DE102017003742A1 - Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Fahrtroute - Google Patents

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Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft das Betreiben von Fahrzeugen in einem autonomen Fahrmodus. Dabei kommt das Verfahren insbesondere in stauartigen Verkehrssituationen zur Verwendung. Hierbei ermittelt das erfindungsgemäße Verfahren in einem dynamischen System (7) die optimale Fahrtroute (8), um in kürzester Zeit eine vorgegebene Wegstrecke zu bewältigen. Um dieses Ziel zu erreichen überwacht das autonom fahrende Fahrzeug (1) mittels Sensoren (2) kontinuierlich die unmittelbare Umgebung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen mit autonomen Fahrmodus um in Stausituationen eine optimale Fahrtroute mit minimaler Fahrtdauer zu ermöglichen, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
  • Es sind bereits Kraftfahrzeuge bekannt, die durch ihre technischen Anbauten ein autonomes Fahren ermöglichen. Zunehmend sind solche Fahrzeuge auch in Regionen verfügbar, bei denen es im Zuge von Verkehrsspitzen zu stauartigen Szenarien kommt. Eine effektive Streckenbewältigung ist dabei anhand von Fahrbahnüberschreitungen gegeben. Hieraus entstehen komplexe dynamische Systeme die untereinander interagieren.
  • Im allgemeinen Stand der Technik sind mehrere Schriften zu finden, welche ähnliche Verfahren beschreiben. Beispielsweise wird in der Schrift DE 10 2012 015 968 A1 ein Verfahren zum fahrerlosen Bewegen eines Fahrzeuges auf einer Parkfläche offengelegt. Das dort beschriebene Verfahren beinhaltet eine externe Steuerungseinrichtung, der Zugriff auf das Fahrzeug ermöglicht wird. Diese Steuerungseinrichtung fungiert als zentrale Einrichtung, die das Fahrzeug in einen zugewiesenen Stellplatz steuert. Weiter ist in diesem Verfahren beschrieben, dass mittels Sensoren Kollisionen ermittelt und dokumentiert werden können. Die Steuerungseinrichtung kann zusätzlich Verhaltensentscheidungen treffen, in denen es bei einem Gefahrenfall um die Signalausgabe oder die Aufnahme und Speicherung von Sensordaten geht.
  • In der Offenlegungsschrift DE 10 2007 027 957 A1 ist ein weiter Stand der Technik beschrieben, der die Geschwindigkeitsregelautomatik und das dahintersteckende Verfahren für ein Kraftfahrzeug erörtert. Der Geschwindigkeitsregelautomat regelt dabei die Beschleunigung durch die Antriebseinheit sowie die Verzögerung durch die Bremse. Ein Sensor misst dabei den Mindestabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug woraus sich eine zu tätigende Aktion ableiten lässt. Besondere Anwendung dieses Systems erfolgt in Fahrzeugen die sich in einer Kolonne bewegen.
  • Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen in einem autonomen Fahrmodus und unter der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art zu schaffen, damit eine Strecke in Stausituationen in kürzerer Zeit bewältigt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahrensschritte gelöst. Vorteilhafte Ausprägungen des Verfahrens ergeben sich aus den restlichen abhängigen Ansprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kommt dabei in Fahrzeugen zur Anwendung, die einen autonomen Fahrmodus besitzen und demnach auch unabhängig von einem menschlichen Fahrer sich fortbewegen und gesteuert werden können. Eine Steuerung der Fahrtrichtung und des Antriebs soll dabei durch eine kontinuierliche Sensorüberwachung der unmittelbaren Fahrzeugumgebung erfolgen. Hierbei können beispielsweise Infrarot-, Radar- oder Kamerasensoren die Fahrzeugumgebung auf Hindernisse und andere Verkehrsteilnehmer erfassen. Denkbar ist hier auch ein Sensorsystem, welches über die unmittelbare Fahrzeugumgebung hinaus, weitere Verkehrsteilnehmer messtechnisch ermittelt. Der zentralen Recheneinheit werden dadurch kontinuierlich Bewegungsdaten zu Verfügung gestellt, wodurch in Echtzeit ein dynamisches System mit anderen Fahrzeugen erstellt werden kann. Hieraus kann für die weitere Fahrt eine optimierte Fahrtroute und demnach auch eine minimale Fahrtdauer zu Verfügung gestellt werden. Als Maßstab für die optimierten Fahrtoute ist dabei nicht der kürzeste Weg, sondern vielmehr die kürzeste Zeit für eine Strecke, wobei die Grundausrichtung der Fahrtrichtung in Richtung des allgemeinen Verkehrsfluss zeigt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich in einer vorteilhaften Weiterbildung dadurch aus, dass die Ermittlung der optimalen Fahrtroute fahrspurunabhängig erfolgt. Dies hat zur Folge, dass das Fahrzeug in einem - vorzugsweise - Stop-and-Go-Betrieb 2-Dimensional agieren kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Sicherheitseinrichtung welche die anderen Verkehrsteilnehmer auf eine Gefahrensituation aufmerksam macht. Beispielsweise könnte bei einer Abstandunterschreitung zwischen dem eigenen Fahrzeug und anderen Fahrzeugen ein Signal ausgelöst werden. Vorstellbar wäre hier ein Hup-Ton und/oder ein Lichtsignal der Scheinwerfer.
  • Eine weiter vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Geschwindigkeitsabhängigkeit des minimalen Abstandes zu den anderen Fahrzeugen. Diese sollte in einem Bereich von 10 bis 30 cm liegen. Somit wäre genügend Abstand gegeben, um das Fahrzeug sicher bewegen zu können. Des Weitern wäre dieser Abstand so gering gewählt, dass die berechnete Fahrtroute angewandt werden kann und sich andere Verkehrsteilnehmer nicht in der geplanten Wegstrecke platzieren können.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens zum Bestimmen einer optimalen Fahrtroute ergeben sich ferner aus den abhängigen Ansprüchen und werden aus dem Ausführungsbeispiel deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher beschrieben wird.
  • Dabei zeigt:
    • 1 ein autonom fahrendes Fahrzeug
    • 2 ein beispielhaft angedeutetes dynamisches System aus mehreren Fahrzeugen bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
  • Das in 1 angedeutete autonom fahrende Fahrzeug 1 umfasst mehrere, in Umfangsrichtung angeordnete Sensoren 2, die für die Umgebungsüberwachung des unmittelbaren Fahrzeugumfeldes vorgesehen sind. Eine Auswerteeinheit 3 bildet das Koppelglied zwischen Sensoren 2 und der zentralen Recheneinheit 4 des autonom fahrenden Fahrzeugs 1. Die zentrale Recheneinheit 4 berechnet auf Basis der Daten aus den Sensoren 2 eine optimale Fahrtroute 8. Über die Steuerungseinheit 5 wird die berechnete optimale Fahrtroute 8 in eine Lenkbewegung, eine Beschleunigung oder Verzögerung des autonom fahrenden Fahrzeuges 1 umgesetzt. Gleichzeitig kann über die mit der zentralen Recheneinheit 4 verbundene Signaleinheit 6 ein Warnsignal in Form eines akustischen oder optischen Signals emittiert werden.
  • 2 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Demnach besteht das dynamische System 7 aus den Verkehrsteilnehmern 9 und dem autonom fahrenden Fahrzeug 1. In der dargestellten Stausituation interagiert das autonom fahrende Fahrzeug 1 mit den anderen Verkehrsteilnehmern 9 und es wird von der zentralen Recheneinheit 4, unter Rückmeldung von Daten der Sensoren 2, eine optimale Fahrtroute 8 berechnet und fortlaufend aktualisiert. Die optimale Fahrtroute 8 bildet zu diesem Zeitpunkt, unter den verfügbaren Sensordaten, die kürzeste Zeiteinheit zum Zurücklegen der geplanten Strecke. Dabei ist die optimale Fahrtroute 8 in Richtung des allgemeinen Verkehrsflusses ausgerichtet. Weiter kann die optimale Fahrtroute 8 beispielsweise auch Fahrbahnübergreifend ausgeprägt sein. Um fortlaufend neue Daten der unmittelbaren Fahrzeugumgebung zu erhalten, wird die Fahrzeugumgebung mit den Sensoren 2 abgetastet. In diesem Fall sind zwei Verkehrsteilnehmer 9 am Verkehrsfluss beteiligt. Unterschreiten die Verkehrsteilnehmer 9 einen Mindestabstand 10, wird von dem fahrerlosen Fahrzeug 1 ein Warnsignal zur Gefahrenabwehr durch die Signaleinheit 6 ausgelöst.
  • 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 102012015968 A1 [0003]
    • DE 102007027957 A1 [0004]

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen in einem autonomen Fahrmodus, welches eine optimale Fahrtroute (8) berechnet, die ermittelte Fahrtroute eine minimale Fahrtdauer ermöglicht wozu die unmittelbare Fahrzeugumgebung mittels Sensoren (2) kontinuierlich überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb in einem dynamischen System (7) mit anderen Fahrzeugen genutzt wird, bei Verkehrsaufkommen von mehr als einem Fahrzeug in der unmittelbaren Umgebung genutzt wird und die Fahrtroute in Richtung des Verkehrsflusses ausgerichtet ist.
  2. Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen in einem autonomen Fahrmodus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der optimalen Fahrtroute (8) fahrspurunabhängig erfolgt.
  3. Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen in einem autonomen Fahrmodus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Unterschreitung des Mindestabstands (10) zwischen dem eigenen Fahrzeug und anderen Verkehrsteilnehmern, eine Signal durch die Signaleinheit (6) ausgelöst wird.
  4. Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen in einem autonomen Fahrmodus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal der Signaleinheit (6) bei Unterschreitung des Mindestabstands (10) zu anderen Verkehrsteilnehmern geschwindigkeitsabhängig erfolgt.
  5. Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen in einem autonomen Fahrmodus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindestabstand (10) zu anderen Verkehrsteilnehmern (9) zwischen 10 bis 30 cm vorgegeben ist.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109637112A (zh) * 2018-11-23 2019-04-16 江苏省南京市公安局交通管理局车辆管理所 重点车辆源头动态监管系统及监控方法
DE102020202540A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Psa Automobiles Sa Verfahren zum Trainieren wenigstens eines Algorithmus für ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, Computerprogrammprodukt sowie Kraftfahrzeug

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