DE102016223396B4 - METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING A MAXIMUM SPEED OF A VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Verfahren für ein Fahrzeug (1) mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung,wobei für die Fahrzeugregelung Daten von zumindest einer externen Quelle außerhalb des Fahrzeugs an das Fahrzeug mittels einer Funkverbindung übermittelt werden,eine Maximalgeschwindigkeit V_MAX für das Fahrzeug in Abhängigkeit von einer Güte der Funkverbindung (2) bestimmt wird,dadurch gekennzeichnet, dassbei Unterschreiten eines ersten Schwellwerts (14) für die Güte der Funkverbindung (2) die Maximalgeschwindigkeit V_Max reduziert wird undbei Unterschreiten eines zweiten Schwellwerts (15) für die Güte der Funkverbindung (2) die zumindest teilweise autonomen Fahrregelung beendet wird.Method for a vehicle (1) with an at least partially autonomous driving control, wherein for the vehicle control data from at least one external source outside the vehicle is transmitted to the vehicle by means of a radio connection, a maximum speed V_MAX for the vehicle depending on a quality of the radio connection ( 2) is determined, characterized in that when the quality of the radio connection (2) falls below a first threshold value (14), the maximum speed V_Max is reduced and the at least partially autonomous driving control occurs when the quality of the radio connection (2) falls below a second threshold value (15). is ended.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Maximalgeschwindigkeit für ein Fahrzeug mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung, und eine Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Bestimmung einer Maximalgeschwindigkeit für ein Fahrzeug mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung.The present invention relates to a method for determining a maximum speed for a vehicle with at least partially autonomous driving control, and a device for a vehicle for determining a maximum speed for a vehicle with at least partially autonomous driving control.
Für das autonome oder teilautonome oder assistierte Fahren sind Informationen aus der Fahrzeugumgebung eine zwingende Voraussetzung. Diese Informationen werden, z.B. von Umfelderfassungssensoren wie Radar-, Lidar oder Kamerasysteme zur Verfügung gestellt. Diese Systeme weisen eine Reichweite von bis zu 200 m auf. Weiterhin stellen Systeme, die auf Funkübertragung basieren, eine Informationsquelle dar. Zu nennen ist hier die Car-to-Car Kommunikation, d.h. eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen über Funk, oder eine Übertragung von Informationen von Infrastrukturkomponenten, wie z.B. Verkehrszeichen oder Verkehrsleitsystemen, an das Fahrzeug. Weitere Informationen können über Funk, insbesondere Mobilfunk von einem Rechner an einem beliebigen Ort außerhalb des Fahrzeugs, einem sogenannten Backend-Server, an das Fahrzeug übertragen werden. Diese Systeme ermöglichen eine Vorausschau von mehr als 200m und es können Informationen zu aktuellen Gefahrenübertragen werden, die sich außerhalb der Reichweite eines Umfelderfassungssensorsystems befinden. Informationen oder Gefahrenmeldung sind z.B. Gefahrenobjekt auf der Fahrbahn, Fahrbahnverengung, Unfall, Glätte usw. Gerade bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten sind eine große Vorausschau und Informationen aus einem weiter entfernten Fahrzeugumfeld von großer Bedeutung.Information from the vehicle's surroundings is a mandatory requirement for autonomous or semi-autonomous or assisted driving. This information is provided, for example, by environment detection sensors such as radar, lidar or camera systems. These systems have a range of up to 200 m. Furthermore, systems based on radio transmission represent a source of information. Mention should be made here of car-to-car communication, i.e. communication between vehicles via radio, or a transmission of information from infrastructure components, such as traffic signs or traffic control systems, to the vehicle . Further information can be transmitted to the vehicle via radio, in particular mobile communications, from a computer at any location outside the vehicle, a so-called backend server. These systems enable a look ahead of more than 200m and information can be transmitted about current threats that are beyond the range of an environmental detection sensor system. Information or danger reports include, for example, a dangerous object on the road, a narrowing of the road, an accident, slippery roads, etc. Especially at high vehicle speeds, a great foresight and information from a more distant vehicle environment are of great importance.
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Es ist die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung für ein Fahrzeug mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung anzugeben. Eine zumindest teilweise autonomen Fahrregelung kann auch als Fahrerassistenzsystem ausgebildet sein.It is the object of the present invention to provide an improved method and an improved device for a vehicle with at least partially autonomous driving control. An at least partially autonomous driving control can also be designed as a driver assistance system.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.The task is solved by the features of the independent claims.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren für ein Fahrzeug mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung angegeben, wobei für die Fahrzeugregelung Daten von zumindest einer externen Quelle außerhalb des Fahrzeugs an das Fahrzeug mittels einer Funkverbindung übermittelt werden und erfindungsgemäß eine Maximalgeschwindigkeit für das Fahrzeug in Abhängigkeit von einer Güte der Funkverbindung bestimmt wird. Eine ausreichende Güte der Funkverbindung stellt sicher, dass Informationen und aktuelle Gefahrenmeldungen das Fahrzeug erreichen und für eine zumindest teilweise autonome Fahrregelung berücksichtigt werden können. Dies ist insbesondere bei einer hohen Geschwindigkeit des Fahrzeugs von großer Wichtigkeit, da bei hohen Geschwindigkeiten eine Vorausschau größer als die Reichweite der im Fahrzeug angeordneten Umfelderfassungssensoren benötigt wird.According to the invention, a method for a vehicle with an at least partially autonomous driving control is specified, wherein for the vehicle control data from at least one external source outside the vehicle is transmitted to the vehicle by means of a radio connection and, according to the invention, a maximum speed for the vehicle depending on the quality of the radio connection is determined. A sufficient quality of the radio connection ensures that information and current danger reports reach the vehicle and can be taken into account for at least partially autonomous driving control. This is particularly important when the vehicle is traveling at high speeds, since at high speeds a forecast greater than the range of the surroundings detection sensors arranged in the vehicle is required.
Vorzugsweise umfasst die zumindest teilweise autonome Fahrregelung ein Verfahren zur Längsregelung des Fahrzeugs, wobei die bestimmte Maximalgeschwindigkeit wird bei der automatisierten Längsregelung nicht überschritten wird. Das Fahrzeug wird in Abhängigkeit von weiteren Umfeldparametern z.B. Geschwindigkeitsbegrenzung, Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs, Krümmung der Fahrspur, Fahrbahnbeschaffenheit auf eine Geschwindigkeit unterhalb oder gleich der Maximalgeschwindigkeit geregelt.Preferably, the at least partially autonomous driving control includes a method for longitudinal control of the vehicle, wherein the specific maximum speed is not exceeded in the automated longitudinal control. The vehicle is controlled to a speed below or equal to the maximum speed depending on other environmental parameters, such as speed limit, speed of a vehicle in front, curvature of the lane, road condition.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die externe Quelle ein anderes Fahrzeug (Car-to-Car Kommunikation) oder eine Verkehrsinfrastruktur oder ein Backend-Server (Car-to-X-Kommunikation) oder ein System zur Positionsbestimmung (z.B. GPS). Insbesondere ein Backend-Server kann Informationen aus einer Vielzahl von Datenquellen, wie z.B. Wetterinformationen, Zustandsdaten anderer Fahrzeuge, Daten von Sensorsystemen zur Umfelderfassung anderer Fahrzeuge, Daten von Infrastruktureinrichtungen wie Verkehrszeichen oder Ampeln, aktuelle Gefahrenquellen, aktualisierte Straßenkarten u.v.m. erhalten. Weiterhin können die relevanten Informationen für ein teilweise autonom fahrendes Fahrzeug von dem Backend-Server aufbereitet und an dieses Fahrzeug übertragen werden.In a preferred embodiment of the invention, the external source is another vehicle (car-to-car communication) or a traffic infrastructure or a backend server (car-to-X communication) or a positioning system (e.g. GPS). In particular, a backend server can receive information from a variety of data sources, such as weather information, status data from other vehicles, data from sensor systems for detecting the surroundings of other vehicles, data from infrastructure facilities such as traffic signs or traffic lights, current sources of danger, updated road maps and much more. Furthermore, the relevant information for a partially autonomous vehicle can be prepared by the backend server and transmitted to this vehicle.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Güte der Funkverbindung in Abhängigkeit von zumindest eines der folgenden genannten Parameter bestimmt:
- i) Signalstärke, die mit Amplitude oder Intensität des empfangenen Funksignals korreliert,
- ii) Signalkontinuität, die ein Maß für die zeitlich Stabilität des Funksignals ist und wird z.B. anhand der Standabweichung/Varianz von Signalstärke und/oder Datenübertragungsrate oder anhand der Dauer eines Zeitraums in dem Signalstärke und/oder Datenübertragungsrate konstant sind oder zumindest einen vorgegebenen Wert erreichen bestimmt,
- iii) Datenübertragungsgeschwindigkeit
- i) signal strength, which correlates with amplitude or intensity of the received radio signal,
- ii) Signal continuity, which is a measure of the temporal stability of the radio signal and is determined, for example, based on the deviation/variance of signal strength and/or data transmission rate or based on the duration of a period in which signal strength and/or data transmission rate are constant or at least reach a predetermined value ,
- iii) Data transfer speed
Für die Bestimmung des Gütewerts kann nur einer der genannten Parameter oder eine Kombination aus zwei oder drei der genannten Parameter beitragen.Only one of the parameters mentioned or a combination of two or three of the parameters mentioned can contribute to determining the quality value.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird bei Unterschreiten eines ersten Schwellwerts für die Güte der Funkverbindung die Maximalgeschwindigkeit reduziert.In a preferred embodiment of the invention, the maximum speed is reduced when the quality of the radio connection falls below a first threshold value.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird bei Unterschreiten eines zweiten Schwellwerts für die Güte der Funkverbindung die zumindest teilweise autonome Fahrregelung beendet. Nach Beendigung der autonomen Fahrzeugführung muss ein Fahrer des Fahrzeugs die Fahrzeugregelung übernehmen. Sollte er dies nicht tun, wird ggf. das Fahrzeug in einem Notfallmodus automatisiert an einem sicheren Ort geführt.In a further embodiment of the invention, if the quality of the radio connection falls below a second threshold value, the at least partially autonomous driving control is ended. After autonomous vehicle control has ended, a driver of the vehicle must take over control of the vehicle. If he does not do this, the vehicle may be automatically guided to a safe location in an emergency mode.
Eine positive Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Maximalgeschwindigkeit eine Funktion in Abhängigkeit von Güte der Funkverbindung ist, wobei der Verlauf der Funktion zumindest abschnittsweise linear oder exponentiell oder stufenförmig ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der der zumindest teilweise autonome Fahrbetrieb mit einer Geschwindigkeitsbeschränkung V_Max aufgenommen, auch wenn die Güte der Funkverbindung (2) ausreichend für einen Betrieb ohne Geschwindigkeitsbeschränkung V_Max ist.A positive embodiment of the invention provides that the maximum speed is a function depending on the quality of the radio connection, with the course of the function being linear or exponential or step-shaped at least in sections. In a preferred embodiment of the invention, the at least partially autonomous driving operation is started with a speed limit V_Max, even if the quality of the radio connection (2) is sufficient for operation without a speed limit V_Max.
Es wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung für ein Fahrzeug mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung beansprucht. Die Vorrichtung umfasst eine Steuereinheit mit einem elektronischen Speicher auf dem ein Verfahren wie zuvor beschrieben hinterlegt ist. Zudem umfasst die Vorrichtung einen Prozessor zur Ausführung eines Verfahrens wie zuvor beschrieben. Die Steuereinheit ist mit einem Empfänger zum Empfang von Funksignalen und mit Fahrzeugaktuatoren zur Längsregelung verbindbar. Funksignalen sind insbesondere Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssignale oder Server-zu-Fahrzeug-Kommunikationssignale von einem Backend-Server, wobei diese Signale vorzugsweise im Frequenzbereich der Mobilfunkfrequenzen übertragen werden.According to the invention, a device for a vehicle with at least partially autonomous driving control is claimed. The device comprises a control unit with an electronic memory on which a method as described above is stored. The device also includes a processor for executing a method as described above. The control unit can be connected to a receiver for receiving radio signals and to vehicle actuators for longitudinal control. Radio signals are in particular vehicle-to-vehicle communication signals or server-to-vehicle communication signals from a backend server, these signals preferably being transmitted in the frequency range of the mobile radio frequencies.
Zudem wird ein Fahrzeug mit einer zuvor beschriebenen Vorrichtung beansprucht.In addition, a vehicle with a previously described device is claimed.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. In
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Informationen durch ein Funksignal anderer Fahrzeuge (car-to-car-Kommunikation) zur Verfügung gestellt. Das Fahrzeug 1 ist mit Mittel zum Empfang der Funksignale und mit einer Auswerteeinheit zur Auswertung der Funksignale, die zumindest einen Prozessor und einer Speichereinheit umfasst, ausgestattet. Die Auswerteeinheit beinhaltet eine Kontrolleinheit zur Steuerung eines zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs oder ist mit einer solchen im Fahrzeug verbunden.In a further exemplary embodiment of the invention, information is made available through a radio signal from other vehicles (car-to-car communication). The vehicle 1 is equipped with means for receiving the radio signals and with an evaluation unit for evaluating the radio signals, which includes at least one processor and a memory unit. The evaluation unit contains a control unit for controlling at least partially autonomous driving or is connected to one in the vehicle.
In
In
In
Um eine Erhöhung der Stabilität des zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs zu erlangen, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Freigabe für einen zumindest teilweise autonomen Fahrbetrieb mit einer Hysterese verbunden. D.h. die Schaltwerte für das Ein- und Ausschalten des zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs entsprechen nicht genau dem Schwellwert 15 sondern sind so angeordnet, dass innerhalb eines Hysteresebandes um den Schwellwert herum weder Ein- noch Ausgeschaltet wird. Gleiches gilt für den Schwellwert 14 ab dem ein zumindest teilweise autonomer Fahrbetrieb mit Einschränkungen freigegeben wird.In order to increase the stability of the at least partially autonomous driving operation, in an advantageous embodiment of the invention the release for at least partially autonomous driving operation is associated with a hysteresis. This means that the switching values for switching the at least partially autonomous driving mode on and off do not correspond exactly to the
In einer weiteren positiven Ausgestaltung der Erfindung beginnt die Freigabe des zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs nicht mit einer generellen Freigabe auch wenn sich die Güte der Funkverbindung ausreichend dafür ist, sondern der zumindest teilweise autonome Fahrbetrieb wird mit einer Geschwindigkeitsbeschränkung V_Max aufgenommen. Eine generelle Freigabe des zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs erfolgt erst dann, wenn die die Güte der Funkverbindung 2 über einen vorgegebenen Zeitraum oder vorgegebene zurückgelegten Fahrstrecke stabil bzw. permanent über einen festgelegten Schwellwert gelegen hat. Vorzugsweise ist der festgelegte Schwellwert der erste Schwellwert 14.In a further positive embodiment of the invention, the release of at least partially autonomous driving does not begin with a general release, even if the quality of the radio connection is sufficient for this, but the at least partially autonomous driving operation is started with a speed limit V_Max. A general release of the at least partially autonomous driving operation only occurs when the quality of the
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine generelle Freigabe des zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs erst dann, wenn Güte der Funkverbindung 2 einen Schwellwert, der größer als der erste Schwellwert 14 ist, überschritten hatIn a further embodiment of the invention, the at least partially autonomous driving operation is only generally released when the quality of the
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- EgofahrzeugEgo vehicle
- 22
- Güte der FunkverbindungQuality of the radio connection
- 33
- Signalstärke (Amplitude oder Intensität)Signal strength (amplitude or intensity)
- 44
- Externe SendevorrichtungExternal transmitting device
- 55
- BackendserverBackend server
- 1010
- Landschaftserhebung / BergLandscape elevation / mountain
- 1111
- FunklochDead spot
- 1212
- Bereich mit unzureichender NetzqualitätArea with inadequate network quality
- 1313
- Bereich mit ausreichender NetzqualitätArea with sufficient network quality
- 1414
- Erster Schwellwert: EinschränkungFirst threshold: restriction
- 1515
- Zweiter Schwellwert: Beendigung autonomer FahrbetriebSecond threshold: termination of autonomous driving
- 1616
- entfernungsabhängige Abnahme der SignalstärkeDistance-dependent decrease in signal strength
- 1717
- hindernisabhängige Abnahme der SignalstärkeObstacle-dependent decrease in signal strength
- 2020
- FreigabeRelease
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