WO2021244879A1 - Verfahren zum betreiben einer assistenzfunktion zur führung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer assistenzfunktion zur führung eines kraftfahrzeugs Download PDF

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WO2021244879A1
WO2021244879A1 PCT/EP2021/063641 EP2021063641W WO2021244879A1 WO 2021244879 A1 WO2021244879 A1 WO 2021244879A1 EP 2021063641 W EP2021063641 W EP 2021063641W WO 2021244879 A1 WO2021244879 A1 WO 2021244879A1
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guidance
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Marlon Ramon EWERT
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60W2556/50—External transmission of data to or from the vehicle of positioning data, e.g. GPS [Global Positioning System] data

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating an assistance function for driving a motor vehicle, characterized in that the method comprises the following steps: determining a position and / or orientation of the motor vehicle taking into account a non-optical localization method, virtual localization of the determined position and / or orientation of the motor vehicle on a digital road map, which includes at least the lane available at the determined position and / or orientation, determination of a lateral guidance maneuver to be carried out, definition of a measure to support the lateral guidance maneuver based on the localized position and / or orientation of the motor vehicle on the digital Road map.
  • the invention also provides a device set up to carry out the method.
  • the method according to the invention advantageously enables a safe execution of transverse guidance of a motor vehicle. Incorrect lateral guidance is detected in both the manual and the automated driving module. A sideways deviation of the vehicle from the road is avoided, as is an unplanned departure from your own lane. This is made possible by the features of the invention specified in the independent patent claims. Further refinements of the invention are the subject of subclaims.
  • the assistance function can be designed as a driver assistance function to support the driver in manual vehicle guidance.
  • the assistance function can also be used to support (highly) automated vehicle guidance.
  • a lane keeping function or a lane change can be understood as a lateral guidance maneuver.
  • the lateral guidance maneuver can be supported as an independent execution of a lateral guidance or as a correction of an executed lateral guidance.
  • the actual position in the real world based on global coordinates is to be understood as the determined position.
  • the orientation of the motor vehicle can also be determined and taken into account.
  • the position is determined (at least essentially) on the basis of a global navigation satellite system (English: Global Navigation Satellite System or GNSS).
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • a GNSS is a system for determining position and navigation on earth and in the air by receiving signals from navigation satellites.
  • GNSS is a collective term for the use of existing and future global satellite systems such as NAVSTAR GPS (Global Positioning System) or Galileo.
  • the position can also be determined using non-optical localization methods using car-to-x communication.
  • the Car-to-X signal transit times are evaluated here.
  • An implementation can take place, for example, by means of vehicle-to-infrastructure communication.
  • vehicle-to-vehicle communication connections are also conceivable.
  • a digital road map is to be understood in particular as a highly precise map which includes virtual coordinates corresponding to the global coordinates.
  • a map is also called a feature map.
  • the defined map contains at least the lane or lanes at the determined position of the motor vehicle.
  • the map also includes the boundaries of the respective lanes.
  • Virtual localization is to be understood as the transfer of the global coordinates determined to a virtual position in the digital map. The motor vehicle is thus virtually projected into the high-precision map in accordance with its highly precisely determined position and / or orientation.
  • the measure to support the lateral guidance driving maneuver is furthermore defined based on the localized position and / or orientation of the motor vehicle on the digital road map. If, for example, the virtual position of the motor vehicle on the digital map shows that there is actually a curve ahead of the motor vehicle, a control of the steering can be defined as a measure so that the motor vehicle follows the curve and the automatic lane guidance can be maintained. For the exact setting of the required steering angle, not only the position but also the orientation of the motor vehicle must be taken into account. In addition to the current position and / or orientation, a change in position or a position profile over time is advantageously determined and taken into account when defining the measure. In addition to defining a measure for Support for driving maneuvers can of course also be provided for initiating and executing the defined measure, for example as a separate process step.
  • the method is characterized in that an evaluation is carried out on the basis of the localized position and / or orientation of the motor vehicle on the digital road map as to whether the transverse guidance maneuver is being carried out correctly.
  • the virtual position of the motor vehicle on the map is used to check whether a currently executed driving maneuver, for example the lane keeping function, is being carried out in accordance with the requirements.
  • the virtual position of the motor vehicle on the map is compared with the environmental conditions stored on the map. It analyzes the exact position in which the virtual motor vehicle is in the lane stored in the high-precision map. If the virtual motor vehicle is, for example, at the edge of the virtual lane, the need for a steering-correcting measure in reality can be derived from this. For example, correct execution can be denied if the position of the motor vehicle deviates from the ideal position or ideal lane by more than a defined threshold value, for example deviates by more than 50 cm from the center of the lane.
  • the method is characterized in that at least one of the following features is also taken into account to evaluate the execution:
  • static environmental conditions can also be taken into account to check the correct execution of the lateral guidance maneuver.
  • the following can be understood as static environmental conditions, for example: width of the current lane, delimitation of the current lane, lane boundaries, lane reductions, etc.
  • Such environmental conditions can, for example, be stored in the highly precise road map.
  • dynamic environmental conditions can advantageously also be taken into account in order to assess whether the transverse control maneuver to be carried out is currently being carried out correctly.
  • the driving trajectory of another road user for example, can be viewed as a dynamic environmental condition. These travel trajectories can be defined using position data and (expected) time stamps.
  • Such information can also be integrated into the digital road map and taken into account when evaluating the current execution of the lateral guidance maneuver. For example, such information can be transmitted to the motor vehicle by means of car-to-car communication or also by means of a separate infrastructure.
  • the method is characterized in that in the event that the transverse guidance maneuver is carried out as incorrectly recognized, a measure for correcting the transverse guidance of the motor vehicle is carried out.
  • the method is characterized in that when the transverse guidance maneuver is executed as incorrectly recognized, at least one of the following method steps is carried out:
  • the method is characterized in that the non-optical localization method is supported by non-optical technologies on the motor vehicle, in particular using a vehicle motion and position sensor.
  • VMPS Vehicle Motion and Position Sensor
  • GPS Global System for Mobile Communications
  • GLONASS Beidou, Galileo
  • sensors e.g. inertial sensors
  • algorithms e.g. dynamic Models and Kalman filters
  • the method is characterized in that the method is used to check the plausibility of an optical sensor system of the motor vehicle and / or the method is used to replace an optical sensor system, in particular a temporary replacement of an optical sensor system.
  • a lane departure warning system installed in the vehicle that is based on camera data is checked for plausibility with the aid of the method described. If the corresponding lane departure warning system deviates too much from the highly accurate vehicle position on the highly accurate map, it is either deactivated or only the highly accurate vehicle position in the lane departure warning system is used.
  • a continuous fusion of the two data is also conceivable in order to achieve an optimized quality of results.
  • a temporary replacement of the camera-based transverse guidance by the method described here is also conceivable depending on the situation. Particularly in bad weather, the corresponding lane lines can only be recognized with difficulty or not at all by a camera. It is therefore advantageous to use the method in such a situation, for example.
  • lateral guidance functions for example the lane departure warning system, are implemented entirely by means of the method described here.
  • the method is characterized in that the method comprises an implementation of the transverse guidance of the motor vehicle, in particular an implementation of the transverse guidance and the longitudinal guidance of the motor vehicle.
  • the method not only monitors whether a lateral guidance maneuver is being carried out correctly.
  • the method is advantageously designed to also execute the transverse guidance maneuver itself and in a correct manner.
  • a suitable lateral guidance is determined taking into account the relevant factors for the implementation of the lateral guidance maneuver.
  • a corresponding implementation ie execution of the possible transverse control actions, can take place.
  • the lane change can be controlled using the highly precise, probable position data.
  • the method is characterized in that a driver input is taken into account in order to determine the lateral guidance driving maneuver to be carried out.
  • the driver input can be understood to be the setting of the indicator as the driver's request to change lanes or to perform an overtaking maneuver.
  • the vehicle can, for example, present the driving action required for the current driving situation to the vehicle driver for confirmation in case of doubt.
  • the confirmation - or the choice of an alternative - can be made using the driver input.
  • the driver input takes place acoustically, for example.
  • other inputs are also possible, for example by means of a push button confirmation.
  • This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control device.
  • the approach presented here also creates a device which is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices.
  • the object on which the invention is based can also be achieved quickly and efficiently by means of this embodiment variant of the invention in the form of a device.
  • a device can be understood to mean an electrical device that processes sensor signals and outputs control and / or data signals as a function thereof.
  • the device can have an interface which can be designed in terms of hardware and / or software.
  • the interfaces can, for example, be part of a so-called system ASIC which contains a wide variety of functions of the device.
  • the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
  • the device can therefore include a driver assistance system (for example, to implement a partial or fully automated vehicle guidance, in particular for executing transverse control), a non-optical sensor system, e.g. a VMPS, a digital road map, a device for supporting or executing transverse and / or longitudinal guidance and a control device e.g. set up to execute the method.
  • a driver assistance system for example, to implement a partial or fully automated vehicle guidance, in particular for executing transverse control
  • a non-optical sensor system e.g. a VMPS, a digital road map
  • a device for supporting or executing transverse and / or longitudinal guidance e.g. set up to execute the method.
  • a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk or an optical memory, and for performing, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is also advantageous is used, especially when the program product or program is executed on a computer or device.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a motor vehicle in the event of an impending one
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a motor vehicle after a lane change has been carried out when there is an impending departure from the lane; and
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a motor vehicle before a planned lane change is carried out;
  • Fig. 1 shows an illustration of a motor vehicle on the outer edge of a lane.
  • a roadway 12 with three lanes 13 is shown.
  • the roadway 12 is delimited on both sides by a roadway delimitation 15.
  • On the left side there is, for example, a central plank and on the right side a hard shoulder (not shown).
  • the center line 14 of the lane is drawn in the middle lane 13.
  • the motor vehicle 1 is in the middle lane 13. It travels at a speed v in the direction of the arrow shown.
  • the positioning of the motor vehicle 1 on the left edge of the central lane 13, clearly at a distance from the center line 14, is also clearly visible.
  • the motor vehicle 1 comprises a driver assistance system 2. or an automatic lane change.
  • the motor vehicle 1 also has a position determination unit 3 for satellite-supported positioning / orientation.
  • a position determination unit 3 for satellite-supported positioning / orientation.
  • data from several satellites 10 are received and evaluated.
  • the global position data 11 are shown symbolically in dashed lines.
  • a non-optical sensor system 4 for example a so-called VMPS (Vehicle Motion Position Sensor), which receives the data from the position determination unit 3.
  • the position determination unit 3 can also be implemented as part of the non-optical sensor system 4.
  • the non-optical sensor system 4 can support the satellite-supported positioning / orientation and provides as output a merged vehicle position in a world coordinate system.
  • a digital road map 5 is also available.
  • the motor vehicle 1 transfers its currently determined, highly accurate global position and / or orientation from the position determination unit 3 and / or from the non-optical sensor system 4 into the highly accurate road map and assesses the current situation in reality based on its virtual position / orientation in the road map, in particular whether the transverse guidance currently taking place is being carried out correctly.
  • the illustration also shows an optical sensor system 6, for example a front camera.
  • a device 7 for supporting and / or automating the lateral guidance of the motor vehicle 1 is provided, for example a steering actuator.
  • a device 8 for supporting and / or automating the longitudinal guidance of the motor vehicle 1 is also provided.
  • a device 8 can be a braking device or a drive device or also a control device to control this.
  • the motor vehicle 1 comprises a control device 9 set up to carry out the inventive method.
  • the control device 9 can be integrated as a function in another control device, for example in a central control device for executing automated driving maneuvers.
  • the control device 9 receives the highly precise position on the lane of the highly precise map 5 and calculates the deviation or control commands for the devices for supporting or automating the transverse guide 7 and longitudinal guide 8.
  • FIG. 2 shows an illustration of a motor vehicle when there is an impending departure from a lane.
  • digital road maps are shown symbolically. Differences from reality are, for example, that the objects shown are virtual objects and the coordinates of the motor vehicle are virtual coordinates.
  • the motor vehicle 1 is shown in a position which is already close to the left edge of the central lane 13. The deviation of the motor vehicle 1 from the center of the lane 13 exceeds a defined threshold value. It is therefore assumed that the transverse guidance, for example automatic track guidance, is not carried out correctly. Correspondingly, the procedure will initiate countermeasures in this situation. It can also be seen that the orientation of the motor vehicle 1 is also deflected from the regular direction of travel. It is therefore also to be expected that crossing the edge of the lane is to be expected shortly.
  • the driving trajectory of the motor vehicle 1 is symbolically drawn in with the dashed arrow line.
  • FIG. 3 shows an illustration of a motor vehicle after a lane change has been carried out and when there is an impending departure from the lane.
  • the dashed arrow line behind the motor vehicle 1 symbolically indicates that the motor vehicle 1 has just changed lanes from the middle to the left lane 13. However, the position and orientation of the motor vehicle 1 indicate that the transverse guidance is currently not being carried out correctly.
  • the dashed arrow line in front of the motor vehicle 1 the expected driving trajectory of the motor vehicle is sketched. It can be seen here that the motor vehicle 1 will shortly cross the lane boundary 15 towards the guardrail.
  • FIG. 4 shows an illustration of a motor vehicle before a planned lane change is carried out.
  • the motor vehicle 1 drives into the middle lane on a vehicle 16 traveling ahead.
  • the dashed arrow line in front of the motor vehicle 1 symbolically shows the travel trajectory for the planned lane change.
  • These data can, for example, be transmitted to the following motor vehicle 17 in the form of highly precise position data and / or orientations over time with probable time stamps.
  • the highly precise vehicle position and orientation is forwarded to surrounding road users and / or to a traffic infrastructure via a car-to-X communication link.
  • the motor vehicle 1 is about to change lanes in manual or autonomous ferry operation, the current position, orientation, vehicle speed, vehicle dynamics and the course of the route are also taken into account in the trajectory planning.
  • the motor vehicle 1 thus plans how an upcoming lane change is to take place on the basis of the highly precise vehicle positions over time.
  • the resulting trajectory has a starting position, a target position, as well as a starting time and a target time.
  • the trajectory can contain several positions and points in time in between.
  • the other road users thus not only know the intention of the motor vehicle 1 to change lanes, but also know the corresponding planned trajectory based on a world coordinate system with the planned vehicle positions and orientations of the corresponding vehicle in the future.
  • the other road users can thus take into account their own trajectory based on the received information with the position data of the vehicle when changing lanes over time in their own trajectory planning.
  • the other road users can also plan appropriate evasive maneuvers in good time, especially in manual mode.
  • the lane change is estimated in terms of position and time based on the current steering angle, the current vehicle speed and the route in the background, and it is sent to other road users via the Car-to-X Transfer communication link. In this way, autonomous driving is made even safer, both in manual mode and in autonomous mode.
  • FIG. 5 shows an illustration of the method steps of an embodiment of the invention.
  • the method is started in a first step S1, for example by activating a partially autonomous driving mode, for example the highway pilot.
  • a step S2 the position and / or orientation of the vehicle is determined by means of a satellite-supported localization method, for example.
  • the localization of the motor vehicle can be supported by non-optical sensor systems of the motor vehicle.
  • the localization of the motor vehicle is usually carried out continuously.
  • the determined high-precision position and orientation of the motor vehicle in global coordinates is transferred in a next step S3 to a digital, likewise high-precision road map.
  • the road map includes, for example, the lanes at the position of the motor vehicle.
  • it is a highly precise road map that includes, for example, the center and width of the current lane, as well as the number of lanes and / or lane boundaries at the position of the motor vehicle.
  • the motor vehicle 1 thus transfers its currently determined, highly precise global position and / or orientation into the highly precise road map.
  • a next step S4 the current transverse control maneuver to be carried out is determined. For example, a desired overtaking maneuver is recognized when the driver sets the indicator in the semi-autonomous driving mode.
  • the determination of the lateral guidance driving maneuver can, however, also be understood in such a way that it is automatically determined which driving maneuver is to be carried out next in order to carry out or continue a highly automated drive.
  • a measure to support the execution of the lateral guidance driving maneuver is defined.
  • the measure is used to ensure that a manual or (partially) automated driving maneuver is carried out correctly - or it is used to correct an incorrect execution.
  • the definition of the measure is based on the localized position and / or orientation of the motor vehicle on the digital road map. For example, automated tracking is carried out by means of an optical sensor system.
  • the method now analyzes the satellite-based position of the motor vehicle, which is transmitted to a high-precision road map. If the virtual position of the motor vehicle deviates from the desired position of the motor vehicle on the digital road map, a steering intervention takes place in the
  • the defined measure is implemented in a next step S6. For example, there is an intervention in the steering by means of a steering actuator in order to return the motor vehicle to its lane.
  • a condition B1 checks whether a termination criterion for the method is met. If this is the case (Y branch), the method is ended with step S7. If this is not the case (N branch), the method is continued with step S2.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Assistenzfunktion zur Führung eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ermittlung einer Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung eines nicht-optischen Lokalisierungsverfahrens, Virtuelle Lokalisierung der ermittelten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs auf einer digitalen Straßenkarte, welche zumindest die an der ermittelten Position und/oder Orientierung verfügbare Fahrspur umfasst, Ermittlung eines auszuführenden Querführungsfahrmanövers, Definition einer Maßnahme zur Unterstützung des Querführungsfahrmanövers basierend auf der lokalisierten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs auf der digitalen Straßenkarte. Weiterhin sieht die Erfindung eine zur Ausführung des Verfahrens eingerichtete Vorrichtung vor.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Betreiben einer Assistenzfunktion zur Führung eines Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Assistenzfunktion zur Führung eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ermittlung einer Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung eines nicht-optischen Lokalisierungsverfahrens, Virtuelle Lokalisierung der ermittelten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs auf einer digitalen Straßenkarte, welche zumindest die an der ermittelten Position und/oder Orientierung verfügbare Fahrspur umfasst, Ermittlung eines auszuführenden Querführungsfahrmanövers, Definition einer Maßnahme zur Unterstützung des Querführungsfahrmanövers basierend auf der lokalisierten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs auf der digitalen Straßenkarte. Weiterhin sieht die Erfindung eine zur Ausführung des Verfahrens eingerichtete Vorrichtung vor.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Anwendungen bekannt, bei denen in einem Kraftfahrzeug Funktionen zur Spurerkennung und dem Spurhalten mittels optischer Sensorik wie Videokameras oder Lidarsensoren dargestellt sind. Hierbei werden bspw. mit einer Videokamera Bilder aufgenommen und diese anschließend in Echtzeit mittels Algorithmen analysiert. In den Bildern wird auch nach Linien gesucht, welche zu einer Spur gehören und anschließend das Fahrzeug mittels automatisierten Lenkeingriffen in der Spur gehalten. Bei derartigen Systemen kann es jedoch zu einer fehlerhaften Spurerkennung mittels des optischen Sensorsystems kommen. Aufgrund von algorithmischen Schwächen kann es bspw. Vorkommen, dass der Algorithmus keine oder eine fehlerhafte Linie erkennt. Dies kann dann dazu führen, dass das Fahrzeug von der Straße gelenkt wird wenn der Fahrer nicht korrigierend eingreift. Offenbarung der Erfindung
Vorteilhaft ermöglicht hingegen das erfindungsgemäße Verfahren eine sichere Ausführung einer Querführung eines Kraftfahrzeugs. Sowohl im manuellen als auch im automatisierten Fahrmoduls wird eine fehlerhafte Querführung erkannt. Ein seitliches Abkommen des Fahrzeugs von der Straße wird vermieden, ebenso ein ungeplantes Verlassen der eigenen Fahrspur. Ermöglicht wird dies durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmale der Erfindung. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Assistenzfunktion zur Führung eines Kraftfahrzeugs, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
• Ermittlung einer Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung eines nicht-optischen Lokalisierungsverfahren,
• Virtuelle Lokalisierung der ermittelten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs auf einer digitalen Straßenkarte, welche zumindest die an der ermittelten Position und/oder Orientierung verfügbare Fahrspur umfasst,
• Ermittlung eines auszuführenden Querführungsfahrmanövers,
• Definition einer Maßnahme zur Unterstützung des Querführungsfahrmanövers basierend auf der lokalisierten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs auf der digitalen Straßenkarte.
Hierunter wird verstanden, dass die Assistenzfunktion als Fahrerassistenzfunktion zur Unterstützung des Fahrers bei der manuellen Fahrzeugführung ausgestaltet sein kann. Auch kann die Assistenzfunktion zur Unterstützung bei einer (hoch)automatisierten Fahrzeugführung dienen. Als Querführungsfahrmanöver kann eine Spurhaltefunktion oder ein Spurwechsel verstanden werden. Die Unterstützung des Querführungsfahrmanövers kann als eigenständige Ausführung einer Querführung oder als Korrektur einer ausgeführten Querführung erfolgen.
Als ermittelte Position soll die tatsächliche Position in der realen Welt auf Basis globaler Koordinaten, bspw. eines Weltkoordinatensystems verstanden werden. Selbstverständlich kann zusätzlich (oder alternativ) zur Position auch die Orientierung des Kraftfahrzeugs ermittelt und berücksichtigt werden. Die Ermittlung der Position erfolgt (mind. im Wesentlichen) auf Basis eines globalen Navigationssatellitensystems (englisch: Global Navigation Satellite System oder GNSS). Ein GNSS ist ein System zur Positionsbestimmung und Navigation auf der Erde und in der Luft durch den Empfang der Signale von Navigationssatelliten. GNSS ist ein Sammelbegriff für die Verwendung bestehender und künftiger globaler Satellitensysteme wie bspw. NAVSTAR GPS (Global Positioning System) oder Galileo.
Alternativ oder zusätzlich kann die Ermittlung der Position mittels nicht-optischen Lokalisierungsverfahren auch mittels einer Car-to-X-Kommunikation erfolgen. Hierbei werden insbesondere die Car-to-X Signallaufzeiten ausgewertet. Eine Umsetzung kann bspw. mittels Fahrzeug-zu-lnfrastruktur Kommunikation erfolgen. Jedoch sind auch Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikationsverbindungen denkbar.
Als digitale Straßenkarte, ist insbesondere eine hochgenaue Karte zu verstehen, welche den globalen Koordinaten entsprechende virtuelle Koordinaten umfasst. Eine solche Karte wird auch Feature-Map genannt. Die definierte Karte enthält zumindest die Fahrspur, bzw. Fahrspuren an der ermittelten Position des Kraftfahrzeugs. Insbesondere umfasst die Karte auch die Begrenzungen der jeweiligen Fahrspuren. Unter virtueller Lokalisierung soll die Übertragung der ermittelten globalen Koordinaten auf eine virtuelle Position in der digitalen Karte verstanden werden. Das Kraftfahrzeug wird also entsprechend seiner hochgenau ermittelten Position und/oder Orientierung virtuell in die hochgenaue Karte projiziert.
Die Maßnahme zur Unterstützung des Querführungsfahrmanövers wird weiterhin basierend auf der lokalisierten Position und / oder Orientierung des Kraftfahrzeugs auf der digitalen Straßenkarte definiert. Ergibt sich bspw. aus der virtuellen Position des Kraftfahrzeugs auf der digitalen Karte, dass vor dem Kraftfahrzeug in Realität eine Kurve liegt, so kann als Maßnahme eine Ansteuerung der Lenkung definiert werden, damit das Kraftfahrzeug dem Kurvenverlauf folgt und die automatische Spurführung aufrechterhalten werden kann. Zur exakten Einstellung des erforderlichen Lenkwinkels ist neben der Position in besonderem Maße die Orientierung des Kraftfahrzeugs zu berücksichtigen. Vorteilhaft wird neben der aktuellen Position und / oder Orientierung auch eine Positionsänderung oder ein Positionsverlauf über die Zeit ermittelt und bei der Definition der Maßnahme berücksichtigt. Neben der Definition einer Maßnahme zur Unterstützung Fahrmanövers kann selbstverständlich auch die Einleitung und Ausführung der definierten Maßnahme bspw. als eigener Verfahrensschritt vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der lokalisierten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs auf der digitalen Straßenkarte eine Evaluierung ausgeführt wird, ob eine korrekte Ausführung des Querführungsfahrmanövers erfolgt.
Hierunter wird verstanden, dass anhand der virtuellen Position des Kraftfahrzeugs auf der Karte überprüft wird, ob ein aktuell ausgeführtes Fahrmanöver, bspw. die Spurhaltefunktion, anforderungskonform ausgeführt wird. Hierzu erfolgt bspw. ein Abgleich der virtuellen Position des Kraftfahrzeugs auf der Karte mit den in der Karte hinterlegten Umgebungsbedingungen. Dabei wird analysiert, auf welcher exakten Position sich das virtuelle Kraftfahrzeug auf der in der hochgenauen Karte hinterlegten Fahrspur befindet. Befindet sich das virtuelle Kraftfahrzeug bspw. am Rand der virtuellen Fahrspur, so kann hieraus der Bedarf einer lenkungskorrigierenden Maßnahme in der Realität abgeleitet werden. Bspw. kann eine korrekte Ausführung verneint werden, wenn die Position des Kraftfahrzeugs mehr als ein definierten Schwellenwert von der idealen Position, bzw. idealen Fahrspur abweicht, bspw. um mehr als 50cm von der Fahrspurmitte abweicht.
In einer möglichen Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Evaluierung der Ausführung weiterhin zumindest eines der folgenden Merkmale berücksichtigt wird:
- eine Art des Querführungsfahrmanövers;
- eine definierte Ausführungsweise des Querführungsfahrmanövers;
- eine statische Umgebungsbedingung;
- eine dynamische Umgebungsbedingung.
Hierunter wird verstanden, dass einer Bewertung durchgeführt wird, ob das aktuell ausgeführte Querführungsmanöver korrekt erfolgt. Zur Evaluierung werden neben der Position und / oder Orientierung des Kraftfahrzeugs weitere Aspekte überprüft. Bspw. wird überprüft, ob die Ausführung entsprechend dem auszuführenden Fahrmanövertyp erfolgt. So kann bereits in einem frühen Stadium anhand der sich ändernden Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs abgeleitet werden, welcher Typ von Querführungsfahrmanöver aktuell eingeleitet, bzw. durchgeführt wird. Weiterhin kann überprüft werden, ob eine Ausführung entsprechend einer definierten Art und Weise der Ausführung erfolgt. So kann der Fahrer in vielen Fahrzeugen zwischen sportlicher und komfortabler Fahrweise wählen. Entsprechend können auch Grenzwerte für eine Ausführung einer Längs- und Querdynamik definiert und überwacht werden.
Selbstverständlich können auch statische Umgebungsbedingungen zur Überprüfung der korrekten Ausführung des Querführungsfahrmanövers berücksichtigt werden. Als statische Umgebungsbedingungen können bspw. verstanden werden: Breite der aktuellen Fahrspur, Begrenzung der aktuellen Fahrspur, Fahrbahnbegrenzungen, Fahrspurreduzierungen, etc. Derartige Umgebungsbedingungen können bspw. in der hochgenauen Straßenkarte hinterlegt sein. Neben statischen Umgebungsbedingungen können vorteilhafterweise auch dynamische Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden, um zu bewerten, ob aktuell das durchzuführende Querführungsfahrmanöver korrekt ausgeführt wird. Als dynamische Umgebungsbedingung kann bspw. die Fahrtrajektorie eines anderen Verkehrsteilnehmers angesehen werden. Diese Fahrtrajektorien können über Positionsdaten und (zu erwartende) Zeitstempel definiert werden. Auch derartige Informationen können in die digitale Straßenkarte integriert und bei der Bewertung der aktuellen Ausführung des Querführungsfahrmanövers berücksichtigt werden. Bspw. können derartige Informationen mittels Car-to-Car Kommunikation oder auch mittels separater Infrastruktur an das Kraftfahrzeug übermittelt werden.
In einer bevorzugten Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als nicht-korrekt erkannten Ausführung des Querführungsfahrmanövers eine Maßnahme zur Korrektur der Querführung des Kraftfahrzeugs ausgeführt wird.
In einer alternativen Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als nicht-korrekt erkannten Ausführung des Querführungsfahrmanövers wenigstens einer der folgenden Verfahrensschritte ausgeführt wird:
- Ausgabe einer Warnung an einen Führer des Kraftfahrzeugs;
- Aufforderung an einen Führer des Kraftfahrzeugs zum Übernehmen der Spurführung; - Ausführung eines Lenkeingriffes unter Berücksichtigung der lokalisierten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs (1) auf der digitalen Straßenkarte, insb. um einem Straßenverlauf zu folgen;
- Ausführung eines Gegenlenkens mittels automatisiertem Lenkeingriff, insb. um auf die Fahrspur zurückzukommen;
- Eingriff in die Längsführung des Kraftfahrzeugs, insb. automatisches Abbremsen des Kraftfahrzeugs;
- Abbruch einer ausgeführten automatisierten Fahrfunktion;
- Information über Fehlerfall an einen Fahrzeuginsassen, insbesondere an einen Führer des Kraftfahrzeugs;
- Erstellen eines Fehlereintrags in einen Fehlerspeicher des Kraftfahrzeugs (1). Hierunter wird verstanden, dass eine geeignete Maßnahme zur Unterstützung einer korrekten Ausführung bei manueller Ausführung und / oder eine geeignete Maßnahme zur Korrektur einer fehlerhaften Ausführung bei manueller sowie (hoch)automatisierter Ausführung der Querführung des Kraftfahrzeugs definiert und umgesetzt wird.
In einer möglichen Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-optische Lokalisierungsverfahren durch nicht-optische Technologien am Kraftfahrzeug unterstützt wird, insbesondere unter Verwendung eines Vehicle-Motion- and-Position Sensor.
Hierunter wird verstanden, dass neben den bspw. Satellitendaten weitere Technologien unterstützend eingesetzt werden, um die Positionierung und / oder Orientierung des Kraftfahrzeugs zu ermitteln. Die im Rahmen des Verfahrens hierzu verwendeten Technologien sind nicht-optisch. D.h. es wird keine Kamera benötigt und keine Bilddaten verwendet, um die Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Ein Vehicle-Motion-and-Position Sensor (VMPS) kann für automatisiertes Fahren eingesetzt werden und berechnet eine hochgenaue Fahrzeugposition mit Hilfe von Navigationssatellitendaten (GPS, GLONASS, Beidou, Galileo) sowie weiteren Sensoren (bspw. Inertialsensoren) und Algorithmen (bspw. dynamische Modelle und Kalman Filter). Hierbei werden Korrekturdaten von Korrekturdiensten und ergänzenden Technologie im VMPS mitverwendet um die Position des Fahrzeugs noch genauer und sicherer zu berechnen. Zusammen mit den empfangenen GNSS Daten wird im VMPS auch eine hochgenaue Zeit wie Universal Time eingelesen und für die genaue Positionsbestimmung verwendet. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Verfahrens eine Plausibilisierung eines optischen Sensorsystems des Kraftfahrzeugs erfolgt und/oder mittels des Verfahrens ein Ersatz eines optischen Sensorsystems erfolgt, insbesondere ein temporärer Ersatz eines optischen Sensorsystems erfolgt.
Hierunter wird verstanden, dass bspw. ein im Fahrzeug verbauter Spurhalteassistent, der auf Kameradaten basiert, mithilfe des beschriebenen Verfahrens plausibilisiert wird. Sofern der entsprechende Spurhalteassistent zu stark von der hochgenauen Fahrzeugposition auf der hochgenauen Karte abweicht wird dieser entweder deaktiviert oder nur die hochgenaue Fahrzeugposition im Spurhalteassistenten verwendet. Neben einer Plausibilisierung ist auch eine kontinuierliche Fusion der beiden Daten (Video und Straßenkartenposition) denkbar um eine optimierte Ergebnisgüte zu erzielen. Natürlich ist auch ein situativ temporärer Ersatz der kamerabasierten Querführung durch das hier beschriebene Verfahren denkbar. Insbesondere bei schlechtem Wetter können die entsprechenden Fahrspurlinien von einer Kamera nur schwer oder gar nicht erkannt werden. Daher ist bspw. ein Einsatz des Verfahrens in einer derartigen Situation vorteilhaft. In einer alternativen Ausführung werden Querführungsfunktionen bspw. der Spurhalteassistent, vollständig mittels des hier beschriebenen Verfahrens umgesetzt.
Es ist entsprechend keine Videokamera zur Ausführung dieser Funktionen notwendig.
In einer alternativen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine Ausführung der Querführung des Kraftfahrzeugs umfasst, insbesondere eine Ausführung der Querführung und der Längsführung des Kraftfahrzeugs.
Hierunter wird verstanden, dass das Verfahren nicht nur überwacht, ob ein Querführungsfahrmanöver korrekt ausgeführt wird. Das Verfahren ist vorteilhaft ausgestaltet um auch das Querführungsfahrmanöver selbst und in korrekter Weise auszuführen. Bspw. erfolgt eine Ermittlung einer geeigneten Querführung unter Berücksichtigung der relevanten Faktoren zur Umsetzung des Querführungsfahrmanövers. Weiterhin kann eine entsprechende Umsetzung, d.h. Ausführung der möglichen Querführungsaktionen erfolgen. Bspw. kann bei einem teil- oder hochautomatisiertem Fahren eine Steuerung des Spurwechsels über die hochgenauen voraussichtlichen Positionsdaten erfolgen. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des auszuführenden Querführungsfahrmanöver eine Fahrereingabe berücksichtigt wird.
Hierunter wird verstanden, dass das vom Fahrer gewünschte Querführungsfahrmanövers ermittelt wird. Als Fahrereingabe kann bspw. bei einer manuellen Fahrzeugführung das Setzen des Blinkers als Fahrerwunsch zur Ausführung eines Spurwechsels oder eines Überholmanövers verstanden werden. Bei einem (teil)automatisierten Fahren kann das Fahrzeug bspw. die für die aktuelle Fahrsituation erforderliche Fahraktion im Zweifel dem Fahrzeugführer zur Bestätigung vorlegen. Die Bestätigung - oder die Wahl einer Alternative - kann mittels Fahrereingabe erfolgen. Die Fahrereingabe erfolgt bspw. akustisch. Selbstverständlich sind auch andere eingaben, bspw. mittels Druckknopfbestätigung möglich.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein. Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Als Vorrichtung kann daher zählen ein Fahrerassistenzsystem (bspw. zur Ausführung einer teil- oder vollautomatisierten Fahrzeugführung, insbesondere zur Ausführung einer Quersteuerung), ein nicht-optisches Sensorsystem, bspw. ein VMPS, eine digitale Straßenkarte, eine Vorrichtung zur Unterstützung oder Ausführung einer Quer- und/oder Längsführung sowie ein Steuergerät bspw. eingerichtet zur Ausführung des Verfahrens.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsformen
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeit der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren.
Von den Figuren zeigt:
Fig. 1 ein Kraftfahrzeug am äußeren Rand einer Fahrspur; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs bei einem drohenden
Verlassen einer Fahrspur; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs nach Ausführung eines Spurwechsels bei einem drohenden Verlassen der Fahrbahn; und Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs vor Ausführung eines geplanten Spurwechsels; und
Fig. 5 die Verfahrensschritte einer Ausführung der Erfindung. Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines Kraftfahrzeugs am äußeren Rand einer Fahrspur. Gezeigt ist dabei eine Fahrbahn 12 mit drei Fahrspuren 13. Die Fahrbahn 12 ist auf beiden Seiten durch eine Fahrbahnbegrenzung 15 begrenzt. Auf der linken Seite ist bspw. eine Mittelplanke und auf der rechten Seite ein nicht gezeigter Standstreifen. Auf der mittleren Fahrspur 13 ist die Mittellinie 14 der Fahrspur eingezeichnet. Weiterhin befindet sich das Kraftfahrzeug 1 auf der mittleren Fahrspur 13. Dieses fährt mit einer Geschwindigkeit v in Richtung des gezeigten Pfeils. Deutlich sichtbar ist dabei auch die Positionierung des Kraftfahrzeugs 1 am linken Rand der mittleren Fahrspur 13, deutlich entfernt von der Mittellinie 14. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2. Dieses ist insbesondere zur Ausführung einer Querführung ausgestaltet, bspw. für eine automatische Spurhaltefunktion und/oder einen automatischen Spurwechsel.
Das Kraftfahrzeug 1 weist weiterhin eine Positionsbestimmungseinheit 3 für eine satellitengestützte Positionierung/ Orientierung auf. Hierbei werden bspw. Daten von mehreren Satelliten 10 empfangen und ausgewertet. Die globalen Positionsdaten 11 sind in gestrichelten Linien symbolisch dargestellt. Weiterhin ist ein nicht-optisches Sensorsystem 4 vorhanden, bspw. ein sog. VMPS (Vehicle-Motion-Position-Sensor), welcher die Daten von der Positionsbestimmungseinheit 3 empfängt. Die Positionsbestimmungseinheit 3 kann auch als Teil des nicht-optischen Sensorsystems 4 implementiert sein. Das nicht-optische Sensorsystem 4 kann die satellitengestützte Positionierung / Orientierung unterstützen und liefert als Ausgabe eine fusionierte Fahrzeugposition in einem Weltkoordinatensystem. Weiterhin liegt eine digitale Straßenkarte 5 vor. Das Kraftfahrzeug 1 transferiert seine aktuell ermittelte, hochgenaue globale Position und / oder Orientierung von der Positionsbestimmungseinheit 3 und/oder vom nicht-optischen Sensorsystem 4 in die hochgenaue Straßenkarte und beurteilt aufgrund seiner virtuellen Position / Orientierung in der Straßenkarte die aktuell in Realität vorliegende Situation, insbesondere ob die aktuell stattfindende Querführung korrekt ausgeführt wird.
Auch zeigt die Darstellung ein optisches Sensorsystem 6, bspw. eine Frontkamera. Weiterhin ist eine Vorrichtung 7 zur Unterstützung und/oder Automatisierung der Querführung des Kraftfahrzeugs 1 vorgesehen., bspw. ein Lenkungs-Aktuator.
Ebenfalls ist eine Vorrichtung 8 zur Unterstützung und/oder Automatisierung der Längsführung des Kraftfahrzeugs 1 vorgesehen. Eine derartige Vorrichtung 8 kann eine Bremsvorrichtung oder eine Antriebsvorrichtung sein oder auch ein Steuergerät zur Ansteuerung dieser. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug 1 ein Steuergerät 9 eingerichtet zur Ausführung des erfinderischen Verfahrens. Selbstverständlich kann das Steuergerät 9 als Funktion in ein anderes Steuergerät integriert sein, bspw. in ein zentrales Steuergerät zur Ausführung automatisierter Fahrmanöver. Das Steuergerät 9 empfängt die hochgenaue Position auf der Fahrspur der hochgenauen Karte 5 und berechnet die Abweichung bzw. Steuerbefehle für die Vorrichtungen zur Unterstützung, bzw. Automatisierung der Querführung 7 und Längsführung 8.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung eines Kraftfahrzeugs bei einem drohenden Verlassen einer Fahrspur. In Fig. 2 bis 4 sind symbolhaft digitale Straßenkarten gezeigt. Unterschiede zur Realität liegen bspw. darin, dass die gezeigten Objekte virtuelle Objekte sind sowie die Koordinaten des Kraftfahrzeugs virtuelle Koordinaten sind. In Fig. 2 gezeigt ist das Kraftfahrzeug 1 an einer Position, welche bereits nahe am linken Rand der mittleren Fahrspur 13 ist. Die Abweichung des Kraftfahrzeugs 1 von der Mitte der Fahrspur 13 überschreitet dabei einen definierten Schwellenwert. Es wird daher davon ausgegangen, dass die Ausführung der Querführung, bspw. eine automatische Spurführung, nicht korrekt erfolgt. Entsprechend wird das Verfahren in dieser Situation Gegenmaßnahmen einleiten. Weiterhin ist zu erkennen, dass auch die Orientierung des Kraftfahrzeugs 1 aus der regulären Fahrrichtung ausgelenkt ist. Es ist auch daher zu erwarten, dass in Kürze ein Überschreiten des Fahrbahnrands zu erwarten ist. Mit der gestrichelten Pfeillinie ist die Fahrtrajektorie des Kraftfahrzeugs 1 symbolisch eingezeichnet.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines Kraftfahrzeugs nach Ausführung eines Spurwechsels und bei einem drohenden Verlassen der Fahrbahn. Hierbei ist mittels der gestrichelten Pfeillinie hinter dem Kraftfahrzeug 1 symbolisch angedeutet, dass das Kraftfahrzeug 1 soeben einen Spurwechsel von der mittleren auf die linke Fahrspur 13 ausgeführt hat. Jedoch deutet die Position und Orientierung des Kraftfahrzeugs 1 darauf hin, dass die Ausführung der Querführung aktuell nicht korrekt erfolgt. Mit der gestrichelten Pfeillinie vor dem Kraftfahrzeug 1 ist die zu erwartende Fahrtrajektorie des Kraftfahrzeugs skizziert. Hierbei ist zu erkennen, dass das Kraftfahrzeug 1 in Kürze die Fahrbahnbegrenzung 15 hin zur Leitplanke überschreiten wird.
Entsprechend wird das Verfahren in dieser Situation Gegenmaßnahmen einleiten. Fig. 4 zeigt eine Darstellung eines Kraftfahrzeugs vor Ausführung eines geplanten Spurwechsels. Das Kraftfahrzeug 1 fährt hierbei auf der mittleren Spur auf ein vorausfahrendes Fahrzeug 16 auf. Hierbei ist mittels der gestrichelten Pfeillinie vor dem Kraftfahrzeug 1 symbolisch die Fahrtrajektorie für den geplanten Spurwechsel dargestellt. Diese Daten können bspw. dem nachfolgenden Kraftfahrzeug 17 in Form von hochgenauen Positionsdaten und/oder Orientierungen über der Zeit mit voraussichtlichen Zeitstempeln übermittelt werden.
In einer Ausführungsform wird die hochgenaue Fahrzeugposition und -Orientierung über eine Car-to-X Kommunikationsverbindung an umliegende Verkehrsteilnehmer und/oder an eine Verkehrsinfrastruktur weitergeleitet. Bei einem anstehenden Spurwechsel des Kraftfahrzeugs 1 im manuellen oder autonom Fährbetrieb wird die momentane Position, Orientierung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugdynamik, und der Streckenverlauf in der Trajektorien-Planung mitberücksichtigt. Das Kraftfahrzeugs 1 plant somit wie ein anstehender Spurwechsel anhand der hochgenauen Fahrzeugpositionen über der Zeit stattfinden soll. Die daraus resultierende Trajektorie hat eine Startposition, eine Zielposition, sowie einen Startzeitpunkt und einen Zielzeitpunkt. Zusätzlich kann die Trajektorie noch mehrere dazwischenliegende Positionen und Zeitpunkte beinhalten. Diese hochgenauen Positionsverläufe für die Zukunft werden über eine Car-to-X Kommunikationsverbindung an die umliegenden Verkehrsteilnehmer - bspw. das nachfolgende Kraftfahrzeug 17 und/oder das vorausfahrende Kraftfahrzeug 16 - und/oder an eine Verkehrsinfrastruktur weitergeleitet. Die weiteren Verkehrsteilnehmer kennen somit nicht nur die Absicht des Kraftfahrzeugs 1 die Spur zu wechseln, sondern kennen auch die entsprechende geplante Trajektorie basierend auf einem Weltkoordinatensystem mit den geplanten Fahrzeugpositionen und Orientierungen des entsprechenden Fahrzeugs in der Zukunft. Die weiteren Verkehrsteilnehmer können somit ihre eigene Trajektorie basierend auf den empfangenen Informationen mit den Positionsdaten des Fahrzeugs beim Spurwechsel über der Zeit in der eigenen Trajektorien-Planung berücksichtigen. Die weiteren Verkehrsteilnehmer können außerdem, vor allem bei einem manuellen Modus entsprechende Ausweichmanöver rechtzeitig planen. Im manuellen Modus wird der Spurwechsel anhand des momentanen Lenkeinschlags der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und des Streckenverlaufs im Hintergrund Positionstechnisch und Zeitlich abgeschätzt und an die weiteren Verkehrsteilnehmer über die Car-to-X Kommunikationsverbindung übertragen. Das autonome Fahren wird auf diese Weise sowohl im manuellen Modus als auch im autonomen Modus noch sicherer gestaltet.
In Fig. 5 ist eine Darstellung der Verfahrensschritte einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Hierbei erfolgt in einem ersten Schritt S1 der Start des Verfahrens, bspw. mittels Aktivierung eines teilautonomen Fahrmodus, bspw. des Highway-Piloten. In einem Schritt S2 erfolgt die Ermittlung der Position und /oder Orientierung des Fahrzeugs mittels eines bspw. satellitengestützten Lokalisierungsverfahren. Die Lokalisierung des Kraftfahrzeugs kann durch nicht-optische Sensorsystem des Kraftfahrzeugs unterstützt werden. Die Lokalisierung des Kraftfahrzeugs erfolgt in der Regel kontinuierlich.
Die ermittelte hochgenaue Position und Orientierung des Kraftfahrzeugs in globalen Koordinaten wird in einem nächsten Schritt S3 auf eine digitale, ebenfalls hochgenaue Straßenkarte übertragen. Es erfolgt also eine virtuelle Lokalisierung des Kraftfahrzeugs auf der digitalen Straßenkarte. Die Straßenkarte umfasst bspw. die Fahrspuren an der Position des Kraftfahrzeugs. Insbesondere handelt es sich um eine hochgenaue Straßenkarte, die bspw. die Mitte und Breite der aktuellen Fahrspur, sowie die Anzahl an Fahrspuren und/oder Fahrbahnbegrenzungen an der Position des Kraftfahrzeugs umfasst. Das Kraftfahrzeug 1 transferiert also seine aktuell ermittelte, hochgenaue globale Position und / oder Orientierung in die hochgenaue Straßenkarte.
In einem nächsten Schritt S4 erfolgt die Ermittlung des aktuell auszuführenden Querführungsfahrmanövers. Bspw. wird ein gewünschter Überholvorgang erkannt, wenn der Fahrer im teilautonomen Fahrmodus den Blinker setzt. Die Ermittlung des Querführungsfahrmanövers kann jedoch auch in der Weise verstanden werden, dass automatisiert ermittelt wird, welches Fahrmanöver als nächstes auszuführen ist, um eine hochautomatisierte Fahrt auszuführen, bzw. fortzuführen.
In einem nächsten Schritt S5 erfolgt eine Definition einer Maßnahme zur Unterstützung der Ausführung des Querführungsfahrmanövers. Die Maßnahme dient dazu, dass eine manuelle oder (teil-)automatisierte Fahrmanöver korrekt ausgeführt wird - bzw. dient der Korrektur einer nicht korrekten Ausführung. Die Definition der Maßnahme erfolgt basierend auf der lokalisierten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs auf der digitalen Straßenkarte. Bspw. wird mittels eines optischen Sensorsystem eine automatisierte Spurführung ausgeführt. Das Verfahren analysiert nun die auf eine hochgenaue Straßenkarte übertragene satellitengestützt ermittelte Position des Kraftfahrzeugs. Ergibt sich eine Abweichung der virtuellen Position des Kraftfahrzeugs von der gewünschten Position des Kraftfahrzeugs auf der digitalen Straßenkarte, erfolgt ein Lenkungseingriff in der
Realität, um das Kraftfahrzeug auf die gewünschte Position zu bringen.
In einem nächsten Schritt S6 wird die definierte Maßnahme umgesetzt. Bspw. erfolgt ein Eingriff in die Lenkung mittels einem Lenkaktuator, um das Kraftfahrzeug in die Spur zurückzuführen. In einer Bedingung Bl wird überprüft, ob eine Abbruchkriterium für das Verfahren erfüllt ist. Ist dies der Fall (Y-Abzweig) wird das Verfahren mit dem Schritt S7 beendet. Ist dies nicht der Fall (N-Abzweig) wird das Verfahren mit dem Schritt S2 fortgeführt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Fahrerassistenzfunktion zur Führung eines Kraftfahrzeugs (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
• Ermittlung einer Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs (1) unter Berücksichtigung eines nicht-optischen Lokalisierungsverfahren,
• Virtuelle Lokalisierung der ermittelten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs (1) auf einer digitalen Straßenkarte (5), welche zumindest die an der ermittelten Position und/oder Orientierung verfügbare Fahrspur (13) umfasst,
• Ermittlung eines auszuführenden Querführungsfahrmanövers,
• Definition einer Maßnahme zur Unterstützung des Querführungsfahrmanövers basierend auf der lokalisierten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs (1) auf der digitalen Straßenkarte (13).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der lokalisierten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs (1) auf der digitalen Straßenkarte eine Evaluierung ausgeführt wird, ob eine korrekte Ausführung des Querführungsfahrmanövers erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Evaluierung der Ausführung weiterhin zumindest eines der folgenden Merkmale berücksichtigt wird
- eine Art des Querführungsfahrmanövers;
- eine definierte Ausführungsweise des Querführungsfahrmanövers;
- eine statische Umgebungsbedingung;
- eine dynamische Umgebungsbedingung.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als nicht-korrekt erkannten Ausführung des Querführungsfahrmanövers eine Maßnahme zur Korrektur der Querführung des Kraftfahrzeugs (1) ausgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer als nicht-korrekt erkannten Ausführung des Querführungsfahrmanövers wenigstens einer der folgenden Verfahrensschritte ausgeführt wird:
- Ausgabe einer Warnung an einen Führer des Kraftfahrzeugs (1);
- Aufforderung an einen Führer des Kraftfahrzeugs (1) zum Übernehmen der Spurführung;
- Ausführung eines Lenkeingriffes unter Berücksichtigung der lokalisierten Position und/oder Orientierung des Kraftfahrzeugs (1) auf der digitalen Straßenkarte, insb. um einem Straßenverlauf zu folgen;
- Ausführung eines Gegenlenkens mittels automatisiertem Lenkeingriff, insb. um auf die Fahrspur (13) zurückzukommen;
- Eingriff in die Längsführung des Kraftfahrzeugs (1), insb. automatisches Abbremsen des Kraftfahrzeugs (1);
- Abbruch einer ausgeführten automatisierten Fahrfunktion;
- Information über Fehlerfall an einen Fahrzeuginsassen, insbesondere an einen Führer des Kraftfahrzeuges (1);
- Erstellen eines Fehlereintrags in einen Fehlerspeicher des Kraftfahrzeugs (1).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-optische Lokalisierungsverfahren durch nicht-optische Technologien am Kraftfahrzeug (1) unterstützt wird, insbesondere unter Verwendung eines Vehicle-Motion-and-Position Sensors.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Verfahrens eine Plausibilisierung eines optischen Sensorsystems (6) des Kraftfahrzeugs (1) erfolgt und/oder mittels des Verfahrens ein Ersatz eines optischen Sensorsystems (6) erfolgt, insbesondere ein temporärer Ersatz eines optischen Sensorsystems (6) erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine Ausführung der Querführung des Kraftfahrzeugs (1) umfasst, insbesondere eine Ausführung der Querführung und der Längsführung des Kraftfahrzeugs (1) umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des auszuführenden Querführungsfahrmanövers eine Fahrereingabe berücksichtigt wird.
10. Vorrichtung (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), die eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
11. Computerprogramm, das bei Ausführung des Programms durch eine Vorrichtung nach Anspruch 10 dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
12. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.
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