WO2023066906A1 - Verfahren zum bestimmen einer soll-trajektorie eines zumindest teilweise automatisiert betriebenen kraftfahrzeugs auf einer einspurigen fahrbahn, computerprogrammprodukt sowie assistenzsystem - Google Patents

Verfahren zum bestimmen einer soll-trajektorie eines zumindest teilweise automatisiert betriebenen kraftfahrzeugs auf einer einspurigen fahrbahn, computerprogrammprodukt sowie assistenzsystem Download PDF

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WO2023066906A1 PCT/EP2022/078924 EP2022078924W WO2023066906A1 WO 2023066906 A1 WO2023066906 A1 WO 2023066906A1 EP 2022078924 W EP2022078924 W EP 2022078924W WO 2023066906 A1 WO2023066906 A1 WO 2023066906A1
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WO
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trajectory
assistance system
motor vehicle
target trajectory
lane
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PCT/EP2022/078924
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Daniel Münning
Ferdinand Farenholtz
Michael Stark
Thomas Strehlow
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Volkswagen Aktiengesellschaft
Cariad Se
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    • B60W2556/45External transmission of data to or from the vehicle

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a target trajectory of an at least partially automated motor vehicle on a single-lane roadway with potential oncoming traffic using an assistance system. Furthermore, the invention relates to a computer program product and an assistance system.
  • Cross-guiding assistance systems such as the so-called Travel Assist
  • a detection device in particular a camera of the motor vehicle, recognizes live lanes and the control is based on their recognition. Particularly in situations where, for example, no tracks can be detected, this means that no lateral guidance can be offered, for example.
  • US 10466056 B2 describes a method for automatically determining the shape of a path based on trajectory data from a set.
  • Trajectory data is collected for a variety of swarm data paths.
  • the trajectory data for each of the plurality of swarm data paths is associated with at least one uniquely identifiable environmental signal.
  • Anchor points can be identified that correspond to a transition in a feature of the trajectory data of a single swarm data path.
  • the matching can be based on the analysis of matching patterns of anchor points and the evaluation of the matches.
  • a linked node structure is used to represent one or more lanes and/or to indicate routes in a particular geographic area.
  • a driving support device detects the position of a vehicle in a direction of a width of a road by using both distance data on the right and left sides of the vehicle and road width data on the width of the road specifies distance data with a time-varying one Change equal to or greater than a predetermined threshold value from the distance data showing the detected vehicle position by the Correcting vehicle position so that the vehicle position is shown by the distance data from which the specified distance data is removed when the vehicle's travel path shows straight movement, determines the vehicle's travel state in a time-varying change of the corrected vehicle position, and notifies a content accordingly the specific driving condition.
  • DE 10 2016 215 825 A1 relates to a method for the external provision of map data, which is specified in particular with information on lane boundary properties, the method being carried out for a route section selected from a large number of route sections with the steps that an identification of the selected route section associated static and dynamic objects from environmental data received from at least one reporting vehicle, so that a lateral distance from a longitudinal axis of the associated environmental data-detecting reporting vehicle is determined for each identified static and dynamic object.
  • a lane boundary property of the selected route section is determined as a function of the distances between the identified static and dynamic objects in the selected route section.
  • the map data updated with the lane delimitation property of the selected route section is provided externally.
  • the object of the present invention is to create a method, a computer program product and an assistance system by means of which a target trajectory on a single-lane roadway with potential oncoming traffic can be determined in an improved manner.
  • One aspect of the invention relates to a method for determining a target trajectory of an at least partially automated motor vehicle on a single-lane roadway with potential oncoming traffic using an assistance system.
  • the surroundings of the motor vehicle with the single-lane roadway and with a lateral delimitation marking of the roadway are detected by means of a detection device of the assistance system.
  • Swarm data are obtained about a potentially passable trajectory on the single-lane roadway.
  • the target trajectory is then determined by shifting the potentially passable trajectory by means of an electronic Computing device of the assistance system in such a way that a predetermined minimum distance is maintained by the target trajectory for the boundary marking.
  • this makes it possible for the motor vehicle not to drive in the middle on a one-lane roadway with potential oncoming traffic, for example, but to travel the specified minimum distance from the trajectory that can potentially be driven on.
  • the potentially drivable trajectory is determined on the basis of swarm data, in particular on the basis of historical swarm data.
  • the boundary marking is then used to shift the potentially navigable trajectory, which is based on information from the swarm data, so that only a minimum distance, in particular close to the boundary marking, is maintained. It is therefore not possible to drive in the middle on the single-lane road, but offset to the right in right-hand traffic, so that potential oncoming traffic also has enough space to pass the at least partially automated motor vehicle on the single-lane road.
  • the swarm data can in particular be historical data from other motor vehicles that drove on the roadway in the past. Furthermore, data from motor vehicles which only recently used this lane can also be used as swarm data. In particular, positions of the other motor vehicles are recorded and the corresponding drivable trajectory is then in turn determined on the basis of the positions.
  • the at least partially automated motor vehicle has, in particular, at least one lateral acceleration device and/or one longitudinal acceleration device, which can be controlled in a partially automated manner.
  • the target trajectory takes place on the basis of the swarm data.
  • the target trajectory is adapted in particular in so-called single-line situations of the live lane, which is recorded with the camera, for example single-lane country roads, when driving straight ahead and when turning left and right, so that the motor vehicle is safe and comfortable, in particular as close as possible to the live track or live boundary marker.
  • the single-lane roadway with potential oncoming traffic can be determined on the basis of map data.
  • the single-lane roadway with potential oncoming traffic can also be identified on the basis of the swarm data.
  • the single-lane roadway with potential oncoming traffic can also be determined on the basis of live data, for example on the basis of the detection device. For example, if only one boundary marking is detected by the detection device, for example the right-hand boundary marking in the case of right-hand traffic, the single-lane roadway can be recognized.
  • the potentially drivable trajectory can also only be implemented indirectly via a suitable virtual lane marking.
  • the potentially drivable trajectory is checked for plausibility by means of the detection device.
  • the delimitation markings can be used here in order to appropriately check the target trajectory for plausibility.
  • a shift to the target trajectory can only be carried out if the trajectory that can be driven on has also been checked for plausibility.
  • the minimum distance is specified as a function of a radius of curvature of the single-lane roadway. For example, with a low radius of curvature, a smaller distance to the delimitation marking can be selected than with a large radius of curvature. In particular, this can increase the sense of security for an occupant of the motor vehicle.
  • the minimum distance is specified as a function of a direction of curvature of the single-lane roadway.
  • the distance can be applied less, so that the motor vehicle continues to drive at the boundary marking.
  • a greater safety distance from the boundary marking could be chosen for convenience than in right-hand curves, so that the motor vehicle does not drive through the curve on the outer edge. Of course, this is reversed for left-hand traffic.
  • the adaptation of the current trajectory, which is currently being traveled by the motor vehicle, to the specific target trajectory carried out after exceeding a minimum length of the single-lane roadway and/or after a minimum driving time on the single-lane roadway.
  • a current direction of traffic is taken into account when determining the setpoint trajectory.
  • the drivable trajectory is shifted from the target trajectory to the right-hand boundary edge or boundary strip. If it is left-hand traffic, this is carried out diametrically to the left boundary marking.
  • a vehicle width of the motor vehicle is taken into account when determining the setpoint trajectory.
  • the vehicle width can be stored in a memory device of the electronic computing device.
  • the width of the vehicle can be used to determine how far the trajectory that can be driven on can be shifted from the target trajectory, and at the same time the minimum distance, in particular from a side wall of the motor vehicle and the boundary strip, can be maintained.
  • half the width of the vehicle can be taken into account for offsetting the trajectory that can potentially be driven on in relation to the setpoint trajectory. The target trajectory can thus be determined extremely reliably and conveniently.
  • only a single boundary marking is detected.
  • only the right-hand boundary marking is detected in the case of right-hand traffic.
  • only the left boundary marking is detected. This makes it possible for the setpoint trajectory to be set reliably even when only a single delimitation marking is detected.
  • the method presented is in particular a computer-implemented method. Therefore, another aspect of the invention relates to a Computer program product with program code means which cause an electronic computing device to carry out a method according to the preceding aspect when the program code means are processed by the electronic computing device. A further aspect of the invention therefore also relates to a computer-readable storage medium with the computer program product.
  • the invention also relates to an assistance system for determining a target trajectory of an at least partially automated motor vehicle on a single-lane roadway with potential oncoming traffic, with at least one detection device and with an electronic computing device, the assistance system being designed to carry out a method according to the preceding aspect .
  • the method is carried out using the assistance system.
  • the assistance system can also be used in fully automated operation of the motor vehicle and can also be referred to as a support system for fully automated operation, for example.
  • the electronic computing device has, for example, electronic components such as processors, circuits, in particular integrated circuits, or other electronic components in order to be able to carry out a corresponding method.
  • electronic components such as processors, circuits, in particular integrated circuits, or other electronic components in order to be able to carry out a corresponding method.
  • the invention also relates to a motor vehicle with an assistance system according to the preceding aspect.
  • the motor vehicle can be at least partially automated, in particular fully automated.
  • Advantageous configurations of the method are to be regarded as advantageous configurations of the computer program product, the assistance system and the motor vehicle.
  • the assistance system and the motor vehicle have specific features which enable the method to be carried out or an advantageous embodiment thereof.
  • the invention also includes developments of the assistance system according to the invention and of the motor vehicle that have features as have already been described in connection with the developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the assistance system and motor vehicle according to the invention are not described again here.
  • the invention also includes the combinations of features of the described embodiments. Exemplary embodiments of the invention are described below. For this shows:
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of an embodiment of a motor vehicle with an embodiment of an assistance system
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of a single-lane roadway
  • FIG 4 shows another schematic perspective view of another single-lane roadway.
  • the exemplary embodiments explained below are preferred exemplary embodiments of the invention.
  • the described components each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore also to be regarded as part of the invention individually or in a combination other than that shown.
  • the exemplary embodiments described can also be supplemented by further features of the invention already described.
  • the motor vehicle 1 shows a schematic top view of an embodiment of a motor vehicle 1 with an embodiment of an assistance system 2.
  • the motor vehicle 1 is, in particular, at least partially automated, alternatively also fully automated.
  • the assistance system 2 has at least one electronic computing device 3 and a detection device 4 .
  • the detection device 4 can preferably be designed as a camera. Alternatively or additionally, the detection device 4 can also be embodied as an ultrasonic sensor device, radar sensor device and/or lidar sensor device.
  • the assistance system 2 preferably has a swarm data receiving device 5, which is designed to receive swarm data 6 from an electronic computing device 7 external to the motor vehicle.
  • the swarm data 6 is, in particular, historically recorded data from other motor vehicles which have already traveled in the past on the same roadway 8 on which the motor vehicle 1 is located.
  • the motor vehicle 1 has furthermore, in particular, at least one longitudinal acceleration device and/or one lateral acceleration device, by means of which the at least partially assisted driving state can be achieved by intervention of the assistance system 2 .
  • the roadway 8 is in particular a single-lane roadway, with the roadway 8 having potential oncoming traffic.
  • the roadway 8 has only two boundary markings, in the present case only one, in order to define the roadway 8, with the roadway 8 nevertheless also being released for oncoming traffic.
  • such a roadway 8 can be a corresponding single-lane country road.
  • the roadway 8 and the boundary marking 9 can be detected by means of the detection device 4 .
  • a first step S1 the swarm data 6 is received by the motor vehicle 1.
  • a second step S2 the roadway 8 with the boundary marking 9 is detected. This can take place at the same time or in reverse order.
  • the swarm data 6 is checked for plausibility by the detection device 4. Should the swarm data be usable, for example, then a transition is made to a fourth step S4, in which case a distinction is made in a fourth step S4 as to whether, for example, the roadway 8 has one lane or two lanes. If, for example, the road has two lanes and lane data or the boundary markings 9 are present for both sides, a target trajectory 10 (FIG.
  • setpoint trajectory 10 is implemented by shifting. In particular, it is necessary for this that only the one boundary marking 9, in this case in particular on the right side, is detected and a potentially navigable trajectory 12 (FIG. 3), which is generated on the basis of the swarm data 6, is also present. In a fifth step S5, the drivable trajectory 12 is then shifted to the target trajectory 10.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of a single-lane roadway 8.
  • the present example shows in particular that the motor vehicle 1 (not shown) has received the navigable trajectory 10. Furthermore, the motor vehicle 1 has received the boundary marking 9 by means of the detection device 4 . Furthermore, for example, the Boundary marking 9 may have been obtained via the swarm data 6, which is represented here by the line 14.
  • the motor vehicle 1 uses the assistance system 2 to capture the environment with the single-lane roadway 8 and the lateral boundary marking 9.
  • the swarm data 6 are obtained and the potentially passable data becomes Trajectory 12 on the single-lane roadway 8 determined internally in the vehicle or already received as swarm data 6 .
  • the target trajectory 10 is then determined by shifting the potentially navigable trajectory 12 using the electronic computing device 3 in such a way that the target trajectory maintains a predetermined minimum distance 15 from the boundary marking 9 .
  • the shift from the navigable trajectory 12 to the target trajectory 10 is represented by reference number 16 in the present case.
  • a vehicle width 17, in particular at least half the vehicle width 17, of the motor vehicle 1 is taken into account when determining the setpoint trajectory 10.
  • the route topology is evaluated as driving straight ahead, this being carried out with applicable characteristic parameters.
  • the threshold value of a curvature of the roadway 8 can be used for this purpose.
  • the traffic direction is then in turn taken into account on the basis of signal information from the radar and/or the camera and/or the navigation system and/or the swarm data 6 and/or other information.
  • the potentially negotiable trajectory 12 is now set, taking into account the vehicle width 17, so that the motor vehicle 1 drives at an applicable distance from the corresponding boundary marking 9.
  • the vehicle 3 shows that it is in the center of the vehicle, while the minimum distance 15 is between the boundary marking 9 and a side wall, in particular the right side wall of the motor vehicle 1 in the present case.
  • half the vehicle width 17 is shown between the target trajectory 10 and the minimum distance 15 .
  • FIG. 4 shows a further schematic plan view of a further embodiment of the roadway 8.
  • a slight left-hand curve of the roadway 8 is shown in FIG.
  • the minimum distance 15 is specified as a function of a radius of curvature of the single-lane roadway 8 .
  • the minimum distance 15 can also be specified as a function of a direction of curvature, in this case a left-hand curve, of the single-lane roadway 8 .
  • the assistance system 2 identifies cornering.
  • the drivable trajectory 12 is then set to the target trajectory 15 taking into account the vehicle width 17 such that the motor vehicle 1 drives at an applicable distance depending on the curvature and/or the direction of the curvature to the marking.
  • the motor vehicle 1 can be moved in right-hand traffic in slight right-hand bends with the same marking spacing as when driving straight ahead. In the case of tighter curves, the minimum distance 15 can be applied less, so that the motor vehicle 1 continues to drive at the boundary marking 9 .
  • the distance from the boundary marking 9 could be selected to be greater in left-hand curves than in right-hand curves, so that the motor vehicle 1 does not drive through the curve at the outermost edge. This behavior can of course be mirrored when the traffic sense changes.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Soll-Trajektorie (10) eines zumindest teilweise automatisiert betriebenen Kraftfahrzeugs (1) auf einer einspurigen Fahrbahn (8) mit potentiellem Gegenverkehr mittels eines Assistenzsystems (2), mit den Schritten: - Erfassen einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs (1) mit der einspurigen Fahrbahn (8) und mit einer seitlichen Begrenzungsmarkierung (9) der Fahrbahn (8) mittels einer Erfassungseinrichtung (4) des Assistenzsystems (2); - Erhalten von Schwarmdaten (6) über eine potentiell befahrbare Trajektorie (12) auf der einspurigen Fahrbahn (8); - Bestimmen der Soll-Trajektorie (10) durch Verschieben der potentiell befahrbaren Trajektorie (12) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (3) des Assistenzsystems (2) derart, dass zur Begrenzungsmarkierung (9) ein vorgegebener Mindestabstand (15) durch die Soll-Trajektorie (10) eingehalten wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie ein Assistenzsystem (2).

Description

Beschreibung
Verfahren zum Bestimmen einer Soll-Trajektorie eines zumindest teilweise automatisiert betriebenen Kraftfahrzeugs auf einer einspurigen Fahrbahn, Computerprogrammprodukt sowie Assistenzsystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Soll-Trajektorie eines zumindest teilweise automatisiert betriebenen Kraftfahrzeugs auf einer einspurigen Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr mittels eines Assistenzsystems. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie ein Assistenzsystem.
Aus dem Stand der Technik sind bereits querführende Assistenzsysteme, wie beispielsweise der sogenannte Travel Assist, bekannt, welche darauf basieren, dass eine Erfassungseinrichtung, insbesondere eine Kamera des Kraftfahrzeugs, Live-Spuren erkennt und die Regelung auf dessen Erkennung basiert. Insbesondere in Situationen, wo beispielsweise keine Spuren erkannt werden können, kann dadurch beispielsweise keine Querführung angeboten werden.
Die US 10466056 B2 beschreibt ein Verfahren zur automatischen Bestimmung der Form eines Pfades auf der Grundlage von Trajektoriendaten aus einer Menge. Trajektoriendaten werden für eine Vielzahl von Schwarmdaten-Pfaden gesammelt. Die Trajektoriendaten für jede der Vielzahl von Schwarmdaten-Pfaden sind mit mindestens einem eindeutig identifizierbaren Umgebungssignal verbunden. Es können Ankerpunkte identifiziert werden, die einem Übergang in einem Merkmal der Trajektoriendaten eines einzelnen Schwarmdaten- Pfades entsprechen. Der Abgleich kann auf Grundlage der Analyse von Übereinstimmungsmustern von Ankerpunkten und der Auswertung der Übereinstimmungen erfolgen. In verschiedenen Ausführungsformen wird eine verknüpfte Knotenstruktur verwendet, um eine oder mehrere Spuren darzustellen und/oder Routen in einem bestimmten geografischen Gebiet anzuzeigen.
Gemäß der US 2012/277957 A1 erfasst eine Fahrunterstützungsvorrichtung die Position eines Fahrzeugs in einer Richtung einer Breite einer Straße, indem sie sowohl Abstandsdaten auf der rechten und linken Seite des Fahrzeugs als auch Straßenbreitendaten auf der Breite der Straße verwendet, spezifiziert Abstandsdaten mit einer zeitlich veränderlichen Änderung gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert aus den Abstandsdaten, die die erfasste Fahrzeugposition zeigen, um die Fahrzeugposition so zu korrigieren, dass die Fahrzeugposition durch die Abstandsdaten gezeigt wird, aus denen die spezifizierten Abstandsdaten entfernt werden, wenn der Fahrweg des Fahrzeugs eine Geradeausbewegung zeigt, bestimmt den Fahrzustand des Fahrzeugs in einer zeitlich veränderlichen Änderung der korrigierten Fahrzeugposition, und meldet einen Inhalt entsprechend dem bestimmten Fahrzustand.
Die DE 10 2016 215 825 A1 betrifft ein Verfahren zum externen Bereitstellen von Kartendaten, die insbesondere mit Angaben zu Fahrbahnbegrenzungseigenschaften präzisiert sind, wobei das Verfahren für einen aus einer Vielzahl von Fahrstreckenabschnitten ausgewählten Fahrstreckenabschnitt mit den Schritten durchgeführt wird, dass ein Identifizieren von dem ausgewählten Fahrstreckenabschnitt zugeordneten statischen und dynamischen Objekten aus empfangenen Umgebungsdaten von mindestens einem Meldefahrzeug erfolgt, sodass für jedes identifizierte statische und dynamische Objekt ein seitlicher Abstand zu einer Längsachse des zugeordnete Umgebungsdaten erfassenden Meldefahrzeugs bestimmt ist. Es erfolgt das Bestimmen einer Fahrbahnbegrenzungseigenschaft des ausgewählten Fahrstreckenabschnitts abhängig von den Abständen der identifizierten statischen und dynamischen Objekte in dem ausgewählten Fahrstreckenabschnitt. Abschließend erfolgt das Bereitstellen von mit der mit der Fahrbahnbegrenzungseigenschaft des ausgewählten Fahrstreckenabschnitts aktualisierten Kartendaten nach extern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt sowie ein Assistenzsystem zu schaffen, mittels welchen verbessert eine Soll-Trajektorie auf einer einspurigen Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt sowie durch ein Assistenzsystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Soll-Trajektorie eines zumindest teilweise automatisiert betriebenen Kraftfahrzeugs auf einer einspurigen Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr mittels eines Assistenzsystems. Es erfolgt das Erfassen einer Umgebung des Kraftfahrzeugs mit der einspurigen Fahrbahn und mit einer seitlichen Begrenzungsmarkierung der Fahrbahn mittels einer Erfassungseinrichtung des Assistenzsystems. Es werden Schwarmdaten über eine potentiell befahrbare Trajektorie auf der einspurigen Fahrbahn erhalten. Es erfolgt dann das Bestimmen der Soll-Trajektorie durch Verschieben der potentiell befahrbaren Trajektorie mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Assistenzsystems derart, dass zur Begrenzungsmarkierung ein vorgegebener Mindestabstand durch die Soll-Trajektorie eingehalten wird.
Insbesondere wird es dadurch ermöglicht, dass auf einer einspurigen Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr somit das Kraftfahrzeug beispielsweise nicht mittig fährt, sondern den vorgegebenen Mindestabstand zur potentiell befahrbaren Trajektorie durchführt.
Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass auf Basis von Schwarmdaten, insbesondere auf Basis von historischen Schwarmdaten, die potentiell befahrbare Trajektorie ermittelt wird. Es wird dann die Begrenzungsmarkierung dazu genutzt, um die potentiell befahrbare Trajektorie, welche auf Informationen der Schwarmdaten basiert, zu verschieben, so dass lediglich ein Mindestabstand, insbesondere nahe der Begrenzungsmarkierung, eingehalten wird. Somit kann auf der einspurigen Fahrbahn beispielsweise nicht mittig gefahren werden, sondern bei Rechtsverkehr versetzt nach rechts, sodass ein potentieller Gegenverkehr ebenfalls genügend Platz hat, um auf der einspurigen Fahrbahn das zumindest teilweise automatisiert betriebene Kraftfahrzeug zu passieren.
Bei den Schwarmdaten kann es sich insbesondere um historische Daten von weiteren Kraftfahrzeugen handeln, welche auf der Fahrbahn in der Vergangenheit gefahren sind. Ferner können als Schwarmdaten auch Daten genutzt werden von Kraftfahrzeugen, welche erst kürzlich diese Fahrbahn genutzt haben. Es werden dabei insbesondere Positionen der weiteren Kraftfahrzeuge erfasst und auf Basis der Positionen dann wiederum die entsprechende befahrbare Trajektorie bestimmt.
Das zumindest teilweise automatisiert betriebene Kraftfahrzeug weist insbesondere zumindest eine Querbeschleunigungseinrichtung und/oder eine Längsbeschleunigungseinrichtung auf, welche teilautomatisiert gesteuert werden kann.
Insbesondere findet somit eine situationsindividuelle Adaption der Soll-Trajektorie auf Basis der Schwarmdaten statt. Mithilfe der Schwarmdaten wird die Soll-Trajektorie in insbesondere sogenannten Single-Line-Situationen der Live-Spur, welche mit der Kamera erfasst wird, beispielsweise einspurige Landstraßen, bei Geradeausfahrt sowie bei Links- und Rechtskurven adaptiert, sodass das Kraftfahrzeug sicher und komfortabel, insbesondere möglichst nahe der Live-Spur beziehungsweise der Live-Begrenzungsmarkierung, geführt wird. Insbesondere kann beispielsweise die einspurige Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr auf Basis von Kartendaten bestimmt werden. Ferner kann auch auf Basis der Schwarmdaten die einspurige Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr identifiziert werden. Des Weiteren kann auch auf Basis von Live-Daten, beispielsweise auf Basis der Erfassungseinrichtung, die einspurige Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr bestimmt werden. Beispielsweise, wenn von der Erfassungseinrichtung lediglich eine Begrenzungsmarkierung erfasst wird, bei Rechtsverkehr beispielsweise die rechte Begrenzungsmarkierung, kann die einspurige Fahrbahn erkannt werden.
Die potentiell befahrbare Trajektorien kann dabei auch nur indirekt über eine passende virtuelle Spurmarkierung umgesetzt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird die potentiell befahrbare Trajektorie mittels der Erfassungseinrichtung plausibilisiert. Insbesondere können hierbei die Begrenzungsmarkierungen dazu genutzt werden, um die Soll-Trajektorie entsprechend zu plausibilisieren. Lediglich, wenn die befahrbare Trajektorie auch plausibilisiert wurde, kann eine Verschiebung zur Soll-Trajektorie durchgeführt werden.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in Abhängigkeit von einem Krümmungsradius der einspurigen Fahrbahn der Mindestabstand vorgegeben wird. Beispielsweise kann bei einem niedrigen Krümmungsradius ein geringerer Abstand zur Begrenzungsmarkierung gewählt werden als bei einem großen Krümmungsradius. Insbesondere kann dadurch das Sicherheitsgefühl für einen Insassen des Kraftfahrzeugs erhöht werden.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in Abhängigkeit von einer Krümmungsrichtung der einspurigen Fahrbahn der Mindestabstand vorgegeben wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug bei Rechtsverkehr in leichten Rechtskurven mit einem gleichen Mindestabstand wie bei der Geradeausfahrt bewegt wird. Bei engeren Kurven kann beispielsweise der Abstand geringer appliziert sein, sodass das Kraftfahrzeug weiter an der Begrenzungsmarkierung fährt. In Linkskurven könnte hinsichtlich des Komforts ein Sicherheitsabstand zur Begrenzungsmarkierung größer gewählt werden als in Rechtskurven, sodass das Kraftfahrzeug die Kurve nicht am äußeren Rand durchfährt. Selbstverständlich ist dies bei Linksverkehr umgekehrt zu betrachten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird bei einem Übergang von eine zweispurigen Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr zur einspurigen Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr die Anpassung der aktuellen Trajektorie, welche aktuell vom Kraftfahrzeug befahren wird, an die bestimmte Soll-Trajektorie nach einem Überschreiten einer Mindestlänge der einspurigen Fahrbahn und/oder nach einer Mindestfahrzeit auf der einspurigen Fahrbahn durchgeführt. Hierdurch ist es ermöglicht, dass beispielsweise eine kurzfristige Nicht-Erkennung von Begrenzungsmarkierungen nicht dazu führt, dass sofort ein Wechsel beziehungsweise ein Versetzen der befahrbaren Trajektorie durchgeführt wird. Erst nach Überschreiten des Mindestabstands beziehungsweise der Mindestfahrzeit wird dies durchgeführt, sodass das Assistenzsystem sicher davon ausgehen kann, dass ein Wechsel von der zweispurigen Fahrbahn zur einspurigen Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr stattgefunden hat.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird ein aktueller Verkehrssinn bei der Bestimmung der Soll-Trajektorie berücksichtigt. Insbesondere wird beispielsweise bei Rechtsverkehr die befahrbare Trajektorie zur Soll-Trajektorie an den rechten Begrenzungsrand beziehungsweise Begrenzungsstreifen verschoben. Sollte es sich um einen Linksverkehr handeln, so wird dies diametral an die linke Begrenzungsmarkierung durchgeführt.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn eine Fahrzeugbreite des Kraftfahrzeugs bei der Bestimmung der Soll-Trajektorie berücksichtigt wird. Insbesondere kann hierzu beispielsweise die Fahrzeugbreite in einer Speichereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung abgelegt sein. Durch die Fahrzeugbreite kann bestimmt werden, wie weit die befahrbare Trajektorie zur Soll-Trajektorie verschoben werden kann, und gleichzeitig der Mindestabstand, insbesondere zu einer Seitenwand des Kraftfahrzeugs und dem Begrenzungsstreifen, eingehalten werden kann. Beispielsweise kann eine halbe Fahrzeugbreite zum Versetzen der potentiell befahrbaren Trajektorie zur Soll-Trajektorie berücksichtigt werden. Somit kann äußerst zuverlässig und komfortabel die Soll-Trajektorie bestimmt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird nur eine einzige Begrenzungsmarkierung erfasst. Insbesondere wird bei einem Rechtsverkehr lediglich die rechte Begrenzungsmarkierung erfasst. Bei einem Linksverkehr wird lediglich die linke Begrenzungsmarkierung erfasst. Dadurch ist es möglich, dass bereits bei lediglich einer einzigen erfassten Begrenzungsmarkierung zuverlässig die Soll-Trajektorie eingestellt werden kann.
Bei dem vorgestellten Verfahren handelt es sich insbesondere um ein computerimplementiertes Verfahren. Daher betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche eine elektronische Recheneinrichtung dazu veranlassen, wenn die Programmcodemittel von der elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet werden, ein Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft daher auch ein computerlesbares Speichermedium mit dem Computerprogrammprodukt.
Ferner betrifft die Erfindung auch ein Assistenzsystem zum Bestimmen einer Soll-Trajektorie eines zumindest teilweise automatisiert betriebenen Kraftfahrzeugs auf einer einspurigen Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr, mit zumindest einer Erfassungseinrichtung und mit einer elektronischen Recheneinrichtung, wobei das Assistenzsystem zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels des Assistenzsystems durchgeführt. Das Assistenzsystem kann auch bei einem vollautomatisierten Betrieb des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden und beispielsweise auch als Unterstützungssystem für den vollautomatisierten Betrieb bezeichnet werden.
Die elektronische Recheneinrichtung weist dabei insbesondere beispielsweise elektronische Bauteile, wie Prozessoren, Schaltkreise, insbesondere integrierte Schaltkreise, oder weitere elektronische Bauelemente auf, um ein entsprechendes Verfahren durchführen zu können.
Ferner betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem Assistenzsystem nach dem vorhergehenden Aspekt. Das Kraftfahrzeug kann dabei zumindest teilweise automatisiert, insbesondere vollautomatisiert, ausgebildet sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Computerprogrammprodukts, des Assistenzsystems sowie des Kraftfahrzeugs anzusehen. Das Assistenzsystem sowie das Kraftfahrzeug weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Assistenzsystems sowie des Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Assistenzsystems und Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform eines Assistenzsystems;
Fig. 2 ein schematisches Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens;
Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht auf eine einspurige Fahrbahn; und
Fig. 4 eine weitere schematische Perspektivansicht auf eine weitere einspurige Fahrbahn.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer Ausführungsform eines Assistenzsystems 2. Das Kraftfahrzeug 1 ist insbesondere zumindest teilweise automatisiert, alternativ auch vollautomatisiert, ausgebildet. Das Assistenzsystem 2 weist zumindest eine elektronische Recheneinrichtung 3 sowie eine Erfassungseinrichtung 4 auf. Die Erfassungseinrichtung 4 kann bevorzugt als Kamera ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Erfassungseinrichtung 4 auch als Ultraschallsensoreinrichtung, Radarsensoreinrichtung und/oder Lidarsensoreinrichtung ausgebildet sein. Ferner weist das Assistenzsystem 2 bevorzugt eine Schwarmdatenempfangseinrichtung 5 auf, welche zum Empfangen von Schwarmdaten 6 von einer kraftfahrzeugexternen elektronischen Recheneinrichtung 7 ausgebildet ist. Bei den Schwarmdaten 6 handelt es sich insbesondere um historisch aufgezeichnete Daten von weiteren Kraftfahrzeugen, welche bereits die gleiche Fahrbahn 8, auf welcher sich das Kraftfahrzeug 1 befindet, in der Vergangenheit befahren haben. Das Kraftfahrzeug 1 weist ferner insbesondere zumindest eine Längsbeschleunigungseinrichtung und/oder eine Querbeschleunigungseinrichtung auf, mittels welcher durch Eingriff des Assistenzsystems 2 der zumindest teilweise assistiert betriebene Fahrzustand erreicht werden kann.
Die Fig. 1 zeigt ferner, dass die Fahrbahn 8 insbesondere eine einspurige Fahrbahn ist, wobei die Fahrbahn 8 potentiellen Gegenverkehr aufweist. Mit anderen Worten weist die Fahrbahn 8 lediglich zwei Begrenzungsmarkierungen, vorliegend lediglich eine, auf, um die Fahrbahn 8 zu definieren, wobei die Fahrbahn 8 dennoch für Gegenverkehr ebenfalls mit freigegeben ist. Beispielsweise kann es sich bei einer solchen Fahrbahn 8 um entsprechende einspurige Landstraßen handeln.
Mittels der Erfassungseinrichtung 4 können beispielsweise die Fahrbahn 8 sowie die Begrenzungsmarkierung 9 erfasst werden.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens. In einem ersten Schritt S1 werden die Schwarmdaten 6 durch das Kraftfahrzeug 1 empfangen. In einem zweiten Schritt S2 erfolgt die Erfassung der Fahrbahn 8 mit der Begrenzungsmarkierung 9. Dies kann zeitlich parallel oder in umgekehrter Reihenfolge stattfinden. In einem dritten Schritt S3 werden die Schwarmdaten 6 durch die Erfassungseinrichtung 4 plausibilisiert. Sollten die Schwarmdaten beispielsweise nutzbar sein, so wird in einen vierten Schritt S4 übergegangen, wobei in einem vierten Schritt S4 unterschieden wird, ob beispielsweise die Fahrbahn 8 einspurig oder zweispurig ausgebildet ist. Sollte beispielsweise die Fahrbahn zweispurig sein und Spurdaten beziehungsweise die Begrenzungsmarkierungen 9 für beide Seiten vorhanden sein, so kann eine Soll-Trajektorie 10 (Fig. 3) mittig ausgeführt sein. Dies ist vorliegend insbesondere durch den Block 11 dargestellt. Im Block 12 hingegen ist vorgesehen, dass die Soll-Trajektorie 10 durch ein Verschieben realisiert wird. Insbesondere ist hierzu notwendig, dass lediglich die eine Begrenzungsmarkierung 9, vorliegend insbesondere auf der rechten Seite, erfasst wird und eine potentiell befahrbare Trajektorie 12 (Fig. 3), welche auf Basis der Schwarmdaten 6 erzeugt ist, ebenfalls vorhanden ist. Es erfolgt dann in einem fünften Schritt S5 die Verschiebung der befahrbaren Trajektorie 12 zur Soll-Trajektorie 10.
Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine einspurige Fahrbahn 8. Vorliegend ist insbesondere gezeigt, dass das nicht dargestellte Kraftfahrzeug 1 die befahrbare Trajektorie 10 erhalten hat. Ferner hat mittels der Erfassungseinrichtung 4 das Kraftfahrzeug 1 die Begrenzungsmarkierung 9 erhalten. Des Weiteren kann beispielsweise auch die Begrenzungsmarkierung 9 über die Schwarmdaten 6 erhalten worden sein, was vorliegend durch die Linie 14 dargestellt ist.
Beim Verfahren zum Bestimmen der Soll-Trajektorie 10 auf der einspurigen Fahrbahn 8 mit potentiellem Gegenverkehr erfasst das Kraftfahrzeug 1 mittels des Assistenzsystems 2 die Umgebung mit der einspurigen Fahrbahn 8 und mit der seitlichen Begrenzungsmarkierung 9. Die Schwarmdaten 6 werden erhalten und es wird die potentiell befahrbare Trajektorie 12 auf der einspurigen Fahrbahn 8 kraftfahrzeugintern ermittelt beziehungsweise bereits als Schwarmdaten 6 empfangen. Es erfolgt dann das Bestimmen der Soll-Trajektorie 10 durch Verschieben der potentiell befahrbaren Trajektorie 12 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 3 derart, dass zur Begrenzungsmarkierung 9 ein vorgegebener Mindestabstand 15 durch die Soll-Trajektorie eingehalten wird. Die Verschiebung von der befahrbaren Trajektorie 12 zur Soll-Trajektorie 10 ist vorliegend durch das Bezugszeichen 16 dargestellt.
Insbesondere kann zusätzlich vorgesehen sein, dass bei einem Übergang von einer zweispurigen Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr zur einspurigen Fahrbahn 8 mit Gegenverkehr die Anpassung der aktuellen Trajektorie an die bestimmte Soll-Trajektorie 10 nach einem Überschreiten einer Mindestlänge der einspurigen Fahrbahn 8 und/oder nach einer Mindestfahrzeit auf der einspurigen Fahrbahn 8 durchgeführt wird.
Des Weiteren ist insbesondere vorgesehen, dass eine Fahrzeugbreite 17, insbesondere zumindest die halbe Fahrzeugbreite 17, des Kraftfahrzeugs 1 bei der Bestimmung der Soll- Trajektorie 10 berücksichtigt wird.
Insbesondere findet somit, wie vorliegend gezeigt, eine Bewertung der Streckentopologie als Geradeausfahrt statt, wobei dies mit applizierbaren Kennparametern durchgeführt wird. Beispielsweise kann hierbei der Schwellwert einer Krümmung der Fahrbahn 8 dazu genutzt werden. Es wird dann wiederum die Verkehrsrichtung auf Basis von Signalinformationen des Radars und/oder der Kamera und/oder der Navigation und/oder der Schwarmdaten 6 und/oder von weiteren Informationen berücksichtigt. Insbesondere in der Ausführungsform der einspurigen Fahrbahn 8 mit potentiellem Gegenverkehr wird nun die potentiell befahrbare Trajektorie 12 unter Berücksichtigung der Fahrzeugbreite 17 so gesetzt, dass das Kraftfahrzeug 1 mit applizierbarem Abstand zur entsprechenden Begrenzungsmarkierung 9 fährt. Insbesondere ist durch die Soll-Trajektorie 10 in Fig. 3 gezeigt, dass diese sich fahrzeugmittig befindet, während sich der Mindestabstand 15 zwischen der Begrenzungsmarkierung 9 und einer Seitenwand, insbesondere vorliegend die rechte Seitenwand des Kraftfahrzeugs 1 , befindet. Somit ist vorliegend zwischen der Soll- Trajektorie 10 und dem Mindestabstand 15 die halbe Fahrzeugbreite 17 gezeigt.
Fig. 4 zeigt eine weitere schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Fahrbahn 8. In der Fig. 4 ist insbesondere eine leichte Linkskurve der Fahrbahn 8 gezeigt. Insbesondere kann nun vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von einem Krümmungsradius der einspurigen Fahrbahn 8 der Mindestabstand 15 vorgegeben wird. Ferner kann auch in Abhängigkeit von einer Krümmungsrichtung, vorliegend einer Linkskrümmung, der einspurigen Fahrbahn 8 der Mindestabstand 15 vorgegeben werden.
Insbesondere ist somit vorgesehen, dass beispielsweise auf Basis der Navigationseinrichtung oder weiteren Informationen das Assistenzsystem 2 die Kurvenfahrt identifiziert. Die befahrbare Trajektorie 12 wird dann zur Soll-Trajektorie 15 unter Berücksichtigung der Fahrzeugbreite 17 so gesetzt, dass das Kraftfahrzeug 1 mit einem applizierbaren Abstand in Abhängigkeit der Krümmung und/oder der Krümmungsrichtung zur Markierung fährt. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Kraftfahrzeug 1 bei Rechtsverkehr in leichten Rechtskurven mit dem gleichen Markierungsabstand wie bei der Geradeausfahrt bewegt werden. Bei engeren Kurven kann der Mindestabstand 15 geringer appliziert sein, sodass das Kraftfahrzeug 1 weiter an der Begrenzungsmarkierung 9 fährt. In Linkskurven könnte hinsichtlich des Komforts und Sicherheit der Abstand zur Begrenzungsmarkierung 9 größer gewählt werden als in Rechtskurven, sodass das Kraftfahrzeug 1 die Kurve nicht am äußersten Rand durchfährt. Dieses Verhalten kann selbstverständlich bei wechselndem Verkehrssinn gespiegelt werden.
Bezugszeichenliste
Kraftfahrzeug
Assistenzsystem elektronische Recheneinrichtung
Erfassungseinrichtung
Schwarmdatenempfangseinrichtung
Schwarmdaten kraftfahrzeugexterne elektronische Recheneinrichtung einspurige Fahrbahn
Begrenzungsmarkierung
Soll-Trajektorie
Block befahrbare Trajektorie
Block
Linie
Mindestabstand
Verschiebung
Fahrzeugbreite erster Schritt zweiter Schritt dritter Schritt vierter Schritt fünfter Schritt

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Bestimmen einer Soll-T rajektorie (10) eines zumindest teilweise automatisiert betriebenen Kraftfahrzeugs (1 ) auf einer einspurigen Fahrbahn (8) mit potentiellem Gegenverkehr mittels eines Assistenzsystems (2), mit den Schritten:
Erfassen einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs (1 ) mit der einspurigen Fahrbahn (8) und mit einer seitlichen Begrenzungsmarkierung (9) der Fahrbahn (8) mittels einer Erfassungseinrichtung (4) des Assistenzsystems (2);
Erhalten von Schwarmdaten (6) über eine potentiell befahrbare Trajektorie (12) auf der einspurigen Fahrbahn (8);
Bestimmen der Soll-T rajektorie (10) durch Verschieben der potentiell befahrbaren Trajektorie (12) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (3) des Assistenzsystems (2) derart, dass zur Begrenzungsmarkierung (9) ein vorgegebener Mindestabstand (15) durch die Soll-T rajektorie (10) eingehalten wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die potentiell befahrbare Trajektorie (12) mittels der Erfassungseinrichtung (4) plausi- bilisiert wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einem Krümmungsradius der einspurigen Fahrbahn (8) der Mindestabstand (15) vorgegeben wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einer Krümmungsrichtung der einspurigen Fahrbahn (8) der Mindestabstand (15) vorgegeben wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Übergang von einer zweispurigen Fahrbahn mit potentiellem Gegenverkehr zur einspurigen Fahrbahn (8) mit potentiellem Gegenverkehr die Anpassung der aktuellen Trajektorie an die bestimmte Soll-T rajektorie (10) nach einem Überschreiten einer Mindestlänge der einspurigen Fahrbahn (8) und/oder nach einer Mindestfahrzeit auf der einspurigen Fahrbahn (8) durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktueller Verkehrssinn bei der Bestimmung der Soll-Trajektorie (10) berücksichtigt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeugbreite (17) des Kraftfahrzeugs (1 ) bei der Bestimmung der Soll- Trajektorie (10) berücksichtigt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine einzige Begrenzungsmarkierung (9) erfasst wird. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche eine elektronische Recheneinrichtung (3) dazu veranlassen, wenn die Programmcodemittel von der elektronischen Recheneinrichtung (3) abgearbeitet werden, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen. Assistenzsystem (2) zum Bestimmen einer Soll-Trajektorie (10) eines zumindest teilweise automatisiert betriebenen Kraftfahrzeugs (1 ) auf einer einspurigen Fahrbahn (8) mit potentiellem Gegenverkehr, mit zumindest einer Erfassungseinrichtung (4) und mit einer elektronischen Recheneinrichtung (3), wobei das Assistenzsystem (2) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
PCT/EP2022/078924 2021-10-19 2022-10-18 Verfahren zum bestimmen einer soll-trajektorie eines zumindest teilweise automatisiert betriebenen kraftfahrzeugs auf einer einspurigen fahrbahn, computerprogrammprodukt sowie assistenzsystem WO2023066906A1 (de)

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