-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Straßenbaustellen in einer Umgebung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines für einen hochautomatisierten Fahrbetrieb eingerichteten Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
-
Aus der
DE 10 2021 001 100 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs bekannt, in dem mittels einer Kamera eine dem Fahrzeug in Längsrichtung vorausliegende Umgebung erfasst wird. Zum Erkennen eines Baustellenendes wird in mittels der Kamera erfassten Umgebungsdaten nach für Baustellenenden typischen Verkehrszeichen, Fahrbahnmarkierungen, Begrenzungsmarkierungen, Baustellenfahrzeugen, Personen auf der Fahrbahn und Baustellenstrukturen gesucht. Es wird geprüft, ob alle Bedingungen für einen automatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeugs erfüllt sind, wobei bei Erkennen eines Baustellenendes und Erfüllung der Bedingungen für den automatisierten Fahrbetrieb bei aktiviertem manuellem Fahrbetrieb eine Fahrerinformation ausgegeben wird, welche einen Hinweis auf eine Verfügbarkeit des automatisierten Fahrbetriebs umfasst. Alternativ oder zusätzlich wird der automatisierte Fahrbetrieb spätestens bei Erreichen des Baustellenendes automatisch aktiviert.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Erkennung von Straßenbaustellen in einer Umgebung eines Fahrzeugs und ein neuartiges Verfahren zum Betrieb eines für einen hochautomatisierten Fahrbetrieb eingerichteten Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs anzugeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Erkennung von Straßenbaustellen, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Verfahren zum Betrieb eines für einen hochautomatisierten Fahrbetrieb eingerichteten Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs, welches die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale aufweist.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
In dem Verfahren zur Erkennung von Straßenbaustellen in einer Umgebung eines Fahrzeugs durch Erkennung von Baustellenindikatoren in sensorisch erfassten Daten einer Umgebung des Fahrzeugs wird erfindungsgemäß bei einem Durchfahren einer Straßenbaustelle durch das Fahrzeug eine Umgebung des Fahrzeugs sensorisch erfasst. In sensorisch erfassten Daten wird nach direkten Baustellenindikatoren, welche direkt auf eine Straßenbaustelle hinweisen, und indirekten Baustellenindikatoren, welche indirekt auf eine Straßenbaustelle hinweisen, gesucht. Fahrspurmarkierungen und/oder bauliche Fahrbahnbegrenzungen werden als indirekte Baustellenindikatoren identifiziert, wenn diese in den sensorisch erfassten Daten erkannt werden und in einem Abgleich mit Kartendaten einer digitalen Karte ermittelt wird, dass die Fahrspurmarkierungen und/oder baulichen Fahrbahnbegrenzungen nicht in den Kartendaten enthalten sind und/oder zu diesen abweichenden Informationen in den Kartendaten enthalten sind. Ein Ende der Straßenbaustelle wird dann erkannt, wenn für einen vorgegebenen Zeitraum und/oder eine vorgegebene Streckenlänge keine direkten Baustellenindikatoren und keine indirekten Baustellenindikatoren erkannt werden.
-
Hochautomatisiert bzw. autonom betriebene Fahrzeuge müssen in der Lage sein, ihre Systemgrenzen selbst zu erkennen, damit eine Übergabe einer Fahraufgabe an den Fahrer eingeleitet werden kann. Ein Einfahren in eine Straßenbaustelle stellt dabei eine Herausforderung für die Fahrzeuge und ihre Fahrerassistenzsysteme dar. Daher ist eine frühzeitige Online-Erkennung solcher Situationen im Fahrzeug notwendig, um rechtzeitig eine Kontrolle über das Fahrzeug an den Fahrer übergeben zu können. Dies erfordert, dass eine Erkennung von Straßenbaustellen online mit fahrzeugeigenen Sensoren und mit möglichst geringer Laufzeit erfolgen muss. Nachdem der Beginn einer Straßenbaustelle erfolgreich erkannt wurde und die Übergabe der Fahraufgabe an den Fahrer stattgefunden hat, wird durch erneute Detektion von direkten und/oder indirekten Baustellenindikatoren ein erneutes Aktivieren des automatisierten Fahrbetriebs des Fahrzeugs aufgrund der weiteren Erkennung der Straßenbaustellen verhindert. Sind solche direkten und/oder indirekten Baustellenindikatoren nicht vorhanden oder können nicht detektiert werden, besteht die Gefahr, dass eine Aktivierung des automatisierten Fahrbetriebs in einer Straßenbaustelle durch nicht Nicht-Erkennung dieser erfolgt.
-
Mittels des vorliegenden Verfahrens kann diese Gefahr aufgrund einer besonders hohen Zuverlässigkeit der Erkennung von Straßenbaustellen minimiert werden. Aufgrund der Identifizierung von Fahrspurmarkierungen und/oder baulichen Fahrbahnbegrenzungen als indirekte Baustellenindikatoren, wenn diese in den sensorisch erfassten Daten erkannt werden und in den Kartendaten nicht vorhanden sind, kann mit hoher Zuverlässigkeit davon ausgegangen werden, dass eine bauliche Veränderung nicht in den Kartendaten hinterlegt ist und das Fahrzeug die zuvor erkannte Straßenbaustelle noch nicht verlassen hat. Somit wird eine besonders zuverlässige Erkennung einer Straßenbaustelle und eines Endes der Straßenbaustelle ermöglicht, so dass fehlerhafte Aktivierungen des automatisierten Fahrbetriebs des Fahrzeugs vermieden werden können. Somit kann ein Verlassen einer Fahrspur durch einen beispielsweise aufgrund veralteter Kartendaten fehlerhaft aktivierten automatisierten Fahrbetrieb verhindert werden, wodurch aus einer solchen Aktivierung resultierende Unfälle in Straßenbaustellen vermieden werden können.
-
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Straßenbaustelle dann erkannt, wenn direkte Baustellenindikatoren und/oder indirekte Baustellenindikatoren erkannt werden. Diese Erkennung ist einfach und zuverlässig durchführbar und erfordert nur eine geringe Anzahl an Eingabedaten.
-
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens werden Fahrspurmarkierungen und/oder bauliche Fahrbahnbegrenzungen als nicht auf eine Straßenbaustelle hinweisende reguläre Fahrspurmarkierungen und/oder nicht auf eine Straßenbaustelle hinweisende reguläre bauliche Fahrbahnbegrenzungen identifiziert, wenn diese in den sensorisch erfassten Daten erkannt werden und in den Kartendaten enthalten sind. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Erkennung eines Endes einer Straßenbaustelle.
-
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens werden als Baustellenindikatoren
- - Verkehrszeichen, welche direkt auf eine Straßenbaustelle hinweisen, und/oder
- - Verkehrszeichen, welche indirekt auf eine Straßenbaustelle hinweisen, und/oder
- - Verkehrszeichen, welche direkt auf einen Beginn einer Straßenbaustelle hinweisen, und/oder
- - temporär installierte mobile Verkehrszeichen und/oder
- - temporäre Fahrspurführungen und/oder
- - bauliche Fahrbahnbegrenzungen
erfasst. Anhand von diesen baustellentypischen Merkmalen kann eine Straßenbaustelle besonders zuverlässig und einfach erkannt werden.
-
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird die sensorische Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs mittels
- - zumindest einer Kamera und/oder
- - zumindest eines Lidars und/oder
- - zumindest eines Radars und/oder
- - zumindest eines Ultraschallsensors
durchgeführt. Mittels einer solchen Sensorik ist eine zuverlässige Umgebungserfassung möglich. Weiterhin ist eine solche Sensorik in besonders vorteilhafter Weise bereits häufig in Fahrzeugen zur Ausführung des hochautomatisierten Fahrbetriebs vorhanden. Somit ist es auch möglich, eine zur Ausführung des hochautomatisierten Fahrbetriebs verwendete Sensorik zur Umgebungserfassung zu nutzen, so dass das Verfahren für alle Autonomiestufen bzw. SAE-Level des automatisierten Fahrens verwendet werden kann.
-
Unter direkt auf eine Straßenbaustelle hinweisenden Verkehrszeichen werden dabei insbesondere Verkehrszeichen verstanden, welche zur Vorankündigung einer tatsächlich vorhandenen Straßenbaustelle verwendet werden, beispielsweise Verkehrszeichen Nr. 123 (Arbeitsstelle) der Straßenverkehrs-Ordnung (StVO) Deutschlands.
-
Unter indirekt auf eine Straßenbaustelle hinweisenden Verkehrszeichen werden dabei insbesondere Verkehrszeichen verstanden, welche üblicherweise vor Straßenbaustellen aufgestellt sind, aber auch vor anderen Gefahrenstellen aufgestellt sein können. Sie sind daher nur indirekte Hinweise auf möglicherweise vorhandene Straßenbaustellen. Derartige Verkehrszeichen sind beispielsweise Verkehrszeichen zur Beschränkung einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit oder zur Anzeige von Überholverboten, beispielsweise für Nutzfahrzeuge.
-
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird zur Detektion von temporären Fahrspuren in den erfassten Daten der Umgebung nach Baustellenindikatoren gesucht, die in Baustellenbereichen üblicherweise zur Spurführung eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um temporäre, zum Beispiel gelbe, Spurmarkierungen, temporäre Leitvorrichtungen, wie zum Beispiel Pylonen, Baken und Leitplanken, sowie temporär installierte mobile Verkehrszeichen, wie zum Beispiel fahrbare Absperrtafeln, Baustellenanhänger oder Verkehrsleitschilder.
-
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens werden oder wird bei der sensorischen Erfassung der Umgebung zur Erkennung der Baustellenindikatoren ein jeweiliger Ort der Baustellenindikatoren und/oder ein Grad einer Qualität der sensorischen Erfassung ermittelt und bei der Erkennung der Straßenbaustelle berücksichtigt. Das heißt beispielsweise, dass ein verwendetes Sensorsystem zur Erkennung der Baustellenindikatoren eingerichtet ist und neben einer Information über einen Typ eines Baustellenindikators, beispielsweise eines erkannten Verkehrszeichens, zum Beispiel auch eine Zusatzinformation über den Ort des Baustellenindikators und/oder eine Qualität der Erkennung desselben liefert. Die Qualität der Erkennung kann aufgrund von Umgebungsbedingungen, beispielsweise helle oder dunkle Umgebungsbedingungen, und einer relativen Lage und Ausrichtung zur Sonne und daraus folgendem Gegenlicht stark schwanken. Die Zusatzinformation wird beispielsweise verwendet, um die Erkennung der Baustellenindikatoren zu validieren. Dabei können auch die Daten mehrerer Sensoren miteinander fusioniert werden.
-
In einem Verfahren zum Betrieb eines für einen hochautomatisierten Fahrbetrieb eingerichteten Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs wird ein hochautomatisierter Fahrbetrieb des Fahrzeugs bei Erkennung eines Baustellenbeginns einer Straßenbaustelle spätestens bei Erreichen des Beginns der Straßenbaustelle gesperrt und/oder deaktiviert. Erfindungsgemäß wird bei Erkennung eines Endes der Straßenbaustelle mittels eines Verfahrens zum Erkennen einer Straßenbaustelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche die Sperrung und/oder Deaktivierung des hochautomatisierten Fahrbetriebs aufgehoben.
-
Mittels des Verfahrens kann die aus einer fehlerhaften Erkennung eines Endes einer Straßenbaustelle resultierende Gefahr einer fehlerhaften Aktivierung des hochautomatisierten Fahrbetriebs minimiert werden. Somit kann ein Verlassen einer Fahrspur durch einen beispielsweise aufgrund veralteter Kartendaten fehlerhaft aktivierten automatisierten Fahrbetrieb verhindert werden, wodurch aus einer solchen Aktivierung resultierende Unfälle in Straßenbaustellen vermieden werden können.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
- 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems und
- 2 schematisch verschiedene Verkehrszeichen.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
In 1 ist ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zum Betrieb eines für einen hochautomatisierten Fahrbetrieb eingerichteten Fahrerassistenzsystems 2 eines Fahrzeugs dargestellt.
-
Die Vorrichtung 1 umfasst ein Sensorsystem 3 mit einer Mehrzahl von Sensoren 3.1 bis 3.n, eine Auswerteeinheit 4 und eine digitale Karte 5.
-
Bewegt sich ein Fahrzeug in einem automatisierten Fahrbetrieb, insbesondere einem hochautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb, auf eine Straßenbaustelle zu und kann diese aufgrund von Systemgrenzen nicht automatisiert befahren, ist eine Übergabe der Fahraufgabe von dem Fahrerassistenzsystem 2 an einen Fahrer des Fahrzeugs erforderlich. Hierzu ist es erforderlich, dass die Straßenbaustelle zuverlässig erkannt wird. Auch ist es wichtig, ein Ende der Straßenbaustelle zuverlässig zu erkennen, um rechtzeitig den automatisierten Fahrbetrieb wieder aktivieren zu können. Es ist jedoch auch sehr wichtig, dass nicht vor dem Ende einer Straßenbaustelle ein solches erkannt wird und somit die Gefahr einer Aktivierung des automatisierten Fahrbetriebs bereits vor dem Ende der Straßenbaustelle erfolgt.
-
Die Detektion einer Straßenbaustelle erfolgt durch Auswertung mittels des Sensorsystems 3 erfasster Daten D der Umgebung des Fahrzeugs. Zu dieser Umgebungserfassung umfasst das Sensorsystem 3 mehrere Sensoren 3.1 bis 3.n, beispielsweise zumindest eine Kamera und/oder zumindest ein Lidar und/oder zumindest ein Radar und/oder zumindest einen Ultraschallsensor.
-
Die mittels des Sensorsystems 3 erfassten Daten D werden mittels der Auswerteeinheit 4 dahingehend ausgewertet, ob in der Umgebung direkte und/oder indirekte Baustellenindikatoren vorhanden sind, welche auf eine Straßenbaustelle hinweisen.
-
Mittels der Auswerteeinheit 4 wird eine entsprechende Information I über das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein an das Fahrerassistenzsystem 2 übermittelt, welches in Abhängigkeit der Information 1 den automatisierten Betrieb des Fahrzeugs aktiviert, deaktiviert oder einen aktuell aktivierten bzw. deaktivierten Fahrbetrieb aufrechterhält.
-
Unter direkten Baustellenindikatoren werden dabei in den sensorisch erfassten Daten D erkannte baustellentypische Merkmale verstanden, welche direkt auf eine Straßenbaustelle hinweisen. Dies können beispielsweise in 2 näher dargestellte Verkehrszeichen V1, V6 bis V8 sein, welche zur Vorankündigung einer tatsächlich vorhandenen Straßenbaustelle verwendet werden, beispielsweise Verkehrszeichen Nr. 123 (Arbeitsstelle) der Straßenverkehrs-Ordnung (StVO) Deutschlands. Weitere direkte Baustellenindikatoren sind beispielsweise temporär installierte mobile Verkehrszeichen, temporäre Fahrspurführungen und/oder bauliche Fahrbahnbegrenzungen. Temporäre Fahrspurführen sind beispielsweise durch temporäre Spurmarkierungen, beispielsweise durch gelbe Spurmarkierungen, gekennzeichnet. Bauliche Fahrbahnbegrenzungen sind beispielsweise Pylonen, Baken, Betonschutzplanken, Absperrungen und/oder Leitplanken.
-
Unter indirekten Baustellenindikatoren werden dabei in den sensorisch erfassten Daten D erkannte baustellentypische Merkmale verstanden, welche indirekt auf eine Straßenbaustelle hinweisen. Dies können beispielsweise in 2 näher dargestellte üblicherweise vor Straßenbaustellen aufgestellte Verkehrszeichen V2 bis V5 sein, welche aber auch vor anderen Gefahrenstellen aufgestellt sein können. Sie sind daher nur indirekte Hinweise auf möglicherweise vorhandene Straßenbaustellen. Derartige Verkehrszeichen V2 bis V5 sind beispielsweise Verkehrszeichen zur Beschränkung einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit oder zur Anzeige von Überholverboten, beispielsweise für Nutzfahrzeuge.
-
Weiterhin existieren auch direkte Indikatoren, welche ein Ende einer Straßenbaustelle anzeigen. Dies ist beispielsweise das ebenfalls in 2 näher dargestellte Verkehrszeichen V9.
-
Ein Ende der Straßenbaustelle wird dann erkannt, wenn für einen vorgegebenen Zeitraum und/oder eine vorgegebene Streckenlänge keine direkten Baustellenindikatoren und keine indirekten Baustellenindikatoren erkannt werden.
-
Um zu vermeiden, dass das Ende einer Straßenbaustelle bereits vor deren wirklichem Ende erkannt wird, ist vorgesehen, dass Fahrspurmarkierungen und/oder bauliche Fahrbahnbegrenzungen als indirekte Baustellenindikatoren identifiziert werden, wenn diese in den sensorisch erfassten Daten D erkannt werden und in einem Abgleich mit Kartendaten KD der digitalen Karte 5 ermittelt wird, dass die Fahrspurmarkierungen und/oder baulichen Fahrbahnbegrenzungen nicht in den Kartendaten KD enthalten sind und/oder zu diesen abweichende Informationen in den Kartendaten KD enthalten sind.
-
Hierbei wird eine anhand der Daten D ermittelte Position der Fahrspurmarkierungen und/oder baulichen Fahrbahnbegrenzungen mit dazu in den Kartendaten KD hinterlegten Informationen verglichen. Ist der Abgleich erfolgreich, handelt es sich um nicht auf eine Straßenbaustelle hinweisende reguläre Fahrspurmarkierungen und/oder nicht auf eine Straßenbaustelle hinweisende reguläre bauliche Fahrbahnbegrenzungen, welche nicht als indirekter Baustellenindikator gewertet werden.
-
Wird an der aus den sensorisch ermittelten Daten D bestimmten Position der entsprechenden Fahrspurmarkierung und/oder baulichen Fahrbahnbegrenzung kein passendes Element in den Kartendaten KD gefunden, werden die erfassten Fahrspurmarkierungen und/oder baulichen Fahrbahnbegrenzungen als indirekter Baustellenindikator gewertet, welche eine Veränderung einer Fahrbahn- bzw. Fahrspurführung anzeigen könnten. Bei Vorliegen dieses indirekten Baustellenindikators wird davon ausgegangen, dass die zuvor anhand von direkten und/oder indirekten Baustellenindikatoren detektierte Straßenbaustelle noch nicht vom Fahrzeug verlassen wurde und ein mittels des Fahrerassistenzsystems 2 ausgeführter hochautomatisierter Fahrbetrieb des Fahrzeugs nicht möglich ist.
-
2 zeigt verschiedene Verkehrszeichen V1 bis V9, welche im Zusammenhang mit Straßenbaustellen verwendet werden.
-
Dabei ist das Verkehrszeichen V1 ein direkter Baustellenindikator, welcher direkt auf eine tatsächlich vorhandene Straßenbaustelle hinweist.
-
Die Verkehrszeichen V2 bis V5 sind indirekte Baustellenindikatoren, welche indirekt auf eine Straßenbaustelle hinweisen bzw. eine tatsächlich vorhandene Straßenbaustelle ankündigen. Diese Verkehrszeichen V2 bis V5 umfassen beispielsweise Beschränkungen einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit oder Überholverbote, zum Beispiel für PKW oder LKW. Die indirekten baustellenindikativen Verkehrszeichen V2 bis V5 werden üblicherweise vor Straßenbaustellen aufgestellt, sie werden aber auch vor anderen Gefahrenstellen aufgestellt und sind daher nur indirekte Hinweise auf möglicherweise vorhandene Straßenbaustellen.
-
Die Verkehrszeichen V6 bis V8 sind direkte Baustellenindikatoren, welche direkt auf den Beginn einer Straßenbaustelle hinweisen. Dies kann durch so genannte Überleitungstafeln gemäß dem Verkehrszeichen V6, welche Schikanen oder Spurverschwenkungen anzeigen, oder Einengungstafeln gemäß dem Verkehrszeichen V7, welche eine Spurzusammenführung anzeigen oder andere eine Straßenbaustelle SB anzeigende Verkehrszeichen V8 erfolgen. Das Verkehrszeichen V9 ist ein direkter Baustellenindikator, welcher auf das Ende einer Straßenbaustelle SB hinweist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102021001100 A1 [0003]
