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Die Erfindung betrifft ein System zum Führen mindestens eines Fahrzeugs in einem teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind, wie in der
DE 10 2014 013 672 A1 beschrieben, ein Verfahren und ein System zur Absicherung eines autonomen oder teilautonomen Betriebs von Fahrzeugen auf einem Verkehrsstreckennetz bekannt. In diesem Verfahren befahren ein oder mehrere Fahrzeuge das Verkehrsstreckennetz. Die Fahrzeuge weisen jeweils Sensoren zur Erfassung einer Umgebung, eine digitale Straßenkarte des Verkehrsstreckennetzes, eine Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit einem externen Server und eine Auswerteeinheit auf. Die Auswerteeinheit ermittelt auf Basis der erfassten Umgebung und der digitalen Straßenkarte für eine vom jeweiligen Fahrzeug zurückgelegte Strecke eine Information zur Eignung dieser Strecke für einen autonomen oder teilautonomen Betrieb von Fahrzeugen und übermittelt diese Information mittels der Kommunikationseinheit an den externen Server. Der externe Server ermittelt in Abhängigkeit von dieser Information eine Erlaubnisinformation zur Zulässigkeit der Strecke für den autonomen oder teilautonomen Betrieb von Fahrzeugen und übermittelt diese Erlaubnisinformation an die Fahrzeuge.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes System zum Führen mindestens eines Fahrzeugs in einem teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System zum Führen mindestens eines Fahrzeugs in einem teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein System zum Führen mindestens eines Fahrzeugs in einem teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb umfasst erfindungsgemäß einen zentralen Server, der ortsgebundene Verkehrsdaten speichert, mindestens ein Fahrzeug eines ersten Fahrzeugtyps, dessen Fahrzeugsensorik ihn für einen autonomen Fahrbetrieb befähigt, und das mindestens eine im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb zu führende Fahrzeug eines zweiten Fahrzeugtyps, dessen Fahrzeugsensorik ihn nur für einen teilautomatisierten oder nicht automatisierten Fahrbetrieb befähigt. Dieser zweite Fahrzeugtyp umfasst eine Positionserfassungsvorrichtung und eine Kommunikationseinheit zum Empfang von Daten vom zentralen Server.
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Das System ist derart ausgebildet, dass
- – das mindestens eine Fahrzeug des ersten Fahrzeugtyps während seines autonomen Fahrbetriebs die ortsgebundenen Verkehrsdaten mittels seiner Fahrzeugsensorik fortlaufend erfasst und an den zentralen Server sendet und der zentrale Server sie speichert,
- – das mindestens eine Fahrzeug des zweiten Fahrzeugtyps seine mittels seiner Positionserfassungssensorik erfasste aktuelle Position an den zentralen Server sendet,
- – der zentrale Server die ortsgebundenen Verkehrsdaten nach vorgegebenen Kriterien überprüft und eine Streckenfreigabe für den teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb für das mindestens eine Fahrzeug des zweiten Fahrzeugtyps plant und
- – das mindestens eine Fahrzeug des zweiten Fahrzeugtyps anhand von vom zentralen Server ermittelten Steuerbefehlen im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb geführt wird.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es ermöglicht, Fahrzeuge des zweiten Fahrzeugtyps, insbesondere passive teilautomatisierte Fahrzeuge, durch den auf die oben beschriebene Weise erreichten Informationstransfer von einem oder mehreren Fahrzeugen des ersten Fahrzeugtyps auf ein höheres Automatisierungsniveau zu heben, so dass sich diese Fahrzeuge des zweiten Fahrzeugtyps mit diesem erhöhten Automatisierungsniveau und somit im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb im Verkehrsgeschehen bewegen können. Des Weiteren kann ein Gesamtbild des Verkehrsgeschehens mit fahrrelevanten Verkehrsdaten detailliert und geschärft werden. Durch die erfindungsgemäße Lösung werden vollautonome Fahrzeuge, d. h. die Fahrzeuge des ersten Fahrzeugtyps, zu Datenlieferanten für Fahrzeuge mit niedrigerem Automatisierungsgrad, d. h. für Fahrzeuge des zweiten Fahrzeugtyps, und können zudem Datenlieferant für Verkehrssysteme und/oder Verkehrsplattformen sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass an einer Stelle oder zusätzlich zum Fahrzeug des ersten Fahrzeugtyps, dessen Fahrzeugsensorik es für den autonomen Fahrbetrieb befähigt, ein Fahrzeug des zweiten Fahrzeugtyps, dessen Fahrzeugsensorik es für den teilautomatisierten Fahrbetrieb befähigt, während seines teilautomatisierten Fahrbetriebs die ortsgebundenen Verkehrsdaten mittels seiner Fahrzeugsensorik fortlaufend erfasst und an den zentralen Server sendet und der zentrale Server sie speichert. D. h. es werden dann, alternativ oder zusätzlich, Verkehrsdaten eines oder mehrerer Fahrzeuge des zweiten Fahrzeugtyps, welche im teilautomatisierten Fahrbetrieb betrieben werden, verwendet, um durch den erreichten Informationstransfer ein oder mehrere andere Fahrzeuge des zweiten Fahrzeugtyps, welche insbesondere ursprünglich ein niedrigeres Automatisierungsniveau aufweisen, d. h. beispielsweise nur für den nicht automatisierten Fahrbetrieb vorgesehen sind, auf ein höheres Automatisierungsniveau zu heben, so dass sich diese Fahrzeuge des zweiten Fahrzeugtyps mit diesem erhöhten Automatisierungsniveau und somit zumindest im teilautomatisierten oder beispielsweise im autonomen Fahrbetrieb im Verkehrsgeschehen bewegen können.
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In diesem Verfahren werden somit vorteilhafterweise Verkehrsdaten, welche von höherautomatisierten Fahrzeugen, d. h. von Fahrzeugen mit einem höheren Automatisierungsniveau, beispielsweise von teilautomatisierten oder vollautonomen Fahrzeugen, ermittelt wurden, verwendet, um andere geringer automatisierte Fahrzeuge, d. h. Fahrzeuge mit einem geringeren Automatisierungsniveau, beispielsweise nicht automatisierte oder teilautomatisierte Fahrzeuge, auf ein höheres Automatisierungsniveau zu bringen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Systems und eines Verfahrens zum Führen mindestens eines Fahrzeugs in einem teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 1 und eines Verfahrens zum Führen mindestens eines Fahrzeugs 2 in einem teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb.
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Im Zuge der fortschreitenden technologischen Weiterentwicklung kommt es zu einer Diffusion von Fahrzeugen 2, 3 mit unterschiedlichen Autonomisierungsgraden, so dass am Verkehrsgeschehen Fahrzeuge 2, 3 teilnehmen werden, welche sich im Wesentlichen in drei Klassen einteilen lassen. Die erste Klasse bilden Fahrzeuge 2 ohne Autonomisierungsniveau, d. h. Fahrzeuge 2, die keine für Fahrzeugführungsfunktionen relevante Fahrzeugsensorik aufweisen oder deren Fahrzeugsensorik sie nur für einen nicht automatisierten Fahrbetrieb befähigt.
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Die zweite Klasse bilden teilautomatisierte Fahrzeuge 2, die durch passiv übermittelte Signale gesteuert werden, d. h. mittels entsprechender Assistenzsysteme. Die Signale werden dabei beispielsweise durch eine Infrastruktur übermittelt. Es handelt sich hierbei somit um Fahrzeuge 2, deren Fahrzeugsensorik sie nur für einen teilautomatisierten Fahrbetrieb befähigt. Die dritte Klasse bilden autonome Fahrzeuge 3, die durch eine hoch entwickelte Fahrzeugsensorik aktiv ihre Umwelt wahrnehmen und verarbeiten, d. h. Fahrzeuge 3, deren Fahrzeugsensorik sie für einen autonomen Fahrbetrieb befähigt.
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Diese drei Klassen von Fahrzeugen 2, 3 lassen sich für das im Folgenden beschriebene System 1 und Verfahren in zwei Fahrzeugtypen einteilen. Die oben beschriebene dritte Klasse bildet dabei den ersten Fahrzeugtyp, dessen Fahrzeugsensorik ihn für einen autonomen Fahrbetrieb befähigt. Die oben beschriebene zweite Klasse und vorteilhafterweise auch die erste Klasse bilden den zweiten Fahrzeugtyp, dessen Fahrzeugsensorik ihn nur für den teilautomatisierten oder nicht automatisierten Fahrbetrieb befähigt.
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Das im Folgenden beschriebene System 1 und Verfahren ermöglicht es, Fahrzeuge 2 des zweiten Fahrzeugtyps, insbesondere teilautomatisierte Fahrzeuge 2 der zweiten Klasse, durch einen Informationstransfer von sensoraktiven autonomen Fahrzeugen 3, d. h. von Fahrzeugen 3 des ersten Fahrzeugtyps, auf ein höheres Autonomisierungsniveau zu heben und ermöglicht somit diesen Fahrzeugen 2 des zweiten Fahrzeugtyps eine höherautomatisierte Teilnahme am Verkehrsgeschehen. Dadurch wird das Inverkehrbringen von hochautomatisierten Fahrzeugen 2, 3 beschleunigt und das gesamte Automatisierungsniveau innerhalb des Verkehrsgeschehens gesteigert.
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Dieser Informationstransfer von aktiven vollautonomen Fahrzeugen 3 des ersten Fahrzeugtyps zu den Fahrzeugen 2 des zweiten Fahrzeugtyps mit geringerem Automatisierungsniveau kann beispielsweise durch eine direkte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erfolgen, beispielsweise über Mobilfunk, zum Beispiel über Mobilfunkstandards der zum Anmeldezeitpunkt neuesten Generation, oder durch die Übermittlung über eine Plattform, insbesondere einen zentralen Server 4, zur Verarbeitung und Weiterleitung von Automatisierungsdaten, d. h. von entsprechenden Verkehrsdaten und/oder anderen Daten, welche zur Führung eines Fahrzeugs 2 des zweiten Fahrzeugtyps im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb erforderlich sind. Diese zweite Variante unter Einbeziehung eines fahrzeugexternen zentralen Servers 4 wird im Folgenden anhand der 1 näher beschrieben.
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Das System 1 zum Führen mindestens eines Fahrzeugs 2 des zweiten Fahrzeugtyps im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb umfasst im in 1 dargestellten Beispiel den zentralen Server 4, der ortsgebundene Verkehrsdaten speichert, mindestens ein Fahrzeug 3 des ersten Fahrzeugtyps, dessen Fahrzeugsensorik ihn für den autonomen Fahrbetrieb befähigt, und das mindestens eine im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb zu führende Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps, dessen Fahrzeugsensorik ihn nur für einen teilautomatisierten oder nichtautomatisierten Fahrbetrieb befähigt. Dieser zweite Fahrzeugtyp umfasst eine Positionserfassungsvorrichtung und eine Kommunikationseinheit zum Empfang von Daten vom zentralen Server 4.
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Im dargestellten Beispiel umfasst das System 1 mehrere Fahrzeuge 3 des ersten Fahrzeugtyps und mehrere Fahrzeuge 2 des zweiten Fahrzeugtyps, wobei im Folgenden insbesondere das Führen des im dargestellten Beispiel als Kleinbus ausgebildeten und in 1 mittig unten dargestellten Fahrzeugs 2 des zweiten Fahrzeugtyps beschrieben wird. Diese Beschreibung trifft jedoch vorteilhafterweise auf gleiche Weise auch auf die anderen Fahrzeuge 2 des zweiten Fahrzeugtyps dieses Systems 1 zu.
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Im Verfahren, zu dessen Durchführung das System 1 ausgebildet ist, erfasst das mindestens eine Fahrzeug 3 des ersten Fahrzeugtyps während seines autonomen Fahrbetriebs die ortsgebundenen Verkehrsdaten fortlaufend mittels seiner Fahrzeugsensorik und sendet sie an den zentralen Server 4, in welchem sie gespeichert werden. Im hier dargestellten Beispiel wird dies vorteilhafterweise von allen dargestellten Fahrzeugen 3 des ersten Fahrzeugtyps durchgeführt.
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Das mindestens eine Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps sendet seine mittels seiner Positionserfassungssensorik erfasste aktuelle Position an den zentralen Server 4. Der zentrale Server 4 überprüft die ortsgebundenen Verkehrsdaten nach vorgegebenen Kriterien und plant eine Streckenfreigabe für den teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb für das mindestens eine Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps. Das mindestens eine Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps wird dann anhand von vom zentralen Server 4 ermittelten Steuerbefehlen im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb geführt, d. h. zumindest diese Steuerbefehle werden als Daten vom zentralen Server 4 an das Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps gesendet.
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In 1 ist dies, wie bereits erwähnt, insbesondere für das als Kleinbus ausgebildete Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps gezeigt, welches mittig unten dargestellt ist. Vorteilhafterweise werden auch die anderen dargestellten Fahrzeuge 2 des zweiten Fahrzeugtyps dieses Systems 1 auf diese Weise im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb geführt oder können derart geführt werden.
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Im Folgenden werden das System 1 und das Verfahren anhand der 1 nochmals detailliert beschrieben, wobei diese detaillierte Beschreibung des Verfahrens und des Systems 1 sowie die Darstellung in 1 nur eine mögliche Ausführungsform des Systems 1 und des Verfahrens betreffen.
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In einem ersten Verfahrensschritt S1 senden die Fahrzeuge 3 des ersten Fahrzeugtyps fortlaufend sämtliche Verkehrsdaten, beispielsweise Verkehrszeichen, Leitlinien, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Entfernungsdaten zu sämtlichen umgebenden Objekten, zum Beispiel zu Passanten und/oder anderen Fahrzeugen 2, 3, sowie temporäre Anomalien und einen Status ihrer Sensorerfassung, beispielsweise die Information, das alle Sensoren aktiv sind, an den zentralen Server 4, auch als Verkehrsspeicher oder Cloud bezeichnet. Dadurch liegen die Verkehrsdaten über das Verkehrsgeschehen sowie ein jeweiliger Sensorstatus der Fahrzeuge 3 des ersten Fahrzeugtyps, d. h. der vollautonomen Fahrzeuge 3, im zentralen Server 4 vor.
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In einem zweiten Verfahrensschritt S2 teilen alle Fahrzeuge 2, 3 des Systems 1 dem zentralen Server 4 ihre Positionsdaten mit, d. h. ihre aktuelle Position. Dies kann beispielsweise über ein Mobilfunkgerät, beispielsweise ein Smartphone, oder über eine Telematiksendeeinheit erfolgen. D. h. alle Fahrzeuge 2, 3 des Systems 1 weisen eine Kommunikationseinheit auf, um mit dem zentralen Server 4 kommunizieren zu können, also Daten senden und/oder empfangen zu können. Dadurch liegen die aktuellen Positionen aller Fahrzeuge 2, 3 des Systems 1 im zentralen Server 4 vor.
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In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird im zentralen Server 4 ein Abgleich, eine Fusion und eine Plausibilisierung der im ersten Verfahrensschritt S1 von den Fahrzeugen 3 des ersten Fahrzeugtyps gelieferten Verkehrsdaten und der Informationen über ihren jeweiligen Sensorstatus mit den im zweiten Verfahrensschritt S2 von allen Fahrzeugen 2, 3 des Systems 1 gelieferten Daten über ihre jeweilige aktuelle Position durchgeführt. Somit liegt eine plausibilisierte Quote von Fahrzeugen 3 des ersten Fahrzeugtyps, d. h. von vollautonomen Fahrzeugen 3, im System 1 auf dem zentralen Server 4 vor.
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In einem vierten Verfahrensschritt S4 teilt das Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps, d. h. das im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb zu führende Fahrzeug 2, dessen Fahrzeugsensorik es nur für einen teilautomatisierten oder nicht automatisierten Fahrbetrieb befähigt, dem zentralen Server 4 ein beabsichtigtes Fahrtziel unter der Präferenz, eine Fahrstrecke zu diesem Fahrtziel mit einem erhöhten Automatisierungsgrad zurückzulegen, mit. Somit liegt das Fahrtziel dieses im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb zu führenden Fahrzeugs 2 des zweiten Fahrzeugtyps im zentralen Server 4 vor.
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In einem fünften Verfahrensschritt S5 nimmt der zentrale Server 4 die im vierten Verfahrensschritt S4 vom Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps getätigte Anfrage bezüglich des Führens im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb zum angegebenen Fahrtziel entgegen und ermittelt eine optimale Route unter Einbezug der plausibilisierten Quote von Fahrzeugen 3 des ersten Fahrzeugtyps im System 1 und beispielsweise einer gewünschten Ankunftszeit. Somit liegt ein Routenvorschlag mit der plausibilisierten Quote von Fahrzeugen 3 des ersten Fahrzeugtyps im System 1 auf dem zentralen Server 4 vor.
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In einem sechsten Verfahrensschritt S6 werden sämtliche Routeninformationen bzw. Routenoptionen und die plausibilisierte Quote von Fahrzeugen 3 des ersten Fahrzeugtyps im System 1 vom zentralen Server 4 an das anfragende im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb zu führende Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps übermittelt. Somit liegen diese Daten, welche vom zentralen Server 4 an das anfragende im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb zu führende Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps gesendet und von diesem Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps empfangen wurden, d. h. sämtliche Routeninformationen bzw. Routenoptionen und die plausibilisierte Quote von Fahrzeugen 3 des ersten Fahrzeugtyps im System 1, im anfragenden im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb zu führenden Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps vor.
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In einem siebten Verfahrensschritt S7 wird im im teilautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb zu führenden Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps auf Basis der plausibilisierten Quote des im fünften Verfahrensschritt S5 ermittelten Routenvorschlags mit der plausibilisierten Quote von Fahrzeugen 3 des ersten Fahrzeugtyps im System 1 entschieden, ob anhand dieser Daten das gewünschte Fahrtziel mit einem höheren Automatisierungsgrad, vorzugsweise im autonomen Fahrbetrieb geführt, erreicht werden kann. Somit liegt in diesem im autonomen oder zumindest teilautomatisierten Fahrbetrieb zu führenden Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps die Entscheidung über eine Streckenführung zum Fahrtziel und eine mögliche Niveauerhöhung des Automatisierungsgrades, vorteilhafterweise auf den autonomen oder zumindest teilautomatisierten Fahrbetrieb, vor.
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In einem achten Verfahrensschritt S8 fährt dieses Fahrzeug 2 des zweiten Fahrzeugtyps mit einem erhöhten Automatisierungsgrad, vorteilhafterweise im autonomen oder zumindest teilautomatisierten Fahrbetrieb, zum angegebenen Fahrtziel, so dass mittels dieses Systems 1 und Verfahrens das Führen dieses Fahrzeugs 2 des zweiten Fahrzeugtyps im autonomen oder zumindest teilautomatisierten Fahrbetrieb bis zur Ankunft am angegebenen Fahrtziel erreicht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 2
- Fahrzeug des zweiten Fahrzeugtyps
- 3
- Fahrzeug des ersten Fahrzeugtyps
- 4
- Server
- S1
- erster Verfahrensschritt
- S2
- zweiter Verfahrensschritt
- S3
- dritter Verfahrensschritt
- S4
- vierter Verfahrensschritt
- S5
- fünfter Verfahrensschritt
- S6
- sechster Verfahrensschritt
- S7
- siebter Verfahrensschritt
- S8
- achter Verfahrensschritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014013672 A1 [0002]
