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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktualisieren einer digitalen Umgebungskarte für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Fahrerassistenzsystems. Bei dem Verfahren wird mittels einer Umgebungssensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs die Umgebung erfasst und auf Basis der erfassten Umgebung wird eine aktuelle Umgebungsinformation erzeugt und die von dem Fahrerassistenzsystem bereitgestellte Umgebungskarte wird mit der aktuellen Umgebungsinformation aktualisiert. Ferner betrifft die Erfindung eine elektronische Recheneinrichtung, ein Computerprogrammprodukt, ein Fahrerassistenzsystem, ein Kraftfahrzeug sowie ein Umgebungskartenaktualisierungssystem.
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Bei Kraftfahrzeugen, insbesondere bei teilweise autonomen, insbesondere bei vollautonomen, Kraftfahrzeugen, ist es bekannt, dass zur Erfassung einer Umgebung ein Umgebungssensor angeordnet ist. Mittels des Umgebungssensors ist es ermöglicht, die Umgebung zu erfassen und beispielsweise dadurch den zumindest teilweise autonomen, insbesondere den vollautonomen, Betrieb des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Für die Navigation des Kraftfahrzeugs ist es beispielsweise bekannt, dass von einem Drittanbieter eine entsprechende Umgebungskarte, insbesondere eine digitale Umgebungskarte bereitgestellt wird, sodass einem Fahrer die Unterstützung für die Navigation gegeben werden kann beziehungsweise dass bei einem zumindest teilweise autonomen, insbesondere vollautonomen, Fahrbetrieb das Kraftfahrzeug sich in der Umgebung orientieren kann. Beispielsweise kann hierzu mittels eines globalen Navigationssatellitensystems (Global Navigation Satellite System - GNSS), beispielsweise mittels GPS (Global Positioning System), eine Navigation des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Diese Karten werden insbesondere beispielsweise mittels Laserscannern auf speziellen Messfahrzeugen erzeugt und dann in die digitale Umgebungskarte umgewandelt, welche dann wiederum für unterschiedliche Kraftfahrzeuge bereitgestellt wird. Die Erzeugung einer solchen digitalen Umgebungskarte ist kosten- und zeitaufwändig, da hierzu spezielle Messfahrzeuge eingesetzt werden müssen. Des Weiteren sind die Umgebungskarten nicht aktuell, da eine entsprechende Neuerfassung der Umgebung sehr aufwändig ist und nur in geringen Zeitabständen von dem Drittanbieter durchgeführt wird.
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Mit anderen Worten sind die digitalen Umgebungskarten sehr schnell nicht mehr aktuell, wobei insbesondere die Umgebung sich frequentiert ändert, beispielsweise aufgrund des Baus neuer Gebäude in der Umgebung oder beispielsweise aufgrund von Baustellen in der Umgebung. Des Weiteren haben die digitalen Umgebungskarten den Nachteil, dass zum Zeitpunkt der Erfassung statische Objekte, beispielsweise geparkte Fahrzeuge, während der Erfassung mit dem Messfahrzeug, mit in der digitalen Umgebungskarte erfasst werden und vorhanden sind, wobei diese in der Realität nur kurzfristig dort standen, und nur lediglich während des Messzeitpunkts, insbesondere zufällig, erfasst wurden.
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Die
DE 10 2015 010 542 A1 betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer digitalen Umgebungskarte für ein Fahrzeug, wobei mittels Umgebungssensoren des Fahrzeugs und/oder zumindest eines weiteren Fahrzeugs eine Umgebungserfassung durchgeführt wird, anhand erfasster Sensordaten Karteninformationen erzeugt werden und die Karteninformationen in der Umgebungskarte gespeichert werden. Die Umgebungskarte wird automatisch aktualisiert und im Rahmen der Aktualisierung werden mittels zumindest eines Umgebungssensors des Fahrzeugs und/oder des zumindest einen weiteren Fahrzeugs in deren beziehungsweise dessen Umgebung befindliche Objekte und/oder Hindernisse erfasst, wobei während der Erfassung der Objekte und/oder Hindernisse eine vom Fahrzeug und/oder von dem zumindest einen weiteren Fahrzeug tatsächlich befahrene Route erfasst wird und in Abhängigkeit eines Vergleichs von Positionen der tatsächlich befahrenen Route mit Positionen einer Route in der Umgebungskarte aktualisierte Karteninformationen erzeugt und in der Umgebungskarte gespeichert werden.
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Des Weiteren offenbart die
EP 2 213 980 A2 ein Verfahren zum Betrieb einer Navigationseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Navigationseinrichtung die Position und/oder die Fahrroute des Kraftfahrzeugs mithilfe von kraftfahrzeugseitig vorhandenen geographischen Basisdaten bestimmt, wobei aus den Sensordaten wenigstens einer kraftfahrzeugseitig vorhandenen Sensoreinrichtung wenigstens eine geographische Information zu einem Bereich der Kraftfahrzeugumgebung ermittelt, in einer Speichereinrichtung als zusätzliches geographisches Datum gespeichert und zur Ergänzung und/oder Aktualisierung der geographischen Basisdaten verwendet wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren, eine elektronische Recheneinrichtung, ein Computerprogrammprodukt, ein Fahrerassistenzsystem, ein Kraftfahrzeug sowie ein Umgebungskartenaktualisierungssystem zu schaffen, mittels welchen zuverlässig und präzise eine digitale Umgebungskarte aktualisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine elektronische Recheneinrichtung, ein Computerprogrammprodukt, ein Fahrerassistenzsystem, ein Kraftfahrzeug sowie ein Umgebungskartenaktualisierungssystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktualisieren einer digitalen Umgebungskarte für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Fahrerassistenzsystems. Bei dem Verfahren wird mittels einer Umgebungssensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs die Umgebung erfasst und auf Basis der erfassten Umgebung eine aktuelle Umgebungsinformation erzeugt. Die von dem Fahrerassistenzsystem bereitgestellte Umgebungskarte wird mittels der aktuellen Umgebungsinformation aktualisiert.
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Es ist vorgesehen, dass die Umgebung mittels der Umgebungssensoreinrichtung hochauflösend und dreidimensional erfasst wird und eine hochaufgelöste, aktuelle Umgebungsinformation erzeugt wird und mittels der hochaufgelösten Umgebungsinformation eine hochaufgelöste Umgebungskarte als digitale Umgebungskarte aktualisiert wird.
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Mit anderen Worten kann die Umgebungskarte hochauflösend aktualisiert werden. Insbesondere kann auf Basis der dreidimensional erfassten Umgebungsdaten die hochaufgelöste Umgebungskarte des Fahrerassistenzsystems verbessert und präzise aktualisiert werden. Insbesondere kann damit aktuell vorgesehen sein, dass eine Veränderung bei statischen Objekten erkannt werden kann. Beispielsweise können neue Objekte in der Umgebung aufgetaucht sein und andere Objekt können aus der Umgebung verschwunden sein, was dann wiederum in der hochaufgelösten Umgebungskarte hochaufgelöst aktualisiert werden kann. Des Weiteren können beispielsweise zeitlich statische Objekte, wie beispielsweise Baustellen, die noch nicht Einzug in die digitale Umgebungskarte gefunden haben, hochaufgelöst nun der hochaufgelösten Umgebungskarte zur Verfügung gestellt werden. Dadurch ist ein verbesserter und akkurater, sowie ein detailreicher Betrieb der hochaufgelösten Umgebungskarte ermöglicht, was insbesondere bei einer Verbesserung der Lokalisierung, der Wegplanung oder der Kollisionsverhütung für das Fahrerassistenzsystem nützlich ist.
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Die hochaufgelöste Umgebungskarte kann auch als HD (High Definition) Umgebungskarte bezeichnet werden.
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Mittels der Umgebungssensoreinrichtung kann bevorzugt vorgesehen sein, dass ein sogenanntes Visual SLAM-Verfahren durchgeführt werden kann. Bei dem Visual SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)-Verfahren, bei welchem es sich um ein optisches simultanes Lokalisierungs- und Kartierungssystem handelt, kann gleichzeitig die Umgebung zuverlässig und präzise erfasst werden und die Kartierung der Umgebung entsprechend durchgeführt werden. Insbesondere ist es mittels des Visual SLAM-Verfahrens ermöglicht, dass eine hochpräzise Erfassung der Umgebung mit einer entsprechend großen Informationsdichte durchgeführt werden kann. Dadurch ist eine hochpräzise und detailreiche Erfassung der Umgebung ermöglicht, was dann wiederum zur hochaufgelösten Umgebungsinformation weiterverarbeitet werden kann. Insbesondere ist es ermöglicht, dass mittels des Visual SLAM-Verfahrens die Umgebung hochauflösend und dreidimensional erfasst werden kann. Insbesondere sind somit auch Tiefeninformationen bezüglich der Umgebung realisierbar, was zu einer detailreicheren Erfassung der Umgebung und damit zu einer detailreicheren Aktualisierung der digitalen Umgebungskarte führen kann.
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Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren bei einem autonomen Fahrbetrieb in einer städtischen Umgebung durchgeführt werden, bei welchem beispielsweise eine Straßenblockade, beispielsweise aufgrund einer Baustelle, erfasst wird. Es kann hierzu beispielsweise eine Lokalisierung und eine Fahrwegplanung innerhalb der Stadt auf Basis der hochaufgelösten Karte und auf Basis eines hochpräzisen Lokalisierungssignals durchgeführt werden. Wenn dann, beispielsweise aufgrund der Baustelle, erfasst wird, dass eine Fahrspur der Straße blockiert ist, was nicht in der hochaufgelösten Umgebungskartearte „eingezeichnet“ ist, so kann mittels der hochaufgelösten Umgebungsinformation diese Straßenblockade erfasst werden, während das Kraftfahrzeug sich auf diese Straßenblockade zubewegt. Es kann hierzu ein Vergleich mit der Umgebungskarte durchgeführt werden, sodass festgestellt werden kann, dass es ein Unterschied zwischen der Situation der Umgebungskarte und der aktuellen Situation besteht. Es kann dann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Klassifizierung des neu erfassten Objekts durchgeführt wird, sodass beispielsweise die Straßenblockade als statisches, insbesondere als zeitlich statisches, Objekt klassifiziert werden kann. In Abhängigkeit dieses aktuell erfassten Objekts kann dann wiederum eine Fahrwegplanung durchgeführt werden, so dass die Straßenblockade zuverlässig umfahren kann.
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Ferner kann als Beispiel vorgesehen sein, dass auf ein Gebäude zugefahren wird, welches noch nicht in der hochaufgelösten Umgebungskarte aufgeführt ist. Beispielsweise kann beim letzten Update, beziehungsweise bei der letzten Aktualisierung, der Umgebungskarte sich das Gebäude noch in der Konstruktionsphase befunden haben und noch nicht in die Umgebungskarte eingezeichnet sein. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise auf das Gebäude zufahren, wobei dann das neue Gebäude mittels der Umgebungssensoreinrichtung hochauflösend und dreidimensional erfasst werden kann. Nachdem dann wiederum das Gebäude beispielsweise als Gebäude klassifiziert wurde kann ein Vergleich mit der digitalen, hochaufgelösten Umgebungskarte und der erzeugten, hochaufgelösten Umgebungsinformation durchgeführt werden, wobei dann wiederum die Klassifizierung in ein neues statisches Objekt, welches insbesondere von Dauer ist, durchgeführt werden kann. Die Umgebungskarte wird dann auf Basis dieser Information entsprechend aktualisiert, wodurch die Lokalisierung für einen zukünftigen Fahrweg verbessert werden kann. Die dreidimensionale und hochaufgelöste Umgebungsinformation das neue Objekt, mit anderen Worten das Gebäude, betreffend kann dann in die Umgebungskarte entsprechend eingearbeitet werden, sodass die hochaufgelöste Umgebungskarte aktuell ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird zum Erzeugen der hochaufgelösten, aktuellen Umgebungsinformation aus einer mit der Umgebungssensoreinrichtung erfassten dreidimensionalen Punktwolke zumindest ein erfasstes Objekt in der Umgebung extrahiert. Mit anderen Worten kann mittels der Umgebungssensoreinrichtung eine dreidimensionale Punktwolke der Umgebung erfasst werden. Innerhalb der Umgebung kann dann wiederum ein Objekt erfasst werden, welches dann wiederum aus der erfassten Umgebung extrahiert werden kann und insbesondere als aktuelle Umgebungsinformation für die Aktualisierung der hochaufgelösten Umgebungskarte genutzt werden kann. Dadurch ist es ermöglicht, dass präzise beispielsweise ein neues Objekt in der Umgebung extrahiert werden kann und zur Aktualisierung der hochaufgelösten Umgebungskarte herangezogen werden kann. Somit ist eine präzise und aktuelle Erfassung und Aktualisierung der Umgebungskarte ermöglicht.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zum Erzeugen der hochaufgelösten, aktuellen Umgebungsinformation das zumindest eine erfasste Objekt klassifiziert wird. Unter Klassifizierung ist insbesondere zu verstehen, dass dem Objekt eine entsprechende Klasse zugeordnet werden kann. Beispielsweise kann als Klasse ein Gebäude oder eine Baustelle dem Objekt zugewiesen werden. Ferner kann dem Objekt als Klasse zugewiesen werden, ob es sich um ein statisches Objekt oder ein dynamisches Objekt handelt. Insbesondere ist es dann ermöglicht, dass mittels des Fahrerassistenzsystems beziehungsweise mittels der elektronischen Recheneinrichtung entschieden werden kann, ob es sich bei dem Objekt um ein nur zeitlich statisches Objekt handelt oder um ein dauerhaft statisches Objekt handelt. Insbesondere kann diese Information, ob es sich um ein statisches dauerhaftes Objekt handelt oder um ein statisches zeitlich begrenztes Objekt handelt, mit als Information der Umgebungsinformation beigelegt werden, sodass beispielsweise zukünftig erneut an dieser Stelle überprüft wird, ob das Objekt bereits verschwunden ist oder weiterhin vorhanden ist. Insbesondere können somit auch zeitliche begrenzte statische Objekte, beispielsweise Baustellen, ebenfalls erfasst werden und mit der Umgebungskarte abgeglichen werden und zukünftig berücksichtigt werden. Dadurch ist eine zuverlässige und präzise Erfassung der Umgebung ermöglicht. Dies ermöglicht wiederum eine akkurate Aktualisierung der digitalen Umgebungskarte.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird zum Aktualisieren der hochaufgelösten Umgebungskarte die von dem Fahrerassistenzsystem bereitgestellte Umgebungskarte mit der hochaufgelösten aktuellen Umgebungskarte verglichen und in Abhängigkeit des Vergleichs die Aktualisierung durchgeführt. Mit anderen Worten wird die Umgebungskarte nur dahingehend aktualisiert, wie sich die digitale Umgebungskarte von der aktuell erfassten Umgebungsinformation unterscheidet. Mittels des Vergleichs kann somit festgestellt werden, an welchen Stellen sich die Umgebung bezüglich der Umgebungskarte verändert hat, und lediglich diese Stellen werden in der Umgebungskarte aktualisiert. Dadurch kann Rechenkapazität eingespart werden, da nicht jedes Mal die Umgebungskarte entsprechend in ihrer Gesamtheit aktualisiert wird, beispielsweise an Stellen, die keine Neuerungen aufweisen. Somit kann zeitsparend die digitale Umgebungskarte aktualisiert werden.
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Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die hochaufgelöste, aktuelle Umgebungsinformation auf einer Speichereinrichtung des Fahrerassistenzsystems abgespeichert wird. Insbesondere kann hierzu die elektronische Recheneinrichtung eine entsprechende Speichereinrichtung als nicht flüchtigen Speicher aufweisen. Die hochaufgelöste, aktuelle Umgebungsinformation kann dann innerhalb dieser Speichereinrichtung entsprechend abgespeichert werden und für einen zukünftigen Zugriff bereitgestellt werden. Insbesondere kann dann wiederum, sollte an der gleichen Stelle erneut die Umgebung erfasst werden, auch die bereits abgespeicherte Umgebungsinformation mit der neu aufgenommenen Umgebungsinformation abgeglichen werden, wodurch weitere Umgebungsinformationen erzeugt werden können, welche von Bedeutung für beispielsweise einen teilweise autonomen, insbesondere einen vollautonomen, Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs sind. Beispielsweise können so zeitlich nur begrenzte statische Objekte zuverlässig von dauerhaft statischen Objekten unterschieden werden. Insbesondere ist es ermöglicht, sollte beispielsweise das Kraftfahrzeug zukünftig in eine Werkstatt fahren, und beispielsweise die elektronische Recheneinrichtung, insbesondere die Speichereinrichtung von der Werkstatt ausgelesen werden, so kann die Umgebungsinformation auch auf einer Speichereinrichtung der Werkstatt abgespeichert werden und beispielsweise für eine allgemeine Aktualisierung der Umgebungskarte eines Drittanbieters genutzt werden, ohne dass der Drittanbieter zukünftig mit speziellen Messfahrzeugen die Umgebung erfassen muss. Dadurch kann aufwandsreduziert auch die bereitgestellte Umgebungskarte für weitere Kraftfahrzeuge aktualisiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird die abgespeicherte, hochaufgelöste Umgebungsinformation an eine kraftfahrzeugexterne elektronische Recheneinrichtung zum Abgleichen mit einer digitalen Umgebungskarte der kraftfahrzeugexterne elektronische Recheneinrichtung übertragen. Beispielsweise kann hierzu das Kraftfahrzeug eine entsprechende Kommunikationseinrichtung aufweisen, mittels welcher mit der kraftfahrzeugexternen elektronischen Recheneinrichtung kommuniziert werden kann. Dies kann beispielsweise über ein UMTS-Netzwerk durchgeführt werden. Diese Aufzählung der Kommunikationsmöglichkeit ist rein beispielhaft und keinesfalls abschließend zu betrachten. Sobald das Fahrerassistenzsystem festgestellt hat, dass sich die Umgebung verändert hat, so kann dann wiederum die entsprechende abgespeicherte, hochaufgelöste Umgebungsinformation an die kraftfahrzeugexterne elektronische Recheneinrichtung übertragen werden. Alternativ ist es auch möglich, dass die aktuell erfasste und nicht abgespeicherte hochaufgelöste Umgebungsinformation mittels der Kommunikationseinrichtung an die kraftfahrzeugexterne elektronische Recheneinrichtung übertragen werden kann. Dadurch ist es ermöglicht, dass auch auf der kraftfahrzeugexternen elektronischen Recheneinrichtung die digitale Umgebungskarte aktualisiert werden kann. Insbesondere kann die digitale Umgebungskarte der kraftfahrzeugexternen elektronischen Recheneinrichtung wiederum für weitere Kraftfahrzeuge zur Verfügung gestellt werden. Dadurch kann auch einem Kraftfahrzeug ohne entsprechende Umgebungssensoreinrichtung eine aktualisierte hochaufgelöste Umgebungskarte zur Verfügung gestellt werden.
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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels der Umgebungssensoreinrichtung eine simultane Lokalisierung und Kartierung durchgeführt wird. Bei der simultanen Lokalisierung und Kartierung handelt es sich insbesondere um ein sogenanntes SLAM-Verfahren. Bei dem SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) handelt es sich um ein Verfahren, bei welchem mittels der Umgebungssensoreinrichtung gleichzeitig die Umgebung erfasst und eine Kartierung der Umgebung durchgeführt werden kann. Die Umgebungssensoreinrichtungen für das SLAM-Verfahren sind insbesondere hochauflösend und können sehr präzise die Umgebung erfassen. Bei dem SLAM-Verfahren handelt es sich um ein bereits im Kraftfahrzeugbau etabliertes Verfahren, sodass auf einfache Art und Weise das erfindungsgemäße Verfahren im Kraftfahrzeug implementiert werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mittels einer als Radarsensor und/oder als Lidarsensor und/oder als Ultraschallsensor und/oder als Kamerasensor ausgebildeten Umgebungssensoreinrichtung die Umgebung hochauflösend erfasst. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von Umgebungssensoreinrichtungen im Kraftfahrzeug verbaut ist, wobei eine jeweilige Umgebungssensoreinrichtung dann auch unterschiedlich ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann eine erste Ultraschallsensoreinrichtung als ein Radarsensor ausgebildet sein, eine zweite Ultraschallsensoreinrichtung als ein Lidarsensor, eine dritte Ultraschallsensoreinrichtung als ein Ultraschallsensor und eine vierte Ultraschallsensoreinrichtung als ein Kamerasensor ausgebildet sein. Diese Aufzählung dient lediglich zur Veranschaulichung des Verfahrens. Es können jegliche Kombinationen der aufgezählten Umgebungssensoreinrichtung in unterschiedlicher Anzahl miteinander verknüpft werden. Bei den aufgezählten Umgebungssensoreinrichtungen handelt es sich um bereits im Kraftfahrzeugbau etablierte Umgebungssensoreinrichtungen, welche einfach und kostengünstig zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere sind diese bereits im Kraftfahrzeug verbaut, sodass das erfindungsgemäße Verfahren einfach im Kraftfahrzeug implementiert werden kann. Dadurch ist es auf einfache Art und Weise ermöglicht, das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend durchzuführen.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Umgebungssensoreinrichtung als Fischaugenkamera bereitgestellt wird und mittels der Fischaugenkamera ein hochaufgelöstes Fischaugenbild der Umgebung erfasst wird. Mittels einer Fischaugenkamera ist es ermöglicht ein Fischaugenbild aufzunehmen mit einem großen Aufnahmebereich, welcher auch als field of view (FOV) bezeichnet werden kann. Somit kann mit einer einzigen Fischaugenkamera bereits ein großer Teil der Umgebung erfasst werden. Insbesondere können beispielsweise mittels lediglich vier Fischaugenkameras bereits 360° der Umgebung erfasst werden. Somit kann bauteilreduziert eine präzise Erfassung der Umgebung und damit eine akkurate Erzeugung der aktuellen Umgebungsinformation durchgeführt werden.
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Ebenfalls hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels zumindest vier Umgebungssensoreinrichtungen die Umgebung des Kraftfahrzeugs hochauflösend erfasst wird und eine einzige, gemeinsame hochaufgelöste, aktuelle Umgebungsinformation von den zumindest vier Umgebungssensoreinrichtungen erzeugt wird, mittels welcher die hochaufgelöste digitale Umgebungskarte aktualisiert wird. Beispielsweise kann die Umgebungssensoreinrichtung im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Fischaugenkamera ausgebildet sein. Es kann dann vorgesehen sein, dass mittels den entsprechenden vier Umgebungssensoreinrichtungen, welche als Fischaugenkamera ausgebildet sein können, eine 360°-Erfassung der Umgebung um das Kraftfahrzeug herum durchgeführt werden kann. Mittels der vier Umgebungssensoreinrichtungen ist es somit ermöglicht, dass präzise und vollumfänglich die Umgebung des Kraftfahrzeugs hochaufgelöst erfasst werden kann. Insbesondere wird dann lediglich eine Umgebungsinformation aus den vier Informationen der Umgebungssensoreinrichtungen erzeugt, wobei die eine hochaufgelöste, aktuelle Umgebungsinformation dann wiederum zur Aktualisierung der Umgebungskarte herangezogen wird. Dadurch ist ein vollumfängliches und dennoch rechenkapazitätseinsparendes Aktualisieren der Umgebungskarte ermöglicht.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine elektronische Recheneinrichtung, welche zum Durchführen des Verfahrens ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren auf der elektronischen Recheneinrichtung ausgeführt.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um das Verfahren zum Aktualisieren der digitalen Umgebungskarte nach dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor der elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet wird.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem mit einer elektronischen Recheneinrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt. Bei einem teilweise autonomen Betrieb beziehungsweise bei einem vollautonomen Betrieb des Kraftfahrzeugs kann das Fahrerassistenzsystem auch als elektronisches Fahrzeugführungssystem bezeichnet werden.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem nach dem vorhergehenden Aspekt. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
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Ein ebenfalls nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Umgebungskartenaktualisierungssystem mit einem Kraftfahrzeug nach dem vorhergehenden Aspekt und mit einer kraftfahrzeugexternen elektronischen Recheneinrichtung, wobei das Kraftfahrzeug und die kraftfahrzeugexterne elektronische Recheneinrichtung zum Kommunizieren miteinander ausgebildet sind.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der elektronischen Recheneinrichtung, des Fahrerassistenzsystems, des Kraftfahrzeugs sowie des Umgebungskartenaktualisierungssystems anzusehen. Die elektronische Recheneinrichtung, das Fahrerassistenzsystem, das Kraftfahrzeug sowie das Umgebungskartenaktualisierungssystem weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.
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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 verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
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Im Weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert: Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Umgebungskartenaktualisierungssystems;
- 2 ein Blockschaltbild gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens; und
- 3 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer hochaufgelösten Umgebu ngsinformation.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 in einer Draufsicht. Im vorliegenden Fall ist das Kraftfahrzeug 1 als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Kamerasystem 2. Das Kamerasystem 2 wiederum kann ein Teil eines Fahrerassistenzsystems 3 sein. Des Weiteren umfasst das Kamerasystem 2 mindestens eine Umgebungssensoreinrichtung 4, welche vorliegend als Fischaugenkamera ausgebildet sein kann. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Kamerasystem 2 beispielsweise vier Umgebungssensoreinrichtung 4, welche sich an verschiedenen Plätzen über das Kraftfahrzeug 1 verteilt befinden. Jedoch können zum Beispiel auch nur zwei Umgebungssensoreinrichtungen 4 oder drei Umgebungssensoreinrichtungen 4 oder auch mehr als vier Umgebungssensoreinrichtungen 4 vorgesehen sein. Vorliegend sind eine der Umgebungssensoreinrichtungen 4 in einem hinteren Bereich 5, eine der Umgebungssensoreinrichtungen 4 in einem vorderen Bereich 7 des Kraftfahrzeugs 1 und die verbleibenden zwei Umgebungssensoreinrichtungen 4 in einem jeweiligen seitlichen Bereich 6, insbesondere in einem Bereich der Seitenspiegel des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Vorliegend sind Anzahl und Anordnung der Umgebungssensoreinrichtungen 4 des Kamerasystems 2 rein beispielhaft zu verstehen.
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Beim Verfahren zum Aktualisieren einer digitalen Umgebungskarte U (2) für das Fahrerassistenzsystem 3 des Kraftfahrzeugs 1 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 9 des Fahrerassistenzsystems 3 wird mittels der Umgebungssensoreinrichtung 4 des Kraftfahrzeugs 1 die Umgebung 8 erfasst und auf Basis der erfassten Umgebung 8 eine aktuelle Umgebungsinformation 12 (2) erzeugt und die von dem Fahrerassistenzsystem 3 bereitgestellte Umgebungskarte U mit der aktuellen Umgebungsinformation 12 aktualisiert.
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Es ist vorgesehen, dass die Umgebung 8 mittels der Umgebungseinrichtung 4 hochauflösend und dreidimensional erfasst wird und eine hochaufgelöste, aktuelle Umgebungsinformation 12 erzeugt wird und mittels der hochaufgelösten Umgebungsinformation 12 eine hochaufgelöste Umgebungskarte U als digitale Umgebungskarte U aktualisiert wird.
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Mit anderen Worten kann die Umgebungskarte U hochauflösend aktualisiert werden. Insbesondere kann auf Basis der dreidimensional erfassten Umgebungsinformation 12 die hochaufgelöste Umgebungskarte U des Fahrerassistenzsystems 3 verbessert und präzise aktualisiert werden. Insbesondere kann damit aktuell vorgesehen sein, dass eine Veränderung bei statischen Objekten 18, 20 (3) erkannt werden kann. Beispielsweise können neue Objekte 18, 20 in der Umgebung 8 aufgetaucht sein und andere Objekt 18, 20 können aus der Umgebung 8 verschwunden sein, was dann wiederum in der hochaufgelösten Umgebungskarte U hochaufgelöst aktualisiert werden kann. Des Weiteren können beispielsweise zeitlich statische Objekte 18, 20, wie beispielsweise Baustellen, die noch nicht Einzug in die digitale Umgebungskarte U gefunden haben, hochaufgelöst nun der hochaufgelösten Umgebungskarte U zur Verfügung gestellt werden. Dadurch ist ein verbesserter und akkurater, sowie ein detailreicher Betrieb der hochaufgelösten Umgebungskarte U ermöglicht, was insbesondere bei einer Verbesserung der Lokalisierung, der Wegplanung oder der Kollisionsverhütung für das Fahrerassistenzsystem 3 nützlich ist.
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Die hochaufgelöste Umgebungskarte U kann auch als HD (High Definition) Umgebungskarte U bezeichnet werden.
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Mittels der Umgebungssensoreinrichtung 4 kann bevorzugt vorgesehen sein, dass ein sogenanntes Visual SLAM-Verfahren durchgeführt werden kann. Bei dem Visual SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)-Verfahren, bei welchem es sich um ein optisches simultanes Lokalisierungs- und Kartierungssystem handelt, kann gleichzeitig die Umgebung 8 zuverlässig und präzise erfasst werden und die Kartierung der Umgebung 8 entsprechend durchgeführt werden. Insbesondere ist es mittels des visual SLAM-Verfahrens ermöglicht, dass eine hochpräzise Erfassung der Umgebung 8, insbesondere mit optischen Erfassungseinrichtungen als Umgebungssensoreinrichtung 4, mit einer entsprechend großen Informationsdichte durchgeführt werden kann. Dadurch ist eine hochpräzise und detailreiche Erfassung der Umgebung 8 ermöglicht, was dann wiederum zur hochaufgelösten Umgebungsinformation 12 weiterverarbeitet werden kann. Insbesondere ist es ermöglicht, dass mittels des Visual SLAM-Verfahrens die Umgebung 8 hochauflösend und dreidimensional erfasst werden kann. Insbesondere sind somit auch Tiefeninformationen bezüglich der Umgebung 8 realisierbar, was zu einer detailreicheren Erfassung der Umgebung 8 und damit zu einer detailreicheren Aktualisierung der digitalen Umgebungskarte U führen kann.
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Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren bei einem autonomen Fahrbetrieb in einer städtischen Umgebung 8 durchgeführt werden, bei welchem beispielsweise eine Straßenblockade, beispielsweise aufgrund einer Baustelle, erfasst wird. Es kann hierzu beispielsweise eine Lokalisierung und eine Fahrwegplanung innerhalb der Stadt auf Basis der hochaufgelösten Umgebungskarte U und auf Basis eines hochpräzisen Lokalisierungssignals durchgeführt werden. Wenn dann, beispielsweise aufgrund der Baustelle, erfasst wird, dass eine Fahrspur der Straße 21 (3) blockiert ist, was nicht in der hochaufgelösten Umgebungskartearte U „eingezeichnet“ ist, so kann mittels der hochaufgelösten Umgebungsinformation 12 diese Straßenblockade erfasst werden, während das Kraftfahrzeug 1 sich auf diese Straßenblockade zubewegt. Es kann hierzu ein Vergleich mit der Umgebungskarte U durchgeführt werden, sodass festgestellt werden kann, dass es ein Unterschied zwischen der Situation der Umgebungskarte U und der aktuellen Situation besteht. Es kann dann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Klassifizierung des neu erfassten Objekts 18, 20 durchgeführt wird, sodass beispielsweise die Straßenblockade als statisches, insbesondere als zeitlich statisches, Objekt 18, 20 klassifiziert werden kann. In Abhängigkeit dieses aktuell erfassten Objekts 18, 20 kann dann wiederum eine Fahrwegplanung durchgeführt werden, so dass die Straßenblockade zuverlässig umfahren kann.
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Ferner kann als Beispiel vorgesehen sein, dass auf ein Gebäude zugefahren wird, welches noch nicht in der hochaufgelösten Umgebungskarte U aufgeführt ist. Beispielsweise kann beim letzten Update, beziehungsweise bei der letzten Aktualisierung, der Umgebungskarte U sich das Gebäude noch in der Konstruktionsphase befunden haben und noch nicht in die Umgebungskarte U eingezeichnet sein. Das Kraftfahrzeug 1 kann beispielsweise auf das Gebäude zufahren, wobei dann das neue Gebäude mittels der Umgebungssensoreinrichtung 4 hochauflösend und dreidimensional erfasst werden kann. Nachdem dann wiederum das Gebäude beispielsweise als Gebäude klassifiziert wurde kann ein Vergleich mit der digitalen, hochaufgelösten Umgebungskarte U und der erzeugten, hochaufgelösten Umgebungsinformation 12 durchgeführt werden, wobei dann wiederum die Klassifizierung in ein neues statisches Objekt 18, 20, welches insbesondere von Dauer ist, durchgeführt werden kann. Die Umgebungskarte U wird dann auf Basis dieser Information entsprechend aktualisiert, wodurch die Lokalisierung für einen zukünftigen Fahrweg verbessert werden kann. Die dreidimensionale und hochaufgelöste Umgebungsinformation U das neue Objekt 18, 20, mit anderen Worten das Gebäude, betreffend kann dann in die Umgebungskarte U entsprechend eingearbeitet werden, sodass die hochaufgelöste Umgebungskarte U aktuell ist.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die hochaufgelöste, aktuelle Umgebungsinformation 12 in einer Speichereinrichtung 10 des Fahrerassistenzsystems 3 abgespeichert wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Speichereinrichtung 10 als Teil der elektronischen Recheneinrichtung 9 ausgebildet sein kann. Insbesondere kann hierzu die elektronische Recheneinrichtung 9 eine entsprechende Speichereinrichtung 10 als nicht flüchtigen Speicher aufweisen. Die hochaufgelöste, aktuelle Umgebungsinformation 12 kann dann innerhalb dieser Speichereinrichtung 10 entsprechend abgespeichert werden und für einen zukünftigen Zugriff bereitgestellt werden. Insbesondere kann dann wiederum, sollte an der gleichen Stelle erneut die Umgebung 8 erfasst werden, auch die bereits abgespeicherte Umgebungsinformation 12 mit der neu aufgenommenen Umgebungsinformation 12 abgeglichen werden, wodurch weitere Umgebungsinformationen 12 erzeugt werden können, welche von Bedeutung für beispielsweise einen teilweise autonomen, insbesondere einen vollautonomen, Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 sind. Beispielsweise können so zeitlich nur begrenzte statische Objekte 18, 20 zuverlässig von dauerhaft statischen Objekten 18, 20 unterschieden werden. Insbesondere ist es ermöglicht, sollte beispielsweise das Kraftfahrzeug 1 zukünftig in eine Werkstatt fahren, und beispielsweise die elektronische Recheneinrichtung 9, insbesondere die Speichereinrichtung 10 von der Werkstatt ausgelesen werden, so kann die Umgebungsinformation 12 auch auf einer Speichereinrichtung der Werkstatt abgespeichert werden und beispielsweise für eine allgemeine Aktualisierung der Umgebungskarte U eines Drittanbieters genutzt werden, ohne dass der Drittanbieter zukünftig mit speziellen Messfahrzeugen die Umgebung 8 erfassen muss. Dadurch kann aufwandsreduziert auch die bereitgestellte Umgebungskarte U für weitere Kraftfahrzeuge aktualisiert werden.
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Ferner zeigt die 1, dass die abgespeicherte, hochaufgelöste Umgebungsinformation 12 an eine kraftfahrzeugexterne elektronische Recheneinrichtung 13 zum Abgleichen mit einer digitalen Umgebungskarte D der kraftfahrzeugexternen elektronischen Recheneinrichtung 13 übertragen wird. Beispielsweise kann hierzu das Kraftfahrzeug 1 eine Kommunikationseinrichtung 14 aufweisen, mittels welcher über ein Kommunikationsnetzwerk 15 das Kraftfahrzeug 1 mit der kraftfahrzeugexternen elektronischen Recheneinrichtung 13 kommunizieren kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass durch das Kraftfahrzeug 1 und durch die kraftfahrzeugexterne elektronische Recheneinrichtung 13 ein Umgebungskartenaktualisierungssystem 16 ausgebildet ist.
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Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass mittels einer als Radarsensor und/oder als Lidarsensor und/oder als Ultraschallsensor und/oder als Kamerasensor ausgebildeten Umgebungssensoreinrichtung 4 die Umgebung 8 hochauflösend erfasst wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Umgebungssensoreinrichtung 4 insbesondere als Kamerasensor ausgebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Umgebungssensoreinrichtung 4 als Fischaugenkamera bereitgestellt wird und mittels der Fischaugenkamera ein hochaufgelöstes Fischaugenbild der Umgebung 8 erfasst wird. Insbesondere ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zu sehen, dass mittels zumindest vier Umgebungssensoreinrichtungen 4 die Umgebung 8 des Kraftfahrzeugs 1 hochauflösend erfasst wird und eine einzige, gemeinsame hochaufgelöste, aktuelle Umgebungsinformation 12 von den zumindest vier Umgebungssensoreinrichtungen 4 erzeugt wird, mittels welcher die hochaufgelöste digitale Umgebungskarte U aktualisiert wird. Insbesondere kann es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei dem Kamerasystem 2 um ein 360°-Grad-Kamerasystem 2 handeln, sodass die Umgebung 8 im 360°-Grad-Winkel mittels der Fischaugenkameras erfasst werden kann. Dadurch kann hochpräzise die Umgebung 8 mittels lediglich vier Fischaugenkameras erfasst werden.
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2 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Blockschaltbild des Verfahrens. Insbesondere kann mittels der Umgebungssensoreinrichtung 4 die Umgebung 8 entsprechend erfasst werden. Insbesondere kann mittels eines Visual SLAM-Verfahrens die Umgebung 8 mittels der Umgebungssensoreinrichtung 4 erfasst werden. Es kann eine Punktwolke 17 mittels der Umgebungssensoreinrichtung 4 erzeugt werden. Insbesondere ist zum Erzeugen der hochaufgelösten, aktuellen Umgebungsinformation 12 aus einer mit der Umgebungssensoreinrichtung 4 erfassten dreidimensionalen Punktwolke 17 zumindest ein erfasstes Objekt 18, 20 (3) in der Umgebung 8 extrahiert. Die Extrahierung kann insbesondere dann bereits in der hochaufgelösten, aktuellen Umgebungsinformation 12 als Information beigelegt sein.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass zum Aktualisieren der hochaufgelösten Umgebungskarte U die von dem Fahrerassistenzsystem 3 bereitgestellte Umgebungskarte U mit der hochaufgelösten, aktuellen Umgebungsinformation 12 verglichen wird und in Abhängigkeit des Vergleichs 19 die Aktualisierung durchgeführt wird. Mit anderen Worten wird die Umgebungskarte U nur dahingehend aktualisiert, wie sich die digitale Umgebungskarte U von der aktuell erfassten Umgebungsinformation 12 unterscheidet. Mittels des Vergleichs 19 kann somit festgestellt werden, an welchen Stellen sich die Umgebung 8 bezüglich der Umgebungskarte U verändert hat, und lediglich diese Stellen werden in der Umgebungskarte U aktualisiert. Dadurch kann Rechenkapazität eingespart werden, da nicht jedes Mal die Umgebungskarte U entsprechend in ihrer Gesamtheit aktualisiert wird, beispielsweise an Stellen, die keine Neuerungen aufweisen. Somit kann zeitsparend die digitale Umgebungskarte U aktualisiert werden.
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3 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Aufnahme der Umgebungssensoreinrichtung 4. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist mittels der Umgebungssensoreinrichtung 4 eine Punktwolke 17 erfasst worden. Die Punktwolke 17 kann insbesondere mittels einer simultanen Lokalisierung und Kartierung (SLAM - Simultaneous Localization and Mapping) durchgeführt werden. Mit anderen Worten wird mittels der Umgebungssensoreinrichtung 4 eine simultane Lokalisierung und Kartierung durchgeführt.
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Insbesondere zeigt 3, dass zum Erzeugen der hochaufgelösten, aktuellen Umgebungsinformation 12 das zumindest eine erfasste Objekt 18, 20 klassifiziert werden kann. Beispielsweise kann in diesem Ausführungsbeispiel auf Basis der Punktwolke 17 ein jeweiliges Objekt 18 als Haus klassifiziert werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass beispielsweise ein Objekt 20 als Straße klassifiziert werden kann. Insbesondere kann dann vorgesehen sein, dass auf Basis der erfassten Umgebung 8 wiederum beispielsweise für ein teilweise autonomes, insbesondere ein vollautonomes, Kraftfahrzeug 1 eine Fahrspur 21 zum zumindest teilweise autonomen Abfahren anhand der aktuellen Umgebungsinformation 12 erzeugt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015010542 A1 [0004]
- EP 2213980 A2 [0005]