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DE102018127342A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Assistenzsystems eines Fahrzeuges - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Assistenzsystems eines Fahrzeuges Download PDF

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DE102018127342A1
DE102018127342A1 DE102018127342.8A DE102018127342A DE102018127342A1 DE 102018127342 A1 DE102018127342 A1 DE 102018127342A1 DE 102018127342 A DE102018127342 A DE 102018127342A DE 102018127342 A1 DE102018127342 A1 DE 102018127342A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Assistenzsystems eines Fahrzeuges (1), wobei anhand erfasster Signale einer Umgebungssensorik eine Umgebung des Fahrzeuges (1) und sich in dieser befindende Objekte ermittelt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dabei- ermittelt wird, ob dem in einem automatisierten Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeug (1) vorausliegende Fahrbahn (F) schneebedeckt ist und Reifenspuren (R) aufweist, wobei- im Fall von Reifenspuren (R) deren Verlauf wird und- in Abhängigkeit des ermittelten Verlaufs der Reifenspuren (R) für das Fahrzeug (1) entschieden wird, ob eine Fahrt entlang dieser Reifenspuren (R) kritisch ist..

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems eines Fahrzeuges, wobei anhand erfasster Signale einer Umgebungssensorik eine Umgebung des Fahrzeuges und sich in dieser befindende Objekte ermittelt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
  • Aus der DE 10 2012 201 896 A1 sind ein Fahrerassistenzverfahren und ein Fahrerassistenzsystem für verschneite Straßen bekannt. Dabei wird mittels eines optischen Sensors eine Umgebung des Fahrzeuges erfasst und aus den erfassten Daten eine aus Spuren vorausfahrender Fahrzeuge gebildete Fahrrinne erkannt. Verlässt das Fahrzeug die Fahrrinne wird ein Signal an den Fahrer abgegeben.
  • Darüber hinaus sind aus der EP 1 680 317 A1 ein Fahrerassistenzverfahren und eine Fahrerassistenzvorrichtung bekannt. Das Fahrerassistenzverfahren basiert auf Fahrspurinformationen, wobei in Abhängigkeit von der Fahrspurinformation eine Fahrerinformation oder ein Lenkeingriff ausgelöst wird. Die Fahrspurinformation wird mittels eines Bildes einer Kamera ermittelt, wobei die Fahrspurinformation aus Spurdaten besteht und erste Spurdaten auf der Basis der Bildinformation über Fahrspurrandmarkierungen ermittelt werden. Zusätzliche Spurdaten werden auf der Basis anderer auf der Basis des Bildes der Kamera ermittelten Informationen alternativ zu Fahrspurrandmarkierungen ermittelt. Die zusätzlichen Informationen werden auf Basis wenigstens eines vorausfahrenden oder entgegenkommenden Fahrzeuges oder Fahrspuren wenigstens eines vorausfahrende Fahrzeuges oder Fahrbahnrandbegrenzungen oder Leitplanken oder dem Bordstein oder Fahrbahnrandbebauungen ermittelt, aus denen ein Verlauf der Fahrbahn abgeleitet wird.
  • Die ersten Spurdaten und die zusätzlichen Spurdaten werden dann zu den für das Fahrerassistenzverfahren verwendeten Spurdaten zusammengeführt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Betrieb eines Assistenzsystems eines Fahrzeuges und ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1, hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 8 und hinsichtlich des Fahrzeuges durch die in Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems eines Fahrzeuges sieht vor, dass anhand erfasster Signale einer Umgebungssensorik eine Umgebung des Fahrzeuges und sich in dieser befindende Objekte ermittelt werden. Erfindungsgemäß wird dabei ermittelt, ob eine dem im automatisierten Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeug vorausliegende Fahrbahn schneebedeckt ist und Reifenspuren aufweist, wobei im Fall von ermittelten Reifenspuren deren Verlauf ermittelt wird, insbesondere deren Verlauf und Form ermittelt werden, und abhängig hiervon entschieden wird, ob eine Fahrt entlang dieser Reifenspuren für das Fahrzeug kritisch ist. Unter dem Begriff automatisierter Fahrbetrieb wird hierbei sowohl ein teilautomatisierter Fahrbetrieb, als auch ein hochautomatisierter Farbetrieb oder ein vollautomatisierter Fahrbetrieb verstanden.
  • Eine Fahrt entlang der Reifenspuren wird vorteilhafterweise dann als kritisch angesehen, wenn der ermittelte Verlauf der Reifenspuren, insbesondere der Verlauf und die Form der Reifenspuren, ein Indiz für vorhandene Straßenglätte ist. Anhand dieser Merkmale der Reifenspuren kann man nämlich erkennen, ob ein Fahrzeug, das diese Reifenspuren hinterlassen hat, eine Driftbewegung, Schlingerbewegung oder Rutschbewegung ausgeführt hat. Solche Bewegungen sind in Bezug auf die Fahrstabilität des Fahrzeugs für das Fahrzeug kritisch und werden als Hinweis auf vorhandene Straßenglätte gewertet.
  • Durch Anwendung des Verfahrens wird einem im automatisierten Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeug ermöglicht, eine Trajektorie für eine automatische Fahrzeugführung auf schneebedeckter Fahrbahn derart abzuleiten, dass das Risiko für eine glatte Untergrundbeschaffenheit zumindest minimiert wird, indem die Reifenspuren eines vorausgefahrenen Fahrzeuges analysiert und interpretiert werden.
  • Somit kann die Sicherheit für das Fahrzeug und auch für Verkehrsteilnehmer in unmittelbarer Umgebung zu dem Fahrzeug wesentlich erhöht werden, wobei zudem eine Akzeptanz gegenüber dem automatisierten Fahrbetrieb gesteigert werden kann.
  • Insbesondere kommt das Verfahren zur Anwendung, wenn die Fahrbahn derart schneebedeckt ist, dass für die Umgebungssensorik keine Fahrbahnmarkierung zu erkennen ist.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens wird, im Fall, dass die Fahrt entlang der Reifenspuren kritisch ist, eine zu diesen Reifenspuren beabstandete, durch unbefahrenen Schnee führende Trajektorie ermittelt. Insbesondere wird die Trajektorie für das Fahrzeug ermittelt, wenn durch die Analyse und Interpretation der Reifenspuren ermittelt wird, dass es verhältnismäßig glatt ist und die Gefahr des Wegrutschens besteht.
  • Diese ermittelte Trajektorie wird in einer Weiterbildung des Verfahrens einer automatischen Fahrzeugführung des Fahrzeuges zugrunde gelegt, so dass das Fahrzeug neben den Reifenspuren des vorausgefahrenen Fahrzeuges fährt, und somit die Gefahr des Wegrutschens zumindest vermindert ist. Das Fahrzeug befährt also einen Fahrbahnabschnitt, auf dem noch keine Reifenspuren zu erkennen sind.
  • Die Reifenspuren werden in einer möglichen Ausführungsform auf der schneebedeckten Fahrbahn zumindest anhand eines Kontrastes und/oder Farbunterschiedes ermittelt. Somit können die Reifenspuren vergleichsweise einfach erkannt, analysiert und interpretiert werden.
  • Anhand des Verlaufes und der Form der Reifenspuren wird eine Untergrundbeschaffenheit der Fahrbahn ermittelt, wobei hierzu spezifische Merkmale ausgewertet werden, um insbesondere zu ermitteln, ob das vorausgefahrene Fahrzeug gerutscht ist. Wenn es glatt ist, geraten Fahrzeuge oftmals ins Schlingern, wobei das Schlingern anhand des Verlaufes und der Form der Reifenspuren erkennbar ist.
  • Darüber hinaus sieht eine weitere mögliche Ausführungsform vor, dass anhand des Verlaufes und der Form der Reifenspuren eine Anfahrposition eines vorausgefahrenen Fahrzeuges ermittelt wird. Ist die Fahrbahn glatt, zeichnet sich die Anfahrposition durch eine verbreiterte Reifenspur ab, da aufgrund eines sogenannten Durchdrehens der Antriebsräder ein Drift zu verzeichnen ist.
  • In Abhängigkeit des Verlaufes und der Form der Reifenspuren werden in einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens für die automatische Fahrzeugführung eine Geschwindigkeit und eine Getriebeposition des Fahrzeuges ermittelt. Dadurch wird das Fahrzeug im automatisierten Fahrbetrieb in Abhängigkeit der vorliegenden Verhältnisse der Fahrbahn weitestgehend optimal betrieben, so dass ein Rutschen und eine dadurch bedingte Gefährdung für das Fahrzeug und sich in der unmittelbaren Umgebung befindende Verkehrsteilnehmer weitestgehend ausgeschlossen werden kann.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei eine mit der Umgebungssensorik verbundene Steuereinheit, insbesondere des Assistenzsystems, anhand erfasster Signale der Umgebungssensorik ermittelt, ob eine dem im automatisierten Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeug vorausliegende Fahrbahn schneebedeckt ist und Reifenspuren aufweist, wobei die Steuereinheit im Fall von Reifenspuren deren Verlauf und Form ermittelt und die Steuereinheit in Abhängigkeit von dem ermittelten Verlauf und der Form für das Fahrzeug entscheidet, ob eine Fahrt entlang dieser Reifenspuren kritisch ist.
  • Die Steuereinheit wertet die erfassten Signale der Umgebungssensorik aus, wobei ein Ergebnis in Bezug auf die Reifenspuren der weiteren Führung des Fahrzeuges im automatisierten Fahrbetrieb zugrunde legbar sind und sich dadurch das Risiko eines Wegrutschens des Fahrzeuges zumindest verringert.
  • Im Fall, dass die Fahrt entlang der Reifenspuren kritisch ist, ermittelt die Steuereinheit eine zu diesen Reifenspuren beabstandete, durch unbefahrenen Schnee führende Trajektorie. Insbesondere ermittelt die Steuereinheit diese Trajektorie, wenn analysiert und interpretiert wurde, dass die Fahrbahn im Bereich der Reifenspuren verhältnismäßig glatt ist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Insbesondere handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein sogenanntes Shuttle und/oder Robotaxi.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt die:
    • 1 schematisch einen Ausschnitt eines auf einer schneebedeckten Fahrbahn fahrenden Fahrzeuges.
  • Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt eines auf einer schneebedeckten Fahrbahn F fahrenden Fahrzeuges 1.
  • Von dem Fahrzeug 1 ist ein Ausschnitt einer Instrumententafel 2 und einer Windschutzscheibe 3 gezeigt.
  • Das Fahrzeug 1 fährt im automatisierten Fahrbetrieb, wobei das Fahrzeug 1 dazu über ein nicht näher dargestelltes Assistenzsystem im Fahrzeug 1 verfügt, welches eine Fahraufgabe des Fahrzeuges 1 vollumfänglich übernimmt.
  • Bestandteil des Assistenzsystems ist eine Umgebungssensorik mit einer Anzahl von im und/oder am Fahrzeug 1 angeordneten Erfassungseinheiten. Dabei ist zumindest eine Erfassungseinheit als Videokamera ausgeführt, wobei es ich bei den anderen Erfassungseinheiten beispielsweise um lidar-, radar- und/oder ultraschallbasierte Sensoren handeln kann. Die Umgebungssensorik ist zur Auswertung und Weiterverarbeitung erfasster Signale mit einer Steuereinheit des Assistenzsystems verbunden.
  • Um das Verhalten des Fahrzeuges 1 im automatisierten Fahrbetrieb bei winterlichen Verhältnissen zu optimieren, ist ein im Folgenden beschriebenes Verfahren vorgesehen.
  • Dabei nutzt das Verfahren Reifenspuren R eines nicht näher dargestellten, dem Fahrzeug 1 vorausgefahrenen Fahrzeuges, die sich im Schnee S auf der Fahrbahn F abzeichnen.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt so viel Schnee S auf der Fahrbahn F, dass eine Fahrbahnmarkierung nicht sichtbar ist und somit von der Umgebungssensorik des Fahrzeuges 1 nicht erfasst werden kann.
  • Eine Fahrspur des Fahrzeuges 1, die geltenden Verkehrsregeln entspricht, wird mittels Karteninformationen, anhand erfasster Signale der Umgebungssensorik ermittelter Merkmale und/oder anhand von erweiterten Objekten, wie beispielsweise geparkten weiteren Fahrzeugen 4, einem Bordstein 5, einem Gartenzaun und/oder einer Hecke 6 abgeleitet.
  • Zudem werden anhand der erfassten Signale der Umgebungssensorik, insbesondere der Kamera, die Reifenspuren R eines vorausgefahrenen Fahrzeuges ermittelt. Insbesondere werden die Reifenspuren R anhand von Kontrasten und/oder Farbunterschieden zwischen dem Schnee S und vorhandener Reifenspuren R ermittelt. Alternativ oder zusätzlich werden durch Anpassen von Fahrspurmodellen anhand von Fahrzeugdaten und durch Klassifikation der angepassten Linien als Reifenspuren R diese erkannt.
  • In Bezug auf die erfassten Reifenspuren R werden deren Erscheinungsbild, insbesondere deren Verlauf oder deren Verlauf und Form ermittelt, wobei anhand des Verlaufes, insbesondere des Krümmungsverlaufes, und der Form, insbesondere des Breitenverlaufs, eine Untergrundbeschaffenheit der Fahrbahn F, ermittelt wird, insbesondere ermittelt wird, ob es glatt ist.
  • Wenn es glatt ist, geraten Fahrzeuge unter Umständen ins Schlingern, wobei dieses Schlingern anhand des Verlaufes der Reifenspuren R sichtbar ist, also erkannt werden kann.
  • Weiterhin ist es anhand des Verlaufes und der Form der Reifenspuren R möglich, Verkehrspositionen zu analysieren, in denen zumindest ein dem Fahrzeug 1 vorausgefahrenes Fahrzeug angefahren ist. Eine solche Verkehrsposition stellt eine Haltestelle, eine Rechts-vor-links-Situation oder dergleichen dar. Ist die Fahrbahn F glatt, zeichnen sich die Reifenspuren R, an dem Ort des Anfahrens, durch eine breite Linie aus, da durch das Durchdrehen der Antriebsräder ein Driften dieser auftritt.
  • Für das Fahrzeug 1 ist das Fahren entlang von Reifenspuren R eines zuvor ins Schlingern oder Driften geratenen anderen Fahrzeugs kritisch, denn für das Fahrzeug 1 bedeutet dies, dass es ebenfalls ins Schlingern oder Driften geraten könnte. Das Schlingern oder Driften stellt einen für das Fahrzeug 1 kritischen Fahrzustand dar, der möglichst vermieden werden sollte.
  • Die Analyse und Bewertung des Erscheinungsbildes der Reifenspuren R, insbesondere deren Merkmale Verlauf und Form, kann beispielsweise durch Bilderverarbeitung erfolgen, wobei basierend auf einem Lernverfahren Reifenspuren R identifiziert werden, die einen für Schlinger- oder Driftbewegungen typischen Verlauf haben.
  • Die Informationen in Bezug auf den Verlauf und die Form der Reifenspuren R im Schnee S durch ein vorausgefahrenes Fahrzeug kann für eine Ableitung einer Trajektorie für das Fahrzeug 1 auf zwei Arten genutzt werden.
  • Zum einen können eine Geschwindigkeit und eine Getriebeposition für das Fahrzeug 1 ermittelt werden, die am Fahrzeug 1 einzustellen sind, um das Durchdrehen der Fahrzeugräder des Fahrzeuges 1 zu vermeiden, wenn dieses den Reifenspuren R folgt, und zum anderen kann eine Trajektorie für die Führung des Fahrzeugs 1 ermittelt werden.
  • Hierzu ist es möglich, dass das Fahrzeug 1 der Reifenspur R des vorausgefahrenen Fahrzeuges in den Bereichen folgt, wo keine kritischen Bereiche, insbesondere im Hinblick auf Glätte, ermittelt wurden.
  • Für die ermittelten kritischen Bereiche, wird die Trajektorie für das Fahrzeug 1 derart ermittelt, dass sie das Fahrzeug 1 bei schneebedeckter Fahrbahn F durch unbefahrenen Schnee S führt. Diese ermittelte Trajektorie wird dann einer automatischen Fahrzeugführung des Fahrzeuges 1, d. h. dessen automatisierten Fahrbetriebes, zugrunde gelegt. Das heißt, eine initiale Trajektorie des Fahrzeugs 1, die dem automatisierten Fahrbetrieb zunächst zugrunde gelegt worden ist, wird an den ermittelten kritischen Bereichen durch eine modifizierte neue Trajektorie ersetzt, so dass die kritischen Bereiche umfahren werden.
  • In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass insbesondere in Bezug auf Glätteentwicklung, Wetterdaten, die dem Fahrzeug 1 über einen Wetterdienst zur Verfügung gestellt werden, berücksichtigt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Instrumententafel
    3
    Windschutzscheibe
    4
    geparktes Fahrzeug
    5
    Bordstein
    6
    Hecke
    F
    Fahrbahn
    R
    Reifenspur
    S
    Schnee
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012201896 A1 [0002]
    • EP 1680317 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems eines Fahrzeuges (1), wobei anhand erfasster Signale einer Umgebungssensorik eine Umgebung des Fahrzeuges (1) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - ermittelt wird, ob eine dem in einem automatisierten Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeug (1) vorausliegende Fahrbahn (F) schneebedeckt ist und Reifenspuren (R) aufweist, wobei - im Fall von Reifenspuren (R) deren Verlauf ermittelt wird und - in Abhängigkeit des ermittelten Verlaufs der Reifenspuren (R) für das Fahrzeug (1) entschieden wird, ob eine Fahrt entlang dieser Reifenspuren (R) kritisch ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Form der Reifenspuren (R) ermittelt wird und die Entscheidung, ob eine Fahrt entlang dieser Reifenspuren kritisch ist, in Abhängigkeit des ermittelten Verlaufs und in Abhängigkeit der ermittelten Form der Reifenspuren (R) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall, dass die Fahrt entlang der Reifenspuren (R) kritisch ist, eine zu diesen Reifenspuren (R) beabstandete, durch unbefahrenen Schnee (S) führende Trajektorie ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese ermittelte Trajektorie einer automatisierten Fahrzeugführung des Fahrzeuges (1) zugrunde gelegt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifenspuren (R) auf der schneebedeckten Fahrbahn (F) zumindest anhand eines Kontrastes und/oder Farbunterschiedes ermittelt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Verlaufes und der Form der Reifenspuren (R) eine Untergrundbeschaffenheit der Fahrbahn (F) ermittelt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Verlaufes und der Form der Reifenspuren (R) eine Anfahrposition eines vorausgefahrenen Fahrzeuges ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Verlaufes der Reifenspuren (R) und/oder der Form der Reifenspuren (R) für eine automatisierte Fahrzeugführung eine Geschwindigkeit und eine Getriebeposition des Fahrzeuges (1) ermittelt werden.
  9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - eine mit der Umgebungssensorik verbundene Steuereinheit anhand erfasster Signale der Umgebungssensorik ermittelt, ob eine dem im automatisierten Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeug (1) vorausliegende Fahrbahn (F) schneebedeckt ist und Reifenspuren (R) aufweist, wobei - die Steuereinheit im Fall von Reifenspuren (R) deren Verlauf und Form ermittelt und - die Steuereinheit in Abhängigkeit von dem ermittelten Verlauf und der Form für das Fahrzeug (1) entscheidet, ob eine Fahrt entlang dieser Reifenspuren (R) kritisch ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall, dass die Fahrt entlang der Reifenspuren (R) kritisch ist, die Steuereinheit eine zu diesen Reifenspuren (R) beabstandete, durch unbefahrenen Schnee (S) führende Trajektorie ermittelt.
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