DE112020002139T5

DE112020002139T5 - Fahrzeugfahrsteuervorrichtung, Fahrzeugfahrsteuerverfahren und Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE112020002139T5
Application number: DE112020002139.4T
Authority: DE
Inventors: Hideaki Kido
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2022-01-13
Also published as: JP2022534517A; WO2020246391A1; EP3748604A1; US20220212661A1; EP3748604B1

Abstract

Der vorliegende Gegenstand bezieht sich insbesondere auf eine Fahrsteuervorrichtung, ein entsprechendes Fahrsteuerverfahren, ein Trägerfahrzeug mit der Fahrsteuervorrichtung und ein Computerprogrammprodukt, das dazu ausgelegt ist, das Fahrsteuerverfahren auszuführen. Die Verwendung von Rechenressourcen wird optimiert und der Fahrkomfort wird erhöht.

Description

Technisches Gebiet
Der vorliegende Gegenstand bezieht sich insbesondere auf eine Fahrsteuervorrichtung, ein entsprechendes Fahrsteuerverfahren, ein Trägerfahrzeug mit der Fahrsteuervorrichtung und ein Computerprogrammprodukt, das dazu ausgelegt ist, das Fahrsteuerverfahren auszuführen. Es ist ein technischer Vorteil, dass die Steuerung das Vermeiden einer Kollision mit einem anderen Fahrzeug mit optimierten Rechenkosten und mit erhöhtem Fahrkomfort ermöglicht. Beispiele für Anwendungsszenarios umfassen Routen, auf denen Fahrspuren/Straßen sich kreuzen/schneiden, wie z. B. Kreisverkehre, Autobahnzufahrtsstraßen und dergleichen.
Stand der Technik
EP3387385A1 beschreibt das Unterstützen eines Kraftfahrzeugfahrers beim Passieren eines Kreisverkehrs. Das beschriebene fortschrittliche Fahrerassistenzsystem ist dazu ausgelegt, auf die Kraftfahrzeugposition bezogene Daten und auf die Kraftfahrzeugbewegung bezogene Daten eines Trägerkraftfahrzeugs und von Nachbarkraftfahrzeugen, die in der Nähe des Trägerkraftfahrzeugs detektiert werden und die als in denselben Kreisverkehr einfahrend bestimmt wurden, in den das Trägerkraftfahrzeug einfährt, zu empfangen und zu verarbeiten, um eine Unterstützung für den Fahrer des Trägerkraftfahrzeugs zum Passieren des Kreisverkehrs bereitzustellen. Ein Grad an Nähe des Trägerkraftfahrzeugs und des Nachbarkraftfahrzeugs zum Kreisverkehr auf der Basis von auf die Kraftfahrzeugposition bezogenen Daten wird bestimmt und ein bestimmtes Alarmniveau für den Fahrer wird bereitgestellt.
EP3001272A1 beschreibt ein Verfahren zur Bahn/Fahr-Planung für Vorfahrt-Gewähren-Manöver. Das Verfahren umfasst die Schritte: Bestimmen eines longitudinalen Sicherheitskorridors für das Trägerfahrzeug, der ermöglicht, dass sich das Trägerfahrzeug zwischen zwei oder mehr Umgebungsobjekten longitudinal positioniert; Bestimmen einer longitudinalen Bahn für das Trägerfahrzeug unter Beachtung der durch den longitudinalen Sicherheitskorridor gegebenen Grenzen; Bestimmen eines seitlichen Sicherheitskorridors für das Trägerfahrzeug unter Verwendung der longitudinalen Bahn, um obere und untere Grenzen für die seitliche Position des Trägerfahrzeugs zu bestimmen; Bestimmen einer seitlichen Bahn für das Trägerfahrzeug unter Beachtung der durch den seitlichen Sicherheitskorridor gegebenen Grenzen.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

PTL 1: EP3387385A1
PTL 2: EP3001272A1

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Der Stand der Technik zeigt jedoch kein Fahrerassistenzsystem oder autonomes Fahrsystem, das berücksichtigen kann, dass ein detektiertes Objekt/Nachbarfahrzeug die Fahrroute ändern kann, bevor das Trägerfahrzeug und das detektierte Objekt/Nachbarfahrzeug kollidieren können. Falls mögliche Änderungsmanöver des detektierten Objekts/Nachbarfahrzeugs berücksichtigt werden würden, könnte der Fahrer des Trägerfahrzeugs oder das autonome Fahrsystem des Trägerfahrzeugs das Verhalten dementsprechend anpassen, was unter anderem den Fahrkomfort des Fahrers des Trägerfahrzeugs verbessern würde. Selbst wenn im Stand der Technik die Detektion und detaillierte Analyse des Verhaltens (der Manöver) des detektierten Objekts durchgeführt werden würden, wären ferner hohe Rechenressourcen erforderlich.
Der hier beschriebene und beanspruchte Gegenstand geht das technische Problem an, zumindest eine Fahrsteuervorrichtung für ein Trägerfahrzeug, die automatisiertes oder unterstütztes Fahren des Trägerfahrzeugs verwirklicht und die es ermöglicht, Kollisionen mit einem anderen Fahrzeug insbesondere in Bereichen zu vermeiden, in dem sich Fahrspuren/Straßen vereinigen, beispielsweise Kreisverkehre und Autobahnzufahrtsstraßen, mit optimierten Rechenkosten und mit erhöhtem Fahrkomfort zu schaffen. Dieses technische Problem wird durch die beigefügten Ansprüche gelöst.
Lösung für das Problem
Gemäß dem in den beigefügten Ansprüchen dargelegten Gegenstand werden eine Fahrzeugfahrsteuervorrichtung {oder eine automatisierte Fahrvorrichtung oder (fortschrittliche) Fahrassistenzvorrichtung}, ein Fahrsteuerverfahren, ein Fahrzeug unter Verwendung einer automatisierten Fahrsteuervorrichtung und/oder ein Computerprogrammprodukt geschaffen.
Insbesondere wird eine Fahrzeugfahrsteuervorrichtung geschaffen, die so konfiguriert ist, dass sie an einem Trägerfahrzeug installiert ist. Die Vorrichtung umfasst eine Lokalisierungseinheit, die dazu konfiguriert ist, die aktuelle Position des Trägerfahrzeugs zu bestimmen. Die aktuelle Position kann über geometrische/geographische GPS-Koordinaten (oder vergleichbare geometrische/geographische Koordinaten) bereitgestellt werden, sie kann mittels relativer Parameter wie z. B. seiner Position auf einer speziellen Straße, seinen Abstand zu einem festen bekannten interessierenden Punkt oder dergleichen bereitgestellt werden. Die Vorrichtung kann ferner eine Bereichsvorhersageeinheit aufweisen, die eine Zusammentreffbereichsvorhersageeinheit und eine Verzweigungsbereichsvorhersageeinheit umfassen kann. Die Bereichsvorhersageeinheit kann dazu konfiguriert sein, Karteninformationen von einer Karteninformationseinheit zu empfangen. Die Karteninformationseinheit kann sich außerhalb der Vorrichtung, z. B. auf einem entfernten Server, der über eine (drahtlose) Datenverbindung mit der Vorrichtung verbunden ist, befinden, oder sie kann innerhalb der Vorrichtung oder zumindest innerhalb des Trägerfahrzeugs, z. B. mittels einer Navigationsvorrichtung, einer Speichereinrichtung mit Kartendaten usw., vorgesehen sein. Die Karteninformationen umfassen vorzugsweise Informationen über (eine) Straße(n) vor der aktuellen Position des Trägerfahrzeugs.
Die Vorrichtung kann ferner eine Objektdetektionseinheit umfassen, die dazu konfiguriert ist, Informationen von einer Fahrzeugumgebungsbeobachtungseinheit des Trägerfahrzeugs zu empfangen und ein Objekt in der Umgebung des Trägerfahrzeugs auf der Basis der empfangenen Daten zu detektieren. Die Fahrzeugumgebungsbeobachtungseinheit kann einen oder eine Kombination eines Funkdetektions- und Entfernungsmesssensors (RADAR-Sensors), eines Lichtdetektions- und Entfernungsmesssensors (LIDAR-Sensors), eines Sensors mit Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung (LASER-Sensors), eines Schallnavigations- und Entfernungsmesssensors (SONAR-Sensors) (z. B. Ultraschall), eines Infrarotsensors (IR-Sensors), eines Bildsensors (z. B. Kamera), von Fahrzeugortungseinrichtungen (z. B. GPS) usw. umfassen. Die Detektion eines Objekts kann im Allgemeinen durch Detektieren von vordefinierten Sensormustern in den Daten oder ein anderes bekanntes Verfahren durchgeführt werden.
Wenn ein Objekt detektiert wird, wobei das Objekt ein anderes Fahrzeug, andere Verkehrsteilnehmer wie z. B. Fahrräder, Fußgänger, Lastwägen usw. umfassen kann, kann eine Positionsvergleichseinheit der Vorrichtung dazu konfiguriert sein zu bestimmen, ob das detektierte Objekt und das Trägerfahrzeug möglicherweise innerhalb eines Zusammentreffbereichs an einer Kreuzung vor dem Trägerfahrzeug zusammentreffen können. Die Bedeutung von „zusammentreffen“ soll umfassen, dass das detektierte Objekt und das Trägerfahrzeug einander nahe kommen können, vorzugsweise gleichzeitig oder innerhalb eines vordefinierten Zeitfensters, oder dass sie sogar innerhalb des „Zusammentreffbereichs“ kollidieren können, wenn beide weiterhin ihrem aktuellen Fahr/Bewegungs-Pfad folgen. Der Zusammentreffbereich ist der Bereich, in dem das „Zusammentreffen“ passieren könnte, z. B. in einem Kreisverkehr, an einer Vereinigung von Fahrspuren wie z. B. einer Zufahrtsfahrspur einer Autobahn und dergleichen.
Ein mögliches Zusammentreffen oder eine Möglichkeit für ein Zusammentreffen kann auf der Basis von Informationen bestimmt werden, die z. B. durch die Objektdetektionseinheit bereitgestellt werden, die nicht nur ein Objekt detektieren kann, sondern zusätzlich dazu konfiguriert sein kann, mögliche zukünftige Fahrpfade/Fahroptionen des detektierten Objekts vorherzusagen, und auf der Basis der Informationen prüfen kann, ob ein Zusammentreffen stattfinden kann. Die Objektdetektionseinheit kann beispielsweise zusätzlich eine Geschwindigkeit des Objekts detektieren/bestimmen/abschätzen, z. B. durch Detektieren der Position zu aufeinander folgenden Zeitpunkten/Rahmen oder durch Informationen, die zwischen dem Objekt und dem Trägerfahrzeug drahtlos übertragen/ausgetauscht werden, oder dergleichen, und sie kann ferner die Karteninformationen verwenden, um die möglichen zukünftigen Fahroptionen/Fahrpfade des detektierten Objekts zu bestimmen. Im Hinblick auf den letzteren Punkt können z. B. die zukünftigen Fahrpfade mit geringem Rechenaufwand auf der Basis der verschiedenen Fahrspuren/Straßen bestimmt werden, die das detektierte Objekt in der Zukunft verwenden kann, beginnend von der detektierten aktuellen Position, die z. B. in einem Kreisverkehr liegen kann, wobei es der Kreisfahrspur folgt oder eine von möglicherweise mehreren Ausfahrten nimmt. Die Informationen über die Geschwindigkeit und die zukünftigen Fahroptionen können verwendet werden, um zu prüfen, ob das Trägerfahrzeug, das dem aktuellen Fahrplan folgt, im Zusammentreffbereich ungefähr zur gleichen Zeit oder innerhalb eines vorbestimmten Zeitfensters, das eine Länge von einer oder mehreren Sekunden aufweisen kann, damit zusammentreffen kann. Noch ferner kann es alternativ genügen zu bestimmen, dass ein Zusammentreffen passieren kann, wenn das detektierte Objekt sich in derselben Position, vorzugsweise innerhalb des Zusammentreffbereichs, zu irgendeiner Zeit befinden kann, um zu bestimmen, dass ein Zusammentreffen stattfinden kann. Diese letztere Alternative würde im Allgemeinen annehmen, d. h. ungeachtet des Zeitpunkts, dass ein Zusammentreffen stattfinden kann, wenn das detektierte Objekt und das Trägerfahrzeug Fahrpfade während ihrer zukünftigen Fahrt kreuzen. Die zukünftigen Fahroptionen/der zukünftige Fahrpfad des detektierten Objekts können auch durch andere Einheiten der Steuervorrichtung als die Objektdetektionseinheit bestimmt/abgeschätzt werden oder sie können in einem entfernten Computer/Server bestimmt werden. Um es mit noch anderen Worten auszudrücken, wird in einem Beispiel unter Verwendung von geringsten Rechenressourcen ein Objekt detektiert und seine Position wird bestimmt. Dann wird geprüft, welche Fahrspuren/Straßen es nehmen kann, beginnend von der aktuellen Position und auf der Basis von Informationen über die Fahrspuren/Straßen, die von Karteninformationen stammen. Dann kann geprüft werden, ob eine dieser Optionen für die zukünftige Fahrt des detektierten Objekts mit einer Position des zukünftigen Fahrplans des Trägerfahrzeugs identisch sein kann. Der letztere Teil kann beispielsweise durch Prüfen auf möglicherweise gemeinsam verwendete Kreuzungen, Fahrspurvereinigungsbereiche und dergleichen vor dem Trägerfahrzeug und dem detektierten Objekt bestimmt werden. Bevorzugte Verwendungsfälle beziehen sich beispielsweise auf einen Kreisverkehr und Autobahnzufahrtsfahrspuren.
Die Objektverhaltensvorhersageeinheit kann ferner innerhalb der Vorrichtung vorgesehen sein. Sie kann dazu konfiguriert sein, ein zukünftiges Verhalten/Manöver des detektierten Objekts vorherzusagen. Die Objektverhaltensvorhersageeinheit kann deaktiviert werden, solange die Positionsvergleichseinheit nicht abschätzt, dass eine Kollision/ein Zusammentreffen mit dem Trägerfahrzeug in einem Zusammentreffbereich passieren könnte. Die Vorhersage kann als Basis die möglichen zukünftigen Fahrpfade des detektierten Objekts verwenden, die durch eine Einheit der Vorrichtung bestimmt worden sein können. Insbesondere kann es eine bevorzugte Option sein, dass die Objektverhaltensvorhersageeinheit dazu konfiguriert sein kann, das detektierte Objekt nach seiner Detektion zu analysieren, um herauszufinden, welche der möglichen Fahrpfade/Fahroptionen es in der Zukunft nehmen kann. Noch spezieller kann als ein Beispiel in einem Kreisverkehr das detektierte Objekt innerhalb des Kreisverkehrs fahren und das Trägerfahrzeug kann sich dem Kreisverkehr nähern. Das Trägerfahrzeug und das detektierte Objekt können somit am Einfahrtspunkt des Trägerfahrzeugs zusammentreffen. Das detektierte Objekt kann jedoch einen möglichen Fahrpfad wählen, der den Kreisverkehr vor der Position verlässt, in der das Trägerfahrzeug einfahren würde, oder es kann weiterhin innerhalb des Kreisverkehrs fahren. Im ersten Fall würden schließlich die Fahrpfade des detektierten Objekts und des Trägerfahrzeugs nicht zusammentreffen und die Vorrichtung kann das Trägerfahrzeug steuern, um in den Kreisverkehr ohne Stoppen einzufahren. Im letzteren Fall müsste das Trägerfahrzeug stoppen, da das detektierte Objekt im Kreisverkehr weiterhin den Kreisverkehr befährt. Mit anderen Worten, das Fahrverhalten der Fahrerassistenzvorrichtung (oder automatisierten Fahrvorrichtung) würde einen Fahrstil reproduzieren, der zu einem menschlichen Fahrer vergleichbar ist, und der Komfort des Fahrers im Trägerfahrzeug wird erhöht.
Wie vorstehend erläutert, kann in Abhängigkeit von dem vorhergesagten zukünftigen Verhalten des detektierten Objekts das Trägerfahrzeug seinen Fahrpfad oder Fahrplan anpassen müssen/wollen, z. B. kann es vor der Einfahrt in den Kreisverkehr stoppen oder es kann weiterhin ruhig in diesen einfahren. Daher kann die Vorrichtung eine Fahrzeugsteuereinheit aufweisen, die über die Anpassung eines Fahrpfades/Fahrplans des Trägerfahrzeugs auf der Basis des vorhergesagten zukünftigen Fahrplans des detektierten Objekts entscheiden kann.
Ferner ist die Zusammentreffbereichsvorhersageeinheit dazu konfiguriert, einen Zusammentreffbereich festzulegen oder zu definieren, und die Verzweigungsbereichsvorhersageeinheit ist dazu konfiguriert, einen Verzweigungsbereich vor dem Zusammentreffbereich (vor bedeutet: in der Fahrtrichtung des detektierten Objekts voraus), in dem das detektierte Objekt seinen Fahrpfad ändern kann, bevor es in den Vereinigungsbereich einfährt, festzulegen oder zu definieren. Wie vorstehend erläutert, kann der Verzweigungsbereich ein Bereich sein, der vor dem Zusammentreffbereich (z. B. zeitweise oder im Hinblick auf eine Position) vom Blickpunkt des detektierten Objekts positioniert ist, und im Verzweigungsbereich kann das detektierte Objekt einen anderen Fahrpfad/eine andere Fahroption wählen. In einem Kreisverkehr kann z. B. der Verzweigungsbereich ein Bereich der Straße sein, in dem das detektierte Objekt den Kreisverkehr verlassen oder weiterhin im Kreisverkehr der Kreisfahrspur folgend fahren könnte.
Ferner kann die Objektverhaltensvorhersageeinheit dazu konfiguriert sein, einen normalen Vorhersagemodus, wenn sich das detektierte Objekt außerhalb des Verzweigungsbereichs befindet, und einen detaillierten Vorhersagemodus, wenn sich das detektierte Objekt innerhalb des Verzweigungsbereichs befindet, anzuwenden. Die Verwendung von zwei verschiedenen Vorhersagemodi ermöglicht insbesondere die Optimierung von Rechenressourcen zum Erreichen eines verringerten Rechenaufwandes. Im Verzweigungsbereich kann die detaillierte Analyse des detektierten Objekts zu sehr genauen Informationen im Hinblick auf das zukünftige Verhalten davon führen. Z. B. kann die Aktivierung eines Blinkers detektiert werden, eine Verlangsamung könnte erkannt werden oder dergleichen, was zum Abschätzen des zukünftigen Verhaltens und insbesondere zum Vorhersagen des Fahrpfades, den es nimmt, verwendet werden kann. Außerhalb des Verzweigungsbereichs wird das Detailniveau verringert, um Rechenkosten zu sparen, und z. B. „nur“ die Fahrgeschwindigkeit und Fahrtrichtung oder dergleichen werden bestimmt/abgeschätzt/vorhergesagt.
Wie vorstehend angegeben, ermöglicht der beanspruchte Gegenstand, dass die Vorrichtung für das automatische Fahren/unterstützte Fahren sich wie ein menschlicher Fahrer „verhalten“ kann, so dass der Fahrer des Trägerfahrzeugs keine Unannehmlichkeit hat und gleichzeitig die Rechenlast verringert wird.
Ferner kann im normalen Vorhersagemodus die Objektverhaltensvorhersageeinheit eine vorbestimmte Anzahl von Merkmalen des detektierten Objekts zum Vorhersagen des zukünftigen Verhaltens des detektierten Objekts verwenden und insbesondere können mathematische Berechnungen zum Bestimmen des tatsächlichen Fahrverhaltens/Fahrplans des detektierten Objekts angewendet werden. Sobald das Objekt detektiert wird, kann beispielsweise der aktuelle Fahrpfad auf der Basis einer Eingabe von den Trägerfahrzeugsensoren, von Karteninformationen über die Straße/Fahrspur, die es befährt, und bekannten mathematischen Modellen zum Berechnen von Fahrpfaden berechnet werden. Beispielsweise könnte die Fahrzeugfahrtrichtung, seine Geschwindigkeit berechnet werden und es könnte die Fahrspur/Straße, die es befährt, betrachtet werden. Auf der Basis der Straßeninformationen von Straßen/Fahrspuren vor dem detektierten Objekt können verschiedene mögliche Fahrpfade bestimmt werden. In einer einfachsten und dennoch effektiven Option zum Vorhersagen der möglichen Fahrpfade kann die aktuelle Position des detektierten Objekts bestimmt werden und anschließend könnte jede mögliche Fahrspur oder Straße, die es nehmen kann, beginnend von dieser Position als ein möglicher Fahrpfad betrachtet werden.
Ferner werden vorzugsweise im detaillierten Vorhersagemodus mehr Merkmale des detektierten Objekts als im normalen Vorhersagemodus zum Vorhersagen des zukünftigen Verhaltens/zukünftigen Fahrpfades des detektierten Objekts verwendet. Zusätzliche Merkmale können den Blinker, die Reifenposition, Bewegungen des Fahrgestells/der Karosserie des detektierten Objekts, Daten, die vom detektierten Objekt über eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit dem Trägerfahrzeug gesendet werden, und dergleichen umfassen.
Der Rechenaufwand der detaillierten Analyse wird nur während eines eng definierten Bereichs verwendet, so dass die Rechenressourcen der Vorrichtung in einer optimierten Weise verwendet werden.
Ferner kann die Vorhersage des zukünftigen Verhaltens das Vorhersagen umfassen, welche von mehreren möglichen zukünftigen Fahrpfaden/Fahroptionen das detektierte Objekt nehmen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorhersage auch den Fahrstil, insbesondere die Geschwindigkeit, des detektierten Objekts umfassen. Wenn das detektierte Objekt stoppt oder seine Geschwindigkeit verringert/erhöht, kann ein Zusammentreffen im Zusammentreffbereich nicht passieren.
Ferner kann im normalen Vorhersagemodus das zukünftige Verhalten des detektierten Objekts auf der Basis mindestens eines der Merkmale vorhergesagt werden, einschließlich Geschwindigkeit des detektierten Objekts, Bewegungsrichtung des detektierten Objekts, Form des detektierten Objekts, Karteninformationen, einschließlich der Fahrspur oder Straße, die es befährt, und dergleichen.
Im detaillierten Vorhersagemodus kann ferner das zukünftige Verhalten des detektierten Objekts auf der Basis von mindestens einem der zusätzlichen Merkmale vorhergesagt werden, einschließlich eines Zustandes des Blinkers, einer Reifenposition, Bewegungen des Fahrgestells/der Karosserie des detektierten Objekts, Daten, die vom detektierten Objekt über eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit dem Trägerfahrzeug gesendet werden, und dergleichen. Eine Änderung der Reifenform zwischen zwei Zeitrahmen, was zwischen zwei Zeitpunkten oder einfach die Änderung einer ersten Beobachtungszeit der Reifenform zu einer zweiten Zeit bedeutet, kann auch als anderes Merkmal verwendet werden, das darauf hindeuten kann, dass das Fahrzeug gleich die Fahrtrichtung oder dergleichen ändert.
Ferner werden die Karteninformationen von einer Karteninformationseinheit empfangen und die empfangenen Karteninformationen umfassen zumindest Verbindungsstücke, die Fahrspuren und/oder Straßen darstellen, und Knoten, die Kreuzungen von Fahrspuren und/oder Straßen darstellen. Wenn Karten in Fahrspuren und Knoten aufgegliedert werden, wird grundsätzlich der Rechenaufwand zum Definieren des Zusammentreffbereichs und des Verzweigungsbereichs weiter verringert. Im Hinblick auf die Festlegung von Zusammentreff- und Verzweigungsbereich(en) wird beispielsweise der Zusammentreffbereich vorzugsweise an einem Knoten festgelegt, der in einem Bereich liegt, in dem das detektierte Objekt und das Trägerfahrzeug in der Zukunft zusammentreffen können, und der Verzweigungsbereich wird an einem Knoten vor dem Knoten des Zusammentreffbereichs in der Fahrtrichtung des detektierten Objekts festgelegt. Wobei der Verzweigungsbereich vorzugsweise an einem Knoten unmittelbar vor dem Knoten des Zusammentreffbereichs in der Fahrtrichtung des detektierten Objekts festgelegt werden kann.
Ferner kann ein Durchmesser des Zusammentreff- und/oder Verzweigungsbereichs auf der Basis von Parametern der Straße festgelegt werden, z. B. kann die einfache, doppelte, dreifache oder dergleichen Breite der Straße oder der Fahrspur als Durchmesser/Querschnitts-Parameter des Bereichs verwendet werden. Die Größe des Verzweigungs- und/oder Zusammentreffbereichs kann auch auf einem vordefinierten (festen) Wert basieren oder sie kann von einer Datenbank genommen werden, die Bereichsgrößen für verschiedene Fahrsituationen/Fahrorte definieren kann. In Abhängigkeit von der Größe der Bereiche können Rechenkosten und ruhiges Fahrverhalten des Trägerfahrzeugs verändert und optimiert werden.
Ferner kann die Vorrichtung eine Planungseinheit aufweisen, die dazu konfiguriert ist, einen zukünftigen Fahrplan des Trägerfahrzeugs zu erzeugen, oder die Planungseinheit kann den Fahrplan (die Fahrpläne) des Trägerfahrzeugs von einem Computer außerhalb des Trägerfahrzeugs empfangen, der die Fahrplandaten zum Fahrzeug durch drahtlose Kommunikation übermittelt. In jedem Fall kann das Trägerfahrzeug folglich einen zukünftigen Fahrplan z. B. in Abhängigkeit von dem Verhalten eines anderen Fahrzeugs oder von anderen Verkehrsteilnehmern flexibel anpassen können.
Wie in den Beispielen vorher erwähnt, umfasst eine Kreuzung von Straßen oder Fahrspuren vorzugsweise Kreisverkehre und Zufahrtsfahrspuren einer Autobahn, wobei Rechenkosten am effektivsten durch das hier beschriebene Verfahren gespart werden können sowie der Komfort für den Fahrer erhöht werden kann.
Ein Trägerfahrzeug, wie beansprucht, kann eine Fahrzeugfahrsteuervorrichtung gemäß mindestens einem der vorher beschriebenen Merkmale und eine Fahrzeugumgebungsbeobachtungseinheit, die mindestens eine oder eine Kombination einer Lidareinheit, einer Kameraeinheit, einer Stereokameraeinheit, einer Radareinheit, einer Einheit für elektromagnetische Wellen usw. sein kann, umfassen.
Ein Verfahren für die (automatisierte/halbautomatische) Steuerung eines Trägerfahrzeugs kann die Schritte umfassen: Empfangen von Karteninformationen und Lokalisieren einer aktuellen Position des Trägerfahrzeugs; Detektieren eines Objekts in der Umgebung des Trägerfahrzeugs auf der Basis von empfangenen Daten von einer Fahrzeugumgebungsbeobachtungseinheit des Trägerfahrzeugs; Bestimmen, ob ein detektiertes Objekt und das Trägerfahrzeug in einem Zusammentreffbereich an einer Kreuzung, in deren Richtung das Trägerfahrzeug fährt, zusammentreffen könnten; Vorhersagen eines zukünftigen Verhaltens des detektierten Objekts, wenn abgeschätzt wurde, dass ein Zusammentreffen in dem Zusammentreffbereich passieren könnte; und/oder Entscheiden über eine Anpassung eines Fahrplans des Trägerfahrzeugs auf der Basis des vorhergesagten zukünftigen Verhaltens des detektierten Objekts, wobei ein normaler Vorhersagemodus angewendet wird, wenn sich das detektierte Objekt außerhalb eines Verzweigungsbereichs befindet, und ein detaillierter Vorhersagemodus für die Vorhersage des zukünftigen Verhaltens des detektierten Objekts angewendet wird, wenn sich das detektierte Objekt innerhalb eines Verzweigungsbereichs befindet, der als Bereich definiert ist, der vor dem Zusammentreffbereich in der Fahrtrichtung des detektierten Objekts angeordnet ist und in dem das detektierte Objekt seinen Fahrpfad ändern kann, bevor es in den Zusammentreffbereich einfährt.
Ein Computerprogrammprodukt, das in einem Speicher speicherbar ist, kann Befehle umfassen, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, bewirken, dass der Computer das vorher beschriebene Verfahren durchführt.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Zusammenfassend schafft die Erfindung eine Lösung zum Erhöhen der Zuverlässigkeit einer Fahrsteuervorrichtung eines Fahrzeugs wie z. B. eines Autos, eines Lastwagens, eines Motorrades und dergleichen. Die Fahrsicherheit und der Komfort können ebenso verbessert werden.
Figurenliste
Im Folgenden wird der beanspruchte Gegenstand weiter auf der Basis mindestens eines bevorzugten Beispiels mit Bezug auf die beigefügten beispielhaften Zeichnungen erläutert; es zeigen:

{1} 1 ein Diagramm eines Trägerfahrzeugs 100,
{2} 2 ein Diagramm einer Fahrsteuervorrichtung 1,
{3} 3a-b ein Beispiel eines Anwendungsszenarios der Fahrsteuervorrichtung 1,
{4} 4 a-b weitere Diagramme für das Beispiel gemäß 3,
{5} 5 a-c Beispiele zum Identifizieren eines anderen Fahrzeugs, und
{6} 6 a-c weitere Beispiele eines Anwendungsszenarios der Fahrsteuervorrichtung 1.

Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug, das unter anderem eine Fahrzeugfahrsteuervorrichtung 1 gemäß dem beanspruchten Gegenstand und mindestens eine Fahrzeugumgebungsbeobachtungseinheit 4 umfassen kann, die miteinander verbunden sind und innerhalb des Trägerfahrzeugs 100 installiert sind. Eine Steuereinheit des Trägerfahrzeugs 100 und die Fahrzeugfahrsteuervorrichtung 1 können vorgesehen sein und sie können separate Einheiten sein; alternativ können die zwei Einheiten kombiniert sein, um eine einzelne Einheit zu bilden. Das Trägerfahrzeug 100 kann mehrere Steuereinheiten aufweisen, die eine Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) umfassen können.
Das Trägerfahrzeug 100 umfasst mindestens eine Fahrzeugumgebungsbeobachtungseinheit 4 (oder einfach (einen) Sensor(en)) und vorzugsweise umfasst es mehrere solche Einheiten 4. Die Fahrzeugumgebungsbeobachtungseinheit(en) 4 kann (können) z. B. eine Kamera, eine Stereokamera, ein Laserradar, ein Millimeterwellenradar und/oder ein Lidar umfassen. Die Fahrzeugfahrsteuervorrichtung 1 kann weitere Untereinheiten zum Schaffen von Fahrsteuerfunktionen umfassen, z. B. Lenksteuereinheiten, Drosselsteuereinheiten, Bremssteuereinheiten und dergleichen. Vorzugsweise kombiniert die Fahrzeugfahrsteuervorrichtung 1 alle relevanten Steuerfunktionen des Trägerfahrzeugs 100. Auf der Basis der vorstehend skizzierten Konfiguration ist es möglich, dass das Trägerfahrzeug 100 autonom durch die Steuervorrichtungen/Steuereinheiten gesteuert fährt, die Informationen, die durch die Fahrzeugumgebungsbeobachtungseinheit(en) 4 bereitgestellt werden, und weitere Informationen, z. B. Informationen/Daten, die über optionale Kommunikationseinheiten des Trägerfahrzeugs 100 empfangen werden, die Daten von einer entfernten Datenquelle wie z. B. dem Internet, entfernten Servern und/oder GPS empfangen können, verwenden. Die weiteren Informationen können Karteninformationen, Verkehrsinformationen und dergleichen umfassen.
2 zeigt eine Konfiguration der Fahrzeugfahrsteuervorrichtung (Vorrichtung) 1. Die (externen) Sensoren 4, die am Trägerfahrzeug 100 montiert sind, erfassen Umgebungsinformationen um das Trägerfahrzeug 100 und die Informationen werden zur Fahrzeugfahrsteuervorrichtung 1 gesendet. Die Fahrzeugfahrsteuervorrichtung 1 analysiert die Informationen von dem (den) Sensor(en) 4 und bestimmt, ob sich Hindernisse innerhalb des Blickfeldes des Sensors (der Sensoren) 4 befinden. Hindernisse oder Objekte können nahende andere Fahrzeuge und/oder Fußgänger umfassen. Die Detektion eines Objekts wird durch eine Objektdetektionseinheit 2 ausgeführt.
Ferner schätzt eine Bereichsvorhersageeinheit 3 in der Vorrichtung 1, die eine Zusammentreffbereichsvorhersageeinheit 3a und eine Verzweigungsbereichsvorhersageeinheit 3b aufweist, einen Zusammentreffbereich und einen Verzweigungsbereich ab. Die Zusammentreffbereichsvorhersageeinheit 3a sagt den Bereich vorher, in dem das Trägerfahrzeug 100 durch das andere Hindernis/detektierte Objekt beeinträchtigt werden könnte, wobei „beeinträchtigt“ eine Kollision umfassen kann. Der Bereich wird „Zusammentreffbereich“ genannt. Die Verzweigungsbereichsvorhersageeinheit 3b sagt einen Bereich vorher, in dem das detektierte Hindernis/Objekt seinen Fahr/Bewegungs-Pfad ändern kann, bevor es in den Zusammentreffbereich einfährt. Nachstehend wird dieser Bereich „Verzweigungsbereich“ genannt. Die zwei vorher beschriebenen Bereiche werden unter Verwendung von Karteninformationen, die durch eine Karteninformationseinheit 5, die ein Bordnavigationskartensystem sein kann, oder ein entferntes Navigationssystem oder dergleichen bereitgestellt werden, berechnet, bestimmt, angeordnet und/oder abgeschätzt. Eine Lokalisierungseinheit 6, die die Position des Trägerfahrzeugs auf der Basis der Karteninformationen abschätzt, ist auch in der Vorrichtung 1 vorgesehen.
Ferner weist die Vorrichtung 1 eine Positionsvergleichseinheit 7 auf, die prüft, ob das detektierte Objekt am Verzweigungs- und/oder Zusammentreffbereich in naher Zukunft ankommen könnte, die eine Zeitspanne von bis zu ein paar Sekunden oder Minuten, vorzugsweise einige Sekunden bis zu einer Minuten, umfassen kann. Dies wird unter Verwendung der Informationen durchgeführt, die durch die Objektdetektionseinheit 2 und die Bereichsvorhersageeinheit 3 bereitgestellt werden. Dann wird geprüft, ob sich das detektierte Objekt bereits innerhalb eines dieser Bereiche befindet. Wenn die Vorrichtung 1 feststellt, dass ein detektiertes Objekt sich innerhalb des Verzweigungsbereichs befindet, analysiert sie die Bewegung des Objekts im Einzelnen, wenn sich das detektierte Objekt nicht im Verzweigungsbereich befindet, analysiert sie die Bewegung des Objekts durch Anwenden eines „normalen“ Modus. In dieser Weise kann die Vorrichtung 1 die Bewegung des Objekts hinsichtlich der Rechenlast optimiert analysieren.
3a zeigt einen der Verwendungsfälle der Vorrichtung 1. 3a zeigt einen Fall, wenn das eigene Fahrzeug/Trägerfahrzeug/Egofahrzeug 100 sich einem Kreisverkehr nähert. Die Annäherung geschieht entlang eines „rechten Zweigs“ des Kreisverkehrs und es ist ein nahendes Fahrzeug vorhanden, das im Kreisbereich des Kreisverkehrs fährt. Das nahende Fahrzeug nähert sich einer Ausfahrt des Kreisverkehrs. Genau in diesem Moment hat die Vorrichtung 1 das nahende Fahrzeug detektiert, sie kann jedoch nicht entscheiden, ob das nahende Fahrzeug entlang des Kreisbereichs des Kreisverkehrs fährt (d. h., dass es weiterhin innerhalb des Kreisverkehrs fährt) oder ob es zum linken Zweig ausfährt, der vor der Einfahrt liegt, wenn auf dem rechten Zweig das Trägerfahrzeug 100 fährt. Mit anderen Worten, mindestens zwei mögliche Fahrpläne können durch die Vorrichtung 1 bestimmt werden. Da das zukünftige Verhalten des nahenden Fahrzeugs (hier welchen zukünftigen Fahrpfad der zwei verschiedenen Möglichkeiten das nahende Fahrzeug nimmt) sich auf den Option/den Fahrplan des Trägerfahrzeugs 100 auswirkt, ist es ein Teil des vorliegend beanspruchten Konzepts, das zukünftige Verhalten des nahenden Fahrzeugs zu bestimmen/vorherzusagen. Wenn beispielsweise das nahende Fahrzeug entlang des Kreisbereichs fahren würde, müsste das Trägerfahrzeug 100 vor der Einfahrt stoppen, um einen Zusammenstoß zu vermeiden, und unter der Annahme, dass das nahende Fahrzeug im Kreisverkehr die Vorfahrt hat. Wenn das nahende Fahrzeug den Kreisverkehr verlassen würde, indem es den linken Zweig nimmt, der in der Figur gezeigt ist, könnte das Trägerfahrzeug 100 ohne Stoppen in den Kreisbereich (ruhig) einfahren und der Fahrer hätte kein Unannehmlichkeitsgefühl.
In der obigen Situation analysiert die Bereichsvorhersageeinheit 3 der Vorrichtung 1 die in 3b (rechte Seite) gezeigten Karteninformationen. Die Karteninformationen umfassen vorzugsweise Straßenstrukturinformationen mit (einem) Knoten und (einem) Verbindungsstück(en), wobei (ein) Knoten eine Kreuzung angibt (angeben) bzw. (ein) Verbindungsstück(e) eine Straße selbst angibt (angeben). 3b zeigt, dass ein Einfahrtsknoten in den Kreisverkehr und ein Ausfahrtsknoten, der aus dem Kreisverkehr herausführt, vorhanden sind. Die Figur gibt ferner eine Fahrspur pro Straße an. Ferner stellen Informationen, die von der Lokalisierungseinheit 6 stammen, die Position des Trägerfahrzeugs 100 bereit. Die Position kann die Position des Trägerfahrzeugs 100 „innerhalb“ der Karteninformationen angeben, d. h. die Position des Trägerfahrzeugs in einer bestimmten Position in Bezug auf ein Verbindungsstück oder einen Knoten. Auf der Basis der Karteninformationen kann die Vorrichtung 1 bestimmen, dass die nächste Kreuzung ein Einfahrtsknoten in den Kreisverkehr ist und dass ein Ausfahrtsknoten, der vor dem Einfahrtsknoten in der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs angeordnet ist, das innerhalb des Kreisverkehrs fährt (wenn der Kreisverkehr in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn befahren wird), vorhanden ist, und dass beide Knoten nahe beieinander angeordnet sind. Insbesondere sind der Einfahrtsknoten und der Ausfahrtknoten, die in 3b gezeigt sind, direkt nebeneinander angeordnet. Die zwei Knoten entsprechen der Einfahrt und Ausfahrt auf der „realen“ Karte, wie in 3a auf der linken Seite dargestellt.
Ferner legt die Zusammentreffbereichsvorhersageeinheit 3a einen Zusammentreffbereich an der nächsten Kreuzung der Straße/Fahrspur (am nächsten zum Trägerfahrzeug 100) fest, den das detektierte Objekt ebenso kreuzen/befahren kann. Im Fall von 3 definiert die Zusammentreffbereichsvorhersageeinheit 3a die Einfahrt des Kreisverkehrs als Zusammentreffbereich. 4a zeigt das Ergebnis der Festlegung des Zusammentreffbereichs. In diesem Beispiel weist der Zusammentreffbereich eine kreisförmige Form auf und der Durchmesser entspricht ungefähr der Breite der Straße des Kreisverkehrs.
Ferner legt die Verzweigungsbereichsvorhersageeinheit 3b in der Vorrichtung 1 einen Verzweigungsbereich an einer Kreuzung (vorzugsweise der nächsten) vor dem Zusammentreffbereich und an einem Punkt/Bereich, an dem das detektierte Objekt seinen Fahrpfad ändern kann, fest. Im Fall von 3 definiert die Verzweigungsbereichsvorhersageeinheit die Ausfahrt als Verzweigungsbereich, da im Ausfahrtsbereich das detektierte Objekt (nahende Fahrzeug) einen Pfad durch Fahren entlang des Kreisbereichs oder Verlassen des Kreisbereichs zum linken Zweig ändern kann. 4a zeigt das Ergebnis der Festlegung des Verzweigungsbereichs und die Pfeile in dieser Figur zeigen die verschiedene Fahrpfadmöglichkeiten/möglichen Fahrpläne des nahenden Fahrzeugs, Pfad 1 und Pfad 2. Ferner zeigt 4b auf der rechten Seite von
4 das detektierte Objekt und den festgelegten Zusammentreff- und Verzweigungsbereich vom Blickpunkt eines Fahrers oder einer Kamera des Trägerfahrzeugs 100.
Der Verzweigungsbereich, wie durch 4a gezeigt, kann kreisförmig oder elliptisch oder von irgendeiner anderen Form wie z. B. rechteckig oder dergleichen sein. Je kleiner der Verzweigungsbereich festgelegt wird, desto weniger Rechenressourcen werden verbraucht/sind erforderlich, da die detaillierte Analyse während kürzerer Zeitintervalle stattfindet. Die Vorrichtung 1 kann einen Speicher umfassen oder kann von einer Planungseinheit 9 die Informationen über die Größe und Form des zu verwendenden Bereichs empfangen. Werte für die Größe und Form können in einer Karte gespeichert werden, die vordefinierte Werte mit verschiedenen Fahrszenarios korreliert, wie z. B. Größe und Form für Kreisverkehre mit einer Fahrspur, zwei Fahrspuren usw. Die Größe und Form des Zusammentreff- und Verzweigungsbereichs können zusätzlich oder alternativ durch die Vorrichtung 1 gemäß dem speziellen Fahrszenario berechnet werden: Die Karteninformationseinheit 5 kann beispielsweise Informationen über die Breite, Form oder dergleichen der vorausliegenden Straße liefern und die Vorrichtung 1 kann die Größe berechnen/die Form wählen, um einen maximalen Bereich des Teils der Straße abzudecken, in dem sich Fahrspuren/Straßen vereinigen/kreuzen usw.
Anschließend wird im Hauptsteuerablauf, der in einer schleifenartigen Weise durchgeführt werden kann oder von dem einige Schritte in einer Schleife durchgeführt werden können, der Verzweigungsbereich zum Entscheiden über verschiedene Analysemodi zum Analysieren des Verhaltens des detektierten Objekts verwendet.
4b zeigt auf der oberen Seite ein Beispiel, das von einer vorderen Kamera aufgenommen ist, die am Trägerfahrzeug 100 montiert ist, das die Situation, in der ein Objekt (hier ein nahendes Fahrzeug) detektiert wird, sowie einen vorausliegenden Kreisverkehr zeigt. Die Detektion des nahenden Fahrzeugs basiert in diesem Beispiel auf den Bildern/Daten der vorderen Kamera des Trägerfahrzeugs 100, die eine Form eines anderen Fahrzeugs im Bild detektiert. Dann zeigt 4b im unteren Teil Beispiele des Zusammentreffbereichs und des Verzweigungsbereichs sowie der möglichen Fahrpfade des nahenden Fahrzeugs und des (geplanten) Fahrpfades des Trägerfahrzeugs 100. Obwohl die Bereiche in der Figur durch ein Rechteck dargestellt sind, können sie ebenso als Quader oder andere Volumendarstellung projiziert werden. In einem Beispiel kann auf der Basis der Projektion der Bereiche die Positionsvergleichseinheit in der Vorrichtung 1 bestimmen, ob sich das nahende Fahrzeug im Verzweigungsbereich befindet oder nicht. Andere Möglichkeiten umfassen die Möglichkeit, dass die Position der Bereiche (z. B. auf der Basis von GPS-Koordinaten oder dergleichen) in einem Speicher der Vorrichtung 1 gespeichert werden und dass diese Positionen kontinuierlich/wiederholt mit der aktuellen Position des detektierten Objekts verglichen werden.
In Abhängigkeit von der Beurteilung der Positionsvergleichseinheit 3 kann die Vorrichtung 1 zwischen verschiedene Modi zum Analysieren des Verhaltens des detektierten Fahrzeugs (nahenden Fahrzeugs) wählen.
Wenn sich das detektierte Objekt außerhalb des Verzweigungsbereichs befindet, analysiert eine Verhaltensvorhersageeinheit 8 das Verhalten des detektierten Objekts in einem normalen Modus. Nur die Form des detektierten Objekts wird beispielsweise detektiert und die möglichen Fahrpfade werden bestimmt. Wenn sich das detektierte Objekt im Verzweigungsbereich befindet, analysiert die Verhaltensvorhersageeinheit 8 das Verhalten in einem detaillierten Modus. Beispielsweise detektiert sie nicht nur den Fahrpfad eines nahenden Autos, sondern auch Merkmale, die auf eine mögliche Auswahl eines speziellen Fahrpfades hinweisen, einschließlich der Bewegung der Reifen oder eines Blinkerzustandes. Dies kann das Erhöhen der Genauigkeit der Vorhersage des Verhaltens unterstützen, d. h. welchen Fahrpfad das detektierte Objekt wahrscheinlich wählen kann, hier z. B. Pfad 1 oder Pfad 2. Daher kann vermieden werden, dass eine detaillierte Vorhersage konstant verwendet wird, die hohe Rechenressourcen der Vorrichtung 1 erfordern würde. Mit anderen Worten, die vorliegende Vorrichtung 1 hilft, durch die vorstehend beschriebene optimierte Verwendung von dieser Rechenkosten zu sparen, und erhöht eine Vorhersagezuverlässigkeit im Hinblick auf das zukünftige Verhalten des detektierten Objekts.
5a und b zeigen mögliche Darstellungen der analysierten Objekte in Abhängigkeit von dem Vorhersagemodus. In Abhängigkeit von den Rechenressourcen der Vorrichtung 1 kann eine Darstellung wie z. B. durch 5b gezeigt für eine normale Analyse verwendet werden, die die Form des detektierten Objekts (hier wäre es ein Auto) und seine „Stellung“ wie z. B. den Fahrpfad, die Fahrtrichtung, die Geschwindigkeit und/oder dergleichen umfasst. 5a kann die zusätzlichen Details in einer detaillierten Analyse umfassen, die ebenso auf die Reifenposition prüft. Die Reifenposition kann darauf hinweisen, dass das Auto wendet, was dann ermöglicht, den Fahrpfad vorherzusagen, den es wahrscheinlich nimmt. Wenn Rechenressourcen sehr begrenzt sind, kann 5c eine Darstellung für einen normalen Analysemodus sein, in dem das detektierte Objekt nur durch einen (sich bewegenden) „Punkt“ dargestellt ist.
Nach der Vorhersage wird das Vorhersageergebnis der Fahrzeugsteuerung 10 mitgeteilt und die Fahrzeugsteuerung 10 definiert ein Verhalten des Trägerfahrzeugs 100. Die Definition des Verhaltens kann umfassen, dass das Trägerfahrzeug 100 weiterhin dem aktuellen Fahrplan mit dem geplanten Fahrpfad, der geplanten Geschwindigkeit, der geplanten Beschleunigung/Verlangsamung usw. folgt. Ferner könnte das Verhalten des Trägerfahrzeugs geändert werden, wenn bestimmt werden würde, dass das detektierte Objekt seine Fahrt auf einem „Zusammentreffkurs“ fortsetzt. Um ein Zusammentreffen zu vermeiden, könnte der Fahrplan des Trägerfahrzeugs 100 durch die Vorrichtung 1 geändert werden, z. B. durch die Fahrzeugsteuerung 10 oder eine zweckgebundene Fahrplaneinheit 9, wie z. B. um das Trägerfahrzeug 100 an der Einfahrt des Kreisverkehrs zu stoppen oder um die Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs 100 zu verringern oder dergleichen. Die Fahrplaneinheit 9 kann beispielsweise auf einem entfernten Computer angeordnet sein, der Fahrplandaten zur Vorrichtung 1 liefert. Ansonsten kann die Fahrplaneinheit 9 auch in der Vorrichtung 1 oder im Trägerfahrzeug 100 enthalten sein. Die Fahrplaneinheit 9 kann im Allgemeinen die technische Funktion zum Erzeugen von Fahrplänen für das automatisierte oder unterstützte Fahren aufweisen.
6a zeigt einen anderen Verwendungsfall, in dem sich das Trägerfahrzeug 100 einer Ausfahrt eines Kreisverkehrs nähert. Der Fahrplan des Trägerfahrzeugs 100 umfasst einen Fahrpfad, der aus dem Kreisverkehr herausführt, der zwei Fahrspuren innerhalb des Kreisbereichs davon aufweist. Das detektierte Objekt/ein anderes Fahrzeug fährt jedoch auf der inneren Fahrspur des Kreisverkehrs auf der linken Vorderseite des Trägerfahrzeugs 100. Wenn das andere Fahrzeug weiterhin entlang des Kreisbereichs auf der inneren Fahrspur fährt, besteht kein Zusammentreffen und das Trägerfahrzeug 100 muss sein Verhalten/seinen Fahrplan nicht ändern. Wenn jedoch das andere Fahrzeug auch den Kreisverkehr verlassen wollen würde, kann eine Kollision passieren. Die Kollision kann an der Vereinigung der zwei Fahrspuren des Kreisverkehrs passieren, wenn die Ausfahrtsstraße des Kreisverkehrs nur eine einzelne Fahrspur aufweist. Da in genau in diesem Beispiel die Ausfahrt des Kreisverkehrs nur eine einzelne Fahrspur aufweist, ist der Knoten der Ausfahrt auch der Knoten des Verzweigungsbereichs, wie vorstehend definiert. Dies bedeutet, dass in diesem Beispiel der Verzweigungsbereich und der Zusammentreffbereich identisch oder zumindest sehr stark überlappend wären. Folglich kann die Vorrichtung 1 oder eine Untereinheit davon die Festlegung der zwei Bereiche durch Verschieben von zumindest einem der zwei Bereiche vom Knoten der Ausfahrt weg einstellen. Z. B. kann die Verschiebung umfassen, dass der Verzweigungsbereich näher an die aktuelle Position des detektierten Objekts bewegt/verschoben wird, so dass nur eine teilweise Überlappung oder keine Überlappung vorhanden ist. Ferner kann die Bereichsgröße von zumindest einem der zwei Bereiche verringert werden. Wenn nur eine teilweise Überlappung oder keine Überlappung vorhanden ist, kann die obige Prozedur (im Wesentlichen) ohne weitere Änderungen stattfinden.
6b, c (Mitte und rechte Seite von 6) zeigen einen anderen Verwendungsfall, wenn das Trägerfahrzeug 100 auf der Autobahn mit drei Fahrspuren fährt und ein nahendes Fahrzeug von einer Zufahrtsfahrspur in die Autobahn einfährt. Die Zufahrtsfahrspur vereinigt sich mit der Fahrspur 3 in einer Position vor der aktuellen Position des detektierten Objekts und des Trägerfahrzeugs 100. Wie in den 6b und c gezeigt, können der Zusammentreffbereich und der Verzweigungsbereich in Übereinstimmung mit dem in Verbindung mit 3 erläuterten Beispiel festgelegt werden. Dieses Szenario zeigt ferner, dass die verwendeten Karteninformationen auch nicht nur Straßenebeneninformationen, sondern auch Fahrspurebeneninformationen erfordern können, um Knoten an sich schneidenden Fahrspuren zu definieren. Ferner sind die Bereiche in diesem Beispiel eher elliptisch als kreisförmig festgelegt (wie im Kreisverkehrbeispiel von 3), da die Bereiche auch in einer anderen Option gemäß der Geschwindigkeit der Fahrzeuge festgelegt werden können, was umfassen kann, dass eine eher längliche elliptische Form angewendet wird, wenn die Geschwindigkeit über einem vordefinierten Wert liegt, und eine eher kreisförmige Form verwendet wird, wenn die Geschwindigkeit ziemlich niedrig ist/unter dem vordefinierten Wert liegt.
Die obigen Beispiele für die Anwendung der Vorrichtung 1 und ihr zugrundliegendes Steuerverfahren sollen nicht auf die dargestellten Verwendungsfälle begrenzt sein. Weitere Verwendungsfälle können existieren und der beanspruchte Gegenstand soll als darauf anwendbar betrachtet werden. Noch ferner können die obigen Beispiele oder einzelne Merkmale davon miteinander kombiniert werden, um zusätzliche Beispiele/Ausführungsformen zu bilden, solange die Kombination durch den Fachmann auf dem Gebiet ohne Anwenden von erfinderischer Tätigkeit erreichbar ist.
Zusammenfassend ermöglicht der beschriebene Gegenstand, die Rechenlast zu verringern, und er erhöht die Sicherheit und den Komfort von automatisiertem oder computergestütztem Fahren, da er helfen kann, dass die Vorrichtung 1 Entscheidungen trifft, die das Verhalten eines menschlichen Fahrers imitieren, der beurteilen würde, ob er das Fahrverhalten anpassen muss, wenn er ein anderes Objekt im zukünftigen Fahrkurs detektiert.
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

EP 3387385 A1 [0002, 0003]
EP 3001272 A1 [0003]

Claims

Fahrzeugfahrsteuervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie an einem Trägerfahrzeug installiert ist, die umfasst: eine Lokalisierungseinheit (6), die dazu konfiguriert ist, die aktuelle Position des Trägerfahrzeugs (100) zu bestimmen; eine Bereichsvorhersageeinheit (3) mit einer Zusammentreffbereichsvorhersageeinheit (3a) und einer Verzweigungsbereichsvorhersageeinheit (3b), wobei die Bereichsvorhersageeinheit (3a) dazu konfiguriert ist, Karteninformationen zu empfangen; eine Objektdetektionseinheit (2), die dazu konfiguriert ist, Informationen von einer Fahrzeugumgebungsbeobachtungseinheit (4) zu empfangen und ein Objekt in der Umgebung des Trägerfahrzeugs (100) auf der Basis der empfangenen Daten zu detektieren; eine Positionsvergleichseinheit (7), die dazu konfiguriert ist zu bestimmen, ob ein durch die Objektdetektionseinheit (2) detektiertes Objekt und das Trägerfahrzeug (100) innerhalb eines Zusammentreffbereichs an einer Kreuzung vor dem Trägerfahrzeug (100) zusammentreffen könnten; eine Objektverhaltensvorhersageeinheit (8), die dazu konfiguriert ist, ein zukünftiges Verhalten des detektierten Objekts vorherzusagen, wenn die Positionsvergleichseinheit (7) abgeschätzt hat, dass eine Kollision im Zusammentreffbereich passieren könnte; und eine Fahrzeugsteuereinheit (10), die über die Anpassung eines Fahrplans des Trägerfahrzeugs (100) auf der Basis des vorhergesagten zukünftigen Verhaltens des detektierten Objekts entscheidet, wobei die Zusammentreffbereichsvorhersageeinheit (3a) dazu konfiguriert ist, den Zusammentreffbereich festzulegen, und die Verzweigungsbereichsvorhersageeinheit (3b) dazu konfiguriert ist, einen Verzweigungsbereich vor dem Vereinigungsbereich in der Fahrtrichtung des detektierten Objekts, in dem das detektierte Objekt seinen Fahrpfad ändern kann, bevor es in den Zusammentreffbereich einfährt, festzulegen; und die Objektverhaltensvorhersageeinheit (8) dazu konfiguriert ist, einen normalen Vorhersagemodus, wenn sich das detektierte Objekt außerhalb des Verzweigungsbereichs befindet, und einen detaillierten Vorhersagemodus, wenn sich das detektierte Objekt innerhalb des Verzweigungsbereichs befindet, anzuwenden.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei im normalen Vorhersagemodus die Objektverhaltensvorhersageeinheit (8) dazu konfiguriert ist, eine vorbestimmte Anzahl von Merkmalen des detektierten Objekts zum Vorhersagen des zukünftigen Verhaltens des detektierten Objekts zu verwenden, und im detaillierten Vorhersagemodus mehr Merkmale des detektierten Objekts als im normalen Vorhersagemodus zum Vorhersagen des zukünftigen Verhaltens des detektierten Objekts zu verwenden.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorhersage des zukünftigen Verhaltens die Vorhersage, welchen von möglichen zukünftigen Fahrpfaden das detektierte Objekt nehmen kann, umfasst.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei im normalen Vorhersagemodus das zukünftige Verhalten des detektierten Objekts auf der Basis von mindestens einem der Merkmale, einschließlich der Geschwindigkeit des detektierten Objekts, der Bewegungsrichtung des detektierten Objekts, der Form des detektierten Objekts, vorhergesagt wird.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei im detaillierten Vorhersagemodus das zukünftige Verhalten des detektierten Objekts auf der Basis von mindestens einem des zusätzlichen Merkmals, einschließlich eines Blinkers, einer Änderung der Form des (der) Reifen(s) zwischen zwei Zeitrahmen und/oder einer Reifenposition des detektierten Objekts, vorhergesagt wird.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung gemäß mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Karteninformationen von einer Karteninformationseinheit (5) empfangen werden und die empfangenen Karteninformationen zumindest Verbindungsstücke, die Fahrspuren und/oder Straßen darstellen, und Knoten, die Kreuzungen von Fahrspuren und/oder Straßen darstellen, umfassen.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Zusammentreffbereich an einem Knoten festgelegt wird, der in einem Bereich angeordnet ist, in dem das detektierte Objekt und das Trägerfahrzeug zusammentreffen könnten, und der Verzweigungsbereich an einem Knoten vor dem Knoten des Zusammentreffbereichs in der Fahrtrichtung des detektierten Objekts festgelegt wird.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Verzweigungsbereich an einem Knoten unmittelbar vor dem Knoten des Zusammentreffbereichs in der Fahrtrichtung des detektierten Objekts festgelegt wird.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach den Ansprüchen 7 oder 8, wobei ein Durchmesser des Vereinigungs- und/oder Verzweigungsbereichs auf der Basis der Parameter der Straße oder auf der Basis eines vordefinierten Werts oder eines in einer Datenbank definierten Werts festgelegt wird.
Fahrzeugfahrsteuervorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Kreuzung von Straßen oder Fahrspuren Kreisverkehre und Zufahrtsfahrspuren einer Autobahn umfasst.
Trägerfahrzeug mit einer Fahrzeugfahrsteuervorrichtung gemäß mindestens einem der vorangehenden Ansprüche und einer Fahrzeugumgebungsbeobachtungseinheit (4), die eine oder eine Kombination einer Lidareinheit, einer Kameraeinheit, einer Stereokameraeinheit, einer Radareinheit, einer Einheit für elektromagnetische Wellen ist.
Verfahren zum Steuern eines Trägerfahrzeugs mit den Schritten: Empfangen von Karteninformationen und Lokalisieren einer aktuellen Position des Trägerfahrzeugs; Detektieren eines Objekts in der Umgebung des Trägerfahrzeugs auf der Basis von empfangenen Daten von einer Fahrzeugumgebungsbeobachtungseinheit des Trägerfahrzeugs, Bestimmen, ob ein detektiertes Objekt und das Trägerfahrzeug in einem Zusammentreffbereich an einer Kreuzung zusammentreffen könnten, in deren Richtung das Trägerfahrzeug fährt; Vorhersagen eines zukünftigen Verhaltens des detektierten Objekts, wenn abgeschätzt wurde, dass ein Zusammentreffen in dem Zusammentreffbereich passieren könnte; und Entscheiden über eine Anpassung eines Fahrplans des Trägerfahrzeugs auf der Basis des vorhergesagten zukünftigen Verhaltens des detektierten Objekts, wobei ein normaler Vorhersagemodus angewendet wird, wenn sich das detektierte Objekt außerhalb eines Verzweigungsbereichs befindet, und ein detaillierter Vorhersagemodus für die Vorhersage des zukünftigen Verhaltens des detektierten Objekts angewendet wird, wenn sich das detektierte Objekt innerhalb eines Verzweigungsbereichs befindet, der als Bereich definiert ist, der vor dem Zusammentreffbereich in der Fahrtrichtung des detektierten Objekts angeordnet ist und in dem das detektierte Objekt seinen Fahrpfad vor dem Einfahren in den Zusammentreffbereich ändern kann.
Computerprogrammprodukt, das in einem Speicher speicherbar ist, mit Befehlen, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, bewirken, dass der Computer das Verfahren nach Anspruch 12 durchführt.