Verfahren und Vorrichtung zum automatisierten Fahren eines Kraftfahrzeuges

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatisierten Fahren eines Kraftfahrzeuges.

Ein solches Verfahren bzw. eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der US

2010/0228420 A1 bekannt. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Kamera und eine

Auswerteeinheit zur Auswertung der von der Kamera erfassten Daten. Mittels der Kamera werden dabei Fahrbahnmarkierungen erfasst und daraus Fahrstreifen ermittelt. Anhand der Eigenposition des Kraftfahrzeugs in Relation zum Fahrstreifen kann dann das Kraftfahrzeug durch automatische Lenkbefehle im Fahrstreifen zentriert werden oder auch ein automatisierter Fahrspurwechsel in einen benachbarten Fahrstreifen vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zum automatisierten Fahren eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, bei der die Gefahr von fehlerhaften Fahrspurwechseln reduziert wird. Ein weiteres technisches Problem ist die Schaffung einer Vorrichtung zum automatisierten Fahren.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das Verfahren zum automatisierten Fahren eines Kraftfahrzeugs erfolgt mittels mindestens einer Kamera und einer Auswerteinheit zur Auswertung der von der Kamera erfassten Daten, wobei mittels der Kamera Fahrbahnmarkierungen erfasst werden und daraus Fahrstreifen ermittelt werden. Dabei werden Änderungen der Fahrbahnmarkierungen, die zur Ermittlung eines neuen Fahrstreifens führen würden, über eine vorgegebene Entfernung beobachtet, wobei der neue Fahrstreifen nur übernommen wird, wenn die geänderte Fahrbahnmarkierung über die vorgegebene Entfernung erfasst wurde. Somit wird sichergestellt, dass ein neuer Fahrstreifen erst übernommen wird, wenn dieser lange genug erfasst wurde. Somit wird verhindert, dass beispielsweise kurzfristige Störungen der Kamera oder Beschädigungen der Fahrbahnmarkierungen nicht zu falschen Fahrstreifenerfassungen führen. Die Entfernung stellt dabei das Produkt von Fahrzeuggeschwindigkeit und Zeit dar, sodass die Übernahme bei größeren Geschwindigkeiten schneller erfolgt. Dabei sei angemerkt, dass die Änderung der erfassten Fahrbahnmarkierung beispielsweise darin bestehen kann, dass eine zuvor durchgezogene oder gestrichelte Fahrbahnmarkierung verschwunden ist oder eine

durchgezogene Fahrbahnmarkierung zu einer gestrichelten Fahrbahnmarkierung wird oder umgekehrt. Weiter sei angemerkt, dass neben der Kamera noch weitere Sensoriken wie beispielsweise Radar- oder Lidarsensoriken vorhanden sein können. Des Weiteren kann auch eine digitale Straßenkarte vorhanden sein. Mittels des Verfahrens kann aber zuverlässig ein neuer Fahrstreifen ermittelt werden, auch wenn die anderen Sensoriken oder die digitale Straßenkarte ausfallen.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Entfernung für die Übernahme eines Fahrstreifens für einen linken und einen rechten Fahrstreifen unterschiedlich gewählt wird. Im Falle eines Rechtsverkehrs wird dabei die Entfernung für einen rechten Fahrstreifen größer als für den linken Fahrstreifen gewählt, da dort die Gefahr von Fehlerfassungen größer ist, was

nachfolgend noch näher erläutert wird.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Entfernung größer gewählt als die Länge eines temporären Fahrstreifens. Dabei wird unter einem temporären Fahrstreifen insbesondere eine Auf- und Abfahrt oder ein Autobahnkreuz verstanden. Bei diesen wird in einer bestimmten Entfernung von beispielsweise ca. 300 - 500 m ein temporärer Fahrstreifen

(Verzögerungsstreifen) gebildet, auf den gewechselt werden muss, wenn das Kraftfahrzeug abfahren möchte. Da die Länge des temporären Fahrstreifens je nach Land unterschiedlich sein kann, ist die Entfernung entsprechend anzupassen (z.B. mittels GPS-Daten) oder

entsprechend groß zu wählen, beispielsweise indem die Entfernung größer als die maximale Länge eines temporären Fahrstreifens gewählt wird. Hierdurch wird verhindert, dass bei einer automatisierten Fahrt aufgrund eines Rechtsfahrgebots das Kraftfahrzeug irrtümlich auf den temporären Fahrstreifen gewechselt wird und an einer nicht gewünschten Stelle abfährt.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Entfernung abhängig von der Art einer erfassten Fahrbahnmarkierung gewählt wird. Beispielsweise kann bei durchgezogenen

Fahrbahnmarkierungen die Entfernung kleiner gewählt werden, da die Gefahr von

Fehlerfassungen geringer ist. Weiter kann insbesondere bei dem linken Fahrstreifen

vorgesehen sein, dass bei der zusätzlichen Erfassung von anderen Kraftfahrzeugen die Entfernung ebenfalls reduziert wird. In einer weiteren Ausführungsform werden Änderungen der Fahrbahnmarkierungen, die zur Löschung eines Fahrstreifens führen würden, ebenfalls über eine vorgegeben Entfernung beobachtet, wobei der Fahrstreifen nur gelöscht wird, wenn die geänderte Fahrbahnmarkierung über die vorgegebene Entfernung erfasst wurde. Dabei kann die Entfernung gleich der

Entfernung für einen neuen Fahrstreifen gewählt werden. Vorzugsweise wird die Entfernung für das Löschen eines Fahrstreifens jedoch kürzer gewählt.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Entfernung für das Löschen abhängig von der Art der zuvor und/oder aktuell erfassten Fahrbahnmarkierung gewählt. Beispielsweise ist die Entfernung länger, wenn zuvor eine durchgezogene Fahrbahnmarkierung erfasst wurde.

In einer weiteren Ausführungsform bleiben bei einem Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs zuvor ermittelte Fahrstreifen gespeichert. Somit ist es möglich, dass beispielsweise ein

Kraftfahrzeug weiß, dass es sich auf einer dreispurigen Autobahn befindet, obwohl es nur die Fahrstreifen der benachbarten Fahrstreifen erfassen kann, wenn es von einer rechten Fahrspur auf eine ganz linke Fahrspur gewechselt ist.

Ein bevorzugtes Anwendungsfeld des Verfahrens ist ein automatisiertes Fahren mit

Fahrspurwechseln auf einer Autobahn.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird vollinhaltlich auf die vorangegangenen Ausführungen zum Verfahren Bezug genommen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zum automatisierten Fahren eines Kraftfahrzeugs und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Autobahnabfahrt.

In der Fig. 1 ist schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 1 zum automatisierten Fahren eines Kraftfahrzeugs dargestellt, die mindestens eine Kamera 2, eine Auswerteeinheit 3 und eine von der Auswerteeinheit 3 angesteuerte Aktorik 4 aufweist. Die mindestens eine Kamera 2 ist in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet und hat einen Erfassungsbereich, um mindestens Fahrbahnmarkierungen links und rechts vom Kraftfahrzeug zu erfassen. Diese erfassten Daten der Kamera 2 werden dann von der Auswerteeinheit 3 ausgewertet, um

Fahrstreifen zu ermitteln. Dabei ist die Vorrichtung 1 derart ausgebildet, dass diese ihr Umfeld erlernt, d.h. die Vorrichtung 1 lernt selbständig aus den Daten der Kamera 2 neue Fahrstreifen an bzw. vergisst Fahrstreifen. Dabei ist die Auswerteeinheit 3 derart ausgebildet, dass

Änderungen der Fahrbahnmarkierungen, die zur Ermittlung eines neuen Fahrstreifens führen würden, über eine vorgegebene Entfernung beobachtet werden, wobei der neue Fahrstreifen nur übernommen wird, wenn die geänderte Fahrbahnmarkierung über die vorgegebene

Entfernung erfasst wurde. Diese vorgegebene Entfernung kann als d _gre nzi bezeichnet werden.

Dies soll nun beispielhaft anhand von Fig. 2 näher erläutert werden. Dargestellt ist eine dreispurige Autobahn mit den drei Fahrstreifen 1 1 , 12, 13. Ein Kraftfahrzeug 20 befindet sich zur Zeit t ₀ auf der rechten Fahrspur 1 1. Die Kamera 2 der Vorrichtung 1 (siehe Fig. 1 ) erfasst die rechte durchgezogene Fahrbahnmarkierung 14 und die linke gestrichelte

Fahrbahnmarkierung 15. Der Erfassungsbereich 21 der Kamera ist dabei gestrichelt dargestellt. Aus diesen Informationen kann die Auswerteeinheit 3 ableiten, dass mindestens zwei

Fahrstreifen 1 1 , 12 existieren, wobei der eigene Fahrstreifen 1 1 der rechte Fahrstreifen ist (wegen der durchgezogenen Linie). Wenn nun das Kraftfahrzeug 20 weiter auf dem

Fahrstreifen 1 1 geradeaus fährt, so erfasst die Kamera 2 bzw. die Auswerteeinheit 3 zum Zeitpunkt t-ι eine Änderung der rechten Fahrbahnmarkierung 14 in eine gestrichelte

Fahrbahnmarkierung 16. Die Vorrichtung 1 weiß nun noch nicht, ob es sich um einen permanenten neuen Fahrstreifen handelt oder aber um einen temporären Fahrstreifen

(beispielsweise eine Autobahnabfahrt). Daher wird der neue Fahrstreifen 17 zunächst nicht übernommen. Vielmehr beobachtet die Auswerteeinheit 3 für die vorgegeben Entfernung d _gre nzi , ob die gestrichelte Fahrbahnmarkierung 16 weiter erkannt wird. Zum Zeitpunkt t ₂ hat das Kraftfahrzeug 20 eine Entfernung d _A kleiner als die vorgegebene Entfernung d _gre nzi zurückgelegt und die Kamera 2 erfasst wieder die durchgezogene Fahrbahnmarkierung 14. Daher wird der neue Fahrstreifen 17 als temporärer Fahrstreifen klassifiziert und nicht übernommen.

Die vorgegebene Entfernung kann dabei abhängig von der erfassten Fahrbahnmarkierung sein, sodass beispielsweise für eine neu erfasste durchgezogene Fahrbahnmarkierung die vorgegebene Entfernung d _gre nz2 kleiner als d _gren zi ist.

Entsprechend kann auch das Vergessen eines Fahrstreifens (z.B. weil keine

Fahrbahnmarkierung mehr erfasst wird), asymmetrisch sein, d.h. dass ein Fahrstreifen, der zuvor anhand einer durchgezogenen Fahrbahnmarkierung ermittelt wurde, länger erhalten bleibt als ein Fahrstreifen, der anhand einer gestrichelten Fahrbahnmarkierung ermittelt wurde. Weiter ist die Auswerteeinheit 3 derart ausgebildet, dass ein erlerntes Umfeld nicht einfach vergessen wird, was anhand eines zweiten Szenarios erläutert werden soll. Das Kraftfahrzeug 20 befindet sich wieder zum Zeitpunkt t ₀ auf dem rechten Fahrstreifen 1 1 und wechselt zum Zeitpunkt t ₃ auf den mittleren Fahrstreifen 12. Die Kamera 2 erfasst nun rechts die gestrichelte Fahrbahnmarkierung 15 und links die gestrichelte Fahrbahnmarkierung 18. Somit weiß die Auswerteeinheit 3 zum Zeitpunkt t ₃ , dass es sich um eine dreispurige Autobahn handelt.

Wechselt dann das Fahrzeug 20 zum Zeitpunkt t ₄ auf den linken Fahrstreifen 13, so erfasst die Kamera 2 rechts die gestrichelte Fahrbahnmarkierung 18 und links die durchgezogene

Fahrbahnmarkierung 19. Allein aus den Daten der Kamera 2 zum Zeitpunkt t ₄ könnte nicht ermittelt werden, ob die Autobahn zwei- oder dreispurig ist (bzw. noch mehr Fahrstreifen aufweist). Anhand der Information zum Zeitpunkt t ₃ hat sich aber die Auswerteeinheit 3 gemerkt, dass es sich um eine dreispurige Autobahn handelt. Dies kann dann bei der

Trajektorienplanung berücksichtigt werden.