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DE102021001451A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Fahrspurschätzung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Fahrspurschätzung Download PDF

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DE102021001451A1
DE102021001451A1 DE102021001451.0A DE102021001451A DE102021001451A1 DE 102021001451 A1 DE102021001451 A1 DE 102021001451A1 DE 102021001451 A DE102021001451 A DE 102021001451A DE 102021001451 A1 DE102021001451 A1 DE 102021001451A1
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vehicle
data
environment
camera
processing unit
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DE102021001451.0A
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English (en)
Inventor
Martin Hübner
Martin Keppler
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler AG
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Publication date
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    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50Context or environment of the image
    • G06V20/56Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • G06V20/588Recognition of the road, e.g. of lane markings; Recognition of the vehicle driving pattern in relation to the road

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Fahrspurschätzung für ein Navigationssystem in einem Fahrzeug (6) mit einer fahrzeugeigenen bildgebenden Umgebungssensorik (2) zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung und einer Datenverarbeitungseinheit (3), welche zur Verarbeitung und Gewichtung mittels der Umgebungssensorik (2) erfasster Umgebungsdaten (D) sowie zu einer Ableitung der Fahrspurschätzung aus den verarbeiteten und gewichteten Umgebungsdaten (D) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist die Datenverarbeitungseinheit (3) weiterhin ausgebildet, die Verarbeitung und Gewichtung der Umgebungsdaten (D) in Abhängigkeit eines Auftretens von Niederschlag, einer Umgebungstemperatur, eines Umgebungslichts, von Kartendaten (KD), von Fahrdynamikdaten, einer Verschmutzung und eines Beschlags im Bereich der optischen Achse einer Kamera (2.2), von Sichtbedingungen in der Fahrzeugumgebung und eines Sonnenstands anzupassen.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Fahrspurschätzung für ein Navigationssystem in einem Fahrzeug (6).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fahrspurschätzung für ein Navigationssystem in einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Fahrspurschätzung für ein Navigationssystem in einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
  • Aus der DE 10 2016 008 382 A1 sind ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs beim Manövrieren des Kraftfahrzeugs sowie ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug zum Unterstützen eines Fahrers des Kraftfahrzeugs beim Manövrieren des Kraftfahrzeugs bekannt. Das Fahrerassistenzsystem umfasst eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines bevorstehenden Fahrtrichtungsänderungsmanövers des Kraftfahrzeugs in eine Manöverrichtung. Weiterhin umfasst das Fahrerassistenzsystem zumindest einen Umgebungssensor zum Erkennen, ob sich in Manöverrichtung neben einer aktuellen Fahrspur des Kraftfahrzeugs eine für das Fahrtrichtungsänderungsmanöver geeignete Nachbarspur befindet. Ferner umfasst das Fahrerassistenzsystem eine Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben eines Hinweissignals zum Durchführen eines Spurwechsels von der aktuellen Fahrspur auf die Nachbarspur an den Fahrer des Kraftfahrzeugs, falls sich neben der aktuellen Fahrspur die Nachbarspur befindet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Fahrspurschätzung für ein Navigationssystem in einem Fahrzeug anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine Vorrichtung zur Fahrspurschätzung für ein Navigationssystem in einem Fahrzeug umfasst eine fahrzeugeigene bildgebende Umgebungssensorik zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung und eine Datenverarbeitungseinheit, welche zur Verarbeitung und Gewichtung mittels der Umgebungssensorik erfasster Umgebungsdaten sowie zu einer Ableitung der Fahrspurschätzung aus den verarbeiteten und gewichteten Umgebungsdaten ausgebildet ist.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung einen Niederschlagsensor zur Erfassung von Niederschlag in der Fahrzeugumgebung, einen Temperatursensor zur Erfassung einer Umgebungstemperatur der Fahrzeugumgebung, eine digitale Karte mit Geländedaten, einen Lichtsensor zur Erfassung von Umgebungslicht in der Fahrzeugumgebung, eine Fahrdynamikregelung zur Ermittlung von Fahrdynamikdaten und eine Kamera zur Umgebungserfassung mit einer Bildauswertung zur Ermittlung eines Kontrastmaßes in mittels der Kamera erfassten Bildern und zur Ermittlung einer Verschmutzung und eines Beschlags im Bereich einer optischen Achse der Kamera und von Sichtbedingungen in der Fahrzeugumgebung anhand des Kontrastmaßes. Die Datenverarbeitungseinheit ist weiterhin ausgebildet, anhand eines Kalenderdatums, einer Uhrzeit und einer Fahrzeugposition einen Sonnenstand zu ermitteln. Ferner ist die Datenverarbeitungseinheit ausgebildet, die Verarbeitung und Gewichtung der Umgebungsdaten in Abhängigkeit eines Auftretens von Niederschlag, der Umgebungstemperatur, des Umgebungslichts, der Kartendaten, der Fahrdynamikdaten, der Verschmutzung und des Beschlags im Bereich der optischen Achse der Kamera, der Sichtbedingungen in der Fahrzeugumgebung und des Sonnenstands anzupassen.
  • Eine Einbeziehung der Fahrspurschätzung in eine spurgenaue Navigation eines Fahrzeugs ist ein großer Schritt, um einen Fahrer des Fahrzeugs in komplexen Fahrsituationen mit mehreren nutzbaren Fahrspuren zu entlasten, indem er beim Transfer abstrakter Spurempfehlungen auf die reale Fahrzeugumgebung unterstützt wird. Ein Navigationssystem kann dabei eine bekannte Eigen- sowie Zielspur kombinieren und entsprechend Spurwechselempfehlungen bzw. Spurbestätigungen geben. Ein zentrales Element hierfür sind eine korrekte Fahrspurbestimmung des Fahrzeugs und eine Konfidenz des Ergebnisses, um korrekte Anweisungen zu geben und gegebenenfalls bei Unsicherheiten konkrete fahrspurgenaue Anweisungen zu vermeiden. Ist dies nicht der Fall, kann der Fahrer kein Vertrauen in das System aufbauen und wird automatisch derartige Instruktionen kontrollieren, wodurch der unterstützende Effekt verloren geht.
  • Zur fahrspurgenauen Lokalisierung sind Filteralgorithmen erforderlich, welche die mittels der bildgebenden Umgebungssensorik erfassten Daten gewichten, verrechnen und daraus eine Spurschätzung ableiten. Die Umgebungssensorik kann jedoch bei bestimmten Umweltsituationen ungünstige spezifische Eigenschaften aufweisen, welche eine Qualität der Fahrspurschätzung massiv verschlechtern.
  • Mittels der Vorrichtung ist es möglich, Einflussfaktoren einer aktuellen Umweltsituation im Voraus mittels fahrzeugeigener Sensoren, einer Einbeziehung des Sonnenstandes sowie Kartenattributen der digitalen Karte zu analysieren und entsprechend Parameter eines Spurlokalisierungsalgorithmus auf für die spezielle Situation optimierte Werte anzupassen. Hierbei werden eine signifikante Reduzierung einer Anzahl von Fehlern bei der Fahrspurschätzung sowie eine zuverlässige, genaue und robuste Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs durch Fahrspurempfehlungen und Fahrspurbestätigungen, insbesondere in widrigen Umweltsituationen, ermöglicht. Dabei ist die Vorrichtung, insbesondere im Gegensatz zu bekannten Systemen mit differenziellem GPS und/oder Lidarsensoren, besonders kostengünstig realisierbar.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
    • 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Fahrspurschätzung für ein Fahrzeug nach dem Stand der Technik,
    • 2 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Fahrspurschätzung für ein Fahrzeug,
    • 3 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß 2 während einer Befahrung eines Tunnels und
    • 4 schematisch eine Draufsicht auf eine Fahrbahn mit zwei Fahrzeugen während einer Befahrung eines Tunnels.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 1' zur Fahrspurschätzung für ein Fahrzeug nach dem Stand der Technik dargestellt.
  • Zur Fahrspurschätzung wird mittels einer fahrzeugeigenen bildgebenden Umgebungssensorik 2' eine Fahrzeugumgebung erfasst.
  • Die Umgebungssensorik 2' umfasst eine Radarsensorik 2.1' zur Erfassung einer vom Fahrzeug befahrenen Fahrspur, zu dieser benachbarter Fahrspuren und jeweils in den erfassten Fahrspuren befindlicher Objekte. Die Radarsensorik 2.1' ist in Längsrichtung des Fahrzeugs insbesondere nach vorn gerichtet und beispielsweise Bestandteil eines so genannten Abstandsregeltempomaten.
  • Weiterhin umfasst die Umgebungssensorik 2' eine Kamera 2.2', insbesondere eine so genannte Multi-Purpose-Kamera, welche innerhalb des Fahrzeugs hinter einer Windschutzscheibe desselben angeordnet ist und eine zumindest vor dem Fahrzeug befindliche Fahrzeugumgebung erfasst. Aus mittels der Kamera 2.2' erfassten Bilddaten werden zur Fahrspurschätzung beispielsweise Fahrbahnmarkierungen ermittelt.
  • Weiterhin umfasst die Umgebungssensorik 2' eine Koppelnavigation 2.3' zu einer Bewegungs- und Positionsbestimmung des Fahrzeugs unter Verwendung einer Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
  • Weiterhin umfasst die Umgebungssensorik 2' einen Totwinkelassistenten 2.4' zu einer Erfassung von in einer benachbarten Fahrspur befindlichen Objekten.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Datenverarbeitungseinheit 3', welche zur Verarbeitung und Gewichtung mittels der Umgebungssensorik 2' erfasster Umgebungsdaten D' sowie zu einer Ableitung der Fahrspurschätzung aus den verarbeiteten und gewichteten Umgebungsdaten D' ausgebildet ist. Hierzu führt die Datenverarbeitungseinheit 3' einen Spurlokalisierungsalgorithmus aus und umfasst einen Satz von Gewichtungsfaktoren SG', welche mittels der unterschiedlichen Sensoren der Umgebungssensorik 2' erfasste Umgebungsdaten D' unterschiedlich gewichtet. Hierzu umfasst der Spurlokalisierungsalgorithmus beispielsweise zumindest einen Partikelfilter und/oder zumindest einen Kalmanfilter. Zur Fahrspurschätzung nutzt die Datenverarbeitungseinheit 3' zusätzlich zu den Umgebungsdaten D' Spurinformationen I' einer digitalen Karte 4', wobei das Ergebnis der Fahrspurschätzung eine geschätzte Fahrspur FS' ist.
  • Die Umgebungssensorik 2' kann jedoch bei bestimmten Umweltsituationen ungünstige spezifische Eigenschaften aufweisen, welche eine Qualität der Fahrspurschätzung signifikant beeinträchtigen. Beispielsweise treten in Tunneln in 4 näher dargestellte Reflexionen R der Radarsensorik 2.1' an in ebenfalls in 4 näher dargestellten Tunnelwänden T auf. Weiterhin ist es möglich, dass bei starkem Regen, Schnee oder blendender Sonneneinstrahlung die Kamera 2.2' falsche Fahrspurmarkierungen erkennt. Ferner besteht die Möglichkeit, dass eine Funktion des Totwinkelassistenten 2.4' in engen Straßenkreuzungsbereichen durch falsch erkannte Objekte beeinträchtigt wird.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Fahrspurschätzung für ein in 4 näher dargestelltes Fahrzeug 6.
  • Zur Fahrspurschätzung wird mittels einer fahrzeugeigenen bildgebenden Umgebungssensorik 2 eine Fahrzeugumgebung erfasst.
  • Die Umgebungssensorik 2 umfasst eine Radarsensorik 2.1 zur Erfassung einer vom Fahrzeug 6 befahrenen Fahrspur, zu dieser benachbarter Fahrspuren und jeweils in den erfassten Fahrspuren befindlicher Objekte. Die Radarsensorik 2.1 ist in Längsrichtung des Fahrzeugs 6 insbesondere nach vorn gerichtet und beispielsweise Bestandteil eines so genannten Abstandsregeltempomaten.
  • Weiterhin umfasst die Umgebungssensorik 2 eine Kamera 2.2, insbesondere eine so genannte Multi-Purpose-Kamera, welche innerhalb des Fahrzeugs 6 hinter einer Windschutzscheibe desselben angeordnet ist und eine zumindest vor dem Fahrzeug 6 befindliche Fahrzeugumgebung erfasst. Aus mittels der Kamera 2.2 erfassten Bilddaten werden zur Fahrspurschätzung beispielsweise Fahrbahnmarkierungen ermittelt.
  • Weiterhin umfasst die Umgebungssensorik 2 eine Koppelnavigation 2.3 zu einer Bewegungs- und Positionsbestimmung des Fahrzeugs 6 unter Verwendung einer Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs 6 auf einer zurückgelegten Wegstrecke, auch als Odometrie bezeichnet.
  • Weiterhin umfasst die Umgebungssensorik 2 einen Totwinkelassistenten 2.4 zu einer Erfassung von in einer benachbarten Fahrspur befindlichen Objekten.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Datenverarbeitungseinheit 3, welche zur Verarbeitung und Gewichtung mittels der Umgebungssensorik 2 erfasster Umgebungsdaten D sowie zu einer Ableitung der Fahrspurschätzung aus den verarbeiteten und gewichteten Umgebungsdaten D ausgebildet ist. Hierzu führt die Datenverarbeitungseinheit 3 einen Spurlokalisierungsalgorithmus aus, welcher beispielsweise zumindest einen Partikelfilter und/oder zumindest einen Kalmanfilter umfasst.
  • Um einen Einfluss der in der Beschreibung zu 1 genannten ungünstigen spezifischen Eigenschaften der Umgebungssensorik 2 auf das Ergebnis der Fahrspurschätzung zu minimieren, umfasst die Vorrichtung 1 zusätzlich eine Umwelterfassung 5 und die Datenverarbeitungseinheit 3 umfasst mehrere Sätze von Gewichtungsfaktoren SG1 bis SGn, anhand derer die Datenverarbeitungseinheit 3 in Abhängigkeit von weiteren Umgebungsdaten UD die Gewichtung der mittels der unterschiedlichen Sensoren der Umgebungssensorik 2 erfassten Umgebungsdaten D dynamisch anpasst. Zur Fahrspurschätzung nutzt die Datenverarbeitungseinheit 3 zusätzlich zu den Umgebungsdaten D und den weiteren Umgebungsdaten UD Spurinformationen I einer digitalen Karte 4, wobei das Ergebnis der Fahrspurschätzung eine geschätzte Fahrspur FS ist. Die Spurinformationen I umfassen dabei insbesondere eine Anzahl von Richtungsfahrspuren an einer aktuellen Position des Fahrzeugs 6.
  • Die Umwelterfassung 5 umfasst einen Niederschlagsensor 5.1, einen Temperatursensor 5.2, einen Lichtsensor 5.3, eine Fahrdynamikregelung 5.4 und ein Backend 5.5.
  • Der Niederschlagsensor 5.1 ist zur Erfassung von Niederschlag in der Fahrzeugumgebung ausgebildet und kann so beispielsweise Starkregen, in Kombination mit mittels des Temperatursensors 5.2 erfassten Umgebungstemperaturen auch Schneefall, erkennen. Der Niederschlagsensor 5.1 ist insbesondere ein allgemein bekannter Regensensor zur automatischen Steuerung eines Scheibenwischers des Fahrzeugs 6. Mittels des Niederschlagsensors 5.1 und gegebenenfalls mittels des Temperatursensors 5.2 erfasste Umgebungsdaten UD können somit beispielsweise zur Beurteilung von mittels der Kamera 2.2 erfassten Umgebungsdaten D herangezogen werden, da durch Niederschläge beispielsweise eine mittels Umgebungsdaten D der Kamera 2.2 durchgeführte Fahrspurerkennung beeinträchtigt ist.
  • Der Lichtsensor 5.3 ist zur Erfassung von Umgebungslicht in der Fahrzeugumgebung ausgebildet. Auch mittels des Lichtsensors 5.3 erfasste Umgebungsdaten UD können beispielsweise zur Beurteilung von mittels der Kamera 2.2 erfassten Umgebungsdaten D herangezogen werden, da bei schlechten Lichtverhältnissen eine mittels der Kamera 2.2 durchgeführte Umgebungserfassung beeinträchtigt sein kann.
  • Die Fahrdynamikregelung 5.4 ist zur Ermittlung von Fahrdynamikdaten ausgebildet, wobei beispielsweise eine Erkennung einer schneebedeckten Fahrbahn anhand einer Schlupf- und Reibwertschätzung durchgeführt wird. Die Fahrdynamikregelung 5.4 stellt dabei Informationen über einen Straßenzustand und/oder Reinwertdaten zur Verfügung, welche beispielsweise genutzt werden können, um eine Zuverlässigkeit mittels der Koppelnavigation 2.3 erfasster Umgebungsdaten D zu ermitteln. Beispielsweise sind aufgrund einer Fahrbahn mit reduziertem Reibwert, beispielsweise aufgrund von Eis oder Schnee, die mittels der Koppelnavigation 2.3 bereitgestellten Odometrie-Daten von Sensoren des Fahrzeugs 6 weniger zuverlässig als beitrockener Fahrbahn.
  • Weiterhin stellt die digitale Karte 4 der Datenverarbeitungseinheit 3 Kartendaten KD, insbesondere auch Geländedaten, zur Verfügung. Hieraus kann ermittelt werden, ob sich das Fahrzeug 6 in einem Tunnel, auf einer Straßenkreuzung, im Wald, in einem vom Gelände beschatteten Bereich o. ä. befindet und in welcher Fahrtrichtung sich das Fahrzeug 6 bewegt.
  • Weiterhin wird anhand mittels der Kamera 2.2 erfasster Bilddaten in einer Bildauswertung ein Kontrastmaß ermittelt. Anhand dieses Kontrastmaßes werden wiederum eine Verschmutzung und ein Beschlag im Bereich einer optischen Achse der Kamera 2.2 und Sichtbedingungen in der Fahrzeugumgebung ermittelt.
  • Zusätzlich ist die Datenverarbeitungseinheit 3 ausgebildet, anhand eines Kalenderdatums, einer Uhrzeit und der Fahrzeugposition einen Sonnenstand und somit eine Indikation für eine wahrscheinliche Gegenlichtsituation, nämlich dann wenn die Fahrzeugorientierung auf die Sonne ausgerichtet ist und diese in einem flachen Winkel über dem Horizont steht, zu ermitteln. Um eine unnötige Beeinflussung der Parameterwerte des Spurlokalisierungsalgorithmus zu vermeiden, wird die Gegenlichtindikation zusätzlich mit einer Bildanalyse auf starke Lichtquellen validiert.
  • Mittels des Backends 5.5 können ebenfalls Wetterdaten, Sonnenstanddaten sowie mittels anderer Fahrzeuge ermittelte Daten, umfassend ein Auftreten von Niederschlag, eine Umgebungstemperatur, ein Umgebungslicht, Kartendaten, Fahrdynamikdaten, eine Verschmutzung und einen Beschlag im Bereich einer optischen Achse einer Kamera, Sichtbedingungen in einer Fahrzeugumgebung und/oder ein Sonnenstand, an die Datenverarbeitungseinheit 3 übermittelt werden. Diese Übermittlung erfolgt anhand einer geeigneten Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation. Auch können in einer möglichen Ausgestaltung die genannten Daten mittels einer geeigneten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation direkt von anderen Fahrzeugen empfangen werden. Beispielsweise kann gemeinsam mit einer aktuellen Position des Fahrzeugs 6, bereitgestellten Karteninformationen, der Fahrtrichtung und bei aus den Wetterdaten erfasstem wolkenlosem Himmel sowie dem Sonnenstand eine Blendung der Kamera 2.2 aufgrund einer Gegenlichtsituation ermittelt werden, so dass mittels dieser erfasste Umgebungsdaten D als weniger zuverlässig als ohne Gegenlicht eingestuft werden können.
  • Die Datenverarbeitungseinheit 3 ist ausgebildet, die Verarbeitung und Gewichtung der von der Umgebungssensorik 2 gelieferten Umgebungsdaten D in Abhängigkeit des Auftretens von Niederschlag, der Umgebungstemperatur, des Umgebungslichts, der Fahrdynamikdaten, der Verschmutzung und des Beschlags im Bereich der optischen Achse der Kamera, der Sichtbedingungen in der Fahrzeugumgebung und des Sonnenstands anzupassen. Hierbei wählt die Datenverarbeitungseinheit 3 bei der Ausführung des Spurlokalisierungsalgorithmus aus den Sätzen von Gewichtungsfaktoren SG1 bis SGn einen entsprechend passenden dynamisch aus. Zu dieser dynamischen Auswahl wird die Datenverarbeitungseinheit 3 hinsichtlich der Anpassung der Verarbeitung und Gewichtung der Umgebungsdaten D auf Basis von Trainingsdaten vor einer Inbetriebnahme trainiert. Das Training kann während eines Betriebs der Datenverarbeitungseinheit 3 dynamisch angepasst werden.
  • Die Sätze von Gewichtungsfaktoren SG1 bis SGn, welche insbesondere in einer Look-Up-Tabelle hinterlegt sind, umfassen beispielsweise einen Standardsatz, bei welchem beispielsweise die mittels der Radarsensorik 2.1 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,8, die mittels der Kamera 2.2 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,9, die mittels der Koppelnavigation 2.3 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,6 und die mittels des Totwinkelassistenten 2.4 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,7 gewichtet werden.
  • Weiterhin umfassen die Sätze von Gewichtungsfaktoren SG1 bis SGn beispielsweise einen Satz für eine Fahrt des Fahrzeugs 6 innerhalb eines Tunnels. Da in Tunneln häufig Reflexionen R der Radarsensorik 2.1 an Tunnelwänden T auftreten, welche zu falschen Messergebnisse führen können, werden in diesem Satz beispielsweise die mittels der Radarsensorik 2.1 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,0, die mittels der Kamera 2.2 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,9, die mittels der Koppelnavigation 2.3 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,6 und die mittels des Totwinkelassistenten 2.4 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,7 gewichtet. Das heißt, die mittels der Radarsensorik 2.1 erfassten Umgebungsdaten D bleiben unberücksichtigt.
  • Weiterhin umfassen die Sätze von Gewichtungsfaktoren SG1 bis SGn beispielsweise einen Satz für eine Fahrt des Fahrzeugs 6 auf rutschigem Untergrund. Da auf rutschigem Untergrund eine Bewegungs- und Positionsbestimmung des Fahrzeugs 6 unter Verwendung einer Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs 6 nur unzureichend möglich sein kann, bleiben die mittels der Koppelnavigation 2.3 erfassten Umgebungsdaten D unberücksichtigt. Deshalb werden in diesem Satz beispielsweise die mittels der Radarsensorik 2.1 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,8, die mittels der Kamera 2.2 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,9, die mittels der Koppelnavigation 2.3 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,0 und die mittels des Totwinkelassistenten 2.4 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,7 gewichtet.
  • Weiterhin umfassen die Sätze von Gewichtungsfaktoren SG1 bis SGn beispielsweise einen Satz für eine Fahrt des Fahrzeugs 6 bei schlechten Lichtbedingungen. Da bei schlechten Lichtbedingungen, beispielsweise Gegenlicht, eine mittels der Kamera 2.2 durchgeführte Umgebungserfassung beeinträchtigt sein kann, bleiben die mittels der Kamera 2.2 erfassten Umgebungsdaten D unberücksichtigt. Deshalb werden in diesem Satz beispielsweise die mittels der Radarsensorik 2.1 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,8, die mittels der Kamera 2.2 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,0, die mittels der Koppelnavigation 2.3 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,6 und die mittels des Totwinkelassistenten 2.4 erfassten Umgebungsdaten D mit einem Wert von 0,7 gewichtet.
  • In 3 ist ein Blockschaltbild der Vorrichtung 1 gemäß 2 während einer Befahrung eines Tunnels dargestellt. Aufgrund mittels der digitalen Karte 4 zur Verfügung gestellten Kartendaten KD wird ermittelt, dass sich das Fahrzeug 6 innerhalb eines Tunnels befindet.
  • Um von Reflexionen R der Radarsensorik 2.1 an Tunnelwänden T hervorgerufene falsche Messergebnisse zu vermeiden, wählt die Datenverarbeitungseinheit 3 den Satz von Gewichtungsfaktoren SG2 aus, welche für eine Fahrt des Fahrzeugs 6 innerhalb eines Tunnels ausgebildet ist und die mittels der Radarsensorik 2.1 erfassten Umgebungsdaten D unberücksichtigt lässt.
  • 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Fahrbahn mit zwei Fahrzeugen 6, 7 während einer Befahrung eines Tunnels.
  • Innerhalb des Tunnels kann es aufgrund einer Reflexion R von mittels der Radarsensorik 2.1 ausgesendeten Radarwellen W an der Tunnelwand T zu Falschmessungen kommen. So kann das direkt vor dem Fahrzeug 6 fahrende Fahrzeug 7 in Folge der Reflexion R als ein auf einer rechten Fahrspur fahrendes Fahrzeug 7' wahrgenommen werden, so dass eine falsche Fahrspurzuordnung für das Fahrzeug 6 erfolgt. Dieser Fehler kann durch die beschriebene Nicht-Berücksichtigung der mittels der Radarsensorik 2.1 empfangenen Umgebungsdaten D innerhalb eines Tunnels vermieden werden.
  • 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 102016008382 A1 [0003]

Claims (5)

  1. Vorrichtung (1) zur Fahrspurschätzung für ein Navigationssystem in einem Fahrzeug (6) mit - einer fahrzeugeigenen bildgebenden Umgebungssensorik (2) zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung und - einer Datenverarbeitungseinheit (3), welche zur Verarbeitung und Gewichtung mittels der Umgebungssensorik (2) erfasster Umgebungsdaten (D) sowie zu einer Ableitung der Fahrspurschätzung aus den verarbeiteten und gewichteten Umgebungsdaten (D) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Niederschlagsensor (5.1) zur Erfassung von Niederschlag in der Fahrzeugumgebung, - ein Temperatursensor (5.2) zur Erfassung einer Umgebungstemperatur der Fahrzeugumgebung, - eine digitale Karte (4) mit Kartendaten (KD), - ein Lichtsensor (5.3) zur Erfassung von Umgebungslicht in der Fahrzeugumgebung, - eine Fahrdynamikregelung (5.4) zur Ermittlung von Fahrdynamikdaten und - eine Kamera (2.2) zur Umgebungserfassung mit einer Bildauswertung zur Ermittlung eines Kontrastmaßes in mittels der Kamera (2.2) erfassten Bildern und zur Ermittlung einer Verschmutzung und eines Beschlags im Bereich einer optischen Achse der Kamera (2.2) und von Sichtbedingungen in der Fahrzeugumgebung anhand des Kontrastmaßes vorgesehen sind, wobei - die Datenverarbeitungseinheit (3) weiterhin ausgebildet ist, anhand eines Kalenderdatums, einer Uhrzeit und einer Fahrzeugposition einen Sonnenstand zu ermitteln und - die Datenverarbeitungseinheit (3) weiterhin ausgebildet ist, die Verarbeitung und Gewichtung der Umgebungsdaten (D) in Abhängigkeit eines Auftretens von Niederschlag, der Umgebungstemperatur, des Umgebungslichts, der Kartendaten (KD), der Fahrdynamikdaten, der Verschmutzung und des Beschlags im Bereich der optischen Achse der Kamera (2.2), der Sichtbedingungen in der Fahrzeugumgebung und des Sonnenstands anzupassen.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Datenverarbeitungseinheit (3) weiterhin ausgebildet ist, die Verarbeitung und Gewichtung der Umgebungsdaten (D) in Abhängigkeit von mittels anderer Fahrzeuge ermittelter und mittels einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und/oder einer Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation empfangener Daten anzupassen, wobei - die Daten ein Auftreten von Niederschlag, eine Umgebungstemperatur, ein Umgebungslicht, Kartendaten, Fahrdynamikdaten, eine Verschmutzung und einen Beschlag im Bereich einer optischen Achse einer Kamera, Sichtbedingungen in einer Fahrzeugumgebung und einen Sonnenstand umfassen.
  3. Verfahren zur Fahrspurschätzung für ein Navigationssystem in einem Fahrzeug (6), wobei mittels - einer fahrzeugeigenen bildgebenden Umgebungssensorik (2) eine Fahrzeugumgebung erfasst wird und - einer Datenverarbeitungseinheit (3) mittels der Umgebungssensorik (2) erfasste Umgebungsdaten (D) verarbeitet und gewichtet werden sowie aus den verarbeiteten und gewichteten Umgebungsdaten (D) die Fahrspurschätzung abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels - eines Niederschlagsensors (5.1) Niederschlag in der Fahrzeugumgebung erfasst wird, - eines Temperatursensors (5.2) eine Umgebungstemperatur der Fahrzeugumgebung erfasst wird, - einer digitalen Karte (4) Kartendaten (KD) zur Verfügung gestellt werden, - eines Lichtsensors (5.3) Umgebungslicht in der Fahrzeugumgebung erfasst wird, - einer Fahrdynamikregelung (5.4) Fahrdynamikdaten ermittelt werden und - einer Kamera (2.2) die Fahrzeugumgebung erfasst wird und mittels einer Bildauswertung ein Kontrastmaß in mittels der Kamera (2.2) erfassten Bildern und anhand des Kontrastmaßes eine Verschmutzung und ein Beschlag im Bereich einer optischen Achse der Kamera (2.2) sowie Sichtbedingungen in der Fahrzeugumgebung ermittelt werden, - der Datenverarbeitungseinheit (3) weiterhin anhand eines Kalenderdatums, einer Uhrzeit und einer Fahrzeugposition einen Sonnenstand ermittelt wird und - der Datenverarbeitungseinheit (3) weiterhin die Verarbeitung und Gewichtung der Umgebungsdaten in Abhängigkeit eines Auftretens von Niederschlag, der Umgebungstemperatur, des Umgebungslichts, der Kartendaten (KD), der Fahrdynamikdaten, der Verschmutzung und des Beschlags im Bereich der optischen Achse der Kamera (2.2), der Sichtbedingungen in der Fahrzeugumgebung und des Sonnenstands angepasst werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (3) hinsichtlich der Anpassung der Verarbeitung und Gewichtung der Umgebungsdaten (D) auf Basis von Trainingsdaten vor einer Inbetriebnahme trainiert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trainingsdaten während eines Betriebs der Datenverarbeitungseinheit (3) dynamisch angepasst werden.
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DE102024200007A1 (de) * 2024-01-02 2025-07-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Erkennen einer fehlerhaft erkannten Fahrbahnmarkierung, Verfahren zum Indizieren einer fehlerhaft erkannten Fahrbahnmarkierung und Steuergerät

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