindet und den das Kraftfahrzeug voraussichtlich zeitnah überfahren wird. Das Verfahren weist auf: Empfangen von Geschwindigkeitsdaten, die für eine aktuelle Geschwindigkeit und für eine aktuelle Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs repräsentativ sind; Empfangen von Gierdaten, die für eine Gierrate des Kraftfahrzeugs repräsentativ sind; Ermitteln eines Seitenwinkels abhängig von den Geschwindigkeitsdaten, wobei der Seitenwinkel der Winkel zwischen einem Rahmen eines vorgegebenen virtuellen Fahrrads und einer longitudinalen Achse des Kraftfahrzeugs ist; und Ermitteln des interessierenden Bereichs abhängig von dem Seitenwinkel und der Gierrate.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Steuergerät zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln des interessierenden Bereichs, der sich auf der Fahrbahn in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug befindet und den das Kraftfahrzeug voraussichtlich zeitnah überfahren wird, das Steuergerät aufweisend: eine Speichereinheit zum Speichern von Sensordaten, Positionsdaten und Geschwindigkeitsdaten; und einen Prozessor, der dazu konfiguriert ist, das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche abzuarbeiten. Das Steuergerät kann beispielsweise in dem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Das Steuergerät kann zum Abrufen und/oder Empfangen der Sensordaten, der Positionsdaten, der Geschwindigkeitsdaten und/oder weiteren Daten kommunikativ mit einer externen Einheit gekoppelt sein, beispielsweise über das Internet mit einem Server, auf dem die entsprechenden Daten gespeichert sind.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln des interessierenden Bereichs, der sich auf der Fahrbahn in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug befindet und den das Kraftfahrzeug voraussichtlich zeitnah überfahren wird, wobei das Computerprogramm Instruktionen aufweist, die bewirken, dass das vorstehende genannte Verfahren abgearbeitet wird, wenn sie von dem Steuergerät ausgeführt werden.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
  • Das geschwindigkeitsbasierte Ermitteln des interessierenden Bereichs kann dazu beitragen, dass der interessierende Bereich akkurat und auf geeignete Weise ermittelt wird, insbesondere im Falle eines besonderen Fahrmanövers, wie beispielsweise einem Abbiegen oder Halten, bei dem ein positionsbasiertes Ermitteln des interessierenden Bereichs kein ausreichend gutes Ergebnis liefert.
  • Die aktuelle Geschwindigkeit und die aktuelle Bewegungsrichtung können sich auf eine aktuelle Geschwindigkeit bzw. aktuelle Bewegungsrichtung eines geometrischen Zentrums des Kraftfahrzeugs beziehen. Die aktuelle Geschwindigkeit kann in Form eines Geschwindigkeitsvektors vorliegen, dessen Richtung für die aktuelle Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs repräsentativ ist. Alternativ oder zusätzlich kann die aktuelle Geschwindigkeit in Form einer lateralen Geschwindigkeit und einer longitudinalen Geschwindigkeit des Zentrums vorliegen, wobei die aktuelle Bewegungsrichtung anhand der lateralen Geschwindigkeit und der longitudinalen Geschwindigkeit ermittelt werden kann. Die longitudinale Achse des Kraftfahrzeugs kann durch das Zentrum verlaufen.
  • Das autonome Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein Transportfahrzeug, beispielsweise ein Personentransportfahrzeug sein. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug ein Massenbeförderungsmittel sein. In diesem Zusammenhang kann das Kraftfahrzeug beispielsweise als „Group rapid transport vehicle“ bezeichnet werden. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise so konfiguriert sein, dass es bis auf wenige Ausnahmen im Wesentlichen auf der Fahrbahn fährt, wobei die Fahrbahn für das Kraftfahrzeug und andere gleichartige Kraftfahrzeuge, beispielsweise andere GRTs, reserviert sein kann. In diesem Zusammenhang kann die Fahrbahn als „Segregated lane“ bezeichnet werden. Das Kraftfahrzeug kann dementsprechend so konfiguriert sein, dass es keine anderen Fahrbahnen außer den für diese Kraftfahrzeugarten reservierten Fahrbahnen befährt. Die Ausnahmen können beispielsweise Haltestellen, Parkplätze oder Ladestationen umfassen.
  • Die Fahrbahn kann eine erste Fahrspur für eine erste Fahrtrichtung und eine zweite Fahrspur für eine zweite Fahrtrichtung, die der ersten Fahrtrichtung entgegengesetzt ist, aufweisen. Im Normalfall bewegt sich das Kraftfahrzeug auf einer der beiden Fahrspuren, wobei im Folgenden davon ausgegangen wird, dass sich das Kraftfahrzeug im Normalfall auf der ersten Fahrspur fortbewegt und nur in Sonderfällen von der ersten Fahrspur abweicht.
  • Die Geschwindigkeitsdaten können von einem Geschwindigkeitssensor, der in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, erzeugt werden, an das Steuergerät übertragen werden und von dem Steuergerät empfangen werden. Alternativ können die Geschwindigkeitsdaten von einer Speichereinheit des Kraftfahrzeugs, beispielsweise von einer Speichereinheit einer Fahrzeugsteuerung des Kraftfahrzeugs, abgerufen und von dem Steuergerät empfangen werden.
  • Die Gierdaten können von einem Gyroskop, das in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, erzeugt werden, an das Steuergerät übertragen werden und von dem Steuergerät empfangen werden. Alternativ können die Gierdaten von einer Speichereinheit des Kraftfahrzeugs, beispielsweise von einer Speichereinheit einer Fahrzeugsteuerung des Kraftfahrzeugs, abgerufen und von dem Steuergerät empfangen werden.
  • Der interessierende Bereich kann auch als „Region-Of-Interest“ bezeichnet werden. Der interessierende Bereich kann der Bereich der Fahrbahn sein, den das Kraftfahrzeug voraussichtlich zeitnah überfahren wird. In diesem Fall befindet sich der interessierende Bereich auf derselben Fahrspur der Fahrbahn wie das Kraftfahrzeug. Der interessierende Bereich kann sich jedoch auch auf einer anderen Fahrspur der Fahrbahn befinden, beispielsweise auf einer Fahrspur, die an die Fahrspur angrenzt, auf der das Kraftfahrzeug fährt. Dies kann dazu beitragen, Objekte frühzeitig zu erkennen, die zeitnah eine Gefahr für das Kraftfahrzeug darstellen könnten, beispielsweise wenn sich das Objekt auf der anderen Fahrspur befindet und sich der Fahrspur nähert, auf der das Kraftfahrzeug fährt.
  • Dass der interessierende Bereich positionsbasiert ermittelt wird, bedeutet, dass der interessierende Bereich im Wesentlichen abhängig von den Positionsdaten ermittelt wird. Dies kann insbesondere bedeuten, dass bei der positionsbasierten Ermittlung des interessierenden Bereichs auch andere Daten berücksichtigt werden können, wie beispielsweise eine Fahrspur der Fahrbahn, auf der das Kraftfahrzeug aktuell fährt, eine Form des Kraftfahrzeugs und/oder eine Breite des zu ermittelnden interessierenden Bereichs. Dass der interessierende Bereich positionsbasiert ermittelt wird, kann jedoch auch bedeuten, dass der interessierende Bereich zumindest teilweise abhängig von den Geschwindigkeitsdaten ermittelt wird, wobei die Geschwindigkeitsdaten bei der positionsbasierten Ermittlung des interessierenden Bereichs lediglich als Ergänzung dienen, beispielsweise um den abhängig von den Positionsdaten ermittelten interessierenden Bereich einzuschränken.
  • Dass der interessierende Bereich geschwindigkeitsbasiert ermittelt wird, bedeutet, dass der interessierende Bereich im Wesentlichen abhängig von den Geschwindigkeitsdaten ermittelt wird. Dies kann insbesondere bedeuten, dass bei der geschwindigkeitsbasierten Ermittlung des interessierenden Bereichs auch andere Daten berücksichtigt werden können, wie beispielsweise eine Gierrate des Kraftfahrzeugs, eine Form des Kraftfahrzeugs und/oder eine Breite des zu ermittelnden interessierenden Bereichs.
  • Das Steuersignal kann für das Bremsen des Kraftfahrzeugs repräsentativ sein. Insbesondere kann das Steuersignal so konfiguriert sein, dass die Bremseinrichtung in Reaktion auf ein Empfangen des Steuersignals das Abbremsen, insbesondere eine Notbremse, des Kraftfahrzeugs initiiert.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das virtuelle Fahrrad so vorgeben, dass eine Hinterachse des Fahrrads durch ein geometrisches Zentrum des Kraftfahrzeugs verläuft und dass eine Länge des Rahmens des Fahrrads einem Abstand des Zentrums zu einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs entspricht.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die aktuelle Geschwindigkeit in Form einer lateralen Geschwindigkeit und einer longitudinalen Geschwindigkeit des Zentrums P in den Geschwindigkeitsdaten codiert, und der Seitenwinkel wird abhängig von der lateralen Geschwindigkeit und der longitudinalen Geschwindigkeit des Zentrums ermittelt. Beispielsweise kann der Seitenwinkel mittels einer Umkehrfunktion der Winkelfunktion Tangens abhängig von der lateralen Geschwindigkeit und der longitudinalen Geschwindigkeit ermittelt werden.
  • Es ist zu verstehen, dass Merkmale des Verfahrens so wie obenstehend und untenstehend beschrieben auch Merkmale des Steuergeräts, des Computerprogramms und/oder des computerlesbaren Mediums sein können und umgekehrt. Das computerlesbare Medium kann eine Harddisk, ein USB-Speichergerät, ein RAM, ein ROM, ein EPROM oder ein FLASH-Speicher sein. Das computerlesbare Medium kann auch ein Datenkommunikationsnetzwerk, wie beispielsweise das Internet, das den Download eines Programmcodes ermöglicht, sein.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
    • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines autonomen Kraftfahrzeugs.
    • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines allgemeinen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern einer Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs mit einem Objekt.
    • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines speziellen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern einer Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs mit dem Objekt.
    • 4 zeigt ein Display auf dem eine beispielhafte Fahrsituation dargestellt ist.
    • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines speziellen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern einer Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs mit dem Objekt.
    • 6 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Fahrsituation, auf das Kraftfahrzeug und auf einen interessierenden Bereich vor dem Kraftfahrzeug.
    • 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum positionsbasierten Ermitteln eines interessierenden Bereichs.
    • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Ermitteln, ob sich das Objekt in dem interessierenden Bereich in Fahrrichtung vor dem Kraftfahrzeug befindet.
    • 9 zeigt ein Fahrzeugmodell des Kraftfahrzeugs zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln des interessierenden Bereichs.
    • 10 zeigt eine Prinzipskizze zum Erläutern des geschwindigkeitsbasierten Ermittelns des interessierenden Bereichs.
    • 11 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln des interessierenden Bereichs.
    • 12 zeigt ein Beispiel von zwei Fahrlinien für das Kraftfahrzeug.
    • 13 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Ermitteln einer Wahrscheinlichkeit, mit der sich das Kraftfahrzeug auf einer Fahrspur einer Fahrbahn befindet.
    • 14 zeigt ein Diagramm, in dem mehrere beispielhafte Verläufe von Zeitdauern die vergehen, bis das Kraftfahrzeug mit dem Objekt kollidiert, in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs dargestellt sind.
    • 15 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines speziellen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs mit dem Objekt.
    • 16 zeigt ein Diagramm, in dem mehrere beispielhafte Längen des interessierenden Bereichs in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs dargestellt sind.
    • 17 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines speziellen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs mit dem Objekt.
  • Die in den Figuren verwendeten Bezugszeichen und ihre Bedeutung sind in zusammenfassender Form in der Liste der Bezugszeichen aufgeführt. Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Allgemein
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines autonomen Kraftfahrzeugs 20. Das Kraftfahrzeug 20 weist eine Passagierkabine 21 zum Aufnehmen eines oder mehrerer Passagiere (nicht gezeigt), eine Tür 22 zum Betreten oder Verlassen der Passagierkabine 21, Räder 23 zum Fortbewegen des Kraftfahrzeugs 20, eine Bremseinrichtung 24 zum Bremsen, in anderen Worten Abbremsen, des Kraftfahrzeugs 21, und ein Steuergerät 25 zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 22. Das Kraftfahrzeug 20 kann so konfiguriert sein, dass sowohl die Räder 23 an einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs 20 als auch die Räder 23 an einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs 20 lenkbar, insbesondere relativ zur entsprechenden Achse schwenkbar, sind. Dadurch ist zusätzlich oder alternativ zu einer Geradeausfahrt und einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs 20 eine Seitwärtsbewegung, in anderen Worten „crabwise motion“, des Kraftfahrzeugs 20 möglich, insbesondere indem sowohl die Räder 23 an der Vorderachse also auch die Räder 34 an der Hinterachse in die gleiche Richtung eingedreht sind.
  • Das autonome Kraftfahrzeug 20 kann beispielsweise ein Transportfahrzeug, beispielsweise ein Personentransportfahrzeug sein. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug 20 ein Massenbeförderungsmittel sein. In diesem Zusammenhang kann das Kraftfahrzeug beispielsweise als „Group Rapid Transport vehicle“ (kurz „GRT“) bezeichnet werden.
  • Das Kraftfahrzeug 20 kann beispielsweise so konfiguriert sein, dass es bis auf wenige Ausnahmen, in denen besondere Fahrmanöver nötig sind oder zumindest durchgeführt werden, im Wesentlichen auf einer vorgegebenen Fahrbahn 32 (siehe 4) fährt. Die Fahrbahn 32 kann für das Kraftfahrzeug 20 und andere gleichartige Kraftfahrzeuge 20, beispielsweise andere GRTs, reserviert sein. In diesem Zusammenhang kann die Fahrbahn 32 als „segregated lane“ bezeichnet werden. Das Kraftfahrzeug 20 kann dementsprechend so konfiguriert sein, dass es keine anderen Fahrbahnen außer den für diese Kraftfahrzeugart reservierten Fahrbahnen 32 befährt. Die Ausnahmen können beispielsweise Haltestellen, Parkplätze oder Ladestationen umfassen. An oder in der Nähe dieser Ausnahmen kann es sein, dass das Kraftfahrzeug 20 die Seitwärtsbewegung ausführt.
  • Die Fahrbahn 32 kann beispielsweise eine erste Fahrspur 34 (siehe 4) und eine zweite Fahrspur 36 neben der ersten Fahrspur 34 aufweisen. Beispielsweise kann die erste Fahrspur 34 für eine erste Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 20 vorgesehen sein, und die zweite Fahrspur 36 kann für eine zweite Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 20 vorgesehen sein. Alternativ dazu kann jede der Fahrspuren 34, 36 von dem Kraftfahrzeug 20 in beide Fahrtrichtungen befahren werden. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug 20 ein erstes Kraftfahrzeug 20 sein, das sich auf der ersten Fahrspur 34 in beide Fahrtrichtungen bewegen kann, und ein zweites Kraftfahrzeug 20 kann sich in beide Fahrtrichtungen auf der zweiten Fahrspur 36 bewegen. Im Normalfall bewegt sich das Kraftfahrzeug 20 auf einer der beiden Fahrspuren 34, 36, wobei im Folgenden davon ausgegangen wird, dass sich das Kraftfahrzeug 20 im Normalfall auf der ersten Fahrspur 34 in Fahrtrichtung nach vorne fortbewegt und nur in Sonderfällen von der ersten Fahrspur 34 abweicht.
  • Das Steuergerät 25 kann beispielsweise eine Fahrzeugsteuerung des Kraftfahrzeugs 20 aufweisen oder diese bilden. Das Steuergerät 25 weist eine Speichereinheit 26 zum Speichern von Daten und einen Prozessor 27 zum Verarbeiten der Daten auf. Das Steuergerät 25 kann zum Abrufen und/oder Empfangen von Sensordaten, Positionsdaten, Geschwindigkeitsdaten und/oder weiteren Daten kommunikativ mit einer externen Einheit (nicht gezeigt) gekoppelt sein, beispielsweise über das Internet mit einem Server, auf dem die entsprechenden Daten gespeichert sind.
  • Das Steuergerät 22 kann so konfiguriert sein, dass es zum Vermeiden oder Vermindern einer Kollision des Kraftfahrzeugs 20, das auf der Fahrbahn 32 fährt, mit einem Objekt 50 (siehe 4) beiträgt. In diesem Zusammenhang dient die Speichereinheit 26 zum Speichern von Sensordaten, insbesondere Radardaten und/oder Lidardaten, Positionsdaten, Geschwindigkeitsdaten und/oder einem oder mehreren Zeitschwellenwerten, und der Prozessor 27 ist in diesem Zusammenhang dazu konfiguriert, ein Verfahren zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des Kraftfahrzeugs 20, das auf der Fahrbahn 32 fährt, mit dem Objekt 50 abzuarbeiten.
  • Die Zeitschwellenwerte können in Form einer Zeitschwellenwertnachschlagetabelle, in der vorgebebenen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs 20 entsprechenden der Zeitschwellenwerte zugeordnet sind, in der Speichereinheit 26 gespeichert sein.
  • Das Steuergerät 22 kann dazu konfiguriert sein, ein Steuersignal zum Bremsen des Kraftfahrzeugs 20 zu erzeugen, wobei das Steuersignal für das Bremsen des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ ist. Insbesondere kann das Steuersignal so konfiguriert sein, dass die Bremseinrichtung 24 in Reaktion auf ein Empfangen des Steuersignals das Abbremsen des Kraftfahrzeugs 20 initiiert. Die Bremseinrichtung 24 kann eine Hardware sein, die mit dem Steuergerät 22 und mit mechanischen und/oder hydraulischen Bremsen (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs 20 kommuniziert. Alternativ dazu kann die Bremseinrichtung 24 als Software realisiert sein und von dem Steuergerät 22 abgearbeitet werden.
  • Das Steuergerät 22 kann dazu konfiguriert sein, einen interessierenden Bereich 60 (siehe 6), der sich auf einer Fahrspur, beispielsweise der ersten Fahrspur 34, in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 befindet, positionsbasiert ermittelt. In diesem Zusammenhang dient die Speichereinheit 26 zum Speichern von Sensordaten, Positionsdaten und/oder Geschwindigkeitsdaten, und der Prozessor 27 ist in diesem Zusammenhang dazu konfiguriert, ein Verfahren zum positionsbasierten Ermitteln des interessierenden Bereichs 60 abzuarbeiten.
  • Das Steuergerät 22 kann dazu konfiguriert sein, den interessierenden Bereich 60 geschwindigkeitsbasiert zu ermitteln. In diesem Zusammenhang dient die Speichereinheit 26 zum Speichern von Sensordaten, Positionsdaten und/oder Geschwindigkeitsdaten, und der Prozessor 27 ist in diesem Zusammenhang dazu konfiguriert, ein Verfahren zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln des interessierenden Bereichs 60 abzuarbeiten.
  • Das Steuergerät 22 kann dazu konfiguriert sein, eine Wahrscheinlichkeit, mit der sich das Kraftfahrzeug 20 auf einer der Fahrspuren 34, 36 der Fahrbahn 32 befindet, zu ermitteln. In diesem Zusammenhang dient die Speichereinheit 26 zum Speichern von Positionsdaten und mindestens einer Fahrspurnachschlagetabelle, die der Fahrspur entsprechenden 34, 36 zugeordnet ist und in der Referenzpunkte 94, 96 (siehe 14) entsprechende Referenzpunktpositionen zugeordnet sind, wobei die Referenzpunkte 94, 96 für einen Verlauf der entsprechenden Fahrspur 34, 36 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 repräsentativ sind, und der Prozessor 27 ist in diesem Zusammenhang dazu konfiguriert, ein Verfahren zum Ermitteln der Wahrscheinlichkeit abzuarbeiten.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines allgemeinen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern einer Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs 20 mit dem Objekt 50 (siehe 4). Weitere Ausgestaltungen, beispielsweise spezielle Ausgestaltungen, des Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs 20 mit dem Objekt 50 werden mit Bezug zu den nachfolgenden Figuren erläutert.
  • In einem Schritt S2 können Sensordaten empfangen werden. Die Sensordaten sind für das Objekt 50 repräsentativ, das sich in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 befindet. Die Sensordaten können von mindestens einem Sensor (nicht gezeigt) erzeugt werden. Der Sensor kann beispielsweise ein Radar- oder ein Lidarsensor sein. Die Sensordaten können alternativ von zwei oder mehr Sensoren erzeugt werden, wobei die Sensoren beispielsweise mindestens einen Radar- und mindestens einen Lidarsensor aufweisen können. In diesem Fall können die Sensordaten Radardaten bzw. Lidardaten aufweisen, oder die Radardaten und die Lidardaten können zu den Sensordaten fusioniert werden. Die Sensordaten können von dem/den Sensor(en) an das Steuergerät 25 des Kraftfahrzeugs 20, das das Verfahren ausführt, übermittelt werden und von dem Steuergerät 25 empfangen werden.
  • Die Sensordaten können in Form einer Liste vorliegen, die alle mittels des bzw. den Sensoren erfassten Objekte 50 vor dem Kraftfahrzeug 20 aufweist. Beispielsweise können die Radardaten in Form einer Radarliste vorliegen, in der die mittels Radars erfassten Objekte 50 als Radarobjekte abgespeichert sind. Alternativ oder zusätzlich können die Lidardaten in Form einer Lidarliste vorliegen, in der die mittels Lidars erfassten Objekte 50 als Lidarobjekte abgespeichert sind.
  • In einem optionalen Schritt S4 können die Sensordaten fusioniert werden, insbesondere wenn in dem Schritt S2 die Radardaten und die Sensordaten empfangen werden. Gegebenenfalls können die fusionierten Sensordaten in Form einer Fusionsliste vorliegen, die Fusionsobjekte, Nur-Radarobjekte und/oder Nur-Lidarobjekte aufweisen kann, wie weiter unten näher erläutert.
  • In einem Schritt S6 kann der interessierende Bereich 60, der sich auf der Fahrbahn 32 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 befindet, ermittelt werden. Der interessierende Bereich 60 kann beispielsweise abhängig von Positionsdaten, die für eine aktuelle Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind, und/oder abhängig von Geschwindigkeitsdaten, die für eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind, ermittelt werden.
  • Der interessierende Bereich 60 kann auch als „Region-Of-Interest“ (ROI) bezeichnet werden. Der interessierende Bereich 60 kann der Bereich der Fahrbahn 32 sein, den das Kraftfahrzeug 20 voraussichtlich zeitnah überfahren wird. In diesem Fall befindet sich der interessierende Bereich 60 auf derselben Fahrspur 34, 36 der Fahrbahn 32 wie das Kraftfahrzeug 20. Der interessierende Bereich 60 kann sich jedoch auch auf einer anderen Fahrspur 34, 36 der Fahrbahn 32 befinden, beispielsweise auf einer Fahrspur 34, 36, die an die Fahrspur 34, 36 angrenzt, auf der das Kraftfahrzeug 20 fährt.
  • Die Positionsdaten können von einem Positionssensor (nicht gezeigt) erzeugt werden, an das Steuergerät 25 übermittelt werden und von dem Steuergerät 25 empfangen werden. Der Positionssensor kann in dem Kraftfahrzeug 20 angeordnet sein. Der Positionssensor kann beispielsweise ein GPS-Empfänger sein. Die Positionsdaten können auch für eine Orientierung des Kraftfahrzeugs 20, in anderen Worten für eine Fahrzeugorientierung, repräsentativ sein. Insbesondere können die Positionsdaten Orientierungsdaten aufweisen, die für die Fahrzeugorientierung des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind. Die Orientierungsdaten können beispielsweise mittels eines Orientierungssensors, eines Magnetsensors, beispielsweise eines Kompasses, GPS, und/oder mittels einer inertialen Messeinheit (Inertial Measurement Unit (IMU) erzeugt werden, an das Steuergerät übermittelt werden und von dem Steuergerät empfangen werden. Die Fahrzeugorientierung kann beispielsweise als Gierwinkel, beispielsweise als absoluter Gierwinkel, angegeben sein. Der absolute Gierwinkel kann beispielsweise mit Bezug zu einer oder mehreren der Himmelsrichtungen oder in einem proprietären Bezugssystem des Steuergeräts angegeben sein.
  • Die Geschwindigkeitsdaten können von einem Geschwindigkeitssensor (nicht gezeigt), der in dem Kraftfahrzeug 20 angeordnet ist, erzeugt werden, an das Steuergerät 25 übertragen werden und von dem Steuergerät 25 empfangen werden. Alternativ können die Geschwindigkeitsdaten von der Speichereinheit 26 des Kraftfahrzeugs 20 abgerufen und von dem Steuergerät 25 empfangen werden.
  • In einem Schritt S8 kann geprüft werden, ob sich das Objekt 50 oder ein, zwei oder mehr weitere Objekte 50 in dem interessierenden Bereich 60 befinden, abhängig von den Sensordaten und dem ermittelten interessierenden Bereich 60. Insbesondere kann der Schritt S8 für alle Objekte 50 durchgeführt werden, die in den Sensordaten, den Radardaten und/oder den Lidardaten codiert sind. Zum Überprüfen, ob sich das oder die Objekte 50 in dem interessierenden Bereich 60 befinden, können abhängig von den Sensordaten Objektpositionen der Objekte 50 ermittelt werden, beispielsweise in kartesischen Koordinaten, beispielsweise in einem ersten Koordinatensystem. Zusätzlich kann der interessierende Bereich 60 in kartesischen Koordinaten angegeben werden, beispielsweise ebenfalls in dem ersten Koordinatensystem. Dann kann in dem Schritt S8 anhand der entsprechenden kartesischen Koordinaten einfach überprüft werden, ob sich ein, zwei oder mehr der Objekte 50 in dem interessierenden Bereich 60 befinden oder nicht. Falls die Bedingung des Schritts S8 erfüllt ist, so kann die Bearbeitung in einem optionalen Schritt S10 fortgesetzt werden. Falls Bedingung des Schritts S8 nicht erfüllt ist, so kann die Bearbeitung erneut in dem Schritt S2 fortgesetzt werden.
  • In dem optionalen Schritt S10 kann ermittelt werden, ob eines oder mehrere der Objekte 50, die sich in dem interessierenden Bereich 60 befinden, eine Gefahr für das Kraftfahrzeug 20 darstellen. Beispielsweise können eines oder mehrere der Objekte 50 so klein und/oder leicht sein, dass sie keine Gefahr für das Kraftfahrzeug 20 darstellen. In diesem Fall kann eines der Objekte 50 beispielsweise ein Vogel sein, der auf der Fahrbahn 32 sitzt. Alternativ oder zusätzlich kann es sein, dass eines oder mehrere der Objekte 50 so schnell die Fahrbahn 32 kreuzen, dass keine Gefahr für eine Kollision besteht. In diesem Fall kann eines der Objekte 50 beispielsweise ein Vogel sein, der über die Fahrbahn 32 fliegt. Falls die Bedingung des Schritts S10 erfüllt ist, so kann die Bearbeitung in einem Schritt S12 fortgesetzt werden. Falls Bedingung des Schritts S10 nicht erfüllt ist, so kann die Bearbeitung in erneut in dem Schritt S8 fortgesetzt werden, beispielsweise mit einem anderen der Objekte 50. Alternativ zu dem Durchführen des Schritts S10 kann angenommen werden, dass alle erfassten Objekte 50 in dem interessierenden Bereich 60 eine Gefahr für das Kraftfahrzeug 20 darstellen.
  • In dem Schritt S12 kann das Steuersignal für die Bremseinrichtung 24 des Kraftfahrzeugs 20 erzeugt werden. Falls der optionale Schritt S10 nicht abgearbeitet wird, so wird das Steuersignal erzeugt, wenn sich eines oder mehrere der Objekte 50 in dem interessierenden Bereich 60 befinden. Falls der optionale Schritt S10 abgearbeitet wird, so wird das Steuersignal nur dann erzeugt, wenn eines oder mehrere der Objekte 50 in dem interessierenden Bereich 60 eine Gefahr für das Kraftfahrzeug 20 darstellen. Bei dem Bremsen, in anderen Worten Abbremsen, des Kraftfahrzeugs kann es sich um einen „normalen“ Bremsvorgang, eine Notbremse oder ein Schnellbremse des Kraftfahrzeugs handeln. Bei dem normalen Bremsvorgang kann ein Komfort der Passagiere die höchste Priorität haben. Die Notbremse kann so konfiguriert sein, dass dabei nur kaum oder gar keine Rücksicht auf einen Fahrkomfort genommen wird und lediglich auf ein möglichst schnelles Abbremsen des Kraftfahrzeugs 20 abgestellt wird. Die Schnellbremse kann so konfiguriert sein, dass dabei Rücksicht auf den Fahrkomfort genommen wird und auf das möglichst schnelle Abbremsen des Kraftfahrzeugs 20 abgestellt wird. Ein Bremsweg des Kraftfahrzeugs 20 ist im Normalfall bei der Notbremse kürzer als bei der Schnellbremse, und bei der Schnellbremse kürzer als bei dem normalen Bremsen. Ein Betrag der negativen Beschleunigung bei dem Bremsen kann beispielsweise in einem Bereich liegen von 1 m/s2 bis 10 m/s2, beispielsweise von 2 m/s2 bis 5 m/s2, beispielsweise bei ungefähr 3 m/s2. Die negative Beschleunigung kann bei der Notbremse deutlich höher sein als bei dem normalen Bremsvorgang. Der Betrag der negativen Beschleunigung kann bei der Schnellbremse größer sein als bei dem normalen Bremsvorgang und kleiner als bei der Notbremse. Bei jedem dieser Bremsvorgänge kann bis zu einem Stillstand des Kraftfahrzeugs abgebremst werden.
  • Umschaltlogik
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines speziellen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs 20 mit dem Objekt 50. Das mit Bezug zu 3 erläuterte spezielle Verfahren kann weitgehend zu dem mit Bezug zu 2 erläuterten allgemeinen Verfahren korrespondieren. Insbesondere kann das mit Bezug zu 3 erläuterte spezielle Verfahren Schritte aufweisen, die zu Schritten des mit Bezug zu 2 erläuterten allgemeinen Verfahrens weitgehend korrespondieren oder sogar mit diesen identisch sind. Daher werden im Folgenden lediglich die Schritte des speziellen Verfahren gemäß 3 erläutert, in denen das spezielle Verfahren gemäß 3 von dem allgemeinen Verfahren gemäß 2 abweicht.
  • Ein Schritt S20 des speziellen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs 20 mit dem Objekt 50 kann zu dem Schritt S2 des allgemeinen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs 20 mit dem Objekt 50 korrespondieren. Ferner kann in dem Schritt S20 eine Verarbeitung der Sensordaten korrespondierend zu dem Schritt S4 durchgeführt werden, insbesondere wenn die Sensordaten die Radardaten und die Lidardaten aufweisen.
  • In einem Schritt S22 können die Positionsdaten empfangen werden, beispielsweise wie vorstehend mit Bezug zu Schritt S6 näher erläutert.
  • In einem Schritt S24 können die Geschwindigkeitsdaten empfangen werden, beispielsweise wie vorstehend mit Bezug zu Schritt S6 näher erläutert.
  • In einem Schritt S26 kann geprüft werden, ob ein vorgegebenes Ausschlusskriterium erfüllt ist, das dagegenspricht, den interessierenden Bereich 60 positionsbasiert zu ermitteln, abhängig von den Positionsdaten und/oder den Geschwindigkeitsdaten. In den meisten Fahrsituationen, insbesondere wenn sich das Kraftfahrzeug 20 mit mittlerer oder hoher Geschwindigkeit auf der Fahrbahn 32 fortbewegt und weder ein Stopp noch ein Abbiegen eingeleitet werden, kann die positionsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 akkuratere Ergebnisse als die geschwindigkeitsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 liefern. Insbesondere kann der interessierende Bereich 60 in diesen Fahrsituationen durch die positionsbasierte Ermittlung genauer an die Fahrbahn 32, insbesondere die entsprechende Fahrspur 34, 36, angepasst werden, als bei der geschwindigkeitsbasierten Ermittlung. Bei besonderen Fahrmanövern, beispielsweise an Haltestellen, Ladestationen oder in engen Kurven, und/oder bei einer Seitwärtsbewegung („crabwise motion“) des Kraftfahrzeugs 20 kann jedoch die geschwindigkeitsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 akkuratere Ergebnisse liefern. Daher kann die positionsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 als Standard vorgegeben werden und nur dann auf die geschwindigkeitsbasierte Ermittlung umgeschaltet werden, wenn das eine oder ein, zwei oder mehr weitere Ausschlusskriterien erfüllt sind, durch die die besonderen Fahrmanöver gekennzeichnet sind.
  • Ein erstes der Ausschlusskriterien kann beispielsweise erfüllt sein, wenn sich das Kraftfahrzeug 20 aktuell in einem Bereich befindet, in dem der interessierende Bereich 60 ausschließlich geschwindigkeitsbasiert ermittelt werden soll. Es kann nämlich Bereiche auf und/oder an der Fahrbahn 32 geben, für die bekannt ist, dass das Kraftfahrzeug 20 in diesen Bereichen besondere Fahrmanöver, beispielsweise die Seitwärtsbewegung oder eine enge Kurve, ausführen muss, bei denen die positionsbasierte Bestimmung des interessierenden Bereichs 60 ungeeignet ist. Beispielsweise kann in dem Bereich, in dem der interessierende Bereich 60 ausschließlich geschwindigkeitsbasiert ermittelt werden soll, eine Wahrscheinlichkeit, dass die geschwindigkeitsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 ein akkurateres Ergebnis liefert als die positionsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60, relativ hoch sein, insbesondere verglichen mit einer Situation in der sich das Kraftfahrzeug aktuell nicht in dem Bereich befindet, in dem der interessierende Bereich 60 ausschließlich geschwindigkeitsbasiert ermittelt werden soll. Beispielsweise kann der Bereich, in dem der interessierende Bereich 60 ausschließlich geschwindigkeitsbasiert ermittelt werden soll, einen Parkplatz, eine Haltestelle oder eine Ladestation für das Kraftfahrzeug 20, oder eine Kreuzung, an der die Fahrbahn 32 eine andere Fahrbahn 32 kreuzt, aufweisen. Die andere Fahrbahn 32 kann ebenfalls für das Kraftfahrzeug 20 oder die anderen gleichartigen Kraftfahrzeuge 20, beispielsweise andere GRTs, reserviert sein. Somit kann die andere Fahrbahn 32 auch eine separierte Fahrbahn 32, insbesondere „segregated lane“ sein. Das Verfahren kann so konfiguriert sein, dass der interessierende Bereich 60 nur dann positionsbasiert ermittelt wird, wenn das erste Ausschlusskriterium nicht erfüllt ist und wenn kein anderes Ausschlusskriterium gegen die positionsbasierte Ermittlung spricht.
  • Das erste Ausschlusskriterium kann beispielsweise erfüllt sein, wenn sich das Kraftfahrzeug 20 aktuell an einer Haltestelle befindet oder der Haltestelle nähert. Wenn sich das Kraftfahrzeug 20 an der Haltestelle befindet oder sich dieser nähert, so kann die Wahrscheinlichkeit, dass die geschwindigkeitsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 ein akkurateres Ergebnis liefert als die positionsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 relativ hoch sein, insbesondere verglichen mit einer Situation, in der sich das Kraftfahrzeug 20 aktuell nicht an einer Haltestelle befindet und/oder sich der Haltestelle nicht nähert. Die Haltestelle kann sich neben der Fahrbahn 32 befinden. Die Haltestelle kann dazu dienen, dass ein oder mehrere Passagiere in das Kraftfahrzeug 20 einsteigen und/oder aus dem Kraftfahrzeug 20 aussteigen können. Die Positionsdaten können dafür repräsentativ sein, dass das Kraftfahrzeug an der Haltestelle steht oder sich dieser nähert. In diesem Zusammenhang können die Positionsdaten unabhängig von dem GPS-Empfänger des Kraftfahrzeugs 20 erzeugt werden. Beispielsweise können in diesem Fall die Positionsdaten von einem Sensor erzeugt werden, der an der Haltestelle oder in der Nähe der Haltestelle angeordnet ist und der so dazu konfiguriert ist, das sich der Haltestelle nähernde oder an dieser stehende Kraftfahrzeug 20 zu erkennen. Alternativ dazu kann ein Initiieren und/oder Durchführen der Seitwärtsbewegung repräsentativ dafür sein, dass das Kraftfahrzeug im Bereich der Haltestelle ist oder sich diesem nähert.
  • Ein zweites Ausschlusskriterium kann beispielsweise erfüllt sein, wenn das Kraftfahrzeug 20 die Seitwärtsbewegung initiiert hat oder bereits durchführt. Insbesondere kann bei der Seitwärtsbewegung die Fahrzeugorientierung, die für die positionsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs verwendet werden kann, beispielsweise um zu prüfen, auf welcher Fahrspur sich das Kraftfahrzeug befindet, von einer Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs abweichen, so dass es sein kann, dass die positionsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 im Falle der Seitwärtsbewegung des Kraftfahrzeugs 20 ungeeignet ist. Das Verfahren kann so konfiguriert sein, dass der interessierende Bereich 60 nur dann positionsbasiert ermittelt wird, wenn das zweite Ausschlusskriterium nicht erfüllt ist und wenn kein anderes Ausschlusskriterium gegen die positionsbasierte Ermittlung spricht.
  • Abhängig von den Positionsdaten kann eine Wahrscheinlichkeit ermittelt werden, mit der sich das Kraftfahrzeug 20 auf einer Fahrspur 34 der Fahrbahn 32 bewegt. Diese Wahrscheinlichkeit kann ermittelt werden beispielsweise mittels des weiter unten erläuterten Verfahrens zum Ermitteln der Wahrscheinlichkeit, mit der sich das autonome Kraftfahrzeug 20 auf der Fahrspur 34, 36 der Fahrbahn 32 befindet. Ein drittes der Ausschlusskriterien kann erfüllt sein, wenn diese Wahrscheinlichkeit kleiner als ein vorgegebener Wahrscheinlichkeitsschwellenwert ist. Der vorgegebene Wahrscheinlichkeitsschwellenwert kann beispielsweise in einem Bereich liegen von 80 % bis 100 %, beispielsweise von 80 % bis 90 %, beispielsweise bei ungefähr 80 %. Der Wahrscheinlichkeitsschwellenwert kann beispielsweise von einem Hersteller des Kraftfahrzeugs 20 empirisch ermittelt werden und vorgegeben werden, indem der Wahrscheinlichkeitsschwellenwert auf der Speichereinheit 26 des Steuergeräts 25 gespeichert wird.
  • Wenn die Wahrscheinlichkeit, mit der sich das Kraftfahrzeug 20 auf der Fahrspuren 34, 36 der Fahrbahn 32 bewegt, kleiner als der vorgegebene Wahrscheinlichkeitsschwellenwert ist, so kann die Wahrscheinlichkeit, dass die geschwindigkeitsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 ein akkurateres Ergebnis liefert als die positionsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60, relativ hoch sein, insbesondere verglichen mit einer Situation, in der die Wahrscheinlichkeit gleich wie oder größer als der vorgegebene Wahrscheinlichkeitsschwellenwert ist. Das Verfahren kann so konfiguriert sein, dass der interessierende Bereich 60 nur dann positionsbasiert ermittelt wird, wenn das dritte Ausschlusskriterium nicht erfüllt ist und wenn kein anderes Ausschlusskriterium gegen die positionsbasierte Ermittlung spricht.
  • Eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 20 kann abhängig von den Geschwindigkeitsdaten ermittelt werden. Ein viertes Ausschlusskriterium kann erfüllt sein, wenn die ermittelte Geschwindigkeit kleiner als ein vorgegebener Geschwindigkeitsschwellenwert ist. Der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellenwert kann beispielsweise in einem Bereich liegen von 0,5 m/s bis 10 m/s, beispielsweise von 1 m/s bis 5 m/s, beispielsweise bei 2 m/s. Der Geschwindigkeitsschwellenwert kann beispielsweise von dem Hersteller des Kraftfahrzeugs 20 empirisch ermittelt werden und vorgegeben werden, indem der Geschwindigkeitsschwellenwert auf der Speichereinheit 26 des Steuergeräts 25 gespeichert wird.
  • Sollte die Geschwindigkeit kleiner sein als der Geschwindigkeitsschwellenwert, so kann eine erhöhte Wahrscheinlichkeit bestehen, dass das Kraftfahrzeug 20 seine aktuelle Fahrspur 34, 36 oder die Fahrbahn 32 zeitnah verlässt. In diesem Fall kann die Wahrscheinlichkeit, dass die geschwindigkeitsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 ein akkurateres Ergebnis liefert als die positionsbasierte Ermittlung des interessierenden Bereichs 60, relativ hoch sein, insbesondere verglichen mit einer Situation, in der die Geschwindigkeit gleich wie oder größer als der vorgegebene Geschwindigkeitsschwellenwert ist. Das Verfahren kann so konfiguriert sein, dass der interessierende Bereich 60 nur dann positionsbasiert ermittelt wird, wenn das vierte Ausschlusskriterium nicht erfüllt ist und wenn kein anderes Ausschlusskriterium gegen die positionsbasierte Ermittlung spricht.
  • Im Vorhergehenden werden die Ausschlusskriterien mit „erstes“, „zweites“, „drittes“ und „viertes“ Ausschlusskriterium bezeichnet. Diese Nummerierung stellt jedoch keinerlei Beschränkung dar und dient ausschließlich zur Unterscheidung des einen Auswahlkriteriums von dem anderen. Insbesondere legt diese Nummerierung weder eine Reihenfolge noch eine Priorität der Ausschlusskriterien dar. Falls mehrere der Ausschlusskriterien geprüft werden, können diese in beliebiger Kombination, Priorität und/oder Reihenfolge geprüft werden. Ferner können ein, zwei oder drei der Auswahlkriterien mit höherer Nummerierung geprüft werden, ohne dass ein Auswahlkriterium mit niedriger Nummer geprüft wird. Beispielsweise können lediglich das zweite und vierte Auswahlkriterium geprüft werden, wohingegen auf eine Prüfung des ersten und dritten Auswahlkriteriums verzichtet wird. Dieses Beispiel kann auf jegliche andere Kombination des Prüfens der Auswahlkriterien übertragen werden.
  • Ist die Bedingung des Schritts S26 nicht erfüllt, so kann die Bearbeitung in einem Schritt S28 fortgesetzt werden. Ist die Bedingung des Schritts S26 erfüllt, so kann die Bearbeitung in einem Schritt S30 fortgesetzt werden.
  • In dem Schritt S28 wird der interessierende Bereich 60 abhängig von den Positionsdaten positionsbasiert ermittelt, beispielsweise mittels eines Verfahrens zum positionsbasierten Ermitteln des interessierenden Bereichs 60, der sich auf der Fahrspur 34, 36 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 befindet, wie weiter unten näher erläutert. Dass der interessierende Bereich 60 positionsbasiert ermittelt wird, bedeutet, dass der interessierende Bereich 60 im Wesentlichen abhängig von den Positionsdaten ermittelt wird. Dies kann insbesondere bedeuten, dass bei der positionsbasierten Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 auch andere Daten berücksichtigt werden können, wie beispielsweise die Fahrspur 34, 36 der Fahrbahn 32, auf der das Kraftfahrzeug 20 aktuell fährt, eine aktuelle Fahrzeugorientierung des Kraftfahrzeugs 20, eine Fahrspurorientierung der Fahrspur 34, 36 an oder nahe der Position des Kraftfahrzeugs 20, eine Form des Kraftfahrzeugs 20 und/oder eine Breite des zu ermittelnden interessierenden Bereichs 60. Dass der interessierende Bereich 60 positionsbasiert ermittelt wird, kann jedoch auch bedeuten, dass der interessierende Bereich 60 zumindest teilweise abhängig von den Geschwindigkeitsdaten ermittelt wird, wobei die Geschwindigkeitsdaten bei der positionsbasierten Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 lediglich als Ergänzung dienen, beispielsweise um den abhängig von den Positionsdaten ermittelten interessierenden Bereich 60 einzuschränken, beispielsweise seine Länge IROI (siehe 10). Das Verfahren kann so konfiguriert sein, dass das positionsbasierte Ermitteln des interessierenden Bereichs 60 der Standard für das Ermitteln des interessierenden Bereichs 60 ist.
  • In dem Schritt S28 wird der interessierende Bereich 60 abhängig von den Geschwindigkeitsdaten geschwindigkeitsbasiert ermittelt, beispielsweise mittels eines Verfahrens zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln des interessierenden Bereichs 60, der sich auf der Fahrspur 34, 36 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 befindet, wie weiter unten näher erläutert. Dass der interessierende Bereich geschwindigkeitsbasiert ermittelt wird, bedeutet, dass der interessierende Bereich im Wesentlichen abhängig von den Geschwindigkeitsdaten ermittelt wird. Dies kann insbesondere bedeuten, dass bei der geschwindigkeitsbasierten Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 auch andere Daten berücksichtigt werden können, wie beispielsweise eine Gierrate ωego des Kraftfahrzeugs 20, eine Form des Kraftfahrzeugs 20 und/oder eine Breite des zu ermittelnden interessierenden Bereichs 60.
  • Die Schritte S32, S34 und S36 können korrespondierend zu den Schritten S8, S10 bzw. S12 abgearbeitet werden.
  • Fusion der Radar- und der Lidardaten
  • 4 zeigt ein Display 30 auf dem eine beispielhafte Fahrsituation dargestellt ist. Insbesondere zeigen 4 und insbesondere das Display 30 die Fahrbahn 32 mit der ersten Fahrspur 34 und der zweiten Fahrspur 36, die durch eine Mittellinie 35 voneinander getrennt sind. Ein in 4 rechter Seitenrand der Fahrbahn 32 kann als erster Seitenrand 37 bezeichnet werden und ein in 4 linker Seitenrand der Fahrbahn 32 kann als zweiter Seitenrand 39 bezeichnet werden.
  • Neben der Fahrbahn befinden sich mehrere Objekte 50. Die Objekte 50 weisen Radarobjekte 38, die in den Radardaten codiert sind, Konturpunkte 40, die in den Lidardaten codiert sind, und Fusionsobjekte 42 auf. Ein, zwei oder mehr der Konturpunkte 40, die nahe beieinanderliegen, sind repräsentativ für ein Lidarobjekt. Dementsprechend zeigte das Display 30 mehrere Lidarobjekte, die ebenfalls in den Lidardaten codiert sein können. Radarobjekte 38, auf oder in denen keiner der Konturpunkte 40 liegt, können auch als Nur-Radarobjekte bezeichnet werden. Lidarobjekte, zu denen kein Radarobjekt 38 existiert, können auch als Nur-Lidarobjekte bezeichnet werden. Zu jedem der Konturpunkte 40, der auf oder in einem der Radarobjekte 38 liegt, wird eines der Fusionsobjekte 42 erzeugt. In anderen Worten werden die Radarobjekte 38 und die Lidarobjekte, insbesondere die entsprechenden Radardaten und die entsprechenden Lidardaten, fusioniert, wie mit Bezug zu 5 näher erläutert. Sollten mehrere der Konturpunkte 40, die zu einem der Lidarobjekte korrespondieren, auf oder in einem der Radarobjekte 38 liegen, so kann es sein, dass basierend auf einem der entsprechenden Konturpunkte 40 zusammen mit dem entsprechenden Radarobjekt lediglich eines der Fusionsobjekte 42 erzeugt wird, wobei ein beliebiger dieser Konturpunkte 40 für die Fusion mit dem entsprechenden Radarobjekt 38 verwendet werden kann.
  • Ferner zeigen 4 und das Display 30 mehrere Geschwindigkeitsvektoren 44, die für die Bewegungsrichtungen und Geschwindigkeiten der Nur-Radarobjekte repräsentativ sind und die in 4 mit einer Strich-Punkt-Linie gezeichnet sind, mehrere Geschwindigkeitsvektoren 46, die für die Bewegungsrichtungen und Geschwindigkeiten der Nur-Liederobjekte repräsentativ sind und die in 4 mit einer gepunkteten Linie gezeichnet sind, und mehrere Geschwindigkeitsvektoren 48, die für die Bewegungsrichtungen und Geschwindigkeiten der Fusionsobjekte 42 repräsentativ sind und die in 4 mit einer durchgezogenen Linie gekennzeichnet sind.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines speziellen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs 20 mit dem Objekt 50.
  • In einem Schritt S40 können Radardaten empfangen werden, die für eines oder mehrere der Radarobjekte 38 repräsentativ sind, die in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 liegen. Die Radardaten können von dem Radarsensor erzeugt werden, an das Steuergerät 25 übermittelt werden und von dem Steuergerät 25 empfangen werden. Der Radarsensor kann beispielsweise in dem Kraftfahrzeug 20 angeordnet sein. Optional können die Radardaten von zwei oder mehr Radarsensoren erzeugt werden, die beispielsweise jeweils in dem Kraftfahrzeug 20 angeordnet sein können. Der oder die Radarsensor(en) können Teil eines Radarsystems sein.
  • Die Radardaten können in Form einer digitalen Radarobjektliste vorliegen, in der die Radarobjekte 38 aufgelistet sind. Beispielsweise können jedem Radarobjekt in der Radarobjektliste eine eindeutige Kennziffer (ID), eine Größe und/oder eine Position des entsprechenden Radarobjekts zugeordnet werden.
  • Ferner können abhängig von den Radardaten Bewegungsrichtungen der Objekte 50, insbesondere der Radarobjekte ermittelt werden. Abhängig von den ermittelten Bewegungsrichtungen können Orientierungen der entsprechenden Objekte 50 ermittelt werden und die Radardaten können so ergänzt werden, dass die Radardaten für die Orientierungen der entsprechenden Objekte 50 repräsentativ sind. Beispielsweise können die Orientierungen den entsprechenden Radarobjekten in der Radarobjektliste zugeordnet werden. Gegebenenfalls können bei dem späteren Fusionieren der Radardaten und der Lidardaten die ergänzten Radardaten mit den Lidardaten fusioniert werden.
  • Normalerweise sind die Radardaten ausschließlich repräsentativ für eine Position und Größe des Objekts 50. Anhand von Radardaten, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten, insbesondere aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, erfasst werden, können die Bewegungsrichtungen der Objekte 50, insbesondere der Radarobjekte, ermittelt werden. Falls die Objekte 50 andere Verkehrsteilnehmer sind, beispielsweise andere Fahrzeuge, so können die Orientierungen der Objekte 50 deren Bewegungsrichtungen entsprechen. Die Orientierungen können daher abhängig von den Bewegungsrichtungen beispielsweise ermittelt werden, indem die Orientierungen parallel zu den entsprechenden Bewegungsrichtungen oder identisch zu den entsprechenden Bewegungsrichtungen gewählt werden. Dass eines der Objekte 50 ein anderer Verkehrsteilnehmer ist, kann beispielsweise daran erkannt werden, dass sich das entsprechende Objekt 50 auf der Fahrbahn 32 befindet. Alternativ dazu sind Radarsysteme bekannt, die jeweils einen oder mehrere Radarsensoren und eine entsprechende Auswertelogik aufweisen, wobei die Auswertelogik eine Objekterkennung aufweist, die in der Lage ist, zu erkennen, ob eines oder mehrere der Radarobjekte 38 andere Verkehrsteilnehmer sind oder nicht und/oder um welche(n) Verkehrsteilnehmer es sich bei dem bzw. den Objekten 50 handelt.
  • Insbesondere können die Radardaten für Klassen repräsentativ sein, zu denen die Radarobjekte 38 gehören. Den Klassen von Objekten 50 können Größen der Radarobjekte 38 zugeordnet werden. Die Klassen können beispielsweise „LKW”, „Transporter“, „Auto“, „Kraftrad“, „Fahrrad“ und/oder „Fußgänger“ umfassen, wobei die diesen Klassen zugeordneten (Standard-)Größen in der Aufzählung von der Klasse „LKW” zu der Klasse „Fußgänger“ kleiner werden. Die Radardaten können so angepasst werden, dass die Radardaten repräsentativ für die Radarobjekte 38 mit den entsprechenden Größen der Radarobjekte 38 sind. Beispielsweise können die Grö-ßen den entsprechenden Radarobjekten in der Radarobjektliste zugeordnet werden. Gegebenenfalls können bei dem Fusionieren der Radardaten mit den Lidardaten die angepassten Radardaten mit den Lidardaten fusioniert werden.
  • Ein Radarsystem, das einen geeigneten Radarsensor aufweist und das die vorgenannten Funktionen bereitstellt, wird derzeit beispielsweise von der Firma „Conti“ vertrieben, beispielsweise das Model ARS 404-21 oder das Model ARS 408-12, die als standardisierte ARS Schnittstellen verwendet werden können und jeweils in der entsprechenden technischen Dokumentation von Conti beschrieben sind, insbesondere in „Technical Documentation, ARS 404-21 (Entry), ARS 408-21 (Premium)“, Version 1.91, May 18, 2018. Diese und Dokumentationen von anderen geeigneten Radarsystemen kann beispielsweise bezogen werden von https://conti-engineering.com/components/ars-408/. Diese Radarsysteme liefern als Ausgaben unter anderem die Position des erfassten Objekts 50, die Größe des erfassten Objekts 50, die Geschwindigkeit des erfassten Objekts 50, die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 20, und die Klasse des erfassten Objekts 50.
  • In einem Schritt S42 können die Lidardaten empfangen werden, die für eines oder mehrere der Lidarobjekte repräsentativ sind, die in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 liegen. Die Lidardaten können in Form einer digitalen Lidarobjektliste vorliegen, die die Lidarobjekte aufweist. Die Lidardaten können von einem Lidarsensor erzeugt werden, an das Steuergerät 25 übermittelt werden und von dem Steuergerät 25 empfangen werden. Der Lidarsensor kann beispielsweise in dem Kraftfahrzeug 20 angeordnet sein. Optional können die Lidardaten von zwei oder mehr Lidarsensoren erzeugt werden, die beispielsweise jeweils in dem Kraftfahrzeug 20 angeordnet sein können. Die Lidardaten können Konturdaten aufweisen, die für Konturpunkte 40 repräsentativ sind, wobei jedes der Lidarobjekte durch einen oder mehrere der Konturpunkte 40 repräsentiert wird. In der Lidarobjektliste können den Konturpunkten jeweils eine eindeutige Kennziffer (ID), ein Lidarobjekt, eine Geschwindigkeit des entsprechenden Lidarobjekts und eine Position des entsprechenden Lidarobjekts zugeordnet sein.
  • Ein Lidarsystem, das einen geeigneten Lidarsensor aufweist, wird derzeit beispielsweise von der Firma „ibeo automotive“ vertrieben, beispielsweise aus der Reihe „LUX“, insbesondere der „Ibeo LUX 4L“, und ist in der entsprechenden technischen Dokumentation von ibeo beschrieben, insbesondere in „Interface Specification for ibeo LUX, ibeo LUX systems and ibeo Evaluation Suite“, Version 1.48.2, Juli 28, 2017, erhältlich unterwww.ibeo-as.com. Diese und Dokumentationen von anderen geeigneten Lidarsystemen kann beispielsweise bezogen werden von https://www.ibeo-as.com/en/products/sensors/lbeoLUX. Dieses Lidarsystem liefert als Ausgaben eine Position eines erfassten Objekts, eine Geschwindigkeit des erfassten Objekts, eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und eine Klasse des Kraftfahrzeugs.
  • In einem Schritt S44 können die Radardaten, gegebenenfalls die ergänzten Radardaten, und die Lidardaten zu den Sensordaten fusioniert werden, wobei die Sensordaten für eines oder mehrere der Sensorobjekte repräsentativ sind, die zu den Radarobjekten 38 und/oder den Lidarobjekten korrespondieren. Dass die Radardaten und die Lidardaten zu den Sensordaten fusioniert werden, bedeutet, dass die Radardaten und die Lidardaten zusammengefasst werden, beispielsweise um wechselseitig verifiziert zu werden und/oder wechselseitig ergänzt zu werden. Die Sensordaten können in Form der Fusionsliste vorliegen, die die Sensorobjekte aufweist. Bei dem Fusionieren der Radardaten und der Lidardaten zu den Sensordaten kann zu jedem der Konturpunkte 40 geprüft werden, ob der entsprechende Konturpunkt 40 mit einem der Radarobjekte 38 überlappt. Falls einer der Konturpunkte 40 mit einem der Radarobjekte 38 überlappt, so kann zu dem Konturpunkt 40 und allen anderen Konturpunkten 40 desselben Lidarobjekts ein entsprechendes Fusionsobjekt 42 erzeugt und in den Sensordaten codiert werden. Falls keiner der Konturpunkte 40 eines der Lidarobjekte mit einem der Radarobjekte 38 überlappt, so kann zu dem entsprechenden Lidarobjekt ein Nur-Lidarobjekt erzeugt und in den Sensordaten codiert werden. Zu jedem der Radarobjekte 38, zu dem kein überlappender Konturpunkt 40 gefunden wird, kann ein Nur-Radarobjekt erzeugt und in den Sensordaten codiert werden. Somit können die Sensorobjekte klassifiziert sein in die Nur-Radarobjekte, deren entsprechende Radarobjekte 38 zu keinen der Lidarobjekte korrespondieren, in die Nur-Lidarobjekte, deren entsprechenden Lidarobjekte zu keinen der Radarobjekte 38 korrespondieren und/oder in die Fusionsobjekte 42, deren Radarobjekte 38 jeweils zu mindestens einem der Lidarobjekte korrespondieren.
  • In anderen Worten kann es sein, dass die Sensorobjekte in die Nur-Radarobjekte 38, die Nur-Lidarobjekte und die Fusionsobjekte 42 unterteilt sind, wobei zu den Nur-Radarobjekten 38 keine entsprechenden Lidarobjekte gefunden wurden, zu den Nur-Lidarobjekten keine entsprechenden Radarobjekte gefunden wurden, und zu den Fusionsobjekten 42 jeweils ein entsprechendes Radarobjekt 38 und mindestens ein entsprechendes Lidarobjekt gefunden wurde. Die Sensordaten können in Form der digitalen Fusionsliste vorliegen, die die Sensorobjekte, insbesondere die Fusionsobjekte 42, die Nur-Radarobjekte 38 und/oder die Nur-Lidarobjekte aufweist.
  • Die Radardaten können Radarzeitinformationen aufweisen, die den Radarobjekten 38 zugeordnet sind und die für einen ersten Zeitpunkt repräsentativ sind, zu dem die Radarobjekte 38 erfasst wurden. Die Lidardaten können Lidarzeitinformationen aufweisen, die den Lidarobjekten zugeordnet sind und die für einen zweiten Zeitpunkt repräsentativ sind, zu dem die Lidardaten erfasst wurden. Bei dem Fusionieren der Radardaten und der Lidardaten können dann die jüngsten Radardaten und die jüngsten Lidardaten zu den Sensordaten fusioniert werden. Ferner können jedes Mal, wenn neue Radardaten oder Lidardaten empfangen werden, diese neuen Radar- bzw. Lidardaten mit den jüngsten Lidar- bzw. Radardaten fusioniert werden, um eine neue Fusionsliste zu erzeugen oder um die letzte Fusionsliste zu aktualisieren.
  • Eine ausschließlich auf den Radardaten basierende Detektion der Objekte 50 hat gegenüber einer ausschließlich auf Lidardaten basierenden Detektion der Objekte 50 die Vorteile, dass eindeutig identifizierte Objekte 50 über die Zeit konstant als solche erkannt werden, dass die Wahrscheinlichkeit, dass die erkannten Objekte 50 real sind, relativ hoch ist und dass eine Geschwindigkeit des Radarsensors und damit des Kraftfahrzeugs 20 anhand der Radardaten ermittelt werden kann. Die auf den Radardaten basierende Detektion hat jedoch auch einen Nachteil gegenüber der auf Lidardaten basierenden Detektion, und zwar dass eine Positionsermittlung und/oder eine Größenermittlung der erkannten Objekte 50 relativ schlecht ist.
  • Die auf den Lidardaten basierende Detektion der Objekte 50 hat gegenüber der auf den Radardaten basierenden Detektion der Objekte 50 den Vorteil, dass Konturpunktpositionen der Konturpunkte 40 entlang der Konturen der Objekte 50 sehr präzise ermittelt werden können. Die auf den Lidardaten basierende Detektion hat jedoch auch einen Nachteil gegenüber der auf Radardaten basierenden Detektion, und zwar dass eigentlich eindeutig identifizierte Objekte 50 über die Zeit hinweg immer wieder als neue Objekte 50 erkannt werden können, dass kein Rückschluss auf die Geschwindigkeit des Lidarsensors und damit des Kraftfahrzeugs 20 gezogen werden kann und dass Objektpositionen, Objektausmaße und Objektorientierungen von erkannten Objekten 50 relativ schlecht erkannt werden.
  • Optional kann den Fusionsobjekten 42 eine vorgegebene erste Wahrscheinlichkeit zugeordnet werden, mit der die Fusionsobjekte 42 real existieren, beispielsweise in der Fusionsliste. Optional kann den Nur-Radarobjekten eine vorgegebene zweite Wahrscheinlichkeit zugeordnet werden, mit der die Nur-Radarobjekte real existieren, beispielsweise in der Fusionsliste. Option kann den Nur-Lidarobjekten eine vorgegebene dritte Wahrscheinlichkeit zugeordnet werden, mit der die Nur-Lidarobjekte real existieren, wobei die erste Wahrscheinlichkeit größer als die zweite Wahrscheinlichkeit und größer als die dritte Wahrscheinlichkeit ist. Gegebenenfalls können dann das weiter unten erläuterte Ermitteln, ob sich eines oder mehrere der Sensorobjekte in dem interessierenden Bereich 60 befinden, und/oder das Ermitteln, ob eines oder mehrere der Sensorobjekte, die sich in dem interessierenden Bereich 60 befinden, eine Gefahr für das Kraftfahrzeug 20 darstellt, abhängig von den entsprechenden Wahrscheinlichkeiten erfolgen.
  • Beispielsweise ist, wenn eines der Objekte 50, das in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 liegt, sowohl mittels Radars als auch mittels Lidars erkannt wird, die Wahrscheinlichkeit, dass das entsprechende Objekt 50 real existiert und sich real in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 befindet, größer als wenn das Objekt 50 ausschließlich mittels Radars oder ausschließlich mittels Lidars erkannt wird. Diesem Umstand kann mittels Zuordnens der Wahrscheinlichkeiten und insbesondere mittels Zuordnens der größten Wahrscheinlichkeit zu den Fusionsobjekten 42 Rechnung getragen werden.
  • Optional kann zu jedem der Fusionsobjekte 42 geprüft werden, ob das entsprechende Fusionsobjekt 42 mindestens ein Fusion-Kreuzen-Kriterium erfüllt, das repräsentativ dafür ist, dass das entsprechende Fusionsobjekt 42 die Fahrbahn 32 vor dem Kraftfahrzeug 20 kreuzt. Zusätzlich zu dem entsprechenden Fusionsobjekt 42 kann dann ein entsprechendes Kreuzen-Fusionsobjekt 42 in den Sensordaten codiert werden, falls das entsprechende Fusionsobjekt 42 das Fusion-Kreuzen-Kriterium erfüllt.
  • Wie vorstehend erläutert, können die Fusionsobjekte 42 in der Fusionsliste gespeichert sein. Die Fusionsobjekte 42 können in der Fusionsliste zunächst als nicht die Fahrbahn 32 kreuzend gekennzeichnet sein. Wenn zu einem der Fusionsobjekte 42 das entsprechende Kreuzen-Fusionsobjekt 42 gefunden wird, so kann das Kreuzen-Fusionsobjekt 42 zusätzlich zu dem entsprechenden Fusionsobjekt 42 in der Fusionsliste gespeichert werden. Optional kann geprüft werden, ob das entsprechende Fusionsobjekt 42 zwei oder mehr der Fusion-Kreuzen-Kriterien erfüllt, die jeweils repräsentativ dafür sind, dass das entsprechende Fusionsobjekt 42 die Fahrbahn 32 vor dem Kraftfahrzeug 20 kreuzt. In diesem Fall kann das Kreuzen-Fusionsobjekt 42 zusätzlich zu dem entsprechenden Fusionsobjekt 42 in den Sensordaten codiert werden, falls das entsprechende Fusionsobjekt 42 ein, zwei oder mehr der Fusion-Kreuzen-Kriterien erfüllt.
  • Das bzw. die zu prüfenden Fusion-Kreuzen-Kriterien können beispielsweise aus einer Gruppe stammen, die Gruppe aufweisend: das entsprechende Lidarobjekt ist relevant; das entsprechende Lidarobjekt hat ein Alter, das größer als ein vorgegebener Altersschwellenwert ist, beispielsweise größer als 100 ms, beispielsweise größer als 500 ms, beispielsweise größer als 1000 ms; eine laterale Geschwindigkeit des entsprechenden Lidarobjekts ist größer als ein vorgegebener Lidar-Lateralgeschwindigkeitsschwellenwert, beispielsweise größer als 1 m/s, beispielsweise größer als 1,5 m/s, beispielsweise größer als 1,75 m/s; alle Konturpunkte 40, die zu dem entsprechenden Lidarobjekt gehören, überlappen mit keinem sich bewegenden Radarobjekt 38; eine Existenzwahrscheinlichkeit des entsprechenden Radarobjekts 38 ist größer als ein vorgegebener Radarobjekt-Existenzschwellenwert, beispielsweise größer als 80 %, beispielsweise größer als 85 %, beispielsweise größer als 90 %; eine laterale Geschwindigkeit des entsprechenden Radarobjekts 38 ist größer als ein vorgegebener Radar-Lateralgeschwindigkeitsschwellenwert, beispielsweise größer als 1 m/s, beispielsweise größer als 1,5 m/s, beispielsweise größer als 1,75 m/s; eine longitudinale Geschwindigkeit des entsprechenden Radarobjekts 38 ist kleiner als ein vorgegebener Radar-Longitudinalgeschwindigkeitsschwellenwert, beispielsweise kleiner als 10 m/s, beispielsweise kleiner als 5 m/s, beispielsweise kleiner als 2 m/s; das entsprechende Radarobjekt 38 ist nicht stationär.
  • Das Alter des Lidarobjekts bezieht sich darauf, in wie vielen Lidardaten, die aufeinanderfolgend unmittelbar vor den aktuellen Lidardaten erfasst wurden, das entsprechende Lidarobjekt bereits enthalten ist. In anderen Worten bezieht sich das Alter des Lidarobjekts darauf, in wie vielen Lidarobjektlisten, die aufeinanderfolgend unmittelbar vor der aktuellen Lidarobjektliste erstellt wurden, das entsprechende Lidarobjekt bereits enthalten ist. In je mehr der Lidardaten bzw. Lidarobjektlisten das entsprechende Lidarobjekt enthalten ist, desto älter ist das entsprechende Lidarobjekt.
  • Die Existenzwahrscheinlichkeit des Radarobjekts kann beispielsweise abhängig von einem Alter des Radarobjekts ermittelt werden. Das Alter des Radarobjekts kann beispielsweise korrespondierend zu dem Alter des Lidarobjekts ermittelt werden.
  • Optional kann zu jedem der Nur-Lidarobjekte geprüft werden, ob das entsprechende Nur-Lidarobjekt mindestens ein Lidar-Kreuzen-Kriterium erfüllt, das repräsentativ dafür ist, dass das entsprechende Nur-Lidarobjekt die Fahrbahn 32 vor dem Kraftfahrzeug 20 kreuzt. Gegebenenfalls kann zusätzlich zu dem Nur-Lidarobjekt ein entsprechendes Kreuzen-Nur-Lidarobjekt in den Sensordaten codiert werden, falls das entsprechende Nur-Lidarobjekt das Lidar-Kreuzen-Kriterium erfüllt.
  • Wie vorstehend erläutert, können die Nur-Lidarobjekte in der Fusionsliste gespeichert sein. Die Nur-Lidarobjekte können in der Fusionsliste als nicht die Fahrbahn 32 kreuzend gekennzeichnet sein. Wenn zu einem der Nur-Lidarobjekte das entsprechende Lidar-Kreuzen-Fusionsobjekt 42 gefunden wird, so kann das Lidar-Kreuzen-Fusionsobjekt 42 zusätzlich zu dem entsprechenden Nur-Lidarobjekt in der Fusionsliste gespeichert werden. Optional kann geprüft werden, ob das entsprechende Nur-Lidarobjekt zwei oder mehr Lidar-Kreuzen-Kriterien erfüllt, die jeweils repräsentativ dafür sind, dass das entsprechende Nur-Lidarobjekt die Fahrbahn 32 vor dem Kraftfahrzeug 20 kreuzt. In diesem Fall kann das Kreuzen-Nur-Lidarobjekt zusätzlich zu dem entsprechenden Nur-Lidarobjekt in den Sensordaten codiert werden, falls das entsprechende Nur-Lidarobjekt ein, zwei oder mehr der Lidar-Kreuzen-Kriterien erfüllt.
  • Das bzw. die zu prüfenden Lidar-Kreuzen-Kriterien können beispielsweise aus einer Gruppe stammen, die Gruppe aufweisend: ein Alter des Nur-Lidarobjekts ist größer als ein vorgegebener Lidaraltersschwellenwert, beispielsweise größer als 100 ms, beispielsweise größer als 500 ms, beispielsweise größer als 1000 ms; ein Abstand des Nur-Lidarobjekts zu dem Kraftfahrzeug 20 ist größer als ein vorgegebener Lidarabstandschwellenwert, von einem Zentrum Z (siehe 9) des Kraftfahrzeugs 20 aus gemessen beispielsweise größer als 1 m, beispielsweise größer als 5 m, beispielsweise ungefähr 6 m; eine Länge des Nur-Lidarobjekts ist kleiner als ein vorgegebener Längenschwellenwert (es ist unwahrscheinlich, dass zu einem sehr langen Lidarobjekt kein entsprechendes Radarobjekt 38 existiert), beispielsweise kleiner als 3 m, beispielsweise kleiner als 2 m, beispielsweise kleiner als 1,5 m; eine Breite des Nur-Lidarobjekts ist kleiner als ein vorgegebener Breitenschwellenwert (es ist unwahrscheinlich, dass zu einem sehr breiten Lidarobjekt kein entsprechendes Radarobjekt 38 existiert), beispielsweise kleiner als 3 m, beispielsweise kleiner als 2 m, beispielsweise kleiner als 1,5 m; eine laterale Geschwindigkeit des Nur-Lidarobjekts ist größer als ein vorgegebener Lidarlateralgeschwindigkeitsschwellenwert beispielsweise größer als 1 m/s, beispielsweise größer als 1,5 m/s, beispielsweise größer als 1,75 m/s; eine relative laterale Geschwindigkeit des Nur-Lidarobjekts ist kleiner als ein vorgegebener Lidarrelativlateralgeschwindigkeitsschwellenwert, beispielsweise kleiner als 5 m/s, beispielsweise kleiner als 2 m/s, beispielsweise ungefähr 1,75 m/s; eine Anzahl der Konturpunkte 40, die zu dem entsprechenden Nur-Lidarobjekt gehören, ist kleiner als ein vorgegebener Nur-Lidar-Anzahlschwellenwert (es ist unwahrscheinlich, dass zu einem sehr großen Lidarobjekt kein entsprechendes Radarobjekt 38 existiert), beispielsweise kleiner als 20, beispielsweise kleiner als 15, beispielsweise kleiner als ungefähr 11.
  • Das Alter eines der Nur-Lidarobjekte kann anhand historischer Lidardaten ermittelt werden, wobei geprüft wird, ob das entsprechende Lidarobjekt bereits in früher erfassten Lidardaten codiert ist, insbesondere in früheren Lidardaten, die aufeinanderfolgend und direkt vor den aktuellen Lidardaten erfasst wurden. Dabei kann das Alter als umso länger angenommen werden, in je mehr früheren Lidardaten das entsprechende Lidarobjekt codiert ist. In anderen Worten kann das Alter eines der Nur-Lidarobjekte als umso länger angenommen werden, in je mehr früheren Lidarobjektlisten das entsprechende Lidarobjekt enthalten ist.
  • Optional kann zu jedem Fusionsobjekt 42, Nur-Radarobjekt und/oder Nur-Lidarobjekt in der Fusionsliste geprüft werden, ob das entsprechende Objekt 50 ein oder mehrere Relevanzkriterien erfüllt. Das entsprechende Fusionsobjekt 42, Nur-Radarobjekt bzw. Nur-Lidarobjekt kann in der Fusionsliste als relevant gekennzeichnet werden, wenn das entsprechende Fusionsobjekt 42, Nur-Radarobjekt bzw. Nur-Lidarobjekt ein oder mehrere der Relevanzkriterien erfüllt. Das entsprechende Fusionsobjekt 42, Nur-Radarobjekt bzw. Nur-Lidarobjekt kann als nicht relevant gekennzeichnet werden, wenn das entsprechende Fusionsobjekt 42, Nur-Radarobjekt bzw. Nur-Lidarobjekt keines der Relevanzkriterien erfüllt.
  • Das bzw. die zu prüfenden Relevanzkriterien können beispielsweise aus einer Gruppe stammen, die Gruppe aufweisend eine erste Untergruppe, die sich auf die Nur-Radarobjekte 38 bezieht, und eine zweite Untergruppe, die sich auf Nur-Lidarobjekte und Fusionsobjekte 42 bezieht.
  • Die erste Untergruppe kann aufweisen: eine Existenzwahrscheinlichkeit des entsprechenden Radarobjekts 38 ist größer als ein vorgegebener Existenzwahrscheinlichkeitsschwellenwert; das entsprechende Radarobjekt 38 ist in der aktuellen Radarobjektliste enthalten; ein Betrag einer Querschnittsfläche (Radar Cross Section (RCS)) des entsprechenden Radarobjekts 38 ist größer als ein vorgegebener Querschnittsschwellenwert, beispielsweise größer als 1 dBm2, beispielsweise größer als 3 dBm2, beispielsweise größer als 5 dBm2; Informationen über eine Verlässlichkeit eines oder mehrerer dynamische Eigenschaften beschreibender Messwerte, beispielsweise der Geschwindigkeit; das entsprechende Radarobjekt 38 gehört keiner Klasse an, die große Objekte, wie beispielsweise LKWs oder Transporter, umfasst; das entsprechende Radarobjekt 38 ist stationär (es ist sehr unwahrscheinlich, dass zu es zu einem stationären Radarobjekt 38 kein entsprechendes Lidarobjekt gibt).
  • Die zweite Untergruppe kann aufweisen: eine Anzahl von Konturpunkten 40, die zu dem entsprechenden Nur-Lidarobjekt gehören, ist größer als ein vorgegebener Anzahlschwellenwert, beispielsweise größer als 2, beispielsweise größer als 3; eine Dichte von Konturpunkten 40, die zu dem entsprechenden Nur-Lidarobjekt gehören, ist größer als ein vorgegebener Dichteschwellenwert (falls der Abstand des entsprechenden Nur-Lidarobjekts zu dem Kraftfahrzeug 20 kleiner als ein vorgegebener Abstandsschwellenwert ist, beispielsweise kleiner als 2 m, beispielsweise kleiner als 1 m, beispielsweise ungefähr 0,35 m; es gibt mehr als einen Konturpunkt 40 zu dem entsprechenden Nur-Lidarobjekt.
  • Das Alter eines der Nur-Lidarobjekte kann anhand historischer Lidardaten ermittelt werden, wobei geprüft wird, ob das entsprechende Lidarobjekt bereits in früher erfassten Lidardaten codiert ist, insbesondere in früheren Lidardaten, die aufeinanderfolgend und direkt vor den aktuellen Lidardaten erfasst wurden. Dabei kann das Alter als umso länger angegeben werden, in je mehr früheren Lidardaten das entsprechende Lidarobjekt codiert ist. In anderen Worten kann das Alter eines der Nur-Lidarobjekte als umso größer angenommen werden, in je mehr früheren Lidarobjektlisten das entsprechende Lidarobjekt enthalten ist.
  • In einem Schritt S46 können die Positionsdaten empfangen werden, die für die aktuelle Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind. Die Positionsdaten können korrespondierend zu dem vorstehend erläuterten Schritt S22 empfangen werden.
  • In einem Schritt S48 können die Geschwindigkeitsdaten empfangen werden, die für eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind. Die Geschwindigkeitsdaten können korrespondierend zu dem vorstehend erläuterten Schritt S24 empfangen werden.
  • In einem Schritt S50 kann der interessierende Bereich 60, der sich auf der Fahrbahn 32 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 befindet, abhängig von den Positionsdaten und/oder den Geschwindigkeitsdaten ermittelt werden, beispielsweise positionsbasiert oder geschwindigkeitsbasiert, wie weiter unten näher erläutert. Der Schritt S50 kann korrespondierend zu dem im Vorhergehenden erläuterten Schritt S6 abgearbeitet werden. Insbesondere kann der Schritt S50 korrespondierend zu den im Vorhergehenden erläuterten Schritten S26, S28 und S30 abgearbeitet werden.
  • In einem Schritt S52 kann abhängig von den Sensordaten für jedes der Sensorobjekte in der Fusionsliste geprüft werden, ob sich das entsprechende Sensorobjekt in dem interessierenden Bereich 60 befindet oder nicht. Der Schritt S52 kann korrespondierend zu dem im Vorhergehenden erläuterten Schritt S8 oder S32 abgearbeitet werden.
  • In einem optionalen Schritt S54 kann ermittelt werden, ob eines oder mehrere der Sensorobjekte, die sich in dem interessierenden Bereich 60 befinden, eine Gefahr für das Kraftfahrzeug 20 darstellen. Der Schritt S54 kann korrespondierend zu dem im Vorhergehenden erläuterten Schritt S10 oder S34 abgearbeitet werden.
  • Falls im Vorhergehenden den Fusionsobjekten 42 die erste Wahrscheinlichkeit, den Nur-Radarobjekten die zweite Wahrscheinlichkeit und/oder den Nur-Lidarobjekten die dritte Wahrscheinlichkeit zugeordnet wird, so können optional nur die Fusionsobjekte, nur die Nur-Radarobjekte bzw. nur die Nur-Lidarobjekte in den Schritten S52 und/oder S54 berücksichtigt werden, deren zugeordnete Wahrscheinlichkeit größer als ein vorgegebener Wahrscheinlichkeitsschwellenwert ist.
  • Falls im Vorhergehenden zu den Fusionsobjekten 42, den Nur-Radarobjekten und/oder den Nur-Lidarobjekten geprüft wird, ob diese relevant sind, beispielsweise anhand der Relevanzkriterien, so können optional nur die Fusionsobjekte, nur die Nur-Radarobjekte bzw. nur die Nur-Lidarobjekte in den Schritten S52 und/oder S54 berücksichtigt werden, die als relevant beurteilt wurden.
  • In einem Schritt S56 kann das Steuersignal für die Bremseinrichtung 24 des Kraftfahrzeugs 20 erzeugt werden, beispielsweise korrespondierend zu den vorstehend erläuterten Schritten S12 oder S36.
  • Positionsbasiertes Ermitteln des ROI
  • 6 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Fahrsituation, auf das Kraftfahrzeug 20 und auf den interessierenden Bereich 60 vor dem Kraftfahrzeug 20. Das Kraftfahrzeug 20 hat eine Breite B. Das Kraftfahrzeug 20 bewegt sich auf der Fahrbahn 32, insbesondere auf der ersten Fahrspur 34, in 6 in Fahrtrichtung nach oben. Der interessierende Bereich 60 ist an seinen lateralen Außenseiten von einer ersten Au-ßenbegrenzung 56 und einer zweiten Außenbegrenzung 58 begrenzt. Die erste Au-ßenbegrenzung 56 ist durch miteinander verbundene erste Außenpunkte 52 definiert und die zweite Außenbegrenzung 58 ist durch miteinander verbundene zweite Au-ßenpunkte 54 definiert.
  • Die Länge IROI (in longitudinaler Richtung, senkrecht zu der lateralen Richtung) des interessierenden Bereichs 60 (siehe 10) kann fest vorgegeben sein oder abhängig von der Geschwindigkeit des Kraftahrzeugs 20 ermittelt werden, beispielsweise mittels des weiter unten erläuterten Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs 20, das auf der Fahrbahn 32 fährt, mit dem Objekt 50.
  • 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum positionsbasierten Ermitteln des interessierenden Bereichs 60.
  • In einem Schritt S60 können die Positionsdaten empfangen werden, die für die aktuelle Fahrzeugposition und optional für eine Orientierung des Kraftfahrzeugs 20, in anderen Worten eine Fahrzeugorientierung des Kraftfahrzeugs 20, repräsentativ sind. Der Schritt S60 kann korrespondierend zu dem Schritt S22 oder S46 abgearbeitet werden. Die Positionsdaten können für eine Frontposition einer Front 62 (siehe 9) des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sein. Der interessierende Bereich 60 kann nachfolgend so ermittelt werden, dass er sich ausgehend von der Front 62 in der aktuellen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 20 erstreckt.
  • Die Position des Kraftfahrzeugs 20 kann in einem zweidimensionalen Koordinatensystem in Form einer X- und einer Y-Koordinate angegeben sein und die Fahrzeugorientierung kann als Winkel, beispielsweise als Gierwinkel und/oder Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 20, angegeben sein. Das Koordinatensystem kann sich beispielsweise auf das Kraftfahrzeug 20 beziehen, das Zentrum Z oder eine Mitte der Front 62 des Kraftfahrzeugs 20 als Ursprung haben, und/oder als Kraftfahrzeugkoordinatensystem bezeichnet werden. Alternativ dazu kann als Koordinatensystem ein proprietäres Koordinatensystem oder ein Reale-Welt-Koordinatensystem verwendet werden. Somit können die Positionsdaten beispielsweise vorliegen als: x → V ( t ) = ( x V ( t ) , y V ( t ) , ψ V ( t ) ) T
    Figure DE102022212896A1_0001
    wobei xv(t) die X-Position des Kraftfahrzeugs 20 zum Zeitpunkt t, yv(t) die Y-Position des Kraftfahrzeugs 20 zum Zeitpunkt t und ψv(t) der Gierwinkel bzw. die Fahrrichtung des Kraftfahrzeugs 20 zum Zeitpunkt t sind.
  • In einem optionalen Schritt S62 können die Geschwindigkeitsdaten empfangen werden, beispielsweise korrespondierend zu dem vorstehend erläuterten Schritt S24 oder S48. Falls die Geschwindigkeitsdaten empfangen werden, kann die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 20 abhängig von den Geschwindigkeitsdaten ermittelt werden und nachfolgend kann die Länge IROI (siehe 9) des interessierenden Bereichs 60 abhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 20 ermittelt werden. Die Länge lROI kann beispielsweise abhängig von der Geschwindigkeit und einer Kollisionszeitdauer ermittelt werden. Die Kollisionszeitdauer kann beispielsweise mittels eines Verfahrens zum Ermitteln der Kollisionszeitdauer ermittelt werden, wie weiter unten näher erläutert. Alternativ oder zusätzlich kann die Länge IROI abhängig von der Geschwindigkeit anhand einer Längennachschlagetabelle ermittelt werden, in der verschiedenen Geschwindigkeiten geeignete Längen IROI des interessierenden Bereichs 60 zugeordnet sind. Die Länge IROI kann sich beispielweise ausgehend von der Front 62 des Kraftfahrzeugs 20 bis zu einem longitudinalen Ende des interessierenden Bereichs 60 erstrecken.
  • In einem Schritt S64 können Referenzpunktpositionen von Referenzpunkten 94, 96 (siehe 14) entlang der Fahrspur, beispielsweise der ersten Fahrspur 34, ermittelt werden. Die Referenzpunkte 94, 96 können für einen Verlauf der Fahrspur 34, 36 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 repräsentativ. Beispielsweise können die Referenzpunkte 94, 95 entlang einer Mitte der entsprechenden Fahrspur 34, 36 positioniert sein. Die Referenzpunktpositionen können abhängig von den Positionsdaten anhand einer Fahrspurnachschlagetabelle ermittelt werden, in der die Referenzpunktpositionen den Referenzpunkten 94, 96 zugeordnet sind.
  • Die Referenzpunktpositionen können jeweils in einem zweidimensionalen Koordinatensystem in Form einer X- und einer Y-Koordinate angegeben sein und eine Orientierung der entsprechenden Fahrspur 34, 36, in anderen Worten eine Fahrspurorientierung, kann als Winkel angegeben sein. Das Koordinatensystem kann beispielsweise ein proprietäres Koordinatensystem oder ein Reale-Welt-Koordinatensystem sein, wobei die Position des Kraftfahrzeugs 20 und die Referenzpunktpositionen entweder im gleichen Koordinatensystem angegeben sind oder in das gleiche Koordinatensystem übertragen werden. Somit können die Referenzpunktpositionen beispielsweise vorliegen als: x → L = ( x L y L ψ L l L )
    Figure DE102022212896A1_0002
    wobei xL die X-Koordinate des entsprechenden Referenzpunkts der Fahrspur L, yL die Y-Koordinate des entsprechenden Referenzpunkts der Fahrspur L, ψL die Fahrspurorientierung der Fahrspur L an dem entsprechenden Referenzpunkt und lL die Länge der Fahrspur L bis zu dem entsprechenden Referenzpunkt sind. Die Fahrspur L kann beispielsweise die erste oder die zweite Fahrspur 34, 36 sein, wobei in diesem Zusammenhang der Index L der Fahrspur 34, 36 beispielsweise gleich 1 für die erste Fahrspur 34 oder 2 für die zweite Fahrspur 36 sein kann.
  • Das Kraftfahrzeug 20 kann beispielsweise für jede Fahrspur 34, 36, auf der sich das Kraftfahrzeug 20 bewegt, eine separate Fahrspurnachschlagetabelle aufweisen, so dass das Kraftfahrzeug 20 auf jeder Fahrspur 34, 36 den interessierenden Bereich 60 positionsbasiert ermitteln kann. Die entsprechenden Fahrspurnachschlagetabellen können in dem Kraftfahrzeug 20 gespeichert sein, beispielsweise in der Speichereinheit 26 des Steuergeräts 25, oder dem Kraftfahrzeug 20 über eine Kommunikationsverbindung, beispielsweise via Internet, zur Verfügung gestellt werden. Die Fahrspurnachschlagetabellen können im Vorfeld abhängig von den realen Fahrspuren 34, 36 erstellt werden, beispielsweise indem die entsprechenden Fahrspuren 34, 36 vermessen und die relevanten Messergebnisse extrahiert werden und in den entsprechenden Fahrspurnachschlagetabellen gespeichert werden. Die Fahrspurnachschlagetabellen können auch Informationen über eine oder mehrere Kurven, beispielsweise entsprechende Krümmungsdaten aufweisen.
  • Die Referenzpunktpositionen der Referenzpunkte 94, 96 können beispielsweise durch GPS-Koordinaten in der Fahrspurnachschlagetabelle angegeben sein. Die Referenzpunktpositionen und optional die Referenzpunkte 94, 96 können in der Fahrspurnachschlagetabelle mit Indizes versehen und entsprechend geordnet sein. Beispielsweise kann die Fahrspurnachschlagetabelle für jeden Referenzpunkt einen Index und eine dem Index zugeordnete Referenzpunktposition des Referenzpunkts, beispielsweise innerhalb einer Zeile der Fahrspurnachschlagetabelle, aufweisen. Eine Reihenfolge der Indizes kann dabei einer Reihenfolge der Referenzpunkte 94, 96 auf der Fahrspur 34, 36 in der realen Welt entsprechen, wobei die Länge lL der Fahrspur bis zu dem entsprechenden Referenzpunkt von Referenzpunkt zu Referenzpunkt größer wird. Die Länge lI der Fahrspur bis zu dem entsprechenden Referenzpunkt kann dann unter Berücksichtigung des Abstands zwischen den Referenzpunkten auch als Anzahl von Referenzpunkten angegeben werden. Ebenso kann dann die Länge IROI des interessierenden Bereichs als Anzahl von Referenzpunkten angegeben werden.
  • Die Fahrspur 34, 36 zu der der interessierende Bereich 60 ermittelt werden soll, kann ein Teil der Fahrbahn 32 sein kann, die die zwei oder mehr Fahrspuren 34, 36 aufweist. Der interessierende Bereich 60 kann dann so ermittelt werden, dass er sich auf der Fahrspur 34, 36 befindet, auf der das Kraftfahrzeug 20 aktuell fährt, beispielsweise auf der ersten Fahrspur 34. Alternativ dazu kann der interessierende Bereich 60 so ermittelt werden, dass er sich auf der Fahrspur 34, 36 befindet, die neben der Fahrspur 34, 36 ist, auf der das Kraftfahrzeug 20 aktuell fährt, beispielsweise auf der zweiten Fahrspur 36.
  • In einem Schritt S66 kann der interessierende Bereich 60 abhängig von den Referenzpunkten 94, 96 und abhängig von der Breite B des Kraftfahrzeugs 20 ermittelt werden. Beispielsweise kann abhängig von den vorgegebenen Referenzpunkten 94, 96 eine Fahrlinie 90, 92 (siehe 14) auf der Fahrspur 34, 36 ermittelt werden, wobei die Fahrlinie 90, 92 mittels Verbindens der Referenzpunkte 94, 96 ermittelt werden kann. Die Referenzpunktpositionen der Referenzpunkte 94, 96 können in der Fahrspurnachschlagetabelle beispielsweise so vorgegeben sein, dass die Fahrlinie 90, 92 in der Mitte der entsprechenden Fahrspur 34, 36 verläuft. Die Fahrlinie 90, 92 kann beispielsweise parallel zu der Mittellinie 35 der Fahrbahn 32 und/oder parallel zu einem der oder den beiden Seitenrändern 37, 39 der Fahrbahn 32 verlaufen. Beispielsweise können die Referenzpunkte 94, 96 so gewählt sein, dass sie entlang der Fahrlinie 90, 92 einen Abstand von beispielsweise 1 cm bis 20 cm, beispielsweise von 5 cm bis 15 cm, beispielsweise 10 cm haben. Die Breite B des Kraftfahrzeugs 20 ist im Normalfall abhängig von einer tatsächlichen Breite B des Kraftfahrzeugs 20 fest vorgegeben. Die Breite B kann beispielsweise in der Speichereinheit 26 gespeichert sein.
  • Im Detail kann der interessierende Bereich 60 abhängig von den Referenzpunkten 94, 96 und abhängig von der Breite B des Kraftfahrzeugs 20 ermittelt werden, indem die erste Außenbegrenzung 56 des interessierenden Bereichs 60 auf der einen Seite der Fahrlinie 90, 92 festgelegt wird und die zweite Außenbegrenzung 58 des interessierenden Bereichs 60 auf der anderen Seite der Fahrlinie 90, 92 festgelegt wird, wobei die Außenbegrenzungen 56, 58 jeweils einen vorgegebenen Abstand zu der Fahrlinie 90, 92 haben, und wobei die Außenbegrenzungen (56, 58) jeweils parallel zu der Fahrlinie (90, 92) verlaufen.
  • Insbesondere können die Außenbegrenzungen 56, 58 ermittelt werden, indem zu jedem der Referenzpunkte 94, 96 ein erster Außenpunkt 52 für die erste Außenbegrenzung 56 und ein zweiter Außenpunkt 54 für die zweite Außenbegrenzung 58 ermittelt werden. Die Außenpunkte 52, 54 können so ermittelt werden, dass sie jeweils den vorgegebenen Abstand zu dem entsprechenden Referenzpunkt 94, 96 haben und dass sie jeweils auf einer Geraden liegen, die durch den entsprechenden Referenzpunkt 94, 96 verläuft und die senkrecht auf einer Tangente zu der Fahrlinie 90, 92 an dem entsprechenden Referenzpunkt 94, 96 steht. Anschließend können die ersten Außenpunkte 52 miteinander verbunden werden, um die erste Außenbegrenzung 56 zu bilden, und die zweiten Außenpunkte 54 können miteinander verbunden werden, um die zweite Außenbegrenzung 58 zu bilden.
  • Der vorgegebene Abstand kann jeweils mindestens der halben Breite B des Kraftfahrzeugs 20 entsprechen. Der vorgegebene Abstand kann beispielsweise so vorgegeben werden, dass er der Breite B des Kraftfahrzeugs 20 plus eines zusätzlichen Toleranzbereichs entspricht, wobei der Toleranzbereich in einem Bereich liegen kann beispielsweise von 1 cm bis 50 cm, beispielsweise 5 cm bis 25 cm, beispielsweise ungefähr 10 cm, also ungefähr 5 cm auf jeder Seite des Kraftfahrzeugs 20. In anderen Worten kann die Breite des interessierenden Bereichs 60 so vorgegeben werden, dass sie etwas größer ist als die Breite B des Kraftfahrzeugs 20 ist. Der zusätzliche Toleranzbereich kann zu einer Sicherheit des Kraftfahrzeugs 20 beitragen.
  • Falls der interessierende Bereich 60, wie mit Bezug zu den 6 und 7 erläutert, positionsbasiert ermittelt wird, so kann es besonders günstig sein, anhand des nachfolgend mit Bezug zu 8 erläuterten Verfahrens zu prüfen, ob sich eines oder mehrere der Objekte 50 in dem interessierenden Bereich 60 befinden. Dies gilt beispielsweise, da für diese Prüfung die Außenpunkte 52, 54 herangezogen werden können, die bei der positionsbasierten Ermittlung sowieso zur Verfügung stehen.
  • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Ermitteln, ob sich das Objekt 50 in dem interessierenden Bereich 60 in Fahrrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 befindet, das besonders vorteilhaft ist, wenn der interessierende Bereich 60 positionsbasiert ermittelt wird.
  • In einem Schritt S67 können die Sensordaten empfangen werden, beispielsweise korrespondierend zu einem der vorstehend erläuterten Schritte S2 oder S20.
  • In einem Schritt S68 kann der interessierende Bereich 60 positionsbasiert ermittelt werden, wie vorstehend erläutert.
  • In einem Schritt S69 können zwei oder mehr Dreiecke ermittelt werden, die gemeinsam den interessierenden Bereich 60 abdecken. Die Dreiecke können beispielsweise anhand der Außenpunkte 52, 54 ermittelt werden. In anderen Worten kann der interessierende Bereich 60 in Dreiecke unterteilt werden, die gemeinsam den interessierenden Bereich 60 bilden, und die Überprüfung, ob sich das Objekt 50 in dem interessierenden Bereich 60 befindet oder nicht, kann für jedes dieser Dreiecke separat durchgeführt werden. Die Dreiecke können erste Dreiecke und zweite Dreiecke aufweisen, wobei eines der Dreiecke des interessierenden Bereichs 60, insbesondere eines der zweiten Dreiecke, in 6 gezeigt ist.
  • Die ersten Dreiecke können jeweils mittels zwei ersten Außenpunkten 52 auf der ersten Außenbegrenzung 56 und einem zweiten Außenpunkt 54 auf der zweiten Außenbegrenzung 58 ermittelt werden. Dabei können die ersten Außenpunkte 52 mittels der Laufvariablen i, die eine natürliche Zahl ist, indiziert werden und die zweiten Au-ßenpunkte 54 können mittels der Laufvariablen j, die eine natürliche Zahl ist, indiziert werden. Somit können die ersten Dreiecke beispielsweise mittels des j-ten zweiten Außenpunkts 54 und mittels der i-ten und (i+1)-ten ersten Außenpunkte 56 ermittelt werden. Im Unterschied dazu können die zweiten Dreiecke jeweils mittels zwei der zweiten Außenpunkte 54 auf der zweiten Außenbegrenzung 58 und einem der ersten Außenpunkte 52 auf der ersten Außenbegrenzung 56 ermittelt werden. Somit können die zweiten Dreiecke beispielsweise mittels des i-ten ersten Außenpunkts 52 und mittels des j-ten und des (j+1)-ten zweiten Außenpunkts 54 ermittelt werden, wie in 6 an einem der Dreiecke gezeigt.
  • Wie viele Dreiecke anhand der Außenpunkte 52, 54 ermittelt werden, um den interessierenden Bereich 60 abzudecken, kann anhand der Länge lROI des interessierenden Bereichs ermittelt werden. Dabei können die ersten und zweiten Außenpunkte 52, 54 zum Ermitteln der Dreiecke so gewählt werden, dass die Dreiecke einander nicht überlappen und den interessierenden Bereich 60 vollständig überdecken.
  • In einem Schritt S70 kann sequentiell, also für jedes der ermittelten Dreiecke nacheinander, geprüft werden, ob sich eines oder mehrere der Objekte 50 in einem oder mehreren der Dreiecke befinden, bis alle Dreiecke überprüft sind.
  • Im Anschluss kann optional noch geprüft werden, ob eines oder mehrere der Objekte in dem interessierenden Bereich 60 eine Gefahr für das Kraftfahrzeug darstellen, beispielsweise für den gesamten interessierenden Bereich 60 oder erneut für jedes der Dreiecke separat.
  • Geschwindigkeitsbasiertes Ermitteln des ROI
  • 9 zeigt ein Fahrzeugmodell des Kraftfahrzeugs 20 zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln des interessierenden Bereichs 60. Das Kraftfahrzeug 20 weist eine Front 62 und ein Heck 64 auf. Ein auf das Kraftfahrzeug 20 bezogenes Koordinatensystem, in anderen Worten ein Kraftfahrzeugkoordinatensystem, weist eine Längsachse auf, die einer longitudinalen Achse V des Kraftfahrzeugs entspricht. Das Kraftfahrzeugkoordinatensystem ist so gewählt, dass das Zentrum Z des Kraftfahrzeugs 20, auch bezeichnet als Fahrzeugbezugspunkt, im Ursprung des Kraftfahrzeugkoordinatensystems liegt.
  • Das Kraftfahrzeug 20 kann eine Vierradlenkung aufweisen. In diesem Fall können die Vorder- und Hinterachse des Kraftfahrzeugs 20, insbesondere die entsprechenden Räder 23, unabhängig voneinander lenken. In diesem Fall ist eine alleinige Berücksichtigung einer Longitudinalgeschwindigkeit vlong und einer Winkelgeschwindigkeit oder Gierrate ωego des Kraftfahrzeugs 20 zur Bestimmung des interessierenden Bereichs 60 nicht sinnvoll, da dies die Seitwärtsbewegung des Kraftfahrzeugs 20 bei den besonderen Fahrmanövern nicht berücksichtigt.
  • Ein eleganter Ansatz, auch die Seitwärtsbewegung zu berücksichtigen, ergibt sich aus der Art und Weise, wie Forces die Fahrzeugbewegung parametrisiert, beispielsweise in „A generic vehicle controller“, von A. J. de Graaf, Technical Report (unnumbered), Frog Navigation Systems B.V., September 2003. Unfinished; und/oder in „Steering pole“, A. J. de Graaf, Technical Report (unnumbered), 2getthere B.V., July 2012. Insbesondere definiert Forces das Konzept eines „virtuellen Lenkrads“, das im Rahmen der Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 als ein kinematisches Fahrradmodell eines virtuellen Fahrrads mit Vorderradlenkung interpretiert werden kann. Dabei fällt der Hinterradmittelpunkt des virtuellen Fahrrads mit dem Fahrzeugbezugspunkt P zusammen, der im Falle des Kraftfahrzeugs 20 als geometrischer Fahrzeugmittelpunkt gewählt werden kann. Dieses Konzept ist in 9 dargestellt, die eine Draufsicht auf das Kraftfahrzeug 20 und das virtuelle Fahrrad zeigt. Aus 9 geht hervor, dass eine Position und Stellung des virtuellen Fahrrads im Fahrzeugkoordinatensystem mit der longitudinalen Achse V und mit dem Zentrum Z des Kraftfahrzeugs 20 durch die folgenden Variablen bestimmt wird:
    • - ein Seitenwinkel δc, der den Winkel zwischen dem virtuellen Fahrrad und der longitudinalen Achse V beschreibt;
    • - ein Lenkwinkel δs, der den Lenkwinkel des virtuellen Fahrrads mit Vorderradlenkung beschreibt;
    • - eine Länge lF, die einen Abstand zwischen den Vorder- und Hinterrädern des virtuellen Fahrrads darstellt, wobei die Länge lF gleich dem Abstand zwischen dem Zentrum Z und der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 20 gewählt wird.
  • Bei einer vorgegebenen Länge lF des Rahmens des virtuellen Fahrrads sind die Winkel δc und δs so beschaffen, dass ein momentanes Rotationszentrum (Instantaneous Center of Rotation (ICR)) des virtuellen Fahrrads dem des Kraftfahrzeugs 20 entspricht, wodurch eine einfache Darstellung der Bewegung des Kraftfahrzeugs 20 erreicht werden kann, die eine Grundlage für die Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 bietet.
  • Es ist zu beachten, dass dieses Konzept zwar die Seitwärtsbewegung des Kraftfahrzeugs 20 mit Hilfe des Seitenwinkel δc beschreiben kann, nicht aber einen sich ändernden Seitenwinkel δc. Daher wird eine Ableitung des Seitenwinkels δc als gleich null angenommen. Diese Annahme impliziert, dass die Winkelgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 20, auch bezeichnet als die Gierrate ωego, mit der Gierrate ω des virtuellen Fahrrads identisch ist.
  • Dem Steuergerät 25 stehen die Longitudinalgeschwindigkeit vlong und die Lateralgeschwindigkeit vlat des Zentrums Z sowie die Gierrate ωego zur Verfügung. Der Seitenwinkel δc ergibt sich dann aus δ c = atan 2 ( υ lat , υ long )
    Figure DE102022212896A1_0003
  • Bei einer niedrigen Geschwindigkeit vego des Kraftfahrzeugs 20 kann die Berechnung des Seitenwinkels δc aufgrund von Messrauschen in der Praxis oder numerischen Ungenauigkeiten in einer entsprechenden Simulation ungenau sein. Dieses Problem kann gemildert werden, indem der Seitenwinkel δc bei abnehmender Geschwindigkeit auf Null gesetzt wird. Beispielsweise kann eine obere Grenze δlim(v) und eine untere Grenze -δlim(V) des Seitenwinkels δc in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 20 vorgegeben werden, wobei sich die Geschwindigkeit v des virtuellen Fahrrads ergibt aus υ = υ long 2 + υ lat 2
    Figure DE102022212896A1_0004
    und wobei die Grenze dann allgemein angegeben werden kann mit δ lim ( υ ) = { δ max , υ ≥ υ lim δ max υ lim υ , υ < υ lim ,
    Figure DE102022212896A1_0005
    und wobei vlim << 1 m/s eine empirisch oder mittels Simulation abstimmbare Geschwindigkeitsgrenze und δmax der maximale Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs 20 ist.
  • Somit kann der Seitenwinkel δc wie folgt ermittelt werden: δ ˜ c = atan 2   ( υ lat , υ long )
    Figure DE102022212896A1_0006
     δ c = { − δ lim ( υ ) , δ ˜ c < − δ lim ( υ ) δ ˜ c , − δ lim ( υ ) ≤ δ ˜ c ≤ δ lim ( υ ) δ lim ( υ ) , δ ˜ c > δ lim ( υ ) .
    Figure DE102022212896A1_0007
  • Um den Lenkwinkel δs zu erhalten, kann die Geschwindigkeit vs einer Mitte S des Vorderrads des virtuellen Fahrrads bestimmt werden. Interpretiert man vs als den Geschwindigkeitsvektor dieser Mitte S im realen Zahlenraum, so ergibt sich υ s = υ + ω × τ vs
    Figure DE102022212896A1_0008
    wobei v der Geschwindigkeitsvektor des Zentrums Z ist, ω der Winkelgeschwindigkeitsvektor und rvs ein Vektor der Länge lF des Rahmens in Längsrichtung des virtuellen Fahrrads ist.
  • Nimmt man ein Koordinatensystem an, das aus der Longitudinal- und der Lateralachse des Fahrzeugkoordinatensystems und einer Z-Achse senkrecht zur Fahrzeugebene besteht, kann vs durch seine drei Komponenten ausgedrückt werden, d. h. υ s ⊤ = [ υ s , long υ s , lat υ s , z ]
    Figure DE102022212896A1_0009
  • In diesem Koordinatensystem folgt auch, dass υ ⊤ = [ υ long υ lat 0 ]
    Figure DE102022212896A1_0010
     ω ⊤ = [ 0 0 ω ]
    Figure DE102022212896A1_0011
     r vs ⊤ = [ l cos δ c l sin δ c 0 ]
    Figure DE102022212896A1_0012
  • Im Ergebnis ergibt sich [ υ s , long υ s , lat υ s , z ] = [ υ long υ lat 0 ] + ω l [ − sin δ c cos δ c 0 ]
    Figure DE102022212896A1_0013
    und die Geschwindigkeit vs des Vorderrads des virtuellen Fahrrads ergibt sich zu υ s = ‖ υ s ‖ = υ s , long 2 + υ s , lat 2 .
    Figure DE102022212896A1_0014
  • Da das virtuelle Fahrrad per Definition eine rein kinematische Bewegung durchführ, entspricht eine Ausrichtung des Vorderrads des virtuellen Fahrrads der Richtung von vs. Daher kann der Lenkwinkel δs als der Winkel zwischen v und vs betrachtet werden, der sich wie folgt bestimmen lässt δ s = atan 2 ( υ s , lat , υ s , long ) − δ c
    Figure DE102022212896A1_0015
  • Somit ergibt sich δ ˜ s = atan 2 ( υ s , lat , υ s , long ) − δ c
    Figure DE102022212896A1_0016
     δ s = { − δ lim ( υ ) , δ ˜ s < − δ lim ( υ ) δ ˜ s , − δ lim ( υ ) ≤ δ ˜ s ≤ δ lim ( υ ) δ lim ( υ ) , δ ˜ s > δ lim ( υ ) ,
    Figure DE102022212896A1_0017
  • Außerdem kann der Seitenwinkel δc entweder mit oder ohne die im Vorhergehenden erwähnten Grenzen bestimmt werden.
  • Es kann aber auch Steuergeräte 25 geben, denen der Seitenwinkel δc, der Lenkwinkel δs und/oder die Geschwindigkeit vs des Vorderrads des virtuellen Fahrrads bekannt sind, beispielsweise aufgrund einer Sicherheitsfunktion des Steuergeräts, so dass diese Werte direkt vorliegen und nicht wie vorstehend erläutert ermittelt werden müssen.
  • Somit kann der interessierende Bereich 60 vollständig bestimmt werden durch die Geschwindigkeit v = ∥v∥, die Gierrate ω = ∥ω∥ und die Ausrichtung des virtuellen Fahrrads in Bezug auf das Kraftfahrzeug 20, die dem Seitenwinkel δc entspricht. Somit kann die Geschwindigkeit v anhand der Komponente vs in Longitudinalrichtung des virtuellen Fahrrads wie folgt angegeben werden υ = υ s cos δ s
    Figure DE102022212896A1_0018
  • Auf ähnliche Weise kann die Gierrate ω auf der Grundlage der Komponente vs bestimmt werden, die durch eine Drehung des virtuellen Fahrrads verursacht wird, und angeben werden als ω = υ s sin δ s l
    Figure DE102022212896A1_0019
  • Für diese und die folgenden Berechnungen wird davon ausgegangen, dass das Kraftfahrzeug 20 in Vorwärtsrichtung, und zwar in der ersten Fahrtrichtung, fährt. Das Fahren in Rückwärtsrichtung erfordert eine kleine Anpassung der Berechnungen, wie weiter unten erläutert.
  • Der interessierende Bereich 60 wird durch die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs 20 bestimmt, dargestellt durch das virtuelle Fahrrad. Zu diesem Zweck deckt der interessierende Bereich 60 einen Bereich ab, der entlang eines Bogens „gekrümmt“ ist, mit einer Breite, die mit zunehmender Entfernung vom Kraftfahrzeug 20 zunimmt, und der bestimmten, endlichen Länge lROI. Ein Mittelpunkt des interessierenden Bereichs 60 fällt mit dem momentanen Rotationszentrum ICR des Kraftfahrzeugs 20 zusammen.
  • 10 zeigt eine Prinzipskizze zum Erläutern des geschwindigkeitsbasierten Ermittelns des interessierenden Bereichs 60, insbesondere ein Beispiel für den interessierende Bereich 60, zusammen mit einer Reihe von relevanten Variablen. In 10 sind auch zwei relevante Koordinatensysteme dargestellt: Erstens ein Koordinatensystem P des virtuellen Fahrrads, dessen Ursprung in der Mitte der Hinterachse des virtuellen Fahrrads liegt und mit der Längsachse des Fahrrads ausgerichtet ist, und zweitens ein gedrehtes Koordinatensystem S des virtuellen Fahrrads, das tangential zu einer Mittellinie des interessierenden Bereichs 60 ausgerichtet ist und dessen Ursprung in einer Mitte eines Lenkers des virtuellen Fahrrads liegt.
  • Der interessierende Bereich 60 gilt nur für sich vor dem Kraftfahrzeug 20 befindende Objekte 50, d. h. Pxt ≥ lF, wobei Pxt die x-Koordinate des Objekte 50 im Koordinatensystem P ist und die Länge lF der Abstand zwischen der Mitte des Hinterrads und der Mitte des Vorderrads des virtuellen Fahrrads sind, wobei die Länge lF somit der Länge des Rahmens des virtuellen Fahrrads entspricht. Um festzustellen, ob sich eines der Objekte 50 in dem interessierenden Bereich 60 befindet, können ein Zielabstand dt von dem Kraftfahrzeug 20 zu dem Objekt 50 entlang der Mittellinie des interessierenden Bereichs 60 in Bezug auf den Ursprung des Koordinatensystems S und ein Zielradius Rt von dem Rotationszentrum ICR zu dem Objekt 50 ermittelt werden.
  • Der Zielabstand dt kann beispielsweise angegeben werden als d t = α t R f
    Figure DE102022212896A1_0020
    wobei Rf ein Radius eines Kreises mit dem Ursprung im Rotationszentrum ICR durch die Mitte des Vorderrads des virtuellen Fahrrades ist und αt > 0 der Winkel zwischen einer vom Rotationszentrum ICR durch die Vorderradmitte und einer Linie vom Rotationszentrum ICR, die auf das Objekt 50 zeigt, ist. Daraus ergibt sich R f = R ICR 2 + l 2
    Figure DE102022212896A1_0021
    wobei RICR ein Radius einer Bewegung des Hinterrads des virtuellen Fahrrads um das Rotationszentrum ICR ist, und α t = atan 2 ( x S t , R f − sgn ( ω ) y S t )
    Figure DE102022212896A1_0022
    ist, wobei (Sxt, Syt) die Zielposition im gedrehten Koordinatensystem S und ω die Gierrate des Fahrrads sind, die der Gierrate ωego des Kraftfahrzeugs 20 entspricht. Die Drehrichtung des virtuellen Fahrrads wird durch die Vorzeichenfunktion der Gierrate ω berücksichtigt, die im Gegenuhrzeigersinn positiv ist.
  • Die Koordinaten der Zielposition im Koordinatensystem S sind gleich [ x S t y S t ] = R ( − φ f ) [ x P t − l y P t ] , ω ≥ 0 ( anti-clockwise )
    Figure DE102022212896A1_0023
     [ x S t y S t ] = R ( φ f ) [ x P t − l y P t ] , ω < 0 ( clockwise ) ,
    Figure DE102022212896A1_0024
    wobei (Pxt, Pyt) die Position des Objekts 50 im Koordinatensystem P ist, und φ f = arctan ( l R ICR )
    Figure DE102022212896A1_0025
    der Winkel zwischen der Linie von dem Rotationszentrum ICR durch die Mitte des Hinterrads des virtuellen Fahrrads und der Linie von dem Rotationszentrum ICR durch die Mitte des Vorderrads des virtuellen Fahrrads ist, und R(Θ) eine Rotationsmatrix ist gemäß R ( θ ) = [ cos θ − sin θ sin θ cos θ ]
    Figure DE102022212896A1_0026
  • Somit ergibt sich [ x S t y S t ] = R ⊤ ( φ ˜ f ) [ x P t − l y P t ]
    Figure DE102022212896A1_0027
    mit φ ˜ f = sgn ( ω ) φ f
    Figure DE102022212896A1_0028
    so dass man eine geeignete Formulierung für die Koordinaten des Objekts 50 erhält.
  • Eine verbleibende unbekannte Variable, die für die Berechnung von dt erforderlich ist, ist der Radius RICR mit dem Rotationszentrum ICR, der wie folgt bestimmt werden kann R ICR = υ | ω |
    Figure DE102022212896A1_0029
    wobei v die Longitudinalgeschwindigkeit des virtuellen Fahrrads ist. Da das virtuelle Fahrrad per Definition vorwärtsfährt, gilt, dass v ≥ 0 ist.
  • Außerdem wird neben dt auch der Zielradius Rt in Bezug auf das Rotationszentrum ICR benötigt, um zu bestimmen, ob sich eines der Objekte 50 in dem interessierenden Bereich 60 befindet. Dieser Zielradius Rt ist gleich R t = ( x S t ) 2 + ( R f − sgn ( ω ) y S t ) 2 .
    Figure DE102022212896A1_0030
  • Zu diesem Zeitpunkt sind der Zielabstand dt entlang der Mittellinie des interessierenden Bereichs 60 und der Zielradius Rt bekannt. Allerdings kann es bei den vorstehenden Berechnungen Probleme geben, wenn das Kraftfahrzeug 20 geradeaus fährt (v > 0, ω = 0) und stillsteht (v = ω = 0). Diese beiden Fälle werden im Folgenden separat betrachtet.
  • Beim geradeaus Fahren geht RICR gegen Unendlich. Da nicht alle Steuergeräte 25 damit umgehen können, kann ein Maximalwert RICR,max für den Zielradius Rt eingeführt werden, der beispielsweise auf 106 m festgelegt werden kann, was fast einer Geradeausfahrt entspricht. Da eine einfache Begrenzung von RICR immer noch bedeuten würde, dass die RICR zuerst berechnet werden müsste, kann die Obergrenze auf andere Weise eingeführt werden, wie nachfolgend erläutert.
  • Zunächst kann ein Begriff der „gemessenen Gierrate“ ωm eingeführt werden, die entweder gemessen oder ermittelt werden kann und angeben werden kann als ω m = ω s sin δ s l
    Figure DE102022212896A1_0031
  • Anschließend kann eine Untergrenze für den absoluten Wert der gemessenen Gierrate ωm festgelegt werden: ω = { ω m , | ω m | ≥ υ R ICR , max msgn ( ω m ) υ R ICR , max , | ω m | < υ R ICR , max ,
    Figure DE102022212896A1_0032
    wobei msgn(x) (mit x = ωm) eine modifizierte Version der Signum-Funktion bezeichnet: msgn ( x ) = { 1, x ≥ 0 − 1, x < 0,
    Figure DE102022212896A1_0033
  • Infolgedessen ist eine Obergrenze RICR,max für RICR eingeführt, wodurch numerische oder rechnerische Probleme bei der Geradeausfahrt vermieden werden können.
  • Beim Abbremsen bis zum Stillstand können zwei weitere Probleme bei den vorstehenden Berechnungen auftreten. Erstens muss beim Stillstand, d. h. v = 0, gelten, dass ωm = 0 ist und somit ω = 0 ist, wodurch RICR unbestimmt bleibt. Zweitens werden sowohl die Geschwindigkeit v als auch die Gierrate ω beim Abbremsen bis zum Stillstand oder bei niedrigen Geschwindigkeiten sehr klein. Folglich kann das Steuergerät 25 bei der Berechnung von RICR sehr empfindlich auf Lenkvorgänge sowie auf ein Messrauschen bei der Geschwindigkeit v und/oder ωm reagieren.
  • Es kann verhindert werden, dass RICR beim Stillstand unbestimmt bleibt, indem eine Mindestgeschwindigkeit vROI,min > 0 eingeführt wird, woraus folgt ω = { ω m , | ω m | ≥ υ ROI , min R ICR , max msgn ( ω m ) υ ROI , min R ICR , max | ω m | < υ ROI , min R ICR , max
    Figure DE102022212896A1_0034
    wodurch das erste Problem gelöst ist.
  • Das zweite Problem, d. h. die Empfindlichkeit der Messungen gegenüber dem Rauschen bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten, kann bis zu einem gewissen Grad gemildert werden, indem RICR bei niedrigen Geschwindigkeiten auf RICR,max gesetzt wird. Ferner kann eine geschwindigkeitsabhängige Untergrenze RICR,lb(v) für RICR eingeführt werden. Daraus ergibt sich R ICR = { R ICR , max , υ | ω | ≥ R ICR , max υ | ω | , R ICR , lb ( υ ) ≤ υ | ω | < R ICR , max R ICR , lb ( υ ) , υ | ω | < R ICR , lb ( υ ) ,
    Figure DE102022212896A1_0035
  • Ferner kann RICR,min als Mindestradius beispielsweise gleich einem Mindestwenderadius des Kraftfahrzeugs 20 gewählt werden, wodurch RICR,lb(v) angegeben werden kann durch R ICR , lb ( υ ) = { R ICR , min , υ ≥ υ ROI , min R ICR , max − R ICR , max − R ICR , min υ ROI , min υ , υ < υ ROI , min ,
    Figure DE102022212896A1_0036
  • Dennoch kann es sein, dass die Grenzen des interessierenden Bereichs 60 bei niedrigen Geschwindigkeiten aufgrund der Empfindlichkeit der Berechnung des RICR bei Lenkbewegungen immer noch relativ ungenau werden können. Um eine gleichmäßige Reaktion auf diese Lenkvorgänge zu erzielen, kann die gemessene Gierrate ωm mit einem Tiefpassfilter gefiltert werden, beispielsweise gemäß dem folgenden diskreten Zeitfilter erster Ordnung: ω m ( k + 1 ) = e − t s / τ ω ω m ( k ) + ( 1 − e − t s / τ ω ) ω m , r ( k )
    Figure DE102022212896A1_0037
    wobei ωm,reine „rohe" gemessene Gierrate, ts eine Abtastzeit des Steuergeräts 25 und τω eine Zeitkonstante sind, und k ∈ Z die diskrete Zeit bezeichnet. Die gleiche Art von Filter kann auch auf die Longitudinalgeschwindigkeit vlong angewandt werden.
  • Die Grenzen des interessierenden Bereichs 60 können beschrieben werden, indem dessen Außenbegrenzungen 56, 58 mathematisch beschrieben werden. Dies kann beispielsweise dazu verwendet werden, um den interessierenden Bereich 60 zu visualisieren. Die erste Außenbegrenzung 56, die in den Figuren die rechte Außenbegrenzung des interessierenden Bereichs 60 ist, kann durch die parametrisierten Koordinaten (Pxr, Pyr) beschrieben und die zweite Außenbegrenzung 58, die in den Figuren die linke Außenbegrenzung des interessierenden Bereichs 60 ist, kann durch die parametrisierten Koordinaten (Pxl, Pyl) beschrieben werden, jeweils im Koordinatensystem P des virtuellen Fahrrads. Somit können die Außenbegrenzungen 56, 58 angegeben werden durch x P l = ( R f − sgn ( ω ) 1 2 ω ROI ( d ) ) sin φ
    Figure DE102022212896A1_0038
     y P l = sgn ( ω ) ( R ICR − ( R f − sgn ( ω ) 1 2 ω ROI ( d ) ) cos φ )
    Figure DE102022212896A1_0039
     x P r = ( R f + sgn ( ω ) 1 2 ω ROI ( d ) ) sin φ
    Figure DE102022212896A1_0040
     y P r = sgn ( ω ) ( R ICR − ( R f + sgn ( ω ) 1 2 ω ROI ( d ) ) cos φ )
    Figure DE102022212896A1_0041
    wobei d ∈ [0, IROI(v)] die Bogenentfernung entlang der Mittellinie des interessierenden Bereichs 60 ist, gemessen vom Vorderrad des virtuellen Fahrrads, und wobei der Winkel φ zwischen einer Linie vom Rotationszentrum ICR durch einen Punkt an der linken oder rechten Außenbegrenzung 56, 58 und einer Linie vom Rotationszentrum durch die Mitte des Hinterrads des virtuellen Fahrrads ist. D. h., der Winkel φ kann angeben werden durch φ = d R f + φ f
    Figure DE102022212896A1_0042
  • 11 zeigt ein Diagramm ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln des interessierenden Bereichs. Der interessierende Bereich 60 befindet sich auf der Fahrbahn 32 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 und wird voraussichtlich von dem Kraftfahrzeug 20 zeitnah überfahren.
  • In einem Schritt S71 können die Geschwindigkeitsdaten empfangen werden, die für eine aktuelle Geschwindigkeit vego des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind, beispielsweise korrespondierend zu dem Schritt S24.
  • In einem Schritt S72 können Gierdaten empfangen werden, die für die Gierrate ωego des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind. Die Gierrate ωego\ des Kraftfahrzeugs 20 kann beispielsweise mittels eine Gierratensensors, eines Magnetsensors, beispielsweise einem Kompass, GPS, und/oder mittels einer inertialen Messeinheit (Inertial Measurement Unit (IMU) erzeugt werden, an das Steuergerät 25 übermittelt werden und von dem Steuergerät 25 empfangen werden.
  • In einem Schritt S72 kann der Seitenwinkel δc abhängig von den Geschwindigkeitsdaten ermittelt werden, beispielsweise anhand der im Vorhergehenden erläuterten Formeln, wobei der Seitenwinkel δc der Winkel zwischen einem Rahmen eines vorgegebenen virtuellen Fahrrads und der longitudinalen Achse V des Kraftfahrzeugs 20 ist. Dabei kann das virtuelle Fahrrad so vorgeben werden, dass die Hinterachse des virtuellen Fahrrads durch das geometrische Zentrum Z des Kraftfahrzeugs 20 verläuft und dass die Länge lF des Rahmens des virtuellen Fahrrads einem Abstand des Zentrums Z zu der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 20 entspricht.
  • Die aktuelle Geschwindigkeit vego des Kraftfahrzeugs 20 kann in Form einer lateralen Geschwindigkeit vlat und einer longitudinalen Geschwindigkeit vlong des Zentrums Z in den Geschwindigkeitsdaten codiert sein. Der Seitenwinkel δc kann dann abhängig von der lateralen Geschwindigkeit vlat und der longitudinalen Geschwindigkeit vlong des Zentrums Z ermittelt werden. Beispielsweise kann der Seitenwinkel δc mittels einer Umkehrfunktion der Winkelfunktion Tangens abhängig von der lateralen Geschwindigkeit vlat und der longitudinalen Geschwindigkeit vlong ermittelt werden, wie im Vorhergehenden erläutert.
  • In einem Schritt S74 kann der interessierende Bereich 60 abhängig von dem Seitenwinkel δc und der Gierrate ω oder ωego ermittelt werden, beispielsweise anhand der im Vorhergehenden erläuterten Formeln.
  • Nachfolgend kann einfach geprüft werden, ob sich eines der Objekte 50 in dem geschwindigkeitsbasiert ermittelten interessierenden Bereich 60 befindet. Beispielsweise kann das Objekt 50 als sich in dem interessierenden Bereich 60 befindend klassifiziert werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: d t ≤ l ROI ( υ )
    Figure DE102022212896A1_0043
     | R t − R f | ≤ 1 2 ω ROI ( d t )
    Figure DE102022212896A1_0044
    wobei IROI(v) die, optional geschwindigkeitsabhängige, Länge, insbesondere die Bogenlänge, des interessierenden Bereichs 60 ist und ωROI(dt) die, optional entfernungsabhängige Bogenbreite an der Position des Objekts 50 ist. Die Länge IROI(v) kann beispielsweise bestimmt werden auf der Grundlage des Anhaltewegs des Kraftfahrzeugs 20 bei maximaler Verzögerung. Bei geringem Abstand vom Kraftfahrzeug 20 zum Objekt 50 kann ωROI(dt) beispielsweise durch eine Breite der entsprechenden Fahrspur 34, 36 oder durch die Breite B des Kraftfahrzeugs 20 bestimmt werden. Bei größeren Abständen vom Kraftfahrzeug 20 zum Objekt 50 kann die Ermittlung des interessierenden Bereichs 60 zunehmend ungenauer werden, was durch einen breiteren interessierenden Bereich 60 kompensiert werden kann. Der interessierende Bereich 60 kann näherungsweise als links/rechts-symmetrisch in Bezug auf einen voraussichtlichen Weg des Kraftfahrzeugs 20 angenommen werden.
  • Falls das Kraftfahrzeug 20 in Rückwärtsrichtung fährt, so können die vorstehend erläuterten Formeln unverändert verwendet werden, um den interessierenden Bereich 60 zu ermitteln und/oder um zu prüfen, ob sich eines der Objekte 50 in dem interessierenden Bereich 60 befindet, wobei lediglich das Vorzeichen der gemessenen Gierrate ωm geändert werden muss.
  • Spurdetektor
  • 12 zeigt ein Beispiel von zwei der im Vorhergehenden erläuterten Fahrlinien 90, 92 für das Kraftfahrzeug 92. Die erste Fahrlinie 90 ist durch die ersten Referenzpunkte 94 gekennzeichnet und die zweite Fahrlinie 92 ist durch die zweiten Referenzpunkte 96 gekennzeichnet. Die erste Fahrlinie 90 ist repräsentativ für die erste Fahrspur 34. Die zweite Fahrlinie 92 ist repräsentativ für die zweite Fahrspur 36. Das Kraftfahrzeug 20 kann sich gemäß einem Geschwindigkeitsvektor 98 in Fahrtrichtung beispielsweise entlang der ersten Fahrlinie 90 bewegen.
  • 13 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Ermitteln der Wahrscheinlichkeit, mit der sich das Kraftfahrzeug 20 auf einer der Fahrspuren 34, 36, beispielsweise auf der ersten Fahrspur 34, befindet.
  • In einem Schritt S80 können die Positionsdaten empfangen werden, die für die aktuelle Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind, beispielsweise korrespondierend zu den vorstehend erläuterten Schritten S22, S46 oder S60. Wie vorstehend erläutert können die Positionsdaten in Form von X- und Y-Koordinaten vorliegen. Falls die Positionsdaten für die Fahrzeugorientierung des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind, so können die Positionsdaten die aktuelle Fahrzeugorientierung, insbesondere in Form des Gierwinkels, aufweisen.
  • In einem Schritt S82 kann eine Referenzpunktposition eines der Referenzpunkte 94, 96 entlang der Fahrspur 34, 36 ermittelt werden. Die Referenzpunktposition kann abhängig von den Positionsdaten anhand einer ersten Fahrspurnachschlagetabelle ermittelt werden, die der entsprechenden Fahrspur 34, 36 zugeordnet ist und in der den Referenzpunkten 94, 96 die entsprechende Referenzpunktpositionen zugeordnet sind. Die Referenzpunkte 94, 96 können für einen Verlauf der entsprechenden Fahrspur 34, 36 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 repräsentativ sein. Die Referenzpunktposition und der entsprechende Referenzpunkt 94,96 können so ermittelt werden, dass die Referenzpunktposition der aktuellen Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs 20 am nächsten liegt, verglichen mit den Referenzpunktpositionen der anderen Referenzpunkte 94,96 in der ersten Fahrspurnachschlagetabelle.
  • Die ersten Referenzpunkte 94 können zusammen mit ihren Referenzpunktpositionen, beispielsweise in Form von X- und Y-Koordinaten, mit den Fahrspurorientierungen an den entsprechenden ersten Referenzpunkten 94 und optional mit den Längen IL der ersten Fahrspur 34 an den entsprechenden ersten Referenzpunkten 94 in der ersten Fahrspurnachschlagetabelle gespeichert sein. Die zweiten Referenzpunkte 96 können zusammen mit ihren Referenzpunktpositionen, beispielsweise in Form von X- und Y-Koordinaten, mit den Fahrspurorientierungen an den entsprechenden zweiten Referenzpunkten 96 und optional mit den Längen IL der zweiten Fahrspur 36 an den entsprechenden zweiten Referenzpunkten 96 in der einer zweiten Fahrspurnachschlagetabelle gespeichert sein.
  • Falls in den Fahrspurnachschlagetabellen den Referenzpunkten 94, 96 jeweils die Fahrspurorientierung der entsprechenden Fahrspur 34, 36 an den entsprechenden Referenzpunkten 94, 96 zugeordnet ist, so kann in dem Schritt S82 anhand der ersten Fahrspurnachschlagetabelle zusätzlich zu der Referenzpunktposition die Fahrspurorientierung an der ermittelten Referenzpunktposition, die dem entsprechenden Referenzpunkt 94, 96 zugeordnet ist und die der aktuellen Kraftfahrzeugposition am nächsten liegt, ermittelt werden.
  • Die erste und gegebenenfalls weitere Fahrspurnachschlagetabellen können im Vorfeld abhängig von den realen Fahrspuren 34, 36 erstellt werden, beispielsweise indem die entsprechenden Fahrspuren 34, 36 vermessen und die relevanten Messergebnisse extrahiert werden und in den entsprechenden Fahrspurnachschlagetabellen gespeichert werden. Die Fahrspurnachschlagetabellen können auch Informationen über eine oder mehrere Kurven, beispielsweise entsprechende Krümmungsdaten aufweisen, wobei die Krümmungsdaten in Form der Fahrspurorientierungen in der entsprechenden Fahrspurnachschlagetabelle abgespeichert sein können.
  • In einem Schritt S84 kann ein Abstand der ermittelten Referenzpunktposition zu der aktuellen Fahrzeugposition ermittelt werden. Beispielsweise können die Referenzpunktposition und die aktuelle Fahrzeugposition in kartesischen Koordinaten desselben Koordinatensystems vorliegen und der Abstand kann anhand einfacher bekannter mathematischer Methoden ermittelt werden. Beispielsweise kann der Abstand als euklidischer Abstand ermittelt werden und/oder angegeben werden.
  • Falls die Positionsdaten für die Fahrzeugorientierung des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind und in dem Schritt S82 anhand der ersten Fahrspurnachschlagetabelle zusätzlich zu der Referenzpunktposition die Fahrspurorientierung an der ermittelten Referenzpunktposition ermittelt wird, so kann in dem Schritt S84 zusätzlich zu dem Abstand eine Abweichung der aktuellen Fahrzeugorientierung von der ermittelten Fahrspurorientierung ermittelt werden.
  • Wenn man davon ausgeht, dass die Ausgabewerte der verwendeten Sensoren und/oder des entsprechenden Steuergeräts normalverteilt sind, so können der Abstand und die Abweichung gemäß einer Gaußverteilung angegeben werden als x → V ( t ) − x → L ( t ) ∼ N ( ⋅ | 0 , Σ )
    Figure DE102022212896A1_0045
    wobei xv(t) und xL(t) die im Vorhergehenden eingeführten Vektoren zum Zeitpunkt t sind, die die Fahrzeugposition und -orientierung bzw. die Referenzpunktposition und Fahrspurorientierung angeben.
  • Daraus folgt, dass die quadrierte Norm der Zustandsabweichungen in Bezug auf eine Präzisionsmatrix Σ-1 gemäß der Chi-Quadrat-Verteilung mit k = 3 Freiheitsgraden verteilt ist, weswegen gilt δ Σ 2 ( x → V , x → L ) ≐ ( x → V − x → L ) T Σ − 1 ( x → V − x → L ) ∼ χ 2 ( ⋅ ; k )
    Figure DE102022212896A1_0046
  • In einem Schritt S86 kann die Wahrscheinlichkeit, mit der sich das Kraftfahrzeug 20 auf der entsprechenden Fahrspur 34, 36 befindet, abhängig von dem Abstand ermittelt werden. Beispielsweise kann die Wahrscheinlichkeit anhand einer vorgegebenen Abstandnachschlagetabelle, in der verschiedenen Abständen entsprechende Wahrscheinlichkeiten zugeordnet sind, ermittelt werden. Die Abstandnachschlagetabelle kann im Vorfeld empirisch oder mittels Simulation ermittelt werden und beispielsweise auf der Speichereinheit 26 gespeichert werden. Die Wahrscheinlichkeit, mit der sich das Kraftfahrzeug 20 auf der entsprechenden Fahrspur 34, 36 befindet, kann beispielsweise verwendet werden, um den interessierenden Bereich 60 positionsbasiert zu ermitteln, wie im Vorhergehenden erläutert.
  • Falls in dem Schritt S84 die Abweichung der Fahrzeugorientierung von der Fahrspurorientierung ermittelt wird, so kann die Wahrscheinlichkeit anhand der vorgegebenen Abstandnachschlagetabelle ermittelt werden, wobei in diesem Zusammenhang in der Abstandnachschlagetabelle verschiedenen Abständen und/oder verschiedenen Abweichungen entsprechende Wahrscheinlichkeiten zugeordnet sind, ermittelt werden.
  • Alternativ dazu können der Abstand und die Abweichung gemeinsam berücksichtigt werden in Form von γ Σ ( x → V , x → L ) ≐ 1 − ∫ 0 δ Σ 2 ( x → V , x → L ) χ 2 ( x ; k ) d x
    Figure DE102022212896A1_0047
    wobei γΣ ein Konfidenzwert ist, der als Wahrscheinlichkeit, mit der sich das Kraftfahrzeug 20 auf der Fahrspur 34, 36 befindet, interpretiert und verwendet werden kann.
  • Optional kann in dem Schritt S86 die ermittelte Wahrscheinlichkeit, mit der sich das Kraftfahrzeug 20 auf der Fahrspur 34, 36 befindet, mit einem vorgegebenen Fahrspurschwellenwert verglichen werden. Wenn die ermittelte Wahrscheinlichkeit kleiner als der vorgegebene Fahrspurschwellenwert ist, so kann das Kraftfahrzeug 20 als sich nicht auf der entsprechenden Fahrspur 34, 36 befindend klassifiziert werden. Wenn die Wahrscheinlichkeit gleich wie oder größer als der vorgegebene Fahrspurschwellenwert ist, kann das Kraftfahrzeug 20 als sich auf der entsprechenden Fahrspur 34, 36 befindend klassifiziert werden. Der vorgegebene Fahrspurschwellenwert kann beispielsweise größer als 80 %, beispielsweise größer als 85 %, beispielsweise größer als 90 % vorgegeben werden und maximal 100 % betragen.
  • Optional kann das Kraftfahrzeug 20 dazu konfiguriert sein, auf der entsprechenden Fahrspur 34, 36 wahlweise in eine erste Fahrtrichtung oder in eine der ersten Fahrtrichtung entgegengesetzten zweiten Fahrtrichtung zu fahren, wobei die erste Fahrspurnachschlagetabelle für den Verlauf der ersten Fahrspur 34 in der ersten Fahrtrichtung repräsentativ sein kann und eine zweite Fahrspurnachschlagetabelle für den Verlauf der erste Fahrspur 34 in der zweiten Fahrtrichtung repräsentativ sein kann. In diesem Zusammenhang kann die aktuelle Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 20 beispielsweise anhand der Positionsdaten, insbesondere der aktuellen Fahrzeugorientierung, insbesondere dem aktuellen Gierwinkel, ermittelt werden. Anhand der Fahrtrichtung kann dann zum Ermitteln der Referenzpunktposition, die der aktuellen Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs 20 am nächsten liegt, die erste oder die zweite Fahrspurnachschlagetabelle ausgewählt werden. Insbesondere kann die Referenzpunktposition, die der aktuellen Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs 20 am nächsten liegt, anhand der ersten Fahrspurnachschlagetabelle ermittelt werden, wenn die aktuelle Fahrtrichtung der ersten Fahrtrichtung entspricht, und die Referenzpunktposition kann anhand der zweiten Fahrspurnachschlagetabelle ermittelt werden, wenn die aktuelle Fahrtrichtung der zweiten Fahrtrichtung entspricht, wobei in der zweiten Fahrspurnachschlagetabelle die Referenzpunktpositionen den ersten Referenzpunkten 94 zugeordnet sind, die für den Verlauf der ersten Fahrspur 34 in der zweiten Fahrtrichtung repräsentativ sind.
  • Falls die Fahrbahn 32 als Fahrspur die erste Fahrspur 34 und mindestens die zweite Fahrspur 36 direkt neben der ersten Fahrspur 34 aufweist, so kann mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum Ermitteln der Wahrscheinlichkeit, mit der sich das Kraftfahrzeug 20 auf der Fahrspur 34, 36 der Fahrbahn 32 befindet, geprüft werden, ob sich das Kraftfahrzeug 20 auf der zweiten Fahrspur 36 befindet. Beispielsweise kann die Referenzpunktposition, die der aktuellen Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs 20 am nächsten liegt, anhand einer dritten Fahrspurnachschlagetabelle ermittelt werden, wobei in der dritten Fahrspurnachschlagetabelle die Referenzpunktpositionen den zweiten Referenzpunkten 96 zugeordnet sind, die für einen Verlauf der zweiten Fahrspur 36 in der zweiten Fahrtrichtung repräsentativ sind. Ferner kann eine vierte Fahrspurnachschlagetabelle hinterlegt sein, in der die Referenzpunktpositionen den zweiten Referenzpunkten 96 zugeordnet sind, die für den Verlauf der zweiten Fahrspur 36 in der ersten Fahrtrichtung repräsentativ sind.
  • Somit kann nicht nur in der ersten Fahrspurnachschlagetabelle nach der Referenzpunktposition gesucht werden, die der aktuellen Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs 20 am nächsten liegt, sondern auch in der zweiten, dritten und/oder vierten Fahrspurnachschlagetabelle. Beispielsweise kann nach der Referenzpunktposition, die der aktuellen Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs 20 am nächsten liegt, in der vierten Fahrspurnachschlagetabelle gesucht werden, wenn das Kraftfahrzeug 20 in der ersten Fahrtrichtung fährt und der Abstand der aktuellen Fahrzeugposition zu der naheliegendsten Referenzpunktposition aus der ersten Fahrspurnachschlagetabelle größer als der vorgegebene Fahrspurschwellenwert ist. Sollte dann der Abstand der aktuellen Fahrzeugposition zu der naheliegendsten Referenzpunktposition aus der vierten Fahrspurnachschlagetabelle kleiner als der vorgegebene Fahrspurschwellenwert sein, so wird das Kraftfahrzeug 20 als sich auf der zweiten Fahrspur 36 befindend klassifiziert. Sollte jedoch bereits der Abstand der aktuellen Fahrzeugposition zu der naheliegendsten Referenzpunktposition aus der ersten Fahrspurnachschlagetabelle kleiner als der vorgegebene Fahrspurschwellenwert sein, so kann auf eine Konsultation der vierten Fahrspurnachschlagetabelle verzichtet werden und das Kraftfahrzeug 20 kann als sich auf der ersten Fahrspur 34 befindend klassifiziert werden.
  • Alternativ können der der aktuellen Fahrzeugposition naheliegendste erste Referenzpunkt 94 aus der ersten Fahrspurnachschlagetabelle und der der aktuellen Fahrzeugposition naheliegendste zweite Referenzpunkt 96 aus der vierten Fahrspurnachschlagetabelle gesucht werden, und die entsprechenden Abstände zu der aktuellen Fahrzeugposition können ermittelt werden. Falls der Abstand zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und dem ermittelten ersten Referenzpunkt 94 kleiner ist als der Abstand zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und dem ermittelten zweiten Referenzpunkt 96 so kann das Kraftfahrzeug 20 als sich auf der ersten Fahrspur 34 befindend klassifiziert werden. Falls der Abstand zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und dem ermittelten erste Referenzpunkt 94 größer ist als der Abstand zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und dem ermittelten zweiten Referenzpunkt 96, so kann das Kraftfahrzeug 20 als sich auf der zweiten Fahrspur 36 befindend klassifiziert werden. Sollten jedoch beide Abstände größer als der vorgegebene Fahrspurschwellenwert sein, so kann das Kraftfahrzeug 20 als sich weder auf der ersten noch auf der zweiten Fahrspur 34, 36 befindend klassifiziert werden.
  • Falls für die Überprüfung, auf welcher Fahrspur 34, 36 sich das Kraftfahrzeug 20 aktuell befindet, mittels des im Vorhergehenden erläuterten Konfidenzwerts γΣ ermittelt wird und somit sowohl der Abstand zwischen der Position des Kraftfahrzeugs 20 und dem naheliegendsten Referenzpunkt 94, 96 als auch die Abweichung zwischen der aktuellen Fahrzeugorientierung und der Fahrspurorientierung in dem naheliegendsten Referenzpunkt 94, 96 bei der Überprüfung berücksichtigt werden, so kann beispielsweise der Konfidenzwert γΣ für alle Fahrspuren 34, 36 und Fahrtrichtungen, insbesondere anhand der ersten bis vierten Fahrspurnachschlagetabellen, ermittelt werden. Nachfolgend kann das Kraftfahrzeug 20 als sich auf der Fahrspur 34, 36 befindend klassifiziert werden, zu der der Konfidenzwert γΣ am höchsten ist. Optional kann das Kraftfahrzeug 20 als sich auf keiner der Fahrspuren 34, 36 befindend klassifiziert werden, wenn der höchste Konfidenzwert γΣ kleiner als der vorgegebene Fahrspurschwellenwert ist.
  • Der Fahrspurschwellenwert kann beispielsweise ermittelt werden, indem zunächst festgelegt wird, wie weit das Kraftfahrzeug 20 bezüglich seiner Position und Orientierung von der Fahrspur 34, 36 abweichen darf, um gerade noch als sich auf der entsprechenden Fahrspur 34, 36 befindend klassifiziert werden zu können. Beispielsweise können entsprechende Schwellenwerte im Vorfeld empirisch und/oder per Simulation ermittelt werden und in dem Steuergerät 25 gespeichert werden. Beispielsweise kann ein maximaler Abstand der X-Koordinate und der Y-Koordinate der Position des Kraftfahrzeugs 20 von der X-Koordinate bzw. der Y-Koordinate der Referenzpunktposition des entsprechenden Referenzpunkts 94, 96 mit jeweils 0,2 m vorgegeben werden, und eine maximale Abweichung der aktuellen Fahrzeugorientierung von der Fahrspurorientierung an dem entsprechenden Referenzpunkt 94, 96 kann mit 0,108 rad vorgegeben werden. Daraus ergibt sich die Konfidenzmatrix Σ V = ( 0.2 2 0 0 0 0.2 2 0 0 0 0.108 2 )
    Figure DE102022212896A1_0048
  • Daraus ergibt sich als Kovarianz im Beobachtungsraum ∑ = ( cos ψ V sin ψ V 0 − sin ψ V cos ψ V 0 0 0 1 ) ∑ V ( cos ψ V − sin ψ V 0 sin ψ V cos ψ V 0 0 0 1 )
    Figure DE102022212896A1_0049
  • Falls erkannt werden soll, dass das Kraftfahrzeug 20 nur dann als sich auf einer der Fahrbahnen 34, 36 befinden klassifiziert werden soll, wenn die Abstände und/oder Abweichungen innerhalb festgelegter Grenzen liegen, so kann von einem z-Score z°=°1 ausgegangen werden. Damit ergibt sich der Fahrspurschwellenwert beispielsweise zu γ t h r = 1 − ∫ 0 z 2 χ 2 ( x ; 3 ) d x = 1 − ∫ 0 1 χ 2 ( x ; 3 ) d x = 0.8012519
    Figure DE102022212896A1_0050
  • Wenn γ Σ ( x → V , x → L ) > γ t h r
    Figure DE102022212896A1_0051
    gilt, kann dann das Kraftfahrzeug als sich auf der entsprechenden Fahrspur 34, 36 befindend klassifiziert werden.
  • TTC und Länge ROI
  • 14 zeigt ein Diagramm, in dem mehrere beispielhafte Verläufe von geschwindigkeitsabhängigen Zeitschwellenwerten in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 20 dargestellt sind, wobei die Zeitschwellenwerte angegeben sind in Form von Δ t ⇀ c , i
    Figure DE102022212896A1_0052
    wobei i repräsentativ für eine Fahrsituation ist und beispielsweise die Werte A für eine erste Fahrsituation, B für eine zweite Fahrsituation und C für eine dritte Fahrsituation annehmen kann und wobei Δ t c
    Figure DE102022212896A1_0053
    die Zeitdauer ist, die vergeht, bis es zu einer Kollision mit einem der Objekte 50 kommt. Das Diagramm gemäß 14 und insbesondere die Verläufe der geschwindigkeitsabhängigen Zeitschwellenwerte können beispielsweise mittels den einzelnen Fahrsituation entsprechenden Simulationen oder empirisch im Vorfeld ermittelt werden, beispielsweise von einem Hersteller des Steuergeräts 25 und/oder des Kraftfahrzeugs 20.
  • Somit können zu einer oder mehreren Geschwindigkeiten vego des Kraftfahrzeugs 20 entsprechend ein oder mehr erste Zeitschwellenwerte für die erste Fahrsituation A, ein oder mehr zweite Zeitschwellenwerte für die zweite Fahrsituation B, und/oder ein oder mehr dritte Zeitschwellenwerte für die dritte Fahrsituation C ermittelt werden. Die erste Fahrsituation A kann sich beispielsweise darauf beziehen, dass sich das Kraftfahrzeug 20 dem Objekt 50 nähert und das Objekt 50 stationär ist. Die zweite Fahrsituation B kann sich beispielsweise darauf beziehen, dass das Objekt 50 ein dem Kraftfahrzeug 20 entgegenkommendes Kraftfahrzeug 20 ist, wobei im Vorliegenden Fall bei der Simulation der zweiten Fahrsituation B nur Geschwindigkeiten vego des Kraftfahrzeugs 20 bis 5,56 m/s berücksichtigt wurden, weswegen der entsprechende Verlauf in dem Diagramm gemäß 14 bei diesem Wert endet. Die dritte Fahrsituation C kann sich beispielsweise darauf beziehen, dass das Objekt 50 ein verwundbarer Verkehrsteilnehmer, auch bezeichnet als „Vulnerable Road User (VRU)“, ist, der dem Kraftfahrzeug 20 entgegenkommt. Eine vierte Fahrsituation kann sich beispielsweise darauf beziehen, dass das Objekt 50 ein Fußgänger ist, der die Fahrbahn 32 kreuzt, wobei diese vierte Fahrsituation in dieser Beschreibung als gleich der ersten Fahrsituation A angenommen wird, da sich in den entsprechenden Simulationen für beide Fahrsituationen die gleichen Werte ergeben haben.
  • Anhand des in 14 dargestellten Diagramms, insbesondere anhand der entsprechenden Daten, kann eine Zeitschwellenwertnachschlagetabelle erzeugt werden. In der Zeitschwellenwertnachschlagetabelle kann den verschiedenen Geschwindigkeiten vego der jeweilige erste Zeitschwellenwert zugeordnet werden, wenn dieser erste Zeitschwellenwert bei der entsprechenden Geschwindigkeit vego größer als der entsprechende zweite und der entsprechende dritte Zeitschwellenwert ist; den verschiedenen Geschwindigkeiten vego kann in der Zeitschwellenwertnachschlagetabelle der jeweilige zweite Zeitschwellenwert zugeordnet werden, wenn dieser zweite Zeitschwellenwert größer als der entsprechende erste und der entsprechende dritte Zeitschwellenwert ist; und den verschiedenen Geschwindigkeiten vego kann in der Zeitschwellenwertnachschlagetabelle der jeweilige dritte Zeitschwellenwert zugeordnet werden, wenn dieser dritte Zeitschwellenwert größer als der entsprechende erste und der entsprechende zweite Zeitschwellenwert ist. Somit kann den verschiedenen Geschwindigkeiten vego jeweils der größte der entsprechenden Zeitschwellenwerte zugeordnet werden.
  • Als Gesamt-Zeitschwellenwert bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit vego des Kraftfahrzeugs 20 kann somit der größte der Zeitschwellenwerte bei der vorgegebenen Geschwindigkeit vego gewählt werden, beispielsweise gemäß Δ t ¯ c ( υ ego ) = max i ∈ S Δ t ¯ c , i ( υ ego )
    Figure DE102022212896A1_0054
  • 15 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines speziellen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs 20 mit dem Objekt 50, das auf der Fahrbahn 32 fährt.
  • In einem Schritt S80 können die Sensordaten empfangen werden, die dafür repräsentativ sind, dass sich in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 das Objekt 50 befindet. Der Schritt S80 kann beispielsweise korrespondierend zu den Schritten S2, S20 oder S67 abgearbeitet werden.
  • In einem Schritt S82 können die Geschwindigkeitsdaten empfangen werden, die für die aktuelle Geschwindigkeit vego des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind. Die aktuelle Geschwindigkeit vego kann beispielsweise anhand der Radardaten ermittelt werden oder von der Speichereinheit 26 abgerufen werden.
  • In einem Schritt S84 kann die Zeitdauer TTC ermittelt werden, die vergeht, bis das Kraftfahrzeug 20 mit dem Objekt 50 kollidiert, abhängig von den Sensordaten und den Geschwindigkeitsdaten. Die Zeitdauer TTC kann definiert sein als Δtc(t) in der Form Δ t c ( t ) : = { 0, d ( t ) < d s d ( t ) − d s | d ˙ ( t ) | , d ( t ) ≥ d s , d ( t ) < 0 ∞ , otherwise
    Figure DE102022212896A1_0055
    wobei ein Abstand d(t) von dem Kraftfahrzeug zu dem Objekt 50 angegeben werden kann mit d ( t ) = q tgt ( t ) − q ego ( t )
    Figure DE102022212896A1_0056
    wobei qtgt(t) die Position des Objekts 50 zum Zeitpunkt t und qego(t) die Position des Kraftfahrzeugs 20 zum Zeitpunkt t beschreibt. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass qego(t) dem vorstehend erläuterten Positionsvektor x V → ( t )
    Figure DE102022212896A1_0057
    ohne die Fahrzeugorientierung, insbesondere ohne den Gierwinkel des Kraftfahrzeugs 20, entspricht. Die Position qego(t) des Objekts 50 kann anhand der Sensordaten und der Positionsdaten ermittelt werden. Die Position qego(t) des Objekts 50 kann einem voraussichtlichen Aufprallpunkt an dem Objekt 50 entsprechen. Die Position qego(t) des Kraftfahrzeugs 20 kann sich beispielsweise auf eine Position der Mitte des vorderen Stoßfängers des Kraftfahrzeugs 20 beziehen. Der Parameter ds kann sich auf einen vorgegebenen Sicherheitsabstand beziehen, der zu dem Objekt 50 eingehalten werden soll, wenn das Kraftfahrzeug 20 nach dem Bremsen zum Stillstand gekommen ist. Mit ds wird ein virtueller Stoßfänger für das Kraftfahrzeug 20 eingeführt, von dem der Zeitschwellenwert nicht beeinflusst wird, weswegen nachfolgend ds = 0 gesetzt wird.
  • Folglich gibt die Zeitdauer TTC bzw. Δtc(t) das Zeitintervall von einem aktuellen Zeitpunkt t bis zu einem Moment t+Δtc(t) an, in dem der Sicherheitsabstand ds verletzt wird, wobei davon ausgegangen wird, dass sowohl das Kraftfahrzeug 20 als auch das Objekt 50 eine konstante Geschwindigkeit beibehalten und dass auf Kollisionskurs sind.
  • In dem Schritt S86 kann der geschwindigkeitsabhängige Zeitschwellenwert Δt c,i abhängig von den Geschwindigkeitsdaten, insbesondere abhängig von der Geschwindigkeit vego des Kraftfahrzeugs 20, ermittelt werden. Der geschwindigkeitsabhängige Zeitschwellenwert Δt c,i kann beispielsweise anhand der Zeitschwellenwertnachschlagetabelle ermittelt werden.
  • In einem Schritt S87 kann geprüft werden, ob die ermittelte Zeitdauer TTC kleiner als der ermittelte Zeitschwellenwert ist. Ist die Bedingung des Schritts S87 erfüllt, so kann die Bearbeitung erneut in dem Schritt S80 fortgesetzt werden. Ist die Bedingung des Schritts S87 nicht erfüllt, so kann die Bearbeitung in einem Schritt S88 fortgesetzt werden.
  • In einem Schritt S88 kann das Steuersignal für die Bremseinrichtung 24 des Kraftfahrzeugs 20 erzeugt werden.
  • Falls die Sensordaten dafür repräsentativ sind, dass sich in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 zwei oder mehr der Objekte 50 befinden, kann zu jedem der Objekte 50 die Zeitdauer TTC ermittelt werden, die vergeht, bis das Kraftfahrzeug 20 mit dem entsprechenden Objekt 50 kollidiert, abhängig von den Sensordaten und den Geschwindigkeitsdaten. Das Steuersignal für die Bremseinrichtung 24 kann dann erzeugt werden, falls eine der ermittelten Zeitdauern TTC kleiner als der ermittelte Zeitschwellenwert ist.
  • 16 zeigt ein Diagramm, in dem mehrere beispielhafte Längen IROI des interessierenden Bereichs 60 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit vego des Kraftfahrzeugs 20 dargestellt sind. Das Diagramm gemäß 16 und insbesondere die Verläufe der Längen IROI können beispielsweise mittels den einzelnen Fahrsituation entsprechenden Simulationen oder empirisch im Vorfeld ermittelt werden, beispielsweise von dem Hersteller des Steuergeräts 25 und/oder des Kraftfahrzeugs 20.
  • Die Längen IROI des interessierenden Bereichs 60 zu einer der Fahrsituationen i können beispielsweise ermittelt werden gemäß l ROI , i ( υ ego ) = d ¯ i ( υ ego ) + 0.8 υ ego , i ∈ S
    Figure DE102022212896A1_0058
    wobei dl einem Auslöseabstand in der entsprechenden Fahrsituation entspricht, i wieder die Fahrsituation A, B, C angibt, und der Zusatzterm „0,8vego“ vorgesehen ist, der verhindert, dass das Bremsen des Kraftfahrzeugs 20 aufgrund eines der Objekte 50 genau in dem Moment ausgelöst wird, in dem das entsprechende Objekt 50 in den interessierenden Bereich 60 eintritt, was eine kleine Verzögerung bei der Auslösung des Bremsvorgangs verursachen könnte. Dieser Zusatzterm, insbesondere sein Betrag, kann beispielsweise empirisch oder mittels Simulation ermittelt und dann vorgeben werden. Somit ergeben sich zu den verschiedenen Geschwindigkeiten vego je drei verschiedene Längen IROI des interessierenden Bereichs, insbesondere erste Längen IROI,1 für die erste Fahrsituation A, zweite Längen IROI,2 für die zweite Fahrsituation B und dritte Längen IROI,3 für die Fahrsituation C.
  • Anhand des in 16 dargestellten Diagramms, insbesondere anhand der entsprechenden Daten, kann eine Längennachschlagetabelle erzeugt werden. In der Längennachschlagetabelle kann den verschiedenen Geschwindigkeiten vego die jeweilige erste Länge IROI,1 zugeordnet werden, wenn diese erste Länge IROI,1 bei der entsprechenden Geschwindigkeit vego größer als die entsprechende zweite und dritte Länge IROI,2, IROI,3 ist; den verschiedenen Geschwindigkeiten vego kann die jeweilige zweite Länge IROI,2 zugeordnet werden, wenn diese zweite Länge IROI,2 bei der entsprechenden Geschwindigkeit vego größer als die entsprechende erste und dritte Länge IROI,1, IROI,3 ist; und den verschiedenen Geschwindigkeiten vego kann die jeweilige dritte Länge IROI,3 zugeordnet werden, wenn diese dritte Länge IROI,3 bei der entsprechenden Geschwindigkeit vego größer als die entsprechende erste und zweite Länge IROI,1, IROI,2 ist. Somit kann den verschiedenen Geschwindigkeiten vego Längennachschlagetabelle jeweils die größte der entsprechenden Längen Länge IROI,i zugeordnet werden.
  • Für die Ermittlung des interessierenden Bereichs 60, insbesondere für die Ermittlung dessen Länge IROI kann somit die größte Länge IROI,i in den Fahrsituationen i bei der Geschwindigkeit vego des Kraftfahrzeugs 20 verwendet werden, beispielsweise gemäß l ROI ( υ ego ) = max i ∈ S l ROI , i ( υ ego )
    Figure DE102022212896A1_0059
  • 17 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines speziellen Verfahrens zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs 20 mit dem Objekt 50.
  • Ein Schritt S90 kann korrespondierend zu dem Schritt S80 abgearbeitet werden.
  • In einem Schritt S91 können die Positionsdaten, die für die aktuelle Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs 20 repräsentativ sind, empfangen werden, beispielsweise korrespondierend zu dem Schritt S22.
  • In einem Schritt S91 können die Geschwindigkeitsdaten empfangen werden, beispielsweise korrespondierend zu dem Schritt S24.
  • In einem Schritt S93 kann die Zeitdauer TTC ermittelt werden, beispielsweise korrespondierend zu dem Schritt S84.
  • In einem Schritt S94 kann der Zeitschwellenwert ermittelt werden, beispielsweise korrespondierend zu dem Schritt S86.
  • In einem Schritt S95 kann die Länge IROI des interessierenden Bereichs 60, der sich auf der Fahrbahn 32 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 20 befindet, abhängig von der Zeitdauer TTC und den Geschwindigkeitsdaten ermittelt werden, beispielsweise anhand der Längennachschlagetabelle. Alternativ oder zusätzlich kann die Länge IROI des interessierenden Bereichs 60 ermittelt werden, indem abhängig von der Geschwindigkeit vego des Kraftfahrzeugs 20 und dem ermittelten Zeitschwellenwert ein Auslöseabstand ermittelt wird, wobei der Auslöseabstand der Abstand zwischen dem Objekt 50 und dem Kraftfahrzeug 20 ist, den das Objekt 50 zu dem Kraftfahrzeug 20 hat, wenn die Zeitdauer TTC den entsprechenden Zeitschwellenwert unterschreitet. Dabei kann die Länge IROI so gewählt werden, dass sie größer als der Auslöseabstand ist.
  • In einem Schritt S96 kann der interessierende Bereich 60 mit der ermittelten Länge IROI abhängig von den Positionsdaten ermittelt werden, insbesondere positionsbasiert, wie im Vorhergehenden erläutert.
  • In einem Schritt S97 kann geprüft werden, ob sich das Objekt 50 in dem interessierenden Bereich 60 befindet, abhängig von den Sensordaten, beispielsweise korrespondierend zu dem Schritt S66 und/oder korrespondierend zu dem mit Bezug zu 8 erläuterten Verfahren.
  • In einem Schritt S99 kann das Steuersignal für die Bremseinrichtung 24 erzeugt werden, beispielsweise korrespondierend zu einem der Schritte S12, S36 oder S56.
  • Das im Vorhergehenden erläuterte allgemeine Verfahren zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs 20 mit dem Objekt 50, die im Vorhergehenden erläuterten speziellen Verfahren zum Vermeiden oder Vermindern der Kollision des autonomen Kraftfahrzeugs 20 mit dem Objekt 50 und/oder die anderen im Vorhergehenden erläuterten Verfahren können beliebig miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann das allgemeine Verfahren als Grundgerüst dienen und die speziellen Verfahren können wahlweise, beispielsweise abhängig von der speziellen Anwendung, als Bausteine des Grundgerüst dienen. Beispielsweise kann bei dem mit Bezug zu 2 erläuterten Verfahren überprüft werden, ob der interessierende Bereich 60 positionsbasiert oder geschwindigkeitsbasiert ermittelt werden soll, beispielsweise wie bei dem mit Bezug zu 3 erläuterten Verfahren. Alternativ oder zusätzlich können bei dem mit Bezug zu 2 erläuterten Verfahren die Sensordaten fusioniert werden, wie bei dem mit Bezug zu 5 erläuterten Verfahren. Alternativ oder zusätzlich kann bei dem mit Bezug zu 2 erläuterten Verfahren der interessierende Bereich 60 positionsbasiert ermittelt werden, beispielsweise wie bei dem mit Bezug zu 8 erläuterten Verfahren. Alternativ oder zusätzlich kann bei dem mit Bezug zu 2 erläuterten Verfahren geprüft werden, ob sich das Objekt 50 in dem interessierenden Bereich 60 befindet oder nicht, beispielsweise wie bei dem mit Bezug zu 9 erläuterten Verfahren. Alternativ oder zusätzlich kann bei dem mit Bezug zu 2 erläuterten Verfahren der interessierende Bereich 60 geschwindigkeitsbasiert ermittelt werden, beispielsweise wie bei dem mit Bezug zu
  • 11 erläuterten Verfahren. Alternativ oder zusätzlich kann bei dem mit Bezug zu 2 erläuterten Verfahren geprüft werden, ob sich das Kraftfahrzeug 20 aktuell auf der Fahrspur 34, 36 befindet, beispielsweise wie bei dem mit Bezug zu 13 erläuterten Verfahren. Alternativ oder zusätzlich kann bei dem mit Bezug zu 2 erläuterten Verfahren die Zeitdauer TTC ermittelt werden, beispielsweise wie bei dem mit Bezug zu 15 erläuterten Verfahren. Alternativ oder zusätzlich kann bei dem mit Bezug zu 2 erläuterten Verfahren die Länge IROI des interessierenden Bereichs 60 ermittelt werden, beispielsweise wie bei dem mit Bezug zu 17 erläuterten Verfahren.
  • Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „ein“, „einer“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
  • Bezugszeichen
    • 20
    Kraftfahrzeug
    21
    Passagierkabine
    22
    Tür
    23
    Räder
    24
    Bremseinrichtung
    25
    Steuergerät
    26
    Speichereinheit
    27
    Prozessor
    30
    Display
    32
    Fahrbahn
    34
    erste Fahrspur
    35
    Mittellinie
    36
    zweite Fahrspur
    37
    erster Seitenrand
    38
    Radarobjekt
    39
    zweiter Seitenrand
    40
    Konturpunkt
    42
    Fusionsobjekt
    44
    Geschwindigkeitsvektor Nur-Radarobjekt
    46
    Geschwindigkeitsvektor Nur-Lidarobjekt
    48
    Geschwindigkeitsvektor Fusionsobjekt
    50
    Objekt
    52
    erster Außenpunkt
    54
    zweiter Außenpunkt
    56
    erste Außenbegrenzung
    58
    zweite Außenbegrenzung
    60
    interessierender Bereich
    62
    Front
    64
    Heck
    90
    erste Fahrlinie
    92
    zweite Fahrlinie
    94
    erster Referenzpunkte
    96
    zweite Referenzpunkte
    98
    Geschwindigkeitsvektor Kraftfahrzeug
    V
    longitudinale Achse des Kraftfahrzeugs
    L
    Index der Fahrspuren
    vlong
    Longitudinalgeschwindigkeit des Zentrums
    vego
    Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs
    ωego
    Gierrate des Kraftfahrzeugs
    ωm
    gemessene Gierrate
    IROI
    Länge des interessierenden Bereichs
    lF
    Länge des Rahmens des virtuellen Fahrrads
    lL
    Länge der entsprechenden Fahrspur bis zu dem entsprechenden Referenzpunkt
    TTC
    Zeitdauer
    Z
    geometrisches Zentrum des Kraftfahrzeugs
    dt
    Zielabstand zum Objekt
    RICR
    Radius RICR um Rotationszentrum
    j, i
    Laufvariable, natürliche Zahlen
    S2-S99
    Schritte zwei bis neunundneunzig
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • https://conti-engineering.com/components/ars-408/ [0080]

Claims (6)

  1. Verfahren zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln eines interessierenden Bereichs (60), der sich auf einer Fahrbahn (32) in Fahrtrichtung vor einem Kraftfahrzeug (20) befindet und den das Kraftfahrzeug (20) voraussichtlich zeitnah überfahren wird, das Verfahren aufweisend: Empfangen von Geschwindigkeitsdaten, die für eine aktuelle Geschwindigkeit (vego) des Kraftfahrzeugs (20) repräsentativ sind; Empfangen von Gierdaten, die für eine Gierrate (ωego) des Kraftfahrzeugs (20) repräsentativ sind; Ermitteln eines Seitenwinkels (δc) abhängig von den Geschwindigkeitsdaten, wobei der Seitenwinkel (δc) der Winkel zwischen einem Rahmen eines vorgegebenen virtuellen Fahrrads und einer longitudinalen Achse (V) des Kraftfahrzeugs (20) ist; und Ermitteln des interessierenden Bereichs (60) abhängig von dem Seitenwinkel (6") und der Gierrate (ωego).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das virtuelle Fahrrad so vorgeben wird, dass eine Hinterachse des Fahrrads durch ein geometrisches Zentrum (Z) des Kraftfahrzeugs (20) verläuft und dass eine Länge (lF) des Rahmens des virtuellen Fahrrads einem Abstand des Zentrums (Z) zu einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs (20) entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die aktuelle Geschwindigkeit (vego) in Form einer lateralen Geschwindigkeit (vlat) und einer longitudinalen Geschwindigkeit (vlong) des Zentrums (Z) in den Geschwindigkeitsdaten codiert ist, der Seitenwinkel (δc) abhängig von der lateralen Geschwindigkeit (vlat) und der longitudinalen Geschwindigkeit (vlong) des Zentrums Z ermittelt wird.
  4. Steuergerät (22) zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln eines interessierenden Bereichs (60), der sich auf einer Fahrbahn (32) in Fahrtrichtung vor einem Kraftfahrzeug (20) befindet und den das Kraftfahrzeug (20) voraussichtlich zeitnah überfahren wird, das Steuergerät (22) aufweisend: eine Speichereinheit (26) zum Speichern von Sensordaten, Positionsdaten und Geschwindigkeitsdaten; und einen Prozessor (27), der dazu konfiguriert ist, das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche abzuarbeiten.
  5. Computerprogramm zum geschwindigkeitsbasierten Ermitteln eines interessierenden Bereichs (60), der sich auf einer Fahrbahn (32) in Fahrtrichtung vor einem Kraftfahrzeug (20) befindet und den das Kraftfahrzeug (20) voraussichtlich zeitnah überfahren wird, wobei das Computerprogramm Instruktionen aufweist, die bewirken, dass das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 abgearbeitet wird, wenn sie von einem Steuergerät (25) nach Anspruch 4 ausgeführt werden.
  6. Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 5 gespeichert ist.
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DE102007044761A1 (de) 2007-09-19 2008-05-08 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines sich entlang einer Bewegungsbahn eines Fahrzeuges erstreckenden Fahrschlauches
DE102013015028A1 (de) 2013-09-10 2015-03-12 Daimler Ag Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges
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Non-Patent Citations (1)

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