DE102013212278A1 - Vehicle control system and toll system with such a vehicle control system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuerungssystem sowie ein Mautsystem mit einem derartigen Fahrzeugsteuerungssystem, wobei eine Steuereinrichtung umfasst, wobei die Steuereinrichtung eine Streckenführungseinrichtung und eine Erfassungseinrichtung umfasst, wobei die Streckenführungseinrichtung und die Erfassungseinrichtung miteinander verbunden sind, wobei die Erfassungseinrichtung ausgebildet ist, der Streckenführungseinrichtung eine Information über zumindest einen Fahrzustand zur Verfügung zu stellen, wobei die Streckenführungseinrichtung die Information über den Fahrzustand bei der Fahrzeugführung berücksichtigt, wobei eine Mautdateneinrichtung vorgesehen ist, die mit der Steuereinrichtung verbunden ist, wobei die Mautdateneinrichtung 85 ausgebildet ist, mit einer Mautüberwachungseinrichtung zur Festlegung einer Maut eine Datenverbindung aufzubauen.The invention relates to a vehicle control system and a toll system with such a vehicle control system, a control device comprising, the control device comprising a route guidance device and a detection device, the route guidance device and the detection device being connected to one another, the detection device being designed, the route guidance device providing information about at least to provide a driving condition, the route guidance device taking into account the information about the driving condition during vehicle guidance, a toll data device being provided which is connected to the control device, the toll data device 85 being designed to establish a data connection with a toll monitoring device for establishing a toll ,
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuerungssystem sowie ein Mautsystem mit einem derartigen Fahrzeugsteuerungssystem, wobei das Fahrzeugsteuerungssystem eine Steuereinrichtung aufweist, wobei die Steuereinrichtung eine Streckenführungseinrichtung und eine Erfassungseinrichtung umfasst, wobei die Streckenführungseinrichtung und die Erfassungseinrichtung miteinander verbunden sind, wobei die Erfassungseinrichtung ausgebildet ist, eine Information über zumindest einen Fahrzustand der Streckenführungseinrichtung bereitzustellen, wobei die Streckenführungseinrichtung die Information über den Fahrzustand bei der Fahrzeugführung berücksichtigt. The invention relates to a vehicle control system and a toll collection system with such a vehicle control system, wherein the vehicle control system comprises a control device, wherein the control device comprises a route guidance device and a detection device, wherein the route guidance device and the detection device are connected to each other, wherein the detection device is configured, information about at least to provide a driving state of the route guidance device, wherein the route guidance device takes into account the information about the driving state in the vehicle guidance.
Stand der TechnikState of the art
Es sind Fahrzeugsteuerungssysteme für automatisierte oder autonome Fahrzeuge bekannt, die das automatisierte oder autonome Fahrzeug auf einer mautpflichtigen Straße führen. Die Schwierigkeit für diese Fahrzeugsteuerungssysteme besteht darin, bei geschlossenen Mautsystemen, also bei Mautsystemen, bei denen ein mautpflichtiger Straßenabschnitt durch Fahrzeugbarrieren, beispielsweise einer Mautschranke, von gebührenfreien Straßenabschnitten getrennt ist, auch das Fahrzeug autonom durch die Mautstation zu führen. Üblicherweise wird die Fahrzeugführung dabei von dem Fahrzeugsteuerungssystem an den Fahrzeugführer des Fahrzeugs zurück übergeben, so dass dieser das Fahrzeug manuell, also nicht automatisiert oder autonom, durch die Mautüberwachungseinrichtung steuert und an der Mautstation die Maut für den mautpflichtigen Straßenabschnitt entrichtet.Vehicle control systems for automated or autonomous vehicles are known which guide the automated or autonomous vehicle on a toll road. The difficulty for these vehicle control systems is that when toll systems are closed, ie toll systems in which a toll road section is separated from toll-free road sections by vehicle barriers, for example a toll gate, the vehicle is also to be guided autonomously through the toll station. Usually, the vehicle guidance is passed back from the vehicle control system to the driver of the vehicle so that it controls the vehicle manually, that is not automated or autonomous, by the toll monitoring device and pays the toll for the toll road section at the toll station.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fahrzeugsteuerungssystem für zumindest teilweise automatisierte, insbesondere autonome Fahrzeuge und ein verbessertes Mautsystem bereitzustellen.It is an object of the invention to provide an improved vehicle control system for at least partially automated, especially autonomous vehicles and an improved toll system.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird mittels eines Fahrzeugsteuerungssystems gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by means of a vehicle control system according to claim 1. Advantageous embodiments are given in the dependent claims.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbessertes Fahrzeugsteuerungssystem für ein autonomes Fahrzeug dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Fahrzeugsteuerungssystem eine Steuereinrichtung umfasst. Die Steuereinrichtung umfasst eine Streckenführungseinrichtung und eine Erfassungseinrichtung, wobei die Streckenführungseinrichtung und die Erfassungseinrichtung miteinander verbunden sind, wobei die Erfassungseinrichtung ausgebildet ist, eine Information über zumindest einen Fahrzustand der Streckenführungseinrichtung bereitzustellen, wobei die Streckenführungseinrichtung die Information über den Fahrzustand bei der Fahrzeugführung berücksichtigt, wobei eine Mautdateneinrichtung vorgesehen ist, die mit der Steuereinrichtung verbunden ist, wobei die Mautdateneinrichtung ausgebildet ist, mit einer Mautüberwachungseinrichtung zur Festlegung einer Maut eine Datenverbindung aufzubauen. According to the invention, it has been recognized that an improved vehicle control system for an autonomous vehicle can be provided by the vehicle control system comprising a control device. The control device comprises a route guidance device and a detection device, wherein the route guidance device and the detection device are connected to each other, wherein the detection device is configured to provide information about at least one driving state of the route guidance device, wherein the route guidance device takes into account the information about the driving state in the vehicle guidance, wherein a Toll data device is provided, which is connected to the control device, wherein the toll data device is designed to establish a data connection with a toll monitoring device for determining a toll.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die in verschiedenen Ländern vorherrschenden Mautsysteme bei der Führung von (teil-)autonomen Fahrzeugen mitberücksichtigt werden können und somit die Fahrzeugführung bei autonomen Fahrzeugen weiter verbessert werden kann. This embodiment has the advantage that the toll systems prevailing in various countries can be taken into account in the management of (partially) autonomous vehicles, and thus the vehicle guidance in autonomous vehicles can be further improved.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Erfassungseinrichtung ausgebildet, eine Mautüberwachungseinrichtung auf einer Fahrstrecke des Fahrzeugs zu erfassen, wobei die Streckenführungseinrichtung ausgebildet ist, die erfasste Mautüberwachungseinrichtung bei der Fahrzeugführung zu berücksichtigen und zumindest teilweise autonom durch die Mautüberwachungseinrichtung zu führen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass auch ein automatisiertes Fahren des autonomen Fahrzeugs durch die Mautüberwachungseinrichtung ermöglicht wird und somit ein Anhalten und eine Fahrerübernahme aus einem automatisierten Fahrzeugführungsmodus auf eine manuelle Fahrzeugführung vermieden werden kann. Ferner kann langfristig auf das Vorsehen von Barrieren an Mautüberwachungseinrichtungen verzichtet werden. Dadurch kann der Verkehrsfluss auch an einer Mautüberwachungseinrichtung auch bei einem gemischten Betrieb von Fahrzeugen mit autonomer Steuerung und Fahrzeugen ohne autonome Steuerung erhöht werden.In a further embodiment, the detection device is designed to detect a toll monitoring device on a route of the vehicle, wherein the route guidance device is designed to take into account the detected toll monitoring device in the vehicle guidance and to guide it at least partially autonomously through the toll monitoring device. This refinement has the advantage that an automated driving of the autonomous vehicle is also enabled by the toll monitoring device and thus stopping and taking over a driver from an automated vehicle guidance mode to a manual vehicle guidance can be avoided. Furthermore, the provision of barriers to toll monitoring devices can be dispensed with in the long term. Thereby, the traffic flow can also be increased at a toll monitoring device even in a mixed operation of vehicles with autonomous control and vehicles without autonomous control.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Mautdateneinrichtung eine Sendeeinrichtung auf, die ausgebildet ist, ein Fahrzeugerkennungssignal auszusenden. Das Fahrzeugerkennungssignal kann von der Mautüberwachungseinrichtung empfangen werden und zur Ermittlung der Fahrzeugmaut herangezogen werden. Das Fahrzeugerkennungssignal wird vorzugsweise über eine Antenne als drahtloses elektromagnetisches Signal ausgesandt, so dass eine berührungslose Kommunikation zwischen dem Fahrzeugsteuerungssystem und der Mautüberwachungseinrichtung zur schnellen Ermittlung der zu entrichtenden Maut für das autonome Fahrzeug bereitgestellt werden kann.In a further embodiment, the toll data device has a transmitting device, which is designed to transmit a vehicle recognition signal. The vehicle detection signal can be received by the toll monitoring device and used to determine the vehicle toll. The vehicle detection signal is preferably transmitted via an antenna as a wireless electromagnetic signal, so that a non-contact communication between the vehicle control system and the toll monitoring device for rapid determination of the toll to be paid for the autonomous vehicle can be provided.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Mautdateneinrichtung eine Empfangseinrichtung, wobei die Empfangseinrichtung ausgebildet ist, ein Mautsignal der Mautüberwachungseinrichtung zu erfassen, wobei die Mautdateneinrichtung der Steuereinrichtung in Abhängigkeit des erfassten Mautsignals der Mautüberwachungseinrichtung ein Steuersignal bereitstellt, wobei in Abhängigkeit des Steuersignals die Steuereinrichtung das Fahrzeug durch die Mautüberwachungseinrichtung zumindest teilweise autonom führt. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass beispielsweise bei einem Mischbetrieb von autonomen Fahrzeugen und nicht autonomen Fahrzeugen das autonome Fahrzeug erst dann nach Anhalten an einer Fahrzeugbarriere wieder losfährt, nachdem die Fahrzeugbarriere, beispielsweise eine Mautschranke, geöffnet wurde, und die Fahrbahn für das autonome Fahrzeug zur Weiterfahrt freigegeben ist.In a further embodiment, the toll data device comprises a receiving device, wherein the receiving device is designed to detect a toll signal of the toll monitoring device, wherein the toll data device of the Control device in response to the detected toll signal of the toll monitoring device provides a control signal, wherein the control device, the vehicle by the toll monitoring device at least partially autonomously performs in response to the control signal. In this way it is ensured that, for example, in a mixed operation of autonomous vehicles and non-autonomous vehicles, the autonomous vehicle does not start again after stopping at a vehicle barrier after the vehicle barrier, for example a toll gate, has opened, and the lane for the autonomous vehicle for Onward journey is released.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Positionsbestimmungseinrichtung vorgesehen, die ausgebildet ist, eine Fahrzeugposition zu erfassen. Die Positionsbestimmungseinrichtung ist mit der Streckenführungseinrichtung und der Mautdateneinrichtung verbunden und stellt der Mautdateneinrichtung und der Streckenführungseinrichtung ein Positionssignal in Abhängigkeit der Fahrzeugposition zur Verfügung. Die Mautdateneinrichtung ist ausgebildet, das Positionssignal zur Ermittlung einer zu entrichtenden Maut weiterzuverarbeiten. Die Streckenführungseinrichtung ist ausgebildet, das Fahrzeug anhand des Positionssignals zu steuern. Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Fahrzeugsteuerung bereitgestellt werden, bei der ausschließlich nur eine Positionsbestimmungseinrichtung benötigt wird. Dadurch können insgesamt die Kosten für das Fahrzeugsteuerungssystem und die Mautdateneinrichtung zusammen reduziert werden.In a further embodiment, a position determination device is provided, which is designed to detect a vehicle position. The position determination device is connected to the route guidance device and the toll data device and provides the toll data device and the route guidance device with a position signal as a function of the vehicle position. The toll data device is designed to further process the position signal for determining a toll to be paid. The route guidance device is designed to control the vehicle based on the position signal. In this way, a particularly compact vehicle control can be provided in which only one position-determining device is needed. As a result, the total costs for the vehicle control system and the toll data device can be reduced together.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Positionsbestimmungseinrichtung vorgesehen, die ausgebildet ist, eine Fahrzeugposition zu erfassen. Die Positionsbestimmungseinrichtung ist mit der Streckenführungseinrichtung verbunden, wobei die Streckenführungseinrichtung ausgebildet ist, eine Fahrstrecke zu ermitteln und das Fahrzeug anhand des Positionssignals entlang der Fahrstrecke zu steuern, wobei die Mautdateneinrichtung mit der Streckenführungseinrichtung verbunden ist, wobei die Streckenführungseinrichtung die ermittelte Fahrstrecke der Mautdateneinrichtung bereitstellt, wobei die Mautdateneinrichtung ausgebildet ist, die ermittelte Fahrstrecke zur Ermittlung der Maut weiterzuverarbeiten. Auf diese Weise kann auch eine Mautentrichtung auch bei schlechter Verbindung der Datenverbindung gewährleistet werden. In a further embodiment, a position determination device is provided, which is designed to detect a vehicle position. The position determination device is connected to the route guidance device, wherein the route guidance device is designed to determine a route and control the vehicle based on the position signal along the route, the toll data device being connected to the route guidance device, wherein the route guidance device provides the determined route of the toll data device the toll data device is designed to further process the determined route for determining the toll. In this way, a toll payment can be guaranteed even with bad connection of the data connection.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Steuereinrichtung einen Speicher, wobei in dem Speicher eine topographische Karte abgelegt ist. In der topographischen Karte ist wenigstens eine mautpflichtige Straße mit wenigstens einer Mautüberwachungseinrichtung verzeichnet. Der mautpflichtigen Straße an der Mautüberwachungseinrichtung ist wenigstens eine erste Fahrspur und eine zweite Fahrspur zugeordnet, wobei die erste Fahrspur zur automatischen Mautermittlung mit der Mautdateneinrichtung ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das Fahrzeug auf die erste Fahrspur zu führen. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass bei einer autonomen Fahrzeugführung ausschließlich die Fahrspur gewählt wird, die zur automatischen Mautbezahlung ausgelegt ist.In a further embodiment, the control device comprises a memory, wherein a topographical map is stored in the memory. In the topographic map at least one toll road is recorded with at least one toll monitoring device. The toll road at the toll monitoring device is associated with at least a first lane and a second lane, wherein the first lane for automatic toll collection is formed with the toll data device, wherein the control device is adapted to lead the vehicle on the first lane. In this way, it is ensured that in an autonomous vehicle management only the lane is selected, which is designed for automatic toll payment.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Umfelderfassungseinrichtung vorgesehen, die ausgebildet ist, eine Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Die Umfelderfassungseinrichtung ist mit der Streckenführungseinrichtung verbunden und stellt der Streckenführungseinrichtung ein Umfeldsignal bereit. Die Streckenführungseinrichtung ist ausgebildet, das Fahrzeug in Abhängigkeit des Umfeldsignals zu steuern. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass Personen auf der Fahrspur oder Fahrzeuge auch im Bereich der Mautüberwachungseinrichtung zuverlässig erfasst werden und die Fahrzeugsteuerung zuverlässig darauf reagieren kann und gegebenenfalls eine entsprechende Bremsung oder ein Ausweichmanöver einleiten kann. Ferner kann die Umfelderfassung zur Erkennung von geöffneten oder geschlossenen Mautschranken verwendetet werden, so dass auf eine Empfangseinrichtung in einer besonders kostengünstigen Ausbildungsform verzichtet werden kann. In a further embodiment, an environment detection device is provided, which is designed to detect an environment of the vehicle. The surroundings detection device is connected to the route guidance device and provides the route guidance device with an environment signal. The routing device is designed to control the vehicle as a function of the ambient signal. In this way, it is ensured that persons in the lane or vehicles can also be detected reliably in the area of the toll monitoring device and the vehicle control system can reliably respond to this and, if necessary, initiate a corresponding braking or evasive maneuver. Furthermore, the surroundings detection can be used to detect open or closed barriers, so that can be dispensed with a receiving device in a particularly inexpensive embodiment.
Die Aufgabe wird aber auch durch ein Mautsystem gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The task is also solved by a toll system according to claim 9. Advantageous embodiments are given in the dependent claims.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbessertes Mautsystem dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Mautsystem wenigstens einen mautpflichtigen Streckenabschnitt, eine Mautüberwachungseinrichtung und wenigstens ein Fahrzeug umfasst. Das Fahrzeug weist ein Fahrzeugsteuerungssystem wie oben beschrieben auf. Die Mautüberwachungseinrichtung umfasst wenigstens eine Mautermittlungseinrichtung, die ausgebildet ist, über eine Datenverbindung mit der Mautdateneinrichtung des Fahrzeugsteuerungssystems Mautdaten auszutauschen und anhand der ausgetauschten Mautdaten eine Maut für den mautpflichtigen Streckenabschnitt zu ermitteln.According to the invention, it has been recognized that an improved toll system can be provided in that the toll system comprises at least one toll section, a toll monitoring device and at least one vehicle. The vehicle has a vehicle control system as described above. The toll monitoring device comprises at least one toll determination device which is designed to exchange toll data with the toll data device of the vehicle control system via a data connection and to determine a toll for the toll-liable route section on the basis of the exchanged toll data.
Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Maut für ein autonom gesteuertes Fahrzeug zum einen zuverlässig entrichtet wird und zum anderen das autonom gesteuerte Fahrzeug auch autonom durch die Mautüberwachungseinrichtung gesteuert werden kann.In this way, it is ensured that the toll for an autonomously controlled vehicle is reliably paid, on the one hand, and that, on the other hand, the autonomously controlled vehicle can also be autonomously controlled by the toll monitoring device.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Mautüberwachungseinrichtung eine Sende- und Empfangseinrichtung, die ausgebildet ist, die Datenverbindung mit der Mautdateneinrichtung des Fahrzeugsteuerungssystems aufzubauen und das Fahrzeugerkennungssignal zu erfassen. Die Mautüberwachungseinrichtung wählt anhand des Fahrzeugerkennungssignals die erste oder die zweite Fahrspur aus und gibt die ausgewählte Fahrspur für das Fahrzeug frei. Die Mautüberwachungseinrichtung stellt der Mautdateneinrichtung ein Mautsignal bereit, das zumindest eine Information über die Freigabe der jeweiligen Fahrspur beinhaltet. Auf diese Weise kann zusätzlich der Verkehrsfluss an der Mautüberwachungseinrichtung durch das Mautsystem gesteuert werden.In a further embodiment, the toll monitoring device comprises a transmitting and receiving device which is designed to connect the data to the toll data device of the Build vehicle control system and detect the vehicle detection signal. The toll monitoring device selects the first or the second lane based on the vehicle detection signal and releases the selected lane for the vehicle. The toll monitoring device provides the toll data device with a toll signal which contains at least information about the release of the respective lane. In this way, additionally the traffic flow at the toll monitoring device can be controlled by the toll system.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to figures. Showing:
Das Mautsystem
Der mautpflichtige Streckenabschnitt
Die Mautüberwachungseinrichtung
Das erste Fahrzeug
Die Erfassungseinrichtung
Von der Positionsbestimmungseinrichtung
Die Mautüberwachungseinrichtung
Die Mautdateneinrichtung
Nach erfolgter Entrichtung der Maut stellt die Mautenrichtungseinrichtung
Die Mautdateneinrichtung
Bei bereits bestehenden teilautonomen bzw. autonomen Fahrzeugen
Ist, wie oben erläutert, die Mautdateneinrichtung
Um einen zuverlässigen Fahrspurwechsel bzw. möglicherweise an der Mautüberwachungseinrichtung
Es wird darauf hingewiesen, dass die soeben genannten verschiedenen Ausführungsformen von Umfelderfassungseinrichtungen
Die oben beschriebene Mautabwicklung hat ferner den Vorteil, dass die Mautüberwachungseinrichtung
Zusätzlich weist ferner das Fahrzeugsteuerungssystem
Auch ist denkbar, dass die Streckenführungseinrichtung
Es wird darauf hingewiesen, dass die Datenverbindung
Auch ist denkbar, dass die Mautüberwachungseinrichtung
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