Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Nutzers eines Fahrzeugs während einer automatisierten Querführung des Fahrzeugs auf einer Straße mit mehreren Fahrstreifen. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem mit einer derartigen Recheneinrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm.

Aus dem Stand der Technik sind Fahrerassistenzsysteme bekannt, welche den Nutzer bzw. Fahrer eines Fahrzeugs bei der Querführung des Fahrzeugs unterstützen. Ein derartiges Fahrerassistenzsystem, welches auch als Querführungssystem bezeichnet werden kann, kann dabei helfen, das Fahrzeug innerhalb eines Fahrstreifens zu führen und folglich den Nutzer bei der Lenkarbeit zu entlasten. Derartige Fahrerassistenzsysteme können es dem Nutzer erlauben, seine Hände kurzzeitig vom Lenkrad zu nehmen. Derartige Systeme werden auch als Hands-On-Systeme bezeichnet.

Heutige Querführungssysteme basieren beispielsweise auf Sensordaten von einem Umfeldsensor, insbesondere einer Kamera, welche die Fahrbahnmarkierungen eines Fahrstreifens beschreiben. Diese Sensordaten können aber von äußeren Umwelteinflüssen beeinflusst werden. Aus diesen Sensordaten abgeleitete Größen, wie beispielsweise die Spurkrümmung und/oder der Spurverlauf sind dabei anfällig für Umwelteinflüsse, wie beispielsweise die tiefstehende Sonne oder starker Regen. Dies kann im schlimmsten Fall zum Abkommen des Fahrzeugs von dem Fahrstreifen führen, wobei die heutigen Querführungssysteme als Hands-On-Systeme ausgelegt sind und deshalb trotz dieses Nachteils als sicher gelten.

Darüber hinaus ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass zusätzlich zu den Sensordaten der Kamera bzw. einer Frontkamera auch Sensordaten von weiteren Umfeldsensoren herangezogen werden. Beispielsweise können die Sensordaten eines Radarsensors in einem entsprechenden Fusionskonzept berücksichtigt werden. Für zukünftige Querführungssysteme, die dem Nutzer einen permanenten Hands-Off-Betrieb erlauben, ist die Güte der Spurinformationen aus den Sensordaten von zumindest einem Umfeldsensor nicht mehr ausreichend. Durch den gewünschten Hands-Off-Betrieb ergibt sich eine geringere Kontrollierbarkeit für den Nutzer, wodurch die Anforderungen an eine Spurinformationserkennung steigen. Aus diesem Grund ist es erforderlich, dass die Spurinformationserkennung auf Grundlage der Sensordaten der Umfeldsensoren, insbesondere die Detektionen der Fahrspurkrümmung und/oder des Fahrspurverlaufs, verbessert und/oder überwacht werden.

Darüber hinaus ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass die Position eines Fahrzeugs auf Grundlage der Daten eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems und einer hochauflösenden Karte bestimmt werden. Beispielsweise kann somit die Position des Fahrzeugs spurgenau bzw. bezogen auf einen Fahrstreifen der Straße bestimmt werden. Auch bei dieser kartenbasierten Positionsbestimmung können im Betrieb des Querführungssystems entsprechende Abweichungen und Fehler auftreten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie ein Nutzer eines Fahrzeugs während einer automatisierten Querführung des Fahrzeugs zuverlässiger und sicherer unterstützt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Recheneinrichtung, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Unterstützen eines Nutzers eines Fahrzeugs während einer automatisierten Querführung des Fahrzeugs auf einer Straße mit mehreren Fahrstreifen. Das Verfahren umfasst das Empfangen von satellitengestützten Positionsdaten und hochauflösenden Kartendaten. Ferner umfasst das Verfahren das Bestimmen von kartenbasierten Positionsdaten, welche eine aktuelle Position des Fahrzeugs bezogen auf die Fahrstreifen auf Grundlage der satellitengestützten Positionsdaten und der hochauflösenden Kartendaten beschreiben. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Empfangen von Sensordaten von zumindest einem Umfeldsensor des Fahrzeugs, wobei die Sensordaten Begrenzungen der Fahrstreifen beschreiben. Außerdem umfasst das Verfahren das Bestimmen des Fahrstreifens mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit für das Fahrzeug anhand der kartenbasierten Positionsdaten und/oder der Sensordaten. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Erkennen einer Abzweigung der Straße anhand der kartenbasierten Positionsdaten und/oder der Sensordaten, wobei bei der Abzweigung zumindest einer der Fahrstreifen von den übrigen Fahrstreifen abzweigt. Ferner umfasst das Verfahren das Ansteuern einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben einer Übernahmeaufforderung an den Nutzer in Abhängigkeit von einer Lage des Fahrstreifens mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit relativ zu dem zumindest einen abzweigenden Fahrstreifen.

Während der automatisierten Querführung des Fahrzeugs können mit einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs, welches auch als Querführungssystem bezeichnet werden kann, entsprechende Lenkeingriffe vorgenommen werden, sodass das Fahrzeug innerhalb eines Fahrstreifens bzw. der Fahrspur der Straße manövriert wird. Beispielsweise kann das Fahrzeug mittels des Fahrerassistenzsystems derart manövriert werden, dass dieses mittig zwischen den Fahrbahnmarkierungen eines Fahrstreifens manövriert wird. Insbesondere kann der Nutzer bzw. Fahrer des Fahrzeugs während der automatisierten Querführung die Hände dauerhaft vom Lenkrad nehmen. Bei der Straße handelt es sich um eine Straße mit zumindest zwei bzw. mehreren voneinander getrennten Fahrstreifen bzw. Fahrspuren. Die Straße kann eine innerstädtische Straße, eine Bundesstraße, eine autobahnähnliche Straße, eine Autobahn oder dergleichen sein. Bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass mittels des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs auch eine automatisierte Längsführung des Fahrzeugs übernommen werden kann.

Das Verfahren kann mit einer entsprechenden Recheneinrichtung des Fahrzeugs bzw. des Fahrerassistenzsystems durchgeführt werden. Diese Recheneinrichtung kann durch zumindest ein elektronisches Steuergerät gebildet sein. Mit dieser Recheneinrichtung können die satellitengestützten Positionsdaten empfangen werden, welche beispielsweise mit einem entsprechenden Empfänger für ein satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem empfangen werden. Mit dem Empfänger können entsprechende Positionsdaten von einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS) empfangen werden. Insbesondere wird ein so genanntes differentielles globales Positionierungssystem verwendet, welches durch das Aussenden von Korrekturdaten die Genauigkeit der Positionsbestimmung bzw. der GNSS-Navigation steigern kann.

Darüber hinaus werden hochauflösende Kartendaten bzw. hochgenaue Kartendaten bzw. HD-Karten verwendet, um die aktuelle Position des Fahrzeugs bestimmen zu können. Diese hochauflösenden Kartendaten können von der Recheneinrichtung empfangen werden. Die hochauflösenden Kartendaten können auf einem Speicher des Fahrerassistenzsystems hinterlegt sein und/oder von einer externen Recheneinrichtung empfangen werden. Auf Grundlage der satellitengestützten Positionsdaten und der hochauflösenden Kartendaten können dann die kartenbasierten Positionsdaten bestimmt werden. Dabei können die satellitengestützten Positionsdaten und/oder die kartenbasierten Positionsdaten bezogen auf ein Weltkoordinatensystem bestimmt werden. Die kartenbasierten Positionsdaten beschreiben die aktuelle Position des Fahrzeugs bezogen auf einen Fahrstreifen der mehreren Fahrstreifen. Somit kann die Position des Fahrzeugs spurgenau ermittelt werden. Unter dem Begriff „spurgenau“ ist vorliegend zu verstehen, dass bei mehreren Fahrstreifen ermittelt wird, auf welchem der mehreren Fahrstreifen sich das Fahrzeug aktuell befindet.

Darüber hinaus können mittels der Recheneinrichtung die Sensordaten empfangen werden. Diese Sensordaten stammen von zumindest einem Umfeldsensor des Fahrzeugs bzw. des Fahrerassistenzsystems. Bei dem Umfeldsensor kann es sich insbesondere um eine Kamera bzw. eine Frontkamera des Fahrerassistenzsystems handeln. Diese Sensordaten, die mit dem Umfeldsensor bzw. der Kamera bereitgestellt werden, beschreiben die Begrenzung bzw. die Begrenzungen von zumindest einem der Fahrstreifen. Bei den Begrenzungen kann es sich insbesondere um Fahrbahnmarkierungen handeln. Dabei dienen die jeweiligen Fahrbahnmarkierungen zum Begrenzen der Fahrstreifen. Bei der Begrenzung eines Fahrstreifens kann es sich auch um eine bauliche Begrenzung handeln. Die Begrenzung des Fahrstreifens kann auch eine Grasnarbe oder dergleichen sein.

Auf Grundlage der erkannten Begrenzungen bzw. Fahrbahnmarkierungen kann die aktuelle Position des Fahrzeugs bezogen zu diesen Begrenzungen bzw. Fahrbahnmarkierungen bestimmt werden. Auf Grundlage der Sensordaten kann die Position des Fahrzeugs innerhalb des Fahrstreifens bzw. der Spur ermittelt werden. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Daten von weiteren Umfeldsensoren, beispielsweise Radarsensoren, Lidar- Sensoren oder dergleichen, herangezogen werden und mit den Sensordaten der Kamera fusioniert werden, um die Position des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Sensordaten der weiteren Umfeldsensoren können auch weitere Verkehrsteilnehmer auf den Fahrstreifen beschreiben.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass für zumindest einige der Fahrstreifen der Straße eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit bestimmt wird. Bevorzugt wird derjenige Fahrstreifen der mehreren Fahrstreifen mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit bestimmt. Dabei beschreibt die Aufenthaltswahrscheinlichkeit insbesondere, mit welcher Wahrscheinlichkeit sich das Fahrzeug auf dem Fahrstreifen befindet. Dabei kann die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs auf Grundlage der kartenbasierten Positionsdaten ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs für die Fahrstreifen auf Grundlage der Sensordaten ermittelt wird.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass auf Grundlage der kartenbasierten Positionsdaten und/oder der Sensordaten eine Abzweigung bzw. Gabelung der Fahrstreifen erkannt wird. Unter dem Begriff Abzweigung ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass eine Spurführung von zumindest einem abzweigenden Fahrstreifen von der Spurführung der übrigen Fahrstreifen abweicht. Bei der Abzweigung kann es sich insbesondere um eine Autobahngabelung handeln. Der zumindest eine abzweigende Fahrstreifen, welcher der Abzweigung zugeordnet wird, verläuft also insbesondere nicht parallel zu den übrigen Fahrstreifen. Diese Gabelung bzw. Abzweigung der Fahrstreifen kann auf Grundlage der kartenbasierten Positionsdaten erkannt werden. Die Abzweigung kann also auf Grundlage der satellitengestützten Positionsdaten sowie der hochauflösenden Kartendaten erkannt werden. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass zur Erkennung der Abzweigung zudem die Sensordaten herangezogen werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nun vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der Lage des Fahrstreifens mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit relativ zu dem zumindest einen abzweigenden Fahrstreifen die Ausgabeeinrichtung angesteuert wird. Dabei kann die Ausgabeeinrichtung derart angesteuert werden, dass an den Nutzer bzw. Fahrer eine Übernahmeaufforderung ausgegeben wird. Bei dieser Übernahmeaufforderung kann der Nutzer dazu aufgefordert werden, das Steuer des Fahrzeugs wieder manuell zu übernehmen. Zudem kann der Nutzer dazu aufgefordert werden, seine Hände wieder ans Lenkrad zu nehmen. Während der automatisierten Querführung des Fahrzeugs ist insbesondere vorgesehen, dass der Fahrer seine Hände vom Lenkrad nehmen kann. Somit wird insbesondere eine so genannte Hands-Off-Funktion bereitgestellt. Mit der Übernahmeaufforderung kann diese Hands-Off-Funktion wieder deaktiviert werden.

Es kann der Fall sein, dass die kartenbasierten Spurverlaufsdaten fehlerbehaftet bzw. falsch sind. Dies kann zwei Gründe haben: Der erste Grund kann eine falsche Kartierung, also ein Fehler in der Karte bzw. den Kartendaten selbst, sein. Der zweite Grund kann eine falsche Spurpositionierung des Fahrzeugs und damit ein Auslesen der falschen Spurkrümmung aus der eigentlich korrekten Karte sein. Dabei tritt der zweite Grund deutlich häufiger auf als der erste Grund. Insbesondere wird der zweite Grund mit der vorliegenden Erfindung adressiert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird berücksichtigt, dass die Informationen aus der hochgenauen Karte und gleichzeitig auch die Informationen des zumindest einen Umfeldsensors falsch bzw. fehlerbehaftet sein können. Dieser Fehler wird sehr selten erwartet, genügt aber nicht den Kundenansprüchen einer Hands-Off-Funktion. Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass bei dem Vorhandensein eines abzweigenden Fahrstreifens in Abhängigkeit von der relativen Lage des Fahrstreifens mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit zu diesem abzweigenden Fahrstreifen eine Übernahmeaufforderung an den Nutzer ausgegeben wird.

In Abhängigkeit von dem Abstand des Fahrstreifens, auf dem sich das Fahrzeug höchstwahrscheinlich befindet, zu dem abzweigenden Fahrstreifen kann also die Übernahmeaufforderung ausgegeben werden. Wenn beispielsweise erkannt wird, dass sich das Fahrzeug höchstwahrscheinlich in der Nähe der Abzweigung bzw. auf einem abzweigenden Fahrstreifen befindet, kann eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer bzw. Nutzer ausgegeben werden. Somit kann im Bereich der Abzweigung, in dem bei fehlerhaften kartenbasierten Positionsdaten und/oder fehlerhaften Sensordaten ein Abkommen des Fahrzeugs von dem Fahrstreifen drohen kann, die Sicherheit im Straßenverkehr gewährleistet werden.

Bevorzugt wird die Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben der Übernahmeaufforderung angesteuert, falls ein Abstand des Fahrstreifens mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit zu dem zumindest einen abzweigenden Fahrstreifen einen vorbestimmten Mindestabstand unterschreitet. Wenn also beispielsweise erkannt wird, dass sich das Fahrzeug höchstwahrscheinlich auf einem der parallelen Fahrstreifen bzw. nichtabzweigenden Fahrstreifen befindet, die an die Abzweigung angrenzen, kann die Übernahmeaufforderung ausgegeben werden. Dies gilt auch für den Fall, dass erkannt wird, dass sich das Fahrzeug höchstwahrscheinlich auf einem nicht-parallelen Fahrstreifen bzw. einem abzweigenden Fahrstreifen befindet. Der Mindestabstand kann einer Breite von einem oder zwei Fahrstreifen entsprechen. Dies bedeutet insbesondere, dass die Übernahmeaufforderung ausgegeben werden kann, falls der Fahrstreifen mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit unmittelbar an die Gabelung angrenzt und/oder einen Fahrstreifen von der Gabelung beabstandet ist. Somit kann auch im Fall von fehlerhaften kartenbasierten Positionsdaten und/oder fehlerhaften Sensordaten die Sicherheit gewährleistet werden.

Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Aufenthaltswahrscheinlichkeiten für die Fahrstreifen bestimmt werden, welche an den Fahrstreifen mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit angrenzen. Falls diese benachbarten bzw. angrenzenden Fahrstreifen eine verhältnismäßig hohe Aufenthaltswahrscheinlichkeit aufweisen und/oder ein Unterschied zu der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit gering ist, kann in Abhängigkeit von dem Abstand zu dem zumindest einen abzweigenden Fahrstreifen eine Übernahmeaufforderung ausgegeben werden. Insbesondere kann die Übernahmeaufforderung ausgegeben werden, falls die benachbarten Fahrstreifen eine hohe Aufenthaltswahrscheinlichkeit aufweisen und/oder falls die benachbarten Fahrstreifen an die Abzweigung angrenzen.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn kartenbasierte Spurverlaufsdaten, welche eine zukünftige Soll- Bewegung des Fahrzeugs bezogen auf die Fahrstreifen auf Grundlage der kartenbasierten Positionsdaten beschreiben, bestimmt werden. Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass sensorbasierte Spurverlaufsdaten, welche eine zukünftige Soll-Bewegung des Fahrzeugs bezogen auf die Fahrstreifen auf Grundlage der Sensordaten beschreiben, bestimmt werden. Auf Grundlage der satellitengestützten Positionsdaten und der hochauflösenden Kartendaten können zunächst die kartenbasierten Positionsdaten und anschließend die kartenbasierten Spurverlaufsdaten ermittelt werden. Diese kartenbasierten Spurverlaufsdaten beschreiben die zukünftige Soll-Bewegung des Fahrzeugs bezogen auf einen Fahrstreifen der mehreren Fahrstreifen der Straße. Damit kann der zukünftige Spurverlauf des Fahrzeugs spurgenau bzw. bezogen auf einen der Fahrstreifen ermittelt werden. Auf Grundlage der Sensordaten können zudem die sensorbasierten Spurverlaufsdaten bestimmt werden, welche die zukünftige Soll-Bewegung des Fahrzeugs beschreiben.

Bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass die kartenbasierten Spurverlaufsdaten und die sensorbasierten Spurverlaufsdaten miteinander verglichen werden. Sowohl die kartenbasierten Spurverlaufsdaten als auch die sensorbasierten Spurverlaufsdaten können die aktuelle und/oder die zukünftige Bewegung des Fahrzeugs beschreiben. Zum Bestimmen der zukünftigen Bewegung des Fahrzeugs kann auch der aktuelle Lenkwinkel des Fahrzeugs und/oder geplante Lenkeingriffe berücksichtigt werden. Die jeweiligen Spurverlaufsdaten können eine Trajektorie und/oder einen Fahrschlauch beschreiben. Zwischen den kartenbasierten Spurverlaufsdaten und den sensorbasierten Spurverlaufsdaten kann ein Unterschied bzw. eine Abweichung ermittelt werden. Mit anderen Worten bedeutet dies insbesondere, dass die Spurinformationen, welche auf Grundlage der Sensordaten der Frontkamera bestimmt werden, mit den Spurinformationen, welche auf Grundlage der hochgenauen Karte ermittelt werden, miteinander verglichen werden. Wenn die kartenbasierten Spurverlaufsdaten beispielsweise von den sensorbasierten Spurverlaufsdaten zu sehr abweichen, kann mittels der Recheneinrichtung die Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe der Übernahmeaufforderung angesteuert werden. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Unterschied zwischen den kartenbasierten Spurverlaufsdaten und den sensorbasierten Spurverlaufsdaten fortlaufend bestimmt wird. Beispielsweise kann der Unterschied zwischen den kartenbasierten Spurverlaufsdaten und den sensorbasierten Spurverlaufsdaten periodisch bzw. innerhalb von vorbestimmten Zeitintervallen und/oder vorbestimmten Abstandsintervallen bestimmt werden. Dies kann fortlaufend während der automatisierten Querführung des Fahrzeugs erfolgen. Wenn nun zusätzlich eine Abzweigung bzw. Gabelung der Fahrstreifen erkannt wird, kann die Übernahmeaufforderung auch auf Grundlage der Aufenthaltswahrscheinlichkeiten und/oder der Entfernung des Fahrstreifens mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit zu der Abzweigung ausgegeben werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt das Ausgeben der Übernahmeaufforderung bzw. das Abschalten der Funktion auf Basis der Aufenthaltswahrscheinlichkeit. Dies erfolgt aus dem folgenden Grund bzw. den folgenden Gründen: Wenn sich das Fahrzeug auf einem abzweigenden Fahrstreifen oder neben einem abzweigenden Fahrstreifen befindet und dann die Sensordaten und gleichzeitig auch die Kartendaten falsch sind, dann ergibt sich aus dem Unterschied zwischen den kartenbasierten Spurverlaufsdaten und den sensorbasierten Spurverlaufsdaten kein Fehler. In diesem Fall wird angenommen, dass alles in Ordnung ist und kein Fehler vorliegt. Tatsächlich regelt das Fahrzeug aber den falschen Spurverlauf ein, was zum Abkommen von der Fahrbahn führt. Es kann zudem vorkommen, dass sich das Fahrzeug in einem Bereich von Fahrstreifen befindet, welche (alle) parallel sind. Hier kann es der Fall sein, dass die kartenbasierten Spurverlaufsdaten und die sensorbasierten Spurverlaufsdaten fälschlicherweise die Nebenspur bzw. den benachbarten Fahrstreifen beschreiben. In diesem Fall führt dies aber nicht zu einem Abkommen des Fahrzeugs von der Fahrbahn, weil die falsch erfasste Nebenspur den gleichen Verlauf aufweist wie die Spur bzw. der Fahrstreifen des Ego-Fahrzeugs. Hier wird also der richtige Verlauf trotzdem eingeregelt.

In einer weiteren Ausführungsform wird auf Grundlage der kartenbasierten Spurverlaufsdaten und/oder der sensorbasierten Spurverlaufsdaten eine Bahnplanung für eine zukünftige automatisierte Querführung des Fahrzeugs bestimmt, falls ein Abstand des Fahrstreifens mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit zu der Gabelung einen vorbestimmten Mindestabstand überschreitet. Wenn also die Fahrspur bzw. der Fahrstreifen mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit weit genug von der Gabelung bzw. dem nicht-parallelen Fahrstreifen entfernt ist, können die kartenbasierten Spurverlaufsdaten und/oder die sensorbasierten Spurverlaufsdaten für die Bahnplanung herangezogen werden. Zudem können die kartenbasierten Spurverlaufsdaten und/oder die sensorbasierten Spurverlaufsdaten für die Bahnplanung bzw. die zukünftige automatisierte Querführung des Fahrzeugs herangezogen werden, falls der Unterschied zwischen den kartenbasierten Spurverlaufsdaten und den sensorbasierten Spurverlaufsdaten einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Dabei kann die Querführung grundsätzlich auf Grundlage der kartenbasierten Spurverlaufsdaten oder der sensorbasierten Spurverlaufsdaten alleine durchgeführt werden. Die jeweils anderen Spurverlaufsdaten können dann zur Verifizierung bzw. Plausibilisierung herangezogen werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Bahnplanung sowohl auf Grundlage der kartenbasierten Daten als auch auf Grundlage der sensorbasierten Spurverlaufsdaten durchgeführt wird. Auf Grundlage der bestimmten Bahnplanung kann dann die Querführungsregelung des Fahrzeugs vorgenommen werden und somit in die Lenkung des Fahrzeugs eingegriffen werden.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die Übernahmeaufforderung derart ausgegeben wird, dass ein Verlassen des Fahrstreifens durch das Fahrzeug bis zu einem wahrscheinlichen Zeitpunkt einer Übernahme durch den Fahrer verhindert wird. Mit anderen Worten soll die Übernahmeaufforderung an den Nutzer so früh erfolgen, dass dem Nutzer noch genügend Zeit bleibt, das Lenkrad zu übernehmen und dass es nicht zu einem Spurverlassen kommt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Übernahmeaufforderung unmittelbar dann ausgegeben wird, wenn der Unterschied zwischen den kartenbasierten Spurverlaufsdaten und den sensorbasierten Spurverlaufsdaten den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet und/oder falls der Abstand des Fahrstreifens mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit den Mindestabstand zu der Abzweigung unterschreitet. Grundsätzlich kann auf Grundlage der aktuellen Geschwindigkeit, dem Verlauf des Fahrstreifens und dem Lenkwinkel der Zeitpunkt des Verlassens des Fahrstreifens bestimmt werden. Zudem kann der wahrscheinliche Zeitpunkt der Übernahme des Steuers durch den Nutzer abgeschätzt werden. Somit kann ein Verlassen des Fahrstreifens durch das Fahrzeug verhindert werden.

Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon eingerichtet. Die Recheneinrichtung kann durch zumindest ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugs gebildet sein. Grundsätzlich kann die Recheneinrichtung zumindest einen Prozessor und/oder ein Speicherelement aufweisen.

Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung. Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem eine Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben einer Übernahmeaufforderung an einen Nutzer des Fahrzeugs. Diese Ausgabeeinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Übernahmeaufforderung optisch, akustisch und/oder haptisch an den Nutzer auszugeben. Des Weiteren ist das Fahrerassistenzsystem dazu eingerichtet, eine automatisierte Querführung des Fahrzeugs durchzuführen.

Das Fahrerassistenzsystem kann zumindest einen Umfeldsensor aufweisen, mit dem die Sensordaten, welche die Fahrbahnmarkierungen bzw. Begrenzungen beschreiben, bereitgestellt werden können. Dieser Umfeldsensor kann bevorzugt als Kamera bzw. Frontkamera ausgebildet sein. Darüber hinaus kann das Fahrerassistenzsystem weitere Umfeldsensoren aufweisen, welche beispielsweise als Radarsensor, Lidar-Sensor oder dergleichen ausgebildet sein können. Darüber hinaus kann das Fahrerassistenzsystem einen Empfänger für ein satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem aufweisen. Außerdem kann das Fahrerassistenzsystem einen Speicher bzw. eine Speichereinrichtung aufweisen, auf welchem eine hochauflösende Karte bzw. eine so genannte HD-Karte gespeichert ist.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Fahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein computerlesbares (Speicher)medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Recheneinrichtung, für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem, für das erfindungsgemäße Fahrzeug, für das erfindungsgemäße Computerprogramm sowie für das erfindungsgemäße computerlesbare (Speicher)medium.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches ein Fahrerassistenzsystem zum Unterstützen eines Nutzers des Fahrzeugs bei einer Querführung des Fahrzeugs aufweist;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Straße, welche eine Mehrzahl von Fahrstreifen umfasst, sowie sensorbasierte Spurverlaufsdaten und kartenbasierte Spurverlaufsdaten;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs gemäß Fig. 1 , welches sich auf einer mehrspurigen Straße befindet, sowie jeweilige Aufenthaltswahrscheinlichkeiten für die Fahrstreifen;

Fig. 4 das Fahrzeug, welches sich auf einer mehrspurigen Straße befindet, sowie die jeweiligen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten gemäß einer weiteren Ausführungsform; und

Fig. 5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Unterstützen eines Nutzers bei einer Querführung des Fahrzeugs.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 1 , welches vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu eingerichtet ist, einen Nutzer bzw. Fahrer des Fahrzeugs 1 bei einer Querführung des Fahrzeugs 1 zu unterstützen. Insbesondere dient das Fahrerassistenzsystem 2 dazu, eine automatisierte Querführung des Fahrzeugs 1 zu übernehmen. Bevorzugt kann das Fahrerassistenzsystem 2 die Querführung derart übernehmen, dass der Nutzer die Hände dauerhaft vom Lenkrad nehmen kann. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst eine Recheneinrichtung 3, welche beispielsweise durch zumindest ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugs 1 gebildet sein kann. Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 zumindest einen Umfeldsensor 4, welcher vorliegend als Kamera bzw. Frontkamera ausgebildet ist. Mit dem Umfeldsensor 4 können Sensordaten bereitgestellt werden, welche eine Umgebung 5 des Fahrzeugs 1 beschreiben. Insbesondere können die Sensordaten bzw. die Bilddaten Begrenzungen von Fahrstreifen 13, insbesondere Fahrbahnmarkierungen 6, einer Straße 12 beschreiben. Die Sensordaten können von dem Umfeldsensor 4 bzw. der Kamera an die Recheneinrichtung 3 übertragen werden.

Des Weiteren umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 einen Empfänger 7 für ein satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem. Mittels des Empfängers 7 können satellitengestützte Positionsdaten bestimmt werden, welche die Position des Fahrzeugs 1 beschreiben. Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 eine Speichereinrichtung 8, auf welcher hochauflösende Kartendaten bzw. so genannte HD-Karten abgelegt sind. Außerdem umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 eine Ausgabeeinrichtung 9, mittels welcher eine Ausgabe an den Nutzer des Fahrzeugs 1 ausgegeben werden kann. Diese Ausgabe kann grundsätzlich optisch, akustisch und/oder haptisch ausgegeben werden.

Darüber hinaus ist die Recheneinrichtung 3 dazu eingerichtet, ein vorliegend nur schematisch dargestelltes Lenksystem 10 des Fahrzeugs 1 anzusteuern. Durch die Ansteuerung des Lenksystems 10 kann die Querführung des Fahrzeugs 1 übernommen werden. Dabei können durch die Ansteuerung des Lenksystems 10 lenkbare Räder 11 des Fahrzeugs 1 bewegt werden. Bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass mittels der Recheneinrichtung 3 ein Antriebsmotor und/oder ein Bremssystem des Fahrzeugs 1 angesteuert werden kann, um auch die Längsführung des Fahrzeugs 1 zu übernehmen.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung das Fahrzeug 1, welches sich auf einer mehrspurigen Straße 12 befindet. Die Straße 12 ist vorliegend als Autobahn ausgebildet und umfasst zehn Fahrstreifen 13a bis 13j, welche durch Fahrbahnmarkierungen 6 voneinander getrennt sind. Dabei umfasst die mehrspurige Straße 12 eine Abzweigung 14 bzw. Gabelung. Bei dieser Abzweigung 14 zweigen der erste Fahrstreifen 13a und der zweite Fahrstreifen 13b von den übrigen Fahrstreifen 13c bis 13j ab. Die Fahrstreifen 13a und 13b werden nachfolgend als abzweigende Fahrstreifen bzw. nicht-parallele Fahrsteifen bezeichnet. Die Fahrstreifen 13c bis 13j verlaufen dabei parallel bzw. in eine erste Fahrtrichtung. Die Fahrstreifen 13a und 13b verlaufen nicht-parallel zu den übrigen Fahrstreifen 13c bis 13j bzw. verlaufen in eine zweite Fahrtrichtung. Darüber hinaus zeigt Fig. 2 in einer schematischen Darstellung kartenbasierte Spurverlaufsdaten 15, welche auf Grundlage der satellitengestützten Positionsdaten des Empfängers 7 für das satellitengestützte Positionsbestimmungssystem und der hochauflösenden Karte bestimmt werden. Anhand der kartenbasierten Spurverlaufsdaten 15 kann die bzw. die zukünftige Soll-Bewegung bzw. Soll-Trajektorie des Fahrzeugs 1 innerhalb eines der Fahrstreifen 13a bis 13j ermittelt werden.

Des Weiteren zeigt Fig. 2 in einer schematischen Darstellung sensorbasierte Spurverlaufsdaten 16, welche ebenfalls die bzw. die zukünftige Soll-Bewegung des Fahrzeugs 1 bezogen auf die Fahrstreifen 13a bis 13j beschreiben. Diese sensorbasierten Spurverlaufsdaten 16 werden auf Grundlage der Sensordaten des zumindest einen Umfeldsensors 4 bestimmt. Vorliegend sind die kartenbasierten Spurverlaufsdaten 15 und die sensorbasierten Spurverlaufsdaten 16 jeweils als Trajektorien veranschaulicht.

In dem Beispiel von Fig. 2 befindet sich das Fahrzeug 1 auf dem zweiten Fahrstreifen 13b, also auf einem der nicht-parallelen Fahrstreifen bzw. abzweigenden Fahrstreifen. Die sensorbasierten Spurverlaufsdaten 16 beschreiben hier keinen abzweigenden Verlauf des Fahrstreifens 13b, sondern einen parallelen Verlauf. Dies kann durch die verhältnismäßig geringe Reichweite der Kamera und/oder durch Extrapolation begründet sein. Auch die kartenbasierten Spurverlaufsdaten 15 geben hier fälschlicherweise an, dass sich das Fahrzeug 1 auf dem dritten Fahrstreifen 13c befindet, welcher nicht abzweigt bzw. parallel verläuft. Dies ist vorliegend durch das Fahrzeugsymbol 17 veranschaulicht. Der Grund für die falschen kartenbasierten Spurverlaufsdaten 15 kann hier zweierlei sein: Zum einen kann eine falsche Kartierung, also ein Fehler in der Karte, vorliegen. Zum anderen kann eine falsche Spurpositionierung des Fahrzeugs 1 und damit ein Auslesen der falschen Spurkrümmung aus der eigentlich korrekten Karte vorliegen. Dabei tritt letzteres Problem deutlich häufiger auf als das erste Problem.

Wenn nun die automatisierte Querführung des Fahrzeugs 1 auf Grundlage der falschen kartenbasierten Spurverlaufsdaten 15 und gleichzeitig der falschen sensorbasierten Spurverlaufsdaten 16 durchgeführt wird, kann dies zu einem Abkommen des Fahrzeugs 1 von dem Fahrstreifen 13b führen. Der Grund hierfür ist, dass die kartenbasierten Spurverlaufsdaten 15 und die sensorbasierten Spurverlaufsdaten 16 beide gleichzeitig gleich falsch sind und deshalb beim Vergleich der beiden Spurverläufe keine Abweichung festgestellt wird. Deshalb wird mittels des Fahrerassistenzsystems 2 kein Fehler erkannt und das Fahrzeug 1 folgt dem falschen Spurverlauf. Fig. 3 zeigt das Fahrzeug 1 auf der mehrspurigen Straße 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Hierbei wurden für die jeweiligen Fahrstreifen 13a bis 13j Aufenthaltswahrscheinlichkeiten bestimmt, welche beschreiben, mit welcher Wahrscheinlichkeit sich das Fahrzeug 1 auf den jeweiligen Fahrstreifen 13a bis 13j befindet. Vorliegend sind in einem Bereich 18 der Fig. 3 die jeweiligen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten der Fahrstreifen 13a bis 13j in Prozent angegeben. Vorliegend befindet sich das Fahrzeug 1 mit einer Wahrscheinlichkeit von 70 % auf dem neunten Fahrstreifen 13i. Dem neunten Fahrstreifen 13i ist vorliegend die höchste Aufenthaltswahrscheinlichkeit zugeordnet.

Des Weiteren wird ein Abstand d zwischen dem Fahrstreifen mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit und dem nächstliegenden abzweigenden Fahrstreifen 13b bestimmt. Dieser Abstand wird vorliegend beispielhaft von der Mitte des Fahrstreifens 13i mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit zu der Begrenzung bzw. nächstliegenden Fahrbahnmarkierung 6 des abzweigenden Fahrstreifens 13b bestimmt. Des Weiteren wird überprüft, ob dieser Abstand d geringer als ein vorbestimmter Mindestabstand ist. Dieser Mindestabstand kann beispielsweise der Breite von einem bis zwei Fahrstreifen 13a bis 13f entsprechen.

In dem Beispiel von Fig. 2 unterschreitet der Abstand d den vorbestimmten Mindestabstand nicht. In diesem Fall kann das Fahrzeug 1 mittels des Fahrerassistenzsystems 2 derart manövriert werden, dass das Fahrerassistenzsystem 2 die Querführung übernimmt und der Nutzer die Hände dauerhaft vom Lenkrad nehmen kann. In diesem Fall wird diese so genannte Hands-Off-Funktion nicht deaktiviert, weil die Wahrscheinlichkeit sehr hoch ist, dass der Fahrspurverlauf auf der hochgenauen Karte richtig sein wird und es somit nicht zum Abkommen des Fahrzeugs 1 von der Straße 12 kommen wird. Des Weiteren haben die zu dem Fahrstreifen 13i mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit benachbarten Fahrstreifen 13j und 13h den gleichen Spurverlauf wie der Fahrstreifen 13i mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit. Somit macht es für die Querregelung keinen großen Unterschied, ob das Fahrzeug 1 einen Fahrstreifen weiter rechts oder links positioniert ist.

Im Vergleich hierzu zeigt Fig. 4 das Fahrzeug 1 auf der mehrspurigen Straße 12 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Hier befindet sich das Fahrzeug 1 mit einer Wahrscheinlichkeit von 40 % auf dem dritten Fahrstreifen 13c, welcher unmittelbar an die Abzweigung 14 bzw. die abzweigenden Fahrstreifen 13a und 13b angrenzt. Ferner unterschreitet zudem der Abstand d den vorbestimmten Mindestabstand zu der Abzweigung 14 bzw. den abzweigenden Fahrstreifen. In diesem Fall wird die Hands-Off-Funktion deaktiviert, da das Risiko zu hoch ist, dass das Fahrzeug 1 in einer falschen Spur positioniert ist. Darüber hinaus sind die Aufenthaltswahrscheinlichkeiten der beiden Fahrstreifen 13b und 13c, welche neben dem Fahrstreifen 13c mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit liegen mit 25 % relativ hoch.

Fig. 5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Unterstützen des Nutzers bei der Querführung des Fahrzeugs 1. Zunächst werden die Sensordaten des Umfeldsensors 4 bzw. der Kamera bereitgestellt. Zusätzlich können noch weitere Sensordaten von weiteren Umfeldsensoren 4‘, 4“ bereitgestellt werden. Die Sensordaten können auch entsprechend fusioniert werden. In einem Schritt S1 werden dann die sensorbasierten Spurverlaufsdaten 16 bestimmt. Im Anschluss daran kann in einem Schritt S2 dann eine Bahnplanung für das Fahrzeug 1 bestimmt werden. Darüber hinaus kann in einem Schritt S3 eine Regelung durchgeführt werden und in einem Schritt S4 kann das Lenksystem 10 des Fahrzeugs 1 angesteuert werden, sodass sich die resultierende Fahrzeugbewegung ergibt.

Auf Grundlage der hochauflösenden Kartendaten 19 sowie der satellitengestützten Positionsdaten 20 können dann in einem Schritt S5 die kartenbasierten Spurverlaufsdaten

15 bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Bahnplanung, die Regelung sowie die Ansteuerung des Lenksystems 10 gemäß den Schritten S2 bis S4 auf Grundlage der kartenbasierten Spurverlaufsdaten 15 durchgeführt wird.

In einem Schritt S6 werden dann die kartenbasierten Spurverlaufsdaten 15 mit den sensorbasierten Spurverlaufsdaten 16 verglichen. In Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs kann dann entschieden werden, ob die Hands-Off-Funktion deaktiviert wird oder nicht. In einem Schritt S7 erfolgt dann eine Funktions- bzw. Anzeigelogik bezüglich der Hands-Off-Funktion. Falls ein Unterschied zwischen den kartenbasierten Spurverlaufsdaten 15 und den sensorbasierten Spurverlaufsdaten 16 einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wird eine Übernahmeaufforderung an den Nutzer ausgegeben.

Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass in einem Schritt S8 die auf Grundlage der jeweiligen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten für die Fahrstreifen 13a bis 13j und/oder auf Grundlage des Abstands d zwischen dem Fahrstreifen 13a bis 13j mit der höchsten Aufenthaltswahrscheinlichkeit zu dem zumindest einen abzweigenden Fahrstreifen 13a, 13b die Übernahmeaufforderung an den Fahrer ausgegeben wird.