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Hintergrund
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Fahrspuraufteilungen, Ausfahrten, Fahrspurzusammenführungen und Ausfahrten können mit Fahrspureigenschaftsdaten aus Bildern erfasst werden, die durch fahrzeugmontierte Kameras erhalten werden, um eine Fahrzeugfahrspurverfolgung zu verbessern. Die US-Patentveröffentlichung mit der Nummer
US 2014 / 0 032 108 A1 mit dem Titel „Zielspurauswahlverfahren mittels Navigationseingabe in Straßenwechselszenarien“ von Zeng et al. beschreibt ein Verfahren zum Auswählen einer Ziel-Fahrspur für ein Fahrzeug durch Kombinieren von linken und rechten Fahrspurgrenzinformationen mit digitalen Kartendaten und Haupt-Fahrzeug-Bewegungsdaten, um eine Fahrspurkrümmung zu berechnen.
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Ferner offenbart die
DE 10 2010 053 964 A1 ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers bei der Querführung eines Fahrzeugs, umfassend eine vorausschauende Sensoreinrichtung zur Ermittlung eines voraus liegenden Fahrspurverlaufs und ein Steuermittel, mit dem eine Unterstützungsaktion abhängig vom ermittelten Fahrspurverlauf und von aktuellen Betriebsdaten des Fahrzeugs steuerbar ist. Bei dem offenbarten Fahrerassistenzsystem ist eine Positionsermittlungseinheit zur Ermittlung einer aktuellen Position des Fahrzeugs vorhanden, eine Navigationsdatenbank ist vorhanden, die digitale Kartendaten eines Verkehrswegenetzes sowie zugehörige lokale Fahrspurinformationen umfasst, und das Steuermittel ist derart ausgeführt und eingerichtet, dass ein Anfangszeitpunkt und/oder Endzeitpunkt und/oder eine Stärke der Unterstützungsaktion abhängig von den lokalen Fahrspurinformationen steuerbar ist/sind.
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Kurzfassung
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Fahrspureigenschaftsdaten können verarbeitet werden, um linke und rechte Fahrspur-Klothoiden zu berechnen, und eine Look-Ahead-Fahrspurbreite bzw. Vorschau-Fahrspurbreite bzw. eine voraus liegende Fahrspurbreite und eine Fahrspurbreite in der Nähe können basierend auf den linken und rechten Fahrspur-Klothoiden berechnet werden. Eine Fahrspurbreitenzunahme kann berechnet werden, um eine Fahrspuraufteilung oder eine Fahrspurzusammenführung basierend auf Differenzen zwischen der Vorschau-Fahrspurbreite und der Fahrspurbreite in der Nähe zu erfassen. Es kann eine Bestimmung dahingehend erfolgen, auf welcher Seite eines Fahrzeugs die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist, und es kann eine einseitige Fahrspur-Zentrierungsberechnung basierend auf der linken Klothoide oder der rechten Klothoide gemäß der Seite des Fahrzeugs, auf welcher die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung nicht aufgetreten ist, durchgeführt werden.
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Fahrspureigenschaftsdaten können aus zumindest einem Bild erhalten werden, welches von einer oder mehreren fahrzeugmontierten Kameras aufgenommen wird.
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Es kann bestimmt werden, dass die Fahrspuraufteilung erfasst wird, wenn die Fahrspurbreitenzunahme größer als eine erste Schwelle ist. Es kann eine Bestimmung erfolgen, dass die Fahrspurbreite in der Nähe der Fahrspurbreite bei der Position unmittelbar bei dem Fahrzeug entspricht. Es kann eine Bestimmung erfolgen, dass die Vorschau-Fahrspurbreite der Fahrspurbreite entspricht, welche weiter vor dem Fahrzeug liegt als die Fahrspurbreite in der Nähe. Ein augenblicklicher Versatzsprung kann berechnet werden, um die Fahrspurzusammenführung basierend auf Differenzen zwischen den in einem Speicher gespeicherte linken oder rechten Klothoiden und der aktuellen linken oder rechten Klothoide zu erfassen. Es kann eine Bestimmung erfolgen, dass die Fahrspurzusammenführung erfasst wird, falls der augenblickliche Versatzsprung größer als eine zweite Schwelle ist und keine Fahrspuraufteilung erfasst wird. Eine Verifikation der Fahrspuraufteilung oder der Fahrspurzusammenführung kann mit gespeicherten Kartendaten durchgeführt wird. Die linke oder rechte Klothoide auf der Seite des Fahrzeugs, auf welcher die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist, kann ignoriert werden. Ein Fahrzeugversatz von der Seite des Fahrzeugs entgegengesetzt zu der Seite, auf welcher die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist, kann berechnet werden. Eine einseitige Fahrspur-Zentrierungsberechnung kann für eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Mustern durchgeführt werden, nachdem die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung erfasst wird. Die einseitige Fahrspur-Zentrierungsberechnung kann durchgeführt werden, bis das Fahrzeug eine vorbestimmte Strecke gefahren ist.
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Die Seite, auf welcher die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist, kann basierend darauf bestimmt werden, ob das Fahrzeug in einer Fahrspur „ganz links“, einer Fahrspur „ganz rechts“ oder einer „anderen“ Fahrspur fährt.
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Die Fahrspureigenschaftsdaten können Fahrspurmarkierungsinformationen von den linken und rechten Seiten des Fahrzeugs umfassen. Die Fahrspurmarkierungsinformationen umfassen eine oder mehrere Größen aus einer Position, einer Krümmung, einer Krümmungsableitung, einer Gestalt, einer Farbe und eines Typs von Fahrspurmarkierungen, und die linken und rechten Klothoiden können basierend auf den Fahrspurmarkierungsinformationen berechnet werden. Die linken und rechten Klothoiden, welche eine oder mehrere Größen aus der Position, der Krümmung, der Krümmungsableitung und der Richtung der linken und rechten Grenzen der Fahrspur beschreiben, in welcher das Fahrzeug fährt, können berechnet werden.
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Eine aktuelle Position des Fahrzeugs kann erhalten und mit gespeicherten Kartendaten korreliert werden. Die Fahrspuraufteilungen und die Fahrspurzusammenführungen können basierend auf den gespeicherten Kartendaten erfasst werden, wenn die aktuelle Position des Fahrzeugs als exakt in einer vorbestimmten Toleranz bestimmt wird.
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Ein Verfahren kann umfassen: Verarbeiten von Fahrspureigenschaftsdaten, um linke und rechte Fahrspur-Klothoiden zu berechnen; Berechnen einer Look-Ahead-Fahrspurbreite bzw. Vorschau-Fahrspurbreite und einer Fahrspurbreite in der Nähe basierend auf den linken und rechten Fahrspur-Klothoiden; Berechnen einer Fahrspurbreitenzunahme, um eine Fahrspuraufteilung oder eine Fahrspurzusammenführung basierend auf Differenzen zwischen der Vorschau-Fahrspurbreite und der Fahrspurbreite in der Nähe zu erfassen; Bestimmen, auf welcher Seite eines Fahrzeugs die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist; und Durchführen einer einseitigen Fahrspur-Zentrierungsberechnung basierend auf der linken Klothoide oder der rechten Klothoide gemäß der Seite des Fahrzeugs, auf welcher die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung nicht aufgetreten ist.
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Ein nichttransitorisches bzw. nichtflüchtiges, computerlesbares Speichermedium mit ausführbaren Anweisungen, welche, wenn diese durch eine Schaltung ausgeführt werden, die Schaltung veranlassen können, das Verfahren auszuführen.
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Ein System kann umfassen: einen oder mehrere Sensoren, um Fahrspureigenschaftsdaten zu erhalten; und eine Steuerungsvorrichtung mit einem Prozessor. Der Prozessor kann: die Fahrspureigenschaftsdaten verarbeiten, um linke und rechte Fahrspur-Klothoiden zu berechnen; eine Look-Ahead-Fahrspurbreite bzw. Vorschau-Fahrspurbreite und eine Fahrspurbreite in der Nähe basierend auf den linken und rechten Fahrspur-Klothoiden berechnen; eine Fahrspurbreitenzunahme berechnen, um eine Fahrspuraufteilung oder eine Fahrspurzusammenführung basierend auf Differenzen zwischen der Vorschau-Fahrspurbreite und der Fahrspurbreite in der Nähe zu erfassen; bestimmen, auf welcher Seite eines Fahrzeugs die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist; eine einseitige Fahrspur-Zentrierungsberechnung basierend auf der linken Klothoide oder der rechten Klothoide gemäß der Seite des Fahrzeugs durchführen, auf welcher die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung nicht aufgetreten ist; und das Fahrzeug durch Übertragen von Steuersignalen hin zu einem oder mehreren Stellgliedern des Fahrzeugs in einer Fahrspur zentrieren.
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Das System kann ein Teil eines Fahrzeugsystems oder eines Fahrzeug-Subsystems sein und kann als lösbares Modul von dem Fahrzeug entfernbar sein.
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Die vorstehende allgemeine Beschreibung der darstellenden Ausführungsformen und die nachfolgende detaillierte Beschreibung davon entsprechen lediglich beispielhaften Aspekten der Lehre dieser Offenbarung und sind nicht beschränkend.
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Kurze Beschreibung der Abbildungen
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Eine vollständigere Würdigung dieser Offenbarung und viele der begleitenden Vorteile davon werden auf einfache Art und Weise erhalten, während dieselbe mit Bezug auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung besser verständlich wird, wenn diese in Zusammenhang mit den beigefügten Abbildungen betrachtet wird, worin:
- 1 einen Fahrspur-Zentrierungsvorgang eines Algorithmus darstellt;
- 2 einen Fahrspur-Erfassungsvorgang eines Algorithmus darstellt;
- 3 einen einseitigen Fahrspur-Zentrierungsvorgang eines Algorithmus darstellt;
- 4 einen Algorithmus darstellt;
- 5A und 5B beispielhafte Darstellungen einer Fahrspurbreitenzunahme im Falle einer Fahrspuraufteilung oder einer Ausfahrt sind;
- 5C und 5D beispielhafte Abbildungen eines augenblicklichen Versatzsprungs im Falle einer Fahrspurzusammenführung oder einer Auffahrt sind;
- 6A eine beispielhafte Abbildung des einseitigen Fahrspur-Zentrierungsvorgangs im Falle einer Fahrspuraufteilung ist;
- 6B eine beispielhafte Abbildung des einseitigen Fahrspur-Zentrierungsvorgangs im Falle einer Fahrspurzusammenführung ist; und
- 7 ein Verarbeitungssystem für eine Steuerungsvorrichtung und/oder ein Computersystem schematisch darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
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In den Abbildungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen bei den mehreren Ansichten identische oder entsprechende Bauteile. Ferner besitzen die Ausdrücke „ein/eine/eines“ und dergleichen im Allgemeinen eine Bedeutung von „einem oder mehreren“, solange dies nicht anders angegeben ist. Die Abbildungen sind im Allgemeinen maßstabsgetreu gezeichnet, sofern dies nicht anders spezifiziert ist, oder diese stellen schematische Strukturen oder Flussdiagramme dar.
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Darüber hinaus beziehen sich die Ausdrücke „ungefähr“, „unmittelbar“ und ähnliche Ausdrücke im Allgemeinen auf Bereiche, welche den identifizierten Wert in einer Spanne von 20 %, 10 % oder vorzugsweise 5 % umfassen, und sämtliche Werte dazwischen.
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Diese Offenbarung betrifft ein Zentrieren eines Fahrzeugs in dessen Fahrspur beim Vorliegen von Fahrspuraufteilungen, Ausfahrten, Fahrspurzusammenführungen und Auffahrten. In der übrigen Beschreibung soll sich der Ausdruck „Fahrspuraufteilung“ auf sowohl eine Fahrspuraufteilung als auch eine Ausfahrt beziehen, und der Ausdruck „Fahrspurzusammenführung“ soll sich sowohl auf eine Fahrspurzusammenführung als auch eine Auffahrt beziehen. Diese Ausdrücke sind nicht dahingehend gedacht, dass diese den Schutzumfang dieser Offenbarung beschränken, sondern diese werden lediglich dazu verwendet, um eine präzisere Beschreibung vorzusehen.
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Ein Fahrspur-Zentrierungsvorgang 100 ist 1 dargestellt. Bei S102 werden Fahrspureigenschaftsdaten erhalten. Bei diesem Schritt werden die Bilder von linken und rechten Fahrspurmarkierungen durch zumindest eine fahrzeugmontierte Kamera erhalten. Bei S104 wird ein Fahrspur-Erfassungsvorgang ausgeführt. Eine für den vorliegenden Standort des Fahrzeugs fixierte Position wird über GPS oder ein anderes Positionierungssystem erhalten und mit gespeicherten Kartendaten verglichen, um die Position des Fahrzeugs auf einer Straße relativ zu der Karte festzustellen. Die gespeicherten Kartendaten enthalten Informationen hinsichtlich Fernstraßen bzw. Bundesstraßen und Landstraßen, welche Positionen von Fahrspuraufteilungen und Fahrspurzusammenführungen, eine Anzahl von Fahrspuren auf einer Straße, Typen von Fahrspurmarkierungen auf der Straßenoberfläche und dergleichen umfassen können. Falls die Position des Fahrzeugs beispielsweise exakt in einer vorbestimmten Toleranz liegt, welche 0,1 m (Meter), 0,2 m, 0,5 m, 1 m, 3 m oder irgendeine Strecke dazwischen betragen kann, und/oder die gespeicherten Kartendaten auf das aktuelle Jahr aktualisiert wurden, kann dann die Position des Fahrzeugs relativ zu den gespeicherten Kartendaten verwendet werden, um das Vorliegen von Fahrspuraufteilungen und Fahrspurzusammenführungen zu erfassen. Falls die Genauigkeit der Fahrzeugposition nicht in der vorbestimmten Toleranz liegt und/oder die gespeicherten Kartendaten nicht auf das aktuelle Jahr aktualisiert sind, dauert dann der Fahrspur-Erfassungsvorgang S104 an, wie nachstehend mit Bezug auf 2 erläutert ist.
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Bei S106 erfolgt eine Bestimmung dahingehend, ob eine Fahrspuraufteilung oder eine Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist. Falls die Bestimmung in einem „Ja“ resultiert, wenn eine Fahrspuraufteilung oder eine Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist, wird dann ein einseitiger Fahrspur-Zentrierungsvorgang S 108 ausgeführt. Weitere beispielhafte Details des einseitigen Fahrspur-Zentrierungsvorgangs S108 sind nachstehend mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Falls bei S106 andererseits die Bestimmung erfolgt, dass keine Fahrspuraufteilung oder Fahrspurzusammenführung erfasst wurde, kehrt der Ablauf anschließend zu Schritt S102 zurück, um Fahrspureigenschaftsdaten zu erhalten.
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2 stellt weitere Details des Fahrspur-Erfassungsvorgangs S104 dar. Bei S200 werden Bilder von der an dem Fahrzeug montierten Kamera verarbeitet, um Fahrspurmarkierungen auf den linken und rechten Seiten des Fahrzeugs zu erfassen. Die Kamera kann an dem Fahrzeug montiert sein, um Bilder der Straßenoberfläche vor dem Fahrzeug zu erhalten. Gemäß einigen Implementierungen können auf dem Fahrzeug mehr als eine Kamera montiert sein, um Bilder der Straßenoberfläche zu erhalten, auf welcher das Fahrzeug fährt. In Abhängigkeit der vom Benutzer gewünschten Konfiguration kann eine Kamera ebenso derart an dem Fahrzeug montiert sein, dass diese derart positioniert ist, um Bilder der Straßenoberfläche hinter dem Fahrzeug zu erhalten.
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Die Frequenz, mit welcher Bilder von der fahrzeugmontierten Kamera erhalten werden, kann sich auf irgendeiner durch den Nutzer konfigurierten Rate befinden, diese kann jedoch in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Genauigkeit der Fahrspureigenschaftsdaten und der Leistungsfähigkeiten der Kamera und der Verarbeitungsschaltung variieren. Gemäß einer Implementierung werden Bildmuster von der fahrzeugmontierten Kamera alle 100 ms (Millisekunden) erhalten.
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In dieser Offenbarung entspricht eine „Fahrspurmarkierung“ einem Ziel zum Aufteilen von Fahrspuren und zusätzlich zu einer weißen oder gelben Linie oder dergleichen, welche in Form einer Linie durchgehend auf der Straßenoberfläche aufgebracht ist, sind eine weiße oder gelbe gestrichelte Linie, welche derart ausgebildet ist, dass diese einer Linie durch intermittierendes Anordnen von unterbrochenen Linien bei vorbestimmten regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen und Verbinden der benachbarten unterbrochenen Linien entspricht, Botts-Punkte (Punkte oder Flecke auf einer Straßenoberfläche, welche jeweils einen Durchmesser von etwa 10 Zentimeter aufweisen), Katzenaugen (reflektierende Platte auf einer Straßenoberfläche) und dergleichen umfasst.
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Bei S202 berechnet ein Prozessor, welcher eine Verarbeitungsschaltung umfasst, eine linke Klothoide und eine rechte Klothoide für die Fahrspur, in welcher das Fahrzeug fährt, die den linken und rechten Fahrspurgrenzen bzw. Fahrspurbegrenzungen entsprechen. Der Prozessor nimmt Fahrspurmarkierungsdaten auf, die die Position, die Krümmung, die Krümmungsableitung, die Gestalt, die Farbe und den Typ von Fahrspurmarkierungen umfassen können, um die linken und rechten Klothoiden zu berechnen. Diese Klothoiden beschreiben die Position, die Krümmung, die Krümmungsableitung und die Richtung der linken und rechten Grenzen der Fahrspur, in welcher das Fahrzeug fährt, welche sich für eine Strecke ausgehend von der Position unmittelbar bei dem Fahrzeug hin zu einer vorbestimmten Strecke bzw. Entfernung vor dem Fahrzeug erstrecken. Diese vorbestimmte Strecke vor dem Fahrzeug, welche die Klothoiden-Berechnung umfasst, variiert gemäß dem sichtbaren Bereich der Kamera und der Position von Hindernissen auf der Straße.
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Die Frequenz, mit welcher die linken und rechten Klothoiden durch die Verarbeitungsschaltung berechnet werden, kann irgendeiner durch den Nutzer konfigurierten Rate entsprechen, diese kann jedoch in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Genauigkeit der Fahrspureigenschaftsdaten und der Leistungsfähigkeiten der Verarbeitungsschaltung variieren. Bei einem Aspekt werden die linken und rechten Klothoiden mit der gleichen Rate berechnet, mit welcher Kamerabilder erhalten werden, was alle 100 ms geschehen kann. Sobald die linken und rechten Klothoiden berechnet sind, können diese Klothoiden dazu verwendet werden, um Fahrspurbreiten zu berechnen, und diese können außerdem in einem Speicher gespeichert werden.
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Bei S204 werden eine Fahrspurbreite in der Nähe und eine Look-Ahead-Fahrspurbreite bzw. Vorschau-Fahrspurbreite für die Fahrspur berechnet, in welcher das Fahrzeug fährt. Diese Breiten werden durch Berechnen des seitlichen Abstands zwischen der linken Klothoide und der rechten Klothoide bei Abständen relativ zu dem Fahrzeug berechnet. Die Fahrspurbreite in der Nähe wird als die laterale Strecke zwischen den linken und rechten Klothoiden bei der Position in einer Fahrspur unmittelbar bei dem Fahrzeug berechnet. Die Vorschau-Fahrzeugbreite wird als die laterale Strecke zwischen den linken und rechten Klothoiden bei einer Strecke bzw. Entfernung weiter vor dem Fahrzeug liegend als die Fahrspurbreite in der Nähe berechnet. Die Strecke bzw. Entfernung vor dem Fahrzeug, bei welcher die Vorschau-Fahrspurbreite berechnet wird, kann irgendeiner annehmbaren Strecke entsprechen, um eine Veränderung der Fahrspurbreite zu erfassen, in dem Bereich von 0,5 m bis 100 m, und außerdem mit 0,5 m, 1 m, 5 m, 10 m, 25 m, 50 m, 75 m, 100 m oder mehr, in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Klothoiden-Parametergenauigkeit und des Typs der Implementierung der Steuerungsvorrichtung.
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Bei S206 berechnet die Verarbeitungsschaltung eine Fahrspurbreitenzunahme, welche einer Differenz zwischen der Fahrspurbreite in der Nähe und der Vorschau-Fahrspurbreite entspricht. Zusätzlich wird durch Berechnen der Differenz hinsichtlich der lateralen Position zwischen den aktuellen linken und rechten Klothoiden und den vorhergehenden linken und rechten Klothoiden, welche in dem Speicher gespeichert sind, ein augenblicklicher Versatzsprung berechnet. Der augenblickliche Versatzsprung, welcher für die rechte Seite des Fahrzeugs berechnet wird, umfasst insbesondere das Berechnen der Differenz zwischen der zuletzt berechneten rechten Klothoide und einer in dem Speicher gespeicherten rechten Klothoide. Die in dem Speicher gespeicherte rechte Klothoide, welche für die Berechnung des augenblicklichen Versatzsprungs ausgewählt wird, kann in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Klothoiden-Parametergenauigkeit und Leistungsfähigkeiten der Verarbeitungsschaltung variieren. Die aus dem Speicher entnommene Klothoide, welche für die Berechnung des augenblicklichen Versatzsprungs ausgewählt wird, wurde für die Position des Fahrzeugs in der Vergangenheit (das heißt, für eine Zeit entsprechend der Zeit, als sich das Fahrzeug eine Strecke vor dessen aktueller Position befand) in einem Bereich von 0,5 m bis 100 m ausgehend von der aktuellen Fahrzeugposition zurück berechnet. Eine spezifische Strecke kann durch einen Nutzer oder einen Servicetechniker ausgewählt werden, und diese kann auf 0,5 m, 1 m, 5 m, 10 m, 25 m, 50 m, 75 m, 100 m oder irgendeine Strecke dazwischen eingestellt sein.
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Bei S208 erfolgt eine Bestimmung dahingehend, ob eine Fahrspuraufteilung oder eine Fahrspurzusammenführung erfasst wird. Falls die berechnete Fahrspurbreitenzunahme von S206 größer als eine erste vorbestimmte Schwelle ist, wird eine Fahrspuraufteilung erfasst. Vorbestimmte Schwellen für eine Fahrspurbreitenzunahme bei S206, welche eine Fahrspuraufteilung angibt, können von unten durch einen geeigneten Prozentsatz der Fahrspurbreite, welcher 20 % betragen kann, begrenzt sein, oder diese können von unten durch einen absoluten Wert, welcher in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Klothoiden-Parametergenauigkeit und des Typs der Implementierung der Steuerungsvorrichtung 50 cm betragen kann, begrenzt sein.
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Falls der berechnete augenblickliche Versatzsprung von S206 größer als eine zweite vorbestimmte Schwelle ist, wird dann eine Fahrspurzusammenführung erfasst. Vorbestimmte Schwellen für einen augenblicklichen Versatzsprung bei S206, welcher eine Fahrspurzusammenführung angibt, können von unten durch einen geeigneten Prozentsatz der Fahrspurbreite, welcher 20 % betragen kann, begrenzt sein, oder diese können von unten durch einen Absolutwert beschränkt sein, welcher in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Klothoiden-Parametergenauigkeit und des Typs der Implementierung der Steuerungsvorrichtung 50 cm betragen kann.
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3 stellt weitere Details des einseitigen Fahrspur-Zentrierungsvorgangs S108 dar. Bei S300 bestimmt eine Verarbeitungsschaltung, ob die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung auf der linken Seite oder der rechten Seite des Fahrzeugs aufgetreten ist. Die Seite des Fahrzeugs, auf welcher eine Fahrspuraufteilung auftritt, wird als die Seite des Fahrzeugs bestimmt, deren erfasste Fahrspurmarkierungen durchgehenden Linien entsprechen, und die erfassten Fahrspurmarkierungen auf der Seite entgegengesetzt zu der Fahrspuraufteilung entsprechen unterbrochenen Linien. Die Seite des Fahrzeugs, auf welcher eine Fahrspurzusammenführung auftritt, wird durch die Klothoide bestimmt, welche den augenblicklichen Versatzsprung erfährt. Falls die rechte Klothoide beispielsweise einen augenblicklichen Versatzsprung erfährt, welcher die vorbestimmte Schwelle überschreitet, ist dann die Fahrspurzusammenführung auf der rechten Seite der rechten Seite des Fahrzeugs aufgetreten.
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Gemäß einer Implementierung wird die Fahrspur, in welcher das Fahrzeug fährt, dazu verwendet, um zu bestimmen, auf welcher Seite die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist. Bei dieser Implementierung kann für eine Straße einschließlich mehrerer Fahrspuren die aktuelle Fahrspur, in welcher das Fahrzeug fährt, als „ganz links“, „ganz rechts“ oder „andere“ identifiziert werden. Falls eine Fahrspuraufteilung oder eine Fahrspurzusammenführung erfasst wird, während das Fahrzeug in der Fahrspur „ganz links“ fährt, wird dann bestimmt, dass die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung auf der linken Seite des Fahrzeugs aufgetreten ist. Falls eine Fahrspuraufteilung oder eine Fahrspurzusammenführung erfasst wird, während das Fahrzeug in der Fahrspur „ganz rechts“ fährt, wird dann bestimmt, dass die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung auf der rechten Seite des Fahrzeugs aufgetreten ist. Falls das Fahrzeug in einer Fahrspur fährt, welche als „andere“ klassifiziert ist, fällt dann die Bestimmung der Seite des Fahrzeugs, auf welcher die Fahrspuraufteilung oder die Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist, standardmäßig auf die rechte Seite des Fahrzeugs.
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Bei S302 führt die Verarbeitungsschaltung eine Verifikation der Fahrspuraufteilung oder der Fahrspurzusammenführung mit den gespeicherten Kartendaten aus. Es kann ein Positionierungssystem, wie ein GPS, verwendet werden, um die relative Position des Fahrzeugs auf einer gespeicherten Karte festzustellen, welche Eigenschaftsdaten, wie Straßeneigenschaften, die Fahrspuraufteilungspositionen, Fahrspurzusammenführungspositionen und dergleichen umfasst, enthält, um zu verifizieren, ob die berechnete Fahrspuraufteilung oder Fahrspurzusammenführung korrekt ist. Bei S304 ignoriert die Verarbeitungsschaltung die rechte oder linke Klothoide für die Seite des Fahrzeugs, auf welcher die Fahrspuraufteilung oder Fahrspurzusammenführung erfasst wird. Falls beispielsweise eine Fahrspuraufteilung auf der rechten Seite des Fahrzeugs erfasst wird, betrachtet der Prozessor dann die rechte Klothoide nicht.
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Bei S306 berechnet die Verarbeitungsschaltung einen Fahrzeugversatz von der nicht-ignorierten Klothoide. Die nicht-ignorierte Klothoide entspricht insbesondere der Klothoide auf der Seite des Fahrzeugs entgegengesetzt zu der Seite des Fahrzeugs, auf welcher die Fahrspuraufteilung oder Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist. Bei dem Beispiel, bei welchem eine Fahrspuraufteilung auf der rechten Seite des Fahrzeugs vorliegt, basiert der Fahrzeugversatz auf der linken Klothoide. Bei diesem Beispiel wird der Fahrzeugversatz durch Berechnen der Hälfte einer durchschnittlichen lateralen Strecke der Fahrspurbreite von der linken Klothoide bestimmt. Eine durchschnittliche Strecke der Fahrspurbreiten kann online als ein laufender Durchschnitt von zuvor identifizierten Fahrspurbreiten berechnet werden oder aus Offline-Informationen, wie einer Karte oder Statistiken, entnommen werden. Die durchschnittliche Fahrspurbreite kann zu Kalibrierungszwecken außerdem durch einen Nutzer oder Techniker angepasst werden, um Berechnungen anzupassen, so dass diese für spezifische Örtlichkeiten passen.
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Bei S308 wird das Fahrzeug in der korrekten Fahrspur zentriert, was ein Aufrechterhalten des aktuellen Kurses und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder das Durchführen von Anpassungen des Kurses des Fahrzeugs und/oder der Geschwindigkeit umfassen kann, um das Fahrzeug in dessen aktueller Fahrspur zu zentrieren oder das Fahrzeug in Richtung hin zu der Mitte einer gewünschten Fahrspur zu lenken. Die Verarbeitungsschaltung sendet Steuersignale hin zu einem oder mehreren Fahrzeugstellgliedern, um Anpassungen bei der einen oder mehreren betätigten Komponenten vorzunehmen, welche Lenk-, Brems-, Gaspedal-, und Drossel-Steuerungsvorrichtungen eines Fahrzeugs umfassen können, die mit mechanischen Stellgliedern verdrahtet sein können, um ein Lenkrad zu lenken, ein Gaspedal nieder zu drücken/zu lösen und ein Bremspedal nieder zu drücken/zu lösen. Es können ebenso elektronische Drive-By-Wire-Steuerungsvorrichtungen verwendet werden. Die Steuerungsvorrichtungen können durch eine oder mehrere elektronische Steuerungseinheiten (ECUs) implementiert sein. Falls bei einer beispielhaften Verwendung bestimmt wurde, dass das Fahrzeug von der Mitte dessen Fahrspur nach rechts weg abgedreht hat, kann dann die Verarbeitungsschaltung ein Steuersignal hin zu dem Lenk-Stellglied senden, um das Lenken nach links anzupassen, um das Fahrzeug in der Fahrspur zu zentrieren oder wieder zu zentrieren, und es können außerdem die entgegengesetzten Funktionen vorgesehen sein, wenn bestimmt wurde, dass das Fahrzeug nach links abgedreht hat. Ferner können solche Lenkkorrekturen, um das Fahrzeug in der korrekten Fahrspur zu zentrieren, mit einem Verändern einer Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf einer Straßengeschwindigkeitsbeschränkung oder erfassten Fahrzeugen kombiniert werden. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann insbesondere angepasst werden, um Kollisions-Vermeidungsalgorithmen durchzuführen und/oder einen vorbestimmten Abstand zwischen Fahrzeugen aufrechtzuerhalten.
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4 stellt einen Algorithmus zum Durchführen eines einseitigen Fahrspur-Zentrierungsvorgangs dar. Bei S400 führt ein Prozessor, welcher eine Verarbeitungsschaltung umfasst, einen Fahrspur-Erfassungsvorgang bei Bildern durch, die von zumindest einer fahrzeugmontierten Kamera erhalten werden, und dieser gibt eine linke Klothoide und eine rechte Klothoide gemäß den linken und rechten Fahrspurbegrenzungen aus. Die Schaltung nimmt Fahrspurmarkierungsdaten auf, welche eine Position, eine Krümmung, eine Krümmungsableitung, eine Gestalt, eine Farbe und einen Typ von Fahrspurmarkierungen umfassen können, um die linken und rechten Klothoiden zu berechnen. Diese Klothoiden beschreiben die Position, die Krümmung, wie Krümmungsableitung und die Richtung der linken und rechten Grenzen der Fahrspur, in welcher das Fahrzeug fährt, in einer Strecke ausgehend von der Position unmittelbar bei dem Fahrzeug hin zu einer vorbestimmten Strecke vor dem Fahrzeug. Diese vorbestimmte Strecke vor dem Fahrzeug, welche die Klothoiden-Berechnung umfasst, kann in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Klothoiden-Parametergenauigkeit und von Eigenschaften der Verarbeitungsschaltung variieren, diese kann jedoch in einem Bereich von 0,5 m bis 100 m liegen und 0,5 m, 1 m, 5 m, 10 m, 25 m, 50 m, 75 m, 100 m oder mehr umfassen.
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Bei S404 wird eine Fahrspurbreite in der Nähe berechnet. Diese Breite wird durch Berechnen der lateralen Strecke zwischen den linken und rechten Klothoiden bei der Position unmittelbar bei dem Fahrzeug in einer Fahrspur berechnet. Bei S402 wird eine Look-Ahead-Fahrspurbreite bzw. Vorschau-Fahrspurbreite berechnet. Diese Breite wird durch Berechnen einer lateralen Strecke zwischen den linken und rechten Klothoiden bei einer Strecke berechnet, die weiter vor dem Fahrzeug liegt als die Fahrspurbreite in der Nähe. Die Strecke vor dem Fahrzeug, bei welcher die Vorschau-Fahrspurbreite berechnet wird, kann irgendeiner annehmbaren Strecke, um eine Veränderung einer Fahrspurbreite zu erfassen, in einem Bereich von 0,5 m bis 100 m entsprechen und diese umfasst 0,5 m, 1 m, 5 m, 10 m, 25 m, 50 m, 75 m, 100 m oder mehr.
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Bei S406 berechnet der Prozessor eine Fahrspurbreitenzunahme, welche einer Differenz zwischen der Fahrspurbreite in der Nähe und der Vorschau-Fahrspurbreite entspricht. Bei S408 wird die Fahrspurbreitenzunahme mit einer vorbestimmten Schwelle verglichen. Falls die Fahrspurbreitenzunahme größer als die Schwelle ist, was in einem „Ja“ resultiert, wird bei S410 dann bestimmt, dass eine Fahrspuraufteilung erfasst wurde. Vorbestimmte Schwellen für eine Fahrspurbreitenzunahme bei S408, welche eine Fahrspuraufteilung angibt, können von unten durch einen geeigneten Prozentsatz der Fahrspurbreite, welcher 20 % betragen kann, beschränkt sein, oder durch einen absoluten Wert von unten beschränkt sein, welcher in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Klothoiden-Parametergenauigkeit und des Typs der Implementierung der Steuerungsvorrichtung 50 cm (Zentimeter) betragen kann.
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Falls der Vergleich mit der vorbestimmten Schwelle bei S408 andererseits nicht erfüllt ist, was in einem „Nein“ resultiert, wird dann keine Fahrspuraufteilung erfasst.
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Sobald bestimmt wurde, dass bei S410 eine Fahrspuraufteilung erfasst wurde, wählt der Prozessor bei S412 die linke oder rechte Klothoide für eine Fahrspurzentrierung aus. Die ausgewählte Klothoide liegt auf der Seite des Fahrzeugs entgegengesetzt zu der Seite, auf welcher die Fahrspuraufteilung aufgetreten ist. Bei einem Beispiel, bei welchem eine Fahrspuraufteilung auf der rechten Seite des Fahrzeugs vorliegt, wird das Fahrzeug in der Fahrspur durch Berechnen eines seitlichen Versatzes von der linken Klothoide zentriert. Der seitliche Versatz kann als die Hälfte der Strecke einer durchschnittlichen Fahrspurbreite berechnet werden. Eine durchschnittliche Strecke einer Fahrspurbreite kann online als ein laufender Durchschnitt von zuvor identifizierten Fahrspurbreiten berechnet werden oder aus Offline-Informationen, wie einer Karte oder Statistiken, entnommen werden.
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Bei S414 wird die linke Klothoide in dem Speicher gespeichert, so dass diese zukünftig eingegeben werden kann, um einen augenblicklichen Versatzsprung bei S416 zu berechnen. Bei S416 wird der augenblickliche Versatzsprung durch Berechnen einer Differenz der seitlichen Position zwischen der aktuellen linken Klothoide bei der Position unmittelbar bei dem Fahrzeug und einer vorhergehenden linken Klothoide, welche in dem Speicher gespeichert ist, berechnet. Eine in dem Speicher gespeicherte Klothoide, welche für die Berechnung des augenblicklichen Versatzsprungs verwendet wird, kann insbesondere durch den Nutzer basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Klothoiden-Parametergenauigkeit und den Eigenschaften der Verarbeitungsschaltung beispielsweise basierend auf einer vorhergehenden Position des Fahrzeugs konfiguriert sein. Gemäß einem Aspekt wurde die aus dem Speicher entnommene Klothoide, welche für die Berechnung des augenblicklichen Versatzsprungs ausgewählt wird, für die Fahrzeugposition 25 m in der Vergangenheit (das heißt, bei einer Zeit entsprechend einer Zeit, als sich das Fahrzeug 25 m vor dessen aktueller Position befand) berechnet. Alternativ kann ein Zeitwert verwendet werden, um eine Klothoide aus dem Speicher abzurufen. Insbesondere kann eine Klothoide gemäß 100 ms vorher oder zu irgendeiner Zeit zwischen 50 ms und 2 Sekunden verwendet werden. Es kann jedoch basierend auf einem Eingang eine andere Strecke/Zeitwerte ausgewählt oder vorherbestimmt werden.
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Bei S418 erfolgt eine Bestimmung, dass ein augenblicklicher Versatzsprung aufgetreten ist, wenn ein berechneter Wert größer als eine vorbestimmte Schwelle ist. Vorbestimmte Schwellen für einen augenblicklichen Versatzsprung bei S418, welcher eine Fahrspurzusammenführung angibt, können von unten durch einen geeigneten Prozentsatz der Fahrspurbreite, welcher 20 % betragen kann, begrenzt sein, oder durch einen Absolutwert von unten begrenzt sein, welcher in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Klothoiden-Parametergenauigkeit und des Typs der Implementierung der Steuerungsvorrichtung 50 cm betragen kann. Falls die vorbestimmte Schwelle für den augenblicklichen Versatzsprung erfüllt ist, was in einem „Ja“ resultiert, dauert der Prozess anschließend an. Falls der Vergleich mit der vorbestimmten Schwelle bei S418 andererseits nicht erfüllt ist, was in einem „Nein“ resultiert, wird dann keine Fahrspurzusammenführung erfasst und der Vorgang wird zu S416 zurückgeführt, um einen nächsten augenblicklichen Versatzsprung zu berechnen.
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Bei S420 wird eine Fahrspurzusammenführung auf der linken Seite des Fahrzeugs erfasst, wenn der augenblickliche Versatzsprung bei S418 größer als die vorbestimmte Schwelle ist und keine Fahrspuraufteilung aufgetreten ist. Bei S422 wird die rechte Klothoide für eine Fahrspurzentrierung ausgewählt, welche der Seite des Fahrzeugs entspricht, die entgegengesetzt zu der Seite liegt, auf welcher die Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist. Die Informationen der linken Klothoide werden nicht berücksichtigt. Das Fahrzeug wird durch Berechnen eines seitlichen Versatzes zu der rechten Klothoide, welcher ebenso als der Fahrzeugversatz bezeichnet werden kann, in der Fahrspur zentriert. Der Fahrzeugversatz kann als die Hälfte einer durchschnittlichen Strecke einer Fahrspurbreite berechnet werden. Eine durchschnittliche Strecke einer Fahrspurbreite kann online als ein laufender Durchschnitt von zuvor identifizierten Fahrspurbreiten berechnet werden oder aus Offline-Informationen, wie einer Karte oder Statistiken, entnommen werden.
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Bei S424 wird die rechte Klothoide in dem Speicher gespeichert, so dass diese verwendet werden kann, um den augenblicklichen Versatzsprung bei S426 zu berechnen. Bei S426 wird der augenblickliche Versatzsprung durch Berechnen einer Differenz der seitlichen Position zwischen der aktuellen rechten Klothoide und einer in dem Speicher gespeicherten vorhergehenden rechten Klothoide berechnet. Die in dem Speicher gespeicherte Klothoide, welche für die Berechnung des augenblicklichen Versatzsprungs verwendet wird, kann insbesondere durch den Nutzer basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Klothoiden-Parametergenauigkeit und den Eigenschaften der Verarbeitungsschaltung konfiguriert sein. Gemäß einem Aspekt wurde die aus dem Speicher abgerufene Klothoide, welche für die Berechnung des augenblicklichen Versatzsprungs ausgewählt wird, für die Fahrzeugposition 25 m in der Vergangenheit (das heißt, zu einer Zeit entsprechend einer Zeit, als sich das Fahrzeug 25 m vor dessen aktueller Position befand) berechnet.
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Bei S428 erfolgt eine Bestimmung, dass ein augenblicklicher Versatzsprung aufgetreten ist, wenn ein berechneter Wert größer als eine vorbestimmte Schwelle ist. Vorbestimmte Schwellen für einen augenblicklichen Versatzsprung bei S428, welcher eine Fahrspurzusammenführung angibt, können von unten durch einen geeigneten Prozentsatz der Fahrspurbreite, welcher 20 % betragen kann, beschränkt sein, oder durch einen Absolutwert, welcher in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Klothoiden-Parametergenauigkeit und des Typs der Implementierung der Steuerungsvorrichtung 50 cm betragen kann, nach unten beschränkt sein. Falls die vorbestimmte Schwelle für den augenblicklichen Versatzsprung erfüllt ist, was in einem „Ja“ resultiert, dauert der Prozess anschließend an. Falls der Vergleich mit der vorbestimmten Schwelle bei S428 andererseits nicht erfüllt ist, was in einem „Nein“ resultiert, wird anschließend keine Fahrspurzusammenführung erfasst und der Vorgang wird zu S426 zurückgeführt, um den nächsten augenblicklichen Versatzsprung zu berechnen.
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Bei S430 wird eine Fahrspurzusammenführung auf der rechten Seite des Fahrzeugs erfasst, wenn der augenblickliche Versatzsprung bei S428 größer als die vorbestimmte Schwelle ist und keine Fahrspuraufteilung aufgetreten ist. Bei S432 wird die linke Klothoide für die Fahrspurzentrierung ausgewählt, welche der Seite des Fahrzeugs entspricht, die entgegengesetzt zu der Seite liegt, auf welcher die Fahrspurzusammenführung aufgetreten ist. Die Informationen der rechten Klothoide werden nicht berücksichtigt. Das Fahrzeug wird durch Berechnen eines seitlichen Versatzes zu der linken Klothoide, welcher ebenso als der Fahrzeugversatz bezeichnet werden kann, in der Fahrspur zentriert. Der Fahrzeugversatz kann als die Hälfte einer durchschnittlichen Strecke einer Fahrzeugbreite berechnet werden. Eine durchschnittliche Strecke der Fahrzeugbreite kann online als ein laufender Durchschnitt von zuvor identifizierten Fahrspurbreiten berechnet werden oder aus Offline-Informationen, wie einer Karte oder Statistiken, entnommen werden.
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Die vorstehend diskutierten Algorithmen oder Abschnitte davon können geeignet wiederholt oder in einer Schleife ausgeführt werden, um eine Fahrspurzentrierung oder die Erfassung beispielsweise einer Fahrspuraufteilung, von Auf- oder Abfahrten oder einer Fahrspurzusammenführung kontinuierlich, semi-kontinuierlich oder bedarfsgerecht vorzusehen.
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In 5 und 6 sind die darin dargestellten Beispiele spezifisch für ein Fahren auf der rechten Seite der Straße, wobei Auf- und Abfahrten im Allgemeinen auf der rechten Seite der Straße liegen. Die Lehre dieser Offenbarung ist jedoch nicht auf solche Beispiele beschränkt, da die Lehre dieser Offenbarung ebenso auf Auf- bzw. Abfahrten auf der linken Seite der Straße und auf ein Fahren auf der linken Seite der Straße anwendbar ist. Bei diesen Situationen können die nachstehend diskutierten Beispiele mit Bezug auf 5 und 6 spiegelverkehrt betrachtet werden (wobei links durch rechts ersetzt ist und umgekehrt).
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5A und 5B stellen beispielhafte Fahrspurbreitenzunahmen im Falle einer Fahrspuraufteilung dar. 5A stellt eine Fahrspuraufteilung auf der linken Seite des Fahrzeugs dar und 5B stellt eine Ausfahrt auf der rechten Seite des Fahrzeugs dar. 5A und 5B stellen die Zunahme der Fahrspurbreite vor dem Fahrzeug auf der Seite des Fahrzeugs, auf welcher die Fahrspuraufteilung oder Abfahrt aufgetreten ist, dar. Zusätzlich entsprechen die Fahrspurmarkierungen auf der Seite des Fahrzeugs mit der Fahrspuraufteilung oder der Abfahrt durchgehenden Linien und die Fahrspurmarkierungen auf der Seite des Fahrzeugs entgegengesetzt zu der Fahrspuraufteilung oder der Abfahrt entsprechen gestrichelten Linien. Bei der Implementierung von 5B im Falle einer Ausfahrt auf der rechten Seite des Fahrzeugs wechselt die Fahrspurmarkierung mit der durchgehenden Linie auf der rechten Seite des Fahrzeugs hin zu einer gestrichelten Linie und es wird eine durchgehende Linie bei der Position der Fahrspuraufteilung gefolgt von einer nicht vorhandenen gestrichelten Linie auf der rechten Seite des Fahrzeugs erfasst. In dieser Situation entspricht die erfasste Fahrspurgrenze auf der rechten Seite des Fahrzeugs der durchgehenden Linie nach dem Verschwinden der gestrichelten Linie, was zu einer berechneten oder allmählichen Zunahme der Fahrspurbreite auf der rechten Seite des Fahrzeugs führt. Die gestrichelte Linie kann außerdem in Zusammenhang mit der durchgehenden Linie erfasst werden, wodurch eine Fahrspuraufteilung angegeben wird. Andererseits entspricht die Klothoide, welche für eine Fahrspurzentrierung im Falle einer Fahrspuraufteilung oder Abfahrt ausgewählt ist, der Seite mit den Fahrspurmarkierungen mit der gestrichelten Linie. Bei einer Implementierung kann die gestrichelte Linie auf der Seite der Fahrspuraufteilung über die Fahrspuraufteilung fortlaufen. Falls in dieser Situation die Fahrspurgrenze mit der unterbrochenen Linie anstelle der durchgehenden Linie bei der Position der Fahrspuraufteilung geeignet erfasst wird, würde die einseitige Fahrspurzentrierung nicht verwendet und die Fahrspurgrenze mit der durchgehenden Linie der Fahrspuraufteilung oder der Abfahrt wird ignoriert.
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5C und 5D stellen beispielhafte augenblickliche Versatzsprünge im Falle einer Fahrspurzusammenführung dar. 5C stellt eine Fahrspurzusammenführung dar, welche auf der linken Seite des Fahrzeugs auftritt, und 5D stellt eine Auffahrt dar, welche auf der rechten Seite des Fahrzeugs auftritt. 5C und 5D stellen eine unmittelbare Zunahme der lateralen Strecke bzw. des seitlichen Abstands von dem Fahrzeug der Klothoide auf der Seite des Fahrzeugs dar, auf welcher die Fahrspurzusammenführung oder die Auffahrt aufgetreten ist. Bei der Implementierung von 5D wechselt die Fahrspurmarkierung mit der durchgehenden Linie auf der rechten Seite des Fahrzeugs im Falle einer Auffahrt auf der rechten Seite des Fahrzeugs hin zu einer gestrichelten Linie, und einer durchgehende Linie bei der Position der Fahrspurzusammenführung gefolgt von einer nicht vorhandenen unterbrochenen Linie auf der rechten Seite des Fahrzeugs. In dieser Situation entspricht die erfasste Fahrspurgrenze auf der rechten Seite des Fahrzeugs der durchgehenden Linie, was zu einer unmittelbaren Zunahme einer lateralen Strecke von dem Fahrzeug zu der Klothoide auf der rechten Seite des Fahrzeugs führt.
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6A stellt einen beispielhaften einseitigen Fahrspur-Zentrierungsvorgang im Falle einer Fahrspuraufteilung dar. Bei diesem Beispiel tritt die Fahrspuraufteilung auf der rechten Seite des Fahrzeugs auf. Die Informationen der rechten Klothoide werden ignoriert und die linke Klothoide wird für die Fahrspurzentrierung verwendet. Zusätzlich ist die Fahrspurmitte, auf welcher das Fahrzeug fährt, annähernd gleich der Hälfte einer durchschnittlichen Strecke der Fahrspurbreite ausgehend von der linken Klothoide, was als der Fahrzeugversatz bezeichnet ist. Der einseitige Fahrspur-Zentrierungsvorgang kann nach einer vorbestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Klothoiden-Mustern, welche eine Fahrspuraufteilung erfassen, stattfinden. Gemäß einem Aspekt beträgt die Anzahl der aufeinanderfolgenden Klothoiden-Mustern 2. Der einseitige Fahrspur-Zentrierungsvorgang kann für eine vorbestimmte Strecke der Fahrzeugfahrt in Kraft bleiben, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug die Fahrspuraufteilung passiert hat. Die Strecke der Fahrzeugfahrt kann in dem Bereich von 1 m bis 100 m liegen, jedoch ebenso 5 m, 10 m, 25 m, 50 m, 75 m, 100 m oder mehr umfassen. Bei einer Implementierung kann diese Strecke der Fahrzeugfahrt 70 m betragen.
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6B stellt einen beispielhaften einseitigen Fahrspur-Zentrierungsvorgang im Falle einer Fahrspurzusammenführung dar. Bei diesem Beispiel tritt die Fahrspurzusammenführung auf der rechten Seite des Fahrzeugs auf. Die Informationen der rechten Klothoide werden ignoriert und die linke Klothoide wird für die Fahrspurzentrierung verwendet. Zusätzlich ist die Fahrspurmitte, auf welcher das Fahrzeug fährt, annähernd gleich der Hälfte einer durchschnittlichen Strecke einer Fahrspurbreite ausgehend von der linken Klothoide, was als der Fahrzeugversatz bezeichnet ist. Der einseitige Fahrspur-Zentrierungsvorgang kann nach einer vorbestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Klothoiden-Mustern, welche eine Fahrspurzusammenführung erfassen, wirksam werden. Gemäß einem Aspekt entspricht die Anzahl der aufeinanderfolgenden Klothoiden-Mustern gleich 2. Der einseitige Fahrspur-Zentrierungsvorgang kann für eine vorbestimmte Strecke der Fahrzeugfahrt wirksam bleiben, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug die Fahrspurzusammenführung passiert hat. Die Strecke der Fahrzeugfahrt kann in dem Bereich von 1 m bis 100 m liegen, jedoch ebenso 5 m, 10 m, 25 m, 50 m, 75 m, 100 m oder mehr umfassen. Bei einer Implementierung kann diese Strecke der Fahrzeugfahrt 70 m entsprechen.
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Aspekte dieser Offenbarung beziehen sich auf die Berechnung der Mitte einer Fahrspur beim Vorliegen von Fahrspuraufteilungen und Fahrspurzusammenführungen und diese Aspekte können auf autonome oder semi-autonome Antriebssysteme angewendet werden. Bei einem beispielhaften Antriebssystem wird eine Route für das Fahrzeug, welcher gefolgt werden soll, entweder a priori oder in Echtzeit in ein Navigationssystem geladen. Basierend auf der aktuellen Fahrzeugroute und der berechneten Fahrspurmitte kann die Verarbeitungsschaltung Steuerungssignale ausgeben, welche hin zu einem oder Lenkmehreren Stellgliedern übertragen werden, die eine oder mehrere betätigte Komponenten des Fahrzeugs steuern. Diese betätigten Komponenten können ein oder mehrere Elemente aus Lenksteuerungen, Bremsen, Gaspedalen, Blinkern und/oder einer Fahrzeughupe umfassen. Gemäß einer Implementierung kann es notwendig sein, dass sich das Fahrzeug hin zu einer anderen Fahrspur (beispielsweise einer Fahrspur ganz rechts ausgehend von einer mittleren Fahrspur) bewegt, um dessen Route aufrechtzuerhalten. Steuersignale können hin zu einem geeigneten Abbiegesignal-Indikator, einem Lenkmechanismus und Gaspedal/Bremspedal übertragen werden, um den Fahrspurwechsel auszuführen, und das Fahrzeug kann anschließend in dessen neuer Fahrspur über geeignete Lenkanpassungen basierend auf den hier diskutierten Algorithmen zentriert werden.
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Blöcke oder Schaltungen einer Computerarchitektur (das heißt Schaltung), welche hierin gezeigt oder beschrieben sind, können in einem einzelnen Verarbeitungssystem implementiert sein oder über eine Mehrzahl von Verarbeitungssysteme verteilt sein, welche als separate Prozessoren oder Schaltungen bezeichnet sein können. Beispielsweise kann jeder der Blöcke der Architektur einem diskreten Prozessor, System oder einer logischen Komponente entsprechen. Ferner können beispielhafte Funktionen oder Merkmale durch eine gemeinsame Schaltung durchgeführt werden oder durch einen Universal- bzw. Mehrzweckprozessor, welcher spezifische Anweisungen ausführt.
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7 stellt ein beispielhaftes Verarbeitungssystem (das heißt, einen beispielhaften Prozessor oder eine Schaltung) dar. Eines oder mehrerer solcher Verarbeitungssysteme kann/können verwendet werden, um einen oder mehrere Algorithmen oder Abschnitte davon, oder einen oder mehrere Architekturblöcke oder Abschnitte davon gemäß der hierin vorgesehenen Beschreibung auszuführen. Das System kann als eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) oder ein in einem Fahrzeug eingebauter diskreter Computer ausgeführt und/oder implementiert werden.
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Das beispielhafte Verarbeitungssystem kann unter Verwendung von einem oder mehreren Mikroprozessoren oder den Äquivalenten, wie einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) und/oder zumindest einen anwendungsspezifischen Prozessor ASP (nicht gezeigt) implementiert werden. Der Mikroprozessor entspricht einer Schaltung, welche ein computerlesbares Speichermedium, wie eine Speicherschaltung (beispielsweise ROM, EPROM, EEPROM, einen Flash-Speicher, einen statischen Speicher, DRAM, SDRAM und deren Äquivalente), verwendet, welches derart konfiguriert ist, dass dieses den Mikroprozessor steuert, um die Prozesse und Systeme dieser Offenbarung durchzuführen und/oder zu steuern. Weitere Speichermedien können über eine Steuerungsvorrichtung, wie eine Festplatten-Steuerungsvorrichtung, gesteuert werden, welche ein Festplattenlaufwerk oder ein optisches Laufwerk steuern kann.
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Der Mikroprozessor oder Aspekte davon kann/können bei alternativen Implementierungen eine logische Vorrichtung für ein Erweitern bzw. Verbessern oder ein vollständiges Implementieren dieser Offenbarung umfassen oder exklusiv umfassen.
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Eine solche logische Vorrichtung umfasst eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), ein generisches Array einer Logik (GAL) und deren Äquivalente, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Mikroprozessor kann eine separate Vorrichtung oder ein einzelner Verarbeitungsmechanismus sein. Ferner kann diese Offenbarung von Parallel-Verarbeitungseigenschaften einer Mehr-Kern-CPU profitieren. Es kann außerdem eine Steuerungsschaltung eingesetzt werden, welche durch einen oder mehrere Prozessoren in einer Multi-Verarbeitungsanordnung vorgesehen ist, um Abfolgen von Anweisungen auszuführen, welche in dem Speicher enthalten sind. Alternativ kann anstelle oder in Kombination mit Softwareanweisungen eine fest verdrahtete Schaltung verwendet werden. Daher sind die hierin diskutierten beispielhaften Implementierungen nicht auf irgendeine spezifische Konfiguration einer Hardwareschaltung und Software beschränkt.
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Bei einem weiteren Aspekt können Verarbeitungsergebnisse gemäß dieser Offenbarung über eine Anzeige-Steuerungsvorrichtung hin zu bzw. bei einem Monitor angezeigt werden. Die Anzeige-Steuerungsvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest eine grafische Verarbeitungseinheit, welche für eine verbesserte Berechnungseffizienz durch eine Mehrzahl von Grafik-Verarbeitungskernen vorgesehen sein kann. Die Anzeige-Steuerungsvorrichtung oder Abschnitte davon können außerdem in die CPU mit aufgenommen sein. Zusätzlich ist eine I/O (Eingangs/Ausgangs)-Schnittstelle zum Eingeben von Signalen und/oder Daten von einem Mikrofon, Lautsprechern, Kameras, einer Maus, einer Tastatur, einer berührungsbasierten Anzeige oder einer Pad-Schnittstelle usw., welche mit der I/O-Schnittstelle als ein Peripheriegerät verbunden sein können, vorgesehen. Beispielsweise kann eine Tastatur oder eine Zeigevorrichtung zum Steuern von Parametern der verschiedenen Prozesse oder Algorithmen dieser Offenbarung mit der I/O-Schnittstelle verbunden sein, um eine zusätzliche Funktionalität und Konfigurationsoptionen vorzusehen oder Anzeigecharakteristika zu steuern. Darüber hinaus kann der Monitor mit einer berührungsempfindlichen oder Gesten-erfassenden Schnittstelle zum Vorsehen einer Befehls/Anweisungs-Schnittstelle vorgesehen sein.
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Bei einer beispielhaften Implementierung ist die I/O-Schnittstelle zum Eingeben von Sensordaten von Sensoren 1, 2... N vorgesehen. Die Sensoren entsprechen einer oder mehreren fahrzeugmontierten Kameras, welche CMOS, CCD oder andere Digitalkameras umfassen können, die Bilder der Straßenoberfläche erhalten, die Fahrspureigenschaftsdaten enthalten. Die Sensoren können außerdem Lidar, Radar und/oder Sonar umfassen. Weitere Sensoren, welche Daten hin zu der I/O-Schnittstelle eingeben, können Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Lenksensoren, gyroskopische Sensoren und dergleichen umfassen. Die I/O-Schnittstelle kann außerdem eine Schnittstelle zum Ausgeben von Steuersignalen hin zu einem oder mehreren Stellgliedern vorsehen, um verschiedene betätigte Komponenten einschließlich Lenk-, Brems-, Gaspedal-, und Drossel-Steuerungsvorrichtungen eines Fahrzeugs zu steuern.
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Die I/O-Schnittstelle kann außerdem mit einer mobilen Vorrichtung, wie einem Smartphone, einer tragbaren Speichervorrichtung und/oder einer Vorrichtung eines globalen Positionierungssystems (GPS) oder einer anderen Positionierungsvorrichtung verbunden sein. Die I/O-Schnittstelle kann einen Hub eines universellen seriellen Busses (USB), eine Bluetooth-Schaltung, eine Nahfeldkommunikation (NFC)-Schaltung oder andere verdrahtete oder drahtlose Kommunikationsschaltungen umfassen. Bei einigen Aspekten kann die mobile Vorrichtung einen Sensoreingang, einen Navigationseingang und/oder einen Netzwerkzugang vorsehen.
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Die vorstehend angegebenen Komponenten können mit einem Netzwerk, wie dem Internet oder einem lokalen Intranet, über eine Netzwerk-Schnittstelle für die Übertragung oder Aufnahme von Daten einschließlich steuerbarer Parameter gekoppelt sein. Die Netzwerk-Schnittstelle kann einen oder mehrere IEEE 802 konforme Schaltungen umfassen. Ein zentraler BUS ist vorgesehen, um die vorstehenden Hardwarekomponenten/Schaltungen miteinander zu verbinden, und dieser sieht zumindest einen Pfad für eine digitale Kommunikation zwischen diesen vor.
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Das Verarbeitungssystem kann einem vernetzten Desktop-Computer, einem Terminal oder einer persönlichen Vorrichtung, wie einem Tablet-Computer oder einem Mobiltelefon, entsprechen. Die vorstehend diskutierte Datenbasis kann entfernt auf einem Server gespeichert sein, und der Server kann ähnliche oder die gleichen Komponenten wie das Verarbeitungssystem umfassen. Diese Vorrichtungen können über das Netzwerk kommunizieren.
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Eine geeignete Software, wie ein Bearbeitungssystem oder eine Anwendung, können auf einem computerlesbaren Medium eines Verarbeitungssystems einschließlich des Speichers und Speichervorrichtungen abgreifbar bzw. konkret gespeichert sein. Weitere Beispiele der computerlesbaren Medien sind Compact-Disks, Festplattenspeicher, Floppy-Disks, Bänder, magnetisch-optische Disks, PROMs (EPROM, EEPROM, Flash-EPROM) DRAM, SRAM, SDRAM oder irgendein anderes magnetisches Medium, Compact-Disks (beispielsweise CD-ROM) oder irgendein anderes Medium, von welchem ein Computer lesen kann. Die Software kann Vorrichtungstreiber, Betriebssysteme, Entwicklungstools, Anwendungssoftware und/oder eine grafische Benutzeroberfläche umfassen, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Computer-Code-Elemente auf dem vorstehend angegebenen Medium können irgendeinem interpretierbaren oder ausführbaren Code-Mechanismus mit nicht darauf beschränkten Skripten, interpretierbaren Programmen, dynamischen Linkbibliotheken (DLLs), Java-Klassen und komplexe ausführbare Programme entsprechen. Darüber hinaus können Teile der Verarbeitung von Aspekten dieser Offenbarung für eine bessere Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und/oder Kosten verteilt sein.
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Die hierin beschriebenen Vorgänge und Routinen können als eine Vorrichtung, ein System, ein Verfahren oder ein Computerprogrammprodukt ausgeführt sein, und diese können über eine oder mehrere gewidmete bzw. reservierte Schaltungen oder programmierte Prozessoren ausgeführt werden. Entsprechend kann die hierin vorgesehene Beschreibung die Forum exklusiver Hardware, exklusiver Software, welche auf Hardware ausgeführt wird (einschließlich Firmware, Resident-Software, Mikro-Code usw.) oder über eine Kombination von reservierten Hardwarekomponenten und allgemeinen Prozessoren, welche durch spezifische Algorithmen und Prozesscodes konfiguriert sind, annehmen. Hardwarekomponenten sind als eine „Schaltung“, „Modul“, „Einheit“, „Vorrichtung“ oder „System“ bezeichnet. Ein ausführbarer Code, welcher durch Hardware ausgeführt wird, ist auf einer materiellen bzw. konkreten Speichervorrichtung, wie einem Computerprogrammprodukt, ausgeführt. Beispiele umfassen CDs, DVDs, Speichersticks, Festplatteneinheiten, ROMs, RAMs und weitere Speichervorrichtungen.
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Es erfolgte ein Bezug auf Flussdiagrammabbildungen und Blockdiagramme von Verfahren, Systemen und Computerprogrammprodukten gemäß Implementierungen dieser Offenbarung. Aspekte davon sind durch Computerprogrammanweisungen implementiert. Diese Computerprogrammanweisungen können bei einem Prozessor eines Mehrzweckcomputers, eines Sonderzweckcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung, um eine Maschine herzustellen, vorgesehen sein, so dass die Anweisungen, welche über den Prozessor des Computers oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung ausführt werden, Mittel zum Implementieren der Funktionen/Vorgänge, welche in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder -blöcken spezifiziert sind, schaffen.
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Diese Computerprogrammanweisungen können außerdem in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, welches einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung dahingehend führen kann, in einer besonderen Art und Weise zu arbeiten, so dass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsartikel einschließlich Anweisungsmittel, welche die in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder -blöcken spezifizierte Funktion/Vorgang implementieren, erzeugen.
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Die Computerprogrammanweisungen können außerdem auf einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung geladen werden, um zu veranlassen, dass eine Reihe von Betriebsschritten auf dem Computer oder einer anderen programmierbaren Vorrichtung durchgeführt werden, um einen computerimplementierten Prozess zu erzeugen, so dass die Anweisungen, welche auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, Vorgänge zum Implementieren der in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder -blöcken spezifizierten Funktionen/Vorgängen vorsehen.
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Es wurden eine Anzahl von Implementierungen beschrieben. Nichtsdestotrotz ist es verständlich, dass verschiedene Modifikationen erfolgen können, ohne von dem Grundgedanken und dem Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise können bevorzugte Ergebnisse erhalten werden, falls die Schritte der offenbarten Technologien in einer unterschiedlichen Reihenfolge durchgeführt werden, falls Komponenten bei den offenbarten Systemen in einer unterschiedlichen Art und Weise kombiniert werden, oder falls die Komponenten durch andere Komponenten ersetzt oder ausgetauscht werden. Die Funktionen, Prozesse und Algorithmen, welche hierin beschrieben sind, können in Hardware oder Software, welche durch Hardware ausgeführt wird, einschließlich Computerprozessoren und/oder programmierbaren Schaltungen, welche derart konfiguriert sind, dass diese einen Programmcode und/oder Computeranweisungen ausführen, um die hierin beschriebenen Funktionen, Vorgänge und Algorithmen auszuführen, durchgeführt werden. Zusätzlich kann eine Implementierung bei Modulen oder Hardware durchgeführt werden, die nicht identisch zu den beschriebenen sind. Entsprechend liegen weitere Implementierungen in dem Schutzumfang, welche beansprucht werden können.
