DE102016007733A1

DE102016007733A1 - Verfahren und System zum automatischen Folgen einer Fahrspur

Info

Publication number: DE102016007733A1
Application number: DE102016007733.6A
Authority: DE
Inventors: Tobias Aurand; Markus Zimmer; Nina Prokopp
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2017-02-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Folgen einer Fahrspur, bei welchem Informationen über die Fahrspur außerhalb des Fahrzeuges (3) entlang einer Fahrstrecke abgespeichert sind und von dem Fahrzeug (3) detektiert werden. Bei einem Verfahren, bei welchem die Spurprädiktion verbessert wird, sind die Informationen über einen weiteren Verlauf der Fahrspur in mehreren entlang der Fahrstrecke angeordneten RFID-Chips (5) abgespeichert und werden von dem Fahrzeug (3) während der Fahrt ausgelesen, wobei innerhalb des Fahrzeuges (3) aus diesen Informationen eine Trajektorie für das Fahrzeug (3) bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Folgen einer Fahrspur, bei welchem Informationen über die Fahrspur außerhalb des Fahrzeuges entlang einer Fahrstrecke abgespeichert sind und von dem Fahrzeug detektiert werden, sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 10 2008 054 207 A1 ist ein Verfahren zur Führung eines Fahrzeuges entlang einer vorgegebenen Solltrajektorie bekannt, bei welcher Positionsdaten der Solltrajektorie für einen vorgegebenen Streckenabschnitt außerhalb des Fahrzeuges generiert und über eine Funkverbindung zu dem Fahrzeug übertragen werden.
Alternativ greifen Systeme für die Spurprädiktion auf Daten von Kameras zurück, die an dem Fahrzeug angeordnet sind und welche die Fahrbahnmarkierungen wahrnehmen. Da Kameras aber nicht in allen Situationen an vorausfahrenden oder entgegenkommenden Fahrzeugen „vorbeischauen” können, ist eine lückenlose Erfassung der Fahrspur somit nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum automatischen Folgen einer Fahrspur anzugeben, bei welchem eine lückenlose Information über den Verlauf der Fahrspur sichergestellt wird.
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 Informationen über einen weiteren Verlauf der Fahrspur in mehreren entlang der Fahrstrecke angeordneten RFID-Chips abgespeichert sind und von dem Fahrzeug während der Fahrt ausgelesen werden, wobei innerhalb des Fahrzeuges aus diesen Informationen eine Trajektorie für das Fahrzeug bestimmt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Informationen über den weiteren Verlauf der Fahrspur jederzeit dem Fahrzeug zur Verfügung stehen und somit eine gesicherte Trajektorie berechnet werden kann.
Vorteilhafterweise umfassen die Informationen über den weiteren Verlauf der Fahrspur einen Krümmungswinkel und/oder eine Breite der Fahrspur. Aus diesen Informationen lässt sich die Prädiktion des weiteren Fahrspurverlaufs einfach bestimmen.
In einer Ausgestaltung werden anhand von mit Radar ausgewerteten Reflexionseigenschaften des RFID-Chips eine Orientierung und/oder eine Position des Fahrzeuges in der Fahrspur bestimmt. Da die Positionierung des RFID-Chips bekannt ist, lässt sich in Bezug darauf einfach feststellen, ob das Fahrzeug innerhalb der Fahrspur korrekt fährt.
In einer Alternative wird die Orientierung und/oder die Position des Fahrzeuges relativ zum RFID-Chip mit einem Ortungsverfahren, insbesondere mit einem funkbasierten Ortungsverfahren bspw. mittels Triangulation oder Feldstärkemessung bestimmt.
In einer Variante wird bei Verwendung eines passiven RFID-Chips vom Fahrzeug ein Anregungssignal ausgesendet, welches zur Stromversorgung des RFID-Chips genutzt wird, wodurch der RFID-Chip zur Aussendung der Information über den weiteren Verlauf der Fahrspur angeregt wird. Durch die Verwendung von zahlreichen, an der Fahrspur positionierten, passiven RFID-Chips wird ein besonders kostengünstiges Informationssystem realisiert, bei welchem auf einzelne Energiequellen für die RFID-Chips verzichtet werden kann.
In einer Ausführungsform wird das Anregungssignal kontinuierlich vom Fahrzeug während der Fahrt ausgesendet. Damit wird sichergestellt, dass beim Vorhandensein von RFID-Chips auf der Fahrbahn entsprechende Informationen über den weiteren Spurverlauf zur weiteren Verarbeitung an das Fahrzeug ausgegeben werden.
Damit ein Zusammenspiel zwischen dem Anregungssignal und dem RFID-Chip gewährleistet wird, ist eine Wellenlänge des Anregungssignals auf eine Ansprechwellenlänge des RFID-Chips abgestimmt.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein System zum automatischen Folgen einer Fahrspur eines Fahrzeuges, umfassend mehrere Speichereinheiten zur Speicherung von Informationen über den weiteren Spurverlauf, welche entlang der Fahrstrecke außerhalb des Fahrzeuges angeordnet sind und eine im Fahrzeug angeordnete Einheit zur Detektion der Informationen über den weiteren Verlauf der Fahrspur. Bei einem System, bei welchem besonders kostengünstig die Fahrspur vorausbestimmt werden kann, sind die Speichereinheiten als RFID-Chips ausgebildet, die auf einer Fahrbahn und/oder einer Seitenmarkierung der Fahrbahn positioniert sind, wobei in dem Fahrzeug eine Leseeinheit zur Detektion für die vom RFID-Chip ausgesandten Informationen über die weitere Fahrspur positioniert ist, welche mit einer Auswerteeinheit zur Prädiktion der Fahrspur aus den von den RFID-Chips ausgesandten Informationen verbunden ist.
Vorteilhafterweise sind die RFID-Chips in einem vorgegebenen Abstand auf eine abrollbare Fahrbahnmarkierung oder direkt auf die Fahrbahn aufgeklebt oder in die Fahrbahn eingelassen. Somit ist eine kostengünstige Montage der RFID-Chips auf der Fahrbahn möglich.
In einer Ausgestaltung ist je ein RFID-Chip an einem Leitpfosten und/oder in einem vorgegebenen Abstand an einer Leitplanke befestigt. Dabei werden an sich am Straßenrand vorhandene Verkehrsleiteinrichtungen als Träger für die RFID-Chips genutzt.
In einer Alternative sind miniaturisierte RFID-Chips Bestandteil einer Farbe für die Fahrbahnmarkierung. Die RFID-Chips werden dann gleichzeitig mit der Farbe auf die Fahrbahn aufgesprüht.
In einer Variante ist der RFID-Chip als passiver RFID-Chip ausgebildet. Dadurch wird ein besonders kostensparendes Verfahren realisiert.
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 zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems,
2 ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung von RFID-Chip und Lesegerät,
3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems 1 dargestellt, welches ein Fahrzeug 3 und einen passiven RFID-Chip 5 umfasst. Das Fahrzeug 3 weist ein Lesegerät 7 auf, welches als Anregungssignal eine elektromagnetische Welle aussendet, die dem passiven RFID-Chip 5 als Spannungsquelle dient. Der von der elektromagnetischen Welle des Lesegerätes 7 aktivierte RFID-Chip 5 dekodiert die gesendeten Befehle und überträgt die auf ihm gespeicherten Informationen an das Lesegerät 7. Zwischen dem Lesegerät 7 und dem passiven RFID-Chip 5 besteht somit eine bidirektionale Verbindung.
Bei den übertragenen Informationen handelt es sich um Angaben über den weiteren Verlauf der Fahrspur, auf welcher das Fahrzeug 3 fährt. Diese Informationen können beispielsweise einen Krümmungsradius der Fahrspur und/oder die Breite der Fahrspur umfassen. Die von dem Lesegerät 7 aus dem RFID-Chip 5 ausgelesenen Informationen werden in einer Auswerteeinheit 9, beispielsweise einem Computer oder einem Steuergerät, weiterverarbeitet, wobei aus diesen Daten die Fahrspur des Fahrzeuges 3 prädiziert und eine Trajektorie des Fahrzeuges 3 bestimmt wird.
Mit passiven RFID-Chips 5 sind Reichweiten von einigen Metern erreichbar. Die Auslesezeit der Daten befindet sich im Millisekundenbereich, wodurch das Auslesen eines RFID-Chips 5 auch bei hohen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges 3 möglich ist.
Wie aus 2 hervorgeht, ist das Lesegerät 7 bevorzugt an der Außenseite oder der Unterseite des Fahrzeuges 3 angeordnet, so dass es sich möglichst nahe an den RFID-Chips 5 befindet. Diese RFID-Chips 5 sind in vorgegebenen Abständen entweder auf der Fahrbahnmarkierung 11 befestigt oder an einem Leitpfosten 13, wie sie am Straßenrand angeordnet sind, positioniert. Denkbar ist aber auch die Anordnung des RFID-Chips 5 an jeder anderen Stelle der Fahrbahn oder am Fahrbahnrand.
Um eine hinreichende Abdeckung an über die Fahrspur verfügbaren Informationen zu erreichen, ist es vorteilhaft, mehrere RFID-Chips 5 auf oder an der Fahrbahn anzuordnen. Deren Abstand zueinander soll dabei einen bestimmten Maximalabstand nicht überschreiten. Der festgelegte Maximalabstand ist abhängig davon, wieviel Informationen auf einem einzelnen RFID-Chip 5 gespeichert sind bzw. wie der Fahrbahnverlauf aussieht.
Bei der Auswahl des Lesegerätes 7 ist es erforderlich, dass die Wellenlänge des Anregungssignals des Lesegerätes 7 auf die Ansprechwellenlänge des verwendeten RFID-Chips 5 abgestimmt ist. Dabei wird das Lesegerät 7 so betrieben, dass es kontinuierlich das Anregungssignal aussendet und die Rückantwort eines RFID-Chips 5 erwartet. In einer Alternative kann das Lesegerät 7 zum Aussenden des Anregungssignals zum Auslesen der Spurinformation aber auch nur dann aktiviert werden, wenn andere im Fahrzeug 3 integrierte Sensoren zur Umwelterkennung nicht genügend Informationen liefern.
Die Spurprädiktion durch Auslesen der auf den RFID-Chips 5 gespeicherten Informationen ist in 3 visualisiert. 3 zeigt das Fahrzeug 3, welches kontinuierlich ein Anregungssignal von seinem Lesegerät 7 aussendet. Dabei sind beidseitig des Fahrzeuges 3 zwei Lesegeräte 7 angeordnet, damit RFID-Chips 5, die auf der Fahrbahnmarkierung 11 angeordnet sind, genauso ausgelesen werden können wie RFID-Chips 5, die an Leitplanken und Leitpfosten 13 befestigt sind. Beim Annähern an den jeweiligen RFID-Chip 5 liest das Lesegerät 7 die Daten, welche der RFID-Chip 5 aussendet, wobei die Auswerteeinheit 9 daraus die Trajektorie der Fahrspur errechnet. Diese Trajektorie wird mit jeder weiteren Information, die von den nächsten RFID-Chips 5 an das Fahrzeug 3 übermittelt wird, abgeglichen.
Werden beschreibbare RFID-Chips 5 verwendet, so können diese mit Information versehen werden, nachdem diese bereits auf der Fahrbahn aufgebracht sind. Vorteilhafterweise kann dies durch ein nicht weiter dargestelltes Schreibgerät erfolgen, welches die Strecke entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeuges abfährt. Dies kann im einfachsten Fall nach Fertigstellung der Fahrbahn vollzogen werden.
Neben den RFID-Chips gibt auch noch andere kontaktlose Kommunikationsmethoden und/oder -protokolle, die zur Prädiktion einer Fahrspur genutzt werden können. Zum Beispiel kann man die Krümmung der Fahrspur über eine Antwortfrequenz kodieren. Es ist dann keine digitale Kommunikation notwendig, so dass das Verfahren potentiell schneller als der RFID-Datenstring arbeiten kann.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist eine verbesserte Spurprädiktion mit einfachen und kostengünstigen Mitteln möglich.
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: System
3: Fahrzeug
5: RFID-Chip
7: Lesegerät
9: Auswerteeinheit
11: Fahrbahnmarkierung
13: Leitpfosten

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 102008054207 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum automatischen Folgen einer Fahrspur, bei welchem Informationen über die Fahrspur außerhalb des Fahrzeuges (3) entlang einer Fahrstrecke abgespeichert sind und von dem Fahrzeug (3) detektiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über einen weiteren Verlauf der Fahrspur in mehreren entlang der Fahrstrecke angeordneten RFID-Chips (5) abgespeichert sind und von dem Fahrzeug (3) während der Fahrt ausgelesen werden, wobei innerhalb des Fahrzeuges (3) aus diesen Informationen eine Trajektorie für das Fahrzeug (3) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über den weiteren Verlauf der Fahrspur mindestens einen Krümmungswinkel und/oder mindestens eine Breite der Fahrspur umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand von mit Radar ausgewerteten Reflexionseigenschaften des RFID-Chips (5) oder mit einem funkbasierten Ortungsverfahren mittels Triangulation oder Feldstärkemessung eine Orientierung und/oder eine Position des Fahrzeuges (3) in der Fahrspur bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines passiven RFID-Chips (5) vom Fahrzeug (3) ein Anregungssignal ausgesendet wird, welches zur Stromversorgung des RFID-Chips (5) genutzt wird, wodurch der RFID-Chip (5) zur Aussendung der Informationen über den weiteren Verlauf der Fahrspur angeregt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregungssignal während der Fahrt kontinuierlich vom Fahrzeug (3) ausgesendet wird.
System zum automatischen Folgen einer Fahrspur eines Fahrzeuges, umfassend mehrere Speichereinheiten (5) zur Speicherung von Informationen über den weiteren Spurverlauf, welche entlang der Fahrstrecke außerhalb des Fahrzeuges (3) angeordnet sind und eine im Fahrzeug (3) angeordnete Einheit (7) zur Detektion der Informationen über den weiteren Verlauf der Fahrspur, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheiten als RFID-Chips (5) ausgebildet sind, die auf einer Fahrbahn und/oder einer Seitenmarkierung der Fahrbahn positioniert sind, wobei in dem Fahrzeug (3) ein Lesegerät zur Detektion für die vom RFID-Chip (5) ausgesandten Informationen Ober die weitere Fahrspur positioniert ist, welche mit einer Auswerteeinheit (9) des Fahrzeuges (3) zur Prädiktion der Fahrspur aus den von den RFID-Chips (5) ausgesandten Informationen verbunden ist.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Chips (5) in einem vorgegebenen Abstand auf einer abrollbaren Fahrbahnmarkierung (11) oder direkt auf die Fahrbahn aufgeklebt sind.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass miniaturisierte RFID-Chips Bestandteil einer Farbe für die Fahrbahnmarkierung sind oder direkt in die Fahrbahn eingebracht sind.
System nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass je ein RFID-Chip an einem Leitpfosten und/oder in einem vorgegebenen Abstand an einer Leitplanke befestigt ist.
System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Chip als passiver RFID-Chip (5) ausgebildet ist.