DE102016013726A1

DE102016013726A1 - Verfahren zu einem autonomen Betrieb eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016013726A1
Application number: DE102016013726.6A
Authority: DE
Inventors: Micha Koller; Sven-Eric Molzahn; Hubert Rehborn; Frank Starman
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2017-05-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einem autonomen Betrieb eines Fahrzeugs (10), auf einem dem Fahrzeug (10) vorausliegenden Streckenabschnitt (11), wobei zumindest eine autonome Fahrfunktion des Fahrzeugs (10) innerhalb des vorausliegenden Streckenabschnitts (11) in Abhängigkeit einer Streckenfreigabe aktivierbar ist, und wobei die Streckenfreigabe in Abhängigkeit von zumindest einer Verkehrsinformation des dem Fahrzeug (10) vorausliegenden Streckenabschnitts (11) erfolgt, wobei die zumindest eine Verkehrsinformation von zumindest einem weiteren Fahrzeug (12) bereitgestellt wird, welches den vorausliegenden Streckenabschnitt (11) kürzlich befahren hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einem autonomen Betrieb eines Fahrzeugs, sowie ein autonomes Fahrzeug.
Aus der DE 10 2014 014 120 A1 ist bereits ein Verfahren zu einem autonomen Betrieb eines Fahrzeugs, auf einem dem Fahrzeug vorausliegenden Streckenabschnitt bekannt, wobei zumindest eine autonome Fahrfunktion des Fahrzeugs innerhalb des vorausliegenden Streckenabschnitts in Abhängigkeit einer Streckenfreigabe aktivierbar ist, und wobei die Streckenfreigabe in Abhängigkeit von zumindest einer Verkehrsinformation des dem Fahrzeug vorausliegenden Streckenabschnitts erfolgt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Betriebssicherheit des autonomen Fahrbetriebs zu erhöhen. Sie wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 1 und einem autonomen Fahrzeug entsprechend dem Anspruch 5 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einem autonomen Betrieb eines Fahrzeugs, auf einem dem Fahrzeug vorausliegenden Streckenabschnitt, wobei zumindest eine autonome Fahrfunktion des Fahrzeugs innerhalb des vorausliegenden Streckenabschnitts in Abhängigkeit einer Streckenfreigabe aktivierbar ist, und wobei die Streckenfreigabe in Abhängigkeit von zumindest einer Verkehrsinformation des dem Fahrzeug vorausliegenden Streckenabschnitts erfolgt.
Es wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Verkehrsinformation von zumindest einem weiteren Fahrzeug bereitgestellt wird, welches den vorausliegenden Streckenabschnitt kürzlich befahren hat. Dadurch können besonders aktuelle Verkehrsinformationen zur Festlegung der Streckenfreigabe berücksichtigt werden. Unter „bereitstellen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere erfassen und an das Fahrzeug übertragen verstanden werden. Vorteilhaft wird die zumindest eine Verkehrsinformation von dem zumindest einem weiteren Fahrzeug an eine externe Servereinheit übertragen. Bevorzugt wird die zumindest eine Verkehrsinformation von der externen Servereinheit an das Fahrzeug übermittelt. Unter „kürzlich” soll in diesem Zusammenhang insbesondere innerhalb der letzten Woche, bevorzugt innerhalb der letzten 24 Stunden, besonders bevorzugt innerhalb der letzten Stunde und ganz besonders bevorzugt innerhalb der letzten Minute verstanden werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Verkehrsinformation zumindest eine Zeitinformation über ein Datenalter enthält, wobei die Streckenfreigabe in Abhängigkeit von der zumindest einen Zeitinformation erfolgt. Dadurch kann eine Relevanz der zumindest einen Verkehrsinformation für eine Streckenfreigabe für eine Aktivierung der autonomen Fahrfunktion vorteilhaft errechnet werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Verkehrsinformation zumindest eine Fahrzeugdichteinformation enthält, wobei die Streckenfreigabe in Abhängigkeit von der zumindest einen Fahrzeugdichteinformation erfolgt. Dadurch kann die Fahrzeugdichteinformation vorteilhaft für zumindest eine autonome Fahrfunktion berücksichtigt werden. Unter einer „Fahrzeugdichte” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Anzahl an Fahrzeugen innerhalb eines Streckenabschnitts, eine Anzahl an Fahrzeugen innerhalb eines Zeitabschnitts und/oder ein Fahrzeugabstand in Relation zu einer Fahrgeschwindigkeit verstanden werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass aus der zumindest einen Verkehrsinformation ein Wahrscheinlichkeitswert ermittelt wird, wobei die Streckenfreigabe bei einer Überschreitung eines bestimmten Wahrscheinlichkeitswerts erfolgt. Dadurch kann eine besonders einfache und zuverlässige Berücksichtigung verschiedener Informationen erzielt werden, die in der zumindest einen Verkehrsinformation enthalten sind. Vorzugsweise setzt sich der Wahrscheinlichkeitswert aus einer Fahrzeugdichteinformation, einer Zeitinformation und/oder einer Geschwindigkeitsinformation zusammen.
Weiterhin wird ein autonomes Fahrzeug mit einer Steuerungsvorrichtung vorgeschlagen, wobei die zu einer zumindest teilweise autonomen Steuerung des Fahrzeugs in Abhängigkeit einer in dem erfindungsgemäßen Verfahren erteilten dynamischen Streckenfreigabe vorgesehen ist. Dadurch kann eine besonders hohe Betriebssicherheit des autonomen Fahrzeugs erzielt werden. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 Eine schematische Darstellung zweier Fahrzeuge und eines Streckenabschnitts und
2 Ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einem autonomen Betrieb eines Fahrzeugs.
Die 1 zeigt ein autonomes Fahrzeug 10 mit einer Steuerungsvorrichtung 13. Die Steuerungsvorrichtung 13 ist zu einer autonomen Steuerung des Fahrzeugs 10 in Abhängigkeit dynamischen Streckenfreigabe vorgesehen. Die dynamische Streckenfreigabe ist dabei eine Freigabe einer autonomen Fahrfunktion auf einem dem Fahrzeug 10 vorausliegenden Streckenabschnitt 11.
Im Folgenden wird das Verfahren zu einem autonomen Betrieb des Fahrzeugs 10 auf dem vorausliegenden Streckenabschnitt 11 beschrieben. Die autonome Fahrfunktion des Fahrzeugs 10 innerhalb des vorausliegenden Streckenabschnitts 11 ist in Abhängigkeit der Streckenfreigabe aktivierbar. Die Streckenfreigabe erfolgt in Abhängigkeit von einer Verkehrsinformation des dem Fahrzeug 10 vorausliegenden Streckenabschnitts 11.
In einem ersten Verfahrensschritt 15 wird die Verkehrsinformation von einem weiteren Fahrzeug 12 bereitgestellt. Das weitere Fahrzeug 12 hat den vorausliegenden Streckenabschnitt 11 kürzlich befahren. Die Verkehrsinformation enthält eine GPS-Information. Die Verkehrsinformation enthält eine Zeitinformation über ein Datenalter. Das Datenalter gibt Aufschluss darüber, wann die Verkehrsinformation erfasst wurde, beziehungsweise wie alt die Verkehrsinformation ist. Die Streckenfreigabe erfolgt in Abhängigkeit von der Zeitinformation. Die Verkehrsinformation enthält eine Fahrzeugdichteinformation. Die Verkehrsinformation wird vom weiteren Fahrzeug 12 erfasst und drahtlos an eine externe Servereinheit 14 übermittelt. Die Fahrzeuge 10, 12 umfassen jeweils eine Kommunikationseinheit, die Informationen an die externe Servereinheit 14 übertragen und/oder abrufen können. Die externe Servereinheit 14 ist dazu vorgesehen, die an sie übertragenen Verkehrsinformationen zu speichern, zu verwalten, zu vervollständigen, zu kombinieren, weiterzuverarbeiten und/oder an andere autonome Fahrzeuge zu übermitteln.
Die Verkehrsinformation wird in einem zweiten Verfahrensschritt 16 von der Servereinheit 14 drahtlos an die Steuerungsvorrichtung 13 des Fahrzeugs 10 übermittelt. Aus der Verkehrsinformation wird ein Wahrscheinlichkeitswert ermittelt, wobei die Streckenfreigabe bei einer Überschreitung eines bestimmten Wahrscheinlichkeitswerts erfolgt. Die Steuerungsvorrichtung 13 ist zur Ermittlung des Wahrscheinlichkeitswerts vorgesehen.
In einem dritten Verfahrensschritt 17 wird die autonome Fahrfunktion in Abhängigkeit von der Streckenfreigabe im Streckenabschnitt 11 aktiviert. Liegt die Streckenfreigabe vor, wird die autonome Fahrfunktion aktiviert. Liegt keine Streckenfreigabe vor, wird die autonome Fahrfunktion nicht aktiviert.
Die Fahrzeuge 10, 12 weisen jeweils ein Internet-Backend („Vehicle Backend”) auf, um eine Empfehlung zur dynamischen Streckenfreigabe anzufragen, zu erhalten und/oder verarbeiten zu können. Beispielsweise wird die dynamische Streckenfreigabe aus den serverseitig vorliegenden GPS-Daten von Fahrzeugen ermittelt, die in den letzten fünf Minuten über den betrachteten Streckenabschnitt 11 gefahren sind (GPS_Alter). Die räumliche Ausdehnung des relevanten Streckenabschnitts 11 ist fahrzeugseitig und/oder backendseitig dynamisch konfigurierbar (z. B. 2 km). Die betrachteten GPS-Daten liegen auf dem Internet-Backend und/oder beim einem oder mehreren Verkehrsdatenanbietern vor. Es können dabei Kombinationen aus unterschiedlichen Quellen (z. B. von mehreren Zulieferern) berücksichtigt werden. Die dynamische Streckenfreigabe bezieht das Erfassungsintervall von Positionsdaten (GPS_{ErfassungsIntervall}) der vorausfahrenden Fahrzeuge (z. B. alle zehn Sekunden) sowie das Übertragungsintervall (z. B. alle zwei Minuten) ein.
Die dynamische Streckenfreigabe berücksichtigt die aus den GPS-Daten ermittelte Fahrzeugdichte der auf dem Streckenabschnitt 11 fahrenden Fahrzeuge (GPS_Dichte). Weiterhin fließt in die dynamische Streckenfreigabe die durchschnittliche, minimale und/oder maximale Geschwindigkeit der auf dem Streckenabschnitt 11 fahrenden Fahrzeuge sowie die Differenz zur aktuell gültigen Geschwindigkeitsbegrenzung ein.
Die dynamische Streckenfreigabe wird anhand einer Kenngröße als „Wahrscheinlichkeit für die automatisierte Befahrbarkeit des Streckenabschnitts” angegeben.
Die dynamische Streckenfreigabe kann beispielsweise mit einem hohen Wert für F_{AutomatisierteBefahrbarkeit} erfolgen, wenn die jüngsten, serverseitig vorliegenden Positionsdaten zehn Sekunden alt sind, die Dichte dieser GPS-Daten mindestens 0.5 Fahrzeuge pro Streckenkilometer ist (was bei 120 km/h einer Anzahl von 60 Fahrzeugen/km entspricht) und diese Fahrzeuge zwischen 80–120 km/h gefahren sind und das auch noch für einen vorausliegenden Abschnitt von mindestens 2 km vorliegt.
Die Kenngröße für die automatisierte Befahrbarkeit F_{AutomatisierteBefahrbarkeit} wird auf einen kleinen Wert oder 0 reduziert, wenn es Beeinträchtigungen der Infrastruktur gibt (z. B. eine Spurreduzierung bzw. Spurverengung und/oder Zu- und Abfahrten) oder negative Umgebungsbedingungen wie z. B. Witterung, Baustellen etc. vorliegen.
Eine Streckenfreigabe für den freien Verkehr erfolgt dann, wenn sowohl das Alter der serverseitig vorliegenden, jüngsten GPS-Daten und die GPS-Dichte folgende Mindestvoraussetzung erfüllen:
wobei die Streckenfreigabe F_{AutomatisierteBefahrbarkeit} erst mit einem Wert ab z. B. 20 erfolgt und damit das GPS_Alter bei z. B. zehn Sekunden und die GPS_Dichte bei 1 Fahrzeug/km liegen müsste (bei einem gewählten Verhältnis-Parameter zwischen Alter und Dichte der GPS-Quellen von 10). Der Freigabewert F_{AutomatisierteBefahrbarkeit} kann auch weitere Stufen unterscheiden, die eine Ja/Nein-Unterscheidung abstufen. Vorliegen kann z. B. eine Streckenfreigabe ab F_{AutomatisierteBefahrbarkeit} >= 30. Liegt F_{AutomatisierteBefahrbarkeit} zwischen 20 und 30 kann eine Streckenfreigabe mit leichten Einschränkungen erteilt werden (häufigere Prüfung der Aufmerksamkeit des Fahrers). Liegt F_{AutomatisierteBefahrbarkeit} zwischen 10 und 20 kann eine Streckenfreigabe mit starken Einschränkungen (z. B. keine Überholmanöver) erteilt werden. Liegt F_{AutomatisierteBefahrbarkeit} zwischen 0 und 10, wird keine Streckenfreigabe erteilt. Es ist denkbar, dass eine Berechnung der Freigabewerte für alle Schnellstraßen eines Verkehrsnetzes erfolgt.
Es ist ferner denkbar, dass die Freigabewerte von bestimmten Strecken gespeichert und ausgewertet werden, um eine Straßenkarte mit Strecken für potentielle dynamische Streckenfreigaben zu erhalten. Weiterhin können Fahrzeuge nach oder während dem automatisierten Befahren eines Streckenabschnitts 11 positive und/oder negative Rückmeldungen an das Internet-Backend schicken, wobei diese Informationen berücksichtigt werden. Es können ferner streckenbezogene Vergleiche durchgeführt werden, welche Strecken freigegeben wurden und wie oft diese wirklich für ein automatisches Fahren auch genutzt wurden. Mittels dieser Vergleiche können streckenbezogene (zeitlich-räumliche) Freigabewerte bestimmt werden (z. B. können auf einer dreispurigen Autobahn geringere Schwellwerte festgesetzt werden als bei einer zweispurigen oder tagsüber können geringere Schwellwerte festgesetzt werden als nachts aufgrund z. B. einer Beeinträchtigung von Sensoren bei Dunkelheit). Die Streckenfreigabe wird in einem Internet-Backend aus den verfügbaren GPS-Quellen bzw. vom Verkehrsdienstanbieter ermittelt. Die Streckenfreigabe kann also mit Hilfe der anonymisierten Daten der eigenen Fahrzeugflotte als auch mit einem Verkehrsdienstanbieter erfolgen. Es kann somit der für eine Streckenfreigabe relevante Streckenabschnitt 11 aus der vorliegenden Route des Fahrzeugs 10 oder einem wahrscheinlichsten Pfad (z. B. dem vorausliegenden Autobahnabschnitt) ermittelt werden.
Verkehrszustandsabhängige Freigabewerte F_{AutomatisierteBefahrbarkeit} (z. B. deutlich geringere Werte bei synchronisiertem Verkehr und sich bewegenden breiten Staus) können festgelegt werden. Hierbei können die höchsten Freigabeanforderungen bei freiem Verkehr auf Schnellstraßen gelten und diese geschwindigkeitsabhängig reduziert werden.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeug
11: Streckenabschnitt
12: Fahrzeug
13: Steuerungsvorrichtung
14: Servereinheit
15: Verfahrensschritt
16: Verfahrensschritt
17: Verfahrensschritt

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 102014014120 A1 [0002]

Claims

Verfahren zu einem autonomen Betrieb eines Fahrzeugs (10), auf einem dem Fahrzeug (10) vorausliegenden Streckenabschnitt (11), wobei zumindest eine autonome Fahrfunktion des Fahrzeugs (10) innerhalb des vorausliegenden Streckenabschnitts (11) in Abhängigkeit einer Streckenfreigabe aktivierbar ist, und wobei die Streckenfreigabe in Abhängigkeit von zumindest einer Verkehrsinformation des dem Fahrzeug (10) vorausliegenden Streckenabschnitts (11) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verkehrsinformation von zumindest einem weiteren Fahrzeug (12) bereitgestellt wird, welches den vorausliegenden Streckenabschnitt (11) kürzlich befahren hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verkehrsinformation zumindest eine Zeitinformation über ein Datenalter enthält, wobei die Streckenfreigabe in Abhängigkeit von der zumindest einen Zeitinformation erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verkehrsinformation zumindest eine Fahrzeugdichteinformation enthält, wobei die Streckenfreigabe in Abhängigkeit von der zumindest einen Fahrzeugdichteinformation erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der zumindest einen Verkehrsinformation ein Wahrscheinlichkeitswert ermittelt wird, wobei die Streckenfreigabe bei einer Überschreitung eines bestimmten Wahrscheinlichkeitswerts erfolgt.
Autonomes Fahrzeug (10) mit einer Steuerungsvorrichtung (13), die zu einer zumindest teilweise autonomen Steuerung des Fahrzeugs (10) in Abhängigkeit einer in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche erteilten dynamischen Streckenfreigabe vorgesehen ist.