Verfahren und Einrichtung

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrassistenzsysteme. Die Erfindung betrifft im Besonderen ein Verfahren zur Erhöhung der Reichweite von Sensoren.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Moderne Fahrzeuge weisen eine Vielzahl verschiedener Fahras sistenzfunktionen auf, die den Fahrer bei der Routenplanung oder bei der Führung des Fahrzeuges unterstützen. ADAS (Advanced Driver Assistance Systems ) wurden entwickelt, um den Komfort , die Effizienz, die Sicherheit und Fahrerzufriedenheit während des Fahrens zu erhöhen. Hierbei handelt es sich um elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen, welche den Fahrer in bestimmten Fahrsituationen unterstützen. ADAS betreffen bspw. adaptive Scheinwerfereinstellungen, adaptive Geschwindig- keitsregelung, Warnungen bei Verlassen der Fahrspur, Kurven warnungen, Geschwindigkeitsbegrenzungswarnung. ADAS greifen hierzu teilautonom oder autonom in Antrieb, Steuerung oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeugs ein und warnen durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittsteilen den Fahrer kurz vor oder während kritischer Situationen. Einige ADAS verwenden hierzu eine Reihe von Sensoren wie RADAR, Infrarot, Ultraschall und optische Sensoren wie digitale Videokameras und LIDAR.

Einige ADAS verwenden digitale Kartendaten. Die digitale Karte liefert insbesondere Informationen über das Straßennetzwerk, die Straßengeometrie, Straßenbedingungen und das Terrain um ein Fahrzeug. Digitale Kartendaten liefern wertvolle Informationen, die mittels Sensoren nicht erfasst werden können wie Krümmung, Steigung, nicht angezeigte Geschwindigkeitsbegrenzungen, Fahrspurbegrenzungen, etc. Die digitalen Kartendaten können mit Fahrzeugumgebungsdaten, welche mittels fahrzeugseitiger Sen- soren in Echtzeit erfasst werden, angereichert sein. Die di gitalen Kartendaten können über eine Backendeinrichtung oder eine Cloud an ein Fahrzeug bereitgestellt werden. Im Fahrzeug werden die digitalen Kartendaten in der Regel mit dem Navi gationssystem assoziiert. eHorizon-Systeme integrieren digitale topografische Kartendaten mit Sensordaten, zur vorausschauenden Steuerung von Fahr zeugsystemen. Künftige Ereignisse, z.B. die Steigung hinter der nächsten Kurve, werden frühzeitig für die Anpassung der Steuerung des Fahrzeugs genutzt. eHorizon-Systeme interpretieren dabei Karten- und Sensordaten und passen bspw. das Motor- und Ge triebemanagement automatisch an.

Die Reichweite der Sensoren eines Fahrzeuges, wie bspw. Radar, Kamera und Lidar ist begrenzt. Für einige Anwendungen reichen die direkt im Fahrzeug gewonnenen Sensorinformationen aufgrund der begrenzten Reichweite nicht aus. Es wird mitunter eine höhere Sichtweite benötigt, als mit den Sensoren des Fahrzeuges erfasst werden kann. Zudem können vorausfahrende Fahrzeuge oder Hin dernisse und Kurven die Sichtweite der fahrzeugseitigen Sensoren beeinträchtigen. So könnten bspw. Überholvorgänge nicht durchgeführt werden, wenn die benötigte Sichtweite nicht verfügbar ist. Das bezieht sich sowohl auf die Unterstützung mittels Überholassistenten als auch auf die Steuerung von autonom überholenden Fahrzeugen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Erhöhung der Reichweite von Sensoren anzugeben, welches zuverlässig ist und sicher arbeitet.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen besondere Ausgestaltungen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren der Reichweite von Sensoren. Das Verfahren beinhaltet das Erfassen, mittels mindestens eines Sensors eines ersten Objektes, von ersten Sensordaten; das Erfassen, mittels eines zweiten Sensors eines zweiten Objektes, von zweiten Sensordaten; das Erkennen des zweiten Objektes in den ersten Sensordaten; und das Bereitstellen der zweiten Sens ordaten an das erste Objekt. Die an das erste Objekt bereit gestellten zweiten Sensordaten können mit den ersten Sensordaten verknüpft werden, so dass sich in der Wirkung eine Erhöhung der Reichweite der ersten Sensordaten durch Erweiterung um die zweiten Sensordaten ergibt. Erster und zweiter Sensor können dementsprechend vom gleichen Typ sein. Die Bereitstellung kann mittelbar oder unmittelbar erfolgen.

Das Erkennen des zweiten Objekts in den ersten Sensordaten kann eine Vorstufe zur genauen Identifizierung des zweiten Objekts insoweit darstellen, dass für das erste Objekt erkennbar ist, dass ein zweites, mit mindestens einem Sensor ausgestattetes Objekt im Erfassungsbereich des mindestens einen Sensors des ersten Objekt liegt. Im Weiteren kann das zweite Objekt genauer identifiziert werden, so dass eine Bereitstellung der zweiten Sensordaten an das erste Objekt erfolgen kann. Bei dem ersten und zweiten Objekt kann es sich um Fahrzeuge handeln.

Ein Aspekt betrifft die mittelbare Bereitstellung der zweiten Sensordaten an das erste Objekt. Diese kann insbesondere über ein Backend oder eine Cloud erfolgen. Im Backend als Vermitt lungsstelle können hierzu das erste Objekt und das zweite Objekt abgebildet sein, wobei das erste Objekt und das zweite Objekt identifizierbar sein muss . Zu diesem Zweck übermitteln sowohl das erste Objekt als auch das zweite Objekt jeweils mindestens ein Identifikationsmerkmal an das Backend, anhand dessen das erste Objekt und das zweite Objekt identifizierbar sind.

Dementsprechend umfasst das Backend Mittel zum Empfangen von Datensätzen betreffend die Identifikationsmerkmale und die ersten und zweiten Sensordaten. Die Mittel können eine oder mehrere digitale Datenschnittstellen mit Sendern und/oder Empfängern umfassen, welche zu einem oder mehreren Telekom munikationsstandards kompatibel ausgebildet sind und mit anderen Komponenten des Backends kommunikativ verbunden sind. Das Backend kann außerdem eine Datenverarbeitungseinheit umfassen, welche kommunikativ mit der oder den digitalen Schnittstellen verbunden ist, die empfangenen Datensätze analysiert. Die Datenverarbeitungseinheit kann einen oder mehrere Prozessoren umfassen, welcher oder welche ein entsprechendes Computer programm ausführen. Das erste Objekt und das zweite Objekt können ebenso einen oder mehrere digitale Schnittstellen mit Sendern und/oder Empfängern umfassen, welche zu dem einem oder mehreren Telekommunikationsstandard kompatibel ausgebildet sind.

Bei dem mindestens einen Identifikationsmerkmal kann es sich um eine räumliche Position und/oder Geschwindigkeit, im Fall von Kraftfahrzeugen um das Kennzeichen handeln. Dementsprechend verfügen sowohl das erste Objekt als auch das zweite Objekt über eine Datenbank, die kommunikativ mit der Schnittstelle verbunden ist und in der das mindestens eine Identifikationsmerkmal abgelegt ist oder verfügen über Mittel zur Bestimmung des mindestens einen Identifikationsmerkmals.

Hierzu können sowohl das erste Objekt als auch das zweite Objekt mit einer Satelliten-Empfangseinrichtung zur Bestimmung der Position in einem Satelliten gestützten Global Positioning System beinhalten. Die Bestimmung der Position kann auch durch Triangulierung von Mobilfunkbasisstationssignalen erfolgen. Die Bestimmung der Richtung kann über ein Gyrosensor erfolgen.

Das Bereitstellen der zweiten Sensordaten an das erste Objekt über das Backend kann so erfolgen, dass das erste Objekt das mindestens eine Identifikationsmerkmal des zweiten Objekts in den ersten Sensordaten ermittelt und dieses an das Backend übermittelt. Das Backend kann anhand des Identifikationsmerkmals durch entsprechenden Abgleich, d.h. durch Vergleich von dem durch das erste Objekt übermittelten Identifikationsmerkmals des zweiten Objekts und dem durch das zweite Objekt übermittelten eigenen Identifikationsmerkmals des zweiten Objekts, das zweite Objekt und somit dessen an das erste Objekt bereitzustellende Sensordaten identifizieren. Das Backend fungiert als Ver mittlungsstelle, d.h. das zweite Objekt übermittelt die zweiten Sensordaten an das Backend und das Backend übermittelt diese sodann an das erste Objekt.

Auch ein Übermitteln in der anderen Richtung, also rückwärts vom zweiten Objekt zum ersten Objekt kann vorgesehen. Handelt es sich bei den Objekten um Fahrzeuge, so ist die relevant, wenn eine Gefahr von hinten kommt, wie bspw. ein überholendes Fahrzeug, ein sogenannter Kolonnenspringer.

Ein Aspekt betrifft eine alternative oder erweiterte Identi fikation des zweiten Objektes. Diese Art der Identifikation kann durch Abgleich von markanten Merkmalspunkten in den ersten und zweiten Sensordaten erfolgen. Als Sensordaten kommen hier insbesondere Kameraaufnahmen in Betracht. In den Kameraauf nahmen, welche durch das erste Objekt gemacht wurden, wird nach Merkmalspunkten gesucht, die zu Merkmalspunkten in Kamera aufnahmen, die durch das zweite Objekt gemacht wurden, kor respondieren. Bei den markanten Merkmalspunkten kann es sich um Landmarken, Verkehrsschilder oder andere markante Objekte der Straßenausstattung handeln. Die Positionen der durch die Sensorerfassung ermittelten Landmarken können, z.B. über das World Geodetic System 1984 (WGS 84) referenziert werden. Hierbei handelt es sich um ein geodätisches Referenzsystem, welches als einheitliche Grundlage für Positionsangaben auf der Erde und im erdnahen Weltraum dient.

Der Abgleich der markanten Merkmalspunkte kann im Backend erfolgen. Hierzu müssen die Sensordaten dort vorliegen. Dem entsprechend kann das Verfahren das Übermitteln, durch das erste Objekt, der ersten Sensordaten an das Backend sowie das

Übermitteln, durch das zweite Objekt, der zweiten Sensordaten an das Backend beinhalten. Das Verfahren kann sodann das Iden tifizieren des zweiten Objekts durch Abgleich von markanten Merkmalspunkten, die sowohl in den ersten Sensordaten als auch in den zweiten Sensordaten vorliegen, beinhalten. Ist das zweite Objekt eindeutig identifiziert, kann das Backend wieder als Vermittlungsstelle fungieren, mithin die zweiten Sensordaten, die ja nun ohnehin im Backend vorliegen, an das erste Objekt übermitteln .

Die Identifizierung des zweiten Objekts anhand von markanten Merkmalspunkten kann alternativ oder unterstützend zur Iden tifizierung anhand von Identifikationsmerkmalen der Objekte selbst erfolgen. Die alternative Identifizierung kommt ins besondere in Betracht, wenn das erste Objekt zwar in seinen erfassten Sensordaten ein zweites Objekt als solches erkennt, jedoch aus irgendwelchen Gründen nicht in der Lage ist, min destens ein Identifikationsmerkmal des zweiten Objektes zu bestimmen. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass das erste Objekt dem Backend lediglich eine Anforderung zur Bereitstellung von zweiten Sensordaten übermittelt und das Backend anhand der markanten Merkmalspunkte selbst das zweite Objekt identifizieren muss. Hierbei kann das Backend die Ermittlung auf solche Objekte einschränken, die sich aufgrund ihrer Position im Erfas sungsbereich des mindestens einen Sensors des ersten Objektes befinden .

Ein Aspekt betrifft die Verknüpfung der ersten und zweiten Sensordaten. Die Verknüpfung kann im Backend so erfolgen, dass die verknüpften Sensordaten als um die zweiten Sensordaten erweiterten ersten Sensordaten vorliegen und diese an das erste Objekt durch das Backend als verknüpfte zweite Sensordaten übermittelt werden. Die Verknüpfung kann die Kombination bzw. Erweiterung der ersten Sensordaten und zweiten Sensordaten mit weiteren, im Backend vorliegenden Daten beinhalten, bspw. auch die Verknüpfung mit dritten Sensordaten.

Die ersten und zweiten Sensordaten bzw. die daraus extrahierten Merkmalspunkte können zur Anreicherung einer digitalen Stra ßenkarte verwendet werden.

Ein Aspekt betrifft das unmittelbare Bereitstellen der zweiten Sensordaten an das erste Objekt. Die Bereitstellung muss nicht über eine Vermittlungsstelle wie ein Backend erfolgen. Die Bereitstellung kann auch auf direktem Weg, bspw. über

Car2Car-Kommunikation erfolgen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das erste Objekt das zweite Objekt eindeutig identifizieren kann.

Dementsprechend kann das Verfahren das Bestimmen, durch das erste Objekt, des mindestens eines Identifikationsmerkmales des zweiten Objekts in den ersten Sensordaten; das Identifizieren des zweiten Objekts, durch das erste Objekt, anhand des mindestens eines Identifikationsmerkales ; das Übermitteln an das zweite Objekt, durch das erste Objekt, einer Anforderung zur Be reitstellung von Sensordaten; und

Übermitteln, durch das zweite Objekt, der zweiten Sensordaten an das erste Objekt in Antwort auf die Anforderung beinhalten.

Ein Aspekt betrifft das Bereitstellen von zweiten Sensordaten an besonderen Orten. Diese Orte können bspw. Gefahrenorte oder Gefahrenbereiche darstellen, an denen eine Erweiterung der Sichtweite notwendig ist, bspw. vor einer Kuppe oder für einen Überholvorgang in einer Kurve. Diese Orte oder Bereiche werden dazu vorab definiert und mit Ortspositionen versehen. Diese Definition kann auch croud-sourcing basiert erfolgen, d.h. anhand von Ereignissen, die bereits in einer digitalen Karte im Backend vorliegen wie bspw. erfolgte oder abgebrochenen

Überholvorgängen und Geschwindigkeitsreduzieren vor gefähr lichen Kuppen.

Bei dem zweiten Objekt kann es sich um eine fest installierte Einrichtung handeln, bspw. um eine Infrastruktureinrichtung in der Nähe einer Straßenkuppe.

Insbesondere wird mit den oben beschriebenen Verfahren ein ungeordnetes Sammeln von Sensordaten vermieden, da nur solche zweiten Sensordaten gesammelt werden, die sinnvoll zur Erhöhung der Reichweite der ersten Sensordaten verwendet werden können. Durch die Reichweitenerhöhung erhöht sich die Sicherheit bei diversen Fahrsituationen, bspw. bei Überholvorgängen oder Fahren bei schlechten Sichtverhältnissen wie bspw. im Nebel.

Das Verfahren kann so implementiert werden, dass ein gezielter Austausch von Sensordaten mit Basis zu einer möglichen Au- thorisierung und Abrechnung erfolgen kann.

KURZFASSUNG DER FIGUREN

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf Figuren beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines System zur Reichweiten erhöhung von Sensoren; und

Fig. 2 ein Flussdiagramm eines im System implementierten

Verfahrens .

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Systems 100 zur

Reichweitenerhöhung von Sensoren im Rahmen eines Überholvor gangs. Fahrzeug 106 möchte Lastkraftwagen 104 überholen, welcher vor dem Fahrzeug 106 auf derselben Fahrbahn 102 fährt. Die Fahrbahn und zugehörige Straße ist im weiteren Verlauf gekrümmt, so dass das sich auf der Gegenfahrbahn befindliche Fahrzeug 108 aus Sicht von Fahrzeug 106 durch den Lastkraftwagen 108 verdeckt ist . Fahrzeug 106 weist im Frontbereich bildgebende Sensoren auf, welche durch den gestrichelten Kegel angedeutet sind. Aufgrund der Verdeckung können diese bildgebenden Sensoren Fahrzeug 108 nicht erfassen. Allerdings können in der Front von Lastkraftwagen 104 angeordnete bildgebende Sensoren, wiederum durch einen gestrichelten Kegel angedeutet, aufgrund des freien Sichtfeldes Fahrzeug 108 erfassen. Im Folgenden wird in Bezugnahme auf Fig. 2 ein Verfahren zur Erhöhung der Reichweite der bildgebenden Sensoren von Kraftfahrzeug 106 beschrieben. Das Verfahren ist Backend unterstützt. Backend 110 ist kommunikativ mit Fahrzeug 106 und 104, insbesondere über eine Mobilfunkschnittstelle, verbunden. Ein Teil der Verfahrensschritte wird im Fahrzeug 106, ein anderer Teil im Backend 110 und weiterer Teil im Last kraftwagen 104 ausgeführt. Dies ist durch die entsprechenden Bezugszeichen in Fig. 2 und die gestrichelten senkrechten Linien angedeutet .

Fahrzeug 106 erfasst mittels seines bildgebenden Sensors erste Sensordaten in Form von Kamerabildern, siehe Verfahrensschritt 202. Lastkraftwagen 104 erfasst mittels seines bildgebenden Sensors zweite Sensordaten in Form von Kamerabildern, siehe Verfahrensschritt 210. Erste und zweite Sensordaten dienen als Eingangsdaten für ein eHorizon-System, welches sowohl im Fahrzeug 106 als auch im Lastkraftwagen 104 vorhanden ist.

Fahrzeug 106 erkennt einen LKW in den ersten Sensordaten mittels einer geeigneten Erkennungssoftware, die in einem Prozessor im Fahrzeug 106 ausgeführt wird, siehe Verfahrensschritt 204. Die Erkennungssoftware ist auch in der Lage, zumindest ein Iden tifikationsmerkmal des LKWs, hier dessen KFZ-Kennzeichen zu ermitteln, siehe Verfahrensschritt 206. Fahrzeug 106 übermittelt daraufhin Backend 110 das KFZ-Kennzeichen sowie die ersten Sensordaten. Fahrzeug 106 stellt damit eine Anforderung an das Backend zur Übermittlung von zweiten Sensordaten, mithin den Kamerabildern von Lastkraftwagen 104.

Sowohl Fahrzeug 106 als auch Lastkraftwagen 104 übermitteln fortwährend ihre GPS-Position unter Bezugnahme auf ihr

KFZ-Kennzeichen an Backend 110. Backend 110 hat somit Kenntnis von Lastkraftwagen 104. Backend 110 identifiziert eindeutig Lastkraftwagen 104 durch Abgleich von übermitteltem

KFZ-Kennzeichen und der GPS-Position von Lastkraftwagen 104 in Bezug auf Fahrzeug 106. Backend 110 initiiert daraufhin eine Übermittlung der zweiten Sensordaten. Daraufhin übermittelt Lastkraftwagen 104 die zweiten Sensordaten an Backend 110. Backend 110 verknüpft die ersten Sensordaten und zweiten Sensordaten, siehe Verfahrensschritt 212, so dass sich eine faktische Reichweitenerhöhung des bildgebenden Sensors von Fahrzeug 106 ergibt. Backend 110 übermittelt die verknüpften Sensordaten zurück an Fahrzeug 106, wo diese auf einem Display dargestellt werden. Der Fahrzeugführer von Fahrzeug 106 erkennt auf den verknüpften Sensordaten Fahrzeug 108 und sieht daraufhin vom Überholen ab.

Kann das KFZ-Kennzeichen nicht erkannt werden, so ist es für Fahrzeug 106 auch möglich, den Lastkraftwagen 104 anhand seiner GPS-Position zu identifizieren. Hierzu misst Fahrzeug 106 den Abstand zu Lastkraftwagen 104 und errechnet die GPS-Position des Lastkraftwagens 104 anhand seiner eigenen GPS-Position und dem Abstand in Fahrtrichtung. Im Backend 110 erfolgt dann der Abgleich zwischen errechneter GPS-Position und der GPS-Position, die Lastkraftwagen 104 selbst an das Backend 110 übermittelt hat, so dass dieser dort eindeutig identifiziert werden kann. Al ternativ ist es auch möglich, dass Fahrzeug 106 neben seiner eigenen GPS-Position den gemessenen Abstand an Backend 110 übermittelt und Backend 110 die GPS-Position von Lastkraftwagen 104 errechnet.