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Title:
DETERMINING A DISCRETE REPRESENTATION OF A ROADWAY SECTION IN FRONT OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/093955
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (16) for determining a discrete representation (30) of a roadway in front of a vehicle (12), comprising: an input interface (22) for receiving sensor data (20) of a sensor (14), said sensor data comprising information on the roadway section in front of the vehicle; a setting unit (24) for ascertaining a control spacing at which a property of the roadway section in front of the vehicle changes, said property being relevant to the control of the vehicle, on the basis of the sensor data and for setting a support point in a discrete representation of the roadway section, said support point corresponding to the control spacing, wherein the setting unit is designed to set a specified second number (n2) of support points on the basis of a specified first number (n1) of support points, said second number being smaller than the first number; and an output interface (26) for outputting the specified smaller second number of support points to an optimizer (52) in order to determine the curve of at least one control parameter for controlling a vehicle function on the basis of the second number (n2) of support points. The invention additionally relates to a system (10) and a method for determining a discrete representation of a roadway section in front of a vehicle and to a computer program product.

Inventors:
ENGEL VALERIE (DE)
WENDZEL ANDREAS (DE)
DREHER MAIK (DE)
BUSSE KAI TIMON (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/081331
Publication Date:
May 20, 2021
Filing Date:
November 14, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
B60W50/00; B60W30/14
Foreign References:
DE102009000397A12010-07-29
US20170341660A12017-11-30
DE102015202216A12016-03-24
Other References:
RACHID ATTIA ET AL: "Reference generation and control strategy for automated vehicle guidance", INTELLIGENT VEHICLES SYMPOSIUM (IV), 2012 IEEE, IEEE, 3 June 2012 (2012-06-03), pages 389 - 394, XP032453039, ISBN: 978-1-4673-2119-8, DOI: 10.1109/IVS.2012.6232248
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Claims:
Patentansprüche

1 . Vorrichtung (16) zum Bestimmen einer diskreten Repräsentation (30) eines Fahrbahnabschnitts vor einem Fahrzeug (12), mit: einer Eingangsschnittstelle (22) zum Empfangen von Sensordaten (20) eines Sensors (14) mit Informationen zu dem Fahrbahnabschnitt vor dem Fahrzeug; einer Setzeinheit (24) zum Ermitteln eines Steuerabstands, an dem sich eine für ein Steuern des Fahrzeugs relevante Eigenschaft des Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug ändert, basierend auf den Sensordaten, und zum Setzen eines Stütz punkts in einer diskreten Repräsentation des Fahrbahnabschnitts, der dem Steuerab stand entspricht, wobei die Setzeinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf einer vor definierten ersten Anzahl (n1) von Stützpunkten eine geringere vordefinierte zweite Anzahl (n2) von Stützpunkten zu setzen; und einer Ausgangsschnittstelle (26) zum Ausgeben der geringeren vordefinierten zweiten Anzahl (n2) von Stützpunkten an einen Optimierer (52) zum Bestimmen ei nes Verlaufs wenigstens eines Steuerparameters zum Steuern einer Fahrzeugfunk tion basierend auf der zweiten Anzahl (n2) von Stützpunkten.

2. Vorrichtung (16) nach Anspruch 1 , wobei die Setzeinheit (24) dazu ausgebil det ist, für einen Steuerabstand, an dem die für ein Steuern des Fahrzeugs (12) rele vante Eigenschaft ein diskretes Ereignis umfasst, einen Stützpunkt in der diskreten Repräsentation (30) zu setzen und/oder für Steuerabstände, an denen die für ein Steuern des Fahrzeugs (12) rele vante Eigenschaft ein kontinuierliches Ereignis umfasst, mehrere Stützpunkte mit ei nem vordefinierten Maximalpunktabstand (50) in der diskreten Repräsentation (30) zu setzen.

3. Vorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Eingangs schnittstelle (22) dazu ausgebildet ist, Kartendaten von einem Bordcomputer und/o der einem externen System zu empfangen, wobei die Kartendaten Informationen be züglich Kurven, Steigungen, Tempolimits, Umweltzonen, Tunnels und/oder Haltestel len auf dem Fahrbahnabschnitt umfassen.

4. Vorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Setzeinheit (24) dazu ausgebildet ist, Stützpunkte, die in der diskreten Repräsentation (30) näher am Fahrzeug (12) liegen, mit einem geringeren Punktabstand zu setzen als weiter ent fernte Stützpunkte.

5. Vorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Setzeinheit (24) dazu ausgebildet ist, einen ersten Stützpunkt an eine Ursprungsstelle der diskreten Repräsentation (30) zu setzen und einen weiteren Stützpunkt an eine Endstelle der diskreten Repräsentation (30) zu setzen.

6. Vorrichtung (16) einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Setzeinheit (24) dazu ausgebildet ist, einen Stützpunkt an jeden Steuerabstand zu setzen, an dem die für das Steuern des Fahrzeugs (12) relevante Eigenschaft eine Änderung des Tempolimits umfasst; ein statisches Verkehrselement, vorzugsweise eine Ampel, ein Verkehrsschild und/oder eine Kreuzung, umfasst; ein vorausfahrendes Objekt (18) umfasst; und/oder einen Fußgängerüberweg, einen Tunnel, eine Unterführung und/oder eine Haltestelle umfasst.

7. Vorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Setzeinheit (24) dazu ausgebildet ist, eine vordefinierte maximale Kurvengeschwindigkeit zu bestimmen; aus einer Menge von Stützpunkten der diskreten Repräsentation (30) die Stützpunkte zu ermitteln, deren maximale Kurvengeschwindigkeit aufgrund einer Kur venkrümmung kleiner ist als die maximal erlaubte Geschwindigkeit aufgrund von Ver kehrsregeln; und alle Stützpunkte aus der Menge von Stützpunkten bis auf einen Stützpunkt, dessen maximale Kurvengeschwindigkeit minimal ist, zu verwerfen.

8. Vorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Setzeinheit (24) dazu ausgebildet ist, einen weiteren Durchlauf zum Setzen von Stützpunkten durchzuführen und basierend auf der zweiten Anzahl (n2) von Stützpunkten weitere Stützpunkte zu setzen und/oder Stützpunkte zu verwerfen.

9. Vorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Setzeinheit (24) dazu ausgebildet ist, zu jedem Stützpunkt aus der ersten Anzahl (n1) von Stützpunkten sowohl die Steigung als auch die Höhe an diesem Stützpunkt zu ermitteln; schrittweise jeden Stützpunkt aus der ersten Anzahl (n1) von Stützpunkten in aufsteigender Reihenfolge zu untersuchen; wenn ein Stützpunkt aus der zweiten Anzahl (n2) von Stützpunkten bereits in der diskreten Repräsentation (30) gesetzt ist, die Steigung und Höhe an diesem Stützpunkt zu speichern; und wenn eine Abweichung zwischen zuletzt gespeicherter Steigung und aktueller Steigung an einem Stützpunkt aus der ersten Anzahl (n1) von Stützpunkten größer ist als eine vordefinierte Schwelle oder eine Abweichung zwischen zuletzt gespei cherter Höhe und aktueller Höhe an einem Stützpunk aus der ersten Anzahl (n1) von Stützpunkten größer ist als eine weitere vordefinierte Schwelle, einen Stützpunkt der zweiten Anzahl (n2) von Stützpunkten in der diskreten Repräsentation zu setzen und eine Steigung und Höhe an diesem Stützpunkt zu speichern.

10. Vorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Setzeinheit (24) dazu ausgebildet ist, die Stützpunkte in einem vordefinierten Maximalpunktabstand (50), der vor zugsweise abhängig von einer Entfernung der Stützpunkte zum Fahrzeug (12) defi niert ist, zu setzen; und zwischen einem bereits bestehenden ersten Stützpunkt und einem zweiten Stützpunkt einen neuen Stützpunkt in der Mitte zwischen dem ersten und zweiten Stützpunkt oder ausgehend vom ersten Stützpunkt mit dem vordefinierten Maximal punktabstand zu setzen.

11. Vorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Setzeinheit (24) dazu ausgebildet ist, wenn alle Stützpunkte aus der zweiten Anzahl (n2) von Stützpunkten gesetzt sind, einen Abstand des aktuell zu setzenden Stützpunkts zum Fahrzeug (12) mit einem Abstand des am weitesten vom Fahrzeug entfernten Stütz punkts zu vergleichen und von den beiden Stützpunkten den Stützpunkt mit dem ge ringeren Abstand zum Fahrzeug zu setzen.

12. Vorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Setzeinheit (24) dazu ausgebildet ist, wenn weitere Stützpunkte aus der zweiten Anzahl (n2) von Stützpunkten gesetzt werden können, einen weiteren Stützpunkt in der diskreten Re präsentation (30) vor und/oder nach einem Steuerabstand, an dem die für das Steu ern des Fahrzeugs (12) relevante Eigenschaft ein diskretes Ereignis umfasst, zu set zen.

13. System (10) zum Bestimmen einer diskreten Repräsentation (30) eines Fahr bahnabschnitts vor einem Fahrzeug (12), mit: einem Sensor (14) zum Generieren von Sensordaten (20) mit Informationen zu einem Fahrbahnabschnitt vor dem Fahrzeug; einer Vorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 12; einem Optimierer (52) zum Bestimmen eines Verlaufs wenigstens eines Steu erparameters zum Steuern einer Fahrzeugfunktion basierend auf den Stützpunkten in der diskreten Repräsentation; und einem Fahrzeugsteuergerät (54) zum Steuern wenigstens einer Fahrzeugfunk tion basierend auf einem von dem Optimierer bestimmten Steuerparameterverlauf.

14. Verfahren zum Bestimmen einer diskreten Repräsentation (30) eines Fahr bahnabschnitts vor einem Fahrzeug (12), mit den Schritten:

Empfangen (S10) von Sensordaten (20) eines Sensors (14) mit Informationen zum Fahrbahnabschnitt vor dem Fahrzeug;

Ermitteln (S12) eines Steuerabstands, an dem sich eine für ein Steuern des Fahrzeugs relevante Eigenschaft des Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug ändert, basierend auf den Sensordaten;

Setzen (S14) eines Stützpunkts in einer diskreten Repräsentation des Fahr bahnabschnitts, der dem Steuerabstand entspricht, wobei ein Stützpunkt basierend auf einer vordefinierten ersten Anzahl (n1) von Stützpunkten und einer geringeren vordefinierten zweiten Anzahl (n2) von Stützpunkten gesetzt wird; und Ausgeben (S16) der geringeren vordefinierten zweiten Anzahl (n2) von Stütz punkten an einen Optimierer (52) zum Bestimmen eines Verlaufs wenigstens eines Steuerparameters zum Steuern einer Fahrzeugfunktion basierend auf der zweiten Anzahl (n2) von Stützpunkten.

15. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 14, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.

Description:
Bestimmung einer diskreten Repräsentation eines Fahrbahnabschnitts vor einem

Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen einer diskreten Repräsentation eines Fahrbahnabschnitts vor einem Fahrzeug. Die vorliegende Er findung betrifft ferner ein entsprechendes Verfahren sowie ein System.

Moderne Fahrzeuge (Autos, Transporter, Lastwagen, Motorräder etc.) umfassen eine Vielzahl an Systemen, die dem Fahrer Informationen zur Verfügung stellen und ein zelne Funktionen des Fahrzeugs teil- oder vollautomatisiert steuern. Über Sensoren werden die Umgebung des Fahrzeugs sowie andere Verkehrsteilnehmer erfasst. Ba sierend auf den erfassten Daten kann ein Modell der Fahrzeugumgebung erzeugt werden und auf Veränderungen in dieser Fahrzeugumgebung reagiert werden.

Durch die fortschreitende Entwicklung im Bereich der autonom und teilautonom fah renden Fahrzeuge werden der Einfluss und der Wirkungsbereich solcher Fahreras sistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) immer größer. Durch die Entwicklung immer präziserer Sensoren ist es möglich, die Umgebung und den Verkehr zu erfassen und einzelne Funktionen des Fahrzeugs vollständig oder teil weise ohne Eingriff des Fahrers zu kontrollieren. Fahrerassistenzsysteme können da bei insbesondere zur Erhöhung der Sicherheit im Verkehr sowie zur Verbesserung des Fahrkomforts beitragen.

Neben der Erfassung und Erkennung von statischen Objekten in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs mittels Umgebungssensoren, wie beispielsweise Kamera-, Ra dar-, Lidar- oder Ultraschallsensoren, können auch sich bewegende Objekte und an dere Verkehrsteilnehmer erfasst werden. Ausgehend hiervon kann beispielsweise ein Verhalten eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs an eine aktuelle Situation angepasst werden.

Zum Steuern eines autonomen und/oder teilautonomen Fahrzeugs ist es notwendig, mehrere Steuerparameter für einen vor dem Fahrzeug liegenden Fahrbahnabschnitt zu kennen. Hierzu ist eine Auswertung einer großen Datenmenge notwendig, was insbesondere aufgrund der kurzen Zeit, in der der Steuerparameter bestimmt werden muss, zu einem hohen Rechenaufwand führt. Beispielsweise ist es bekannt, den Fahrbahnabschnitt vor einem Fahrzeug in diskreten Schritten mit gleichbleibendem Abstand zu modellieren bzw. zu scannen und zu verarbeiten. Mit der Anzahl der Schritte steigt einerseits die Zeit bzw. die Länge vor dem Fahrzeug, in der in die Zu kunft geschaut wird, also in der der Steuerparameter für das zukünftige autonome Fahren bekannt ist. Andererseits steigt auch mit jedem dieser erfassten Abstands punkte der Rechenaufwand zum Bestimmen des Steuerparameterverlaufs.

Vor diesem Hintergrund stellt sich einem Fachmann die Aufgabe, eine effizientere Modellierung eines Fahrbahnabschnitts vor einem Fahrzeug zu ermöglichen. Insbe sondere sollen dabei alle relevanten Eigenschaften des Fahrbahnabschnitts, die zum Modellieren eines Steuerparameters zum Steuern eines, vorzugsweise autonom fah renden, Fahrzeugs erfasst werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Bestimmen einer diskreten Repräsentation eines Fahrbahnabschnitts vor einem Fahrzeug, mit: einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Sensordaten eines Sensors mit Informationen zu dem Fahrbahnabschnitt vor dem Fahrzeug; einer Setzeinheit zum Ermitteln eines Steuerabstands, an dem sich eine für ein Steuern des Fahrzeugs relevante Eigenschaft des Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug ändert, basierend auf den Sensordaten, und zum Setzen eines Stütz punkts in einer diskreten Repräsentation des Fahrbahnabschnitts, der dem Steuerab stand entspricht, wobei die Setzeinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf einer vor definierten ersten Anzahl von Stützpunkten eine geringere vordefinierte zweite An zahl von Stützpunkten zu setzen; und einer Ausgangsschnittstelle zum Ausgeben der geringeren vordefinierten zweiten Anzahl von Stützpunkten an einen Optimierer, zum Bestimmen eines Ver laufs wenigstens eines Steuerparameters zum Steuern einer Fahrzeugfunktion basie rend auf der zweiten Anzahl von Stützpunkten.

Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch ein System zum Bestimmen einer diskre ten Repräsentation eines Fahrbahnabschnitts vor einem Fahrzeug, mit: einem Sensor zum Generieren von Sensordaten mit Informationen zu einem Fahrbahnabschnitt vor dem Fahrzeug; einer Vorrichtung wie vorstehend definiert; einem Optimierer zum Bestimmen eines Verlaufs wenigstens eines Steuerpa rameters zum Steuern einer Fahrzeugfunktion basierend auf den Stützpunkten in der diskreten Repräsentation; und einem Fahrzeugsteuergerät zum Steuern wenigstens einer Fahrzeugfunktion basierend auf einem von dem Optimierer bestimmten Steuerparameterverlauf.

Die obige Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen einer diskreten Repräsentation eines Fahrbahnabschnitts vor einem Fahrzeug, mit den Schritten:

Empfangen von Sensordaten eines Sensors mit Informationen zum Fahrbahn abschnitt vor dem Fahrzeug;

Ermitteln eines Steuerabstands, an dem sich eine für ein Steuern des Fahr zeugs relevante Eigenschaft des Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug ändert, ba sierend auf den Sensordaten;

Setzen eines Stützpunkts in einer diskreten Repräsentation des Fahrbahnab schnitts, der dem Steuerabstand entspricht, wobei ein Stützpunkt basierend auf einer vordefinierten ersten Anzahl von Stützpunkten und einer geringeren vordefinierten zweiten Anzahl von Stützpunkten gesetzt wird; und

Ausgeben der geringeren vordefinierten zweiten Anzahl von Stützpunkten an einen Optimierer, zum Bestimmen eines Verlaufs wenigstens eines Steuerparame ters zum Steuern einer Fahrzeugfunktion basierend auf der zweiten Anzahl von Stützpunkten.

Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein entsprechendes Computerprogramm produkt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird, sowie ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer aus geführt wird, eine Ausführung des hierin beschriebenen Verfahrens bewirkt. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können das System, das Verfahren und das Computerprogrammprodukt entsprechend der für die Vorrichtung und das System in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.

Durch die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Sensordaten kann die Vorrich tung technisch einfach in ein bereits bestehendes Sensorsystem eines, vorzugsweise autonom fahrenden, Fahrzeugs eingebunden werden. Es versteht sich, dass Sensor daten sowohl Rohdaten eines Sensors umfassen können als auch bereits prozes sierte Daten eines Sensors. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Sensor daten bereits eine diskrete Repräsentation mit Stützpunkten an gleichbleibenden Ab ständen umfassen. Mittels der Setzeinheit kann technisch einfach gewährleistet wer den, dass in einem reduzierten Set von Stützpunkten alle zum Steuern des Fahr zeugs relevanten Eigenschaften des Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug erfasst und verarbeitet werden. Dadurch, dass die Setzeinheit dazu ausgebildet ist, basie rend auf einer vordefinierten ersten Anzahl von Stützpunkten eine geringere vordefi nierte zweite Anzahl von Stützpunkten zu setzen, kann ein reduziertes Set von Stütz punkten für einen Optimierer geschaffen werden. Auf diese Weise kann zuverlässig gewährleistet werden, dass das Bestimmen eines Verlaufs wenigstens eines Steuer parameters mit geringerem Rechenaufwand durchführbar ist. Mittels der Ausgangs schnittstelle kann die geringere zweite Anzahl von Stützpunkten an einen Optimierer ausgegeben werden. Hierdurch kann technisch einfach mittels der Vorrichtung eine diskrete Repräsentation eines Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug mit einer gerin geren Anzahl von Stützpunkten geschaffen und zur weiteren Verarbeitung übermittelt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, für einen Steuerabstand, an dem die für ein Steuern des Fahrzeugs relevante Eigenschaft ein diskretes Ereignis umfasst, einen Stützpunkt in der Repräsentation zu setzen. Ergänzend oder alternativ ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, für Steuerabstände, an denen die für ein Steuern des Fahrzeugs relevante Eigenschaft ein kontinuierli ches Ereignis umfasst, mehrere Stützpunkte mit einem vordefinierten Maximalpunkt abstand in der diskreten Repräsentation zu setzen. Beispiele für ein diskretes Ereig nis sind Änderungen von Tempolimits, Verkehrsleitzeichen wie Ampeln, andere Ver kehrsteilnehmer und/oder eine Änderung der erlaubten Höchstgeschwindigkeit, vor zugsweise durch Verkehrsschilder angezeigt. Durch das Setzen wenigstens eines Stützpunkts in der diskreten Repräsentation kann technisch einfach sichergestellt werden, dass die relevante Eigenschaft zum Steuern des Fahrzeugs in der diskreten Repräsentation erfasst wird. Ferner kann durch das Setzen von nur einem Stützpunkt die Anzahl von Stützpunkten in der diskreten Repräsentation geringgehalten werden. Beispiele für ein kontinuierliches Ereignis sind Steigungen in der Fahrbahn und Kur ven. Durch das Setzen von mehreren Stützpunkten mit einem vordefinierten Maxi malpunktabstand kann der kontinuierliche Verlauf des kontinuierlichen Ereignisses mit ausreichender Genauigkeit abgebildet werden. Der vordefinierte Maximalpunkt abstand kann dabei mit der Komplexität des kontinuierlichen Ereignisses variieren. Insbesondere ist der vordefinierte Maximalpunktabstand derart zu wählen, dass ein Optimierer den Verlauf eines Steuerparameters wenigstens mit ausreichender Ge nauigkeit modellieren kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle dazu ausgebildet, Kartendaten von einem Bordcomputer und/oder einem externen System zu empfan gen, wobei die Kartendaten Informationen bezüglich Kurven, Steigungen, Tempoli mits, Umweltzonen, Tunnels und/oder Haltestellen auf dem Fahrbahnabschnitt um fassen. Hierdurch kann die Vorrichtung effizienter und schneller zu einem Ergebnis gelangen, da lediglich ein Abgleich mit dem hinterlegten Karten material notwendig ist. Ferner ist es denkbar eine einfachere und kostengünstigere Setzeinheit für einen Abgleich zu verwenden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, Stützpunkte, die in der diskreten Repräsentation näher am Fahrzeug liegen, mit einem geringeren Punktabstand zu setzen als weiter entfernte Stützpunkte. Hierdurch kann insbeson dere erreicht werden, dass die diskrete Repräsentation einem ausreichend weiten Fahrbahnabschnitt vor dem Fahrzeug entspricht, wobei ein Verlauf eines Steuerpara meters zum Steuern des Fahrzeugs in naher Zukunft genauer ausformbar ist. Insbe sondere da mehr Stützstellen zum Ausformen des Verlaufs eines Steuerparameters gesetzt wurden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, einen ersten Stützpunkt an die Stelle einer Ursprungsstelle der diskreten Repräsentation zu set zen und einen weiteren Stützpunkt an eine Endstelle der diskreten Repräsentation zu setzen. Die Ursprungsstelle der diskreten Repräsentation entspricht dabei der aktuel len Fahrzeugposition. Durch das Setzen eines Stützpunkts an die Ursprungsstelle, die der aktuellen Fahrzeugposition entspricht, und an eine Endstelle, die einem Ende des Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug entspricht, kann technisch einfach sicher gestellt werden, dass ein Ausformen des Steuerparameters für den relevanten Be reich durchgeführt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, einen Stütz punkt an jeden Steuerabstand zu setzen, an dem die für das Steuern des Fahrzeugs relevante Eigenschaft eine Änderung des Tempolimits umfasst. Ebenfalls kann ein Stützpunkt an einem Steuerabstand gesetzt werden, an dem die Eigenschaft ein sta tisches Verkehrselement, vorzugsweise eine Ampel, ein Verkehrsschild, eine Kreu zung und/oder ein vorausfahrendes Objekt umfasst. Weiterhin kann ein Stützpunkt an einem Steuerabstand gesetzt werden, an dem die Eigenschaft einen Fußgänger überweg, einen Tunnel, eine Unterführung und/oder eine Haltstelle umfasst. Durch das Setzen weiterer Stützpunkte an den oben genannten Stellen kann technisch ein fach sichergestellt werden, dass zur Steuerung und Verkehrssicherheit relevante In formationen bei einer Ausformung bzw. beim Modellieren eines Verlaufs eines Steu erparameters für ein, vorzugsweise autonom fahrendes, Fahrzeug berücksichtigt werden. Die Sicherheit im Straßenverkehr wird erhöht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, eine vordefinierte maximale Kurvengeschwindigkeit zu bestimmten. Ergänzend ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, aus einer Menge von Stützpunkten der diskreten Re präsentation die Stützpunkte zu ermitteln, deren maximale Kurvengeschwindigkeit aufgrund einer Kurvenkrümmung kleiner ist als die maximal erlaubte Geschwindigkeit aufgrund von Verkehrsregeln. Weiter ergänzend ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, alle Stützpunkte aus der Menge von Stützpunkten bis auf einen Stützpunkt, dessen maximale Kurvengeschwindigkeit minimal ist, zu verwerfen. Die maximale Kurvenge schwindigkeit ist vorzugsweise durch eine Begrenzung aufgrund der maximalen Querbeschleunigung in Kurven vordefiniert. Insbesondere können hierbei auch wei tere Informationen, wie das Wetter und/oder der Fahrbahnbelag, berücksichtigt wer den. Durch das oben beschriebene Ausbilden der Setzeinheit kann technisch einfach gewährleistet werden, dass eine sichere Kurvengeschwindigkeit beim Modellieren des Verlaufs wenigstens eines Steuerparameters zum Steuern eines vorzugsweise autonom fahrenden Fahrzeugs eingehalten wird. Weiter vorteilhaft dabei ist, dass die Anzahl von benötigten Stützpunkten geringgehalten wird.

In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, ei nen weiteren Durchlauf zum Setzen von Stützpunkten durchzuführen und basierend auf der vordefinierten zweiten Anzahl von Stützpunkten weitere Stützpunkte zu set zen und/oder Stützpunkte zu verwerfen. Hierdurch kann technisch einfach gewähr leistet werden, dass eine vorbestimmte diskrete Anzahl von Stützpunkten in der dis kreten Repräsentation gesetzt wird. Hierdurch kann insbesondere das Ausformen des wenigstens einen zum Steuern des Fahrzeugs relevanten Steuerparameters schnell und zuverlässig erfolgen. Ferner kann bei einem zweiten Durchlauf ein Ver bessern der diskreten Repräsentation stattfinden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, zu jedem Stützpunkt aus der ersten Anzahl von Stützpunkten sowohl die Steigung als auch die Höhe an diesem Stützpunkt zu ermitteln. Die Setzeinheit ist dazu ausgebil det, schrittweise jeden Stützpunkt aus der ersten Anzahl von Stützpunkten in aufstei gender Reihenfolge zu untersuchen. Ergänzend ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, die Steigung und Höhe an einem Stützpunkt zu speichern, wenn dieser Stützpunkt aus der zweiten Anzahl von Stützpunkten bereits in der diskreten Repräsentation ge setzt ist. Weiter ergänzend ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, einen Stützpunkt der zweiten Anzahl von Stützpunkten in der diskreten Repräsentation zu setzen und eine Höhe und Steigung an diesem Stützpunkt zu speichern, wenn eine Abweichung zwischen zuletzt gespeicherter Steigung an einem Stützpunkt aus der ersten Anzahl von Stützpunkten größer ist als eine vordefinierte Schwelle oder wenn eine Abwei chung zwischen zuletzt gespeicherter Höhe und aktueller Höhe an einem Stützpunkt aus der ersten Anzahl von Stützpunkten größer ist als eine weitere vordefinierte Schwelle. Hierdurch kann technisch einfach ein Ausformen des wenigstens einen zum Steuern eines autonom fahrenden Fahrzeugs benötigten Steuerparameters be züglich eines kontinuierlichen Verlaufs von Eigenschaften erreicht werden. Insbeson dere kann sichergestellt werden, dass in der diskreten Repräsentation keine Sprünge vorhanden sind, die insbesondere größer sind als eine vordefinierte Schwelle. Das Ausformen eines Steuerparameterverlaufs kann hierbei schnell und effizient erfolgen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, die Stützpunkte in einem vordefinierten Maximalpunktabstand, der vorzugsweise abhän gig von einer Entfernung der Stützpunkte zum Fahrzeug definiert ist, zu setzen. Die Setzeinheit ist ferner dazu ausgebildet, in der Mitte zwischen einem bereits beste henden ersten und zweiten Stützpunkt einen neuen Stützpunkt zu setzen oder aus gehend von einem ersten Stützpunkt einen neuen Stützpunkt mit dem vordefinierten Maximalpunktabstand zu setzen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die ein zelnen Stützpunkte einen ausreichend geringen Abstand aufweisen, um ein optima les Ausformen des wenigstens einen Steuerparameters auf Basis der Stützpunkte zu ermöglichen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, wenn alle Stützpunkte aus der zweiten Anzahl von Stützpunkten gesetzt sind, einen Abstand des aktuell zu setzenden Stützpunkts zum Fahrzeug mit einem Abstand des am weitesten vom Fahrzeug entfernten Stützpunkts zu vergleichen und von beiden Stützpunkten den Stützpunkt mit dem geringeren Abstand zum Fahrzeug zu setzen. Hierdurch kann technisch einfach und zuverlässig gewährleistet werden, dass die vordefinierte zweite Anzahl von Stützpunkten nicht überschritten wird. Ferner ist so sichergestellt, dass in der diskreten Repräsentation alle zur Modellierung wenigstens eines Steuerparameters notwendigen Informationen vorhanden sind. Es versteht sich, dass hierdurch der Fahrbahnabschnitt, den die diskrete Repräsentation reprä sentiert, kürzer werden kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Setzeinheit dazu ausgebildet, wenn weitere Stützpunkte aus der zweiten Anzahl von Stützpunkten vergeben wer den können, einen weiteren Stützpunkt in der diskreten Repräsentation vor und/oder nach einem Steuerabstand, an dem die für ein Steuern des Fahrzeugs relevante Ei genschaft ein diskretes Ereignis umfasst, zu setzen. Hierdurch kann technisch ein fach sichergestellt werden, dass die vordefinierte zweite Anzahl von Stützpunkten eingehalten wird. Durch das Setzen vor oder nach einem diskreten Ereignis kann ein genaueres Ausformen des Verlaufs des wenigstens einen Steuerparameters erfol gen. Durch die zusätzlichen Stützpunkte werden vorzugsweise keine zusätzlichen In formationen dargestellt. Beispielsweise kann eine Reduzierung einer maximalen Ge schwindigkeit auftreten, vorzugsweise angekündigt durch ein Verkehrsschild. Durch ein Bereitstellen wenigstens eines zusätzlichen Stützpunkts in der diskreten Reprä sentation vor der Reduzierung der Geschwindigkeit kann der Optimierer an diesem Stützpunkt eine Geschwindigkeit wählen und dadurch den Verlauf der Reduzierung genauer ausformen. Hierdurch können insbesondere die Sicherheit und der Fahr komfort erhöht werden, da keine abrupten Änderungen eines Steuerparameters, wie in diesem Beispiel der Geschwindigkeit, stattfinden.

Mögliche Steuerparameter zum Steuern eines Fahrzeugs können insbesondere ei nen Lenkwinkel, eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung umfassen. Fer ner kann insbesondere für ein Hybrid- und/oder ein reines Elektrofahrzeug ein Batte rieladezustand berücksichtigt werden. Zudem kann ein Steuerparameter auch eine Gangstufe eines Getriebes des Fahrzeugs umfassen.

Unter einer diskreten Repräsentation versteht sich ein digitales Modell, bzw. ein digi tales Abbild eines realen Fahrbahnabschnitts vor einem Fahrzeug. Ein Stützpunkt in der diskreten Repräsentation entspricht einem Steuerabstand auf dem realen Fahr bahnabschnitt. Zu einem Stützpunkt können weitere Parameter, wie beispielsweise eine Steigung der Fahrbahn an dem Stützpunkt/Steuerabstand, eine erlaubte und/o der berechnete Geschwindigkeit, eine Verkehrsregel etc. gespeichert werden. Auf diese Weise kann ein Abbild des Fahrbahnabschnitts erstellt werden, das vorzugs weise alle relevanten Informationen des Fahrbahnabschnitts aufweist. Ein Optimierer bestimmt einen Verlauf eines Steuerparameters für eine Fahrzeug funktion anhand der Stützpunkte und aufbauend auf vorgegebenen oder festlegbaren Optimierungskriterien. Optimierungskriterien können insbesondere der Energiever brauch, der Insassenkomfort und die Sicherheit sein. Beispielsweise kann ein konti nuierlicher Verlauf eines Steuerparameters anhand der diskreten Stützpunkte durch Interpolation zwischen den Stützpunkten bestimmt werden.

Eine Fahrzeugfunktion ist insbesondere eine ausführbare Steuerung des Fahrzeugs, die vorzugsweise anhand eines Steuerparameters durchgeführt wird. Fahrzeugfunkti onen können beispielsweise einen Lenkwinkel, ein Beschleunigen und/oder Bremsen umfassen. Es versteht sich, dass eine Fahrzeugfunktion einen Regelkreis zum Re geln einer Fahrzeugsteuerung auf Basis eines Steuerparameters umfassen kann, wobei der Steuerparameter vorzugsweise Größen wie eine Geschwindigkeit, eine Trajektorie und dergleichen umfasst.

Ein kontinuierliches Ereignis beschreibt eine Fahrbahneigenschaft, die sich monoton ändert, wie eine Krümmung einer Kurve oder eine Steigung der Fahrbahn. Ein dis kretes Ereignis beschreibt eine Fahrbahneigenschaft, die sich sprunghaft von einem Zustand auf einen anderen Zustand ändert, wie beispielsweise eine erlaubte Höchst geschwindigkeit oder das Umschalten einer Ampel.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Situation im Straßenverkehr mit ei nem Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 schematisch ein Flussdiagramm einzelner Schritte, die mittels einer er findungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden können; Fig. 4 schematisch ein Verfahren zum Setzen beziehungsweise Verwerfen von Stützpunkten;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Setzen eines Stützpunkts;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems; und

Fig. 7 eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungs gemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt schematisch ein System 10 zum Bestimmen einer diskreten Repräsenta tion eines Fahrbahnabschnitts vor einem Fahrzeug 12. Das System 10 erfasst mittels eines Sensors 14 einen Fahrbahnabschnitt vor dem Fahrzeug 12. Das System 10 umfasst eine Vorrichtung 16 zum Bestimmen einer diskreten Repräsentation eines Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug 12 sowie den Sensor 14. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Vorrichtung 16 und der Sensor 14 in das Fahrzeug 12 integriert. Es versteht sich, dass es auch denkbar ist, dass die Vorrichtung 16 und/o der der Sensor 14 separat ausgeführt sind.

Wie in Fig. 1 dargestellt, können unterschiedliche Objekte 18, wie beispielsweise an dere Verkehrsteilnehmer, insbesondere Fahrzeuge, oder auch statische Objekte, wie Bäume, Häuser, Verkehrszeichen, Ampeln oder dergleichen, erfasst werden. Der Sensor 14 kann insbesondere ein Radar- oder Lidarsensor und/oder eine Kamera sein.

Der Ansatz der Erfindung basiert darauf, dass basierend auf den Sensordaten eine diskrete Repräsentation eines Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug 12 erstellt wird. Hierzu können beispielsweise eine automatische Schildererkennung und Verkehrs leitzeichenerkennung durchgeführt werden. Ferner kann ein Verlauf der Fahrbahn er mittelt werden. Insbesondere kann ein Parameter in den Sensordaten erfasst werden, der auf einer Absolut- und/oder Relativskala angegeben ist. Zudem kann der Parameter mehrdimensional sein.

Eine Setzeinheit der Vorrichtung 16 kann aus den Sensordaten einen Steuerabstand, an dem sich wenigstens eine für ein Steuern des Fahrzeugs 12 relevante Eigen schaft des Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug 12 ändert, ermitteln und basierend darauf einen Stützpunkt in der diskreten Repräsentation setzen. Es versteht sich, dass der Sensor 14 dazu ausgebildet sein kann, die Sensordaten bereits vorzuverar beiten. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Sensor bereits eine digitale Repräsentation erstellt, in der beispielsweise Stützpunkte in einem gleichmäßig dis kreten Abstand bereitgestellt sind.

Mittels des Systems 10 kann eine diskrete Repräsentation geschaffen werden, die eine vordefinierte feste Anzahl von Stützpunkten aufweist. Hierdurch kann ein Opti- mierer einen Verlauf eines Steuerparameters zum Steuern wenigstens einer Fahr zeugfunktion verbessert ausformen. Insbesondere kann dabei ein im Wesentlichen homogener Verlauf, also ohne sprunghafte Änderungen, ausgeformt werden. Hier durch kann einerseits der Komfort der Fahrt verbessert werden. Andererseits kann hierdurch energieeffizient gefahren werden, da insbesondere unnötig schnelle und energieineffiziente Beschleunigungsvorgänge vermieden werden können.

In Fig. 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 16 dargestellt. Die Vor richtung 16 empfängt Sensordaten 20 eines Sensors 14 und umfasst eine Eingangs schnittstelle 22, eine Setzeinheit 24 und eine Ausgangsschnittstelle 26. Die erfin dungsgemäße Vorrichtung 16 kann beispielsweise in ein Fahrzeugsteuergerät inte griert sein beziehungsweise als Teil eines Fahrassistenzsystems ausgebildet sein oder als separates Modul implementiert sein. Es ist möglich, dass die erfindungsge mäße Vorrichtung 16 teilweise oder vollständig in Soft- und/oder Hardware umge setzt ist. Die verschiedenen Einheiten und Schnittstellen können einzeln oder kombi niert als Prozessor, Prozessormodul oder Software für einen Prozessor ausgebildet sein. Über die Eingangsschnittstelle 22 werden Sensordaten 20 eines Sensors 14 empfan gen. Insbesondere können Daten eines Radar- oder eines Lidarsensors und/oder ei ner Kamera empfangen werden. Beispielsweise kann die Eingangsschnittstelle 22 an ein Fahrzeugbussystem angebunden sein, um die Daten des Sensors zu empfan gen. Ferner ist es denkbar, dass die Eingangsschnittstelle 22 Kartendaten empfan gen kann, die von einem Bordcomputer und/oder mittels eines externen Systems be reitgestellt werden. Die Kartendaten können insbesondere Informationen bezüglich Kurven, Steigungen, Tempolimits, Umweltzonen, Tunnels und/oder Haltestellen um fassen.

In der Setzeinheit 24 wird basierend auf den Sensordaten 20 ein Steuerabstand er mittelt, an dem sich wenigstens eine für ein Steuern des Fahrzeugs 12 relevante Ei genschaft des Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug 12 ändert. Derartige Eigen schaften können beispielsweise eine Steigung, ein Kurvenradius, eine Verkehrsregel und/oder Objekte 18 auf dem Fahrbahnabschnitt vor dem Fahrzeug 12 sein. Die Setzeinheit 24 kann einen Stützpunkt in einer diskreten Repräsentation des Fahr bahnabschnitts vor dem Fahrzeug 12 setzen, wobei der Stützpunkt dem Steuerab stand entspricht. Die Setzeinheit 24 ist ferner dazu ausgebildet, basierend auf einer vordefinierten ersten Anzahl n1 von Stützpunkten eine geringere vordefinierte zweite Anzahl n2 von Stützpunkten zu setzen. Das kann in einem ersten Durchgang erfol gen. Es versteht sich, dass die Setzeinheit 24 auch dazu ausgebildet sein kann, mehrere Durchgänge zu durchlaufen, um die vordefinierte zweite Anzahl n2 von Stützpunkten zu setzen. Unter Durchlaufen ist vorzugsweise das schrittweise Durch scannen und Analysieren der einzelnen Stützpunkte zu verstehen.

Über die Ausgangsschnittstelle 26 wird eine diskrete Repräsentation 30 an einen Op- timierer ausgegeben, wenn die Setzeinheit 24 die vordefinierte zweite Anzahl n2 von Stützpunkten gesetzt hat. Die diskrete Repräsentation 30 kann über ein Fahrzeug bussystem an einen Optimierer ausgegeben werden. An das Bussystem ist vorzugs weise auch ein Fahrzeugsteuergerät angeschlossen. Der Optimierer ist zum Bestim men eines Verlaufs wenigstens eines Steuerparameters zum Steuern einer Fahr zeugfunktion basierend auf der zweiten Anzahl n2 von Stützpunkten ausgebildet. Über das Fahrzeugbussystem kann der Optimierer den Verlauf des wenigstens einen Steuerparameters in Form eines Steuerbefehls an ein Fahrzeugsteuergerät des Fahrzeugs 12 ausgeben, wobei das Fahrzeugsteuergerät dann die Fahrzeugfunktio nen entsprechend dem Steuerbefehl steuert.

In Fig. 3 sind schematisch einzelne Schritte eines Flussdiagramms gezeigt, das ein mögliches Setzen einer vordefinierten zweiten Anzahl n2 von Stützpunkten mittels der Setzeinheit 24 darstellt.

In einem Schritt A wird beispielsweise ein Stützpunkt an die Ursprungsstelle, also an die aktuelle Position des Fahrzeugs 12, gesetzt. Ferner wird ein weiterer Stützpunkt an das Ende des betrachteten Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug 12 gesetzt.

In einem Schritt B wird das Tempolimit berücksichtigt, wobei die Setzeinheit 24 an jede Stelle, an der sich das Tempolimit ändert, einen Stützpunkt setzt. Ein sich än derndes Tempolimit kann beispielsweise durch eine automatisierte Schildererken nung erfasst werden. Ferner ist es denkbar, dass Kartenmaterial mit gespeichertem erlaubten Höchsttempo hinterlegt ist und die Setzeinheit durch Vergleichen der aktu ellen Fahrzeugposition mit dem hinterlegten Kartenmaterial ein Tempolimit bestimmt.

In einem Schritt C wird ein Stützpunkt für jedes statische Verkehrselement, das zwin gend für eine Optimierung eines Steuerparameters sichtbar sein muss, gesetzt. Bei spielsweise wird ein Stützpunkt an Positionen von Ampeln, Kreuzungen, Fußgänger überwegen, Tunneln, Unterführungen und/oder Haltestellen gesetzt.

In einem Schritt D werden vorausfahrende Objekte 18, vorzugsweise Kraftfahrzeuge, Fahrradfahrer und/oder andere Verkehrsteilnehmer berücksichtigt und an jeden Steu erabstand, an dem sich ein vorausfahrendes Objekt 18 befindet, ein Stützpunkt ge setzt.

In einem Schritt E wird eine Maximalgeschwindigkeit in Kurven im vorausliegenden Fahrbahnabschnitt vor dem Fahrzeug 12 berücksichtigt. Eine Maximalgeschwindig keit in Kurven ergibt sich beispielsweise aus einer Begrenzung der maximal erlaub ten Querbeschleunigung. In diesem Schritt werden Punktebereiche der digitalen Repräsentation 30 analysiert. Die Größe dieser Punktebereiche ist vorzugsweise ab hängig von einer Entfernung vom Fahrzeug 12. Insbesondere umfassen nahelie gende Bereiche einen geringeren Teilabschnitt als weiter entfernte Bereiche. Inner halb eines Bereichs werden die Stützpunkte ermittelt, an denen die maximale Ge schwindigkeit aufgrund der Kurvenkrümmung kleiner ist als eine maximal erlaubte Geschwindigkeit aufgrund von Verkehrsregeln. Wird kein solcher Stützpunkt gefun den, so wird kein Stützpunkt in der diskreten Repräsentation 30 gesetzt. Falls ein Stützpunkt mit solchen Eigenschaften ermittelt wird, so wird er in der diskreten Re präsentation 30 gesetzt. Falls mehrere Stützpunkte diese Eigenschaft aufweisen, wird der Stützpunkt gesetzt, dessen maximal erlaubte Kurvengeschwindigkeit mini mal ist. Vorzugsweise werden alle anderen Punkte verworfen.

In einem Schritt F wird das Höhenprofil des Fahrbahnabschnitts (Streckenabschnitts) vor dem Fahrzeug 12 berücksichtigt. Hierbei wird zu jedem Stützpunkt in der digita len Repräsentation 30 sowohl die Steigung als auch die Höhe in diesem Stützpunkt betrachtet. Die Höhe kann beispielsweise relativ zur aktuellen Höhe des Fahrzeugs 12 bestimmt werden. Vorzugsweise wird jeder Stützpunkt in aufsteigender Reihen folge, also mit zunehmendem Abstand vom Fahrzeug 12, durchlaufen, wobei fol gende Logik abgebildet wird. Falls ein Punkt bereits in der diskreten Repräsentation 30 gesetzt wurde, wird die Steigung und Höhe an diesem Punkt gespeichert. Falls kein Stützpunkt gesetzt wurde und wenn eine Abweichung zwischen einer zuletzt ge speicherten Steigung und einer Steigung an einem aktuell zu untersuchenden Stütz punkt größer als eine erste Schwelle ist, oder wenn eine Abweichung zwischen zu letzt gespeicherter Höhe und der Höhe am aktuell untersuchten Stützpunkt größer ist als eine zweite vordefinierte Schwelle, dann wird ein Stützpunkt in der diskreten Re präsentation 30 gesetzt sowie die Steigung und Höhe an diesem gesetzten Stütz punkt gespeichert. In allen anderen Fällen wird kein neuer Stützpunkt in der diskre ten Repräsentation 30 gesetzt. Mit anderen Worten wird in diesem Schritt sicherge stellt, dass eine Steigungs- beziehungsweise Höhenänderung im betrachteten Fahr bahnabschnitt vor dem Fahrzeug 12 berücksichtigt wird und ausreichend Stützpunkte in der digitalen Repräsentation 30 vorhanden sind. Ferner wird, falls nicht ausrei chend Stützpunkte in der digitalen Repräsentation 30 vorhanden sind, wenigstens ein neuer Stützpunkt in der digitalen Repräsentation 30 gesetzt. In einem Schritt G wird sichergestellt, dass ein maximal erlaubter Stützpunkteab stand nicht überschritten wird. Vorzugsweise wird hierbei ein maximal erlaubter Stützpunkteabstand in Abhängigkeit von einer Entfernung des zu setzenden Stütz punkts vom Fahrzeug 12 definiert. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in ei nem Bereich bis 100 m vor dem Fahrzeug 12 mindestens nach 10 m ein neuer Stütz punkt vorhanden sein muss. Ferner kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei Abständen von >100 m zum Fahrzeug 12 mindestens nach 50 m ein neuer Stütz punkt vorhanden sein muss. Falls die oben definierte Anforderung noch nicht erfüllt ist, wird zwischen bereits bestehenden Stützpunkten ein neuer Stützpunkt in der dis kreten Repräsentation 30 eingefügt. Dieses Einfügen kann gegebenenfalls mehrfach erfolgen, bis das oben definierte Kriterium erfüllt ist. Durch dieses Verfahren ergeben sich Punktabstände, die zwischen dem halben Maximalpunktabstand und dem Maxi malpunktabstand liegen.

Es versteht sich, dass nicht zwangsläufig in der Mitte zwischen zwei existierenden Stützpunkten ein neuer Stützpunkt eingefügt werden kann, sondern ausgehend von einem ersten Stützpunkt ein weiterer Stützpunkt mit dem Maximalpunktabstand ge setzt werden kann. Hierdurch ergibt sich näher am Fahrzeug ein größerer Punktab stand als am Ende des betrachteten Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug 12.

Sollten nach dem Durchlaufen des Schritts G noch weitere Stützpunkte aus der vor definierten zweiten Anzahl n2 von Stützpunkten vergeben werden können, so wer den sie vorzugsweise zwischen zwei Punkten mit dem größten Punktabstand einge fügt.

In einem Schritt H wird dann anhand der zuvor gesetzten Stützpunkte der Verlauf wenigstens eines zum Steuern des Fahrzeugs relevanten Parameters berechnet. Ein derartiger Parameter kann beispielsweise eine Geschwindigkeit, eine Beschleuni gung, ein Lenkwinkel oder dergleichen sein. Vorzugsweise werden diese Werte zu sammen mit den entsprechenden Stützpunkten gespeichert, sodass ein Optimierer zwischen den Werten interpolieren kann, um einen Steuerbefehl für ein Fahrzeugsteuergerät zu erstellen, der eine Umsetzung des Steuerparameterverlaufs durch das Fahrzeugsteuergerät ermöglicht.

Beim Durchlaufen der oben beschriebenen Routine kann es auftreten, dass bereits alle Stützpunkte der reduzierten vordefinierten zweiten Anzahl n2 von Stützpunkten vergeben wurden. In diesem Fall wird bei einem aktuell zu setzenden Stützpunkt ge prüft, ob der zu setzende Stützpunkt vor oder nach einem bereits gesetzten Stütz punkt liegt, der am weitesten vom Fahrzeug 12 entfernt ist. Liegt der aktuell zu set zende Stützpunkt vor dem am weitesten entfernten Stützpunkt, wird der am weites ten entfernte Stützpunkt überschrieben. Liegt der aktuell zu setzende Stützpunkt nach dem am weitesten entfernten Stützpunkt, so wird der aktuell zu setzende Stütz punkt verworfen. Hierdurch wird der betrachtete Fahrbahnabschnitt vor dem Fahr zeug 12, der durch die diskrete Repräsentation 30 dargestellt wird, verkürzt.

Sollten noch Punkte aus der vordefinierten reduzierten zweiten Anzahl n2 von Punk ten vergeben werden können, können die Schritte B, C und D wie folgt erweitert wer den. Es kann nicht nur an einem Ort des betrachteten Ereignisses ein Stützpunkt ge setzt werden, sondern bereits davor oder danach ein oder mehrere Stützpunkte. Vor zugsweise werden durch die zusätzlichen Punkte keine zusätzlichen Informationen dargestellt. Diese zusätzlichen Stützpunkte dienen als Stützstellen für den Optimie- rer, der einen Steuerparameterverlauf durch die zusätzlichen Stützstellen besser ausformen kann. Ein Beispiel hierfür wäre eine Reduzierung der maximal erlaubten Geschwindigkeit, beispielsweise bei einem Verkehrsschild. Durch die Bereitstellung eines zusätzlichen Stützpunkts in der digitalen Repräsentation 30 vor der Reduzie rung kann der Optimierer an diesem Punkt eine Geschwindigkeit wählen und dadurch den Verlauf der Reduzierung der Geschwindigkeit genauer ausformen.

In Fig. 4 ist schematisch ein Schaubild 32 gezeigt, das den Verlauf einer ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit 34 und den Verlauf einer erlaubten Geschwindigkeit 36 zeigt. Auf der Y-Achse 38 ist eine Geschwindigkeit aufgetragen und auf der X-Achse 40 eine Strecke. Betrachtet wird der Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit 34 und der erlaubten Geschwindigkeit 36 in einem Teilabschnitt 42, der durch eine geschweifte Klammer dargestellt ist. Der Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit 34 ist anhand eines ersten Stützpunkts 44 und eines zweiten Stützpunkts 46 modelliert. Beispiels weise kann das Schaubild einen Verlauf einer Kurvengeschwindigkeit repräsentieren.

Der erste Punkt 44 ist anhand der maximal fahrbaren Kurvengeschwindigkeit be stimmt und weist eine Geschwindigkeit auf, die höher ist als die erlaubte Geschwin digkeit 36. Das ist im Schaubild daran zu erkennen, dass der Punkt 44 über dem Ver lauf der erlaubten Geschwindigkeit 36 liegt. Ein Fahren mit der Geschwindigkeit, die durch den Punkt 44 repräsentiert wird, ist folglich nicht verkehrsregelkonform. Daher wird in dem betrachteten Teilabschnitt 42 von den beiden Stützpunkten 44 und 46 der Stützpunkt 44 verworfen. Der Stützpunkt 46 stellt ebenfalls eine ermittelte Kur vengeschwindigkeit dar, wobei die ermittelte Kurvengeschwindigkeit gemäß dem Stützpunkt 46 unterhalb der erlaubten Höchstgeschwindigkeit 36 liegt. Folglich wird der Stützpunkt 46 beibehalten.

Es versteht sich, dass die Punkte 44 und 46 nur beispielhaft gewählt sind. Es kann insbesondere sein, dass mehrere Punkte zum Modellieren des Verlaufs der Ge schwindigkeit 34 vorhanden sind. Aus Gründen der Übersicht wurde sich jedoch in diesem Beispiel auf die Darstellung von zwei Punkten beschränkt. Der Punkt 46 stellt somit die minimalste Fahrzeuggeschwindigkeit 34 dar, die im erlaubten Geschwindig keitsbereich 36 liegt.

In Fig. 5 ist ein weiteres Schaubild 48 gezeigt. Wie in Fig. 4 ist auf der Y-Achse 38 die Geschwindigkeit und auf der X-Achse 40 die Strecke aufgetragen. In dem Schau bild 48 soll das Setzen von zusätzlichen Stützpunkten erläutert werden. Hierzu ist ein Maximalpunktabstand 50 durch eine geschweifte Klammer dargestellt. Zwischen ei nem ersten Stützpunkt 44 und einem zweiten Stützpunkt 46 liegt ein Abstand, der größer ist als der erlaubte Maximalpunktabstand 50. Daher ist zwischen den beiden Stützpunkten 44, 46 ein weiterer Stützpunkt zu setzen. Dies kann einerseits gesche hen durch Setzen eines weiteren Stützpunkts 51a, der im Maximalpunktabstand 50 zum ersten Stützpunkt 44 gesetzt ist. Es versteht sich, dass auch ein weiterer Stütz punkt 51b in die Mitte zwischen die beiden Stützpunkte 44, 46 gesetzt werden kann. In Fig. 6 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System 10 in einem Kraftfahrzeug 12 gezeigt. Das erfindungsgemäße System 10 umfasst einen Sensor 14, eine erfin dungsgemäße Vorrichtung 16, einen Optimierer 52 und ein Fahrzeugsteuergerät 54. Die einzelnen Komponenten des Systems 10 sind dabei untereinander verbunden, wobei sowohl eine drahtlose als auch eine kabelgebundene Verbindung, vorzugs weise über ein Bussystem des Fahrzeugs 12, vorgesehen sein kann.

Wie bereits oben beschrieben, empfängt die Vorrichtung 16 Sensordaten des Sen sors 14 und verarbeitet diese, um eine diskrete Repräsentation 30 mit einer vordefi nierten zweiten Anzahl n2 von Stützpunkten zu schaffen. Diese diskrete Repräsenta tion 30 wird an den Optimierer 52 übermittelt, der anhand der Stützstellen den Ver lauf eines Steuerparameters für wenigstens eine Fahrzeugfunktion des Fahrzeugs 12 ausformt und einen dem Verlauf entsprechenden Steuerbefehl generiert und an das Fahrzeugsteuergerät 54 übermittelt. Das Fahrzeugsteuergerät 54 steuert dann we nigstens eine Fahrzeugfunktion gemäß dem Steuerbefehl des Optimierers 52.

In Fig. 7 sind schematisch die einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfah rens zum Bestimmen einer diskreten Repräsentation 30 eines Fahrbahnabschnitts vor einem Fahrzeug 12 gezeigt. In einem Schritt S10 werden Sensordaten 20 eines Sensors 14 mit Informationen zu dem Fahrbahnabschnitt vor dem Fahrzeug 12 emp fangen. In einem Schritt S12 wird ein Steuerabstand, an dem sich eine für ein Steu ern des Fahrzeugs relevante Eigenschaft des Fahrbahnabschnitts vor dem Fahrzeug 12 ändert, basierend auf den Sensordaten ermittelt. In einem Schritt S14 wird ein Stützpunkt in einer diskreten Repräsentation 30 des Fahrbahnabschnitts, der dem Steuerabstand entspricht, gesetzt. Der Stützpunkt wird dabei basierend auf einer vor definierten ersten Anzahl n1 von Stützpunkten und einer geringeren vordefinierten zweiten Anzahl n2 von Stützpunkten gesetzt. In einem Schritt S 16 wird die geringere vordefinierte zweite Anzahl n2 von Stützpunkten an einen Optimierer 52 ausgege ben, wobei der Optimierer 52 einen Verlauf wenigstens eines Steuerparameters zum Steuern einer Fahrzeugfunktion basierend auf der zweiten Anzahl n2 von Stützpunk ten bestimmt. Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend be schrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungs formen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer ge nauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentan sprüche.

In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vor handensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprü chen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet wer den kann. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger ge speichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hard ware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Be zugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.

Bezuqszeichen

10 System

12 Fahrzeug

14 Sensor

16 Vorrichtung

18 Objekt

20 Sensordaten

22 Eingangsschnittstelle

24 Setzeinheit

26 Ausgangsschnittstelle

30 diskrete Repräsentation

32 Schaubild

34 Fahrzeuggeschwindigkeit

36 Verlauf der erlaubten Geschwindigkeit

38 Y-Achse

40 X-Achse

42 Teilabschnitt

44 erster Stützpunkt

46 zweiter Stützpunkt

48 weiteres Schaubild

50 Maximalpunktabstand

52 Optimierer

54 Fahrzeugsteuergerät

A-H Schritte eines Flussdiagramms

S10-S16 Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens n1 erste Anzahl n2 zweite Anzahl