WO2016165704A2 - Control device for a vehicle, and method - Google Patents

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WO2016165704A2
WO2016165704A2 PCT/DE2016/200168 DE2016200168W WO2016165704A2 WO 2016165704 A2 WO2016165704 A2 WO 2016165704A2 DE 2016200168 W DE2016200168 W DE 2016200168W WO 2016165704 A2 WO2016165704 A2 WO 2016165704A2
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grid
vehicle
areas
map
environment
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Ralph GREWE
Bastian Zydek
Maxim Arbitmann
Matthias Komar
Adam Swoboda
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/08Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/095Predicting travel path or likelihood of collision
    • B60W30/0956Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to traffic or environmental parameters
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
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    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50Context or environment of the image
    • G06V20/56Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00Input parameters relating to objects

Definitions

  • the present invention relates to a control device for a vehicle with a number of driver assistance systems. Furthermore, the present invention relates to a corresponding method.
  • Modern vehicles provide a variety of driver assistance systems that can assist the driver in driving his vehicle.
  • driver assistance systems ⁇ can support the driver, for example, when holding a lane by giving him a signal when the vehicle in front is about to leave the lane, for example, on a highway, without the driver had previously operated the indicators of the car.
  • the driver assistance systems can also actively support the driver while driving the vehicle. For example, modern driver assistance systems automatically accelerate and decelerate the vehicle and maintain a given distance to a preceding vehicle.
  • Future driver assistance systems will at least temporarily relieve the driver of driving the vehicle. The driver no longer has to actively control such a vehicle and can devote himself to other things while driving.
  • driver assistance systems that enable autonomous driving of the vehicle require comprehensive and detailed information about the surroundings of the vehicle.
  • driver assistance systems must receive information from which they can derive which area is passable front of the vehicle and which surface is not be ⁇ mobile front of the vehicle because there eg another vehicle befin ⁇ det.
  • This information is usually provided to the driver assistance systems in the form of an occupancy grid wel ⁇ ches is formed of sensor data which are detected by vehicle sensors. For example, radar sensors and cameras in the vehicle can be evaluated.
  • occupancy ⁇ grid but not make it possible to distinguish whether a free area is a road or eg a meadow. In order to perform such a distinction, more complex image and signal processing steps Runaway ⁇ leads have to be.
  • a control device for a vehicle having a number, ie one or more, of driver assistance systems having a computing device which is designed to calculate an occupancy grid from sensor data about the surroundings of the vehicle, which indicates whether an area in the surroundings of the vehicle is one Object is occupied, and with a card ⁇ memory, which has an environment map of the environment of the vehicle, wherein in the area map passable Berei ⁇ che the environment of the vehicle are characterized, wherein the computing device is formed by a superposition of the occupancy grid and the surrounding map Generate ambient grid ⁇ ter and to transmit to the driver assistance systems for Steue ⁇ tion of the vehicle.
  • a method of controlling a vehicle with a number comprising calculating an occupancy grid of sensor data about the surroundings of the vehicle, which indicates whether an area in the vicinity of the vehicle is occupied by an object, Be ⁇ riding provide an environment map of the surroundings of the vehicle, which identifies passable areas of the surroundings of the vehicle, generating an environmental grid by superposing the occupation grid and the surroundings map, transmitting the environmental grid to the driver assistance systems for controlling the vehicle.
  • the present invention of underlying knowledge is that it is difficult to distinguish based on the moving ⁇ compelling own sensors passable and not passable areas in the vicinity of the vehicle.
  • the the present invention idea underlying it is now because ⁇ rin to carry this knowledge into account and complement the Anlagenei ⁇ -related sensors that provide a current image of the vehicle Conversely ⁇ advertising, with further information about the vehicle environment.
  • the invention provides that an occupancy grid is calculated from sensor data about the surroundings of the vehicle and, in addition, an environment map is used which identifies passable areas in the surroundings of the vehicle.
  • the allocation grid can be calculated by the computing device itself. Alternatively, the allocation grid can also be calculated by one of the driver assistance systems and provided to the control device or the computing device.
  • For the driver assistance systems of the vehicle is generated based on a superposition of the occupancy grid and the surrounding environment map ⁇ a surrounding lattice, which can be used by them as a basis for control of the vehicle.
  • the occupancy grid may in particular have information about temporary obstacles, such as other vehicles, eg havari ⁇ te vehicles on the roadside, walls or posts on the roadside, which are passed, or the like.
  • the area map in contrast, can provide basic information about provide the trafficability of an area of the surroundings of the vehicle.
  • a grid environment can thus be provided which allows for improved detection of navigable areas for enhanced functions, such as an autonomous control of the vehicle. At the same time, it is possible to ensure reliable detection of areas which can be driven in emergency situations, for example when evading a jam end.
  • control device may comprise a number of sensors which are adapted to collect data about an environment of the vehicle and outputting the entspre ⁇ sponding sensor data.
  • the computing device may be coupled to the driver assistance systems and configured to receive the sensor data from the driver assistance systems. This makes it possible to equip the control device with its own sensors and use.
  • the controller can also be used with the existing vehicle sensors in the driver assistance systems Assis ⁇ but limiting the number of electronic systems in the vehicle and thus its complexity can be redu ⁇ ed.
  • the computing device may be configured to superimpose the environment map and the gating grid such that those cells in the environmental grid are marked as passable for which no object is displayed in the Bele ⁇ supply grid and for which a navigable area is identified in the environment map.
  • a link is a kind of "and" link and can be done very easily.
  • the occupancy grid and the environment map can be provided in a common Koordinatensys ⁇ tem.
  • the coordinate system can be, for example, a global coordinate system with a fixed coordinate origin.
  • a vehicle-fixed coordinate system can be used.
  • the environment map may be permanently stored in the map memory.
  • the card memory may include a hard disk, a solid state disk, RAM, ROM, EEPROM, optical media, or the like.
  • the card memory can only serve as a buffer, which receives a respective relevant section of a global map.
  • a relevant section of the surroundings of the vehicle can be, for example, a section with a given radius about a current position of the vehicle, a route planned by a navigation system on which the vehicle is moving or the like.
  • This relevant part can for example be transmitted via a wireless übertra ⁇ supply, eg by means of GSM, UMTS, LTE, WiFi, Bluetooth or the like to the control device or in the card memory.
  • the environment map may be formed as a grid and a binarized one for each cell of the grid. value that indicates whether the area marked by the respective cell is passable. Is in the environment map for each cell of the grid only a binary value stored, and not, as in the occupancy grid ⁇ a probability value, for example, an 8-bit value, the memory requirements for the environment map may be significantly reduced.
  • the data of the environment map in the Receivespei ⁇ cher can be stored compressed and unpacked or decompressed for processing by the computing device.
  • the environment map may be formed as an equidistant grid. This allows for very easy creation and processing of the environment map. With a cell size of about 10cm x 10cm, there is nevertheless a high storage requirement for the area map.
  • the environment map may be formed as a grid having smaller squares at the junctions between passable areas and non-drivable areas than in areas of passable areas or areas of non-drivable areas.
  • a data structure for the environment map can be used, which allows an adaptation of the cell size to the respective present Informa ⁇ tion.
  • Such a data structure can be eg a quadtree. High-resolution information can thus in particular ⁇ sondere be provided in the transitions between navigable and non-navigable areas.
  • the memory requirement for the environment map can be significantly reduced.
  • the environment map may be formed as a grid whose cells are rectangular and have a greater extent in the roadway longitudinal direction than in the roadway transverse direction.
  • This embodiment of the environment map takes account of the fact that a higher spatial resolution of the other ⁇ environment map or the grid environment resulting in late ⁇ tral direction is necessary for the control of the vehicle than in the longitudinal direction.
  • the space requirement required for the area map can be further reduced by this.
  • Such a data structure can be eg a Bintree.
  • the environment map may be formed as a grid having two axes, with one of the axes following the course of the roadway centerline. This makes it possible to easily provide an environment map in which the longitudinal direction always follows the roadway.
  • the environment map may be formed as a vector-based map in which individual streets or the like are defined by vectors.
  • the computing device can convert the relevant section of the vector-based map into a corresponding grid.
  • the computing device can, for example, use a suitable coordinate transformation.
  • the vector-based representation of the environment map can further reduce the Spei ⁇ cher pocket for the environment map.
  • traffic areas around the vehicle marked in ⁇ records may be in the environment map traffic areas, no access areas and make only emergency ⁇ . This allows a fine distinction between ⁇ ranges that can be used for comfort functions as passable areas and areas that may be used only in emergency situations, such as an evasive maneuver. This can prevent, for example, a comfort function, such as an autonomous control of the vehicle, driving the hard shoulder. At the same time, it can be ensured that an evasive function uses it as a backup area.
  • the computing device can be designed to calculate the environmental grid based on the occupation grid and the regions identified as passable regions in the environment map . Additionally or alternatively, the computing device may be configured to calculate an emergency grid based on the occupancy grid and in the environment map as a drivable only in emergency areas Mark ⁇ th fields, and to transmit to the driver assistance systems to control the vehicle. This allows those in ⁇ formations provide separately for the individual driver assistance systems that are relevant for this.
  • control device may be configured as a hardware in the vehicle, which is eg coupled via a bus system of the vehicle, for example a CAN bus, a FlexRay bus, an Ethernet-based bus or the like, to the control units that provide the driver assistance function ⁇ nen provide.
  • the control device can at least partially but also designed as a program or program module be, for example, which is executed in a control unit, wel ⁇ ches also provides the functions of a driver assistance system ready ⁇ .
  • FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a control device according to the invention
  • FIG. 2 shows a flow chart of an embodiment of a method according to the invention
  • FIG. 3 is an illustration of an embodiment of an environment map according to the present invention
  • FIG. and 4 is an illustration of another embodiment of an environment map according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a control device 1 according to the invention, which is arranged in a vehicle 2.
  • the vehicle 2 comprises in addition to the control apparatus 1 ⁇ a driver assistance system 3, which is coupled to the control device 1 and a radar sensor sixteenth
  • the driver assistance system 3 queries the sensor data 5 of the radar sensor 16 and processes them to perform the corresponding driver assistance function. At the same time, the driver assistance system communicates 3, the sensor data 5 to the control device 1.
  • the radar sensor 16 detects, for example, the object located in front of the vehicle 7. In Fig. 1 the object is 7 le ⁇ diglich exemplified as rectangle.
  • the object 7 can be representative of a number of vehicles, objects on the roadside or the like.
  • the computing device 4 receives the sensor data 5 and calculates therefrom a Belegungsgit ⁇ ter 6.
  • the allocation grid 6 has a plurality of grid cells (see FIG. 3), each of the grid cells an area of the environment of the vehicle 2 indicates. For every the grid cells is calculated by the computing device 6 is a probability value. Each probability value indicates with which probability the area which identifies the respective grid cell is occupied by an object 7.
  • the control device 1 further has a card memory 8 in which an environment map 9-1 is stored. In the area map 9-1 is deposited, which areas that the map 9-1 represents, are passable and which areas are not passable.
  • the computing device 4 is superimposed on the area map 9-1 with the availability grating 6, thereby producing an ambient grating 12 and transmits this 3 to the driver assistance system, the driver assistance system 3 controls based on the occupancy ⁇ grid 6, the vehicle 2.
  • the driver assistance system 3 merely connected by way of example with the wheels of the vehicle 2. This is intended to show that the driver assistance system 3 can influence the acceleration and the lateral guidance of the vehicle 2.
  • the driver assistance system 3 can enable autonomous driving of the vehicle 2.
  • the computing device 4 can perform a kind of "and" link This means that the grid cells are characterized as passable in the surrounding lattice.
  • ⁇ bung card 9-1 and the The grids map 9-1 and the grating 6 can have a common coordinate system, which simplifies the superimposition, but the surroundings map 9-1 and the grating 6 can also have different co-ordinates. Dinatensystem have that the arithmetic unit 4 correspondingly transformed for the superposition.
  • the environment map 9-1 may also have different formats.
  • the neighborhood map 9-1 may have equidistant square grid cells.
  • Such an embodiment of the environment map 9-1 is shown in FIG. 3 Darge ⁇ represents.
  • the memory requirement of the neighborhood map 9-1 is high. This provides a very fast Ver ⁇ processing of Area 9-1 is possible.
  • a variable resolution can be selected for the grid cells.
  • the grid cells at the junctions between passable areas 10 and non-drivable areas 11-1, 11-2 may be smaller than the grid cells in large passable areas 10 or non-drivable areas 11-1; 11-2 (see Fig. 4).
  • a so-called Bintree or the like can be used for storing the environment map 9-1. This is suitable for all embodiments in which the environment map 9-1 has quadric ⁇ grid cells.
  • a further reduction of the Benö for the Area 9-1 ⁇ preferential memory is possible when the fact is considered that a high spatial resolution is necessary only in the vehicle transverse direction or lateral direction and sufficient lower resolution in the vehicle longitudinal direction or the longitudinal direction. Consequently, in this embodiment, no square grid cells but rectangular grid cells are used.
  • 9-1 can be ge ⁇ utilized for the storage of the environment map.
  • Another possible embodiment of the environment map 9-1 is a vector-based or spline-curve-based map in which driveways, drivable areas and non-drivable areas are represented by vectors or spline curves delimiting the respective areas. Even with a vector based or a spline curve based environment card 9-1, the computing device can 4, the Koordinatentransformati ⁇ on between the vector coordinates of the environment map and 9-1 perform the grid coordinates of the occupancy grid. 6
  • the control device 1 can retrieve the environment map 9-1, for example, from a map server.
  • the control device 1 can each retrieve the relevant section of the area map 9-1 from the map server.
  • the control apparatus 1 can obtain a section of the Area 9-1 showing the position of the vehicle 2 and a predetermined radius around this Posi ⁇ tion.
  • the area map 9-1 shows static conditions of the vehicle environment, which usually do not change unless, for example, by a construction site. Consequently, it can be considered that the information from the surroundings map 9-1 is correct.
  • a binary value can be used, which indicates whether an area is passable or not. For example, can be used in which a "1" indicating that the ent ⁇ speaking area is passable positive logic. Alternatively, a nega- tive logic are used, in which a "0" indicates that an area is passable.
  • the control device 1 of FIG. 1 is shown separately from the driver assistance system 3.
  • the control device 1 and the driver assistance system 3 can be coupled to one another via a vehicle bus, for example a CAN bus, a FlexRay bus or the like.
  • the control device 1 can also be a component of the driver assistance system 3.
  • the control apparatus 1 as a program module or derglei ⁇ surfaces may be formed, which is executed by a processor of the driver assistance system. 3
  • FIG. 2 shows a flowchart of an embodiment of a method according to the invention for controlling a vehicle 2 with a number of driver assistance systems 3.
  • the method provides for calculating, Sl, an occupancy grid 6 from sensor data 5 about the surroundings of the vehicle 2, which indicates whether an area in the surroundings of the vehicle 2 is occupied by an object 7. Furthermore, an environment ⁇ card 9-1 - 9-3 the environment of the vehicle 2 is provided, S2, which identifies passable areas 10 of the environment of the vehicle 2. From the allocation grid 6 and the environment ⁇ card 9-1 - 9-3 an ambient grating 12 is generated by superposition, S3, which is transmitted to the driver assistance systems 3 for controlling the vehicle 2, S4.
  • the method may include acquiring the sensor data 5 with a number of sensors 16 that are configured to collect data about an environment of the vehicle 2 to capture. Additionally or alternatively, the sensor data 5 can be received by the driver assistance systems 3.
  • the environment map 9-1-9-3 and the allocation grid 6 can be superimposed with a kind of "and" linkage, whereby in the environmental grating 12 those cells are marked as passable, for which there is no access in the allocation grid 6 Object 7 is displayed and for which in the area map 9-1 - 9-3 a fahrbaer ⁇ range 10 is marked.
  • the Map 9-1 - 9-3 can have different Ausgargun ⁇ gen that fits reasonable to different applications can be.
  • the area map 9-1 - 9-3 may be formed as a grid and for each cell of the grid, a binary value may be stored, which indicates whether the area marked by the respective cell is passable.
  • the environment map 9-1 - 9-3 can have an equidistant grid, or be formed as a grid, which has smaller squares at the transitions between passable areas 10 and non-drivable areas than in areas of passable areas 10 or areas of non-drivable areas.
  • the ambient grille 9-1 - 9-3 may be formed as a grid whose cells are rectangular and have a greater extent in the roadway longitudinal direction, as in the roadway transverse direction.
  • map 9-1 - 9-3 may be formed in particular as a grid with two axes, wherein one of the axes follows the course of the road center line.
  • the area map 9-1-9-3 not only marks passable areas 10 and non-passable areas 11. For example, too only in emergency cases passable areas 15 of the environment of the vehicle 2 are marked. Such areas may be, for example, a hard shoulder on the highway or the like, which should not be used during a normal ride.
  • both the surrounding grid 12 may be provided, as well as an emergency lattice.
  • the occupancy grid 6 and in the area map 9-1 - 9-3 can be superimposed as rich only in emergencies Be ⁇ rich 11.
  • those areas are still characterized as passable, which are in the allocation grid 6 as vacant or unoccupied and the area map 9-1 - 9-3 as passable mar ⁇ kiert.
  • only the areas are marked as passable in the emergency grid, which are marked in the allocation grid 6 as free or unoccupied and in the area map 9-1 - 9-3 marked as passable only in emergencies.
  • the areas may be marked as passable, which are marked in the allocation grid 6 as free or unoccupied and in the area map 9-1 - 9-3 as passable or only passable in an emergency.
  • FIG. 3 is an illustration of an embodiment of a neighborhood map 9-2 according to the present invention.
  • the area map 9-2 shows a road section, which starts ge ⁇ straight and runs at the end in a curve.
  • the Map 9-2 further comprises lattice cells 13-1 to 13-n, which as a square grid cells 13-1 - 13-n out ⁇ forms.
  • Fig. 4 is an illustration of another embodiment of a neighborhood map 9-3 according to the present invention with which the memory requirement of the neighborhood map 9-3 can be reduced.
  • the navigable preparation ⁇ surface 10 are shown as open squares or grid cells.
  • the non-drivable areas are shown as simply painted Quad ⁇ rate or grid cells.
  • areas 15 are further shown, which are passable only in emergency situations or Notlig ⁇ len. These areas are located between the upper end of the non-drivable area 11-1 and the roadway. These areas 15 are shown as having an "X" Maschinentri ⁇ chene squares.
  • the neighborhood map 9-3 like the neighborhood map 9-2, has square grid cells. However, the resolution of the individual grid cells is adapted to the respective conditions.
  • the resolution is highest.
  • the size of the squares or grid cells is increased.
  • the memory requirement of the area map 9- 3 can be significantly reduced.
  • a data structure for storing the environment maps 9-2 and 9-3 with square grid cells offers a Quadtree.
  • the shape of the grid cells can be chosen rectangular.
  • the length of the rectangles in the direction of the road could be made very large.
  • the resolution in the longitudinal direction is therefore very small.
  • the resolution can be very high. This allows a further reduction of memory requirements.
  • a bintree can be used for storing an environment map with rectangular grid cells. This supports the different sizes and expansions in different directions.

Abstract

The invention relates to a control device for a vehicle having a number, i.e. one or more, driver assistance systems, comprising: a computing unit designed to calculate an occupancy grid for the surroundings of the vehicle from sensor data, said grid indicating whether a region in the vehicle surroundings is occupied by an object; and a map memory having a surroundings map of the vehicle surroundings, navigable regions of the vehicle surroundings being marked in said surroundings map, wherein the computing unit is designed to generate a surroundings grid by overlaying the occupancy grid and the surroundings map and to transmit this to the driver assistance systems for the purpose of controlling the vehicle. The invention also relates to a corresponding method.

Description

Beschreibung Titel Description title
STEUERVORRICHTUNG FÜR EIN FAHRZEUG UND VERFAHREN  CONTROL DEVICE FOR A VEHICLE AND METHOD
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervor¬ richtung für ein Fahrzeug mit einer Anzahl von Fahrerassistenzsystemen. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein entsprechendes Verfahren. The present invention relates to a control device for a vehicle with a number of driver assistance systems. Furthermore, the present invention relates to a corresponding method.
Stand der Technik State of the art
Obwohl die vorliegende Erfindung im Folgenden hauptsächlich in Zusammenhang mit Personenkraftwagen beschrieben wird, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern kann mit jeder Art von Fahrzeug genutzt werden. Although the present invention will be described below mainly in connection with passenger cars, it is not limited thereto, but may be used with any type of vehicle.
In modernen Fahrzeugen werden eine Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen bereitgestellt, die den Fahrer beim Führen seines Fahrzeugs unterstützen können. Solche Fahrerassistenzsys¬ teme können den Fahrer z.B. beim Halten einer Fahrspur unterstützen, indem Sie ihm ein Signal geben, wenn das Fahrzeug kurz davor steht, die Fahrspur z.B. auf einer Autobahn zu verlassen, ohne dass der Fahrer vorher den Blinker des Fahrzeugs betätigt hatte. Modern vehicles provide a variety of driver assistance systems that can assist the driver in driving his vehicle. Such driver assistance systems ¬ can support the driver, for example, when holding a lane by giving him a signal when the vehicle in front is about to leave the lane, for example, on a highway, without the driver had previously operated the indicators of the car.
Neben solchen reinen Hinweisfunktionen können die Fahrerassistenzsysteme den Fahrer aber auch aktiv beim Führen des Fahrzeugs unterstützen. Beispielsweise können moderne Fahrer- assistenzsysteme das Fahrzeug automatisch Beschleunigen und Abbremsen sowie einen vorgegebenen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einhalten. In addition to such pure information functions, the driver assistance systems can also actively support the driver while driving the vehicle. For example, modern driver assistance systems automatically accelerate and decelerate the vehicle and maintain a given distance to a preceding vehicle.
Zukünftige Fahrerassistenzsysteme werden dem Fahrer zumindest zeitweise das Führen des Fahrzeugs abnehmen. Der Fahrer muss ein solches Fahrzeug nicht mehr aktiv steuern und kann sich während der Fahrt anderen Dingen widmen. Future driver assistance systems will at least temporarily relieve the driver of driving the vehicle. The driver no longer has to actively control such a vehicle and can devote himself to other things while driving.
Solche Fahrerassistenzsysteme, die ein autonomes Fahren des Fahrzeugs ermöglichen, benötigen umfassende und detaillierte Informationen über das Umfeld des Fahrzeugs. Insbesondere müssen solche Fahrerassistenzsysteme Informationen erhalten, aus denen sie ableiten können, welche Fläche vor dem Fahrzeug befahrbar ist und welche Fläche vor dem Fahrzeug nicht be¬ fahrbar ist, weil sich dort z.B. ein anderes Fahrzeug befin¬ det. Diese Information wird den Fahrerassistenzsystemen üblicherweise in Form eines Belegungsgitters bereitgestellt, wel¬ ches aus Sensordaten gebildet wird, die von Fahrzeugsensoren erfasst werden. Beispielsweise können dazu Radarsensoren und Kameras in dem Fahrzeug ausgewertet werden. Solche Belegungs¬ gitter ermöglichen es allerdings nicht, zu unterscheiden, ob eine freie Fläche eine Straße ist oder z.B. eine Wiese. Um eine solche Unterscheidung durchführen zu können, müssen weitere komplexe Bild- bzw. Signalverarbeitungsschritte durchge¬ führt werden. Such driver assistance systems that enable autonomous driving of the vehicle require comprehensive and detailed information about the surroundings of the vehicle. In particular, such driver assistance systems must receive information from which they can derive which area is passable front of the vehicle and which surface is not be ¬ mobile front of the vehicle because there eg another vehicle befin ¬ det. This information is usually provided to the driver assistance systems in the form of an occupancy grid wel ¬ ches is formed of sensor data which are detected by vehicle sensors. For example, radar sensors and cameras in the vehicle can be evaluated. Such occupancy ¬ grid but not make it possible to distinguish whether a free area is a road or eg a meadow. In order to perform such a distinction, more complex image and signal processing steps Runaway ¬ leads have to be.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Umfelderkennung für Fahrzeuge bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10. It is therefore an object of the present invention to provide an improved environment detection for vehicles. This object is achieved by a control device having the features of independent patent claim 1 and a method having the features of independent claim 10.
Demgemäß ist vorgesehen: Accordingly, it is provided:
Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Anzahl, d.h. einem oder mehreren, von Fahrerassistenzsystemen, mit einer Recheneinrichtung, welche ausgebildet ist, aus Sensordaten über die Umgebung des Fahrzeugs ein Belegungsgitter zu berechnen, welches angibt, ob ein Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs von einem Objekt belegt ist, und mit einem Karten¬ speicher, welcher eine Umgebungskarte der Umgebung des Fahrzeugs aufweist, wobei in der Umgebungskarte befahrbare Berei¬ che der Umgebung des Fahrzeugs gekennzeichnet sind, wobei die Recheneinrichtung ausgebildet ist, durch eine Überlagerung des Belegungsgitters und der Umgebungskarte ein Umgebungsgit¬ ter zu erzeugen und an die Fahrerassistenzsysteme zur Steue¬ rung des Fahrzeugs zu übermitteln. A control device for a vehicle having a number, ie one or more, of driver assistance systems, having a computing device which is designed to calculate an occupancy grid from sensor data about the surroundings of the vehicle, which indicates whether an area in the surroundings of the vehicle is one Object is occupied, and with a card ¬ memory, which has an environment map of the environment of the vehicle, wherein in the area map passable Berei ¬ che the environment of the vehicle are characterized, wherein the computing device is formed by a superposition of the occupancy grid and the surrounding map Generate ambient grid ¬ ter and to transmit to the driver assistance systems for Steue ¬ tion of the vehicle.
Ferner ist vorgesehen: It is also provided:
Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs mit einer Anzahl, d.h. einem oder mehreren, von Fahrerassistenzsystemen, aufweisend Berechnen eines Belegungsgitters aus Sensordaten über die Umgebung des Fahrzeugs, welches angibt, ob ein Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs von einem Objekt belegt ist, Be¬ reitstellen einer Umgebungskarte der Umgebung des Fahrzeugs, welche befahrbare Bereiche der Umgebung des Fahrzeugs kenn¬ zeichnet, Erzeugen eines Umgebungsgitters durch Überlagern des Belegungsgitters und der Umgebungskarte, Übermitteln des Umgebungsgitters an die Fahrerassistenzsysteme zum Steuern des Fahrzeugs. Vorteile der Erfindung A method of controlling a vehicle with a number, that is, one or more of the driver assistance systems, comprising calculating an occupancy grid of sensor data about the surroundings of the vehicle, which indicates whether an area in the vicinity of the vehicle is occupied by an object, Be ¬ riding provide an environment map of the surroundings of the vehicle, which identifies passable areas of the surroundings of the vehicle, generating an environmental grid by superposing the occupation grid and the surroundings map, transmitting the environmental grid to the driver assistance systems for controlling the vehicle. Advantages of the invention
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass es schwer ist, basierend auf den fahr¬ zeugeigenen Sensoren befahrbare und nicht befahrbare Flächen in der Umgebung des Fahrzeugs zu unterscheiden. Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun da¬ rin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und die Fahrzeugei¬ genen Sensoren, welche ein aktuelles Abbild der Fahrzeugumge¬ bung liefern, durch weitere Informationen über die Fahrzeugumgebung zu ergänzen. The present invention of underlying knowledge is that it is difficult to distinguish based on the moving ¬ compelling own sensors passable and not passable areas in the vicinity of the vehicle. The the present invention idea underlying it is now because ¬ rin to carry this knowledge into account and complement the Fahrzeugei ¬-related sensors that provide a current image of the vehicle Conversely ¬ advertising, with further information about the vehicle environment.
Dazu sieht die Erfindung vor, dass aus Sensordaten über die Umgebung des Fahrzeugs ein Belegungsgitter berechnet wird und ferner eine Umgebungskarte genutzt wird, welche befahrbare Bereiche in der Umgebung des Fahrzeugs kennzeichnet. Dabei kann das Belegungsgitter durch die Recheneinrichtung selbst berechnet werden. Alternativ kann das Belegungsgitter auch von einem der Fahrerassistenzsysteme berechnet werden und der Steuervorrichtung bzw. der Recheneinrichtung bereitgestellt werden . For this purpose, the invention provides that an occupancy grid is calculated from sensor data about the surroundings of the vehicle and, in addition, an environment map is used which identifies passable areas in the surroundings of the vehicle. In this case, the allocation grid can be calculated by the computing device itself. Alternatively, the allocation grid can also be calculated by one of the driver assistance systems and provided to the control device or the computing device.
Für die Fahrerassistenzsysteme des Fahrzeugs wird basierend auf einer Überlagerung des Belegungsgitters und der Umge¬ bungskarte ein Umgebungsgitter erzeugt, welches von diesen als Basis zur Steuerung des Fahrzeugs genutzt werden kann. For the driver assistance systems of the vehicle is generated based on a superposition of the occupancy grid and the surrounding environment map ¬ a surrounding lattice, which can be used by them as a basis for control of the vehicle.
Das Belegungsgitter kann insbesondere Informationen über temporäre Hindernisse, wie z.B. andere Fahrzeuge, z.B. havarier¬ te Fahrzeuge am Fahrbahnrand, Mauern bzw. Pfosten am Straßenrand, die passiert werden, oder dergleichen aufweisen. Die Umgebungskarte kann dagegen grundsätzliche Informationen über die Befahrbarkeit eines Bereichs der Umgebung des Fahrzeugs bereitstellen . The occupancy grid may in particular have information about temporary obstacles, such as other vehicles, eg havari ¬ te vehicles on the roadside, walls or posts on the roadside, which are passed, or the like. The area map, in contrast, can provide basic information about provide the trafficability of an area of the surroundings of the vehicle.
Durch die Überlagerung des Belegungsgitters mit der Umge¬ bungskarte kann folglich ein Umgebungsgitter bereitgestellt werden, welches eine verbesserte Erkennung von befahrbaren Bereichen für Komfortfunktionen, wie z.B. einer autonomen Steuerung des Fahrzeugs, ermöglicht. Gleichzeitig kann eine sichere Erkennung von in Notsituationen befahrbaren Bereichen, z.B. bei einem Ausweichen an einem Stauende, sichergestellt werden. By the superposition of the occupancy grid with the surrounding environment map ¬ a grid environment can thus be provided which allows for improved detection of navigable areas for enhanced functions, such as an autonomous control of the vehicle. At the same time, it is possible to ensure reliable detection of areas which can be driven in emergency situations, for example when evading a jam end.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren. Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims and from the description with reference to the figures.
In einer Ausführungsform kann die Steuervorrichtung eine Anzahl von Sensoren aufweisen, welche ausgebildet sind, Daten über ein Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen und die entspre¬ chenden Sensordaten auszugeben. Zusätzlich oder alternativ kann die Recheneinrichtung mit den Fahrerassistenzsystemen gekoppelt sein und ausgebildet sein, die Sensordaten von den Fahrerassistenzsystemen zu empfangen. Dies ermöglicht es, die Steuervorrichtung mit eigenen Sensoren auszustatten und zu nutzen. Gleichzeitig kann die Steuervorrichtung aber auch mit den bereits im Fahrzeug vorhandenen Sensoren der Fahrerassis¬ tenzsysteme genutzt werden, wodurch die Anzahl der elektronischen Systeme im Fahrzeug und damit dessen Komplexität redu¬ ziert werden kann. In one embodiment, the control device may comprise a number of sensors which are adapted to collect data about an environment of the vehicle and outputting the entspre ¬ sponding sensor data. Additionally or alternatively, the computing device may be coupled to the driver assistance systems and configured to receive the sensor data from the driver assistance systems. This makes it possible to equip the control device with its own sensors and use. Concurrently, the controller can also be used with the existing vehicle sensors in the driver assistance systems Assis ¬ but limiting the number of electronic systems in the vehicle and thus its complexity can be redu ¬ ed.
In einer Ausführungsform kann die Recheneinrichtung ausgebildet sein, die Umgebungskarte und das Belegungsgitter derart zu überlagern, dass in dem Umgebungsgitter diejenigen Zellen als befahrbar gekennzeichnet sind, für welche in dem Bele¬ gungsgitter kein Objekt angezeigt wird und für welche in der Umgebungskarte ein befahrbarer Bereich gekennzeichnet ist. Eine solche Verknüpfung stellt eine Art „und"-Verknüpfung dar und kann sehr einfach durchgeführt werden. In one embodiment, the computing device may be configured to superimpose the environment map and the gating grid such that those cells in the environmental grid are marked as passable for which no object is displayed in the Bele ¬ supply grid and for which a navigable area is identified in the environment map. Such a link is a kind of "and" link and can be done very easily.
Um eine einfache Überlagerung des Belegungsgitters und der Umgebungskarte zu ermöglichen, können das Belegungsgitter und die Umgebungskarte z.B. in einem gemeinsamen Koordinatensys¬ tem bereitgestellt werden. Dabei kann das Koordinatensystem z.B. ein globales Koordinatensystem mit einem festen Koordinatenursprung sein. Alternativ kann z.B. auch ein Fahrzeugfestes Koordinatensystem genutzt werden. To allow for easy superposition of the occupancy grid and the environment map, the occupancy grid and the environment map, for example, can be provided in a common Koordinatensys ¬ tem. In this case, the coordinate system can be, for example, a global coordinate system with a fixed coordinate origin. Alternatively, for example, a vehicle-fixed coordinate system can be used.
In einer Ausführungsform kann die Umgebungskarte z.B. permanent in dem Kartenspeicher gespeichert sein. Beispielsweise kann der Kartenspeicher dazu eine Festplatte, eine Solid- State-Disk, RAM-Speicher, ROM-Speicher, EEPROM-Speicher, optische Speichermedien oder dergleichen aufweisen. Alternativ kann der Kartenspeicher lediglich als Zwischenspeicher dienen, der einen jeweils relevanten Ausschnitt einer globalen Umgebungskarte aufnimmt. Ein solcher relevanter Ausschnitt der Umgebung des Fahrzeugs kann z.B. ein Ausschnitt mit einem vorgegebenen Radius um eine aktuelle Position des Fahrzeugs, eine von einem Navigationssystem geplante Route auf welcher das Fahrzeug sich bewegt oder dergleichen sein. Dieser relevante Ausschnitt kann z.B. über eine drahtlose Datenübertra¬ gung, z.B. mittels GSM, UMTS, LTE, WLAN, Bluetooth oder dergleichen an die Steuervorrichtung bzw. in den Kartenspeicher übertragen werden. For example, in one embodiment, the environment map may be permanently stored in the map memory. For example, the card memory may include a hard disk, a solid state disk, RAM, ROM, EEPROM, optical media, or the like. Alternatively, the card memory can only serve as a buffer, which receives a respective relevant section of a global map. Such a relevant section of the surroundings of the vehicle can be, for example, a section with a given radius about a current position of the vehicle, a route planned by a navigation system on which the vehicle is moving or the like. This relevant part can for example be transmitted via a wireless Datenübertra ¬ supply, eg by means of GSM, UMTS, LTE, WiFi, Bluetooth or the like to the control device or in the card memory.
In einer Ausführungsform kann die Umgebungskarte als ein Gitter ausgebildet sein und für jede Zelle des Gitters ein binä- rer Wert hinterlegt sein, der kennzeichnet, ob der durch die jeweilige Zelle gekennzeichnete Bereich befahrbar ist. Wird in der Umgebungskarte für jede Zelle des Gitters lediglich ein binärer Wert hinterlegt, und nicht, wie in dem Belegungs¬ gitter ein Wahrscheinlichkeitswert, z.B. ein 8-Bit Wert, kann der Speicherbedarf für die Umgebungskarte deutlich reduziert werden . In one embodiment, the environment map may be formed as a grid and a binarized one for each cell of the grid. value that indicates whether the area marked by the respective cell is passable. Is in the environment map for each cell of the grid only a binary value stored, and not, as in the occupancy grid ¬ a probability value, for example, an 8-bit value, the memory requirements for the environment map may be significantly reduced.
Ferner können die Daten der Umgebungskarte in dem Kartenspei¬ cher komprimiert abgelegt werden und zur Verarbeitung durch die Recheneinrichtung entpackt bzw. dekomprimiert werden. Furthermore, the data of the environment map in the Kartenspei ¬ cher can be stored compressed and unpacked or decompressed for processing by the computing device.
In einer Ausführungsform kann die Umgebungskarte als äquidis- tantes Gitter ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine sehr einfache Erstellung und Verarbeitung der Umgebungskarte. Bei einer Zellengröße von ca. 10cm x 10cm ergibt sich dennoch ein hoher Speicherbedarf für die Umgebungskarte. In one embodiment, the environment map may be formed as an equidistant grid. This allows for very easy creation and processing of the environment map. With a cell size of about 10cm x 10cm, there is nevertheless a high storage requirement for the area map.
In einer Ausführungsform kann daher die Umgebungskarte als Gitter ausgebildet sein, welches an den Übergängen zwischen befahrbaren Bereichen und nicht befahrbaren Bereichen kleinere Quadrate aufweist als in Flächen befahrbarer Bereiche oder Flächen nicht befahrbarer Bereiche. Beispielsweise kann eine Datenstruktur für die Umgebungskarte genutzt werden, die eine Anpassung der Zellengröße an die jeweils vorliegende Informa¬ tion ermöglicht. Eine solche Datenstruktur kann z.B. ein Quadtree sein. Hochaufgelöste Informationen können so insbe¬ sondere im Bereich der Übergänge zwischen befahrbaren und nicht-befahrbaren Bereichen bereitgestellt werden. Gleichzeitig kann der Speicherbedarf für die Umgebungskarte deutlich reduziert werden. In einer Ausführungsform kann die Umgebungskarte als ein Gitter ausgebildet sein, dessen Zellen rechteckig ausgebildet sind und in Fahrbahnlängsrichtung eine größere Ausdehnung aufweisen, als in Fahrbahnquerrichtung. Diese Ausführung der Umgebungskarte trägt der Tatsache Rechnung, dass für die Steuerung des Fahrzeugs eine höhere Ortsauflösung der Umge¬ bungskarte bzw. des resultierenden Umgebungsgitters in late¬ raler Richtung notwendig ist, als in longitudinaler Richtung. Der für die Umgebungskarte benötigte Speicherbedarf kann da¬ durch weiter reduziert werden. Beispielsweise kann eine Da¬ tenstruktur für die Umgebungskarte genutzt werden, die eine Anpassung der Zellengröße an die jeweils vorliegende Informa¬ tion ermöglicht und nicht nur quadratische Zellen nutzen kann. Eine solche Datenstruktur kann z.B. ein Bintree sein. In one embodiment, therefore, the environment map may be formed as a grid having smaller squares at the junctions between passable areas and non-drivable areas than in areas of passable areas or areas of non-drivable areas. For example, a data structure for the environment map can be used, which allows an adaptation of the cell size to the respective present Informa ¬ tion. Such a data structure can be eg a quadtree. High-resolution information can thus in particular ¬ sondere be provided in the transitions between navigable and non-navigable areas. At the same time, the memory requirement for the environment map can be significantly reduced. In one embodiment, the environment map may be formed as a grid whose cells are rectangular and have a greater extent in the roadway longitudinal direction than in the roadway transverse direction. This embodiment of the environment map takes account of the fact that a higher spatial resolution of the other ¬ environment map or the grid environment resulting in late ¬ tral direction is necessary for the control of the vehicle than in the longitudinal direction. The space requirement required for the area map can be further reduced by this. For example, can be used for a Map As ¬ tenstruktur that enables adjustment of the cell size to the respective existing Informa ¬ tion and can be used not only square cells. Such a data structure can be eg a Bintree.
In einer Ausführungsform kann die Umgebungskarte als ein Gitter mit zwei Achsen ausgebildet sein, wobei eine der Achsen dem Verlauf der Fahrbahnmittellinie folgt. Dies ermöglicht es auf einfache Art eine Umgebungskarte bereitzustellen, bei welcher die longitudinale Richtung immer der Fahrbahn folgt. In one embodiment, the environment map may be formed as a grid having two axes, with one of the axes following the course of the roadway centerline. This makes it possible to easily provide an environment map in which the longitudinal direction always follows the roadway.
In einer Ausführungsform kann die Umgebungskarte als eine Vektor-basierte Karte ausgebildet sein, in welcher einzelne Flächen bzw. Straßen oder dergleichen durch Vektoren definiert werden. Zur Überlagerung einer solchen Umgebungskarte mit dem Belegungsgitter kann die Recheneinrichtung den relevanten Ausschnitt der vektor-basierten Karte in ein entsprechendes Gitter umrechnen. Dazu kann die Recheneinrichtung z.B. eine geeignete Koordinatentransformation einsetzen. Die Vektor-basierte Darstellung der Umgebungskarte kann den Spei¬ cherbedarf für die Umgebungskarte weiter reduzieren. In einer Ausführungsform können in der Umgebungskarte befahrbare Bereiche und nicht befahrbare Bereiche und nur in Not¬ fällen befahrbare Bereiche der Umgebung des Fahrzeugs gekenn¬ zeichnet sein. Dies ermöglicht eine feine Unterscheidung zwi¬ schen Bereichen, die für Komfortfunktionen als befahrbare Bereiche genutzt werden können und Bereichen, welche lediglich in Notsituationen, z.B. bei einem Ausweichmanöver, genutzt werden dürfen. Dadurch kann verhindert werden, dass z.B. eine Komfortfunktion, wie eine autonome Steuerung des Fahrzeugs, den Standstreifen befährt. Gleichzeitig kann sichergestellt werden, dass eine Ausweichfunktion diesen aber als Ausweichfläche nutzt. In one embodiment, the environment map may be formed as a vector-based map in which individual streets or the like are defined by vectors. To superimpose such an environment map with the allocation grid, the computing device can convert the relevant section of the vector-based map into a corresponding grid. For this purpose, the computing device can, for example, use a suitable coordinate transformation. The vector-based representation of the environment map can further reduce the Spei ¬ cherbedarf for the environment map. In one embodiment, traffic areas around the vehicle marked in ¬ records may be in the environment map traffic areas, no access areas and make only emergency ¬. This allows a fine distinction between ¬ ranges that can be used for comfort functions as passable areas and areas that may be used only in emergency situations, such as an evasive maneuver. This can prevent, for example, a comfort function, such as an autonomous control of the vehicle, driving the hard shoulder. At the same time, it can be ensured that an evasive function uses it as a backup area.
In einer Ausführungsform kann die Recheneinrichtung ausgebildet sein, das Umgebungsgitter basierend auf dem Belegungsgit¬ ter und den in der Umgebungskarte als befahrbare Bereiche ge¬ kennzeichneten Bereichen zu berechnen. Zusätzlich oder alternativ kann die Recheneinrichtung ausgebildet sein, ein Notfallgitter basierend auf dem Belegungsgitter und in der Umgebungskarte als nur in Notfällen befahrbare Bereiche markier¬ ten Bereichen zu berechnen und an die Fahrerassistenzsysteme zur Steuerung des Fahrzeugs zu übermitteln. Dies ermöglicht es, für die einzelnen Fahrerassistenzsysteme diejenigen In¬ formationen getrennt bereitzustellen, die für diese relevant sind . In one embodiment, the computing device can be designed to calculate the environmental grid based on the occupation grid and the regions identified as passable regions in the environment map . Additionally or alternatively, the computing device may be configured to calculate an emergency grid based on the occupancy grid and in the environment map as a drivable only in emergency areas Mark ¬ th fields, and to transmit to the driver assistance systems to control the vehicle. This allows those in ¬ formations provide separately for the individual driver assistance systems that are relevant for this.
In einer Ausführungsform kann die Steuereinrichtung als eine Hardware in dem Fahrzeug ausgebildet sein, die z.B. über ein Bussystem des Fahrzeugs, z.B. einen CAN-Bus, einen FlexRay- Bus, einen Ethernet-basierten Bus oder dergleichen mit den Steuergeräten gekoppelt ist, die die Fahrerassistenzfunktio¬ nen bereitstellen. Die Steuereinrichtung kann zumindest teilweise aber auch als Programm bzw. Programmmodul ausgebildet sein, welches z.B. in einem Steuergerät ausgeführt wird, wel¬ ches auch die Funktionen eines Fahrerassistenzsystems bereit¬ stellt . In one embodiment, the control device may be configured as a hardware in the vehicle, which is eg coupled via a bus system of the vehicle, for example a CAN bus, a FlexRay bus, an Ethernet-based bus or the like, to the control units that provide the driver assistance function ¬ nen provide. The control device can at least partially but also designed as a program or program module be, for example, which is executed in a control unit, wel ¬ ches also provides the functions of a driver assistance system ready ¬.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Ver¬ besserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen. The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention which have not been explicitly mentioned above or described below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the expert will also add individual aspects as Ver ¬ improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. It shows:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung; 1 shows a block diagram of an embodiment of a control device according to the invention;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens; 2 shows a flow chart of an embodiment of a method according to the invention;
Fig. 3 eine Darstellung einer Ausführungsform einer Umgebungskarte gemäß der vorliegenden Erfindung; und Fig. 4 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Umgebungskarte gemäß der vorliegenden Erfindung . FIG. 3 is an illustration of an embodiment of an environment map according to the present invention; FIG. and 4 is an illustration of another embodiment of an environment map according to the present invention.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts Anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden. In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - have been given the same reference numerals.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1, welche in einem Fahrzeug 2 angeordnet ist. Das Fahrzeug 2 weist neben der Steuer¬ vorrichtung 1 ein Fahrerassistenzsystem 3 auf, welches mit der Steuervorrichtung 1 und einem Radarsensor 16 gekoppelt ist . 1 shows a block diagram of an embodiment of a control device 1 according to the invention, which is arranged in a vehicle 2. The vehicle 2 comprises in addition to the control apparatus 1 ¬ a driver assistance system 3, which is coupled to the control device 1 and a radar sensor sixteenth
Das Fahrerassistenzsystem 3 fragt die Sensordaten 5 des Radarsensors 16 ab und verarbeitet diese, um die entsprechende Fahrerassistenzfunktion auszuführen. Gleichzeitig übermittelt das Fahrerassistenzsystem 3 die Sensordaten 5 an die Steuervorrichtung 1. Der Radarsensor 16 erfasst z.B. das vor dem Fahrzeug befindliche Objekt 7. In Fig. 1 ist das Objekt 7 le¬ diglich Beispielhaft als Rechteck dargestellt. Das Objekt 7 kann dabei stellvertretend für eine Anzahl von Fahrzeugen, Objekten am Fahrbahnrand oder dergleichen stehen. The driver assistance system 3 queries the sensor data 5 of the radar sensor 16 and processes them to perform the corresponding driver assistance function. At the same time, the driver assistance system communicates 3, the sensor data 5 to the control device 1. The radar sensor 16 detects, for example, the object located in front of the vehicle 7. In Fig. 1 the object is 7 le ¬ diglich exemplified as rectangle. The object 7 can be representative of a number of vehicles, objects on the roadside or the like.
In der Steuervorrichtung 1 empfängt die Recheneinrichtung 4 die Sensordaten 5 und berechnet aus diesen ein Belegungsgit¬ ter 6. Das Belegungsgitter 6 weist eine Vielzahl von Gitterzellen (siehe Fig. 3) auf, wobei jede der Gitterzellen einen Bereich der Umgebung des Fahrzeugs 2 kennzeichnet. Für jede der Gitterzellen wird durch die Recheneinrichtung 6 ein Wahrscheinlichkeitswert berechnet. Jeder Wahrscheinlichkeitswert gibt dabei an, mit welcher Wahrscheinlichkeit der Bereich, den die jeweilige Gitterzelle kennzeichnet, mit einem Objekt 7 belegt ist. In the control device 1, the computing device 4 receives the sensor data 5 and calculates therefrom a Belegungsgit ¬ ter 6. The allocation grid 6 has a plurality of grid cells (see FIG. 3), each of the grid cells an area of the environment of the vehicle 2 indicates. For every the grid cells is calculated by the computing device 6 is a probability value. Each probability value indicates with which probability the area which identifies the respective grid cell is occupied by an object 7.
Die Steuervorrichtung 1 weist ferner einen Kartenspeicher 8 auf, in welchem eine Umgebungskarte 9-1 gespeichert ist. In der Umgebungskarte 9-1 ist hinterlegt, welche Bereiche, die die Umgebungskarte 9-1 darstellt, befahrbar sind und welche Bereiche nicht befahrbar sind. The control device 1 further has a card memory 8 in which an environment map 9-1 is stored. In the area map 9-1 is deposited, which areas that the map 9-1 represents, are passable and which areas are not passable.
Die Recheneinrichtung 4 überlagert die Umgebungskarte 9-1 mit dem Belegungsgitter 6 und erzeugt dadurch ein Umgebungsgitter 12 und übermittelt dieses an das Fahrerassistenzsystem 3. Das Fahrerassistenzsystem 3 steuert basierend auf dem Belegungs¬ gitter 6 das Fahrzeug 2. In Fig. 3 ist das Fahrerassistenzsystem 3 lediglich beispielhaft mit den Rädern des Fahrzeugs 2 verbunden. Dadurch soll dargestellt werden, dass das Fahrerassistenzsystem 3 die Beschleunigung und die Querführung des Fahrzeugs 2 beeinflussen kann. Beispielsweise kann das Fahrerassistenzsystem 3 ein autonomes Fahren des Fahrzeugs 2 ermöglichen . The computing device 4 is superimposed on the area map 9-1 with the availability grating 6, thereby producing an ambient grating 12 and transmits this 3 to the driver assistance system, the driver assistance system 3 controls based on the occupancy ¬ grid 6, the vehicle 2. In Fig. 3, the driver assistance system 3 merely connected by way of example with the wheels of the vehicle 2. This is intended to show that the driver assistance system 3 can influence the acceleration and the lateral guidance of the vehicle 2. For example, the driver assistance system 3 can enable autonomous driving of the vehicle 2.
Beim Überlagern der Umgebungskarte 9-1 mit dem Belegungsgit¬ ter 6 kann die Recheneinrichtung 4 eine Art „und"-Verknüpfung durchführen. Das bedeutet, dass in dem Umgebungsgitter Gitterzellen als befahrbar gekennzeichnet sind, die in der Umge¬ bungskarte 9-1 und dem Belegungsgitter 6 als befahrbar markiert sind. Die Umgebungskarte 9-1 und das Belegungsgitter 6 können ein gemeinsames Koordinatensystem aufweisen. Dadurch wird die Überlagerung vereinfacht. Die Umgebungskarte 9-1 und das Belegungsgitter 6 können aber auch unterschiedliche Koor- dinatensystem aufweisen, die die Recheneinrichtung 4 für die Überlagerung entsprechend transformiert. When superimposing the Map 9-1 with the Belegungsgit ¬ ter 6, the computing device 4 can perform a kind of "and" link This means that the grid cells are characterized as passable in the surrounding lattice. In the Conversely ¬ bung card 9-1 and the The grids map 9-1 and the grating 6 can have a common coordinate system, which simplifies the superimposition, but the surroundings map 9-1 and the grating 6 can also have different co-ordinates. Dinatensystem have that the arithmetic unit 4 correspondingly transformed for the superposition.
Die Umgebungskarte 9-1 kann ferner unterschiedliche Formate aufweisen. Beispielsweise kann die Umgebungskarte 9-1 äqui- distante, quadratische Gitterzellen aufweisen. Eine solche Ausführungsform der Umgebungskarte 9-1 ist in Fig. 3 darge¬ stellt. In dieser Ausführungsform ist der Speicherbedarf der Umgebungskarte 9-1 hoch. Dadurch wird eine sehr schnelle Ver¬ arbeitung der Umgebungskarte 9-1 ermöglicht. The environment map 9-1 may also have different formats. For example, the neighborhood map 9-1 may have equidistant square grid cells. Such an embodiment of the environment map 9-1 is shown in FIG. 3 Darge ¬ represents. In this embodiment, the memory requirement of the neighborhood map 9-1 is high. This provides a very fast Ver ¬ processing of Area 9-1 is possible.
Um den Speicherbedarf für die Umgebungskarte 9-1 zu senken, kann für die Gitterzellen eine variable Auflösung gewählt werden. Beispielsweise können die Gitterzellen an den Übergängen zwischen befahrbaren Bereichen 10 und nicht befahrbaren Bereichen 11-1, 11-2 kleiner sein, als die Gitterzellen in großen befahrbaren Bereichen 10 bzw. nicht befahrbaren Bereichen 11-1; 11-2 (siehe Fig. 4) . Als Datenstruktur kann für die Ablage der Umgebungskarte 9-1 z.B. ein sog. Bintree oder dergleichen genutzt werden. Dieser bietet sich für alle Ausführungsformen an, in welchen die Umgebungskarte 9-1 quadra¬ tische Gitterzellen aufweist. In order to reduce the memory requirement for the area map 9-1, a variable resolution can be selected for the grid cells. For example, the grid cells at the junctions between passable areas 10 and non-drivable areas 11-1, 11-2 may be smaller than the grid cells in large passable areas 10 or non-drivable areas 11-1; 11-2 (see Fig. 4). As a data structure, for example, a so-called Bintree or the like can be used for storing the environment map 9-1. This is suitable for all embodiments in which the environment map 9-1 has quadric ¬ grid cells.
Eine weitere Reduktion des für die Umgebungskarte 9-1 benö¬ tigten Speichers wird möglich, wenn die Tatsache berücksichtigt wird, dass eine hohe Ortsauflösung nur in Fahrzeugquerrichtung bzw. lateraler Richtung notwendig ist und eine niedrigere Auflösung in Fahrzeuglängsrichtung bzw. longitudinaler Richtung ausreicht. In dieser Ausführungsform werden folglich keine quadratischen Gitterzellen sondern rechteckige Gitterzellen verwendet. Als Datenstruktur kann für die Ablage der Umgebungskarte 9-1 z.B. ein sog. Bintree oder dergleichen ge¬ nutzt werden. Eine weitere mögliche Ausführungsform der Umgebungskarte 9-1 ist eine Vektor-basierte bzw. Spline-Kurven-basierte Karte, bei welcher Fahrwege, befahrbare Flächen und nicht befahrbare Flächen durch Vektoren oder Spline-Kurven dargestellt werden, die die jeweiligen Flächen begrenzen. Auch bei einer Vektorbasierten oder einer Spline-Kurven-basierten Umgebungskarte 9-1 kann die Recheneinrichtung 4 die Koordinatentransformati¬ on zwischen den Vektorkoordinaten der Umgebungskarte 9-1 und den Gitterkoordinaten des Belegungsgitters 6 durchführen. A further reduction of the Benö for the Area 9-1 ¬ preferential memory is possible when the fact is considered that a high spatial resolution is necessary only in the vehicle transverse direction or lateral direction and sufficient lower resolution in the vehicle longitudinal direction or the longitudinal direction. Consequently, in this embodiment, no square grid cells but rectangular grid cells are used. As a data structure, a so-called. Bintree or the like, for example, 9-1 can be ge ¬ utilized for the storage of the environment map. Another possible embodiment of the environment map 9-1 is a vector-based or spline-curve-based map in which driveways, drivable areas and non-drivable areas are represented by vectors or spline curves delimiting the respective areas. Even with a vector based or a spline curve based environment card 9-1, the computing device can 4, the Koordinatentransformati ¬ on between the vector coordinates of the environment map and 9-1 perform the grid coordinates of the occupancy grid. 6
In Fig. 1 nicht gezeigt ist eine mögliche drahtlose Schnitt¬ stelle, welche in der Steuervorrichtung 1 angeordnet sein kann. Über die drahtlose Schnittstelle kann die Steuervor¬ richtung 1 die Umgebungskarte 9-1 z.B. von einem Kartenserver abrufen. Dabei kann die Steuervorrichtung 1 jeweils den relevanten Ausschnitt der Umgebungskarte 9-1 von dem Kartenserver abrufen. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 1 einen Ausschnitt der Umgebungskarte 9-1 abrufen, der die Position des Fahrzeugs 2 und einen vorgegebenen Radius um diese Posi¬ tion zeigt. Not shown in FIG. 1 is a possible wireless interface , which can be arranged in the control device 1. Via the wireless interface, the control device 1 can retrieve the environment map 9-1, for example, from a map server. In this case, the control device 1 can each retrieve the relevant section of the area map 9-1 from the map server. For example, the control apparatus 1 can obtain a section of the Area 9-1 showing the position of the vehicle 2 and a predetermined radius around this Posi ¬ tion.
Die Umgebungskarte 9-1 zeigt statische Gegebenheiten der Fahrzeugumgebung, die sich üblicherweise nicht ändern, es sei denn z.B. durch eine Baustelle. Folglich kann davon ausgegangen werden, dass die Informationen aus der Umgebungskarte 9-1 korrekt sind. Um den Speicherbedarf für die Ablage der Umge¬ bungskarte 9-1 weiter zu reduzieren, kann folglich ein binärer Wert genutzt werden, der anzeigt, ob ein Bereich befahrbar ist oder nicht. Beispielsweise kann eine positive Logik genutzt werden, bei welcher eine „1" anzeigt, dass der ent¬ sprechende Bereich befahrbar ist. Alternativ kann eine nega- tive Logik genutzt werden, bei welcher eine „0" anzeigt, dass ein Bereich befahrbar ist. The area map 9-1 shows static conditions of the vehicle environment, which usually do not change unless, for example, by a construction site. Consequently, it can be considered that the information from the surroundings map 9-1 is correct. To reduce the memory requirements for storing the surrounding environment ¬ map 9-1 on, thus a binary value can be used, which indicates whether an area is passable or not. For example, can be used in which a "1" indicating that the ent ¬ speaking area is passable positive logic. Alternatively, a nega- tive logic are used, in which a "0" indicates that an area is passable.
Die Steuervorrichtung 1 der Fig. 1 ist separat zu dem Fahrerassistenzsystem 3 dargestellt. Beispielsweise können die Steuervorrichtung 1 und das Fahrerassistenzsystem 3 über einen Fahrzeugbus, z.B. einen CAN-Bus, einen FlexRay-Bus oder dergleichen miteinander gekoppelt sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuervorrichtung 1 aber auch ein Bestandteil des Fahrerassistenzsystems 3 sein. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 1 als Programmmodul oder derglei¬ chen ausgebildet sein, welches von einem Prozessor des Fahrerassistenzsystems 3 ausgeführt wird. The control device 1 of FIG. 1 is shown separately from the driver assistance system 3. For example, the control device 1 and the driver assistance system 3 can be coupled to one another via a vehicle bus, for example a CAN bus, a FlexRay bus or the like. In a further embodiment, however, the control device 1 can also be a component of the driver assistance system 3. For example, the control apparatus 1 as a program module or derglei ¬ surfaces may be formed, which is executed by a processor of the driver assistance system. 3
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Fahrzeugs 2 mit einer Anzahl von Fahrerassistenzsystemen 3. FIG. 2 shows a flowchart of an embodiment of a method according to the invention for controlling a vehicle 2 with a number of driver assistance systems 3.
Das Verfahren sieht das Berechnen, Sl, eines Belegungsgitters 6 aus Sensordaten 5 über die Umgebung des Fahrzeugs 2 vor, welches angibt, ob ein Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs 2 von einem Objekt 7 belegt ist. Ferner wird eine Umgebungs¬ karte 9-1 - 9-3 der Umgebung des Fahrzeugs 2 bereitgestellt, S2, welche befahrbare Bereiche 10 der Umgebung des Fahrzeugs 2 kennzeichnet. Aus dem Belegungsgitters 6 und der Umgebungs¬ karte 9-1 - 9-3 wird durch Überlagerung ein Umgebungsgitter 12 erzeugt, S3, welches an die Fahrerassistenzsysteme 3 zum Steuern des Fahrzeugs 2 übermittelt wird, S4. The method provides for calculating, Sl, an occupancy grid 6 from sensor data 5 about the surroundings of the vehicle 2, which indicates whether an area in the surroundings of the vehicle 2 is occupied by an object 7. Furthermore, an environment ¬ card 9-1 - 9-3 the environment of the vehicle 2 is provided, S2, which identifies passable areas 10 of the environment of the vehicle 2. From the allocation grid 6 and the environment ¬ card 9-1 - 9-3 an ambient grating 12 is generated by superposition, S3, which is transmitted to the driver assistance systems 3 for controlling the vehicle 2, S4.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren das Erfassen der Sensordaten 5 mit einer Anzahl von Sensoren 16 aufweisen, welche ausgebildet sind, Daten über ein Umfeld des Fahrzeugs 2 zu erfassen. Zusätzlich oder alternativ können die Sensordaten 5 von den Fahrerassistenzsystemen 3 empfangen werden. In one embodiment, the method may include acquiring the sensor data 5 with a number of sensors 16 that are configured to collect data about an environment of the vehicle 2 to capture. Additionally or alternatively, the sensor data 5 can be received by the driver assistance systems 3.
Um das Umgebungsgitter 12 zu erzeugen, können die Umgebungskarte 9-1 - 9-3 und das Belegungsgitter 6 mit einer Art „und" Verknüpfung überlagert werden. Dabei werden in dem Umgebungsgitter 12 diejenigen Zellen als befahrbar gekennzeichnet, für welche in dem Belegungsgitter 6 kein Objekt 7 angezeigt wird und für welche in der Umgebungskarte 9-1 - 9-3 ein befahrba¬ rer Bereich 10 gekennzeichnet ist. In order to generate the environmental grating 12, the environment map 9-1-9-3 and the allocation grid 6 can be superimposed with a kind of "and" linkage, whereby in the environmental grating 12 those cells are marked as passable, for which there is no access in the allocation grid 6 Object 7 is displayed and for which in the area map 9-1 - 9-3 a fahrbaer ¬ range 10 is marked.
Die Umgebungskarte 9-1 - 9-3 kann unterschiedliche Ausprägun¬ gen aufweisen, die an unterschiedliche Anwendungsfälle ange- passt sein können. Beispielsweise kann die Umgebungskarte 9-1 - 9-3 als ein Gitter ausgebildet sein und für jede Zelle des Gitters kann ein binärer Wert hinterlegt sein, der kennzeichnet, ob der durch die jeweilige Zelle gekennzeichnete Bereich befahrbar ist. Die Umgebungskarte 9-1 - 9-3 kann ein äquidis- tantes Gitter aufweisen, oder als Gitter ausgebildet sein, welches an den Übergängen zwischen befahrbaren Bereichen 10 und nicht befahrbaren Bereichen kleinere Quadrate aufweist als in Flächen befahrbarer Bereiche 10 oder Flächen nicht befahrbarer Bereiche. Ferner kann das Umgebungsgitter 9-1 - 9-3 als ein Gitter ausgebildet sein, dessen Zellen rechteckig ausgebildet sind und in Fahrbahnlängsrichtung eine größere Ausdehnung aufweisen, als in Fahrbahnquerrichtung. Dabei kann Umgebungskarte 9-1 - 9-3 insbesondere als ein Gitter mit zwei Achsen ausgebildet sein, wobei eine der Achsen dem Verlauf der Fahrbahnmittellinie folgt. The Map 9-1 - 9-3 can have different Ausprägun ¬ gen that fits reasonable to different applications can be. For example, the area map 9-1 - 9-3 may be formed as a grid and for each cell of the grid, a binary value may be stored, which indicates whether the area marked by the respective cell is passable. The environment map 9-1 - 9-3 can have an equidistant grid, or be formed as a grid, which has smaller squares at the transitions between passable areas 10 and non-drivable areas than in areas of passable areas 10 or areas of non-drivable areas. Furthermore, the ambient grille 9-1 - 9-3 may be formed as a grid whose cells are rectangular and have a greater extent in the roadway longitudinal direction, as in the roadway transverse direction. In this case, map 9-1 - 9-3 may be formed in particular as a grid with two axes, wherein one of the axes follows the course of the road center line.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kennzeichnet die Umgebungskarte 9-1 - 9-3 nicht nur befahrbare Bereiche 10 und nicht befahrbare Bereiche 11. Beispielsweise können auch nur in Notfällen befahrbare Bereiche 15 der Umgebung des Fahrzeugs 2 gekennzeichnet werden. Solche Bereiche können z.B. ein Standstreifen auf der Autobahn oder dergleichen sein, die während einer normalen Fahrt nicht genutzt werden sollen . In a further embodiment of the method, the area map 9-1-9-3 not only marks passable areas 10 and non-passable areas 11. For example, too only in emergency cases passable areas 15 of the environment of the vehicle 2 are marked. Such areas may be, for example, a hard shoulder on the highway or the like, which should not be used during a normal ride.
Werden auch die Bereiche gekennzeichnet, welche nur in Not¬ fällen befahren werden sollen, können sowohl das Umgebungsgitter 12 bereitgestellt werden, als auch ein Notfallgitter. In dem Notfallgitter können das Belegungsgitter 6 und in der Umgebungskarte 9-1 - 9-3 als nur in Notfällen befahrbare Be¬ reiche 11 überlagert werden. In dem Umgebungsgitter 12 sind folglich weiterhin diejenigen Bereiche als befahrbar gekennzeichnet, die in dem Belegungsgitter 6 als frei bzw. nicht belegt und der Umgebungskarte 9-1 - 9-3 als befahrbar mar¬ kiert sind. In dem Notfallgitter sind dagegen nur die Bereiche als befahrbar markiert, die in dem Belegungsgitter 6 als frei bzw. nicht belegt und in der Umgebungskarte 9-1 - 9-3 als nur in Notfällen befahrbar markiert sind. Alternativ können in dem Notfallgitter die Bereiche als befahrbar markiert sein, die in dem Belegungsgitter 6 als frei bzw. nicht belegt und in der Umgebungskarte 9-1 - 9-3 als befahrbar oder nur in Notfällen befahrbar markiert sind. Are in the areas which are to be driven only in emergency cases, ¬, both the surrounding grid 12 may be provided, as well as an emergency lattice. In the emergency grid, the occupancy grid 6 and in the area map 9-1 - 9-3 can be superimposed as rich only in emergencies Be ¬ rich 11. In the environmental grille 12, consequently, those areas are still characterized as passable, which are in the allocation grid 6 as vacant or unoccupied and the area map 9-1 - 9-3 as passable mar ¬ kiert. In contrast, only the areas are marked as passable in the emergency grid, which are marked in the allocation grid 6 as free or unoccupied and in the area map 9-1 - 9-3 marked as passable only in emergencies. Alternatively, in the emergency grid, the areas may be marked as passable, which are marked in the allocation grid 6 as free or unoccupied and in the area map 9-1 - 9-3 as passable or only passable in an emergency.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung einer Ausführungsform einer Umgebungskarte 9-2 gemäß der vorliegenden Erfindung. FIG. 3 is an illustration of an embodiment of a neighborhood map 9-2 according to the present invention.
Die Umgebungskarte 9-2 zeigt einen Straßenabschnitt, der ge¬ rade beginnt und an seinem Ende in einer Kurve verläuft. The area map 9-2 shows a road section, which starts ge ¬ straight and runs at the end in a curve.
Links und rechts neben der Straße sind jeweils nicht befahr¬ bare Bereiche bzw. Flächen 11-1 und 11-2 dargestellt, die z.B. Wiesen, Äcker, Weiher oder dergleichen sein können. Die Umgebungskarte 9-2 weist ferner Gitterzellen 13-1 bis 13- n auf, die als quadratische Gitterzellen 13-1 - 13-n ausge¬ bildet sind. Left and right of the road each not befahr ¬ bare areas or areas shown are 11-1 and 11-2, for example, meadows, fields, ponds, or may be like. The Map 9-2 further comprises lattice cells 13-1 to 13-n, which as a square grid cells 13-1 - 13-n out ¬ forms.
In Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Auflösung der Umgebungskarte 9-2 für die gesamte Umgebungskarte 9-2 gleich ist. In Fig. 3, it can be seen that the resolution of the neighborhood map 9-2 is the same for the entire neighborhood map 9-2.
Folglich führt eine Erhöhung der Auflösung zu einer entsprechenden Erhöhung des Speicherbedarfs. Consequently, increasing the resolution results in a corresponding increase in memory requirements.
Fig. 4 zeigt eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Umgebungskarte 9-3 gemäß der vorliegenden Erfindung, mit welcher der Speicherbedarf der Umgebungskarte 9-3 reduziert werden kann. In Fig. 4 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich der linke Ausschnitt der Umgebungskarte 9-2 darge¬ stellt. In der Umgebungskarte 9-3 sind die befahrbaren Berei¬ che 10 als leere Quadrate bzw. Gitterzellen dargestellt. Die nicht befahrbaren Bereiche sind als einfach gestrichene Quad¬ rate bzw. Gitterzellen dargestellt. In Fig. 4 sind ferner Bereiche 15 dargestellt, die nur in Notsituationen bzw. Notfäl¬ len befahrbar sind. Diese Bereiche befinden sich zwischen dem oberen Ende des nicht befahrbaren Bereichs 11-1 und der Fahrbahn. Diese Bereiche 15 sind als mit einem „X" durchgestri¬ chene Quadrate dargestellt. Fig. 4 is an illustration of another embodiment of a neighborhood map 9-3 according to the present invention with which the memory requirement of the neighborhood map 9-3 can be reduced. In FIG. 4, for clarity only the left section of the environment map is 9-2 Darge provides ¬. 9-3 in the environment map the navigable preparation ¬ surface 10 are shown as open squares or grid cells. The non-drivable areas are shown as simply painted Quad ¬ rate or grid cells. In Fig. 4 areas 15 are further shown, which are passable only in emergency situations or Notfäl ¬ len. These areas are located between the upper end of the non-drivable area 11-1 and the roadway. These areas 15 are shown as having an "X" durchgestri ¬ chene squares.
Die Umgebungskarte 9-3 weist ebenso wie die Umgebungskarte 9- 2 quadratische Gitterzellen auf. Allerdings ist die Auflösung der einzelnen Gitterzellen an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst . The neighborhood map 9-3, like the neighborhood map 9-2, has square grid cells. However, the resolution of the individual grid cells is adapted to the respective conditions.
An Übergängen zwischen den befahrbaren Bereichen 10, den nicht befahrbaren Bereichen 11-1 und den nur in Notsituationen befahrbaren Bereichen 15 ist die Auflösung am höchsten. Auf den Flächen der einzelnen Bereiche 10, 11-1 und 15, auf welchen keine Übergänge zwischen den Bereichen 10, 11-1 und 15 stattfinden, wird die Größe der Quadrate bzw. Gitterzellen erhöht. Dadurch kann der Speicherbedarf der Umgebungskarte 9- 3 deutlich reduziert werden. Als Datenstruktur für die Speicherung der Umgebungskarten 9-2 und 9-3 mit quadratischen Gitterzellen bietet sich z.B. ein Quadtree an. At transitions between the passable areas 10, the non-drivable areas 11-1 and the only passable areas in emergency situations 15, the resolution is highest. On the surfaces of the individual areas 10, 11-1 and 15, on If there are no transitions between the areas 10, 11-1 and 15, the size of the squares or grid cells is increased. As a result, the memory requirement of the area map 9- 3 can be significantly reduced. As a data structure for storing the environment maps 9-2 and 9-3 with square grid cells, for example, offers a Quadtree.
Wie oben bereits dargestellt, kann in einer weiteren Ausführungsform die Form der Gitterzellen rechteckig gewählt werden. Beispielsweise könnte entlang einer geraden Straße die Länge der Rechtecke in Richtung des Straßenverlaufs sehr groß gewählt werden. Die Auflösung in longitudinaler Richtung ist also sehr klein. In lateraler Richtung, also zum Straßenrand hin, kann die Auflösung dagegen sehr hoch gewählt werden. Dies ermöglicht eine weitere Reduzierung des Speicherbedarfs. Zur Speicherung einer Umgebungskarte mit rechteckigen Gitterzellen kann insbesondere ein Bintree genutzt werden. Dieser unterstützt die unterschiedlichen Größen und Ausdehnungen in unterschiedlichen Richtungen. As already shown above, in a further embodiment, the shape of the grid cells can be chosen rectangular. For example, along a straight road, the length of the rectangles in the direction of the road could be made very large. The resolution in the longitudinal direction is therefore very small. In the lateral direction, ie towards the roadside, the resolution can be very high. This allows a further reduction of memory requirements. For storing an environment map with rectangular grid cells, in particular a bintree can be used. This supports the different sizes and expansions in different directions.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modi¬ fizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Bezugs zeichen Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modi ¬ fizierbar in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention. Reference sign
1 Steuervorrichtung 1 control device
2 Fahrzeug  2 vehicle
3 Fahrerassistenzsystem  3 driver assistance system
4 Recheneinrichtung  4 computing device
5 Sensordaten  5 sensor data
6 Belegungsgitter  6 allocation grid
7 Objekt  7 object
8 Kartenspeicher  8 card storage
9-1 - 9-3 Umgebungskarte 9-1 - 9-3 Area map
10 befahrbarer Bereich  10 passable area
11-1; 11-2 nicht befahrbarer Bereich  11-1; 11-2 non-drivable area
12 Umgebungsgitter  12 environmental grid
13-1 - 13-n Gitterzelle  13-1 - 13-n grid cell
14 Notfallgitter  14 emergency grid
15 in Notsituationen befahrbarer Bereich 15 passable area in emergency situations
16 Radarsensor 16 radar sensor

Claims

Ansprüche claims
1. Steuervorrichtung (1) für ein Fahrzeug (2) mit einer Anzahl von Fahrerassistenzsystemen (3) , mit einer Recheneinrichtung (4), welche ausgebildet ist, aus Sensordaten (5) über die Umgebung des Fahrzeugs (2) ein Belegungsgitter (6) zu berechnen, welches angibt, ob ein Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs (2) von einem Objekt (7) belegt ist, und mit einem Kartenspeicher (8), welcher eine Umgebungskarte (9- 1 - 9-3) der Umgebung des Fahrzeugs (2) aufweist, wobei in der Umgebungskarte (9-1 - 9-3) befahrbare Bereiche (10) der Umgebung des Fahrzeugs (2) gekennzeichnet sind, wobei die Recheneinrichtung (4) ausgebildet ist, durch eine Überlagerung des Belegungsgitters (6) und der Umgebungskarte (9-1 - 9-3) ein Umgebungsgitter (12) zu erzeugen und an die Fahrerassistenzsysteme (3) zur Steuerung des Fahrzeugs (2) zu übermitteln . 1. Control device (1) for a vehicle (2) with a number of driver assistance systems (3), with a computing device (4) which is formed from sensor data (5) about the surroundings of the vehicle (2) an occupancy grid (6). which indicates whether an area in the vicinity of the vehicle (2) is occupied by an object (7) and with a map memory (8) which displays an environment map (9-1 - 9-3) of the surroundings of the vehicle (2), wherein in the area map (9-1 - 9-3) passable areas (10) of the environment of the vehicle (2) are characterized, wherein the computing device (4) is formed by an overlay of the occupancy grid (6) and the environment map (9-1 - 9-3) to generate an environment grid (12) and to transmit to the driver assistance systems (3) for controlling the vehicle (2).
2. Steuervorrichtung (1) nach Anspruch 1, mit einer Anzahl von Sensoren (16), welche ausgebildet sind, Daten über ein Umfeld des Fahrzeugs (2) zu erfassen und die entsprechenden Sensordaten (5) auszugeben, und/oder wobei die Recheneinrichtung (4) mit den Fahrerassistenzsyste¬ men (3) gekoppelt ist und ausgebildet ist, die Sensordaten (5) von den Fahrerassistenzsystemen (3) zu empfangen. 2. Control device (1) according to claim 1, having a number of sensors (16) which are designed to record data about an environment of the vehicle (2) and to output the corresponding sensor data (5), and / or wherein the computing device ( 4) is coupled to the Fahrerassistenzsyste ¬ men (3) and is adapted to receive the sensor data (5) from the driver assistance systems (3).
3. Steuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Recheneinrichtung (4) ausgebildet ist, die Umge¬ bungskarte (9-1 - 9-3) und das Belegungsgitter (6) derart zu überlagern, dass in dem Umgebungsgitter (12) diejenigen Zellen als befahrbar gekennzeichnet sind, für welche in dem Be¬ legungsgitter (6) kein Objekt (7) angezeigt wird und für wel¬ che in der Umgebungskarte (9-1 - 9-3) ein befahrbarer Bereich (10) gekennzeichnet ist. 3. Control device (1) according to one of claims 1 and 2, wherein the computing means (4) is formed, the surrounding ¬ environment map (9-1 - 9-3) to superimpose and the occupancy grid (6) such that in the surrounding grid (12) those cells are characterized as passable, for which in the Be ¬ positioning grid (6) no object (7) is displayed and for wel ¬ che in the area map (9-1 - 9-3) a passable area (10) is marked.
4. Steuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Umgebungskarte (9-1 - 9-3) als ein Gitter ausgebil¬ det ist und für jede Zelle des Gitters ein binärer Wert hin¬ terlegt ist, der kennzeichnet, ob der durch die jeweilige Zelle gekennzeichnete Bereich befahrbar ist. 4. Control device (1) according to one of claims 1 to 3, wherein the environment map (9-1 - 9-3) is ausgebil ¬ det as a grid and for each cell of the grid, a binary value ¬ terlegt indicates that whether the area marked by the respective cell is passable.
5. Steuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Umgebungskarte (9-1 - 9-3) als äquidistantes Gitter ausgebildet ist; und/oder wobei die Umgebungskarte (9-1 - 9-3) als Gitter ausgebildet ist, welches an den Übergängen zwischen befahrbaren Bereichen (10) und nicht befahrbaren Bereichen kleinere Quadrate auf¬ weist als in Flächen befahrbarer Bereiche (10) oder Flächen nicht befahrbarer Bereiche. 5. Control device (1) according to one of claims 1 to 4, wherein the environment map (9-1 - 9-3) is formed as an equidistant grid; and / or wherein the environment map (9-1 - 9-3) is formed as a grid, which has at the transitions between passable areas (10) and non-drivable areas smaller squares on ¬ than in areas of passable areas (10) or surfaces not drivable areas.
6. Steuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Umgebungskarte (9-1 - 9-3) als ein Gitter ausgebil¬ det ist, dessen Zellen rechteckig ausgebildet sind und in Fahrbahnlängsrichtung eine größere Ausdehnung aufweisen, als in Fahrbahnquerrichtung. 6. Control device (1) according to one of claims 1 to 4, wherein the environment map (9-1 - 9-3) is ausgebil ¬ det as a grid, whose cells are rectangular and have a greater extent in the roadway longitudinal direction, as in the roadway transverse direction ,
7. Steuervorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die Umgebungskarte (9-1 - 9-3) als ein Gitter mit zwei Achsen ausgebildet ist, wobei eine der Achsen dem Verlauf der Fahrbahnmittellinie folgt. The control device (1) according to claim 6, wherein the environment map (9-1 - 9-3) is formed as a grid having two axes, one of the axes following the course of the road centerline.
8. Steuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in der Umgebungskarte (9-1 - 9-3) befahrbare Bereiche (10) und nicht befahrbare Bereiche und nur in Notfällen be¬ fahrbare Bereiche (11) der Umgebung des Fahrzeugs (2) gekenn¬ zeichnet sind. 8. Control device (1) according to one of claims 1 to 7, wherein in the area map (9-1 - 9-3) passable areas (10) and non-drivable areas and only in emergencies be ¬ mobile areas (11) of the environment Vehicle (2) gekenn ¬ draws are.
9. Steuervorrichtung (1) nach Anspruch 8, wobei die Recheneinrichtung (4) ausgebildet ist, das Umge¬ bungsgitter (12) basierend auf dem Belegungsgitter (6) und den in der Umgebungskarte (9-1 - 9-3) als befahrbare Bereiche (10) gekennzeichneten Bereichen zu berechnen; und/oder wobei die Recheneinrichtung (4) ausgebildet ist, ein Notfall¬ gitter basierend auf dem Belegungsgitter (6) und in der Umgebungskarte (9-1 - 9-3) als nur in Notfällen befahrbare Berei¬ che (11) markierten Bereichen zu berechnen und an die Fahrerassistenzsysteme (3) zur Steuerung des Fahrzeugs (2) zu über¬ mitteln . 9. control device (1) according to claim 8, wherein the computing device (4) is formed, the surrounding ¬ grating (12) based on the allocation grid (6) and in the environment map (9-1 - 9-3) as passable areas (10) designated areas; and / or wherein said computing means (4) is formed an emergency ¬ grid based on the occupancy grid (6) and in the environment map (9-1 - 9-3) and drivable only in emergencies preparation ¬ surface (11) to selected areas calculated and to the driver assistance systems (3) to control the vehicle (2) over ¬ average.
10. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs (2) mit einer Anzahl von Fahrerassistenzsystemen (3) , aufweisend: 10. A method for controlling a vehicle (2) with a number of driver assistance systems (3), comprising:
Berechnen (Sl) eines Belegungsgitters (6) aus Sensordaten (5) über die Umgebung des Fahrzeugs (2), welches angibt, ob ein Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs (2) von einem Objekt (7) belegt ist, Calculating (Sl) an occupancy grid (6) from sensor data (5) on the environment of the vehicle (2), which indicates whether a Area in the vicinity of the vehicle (2) is occupied by an object (7),
Bereitstellen (S2) einer Umgebungskarte (9-1 - 9-3) der Umge¬ bung des Fahrzeugs (2), welche befahrbare Bereiche (10) der Umgebung des Fahrzeugs (2) kennzeichnet, Providing (S2) a neighborhood map (9-1 - 9-3) of the other ¬ environment of the vehicle (2) which is drivable regions (10) indicates the area around the vehicle (2),
Erzeugen (S3) eines Umgebungsgitters (12) durch Überlagern des Belegungsgitters (6) und der Umgebungskarte (9-1 - 9-3), Generating (S3) an environmental grating (12) by superimposing the grating (6) and the environment map (9-1 - 9-3),
Übermitteln (S4) des Umgebungsgitters (12) an die Fahreras¬ sistenzsysteme (3) zum Steuern des Fahrzeugs (2) . Transmitting (S4) the ambient grating (12) to the Fahreras ¬ assistance systems (3) for controlling the vehicle (2).
11. Verfahren nach Anspruch 10, aufweisend: 11. The method of claim 10, comprising:
Erfassen der Sensordaten (5) mit einer Anzahl von Sensoren (16), welche ausgebildet sind, Daten über ein Umfeld des Fahrzeugs (2) zu erfassen; und/oder Acquiring the sensor data (5) with a number of sensors (16) configured to acquire data about an environment of the vehicle (2); and or
Empfangen der Sensordaten (5) von den Fahrerassistenzsystemen (3) . Receiving the sensor data (5) from the driver assistance systems (3).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 und 11, wobei die Umgebungskarte (9-1 - 9-3) und das Belegungsgitter (6) derart überlagert werden, dass in dem Umgebungsgitter (12) diejenigen Zellen als befahrbar gekennzeichnet sind, für welche in dem Belegungsgitter (6) kein Objekt (7) angezeigt wird und für welche in der Umgebungskarte (9-1 - 9-3) ein be¬ fahrbarer Bereich (10) gekennzeichnet ist. 12. The method according to any one of claims 10 and 11, wherein the environment map (9-1 - 9-3) and the occupancy grid (6) are superimposed such that in the surrounding grid (12) those cells are marked as passable, for which in no object (7) is displayed in the allocation grid (6) and for which a moveable area (10) is marked in the surroundings map (9-1 - 9-3).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Umgebungskarte (9-1 - 9-3) als ein Gitter ausgebil¬ det ist und für jede Zelle des Gitters ein binärer Wert hin¬ terlegt ist, der kennzeichnet, ob der durch die jeweilige Zelle gekennzeichnete Bereich befahrbar ist; und/oder wobei die Umgebungskarte (9-1 - 9-3) 13. The method according to any one of claims 10 to 12, wherein the environment map (9-1 - 9-3) is ausgebil ¬ det as a grid and for each cell of the grid, a binary value is ¬ terlegt, which indicates whether the area marked by the respective cell is passable; and / or where the map of the surroundings (9-1 - 9-3)
als äquidistantes Gitter ausgebildet ist, oder  is designed as an equidistant grid, or
als Gitter ausgebildet ist, welches an den Übergängen zwischen befahrbaren Bereichen (10) und nicht befahrbaren Bereichen kleinere Quadrate aufweist als in Flächen befahrbarer Bereiche (10) oder Flächen nicht befahrbarer Bereiche, oder - als ein Gitter ausgebildet ist, dessen Zellen rechteckig ausgebildet sind und in Fahrbahnlängsrichtung eine größere Ausdehnung aufweisen, als in Fahrbahnquerrichtung, wobei die Umgebungskarte (9-1 - 9-3) insbesondere als ein Gitter mit zwei Achsen ausgebildet ist, wobei eine der Achsen dem Ver¬ lauf der Fahrbahnmittellinie folgt. is formed as a grid having at the transitions between passable areas (10) and non-drivable areas smaller squares than in areas of passable areas (10) or areas of non-drivable areas, or - is formed as a grid whose cells are rectangular and in the roadway longitudinal direction have a greater extent, as in the roadway transverse direction, the environment map (9-1 - 9-3) is designed in particular as a grid with two axes, wherein one of the axes Ver ¬ the track center line follows.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei in der Umgebungskarte (9-1 - 9-3) befahrbare Bereiche (10) und nicht befahrbare Bereich und nur in Notfällen be¬ fahrbare Bereiche (11) der Umgebung des Fahrzeugs (2) gekenn¬ zeichnet werden. 14. The method according to any one of claims 10 to 13, wherein in the area map (9-1 - 9-3) passable areas (10) and non-drivable area and only in an emergency be ¬ mobile areas (11) of the environment of the vehicle (2 be) labeled in ¬ records.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Umgebungsgitter (12) basierend auf dem Belegungs¬ gitter (6) und den in der Umgebungskarte (9-1 - 9-3) als be¬ fahrbare Bereiche (10) gekennzeichneten Bereichen berechnet wird; und/oder wobei ein Notfallgitter basierend auf dem Belegungsgitter (6) und in der Umgebungskarte (9-1 - 9-3) als nur in Notfällen befahrbare Bereiche (11) markierten Bereichen berechnet wird. 15. The method of claim 14, wherein the surrounding grid (12) based on the occupancy ¬ grid (6) and in the environment map (9-1 - 9-3) is calculated as be ¬ mobile marked areas (10) regions; and or wherein an emergency grid is calculated based on the occupancy grid (6) and in the area map (9-1 - 9-3) as only in emergency cases passable areas (11) marked areas.
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