DE102017202065A1 - Method for coordinating a traffic of several motor vehicles within a predetermined infrastructure area as well as server device, motor vehicle and system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Koordinieren eines Verkehrs mehrerer Kraftfahrzeuge (12,13) innerhalb eines vorbestimmten Infrastrukturbereichs (14) durch eine zentrale Servervorrichtung (11), wobei die zentrale Servervorrichtung (11) aus den Kraftfahrzeugen (12,13) jeweils wiederholt einen jeweiligen aktuellen Fahrstatus (22) und eine jeweilige aktuelle Fahrintention (23) des Kraftfahrzeugs (12,13) empfängt und für jedes der Kraftfahrzeuge (12, 13) jeweils ein aktuelles Koordinationsergebnis, das angibt, ob dem Kraftfahrzeug (12,13) ausgehend von seinem aktuellen Fahrstatus (22) seine Fahrintention (23) gemäß einer vorbestimmten Verkehrsregelung (26) aufgrund eines jeweiligen Fahrstatus (22) und/oder einer jeweiligen Fahrintention (23) zumindest eines anderen der Kraftfahrzeuge (12,13) verboten ist, ermittelt und abhängig von dem Koordinationsergebnis für jedes der Kraftfahrzeuge (12,13) eine jeweilige aktuelle erlaubte Verhaltensweise ermittelt und an die Kraftfahrzeuge (12, 13) wiederholt die jeweils ermittelte, in dem Infrastrukturbereich (14) für das jeweilige Kraftfahrzeug (12,13) aktuell erlaubte Verhaltensweise als eine Koordinationsmitteilung (27) zur selbständigen Anpassung seiner Fahrintention (23) signalisiert.The invention relates to a method for coordinating a traffic of several motor vehicles (12,13) within a predetermined infrastructure area (14) by a central server device (11), wherein the central server device (11) from the motor vehicles (12,13) respectively repeats a respective one current driving status (22) and a respective current driving intention (23) of the motor vehicle (12,13) receives and for each of the motor vehicles (12, 13) each have a current coordination result indicating whether the motor vehicle (12,13) starting from his current driving status (22) its driving intention (23) according to a predetermined traffic control (26) due to a respective driving status (22) and / or a respective driving intention (23) of at least one other of the motor vehicles (12,13) is prohibited, determined and dependent on the coordination result for each of the motor vehicles (12,13) determined a respective current permitted behavior and the motor vehicle e (12, 13) repeatedly signals the respectively determined behavior currently permitted in the infrastructure area (14) for the respective motor vehicle (12, 13) as a coordination message (27) for the autonomous adaptation of its driving intention (23).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Koordinieren eines Verkehrs mehrerer Kraftfahrzeuge innerhalb eines vorbestimmten Infrastrukturbereichs, beispielsweise eines Parkhauses. Das Verfahren kann durch eine zentrale Servervorrichtung durchgeführt werden. Zu der Erfindung gehören auch die Servervorrichtung, ein Kraftfahrzeug, das durch die Servervorrichtung mit einem anderen Kraftfahrzeug koordiniert werden kann, sowie ein System aus der Servervorrichtung und zumindest einen Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for coordinating a traffic of several motor vehicles within a predetermined infrastructure area, for example a parking garage. The method may be performed by a central server device. The invention also includes the server device, a motor vehicle that can be coordinated by the server device with another motor vehicle, as well as a system of the server device and at least one motor vehicle.
Für ein Parkhaus kann vorgesehen sein, dass nicht der Fahrer selbst sein Kraftfahrzeug auf einen Parkplatz des Parkhauses manövrieren muss, sondern er vor dem Parkhaus oder an dessen Einfahrt aussteigen kann und das Kraftfahrzeug durch einen Autopiloten vollautomatisiert in dem Parkhaus zu einem freien Parkplatz geführt oder manövriert wird. Diese Funktionalität wird auch als „Automatic Valet Parking“ (AVP) bezeichnet und ist beispielsweise in der
Aus der
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, innerhalb eines vorbestimmten Infrastrukturbereichs den Verkehr von Kraftfahrzeugen zu koordinieren.The invention has for its object to coordinate the traffic of motor vehicles within a predetermined infrastructure area.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention are described by the dependent claims, the following description and the figures.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Koordinieren eines Verkehrs mehrerer Kraftfahrzeuge innerhalb eines vorbestimmten Infrastrukturbereichs bereitgestellt. Das Verfahren kann durch eine zentrale Servervorrichtung ausgeführt werden. Der Infrastrukturbereich kann beispielsweise ein Parkhaus oder ein mehrere Parkplätze aufweisendes Parkplatzgelände sein. Die Servervorrichtung empfängt aus den Kraftfahrzeugen jeweils wiederholt einen jeweiligen aktuellen Fahrstatus und eine jeweilige aktuelle Fahrintention des Kraftfahrzeugs. Der Fahrstatus kann beispielsweise die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs im Infrastrukturbereich und/oder eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (Betrag und/oder Richtung) umfassen. Die Fahrintention kann beispielsweise die Angabe einer geplanten Fahrtrajektorie oder Fahrroute und/oder eines geplanten Fahrziels sein. Die Fahrintention kann beispielsweise durch einen Autopiloten des Kraftfahrzeugs berechnet sein oder (bei fahrergeführtem Kraftfahrzeug) durch ein Navigationsgerät des Kraftfahrzeugs oder eine statistische Fahrroutenanalyse bereitgestellt sein. Die Servervorrichtung ermittelt dann für jedes der Kraftfahrzeuge jeweils ein aktuelles Koordinationsergebnis, das angibt, wo dem Kraftfahrzeug ausgehend von seinem aktuellen Fahrstatus seine Fahrintention oder allgemein das Fahren verboten ist, weil gemäß einer vorbestimmten Verkehrsregelung ein anderes der Kraftfahrzeuge aufgrund von dessen jeweiligem Fahrstatus und/oder dessen jeweiliger Fahrintention Vorfahrt gebührt oder die Servervorrichtung zunächst eines der anderen Kraftfahrzeuge passieren lassen möchte. Die Verkehrsregelung kann durch ein Gesetz oder eine Hausordnung und/oder durch eine Verkehrsplanung der Servervorrichtung vorgegeben sein. Abhängig von dem jeweiligen Koordinationsergebnis wird für jedes der Kraftfahrzeuge eine jeweilige aktuelle, erlaubte Verhaltensweise ermittelt. Die erlaubte Verhaltensweise beschreibt, wohin das jeweilige Kraftfahrzeug innerhalb des Infrastrukturbereichs überall fahren darf. Es handelt sich hierbei nicht um die Vorgabe einer Fahrtrajektorie, sondern um die Angabe all derjenigen Fahrflächen oder Fahralternativen, die das Kraftfahrzeug gemäß der Verkehrsregelung benutzen darf oder entlang fahren darf. Das Kraftfahrzeug hat also selbst die Wahl, welche Fahrtrajektorie es fährt. An die Kraftfahrzeuge wird dann die jeweils ermittelte, in dem Infrastrukturbereich für das jeweilige Kraftfahrzeug aktuell erlaubte Verhaltensweise als eine Koordinationsmitteilung signalisiert. Diese Koordinationsmitteilung dient dazu, dass jedes der Kraftfahrzeuge selbstständig seine Fahrintention an die erlaubte Verhaltensweise anpasst. Mit anderen Worten wird mittels der Koordinationsmitteilung jedem Kraftfahrzeug nur mitgeteilt, welche Fahrmöglichkeiten oder Freiräume oder befahrbare Flächen ihm aktuell in dem Infrastrukturbereich zur Verfügung stehen. Wie das Kraftfahrzeug darauf reagiert, kann es selbst durch Anpassen oder beibehalten seiner Fahrintention festlegen.The invention provides a method for coordinating traffic of several motor vehicles within a predetermined infrastructure area. The method may be performed by a central server device. The infrastructure area can be, for example, a multi-storey car park or a parking lot with several parking spaces. The server device receives from the motor vehicles in each case repeatedly a respective current driving status and a respective current driving intention of the motor vehicle. The driving status can include, for example, the current position of the motor vehicle in the infrastructure area and / or a current driving speed of the motor vehicle (amount and / or direction). The driving intention may be, for example, the specification of a planned driving trajectory or driving route and / or a planned driving destination. The drive intention can be calculated, for example, by an autopilot of the motor vehicle or (in the case of a driver-guided motor vehicle) by a navigation device of the motor vehicle or a statistical route analysis provided. The server device then determines for each of the motor vehicles in each case a current coordination result, which indicates where the motor vehicle from its current driving status its driving intention or generally driving is prohibited because according to a predetermined traffic control another of the motor vehicles due to its respective driving status and / or whose respective intention driving deserved priority or let the server device initially pass one of the other motor vehicles. The traffic regulation can be predetermined by a law or a house rules and / or by a traffic planning of the server device. Depending on the respective coordination result, a respective current, permitted behavior is determined for each of the motor vehicles. The permitted behavior describes where the respective motor vehicle may travel anywhere within the infrastructure area. This is not the specification of a driving trajectory, but rather the specification of all those driving surfaces or driving alternatives which the motor vehicle may use according to the traffic regulation or may travel along it. The motor vehicle thus has the choice of which trajectory it drives. The respectively determined, currently permitted in the infrastructure area for the respective motor vehicle is then to the motor vehicles Behavior signaled as a coordination message. This coordination message serves to ensure that each of the motor vehicles automatically adapts its drive intention to the permitted mode of behavior. In other words, by means of the coordination message, each motor vehicle is only informed as to which driving possibilities or free spaces or drivable areas are currently available to it in the infrastructure area. The way in which the motor vehicle reacts to this can be determined by adjusting or maintaining its driving intention.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass bewegte Kraftfahrzeuge, also der Verkehr mehrerer Kraftfahrzeuge, in dem Infrastrukturbereich durch eine zentrale Servervorrichtung koordiniert wird, ohne dass hierbei die Verantwortung für das Führen der einzelnen Kraftfahrzeuge auf die Servervorrichtung übergeht. Die Servervorrichtung signalisiert lediglich, welche Planungsfreiräume den Kraftfahrzeugen für das selbstständige Ermitteln von Fahrintentionen, also zum Beispiel Fahrrouten oder Fahrtrajektorien, zur Verfügung stehen, wobei die den Kraftfahrzeugen jeweils erlaubten Verhaltensweisen durch die Servervorrichtung aufeinander abgestimmt sind. Jedes Fahrzeug kann somit frei innerhalb der ihm erlaubten Verhaltensweise planen, ohne dass hierbei Kollisionsgefahr mit einem der anderen Kraftfahrzeuge besteht.The invention provides the advantage that moving motor vehicles, ie the traffic of several motor vehicles, is coordinated in the infrastructure area by a central server device without the responsibility for the driving of the individual motor vehicles being transferred to the server device. The server device only signals which planning clearances are available to the motor vehicles for the autonomous determination of driving intentions, ie for example driving routes or driving trajectories, the behaviors that are permitted to the motor vehicles being matched to one another by the server device. Each vehicle can thus plan freely within its permitted behavior, without risk of collision with any of the other vehicles.
Zu der Erfindung gehören auch vorteilhafte Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes advantageous developments, the characteristics of which provide additional advantages.
Um die erlaubte Verhaltensweise einem Kraftfahrzeug zu signalisieren, wird bevorzugt mittels der Koordinationsmitteilung zumindest ein aktuell frei von dem Kraftfahrzeug befahrbares Areal oder ein frei von dem Kraftfahrzeug befahrbares Flächenstück signalisiert. Innerhalb dieses frei befahrbaren Areals kann das Kraftfahrzeug dann selbstständig eine Fahrtrajektorie planen. Ein frei befahrbares Areal ist also von dem Infrastrukturbereich ein Teilbereich oder Segment oder Teilstück, innerhalb welchem mehrere mögliche Fahrtrajektorien festgelegt oder geplant werden können. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kraftfahrzeug selbstständig die Trajektorienplanung durchführen kann. Durch die Koordinationsmitteilung kann zusätzlich oder alternativ dazu auch zumindest ein für das Kraftfahrzeug gesperrtes Areal oder Flächenstück signalisiert werden. Das Kraftfahrzeug ist dann darüber informiert, dass es bei der Trajektorienplanung seine geplante Fahrtrajektorie um dieses gesperrte Areal herum oder an diesem vorbei legen oder festlegen muss.In order to signal the permitted behavior of a motor vehicle, at least one area currently freely accessible by the motor vehicle or a surface area which can be driven freely by the motor vehicle is preferably signaled by means of the coordination message. Within this freely passable area, the motor vehicle can then autonomously plan a driving trajectory. A freely passable area is thus of the infrastructure area, a partial area or segment or section, within which several possible Fahrtrajektorien can be set or planned. This results in the advantage that the motor vehicle can independently carry out the trajectory planning. As a result of the coordination message, additionally or alternatively, at least one area or area blocked off for the motor vehicle can also be signaled. The motor vehicle is then informed that in trajectory planning it must lay or fix its planned driving trajectory around or past this closed area.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Servervorrichtung mit zumindest einem der Kraftfahrzeuge jeweils eine gemeinsame digitale Umgebungskarte nutzt. Beispielsweise kann in der Servervorrichtung und in dem Kraftfahrzeug jeweils eine Kopie der digitalen Umgebungskarte vorgesehen sein oder die Servervorrichtung und das Kraftfahrzeug greifen auf eine gemeinsame Repräsentation der Umgebungskarte zu. Die besagte Koordinationsmitteilung an das Kraftfahrzeug enthält dann zum Beschreiben der erlaubten Verhaltensweise zumindest eine Referenz auf die Umgebungskarte. Hierdurch kann die Koordinationsmitteilung mit einem geringen Datenvolumen bereitgestellt werden. Denn die Beschreibung der Umgebung ist bereits in der Umgebungskarte vorhanden, sodass die Koordinationsmitteilung lediglich durch die Referenz eine Angabe zum Beispiel eines frei befahrbaren Areals und/oder eine Angabe eines gesperrten Areals mit Bezug auf die Umgebungskarte angeben muss. Beispielsweise kann eine Nummer oder eine Koordinate oder eine Identifikationsnummer eines jeweiligen Areals angegeben werden.It has proved to be particularly advantageous if the server device uses at least one of the motor vehicles in each case a common digital environment map. For example, a copy of the digital environment map may be provided in the server device and in the motor vehicle, respectively, or the server device and the motor vehicle access a common representation of the environment map. The said coordination message to the motor vehicle then contains at least one reference to the surroundings map in order to describe the permitted behavior. As a result, the coordination message can be provided with a small volume of data. Because the description of the environment is already present in the area map, so that the coordination message must specify only by the reference an indication of, for example, a freely passable area and / or an indication of a restricted area with respect to the area map. For example, a number or a coordinate or an identification number of a respective area can be specified.
Besonders effizient kann dies ausgeführt werden, indem zum Ermitteln der aktuell erlaubten Verhaltensweise zumindest ein Teil des Infrastrukturbereichs, also ein Teilgebiet oder auch der ganze Infrastrukturbereich, in Flächensegmente eingeteilt wird. Ein solches Flächensegment kann zum Beispiel eine Größe in einem Bereich von 0,5 m2 bis 2 m2 aufweisen. Die Servervorrichtung stellt dann zu jedem Flächensegment einen jeweiligen Befahrbarkeitsstatus ein. Der Befahrbarkeitsstatus wird in Abhängigkeit von dem aktuellen Koordinationsergebnis eingestellt. Das Koordinationsergebnis gibt in der beschriebenen Weise an, wo sich für ein Kraftfahrzeug ein Verbot ergibt, weil ein anderes Kraftfahrzeug zum Beispiel Vorfahrt hat und plant, dort entlang zu fahren. Als Befahrbarkeitsstatus wird für jeden Flächensegment einer der beiden Werte „Befahren erlaubt“ und „Befahren verboten“ eingestellt. Mittels der Koordinationsmitteilung signalisiert dann die Servervorrichtung einen jeweiligen aktuell eingestellten Befahrbarkeitsstatus zumindest eines der Flächensegmente an das jeweilige Kraftfahrzeug. Beispielsweise kann für all diejenigen Flächensegmente, über welche das Kraftfahrzeug gemäß seiner Fahrintention zu fahren plant, der Befahrbarkeitsstatus angegeben werden. Zusätzlich kann zum Planen einer alternativen Fahrroute für das Kraftfahrzeug auch der Befahrbarkeitsstatus von angrenzenden Flächensegmenten angegeben werden.This can be carried out particularly efficiently by dividing at least part of the infrastructure area, ie a subarea or the entire infrastructure area, into area segments in order to determine the currently permitted behavior. Such a surface segment may for example have a size in a range of 0.5 m 2 to 2 m 2 . The server device then sets a respective trafficability status for each area segment. The trafficability status is set depending on the current coordination result. The result of the coordination indicates, in the manner described, where a motor vehicle is prohibited, because another motor vehicle, for example, has priority and plans to drive there. The trafficability status is set to one of the two values "driving allowed" and "driving prohibited" for each area segment. By means of the coordination message, the server device then signals a respective currently set navigability status of at least one of the surface segments to the respective motor vehicle. For example, the trafficability status can be specified for all those surface segments over which the motor vehicle plans to drive in accordance with its driving intention. In addition, for planning an alternative driving route for the motor vehicle, the trafficability status of adjacent area segments can also be specified.
Das bisher beschriebene Verfahren verlässt sich darauf, dass die Kraftfahrzeuge korrekt ihren aktuellen Fahrstatus selbstständig ermitteln. Aber nicht alle Fehlfunktionen oder Fehlinterpretationen können durch ein vollautomatisiert geführtes Fahrzeug selbst erkannt werden. Bevorzugt wird deshalb durch die Servervorrichtung von zumindest einem der Kraftfahrzeuge dessen aktueller Fahrstatus, d.h. zum Beispiel dessen Position und/oder Fahrgeschwindigkeit, mittels einer Überwachungssensorik des Infrastrukturbereichs zusätzlich durch die Servervorrichtung selbst erfasst. Die Überwachungssensorik ist also fahrzeugextern, also nicht Teil der Kraftfahrzeuge. Die Servervorrichtung überprüft anhand von Sensordaten der Überwachungssensorik, ob ein vorbestimmtes Sicherheitsproblem vorliegt, und löst bei erkanntem Sicherheitsproblem eine vorbestimmte Schutzmaßnahme aus. Somit kann also eine Fehlfunktion in der Fahrzeugsensorik eines Kraftfahrzeugs kompensiert oder dieser mittels der Schutzmaßnahme entgegengewirkt werden. Die Überwachungssensorik kann zum Beispiel eine Kamera und/oder einen Radar und/oder eine Lichtschranke und/oder ein Lidar und/oder einen Ultraschallsensors umfassen.The method described so far relies on the fact that the motor vehicles correctly determine their current driving status independently. But not all malfunctions or misinterpretations can be detected by a fully automated guided vehicle itself. Preference is therefore given by the server device of at least one of the motor vehicles whose current driving status, ie, for example, its position and / or driving speed, by means of a monitoring sensor of the infrastructure area additionally detected by the server device itself. The monitoring sensor is so vehicle outside, so not part of the vehicles. Based on sensor data from the monitoring sensor system, the server device checks whether a predetermined security problem exists and triggers a predetermined protective measure if a security problem is detected. Thus, therefore, a malfunction in the vehicle sensor system of a motor vehicle can be compensated or counteracted by means of the protective measure. The monitoring sensor system may comprise, for example, a camera and / or a radar and / or a light barrier and / or a lidar and / or an ultrasound sensor.
Durch die Servervorrichtung kann hierdurch zum Beispiel eine bevorstehende Kollision vermieden werden. Die Servervorrichtung prognostiziert hierzu eine jeweilige Bewegung zumindest eines der Kraftfahrzeuge ausgehend von dessen jeweiligem aktuellen Fahrstatus mittels eines Bewegungsmodells. Das Bewegungsmodell kann auch die von dem Kraftfahrzeug signalisierte Fahrintention berücksichtigen. Das Bewegungsmodell kann auch zum Beispiel eine Massenträgheit des Kraftfahrzeugs berücksichtigen, um zum Beispiel eine Bremsweglänge oder einen benötigten Mindestkurvenradius zu ermitteln. Als Sicherheitsproblem wird dann erkannt, dass aufgrund der prognostizierten Bewegung eine Kollision mit einem Verkehrsobjekt bevorsteht, also zum Beispiel mit einem anderen der Kraftfahrzeuge oder mit einem stationären Objekt, wie beispielsweise einer Säule oder einem Straßenschild oder einer Leitplanke, oder mit einem Fußgänger oder mit einem Radfahrer. Hier kann dann die Schutzmaßnahme ausgelöst werden.By the server device, for example, an imminent collision can be avoided. For this purpose, the server device predicts a respective movement of at least one of the motor vehicles on the basis of their respective current driving status by means of a movement model. The movement model can also take into account the drive intention signaled by the motor vehicle. The movement model can also take into account, for example, a mass inertia of the motor vehicle in order to determine, for example, a braking distance or a required minimum curve radius. As a security problem it is then recognized that due to the predicted movement, a collision with a traffic object is imminent, for example with another of the motor vehicles or with a stationary object, such as a pillar or a street sign or guardrail, or with a pedestrian or with a cyclists. Here then the protective measure can be triggered.
Die Servervorrichtung kann als Sicherheitsproblem auch erkennen, dass der von dem Kraftfahrzeug empfangende aktuelle Fahrstatus und der selbst erfasste Fahrstatus des Kraftfahrzeugs eine Abweichung aufweisen, die größer als ein vorbestimmter Mindestwert ist. Mit anderen Worten erkennt die Servervorrichtung einen Defekt und/oder eine Messstörung in der Fahrzeugsensorik des Kraftfahrzeugs. Hierbei kann durch Festlegen des Mindestwerts auch eine Toleranz vorgesehen werden, um einen Fehlalarm oder eine Fehlauslösung der Schutzmaßnahme zu vermeiden.The server device can also recognize as a security problem that the current driving status received by the motor vehicle and the self-recorded driving status of the motor vehicle have a deviation which is greater than a predetermined minimum value. In other words, the server device recognizes a defect and / or a measurement disturbance in the vehicle sensor system of the motor vehicle. By setting the minimum value, a tolerance can also be provided in order to avoid a false alarm or a false triggering of the protective measure.
Die Schutzmaßnahme umfasst insbesondere, dass an zumindest eines der Kraftfahrzeuge ein Nothaltbefehl ausgesendet wird. Das Kraftfahrzeug hält dann in Reaktion auf den Nothaltbefehl an. So kann innerhalb des Infrastrukturbereichs oder auch nur innerhalb einer Teilregion des Infrastrukturbereichs der Verkehr oder einige oder eines der Kraftfahrzeuge angehalten werden. Hierzu wird eine akute Aufforderung zum Nothalt an jedes in der Region befindliche Kraftfahrzeug und/oder auf die Region zufahrende Kraftfahrzeug ausgesendet. Ein solcher Nothaltbefehl kann auch für andere Anwendungsfälle vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Servervorrichtung den Nothaltbefehl aussenden, wenn in dem Infrastrukturbereich zum Beispiel ein Feueralarm ausgelöst wird oder ein Krankenwagen in den Infrastrukturbereich einfahren soll.The protective measure comprises in particular that an emergency stop command is transmitted to at least one of the motor vehicles. The motor vehicle then stops in response to the emergency stop command. Thus, within the infrastructure area or just within a subregion of the infrastructure area, the traffic or some or one of the motor vehicles can be stopped. For this purpose, an acute request for emergency stop is sent to each located in the region of the motor vehicle and / or on the region approaching motor vehicle. Such an emergency stop command can also be provided for other applications. For example, the server device may transmit the emergency stop command if, for example, a fire alarm is triggered in the infrastructure area or an ambulance is to enter the infrastructure area.
Aus den Kraftfahrzeugen können der jeweilige Fahrstatus und die jeweilige Fahrintention zum Beispiel mittels einer Funkverbindung übertragen werden, die beispielsweise auf der Grundlage von WLAN (Wireless Local Area Network) und/oder einer Mobilfunkverbindung, zum Beispiel LTE (Long Term Evolution) bereitgestellt sein kann. Die Servervorrichtung muss nun in der Lage sein, einen über eine solche Funkverbindung empfangenen Fahrstatus einem Kraftfahrzeug zuzuordnen, das in Sensordaten der Überwachungssensorik detektiert wird. Dies kann zum Beispiel wie folgt durchgeführt werden. Aus zumindest einem der Kraftfahrzeuge wird jeweils zumindest einmal zusammen mit dem Fahrstatus und/oder der Fahrintention eine jeweilige Fahrzeugidentifikationsangabe des Kraftfahrzeugs empfangen. Eine Fahrzeugidentifikationsangabe kann zum Beispiel eine Zeichenkette und/oder eine Zahl umfassen. Es kann sich beispielsweise um die Fahrgestellnummer des Kraftfahrzeugs (VIN - Vehicle Identifcation Number) handeln. Zumindest eines der Kraftfahrzeuge wird dann in Sensordaten der Überwachungssensorik detektiert. Beispielsweise kann in Bilddaten einer Kamera durch einen Algorithmus für eine Objekterkennung ein Kraftfahrzeug identifiziert und klassifiziert werden. Nun ist die Frage, welche Fahrzeugidentifikationsangabe dieses in den Sensordaten detektierte Kraftfahrzeug innehat oder aufweist. Die Servervorrichtung kann hierzu ein Aufforderungssignal zum Ausführen einer vorbestimmten Erkennungshandlung an eine empfangene Fahrzeugidentifikationsangabe adressieren und an die Kraftfahrzeuge aussenden. Es fordert also dasjenige Kraftfahrzeug, welches die Fahrzeugidentifikationsangabe aufweist oder innehat, dazu auf, die vorbestimmte Erkennungshandlung durchzuführen. Die Erkennungshandlung kann zum Beispiel darin bestehen, dass das Kraftfahrzeug ein vorbestimmtes Manöver fährt und/oder eine Außenleuchteinrichtung gemäß einem vorbestimmten Muster aktiviert, zum Beispiel das Tagfahrlicht für eine vorbestimmte Zeitdauer einschaltet und/oder ausschaltet. In den Sensordaten erkennt dann die Servervorrichtung, welches darin detektierte Kraftfahrzeug die Erkennungshandlung ausführt. Mit anderen Worten wird anhand der Sensordaten erkannt, welches Kraftfahrzeug auf das Aufforderungssignal reagiert. Die Servervorrichtung ordnet dann dem Kraftfahrzeug, welches die Erkennungshandlung ausführt, die Fahrzeugidentifikationsangabe zu, an die das Aufforderungssignal adressiert war. Hierdurch kann ein über Funk empfangener Fahrstatus zu einem in Sensordaten der Überwachungssensorik detektierten Kraftfahrzeug zugeordnet werden.From the motor vehicles, the respective driving status and the respective driving intention can be transmitted, for example, by means of a radio connection, which can be provided for example on the basis of WLAN (Wireless Local Area Network) and / or a mobile radio connection, for example LTE (Long Term Evolution). The server device must now be able to assign a driving status received via such a radio link to a motor vehicle which is detected in sensor data of the monitoring sensor system. This can be done, for example, as follows. From at least one of the motor vehicles, a respective vehicle identification information of the motor vehicle is received at least once together with the driving status and / or the driving intention. A vehicle identification indication may include, for example, a character string and / or a number. It may, for example, be the VIN of the motor vehicle (VIN - Vehicle Identification Number). At least one of the motor vehicles is then detected in sensor data of the monitoring sensor system. For example, in image data of a camera by an algorithm for object recognition, a motor vehicle can be identified and classified. Now the question is which vehicle identification information this vehicle has or has detected in the sensor data. The server device can for this purpose address a request signal for carrying out a predetermined recognition action to a received vehicle identification information and send it out to the motor vehicles. It therefore requests that motor vehicle which has or holds the vehicle identification information to perform the predetermined recognition action. The recognition action may be, for example, that the motor vehicle is driving a predetermined maneuver and / or activates an outdoor lighting device according to a predetermined pattern, for example, turns on and / or off the daytime running light for a predetermined period of time. The server device then recognizes in the sensor data which motor vehicle detected therein executes the recognition action. In other words, it is detected based on the sensor data which motor vehicle reacts to the request signal. The server device then assigns to the motor vehicle, which performs the recognition action, the vehicle identification information to which the request signal was addressed. This can be an over Radio received received driving status to be detected in a sensor data of the monitoring sensor motor vehicle.
Bisher wurde nur die Koordination der Kraftfahrzeuge untereinander beschrieben. Bevorzugt wird aber beim Ermitteln des Koordinationsergebnisses zumindest ein weiterer Verkehrsteilnehmer (zum Beispiel ein Fremdfahrzeug, das seinen Fahrstatus nicht der Servervorrichtung meldet, und/oder ein Fußgänger und/oder ein Radfahrer) ebenfalls berücksichtigt, indem eine jeweilige voraussichtliche Bewegungsbahn des zumindest einen Verkehrsteilnehmers ermittelt wird und diese dann mit der Fahrintention des jeweiligen Kraftfahrzeugs, für welches das Koordinationsergebnis zu ermitteln ist, abgeglichen wird. Zum Ermitteln der Bewegungsbahn kann die Überwachungssensorik genutzt werden und dann ein darin erkannter Verkehrsteilnehmer klassifiziert werden, also zum Beispiel als Fremdfahrzeug oder Fußgänger oder Radfahrer erkannt werden, und dann mittels eines Bewegungsmodells für die erkannte Objektklasse die Bewegungsbahn des erkannten Verkehrsteilnehmer prognostiziert werden. Ein Bewegungsmodell für einen Fußgänger kann beispielsweise die Kinematik oder Dynamik eines Fußgängers nachbilden und hierbei mit Bewegungsdaten, die anhand der Sensordaten der Überwachungssensorik ermittelt werden, initialisiert werden. Gleiches gilt für einen Fahrradfahrer und ein Fremdfahrzeug.So far, only the coordination of motor vehicles with each other has been described. However, when determining the result of the coordination, at least one further road user (for example a foreign vehicle, which does not report the driving state of the server device and / or a pedestrian and / or a cyclist) is also taken into consideration by determining a respective prospective trajectory of the at least one road user and then these with the driving intention of the respective motor vehicle, for which the coordination result is to be determined, is adjusted. In order to determine the movement path, the monitoring sensor system can be used and then a road user identified therein can be classified, for example, recognized as a foreign vehicle or pedestrian or cyclist, and then the movement path of the detected road user can be predicted by means of a movement model for the recognized object class. A movement model for a pedestrian can, for example, simulate the kinematics or dynamics of a pedestrian and in this case be initialized with movement data, which are determined on the basis of the sensor data of the monitoring sensor system. The same applies to a cyclist and another vehicle.
Um in dem Infrastrukturbereich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können, ist durch die Erfindung einer Servervorrichtung zum Koordinieren eines Verkehrs mehrerer Kraftfahrzeuge bereitgestellt. Die Servervorrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller aufweisen. Die Prozessoreinrichtung kann einen Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Servervorrichtung kann beispielsweise als Computer oder Computerverbund bereitgestellt sein. Zum Kommunizieren mit den Kraftfahrzeugen kann die Servervorrichtung eine Kommunikationseinrichtung aufweisen, die beispielsweise einen WLAN-Router und/oder ein Mobilfunkmodul aufweisen kann.In order to be able to carry out the method according to the invention in the infrastructure area, the invention provides a server device for coordinating a traffic of several motor vehicles. The server device has a processor device which is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor device can have at least one microprocessor and / or at least one microcontroller. The processor device may have a program code which is set up to execute the embodiment of the method according to the invention when executed by the processor device. The program code may be stored in a data memory of the processor device. The server device can be provided, for example, as a computer or computer network. For communicating with the motor vehicles, the server device may comprise a communication device, which may comprise, for example, a WLAN router and / or a mobile radio module.
Die Erfindung stellt auch ein Kraftfahrzeug bereit, das in dem Infrastrukturbereich betrieben werden kann und sich hierbei durch die Servervorrichtung koordinieren lässt. Das Kraftfahrzeug weist eine Autopiloteinrichtung zum vollautomatischen Führen (Längsführung und Querführung) oder Manövrieren des Kraftfahrzeugs auf. Um den Autopiloten mit dem Verkehr im Infrastrukturbereich zu koordinieren, ist eine Kommunikationseinrichtung bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, einen aktuellen Fahrstatus und eine von der Autopiloteinrichtung geplante Fahrintention (zum Beispiel eine Fahrroute oder eine Fahrtrajektorie) an die Servervorrichtung auszusenden und zumindest eine Koordinationsmitteilung aus der Servervorrichtung zu empfangen. In der Koordinationsmitteilung ist eine dem Kraftfahrzeug in dem Infrastrukturbereich aktuell erlaubte Verhaltensweise signalisiert. Diese erlaubte Verhaltensweise gibt dabei keine Fahrtrajektorie vor, sondern die Gesamtheit der dem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Fahrmöglichkeiten oder Auswahlmöglichkeiten, also eine Vielzahl von möglichen Fahrtrajektorien. Die Autopiloteinrichtung kann dann eine Fahrintention auf der Grundlage der durch die Koordinationsmitteilung signalisierte erlaubte Verhaltensweise selbstständig neu planen. Beispielsweise kann die erlaubte Verhaltensweise zumindest ein Areal angeben, innerhalb welchem das Kraftfahrzeug durch die Autopiloteinrichtung frei geführt werden kann. Für dieses Areal plant dann die Autopiloteinrichtung eine Fahrtrajektorie zum Durchfahren oder Überfahren des Areals, falls die ursprüngliche Fahrintention nicht durchführbar ist, also von der erlaubten Verhaltensweise ausgeschlossen ist.The invention also provides a motor vehicle which can be operated in the infrastructure area and in this case can be coordinated by the server device. The motor vehicle has an autopilot device for fully automatic guidance (longitudinal guidance and transverse guidance) or maneuvering of the motor vehicle. In order to coordinate the autopilot with the traffic in the infrastructure area, a communication device is provided, which is set up to send a current driving status and an intention planned by the autopilot device driving intention (for example, a driving route or a driving trajectory) to the server device and at least one coordination message from the Server device to receive. In the coordination message, a behavior currently permitted to the motor vehicle in the infrastructure area is signaled. This permitted behavior does not provide a driving trajectory, but rather the entirety of the driving possibilities or options available to the motor vehicle, that is to say a large number of possible driving trajectories. The autopilot device may then independently re-plan a driving intention on the basis of the permitted behavior signaled by the coordination message. For example, the permitted behavior can specify at least one area within which the motor vehicle can be guided freely by the autopilot device. For this area, then the autopilot device plans a Fahrtrajektorie for driving through or driving over the area, if the original driving intention is not feasible, that is excluded from the permitted behavior.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sieht vor, dass die Autopiloteinrichtung das Kraftfahrzeug anhält, falls aus der Servervorrichtung ein Nothaltebefehl empfangen wird.A development of the motor vehicle according to the invention provides that the autopilot device stops the motor vehicle if an emergency stop command is received from the server device.
Durch Kombinieren der erfindungsgemäßen Servervorrichtung mit Kraftfahrzeugen der beschriebenen Art ergibt sich ein System, das ebenfalls Bestandteil der Erfindung ist.By combining the server device according to the invention with motor vehicles of the type described results in a system which is also part of the invention.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.In the following an embodiment of the invention is described. For this purpose, the single FIGURE (FIG.) Shows a schematic representation of an embodiment of the system according to the invention.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of one another, which each further develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described Embodiments also supplemented by further of the already described features of the invention.
Die Figur zeigt ein System
Durch die Prozessoreinrichtung
Die Kraftfahrzeuge
Hierzu kann beispielsweise der Infrastrukturbereich
Auf Grundlage der Koordinationsmitteilung
Die Servervorrichtung
Des Weiteren kann durch die Servervorrichtung
Allgemein ist somit ein Infrastruktursystem eines Infrastrukturbereichs mit einer Überwachungslösung gekoppelt. Dabei wird eine Trennung von koordinativen und sicherheitskritischen Kommandos auf verschiedenen Ebenen abgebildet, weil die Servervorrichtung
Die Informationen über bewegte Objekte, d.h. die Kraftfahrzeug und optional zumindest ein weiterer Verkehrsteilnehmer, werden als Basis für drei elementare Koordinations- und Absicherungsvorgänge verwendet:
- 1) Ein Fahrzeug steht in einem Dialog mit dem durch die Servervorrichtung gebildeten Zentralsystem, indem es seine Fahrintention (z.B. Fahrtroute) und seinen Fahrstatus (z.B. Position und Geschwindigkeit) mitteilt und umgekehrt eine vom Zentralsystem verantwortete Aussage zu aktuell erlaubten Verhaltensweisen (z.B. frei befahrbaren
Zonen oder Flächensegmenten 28 innerhalb des Erfassungsbereichs). Dazu können sich Zentralsystem und Fahrzeug einer gemeinsamen a-priori-Informationsbasis (z.B. einer digitalen Karte) bedienen, um die Bezeichnung von Bereichen und Elementen innerhalb der Infrastruktur beiderseits auflösen zu können. - 2) Bei einem Sicherheitsproblem, z.B. in Situationen unmittelbarer Gefährdung, kann als Schutzmaßnahme anstelle dieser Koordinationsmitteilungen eine akute Aufforderung zum Nothalt seitens des Zentralsystems an ein oder mehrere Fahrzeuge gesendet werden.
- 3) Das Zentralsystem vergleicht empfangene Statusnachrichten der Teilnehmer mit seinen eigenen Erkenntnissen aus dem Überwachungssystem, d.h. der Überwachungssensorik. Damit können Abweichungen außerhalb bestimmter Toleranzen (z.B. in Position oder Geschwindigkeit) festgestellt werden.
- 1) A vehicle is in dialogue with the central system formed by the server device by notifying its intention to drive (eg route) and driving status (eg position and speed) and vice versa a statement on the currently allowed behaviors (eg freely drivable zones) or
area segments 28 within the coverage). For this purpose, the central system and vehicle can use a common a-priori information base (eg a digital map) in order to be able to resolve the designation of areas and elements within the infrastructure on both sides. - 2) In the event of a safety problem, eg in situations of immediate danger, as a protective measure, instead of these coordination messages, an acute emergency stop request may be sent by the central system to one or more vehicles.
- 3) The central system compares received status messages of the participants with its own findings from the monitoring system, ie the monitoring sensor. This allows deviations outside certain tolerances (eg position or speed) to be detected.
Der Betrieb von Infrastrukturbereichen mit automatisierten Fahrzeugen wird auch ohne eine manuelle Überwachung durch Personal möglich. Es wird eine klare Verantwortungslage mit nachvollziehbaren Handlungen auf Seiten des Zentralsystems und des Fahrzeugs geschaffen. Durch einen Abgleich zwischen Fahrzeug- und Überwachungssystemsicht kann ein fehlerhaftes Fahrzeug angehalten und bis auf weiteres vom automatisierten Fahrbetrieb ausgeschlossen werden.The operation of infrastructure areas with automated vehicles is also possible without manual monitoring by personnel. It creates a clear sense of responsibility with comprehensible actions on the part of the central system and the vehicle. By comparing the vehicle and monitoring system views, a faulty vehicle can be stopped and excluded from automated driving until further notice.
Eine bevorzugte technische Umsetzung sieht Folgendes vor.A preferred technical implementation provides the following.
Ein Fahrzeug verbindet sich vor Aktivierung vollautomatischer Fahrt über eine Kommunikationsschnittstelle der Kommunikationseinrichtung
Zwischen beiden Entitäten (Fahrzeug und Zentralsystem) werden über ein Protokoll beidseitig Informationen ausgetauscht, die sich wiederum auf beiden bekannte a-priori-Informationen (z.B. aus einer digitalen Karte) beziehen können. Das Fahrzeug gibt seine Intention in Form des geplanten Fahrtweges an das Zentralsystem. Des Weiteren werden wiederholt Statusdaten an das Zentralsystem gesendet, die u.a. Position und Geschwindigkeit des Fahrzeugs beinhalten.Information is exchanged bilaterally between both entities (vehicle and central system) via a protocol, which in turn may relate to both known a-priori information (e.g., from a digital map). The vehicle gives its intention in the form of the planned travel route to the central system. Furthermore, status data is repeatedly sent to the central system, which i.a. Position and speed of the vehicle include.
Das Zentralsystem enthält eine Logik
Im Regelfall wird die Position von Fremdobjekten zu einem bestimmten automatisierten Fahrzeug, der Zustand von Infrastrukturelementen (z.B. Schranken) und die Intention anderer automatisierter Fahrzeuge verwendet, um Bereiche zu berechnen, in denen sich das betreffende Fahrzeug sicher bewegen kann oder die gemieden werden sollten. Die geometrischen Informationen und der Befahrbarkeitsstatus dieser Bereiche (Flächensegmente) werden dem Fahrzeug entweder direkt oder als eine Referenz auf Elemente einer gemeinsamen Wissensbasis (z.B. a-priori-Karte) über die Kommunikationsverbindung
Wird über die Bewegungsdaten der erfassten Objekte eine drohende Kollision erkannt oder tritt eine anderweitig durch das Zentralsystem erkennbare Notsituation auf (z.B. Ausfall von Teilsystemen wie Überwachungssensorik) wird zur Kommunikation ein dediziertes Nothaltekommando an ein oder mehrere Fahrzeuge gesendet, das mit höherer Priorität in Versand und Verarbeitung behandelt werden kann und im Fahrzeug ohne weiteren Interpretationsbedarf direkt umgesetzt wird.If an impending collision is detected via the movement data of the detected objects or an emergency situation otherwise identifiable by the central system occurs (eg failure of subsystems such as monitoring sensors), a dedicated emergency stop command is sent to one or more vehicles for communication, which has a higher priority in shipping and processing can be treated and implemented directly in the vehicle without further interpretation needs.
Des Weiteren werden die Eigenzustandsmeldungen von Fahrzeugen im Zentralsystem kontinuierlich mit der Objekterkennung aus der Überwachungssensorik verglichen. Da ein automatisiertes Fahrzeug dort auch als bewegtes Objekt erkannt wird, kann durch ein Tracking und eine geeignete Initialisierung bei der Einfahrt in die Infrastruktur eine korrekte Zuordnung von Kommunikationsteilnehmern und ihrer Erkennung im Überwachungssystem sichergestellt werden (z.B. durch mittels Aufforderungssignal
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung pilotierte Fahrzeuge in einem aktiven Infrastrukturbereich koordiniert werden können.Overall, the examples show how vehicles piloted by the invention can be coordinated in an active infrastructure area.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |