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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Umfeldinformation. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug sowie ein Computerprogramm.
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Stand der Technik
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Fahrzeuge mit hochautomatisierten Fahrerassistenzfunktionen können in der Regel ohne einen Fahrer automatisch fahren. Eine Voraussetzung hierfür ist üblicherweise, dass eine hochgenaue Karte als Basis für eine ausreichende und genaue Umfelderkennung vorhanden ist. Solche hochgenauen Karten können dabei online aktualisiert werden. Dies zum Beispiel damit Änderungen von Straßen, Beschilderungen usw. bekannt sind.
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Problematisch bei solchen hochgenauen Karten und einer Online-Aktualisierung sind unter anderem folgende Punkte:
- 1. Es werden üblicherweise sehr viele Daten pro Objekt übertragen. Beispielsweise müssen neben der Position noch Abmessungen oder Abmaße, Orientierungen, Namen/Klassifizierungen usw. übertragen werden. Eine Klassifizierung kann beispielsweise sein, dass das Objekt als ein Signalgeber klassifiziert wird. Dadurch werden üblicherweise große Ressourcen (Speicherbedarf, Bandbreiten, ...) benötigt, die eine Industrialisierung erschweren.
- 2. Eine Genauigkeit, zum Beispiel bezüglich einer Kontur des Objekts, kann nicht ausreichend sein für die hochautomatisierte Fahrerassistenzfunktion.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein effizientes Konzept bereitzustellen, welches eine verbesserte Durchführung einer zumindest teilautonomen Fahrerassistenzfunktion ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Nach einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:
- – Empfangen eines Modells eines realen Objekts und einer Position des Objekts über ein Kommunikationsnetzwerk,
- – Ermitteln von einem oder mehreren Objektparametern basierend auf dem empfangenen Modell,
- – zumindest teilautonomes Führen des Fahrzeugs basierend auf dem einen oder den mehreren Objektparametern und der Position.
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Nach einem anderen Aspekt wird eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend:
- – eine Kommunikationsschnittstelle zum Empfangen eines Modells eines realen Objekts und einer Position des Objekts über ein Kommunikationsnetzwerk,
- – einen Prozessor zum Ermitteln von einem oder mehreren Objektparametern basierend auf dem empfangenen Modell und
- – eine Steuerungseinrichtung zum zumindest teilautonomen Führen des Fahrzeugs basierend auf dem einen oder den mehreren Objektparametern und der Position.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Bereitstellen einer Umfeldinformation bereitgestellt, basierend auf welcher ein Fahrzeug zumindest teilautonom geführt werden kann, umfassend die folgenden Schritte:
- – Ermitteln eines Modells eines realen Objekts und einer Position des Objekts,
- – Senden des ermittelten Modells mit der Position als die Umfeldinformation über ein Kommunikationsnetzwerk.
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Nach noch einem Aspekt wird eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Umfeldinformation bereitgestellt, basierend auf welcher ein Fahrzeug zumindest teilautonom geführt werden kann, umfassend:
- – einen Prozessor zum Ermitteln eines Modells eines realen Objekts und einer Position des Objekts, und
- – eine Kommunikationsschnittstelle zum Senden des ermittelten Modells mit der Position als die Umfeldinformation über ein Kommunikationsnetzwerk.
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Nach einem anderen Aspekt wird ein Fahrzeug bereitgestellt, umfassend die Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs und/oder zum Bereitstellen einer Umfeldinformation umfasst, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
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Die Erfindung umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, nicht mehr Daten an das Fahrzeug zu übertragen, die das reale Objekt unmittelbar beschreiben. Vielmehr ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass lediglich ein Modell des realen Objekts über das Kommunikationsnetzwerk übertragen wird, insbesondere wird das Modell an das Fahrzeug über das Kommunikationsnetzwerk gesendet. Zusammen mit dem Modell wird eine Position des realen Objekts über das Kommunikationsnetzwerk gesendet. Da ein Modell eines realen Objekts nicht so viel Speicher benötigt wie Daten, die das reale Objekt unmittelbar detailliert beschreiben, müssen somit auch weniger Daten über das Kommunikationsnetzwerk übertragen oder gesendet werden. Somit wird eine vorhandene Bandbreite effizient ausgenutzt. Insbesondere wird ein Speicherbedarf verringert.
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Die für das zumindest teilautonome Führen benötigten Objektparameter können einfach und effizient basierend auf dem Modell ermittelt werden. Somit ist ein effizientes Konzept geschaffen, basierend auf welchem das Fahrzeug zumindest teilautonom geführt werden kann. Somit kann also eine teilautonome Fahrerassistenzfunktion basierend auf dem erfindungsgemäßen Konzept realisiert werden.
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Eine Position im Sinne der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise drei Koordinaten auf: X, Y, Z gemäß einem kartesischen Koordinatensystem. Selbst wenn also im Rahmen dieser Beschreibung eine Position nur zwei Koordinaten umfassen sollte, X, Y, so soll eine weitere Ausführungsform mitgelesen werden, in welcher die Position drei Koordinaten aufweist: X, Y, Z.
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Die Formulierung „zumindest teilautonom“ umfasst auch den Fall einer vollautonomen (, was auch als autonom bezeichnet werden kann,) Führung. Das heißt also insbesondere, dass nach einer Ausführungsform das Fahrzeug vollautonom oder autonom geführt wird. „Zumindest teilautonom“ umfasst also „autonom“.
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Autonom im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet insbesondere, dass das Fahrzeug selbständig, also ohne einen Eingriff eines Fahrers, navigiert oder fährt. Das Fahrzeug kann also selbständig oder automatisch fahren, ohne dass ein Fahrer hierfür das Fahrzeug steuern müsste. Ein Führen umfasst insbesondere eine Quer- und/oder eine Längsführung des Fahrzeugs.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass basierend auf dem einen oder den mehreren Objektparametern und der Position des Objekts ein auf dem realen Objekt basierendes digitales Objekt in eine digitale Karte eingefügt wird, wobei das Führen basierend auf der digitalen Karte durchgeführt wird. Das heißt also insbesondere, dass beispielsweise eine digitale Karte erzeugt wird, die ein digitales Objekt umfasst, das auf dem realen Objekt basiert. Da die Position des realen Objekts bekannt ist, kann somit auch die Position des digitalen Objekts in der digitalen Karte bestimmt werden. Dadurch, dass also eine digitale Karte erzeugt werden kann, wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine verbesserte Führung des Fahrzeugs ermöglicht ist. So kann beispielsweise eine Soll-Trajektorie basierend auf der digitalen Karte ermittelt werden, wobei das Führen ein Regeln einer Ist-Trajektorie des Fahrzeugs auf die Soll-Trajektorie umfasst.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ermitteln umfasst, dass der eine oder die mehreren Objektparameter entsprechend dem Modell aus einer Datenbank ausgelesen werden, in welcher eine Vielzahl von Modellen von Objekten mit zugehörigen Objektparametern gespeichert ist. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die Objektparameter schnell und effizient ermittelt werden können. Eine solche Datenbank ist nach einer Ausführungsform im Fahrzeug vorhanden. Das heißt also, dass an das Fahrzeug lediglich das Modell übertragen werden muss. Basierend auf dem übertragenen Modell können dann die relevanten Objektparameter ermittelt werden. Es müssen also nicht mehr Details des realen Objekts (also die Objektparameter) über das Kommunikationsnetzwerk an das Fahrzeug übertragen werden. Somit kann eine vorhandene Bandbreite effizient genutzt werden.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Modell ein CAD-Modell des Objekts ist. Hierbei steht die Abkürzung „CAD“ für „Computer-Aided Design“. Ins Deutsche kann dies mit „Rechnerunterstütztes Konstruieren“ übersetzt werden. Durch die Verwendung eines CAD-Modells kann das reale Objekt standardisiert beschrieben werden.
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Nach einer Ausführungsform ist das Modell, insbesondere das CAD-Modell, durch ein Identifikationszeichen, zum Beispiel eine Identifikationsnummer, repräsentiert. Das heißt, dass das Empfangen respektive das Senden des Modells, ein Empfangen respektive ein Senden des Identifikationszeichens umfasst. Das heißt also insbesondere, dass das Identifikationszeichen gesendet respektive empfangen wird. Dadurch also, dass jedes Modell, insbesondere jedes CAD-Modell, sein eigenes eindeutiges Identifikationszeichen aufweist, reicht eine Übertragung des Identifikationszeichens aus, um das reale Objekt zu identifizieren. Dadurch kann ein Datenübertragungsvolumen noch weiter verringert werden. Somit ist zum Beispiel in der Datenbank eine Zuordnungstabelle gespeichert, die vorgibt, welches Identifikationszeichen zu welchem Modell gehört. Somit ist zum Beispiel vorgesehen, dass nur das Identifikationszeichen übertragen, also gesendet, und somit empfangen wird. Eine Identifikationsnummer ist zum Beispiel 128552354. Ein Identifikationszeichen kann zum Beispiel Buchstaben und/oder Sonderzeichen und/oder Zahlen umfassen.
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Somit ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Identifikationszeichen mit der Position (also zum Beispiel mit den Koordinaten X, Y, Z) empfangen respektive gesendet wird.
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Nach einer Ausführungsform sind der eine oder die mehreren Objektparameter Elemente aus der folgenden Gruppe von Objektparametern: Größe, insbesondere Länge, Höhe, Breite, Masse, Objekttyp, zum Beispiel Signalgeber Straßenmarkierung, Leitplanke, Verkehrsschild, Haus, Fahrzeug, Fahrzeugtyp, Ausmaße, Ausrichtung, Kontur, Farben, Besonderheiten.
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Das heißt also insbesondere, dass nach einer Ausführungsform dem Modell ein oder mehrere der vorstehend genannten Objektparameter zugeordnet sind. Das heißt also insbesondere, dass dadurch in vorteilhafter Weise bewirkt ist, dass sehr genau beschrieben werden kann, wie das reale Objekt beschaffen ist.
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So wird also beispielsweise lediglich das Modell „Signalgeber Modell ABC“ an einer Position X, Y übertragen. Im Fahrzeug werden dann die genauen Abmaßungen des Signalgebers aus der Datenbank ausgelesen. Das heißt also, dass diese genauen Abmaßungen selbst nicht mehr über das Kommunikationsnetzwerk übertragen werden müssen.
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Nach einer Ausführungsform ist das reale Objekt ein statisches Objekt. Ein statisches Objekt bezeichnet insbesondere ein Objekt, welches sich nicht bewegt respektive sich nicht bewegen kann. Beispielsweise handelt es sich bei dem statischen Objekt um eine feststehende Infrastruktur: Zum Beispiel eine Leitplanke, einen Signalgeber, eine Straßenmarkierung, ein Verkehrsschild oder ein Haus.
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Nach einer Ausführungsform ist das reale Objekt ein dynamisches Objekt. Ein dynamisches Objekt bezeichnet ein Objekt, welches sich bewegen kann, respektive sich bewegt. Somit ist also auch ein Fahrzeug ein dynamisches Objekt, selbst wenn es parkt, da es sich bewegen kann. Das heißt also, dass ein dynamisches Objekt beispielsweise ein Fahrzeug oder eine Person oder ein Tier ist.
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Nach einer Ausführungsform sind mehrere reale Objekte vorgesehen, die insbesondere gleich oder unterschiedlich sein können. Das heißt also insbesondere, dass das erfindungsgemäße Konzept nach einer Ausführungsform auf mehrere reale Objekte erweitert wird. Das heißt also, dass beispielsweise mehrere Modelle von jeweils einem realen Objekt empfangen werden. Entsprechend werden dann mehrere Modelle von jeweils einem realen Objekt über das Kommunikationsnetzwerk gesendet. Die Ausführungen im Zusammenhang mit einem Modell eines realen Objekts gelten analog für mehrere Modelle von jeweils einem realen Objekt und umgekehrt.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs ausgebildet oder eingerichtet ist, das Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs aus- oder durchzuführen.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Bereitstellen einer Umfeldinformation ausgebildet oder eingerichtet ist, das Verfahren zum Bereitstellen einer Umfeldinformation aus- oder durchzuführen.
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Die Umfeldinformation umfasst also insbesondere das Modell des realen Objekts und die Position des realen Objekts. Diese Umfeldinformation wird also insbesondere über das Kommunikationsnetzwerk bereitgestellt. Insbesondere wird diese Umfeldinformation dem Fahrzeug über das Kommunikationsnetzwerk bereitgestellt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
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1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs,
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2 eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs,
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bereitstellen einer Umfeldinformation,
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4 eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer Umfeldinformation und
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5 ein Fahrzeug.
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs.
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Gemäß einem Schritt 101 wird ein Modell eines realen Objekts und einer Position des Objekts über ein Kommunikationsnetzwerk empfangen. Beispielsweise empfängt das Fahrzeug das Modell und die Position.
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In einem Schritt 103 ist vorgesehen, dass basierend auf dem empfangenen Modell ein oder mehrere Objektparameter ermittelt werden. Solche Objektparameter sind beispielsweise eine Größe, insbesondere eine Länge, eine Höhe, eine Breite, des realen Objekts. Insbesondere ist ein solcher Objektparameter eine Kontur des realen Objekts. Diese Objektparameter werden nach einer Ausführungsform aus einer Datenbank ausgelesen, in welcher eine Vielzahl von Modellen von Objekten mit zugehörigen Objektparametern gespeichert ist. Das heißt also insbesondere, dass über das Kommunikationsnetzwerk lediglich das Modell und die Position übertragen werden müssen. Es muss beispielsweise nicht mehr eine Größe des realen Objekts über das Kommunikationsnetzwerk übertragen werden. Denn diese Größe kann aus der Datenbank ausgelesen werden. Somit müssen also weniger Daten über das Kommunikationsnetzwerk übertragen werden. Somit kann eine vorhandene Übertragungsbandbreite des Kommunikationsnetzwerks effizient genutzt werden.
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In einem Schritt 105 ist vorgesehen, dass das Fahrzeug zumindest teilautonom, insbesondere autonom, basierend auf dem einen oder den mehreren Objektparametern und der Position geführt wird.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine digitale Karte erzeugt oder aktualisiert wird, indem ein digitales Objekt, welches auf dem realen Objekt sowie auf dem einen oder den mehreren Objektparametern basiert, in die digitale Karte eingefügt wird einschließlich der Position des Objekts. Das Führen wird dann basierend auf der digitalen Karte durchgeführt.
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Somit kann in vorteilhafter Weise eine digitale Karte dadurch aktualisiert werden, indem lediglich Modelle von realen Objekten und zugehörige Positionen der realen Objekte übertragen werden, was nach einer Ausführungsform so vorgesehen ist. Die weiteren notwendigen Objektparameter werden dann ermittelt, beispielsweise aus der Datenbank ausgelesen, und in Form des digitalen Objekts in die digitale Karte eingefügt.
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2 zeigt eine Vorrichtung 201 zum Betreiben eines Fahrzeugs.
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Die Vorrichtung 201 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 203 zum Empfangen eines Modells eines realen Objekts und einer Position des Objekts über ein Kommunikationsnetzwerk. Die Vorrichtung 201 umfasst einen Prozessor 205 zum Ermitteln von einem oder mehreren Objektparametern basierend auf dem empfangenen Modell. Die Vorrichtung 201 umfasst des Weiteren eine Steuerungseinrichtung 207 zum zumindest teilautonomen Führen, insbesondere zum autonomen Führen, des Fahrzeugs basierend auf dem einen oder den mehreren Objektparametern und der Position.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bereitstellen einer Umfeldinformation, basierend auf welcher ein Fahrzeug zumindest teilautonom geführt werden kann.
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In einem Schritt 301 wird ein Modell eines realen Objekts und einer Position des Objekts ermittelt. In einem Schritt 303 wird das ermittelte Modell mit der Position als die Umfeldinformation über ein Kommunikationsnetzwerk gesendet, zum Beispiel an das Fahrzeug gesendet.
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Nach einer Ausführungsform umfasst das Kommunikationsnetzwerk ein Mobilfunknetzwerk und/oder ein WLAN-Netzwerk.
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In einer anderen Ausführungsform wird respektive ist eine Kommunikation über das Kommunikationsnetzwerk verschlüsselt.
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4 zeigt eine Vorrichtung 401 zum Bereitstellen einer Umfeldinformation, basierend auf welcher ein Fahrzeug zumindest teilautonom geführt werden kann.
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Die Vorrichtung 401 umfasst einen Prozessor 403 zum Ermitteln eines Modells eines realen Objekts und einer Position des Objekts. Die Vorrichtung 401 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 405 zum Senden des ermittelten Modells mit der Position als die Umfeldinformation über ein Kommunikationsnetzwerk.
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Nach einer Ausführungsform ist das Modell ein CAD-Modell des realen Objekts.
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5 zeigt ein Fahrzeug 501 umfassend die Vorrichtung 201 der 2.
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Die Erfindung umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, ein technisches Konzept bereitzustellen, mittels welchem zum Beispiel ein Speicherbedarf inklusive notwendiger Bandbreite bei einer Übertragung von Daten von einer Cloud-Karte zum Fahrzeug und wieder zurück verringert werden kann. Insbesondere werden alle Genauigkeiten und alle Qualitäten der Daten, die für das Führen benötigt werden, erhöht. Insbesondere werden eine Berechnung und eine Genauigkeit des Umfelds im Fahrzeug vereinfacht. Insbesondere wird eine Berechnung des Umfelds im Fahrzeug bezüglich der notwendigen Zeit verkürzt.
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Dies insbesondere dadurch, dass Objekte wie zum Beispiel ein Signalgeber, Straßenmarkierungen, Leitplanken, Verkehrsschilder oder Häuser in der realen Welt in der digitalen Karte durch Modelle, zum Beispiel CAD-Modelle beschrieben werden. Diese Objekte können beispielsweise statische Objekte und/oder dynamische Objekte, zum Beispiel Fahrzeuge, sein. Ein Modell, insbesondere ein CAD-Modell, beschreibt insbesondere sehr genau, wie das zugehörige Objekt beschaffen ist (Ausmaße, Ausrichtung, Kontur, Farben, Besonderheiten). Das heißt also insbesondere, dass das Modell das zugehörige reale Objekt beschreibt.
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Die Modelle, insbesondere die CAD-Modelle, werden nach einer Ausführungsform im Fahrzeug als sogenannte Vorlagen, auf Englisch Template, gespeichert, insbesondere in einer Datenbank.
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Bei einer Übertragung einer digitalen Karte, insbesondere einer digitalen Cloud-Karte, an das Fahrzeug, also insbesondere bei einer Aktualisierung der digitalen Karte, wird nach einer Ausführungsform nur noch die Modellnummer, insbesondere die CAD-Modellnummer, mit der Position des realen Objekts übertragen oder an das Fahrzeug übergeben. Die Ausmaße, die Kontur, also die Beschaffenheiten des Objekts (also allgemein die Objektparameter) sind als solche bekannt, insbesondere sind diese Besonderheiten oder diese Beschaffenheiten in der Datenbank abgespeichert. Diese Beschaffenheiten müssen also nicht mehr über das Kommunikationsnetzwerk an das Fahrzeug übertragen werden.
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Eine Übertragung ist nach einer Ausführungsform zum Beispiel wie folgt:
CAD-Modell „Signalgeber-Modell ABC“ oder „Audi A8" an Position X, Y.
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Im Gegensatz dazu wird im Stand der Technik Folgendes übertragen: Objekt mit Bezeichnung „Signalgeber“ an Position X, Y. Objekt hat Ausmaße X, Y, Z und Orientierung W. Eine Kontur ist beschrieben durch folgende Parameter, wenn dies überhaupt aufgrund eines Datenvolumens möglich oder vorhanden ist. Eine oder mehrere Farben des Objekts sind beispielsweise Rot, Grün, Gelb. Dies weist insbesondere den Nachteil auf, dass eine Vielzahl von Daten an das Fahrzeug übertragen werden müssen.
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Im Gegensatz dazu ist aufgrund des erfindungsgemäßen Konzepts der Übertragung lediglich des Modells eine Einsparung dieser Daten ermöglicht. Denn diese Daten, die im Stand der Technik noch über das Kommunikationsnetzwerk an das Fahrzeug übertragen werden, sind nach einer Ausführungsform in einer Datenbank im Fahrzeug selbst gespeichert. Übertragen wird lediglich das Modell, insbesondere das CAD-Modell, basierend auf welchem die Objektbeschaffenheiten aus der Datenbank ausgelesen werden können.
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Dadurch können also die vorstehend genannten Vorteile (Speicherreduzierung, Geschwindigkeiten, Genauigkeit) realisiert werden.