DE102015016956A1

DE102015016956A1 - Verfahren zum Lernen eines Fahrbetriebes eines autonom fahrenden Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102015016956A1
Application number: DE102015016956.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Bracht; Boris Kerner; Hubert Rehborn; Michael Schreckenberg
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2016-09-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lernen eines Fahrbetriebes eines autonom fahrenden Fahrzeuges, bei welchem Parameter zum automatischen Fahrbetrieb von einer Regeleinheit (19) vorgegeben werden. Bei einem Verfahren, bei welchem sich das Fahrverhalten eines automatisch betriebenen Fahrzeuges leichter einschätzen lässt, werden die Parameter zum automatischen Fahrbetrieb aus einem dynamischen Fahrerhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge (7, 9, 11) erlernt und durch die Regeleinheit (19) in Abhängigkeit von einem aktuellen Verkehrsgeschehen zusätzlich zu den aus Fahrerassistenzsystemen (13) bestimmten Parametern des automatischen Fahrbetriebes berücksichtigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lernen eines Fahrbetriebes eines autonom fahrenden Fahrzeuges, bei welchem Parameter zum automatischen Fahrbetrieb von einer Regeleinheit vorgegeben werden.
In der voranschreitenden Entwicklung vernetzter Fahrzeuge ist ersichtlich, dass das automatische Fahren der vernetzten, autonom fahrenden Fahrzeuge immer stärker vom menschlichen Fahrbereich abweicht. Bei den autonom fahrenden Fahrzeugen liegen regelungstechnische Verfahren zugrunde, die allein aus autonomer Fahrassistenzperspektive das Fahrverhalten des Fahrzeuges bestimmen.
Aus der DE 10 2014 013 693 A1 ist ein Verfahren zur Längsregelung eines Fahrzeuges, insbesondere eines autonom oder teilautonom fahrenden Fahrzeuges, bekannt, bei welchem die Längsregelung in Abhängigkeit von einem Sollabstand und/oder einer Sollzeitlücke zu einem vorausfahrenden Fahrzeug erfolgt. Dabei werden der Sollabstand und/oder die Sollzeitlücke abhängig von der Verkehrsphase, in welcher sich das Fahrzeug befindet, und/oder abhängig von deren Änderung in der Verkehrsphase neu bestimmt. Die Verkehrsphasen werden dabei aus einer 3-Phasentheorie abgeleitet, welche drei Klassen, wie freier Verkehr, synchronisierter Verkehr und sich bewegender breiter Stau ableiten. Dies hat den Nachteil, dass aus diesen theoretisch festgelegten Verkehrsphasen sich ein Verkehrsverhalten der autonom fahrenden Fahrzeuge ergibt, welches von Fahrern eines nicht-automatisch fahrenden Fahrzeuges als Bedrohung empfunden wird und somit zu Gefährdungssituationen im Straßenverkehr führt, da der Fahrer des nicht-automatisch fahrenden Fahrzeuges das Fahrverhalten des automatisch fahrenden Fahrzeuges nicht voraussehen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Lernen eines Fahrbetriebes eines autonom fahrenden Fahrzeuges anzugeben, bei welchem das Fahrverhalten des autonom fahrenden Fahrzeuges durch Fahrer nicht automatisch fahrender Fahrzeuge einschätzbar ist.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass die Parameter zum automatischen Fahrbetrieb aus einem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge erlernt werden und durch die Regeleinheit in Abhängigkeit eines aktuellen Verkehrsgeschehens zusätzlich zu den aus Fahrerassistenzsystemen bestimmten Parametern des automatischen Fahrbetriebes berücksichtigt werden. Dies hat den Vorteil, dass das Fahrverhalten von autonom fahrenden Fahrzeugen aus Sicht des realen Verkehrs bestimmt wird. Somit können Fahrer von nicht automatisch fahrenden Fahrzeugen das Fahrverhalten von autonom fahrenden Fahrzeugen abschätzen. Dabei lernen automatisch fahrende Fahrzeuge das Beste vom menschlichen Fahrverhalten, was in der Regeleinheit des automatisch fahrenden Fahrzeuges umgesetzt ist.
Vorteilhafterweise wird als Parameter aus dem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge zusätzlich zu einem Sicherheitszeitabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ein geschwindigkeitsabhängiger Synchronisationszeitabstand erlernt.
In einer Ausgestaltung wird als Parameter aus dem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge eine Aufholcharakteristik erlernt, wie es der Fahrer eines nicht-automatisch fahrenden Fahrzeuges macht, wenn der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug zu groß ist.
Darüber hinaus wird als Parameter aus dem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge der Überholvorgang als solcher gelernt.
In einer Variante wird als Parameter aus dem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge eine situationsabhängige Überbeschleunigung gelernt. In normalem Fahrbetrieb mit nicht automatisch fahrenden Fahrzeugen wird dies insbesondere eingesetzt, um einen Überholvorgang schnellstmöglich abzuschließen.
In einer Weiterbildung werden die von dem dynamischen Fahrerhalten nicht automatisch fahrenden Fahrzeuge gelernten Parametern mittels Informationen eines Verkehrsdienstes generiert und der Regeleinheit übermittelt. Da ein solcher Verkehrsdienst mit einer Vielzahl von einzelnen, nicht automatisch fahrenden Fahrzeugen in Verbindung steht, kann aus den von diesen Fahrzeugen übersendeten Daten das reale Fahrverhalten in einem bestimmten Streckenabsatz nachvollzogen werden.
In einer Weiterbildung werden die Parameter aus dem dynamischen Fahrerhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge in einem vorgegebenen Streckennetz erlernt und abgespeichert. Die Verwendung eines vorgegebenen Streckennetzes lässt auf sich wiederholende Verkehrssituationen schließen. Die zu bestimmten Tageszeiten auftretenden Verkehrssituationen lassen Rückschlüsse auf das Fahrerhalten der nicht automatisch fahrenden Fahrzeuge zu.
In einer Ausgestaltung wird in einer Einführungsphase als vorgegebenes Streckennetz ein Schnellstraßen- und/oder Autobahnnetz genutzt. Diese Einführungsphase erlaubt die Betrachtung des Fahrerhaltens zunächst auf Strecken, wo mit annähernd gleichmäßiger Geschwindigkeit gefahren werden kann.
Vorteilhafterweise werden Abweichungen der Parameter, die von autonom fahrenden Fahrzeugen und nicht automatisch fahrenden Fahrzeugen erzeugt werden, in einer digitalen Karte gespeichert, wobei Gebiete mit einer starken Abweichung für autonom fahrende Fahrzeuge gesperrt werden. Damit werden Verkehrssituationen nur dann für autonom fahrende Fahrzeuge zugelassen, wenn sie übersichtlich sind und keinen schnellen Wechsel der Regelparameter erfordern.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigt:
1 ein System zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1 ist ein System dargestellt, umfassend ein autonom fahrendes Fahrzeug 1, welches mit einem Vehicle Backend 3 verbunden ist, das wiederum mit einer zentralen Einheit 5 drahtlos kommuniziert. Die zentrale Einheit 5 steht ebenfalls drahtlos mit einer Vielzahl von nicht automatisch fahrenden Fahrzeugen 7, 9, 11 in Verbindung. Das autonom fahrende Fahrzeug 1 weist dabei eine Mehrzahl an Fahrerassistenzsystemen 13 auf, wovon nur eines beispielhaft dargestellt ist. Darüber hinaus weist das autonom fahrende Fahrzeug 1 ein Ortungssystem 15 auf, beispielsweise ein GPS-System, um festzustellen, an welchem Ort sich das autonom fahrende Fahrzeug 1 befindet. Mittels einer fahrzeugeigenen Kommunikationseinheit 17 steht das autonom fahrende Fahrzeug 1 mit der zentralen Einheit 5 in Verbindung.
Das autonom fahrende Fahrzeug 1 weist eine Regeleinheit 19 auf, die mit dem Fahrerassistenzsystem 13 verbunden ist und in Abhängigkeit der von dem Fahrerassistenzsystem 13 vorgegebenen Vorgaben Regelparameter für den autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 bereitstellt.
Um das Fahrverhalten des autonom fahrenden Fahrzeuges 1 an das Fahrverhalten der nicht automatisch fahrenden Fahrzeuge 7, 9, 11 anzugleichen, werden durch die zentrale Einheit 5 die von den nicht autonom fahrenden Fahrzeugen 7, 9, 11 übertragenen Parameter gespeichert, verwaltet, vervollständigt, kombiniert und weiterverarbeitet und automatisch dem Fahrzeug 1 zur Verfügung gestellt. Zu den Parametern, welche die zentrale Einheit 5, beispielsweise ein Verkehrsdienst, aus den nicht automatisch fahrenden Fahrzeugen 7, 9, 11 übermittelt bekommt, gehören insbesondere Parameter, die auf das dynamische Verhalten der nicht automatisch fahrenden Fahrzeuge 7, 9, 11 zurückgeführt werden. Diese Parameter der nicht automatisch fahrenden Fahrzeuge 7. 9. 11 werden über die Online-Kommunikation dem Vehicle Backend 3 zur Verfügung gestellt, damit das Fahrzeug 1 diese Parameter bei der Bereitstellung der Regelparameter des autonom fahrenden Fahrzeuges 1 mit berücksichtigen kann. So werden die Regelparameter des autonom fahrenden Fahrzeuges 1 automatisch angepasst, wenn das Fahrzeug 1 sich beispielsweise innerhalb einer Baustelle befindet, wo es angebracht ist, auf die Regelparameter, die aus dem dynamischen Fahrverhalten der nicht automatisch fahrenden Fahrzeuge 7, 9, 11 ermittelt wurden, zurückzugreifen.
Zu den Parametern, die autonom fahrende Fahrzeuge von den nicht automatisch fahrenden Fahrzeugen 7, 9, 11 erlernen, gehört neben dem Sicherheitszeitabstand ein geschwindigkeitsabhängiger Synchronisationszeitabstand. Darüber hinaus wird der Parameter des Aufholens, wie von nicht automatischen Fahrzeugen 7. 9, 11 bei einem zu großen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug durchgeführt, gelernt. Gleichzeitig wird als Parameter die Erlaubnis zur Durchführung von Überholvorgängen durch die autonom fahrenden Fahrzeuge 1 realisiert. Insbesondere für diese Überholvorgänge werden Parameter der Überbeschleunigung zugelassen, wie sie reale Fahrzeuge 7, 9, 11 durchführen, wenn ein Überholvorgang schnell abgeschlossen werden soll.
Diese vorgeschlagenen Parameter werden unabhängig voneinander und unter Berücksichtigung der momentanen Verkehrsbedingungen, wozu unter anderem auch Wetter, Tag/Nacht und die Tageszeit gehören, berücksichtigt. Dies ist notwendig, da Pendler anders fahren als der Freizeitverkehr bzw. auch regional unterschiedliche Fahrstile bestehen. All diese Parameter, die von der zentralen Einheit 5 von den nicht autonom fahrenden Fahrzeugen 7, 9, 11 abgeleitet wurden, werden dem autonom fahrenden Fahrzeug 1 über das Vehicle-Backend 3 zur Verfügung gestellt und führen zur Änderung der Reglercharakteristika des autonom fahrenden Fahrzeuges durch die Regeleinheit 19.
Bei einem Lernvorgang der Parameter wird zunächst eine Einführphase gewählt, bei welcher die genannten Parameter zunächst auf einem Schnellstraßen- und/oder Autobahnnetz ermittelt werden. Anschließend wird dieses dynamische Verhalten der nicht automatisch fahrenden Fahrzeuge auf einem vorgegebenen weit ausgedehnten Streckennetz erlernt und abgespeichert. Verhaltensabweichungen hinsichtlich der Regelungsparameter zwischen den autonom und nicht automatisch fahrenden Fahrzeugen werden in einer digitalen Karte abgespeichert, wobei gezielt Orte mit starken Abweichungen der autonom fahrenden Fahrzeuge 1 nicht für einen solchen Fahrbetrieb freigegeben werden. Bei Streckenabschnitten mit guter Übereinstimmung von menschlichem und autonomem Fahrbetrieb kann bevorzugt eine Freigabe erteilt werden. Diese Freigabe erfolgt bei geeigneten Strecken über das Vehicle Backend 3.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste

1: autonom fahrendes Fahrzeug
3: Vehicle Backend
5: zentrale Einheit
7: nicht automatisch fahrendes Fahrzeug
9: nicht automatisch fahrendes Fahrzeug
11: nicht automatisch fahrendes Fahrzeug
13: Fahrerassistenzsystem
15: Ortungssystem
17: fahrzeugeigene Kommunikationseinheit
19: Regeleinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014013693 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Lernen eines Fahrbetriebes eines autonom fahrenden Fahrzeuges, bei welchem Parameter zum automatischen Fahrbetrieb von einer Regeleinheit (19) vorgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter zum automatischen Fahrbetrieb aus einem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge (7, 9, 11) erlernt werden und durch die Regeleinheit (19) in Abhängigkeit von einem aktuellen Verkehrsgeschehen zusätzlich zu den aus Fahrerassistenzsystemen (13) bestimmten Parametern des automatischen Fahrbetriebes berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter aus dem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge (7, 9, 11) zusätzlich zu einem Sicherheitszeitabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ein geschwindigkeitsabhängiger Synchronisationszeitabstand erlernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter aus dem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge (7, 9, 11) eine Aufholcharakteristik erlernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter aus dem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge (7, 9, 11) Überholvorgänge gelernt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter aus dem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge (7, 9, 11) eine situationsabhängige Überbeschleunigung gelernt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge (7, 9, 11) gelernten Parameter mittels Informationen eines Verkehrsdienstes (5) generiert und der Regeleinheit (19) übermittelt werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem dynamischen Fahrverhalten nicht automatisch fahrender Fahrzeuge (7, 9, 11) abgeleiteten Parameter in einem vorgegebenen Streckennetz erlernt und abgespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Einführungsphase als vorgegebenes Streckennetz ein Schnellstraßen- und/oder Autobahnnetz genutzt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Abweichungen der Parameter, die von autonom fahrenden Fahrzeugen (1) und nicht automatisch fahrenden Fahrzeugen (7, 9, 11) erzeugt werden, in einer digitalen Karte gespeichert werden, wobei Gebiete mit einer starken Abweichung für autonom fahrende Fahrzeuge (1) gesperrt werden.