Die Erfindung betrifft Verfahren und entsprechende Vorrichtungen, die es ermöglichen, einen typischen Fahrpfad von Fahrzeugen auf einer Fahrbahn als Fahrstreifen der Fahrbahn zu ermitteln.

Um eine Steuerung eines Fahrzeugs in Längs- und/oder Querrichtung teilweise oder vollständig zu automatisieren, ist es vorteilhaft, über eine hochgenaue geographische Karte des Umfelds zu verfügen. Eine Karte mit einfacher Genauigkeit (SD: „standard definition“), die beispielsweise zur Routen-Führung des Fahrzeugs zu einem vorbestimmten Reiseziel verwendet werden kann, hat üblicherweise eine Genauigkeit im Bereich von ca. einem Meter bis ca. zehn Metern. Eine hochgenaue Karte (HD: „high definition“) sollte sich von der Realität üblicherweise nur um weniger als ca. einen Meter unterscheiden. HD und SD-Karten können sich über die Genauigkeit hinaus noch weiter unterscheiden, beispielsweise bezüglich jeweils umfasster Informationen. Fährt das Fahrzeug beispielsweise auf einer Fahrbahn mit mehreren Fahrspuren (auch als Fahrstreifen bezeichnet), so kann die HD-Karte Fahrspurbegrenzungen anzeigen, um eine Unterscheidung zu erlauben, auf welcher Fahrspur das Fahrzeug fährt. Zur Bestimmung einer Fahrspurbegrenzung können visuelle Indikatoren genutzt werden, beispielsweise Fahrspurmarkierungen. Eine Fahrspurmarkierung umfasst üblicherweise eine Linie, die unmittelbar auf die Fahrbahn aufgebracht ist.

Das Bestimmen einer HD-Karte mittels eines Vermessungsfahrzeugs ist aufwendig. Eine HD-Karte kann alternativ auf der Basis von sensorischen Erfassungen von Fahrspurbegrenzungen erstellt werden, die von einer Flotte von Fahrzeugen ermittelt werden, welche die Fahrbahn ohnehin befahren.

Eine HD-Karte kann somit für eine Fahrbahn den Verlauf von Fahrspurbegrenzungen zwischen den ein oder mehreren Fahrspuren der Fahrbahn anzeigen. Diese Information kann von einer Fahrfunktion dazu verwendet werden, ein Fahrzeug zumindest teilweise oder vollständig automatisiert entlang der Fahrbahn, insbesondere entlang einer Fahrspur, längs- und/oder querzuführen. Zu diesem Zweck kann auf Basis der Kartendaten aus der HD-Karte eine Soll- Trajektorie für das Fahrzeug ermittelt werden. Die Soll-Trajektorie kann dabei z.B. mittig zwischen den durch die Kartendaten angezeigten Fahrspurbegrenzungen verlaufen. Das Fahrzeug kann dann automatisiert entlang der ermittelten Soll-Trajektorie längs- und/oder quergeführt werden.

Die Verwendung des Verlaufs der Fahrspurbegrenzungen zur Ermittlung einer Soll-Trajektorie kann dazu führen, dass eine Soll-Trajektorie ermittelt wird, die zwar zwischen unterschiedlichen Fahrspurbegrenzungen verläuft, die jedoch nicht auf einer verfügbaren Fahrspur verläuft (wie dies z.B. auf einer nicht baulich getrennten Autobahn der Fall sein kann). Ferner sind in bestimmten Abschnitten einer Fahrbahn ggf. keine oder nicht ausreichend viele sensorisch erfassbare Fahrspurbegrenzung vorhanden (etwa vor einer Mautanlage, innerhalb einer Kreuzung oder auf einer Landstraße). Als Folge daraus kann ggf. keine oder keine realistische Soll-Trajektorie ermittelt werden. Ferner kann es vorkommen, dass eine auf Basis des Verlaufs von sensorisch erfassten Fahrspurbegrenzungen ermittelte Soll-Trajektorie von dem Nutzer eines automatisiert geführten Fahrzeugs als unkomfortabel empfunden wird.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, in effizienter und präziser Weise Kartendaten einer digitalen (HD) Karte für eine Fahrbahn zu ermitteln, die eine zuverlässige und komfortable automatisierte Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können. Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass die Merkmale der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren beliebig miteinander kombiniert werden können. Insbesondere sind die Merkmale eines ersten Verfahrens oder einer ersten Vorrichtung einzeln oder in Kombination auch auf ein anderes zweites Verfahren oder auf eine andere zweite Vorrichtung anwendbar. Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Referenz- Fahrpfades für einen Fahrbahnabschnitt in einem Fahrbahnnetz beschrieben. Der Fahrbahnabschnitt kann ein oder mehrere unterschiedliche Fahrspuren aufweisen. Ein Fahrbahnabschnitt kann z.B. eine Länge zwischen 20 und 50 Metern aufweisen.

Die Vorrichtung ist eingerichtet, eine Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden von ein oder mehreren Fahrzeugen für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Fahrbahnabschnitts zu ermitteln. Dabei kann für jede Durchfahrung ein gemessener Fahrpfad über eine (drahtlose) Kommunikationsverbindung von dem jeweiligen Fahrzeug an die Vorrichtung gesendet und von der Vorrichtung empfangen werden. Es können z.B. 5 oder mehr oder 10 oder mehr oder 20 oder mehr gemessene Fahrpfade ermittelt werden.

Ein gemessener Fahrpfad eines Fahrzeugs kann jeweils eine Folge von Messpunkten der Position des Fahrzeugs, insbesondere der Position eines bestimmten Referenzpunktes (z.B. des Mittelpunktes einer Achse) des Fahrzeugs, bei einer Durchfahrung des Fahrbahnabschnitts umfassen. Die Messpunkte können mit einer bestimmten räumlichen Auflösung, etwa von 1 Messpunkt pro Meter oder mehr, bereitgestellt werden. Alternativ oder ergänzend kann ein gemessener Fahrpfad eines Fahrzeugs die tatsächliche Fahr-Trajektorie des Fahrzeugs bei einer Durchfahrung des Fahrbahnabschnitts anzeigen. Es können somit gemessene Fahrpfade ermittelt werden, die jeweils anzeigen, entlang welcher Trajektorie die einzelnen Fahrzeuge (manuell) durch den Fahrbahnabschnitt gefahren sind. Durch die gemessenen Fahrpfade kann somit das tatsächliche Fahrverhalten von Fahrzeugen in dem Fahrbahnabschnitt beschrieben werden. Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, den Verlauf des Fahrbahnabschnitts in eine Sequenz von Stützpunkt-Ebenen zu unterteilen. Mit anderen Worten, entlang des Verlaufs des Fahrbahnabschnitts können (z.B. in äquidistanter Weise) Stützpunkt-Ebenen angeordnet werden. Die Sequenz von (zwei dimensionalen) Stützpunkt-Ebenen kann dabei derart angeordnet werden, dass entlang des Verlaufs des Fahrbahnabschnitts direkt aufeinanderfolgende Stützpunkt-Ebenen jeweils einen vordefinierten (gleichbleibenden) Abstand, etwa zwischen 1 und 3 Metern, zueinander aufweisen. Beispielsweise kann der Verlauf des Fahrbahnabschnitts in 10 oder mehr oder in 20 oder mehr unterschiedliche Stützpunkt-Ebenen unterteilt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Sequenz von Stützpunkt-Ebenen derart angeordnet werden, dass die einzelnen Stützpunkt- Ebenen jeweils senkrecht zu dem Verlauf des Fahrbahnabschnitts (an der jeweiligen Stelle der Stützpunkt-Ebene) angeordnet sind.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, anhand einer digitalen Karte (z.B. anhand einer 2D-Karte) in Bezug auf den Fahrbahnabschnitt einen in der digitalen Karte verzeichneten Kartenverlauf des Fahrbahnabschnitts zu ermitteln. Der Kartenverlauf des Fahrbahnabschnitts kann dann als Verlauf zur Unterteilung des Fahrbahnabschnitts in die Sequenz von Stützpunkt-Ebenen bzw. zur Anordnung der Sequenz von Stützpunkt-Ebenen verwendet werden. Alternativ kann, wie weiter unten dargelegt, (auf Basis der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden) ein Referenzverlauf des Fahrbahnabschnitts ermittelt und für die Anordnung der Stützpunkt-Ebenen verwendet werden.

Die zwei-dimensionalen Stützpunkt-Ebenen können dazu verwendet werden, die Vielzahl von gemessenen Fahrpfade in einheitlicher Weise zu analysieren, um zumindest einen Referenz-Fahrpfad für den Fahrbahnabschnitt zu ermitteln, der das typische Fahrverhalten von Fahrzeugen bei der Durchfahrung des Fahrbahnabschnitts anzeigt. Dabei kann durch einen Referenz -Fahrpfad insbesondere die Mittellinie einer Fahrspur bzw. eines Fahrstreifens der Fahrbahn innerhalb des Fahrbahnabschnitts beschrieben werden.

Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, für jeden der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden jeweils eine Sequenz von Schnittpunkten des jeweiligen gemessenen Fahrpfades mit der entsprechenden Sequenz von Stützpunkt-Ebenen zu ermitteln. Es kann somit ermittelt werden, an welchen Stellen (d.h. an welchen Schnittpunkten) die einzelnen gemessenen Fahrpfade die einzelnen Stützpunkt- Ebenen durchstoßen.

Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, für jede der Sequenz von Stützpunkt-Ebenen jeweils eine Menge von Stützpunkten (d.h. null, ein oder mehr Stützpunkte) auf Basis der ermittelten Schnittpunkte mit der jeweiligen Stützpunkt-Ebene zu ermitteln. Die Menge von Stützpunkten für eine Stützpunkt- Ebene kann anhand eines Clustering-Algorithmus, insbesondere anhand eines DB SCAN Algorithmus, zur Clusterung der Vielzahl von ermittelten Schnittpunkten mit der Stützpunkt-Ebene ermittelt werden. Ein Stützpunkt kann ggf. als (getrimmter) Mittelwert der Schnittpunkte eines jeweiligen Clusters ermittelt werden.

Bei der Ermittlung der Stützpunkte können ggf. jeweils ein oder mehrere Schnittpunkte als Ausreißer identifiziert und bei der Cluster-Bildung und/oder bei der Ermittlung der Stützpunkte unberücksichtigt bleiben. Mit anderen Worten, die Vorrichtung kann eingerichtet sein, ein oder mehrere Schnittpunkte aus der Vielzahl von Schnittpunkten mit einer Stützpunkt-Ebene als Ausreißer zu identifizieren. Die ein oder mehreren als Ausreißer identifizierten Schnittpunkte können dann bei der Ermittlung der Menge von Stützpunkten für die jeweilige Stützpunkt-Ebene unberücksichtigt bleiben. Die Vorrichtung kann somit eingerichtet sein, insbesondere anhand eines Clustering- Algorithmus, aus der Vielzahl von ermittelten Schnittpunkten mit einer Stützpunkt-Ebene eine Teilmenge (insbesondere ein Cluster) von Schnittpunkten für einen Stützpunkt zu ermitteln. Der Stützpunkt kann dann als Mittelwert, insbesondere als getrimmten Mittelwert, der Teilmenge von Schnittpunkten ermittelt werden. Dabei können bei der Ermittlung des getrimmten Mittelwerts die x% kleinsten und/oder größten Schnittpunkte (pro Koordinate innerhalb der jeweiligen Stützpunkt-Ebene) bei der Mittelwertbildung unberücksichtigt bleiben (z.B. mit x zwischen 5 und 15).

Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, auf Basis der Sequenz von Mengen von Stützpunkten für die entsprechende Sequenz von Stützpunkt-Ebenen zumindest einen Referenz-Fahrpfad für den Fahrbahnabschnitt zu ermitteln. Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung eingerichtet sein, sequentiell entlang der Sequenz von Stützpunkt-Ebenen jeweils einen Stützpunkt aus der Menge von Stützpunkten der jeweils betrachteten Stützpunkt-Ebene dem zu ermittelnden Referenz-Fahrpfad zuzuordnen.

Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung eingerichtet sein, für einen ersten Stützpunkt in einer bestimmten Stützpunkt-Ebene aus der Sequenz von Stützpunkt-Ebenen, eine erste Teilmenge der gemessenen Fahrpfaden der ein oder mehreren Schnittpunkte zu ermitteln, aus denen der erste Stützpunkt der bestimmten Stützpunkt-Ebene ermittelt wurde. Insbesondere kann ermittelt werden, welche Schnittpunkte von welchen ein oder mehreren gemessenen Fahrpfaden zu dem ersten Stützpunkt zusammengefasst, insbesondere geclustert, wurden.

Ferner kann die Vorrichtung eingerichtet sein, eine zweite Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden der ein oder mehreren Schnittpunkte zu ermitteln, aus denen ein Stützpunkt einer anderen Stützpunkt-Ebene (die z.B. direkt vor der bestimmten Stützpunkt-Ebene angeordnet ist) ermittelt wurde, der bereits dem Referenz-Fahrpfad zugeordnet wurde. Es kann somit ermittelt werden, welche Schnittpunkte von welchen ein oder mehreren gemessenen Fahrpfaden zu dem Stützpunkt der anderen Stützpunkt-Ebene zusammengefasst, insbesondere geclustert, wurden, der bereits dem Referenz -Fahrpfad zugeordnet wurde.

Der erste Stützpunkt kann dann in Abhängigkeit von der ersten und der zweiten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden, insbesondere in Abhängigkeit von einem Jaccard-Koeffizienten aus der ersten und der zweiten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden, dem Referenz-Fahrpfad zugeordnet werden. Dabei kann insbesondere der Stützpunkt aus der bestimmten Stützpunkt-Ebene dem Referenz-Fahrpfad zugeordnet werden, für den die jeweils ermittelte Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden eine möglichst große, insbesondere die größte, Überlappung mit der zweiten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden aufweist. In entsprechender Weise kann sequentiell für die Sequenz von Stützpunkt-Ebenen vorgegangen werden.

Ferner kann der zugeordnete Stützpunkt der jeweils betrachteten Stützpunkt- Ebene durch ein Pfadsegment mit dem zugeordneten Stützpunkt der vor der betrachteten Stützpunkt-Ebene angeordneten vorhergehenden Stützpunkt-Ebene verbunden werden. So kann sequentiell durch die Pfadsegmente zwischen den jeweils zugeordneten Stützpunkten ein Referenz-Fahrpfad gebildet werden. In entsprechender Weise können ggf. mehrere Referenz -Fahrpfade für unterschiedliche Fahrspuren des Fahrbahnabschnitts ermittelt werden.

Ein von der Vorrichtung ermittelter Referenz -Fahrpfad kann derart ausgebildet sein, dass der Referenz -Fahrpfad als Soll-Trajektorie für ein zumindest teilweise automatisiert fahrendes Fahrzeug bei einer Durchfahrung des Fahrbahnabschnitts verwendbar ist. Alternativ oder ergänzend kann der ermittelte Referenz -Fahrpfad eine Folge von Soll-Positionen eines Fahrzeugs, insbesondere eine Folge von Soll-Positionen eines Referenzpunktes eines Fahrzeugs, bei einer Durchfahrung des Fahrbahnabschnitts anzeigen. Alternativ oder ergänzend kann der ermittelte Referenz-Fahrpfad derart ausgebildet sein, dass der Referenz -Fahrpfad in einer Augmented Reality Anzeige verwendet werden kann und/oder dass der Referenz- Fahrpfad für eine Schätzung der Ankunftszeit einer Fahrroute verwendet werden kann (die durch den Fahrbahnabschnitt führt).

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, für ein Pfadsegment zwischen einem ersten Stützpunkt einer ersten Stützpunkt-Ebene und einem zweiten Stützpunkt einer (anderen) zweiten Stützpunkt-Ebene des Referenz -Fahrpfads eine empirische Geschwindigkeit zu ermitteln. In entsprechender Weise kann für jedes Pfadsegment des Referenz-Fahrpfads eine empirische Geschwindigkeit ermittelt werden. Es kann somit entlang des Referenz -Fahrpfads ein typischer Verlauf der (empirischen) Geschwindigkeit von Fahrzeugen ermittelt werden. Zu diesem Zweck können für die Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden jeweils Geschwindigkeitswerte entlang des jeweiligen gemessenen Fahrpfades (z.B. Geschwindigkeitswerte für die Sequenz von Messpunkten entlang des jeweiligen gemessenen Fahrpfads) bereitgestellt werden.

Zur Ermittlung der empirischen Geschwindigkeit für das Pfadsegment zwischen dem ersten und dem zweiten Stützpunkt können erste Geschwindigkeitswerte für die ein oder mehreren Schnittpunkte einer ersten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden ermittelt werden, aus denen der erste Stützpunkt ermittelt (insbesondere geclustert) wurde. Ferner können zweite Geschwindigkeitswerte für die ein oder mehreren Schnittpunkte einer zweiten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden ermittelt werden, aus denen der zweite Stützpunkt ermittelt (insbesondere geclustert) wurde. Die empirische Geschwindigkeit für das Pfadsegment kann dann in präziser Weise auf Basis der ersten und zweiten Geschwindigkeitswerte, insbesondere auf Basis eines Mittelwertes der ersten und/oder zweite Geschwindigkeitswerte, ermittelt werden. Der Verlauf der empirischen Geschwindigkeit entlang eines Referenz -Fahrpfads kann für die Ermittlung einer Soll-Trajektorie eines zumindest teilweise autonom fahrenden Fahrzeugs berücksichtigt werden. So kann die Güte von autonomen Fahrfunktionen weiter erhöht werden.

Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, den zumindest einen ermittelten Referenz-Fahrpfad als Kartendaten in Bezug auf den Fahrbahnabschnitt für eine digitale Karte (insbesondere für eine HD-Karte) bereitzustellen. Dabei können für den Referenz -Fahrpfad jeweils der Verlauf der ermittelten empirischen Geschwindigkeit entlang des Referenz -Fahrpfad bereitgestellt werden.

Es wird somit eine Vorrichtung beschrieben, die ausgebildet ist, von Fahrzeugen erfasste (gemessene) Fahrpfade auszuwerten, um ein oder mehreren Referenz- Fahrpfade zu ermitteln, durch die der Verlauf und die absolute Position von (tatsächlich gefahrenen) Fahrstreifen, insbesondere der Verlauf und die absolute Position der Mittellinie von Fahrstreifen, beschrieben wird. Die Vorrichtung kann dabei eingerichtet sein, einen Referenz-Fahrpfad unabhängig von sensorisch erfassten Fahrbahnmarkierungen des Fahrbahnabschnitts zu ermitteln. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, einen Referenz -Fahrpfad auch dann auf Basis der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden zu ermitteln, wenn der Fahrbahnabschnitt keine sensorisch erfassbaren Fahrbahnmarkierungen, insbesondere keine sensorisch erfassbaren Fahrbahnmarkierungen zur Kennzeichnung von ein oder mehreren Fahrspuren bzw. Fahrstreifen, aufweist. Es wird somit eine besonders effiziente und robuste Ermittlung des Verlaufs von Fahrstreifen auf einer Fahrbahn ermöglicht.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine (weitere) Vorrichtung zur Ermittlung eines Referenz -Fahrpfades für einen Fahrbahnabschnitt beschrieben (der im Folgenden als „Kern-Fahrbahnabschnitt“ bezeichnet wird). Die Vorrichtung ist eingerichtet, eine Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden von ein oder mehreren Fahrzeugen für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Kern- Fahrbahnabschnitts zu ermitteln (z.B. von ein oder mehreren Fahrzeugen zu empfangen).

Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, jeden der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden jeweils einer Ab schnitt- Sequenz aus einer Menge von unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen zuzuordnen, um für jede Abschnitt- Sequenz der Menge von Abschnitt-Sequenzen jeweils eine Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden zu ermitteln. Mit anderen Worten, jeder gemessener Fahrpfad kann jeweils genau einer Abschnitt-Sequenz zugeordnet werden. Die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen aus der Menge von Abschnitt-Sequenzen können z.B. auf Basis einer digitalen Karte (z.B. einer SD-Karte) in Bezug auf das Fahrbahnnetz in der Umgebung des Kern-Fahrbahnabschnitts ermittelt werden. Es können z.B. 2 oder mehr, oder 5 oder mehr unterschiedliche Abschnitt-Sequenzen betrachtet werden. Jede Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden kann z.B. 2 oder mehr, oder 5 oder mehr gemessenen Fahrpfade aufweisen.

Die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen können jeweils den Kern- Fahrbahnabschnitt und zumindest einen in Fahrtrichtung direkt vor und/oder direkt hinter dem Kern-Fahrbahnabschnitt angeordneten Umgebungs- Fahrbahnabschnitt aufweisen. Insbesondere können die einzelnen Abschnitt- Sequenzen jeweils zusätzlich zu dem Kem-Fahrbahnabschnitt N Umgebungs- Fahrbahnabschnitte vor und M Umgebungs-Fahrbahnabschnitte hinter dem Kem- Fahrbahnabschnitt aufweist, z.B. mit N und/oder M jeweils 1 oder mehr, oder 2 oder mehr. Dabei können ggf. entweder N oder M Null sein.

Die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen können zumindest teilweise unterschiedliche Umgebungs-Fahrbahnabschnitte (d.h. kurz Fahrbahnabschnitte) in der Umgebung des Kern-Fahrbahnabschnitts aufweisen. Alternativ oder ergänzend können die unterschiedlichen Umgebungs-Fahrbahnabschnitte unterschiedliche räumliche Ausrichtungen (insbesondere unterschiedliche Fahrrichtungen) relativ zu dem Kern-Fahrbahnabschnitt aufweisen.

Die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen können somit unterschiedliche Richtungen aufweisen, aus denen Fahrzeuge in den Kern-Fahrbahnabschnitt einfahren und/oder in die Fahrzeuge aus dem Kem-Fahrbahnabschnitt herausfahren können. Diese unterschiedlichen Richtungen können einen Einfluss auf die (optimale und/oder typische) Trajektorie von Fahrzeugen in dem Kern- Fahrbahnabschnitt aufweisen.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, für jede Abschnitt-Sequenz aus der Menge von Abschnitt-Sequenzen auf Basis der jeweiligen Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden (insbesondere beschränkt auf die jeweilige Teilmenge) einen Referenz-Fahrpfad für den Kern-Fahrbahnabschnitt zu ermitteln. Mit anderen Worten, die Ermittlung des Referenz -Fahrpfads in dem Kem- Fahrbahnabschnitt für eine bestimmte Ab schnitt- Sequenz kann auf die ermittelte Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden für die bestimmte Abschnitt-Sequenz beschränkt sein.

Zur Ermittlung eines Referenz -Fahrpfades kann das in diesem Dokument beschriebene Verfahren verwendet werden. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, einen Referenz -Fahrpfad für den Kern-Fahrbahnabschnitt derart zu ermitteln, dass der Referenz -Fahrpfad durch eine Sequenz von Stützpunkten in einer entlang des Verlaufs des Kem-Fahrbahnabschnitts angeordneten, entsprechenden Sequenz von Stützpunkt-Ebenen definiert ist und/oder beschrieben wird.

Die Vorrichtung kann zur Ermittlung eines Referenz -Fahrpfades für eine bestimmte Ab schnitt- Sequenz eingerichtet sein, für jeden der gemessenen Fahrpfade der Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden für die bestimmte Abschnitt-Sequenz jeweils eine Sequenz von Schnittpunkten des jeweiligen gemessenen Fahrpfades mit der entsprechenden Sequenz von Stützpunkt-Ebenen zu ermitteln. Für jede der Sequenz von Stützpunkt-Ebenen kann dann jeweils eine Menge von Stützpunkten auf Basis der ermittelten Schnittpunkte mit der jeweiligen Stützpunkt-Ebene ermittelt werden. Ferner kann der Referenz -Fahrpfad in dem Kern-Fahrbahnabschnitt für die bestimmte Abschnitt-Sequenz auf Basis der Sequenz von Mengen von Stützpunkten für die entsprechende Sequenz von Stützpunkt-Ebenen ermittelt werden.

Es wird somit eine Vorrichtung beschrieben, die es ermöglicht, unterschiedliche Einfahr- und/oder Ausfahrrichtungen eines Kern-Fahrbahnabschnitts bei der Auswertung von gemessenen Fahrpfaden zu berücksichtigen. Es können dann für die unterschiedlichen Einfahr- und/oder Ausfahrrichtungen jeweils dedizierte Referenz-Fahrpfade ermittelt werden. So kann die Genauigkeit der ermittelten Verläufe von Fahrstreifen in effizienter Weise erhöht werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, die Sequenz von Stützpunkt-Ebenen derart anzuordnen, dass die erste Stützpunkt-Ebene der Sequenz von Stützpunkt- Ebenen (die erste Stützpunkt-Ebene in Bezug auf die Fahrrichtung durch die Kern-Fahrbahnabschnitt) einen vordefinierten Abstand (z.B. den halben Abstand zwischen den Stützpunkt-Ebenen) zu dem Anfang des Verlaufs des Kern- Fahrbahnabschnitts aufweist. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Sequenz von Stützpunkt-Ebenen derart anzuordnen, dass die letzte Stützpunkt-Ebene der Sequenz von Stützpunkt-Ebenen (die letzte Stützpunkt-Ebene in Bezug auf die Fahrrichtung durch die Kern- Fahrbahnabschnitt) einen vordefinierten Abstand (z.B. den halben Abstand zwischen Stützpunkt-Ebenen) zu dem Ende des Verlaufs des Kern- Fahrbahnabschnitts aufweist. So kann die Güte der Aneinanderreihung von Referenz-Fahrpfaden für aufeinanderfolgende Fahrbahnabschnitte in effizienter und robuster Weise erhöht werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, die Menge von ermittelten Referenz- Fahrpfaden für die entsprechende Menge von unterschiedlichen Abschnitt- Sequenzen als Kartendaten in Bezug auf den Kern-Fahrbahnabschnitt für eine digitale Karte (z.B. für eine HD-Karte) bereitzustellen. So kann die Güte von automatisierten Fahrfunktionen (basierend auf den bereitgestellten Kartendaten) erhöht werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, für jeden der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden jeweils einen erweiterten gemessenen Fahrpfad zu ermitteln, der neben der Durchfahrung des Kern-Fahrbahnabschnitts auch die Durchfahrung zumindest eines direkt vor und/oder direkt nach dem Kern-Fahrbahnabschnitt angeordneten Umgebungs-Fahrbahnabschnitts beschreibt. Insbesondere können erweiterte gemessenen Fahrpfade ermittelt werden, die sich über die Länge der Abschnitt-Sequenzen erstrecken. Es kann dann in besonders effizienter und präziser Weise die Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden auf Basis der entsprechenden Vielzahl von erweiterten gemessenen Fahrpfaden den einzelnen Abschnitt-Sequenzen aus der Menge von unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen zugeordnet werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, für eine bestimmte Abschnitt-Sequenz, die den Kern-Fahrbahnabschnitt und einen direkt nach dem Kem- Fahrbahnabschnitt angeordneten, bestimmten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt aufweist, einen nachfolgenden Referenz -Fahrpfad für den bestimmten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt zu ermitteln. Der Referenz-Fahrpfad für den Kern-Fahrbahnabschnitt kann dann mit dem nachfolgenden Referenz -Fahrpfad für den bestimmten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt verbunden werden, um einen Sequenz -Fahrpfad für die bestimmte Abschnitt-Sequenz zu ermitteln. Alternativ kann die Aneinanderreihung von Referenz -Fahrpfaden in umgekehrter Richtung erfolgen, sodass der Referenz -Fahrpfad für den Kern-Fahrbahnabschnitt mit dem vorhergehenden Referenz-Fahrpfad für den direkt vor dem Kern- Fahrbahnabschnitt angeordneten bestimmten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt verbunden wird. So können durchgehende Fahrpfade und somit die Verläufe von Fahrstreifen durch das Fahrbahnnetz in effizienter und präziser Weise ermittelt werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine Menge von nachfolgenden Referenz- Fahrpfaden für den direkt nach dem Kem-Fahrbahnabschnitt angeordneten, bestimmten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt zu ermitteln. Ferner kann die Vorrichtung eingerichtet sein, einen nachfolgenden Referenz -Fahrpfad aus der Menge von Referenz -Fahrpfaden für den bestimmten Umgebungs- Fahrbahnabschnitt unter Verwendung eines (Zuordnungs-) Abstandsmaßes einem bestimmten Referenz -Fahrpfad aus der Menge von Referenz -Fahrpfaden für den Kern-Fahrbahnabschnitt zuzuordnen. Dabei kann das (Zuordnungs-) Abstandsmaß von dem Abstand zwischen dem Endpunkt (d.h. zwischen der Position des Endpunktes) des bestimmten Referenz -Fahrpfades und dem Anfangspunkt (d.h. der Position des Anfangspunktes) des nachfolgenden Referenz-Fahrpfades abhängen. Der bestimmte Referenz -Fahrpfad kann dann (durch ein Pfadsegment) mit dem zugeordneten nachfolgenden Referenz -Fahrpfad verbunden werden, um einen Sequenz-Fahrpfad für eine Sequenz von Fahrbahnabschnitten zu ermitteln. So können durchgehende Fahrpfade und somit die Verläufe von Fahrstreifen durch das Fahrbahnnetz in effizienter und präziser Weise ermittelt werden.

Das Abstandsmaß kann insbesondere von einem euklidischen Abstand zwischen dem Endpunkt des bestimmten Referenz -Fahrpfades und dem Anfangspunkt des nachfolgenden Referenz -Fahrpfades abhängen. Alternativ oder ergänzend kann das Abstandsmaß von einem Jaccard-Koeffizienten von einer ersten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden und einer zweiten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden abhängen. Die erste Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden kann dabei die ein oder mehreren gemessenen Fahrpfade umfassen, deren entsprechenden ein oder mehreren Schnittstellen mit der letzten Stützpunkte- Ebene der jeweiligen Sequenz von Stützpunkt-Ebenen zu dem Endpunkt des bestimmten Referenz -Fahrpfades zusammengefasst, insbesondere geclustert, wurden. Die zweite Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden kann die ein oder mehreren gemessenen Fahrpfade umfassen, deren entsprechenden ein oder mehreren Schnittstellen mit der ersten Stützpunkte-Ebene der jeweiligen Sequenz von Stützpunkt-Ebenen zu dem Anfangspunkt des nachfolgenden Referenz- Fahrpfades zusammengefasst, insbesondere geclustert, wurden.

Mit anderen Worten, die Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine erste Teilmenge der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden zu ermitteln, die (nur) die ein oder mehreren gemessenen Fahrpfade umfasst, aus denen der Endpunkt des bestimmten Referenz -Fahrpfads ermittelt wurde. Ferner kann die Vorrichtung eingerichtet sein, eine zweite Teilmenge der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden zu ermitteln, die (nur) die ein oder mehreren gemessenen Fahrpfade umfasst, aus denen der Anfangspunkt des nachfolgenden Referenz -Fahrpfads ermittelt wurde. Das Abstandsmaß in Bezug auf den Abstand zwischen dem Endpunkt des bestimmten Referenz -Fahrpfades und dem Anfangspunkt des nachfolgenden Referenz-Fahrpfades kann dann in präziser Weise auf Basis der ersten Teilmenge und der zweiten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden, insbesondere auf Basis des Jaccard-Koeffizienten aus der ersten und der zweiten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden, ermittelt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit zur zumindest teilweise automatisierten Längs- und/oder Querführung eines (Kraft-) Fahrzeugs entlang einer Fahrroute durch ein Fahrbahnnetz beschrieben. Die Steuereinheit kann Teil des Fahrzeugs sein. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, (z.B. auf Basis von Kartendaten einer digitalen Karte des Fahrbahnnetzes) für eine vorausliegende Durchfahrung eines Kern-Fahrbahnabschnitts des Fahrbahnnetzes auf der Fahrroute eine Menge von unterschiedlichen Referenz -Fahrpfaden für eine entsprechende Menge von unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen zu ermitteln. Dabei können die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen jeweils den Kem- Fahrbahnabschnitt und zumindest einen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs direkt vor und/oder direkt hinter dem Kern-Fahrbahnabschnitt angeordneten Umgebungs- Fahrbahnabschnitt aufweisen.

Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, auf Basis der Fahrroute eine Abschnitt- Sequenz aus der Menge von unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen zu identifizieren. Dabei kann insbesondere die Ab schnitt- Sequenz identifiziert werden, die der Fahrroute des Fahrzeugs entspricht, d.h. entlang der das Fahrzeug durch den Kern-Fahrbahnabschnitt fahren wird.

Außerdem kann die Steuereinheit eingerichtet sein, eine Soll-Trajektorie des Fahrzeugs für eine zumindest teilweise automatisierte Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs bei der Durchfahrung des Kem-Fahrbahnabschnitts auf Basis des Referenz -Fahrpfads für die identifizierte Abschnitt-Sequenz zu ermitteln. Das Fahrzeug kann dann zumindest teilweise automatisiert entlang der ermittelten Soll-Trajektorie durch den Kern-Fahrbahnabschnitt geführt werden. So kann die Güte einer automatisierten Fahrfunktion in effizienter und zuverlässiger Weise erhöht werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Referenz-Fahrpfades für einen Fahrbahnabschnitt beschrieben. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden von ein oder mehreren Fahrzeugen für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Fahrbahnabschnitts zu ermitteln (z.B. von ein oder mehreren Fahrzeugen zu empfangen). Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden einen Referenzverlauf des Fahrbahnabschnitts zu ermitteln.

Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung eingerichtet sein, für zumindest eine Teilmenge der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden jeweils eine Gesamtlänge zu ermitteln. Die Teilmenge kann z.B. 70% oder mehr der gemessenen Fahrpfade aus der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden umfassen. Ferner kann die Teilmenge z.B. 2 oder mehr, oder 5 oder mehr gemessene Fahrpfade umfassen.

Es kann dann für jeden gemessenen Fahrpfad aus der Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden jeweils eine Sequenz von Pfadpunkten an einer entsprechenden Sequenz von aufeinanderfolgenden Lauflängenpositionen ermittelt werden. Dabei können die aufeinanderfolgenden Lauflängenpositionen relativ zu der Gesamtlänge des jeweiligen gemessenen Fahrpfads sein (z.B. an einer Sequenz von Prozentpunkten der jeweiligen Gesamtlänge). Beispielsweise kann eine Lauflängenposition jeweils y% der jeweiligen Gesamtlänge entsprechen. Die Sequenz von aufeinanderfolgenden Lauflängenpositionen kann dann unterschiedliche (ggf. äquidistante) Werte von y aufweisen (z.B. 10, 20, 30, ... ., 100). Die Sequenz von aufeinanderfolgenden Lauflängenpositionen kann z.B. 5 oder mehr oder 10 oder mehr unterschiedliche Lauflängenposition umfassen.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, für jede der Lauflängenpositionen, auf Basis der jeweiligen Pfadpunkte der gemessenen Fahrpfade, insbesondere auf Basis eines Mittelwertes, etwa auf Basis eines getrimmten Mittelwerts, der Pfadpunkte der gemessenen Fahrpfade, einen entsprechenden Pfadpunkt des Referenzverlaufs zu ermitteln, um eine Sequenz von Pfadpunkten des Referenzverlaufs an der entsprechenden Sequenz von aufeinanderfolgenden Lauflängenpositionen des Referenzverlaufs zu ermitteln. Der Referenzverlauf kann dann durch die Sequenz von Pfadpunkten beschrieben werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, für eine (insbesondere für jede einzelne) Lauflängenposition aus der Sequenz von aufeinanderfolgenden Lauflängenpositionen, ein oder mehrere Pfadpunkte der gemessenen Fahrpfade als Ausreißer zu identifizieren. Die ein oder mehreren identifizierten Pfadpunkte der gemessenen Fahrpfade können bei der Ermittlung des entsprechenden Pfadpunktes des Referenzverlaufs unberücksichtigt bleiben. So kann die Güte des ermittelten Referenzverlaufs weiter erhöht werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, ein oder mehrere gemessene Fahrpfade aus der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden als Ausreißer zu identifizieren. Die ein oder mehreren identifizierten, gemessenen Fahrpfade können dann bei der Ermittlung des Referenzverlaufs des Fahrbahnabschnitts unberücksichtigt bleiben. So kann die Güte des ermittelten Referenzverlaufs weiter erhöht werden.

Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, entlang des Referenzverlaufs eine Sequenz von Stützpunkt-Ebenen anzuordnen. Es kann dann für jeden der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden jeweils eine Sequenz von Schnittpunkten des jeweiligen gemessenen Fahrpfades mit der entsprechenden Sequenz von Stützpunkt-Ebenen ermittelt werden. Ferner kann auf Basis der Vielzahl von ermittelten Sequenzen von Schnittpunkten für die entsprechende Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden zumindest ein Referenz -Fahrpfad für den Fahrbahnabschnitt ermittelt werden.

Durch die Ermittlung eines Referenzverlaufs für einen Fahrbahnabschnitt kann die Güte der ermittelten Referenz -Fahrpfade weiter erhöht werden. Insbesondere können so Referenz -Fahrpfade für aufeinanderfolgende Fahrbahnabschnitte ermittelt werden, die in stetiger Weise aneinandergereiht werden können, um einen Sequenz-Fahrpfad zu ermitteln.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, anhand einer digitalen Karte (z.B. anhand einer SD-Karte) in Bezug auf den Fahrbahnabschnitt einen in der digitalen Karte verzeichneten Kartenverlauf des Fahrbahnabschnitts zu ermitteln. Der Referenzverlauf des Fahrbahnabschnittes kann dann mit erhöhter Genauigkeit auch auf Basis des Kartenverlaufs ermittelt werden.

Die Vorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, den Anfang und/oder das Ende (d.h. die Position des Anfangs und/oder des Endes) des Kartenverlaufs zu ermitteln. Es kann dann basierend auf einem Abstandsmaß ein entsprechender Anfang und/oder ein entsprechendes Ende (d.h. jeweils die Position des Anfangs bzw. Endes) des Referenzverlaufs ermittelt werden. Dabei können der Anfang und/oder das Ende des Referenzverlaufs derart ermittelt werden, dass das Abstandsmaß reduziert, insbesondere minimiert, wird. So kann die Güte des ermittelten Referenzverlaufs weiter erhöht werden.

Das Abstandsmaß zur Ermittlung des Anfangs des Referenzverlaufs kann von dem Abstand zwischen dem Anfang des Kartenverlaufs und dem zu ermittelnden Anfang des Referenzverlaufs abhängen. Ferner kann das Abstandsmaß zur Ermittlung des Anfangs des Referenzverlaufs von der Abweichung der Orientierung des Kartenverlaufs an dem Anfang des Kartenverlaufs und der Orientierung des Referenzverlaufs an dem zu ermittelten Anfang des Referenzverlaufs abhängen.

In entsprechender Weise kann das Ab standsmaß zur Ermittlung des Endes des Referenzverlaufs von dem Abstand zwischen dem Ende des Kartenverlaufs und dem zu ermittelnden Ende des Referenzverlaufs abhängen. Ferner kann das Abstandsmaß zur Ermittlung des Endes des Referenzverlaufs von der Abweichung der Orientierung des Kartenverlaufs an dem Ende des Kartenverlaufs und der Orientierung des Referenzverlaufs an dem zu ermittelten Ende des Referenzverlaufs abhängen.

Die Verwendung eines derartigen Abstandsmaßes ermöglicht die Ermittlung von Referenz-Fahrpfaden, die in besonders zuverlässiger und stetiger Weise aneinandergereiht werden können.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Referenzverlaufs eines Kern-Fahrbahnabschnitts beschrieben. Dabei kann die Vorrichtung eingerichtet sein, für ein oder mehrere unterschiedliche Abschnitt- Sequenzen (die jeweils den Kern-Fahrbahnabschnitt umfassen) jeweils einen spezifischen Referenzverlauf des Kern-Fahrbahnabschnitts zu ermitteln. Der für eine bestimmte Abschnitt-Sequenz spezifische Referenzverlauf kann dann für die Ermittlung des Referenz -Fahrpfades für diese bestimmte Abschnitt-Sequenz verwendet werden. So kann die Güte der ermittelten Referenz -Fahrpfade für einen Fahrbahnabschnitt weiter erhöht werden.

Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die ein oder mehrere ermittelten Referenzverläufe für den Kem-Fahrbahnabschnitt als Kartendaten einer digitalen Karte bereitzustellen (als Alternative oder als Ergänzung zu den Kartenverläufen). Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, zu bewirken, dass ein Fahrzeug bei einer Fahrt durch den Kern-Fahrbahnabschnitt in Abhängigkeit von einem ermittelten Referenzverlauf des Kern-Fahrbahnabschnitts betrieben wird.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden von ein oder mehreren Fahrzeugen für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Kern-Fahrbahnabschnitts zu ermitteln. Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, eine erste Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden aus der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden einer ersten Abschnitt- Sequenz aus einer Menge von unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen zuzuordnen. Dabei können die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen jeweils den Kem-Fahrbahnabschnitt und zumindest einen in Fahrtrichtung direkt vor und/oder direkt hinter dem Kern-Fahrbahnabschnitt angeordneten Umgebungs- Fahrbahnabschnitt aufweisen.

Es kann dann (ggf. allein) auf Basis der ersten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden für die erste Ab schnitt- Sequenz ein erster Referenzverlauf des Kem- Fahrbahnabschnitts für die erste Abschnitt-Sequenz ermittelt werden. In entsprechender Weise können spezifische Referenzverläufe für die ein oder mehreren anderen Ab schnitt- Sequenzen ermittelt werden.

Der erste Referenzverlauf für die ersten Ab schnitt- Sequenz kann wie in diesem Dokument beschrieben ermittelt werden. Dabei wird (ggf. nur) die erste Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden zur Ermittlung des ersten Referenzverlaufs berücksichtigt. So kann bewirkt werden, dass der erste Referenzverlauf spezifisch an den Verlauf der ersten Ab schnitt- Sequenz angepasst wird. Als Folge daraus kann die Güte des ermittelten ersten Referenzverlaufs und die Güte des basierend auf dem ersten Referenzverlauf ermittelten Referenz- Fahrpfads erhöht werden (insbesondere in Bezug auf die Aneinanderreihung von Referenz-Fahrpfaden für eine Abschnitt-Sequenz).

Es kann somit für die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen jeweils ein spezifischer Referenzverlauf des Kem-Fahrbahnabschnitts ermittelt werden. Der Abschnitt-Sequenz-spezifische Referenzverlauf kann dann für die Ermittlung des entsprechenden Abschnitt-Sequenz-spezifischen Referenz -Fahrpfads verwendet werden. So kann die Güte der ermittelten Referenz -Fahrpfade für den Kern- Fahrbahnabschnitt in besonderem Maße erhöht werden. Die erste Abschnitt-Sequenz kann z.B. den Kern-Fahrbahnabschnitt und einen direkt nach oder vor dem Kern-Fahrbahnabschnitt angeordneten, bestimmten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt aufweisen. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis der ersten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden und unter Verwendung des ersten Referenzverlaufs (wie in diesem Dokument beschrieben) einen Referenz-Fahrpfad für den Kern-Fahrbahnabschnitt zu ermitteln. Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, einen nachfolgenden oder vorhergehenden Referenz-Fahrpfad für den bestimmten Umgebungs- Fahrbahnabschnitt zu ermitteln. Der Referenz-Fahrpfad für den Kern- Fahrbahnabschnitt kann dann mit dem nachfolgenden oder vorhergehenden Referenz-Fahrpfad für den bestimmten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt verbunden werden, um einen Sequenz -Fahrpfad für die erste Ab schnitt- Sequenz zu ermitteln. Durch die Verwendung des ersten Referenzverlaufs für die Ermittlung des Referenz-Fahrpfads für den Kern-Fahrbahnabschnitt kann der Sequenz-Fahrpfad in besonders präziser Weise ermittelt werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, für ein Segment des ersten Referenzverlaufs zwischen einem ersten Pfadpunkt und einem (direkt nachfolgenden zweiten Pfadpunkt des ersten Referenzverlaufs eine empirische Geschwindigkeit zu ermitteln. Der erste Pfadpunkt kann dabei an einer ersten Lauflängenposition und der zweite Pfadpunkt kann einer zweiten Lauflängenposition angeordnet sein. In entsprechender Weise kann für alle Paare von (direkt aufeinanderfolgenden) Pfadpunkten jeweils eine empirische Geschwindigkeit (d.h. ein empirischer Geschwindigkeitswert) ermittelt werden. So kann ein empirischer Geschwindigkeitsverlauf von Fahrzeugen entlang des Referenzverlaufs des Fahrbahnabschnitts ermittelt werden.

Die empirische Geschwindigkeit zwischen dem ersten Pfadpunkt und dem zweiten Pfadpunkt kann wie folgt ermittelt werden. Es können erste Geschwindigkeitswerte für die ein oder mehreren entsprechenden ersten Pfadpunkte der ersten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden ermittelt werden, aus denen der erste Pfadpunkt des ersten Referenzverlaufs ermittelt wurde. Ferner können zweite Geschwindigkeitswerte für die ein oder mehreren entsprechenden zweiten Pfadpunkte der ersten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden ermittelt werden, aus denen der zweite Pfadpunkt des ersten Referenzverlaufs ermittelt wurde. Die empirische Geschwindigkeit für das Segment des ersten Referenzverlaufs kann dann auf Basis der ersten und zweiten Geschwindigkeitswerte, insbesondere auf Basis eines (ggf. getrimmten) Mittelwertes der ersten und/oder zweite Geschwindigkeitswerte, ermittelt werden.

Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, den ersten Referenzverlauf, insbesondere zusammen mit dem Verlauf der empirischen Geschwindigkeit entlang des ersten Referenzverlaufs, als Kartendaten in Bezug auf den Kem-Fahrbahnabschnitt für eine digitale (HD) Karte bereitzustellen. So können in effizienter Weise automatisierte Fahrfunktionen auf Basis der digitalen (HD) Karte implementiert werden.

Der für einen Fahrbahnabschnitt bereitgestellte Referenzverl auf kann sich auf einen Verlauf des Fahrbahnabschnitts beziehen, der sich insgesamt aus den gemessenen Fahrpfaden für diesen Fahrbahnabschnitt ergibt (ohne Unterteilung in unterschiedliche Fahrspuren bzw. Fahrstreifen). So kann in effizienter Weise ein (relativ grober) Verlauf des Fahrbahnabschnitts ermittelt und bereitgestellt werden (ggf. in Abhängigkeit von der vorhergehenden und/oder nachfolgenden Fahrtrichtung von Fahrzeugen, d.h. ggf. in Abhängigkeit der jeweiligen Ab schnitt- S equenz) .

Anderseits können sich die für den Fahrbahnabschnitt ermittelten und bereitgestellten Referenz-Fahrpfade jeweils auf unterschiedliche Fahrspuren und/oder Fahrstreifen des Fahrbahnabschnitts beziehen. Durch die Referenz- Fahrpfade für den Fahrbahnabschnitt können somit in präziser Weise die unterschiedlichen (effektiven) Fahrspuren und/oder Fahrstreifen des Fahrbahnabschnitts beschrieben werden (ggf. in Abhängigkeit von der vorhergehenden und/oder nachfolgenden Fahrtrichtung von Fahrzeugen, d.h. ggf. in Abhängigkeit der jeweiligen Ab schnitt- Sequenz).

Somit wird für einen Fahrbahnabschnitt (und ggf. für eine bestimmte Abschnitt- Sequenz) typischerweise nur ein einziger Referenzverlauf ermittelt (auch wenn der Fahrbahnabschnitt mehrere Fahrspuren und/oder Fahrstreifen aufweist). Andererseits werden für den Fahrbahnabschnitt (und ggf. für die bestimmte Abschnitt-Sequenz) ggf. mehrere Referenz-Verläufe für unterschiedliche Fahrspuren und/oder Fahrtreifen ermittelt.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das ein oder mehrere der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und/oder Steuereinheiten umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Zentraleinheit, z.B. ein Server, beschrieben, die ein oder mehrere der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Referenz- Fahrpfades für einen Fahrbahnabschnitt beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln einer Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden von ein oder mehreren Fahrzeugen für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Fahrbahnabschnitts, sowie das Unterteilen eines Verlaufs des Fahrbahnabschnitts in eine Sequenz von Stützpunkt-Ebenen. Das Verfahren umfasst ferner das Ermitteln, für jeden der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden, jeweils einer Sequenz von Schnittpunkten des jeweiligen gemessenen Fahrpfades mit der entsprechenden Sequenz von Stützpunkt-Ebenen. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln, für jede der Sequenz von Stützpunkt-Ebenen, jeweils einer Menge von Stützpunkten auf Basis der ermittelten Schnittpunkte mit der jeweiligen Stützpunkt-Ebene, sowie das Ermitteln, auf Basis der Sequenz von Mengen von Stützpunkten für die entsprechende Sequenz von Stützpunkt-Ebenen, zumindest eines Referenz -Fahrpfads für den Fahrbahnabschnitt.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Referenz- Fahrpfades für einen Kern-Fahrbahnabschnitt beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln einer Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden von ein oder mehreren Fahrzeugen für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Kern- Fahrbahnabschnitts. Das Verfahren umfasst ferner das Zuordnen jedes der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden zu jeweils einer Abschnitt-Sequenz aus einer Menge von unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen, um für jede Abschnitt- Sequenz aus der Menge von Abschnitt-Sequenzen jeweils eine Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden zu ermitteln. Dabei können die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen jeweils den Kern-Fahrbahnabschnitt und zumindest einen in Fahrtrichtung direkt vor und/oder direkt hinter dem Kem-Fahrbahnabschnitt angeordneten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt aufweisen. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln, für jede Abschnitt-Sequenz aus der Menge von Abschnitt-Sequenzen, eines Referenz -Fahrpfads für den Kern-Fahrbahnabschnitt auf Basis der jeweiligen Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur zumindest teilweise automatisierten Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs entlang einer Fahrroute durch ein Fahrbahnnetz beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln, insbesondere auf Basis von Kartendaten einer digitalen Karte des Fahrbahnnetzes, für eine vorausliegende Durchfahrung eines Kern- Fahrbahnabschnitts des Fahrbahnnetzes auf der Fahrroute einer Menge von unterschiedlichen Referenz -Fahrpfaden für eine entsprechende Menge von unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen. Dabei können die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen jeweils den Kern-Fahrbahnabschnitt und zumindest einen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs direkt vor und/oder direkt hinter dem Kern- Fahrbahnabschnitt angeordneten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt aufweisen. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Identifizieren auf Basis der Fahrroute einer Abschnitt-Sequenz aus der Menge von unterschiedlichen Ab schnitt- Sequenzen, sowie das Ermitteln einer Soll-Trajektorie des Fahrzeugs für eine zumindest teilweise automatisierte Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs bei der Durchfahrung des Kern-Fahrbahnabschnitts auf Basis des Referenz -Fahrpfads für die identifizierte Abschnitt-Sequenz.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Referenz- Fahrpfades für einen Fahrbahnabschnitt beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln einer Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden von ein oder mehreren Fahrzeugen für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Fahrbahnabschnitts, sowie das Ermitteln, auf Basis der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden, eines Referenzverlaufs des Fahrbahnabschnitts. Das Verfahren umfasst ferner das Anordnen einer Sequenz von Stützpunkt-Ebenen entlang des Referenzverlaufs, sowie das Ermitteln, für jeden der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden, jeweils einer Sequenz von Schnittpunkten des jeweiligen gemessenen Fahrpfades mit der entsprechenden Sequenz von Stützpunkt-Ebenen. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln, auf Basis der Vielzahl von ermittelten Sequenzen von Schnittpunkten für die entsprechende Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden, zumindest eines Referenz -Fahrpfads für den Fahrbahnabschnitt.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Referenzverlaufs eines Kem-Fahrbahnabschnitts beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln einer Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden von ein oder mehreren Fahrzeugen für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Kern-Fahrbahnabschnitts. Außerdem umfasst das Verfahren das Zuordnen einer ersten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden aus der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden zu einer ersten Ab schnitt- Sequenz aus einer Menge von unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen. Dabei können die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen jeweils den Kern-Fahrbahnabschnitt und zumindest einen in Fahrtrichtung direkt vor und/oder direkt hinter dem Kem-Fahrbahnabschnitt angeordneten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt aufweisen. Das Verfahren umfasst ferner das Ermitteln, auf Basis der ersten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden für die erste Abschnitt-Sequenz, eines ersten Referenzverlaufs des Kern- Fahrbahnabschnitts für die erste Abschnitt-Sequenz.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch ein oder mehrere der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch ein oder mehrere der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen Figur la ein beispielhaftes System zur Ermittlung von Referenz -Fahrpfad en für einen Fahrbahnabschnitt;

Figur 1b einen beispielhaften Fahrbahnabschnitt mit mehreren effektiven

Fahrspuren;

Figur 2a beispielhafte gemessene Fahrpfade für den in Fig. 1b dargestellten

F ahrb ahnab schnitt;

Figur 2b beispielhafte Schnittpunkte und Stützpunkte innerhalb einer Ebene eines

F ahrb ahnab Schnitts;

Figur 2c beispielhafte Stützpunkte für die Sequenz von Ebenen eines

F ahrb ahnab Schnitts;

Figur 2d beispielhafte Referenz -Fahrpfade für den in Fig. 1b dargestellten

F ahrb ahnab schnitt;

Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung eines Referenz-Fahrpfades für einen Fahrbahnabschnitt;

Figur 4a beispielhafte gemessene Fahrpfade an einem Fahrbahn -Kontenpunkt;

Figur 4b eine beispielhafte Aneinanderreihung von Referenz-Fahrpfaden für aufeinanderfolgende Fahrbahnabschnitte;

Figur 5a ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung eines Referenz -Fahrpfades für einen Fahrbahnabschnitt;

Figur 5b ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung einer Soll-Trajektorie für ein Fahrzeug;

Figur 6 beispielhafte Stützpunkte für Referenz -Fahrpfade in aufeinanderfolgenden F ahrb ahnab schnitten;

Figur 7 eine beispielhafte Sequenz von Ebenen entlang eines Referenzverlaufs eines Fahrbahnabschnitts;

Figur 8a ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung eines Referenz -Fahrpfades für einen Fahrbahnabschnitt; und

Fig. 8b ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung eines Referenzverlaufs eines Fahrbahnabschnitts. Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und zuverlässigen Ermittlung von ein oder mehreren Referenz- Fahrpfaden für einen Fahrbahnabschnitt eines Fahrbahnnetzes. Dabei können z.B. für unterschiedliche Fahrspuren des Fahrbahnabschnittes jeweils unterschiedliche Referenz-Fahrpfade ermittelt werden. Die ermittelten Referenz -Fahrpfade können als Kartendaten in einer HD-Karte für das Fahrbahnnetz bereitgestellt werden. Insbesondere können die ein oder mehreren ermittelten Referenz-Fahrpfade zur Ermittlung von Soll-Trajektorien für die automatisierte Längs- und/oder Querführung von Fahrzeugen verwendet werden.

Fig. la zeigt ein beispielhaftes System 100 zur Ermittlung zumindest eines Referenz-Fahrpfades für zumindest einen Fahrbahnabschnitt eines Fahrbahnnetzes. Das System 100 umfasst eine Zentraleinheit 120, die eingerichtet ist, Messdaten 115 von einer Vielzahl von Fahrzeugen 110 und/oder für eine Vielzahl von Durchfahrungen eines Fahrbahnabschnitts zu ermitteln. Die Messdaten 115 für eine Durchfahrung und/oder von einem Fahrzeug 110 können über eine (drahtlose) Kommunikationsverbindung 101 von dem jeweiligen Fahrzeug 110 empfangen werden. Die Messdaten 115 einer Durchfahrung eines Fahrzeugs 110 können einen gemessenen Fahrpfad des Fahrzeugs 110 durch den Fahrbahnabschnitt anzeigen (z.B. als Sequenz von Messpunkten entlang des von dem Fahrzeug 110 gefahrenen Fahrpfads).

Die Zentraleinheit 120 (die in diesem Dokument auch allgemein als Vorrichtung bezeichnet wird) kann eingerichtet sein, auf Basis der Messdaten 115 von einer Vielzahl von Fahrzeugen 110 und/oder für eine Vielzahl von Durchfahrungen des Fahrbahnabschnittes zumindest einen Referenz -Fahrpfad für diesen Fahrbahnabschnitt zu ermitteln. Der Referenz -Fahrpfad kann den typischen Fahrpfad von Fahrzeugen 110 beim Durchfahren des Fahrbahnabschnitts beschreiben. Dabei können für unterschiedliche Fahrspuren des Fahrbahnabschnitts unterschiedliche Referenz -Fahrpfade ermittelt werden. Die ein oder mehreren ermittelten Referenz -Fahrpfade für den Fahrbahnabschnitt können von der Zentraleinheit 120 als Kartendaten 125 einer digitalen (HD) Karte für den Fahrbahnabschnitt bereitgestellt werden (etwa über eine Kommunikationsverbindung 101 an ein oder mehrere Fahrzeuge 110 gesendet werden).

Ein Fahrzeug 110 kann einen Positionssensor 114 umfassen, der eingerichtet ist, Daten in Bezug auf die Position des Fahrzeugs 110 anhand eines globalen satellitenbasierten Navigationssystems (GNSS) zu erfassen. Ferner kann das Fahrzeug 110 ein oder mehrere Sensoren 112 (wie z.B. einen Geschwindigkeitssensor, eine inertiale Messeinheit (IMU), ein oder mehrere Kameras, einen Raddrehzahlsensor, einen Lenksensor, etc.) umfassen, die ausgebildet sind, Sensordaten zu erfassen, die für eine Odometrie-basierte Bestimmung der Position des Fahrzeugs 110 verwendet werden können.

Eine Steuereinheit 111 des Fahrzeugs 110 kann eingerichtet sein, auf Basis der Daten des Positionssensors 114 und/oder auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren 112 die Position des Fahrzeugs 110 beim Durchfahren eines Fahrbahnabschnitts zu ermitteln. Insbesondere kann entlang des Verlaufs des Fahrbahnabschnitts eine Sequenz von Messpunkten der Position des Fahrzeugs 110 ermittelt werden, wobei die Sequenz von Messpunkten den von dem Fahrzeug 110 tatsächlich gefahrenen Fahrpfad beschreibt. Dieser Fahrpfad wird in diesem Dokument als ein „gemessener Fahrpfad“ bezeichnet. Die Sequenz von Messpunkten des gemessenen Fahrpfads können von dem Fahrzeug 110 als Messdaten 115 bereitgestellt werden (z.B. über eine Kommunikationseinheit 113 des Fahrzeugs 110). Die Sequenz von Messpunkten kann z.B. eine Abtastrate bzw. eine räumliche Auflösung von 1 Messpunkt pro Meter oder höher aufweisen.

Fig. 1b zeigt beispielhafte gemessene Fahrpfade 160 für eine Fahrbahn 150 (die in ein oder mehrere Fahrbahnabschnitte unterteilt werden kann). Die einzelnen gemessenen Fahrpfade 160 umfassen jeweils eine Sequenz von Messpunkten 161. Die Fahrbahn 150 kann Fahrbahnmarkierungen 152 aufweisen, die optisch und/oder sensorisch erfassbar den Fahrbahnrand und/oder eine Unterteilung der Fahrbahn 150 in mehrere Fahrspuren 151 anzeigen.

Der von einem Fahrzeug 110 tatsächlich gefahrene Fahrpfad 160 kann in etwa der Mittellinie einer Fahrspur 151 der Fahrbahn 150 entsprechen, insbesondere dann, wenn die Fahrbahn 150 einen geraden Verlauf aufweist. Andererseits kann es z.B. vor einer Kurve zu substantiellen Abweichungen zwischen der Mittellinie einer Fahrspur 151 und dem tatsächlich gefahrenen Fahrpfad 160 eines Fahrzeugs 110 kommen. Ferner weisen bestimmte Fahrbahnen 150 keine Fahrbahnmarkierungen 152 zur Unterteilung in Fahrspuren 151 auf, wie z.B. vor einer Mautanlage oder auf einer Kreuzung. In diesem Fall können keine Mittellinien von Fahrspuren 151 als Referenz -Fahrpfade auf Basis von sensorisch erfassten Fahrbahnmarkierungen 152 ermittelt werden.

Wie eingangs dargelegt, kann die Mittellinie einer Fahrspur 151 als Soll- Trajektorie für die automatisierte Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs 110 verwendet werden. Wie in Fig. 1b dargestellt kann es in bestimmten Fahrbahnabschnitten vorkommen, dass keine Fahrbahnmarkierungen 152 zur Ermittlung von Fahrspuren 151 vorhanden sind, und somit keine Soll-Trajektorie ermittelt werden kann. Ferner kann in bestimmten Fahrbahnabschnitten (z.B. vor oder hinter einer Kurve) die Mittellinie einer Fahrspur 151 als Soll-Trajektorie ungeeignet sein, um bei einer automatisierten Fahrt ein für manuell gefahrene Fahrzeuge 110 typisches und entsprechend komfortables Fahrverhalten zu bewirken.

Fig. 2a zeigt die für den Fahrbahnabschnitt aus Fig. 1b ermittelte Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160. Dabei wird angenommen, dass die in Fig. 1b dargestellte Fahrbahn 150 einem (einzigen) Fahrbahnabschnitt entspricht. Die Zentraleinheit 120 kann eingerichtet sein, auf Basis einer digitalen (SD) Karte einen Verlauf 270 des Fahrbahnabschnittes zu ermitteln. Dieser Verlauf 270 kann als Kartenverlauf des Fahrbahnabschnittes bezeichnet werden. Der Kartenverlauf 270 kann als Referenz für die Unterteilung des Fahrbahnabschnittes in eine Sequenz von (Stützpunkt-) Ebenen 271 verwendet werden. Insbesondere können jeweils senkrecht zu dem Kartenverlauf 270 in einem bestimmten Abstand (z.B. zwischen 1 und 3 Metern, etwa 2 Metern) Ebenen 271 angeordnet werden, die dazu verwendet werden, die gemessenen Fahrpfade 160 in entsprechender Weise in jeweils eine Sequenz von Schnittpunkten zu unterteilen.

Die einzelnen Ebenen 271 schneiden die unterschiedlichen gemessenen Fahrpfade 160. Somit kann ein gemessener Fahrpfad 160 durch die Sequenz von Ebenen 271 entlang des Kartenverlaufs 270 des Fahrbahnabschnittes in eine entsprechende Sequenz von Schnittpunkten unterteilt werden.

Fig. 2b zeigt die Vielzahl von Schnittpunkten 272 für eine entsprechende Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160 innerhalb einer beispielhaften Ebene 271 der Sequenz von Ebenen 271 für einen Fahrbahnabschnitt. Die Zentraleinheit 120 kann eingerichtet sein, die Vielzahl von Schnittpunkten 272 einer Ebene 271 unter Verwendung eines Clustering-Algorithmus in eine Menge von Stützpunkten 200 für eine entsprechende Menge von Referenz -Fahrpfaden für den Fahrbahnabschnitt zu überführen. Als Clustering-Algorithmus kann z.B. der DB SCAN Algorithmus verwendet werden.

Die Zentraleinheit 120 kann eingerichtet sein, in entsprechender Weise für die Sequenz von Ebenen 271 des Fahrbahnabschnittes jeweils eine Vielzahl von Schnittpunkten 272 und basierend darauf eine Menge von Stützpunkten 200 zu ermitteln, wie beispielhaft in Fig. 2c dargestellt. Dabei kann sich die Anzahl von Stützpunkten 200 in den unterschiedlichen Ebenen 271 zumindest teilweise voneinander unterscheiden. Die Änderung der Anzahl von Stützpunkten 200 in unterschiedlichen Ebenen 271 kann z.B. darauf zurückzuführen sein, dass entlang des Fahrbahnabschnitts Fahrpfade miteinander verschmelzen oder dass sich ein Fahrpfad entlang des Fahrbahnabschnitts in mehrere Fahrpfade aufspaltet (wie dies z.B. bei der Zufahrt zu einer Mautstelle der Fall sein kann).

Wie aus Fig. 2c ersichtlich, kann auf Basis der gemessenen Fahrpfade 160 für die einzelnen Ebenen 271 der Sequenz von Ebenen 271 jeweils eine Menge von ein oder mehreren Stützpunkten 200 ermittelt werden. Die Zentraleinheit 120 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sequenz von Mengen von Stützpunkten 200 ein oder mehrere Referenz -Fahrpfade 210 für den Fahrbahnabschnitt zu ermitteln (wie beispielhaft in Fig. 2d dargestellt). Zu diesem Zweck kann entlang der Sequenz von Ebenen 271 (in Fahrrichtung des Fahrbahnabschnitts) ausgehend von der ersten Ebene 271 sequentiell ein Stützpunkt 200 aus der jeweiligen Ebene 271 durch ein Pfadsegment 211 mit einem Stützpunkt 200 aus der jeweils direkt nachfolgenden Ebene 271 verbunden werden. Es kann somit zumindest eine Sequenz von Stützpunkten 20 für die entsprechende Sequenz von Ebenen 271 ermittelt und sequentiell mit Pfadsegmenten 211 verbunden werden, um einen Referenz-Fahrpfad 210 zu ermitteln. In dem in Fig. 2d dargestellten Beispiel können insgesamt 5 unterschiedliche Referenz -Fahrpfade 210 ermittelt werden, wobei sich die Referenz -Fahrpfade 210 in Teilsegmenten des Fahrbahnabschnitts überlappen.

Wie bereits dargelegt, kann die Mittellinie eines Fahrstreifens (bzw. einer Fahrspur) 151 typischerweise nicht direkt sensorisch erfasst werden. Die Mittellinie eines Fahrstreifens 151 wird daher typischerweise als Mitte zwischen benachbarten Fahrstreifenbegrenzungen und/oder Fahrstreifenmarkierungen 152 definiert und bestimmt. Dies kann jedoch dazu führen, dass Fahrstreifenmittellinien zwischen Markierungen 152 bestimmt werden, die gar keinen tatsächlich existierenden Fahrstreifen 151 begrenzen. Dies kann z.B. bei der Mitte zwischen einer Hin- und Rückrichtung einer nicht baulich getrennten Autobahn der Fall sein. Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann die Ermittlung von nicht-exi stierenden Fahrstreifenmittellinien in zuverlässiger Weise vermieden werden, wodurch die Güte von autonomen Fahrfunktionen erhöht werden kann.

Innerhalb von größeren Autobahnmautanlagen, im Innenbereich von Kreuzungen oder auch auf vielen Landstraßen liegen Fahrstreifenmarkierungen 152 nicht in dem Umfang vor, der für eine darauf basierende Bestimmung der Fahrstreifenmittellinien erforderlich ist. Ähnliches gilt für Kreuzungszufahrten mit separaten, nicht durch eine Markierung 152 getrennten Fahrstreifen 151 pro Abbiegerichtung. Die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen ermöglichen eine präzise Ermittlung von Referenz -Fahrpfad en 210 für Fahrbahnen 150 ohne oder nur mit unzureichenden Fahrspurmarkierungen 152.

Menschliche Fahrer folgen typischerweise nicht in allen Situationen der Fahrstreifenmittellinie eines Fahrstreifens 151, sondern optimieren die Trajektorie des Fahrzeugs 110 auch nach anderen Gesichtspunkten als dem Abstand zum benachbarten Verkehr in ein oder mehreren Nachbar-Fahrstreifen 151. Beispiele dafür sind das Schneiden von Kurven, das Ausholen bei einem Abbiegevorgang oder das Ausweichen von Unebenheiten wie Schlaglöchern. Folglich ist die Fahrstreifenmittellinie als Sollgröße für die Trajektorienplanung eines Fahrzeugs 110 (d.h. als Soll -Trajektorie) häufig nicht optimal. Die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen ermöglichen die Ermittlung von Referenz -Fahrpfaden 210, die für eine optimierte Trajektorienplanung verwendet werden können (da die Referenz-Fahrpfade 210 das typische Fahrverhalten von manuellen Fahrern abbilden).

Durch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren werden diskrete

Messpunkte 161 entlang der gemessenen Trajektorien 160 (d.h. der gemessenen Fahrpfade) von tatsächlichen Durchfahrungen eines Straßenabschnitts verarbeitet. Dadurch kann für jeden Fahrstreifen 151 unabhängig von der Existenz von Fahrstreifenmarkierungen 152 ein Referenz -Fahrpfad 210 bestimmt werden, der als Repräsentation des natürlichen Fahrerverhaltens die Fahrstreifenmittellinie als Sollgröße für die Trajektorienplanung ersetzen kann.

Pro Durchfahrung liegt eine einzige geschätzte und/oder gemessene Abfolge 160 von Fahrzeugpositionen 161 (d.h. ein gemessener Fahrpfad 160) vor. Für die Zuordnung des Schnittpunktes 272 eines gemessenen Fahrpfads 160 mit einer zum Straßenverlauf 270 senkrechten Ebene 271 zu den entsprechenden Schnittpunkten 272 der anderen gemessenen Fahrpfade 160 kann ein Clustering - Algorithmus verwendet werden.

Die einzelnen Durchfahrungen eines Fahrbahn- bzw. Straßenabschnitts unterscheiden sich typischerweise aufgrund des natürlichen Fahrerverhaltens und aufgrund einer Vielzahl von Umwelteinflüssen. Zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und der Genauigkeit der Ermittlung eines Referenz -Fahrpfades 210 entlang eines Fahrstreifens können Maßnahmen ausgeführt werden, um den Einfluss von Störeinflüssen zu reduzieren. Insbesondere kann als Maßnahme bei der Zusammenfassung der Schnittpunkte 272 der gemessenen Trajektorien 160 mit den zum Straßenverlauf 270 senkrechten Ebenen 271 (ggf. pro Koordinate) ein um Ausreißer bereinigter Mittelwert (insbesondere ein sogenannter getrimmter Mittelwert) gebildet werden. Die Zentraleinheit 120 kann somit ausgebildet sein, Ausreißer bei der Ermittlung der Stützpunkte 200 zu identifizieren und unberücksichtigt zu lassen, um die Genauigkeit der ermittelten Stützpunkte 200 zu erhöhen.

Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 300 zur Ermittlung eines Referenz -Fahrpfades 210 für einen Fahrbahnabschnitt 410 (in einem Fahrbahnnetz). Ein Fahrbahnabschnitt 410 ist beispielhaft in Fig. 4a dargestellt. Das Verfahren 300 umfasst das Ermitteln 301 einer Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160 von ein oder mehreren Fahrzeugen 110 für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Fahrbahnabschnitts 410. Die gemessenen Fahrpfade 160 können dabei jeweils die Trajektorie anzeigen, die die einzelnen Fahrzeuge 110 bei der jeweiligen Durchfahrung des Fahrbahnabschnitts 410 tatsächlich gefahren sind.

Das Verfahren 300 umfasst ferner das Unterteilen 302 eines Verlaufs 270, 700 (z.B. des Kartenverlaufs 270 oder eines, in Zusammenhang mit Fig. 7 beschriebenen, Referenzverlaufs 700) des Fahrbahnabschnitts 410 in eine Sequenz von Stützpunkt-Ebenen 271. Mit anderen Worten, entlang des Verlaufs 270, 700 können (in gleichmäßigen Abständen) Stützpunkt-Ebenen 271 (jeweils senkrecht zu dem Verlauf 270, 700) platziert werden. Die Stützpunkt-Ebenen 271 können dabei jeweils zwei-dimensional sein. Der Verlauf 270, 700 des Fahrbahnabschnitts 270 und/oder die gemessenen Fahrpfade 160 können im dreidimensionalen Raum beschrieben sein.

Des Weiteren umfasst das Verfahren 300 das Ermitteln 303, für jeden der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160, jeweils einer Sequenz von Schnittpunkten 272 des jeweiligen gemessenen Fahrpfades 160 mit der entsprechenden Sequenz von Stützpunkt-Ebenen 271. Mit anderen Worten, es kann ermittelt werden, wo die einzelnen gemessenen Fahrpfade 160 jeweils die Stützpunkt-Ebenen 271 scheiden, und somit Schnittpunkte 272 bilden.

Das Verfahren 300 umfasst ferner das Ermitteln 304, für jede der Sequenz von Stützpunkt-Ebenen 271, jeweils einer Menge von Stützpunkten 200 auf Basis der ermittelten Schnittpunkte 272 mit der jeweiligen Stützpunkt-Ebene 271. Zu diesem Zweck können in jeder einzelnen Stützpunkt-Ebene 271 anhand eines Clustering- Algorithmus ein oder mehrere Cluster von Schnittpunkten 272 ermittelt werden. Ferner kann auf Basis jedes Cluster jeweils ein Stützpunkt 200 ermittelt werden (z.B. als (ggf. getrimmter) Mittelwert der Schnittpunkte 272 in dem Cluster).

Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Ermitteln 305, auf Basis der Sequenz von Mengen von Stützpunkten 200 für die entsprechende Sequenz von Stützpunkt-Ebenen 271, zumindest eines Referenz -Fahrpfads 210 für den Fahrbahnabschnitt 410. Zu diesem Zweck können ein oder mehrere zusammenhängende Sequenzen von Stützpunkten 200 entlang der Sequenz von Stützpunkt-Ebenen 271 ermittelt und jeweils über Pfadsegmente 211 miteinander verbunden werden. Die einzelnen zusammenhängenden Sequenzen von Stützpunkten 200 bilden dann jeweils einen Referenz -Fahrpfad 210.

Bei einer Verzweigung einer Fahrbahn 150 (z.B. an einer Ausfahrt oder an einer Kreuzung) in zwei unterschiedliche anschließende Fahrbahnen 150 mit unterschiedlichen Ausrichtungen können sich die gemessenen Fahrpfade 160 von Fahrzeugen 110 in einem Fahrbahnabschnitt unterscheiden, je nachdem ob das Fahrzeug 110 im Anschluss an den Fahrbahnabschnitt in die erste anschließende Fahrbahn 150 oder in die zweite anschließende Fahrbahn 150 fährt.

Beispielsweise können sich an einer Abbiegung die gemessenen Fahrpfade 160 von Fahrzeugen 110, die geradeaus fahren, (statistisch) von den gemessenen Fahrpfaden 160 von Fahrzeugen 110 unterscheiden, die abbiegen. Dies ist beispielhaft für eine Abbiegesituation 400 in Fig. 4a dargestellt. Insbesondere zeigt Fig. 4a einen (Kem-) Fahrbahnabschnitt 410 auf den (in Geradeausfahrt) ein nachfolgender erster (Umgebungs-) Fahrbahnabschnitt 410 folgt und auf den (bei Rechtsabbiegung) ein nachfolgender zweiter (Umgebungs-) Fahrbahnabschnitt 410 folgt.

Aus Fig. 4a ist insbesondere ersichtlich, dass sich die gemessenen Fahrpfade 160 in dem (Kem-) Fahrbahnabschnitt 410 vor der Abbiegung unterscheiden, je nachdem ob ein Fahrzeug 110 im Anschluss zu diesem (Kern-) Fahrbahnabschnitt 410 geradeaus fährt oder abbiegt. Die gemessenen Fahrpfade 160 in einem (Kern- ) Fahrbahnabschnitt 410 können somit davon abhängen, in welchen ein oder mehreren nachfolgenden (Umgebungs-) Fahrbahnabschnitten 410 der jeweilige gemessene Fahrpfad 160 verläuft.

In entsprechender Weise können die gemessenen Fahrpfade 160 für einen (Kern-) Fahrbahnabschnitt 410 von ein oder mehreren vorhergehenden (Umgebungs-) Fahrbahnabschnitten 410 abhängen, durch die der jeweilige gemessene Fahrpfad 160 verlaufen ist.

Die Zentraleinheit 120 kann eingerichtet sein, für einen (Kern-) Fahrbahnabschnitt 410 mehrere unterschiedliche Referenz -Fahrpfade 210 für unterschiedliche vorhergehende und/oder nachfolgende (Umgebungs-) Fahrbahnabschnitte 410 zu ermitteln. Insbesondere können für einen bestimmen Kern-Fahrbahnabschnitt 410 (z.B. auf Basis der Daten einer (SD) Karte) alle möglichen Abschnitt-Sequenzen von direkt aufeinanderfolgenden Fahrbahnabschnitten 410 ermittelt werden, die eine bestimmte Anzahl N von Umgebungs-Fahrbahnabschnitten 410 vor dem bestimmten Kern-Fahrbahnabschnitt 410 und/oder eine bestimmte Anzahl M von Umgebungs-Fahrbahnabschnitten 410 nach dem bestimmten Kem- Fahrbahnabschnitt 410 aufweisen. N und/oder M könne jeweils 1 oder mehr, oder 2 oder mehr sein. Für jede mögliche Ab schnitt- Sequenz von Fahrbahnabschnitten 410 (die jeweils den bestimmten Kem-Fahrbahnabschnitt 410 umfassen) kann dann ein Referenz -Fahrpfad 210 in dem bestimmten Kem-Fahrbahnabschnitt 410 ermittelt werden. Wenn für den bestimmten Kern-Fahrbahnabschnitt 410 Q unterschiedliche mögliche Ab schnitt- Sequenzen von Fahrbahnabschnitten 410 existieren können somit Q unterschiedliche Referenz -Fahrpfade 210 ermittelt werden (z.B. Q größer als 1, oder Q größer als 2).

Zu diesem Zweck kann die Zentraleinheit 120 eingerichtet sein, die Vielzahl von verfügbaren gemessenen Fahrpfaden 160 für den bestimmten Kern- Fahrbahnabschnitt 410 jeweils einer der Q Sequenzen von Fahrbahnabschnitten 410 zuzuordnen. In dem in Fig. 4a dargestellten Beispiel würden somit die gemessenen Fahrpfade 160 in Geradeausrichtung einer ersten Sequenz von Fahrbahnabschnitten 410 und die gemessenen Fahrpfade 160 in Rechtsabbiegerichtung einer zweiten Sequenz von Fahrbahnabschnitten 410 zugeordnet.

Es kann somit für jede Sequenz von Fahrbahnabschnitten 410 jeweils eine Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden 160 ermittelt werden. Basierend auf der jeweiligen Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden 160 kann dann jeweils (mit dem in diesem Dokument beschriebenen Verfahren 300) jeweils ein Referenz- Fahrpfad 210 ermittelt werden. Die Q Referenz-Fahrpfade 210 können dann als Kartendaten 125 für den bestimmten Fahrbahnabschnitt 410 bereitgestellt werden. Während des Betriebs eines (automatisiert fahrenden) Fahrzeugs 110 kann dann die Sequenz von Fahrbahnabschnitten 410 der Fahrroute des Fahrzeugs 110 ermittelt werden. Für die Durchfahrung des bestimmten Kem- Fahrbahnabschnittes 410 kann dann der dazu passende Referenz -Fahrpfad 210 ausgewählt (und zur Ermittlung der Soll-Trajektorie des Fahrzeugs 110 für die Durchfahrung des Kern-Fahrbahnabschnitts 410 verwendet) werden.

Für die Verkettung von Referenz -Fahrpfaden 210 von aufeinanderfolgenden Fahrbahnabschnitten 410 kann es vorteilhaft sein (wie beispielhaft in Fig. 4b dargestellt), einen Ab stand 420 zwischen dem Endpunkt des Referenz-Fahrpfads 210 eines Fahrbahnabschnitts 410 und dem Ende bzw. Endpunkt 412 des Fahrbahnabschnitts 410 vorzusehen. In entsprechender Weise kann auch ein Abstand 420 zwischen dem Anfang bzw. Anfangspunkt 411 des Fahrbahnabschnitts 410 und dem Anfang bzw. Anfangspunkt des Referenz- Fahrpfads 210 des Fahrbahnabschnitts 410 vorgesehen sein. Der Abstand 420 kann z.B. der Hälfte des Abstands zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ebenen 271 entsprechen. Der Anfangspunkt eines Referenz-Fahrpfads 210 kann dem Stützpunkt 200 der ersten Stützpunkt-Ebene 271 entsprechend und/oder der Endpunkt eines Referenz -Fahrpfads 210 kann dem Stützpunkt 200 der letzten Stützpunkt-Ebene 271 (jeweils in Bezug auf die Fahrrichtung durch den Fahrbahnabschnitt 410) entsprechen.

Wie in Fig. 4b dargestellt, weist der letzte Stützpunkt 200 des Referenz -Fahrpfads 210 eines Fahrbahnabschnitts 410 einen bestimmten Abstand 420 zu dem Ende 412 des Fahrbahnabschnitts 410 auf. Ferner weist der erste Stützpunkt 200 des Referenz-Fahrpfads 210 des anschließenden Fahrbahnabschnitts 410 einen bestimmten Abstand 420 von dem Anfang 411 des anschließenden Fahrbahnabschnitts 410 auf. Zwischen diesen beiden Stützpunkten 200 der Referenz-Fahrpfade 210 kann dann ein (ggf. lineares) Verbindungs-Segment 421 eingefügt werden, um einen verketteten Referenz -Fahrpfad für die Aneinanderreihung der Fahrbahnabschnitte 410 zu ermitteln.

Wie in Fig. 4a dargestellt, können sich bei Verzweigungen im Straßennetz die natürlichen Fahrpfade 160 z.B. zwischen Geradeausfahrern und Abbiegern innerhalb des gleichen Fahrstreifens 151 voneinander unterscheiden. Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann die Ermittlung von fehlerhaften Referenz -Fahrpfaden 210 aufgrund von Mittelungen von unterschiedlichen Gruppen von natürlichen Fahrpfaden 160 zuverlässig vermieden werden. Ferner können Diskontinuitäten zwischen den Referenz- Fahrpfaden 210 von aufeinanderfolgenden Fahrbahnabschnitten 410 vermieden werden. Insbesondere können durch die beschriebenen Maßnahmen stetige Übergänge zwischen den Referenz-Fahrpfaden 210 von aufeinanderfolgenden Fahrbahnabschnitten 410 bewirkt werden.

Wie in diesem Dokument beschrieben, kann das Verfahren 300 nicht nur pro Straßenabschnitt 410, sondern pro Straßenabschnitt 410 und pro durchfahrener Folge von Straßenabschnitten 410 separat angewendet werden. Dabei kann ein Kern-Fahrbahnabschnitt 410 betrachtet werden (für den die gemessenen Fahrpfade 160 ausgewertet werden). Ferner kann eine Folge von durchfahrenden Straßenabschnitten 410 in der Umgebung des Kern-Fahrbahnabschnitts 410 betrachtet werden. Die Umgebung kann dabei durch die maximale Gesamtlänge der aneinandergereihten Straßenabschnitte 410 (jeweils vor und/oder hinter dem Kern- Straßenabschnitt 410) definiert werden. Die maximale Gesamtlänge kann z.B. zwischen 100 und 200 Meter sein. Ein Fahrbahnabschnitt 410 kann eine Länge zwischen 20 und 50 Metern aufweisen. Es können somit Folgen bzw. Sequenzen von Fahrbahnabschnitten 410 mit jeweils 4 oder mehr Fahrbahnabschnitten 410 betrachtet werden.

Um einen stetigen Übergang zwischen Fahrpfaden 210 von aufeinanderfolgenden Straßenabschnitten 410 zu ermöglichen, können die zum Straßenverlauf 270 eines Straßenabschnitts 410 senkrechten Ebenen 271 ggf. nicht entlang der gesamten Lauflänge des Straßenabschnitts 410 ausgewertet werden, sondern es kann an den Rändern 411, 412 ein gewisser Abstand 420 vorgehalten werden, z.B. jeweils die Hälfte des Abstands zwischen zwei Ebenen 271. Auf diese Weise können bei der Zusammenführung der Referenz -Fahrpfade 210 der einzelnen Straßenabschnitte 410 zu einer konsistenten Karte für das Straßennetz stetige Übergänge 421 zwischen den Referenz -Fahrpfad en 210 der einzelnen Straßenabschnitte 410 eingefügt werden.

Das Einfügen der Übergänge 421 kann derart erfolgen, dass die Referenz- Fahrpfade 210 eines Straßenabschnitts 410 unter Kenntnis der ermittelten Referenz-Fahrpfade 210 der umgebenden (insbesondere angrenzenden) Straßenabschnitte 410 nur in Fahrtrichtung um den ersten Positionspunkt des jeweils nachfolgenden Referenz -Fahrpfades 210 erweitert werden. So kann jeder Referenz-Fahrpfad 210 für sich genommen erweitert werden und der Prozess zum Einfügen von Übergängen 421 kann parallelisiert werden. Die Zusammengehörigkeit aufeinanderfolgender Referenz -Fahrpfade 210 kann dabei anhand geospatialer Ab Standsmetriken (Position und/oder Orientierung) der jeweiligen Start- und Endpunkte der Referenz -Fahrpfade 210 ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Jaccard -Di stanz als Kriterium für die Zuordnung von Referenz -Fahrpfad en 210 in aufeinanderfolgenden Fahrbahnabschnitten 410 genutzt werden. Dabei kann die Jaccard-Di stanz auf Basis der gemessenen Trajektorien 160, aus denen die potenziell aufeinanderfolgenden Referenz -Fahrpfade 210 ermittelt wurden, ermittelt werden.

Fig. 5a zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 500 zur Ermittlung eines Referenz -Fahrpfades 210 für einen Kern- Fahrbahnabschnitt 410 (d.h. für einen Fahrbahnabschnitt 410, der zur eindeutigen Beschreibung des Verfahrens 500 als Kem-Fahrbahnabschnitt bezeichnet wird). Das Verfahren 500 umfasst das Ermitteln 501 einer Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160 von ein oder mehreren Fahrzeugen 110 für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Kem-Fahrbahnabschnitts 410.

Des Weiteren umfasst das Verfahren 500 das Zuordnen 502 jedes der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160 zu jeweils einer Abschnitt-Sequenz aus einer Menge von unterschiedlichen Ab schnitt- Sequenzen, um für jede Abschnitt- Sequenz aus der Menge von Ab schnitt- Sequenzen jeweils eine Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden 160 zu ermitteln. Dabei können die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen jeweils den Kern-Fahrbahnabschnitt 410 und zumindest einen in Fahrtrichtung direkt vor und/oder direkt hinter dem Kem- Fahrbahnabschnitt 410 angeordneten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt 410 aufweisen. Die Abschnitt-Sequenzen können somit jeweils ein oder mehrere Fahrbahnabschnitte 410 aufweisen.

Außerdem umfasst das Verfahren 500 das Ermitteln 503, für jede Abschnitt-

Sequenz aus der Menge von Abschnitt-Sequenzen, eines Referenz -Fahrpfads 210 für den Kem-Fahrbahnabschnitt 410 auf Basis der jeweiligen Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden 160. Zu diesem Zweck kann z.B. das Verfahren 300 verwendet werden.

Fig. 5b zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 510 zur zumindest teilweise automatisierten Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs 110 entlang einer Fahrroute durch ein Fahrbahnnetz. Das Verfahren 510 kann durch eine Steuereinheit 111 des Fahrzeugs 110 ausgeführt werden.

Das Verfahren 510 umfasst das Ermitteln 511, insbesondere auf Basis von Kartendaten 125 einer digitalen Karte des Fahrbahnnetzes (etwa einer HD-Karte), für eine vorausliegende Durchfahrung eines Kem-Fahrbahnabschnitts 410 des Fahrbahnnetzes auf der Fahrroute einer Menge von unterschiedlichen Referenz- Fahrpfaden 210 für eine entsprechende Menge von unterschiedlichen Abschnitt- Sequenzen. Außerdem umfasst das Verfahren 510 das Identifizieren 512 auf Basis der Fahrroute einer Ab schnitt- Sequenz aus der Menge von unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen. Es kann insbesondere die Ab schnitt- Sequenz ermittelt werden, die der Fahrroute entspricht, d.h. entlang der die Fahrroute führt.

Des Weiteren umfasst das Verfahren 510 das Ermitteln 513 einer Soll-Trajektorie des Fahrzeugs 110 für eine zumindest teilweise automatisierte Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 110 bei der Durchfahrung des Kern- Fahrbahnabschnitts 410 auf Basis des Referenz -Fahrpfads 210 für die identifizierte Ab schnitt- Sequenz.

Die Ermittlung von Referenz -Fahrpfaden 210 für eine Abfolge von Fahrbahnabschnitten 410, die eine relativ große Krümmung aufweisen (etwa aufgrund einer Abbiegesituation), kann zu signifikanten Diskontinuitäten an den Übergängen zwischen den Referenz -Fahrpfad en 210 für direkt aufeinanderfolgende Fahrbahnabschnitte 410 führen. Dies ist beispielhaft in Fig. 6 dargestellt. Insbesondere zeigt Fig. 6 die Stützpunkte 200 des Referenz -Fahrpfads 210 für einen erste Fahrbahnabschnitt 410 (die jeweils als weiße Kreise dargestellt sind) und die Stützpunkte 200 des Referenz -Fahrpfads 210 für einen anschließenden zweiten Fahrbahnabschnitt 410 (die jeweils als schraffierte Kreise dargestellt sind). Der Verlauf 270 des zweiten Fahrbahnabschnitts 410 ist dabei im Wesentlichen senkrecht zu dem Verlauf 270 des ersten Fahrbahnabschnitts 410. Dies führt dazu, dass die Stützpunkt-Ebenen 271 für den zweiten Fahrbahnabschnitt 410 im Wesentlichen senkrecht zu den Stützpunkt-Ebenen 271 für den ersten Fahrbahnabschnitt 410 angeordnet sind.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann es aufgrund der relativ starken Divergenz zwischen der Ausrichtung der Stützpunkt-Ebenen 271 und dem Verlauf der gemessenen Fahrpfade 160 zu Überlappungen und/oder Diskontinuitäten zwischen ein oder mehreren Stützpunkten 200 am Ende 412 des ersten Fahrbahnabschnitts 410 und ein oder mehreren Stützpunkten 200 am Anfang 411 des darauffolgenden zweiten Fahrbahnabschnitts 410 kommen. Dies kann wiederum zu Unstetigkeiten an dem Übergang zwischen den Referenz -Fahrpfaden 210 der beiden Fahrbahnabschnitte 410 führen.

Wie beispielhaft in Fig. 7 dargestellt, kann die Zentraleinheit 120 eingerichtet sein, auf Basis der gemessenen Fahrpfade 160 für einen Fahrbahnabschnitt 410 einen Referenzverlauf 700 des Fahrbahnabschnitts 410 zu ermitteln.

Beispielsweise können die gemessenen Fahrpfade 160 gemittelt werden (ggf. ohne Berücksichtigung von ein oder mehreren Ausreißern), um den Referenzverlauf 700 zu ermitteln. Der Referenzverlauf 700 kann dann anstelle des Kartenverlaufs 270 des Fahrbahnabschnitts 410 verwendet werden, um die Sequenz von Stützpunkt-Ebenen 200 für den Fahrbahnabschnitt 410 zu ermitteln. Die einzelnen Stützpunkt-Ebenen 200 können dabei jeweils senkrecht zu dem Referenzverlauf 700 angeordnet werden. Das in Zusammenhang mit Fig. 3 und den Figuren 2a bis 2d beschriebene Verfahren 300 kann dann entsprechend dazu verwendet werden, die Stützpunkte 200 für einen Referenz -Fahrpfad 210 zu ermitteln. So kann die Genauigkeit des ermittelten Referenz -Fahrpfads 210 erhöht werden, insbesondere in Bezug auf den Übergang zu dem Referenz -Fahrpfad 210 für den nachfolgenden F ahrb ahnab schnitt 410.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, kann sich der Anfang 411 (d.h. der Anfangspunkt bzw. die Position des Anfangspunktes) des Kartenverlaufs 270 des Fahrbahnabschnitts 410, für den ein Fahrpfad 210 ermittelt werden soll, von dem Anfang 701 (d.h. von dem Anfangspunkt bzw. von der Position des Anfangspunktes) des entsprechenden Referenzverlaufs 700 unterscheiden. Alternativ oder ergänzend kann sich das Ende 412 (d.h. der Endpunkt bzw. die Position des Endpunktes) des Kartenverlaufs 270 des Fahrbahnabschnitts 410 von dem Ende 702 (d.h. von dem Endpunkt bzw. von der Position des Endpunktes) des entsprechenden Referenzverlaufs 700 unterscheiden. Die Zentraleinheit 120 kann eingerichtet sein, den Anfang 701 und/oder das Ende 702 des Referenzverlaufs 700 derart zu ermitteln, dass ein bestimmtes Ab Standskriterium bzw. Abstandsmaß reduziert, insbesondere minimiert, wird. Das

Ab Standskriterium kann von dem Abstand des jeweiligen Punktes 701, 702 des Referenzverlaufs 700 von dem entsprechenden Punkt 411, 412 des Kartenverlaufs 270 abhängen. Alternativ oder ergänzend kann das Ab Standskriterium von der Abweichung der Orientierung 720 des Anfangs 701 bzw. des Endes 702 des Referenzverlaufs 700 von der Orientierung 720 des Anfangs 411 bzw. des Endes 412 des Kartenverlaufs 270 abhängen. Das Anfang 701 und/oder das Ende 702 des Referenzverlaufs 700 können somit derart ermittelt werden, dass der Abstand zum Anfang 411 und/oder zum Ende 412 des Kartenverlaufs 270 möglichst gering ist und/oder dass die Orientierung 720 des Anfangs 701 und/oder des Endes 702 des Referenzverlaufs 700 der Orientierung 720 des Anfangs 411 und/oder des Endes 412 des Kartenverlaufs 270 möglichst ähnlich ist.

Wie in diesem Dokument dargelegt, können die Fahrpfade 210 pro Straßenabschnitt 410 in Abhängigkeit von der Sequenz der durchfahrenen Straßenabschnitte 410, d.h. effektiv in Abhängigkeit von der Abbiegerichtung, ermittelt werden.

Bei der Erzeugung von Fahrpfaden 210 aus Flottendaten 115 einer Vielzahl von Fahrzeugen 110 kann die in einer SD-Karte enthaltene Straßengeometrie, d.h. der Kartenverlauf 270, verwendet werden, um Querschnittsebenen 271 senkrecht zu dem Straßenverlauf 270 zu konstruieren, zu welchen die Durchstoßpunkte 272 der gemessenen Trajektorien 160 einer Menge von Durchfahrungen des j eweiligen Straßenabschnitts 410 ermittelt werden. Die Durchstoßpunkte 272 werden pro Ebene 271 (zu ein oder mehreren Stützpunkten 200) zusammengefasst und die ein oder mehreren Stützpunkte 200 werden zwischen den Ebenen 271 (durch Pfadsegmente 211) verbunden, um Repräsentationen von ein oder mehreren Referenz-Fahrpfaden 210 zu ermitteln.

Einschränkungen bei der Repräsentation der Straßengeometrie und/oder des Krümmungsverlauf in einer SD-Karte können dazu führen, das Abbiegepfade an einer Kreuzung nicht korrekt gelernt werden können, weil die konstruierten Ebenen 271 die gemessenen Trajektorien 160 der Durchfahrungen nur teilweise schneiden und/oder weil die Abfolge der konstruierten Ebenen 271 entlang der Straßengeometrie 270 Schnittpunkte 272 mit einer gemessenen Trajektorie 160 ergibt, deren Laufkoordinaten entlang dieser gemessenen Trajektorie 160 nicht monoton steigend oder fallend sind.

In diesem Dokument wird ein Verfahren zur Ermittlung der

Straßenverlaufsgeometrie aus Flottendaten 115 beschrieben, wobei im Rahmen des Verfahrens nach Fahrt- und Abbiegerichtung an Kreuzungen unterschieden werden kann, sodass der tatsächliche Krümmungsverlauf von Fahrbahnen 150 deutlich besser repräsentiert werden kann, als dies bei SD-Karten der Fall ist.

Ausgangspunkt ist eine Menge von gemessenen Trajektorien 160 von Durchfahrungen über den gleichen (Kem-) Straßenabschnitt 410. Dabei kann sich die Menge von gemessenen Trajektorien 160 auf Trajektorien beziehen, die in der Umgebung des Kern-Straßenabschnitts 410 alle der gleichen Folge von Straßenabschnitten 410 folgen und/oder die alle die gleiche Abbiegerichtung aufweisen (wenn in der Umgebung des Kern- Straßenabschnitts 410 eine Kreuzung angeordnet ist).

In einem ersten Schritt können die gemessenen Trajektorien 160 der Durchfahrungen so zugeschnitten werden, dass alle Trajektorien 160 den gleichen Abschnitt 410 im Straßennetz abdecken. Hierzu kann jedem Punkt 161 einer gemessenen Trajektorie 160 nach vorbestimmten Kriterien ein Straßenabschnitt 410 der SD-Karte zugeordnet werden. Bei diesem als Mapmatching bezeichneten Prozess können örtliche Nähe, die Orientierung oder die Zuordnungen der umgebenden Punkte als Zuordnungs-Kriterien verwendet werden. Das Zuschneiden einer gemessenen Trajektorie 160 kann derart erfolgen, dass die Laufkoordinaten entlang der gemessenen Trajektorie 160 für den letzten Punkt vor und für den ersten Punkt nach einem Referenzpunkt 411, 412 im Straßennetz der SD-Karte ermittelt werden und dann anhand der Laufkoordinaten der gemessenen Trajektorie 160 und anhand der Laufkoordinaten im SD-Straßennetz die Laufkoordinate der gemessenen Trajektorie 160 ermittelt wird, an der die gemessene Trajektorie 160 geschnitten werden soll. Es kann somit auf Basis der Messdaten 115 eines Fahrzeugs 110 die gemessene Trajektorie 160 einer Durchfahrung eines bestimmten Straßenabschnitts 410 ermittelt werden. Vorteilhafterweise erfolgt das Zuschneiden nicht nur auf den Kern- Straßenabschnitt 410 selbst, sondern für einen um eine bestimmte Länge (z.B. 15 Meter) erweiterten Bereich entlang der Folge von umgebenden SD- Straßenab schnitten. So kann die Robustheit des Verfahrens erhöht werden.

Für die zugeschnittenen, gemessenen Trajektorien 160 für einen (Kem-) Straßenabschnitt 410 können gemeinsame relative Lauflängen, d.h. Lauflängen bezogen auf die Gesamtlänge der jeweiligen zugeschnittenen Trajektorie 160, definiert werden (z.B. 0%, 10%, 20%,..., 100% der jeweiligen Gesamtlänge). An entsprechenden Stellen der relativen Lauflänge kann pro Trajektorie 160 jeweils eine Position ermittelt, insbesondere interpoliert, werden. Anschließend können die so ermittelten Positionen der gleichen relativen Lauflänge von allen Trajektorien 160 zusammengefasst werden und es kann daraus eine repräsentative Position für diese relative Lauflänge ermittelt. Hierbei kann eine Mittelwertbildung pro Koordinate verwendet werden. Vorteilhafterweise werden dabei Ausreißer entfernt, beispielsweise durch Verwendung des Medians oder durch Bildung eines getrimmten Mittelwerts (z.B. Entfernung der höchsten und niedrigsten 10% aller Werte vor Mittelwertbildung).

Die Folge der so ermittelten Positionen kann als Polyline bzw. Vorstufe zur verbesserten Straßenverlaufsgeometrie interpretiert werden. In diesem Dokument wird diese Folge auch als Referenzverlauf 700 des Kem- Straßenabschnitts 410 bezeichnet. Wenn die Trajektorien 160 auf einen gegenüber dem Kern- Straßenabschnitt 410 erweiterten Bereich zugeschnitten wurden, können noch der Start 701 und das Ende 702 der dem Kern-Straßenabschnitt 410 zuzuordnenden Straßenverlaufsgeometrie 700 ermittelt werden. Dies kann z.B. durch eine orthogonale Projektion von Start 411 und Ende 412 des Kern- Straßenabschnitts 410 auf die neu ermittelte Straßenverlaufsgeometrie 700 bewirkt werden. Insbesondere bei Wendemanövern (etwa bei einem sogenannten U-Tum) kann es vorkommen, dass der ermittelte Übergangspunkt 702 zum Folge-Straßenabschnitt 410 relativ stark von der geometrischen Lage der ermittelten Straßenverlaufsgeometrie 700 abhängt. Das Ende 702 eines Straßenabschnitts 410 kann sich dabei relativ stark von dem Anfang 701 des Folge- Ab Schnitts 410 unterscheiden, sodass ein Sprung im Straßenverlauf entsteht. Um dies zu vermeiden, kann ein Punkt entlang der ermittelten Straßenverlaufsgeometrie 700 als Start-bzw. Endpunkt 701, 702 ausgewählt werden, der nicht nur einen möglichst geringen Ab stand zu dem entsprechenden Punkte 411, 412 auf der SD- Karte aufweist, sondern der zudem auch in seiner Orientierung 720 dem entsprechenden Punkte 411, 412 möglichst gut entspricht. Wenn die Geometrie in der SD-Karte durch Polylines repräsentiert wird, kann die Orientierung 720 des Punktes 411, 412 auf der SD-Karte als mittlere Orientierung der beiden angrenzenden Liniensegmente ermittelt werden.

Fig. 8a zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 800 zur Ermittlung eines Referenz -Fahrpfades 210 für einen Fahrbahnabschnitt 410. Das Verfahren 800 umfasst das Ermitteln 801 einer Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160 von ein oder mehreren Fahrzeugen 110 für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Fahrbahnabschnitts 410. Des Weiteren umfasst das Verfahren 800 das Ermitteln 802, auf Basis der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160, eines Referenzverlaufs 700 des Fahrbahnabschnitts 410. Dieser Referenzverlauf 700 kann dann als Verlauf 270, 700 in dem Verfahren 300 verwendet werden, um zumindest einen Referenz- Fahrpfad 210 für den Fahrbahnabschnitt 410 zu ermitteln.

Das Verfahren 800 kann somit insbesondere umfassen, das Anordnen 803 einer Sequenz von Stützpunkt-Ebenen 271 entlang des Referenzverlaufs 700, sowie das Ermitteln 804, für jeden der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160, jeweils einer Sequenz von Schnittpunkten 272 des jeweiligen gemessenen Fahrpfades 160 mit der entsprechenden Sequenz von Stützpunkt-Ebenen 271. Außerdem kann das Verfahren 800 umfassen, das Ermitteln 805, auf Basis der Vielzahl von ermittelten Sequenzen von Schnittpunkten 272 für die entsprechende Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160, zumindest eines Referenz-Fahrpfads 210 für den F ahrb ahnab schnitt 410.

Fig. 8b zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 810 zur Ermittlung eines Referenzverlaufs 700 eines Kern- Fahrbahnabschnitts 410 (d.h. eines Fahrbahnabschnitts, der als Kem- Fahrbahnabschnitt bezeichnet wird). Das Verfahren 810 umfasst das Ermitteln 811 einer Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160 von ein oder mehreren Fahrzeugen 110 für eine entsprechende Vielzahl von Durchfahrungen des Kern- Fahrbahnabschnitts 410.

Des Weiteren umfasst das Verfahren 810 das Zuordnen 812 einer ersten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden 160 aus der Vielzahl von gemessenen Fahrpfaden 160 zu einer ersten Abschnitt-Sequenz aus einer Menge von unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen. Dabei können die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen jeweils den Kern-Fahrbahnabschnitt 410 und zumindest einen in Fahrtrichtung direkt vor und/oder direkt hinter dem Kern- Fahrbahnabschnitt 410 angeordneten Umgebungs-Fahrbahnabschnitt 410 aufweisen.

Das Verfahren 810 umfasst ferner das Ermitteln 813, (allein) auf Basis der ersten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden 160 für die erste Abschnitt-Sequenz, eines ersten Referenzverlaufs 700 des Kem-Fahrbahnabschnitts 410 für die erste Abschnitt-Sequenz. Der erste Referenzverlauf 700 kann dabei, wie in diesem Dokument, (allein) auf Basis der ersten Teilmenge von gemessenen Fahrpfaden 160 ermittelt werden. Es kann somit bereits bei der Ermittlung des Referenzverlaufs 700 für einen Kern- Fahrbahnabschnitt 700 berücksichtigt werden, aus welchem Umgebungs- Fahrbahnabschnitt 700 ein Fahrzeug 100 in den Kern-Fahrbahnabschnitt 700 einfährt und/oder in welchen Umgebungs-Fahrbahnabschnitt 700 ein Fahrzeug aus dem Kem-Fahrbahnabschnitt 700 ausfährt. Es kann somit ein fahrtrichtungsabhängiger Referenzverlauf 700 ermittelt werden. So kann die Güte der ermittelten Referenz -Fahrpfade 210 weiter erhöht werden.

Insbesondere können die unterschiedlichen Referenz -Fahrpfade 210 für die unterschiedlichen Abschnitt-Sequenzen jeweils unter Verwendung des spezifischen Referenzverlaufs 700 für die jeweilige Ab schnitt- Sequenz ermittelt werden. So kann die Güte der ermittelten Referenz -Fahrpfade 210 in besonderem Maße erhöht werden.

Der Referenzverlauf 700 des Kern-Fahrbahnabschnitts 410 für eine bestimmte Abschnitt-Sequenz kann als Kartendaten für eine digitale Karte bereitgestellt werden. Der Referenzverlauf 700 kann dann z.B. beim Durchfahren des Kern- Fahrbahnabschnitts 410 in einem Head-Up Display eines Fahrzeugs 110 angezeigt werden (z.B. als Augmented-Reality Anzeige).

Die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen ermöglichen die effiziente und präzise Ermittlung von Referenz -Fahrpfaden 210 für Fahrbahnabschnitte 410 eines Fahrbahnnetzes, die als Kartendaten 125 für eine HD-Karte bereitgestellt werden können. Die ermittelten Referenz -Fahrpfade 210 können von einem zumindest teilweise autonom fahrenden Fahrzeug 110 verwendet werden, um Soll-Trajektorien für das Fahrzeug 110 zu ermitteln. So kann die Güte von autonom fahrenden Fahrzeugen 110 erhöht werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.