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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
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Aus der noch nicht veröffentlichen Anmeldung
DE 10 2016 009 461 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bekannt, bei dem ein teilautomatisierter, insbesondere hochautomatisierter, und/oder autonomer Regelbetrieb unter Berücksichtigung mindestens einer Streckenfreigabeinformation für einen aktuell befahrenen und/oder vorausliegenden Streckenabschnitt zugelassen wird. Dabei wird die mindestens eine Streckenfreigabeinformation ermittelt, indem ein sich außerhalb des Fahrzeugs befindender Bildcode erfasst und zweckmäßigerweise decodiert wird, der die mindestens eine Streckenfreigabeinformation enthält und/oder einen Verweis zum Abrufen der mindestens einen Streckenfreigabeinformation von einem Server enthält, und/oder indem ein Funksignal erfasst wird, das die mindestens eine Streckenfreigabeinformation enthält und/oder einen Verweis zum Abrufen der mindestens einen Streckenfreigabeinformation von einem Server enthält und das von einem Sender ausgesendet wird, der sich in einem Nahbereich einer vom Fahrzeug befahrenen Fahrbahn befindet, insbesondere auf oder neben der Fahrbahn, zweckmäßigerweise unmittelbar neben der Fahrbahn, d. h. insbesondere im Wesentlichen innerhalb einer für Verkehrszeichen üblichen oder vorgeschriebenen Entfernung zur Fahrbahn. Der Sender ist vor dem Beginn oder am Beginn oder im Anfangsbereich des Streckenabschnitts positioniert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs anzugeben.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs wird eine Soll-Trajektorie zum autonomen Befahren eines dem Fahrzeug vorausliegenden Streckenabschnitts fahrzeugintern ermittelt.
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Erfindungsgemäß wird zusätzlich eine für den Streckenabschnitt fahrzeugextern ermittelte und von einer fahrzeugexternen Kommunikationseinheit an eine fahrzeuginterne Kommunikationseinheit übermittelte Soll-Trajektorie empfangen, wobei die fahrzeugintern ermittelte Soll-Trajektorie vor und während des Befahrens des Streckenabschnitts kontinuierlich mit der fahrzeugextern ermittelten Soll-Trajektorie abgeglichen wird und wobei eine zurückgelegte Ist-Trajektorie des Fahrzeugs nach dem Befahren des Streckenabschnitts an die fahrzeugexterne Kommunikationseinheit übermittelt wird.
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Das Verfahren ermöglicht eine höhere Verfügbarkeit eines autonomen Fahrbetriebs für Streckenabschnitte mit erschwerten Bedingungen, z. B. für Baustellenbereiche, Tunnel, Streckenabschnitte mit beidseits hohen Gebäuden oder für Streckenabschnitte, welche durch Waldgebiete oder Alleen oder enge und tiefe Täler führen. Insbesondere in Baustellenbereichen ist eine Erkennung von Fahrspurmarkierungen mittels Kameras beeinträchtigt oder nicht möglich, da in Baustellen zusätzliche Markierungen angebracht sind. Auch die Wahrnehmung baulicher Merkmale, zum Beispiel mittels Radar, ist in Baustellenbereichen fehlerbehaftet. In Baustellen verläuft die Spur meist kurvig, teilweise auch auf einer Gegenfahrbahn, es sind zusätzliche Spurmarkierungen vorhanden, Fahrspuren sind schmaler und es sind besondere Regeln für Überholmanöver und bestimmte Fahrgeschwindigkeiten vorgesehen. Die Übermittlung einer den Streckenabschnitt betreffenden fahrzeugextern ermittelten Soll-Trajektorie ermöglicht eine verbesserte fahrzeuginterne Ermittlung einer Soll-Trajektorie für das Fahrzeug zum Befahren des Streckenabschnitts. Damit ist auch unter den genannten erschwerten Bedingungen ein autonomer Fahrbetrieb in einem Baustellenbereich möglich.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch ein Fahrzeug auf einem Streckenabschnitt und
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2 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 auf einem Streckenabschnitt S.
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Der Streckenabschnitt S umfasst eine Fahrbahn FB mit zwei Fahrspuren FS1, FS2, die jeweils randseitig mit einer durchgezogenen Fahrspurmarkierung FM1, FM2 und aneinander angrenzend durch eine unterbrochene Fahrspurmarkierung FM3 begrenzt sind. Des Weiteren umfasst der Streckenabschnitt S einen Baustellenbereich B, welcher zwei temporäre Fahrspuren FStemp1, FStemp2 umfasst, die mittels temporärer Fahrspurmarkierungen FMtemp1 bis FMtemp3 begrenzt sind. Die temporären Fahrspurmarkierungen FMtemp1 bis FMtemp3 sind jeweils als durchgezogene Fahrspurbegrenzungen ausgebildet und weisen üblicherweise eine andere Farbe auf als die permanenten Fahrspurmarkierungen FM1 bis FM3. Insbesondere sind die permanenten Fahrspurmarkierungen FM1 bis FM3 weiß und die Die temporären Fahrspurmarkierungen FMtemp1 bis FMtemp3 gelb.
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Der Streckenabschnitt S weist somit mehrere Spurbegrenzungen auf, von denen jedoch nur eine Art der Spurbegrenzungen berücksichtigt werden soll. Die zu berücksichtigenden Spurbegrenzungen sind aufgrund des Baustellenbereichs B die temporären Fahrspurmarkierungen FMtemp1 bis FMtemp3. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Baustellenbereich B auch durch bauliche Begrenzungen, zum Beispiel Leitplanken oder Baken, begrenzt sein.
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Das gezeigte Fahrzeug 1 bewegt sich auf einer rechten temporären Fahrspur FStemp2 und ist einem teil- und/oder vollautonomen Fahrbetrieb betreibbar. Zum Befahren des Streckenabschnitts S wird im vollautonomen Betrieb des Fahrzeugs 1 eine Soll-Trajektorie TSoll fahrzeugintern mittels einer Vorrichtung 2 ermittelt, die im Folgenden näher beschrieben wird.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 2, welche zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb des Fahrzeugs 1 ausgebildet ist
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Die Vorrichtung 2 umfasst eine fahrzeugeigene Sensorik 2.1 zur Erfassung von Daten D einer Fahrzeugumgebung. Beispielsweise umfasst die fahrzeugeigene Sensorik 2.1 eine oder mehrere Kameras. Zur Verarbeitung der erfassten Daten D umfasst die Vorrichtung 2 eine fahrzeuginterne Verarbeitungseinheit 2.2, die mit der fahrzeugeigenen Sensorik 2.1 gekoppelt ist. Die Verarbeitungseinheit 2.2 ist beispielsweise eine Bildverarbeitungseinheit, mittels der Merkmale und Objekte aus den erfassten Daten D extrahierbar sind. Als Merkmale können insbesondere die permanenten Fahrspurmarkierungen FM1 bis FM3 und die temporären Fahrspurmarkierungen FMtemp1 bis FMtemp3 extrahiert werden.
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Anhand der aus den erfassten Daten D extrahierten Merkmale und Objekte wird eine Soll-Trajektorie TSoll ermittelt, die in Abhängigkeit eines Fahrspurverlaufes und einer Fahrspurbreite bestimmt wird. Die Soll-Trajektorie TSoll wird fahrzeugintern mittels der Verarbeitungseinheit 2.2 oder mittels einer nicht gezeigten, mit der Verarbeitungseinheit 2.2 verbundenen Recheneinheit ermittelt.
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Die Extrahierung von Merkmalen und Objekten aus den erfassten Daten D ist in Baustellenbereiche B umfassenden Streckenabschnitten S nur schwer fehlerfrei realisierbar, da hier die temporären Fahrspuren FStemp1, FStemp2 meist kurvig verlaufen, es zusätzlich zu den permanenten Fahrspurmarkierungen FM1 bis FM3 die temporären Fahrspurmarkierungen FMtemp1 bis FMtemp3 gibt, eine Fahrspurbreite verringert ist und es besondere Regeln für Überholmanöver oder für eine zulässige Höchstgeschwindigkeit gibt. Dies erschwert die Ermittlung der Soll-Trajektorie TSoll zur Befahrung eines solchen Streckenabschnitts S und somit die Verfügbarkeit des autonomen Fahrbetriebs.
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Zur Erhöhung einer Zuverlässigkeit bei der Ermittlung der Soll-Trajektorie TSoll umfasst die Vorrichtung 2 eine fahrzeuginterne Kommunikationseinheit 2.3, die mit einer fahrzeugexternen Kommunikationseinheit 3 koppelbar ist. Die fahrzeuginterne Kommunikationseinheit 2.3 ist als eine Sende- und Empfangseinheit ausgebildet, so dass zwischen der fahrzeuginternen Kommunikationseinheit 2.3 und der fahrzeugexternen Kommunikationseinheit 3 ein bidirektionaler Datenaustausch möglich ist.
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Die fahrzeugexterne Kommunikationseinheit 3 ist beispielsweise ein Sender, welcher sich in einem Nahbereich des Streckenabschnitts S befindet. Insbesondere ist die fahrzeugexterne Kommunikationseinheit 3 in einem ausreichenden Abstand vor dem Beginn des Streckenabschnitts S positioniert.
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Des Weiteren ist die fahrzeugexterne Kommunikationseinheit 3 mit einem nicht gezeigten Server verbunden, welcher eine fahrzeugextern ermittelte Soll-Trajektorie TSollext zum Befahren des Streckenabschnitts S bereitstellt. Die fahrzeugexterne Kommunikationseinheit 3 kommuniziert dabei drahtlos, z. B. mittels einer sogenannten WLAN-Verbindung, mit der fahrzeuginternen Kommunikationseinheit 2.3, wenn sich das Fahrzeug 1 dem Streckenabschnitt S und damit der fahrzeugexternen Kommunikationseinheit 3 nähert. Bei der Kommunikation übermittelt die fahrzeugexterne Kommunikationseinheit 3 die fahrzeugextern ermittelte Soll-Trajektorie TSollext an die fahrzeuginterne Kommunikationseinheit 2.3 oder diese ruft die fahrzeugextern ermittelte Soll-Trajektorie TSollext von der fahrzeugexternen Kommunikationseinheit 3 ab.
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Die von der fahrzeuginternen Kommunikationseinheit 2.3 empfangene, fahrzeugextern ermittelte Soll-Trajektorie TSollext wird an die Verarbeitungseinheit 2.2 weitergeleitet, welche die fahrzeugextern ermittelte Soll-Trajektorie TSollext zur fahrzeuginternen Ermittlung der Soll-Trajektorie TSoll heranzieht. Insbesondere wird bei der fahrzeuginternen Ermittlung der Soll-Trajektorie TSoll diese kontinuierlich mit der fahrzeugextern ermittelten Soll-Trajektorie TSollext abgeglichen. Der Abgleich erfolgt vor und während des Befahrens des Streckenabschnitts S. Die Übertragung der fahrzeugextern ermittelten Soll-Trajektorie TSollext erfolgt jedoch in einem ausreichenden Abstand vor dem Befahren des Streckenabschnitts S, so dass für den Abgleich ausreichend Zeit zur Verfügung steht und eine Ansteuerung einer Aktorik einer fahrzeuginternen Fahrerassistenzvorrichtung 2.4, mittels der das Fahrzeug 1 teil- und vollautomatisiert betreibbar ist, rechtzeitig angepasst oder eingestellt werden kann.
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Der Abgleich zwischen der fahrzeugintern ermittelten Soll-Trajektorie TSoll und der fahrzeugextern ermittelten Soll-Trajektorie TSollext ermöglicht eine verbesserte fahrzeuginterne Ermittlung der Soll-Trajektorie TSoll, da die fahrzeugextern ermittelte Soll-Trajektorie TSollext unabhängig von der fahrzeugeigenen Sensorik 2.1 ermittelt wurde. Dies unterstützt die fahrzeuginterne Ermittlung der Soll-Trajektorie TSoll, welche unter Berücksichtigung fahrzeugspezifischer Parameter ermittelt wird.
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Die fahrzeugintern ermittelte Soll-Trajektorie TSoll wird an eine fahrzeuginterne Fahrerassistenzvorrichtung 2.4 übermittelt, mittels der das Fahrzeug 1 teil- und vollautomatisiert betreibbar ist. Die Fahrerassistenzvorrichtung 2.4 überprüft dabei kontinuierlich eine Ist-Trajektorie TIst, wobei insbesondere die Ist-Trajektorie TIst mit der fahrzeugintern ermittelten Soll-Trajektorie TSoll verglichen wird. Bei einer Abweichung zwischen der Ist-Trajektorie TIst und der fahrzeugintern ermittelten Soll-Trajektorie TSoll wird ein Fahrer des Fahrzeugs 1 zur manuellen Übernahme des Fahrzeugs 1 aufgefordert. Eine derartige Aufforderung erfolgt ebenfalls wenn Fahrspurabmessungen in Richtung einer Fahrzeugquerausdehnung einen vorgegebenen Schwellwert unterschreiten, d. h. wenn eine Spurbreite zu gering ist, und/oder wenn eine Fehlermeldung hinsichtlich der fahrzeugintern ermittelten Soll-Trajektorie TSoll vorliegt.
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Wird der Streckenabschnitt S erfolgreich teil- oder vollautonom mittels der fahrzeugintern ermittelten Soll-Trajektorie TSoll durchfahren, wird die im Streckenabschnitt S zurückgelegte Ist-Trajektorie TIst von der fahrzeuginternen Kommunikationseinheit 2.3 an die fahrzeugexterne Kommunikationseinheit 3 übermittelt. Die übermittelte Ist-Trajektorie TIst dient dabei einer Präzisierung zukünftiger Trajektorienvorgaben für den Streckenabschnitt S.
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Das beschriebene Verfahren eignet sich dabei weiterhin auch für Streckenabschnitte S mit Tunneln, mit beidseits hohen Gebäuden oder für Streckenabschnitte S, welche durch Waldgebiete oder Alleen oder enge und tiefe Täler führen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Vorrichtung
- 2.1
- fahrzeugeigene Sensorik
- 2.2
- fahrzeuginterne Verarbeitungseinheit
- 2.3
- fahrzeuginterne Kommunikationseinheit
- 2.4
- Fahrerassistenzvorrichtung
- 3
- fahrzeugexterne Kommunikationseinheit
- B
- Baustellenbereich
- D
- Daten
- FB
- Fahrbahn
- FM1 bis FM3
- permanente Fahrspurmarkierung
- FMtemp1 bis FMtemp3
- temporäre Fahrspurmarkierung
- FS1, FS2
- Fahrspur
- FStemp1, FStemp2
- temporäre Fahrspur
- S
- Streckenabschnitt
- TSoll
- fahrzeugintern ermittelte Soll-Trajektorie
- TSollext
- fahrzeugextern ermittelte Soll-Trajektorie
- TIst
- Ist-Trajektorie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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