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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines kooperativen Fahrmanövers und ein Fahrzeug.
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An der Durchführung eines kooperativen Fahrmanövers sind üblicherweise zumindest zwei Fahrzeuge beteiligt, wobei zumindest ein Fahrzeug sein Fahrverhalten in Bezug auf ein anderes Fahrzeug anpasst. Im Stand der Technik kommen bereits seit längerer Zeit Abstandsregeltempomaten zum Einsatz, welche den Fahrzeugführer beim Einhalten eines geeigneten Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug unterstützen. Solche Systeme sind beispielsweise unter den Bezeichnungen Adaptive Cruise Control (ACC) und Automatische Distanzregelung (ADR) bekannt. Hierbei findet eine kontinuierliche Überwachung des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug statt, wobei der ermittelte Abstand als Stellgröße beim Anpassen der Fahrzeuggeschwindigkeit Berücksichtigung findet.
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Zur Verbesserung von kooperativen Fahrmanövern ist es jedoch notwendig, dass die beteiligten Fahrzeuge miteinander kommunizieren. Aus diesem Grund werden Fahrzeuge demnächst vermehrt mit Kommunikationssystemen oder -diensten ausgestattet sein. Eine Art von Dienst stellt eine Kommunikationsverbindung zwischen Fahrzeugen beziehungsweise von einem Fahrzeug zu einer Infrastruktur, wie zum Beispiel einer Ampel, her. Derartige Konzepte werden zum Beispiel als Car-to-Car-Systeme, Car-to-Infrastructure-Systeme oder Car-to-X-Systeme bezeichnet, wobei das X als Platzhalter für beliebige Infrastruktureinrichtungen, andere Fahrzeuge und andere Verkehrsteilnehmer steht. Weitere übliche Bezeichnungen sind Car2C-, Car2X-, C2C- bzw. C2X-Systeme, Vehicle-to-Vehicle-Systeme (V2V), Vehicle-to-Infrastructure-Systeme (V2I) oder Vehicle-to-X-Systeme (V2X).
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Diese Kommunikation zwischen Fahrzeugen beziehungsweise zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur eignet sich grundsätzlich auch zur Unterstützung von kooperativen Fahrmanövern.
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DE 10 2012 011 994 A1 schlägt ein entsprechendes Verfahren zum kooperativen Steuern einer Verkehrssituation mit zwei Fahrzeugen vor. Die zwei Fahrzeuge tauschen untereinander Informationen aus, wobei die ausgetauschten Informationen Angaben über das beabsichtigte Fahrverhalten eines ersten Fahrzeugs umfassen. Aufgrund der Angaben über das beabsichtigte Fahrverhalten des ersten Fahrzeugs passt das zweite Fahrzeug sein Fahrverhalten entsprechend an. Die Druckschrift schlägt vor, die Angaben über das beabsichtigte Fahrverhalten in Form einer prädiktiven Trajektorie zu kommunizieren.
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Bei solchen und anderen Lösung besteht jedoch das Problem, dass die kommunizierten Fahrzeugpositionen äußerst exakt sein müssen, um das Unfallrisiko bei der autonomen oder teilautonomen Durchführung eines kooperativen Fahrmanövers gering zu halten. Bereits geringe Positionsabweichungen können beispielsweise zu einer fehlerhaften Fahrstreifenzuordnung führen, wodurch sich bei der Durchführung eines kooperativen Fahrmanövers eine erhebliche Unfallgefahr ergibt.
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Die Druckschrift
DE 10 2014 201 648 A1 schlägt diesbezüglich ein Verfahren zur Kommunikation innerhalb eines Kraftfahrzeugkommunikationssystems vor, wobei eine Infrastruktureinrichtung dazu eingerichtet ist, Fahrzeugen eine Steuernachricht zu senden, wobei die Steuernachricht die Fahrspuren in der Umgebung der Infrastruktureinrichtung beschreibende Topologieinformationen umfasst, sodass beispielsweise eine Fahrspurzuordnung erfolgen kann. Das vorgeschlagene Verfahren ist aber lediglich in der Peripherie entsprechender Infrastruktureinrichtungen umsetzbar.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, dass Fahrzeuge empfangene Informationen zu einem geplanten Fahrmanöver eines anderen Fahrzeugs besser interpretieren können, um die Sicherheit bei der Durchführung eines kooperativen Fahrmanövers zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 2 beziehungsweise ein Fahrzeug nach Anspruch 14.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren des Anspruchs 1 bestimmt ein erstes Fahrzeug ein auszuführendes Fahrmanöver und empfängt Manöverinformationen zu einem geplanten Fahrmanöver eines zweiten Fahrzeugs. Zusätzlich zu den Manöverinformationen zu dem geplanten Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs empfängt das erste Fahrzeug Umgebungsinformationen, sodass es eine Manövertrajektorie für das auszuführende Fahrmanöver auf Grundlage der empfangenen Manöverinformationen und der empfangenen Umgebungsinformationen festlegen kann. Nach dem Festlegen der Manövertrajektorie führt das erste Fahrzeug dann das Fahrmanöver mit der festgelegten Manövertrajektorie aus.
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Das erfindungsgemäße Verfahren des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass das erste Fahrzeug die empfangen Manöverinformationen des zweiten Fahrzeugs bewerten kann. Durch die dem ersten Fahrzeug nunmehr zur Verfügung stehenden Umgebungsinformationen können die empfangenen Manöverinformationen des zweiten Fahrzeugs interpretiert werden, sodass das erste Fahrzeug dem geplanten Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs beispielsweise einen Fahrstreifen zuordnen kann. Auf diese Weise können Ungenauigkeiten bei den empfangenen positionsbezogenen Manöverinformationen durch das erste Fahrzeug mittels der zusätzlich vorliegenden Umgebungsinformationen erkannt werden, sodass die Sicherheit bei der Durchführung eines kooperativen Fahrmanövers erheblich erhöht wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren des Anspruchs 2, welches auch das Verfahren nach Anspruch 1 weiterbilden kann, bestimmt das zweite Fahrzeug ein auszuführendes Fahrmanöver und sendet entsprechende Manöverinformationen zu diesem Fahrmanöver. Zusätzlich zu den Manöverinformationen zu dem geplanten Fahrmanöver sendet das zweite Fahrzeug Umgebungsinformationen zu dessen Peripherie. Das zweite Fahrzeug erlaubt es somit dem ersten Fahrzeug die Manöverinformationen zu dem geplanten Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs anhand der zusätzlich zur Verfügung gestellten Umgebungsinformationen zu bewerten. Das Risiko einer Fehlinterpretation der versendeten Manöverinformationen kann somit erheblich verringert werden, sodass die Unfallgefahr bei der Durchführung eines kooperativen Fahrmanövers reduziert wird. Die Peripherie des zweiten Fahrzeugs umfasst einen begrenzten Umgebungsbereich des zweiten Fahrzeugs. Vorzugsweise wird die Peripherie des zweiten Fahrzeugs über einen Umgebungsradius des zweiten Fahrzeugs definiert. Beispielsweise liegt dieser Umgebungsradius in einem Bereich zwischen 5 Metern und 150 Metern, insbesondere in einem Bereich zwischen 5 Metern und 75 Metern. Alternativ kann die Peripherie des zweiten Fahrzeugs über die Sensierungsreichweite der Fahrzeugsensorik des zweiten Fahrzeugs definiert sein. Beispielsweise wird die Peripherie des zweiten Fahrzeugs durch die Reichweite eines Radarsensors und/oder einer Kamera des zweiten Fahrzeugs definiert.
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Die von dem ersten Fahrzeug empfangenen Umgebungsinformationen können die von dem zweiten Fahrzeug gesendeten Umgebungsinformationen zu dessen Peripherie umfassen. Vorzugsweise werden die Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs direkt mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation von dem zweiten Fahrzeug an das erste Fahrzeug gesendet. Auf diese Weise kann ein kooperatives Fahrmanöver auch ohne die Einbindung einer straßenperipheren Infrastruktureinrichtung umgesetzt werden. Das zweite Fahrzeug kann beispielsweise über eine geeignete Fahrzeugsensorik verfügen, welche die Erfassung von Umgebungsinformationen zulässt. Eine derartige Fahrzeugsensorik kann eine oder mehrere Kameras, einen oder mehrere Radarsensoren und/oder einen oder mehrere Lidarsensoren umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Fahrzeug ebenfalls Umgebungsinformationen durch einen Abgleich von dem zur Verfügung stehenden Straßenkartenmaterial mit der aktuellen Fahrzeugposition erfassen. Hierzu umfasst das zweite Fahrzeug vorzugsweise eine Einrichtung zur Positionsbestimmung, wie etwa ein Globales Navigationssatellitensystem (GNSS). Das Straßenkartenmaterial kann beispielsweise auf einem fahrzeuginternen Speicher hinterlegt sein oder von einem Dienst, insbesondere einem Onlinedienst, abgerufen werden.
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Die von dem zweiten Fahrzeug gesendeten Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs können Informationen zu Fremdmanövern, welche in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs von weiteren Fahrzeugen durchführbar sind, und/oder Informationen zu Fahrmanövern, welche von dem zweiten Fahrzeug theoretisch durchführbar sind, deren Durchführung von dem zweiten Fahrzeug jedoch nicht geplant ist, umfassen. Dadurch, dass dem ersten Fahrzeug mitgeteilt wird, dass auf einem ersten benachbarten Fahrstreifen des zweiten Fahrzeugs ein Rechtsabbiegemanöver durchführbar ist und auf einem zweiten benachbarten Fahrstreifen des zweiten Fahrzeugs ein Linksabbiegemanöver durchführbar ist, kann darauf geschlossen werden, dass das zweite Fahrzeug sich auf einem mittleren Fahrstreifen eines zumindest drei Fahrsteifen aufweisenden Straßenabschnitts befindet. Dem durch die Manöverinformationen kommunizierten geplanten Fahrmanöver kann somit ein Ausgangsfahrstreifen zugeordnet werden, sodass die Planungssicherheit bei der Durchführung eines kooperativen Fahrmanövers erheblich gesteigert wird.
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Die Informationen zu Fremdmanövern, welche in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs von weiteren Fahrzeugen durchführbar sind, und/oder die Informationen zu Fahrmanövern, welche von dem zweiten Fahrzeug theoretisch durchführbar sind, deren Durchführung von dem zweiten Fahrzeug jedoch nicht geplant ist, können jeweils mehrere Positionsdaten umfassen, wobei den mehreren Positionsdaten jeweils ein Zeitwert zugeordnet ist. Die mehreren Positionsdaten und die den jeweiligen Positionsdaten zugeordneten Zeitwerte können eine oder mehrere Weg-Zeit-Ketten abbilden, aus welchen das erste Fahrzeug einen Fahrverlauf ableiten kann. Vorzugsweise sind die mehreren Positionsdaten und die den jeweiligen Positionsdaten zugeordneten Zeitwerte derart digital gekennzeichnet, dass das erste Fahrzeug eindeutig erfassen kann, dass es sich um Informationen zu Fremdmanövern handelt. Beispielsweise erfolgt die Kennzeichnung mittels einer Zuweisung eines Kennzeichnungswertes. Mittels der Zuweisung eines Kennzeichnungswertes können Informationen zu dem geplanten Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs beispielsweise mit einer „1“ gekennzeichnet werden und Informationen zu Fremdmanövern, welche in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs von weiteren Fahrzeugen durchführbar sind, können mit einer „0“ gekennzeichnet werden. Dies erlaubt eine eindeutige Zuordnung der empfangenen Informationen.
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Die Informationen zu Fremdmanövern, welche in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs von weiteren Fahrzeugen durchführbar sind, können alternativ oder zusätzlich auch eine oder mehrere Polynomfunktionen umfassen, wobei jede Polynomfunktion ein Fremdmanöver abbildet, welches in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs von einem weiteren Fahrzeug theoretisch durchführbar ist. Polynomfunktionen haben den Vorteil, dass durch eine Auswahl einer geeigneten Anzahl von Koeffizienten sowie einer geeigneten Definition dieser Koeffizienten ein äußerst breites Spektrum von Fremdmanövern abgebildet werden kann. Auf der Grundlage von Polynomfunktionen können Fremdmanöver außerdem unterbrechungsfrei abgebildet werden, sodass die Abbildung der Fremdmanöver mit einer hohen Präzision erfolgen kann. Außerdem kann durch die Verwendung von Polynomfunktionen auf die Hinterlegung von Ketten aus Weg-Zeit-Punkten verzichtet werden. Die eine oder die mehreren Polynomfunktionen sind vorzugsweise Polynomfunktionen des 2. Grades, des 3. Grades, des 4. Grades oder des 5. Grades. Die Definition der Koeffizienten einer Polynomfunktion des 5. Grades erlaubt eine besonders exakte Abbildung von Fremdmanövern, welche in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs von weiteren Fahrzeugen theoretisch durchführbar sind.
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Zusätzlich können die von dem zweiten Fahrzeug gesendeten Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs auch Informationen zu Fahrmanövern umfassen, welche von dem zweiten Fahrzeug theoretisch durchführbar sind, deren Durchführung von dem zweiten Fahrzeug jedoch nicht geplant ist. Analog zu den Informationen zu den Fremdmanövern können die Informationen zu Fahrmanövern, welche von dem zweiten Fahrzeug theoretisch durchführbar sind, deren Durchführung von dem zweiten Fahrzeug jedoch nicht geplant ist, mehrere Positionsdaten und/oder eine oder mehrere Polynomfunktionen umfassen.
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Die von dem ersten Fahrzeug empfangenen Umgebungsinformationen können von einer Infrastruktureinrichtung gesendete Umgebungsinformationen zu einem Verkehrsbereich umfassen. Die Umgebungsinformationen zu einem Verkehrsbereich können die Anordnung und Position von Fahrbahn- beziehungsweise Straßenmarkierungen in dem Verkehrsbereich umfassen. Vorzugsweise sind die Umgebungsinformationen zu dem Verkehrsbereich auf einem Speicher der Infrastruktureinrichtung gespeichert. Alternativ oder zusätzlich kann die Infrastruktureinrichtung über eine oder mehrere Kameras verfügen, deren Aufzeichnungen mittels einer Auswerteroutine ausgewertet werden, um regelmäßig Umgebungsinformationen zu dem Verkehrsbereich zu erfassen. Die Infrastruktureinrichtung kann als Intelligent-Roadside-Station (IRS) ausgebildet sein und ein Kommunikationsmodul umfassen, wobei das Kommunikationsmodul dazu eingerichtet ist, mit den sich innerhalb des Verkehrsbereichs befindlichen Fahrzeugen über Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation drahtlos zu kommunizieren. Die Infrastruktureinrichtung kann außerdem dazu eingerichtet sein, die Verfügbarkeit der innerhalb des Verkehrsbereichs angeordneten Fahrstreifen zu prüfen. Hierdurch können den sich innerhalb des Verkehrsbereichs befindlichen Fahrzeugen zusätzliche Informationen zur Verfügung gestellt werden, die das Unfallrisiko bei der Durchführung eines kooperativen Fahrmanövers signifikant verringern können.
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Die Umgebungsinformationen zu einem Verkehrsbereich können von der Infrastruktureinrichtung in einem normierten Datenformat und/oder mittels einer standardisierten Kommunikationsroutine versendet werden. Beispielsweise werden die Umgebungsinformationen zu einem Verkehrsbereich in Form einer SAE (Society of Automotive Engineers) J2735 Nachricht versendet. Insbesondere erfolgt das Versenden der Umgebungsinformationen zu einem Verkehrsbereich über die in dem SAE J2735 Standard definierte „MSG_MapData“ Nachricht.
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Die von dem zweiten Fahrzeug gesendeten Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs und/oder die von der Infrastruktureinrichtung gesendeten Umgebungsinformationen zu dem Verkehrsbereich können Fahrstreifeninformationen umfassen. Beispielsweise kann den Fahrzeugen innerhalb des Verkehrsbereichs mitgeteilt werden, dass eine oder mehrere Fahrstreifen abschnittsweise oder vollständig blockiert sind und somit für die Durchführung eines kooperativen Fahrmanövers nicht zur Verfügung stehen. Fahrstreifen können beispielsweise durch parkende Fahrzeuge oder durch temporäre Baustellen blockiert werden.
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Die Fahrstreifeninformationen können die Anzahl der sich in dem Verkehrsbereich und/oder in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs befindenden Fahrstreifen umfassen. Der Verkehrsbereich kann auch in mehrere Sektoren unterteilt sein, beispielsweise sind einzelnen Sektoren begrenzte Abschnitte eines Kreuzungsbereichs zugeordnet. Auf diese Weise kann den einzelnen Sektoren eine Fahrstreifenanzahl zugeordnet werden. Dies ist insbesondere bei Kreuzungen vorteilhaft, bei welchen eine stark frequentierte mehrspurige Straße mit einer Mehrzahl von Fahrstreifen eine wenig frequentierte Straße mit einer geringeren Anzahl von Fahrsteifen kreuzt. Alternativ oder zusätzlich können die Fahrstreifeninformationen den Verlauf der sich in dem Verkehrsbereich befindenden Fahrstreifen umfassen. Der Verlauf kann beispielsweise über eine oder mehrere Gruppen von Wegpunkten abgebildet werden, wobei jede Gruppe von Wegpunkten einem Fahrstreifen zugeordnet ist und eine Mehrzahl von geographischen Wegpunkten entlang des Fahrstreifenverlaufs umfasst. Außerdem können die Fahrstreifeninformationen die Zuordnung des zweiten Fahrzeugs zu einem Fahrstreifen umfassen. Durch eine eindeutige Zuordnung des zweiten Fahrzeugs zu einem Fahrstreifen können fehlerhafte oder unpräzise positionsbezogene Manöverinformationen des zweiten Fahrzeugs zuverlässig erkannt werden. Somit wird vermieden, dass das erste Fahrzeug bei der Durchführung des geplanten Fahrmanövers von einer Fehlinformation hinsichtlich der aktuellen Position des zweiten Fahrzeugs ausgeht. Auf diese Weise wird die Sicherheit bei der Durchführung von kooperativen Fahrmanövern weiter erhöht.
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Die Fahrstreifeninformationen können eine oder mehrere Polynomfunktionen umfassen, wobei jede Polynomfunktion einen Fahrstreifenverlauf abbildet. Polynomfunktionen haben den Vorteil, dass durch eine Auswahl einer geeigneten Anzahl von Koeffizienten sowie einer geeigneten Definition dieser Koeffizienten ein äußerst breites Spektrum von Fahrstreifenverläufen abgebildet werden kann. Auf der Grundlage von Polynomfunktionen können Fahrstreifenverläufe außerdem unterbrechungsfrei abgebildet werden, sodass die Abbildung der Fahrstreifenverläufe mit einer hohen Präzision erfolgen kann. Außerdem kann durch die Verwendung von Polynomfunktionen auf die Hinterlegung von Ketten aus Weg-Zeit-Punkten verzichtet werden. Die eine oder die mehreren Polynomfunktionen sind vorzugsweise Polynomfunktionen des 2. Grades, des 3. Grades, des 4. Grades oder des 5. Grades. Die Definition der Koeffizienten einer Polynomfunktion des 5. Grades erlaubt eine besonders exakte Abbildung von Fahrstreifenverläufen.
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Die Manöverinformationen zu dem Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs können mehrere Positionsdaten umfassen, wobei den mehreren Positionsdaten jeweils ein Zeitwert zugeordnet ist. Die mehreren Positionsdaten können Daten zu äquidistant beabstandeten Positionen umfassen. Beispielsweise umfassen die Positionsdaten Daten zu Positionen, wobei jeweils zwei Positionen 5 Zentimeter, 10 Zentimeter, 25 Zentimeter oder 50 Zentimeter voneinander beabstandet sind. Alternativ können die Zeitabstände zwischen den, den Positionsdaten zugeordneten Zeitwerten äquidistant sein. Beispielsweise liegt zwischen den jeweiligen Zeitwerten, welche den Positionsdaten zugeordnet sind, jeweils 0,1 Sekunde, 0,25 Sekunden, 0,5 Sekunden oder 1 Sekunde. Alternativ kann die Beabstandung der einzelnen Positionen und/oder der Zeitversatz zwischen den, den einzelnen Positionsdaten zugeordneten Zeitwerten unterschiedlich sein.
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Die mehreren Positionsdaten und die den Positionsdaten zugeordneten Zeitwerte der Manöverinformationen zu dem Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs können einen Weg-Zeit-Verlauf des vom zweiten Fahrzeug auszuführenden Fahrmanövers abbilden. Aus dem Weg-Zeit-Verlauf kann das erste Fahrzeug die geplante Fahrtstrecke des zweiten Fahrzeugs ableiten. Der zur Verfügung gestellte Weg-Zeit-Verlauf erlaubt es dem ersten Fahrzeug außerdem Rückschlüsse auf die Geschwindigkeit, die Beschleunigung oder den eingestellten Lenkwinkel des zweiten Fahrzeugs zu ziehen und diese bei der Durchführung des kooperativen Fahrmanövers zu berücksichtigen.
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Die Manöverinformationen zu dem Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs können mehrere Geschwindigkeitsdaten, Beschleunigungsdaten und/oder Lenkwinkeldaten umfassen, denen jeweils ein Zeitwert zugeordnet ist und welche das von dem zweiten Fahrzeug auszuführende Fahrmanöver abbilden. Dadurch, dass dem ersten Fahrzeug zusätzlich oder alternativ zu den Positionsdaten weitere manöverspezifische Daten zur Verfügung gestellt werden, kann das erste Fahrzeug das von dem zweiten Fahrzeug geplante Fahrmanöver noch präziser erfassen, wodurch die Unfallgefahr beim Durchführen eines kooperativen Fahrmanövers weiter reduziert wird.
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Die Manöverinformationen zu dem Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs können eine Polynomfunktion umfassen, welche das auszuführende Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs abbildet. Die Abbildung des von dem zweiten Fahrzeug auszuführenden Fahrmanövers über eine Polynomfunktion hat den Vorteil, dass durch eine Auswahl einer geeigneten Anzahl von Koeffizienten sowie einer geeigneten Definition dieser Koeffizienten ein äußerst breites Spektrum von Fahrverläufen abgebildet werden kann. Auf der Grundlage einer Polynomfunktion kann ein Fahrverlauf außerdem unterbrechungsfrei abgebildet werden, sodass die Abbildung des Fahrmanövers des zweiten Fahrzeugs mit einer hohen Präzision erfolgen kann. Außerdem kann durch die Verwendung einer Polynomfunktion auf die Bildung einer Kette aus Weg-Zeit-Punkten verzichtet werden. Die eine Polynomfunktion ist vorzugsweise eine Polynomfunktion des 2. Grades, des 3. Grades, des 4. Grades oder des 5. Grades. Die Definition der Koeffizienten einer Polynomfunktion des 5. Grades erlaubt eine besonders exakte Abbildung von Fahrverläufen.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst eine Recheneinheit zum Bestimmen eines auszuführenden Fahrmanövers und ein Kommunikationsgerät, welches dazu eingerichtet ist, Manöverinformationen anderer Fahrzeuge und Umgebungsinformationen zu empfangen und/oder Manöverinformationen zu dem auszuführenden Fahrmanöver und Umgebungsinformationen zu der Peripherie des Fahrzeugs zu senden. Die Recheneinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, eine Manövertrajektorie für das auszuführende Fahrmanöver auf Grundlage der empfangenen Manöverinformationen und der empfangenen Umgebungsinformationen festzulegen und die Durchführung des Fahrmanövers mit der festgelegten Manövertrajektorie zu veranlassen. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben.
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Das Fahrzeug kann außerdem dazu eingerichtet sein, das zuvor beschriebene Verfahren zum Durchführen eines kooperativen Fahrmanövers auszuführen.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine Straßenkreuzung mit zwei erfindungsgemäßen Fahrzeugen in einer schematischen Darstellung; und
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2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Durchführen eines kooperativen Fahrmanövers.
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1 zeigt einen Verkehrsbereich, in welchem sich zwei Straßen kreuzen. Beide Straßen weisen jeweils drei Fahrstreifen auf, wobei jeweils zwei Fahrstreifen zum Befahren in eine erste Richtung und jeweils ein Fahrstreifen zum Befahren in eine zweite Richtung vorbereitet sind. Auf der Straßenkreuzung befinden sich zwei Fahrzeuge 10, 16.
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Das erste Fahrzeug 10 weist eine Recheneinheit 12 und ein Kommunikationsgerät 14 auf. Die Recheneinheit 12 ist dazu eingerichtet, ein auszuführendes Fahrmanöver zu bestimmen. Das Kommunikationsgerät 14 ist dazu eingerichtet, Manöverinformationen anderer Fahrzeuge und Umgebungsinformationen zu empfangen. In der dargestellten Situation empfängt das erste Fahrzeug 10 Manöverinformationen zu dem geplanten Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs 16. Außerdem empfängt das erste Fahrzeug 10 Umgebungsinformationen. Einerseits empfängt das erste Fahrzeug 10 Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 direkt von dem zweiten Fahrzeug 16 und andererseits empfängt das erste Fahrzeug 10 Umgebungsinformationen zu dem Verkehrsbereich von einer Infrastruktureinrichtung 22.
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Die Bestimmung des auszuführenden Fahrmanövers erfolgt über die Definition von mehreren Positionsdaten, wobei den Positionsdaten jeweils ein Zeitwert zugeordnet ist. Die Positionsdaten und die den Positionsdaten zugeordneten Zeitwerte bilden einen Weg-Zeit-Verlauf 24 ab, welcher die empfangenen Manöverinformationen des zweiten Fahrzeugs 16 und die Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 berücksichtigt. Die Recheneinheit 12 des ersten Fahrzeugs 10 ist dazu eingerichtet, eine Manövertrajektorie für das auszuführende Fahrmanöver auf Grundlage der von dem zweiten Fahrzeug 16 empfangenen Manöverinformationen und der von dem zweiten Fahrzeug 16 und der Infrastruktureinrichtung 22 empfangenen Umgebungsinformationen festzulegen und die Durchführung des Fahrmanövers mit der festgelegten Manövertrajektorie zu veranlassen.
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Das zweite Fahrzeug 16 weist ebenfalls eine Recheneinheit 18 und ein Kommunikationsgerät 20 auf. Die Recheneinheit 18 ist dazu eingerichtet, ein auszuführendes Fahrmanöver zu bestimmen. Das Kommunikationsgerät 20 ist dazu eingerichtet, Manöverinformationen zu dem auszuführenden Fahrmanöver und Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 an andere Fahrzeuge, vorliegend an das erste Fahrzeug 10, und an Infrastruktureinheiten, vorliegend an die Infrastruktureinheit 22, zu senden. Die Bestimmung des auszuführenden Fahrmanövers erfolgt auch bei dem zweiten Fahrzeug 16 über die Definition von mehreren Positionsdaten, wobei den Positionsdaten jeweils ein Zeitwert zugeordnet ist. Die Positionsdaten und die den Positionsdaten zugeordneten Zeitwerte bilden einen Weg-Zeit-Verlauf 26 ab.
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Die Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16, welche von dem zweiten Fahrzeug 16 an das erste Fahrzeug 10 versendet werden, umfassen Informationen zu Fremdmanövern, welche in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 von weiteren Fahrzeugen theoretisch durchführbar sind. Außerdem umfassen die Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16, welche von dem zweiten Fahrzeug 16 an das erste Fahrzeug 10 versendet werden, Informationen zu Fahrmanövern, welche von dem zweiten Fahrzeug 16 theoretisch durchführbar sind, deren Durchführung von dem zweiten Fahrzeug 16 jedoch nicht geplant ist. Die Informationen zu Fremdmanövern, welche in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 von weiteren Fahrzeugen theoretisch durchführbar sind, umfassen mehrere Positionsdaten, wobei den mehreren Positionsdaten jeweils ein Zeitwert zugeordnet ist, sodass die Weg-Zeit-Verläufe 28, 30 abgebildet werden.
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Die von dem zweiten Fahrzeug 16 gesendeten Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 umfassen Fahrstreifeninformationen, nämlich die Anzahl sich der in der unmittelbaren Umgebung des zweiten Fahrzeugs 16 befindenden Fahrstreifen und die Zuordnung des zweiten Fahrzeugs 16 zu einem Fahrstreifen.
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Die Umgebungsinformationen zu dem Verkehrsbereich, welche von der Infrastruktureinrichtung 22 an das erste Fahrzeug 10 versendet werden, umfassen ebenfalls Fahrstreifeninformationen, nämlich die Anzahl und den Verlauf der sich in dem Verkehrsbereich der Kreuzung befindenden Fahrstreifen.
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Im Übrigen ist das erste Fahrzeug 10 dazu eingerichtet, das Verfahren zum Durchführen eines kooperativen Fahrmanövers nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen. Das zweite Fahrzeug 16 ist dazu eingerichtet, das Verfahren zum Durchführen eines kooperativen Fahrmanövers nach einem der Ansprüche 2 bis 13 auszuführen.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Durchführen eines kooperativen Fahrmanövers. An der Durchführung des kooperativen Fahrmanövers sind ein erstes Fahrzeug 10 und ein zweites Fahrzeug 16 beteiligt. Zunächst legt das zweite Fahrzeug 16 mit dem folgenden Schritt ein Beispiel für ein auszuführendes Fahrmanöver fest:
32) Bestimmen eines auszuführenden Linksabbiegemanövers durch das zweite Fahrzeug 16.
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Nachdem das auszuführende Fahrmanöver durch das zweite Fahrzeug 16 ausgewählt wurde, können nun anderen Fahrzeugen Informationen zu diesem Fahrmanöver bereitgestellt werden, nämlich durch den folgenden Schritt:
34) Senden von Manöverinformationen zu dem auszuführenden Linksabbiegemanöver durch das zweite Fahrzeug 16.
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Die Manöverinformationen zu dem Linksabbiegemanöver des zweiten Fahrzeugs 16 umfassen mehrere Positionsdaten, wobei den mehreren Positionsdaten jeweils ein Zeitwert zugeordnet ist. Die mehreren Positionsdaten und die den mehreren Positionsdaten zugeordneten Zeitwerte der Manöverinformationen zu dem Linksabbiegemanöver des zweiten Fahrzeugs 16 bilden einen Weg-Zeit-Verlauf 26 ab. Der Weg-Zeit-Verlauf 26 entspricht dem geplanten Fahrweg des zweiten Fahrzeugs 16, wobei jedem Wegpunkt eine Uhrzeit oder an anderer Zeitwert zugeordnet ist. Zusätzlich umfassen die Manöverinformationen zu dem Linksabbiegemanöver des zweiten Fahrzeugs 16 mehrere Geschwindigkeitsdaten, Beschleunigungsdaten und Lenkwinkeldaten, denen jeweils ebenfalls ein Zeitwert zugeordnet ist. Die mehreren Geschwindigkeitsdaten, Beschleunigungsdaten und Lenkwinkeldaten sowie die diesen Daten zugeordneten Zeitwerte bilden ebenfalls das von dem zweiten Fahrzeug 16 geplante Linksabbiegemanöver ab.
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Neben den Manöverinformationen zu dem geplanten Linksabbiegemanöver stellt das zweite Fahrzeug 16 den in der Umgebung befindlichen Fahrzeugen oder Infrastruktureinrichtungen 22 jedoch noch weitere verkehrsrelevante Informationen zur Verfügung. Hierzu wird der folgende Schritt ausgeführt:
36) Senden von Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 durch das zweite Fahrzeug 16.
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Die von dem zweiten Fahrzeug 16 gesendeten Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 umfassen Fahrstreifeninformationen, wobei die Fahrstreifeninformationen die Anzahl und den Verlauf der sich in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 befindenden Fahrstreifen und die Zuordnung des zweiten Fahrzeugs 16 zu einem Fahrstreifen umfassen.
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Außerdem umfassen die von dem zweiten Fahrzeug 16 gesendeten Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 Informationen zu Fremdmanövern, welche in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 von weiteren Fahrzeugen durchführbar sind. Die Informationen zu Fremdmanövern, welche in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 von weiteren Fahrzeugen durchführbar sind, umfassen ebenfalls mehrere Positionsdaten, wobei den mehreren Positionsdaten jeweils ein Zeitwert zugeordnet ist. Die mehreren Positionsdaten und die den mehreren Positionsdaten zugeordneten Zeitwerte der Informationen zu Fremdmanövern bilden mehrere Weg-Zeit-Verläufe 28, 30 ab. Die Weg-Zeit-Verläufe 28, 30 entsprechen fiktiven Fahrmanövern, welche in der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 von anderen Fahrzeugen theoretisch durchführbar wären.
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Damit ein kooperatives Fahrmanöver durchgeführt werden kann, legt auch das erste Fahrzeug 10 mit dem folgenden Schritt ein auszuführendes Fahrmanöver fest:
38) Bestimmen eines auszuführenden Linksabbiegemanövers durch das erste Fahrzeug 10.
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Nachdem das auszuführende Fahrmanöver festgelegt wurde, kann nun geprüft werden, ob andere Fahrzeuge, welche sich in der Umgebung des ersten Fahrzeugs 10 befinden, die Ausführung von kollidierenden Fahrmanövern geplant haben. Hierzu wird der folgende Schritt ausgeführt:
40) Empfangen von Manöverinformationen zu einem geplanten Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs 16 durch das erste Fahrzeug 10.
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Die von dem ersten Fahrzeug 10 empfangenen Manöverinformationen umfassen die von dem zweiten Fahrzeug 16 gesendeten Manöverinformationen zu dem geplanten Linksabbiegemanöver des zweiten Fahrzeugs 16. Auf Grundlage der empfangenen Manöverinformationen kann das erste Fahrzeug 10 den geplanten Fahrweg des zweiten Fahrzeugs 16 bei der Durchführung des eigenen Linksabbiegemanövers berücksichtigen.
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Bei der Durchführung des eigenen Linksabbiegemanövers auf Grundlage der dem ersten Fahrzeug 10 nunmehr vorliegenden Informationen kann das erste Fahrzeug 10 jedoch nicht die Richtigkeit oder die Genauigkeit der empfangenen Daten, insbesondere der empfangenen Positionsdaten, prüfen. Sollte das zweite Fahrzeug 16 folglich fehlerhafte und/oder ungenaue Positionsdaten versendet haben, würde das erste Fahrzeug 10 bei der Planung des Linksabbiegemanövers von fehlerhaften Informationen zu dem zu erwartenden Verkehrsgeschehen während der Ausführung des Fahrmanövers ausgehen. Hierdurch wäre ein erhebliches Unfallrisiko vorhanden. Um die von dem zweiten Fahrzeug 16 empfangenen Manöverinformationen auf Richtigkeit und Genauigkeit und gegebenenfalls auf Plausibilität prüfen zu können wird der folgende Schritt ausgeführt:
42) Empfangen der Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 durch das erste Fahrzeug 10.
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Die von dem ersten Fahrzeug 10 empfangenen Umgebungsinformationen umfassen die von dem zweiten Fahrzeug 16 gesendeten Umgebungsinformationen zu dessen Peripherie. Da dem ersten Fahrzeug 10 nunmehr detaillierte Informationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 vorliegen, kann eine Prüfung der empfangenen Manöverinformationen durch das erste Fahrzeug 10 erfolgen.
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Außerdem kann das erste Fahrzeug 10 zur Prüfung der von dem zweiten Fahrzeug 16 empfangenen Daten weitere Umgebungsinformationen zu einem relevanten Verkehrsbereich verwenden, welche von straßenperipheren Infrastruktureinrichtungen 22 zur Verfügung gestellt werden. Der relevante Verkehrsbereich ist vorliegend die Straßenkreuzung, auf welcher das erste Fahrzeug 10 und das zweite Fahrzeug 16 jeweils die Durchführung ihrer Linksabbiegemanöver planen. Hierzu umfasst das Verfahren den folgenden Schritt:
44) Senden von Umgebungsinformationen zu der Straßenkreuzung durch eine Intelligent-Roadside-Station 22.
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Die von der Intelligent-Roadside-Station 22 gesendeten Umgebungsinformationen zu der Straßenkreuzung umfassen ebenfalls Fahrstreifeninformationen, wobei die Fahrstreifeninformationen die Anzahl und den Verlauf der sich in dem Verkehrsbereich befindenden Fahrstreifen umfassen. Damit das erste Fahrzeug 10 die von der Intelligent-Roadside-Station 22 gesendeten Informationen berücksichtigen kann, wird der folgende Schritt ausgeführt:
46) Empfangen der Umgebungsinformationen zu dem Verkehrsbereich durch das erste Fahrzeug 10.
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Dem ersten Fahrzeug 10 liegen nun Manöverinformationen zu dem geplanten Fahrmanöver des zweiten Fahrzeugs 16, Umgebungsinformationen zu der Peripherie des zweiten Fahrzeugs 16 und Umgebungsinformationen zu dem relevanten Verkehrsbereich vor, sodass der folgende Schritt ausgeführt werden kann:
48) Festlegen einer Manövertrajektorie für das auszuführende Fahrmanöver durch das erste Fahrzeug 10 auf Grundlage der empfangenen Manöverinformationen und der empfangenen Umgebungsinformationen.
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Aufgrund der Vielzahl der unterschiedlichen Informationen ist das Unfallrisiko bei der Durchführung des geplanten Fahrmanövers durch das erste Fahrzeug 10 minimiert, sodass der folgende Schritt ausgeführt werden kann:
50) Durchführen des Fahrmanövers durch das erste Fahrzeug 10 mit der festgelegten Manövertrajektorie.
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Die Erfindung schafft durch die zusätzlich zur Verfügung stehenden Umgebungsinformationen eine Möglichkeit, geplante Fahrmanöver anderer Fahrzeuge besser interpretieren können. Auf diese Weise wird die Sicherheit bei der Durchführung eines kooperativen Fahrmanövers erheblich gesteigert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erstes Fahrzeug
- 12
- Recheneinheit
- 14
- Kommunikationsgerät
- 16
- zweites Fahrzeug
- 18
- Recheneinheit
- 20
- Kommunikationsgerät
- 22
- Infrastruktureinrichtung
- 24
- Weg-Zeit-Verlauf
- 26
- Weg-Zeit-Verlauf
- 28
- Weg-Zeit-Verlauf
- 30
- Weg-Zeit-Verlauf
- 32–50
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012011994 A1 [0005]
- DE 102014201648 A1 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- SAE (Society of Automotive Engineers) J2735 [0019]
- SAE J2735 Standard [0019]