DE102015206439A1

DE102015206439A1 - System und Verfahren zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102015206439A1
Application number: DE102015206439.5A
Authority: DE
Inventors: Oliver Gräbner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2016-10-13
Anticipated expiration: 2035-04-11
Also published as: DE102015206439B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge, umfassend einen oder mehrere Umfeldsensoren, die an einem oder mehreren stationären Infrastrukturelementen angeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Umfeldsensoren ausgebildet sind, ein jeweiliges Umfeld des oder der Infrastrukturelemente zu erfassen, einen Prozessor, der ausgebildet ist, basierend auf einer jeweiligen Umfelderfassung des einen oder der mehreren Umfeldsensoren Assistenzdaten zu ermitteln, basierend auf welchen ein oder mehrere autonome Fahrzeuge im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente autonom fahren können, und eine Kommunikationsschnittstelle, die ausgebildet ist, die Assistenzdaten an ein oder mehrere autonome Fahrzeuge über ein Kommunikationsnetzwerk zu senden, so dass das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge basierend auf den gesendeten Assistenzdaten im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente autonom fahren können. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Verfahren und ein Computerprogramm.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm.
Autonome Fahrzeuge befinden sich derzeit in Entwicklung. Das Grundprinzip des autonomen Fahrens umfasst insbesondere Folgendes: Das autonome Fahrzeug nimmt durch Umfeldsensoren wie Radar oder Kameras seine Umgebung wahr und ermittelt durch Sensordatenfusion die Fahrzeuge und die Verkehrslage in seiner unmittelbaren Umgebung. Durch einen GPS-Empfänger und Kameras wird die aktuelle Position des Fahrzeugs auf der Straße und in der Fahrspur detektiert. Aus diesen Informationen errechnet dann das autonome Fahrzeug seine Fahrstrategie und setzt diese durch einzelne Fahrmanöver um.
Dieses Grundprinzip bedingt aber, dass jedes autonome Fahrzeug seinen eigenen Satz an Umfeldsensoren mitbringen muss. Dies verteuert die Fahrzeuge und macht sie technisch komplexer.
Weiterhin haben die am Fahrzeug angebrachten Umfeldsensoren in der Regel ein begrenztes Sichtfeld. Das heißt also, dass gegebenenfalls weitere Fahrzeuge oder andere Verkehrsteilnehmer nicht rechtzeitig erkannt werden können, da sie zum Beispiel durch schwierige bauliche oder situative Straßenverhältnisse verdeckt sind.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein Konzept bereitzustellen, welches ein effizientes Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt wird ein System zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge bereitgestellt, umfassend einen oder mehrere Umfeldsensoren, die an einem oder mehreren stationären Infrastrukturelementen angeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Umfeldsensoren ausgebildet sind, ein jeweiliges Umfeld des oder der Infrastrukturelemente zu erfassen, einen Prozessor, der ausgebildet ist, basierend auf einer jeweiligen Umfelderfassung des einen oder der mehreren Umfeldsensoren Assistenzdaten zu ermitteln, basierend auf welchen ein oder mehrere autonome Fahrzeuge im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente autonom fahren können, und eine Kommunikationsschnittstelle, die ausgebildet ist, die Assistenzdaten an ein oder mehrere autonome Fahrzeuge über ein Kommunikationsnetzwerk zu senden, so dass das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge basierend auf den gesendeten Assistenzdaten im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente autonom fahren können.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge mittels des Systems zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen eines jeweiligen Umfelds des einen oder der mehreren Infrastrukturelemente mittels des einen oder der mehreren Umfeldsensoren, Ermitteln von Assistenzdaten, basierend auf welchen ein oder mehrere autonome Fahrzeuge im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente autonom fahren können, mittels des Prozessors basierend auf der jeweiligen Umfelderfassung des einen oder der mehreren Umfeldsensoren, und Senden der Assistenzdaten mittels der Kommunikationsschnittstelle über das Kommunikationsnetzwerk an ein oder mehrere autonome Fahrzeuge, so dass das oder die mehreren autonomen Fahrzeugen basierend auf den gesendeten Assistenzdaten im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente autonom fahren können.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge umfasst, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Die Erfindung umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, dass eine Umfelderfassung mittels fahrzeugexterner Sensoren, die an einem oder mehreren stationären Infrastrukturelementen angeordnet sind, durchgeführt wird. Basierend auf dieser Umfelderfassung werden Assistenzdaten ermittelt, die dann an ein oder mehrere autonome Fahrzeuge gesendet werden. Diese Assistenzdaten sind derart, dass ein autonomes Fahrzeug im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente basierend auf diesen Assistenzdaten autonom fahren kann. Das heißt also, dass eine Umfelderfassung mittels fahrzeugeigener Umfeldsensoren auf eine fahrzeugexterne Umfelderfassung verlagert wird. Die autonomen Fahrzeuge müssen also nicht mehr selbst ihr Umfeld erkennen oder erfassen, insofern das Umfeld mittels der Umfeldsensoren der Infrastrukturelemente erfasst wird. Somit wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das autonome Fahrzeug selbst keine eigenen Umfeldsensoren mehr aufweisen muss. Dies verbilligt ein solch autonomes Fahrzeug. Insbesondere verringert sich dadurch in vorteilhafter Weise eine technische Komplexität eines autonomen Fahrzeugs.
Da die Umfeldsensoren an stationären Infrastrukturelementen angeordnet sind, steht aufgrund dieser ortsfesten Anordnung eine Position der Umfeldsensoren fest, insbesondere kann die entsprechende Position der Umfeldsensoren genau bestimmt werden. Dies im Vergleich zu dem Fall, in dem Umfeldsensoren an einem Fahrzeug angeordnet sind, welches sich bewegt und seine momentane Position mittels eines GPS-Sensors (GPS: Global Positioning System) bestimmt. Denn im Vergleich zu der ortsfesten Anordnung weist eine solche Lokalisierung mittels eines GPS-Sensors in der Regel Ungenauigkeiten auf. Eine Position des autonomen Fahrzeugs basierend auf einer solchen GPS-Lokalisierung kann also ungenau sein. Da aber erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Umfeldsensoren stationär oder ortsfest angebracht oder angeordnet sind, können die mittels der Umfelderfassung erfassten Verkehrsteilnehmer, also insbesondere die autonomen Fahrzeuge, leicht verortet oder lokalisiert werden, ohne dass man hier auf eine ungenaue GPS-Positionierung angewiesen ist.
Ferner weist die stationäre Anordnung der Umfeldsensoren an den Infrastrukturelementen insbesondere den Vorteil auf, dass abhängig von einer konkret vorliegenden Topografie oder Infrastruktur die Umfeldsensoren derart an den Infrastrukturelementen angeordnet werden können, dass sämtliche kritischen Bereiche mittels der Umfeldsensoren erfasst werden können. Das heißt also, dass zum Beispiel tote Winkel, also Bereiche, die mittels der fahrzeugeigenen Umfeldsensoren nicht erfasst werden können, vermieden oder zumindest verringert werden können. Somit können also auch Bereiche erfasst werden, die ein Fahrzeug mittels seiner fahrzeuginternen oder fahrzeugeigenen Umfeldsensoren nicht erfasst werden können. Bei solchen Bereichen kann es sich zum Beispiel um eine Kreuzung oder Einmündung oder eine Ausfahrt handeln. Denn in der Regel können fahrzeugeigene Umfeldsensoren nicht um die Ecke sehen.
Auch können zum Beispiel Gebäude vorhanden sein, hinter denen sich Fahrzeuge oder weitere Verkehrsteilnehmer befinden können, die aber mittels der fahrzeugeigenen Umfeldsensoren nicht erfasst werden können. Hier ist dann in einem solchen Fall zum Beispiel vorgesehen, dass an dem Gebäude auf der dem autonomen Fahrzeug abgewandten Seite ein oder mehrere Umfeldsensoren angeordnet sind, die somit also auch den Bereich erfassen können, den das autonome Fahrzeug mittels seiner fahrzeugeigenen Umfeldsensoren nicht erfassen kann, sodass dann über die Assistenzdaten dem Fahrzeug das Wissen zur Verfügung gestellt werden kann, was sich hinter dem Gebäude befindet.
Nach einer Ausführungsform umfassen die Assistenzdaten Umfeldsensorrohdaten, insbesondere sind die Assistenzdaten Umfeldsensorrohdaten. Das heißt also insbesondere, dass zum Beispiel die Umfeldsensorrohdaten an das oder die autonomen Fahrzeuge gesendet werden. Basierend auf diesen Umfeldsensorrohdaten können dann die autonomen Fahrzeuge in vorteilhafter Weise insbesondere selbst eine Verkehrslage in ihrem jeweiligen Umfeld berechnen und aus dieser Berechnung zum Beispiel in vorteilhafter Weise eine eigene Fahrstrategie und zugehörige Fahrmanöver ableiten oder berechnen. Diese Ausführungsform weist insbesondere den Vorteil auf, dass eine komplexe und teilweise aufwändige Berechnung und Weiterverarbeitung der Umfeldsensorrohdaten fahrzeugextern nicht erforderlich ist. Denn die weitere Verarbeitung der Umfeldsensorrohdaten findet in den Fahrzeugen selbst statt. Dadurch können in vorteilhafter Weise das System und das Verfahren technisch weniger komplex und aufwändig realisiert werden. Insbesondere wird dadurch eine benötigte Rechenkapazität verringert.
Umfeldsensorrohdaten entsprechen einem jeweiligen erfassten Umfeld.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Prozessor ausgebildet ist, basierend auf der jeweiligen Umfelderfassung einer momentanen und/oder zukünftigen Verkehrslage im Umfeld des oder der Infrastrukturelemente entsprechende Verkehrslagedaten zu berechnen, so dass die ermittelten Assistenzdaten die Verkehrslagedaten umfassen.
Das heißt also, dass gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen ist, dass die folgenden Schritte vorgesehen sind: Berechnen von einer momentanen und/oder zukünftigen Verkehrslage im Umfeld des oder der Infrastrukturelemente entsprechende Verkehrslagedaten mittels des Prozessors basierend auf der jeweiligen Umfelderfassung, so dass die ermittelten Assistenzdaten die Verkehrslagedaten umfassen.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die Fahrzeuge selbst keine unmittelbare Verarbeitung der Umfeldsensorrohdaten durchführen müssen. Ihnen wird also bereits ein erstes Ergebnis, hier die momentane und/oder zukünftige Verkehrslage zur Verfügung gestellt. Basierend auf diesem Ergebnis, also basierend auf den Verkehrslagedaten, können dann die autonomen Fahrzeuge in vorteilhafter Weise selbst ihre eigene Fahrstrategie und dazugehörigen Fahrmanöver errechnen oder ermitteln und diese dann insbesondere auch durchführen. Somit muss also in den Fahrzeugen jeweils eine geringere Rechenkapazität vorhanden sein im Vergleich zu dem Fall, in dem die Fahrzeuge die Umfeldsensorrohdaten unmittelbar selbst weiterverarbeiten müssen.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Assistenzdaten nur die Verkehrslagedaten umfassen.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Assistenzdaten nur die Umfeldsensorrohdaten umfassen.
Nach noch einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Prozessor ausgebildet ist, basierend auf der jeweiligen Umfelderfassung einer oder mehrerer Fahrvorgaben entsprechende Fahrvorgabedaten für das oder die mehreren autonomen Fahrzeug zu berechnen, so dass die ermittelten Assistenzdaten die Fahrvorgabedaten umfassen.
Das heißt also insbesondere, dass gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen ist, dass folgende Schritte vorgesehen sind:
Berechnen von einer oder mehrerer Fahrvorgaben entsprechende Fahrvorgabedaten für das oder die mehreren autonomen Fahrzeug mittels des Prozessors basierend auf der jeweiligen Umfelderfassung, so dass die ermittelten Assistenzdaten die Fahrvorgabedaten umfassen.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die Fahrzeuge ein Fahrmanöver oder eine Fahrstrategie selbst nicht mehr unbedingt berechnen müssen. Denn dies wird bereits fahrzeugextern durchgeführt und den Fahrzeugen über das Kommunikationsnetzwerk zur Verfügung gestellt. Da in der Regel ein Wissen darüber, wie ein Verkehr gesteuert werden muss, um eine optimale und effiziente Verkehrsführung zu erreichen, größer fahrzeugextern ist als im Fahrzeug selbst, kann mittels dieser Ausführungsform ein Verkehrsfluss besonders effizient und optimal gesteuert werden.
Eine Fahrvorgabe im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere ein Fahrmanöver und/oder eine Fahrstrategie. Das heißt also insbesondere, dass dem oder den mehreren autonomen Fahrzeugen vorgegeben wird, wie sie zu fahren haben, also welche Fahrstrategie und/oder welche Fahrmanöver sie umzusetzen haben. Eine Fahrvorgabe ist also eine Sollfahrvorgabe.
Das Ausführen der Fahrmanöver oder der Fahrstrategien seitens der autonomen Fahrzeuge wird mittels bekannter Regel- und Kontrolleinrichtungen in den Fahrzeugen selbst durchgeführt. Dies ist dem Fachmann an sich bekannt und wird daher hier im Detail nicht weiter ausgeführt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die eine oder die mehreren Fahrvorgaben spezifisch für ein bestimmtes autonomes Fahrzeug sind. Das heißt also insbesondere, dass spezifisch für die autonomen Fahrzeuge jeweils eine oder mehrere Fahrvorgaben ermittelt und entsprechende Fahrvorgabedaten ermittelt werden. Das heißt also, dass sich die einzelnen Fahrmanöver der autonomen Fahrzeuge durchaus unterscheiden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das oder die mehreren Infrastrukturelemente einem Streckenabschnitt einer Straße zugeordnet sind, wobei die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, weitere Assistenzdaten, die mittels eines weiteren Prozessors basierend auf einer jeweiligen Umfelderfassung von einem oder mehreren weiteren Umfeldsensoren, die an einem oder mehreren weiteren Infrastrukturelementen angeordnet sind, die einem dem Streckenabschnitt benachbarten weiteren Streckenabschnitt zugeordnet sind, ermittelt wurden, über das Kommunikationsnetzwerk zu empfangen, wobei der Prozessor ausgebildet ist, die weiteren Assistenzdaten für die Berechnung der Assistenzdaten zu verwenden.
Das heißt also, dass gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen ist, dass folgende Schritte vorgesehen sind: Empfangen von weiteren Assistenzdaten mittels der Kommunikationsschnittstelle über das Kommunikationsnetzwerk, wobei die weiteren Assistenzdaten mittels eines weiteren Prozessors basierend auf einer jeweiligen Umfelderfassung von einem oder mehreren weiteren Umfeldsensoren, die an einem oder mehreren weiteren Infrastrukturelementen angeordnet sind, die einem dem Streckenabschnitt benachbarten weiteren Streckenabschnitt zugeordnet sind, ermittelt wurden, und Verwenden der weiteren Assistenzdaten mittels des Prozessors für die Berechnung der Assistenzdaten.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein effizientes Assistieren des oder der autonomen Fahrzeuge ermöglicht ist.
Durch das Einteilen der Straße in verschiedene Streckenabschnitte kann insbesondere der technische Vorteil bewirkt werden, dass eine Rechenkapazität, die ein Prozessor für einen Streckenabschnitt aufweisen muss, um die notwendigen Berechnungen und Ermittlungen durchzuführen, kleiner ist im Vergleich zu dem Fall, in dem ein Prozessor für die gesamte Straße die entsprechenden Umfelderfassungen auswerten und basierend darauf die Assistenzdaten bilden muss.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, eine Nachricht von einem oder von mehreren autonomen Fahrzeugen zu empfangen, dass sie basierend auf Assistenzdaten fahren können.
Das heißt also insbesondere, dass gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen ist, dass die folgenden Schritte vorgesehen sind:
Empfangen einer Nachricht von einem oder von mehreren autonomen Fahrzeugen über das Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle, dass sie basierend auf Assistenzdaten fahren können.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass dem System bekannt ist, welches der Fahrzeuge im Umfeld der Infrastrukturelemente ein autonomes Fahrzeug ist, welches basierend auf Assistenzdaten fahren kann. Denn so kann zum Beispiel ein Mischverkehr von autonomen Fahrzeugen und Fahrzeugen, die noch mittels eines Fahrzeugführers geführt werden müssen, vorgesehen sein. Diese Fahrzeuge, die noch von einem Fahrzeugführer gesteuert oder geführt werden müssen, können also nicht mittels des Systems oder des Verfahrens beeinflusst werden, insofern diese Fahrzeuge nicht basierend auf den Assistenzdaten autonom fahren können. Aufgrund dieser Erkenntnis kann also zum Beispiel eine Fahrvorgabe für die autonomen Fahrzeuge entsprechend angepasst werden. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass den autonomen Fahrzeugen ein vorbestimmter Mindestabstand zu diesen Fahrzeugen, die noch von einem Fahrzeugführer geführt werden müssen, vorgegeben wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, dem oder den mehreren autonomen Fahrzeugen ein Ende eines Assistierens mittels der Assistenzdaten über das Kommunikationsnetzwerk zu kommunizieren, so dass das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge eine jeweilige Fahrzeugführung zurück an einen jeweiligen Fahrzeugführer übergeben können.
Das heißt also, dass gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen ist, dass folgende Schritte vorgesehen sind: Kommunizieren eines Endes eines Assistierens mittels der Assistenzdaten an das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge über das Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle, so dass das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge eine jeweilige Fahrzeugführung zurück an einen jeweiligen Fahrzeugführer übergeben können.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die autonomen Fahrzeuge rechtzeitig Kenntnis darüber erlangen können, dass das Assistieren beendet wird. Somit können diese sich auf diese veränderte Situation einstellen und die Fahrzeugführung zurück an den Fahrzeugführer übergeben. Das Ende eines Assistierens umfasst insbesondere, dass eine Straße oder ein Streckenabschnitt, die mittels der Umfeldsensoren, die an den stationären Infrastrukturelementen angeordnet sind, erfasst oder überwacht wird, endet. Denn nach Ende eines solchen Streckenabschnitts oder einer solchen Straße ist also dann nicht mehr vorgesehen, dass der sich an diesen Streckenabschnitt oder an diese Straße anschließende weitere Streckenabschnitt mittels Umfeldsensoren überwacht wird. Hier kann dann den autonomen Fahrzeugen nicht mehr assistiert werden.
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, eine jeweilige Nachricht von dem oder von den mehreren autonomen Fahrzeugen über das Kommunikationsnetzwerk zu empfangen, dass eine Übergabe an den jeweiligen Fahrzeugführer fehlschlug, wobei der Prozessor ausgebildet ist, ansprechend auf die jeweilige Nachricht, einer Notfallfahrvorgabe entsprechende Notfallfahrvorgabedaten zu berechnen, wobei die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, die Notfallfahrvorgabedaten an dasjenige oder diejenigen autonomen Fahrzeuge über das Kommunikationsnetzwerk zu senden, bei dem oder denen die Übergabe fehlschlug, so dass dasjenige oder diejenigen autonomen Fahrzeuge basierend auf den Notfallfahrvorgabedaten autonom sicher anhalten können.
Das heißt also, dass gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen ist, dass die folgenden Schritte vorgesehen sind: Empfangen einer Nachricht von dem oder von den mehreren autonomen Fahrzeugen über das Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle, dass eine Übergabe an den jeweiligen Fahrzeugführer fehlschlug, und Berechnen einer Notfallfahrvorgabe entsprechende Notfallfahrvorgabedaten mittels des Prozessors ansprechend auf die Nachricht und Senden der Notfallfahrvorgabedaten an dasjenige oder diejenigen autonomen Fahrzeuge über das Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle, bei dem oder denen die Übergabe fehlschlug, so dass dasjenige oder diejenigen autonomen Fahrzeuge basierend auf den Notfallfahrvorgabedaten autonom sicher anhalten können.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass auch in dem Fall, in welchem die Übergabe der Fahrzeugführung an den Fahrzeugführer fehlschlug, das autonome Fahrzeug dennoch sicher angehalten werden kann. Dadurch kann zum Beispiel ein Kollisionsrisiko verringert oder vermieden werden. Insbesondere heißt das, dass das oder die autonomen Fahrzeuge auch im Notfall unterstützt oder assistiert werden, insofern ihnen Notfallfahrvorgabedaten bereitgestellt werden.
Eine Notfallfahrvorgabe ist also insbesondere eine Fahrvorgabe für den Notfall. Ausführungen, die im Zusammenhang mit der Fahrvorgabe gemacht sind, gelten analog für die Notfallvorgabe und umgekehrt.
Ein stationäres Infrastrukturelement im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Element einer Infrastruktur, zum Beispiel einer Verkehrsinfrastruktur. Zum Beispiel ist ein Infrastrukturelement ein stationäres Objekt, welches sich an oder im Umfeld einer Straße oder eines Streckenabschnitts einer Straße befindet. Zum Beispiel kann ein stationäres Objekt ein Pfosten oder ein Mast, zum Beispiel ein Mast für eine Lichtsignalanlage, sein. Zum Beispiel kann ein stationäres Objekt ein Gebäude sein. Zum Beispiel kann ein stationäres Objekt ein Verkehrsschild sein. Zum Beispiel kann ein stationäres Objekt eine Straßenbeleuchtung sein. Zum Beispiel kann das stationäre Objekt ein Zaun oder eine Mauer sein. Insbesondere kann das stationäre Infrastrukturelement eine Straße sein. Die Straße umfasst insbesondere eine Fahrbahn und/oder einen Gehweg. Das heißt also, dass das Infrastrukturelement eine Fahrbahn oder ein Gehweg sein kann. Das heißt also, dass zum Beispiel in der Fahrbahn ein Umfeldsensor angeordnet ist.
Ein Umfeldsensor im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Sensor, welcher ein Umfeld sensorisch erfassen und entsprechend dem erfassten Umfeld Umfeldsensorrohdaten bereitstellen kann. Umfeldsensoren im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen zum Beispiel folgende Umfeldsensoren: Radarsensor, Lidarsensor, Videosensor, Ultraschallsensor, Infrarotsensor und Lasersensor. Die Umfeldsensoren sind insbesondere gleich oder beispielsweise unterschiedlich gebildet.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
1 ein System zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge,
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Assistieren einer oder mehrerer Fahrzeuge und
3 ein weiteres System zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge

zeigen.
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
1 zeigt ein System 101 zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge.
Die in 1 gezeigte Darstellung des Systems 101 ist eine Prinzipskizze und stellt daher die einzelnen Elemente des Systems 101 schematisch dar.
Das System 101 umfasst zwei stationäre Infrastrukturelemente 103, 105. Die stationären Infrastrukturelemente 103, 105 sind zum Beispiel Masten von Verkehrsschildern oder Masten einer Lichtsignalanlage.
An dem Infrastrukturelement 103 ist ein Umfeldsensor 107 angeordnet. An dem Infrastrukturelement 105 ist ein Umfeldsensor 109 angeordnet. In nicht gezeigten Ausführungsformen sind mehr oder weniger als zwei Infrastrukturelemente sowie mehr oder weniger als zwei Umfeldsensoren vorgesehen. Die beiden Umfeldsensoren 107, 109 sind zum Beispiel verschiedene Umfeldsensoren oder gleiche Umfeldsensoren. Zum Beispiel können die Umfeldsensoren 107, 109 Radarsensoren, Videosensoren, Ultraschallsensoren, Lasersensoren, Infrarotsensoren oder Lidarsensoren sein.
Die Umfeldsensoren 107, 109 umfassen ein jeweiliges Umfeld der Infrastrukturelemente 103, 105. Das heißt also, dass der Umfeldsensor 107 ein Umfeld des Infrastrukturelements 103 erfasst. Der Umfeldsensor 109 erfasst ein Umfeld des Infrastrukturelements 105.
In nicht gezeigten Ausführungsformen kann allgemein vorgesehen sein, dass an einem Infrastrukturelement mehrere Umfeldsensoren angeordnet sind.
Das System 101 umfasst ferner einen Prozessor 111, der ausgebildet ist, basierend auf einer jeweiligen Umfelderfassung der beiden Umfeldsensoren 107, 109 Assistenzdaten zu ermitteln. Basierend auf den Assistenzdaten können ein oder mehrere autonome Fahrzeuge im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente 103, 105 autonom fahren.
Eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Prozessor 111 und den Sensoren 107, 109 kann allgemein und losgelöst von diesem konkreten Ausführungsbeispiel zum Beispiel eine drahtgebundene und/oder eine drahtlose Kommunikationsverbindung umfassen. Das heißt also insbesondere, dass die Umfeldsensoren 107, 109 Umfeldsensorrohdaten, die dem erfassten Umfeld entsprechen, drahtlos oder drahtgebunden an den Prozessor 111 übertragen oder übermitteln oder senden.
Das System 101 umfasst ferner eine Kommunikationsschnittstelle 113, die ausgebildet ist, die Assistenzdaten an ein oder mehrere autonome Fahrzeuge über ein Kommunikationsnetzwerk zu senden, sodass das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge basierend auf den gesendeten Assistenzdaten im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente 103, 105 autonom fahren können.
Die Kommunikationsschnittstelle 113 ist zum Beispiel allgemein und losgelöst von diesem Ausführungsbeispiel als eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle ausgebildet. Das heißt also, dass die Assistenzdaten drahtlos an die Fahrzeuge gesendet werden.
Das Kommunikationsnetzwerk umfasst zum Beispiel ein Mobilfunknetzwerk und/oder ein WLAN-Netzwerk.
In einer nicht gezeigten allgemeinen Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Prozessoren vorgesehen sind. Dadurch kann zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt werden, dass jeder dieser Prozessoren nur für einen Teil der vorhandenen Umfeldsensoren zuständig ist. Das heißt also, dass einige der Umfeldsensoren ihre Umfeldsensorrohdaten einem Prozessor zur Verfügung stellen, wohingegen andere Umfeldsensoren ihre Umfeldsensorrohdaten einem weiteren Prozessor zur Verfügung stellen. Dadurch kann zum Beispiel eine benötigte Rechenkapazität auf verschiedene Prozessoren verteilt werden.
In einer nicht gezeigten allgemeinen Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Kommunikationsschnittstellen vorgesehen sind. Dadurch kann zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt werden, dass ein größerer Kommunikationsbereich abgedeckt werden kann, dass also auch Fahrzeuge über einen ausgedehnten Bereich mit Assistenzdaten versorgt werden können.
Die Infrastrukturelemente 103, 105 sowie die Kommunikationsschnittstelle 113 sind zum Beispiel an einer Straße angeordnet. Fahrzeuge, die auf der Straße fahren, werden somit mittels der Umfeldsensoren 107, 109 erfasst. Zum Beispiel können die Umfeldsensoren 107, 109 auch weitere Verkehrsteilnehmer, zum Beispiel Fußgänger oder Radfahrer, erfassen.
Basierend auf den erfassten Objekten, also insbesondere auf den Fahrzeugen und den weiteren Verkehrsteilnehmern kann dann der Prozessor 111 die Assistenzdaten ermitteln.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge. Das Verfahren wird mittels des Systems zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge durchgeführt. Beispielsweise kann es sich bei dem System um das System 101 der 1 handeln. Im Folgenden wird daher das Verfahren im Zusammenhang mit dem System 101 der 1 näher erläutert.
In einem Schritt 201 ist vorgesehen, dass die beiden Umfeldsensoren 107, 109 ein jeweiliges Umfeld der Infrastrukturelemente 103, 105 erfassen. Die dieser Umfelderfassung entsprechende Umfeldsensorrohdaten werden dem Prozessor 111 zur Verfügung gestellt, beispielsweise mittels einer drahtlosen Kommunikationsverbindung. Der Prozessor 111 ermittelt somit in einem Schritt 203 Assistenzdaten, basierend auf welchen ein oder mehrere autonome Fahrzeuge im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente 103, 105 autonom fahren können.
In einem Schritt 205 ist vorgesehen, dass die Kommunikationsschnittstelle 113 die Assistenzdaten über das Kommunikationsnetzwerk an ein oder mehrere autonome Fahrzeuge sendet. Dadurch werden diese autonomen Fahrzeuge in vorteilhafter Weise in die Lage versetzt, basierend auf den gesendeten Assistenzdaten im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente 103, 105 autonom fahren zu können.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Assistenzdaten den Umfeldsensorrohdaten entsprechen. Das heißt also insbesondere, dass ausschließlich die Umfeldsensorrohdaten mittels der Kommunikationsschnittstelle 113 an die Fahrzeuge gesendet werden. Die Fahrzeuge können dann basierend auf den Umfeldsensorrohdaten die Verkehrslage im Umfeld selbst errechnen und daraus eigene Fahrstrategien und zugehörige Fahrmanöver ableiten.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Prozessor 111 Fahrvorgabedaten basierend auf den Umfeldsensorrohdaten ermittelt, wobei die Fahrvorgabedaten einer oder mehrerer Fahrvorgaben entsprechen. Somit werden also über die Fahrvorgabedaten den Fahrzeugen Fahrvorgaben vorgegeben. Den Fahrzeugen wird also vorgegeben, wie sie zu fahren haben. Dabei kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass eine Fahrvorgabe ein Fahrmanöver und/oder eine Fahrstrategie umfasst. Zum Beispiel ist vorgesehen, dass für jedes der autonomen Fahrzeuge im Umfeld der Infrastrukturelemente 103, 105 eine spezifische oder eigene Fahrvorgabe gemacht wird.
Dadurch kann insbesondere der technische Vorteil bewirkt werden, dass eine effiziente und optimierte Verkehrssteuerung oder Verkehrsführung auf der Straße bewirkt werden kann. Dadurch kann zum Beispiel ein Durchsatz an Fahrzeugen auf der Straße vergrößert oder maximiert werden.
3 zeigt ein weiteres System 301 zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge.
Das System 301 umfasst mehrere stationäre Infrastrukturelemente 303, an welchen jeweils ein Umfeldsensor 305 angeordnet ist. Die Infrastrukturelemente 303 sind entlang einer Straße 307 angeordnet.
Die Straße 307 umfasst eine Fahrbahn 309 mit vier Fahrspuren 311, 313, 315, 317. Die beiden Fahrspuren 311, 313 sind von den Fahrspuren 315, 317 mittels einer Mittellinie 319 getrennt. Die beiden Fahrspuren 311, 313 geben eine Fahrtrichtung vor. Die Fahrspur 315, 317 geben eine der vorstehend genannten Fahrtrichtung entgegengesetzten Fahrtrichtung für Fahrzeuge vor.
Aufgrund der Anordnung der stationären Infrastrukturelemente 303 entlang der Fahrspuren 311, 313, 315, 317 kann eine Umfeldüberwachung der Straße 307 mittels der Umfeldsensoren 305 bewirkt werden. Das heißt also insbesondere, dass die Umfeldsensoren 305 die Straße 307 sensorisch erfassen können, also insbesondere Fahrzeuge oder Objekte, die sich auf der Straße 307 befinden, erfassen können.
Das System 301 umfasst drei Prozessoren 321, 323, 325, die zum Beispiel jeweils von einer Recheneinrichtung umfasst sein können.
Es ist vorgesehen, dass jeder dieser Prozessoren 321, 323, 325 nur für einen Teil der vorhandenen Umfeldsensoren 305 zuständig ist. So sind also einige der Umfeldsensoren 305 mit dem Prozessor 321 verbunden. Weitere Umfeldsensoren 305 sind mit dem Prozessor 323 verbunden. Weitere Umfeldsensoren 305 sind mit dem Prozessor 325 verbunden. Eine Kommunikationsverbindung zwischen den Prozessoren 321, 323, 325 und den Umfeldsensoren 305 ist symbolisch mit geraden Linien mit dem Bezugszeichen 329 gekennzeichnet. Die Kommunikationsverbindung 329 ist zum Beispiel eine drahtlose Kommunikationsverbindung. Insbesondere kann die Kommunikationsverbindung 329 zusätzlich oder anstelle zur drahtlosen Kommunikationsverbindung auch eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung umfassen.
Für zwei Umfeldsensoren 305 in der Darstellung gemäß 3 ist kein zuständiger Prozessor eingezeichnet. Von einer entsprechenden Darstellung eines solchen Prozessors wurde der Übersicht halber abgesehen. Dennoch sind diese Umfeldsensoren 305 auch mit einem Prozessor verbunden.
So können also die Umfeldsensoren 305 zum Beispiel Streckenabschnitten 335, 337, 339 zugeordnet sein, die hier symbolisch jeweils mit einer geschweiften Klammer dargestellt sein sollen. Das heißt also, dass die Umfeldsensoren 305 des Streckenabschnitts 335 nur eine Umfelderfassung in diesem Streckenabschnitt durchführen. Analog gilt dies für die weiteren Streckenabschnitte 337, 339. Somit ist also jeder Prozessor 321, 323, 325 für einen dieser Streckenabschnitte 335, 337, 339 verantwortlich. Das heißt also, dass jeder dieser Prozessoren 321, 323, 325 nur Assistenzdaten für seinen zugeordneten Streckenabschnitt 335, 337, 339 ermittelt. Dies basierend auf der entsprechenden Umfelderfassung der entsprechenden Umfeldsensoren 305.
Das System 301 umfasst ferner mehrere Kommunikationsschnittstellen 327, die jeweils über Kommunikationsverbindungen 329 mit den Prozessoren 321, 323, 325 verbunden sind. Die Kommunikationsschnittstellen 327 sind als drahtlose Kommunikationsschnittstellen ausgebildet und senden somit drahtlos die Assistenzdaten an zum Beispiel autonome Fahrzeuge, die auf der Straße 307 fahren.
Beispielhaft sind auf den beiden Fahrspuren 311, 313 mehrere Fahrzeuge 331 eingezeichnet. Eine jeweilige Fahrtrichtung der Fahrzeuge 331 ist mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 333 gekennzeichnet. Sofern eines dieser Fahrzeuge 331 mit zwei Vierecken dargestellt ist, die mit einem Strich verbunden sind, so soll es sich hier symbolisch um ein Fahrzeug umfassend einen Anhänger handeln.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die 3 lediglich ein beispielhaftes Szenario zeigt und auch die Anzahl der eingezeichneten Fahrzeuge 331 ist lediglich beispielhaft zu verstehen.
Die Fahrzeuge 331 werden also mittels der Umfeldsensoren 305, die entlang der Fahrbahn 311 angeordnet sind, sensorisch erfasst. Die Prozessoren 321, 325 können die entsprechenden Umfeldsensorrohdaten auswerten und basierend auf der Auswertung Assistenzdaten ermitteln, die mittels der Kommunikationsschnittstelle 327 den Fahrzeugen 331 zur Verfügung gestellt werden.
Hierbei ist zum Beispiel vorgesehen, dass die Assistenzdaten, die mittels der Umfeldsensoren 305 für den Streckenabschnitt 337 ermittelt wurden, vom Prozessor 321 über eine Kommunikationsverbindung 329 dem Prozessor 325 zur Verfügung gestellt werden, sodass der Prozessor 325 Kenntnis darüber erlangt, welche Fahrzeuge 331 in seinen Streckenabschnitt 339 einfahren werden.
Obwohl auf den Fahrbahnen 315, 317 keine Fahrzeuge eingezeichnet sind, gelten die im Zusammenhang mit den Fahrbahnen 311, 313 gemachten Ausführungen analog. Somit können sich also auch auf den Fahrbahnen 315, 317 Fahrzeuge befinden, die mittels der entsprechenden Umfeldsensoren 305 erfasst werden, wobei dann der Prozessor 323 entsprechende Assistenzdaten für diese Fahrzeuge ermitteln kann, die dann mittels Kommunikationsschnittstellen, die hier für die Fahrbahn 315, 317 nicht explizit eingezeichnet sind, den Fahrzeugen über ein Kommunikationsnetzwerk zur Verfügung gestellt werden können.
Das erfindungsgemäße Konzept, das eine Umfelderfassung mittels fahrzeugexterner Umfeldsensoren, die an stationären Infrastrukturelementen angeordnet sind, durchgeführt wird, weist insbesondere folgende Vorteile auf:
Ein autonomes Fahrzeug muss somit nicht mehr seinen eigenen Satz an Umfeldsensoren mitbringen. Dies verbilligt eine Herstellung und macht ein solch autonomes Fahrzeug technisch weniger komplex.
Es kann in vorteilhafter Weise ein gemeinsamer Algorithmus zur Errechnung der Fahrstrategie und Ausführung der Fahrmanöver für sämtliche Fahrzeuge, also fahrzeugübergreifend, implementiert werden, sodass eine Vielzahl an bestimmten Situationen berücksichtigt werden kann. Hier ist es im bekannten Stand der Technik so, dass in der Regel jeder Fahrzeughersteller einen Algorithmus zur Errechnung der Fahrstrategie und Ausführung der Fahrmanöver implementiert, sodass jeder Fahrzeughersteller alle wahrscheinlichen und unwahrscheinlichen Straßen- und Verkehrssituationen selbst in den Griff bekommen und austesten muss. Durch die Vielzahl an möglichen Situationen kann es sehr wahrscheinlich sein, dass bestimmte Situationen nicht bedacht werden und es zu Unfällen kommen kann oder der Fahrer selbst wieder in die Fahrzeugsteuerung eingreifen muss. Dies kann aber durch das erfindungsgemäße Konzept überwunden werden.
Insbesondere stellt das erfindungsgemäße Konzept eine Möglichkeit bereit, wie ein Fahrzeug einen Fahrzeugführer wieder schnell in die Verkehrssituation zurückbringt, wenn die Situation nicht mehr autonom vom Fahrzeug beherrscht werden kann.
Weiterhin weist das Konzept den Vorteil auf, dass Begrenzungen der fahrzeugeigenen Umfeldsensoren überwunden werden können. Denn in der Regel haben Umfeldsensoren, die am Fahrzeug angebracht sind, ein begrenztes Sichtfeld, sodass gegebenenfalls Fahrzeuge und andere Verkehrsteilnehmer nicht rechtzeitig erkannt werden können, da diese zum Beispiel durch schwierige bauliche oder situative Straßenverhältnisse verdeckt werden. Durch das erfindungsgemäße Konzept der Umfelderfassung mittels der Umfeldsensoren, die an stationären Infrastrukturelementen angeordnet sind, können somit den Fahrzeugen Umfeldsensorrohdaten zur Verfügung gestellt werden, die diese mit ihren eigenen fahrzeuginternen Umfeldsensoren nicht ermitteln könnten.
Durch die stationären Infrastrukturelemente ist es insbesondere in vorteilhafter Weise ermöglicht, deren Position genau zu bestimmen. Dies kann genauer durchgeführt werden im Vergleich zu einer GPS-Positionierung oder GPS-Lokalisierung (GPS: Global Positioning System) eines fahrenden Fahrzeugs. Auch wenn ein Fahrzeug Videokameras aufweisen sollte, um eine Fahrspur zu erkennen oder um eine Lage des Fahrzeugs in der Fahrspur zu erkennen, so kann dies bei extremen Witterungsbedingungen (Regen oder schneebedeckte Straße) nicht immer zuverlässig funktionieren und eine Videokamera kann zum Beispiel ausfallen. Eine Lokalisierung der Fahrzeuge kann dadurch also verbessert werden durch das erfindungsgemäße Konzept der Verwendung der stationären Infrastrukturelemente für Umfeldsensoren.
Insbesondere können eventuelle Probleme, die bei einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (car-to-car communication, kurz: C2C communication) auftreten können, überwunden werden, da erfindungsgemäß eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (car-to-infrastructure communication, kurz: C2I communication) vorgesehen ist.
Insbesondere weist das erfindungsgemäße Konzept den Vorteil auf, dass übergeordnete Verkehrssteueralgorithmen zur effizienten Ausnutzung der Infrastruktur implementiert werden können. Dadurch kann in vorteilhafter Weise bewirkt werden, dass bei autonom fahrenden Fahrzeugen eine Hochausnutzung der Straßenkapazität möglich ist.
Insbesondere können Probleme in vorteilhafter Weise überwunden werden, die zum Beispiel während einer Einführungsphase von autonomen Fahrzeugen, wenn es zu einem Mix zwischen herkömmlichen von Fahrzeugführern gelenkten Fahrzeugen und autonom fahrenden Fahrzeugen kommt, auftreten können, die von den Regelalgorithmen nicht beherrscht werden können.
Zusammenfassend umfasst die Erfindung also insbesondere den Gedanken, Umfeldsensoren (Kameras, Radar, Wärmebildsensoren, Infrarotkameras) zur Erfassung der Verkehrsteilnehmer im Straßenraum in der Infrastruktur, also in den Infrastrukturelementen, anzuordnen oder aufzubauen. Je nach örtlicher Gegebenheit werden insbesondere so viele Umfeldsensoren verbaut, dass sichergestellt ist, dass immer alle Verkehrsteilnehmer erfasst werden können, also insbesondere auch Radfahrer und Fußgänger.
Autonom fahrende Fahrzeuge müssen somit nicht mehr über eigene Umfeldsensoren verfügen, sondern sind lediglich mit einer Kommunikationseinrichtung ausgestattet, um die Assistenzdaten zu empfangen über das Kommunikationsnetzwerk. Die Fahrzeuge können zum Beispiel mit ihrer Kommunikationseinrichtung Fahrbefehle empfangen, die vom System bereitgestellt werden, sodass die Fahrzeuge diese Fahrbefehle ausführen können. Insbesondere ist vorgesehen, dass sich autonome Fahrzeuge beim System anmelden, dass sie an dem System teilnehmen wollen. Somit signalisieren die autonomen Fahrzeuge also dem System, dass sie von dem System beeinflusst werden können, also mittels der Assistenzdaten beeinflusst werden können. Die Steuerungsmechanismen in den autonomen Fahrzeugen zur Ausführung der vorgegebenen Fahrmanöver ist die gleiche wie bei bisher bekannten autonom fahrenden Fahrzeugen und ist dem Fachmann somit als solches bekannt und wird somit hier nicht weiter ausgeführt werden.
Die infrastrukturseitig installierten Umfeldsensoren kommunizieren ihre Umfeldsensorrohdaten über Kommunikationsverbindungen an zugeordnete infrastrukturseitige Recheneinheiten, die einen oder mehrere Prozessoren umfassen. Diese Prozessoren führen eine Sensordatenfusion durch und können basierend darauf eine Verkehrslage auf einem Streckenabschnitt ihrer zugeordneten Umfeldsensoren errechnen. Das heißt also insbesondere, dass für jeden Verkehrsteilnehmer, also zum Beispiel für jedes Fahrzeug, ein aktueller Ort errechnet wird; da diese Umfeldsensoren ortsfest installiert sind, kann eine Position auch ohne GPS errechnet werden. Insbesondere kann ein Geschwindigkeitsvektor für jeden Verkehrsteilnehmer errechnet werden. Da mit fortlaufender Zeit auch eine Historie der Positionen des Geschwindigkeitsvektors der Verkehrsteilnehmer, also zum Beispiel der Fahrzeuge, bekannt ist, kann zum Beispiel in vorteilhafter Weise eine zukünftige Entwicklung der Verkehrslage errechnet oder ermittelt werden.
Aus dieser Verkehrslage ist dann nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass die infrastrukturseitige Recheneinrichtung für jeden Verkehrsteilnehmer, der sich von der Infrastruktur steuern oder beeinflussen lässt, also vom System steuern oder beeinflussen lässt, eine Fahrstrategie und die notwendigen Fahrmanöver errechnet. Das System berücksichtigt dabei insbesondere nicht nur die notwendigen Manöver, um ein sicheres und unfallfreies Fahren zu gewährleisten, sondern optimiert insbesondere auch gleichzeitig die jeweilige Fahrstrategie der Fahrzeuge, um einen größtmöglichen Durchsatz auf der Straße zu gewährleisten. An der Grenze zum nächsten Streckenabschnitt mit der nächsten Recheneinrichtung und den zugeordneten Umfeldsensoren werden die erfassten Fahrzeuge dann über eine Kommunikationsverbindung an die nächste infrastrukturseitige Recheneinrichtung übergeben. Die Anzahl der infrastrukturseitigen Recheneinrichtungen, die auch als Recheneinheiten bezeichnet werden können, wird insbesondere durch deren Rechenkapazität bestimmt. Bei genügend Rechenleistung kann auch eine einzige infrastrukturseitige Recheneinrichtung vorgesehen sein.
Die Fahrstrategie und die Fahrmanöver werden insbesondere über drahtlose Kommunikationsschnittstellen, die auch als Kommunikationseinrichtungen bezeichnet werden können, die eine flächendeckende Kommunikation auf der Straße erlauben und an die infrastrukturseitigen Recheneinrichtungen angeschlossen sind, insbesondere in Echtzeit an die Fahrzeuge kommuniziert. Die Fahrzeuge führen daraufhin die Fahrmanöver aus. Die entsprechenden Regeln und Kontrolleinrichtungen dazu sind aus den bisher bekannten autonom fahrenden Fahrzeugen bekannt.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass nur die aktuell errechnete Verkehrslage (Position und Geschwindigkeitsvektor der Fahrzeuge) an die Fahrzeuge gesendet wird. Diese errechnen daraufhin in vorteilhafter Weise ihre eigene Fahrstrategie und die dazugehörigen Fahrmanöver und führen diese durch. Vorzugsweise kommuniziert das System auch Vorgaben zu den Fahrstrategien, um eine Hochausnutzung der Verkehrsinfrastruktur, insbesondere der Straße, zu gewährleisten.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass nur die Umfeldsensorrohdaten an die Fahrzeuge kommuniziert oder gesendet werden, die daraufhin die Verkehrslage selbst errechnen und daraus eine Fahrstrategie und zugehörige Fahrmanöver ableiten.
Der erfindungsgemäße Gedanke liegt also insbesondere darin, dass die Fahrzeuge ihr Umfeld nun nicht mehr selbst erkennen müssen, sondern die Umfelddaten von dem System, also von der Infrastruktur, erfasst werden. Dieses Konzept weist insbesondere mehrere Vorteile auf:
Hochausnutzung der Infrastruktur ist möglich, da übergeordnete Steueralgorithmen den gesamten Verkehrsfluss optimieren.
Die Streckenausstattung ist zertifizierbar, das heißt es kann nachgewiesen werden, dass der gesamte Verkehrsraum erfasst wird. Schwierige bauliche Situationen können durch geeignete Sensoren und/oder durch geeignete Anbringungsorte der Sensoren gemeistert werden.
Da die Sensoren ortsfest angebracht sind, können die erfassten Verkehrsteilnehmer leicht verortet werden, ohne auf ungenaue GPS-Positionierung angewiesen zu sein.
Es ist eine schnelle Behebbarkeit von Fehlern möglich: Bei Fehlern in den verschiedenen Algorithmen für Sensordatenfusion, Verkehrslageberechnung, Fahrstrategieberechnung, Ableitung der Fahrmanöver kann eine Fehlerbehebung schnell eingebracht werden, da die Infrastruktur zugänglich ist und nicht in die Fahrzeuge eingegriffen werden muss.
Vor allem während der Einführungsphase – gekennzeichnet dadurch, dass es noch viele Fahrzeuge mit einem Fahrzeuglenker gibt und nur wenige Fahrzeuge autonom fahren – ist dieses System sicherer als komplett autonome fahrende Fahrzeuge, die mit ihren Sensoren nur ein begrenztes Sichtfeld haben.
Verkehrsteilnehmer, die nicht mit einem motorisierten Fahrzeug unterwegs sind, können ebenfalls sicher erfasst und in die Verkehrslageberechnung mit einbezogen werden.
Das Ende einer entsprechend ausgebauten automatisierten Strecke kann rechtzeitig an den Fahrzeuglenker kommuniziert werden, sodass die Fahraufgabe ohne Stress übernommen werden kann. Übernimmt der Fahrzeuglenker das Fahrzeug nicht mehr, weil er zum Beispiel eingeschlafen ist, so kann zum beispiel durch bauliche Maßnahmen, wie zum Beispiel Ausleitung in einen Parkplatz, sichergestellt werden, dass keine gefährliche Situation entsteht.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben 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.

Claims

System (101, 301) zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge (331), umfassend: – einen oder mehrere Umfeldsensoren (107, 109, 305), die an einem oder mehreren stationären Infrastrukturelementen (103, 105, 303) angeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Umfeldsensoren (107, 109, 305) ausgebildet sind, ein jeweiliges Umfeld des oder der Infrastrukturelemente (103, 105, 303) zu erfassen, – einen Prozessor (111), der ausgebildet ist, basierend auf einer jeweiligen Umfelderfassung des einen oder der mehreren Umfeldsensoren (107, 109, 305) Assistenzdaten zu ermitteln, basierend auf welchen ein oder mehrere autonome Fahrzeuge (331) im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente (103, 105, 303) autonom fahren können, und – eine Kommunikationsschnittstelle (113, 327), die ausgebildet ist, die Assistenzdaten an ein oder mehrere autonome Fahrzeuge (331) über ein Kommunikationsnetzwerk zu senden, so dass das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge (331) basierend auf den gesendeten Assistenzdaten im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente (103, 105, 303) autonom fahren können.
System (101, 301) nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (111) ausgebildet ist, basierend auf der jeweiligen Umfelderfassung einer momentanen und/oder zukünftigen Verkehrslage im Umfeld des oder der Infrastrukturelemente (103, 105, 303) entsprechende Verkehrslagedaten zu berechnen, so dass die ermittelten Assistenzdaten die Verkehrslagedaten umfassen.
System (101, 301) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Prozessor (111) ausgebildet ist, basierend auf der jeweiligen Umfelderfassung einer oder mehrerer Fahrvorgaben entsprechende Fahrvorgabedaten für das oder die mehreren autonomen Fahrzeug (331) zu berechnen, so dass die ermittelten Assistenzdaten die Fahrvorgabedaten umfassen.
System (101, 301) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das oder die mehreren Infrastrukturelemente (103, 105, 303) einem Streckenabschnitt einer Straße (307) zugeordnet sind, wobei die Kommunikationsschnittstelle (113, 327) ausgebildet ist, weitere Assistenzdaten, die mittels eines weiteren Prozessors (321, 323, 325) basierend auf einer jeweiligen Umfelderfassung von einem oder mehreren weiteren Umfeldsensoren (107, 109, 305), die an einem oder mehreren weiteren Infrastrukturelementen (103, 105, 303) angeordnet sind, die einem dem Streckenabschnitt benachbarten weiteren Streckenabschnitt zugeordnet sind, ermittelt wurden, über das Kommunikationsnetzwerk zu empfangen, wobei der Prozessor (111) ausgebildet ist, die weiteren Assistenzdaten für die Berechnung der Assistenzdaten zu verwenden.
System (101, 301) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kommunikationsschnittstelle (113, 327) ausgebildet ist, eine Nachricht von einem oder von mehreren autonomen Fahrzeugen (331) zu empfangen, dass sie basierend auf Assistenzdaten fahren können.
System (101, 301) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kommunikationsschnittstelle (113, 327) ausgebildet ist, dem oder den mehreren autonomen Fahrzeugen (331) ein Ende eines Assistierens mittels der Assistenzdaten über das Kommunikationsnetzwerk zu kommunizieren, so dass das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge (331) eine jeweilige Fahrzeugführung zurück an einen jeweiligen Fahrzeugführer übergeben können.
System (101, 301) nach Anspruch 6, wobei die Kommunikationsschnittstelle (113, 327) ausgebildet ist, eine jeweilige Nachricht von dem oder von den mehreren autonomen Fahrzeugen (331) über das Kommunikationsnetzwerk zu empfangen, dass eine Übergabe an den jeweiligen Fahrzeugführer fehlschlug, – wobei der Prozessor (111) ausgebildet ist, ansprechend auf die jeweilige Nachricht, einer Notfallfahrvorgabe entsprechende Notfallfahrvorgabedaten zu berechnen, – wobei die Kommunikationsschnittstelle (113, 327) ausgebildet ist, die Notfallfahrvorgabedaten an dasjenige oder diejenigen autonomen Fahrzeuge (331) über das Kommunikationsnetzwerk zu senden, bei dem oder denen die Übergabe fehlschlug, so dass dasjenige oder diejenigen autonomen Fahrzeuge (331) basierend auf den Notfallfahrvorgabedaten autonom sicher anhalten können.
Verfahren zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge (331) mittels des Systems (101, 301) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: – Erfassen (201) eines jeweiligen Umfelds des einen oder der mehreren Infrastrukturelemente (103, 105, 303) mittels des einen oder der mehreren Umfeldsensoren, – Ermitteln (203) von Assistenzdaten, basierend auf welchen ein oder mehrere autonome Fahrzeuge (331) im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente (103, 105, 303) autonom fahren können, mittels des Prozessors (111) basierend auf der jeweiligen Umfelderfassung des einen oder der mehreren Umfeldsensoren (107, 109, 305), und – Senden (205) der Assistenzdaten mittels der Kommunikationsschnittstelle (113, 327) über das Kommunikationsnetzwerk an ein oder mehrere autonome Fahrzeuge, so dass das oder die mehreren autonomen Fahrzeugen (331) basierend auf den gesendeten Assistenzdaten im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente (103, 105, 303) autonom fahren können.
Verfahren nach Anspruch 8 soweit rückbezogen auf Anspruch 2, ferner umfassend: – Berechnen von einer momentanen und/oder zukünftigen Verkehrslage im Umfeld des oder der Infrastrukturelemente (103, 105, 303) entsprechende Verkehrslagedaten mittels des Prozessors (111) basierend auf der jeweiligen Umfelderfassung, so dass die ermittelten Assistenzdaten die Verkehrslagedaten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 soweit rückbezogen auf Anspruch 3, ferner umfassend: – Berechnen von einer oder mehrerer Fahrvorgaben entsprechende Fahrvorgabedaten für das oder die mehreren autonomen Fahrzeug (331) mittels des Prozessors (111) basierend auf der jeweiligen Umfelderfassung, so dass die ermittelten Assistenzdaten die Fahrvorgabedaten umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10 soweit rückbezogen auf Anspruch 4, ferner umfassend: – Empfangen von weiteren Assistenzdaten mittels der Kommunikationsschnittstelle (113, 327) über das Kommunikationsnetzwerk, wobei die weiteren Assistenzdaten mittels eines weiteren Prozessors (321, 323, 325) basierend auf einer jeweiligen Umfelderfassung von einem oder mehreren weiteren Umfeldsensoren (107, 109, 305), die an einem oder mehreren weiteren Infrastrukturelementen (103, 105, 303) angeordnet sind, die einem dem Streckenabschnitt benachbarten weiteren Streckenabschnitt zugeordnet sind, ermittelt wurden, und – Verwenden der weiteren Assistenzdaten mittels des Prozessors für die Berechnung der Assistenzdaten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 soweit rückbezogen auf Anspruch 5, ferner umfassend: – Empfangen einer Nachricht von einem oder von mehreren autonomen Fahrzeugen (331) über das Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle (113, 327), dass sie basierend auf Assistenzdaten fahren können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12 soweit rückbezogen auf Anspruch 6, ferner umfassend: – Kommunizieren eines Endes eines Assistierens mittels der Assistenzdaten an das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge (331) über das Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle (113, 327), so dass das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge (331) eine jeweilige Fahrzeugführung zurück an einen jeweiligen Fahrzeugführer übergeben können.
Verfahren nach Anspruch 13 soweit rückbezogen auf Anspruch 7, ferner umfassend: – Empfangen einer Nachricht von dem oder von den mehreren autonomen Fahrzeugen (331) über das Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle (113, 327), dass eine Übergabe an den jeweiligen Fahrzeugführer fehlschlug, und – Berechnen einer Notfallfahrvorgabe entsprechende Notfallfahrvorgabedaten mittels des Prozessors (111) ansprechend auf die Nachricht und – Senden der Notfallfahrvorgabedaten an dasjenige oder diejenigen autonomen Fahrzeuge (331) über das Kommunikationsnetzwerk mittels der Kommunikationsschnittstelle (113, 327), bei dem oder denen die Übergabe fehlschlug, so dass dasjenige oder diejenigen autonomen Fahrzeuge (331) basierend auf den Notfallfahrvorgabedaten autonom sicher anhalten können.
Computerprogramm, umfassend Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.