DE102016007899A1 - Method for operating a device for traffic situation analysis, motor vehicle and data processing device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung (3) zur Verkehrssituationsanalyse, welche auf ein zumindest teilautonom betreibbares Kraftfahrzeug (1) bezogene Eingangsdaten verarbeitet, wobei die Eingangsdaten eine Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) beschreibende geografische Kartendaten und Positionen und/oder Bewegungsrichtungen weiterer Verkehrsteilnehmer (19, 20) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) beschreibende Umgebungsdaten umfassen, aufweisend die Schritte: – Ermitteln einer einen prädizierten Bewegungsraum (21) des Kraftfahrzeugs (1) beschreibenden Bewegungsrauminformation aus den Kartendaten; – Ermitteln einer wenigstens einen prädizierten Bewegungsweg (27, 28) wenigstens eines Verkehrsteilnehmers (19, 20) beschreibenden Bewegungsweginformation durch Anwenden eines Bewegungsprädiktionsmodells auf die Umgebungsdaten; – Ermitteln einer die Relevanz für eine Verkehrssituationsanalyse wenigstens eines Teilbewegungsraums (31) beschreibenden Bewertungsinformation in Abhängigkeit der Bewegungsrauminformation und der Bewegungsweginformation; und – Durchführen der Verkehrssituationsanalyse für den oder wenigstens einen Teilbewegungsraum (31) in Abhängigkeit der Bewertungsinformation.Method for operating a device (3) for traffic situation analysis, which processes input data relating to an at least partially autonomously operable motor vehicle (1), wherein the input data include geographical map data describing an environment of the motor vehicle (1) and positions and / or directions of movement of further road users (19, 20 ) in the environment of the motor vehicle (1) descriptive environment data, comprising the steps: - determining a movement space information describing a predicted movement space (21) of the motor vehicle (1) from the map data; Determining motion path information describing at least one predicted movement path (27, 28) of at least one traffic participant (19, 20) by applying a motion prediction model to the environment data; Determining a rating information describing the relevance for a traffic situation analysis of at least one partial movement space (31) as a function of the movement space information and the movement path information; and - performing the traffic situation analysis for the or at least one partial movement space (31) depending on the evaluation information.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse.The invention relates to a method for operating a device for traffic situation analysis.
Bei teilautonom und insbesondere vollständig autonom betreibbaren Kraftfahrzeugen ist die Vermeidung von Kollisionen mit anderen Verkehrsteilnehmern eine zentrale Voraussetzung für deren praktische Anwendbarkeit im Straßenverkehr. Dazu muss ein derartiges Kraftfahrzeug in der Lage sein, Verkehrssituationen korrekt zu analysieren, um das Kollisionspotenzial mit Verkehrsteilnehmern in seiner Umgebung bewerten zu können. Eine diese Aufgaben realisierende Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse für ein Kraftfahrzeug ist im Stand der Technik an sich bekannt. Ebenso kann eine Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse auf einer Datenverarbeitungseinrichtung außerhalb eines Kraftfahrzeugs zur Simulation im Rahmen von Versuchen und dergleichen betrieben werden. Typischerweise wird dabei zur Ermittlung der Gefahr einer möglichen Kollision im Rahmen der Verkehrssituationsanalyse eine Kollisionszeit (Time-To-Collision), also die Dauer bis zum Eintritt einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Verkehrsteilnehmer unter vorgegebenen Randbedingungen, berechnet und als Kritikalitätsmaß verwendet.In teilautonom and in particular fully autonomously operable motor vehicles, the avoidance of collisions with other road users a key requirement for their practicality in road transport. For this purpose, such a motor vehicle must be able to analyze traffic situations correctly in order to assess the potential for collision with road users in its environment. One of these tasks realizing device for traffic situation analysis for a motor vehicle is known per se in the art. Likewise, a device for traffic situation analysis on a data processing device outside of a motor vehicle for simulation in the context of experiments and the like can be operated. Typically, a collision time (time-to-collision), ie the time until the occurrence of a collision of the motor vehicle with the road user under predetermined boundary conditions, is calculated and used as criterion of criticality to determine the risk of a possible collision in the context of the traffic situation analysis.
So ist beispielsweise aus der
Gerade im urbanen Verkehr, in dem sich typischerweise eine Vielzahl weiterer Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindet, hat sich eine solche auf die Kollisionszeit abstellende Verkehrssituationsanalyse als sehr unspezifisch erwiesen, d. h. es werden für sehr viele Verkehrsteilnehmer mögliche Kollisionen ermittelt. Derartige Fehlalarme führen mithin zu unerwünschten, den Fahrkomfort eines zumindest teilautonom betriebenen Fahrzeugs einschränkenden Fahreingriffen. Ähnlich ungenau verhalten sich bekannte Verkehrssituationsanalysen auch bei längeren Prädiktionszeiträumen von beispielsweise mehr als 2,5 Sekunden, da mit der Dauer des Prädiktionszeitraums ebenfalls die Zahl möglicher Kollisionssituationen steigt.Especially in urban traffic, in which there is typically a large number of other road users in the vicinity of the motor vehicle, such a traffic situation analysis which is geared to the collision time has proven to be very unspecific, ie. H. It will be determined for many road users possible collisions. Such false alarms thus lead to unwanted, the ride comfort of an at least partially autonomously operated vehicle restricting driving interventions. Similar traffic situation analyzes behave similarly inaccurate even with longer prediction periods of, for example, more than 2.5 seconds, since the duration of the prediction period also increases the number of possible collision situations.
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, den Betrieb einer Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse, insbesondere im Hinblick auf urbane Verkehrssituationen und längere Prädiktionszeiträume, zu verbessern.The invention is therefore based on the object to improve the operation of a device for traffic situation analysis, in particular with regard to urban traffic situations and longer prediction periods.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse, welche auf ein zumindest teilautonom betreibbares Kraftfahrzeug bezogene Eingangsdaten verarbeitet, wobei die Eingangsdaten eine Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibende geografische Kartendaten und Positionen und/oder Bewegungsrichtungen weiterer Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibende Umgebungsdaten umfassen, aufweisend die Schritte:
- – Ermitteln einer einen prädizierten Bewegungsraum des Kraftfahrzeugs beschreibenden Bewegungsrauminformation aus den Kartendaten;
- – Ermitteln einer wenigstens einen prädizierten Bewegungsweg wenigstens eines Verkehrsteilnehmers beschreibenden Bewegungsweginformation durch Anwenden eines Bewegungsprädiktionsmodells auf die Umgebungsdaten;
- – Ermitteln einer die Relevanz für eine Verkehrssituationsanalyse wenigstens eines Teilbewegungsraums beschreibenden Bewertungsinformation in Abhängigkeit der Bewegungsrauminformation und der Bewegungsweginformation; und
- – Durchführen der Verkehrssituationsanalyse für den oder wenigstens einen Teilbewegungsraum in Abhängigkeit der Bewertungsinformation.
- Determining a movement space information describing a predicted movement space of the motor vehicle from the map data;
- Determining motion path information describing at least one predicted movement path of at least one traffic participant by applying a motion prediction model to the environment data;
- Determining a rating information describing the relevance for a traffic situation analysis of at least one partial movement space as a function of the movement space information and the movement path information; and
- - Carrying out the traffic situation analysis for the or at least a partial movement space depending on the evaluation information.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, vor der Durchführung der eigentlichen Verkehrssituationsanalyse einen oder mehrere möglicherweise künftig durch das Kraftfahrzeug zu befahrende Teilbewegungsräume in der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu identifizieren, die für eine adäquate Verkehrssituationsanalyse von Relevanz sind und diese Relevanz durch eine Bewertungsinformation zu bewerten. Der sich anschließenden Verkehrssituationsanalyse wird dann wenigstens ein solcher als hinreichend relevant bewerteter Teilbewegungsraum unterzogen. Der Durchführung der Verkehrssituationsanalyse, die beispielsweise eine herkömmliche Bestimmung der Kollisionszeit umfasst, kann mithin eine Auswahl vorgelagert werden, um die Verkehrssituationsanalyse auf besonders relevante oder mit anderen Worten besonders interessante Abschnitte der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu beschränken. Die Bewertungsinformation kann insofern auch als Interessantheitsmaß für einen jeweiligen Teilbewegungsraum aufgefasst werden. Mithin muss die Verkehrssituationsanalyse vorteilhafterweise nicht mehr für alle Kollisionsmöglichkeiten mit sämtlichen Verkehrsteilnehmern in der Umgebung des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Dadurch kann insbesondere bei komplexen Verkehrssituationen im urbanen Raum mit vielen Verkehrsteilnehmern und/oder bei einem langen, eine Vielzahl von Verkehrsteilnehmern berücksichtigenden Prädiktionszeitraum die Anzahl an Fehlalarmen für eine bevorstehende Kollision und damit auch die Anzahl an Fahreingriffen reduziert werden.The invention is based on the consideration of identifying one or more sub-movement spaces in the surroundings of the motor vehicle to be traveled by the motor vehicle before the actual traffic situation analysis, which are of relevance for an adequate traffic situation analysis and to evaluate this relevance by an evaluation information. The subsequent traffic situation analysis is then subjected to at least one such sub-movement space rated as sufficiently relevant. The execution of the traffic situation analysis, which includes, for example, a conventional determination of the collision time, can therefore be preceded by a selection in order to limit the traffic situation analysis to particularly relevant or, in other words, particularly interesting sections of the surroundings of the motor vehicle. The evaluation information can also be understood as an interesting measure for a particular partial movement space. Consequently, the traffic situation analysis advantageously no longer has to be carried out for all collision possibilities with all road users in the vicinity of the motor vehicle. This can Especially in complex traffic situations in urban areas with many road users and / or with a long, a plurality of road users considering prediction time, the number of false alarms for an impending collision and thus the number of driving interventions are reduced.
Grundsätzlich verarbeitet die Einrichtung zur Verkehrsanalyse auf ein zumindest teilautonom betreibbares, insbesondere vollständig autonom betreibbares, Kraftfahrzeug bezogene Eingangsdaten in Form von Kartendaten und Umgebungsdaten. Dabei kann es sich um auf reales Fahrzeugs bezogene Daten handeln, beispielsweise um Sensordaten einer im Kraftfahrzeug verbauten Sensoreinrichtung und/oder mittels einer Kommunikationseinrichtung empfangene Daten des wenigstens einen weiteren Verkehrsteilnehmers. Ausgangsdaten der Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse können dann einem Fahrzeugsystem zur vollständig autonomen Steuerung des Kraftfahrzeugs oder bei einem lediglich teilautonom betreibbaren Kraftfahrzeug einem Fahrzeugsystem zur Realisierung einer Assistenzfunktion (Notbremsassistent, adaptive Geschwindigkeitsregelanlage etc.) bereitgestellt werden. Es ist aber auch möglich, dass sich die Eingangsdaten auf ein zu simulierendes Kraftfahrzeug beziehen, wobei die Eingangsdaten dann typischerweise von einer so genannten logischen Datenbasis bereitgestellt werden, die eine künstlich generierte oder in der Vergangenheit aufgenommene reale Verkehrssituation repräsentierende Daten als Eingangsdaten bereitstellt.In principle, the device for traffic analysis processes input data in the form of map data and environmental data, which can be operated at least partially autonomously, in particular can be operated completely autonomously and is related to motor vehicles. This may be data relating to real vehicle, for example sensor data of a sensor device installed in the motor vehicle and / or data of the at least one further road user received by means of a communication device. Output data of the device for traffic situation analysis can then be provided to a vehicle system for completely autonomous control of the motor vehicle or to a vehicle system for implementing an assistance function (emergency brake assistant, adaptive cruise control system etc.). However, it is also possible that the input data relate to a motor vehicle to be simulated, wherein the input data is then typically provided by a so-called logical database which provides an artificially generated or recorded in the past real traffic situation representing data as input data.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem Schritt die den prädizierten Bewegungsraum des Kraftfahrzeugs beschreibende Bewegungsrauminformation aus den Kartendaten ermittelt. Ein solcher prädizierter Bewegungsraum umfasst insbesondere Abschnitte der Umgebung des Kraftfahrzeugs, in denen sich dieses beispielsweise unter Berücksichtigung der Infrastruktur oder der Manövrierfähigkeit des Kraftfahrzeugs demnächst bewegen könnte. So gehören beispielsweise solche Abschnitte der Umgebung des Kraftfahrzeugs nicht zum Bewegungsraum, die nicht zum Befahren vorgesehen sind oder bei einem regelmäßigen, insbesondere verkehrsregelkonformen, Betrieb des Kraftfahrzeugs nicht befahren werden dürfen. Ein solcher Bewegungsraum wird auch als „Maneuver Space” bezeichnet. Bevorzugt wird der Bewegungsraum als ein flächiger und/oder zusammenhängender Abschnitt einer durch die Kartendaten repräsentierten Karte der Umgebung ermittelt. Grundsätzlich ist aber auch eine eindimensionale Repräsentation des Bewegungsraums, beispielsweise in Form einer oder mehrerer prädizierter Trajektorien, oder eine dreidimensionale, also einen Körper beschreibende, Repräsentation des Bewegungsraums denkbar.In the context of the method according to the invention, the movement space information describing the predicted movement space of the motor vehicle is determined from the map data in one step. Such a predicted movement space comprises, in particular, sections of the surroundings of the motor vehicle in which it could soon move, for example taking into account the infrastructure or the maneuverability of the motor vehicle. For example, such sections of the environment of the motor vehicle do not belong to the movement space, which are not intended for driving or may not be used in a regular, in particular traffic rules compliant, operation of the motor vehicle. Such a movement space is also called "Maneuver Space". Preferably, the movement space is determined as a planar and / or contiguous portion of a map of the environment represented by the map data. In principle, however, a one-dimensional representation of the movement space, for example in the form of one or more predicted trajectories, or a three-dimensional, that is to say a body descriptive, representation of the movement space is also conceivable.
In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die den wenigstens einen prädizierten Bewegungsweg des wenigstens einen Verkehrsteilnehmers beschreibende Bewegungsinformation durch Anwenden eines Bewegungsprädiktionsmodells auf die Umgebungsdaten ermittelt. Ein Bewegungsweg beschreibt mithin einen prädizierten künftigen Bewegungsverlauf eines Verkehrsteilnehmers in der Umgebung des Kraftfahrzeugs. Das dabei zu verwendende Bewegungsprädiktionsmodell (sog. Motion Prediction Model) kann dazu basierend auf einer Verhaltenshypothese den wenigstens einen prädizierten Bewegungsweg des Verkehrsteilnehmers ermitteln. Ein Bewegungsweg wird dabei bevorzugt eindimensional, also insbesondere als Trajektorie, repräsentiert, wobei selbstverständlich auch hier analog zum Bewegungsraum eine zwei- oder dreidimensionale Repräsentation denkbar ist. Die Schritte der Ermittlung der Bewegungsrauminformation und der Ermittlung der Bewegungsweginformation können prinzipiell in beliebiger Reihenfolge sequentiell oder parallel durchgeführt werden.In a further step of the method according to the invention, the movement information describing the at least one predicted movement path of the at least one road user is determined by applying a motion prediction model to the environment data. A movement path thus describes a predicted future movement course of a road user in the vicinity of the motor vehicle. The motion prediction model (so-called motion prediction model) to be used in this case can determine the at least one predicted movement path of the road user on the basis of a behavioral hypothesis. In this case, a movement path is preferably represented one-dimensionally, that is to say in particular as a trajectory, whereby, of course, a two-dimensional or three-dimensional representation is also conceivable here analogously to the movement space. The steps of determining the movement space information and the determination of the movement path information can, in principle, be performed sequentially or in parallel in any order.
Erfindungsgemäß wird außerdem in Abhängigkeit der Bewegungsrauminformation und der Bewegungsweginformation die die Relevanz für die Verkehrssituationsanalyse wenigstens eines Teilbewegungsraums beschreibende Bewertungsinformation ermittelt. Mithin kann wenigstens ein Teilbewegungsraum als Unterraum des Bewegungsraums bestimmt werden, der sich unter Berücksichtigung der Bewegungsrauminformation und der Bewegungsweginformation als relevant für eine Verkehrssituationsanalyse erweist. Dazu wird zusätzlich die Bewertungsinformation ermittelt, die diese Relevanz quantifiziert.According to the invention, the evaluation information describing the relevance for the traffic situation analysis of at least one partial movement space is also determined as a function of the movement space information and the movement path information. Consequently, at least one partial movement space can be determined as a subspace of the movement space which, taking into account the movement space information and the movement path information, proves to be relevant for a traffic situation analysis. In addition, the evaluation information that quantifies this relevance is determined.
Die anschließende Durchführung der Verkehrssituationsanalyse erfolgt dann in Abhängigkeit der Bewertungsinformation, wobei beispielsweise wenigstens einer von mehreren ermittelten Teilbewegungsräumen in Abhängigkeit der Bewertungsinformation ausgewählt werden kann. Zweckmäßigerweise erfolgt so die Ermittlung des wenigstens einen Teilbewegungsraums zu einem Zeitpunkt, an dem die Verkehrssituationsanalyse noch nicht sinnvoll durchführbar ist, beispielsweise weil eine dabei zu berücksichtigende Kollisionszeit noch nicht oder nicht sinnvoll ermittelt werden kann. Im Rahmen der Durchführung der Verkehrssituationsanalyse können zudem zusätzliche Informationen wie ein detektiertes Fehlverhalten der Verkehrsteilnehmer, Aspekte der Sensorblindheit der Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs, erkannte Fehler der Sensoreinrichtung aus einer Selbstdiagnose und dergleichen einfließen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere kontinuierlich für mehrere Zeitschritte, denen jeweils ein aktualisierter Satz von Eingangsdaten zu Grunde liegt, durchgeführt werden, um die Verkehrssituationsanalyse in Echtzeit zu ermöglichen.The subsequent implementation of the traffic situation analysis then takes place as a function of the evaluation information, wherein, for example, at least one of a plurality of determined partial movement spaces can be selected as a function of the evaluation information. Expediently, the determination of the at least one partial movement space takes place at a point in time at which the traffic situation analysis can not be carried out meaningfully, for example because a collision time to be taken into account can not yet be determined or not sensibly determined. In the context of carrying out the traffic situation analysis, additional information such as a detected misconduct of the road users, aspects of sensor blindness of the sensor device of the motor vehicle, detected errors of the sensor device from a self-diagnosis and the like can also be incorporated. In particular, the method according to the invention can be carried out continuously for a plurality of time steps, each of which is based on an updated set of input data, in order to enable traffic situation analysis in real time.
Um den Rechenaufwand bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu begrenzen, wird es bevorzugt, wenn beim Ermitteln der Bewegungsrauminformation und/oder der wenigstens einen Bewegungsweginformation nur einen vorgegebenen Radius um das Kraftfahrzeug beschreibende Kartendaten und/oder Umgebungsdaten berücksichtigt werden. Dieser Radius wird zweckmäßigerweise anwendungsspezifisch gewählt, wobei beispielsweise für einen Notbremsassistenten ein kleinerer Radius gewählt werden kann als für eine adaptive Geschwindigkeitsregelungsanlage. In order to limit the computational effort when carrying out the method according to the invention, it is preferred if, during determination of the movement space information and / or the at least one movement path information, only a predetermined radius about the motor vehicle describing map data and / or surrounding data are taken into account. This radius is expediently selected application-specific, wherein, for example, a smaller radius can be selected for an emergency brake assistant than for an adaptive cruise control system.
Es ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zudem besonders vorteilhaft, wenn die Bewegungsrauminformation und/oder die wenigstens eine Bewegungsweginformation in Abhängigkeit einer in der Umgebung geltende Verkehrsregeln beschreibenden Verkehrsregelinformation und/oder einer die Infrastruktur der Umgebung beschreibenden Infrastrukturinformation ermittelt wird. Die Verkehrsregelinformation kann beispielsweise Informationen über geltende Vorfahrt- und/oder Vorrangregelungen umfassen, die eine verkehrsregelkonforme Bewegung des Kraftfahrzeugs bzw. des Verkehrsteilnehmers und damit auch den für sie zu ermittelnden Bewegungsraum bzw. Bewegungsweg beeinflussen. Ein solcher Einfluss kann sich auch aus der Infrastruktur der Umgebung ergeben, beispielsweise durch die Breite einer Fahrbahn und/oder einer die Fahrbahn unterteilenden Fahrspur bzw. die Breite eines vergleichbaren Verkehrswegs eines anderen Verkehrsteilnehmers, also beispielsweise einem Gehweg und/oder einem Radweg. Die Infrastrukturinformation kann auch Informationen über Fahrbahnmarkierungen und Verkehrsregelungsanlagen, beispielsweise Lichtzeichenanlagen, umfassen.It is also particularly advantageous in the method according to the invention if the movement space information and / or the at least one movement path information is determined as a function of a traffic regulation information describing traffic regulations in the environment and / or infrastructure information describing the infrastructure of the environment. The traffic regulation information may include, for example, information about applicable priority and / or priority regulations that influence a traffic-law-compliant movement of the motor vehicle or the road user and thus also the movement space or movement path to be determined for them. Such an influence can also result from the infrastructure of the environment, for example by the width of a roadway and / or a lane subdividing the lane or the width of a comparable traffic lane of another road user, for example a walkway and / or a cycle path. The infrastructure information may also include information about lane markings and traffic control systems, such as traffic lights.
Die Infrastrukturinformation wird bevorzugt aus den Kartendaten abgeleitet. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine wesentlich realistischere Bestimmung des Bewegungsraums und/oder des wenigstens einen Bewegungswegs.The infrastructure information is preferably derived from the map data. This advantageously allows a much more realistic determination of the movement space and / or the at least one movement path.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn aus der Verkehrsregelinformation und/oder der Infrastrukturinformation wenigstens ein den Bewegungsraum und/oder den Bewegungsweg beschränkender Verkehrswegverlauf und/oder wenigstens eine Haltelinie für eine Verkehrswegänderung bestimmt werden. Der Bewegungsraum kann mithin beispielsweise auf Basis der Infrastrukturinformation und/oder der Verkehrsregelinformation anhand der geltenden Links- oder Rechtsverkehrsregelung und einer Fahrbahnmarkierung auf mögliche Verkehrswegabschnitte, insbesondere Fahrbahnabschnitte, eingeschränkt werden. Ebenso ist es möglich durch die Berücksichtigung von Vorfahrt- und/oder Vorrangregelungen bei einer Verkehrswegänderung, also zum Beispiel einem Abbiegevorgang, Haltelinien zu identifizieren, an denen das Kraftfahrzeug bzw. der Verkehrsteilnehmer warten wird, um die Vorfahrt oder den Vorrang zu gewähren.In this context, it has proved to be particularly favorable if at least one traffic route course restricting the movement space and / or the movement path and / or at least one stop line for a traffic route change are determined from the traffic regulation information and / or the infrastructure information. The movement space can therefore for example be limited to possible traffic route sections, in particular road sections, on the basis of the infrastructure information and / or the traffic regulation information on the basis of the applicable left or right-hand traffic regulation and a lane marking. Likewise, it is possible by the consideration of priority and / or priority regulations in a traffic route change, so for example a turn to identify stop lines at which the motor vehicle or the road user will wait to grant the right of way or priority.
Es wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zudem bevorzugt, wenn der Bewegungsraum aufgrund mehrerer Trajektorien für mögliche zukünftige Fahrmanöver durch das Kraftfahrzeug belegte Fahrbahnabschnitte umfasst. Mit anderen Worten können zur Ermittlung des Bewegungsraums zunächst Trajektorien für künftige Fahrmanöver bestimmt werden und dann Fahrbahnabschnitte identifiziert werden, die bei einem Abfahren dieser Trajektorien belegt werden würden. Zweckmäßigerweise wird dabei auch die Verkehrsregelinformation und/oder die Infrastrukturinformation berücksichtigt, so dass der Bewegungsraum nicht nur Fahrbahnabschnitte umfasst, die sich bei einer Projektion der äußeren Begrenzung des Kraftfahrzeugs auf die Fahrbahn ergeben würden, sondern vollständige für die verkehrsregelkonforme Bewegung des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehende Fahrspuren umfasst.In the case of the method according to the invention, it is also preferred if, due to a plurality of trajectories, the movement space comprises lane sections occupied by the motor vehicle for possible future driving maneuvers. In other words, in order to determine the movement space, trajectories for future driving maneuvers can first be determined, and then roadway sections which would be occupied when the trajectories are traveled can be identified. Appropriately, the traffic control information and / or the infrastructure information is taken into account, so that the movement space includes not only road sections, which would result in a projection of the outer boundary of the motor vehicle on the road, but complete lanes available for the traffic regulations compliant movement of the motor vehicle includes.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zudem besonders zweckmäßig, wenn die Umgebungsdaten für den wenigstens einen Verkehrsteilnehmer, dessen Position und/oder Bewegungsrichtung sie beschreiben, eine Klassifikationsinformation umfassen, welche beim Anwenden des Bewegungsprädiktionsmodells berücksichtigt wird. Zur Ermittlung einer solchen Klassifikationsinformation verwendbare Klassifikationsalgorithmen sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt und nutzen beispielsweise Bilderkennungsverfahren, auf deren Basis der Verkehrsteilnehmer als weiteres Kraftfahrzeug, Fußgänger, Radfahrer etc. klassifizierbar ist. Selbstverständlich ist auch noch eine feinere Klassifikation möglich, beispielsweise bei einem weiteren Kraftfahrzeug als Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Kraftrad etc.In the context of the method according to the invention, it is also particularly expedient if the environmental data for the at least one road user whose position and / or movement direction they describe comprise classification information which is taken into account when applying the motion prediction model. Classification algorithms that can be used to determine such classification information are known per se from the prior art and use, for example, image recognition methods, on the basis of which the road user can be classified as another motor vehicle, pedestrian, cyclist, etc. Of course, even a finer classification is possible, for example, in another motor vehicle as a passenger car, truck, motorcycle etc.
Da unterschiedliche Klassen von Verkehrsteilnehmern mitunter aufgrund ihrer Manövrierfähigkeit oder verkehrspsychologischer Aspekte ein unterschiedliches Verhalten zeigen wird es zudem bevorzugt, wenn das Bewegungsprädiktionsmodell für verschiedene Klassen von Verkehrsteilnehmern unterschiedliche Verhaltenshypothesen anwendet. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine wesentlich präzisere Prädiktion eines Bewegungsweges.Since different classes of road users show sometimes different behavior due to their maneuverability or traffic psychological aspects, it is also preferred if the motion prediction model applies different behavioral hypotheses for different classes of road users. This advantageously allows a much more precise prediction of a movement path.
Zweckmäßigerweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beim Ermitteln der Bewegungsweginformation ein Prädiktionszeitraum von wenigstens 2,5 Sekunden, insbesondere wenigstens 5 Sekunden zugrunde gelegt. Es hat sich gezeigt, dass gerade bei derartigen längeren Prädiktionszeiträumen eine Verkehrssituationsanalyse auf Basis einer Kollisionszeit nur Ergebnisse von geringer Qualität liefert, so dass die erfindungsgemäß vorgeschlagene bewertungsinformationsabhängige Durchführung der Verkehrssituationsanalyse besonders wirkungsvoll ist. Ebenso hat sich gezeigt, dass beim Ermitteln der Bewegungsweginformation ein zugrunde gelegter Prädiktionszeitraum von höchstens 12 Sekunden, insbesondere höchstens 10 Sekunden, den größtmöglichen Effekt auf die Verkehrssituationsanalyse hat.Expediently, in the method according to the invention when determining the movement path information, a prediction period of at least 2.5 seconds, in particular at least 5 seconds, is used. It has been found that it is precisely with such longer prediction periods that a traffic situation analysis based on a collision time only produces results of less Quality delivers, so that the invention proposed evaluation information-dependent implementation of the traffic situation analysis is particularly effective. It has also been found that when determining the motion path information, an underlying prediction period of at most 12 seconds, in particular at most 10 seconds, has the greatest possible effect on the traffic situation analysis.
Mit Vorteil ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zudem vorgesehen, dass der wenigstens eine Teilbewegungsraum als möglicher Konfliktbereich mit wenigstens einem prädizierten Bewegungsweg bestimmt wird. Mithin werden zumindest solche Teile des Bewegungsraums als Teilbewegungsraum bestimmt, in denen ein potentieller Konflikt, insbesondere ein Überlappen, mit wenigstens einem prädizierten Bewegungsweg ermittelt wird. Der Konfliktbereich kann auch größer als ein Überlappungsbereich des Bewegungswegs und des Bewegungsraums sein und insbesondere auch angrenzende Bereiche zusätzlich umfassen. Es ist auch denkbar, dass der Bewegungsraum in mehrere Bewegungsraumsegmente gegliedert ist und der Konfliktbereich als ein Bewegungsraumsegment bestimmt wird, das mit wenigstens einem Bewegungsweg überlappt. Die Bestimmung eines Konfliktbereichs erfolgt insbesondere unabhängig vom zeitlichen Verlauf der Bewegung des Verkehrsteilnehmers und/oder des Kraftfahrzeugs. Aus dem Vorliegen eines Konfliktbereichs lässt sich insofern nicht notwendigerweise ableiten, dass sich das Kraftfahrzeug und der weitere Verkehrsteilnehmer tatsächlich auf einem Kollisionskurs befinden.Advantageously, it is also provided in the method according to the invention that the at least one partial movement space is determined as a possible conflict area with at least one predicted movement path. Consequently, at least those parts of the movement space are determined as a partial movement space in which a potential conflict, in particular an overlap, is determined with at least one predicted movement path. The conflict area can also be larger than an overlap area of the movement path and the movement space and in particular also include adjacent areas. It is also conceivable that the movement space is divided into a plurality of movement space segments and the conflict area is determined as a movement space segment that overlaps with at least one movement path. The determination of a conflict area takes place, in particular, independently of the time course of the movement of the road user and / or of the motor vehicle. It can not necessarily be deduced from the existence of a conflict area that the motor vehicle and the other road users are actually on a collision course.
Es wird außerdem besonders bevorzugt, wenn die Bewertungsinformation einen Wahrscheinlichkeitswert für einen künftigen Konflikt in dem wenigstens einen Teilbewegungsraum umfasst. Die Bewertungsinformation gibt so bereits eine vorläufige Aussage, inwieweit der Bewegungsweg des Verkehrsteilnehmers für eine weitere Verkehrssituationsanalyse relevant ist. Mit anderen Worten wird durch die Bewertungsinformation ein lokales Interessantheitsmaß auf Basis der Wahrscheinlichkeit eines künftigen Konflikts realisiert.It is also particularly preferred if the evaluation information comprises a probability value for a future conflict in the at least one partial movement space. The evaluation information thus already gives a provisional statement to what extent the movement path of the road user is relevant for a further traffic situation analysis. In other words, the evaluation information realizes a local measure of interest based on the probability of a future conflict.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es des Weiteren besonders bevorzugt, wenn beim Durchführen der Verkehrssituationsanalyse der wenigstens eine zu analysierende Teilbewegungsraum in Abhängigkeit der Bewertungsinformation priorisiert und/oder vorgefiltert wird. Insbesondere kann aus mehreren bestimmten und mit jeweils einer Bewertungsinformation versehenen Teilbewegungsräumen wenigstens ein zu analysierender Teilbewegungsraum im Sinne einer Vorfilterung ausgewählt werden. Dazu kann beispielsweise ein Schwellwert vorgegeben werden, wobei die Verkehrssituationsanalyse für einen Teilbewegungsraum nur durchgeführt wird, wenn dessen Bewertungsinformation diesen Schwellwert erreicht oder überschreitet. Alternativ oder zusätzlich können mehrere zu analysierende Teilbewegungsräume priorisiert werden. Insbesondere können die zu analysierenden Teilbewegungsräume gemäß der ihnen zugeordneten Bewertungsinformation in eine Bearbeitungsreihenfolge bei der Verkehrssituationsanalyse gebracht werden.In the method according to the invention, it is furthermore particularly preferred if, when carrying out the traffic situation analysis, the at least one partial movement space to be analyzed is prioritized and / or prefiltered as a function of the evaluation information. In particular, at least one partial movement space to be analyzed can be selected in the sense of a prefiltering from a plurality of specific partial movement spaces provided with an evaluation information. For this purpose, for example, a threshold value can be specified, wherein the traffic situation analysis for a partial movement space is only performed if its evaluation information reaches or exceeds this threshold value. Alternatively or additionally, several sub-motion spaces to be analyzed can be prioritized. In particular, the sub-movement spaces to be analyzed may be brought into a processing order in the traffic situation analysis according to their assigned evaluation information.
Wie bereits oben erwähnt kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine in dem Kraftfahrzeug verbaute Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse zur Durchführung des Verfahrens verwendet wird. Das Verfahren wird dann bei einem realen Kraftfahrzeug durchgeführt, wobei die Umgebungsdaten insbesondere Sensordaten einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder von einer Kommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs empfangene kraftfahrzeugextern gesendete Daten sein können. Die Kartendaten können insbesondere in einer Speichereinrichtung des Kraftfahrzeugs abgespeichert sein oder von der oder einer Kommunikationseinrichtung empfangen werden. Außerdem können Ausgangsdaten der Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse einem Fahrzeugsystem zur Realisierung eines vollständig autonomen Betriebs oder einem lediglich in die Quer- oder Längsführung des Kraftfahrzeugs eingreifenden Fahrzeugsystems, wie einem Notbremsassistenten oder einer adaptiven Geschwindigkeitsregelanlage, bereitgestellt werden.As already mentioned above, in the context of the method according to the invention, a device for traffic situation analysis installed in the motor vehicle can be used to carry out the method. The method is then carried out in a real motor vehicle, wherein the environmental data, in particular, sensor data of a sensor device of the motor vehicle and / or data received from a communication device of the motor vehicle may be transmitted outside the vehicle. The map data may in particular be stored in a memory device of the motor vehicle or received by the or a communication device. In addition, output data of the traffic situation analysis device can be provided to a vehicle system for realizing completely autonomous operation or a vehicle system engaging only in the transverse or longitudinal guidance of the motor vehicle, such as an emergency brake assistant or an adaptive cruise control system.
Alternativ zur Verwendung einer in einem Kraftfahrzeug verbauten Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass es auf einer die Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse realisierenden Datenverarbeitungseinrichtung zur Simulation von Verkehrssituationen durchgeführt wird. In diesem Fall werden die Eingangsdaten bevorzugt von einer Speichereinrichtung der Datenverarbeitungseinrichtung geladen und/oder werden von einem entfernten Server abgerufen.As an alternative to using a device for traffic situation analysis installed in a motor vehicle, it is possible in the method according to the invention for it to be carried out on a data processing device that implements the traffic situation analysis device for simulating traffic situations. In this case, the input data is preferably loaded from a memory device of the data processing device and / or retrieved from a remote server.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, welches zumindest teilautonom betreibbar ist und eine in dem Kraftfahrzeug verbaute, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbare Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse aufweist.In addition, the invention relates to a motor vehicle, which is at least partially autonomously operable and has built in the motor vehicle, operable according to the inventive method means for traffic situation analysis.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Datenverarbeitungseinrichtung, welche zur Simulation von Verkehrssituationen ausgebildet ist und eine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbare Einrichtung zur Verkehrssituationsanalyse realisiert.In addition, the invention relates to a data processing device which is designed to simulate traffic situations and implements a device for traffic situation analysis operable in accordance with the method according to the invention.
Sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und die erfindungsgemäße Datenverarbeitungseinrichtung übertragen, so dass auch mit diesen die zuvor genannten Vorteile erzielt werden können.All embodiments of the method according to the invention can be analogously to the motor vehicle according to the invention and the data processing device according to the invention, so that with these the aforementioned advantages can be achieved.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:Further advantages and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawings. These are schematic representations and show:
Das Kraftfahrzeug
Die Einrichtung
In einem ersten Schritt des Verfahrens ermittelt die Einrichtung
Innerhalb dieses zu berücksichtigenden Bereichs erfolgt die Bestimmung des Bewegungsraums
Der Bewegungsraum
Die Bewegungsrauminformation wird folglich als ein flächiger Abschnitt der durch die Kartendaten repräsentierten Karte der Umgebung des Kraftfahrzeugs
In einem zweiten Schritt des Verfahrens wird eine prädizierte Bewegungswege
In einem dritten Schritt wird ein Teilbewegungsraum
In einem folgenden vierten Schritt wird eine die Relevanz für die Verkehrssituationsanalyse des Teilbewegungsraums
In einem fünften Schritt wird schließlich die Verkehrssituationsanalyse in Abhängigkeit der Bewertungsinformation durchgeführt. Vorliegend findet eine Vorfilterung des dabei zu berücksichtigen Teilbewegungsraum
Im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde lediglich der Teilbewegungsraum
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