DE102017009446A1

DE102017009446A1 - Verfahren zur Spurführung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017009446A1
Application number: DE102017009446.2A
Authority: DE
Inventors: Julian Hirsch; Christian Hirsch
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-10-11
Filing date: 2017-10-11
Publication date: 2018-07-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurführung eines Fahrzeugs (F1 bis Fn) mit einem Spurführungssystem, wobei anhand von mittels zumindest einer Erfassungseinheit des Spurführungssystems erfassten Daten zumindest eine Fahrspur (FS) einer Fahrbahn, eine Position (POS1 bis POSn) des Fahrzeugs (F1 bis Fn) innerhalb einer Fahrspur (FS) und Positionen (POS1 bis POSn) von vor und hinter dem Fahrzeug (F1 bis Fn) befindlichen weiteren Fahrzeugen (F1 bis Fn) ermittelt werden. Erfindungsgemäß wird anhand der Position (POS1 bis POSn) des Fahrzeugs (F1 bis Fn), anhand der Positionen (POS1 bis POSn) der weiteren Fahrzeuge (F1 bis Fn) und anhand eines Gewichts (G1 bis Gn) und/oder einer Achslast (A1 bis An) sowie einer Spurbreite (S1 bis Sn) und/oder Reifenbreiten (R1 bis Rn) des Fahrzeugs (F1 bis Fn) und/oder der weiteren Fahrzeuge (F1 bis Fn) ein Modell einer Nutzung der Fahrspur (FS) erstellt. In Abhängigkeit der Nutzung der Fahrspur (FS) und einer aktuellen Verkehrssituation wird an hochautomatisiert oder autonom fahrende Fahrzeuge (F1 bis Fn) eine Fahranweisung (FA) übermittelt, welche die Fahrzeuge (F1 bis Fn) zu einer Befahrung der Fahrbahn mit einem einheitlichen oder individuellen Versatz zu einem mit einer in der Vergangenheit höchsten Nutzung gekennzeichneten Fahrbahnabschnitt anweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurführung eines Fahrzeugs mit einem Spurführungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2016 001 997 A1 ist ein Verfahren zur Spurführung eines Fahrzeugs mit einem Spurführungssystem bekannt. Hierbei wird das Fahrzeug innerhalb seiner Fahrspur seitlich versetzt zu einem in der Fahrspur vorausfahrenden Fahrzeug geführt. Alternativ oder zusätzlich wird das Fahrzeug bei erfassten Spurrinnen zumindest bei nasser Fahrbahn seitlich versetzt zu einer durch einen Verlauf der Fahrspur vorgegebenen Hauptspur innerhalb der Fahrspur geführt. Der seitliche Versatz des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug wird mittels einer Vorrichtung zu einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit dem vorausfahrenden Fahrzeug abgestimmt. Das Spurführungssystem umfasst eine Kamera, wobei anhand von mittels der Kamera erfassten Daten eine Position des Fahrzeugs innerhalb seiner Fahrspur ermittelt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Spurführung eines Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In dem Verfahren zur Spurführung eines Fahrzeugs mit einem Spurführungssystem werden anhand von mittels zumindest einer Erfassungseinheit des Spurführungssystems erfassten Daten zumindest eine Fahrspur einer Fahrbahn, eine Position des Fahrzeugs innerhalb einer Fahrspur und Positionen von vor und hinter dem Fahrzeug befindlichen weiteren Fahrzeugen ermittelt.
Erfindungsgemäß wird anhand der Position des Fahrzeugs, anhand der Positionen der weiteren Fahrzeuge und anhand eines Gewichts und/oder einer Achslast des Fahrzeugs und/oder der weiteren Fahrzeuge und beispielsweise zusätzlich anhand einer Spurbreite und/oder einer Reifenbreite des Fahrzeugs und/oder der weiteren Fahrzeuge ein Modell einer Nutzung der Fahrspur erstellt. In Abhängigkeit der Nutzung der Fahrspur und einer aktuellen Verkehrssituation wird an hochautomatisiert oder autonom fahrende Fahrzeuge eine Fahranweisung übermittelt, welche die Fahrzeuge zu einer Befahrung der Fahrbahn mit einem einheitlichen oder individuellen Versatz zu einem mit einer in der Vergangenheit höchsten Nutzung gekennzeichneten Fahrbahnabschnitt anweist.
Das Verfahren ermöglicht aufgrund der Befahrung der Fahrbahn mit einem einheitlichen oder individuellen Versatz zu dem mit der in der Vergangenheit höchsten Nutzung gekennzeichneten Fahrbahnabschnitt eine gleichmäßige achslast-bezogene Befahrung der Fahrbahn, so dass eine Fahrbahnoberfläche zumindest nahezu gleichmäßiger belastet wird. Hierdurch weist ein Fahrbahnbelag der Fahrbahnoberfläche eine zumindest nahezu gleichmäßige Alterung auf. Eine Entstehung von so genannten Spurrinnen kann somit vermieden und der Zustand der Fahrbahnoberfläche zeichnet sich für einen längeren Zeitraum durch eine hohe Qualität und daraus durch eine längere mögliche Nutzungsdauer aus. Aufgrund der Vermeidung von Spurrinnen kann weiterhin eine Aquaplaning-Gefahr verringert werden.
Auch sind aufgrund der längeren möglichen Nutzungsdauer Reparaturen und Erneuerungen der Fahrbahnoberfläche seltener notwendig, wodurch hohe Kosten im Straßenbau vermieden werden können. Hieraus resultiert wiederum eine Verringerung einer Anzahl von Baustellen, was zu einem höheren Verkehrsfluss und somit einem geringeren Schadstoffausstoß führt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:

1 schematisch ein Blockschaltbild eines Systems zur Spurführung von Fahrzeugen.

In der einzigen 1 ist ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Systems 1 zur Spurführung von Fahrzeugen F1 bis Fn dargestellt.
Bedingt durch ein hohes Verkehrsaufkommen, ähnliche Spurbreiten von Fahrzeugen F1 bis Fn und einem natürlichen Versuch, das eigene Fahrzeug F1 bis Fn möglichst mittig auf einer Fahrbahn zu führen, können gewichtsbedingt Spurrinnen im Fahrbahnbelag der Fahrbahnoberfläche entstehen. Diese werden vor allem von Fahrzeugen F1 bis Fn mit hohen Achslasten, wie beispielsweise Lastkraftwagen und Bussen, versursacht. Die Spurrinnen verringern sowohl eine Fahrsicherheit als auch einen Fahrkomfort.
Um eine Bildung von solchen Spurrinnen zu verringern, ist das System 1 ausgebildet, die Fahrzeuge F1 bis Fn derart anzuweisen, dass eine gleichmäßige Befahrung von Fahrbahnabschnitten ermöglicht wird.
Hierzu wird mittels Erfassungseinheiten eines Spurführungssystems, beispielsweise einer Front- und einer Rückkamera, von zumindest einem der Fahrzeuge F1 bis Fn eine Fahrzeugumgebung erfasst. Anhand dieser Erfassungseinheiten erfasster Daten wird zumindest eine Fahrspur FS einer Fahrbahn, eine Position POS1 bis POSn des erfassenden Fahrzeugs F1 bis Fn innerhalb der Fahrspur FS und Positionen POS1 bis POSn von vor und hinter dem Fahrzeug F1 bis Fn befindlichen weiteren Fahrzeugen F1 bis Fn ermittelt und über eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation 2 an eine zentrale Recheneinheit 3 übermittelt.
Weiterhin werden bekannte oder geschätzte Gewichte G1 bis Gn und/oder Achslasten A1 bis An der Fahrzeuge F1 bis Fn und beispielsweise zusätzlich bekannte oder geschätzte Spurbreiten S1 bis Sn und/oder Reifenbreiten R1 bis Rn der Fahrzeuge F1 bis Fn über die Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation 2 an die zentrale Recheneinheit 3 übermittelt.
In einer möglichen Ausgestaltung werden die Informationen über die Fahrspur FS und die Positionen POS1 bis POSn der Fahrzeuge F1 bis Fn innerhalb der Fahrspur FS und beispielsweise zusätzlich die geschätzten Gewichte G1 bis Gn und/oder Achslasten A1 bis An und/oder die, insbesondere geschätzten, Spurbreiten S1 bis Sn und/oder Reifenbreiten R1 bis Rn der Fahrzeuge F1 bis Fn anhand von mittels zumindest einer stationären Erfassungsvorrichtung 4 einer Verkehrsinfrastruktur erfassten Daten ermittelt und über eine Infrastruktur-zu-Infrastruktur-Kommunikation 5 an eine zentrale Recheneinheit 3 übermittelt. Die stationäre Erfassungsvorrichtung 4 umfasst hierzu beispielsweise Kameras und/oder in einer Fahrbahnoberfläche integrierte Sensoren.
Anhand der Position POS1 bis POSn der Fahrzeuge F1 bis Fn und anhand der Gewichte G1 bis Gn und/oder Achslasten A1 bis An der Fahrzeuge F1 bis Fn und beispielsweise zusätzlich anhand der Spurbreiten S1 bis Sn und/oder Reifenbreiten R1 bis Rn der Fahrzeuge F1 bis Fn erstellt die zentrale Recheneinheit 3 ein Modell einer Nutzung der Fahrspur FS.
In Abhängigkeit der Nutzung der Fahrspur FS und einer aktuellen Verkehrssituation übermittelt die zentrale Recheneinheit 3 an hochautomatisiert oder autonom fahrende Fahrzeuge F1 bis Fn eine Fahranweisung FA, welche die Fahrzeuge F1 bis Fn zu einer Befahrung der Fahrbahn mit einem einheitlichen oder individuellen Versatz zu einem mit einer in der Vergangenheit höchsten Nutzung gekennzeichneten Fahrbahnabschnitt anweist. Das heißt: Um eine gleichmäßigere Befahrung und Abnutzung der Fahrbahn zu erreichen, weist die zentrale Recheneinheit 3 die hochautomatisiert oder autonom fahrenden Fahrzeuge F1 bis Fn an, so zu fahren, dass eine Befahrung an Fahrbahnstellen erfolgt, welche in einem vergangenen Zeitraum kumuliert geringeren Belastungen ausgesetzt waren. Hierbei können bei der Erstellung des Modells auch weitere Faktoren, wie beispielsweise eine Fahrbahntemperatur, ein Fahrbahnverlauf und/oder ein Verkehrsaufkommen, berücksichtigt werden.
Dabei ist es auch möglich, dass alle Fahrzeuge F1 bis Fn in beiden Fahrtrichtungen mit für jede Fahrtrichtung jeweils gleichen Versatz so fahren, dass ein gemeinsamer vertikaler Versatz zu einer Fahrbahnmitte entsteht. Somit besteht die Möglichkeit, dass die Fahrzeuge F1 bis Fn in einer Fahrtrichtung näher am Fahrbahnrand fahren als in der anderen Fahrtrichtung. Nach einiger Zeit kann der Versatz auf Fahrzeuge F1 bis Fn der anderen Fahrtrichtung verlagert werden, um eine gleichmäßigere Befahrung und somit Belastung der Fahrbahn zu erreichen.
Alternativ oder zusätzlich kann durch umgebungsbildende Sensoren, insbesondere durch Umgebungserfassungssensoren, beispielsweise durch eine jeweilige Frontkamera und/oder Rückkamera der Fahrzeuge F1 bis Fn oder zumindest eines oder mehrerer der Fahrzeuge F1 bis Fn, eine Bestimmung der Art des Fahrbahnbelags und/oder eines Fahrbahnzustands vorgenommen werden und an die zentrale Recheneinheit 3 als zusätzliches Kriterium zur Erstellung der Fahranweisung FA übermittelt werden.
In einer möglichen Ausführungsform können der zentralen Recheneinheit 3, zum Beispiel über eine manuelle Eingabe, Informationen über veränderte Fahrbahnbedingungen, beispielsweise aufgrund einer lokalen Neuasphaltierung nach Bauarbeiten, mitgeteilt werden.
Bezugszeichenliste

1: System
2: Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation
3: Zentrale Recheneinheit
4: Stationäre Erfassungsvorrichtung
5: Infrastruktur-zu-Infrastruktur-Kommunikation
A1 bis An: Achslast
FA: Fahranweisung
FS: Fahrspur
F1 bis Fn: Fahrzeug
G1 bis Gn: Gewicht
POS1 bis POSn: Position
R1 bis Rn: Reifenbreite
S1 bis Sn: Spurbreite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016001997 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Spurführung eines Fahrzeugs (F1 bis Fn) mit einem Spurführungssystem, wobei anhand von mittels zumindest einer Erfassungseinheit des Spurführungssystems erfassten Daten - zumindest eine Fahrspur (FS) einer Fahrbahn, - eine Position (POS1 bis POSn) des Fahrzeugs (F1 bis Fn) innerhalb einer Fahrspur (FS) und - Positionen (POS1 bis POSn) von vor und hinter dem Fahrzeug (F1 bis Fn) befindlichen weiteren Fahrzeugen (F1 bis Fn) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass - anhand der Position (POS1 bis POSn) des Fahrzeugs (F1 bis Fn), anhand der Positionen (POS1 bis POSn) der weiteren Fahrzeuge (F1 bis Fn) und anhand eines Gewichts (G1 bis Gn) und/oder einer Achslast (A1 bis An) sowie einer Spurbreite (S1 bis Sn) und/oder einer Reifenbreite (R1 bis Rn) des Fahrzeugs (F1 bis Fn) und/oder der weiteren Fahrzeuge (F1 bis Fn) ein Modell einer Nutzung der Fahrspur (FS) erstellt wird und - in Abhängigkeit der Nutzung der Fahrspur (FS) und einer aktuellen Verkehrssituation an hochautomatisiert oder autonom fahrende Fahrzeuge (F1 bis Fn) eine Fahranweisung (FA) übermittelt wird, welche die Fahrzeuge (F1 bis Fn) zu einer Befahrung der Fahrbahn mit einem einheitlichen oder individuellen Versatz zu einem mit einer in der Vergangenheit höchsten Nutzung gekennzeichneten Fahrbahnabschnitt anweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die zumindest eine Fahrspur (FS) der Fahrbahn und/oder - Positionen (POS1 bis POSn) der Fahrzeuge (F1 bis Fn) innerhalb der Fahrspur (FS) und/oder - Gewichte (G1 bis Gn) und/oder Achslasten (A1 bis An) der Fahrzeuge (F1 bis Fn) und/oder - Spurbreiten (S1 bis Sn) und/oder Reifenbreiten (R1 bis Rn) der Fahrzeuge (F1 bis Fn) zusätzlich anhand von mittels zumindest einer stationären Erfassungsvorrichtung (4) einer Verkehrsinfrastruktur erfassten Daten ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erstellung des Modells - eine Fahrbahntemperatur und/oder - ein Fahrbahnverlauf und/oder - ein Verkehrsaufkommen und/oder - ein Zustand und/oder eine Art eines Fahrbahnbelags berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell mittels einer fahrzeugexternen zentralen Recheneinheit (3) erstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugexterne zentrale Recheneinheit (3) mittels einer Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (2) mit dem Fahrzeug (F1 bis Fn) und/oder mit den weiteren Fahrzeugen (F1 bis Fn) kommuniziert.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugexterne zentrale Recheneinheit (3) mittels einer Infrastruktur-zu-Infrastruktur-Kommunikation (5) mit der zumindest einen stationären Erfassungsvorrichtung (4) der Verkehrsinfrastruktur kommuniziert.