WO2014202295A1 - Verfahren zum unterstützen eines fahrers eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2014202295A1
WO2014202295A1 PCT/EP2014/060100 EP2014060100W WO2014202295A1 WO 2014202295 A1 WO2014202295 A1 WO 2014202295A1 EP 2014060100 W EP2014060100 W EP 2014060100W WO 2014202295 A1 WO2014202295 A1 WO 2014202295A1
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WO
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motor vehicle
cell
vehicle
environment
cells
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/060100
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Heigele
Holger Mielenz
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0968—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle
    • G08G1/096805—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the transmitted instructions are used to compute a route
    • G08G1/096811—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the transmitted instructions are used to compute a route where the route is computed offboard
    • G08G1/096822—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the transmitted instructions are used to compute a route where the route is computed offboard where the segments of the route are transmitted to the vehicle at different locations and times

Definitions

  • the present invention relates to a method for assisting a driver of a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a control device for a motor vehicle, which supports the driver of the motor vehicle, as well as a
  • Driver assistance systems for guiding the vehicle are required, for example, as occupancy grids realized. These divide the surroundings of a vehicle into a uniform grid, wherein each of the cells of this grid contains a certain occupancy information. In the simplest case, this is a pure probability of likelihood, but also more complex methods are known. Furthermore, it is known from the prior art that an environment of a vehicle
  • GridTiles which can be iteratively strung together.
  • an unknown environment model can be iteratively built by gradually adding new tiles as needed.
  • the method according to the invention for supporting a driver of a motor vehicle comprises the following steps
  • the emitted cell is preferably a GridTile.
  • Receiving is done by the motor vehicle, wherein the cell is an electronic memory image of at least a portion of an environment of the motor vehicle. Subsequently, the
  • the method according to the invention can also be used to transmit a highly complex environmental model by sending it to the vehicle through its individual components, that is, through the individual cells.
  • the preferred use of GridTiles makes it possible to provide a high degree of detail of the information.
  • the invention relates to a method for assisting a driver of a motor vehicle, comprising the following steps: First, a vehicle is recognized, to which at least one cell is to be transmitted.
  • the cell is a GridTile.
  • the cell is an electronic memory image of at least a portion of an environment of the
  • the cell is passed through a transmitting station
  • an advantage of the method according to the invention is that highly complex environment models can be transferred stepwise. By using individual units, the cells, it is possible to have a subset of highly complex
  • the motor vehicle can already use this sub-area for navigation.
  • the selection of the cells to be transmitted preferably GridTiles, can preferably be determined by system-specific, environment-specific and / or emission-specific parameters.
  • the order of the cells to be transferred can be chosen meaningfully, with the aforementioned criteria preferably being used.
  • prioritized such cells are emitted and / or received, which represent a first subregion.
  • the first subregion is that region of the environment in which the motor vehicle is located.
  • first of all that cell is transmitted which represents that subregion of the environment which the Vehicle needed to navigate immediately. This ensures that the most important data is available as quickly as possible.
  • prioritized such cells are emitted and / or received, which represent a second partial area.
  • the second subarea is disposed immediately adjacent to the first subarea and / or is located such that the motor vehicle, taking into account the current direction of travel, will transition from the first subarea to the second subarea.
  • Navigation are particularly important. Since, preferably, first of all the data relating to the immediate surroundings of the vehicle is provided, in this embodiment the area is provided which the vehicle will need next, so that a seamless transition takes place in the vehicle
  • prioritized such cells are emitted and / or transmitted, which represent a third subregion.
  • the third subarea includes all obstacles and
  • Open spaces that are relevant to a current movement of the motor vehicle it is preferably possible to determine, in the known direction of travel, in which width the environment in front of the vehicle must be transmitted in order to obtain the necessary information on open spaces and / or obstacles in the direction of this
  • prioritized such cells are transmitted and / or received, which represent a fourth subregion.
  • the fourth subregion comprises the first subregion and extends to one
  • the fourth partial area is the area that the vehicle is traversed when following the trajectory to the destination point.
  • a compression method is used for transmitting and / or receiving the cell.
  • This is preferably a Run length compression method.
  • the transmission can be further optimized, especially if the transmission takes place by radio.
  • the transmitting station is another motor vehicle and / or a stationary unit.
  • the transmitting station is another motor vehicle which has already traveled through an area to be transmitted and can thus provide information about this area.
  • the stationary unit may be a parking garage, where the stationary unit is aware of a defined environmental model that it can send to the vehicle.
  • the motor vehicle requests the transmission of the cell from the transmitting station.
  • the transmitting station it is provided that the
  • Vehicle recognizes that it is traveling to an area for which information may be available. Therefore, it is provided that the vehicle the
  • the invention further relates to a control device for a motor vehicle.
  • the controller is connected to other components of the vehicle and configured to perform the previously described methods.
  • the invention relates to a motor vehicle, the aforementioned
  • Control unit includes.
  • Figure 1 shows an environment model with a first portion of the
  • Radio Radio
  • a transmitting station e.g. a central parking garage unit or another vehicle has already created an environment model consisting of GridTiles. If a vehicle now works on this environment model, e.g. because it is entering the parking garage, the environment model is transmitted tile by tile.
  • the tile on which the vehicle is located is first transmitted (first subarea) and then the surrounding tiles (second subarea). In this way, the world around the vehicle is iteratively built up.
  • the transmission order can be determined depending on system-specific and / or environment-specific and / or mission-specific variables. This will be described later in detail.
  • a system-specific variable is in particular the current orientation of the vehicle. In that case, those pointing in that direction would
  • Neighborhood tiles are transmitted next (third subarea). For closer restriction, the direction of the tiles to be transferred could also be made via the current gear selection.
  • the required tiles can be modified via environment-specific variables, e.g. a parking garage. If the direction of travel is known from system-specific variables, it is possible to determine, in terms of width, the environment in front of the direction of travel, via the knowledge of open spaces and obstacles in the direction of this direction of travel
  • Vehicle must be transferred in order to fully transfer the necessary information on open spaces and / or obstacles (fourth sub-area).
  • This information can be extended by the contextual knowledge of traffic rules and possible driving actions, so that if e.g. the vehicle is driven on a ramp, the tiles necessary for leaving the ramp are completely transmitted, the tiles are transmitted in the order that the drive from the said driving action is continuously made possible.
  • Mission specific sizes are e.g. when entering a parking garage, which destination the car should reach and how it gets to it. This is the global path of the vehicle, its route in the parking garage known. So that the vehicle can now localize and calculate the path in the required detailing, the tiles required for this are going to be replaced
  • the vehicle Since the nearby environment is transmitted first, the vehicle immediately has a workable environment and can begin with situation analysis and planning algorithms. If it receives measurements from outside of its known environment so they can in newly allocated tiles with
  • Identifications are provided. During the transfer of a
  • GridTiles will not send the complete GridTile, but only those elements of the GridTile, e.g. Have occupancy information.
  • An advantageous coding would consist of a list of tuples with the unique ID of the element and the coding of the occupancy level.
  • Figure 1 shows an environment model 1, which is composed of individual cells 3, wherein the individual cells 3 are in particular GridTiles.
  • the cells 3 included Information about the environment modeled by the environment model 1, where the information is basically different in obstacles 31 and open spaces 32 The obstacles 31 and the open spaces 32 are through
  • a vehicle 10 is located within the environment that is imaged by the environment model 1.
  • the vehicle is located in a first sub-area 4, which is formed by that cell 3, which represents the environment that is immediately around the
  • Vehicle 10 extends. Subsequent to the first subregion 4 there is a second subregion 5, which is represented by a plurality of cells 3. Since a trajectory 2 is known that follows the vehicle 10, it is known that the vehicle will transition from the first area 4 into the second area 5. Therefore, it is advantageously provided that in the case where the
  • the vehicle 10 is always the information that it just needs to navigate within the environment represented by the environment model 1.
  • FIG. 2 shows a section from the environment model 1 from FIG. 1. This section corresponds to a third subarea 6, which is represented by those cells 3 that are relevant to a current direction of movement 20 of the vehicle 10. In this case, preferably possible branches can be taken into account. Thus, it is shown in FIG. 2 that the
  • Movement direction 20 of the vehicle can continue either in the direction of movement 21 or in the direction of movement 22. Both possibilities are preferably encompassed by the third subarea, so that the vehicle has all the information about obstacles 31 and open spaces 32 for the current one
  • FIG. 3 shows, analogously to FIG. 2, a further detail from FIG
  • this section a fourth portion 7th represents.
  • a trajectory 2 is known, which follows the vehicle 10.
  • the fourth subregion 7 represents that environment which the vehicle 7 must inevitably pass through when following the trajectory 2.
  • the individual subregions i. the first sub-area 4, the second sub-area 5, the third sub-area 6 and the fourth sub-area 7 are preferably used to define an order with which the individual cells 3 of the
  • Ambient model 1 are transmitted to the motor vehicle.
  • the individual subregions determine the entire section of the environment model 1 to be transmitted. For example, only the cells 3 of the fourth subregion 7 can be transmitted if a transmission of the entire environment model 1 is not necessary or not desired. This is shown in FIGS. 4 to 6.
  • FIGS. 4 to 6 show in detail how the vehicle 10 can always be supplied with current surroundings information when following the trajectory 2.
  • the environmental model 1 from FIG. 1 is shown.
  • a first transmission area 81 is shown, which is that section of the
  • Transmission area 83 is transmitted to the vehicle 10.
  • Subarea 7 is transmitted.
  • the prioritization in which order the individual cells 3 within the first transmission area 81, the second transmission area 82 and the third transmission area 83, preferably takes place by subdivision of the transmission areas into the first
  • the vehicle 10 when following the trajectory 2, the vehicle 10 continually has up-to-date navigation information, by means of which an automated driver assistance system can independently steer the vehicle through the represented environment.
  • FIG. 7 shows the vehicle 10 according to an embodiment of the invention.
  • the vehicle 10 includes a control unit 11, which is connected via a data line 14 with other components of the vehicle 10.
  • these further components include further control devices of the vehicle 10 with which a movement of the vehicle 10 can be actively influenced.
  • the control unit 1 1 is connected to sensors 12, with which the vehicle 10 can detect its surroundings.
  • control unit 1 1 can receive data from a transmitting station 13, so that environmental data can be transmitted either by the sensors 12 or by the transmitting station 13 to the control unit 11 and thus to the vehicle 10.
  • the controller 11 can all of these

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (10) umfassend die Schritte Empfangen einer von einer Sendestation (13) ausgesandten Zelle (3), bevorzugt eines GridTile, durch das Kraftfahrzeug (10), wobei die Zelle (3) ein elektronisches Speicherabbild zumindest eines Teilbereichs einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) darstellt, Speichern der empfangenen Zelle (3) in dem Kraftfahrzeug (10), und Integrieren der gespeicherten Zelle (3) in ein gespeichertes Umgebungsmodell (1) des Kraftfahrzeugs (10). Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (10) umfassend die Schritte Erkennen eines Kraftfahrzeugs (10), an das zumindest eine Zelle (3), bevorzugt ein GridTile, übertragbar ist, wobei die Zelle (3) ein elektronisches Speicherabbild zumindest eines Teilbereichs einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) darstellt, und Aussenden der Zelle (3) durch eine Sendestation (13).

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, das den Fahrer des Kraftfahrzeugs unterstützt, sowie ein
Kraftfahrzeug mit dem Steuergerät.
Moderne Fahrerassistenzsysteme weisen oftmals einen hohen
Automatisierungsgrad auf, mit dem diese Fahrabläufe selbständig unterstützen können. Dies trägt einerseits zu einem höheren Fahrkomfort für den Fahrer und andererseits zu einer höheren Sicherheit für die Verkehrsteilnehmer bei.
Sehr häufig werden Fahrerassistenzsysteme verwendet, die eine selbständige Führung des Fahrzeugs ermöglichen. Dazu sind jedoch hochgenaue
Informationen nötig, mit denen das Fahrzeug in seiner Umgebung navigieren kann. Daher bilden vollautomatische Systeme ihr Umfeld sehr genau ab, was allerdings sehr speicherintensiv ist. Jedoch ist nur auf diese Weise möglich, den Anforderungen der Systeme an Lokalisierung und Fahrplanung gerecht zu werden. Es ist weiterhin bekannt, dass Fahrzeug selbständig Informationen austauschen können. Dies kann beispielsweise Informationen über Geschwindigkeiten, Bodenbeschaffenheiten, Kurvenverhalten oder sonstige Informationen umfassen. Derartige Umfeldinformationen können anschließend in Navigationssystemen benutzt werden und stellen Meta-Informationen dar, die zur Routenplanung und Fahrerinformation zwar nützlich, für eine lokale Fahrplanung und
Fahrzeugregelung jedoch nicht ausreichend sind. So werden beispielsweise in herkömmlichen Systemen Straßenverläufe in geringer Detaillierung als Graphen dargestellt und 3D-lnformationen von vorhandenen Umfeldobjekten nicht berücksichtigt. Dies geschieht aus dem Grund, dass eine Datenreduktion erreicht wird, wodurch die Übertragung optimiert werden kann. Jedoch wird dadurch zwangsläufig bedingt, dass eine Übertragung von hoch aufgelösten
Umfeldmodellen nicht möglich ist.
Hoch aufgelöste Umfeldmodelle, die von automatisierten
Fahrerassistenzsystemen zur Führung des Fahrzeugs benötigt werden, sind beispielsweise als Occupancy grids realisiert. Diese teilen die Umgebung eines Fahrzeugs in ein gleichförmiges Gitter auf, wobei jede der Zellen dieses Gitters eine bestimmte Belegtheitsinformation enthält. Im einfachsten Fall ist dies eine reine Belegtheitswahrscheinlichkeit, wobei aber auch komplexere Verfahren bekannt sind. Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass ein Umfeld eines
Fahrzeugs mittels GridTiles dargestellt wird, die iterativ aneinander gereiht werden können. Somit kann ein unbekanntes Umfeldmodell iterativ aufgebaut werden, indem nach und nach neue Kacheln hinzugefügt werden, wenn diese benötigt werden.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs umfasst die folgenden Schritte: Zunächst wird von einer
Sendestation eine ausgesandte Zelle empfangen. Die ausgesandte Zelle ist bevorzugt ein GridTile. Das Empfangen geschieht durch das Kraftfahrzeug, wobei die Zelle ein elektronisches Speicherabbild zumindest eines Teilbereichs einer Umgebung des Kraftfahrzeugs darstellt. Anschließend wird die
gespeicherte Zelle in ein gespeichertes Umgebungsmodell des Kraftfahrzeugs integriert. Somit ist es möglich, hochgenaue Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs einerseits zu speichern, andererseits von einer Sendestation zu empfangen. Daher kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein hochkomplexes Umgebungsmodell übertragen werden, indem dieses durch seine einzelnen Bestandteile, das heißt, durch die einzelnen Zellen, an das Fahrzeug gesandt wird. Die bevorzugte Verwendung von GridTiles ermöglicht dabei, einen hohen Detailgrad der Informationen bereitzustellen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs, das die folgenden Schritte umfasst: Zunächst wird ein Fahrzeug erkannt, an das zumindest eine Zelle übertragen werden soll.
Bevorzugt ist die Zelle ein GridTile. Auch hier ist die Zelle ein elektronisches Speicherabbild zumindest eines Teilbereichs einer Umgebung des
Kraftfahrzeugs. Anschließend wird die Zelle durch eine Sendestation
ausgesandt. Wie bereits zuvor beschrieben, ist auch hier ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass hochkomplexe Umgebungsmodelle schrittweise übertragen werden können. Durch das Verwenden von einzelnen Einheiten, der Zellen, ist es möglich, einen Teilbereich des hochkomplexen
Umgebungsmodells an das Kraftfahrzeug zu senden, wobei das Kraftfahrzeug diesen Teilbereich bereits zur Navigation verwenden kann. Die Auswahl der zu übertragenden Zellen, bevorzugt GridTiles, kann durch systemspezifische, umfeldspezifische und/oder emissionsspezifische Parameter bevorzugt bestimmt werden.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die zuvor genannten Schritte jeweils periodisch durchgeführt werden, so dass eine Vielzahl von Zellen ausgesandt und/oder empfangen wird. Somit ist es möglich, ein vollständiges
Umgebungsmodell an das Fahrzeug zu übertragen. Daher ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, ein vollständiges hochgenaues
Umgebungsmodell zu übertragen, wobei dies nach und nach durch die
Verwendung einzelner Einheiten des Umgebungsmodells, der einzelnen Zellen, die bevorzugt GridTiles sind, erfolgt. Somit ist eine Breitband-optimierte
Übertragung des Umfeldmodells möglich. Die Reihenfolge der zu übertragenden Zellen kann sinnvoll gewählt werden, wobei bevorzugt die zuvor genannten Kriterien angewandt werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden priorisiert solche Zellen ausgesandt und/oder empfangen, die einen ersten Teilbereich repräsentieren. Der erste Teilbereich ist derjenige Bereich der Umgebung, in dem sich das Kraftfahrzeug befindet. Somit wird durch diese besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zunächst diejenige Zelle übertragen, die denjenigen Teilbereich der Umgebung repräsentiert, den das Fahrzeug unmittelbar zum Navigieren benötigt. Somit wird dafür gesorgt, dass die wichtigsten Daten so schnell wie möglich zur Verfügung stehen.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform werden priorisiert solche Zellen ausgesandt und/oder empfangen, die einen zweiten Teilbereich repräsentieren. Der zweite Teilbereich ist unmittelbar benachbart zu dem ersten Teilbereich angeordnet und/oder ist derart gelegen, dass das Kraftfahrzeug unter Berücksichtigung der gegenwärtigen Fahrtrichtung vom ersten Teilbereich in den zweiten Teilbereich übergehen wird. Dies bedeutet, dass gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform priorisiert diejenigen Daten übertragen werden, die in der nahen Zukunft benötigt werden. Dies folgt dem oben genannten Konzept, dass zunächst diejenigen Daten übertragen werden, die für die
Navigation besonders wichtig sind. Da bevorzugt zunächst diejenigen Daten bereitgestellt werden, die das unmittelbare Umfeld des Fahrzeugs betreffen, wird in dieser Ausführungsform derjenige Bereich bereitgestellt, den das Fahrzeug als nächstes benötigen wird, so dass ein nahtloser Übergang in dem
Umgebungsmodell möglich ist.
Weiterhin ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass priorisiert solche Zellen ausgesandt und/oder übertragen werden, die einen dritten Teilbereich repräsentieren. Der dritte Teilbereich umfasst sämtliche Hindernisse und
Freiflächen, die relevant für eine aktuelle Bewegung des Kraftfahrzeugs sind. Auf diese Weise ist es bevorzugt möglich, bei bekannter Fahrtrichtung festzulegen, in welcher Breite das Umfeld vor dem Fahrzeug übertragen werden muss, um die nötigen Informationen zu Freiflächen und/oder Hindernissen in Richtung dieser
Fahrtrichtung vollständig zu übertragen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden priorisiert solche Zellen ausgesandt und/oder empfangen, die einen vierten Teilbereich repräsentieren. Der vierte Teilbereich umfasst den ersten Teilbereich und erstreckt sich zu einem
Zielpunkt, zu dem das Kraftfahrzeug geführt werden soll. Dies bedeutet, dass insbesondere eine Trajektorie vorab bekannt ist, der das Fahrzeug folgen soll. Daher ist der vierte Teilbereich derjenige Bereich, den das Fahrzeug durchfahren wird, wenn es der Trajektorie zu dem Zielpunkt folgt.
Vorteilhafterweise wird zum Aussenden und/oder Empfangen der Zelle ein Komprimierungsverfahren verwendet. Dies ist bevorzugt ein Lauflängenkomprimierungsverfahren. Auf diese Weise kann die Übertragung weiter optimiert werden, insbesondere wenn die Übertragung per Funk stattfindet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sendestation ein weiteres Kraftfahrzeug und/oder eine stationäre Einheit. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Sendestation ein weiteres Kraftfahrzeug ist, das einen zu übertragenden Bereich bereits durchfahren hat und somit Informationen über diesen Bereich bereitstellen kann. Die stationäre Einheit kann beispielsweise ein Parkhaus sein, wobei der stationären Einheit ein definiertes Umfeldmodell bekannt ist, die es an das Fahrzeug senden kann.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug von der Sendestation die Übertragung der Zelle anfordert. Insbesondere ist vorgesehen, dass das
Fahrzeug erkennt, dass es einen Bereich befährt, zu dem Informationen vorhanden sein können. Daher ist vorgesehen, dass das Fahrzeug die
Übertragung der Informationen anfordert, so dass dem Fahrzeug anschließend das Umgebungsmodell in Form von einer, oder bevorzugt mehreren, einzelnen Zellen übertragen wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug. Das Steuergerät ist mit weiteren Komponenten des Fahrzeugs verbunden und derart eingerichtet, die zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Zuletzt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das das zuvor genannte
Steuergerät umfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
Figur 1 ein Umgebungsmodell mit einem ersten Teilbereich der
Umgebung und einem zweiten Teilbereich der Umgebung, wie es bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird, denjenigen Teil des Umgebungsmodells aus Figur 1 , der einem dritten Teilbereich der Umgebung entspricht, denjenigen Teil des Umgebungsmodells aus Figur 1 , der einem vierten Teilbereich der Umgebung entspricht, eine schematische Darstellung des Übertragens von Zellen gemäß einem ersten Zeitschritt des Verfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, eine schematische Darstellung des Übertragens von Zellen gemäß einem zweiten Zeitschritt des Verfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, eine schematische Darstellung des Übertragens von Zellen gemäß einem dritten Zeitschritt des Verfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und eine schematische Ansicht des Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
Zunächst wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ohne Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Darin sieht die Nutzung eines Umfeldmodells über ein
(Funk-)Netzwerk vor, dass eine Sendestation, z.B. eine zentrale Parkhauseinheit oder ein weiteres Fahrzeug, bereits ein aus GridTiles bestehendes Umfeldmodell angelegt hat. Soll nun ein Fahrzeug auf diesem Umfeldmodell arbeiten, z.B. weil es gerade in das Parkhaus einfährt, so wird diesem das Umfeldmodell kachelweise übermittelt.
In einer vorteilhaften Ausprägung wird zuerst die Kachel, auf der sich das Fahrzeug befindet, übermittelt (erster Teilbereich) und anschließend die umliegenden Kacheln (zweiter Teilbereich). Auf diese Weise wird iterativ die Welt um das Fahrzeug herum aufgebaut. In einer besonders vorteilhaften Ausprägung kann die Übertragungsreihenfolge dabei abhängig von systemspezifischen und/oder umfeldspezifischen und/oder missionsspezifischen Größen bestimmt werden. Dies wird später detailliert beschrieben.
Eine systemspezifische Größe ist insbesondere die aktuelle Ausrichtung des Fahrzeuges. In diesem Fall würden die in diese Richtung weisenden
Nachbarschaftskacheln als Nächste übertragen werden (dritter Teilbereich). Zur näheren Einschränkung könnte die Richtung der zu übertragenden Kacheln auch über die aktuelle Gangwahl getroffen werden.
Modifiziert werden können die benötigte Kacheln über umfeldspezifische Größen z.B. eines Parkhauses. Ist aus systemspezifischen Größen die Fahrtrichtung bekannt, kann über das Wissen von Freiflächen und Hindernissen in Richtung dieser Fahrrichtung festgelegt werden, in welcher Breite das Umfeld vor dem
Fahrzeug übertragen werden muss, um die nötige Information zu Freiflächen und/oder Hindernissen vollständig zu übertragen (vierter Teilbereich). Diese Information kann um das Kontextwissen von Verkehrsregeln und möglicher Fahrhandlungen erweitert werden, so dass wenn z.B. das Fahrzeug auf eine Rampe fährt, die für das Verlassen der Rampe notwendigen Kacheln vollständig übertragen werden, wobei die Kacheln in derjenigen Reihenfolge übertragen werden, dass die Fahrt aus der genannten Fahrhandlung heraus kontinuierlich ermöglicht wird. Missionsspezifische Größen legen z.B. bei der Einfahrt in ein Parkhaus fest, welches Ziel das Auto erreichen soll und wie es zu diesem gelangt. Damit ist der globale Pfad des Fahrzeugs, seine Route im Parkhaus bekannt. Damit sich das Fahrzeug nun Lokalisieren und den Pfad in der benötigten Detaillierung berechnen kann, werden die dafür notwendigen Kacheln nach
systemspezifischen und umfeldspezifischen Größen ausgewählt und rechtzeitig an das Fahrzeug versendet.
Da das nahe Umfeld zuerst übertragen wird, hat das Fahrzeug sofort ein arbeitsfähiges Umfeld zur Verfügung und kann mit Situationsanalyse und Planungsalgorithmen beginnen. Erhält es Messungen von außerhalb seines ihm bekannten Umfeldes so können diese in neu allokierte Kacheln mit
entsprechenden Nachbarschaftsbeziehungen integriert werden. Dies entspricht dem bekannten Vorgehen bei der Verwendung von GridTiles als Kacheln. Erhält das Fahrzeug nachträglich über die Netzwerkschnittstelle eine mit historischer Information versehene Kachel, die dasselbe Gebiet abdeckt, so integriert das System diese vollautomatisch mit der durch das Fahrzeug angelegten Kacheln, wofür der Merging Algorithmus im GridTile Verfahren zuständig ist.
Weiterhin kann, anstatt eine komplette Kachel zu übertragen, deren Information auch verdichtet werden. So können beispielsweise nur Zellen mit einer
Belegtheitswahrscheinlichkeit über einer bestimmten Schwelle übertragen werden. Auf diese Weise könnten die Elemente eines GridTiles mit eindeutigen
Identifikationen (IDs) versehen werden. Während der Übertragung eines
GridTiles wird nicht das vollständige GridTile versendet, sondern nur diejenigen Elemente des GridTiles, die z.B. Belegtheitsinformationen besitzen. Eine vorteilshafte Kodierung bestünde aus einer Liste von Tupeln mit der eindeutigen ID des Elementes und der Kodierung des Belegtheitsgrades.
Ebenfalls vorteilhaft ist eine Übertragung von reinen Bitwerten, die anzeigen, ob der Informationsgehalt einer Zelle über- oder unterhalb der Schwelle liegt. Werden die Zellen Bitweise übertragen, können Kacheln Unterelementweise übertragen werden, beispielsweise indem die Anzahl an belegten/unbelegten Zellen, in der Reihenfolge, wie sie im Speicher abgebildet werden, übergeben wird. Bildlich gesprochen könnte dies wie folgt aussehen: Das Speicherbild 00000000001 11 10000 kann beschrieben werden durch„10 unbelegte Zellen, 4 belegte Zellen, 5 unbelegte Zellen" und damit kompakt durch 10,4,5 übertragen werden. Weitere Komprimierungsalgorithmen zur Datenreduktion können implementiert werden, vergleichbar zu in der Bildkompression verwendeten Algorithmen. Diese Ausprägungen erzielen in steigender Reihenfolge eine weitere
Datenreduktion zur Steigerung der Bandbreitenoptimierung. Eine
RückÜbertragung von Kacheln stellt eine weitere erfindungsgemäße Verwendung dar. Dadurch können bereits historisch plausibilisierte Karten beständig aktualisiert werden.
Figur 1 zeigt ein Umgebungsmodell 1 , das aus einzelnen Zellen 3 aufgebaut ist, wobei die einzelnen Zellen 3 insbesondere GridTiles sind. Die Zellen 3 enthalten Informationen über die durch das Umgebungsmodell 1 abgebildete Umgebung, wobei sich die Informationen grundsätzlich in Hindernisse 31 und Freiflächen 32 unterscheiden Die Hindernisse 31 und die Freiflächen 32 werden durch
Belegtheitswahrscheinlichkeiten repräsentiert, so dass mittels des
Umgebungsmodells auch ungenaue Messungen dargestellt werden können.
Weiterhin ist in Figur 1 dargestellt, dass sich ein Fahrzeug 10 innerhalb der Umgebung befindet, die durch das Umgebungsmodell 1 abgebildet wird. Dabei befindet sich das Fahrzeug in einem ersten Teilbereich 4, der durch diejenige Zelle 3 gebildet wird, die das Umfeld repräsentiert, das sich unmittelbar um das
Fahrzeug 10 erstreckt. Anschließend an den ersten Teilbereich 4 befindet sich ein zweiter Teilbereich 5, der durch mehrere Zellen 3 repräsentiert ist. Da eine Trajektorie 2 bekannt ist, der das Fahrzeug 10 folgt, ist es bekannt, dass das Fahrzeug von dem ersten Bereich 4 in den zweiten Teilbereich 5 übergehen wird. Daher ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass in dem Fall, in dem das
Umgebungsmodell 1 an das Fahrzeug 10 übertragen wird, zunächst
Informationen über den ersten Teilbereich 4 und anschließend Informationen über den zweiten Teilbereich 5 ausgesandt werden. Somit stehen dem Fahrzeug 10 stets diejenigen Informationen zur Verfügung, die es gerade zur Navigation innerhalb der von dem Umgebungsmodell 1 repräsentierten Umgebung benötigt.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Umgebungsmodell 1 aus Figur 1. Dieser Ausschnitt entspricht einem dritten Teilbereich 6, der durch diejenigen Zellen 3 repräsentiert wird, die für eine aktuelle Bewegungsrichtung 20 des Fahrzeugs 10 von Relevanz sind. Dabei können bevorzugt auch mögliche Abzweigungen berücksichtigt werden. So ist in Figur 2 gezeigt, dass sich die
Bewegungsrichtung 20 des Fahrzeugs entweder in der Bewegungsrichtung 21 oder in der Bewegungsrichtung 22 fortsetzen kann. Bevorzugt werden beide Möglichkeiten von dem dritten Teilbereich umfasst, so dass dem Fahrzeug sämtliche Informationen über Hindernisse 31 und Freiflächen 32 für die aktuelle
Fahrtrichtung bereitgestellt werden. Dabei ist es möglich, dass die zuvor genannten Prinzipien angewandt werden, was bedeutet, dass zunächst diejenigen Zellen 3 an das Fahrzeug 10 gesandt werden, die für eine aktuelle Navigation des Fahrzeugs besonders relevant sind.
Figur 3 zeigt analog zu Figur 2 einen weiteren Ausschnitt aus dem
Umgebungsmodell 1 , wobei dieser Ausschnitt einen vierten Teilbereich 7 repräsentiert. Für den vierten Teilbereich 7 ist es nötig, dass eine Trajektorie 2 bekannt ist, der das Fahrzeug 10 folgt. Somit bilden nur diejenigen Zellen 3 den vierten Teilbereich 7, die um die Trajektorie 2 angeordnet sind, so dass der vierte Teilbereich 7 diejenige Umgebung repräsentiert, die das Fahrzeug 7 beim Folgen der Trajektorie 2 zwangsläufig durchfahren muss.
Die einzelnen Teilbereiche, d.h. der erste Teilbereich 4, der zweite Teilbereich 5, der dritte Teilbereich 6 und der vierte Teilbereich 7 werden bevorzugt verwendet, um eine Reihenfolge festzulegen, mit der die einzelnen Zellen 3 des
Umgebungsmodells 1 an das Kraftfahrzeug übertragen werden. Ebenso ist vorteilhaft vorgesehen, dass die einzelnen Teilbereiche den gesamten zu übertragenen Ausschnitt des Umgebungsmodells 1 festlegen. So können beispielsweise ausschließlich die Zellen 3 des vierten Teilbereichs 7 übertragen werden, falls eine Übertragung des gesamten Umgebungsmodells 1 nicht nötig oder nicht gewünscht ist. Dies ist in den Figuren 4 bis 6 gezeigt.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen detailliert, wie das Fahrzeug 10 beim Folgen der Trajektorie 2 stets mit aktuellen Umfeldinformationen versorgt werden kann. Dazu ist wiederum das Umgebungsmodell 1 aus Figur 1 gezeigt. Zusätzlich ist ein erster Übertragungsbereich 81 eingezeichnet, der denjenigen Ausschnitt des
Umgebungsmodells 1 umfasst, der priorisiert an das Fahrzeug 10 übertragen wird. Bevorzugt stellt dies einen ersten Zeitschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Dem Fahrzeug 10 ist es somit möglich, mit den im ersten Zeitschritt empfangenen Informationen einen gewissen Weg entlang der Trajektorie 2 zurückzulegen.
Spätestens wenn das Fahrzeug 10 einen ersten Randbereich 91 des ersten Übertragungsbereichs 81 erreicht hat, erfolgt ein zweiter Zeitschritt. In dem zweiten Zeitschritt wird, wie in Figur 5 dargestellt, ein zweiter
Übertragungsbereich 82 an das Fahrzeug 10 übertragen. Auch hier ist wiederum vorgesehen, dass bei Erreichen eines zweiten Randbereichs 92 des zweiten Übertragungsbereichs 82 zu dem in Figur 6 gezeigten dritten Zeitschritt des Verfahrens übergegangen wird. In Figur 6 ist gezeigt, wie ein dritter
Übertragungsbereich 83 an das Fahrzeug 10 übertragen wird.
Es ist daher offensichtlich, dass insgesamt der in Figur 3 gezeigte vierte
Teilbereich 7 übertragen wird. Die Priorisierung, in welcher Reihenfolge die einzelnen Zellen 3 innerhalb des ersten Übertragungsbereichs 81 , des zweiten Übertragungsbereichs 82 und des dritten Übertragungsbereichs 83, erfolgt bevorzugt durch Unteraufteilung der Übertragungsbereiche in den ersten
Teilbereich 4 (vgl. Figur 1) und zweiten Teilbereich 5 (vgl. Figur 2)
Somit ist es möglich, dass stets die aktuellen Informationen an das Fahrzeug 10 übertragen werden. Das Fahrzeug 10 hat daher beim Folgen der Trajektorie 2 fortwährend aktuelle Navigationsinformationen zur Verfügung, anhand derer ein automatisiertes Fahrerassistenzsystem das Fahrzeug selbständig durch die repräsentierte Umgebung lenken kann. Durch das Bereitstellen des
hochgenauen Umgebungsmodells 1 wird ein präzises, sicheres und
zuverlässiges Navigieren des Fahrzeugs ermöglicht.
Figur 7 zeigt das Fahrzeug 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Steuergerät 11 , das über eine Datenleitung 14 mit weiteren Komponenten des Fahrzeugs 10 verbunden ist. Insbesondere umfassen diese weiteren Komponenten weitere Steuergeräte des Fahrzeugs 10, mit denen eine Bewegung des Fahrzeugs 10 aktiv beeinflusst werden kann. Zusätzlich ist das Steuergerät 1 1 mit Sensoren 12 verbunden, mit denen das Fahrzeug 10 seine Umgebung erfassen kann.
Weiterhin kann das Steuergerät 1 1 Daten von einer Sendestation 13 empfangen, so dass Umgebungsdaten entweder durch die Sensoren 12 oder durch die Sendestation 13 an das Steuergerät 11 und damit an das Fahrzeug 10 übertragen werden können. Das Steuergerät 11 kann sämtliche dieser
Informationen zu dem zuvor gezeigten Umgebungsmodell 1 der Umgebung des Fahrzeugs 10 zusammenfügen. Damit ist es dem Fahrzeug stets möglich, dass es sicher und zuverlässig von einem automatisierten Fahrerassistenzsystem durch die Umgebung geführt wird.

Claims

Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (10) umfassend die Schritte:
- Empfangen einer von einer Sendestation (13) ausgesandten Zelle (3), bevorzugt eines GridTile, durch das Kraftfahrzeug (10), wobei die Zelle (3) ein elektronisches Speicherabbild zumindest eines Teilbereichs einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) darstellt,
- Speichern der empfangenen Zelle (3) in dem Kraftfahrzeug (10), und
- Integrieren der gespeicherten Zelle (3) in ein gespeichertes
Umgebungsmodell (1) des Kraftfahrzeugs (10).
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (10) umfassend die Schritte:
- Erkennen eines Kraftfahrzeugs (10), an das zumindest eine Zelle (3), bevorzugt ein GridTile, übertragbar ist, wobei die Zelle (3) ein elektronisches Speicherabbild zumindest eines Teilbereichs einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) darstellt, und
- Aussenden der Zelle (3) durch eine Sendestation (13).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte periodisch durchgeführt werden, so dass eine Vielzahl von Zellen (3) ausgesandt und/oder empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass priorisiert solche Zellen (3) ausgesandt und/oder empfangen werden, die einen ersten Teilbereich (4) repräsentieren, wobei sich das Kraftfahrzeug (10) innerhalb des ersten Teilbereichs (4) der Umgebung befindet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass priorisiert solche Zellen (3) ausgesandt und/oder empfangen werden, die einen zweiten Teilbereich (5) repräsentieren, wobei der erste Teilbereich (4) unmittelbar benachbart zu dem zweiten Teilbereich (5) ist und/oder das Kraftfahrzeug (10) unter Berücksichtigung der Fahrtrichtung vom ersten Teilbereich (4) in den zweiten Teilbereich (5) übergehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass priorisiert solche Zellen (3) ausgesandt und/oder empfangen werden, die einen dritten Teilbereich (6) repräsentieren, wobei der dritte Teilbereich (6) sämtliche Hindernisse und Freiflächen umfasst, die relevant für eine aktuelle Bewegung des Kraftfahrzeugs (10) sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass priorisiert solche Zellen (3) ausgesandt und/oder empfangen werden, die einen vierten Teilbereich (7) repräsentieren, wobei der vierte Teilbereich (7) den ersten Teilbereich (4) umfasst und sich zu einem Zielpunkt (23) erstreckt, zu dem das Kraftfahrzeug geführt werden soll.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aussenden und/oder zum Empfangen der Zelle (3) ein Komprimierungsverfahren verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendestation (13) ein weiteres Kraftfahrzeug und/oder eine stationäre Einheit ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug von der Sendestation (13) die Übertragung der Zelle (3) anfordert.
Steuergerät (11) für ein Kraftfahrzeug (10), wobei das Steuergerät (11) mit weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugs (10) verbunden ist und das eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
12. Kraftfahrzeug (10), umfassend ein Steuergerät (11) nach Anspruch 11
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