DE102017222871A1

DE102017222871A1 - Signalisieren einer Fahrentscheidung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges für einen Verkehrsteilnehmer

Info

Publication number: DE102017222871A1
Application number: DE102017222871.7A
Authority: DE
Inventors: Leschek Debernitz; Philipp Notheis
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-06-19
Also published as: WO2019115186A3; WO2019115186A2

Abstract

Signalgeber und dessen Verwendung für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug, wobei der Signalgeber ausgeführt ist, in einem automatisierten Betrieb des Fahrzeuges in Abhängigkeit einer Erfassung einer Verkehrssituation ein Signal zu erzeugen, um einem in einem Umfeld des Fahrzeuges angeordneten Verkehrsteilnehmer eine von der Verkehrssituation abhängige Fahrentscheidung des Fahrzeuges zu signalisieren. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung, eine Signalisierungseinrichtung und deren Verwendung für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug und ein Verfahren zum Bestimmen und Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges.

Description

Die Erfindung betrifft einen Signalgeber für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug nach Anspruch 1, eine Verwendung eines Signalgebers zum Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung nach Anspruch 10, ein Verfahren zum Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges nach Anspruch 11, eine Signalisierungseinrichtung für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug nach Anspruch 13, eine Verwendung einer Signalisierungseinrichtung nach Anspruch 18 und ein Verfahren zum Bestimmen und Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges nach Anspruch 19.
Falls in Zukunft immer mehr oder nur autonome Fahrzeuge am Straßenverkehr teilnehmen, wird es immer schwieriger für Fußgänger und Fahrradfahrer oder sonstige Verkehrsteilnehmer, die Fahrweise und die programmierten Entscheidungen der autonomen Fahrzeuge einzuschätzen. Ein Mischverkehr, das heißt ein Verkehr, an dem automatisiert fahrende und nicht automatisiert fahrende Fahrzeuge teilnehmen, und die Interaktion von automatisiert fahrenden Fahrzeugen mit nicht motorisierten Verkehrsteilnehmern stellen eine besondere Herausforderung dar. Um die positiven Auswirkungen der Automatisierung nicht zu gefährden, ist es wichtig, dass das Verhalten der automatisiert fahrenden Fahrzeuge für die Menschen erkennbar und möglichst vorhersehbar ist.
Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, eine Interaktion zwischen einem automatisiert betreibbaren Fahrzeug und einem Verkehrsteilnehmer zu realisieren, so dass der Verkehrsteilnehmer weiter Blickkontakt mit dem Fahrzeug hat, um dessen Verhalten eigenständig zu analysieren, einzuschätzen und somit weitere Fortbewegungen im Straßenverkehr beruhigt und sicher wahrnehmen zu können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Signalgeber mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Verwendung eines Signalgebers mit den Merkmalen des Anspruchs 10, ein Verfahren zum Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges nach Anspruchs 11, eine Signalisierungseinrichtung für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 13, eine Verwendung einer Signalisierungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 18 und ein Verfahren zum Bestimmen und Signalisieren von einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 19.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Signalgeber für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug ist ausgeführt, in einem automatisierten Betrieb des Fahrzeuges in Abhängigkeit einer Erfassung einer Verkehrssituation ein Signal zu erzeugen, um einem in einem Umfeld des Fahrzeuges angeordneten Verkehrsteilnehmer eine von der Verkehrssituation abhängige Fahrentscheidung des Fahrzeuges zu signalisieren.
Ein Signalgeber ist ein Gerät, eine Baugruppe oder eine Schaltung, die ein Signal, das heißt eine Information mit einer bestimmten Bedeutung, erzeugt und vorzugsweise überträgt.
Ein automatisiert betreibbares Fahrzeug ist ein Fahrzeug, das über eine technische Ausrüstung verfügt, die zur Bewältigung einer Fahraufgabe, einschließlich Längs- und Querführung, das jeweilige Fahrzeug nach Aktivierung einer entsprechenden automatisierten Fahrfunktion, insbesondere einer hoch- oder vollautomatisierten Fahrfunktion nach der Norm SAE J3016, mit einer Fahrzeugsteuerungseinrichtung steuern kann. Insbesondere ist diese technische Ausrüstung ausgeführt, während der automatisierten Fahrzeugsteuerung, das heißt während dem automatisierten Betrieb des Fahrzeuges, den an die Fahrzeugführung gerichteten Verkehrsvorschriften zu entsprechen. Die technische Ausrüstung kann insbesondere aus Sensoren, Steuereinheiten und Aktoren bestehen. Diese Ausrüstung kann des Weiteren vorzugsweise jederzeit durch den Fahrzeugführer manuell übersteuerbar oder deaktivierbar sein. Ferner kann die technische Ausrüstung ausgeführt sein, die Erforderlichkeit der eigenhändigen Fahrzeugsteuerung durch den Fahrzeugführer zu erkennen und dem Fahrzeugführer das Erfordernis der eigenhändigen Fahrzeugsteuerung mit ausreichender Zeitreserve vor der Abgabe der Fahrzeugsteuerung an den Fahrzeugführer optisch, akustisch, taktil oder sonst wahrnehmbar anzuzeigen und auf eine der Systembeschreibung zuwiderlaufende Verwendung hinzuweisen. Fahrzeugführer ist auch derjenige, der eine automatisierte Fahrfunktion aktiviert und zur Fahrzeugsteuerung verwendet, auch wenn er im Rahmen der bestimmungsgemäßen Verwendung dieser Funktion das Fahrzeug nicht eigenhändig steuert. Ein automatisiert betreibbares Fahrzeug, bei dem während dem Betrieb des Fahrzeuges, abgesehen vom Festlegen des Ziels, kein menschlicher Eingriff erforderlich ist, ist ein autonom fahrendes Fahrzeug. Bei einem autonom fahrenden Fahrzeug ist der Fahrzeugführer nicht verpflichtet, die Fahrzeugsteuerung unverzüglich zu übernehmen.
Die Verkehrssituation ist ein Zustand, welcher die Fahrzeugdichte, Verkehrsbehinderungen, Verkehrsteilnehmer in einem Umfeld eines Fahrzeuges und vorzugsweise die Wetterlage auf allen Verkehrswegen und Verkehrsträgern berücksichtigt. Verkehrsteilnehmer sind insbesondere Fußgänger, Fahrradfahrer und/oder andere nicht motorisierte Verkehrsteilnehmer.
Fahrentscheidungen sind Entscheidungen, die während einer Fahrt eines Fahrzeuges zu treffen sind. Insbesondere muss ein Fahrzeug in einem automatisierten Betrieb automatisch Fahrentscheidungen auf Grundlage von Sensordaten, aus denen sich das Fahrzeug im automatisierten Betrieb ein Bild seines Umfelds formen kann, treffen und sie an Aktoren weiterleiten. Eine Fahrentscheidung ist zum Beispiel ein Spurwechsel oder ein Abbremsen oder ein Beschleunigen.
Mit dem erfindungsgemäßen Signalgeber kann ein Verkehrsteilnehmer in einem Umfeld des Fahrzeuges die bevorstehende Fahrentscheidung des Fahrzeuges im automatisierten Betrieb des Fahrzeuges erkennen, da an dem Fahrzeug die bevorstehende Fahrentscheidung signalisiert wird.
Vorzugsweise ist der Signalgeber ausgeführt, ein elektrisches, optisches und/oder akustisches Signal zu erzeugen. Ein optisches Signal kann von normalsehenden Verkehrsteilnehmern einfach per Blickkontakt mit dem Fahrzeug wahrgenommen werden. Ein akustisches Signal, zum Beispiel ein Ton oder eine Tonfolge mit einer bestimmten Frequenz, können von sehschwachen, insbesondere von blinden, Verkehrsteilnehmern wahrgenommen werden. Ein elektrisches Signal kann auch taktil wahrgenommen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Signalgeber eine Lichtleiste auf.
Eine Lichtleiste ist ein schmales, insbesondere langes Bauteil, das lichtemittierende Bauelemente aufweist.
Eine Lichtleiste kann besonders einfach optisch wahrgenommen werden.
Vorzugsweise ist der Signalgeber in einem Frontbereich und/oder Heckbereich des Fahrzeuges, vorzugsweise an einer Stoßstange, anordenbar. Durch eine derartige Anordnung kann das Signal des Signalgebers von einem Verkehrsteilnehmer in einem Umfeld des Fahrzeuges besonders einfach wahrgenommen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Signalgeber ausgeführt, dem Verkehrsteilnehmer eine Weiterfahrt und/oder ein Anhalten des Fahrzeuges zu signalisieren. Dies hat den Vorteil, dass das Fahrzeug dem Verkehrsteilnehmer kommunizieren kann, dass es nicht anhält, sondern weiterfährt.
Vorzugsweise weist der Signalgeber eine erste Schnittstelle auf, um Erfassungen einer Umfelderfassungseinrichtung, vorzugsweise eines Bildsensors, eines Radars, eines Lidars, eines Ultraschallsensors und/oder eines Infrarotsensors oder einer Anordnung aus einer Kombination der vorgenannten Umfelderfassungseinrichtungen zu erhalten.
Eine Schnittstelle ist eine Einrichtung zwischen wenigstens zwei Funktionseinheiten, an der ein Austausch von logischen Größen, zum Beispiel Daten, oder physikalischen Größen, zum Beispiel elektrischen Signalen, erfolgt, entweder nur unidirektional oder bidirektional. Der Austausch kann analog oder digital erfolgen. Der Austausch kann ferner drahtgebunden oder drahtlos erfolgen.
Damit kann besonders einfach eine Verkehrssituation erfasst, insbesondere ein Verkehrsteilnehmer in einem Umfeld des Fahrzeuges erkannt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Signalgeber eine zweite Schnittstelle auf, um Kartendaten und/oder GPS-Daten zu erhalten, wobei der Signalgeber ausgeführt ist, in Abhängigkeit einer Erfassung einer in den Kartendaten und/oder GPS-Daten markierten Querungsanlage dem Verkehrsteilnehmer, vorzugsweise einem an einem Abschnitt ohne Querungsanlage einer Straße angeordnetem Verkehrsteilnehmer, die erfasste markierte Querungsanlage zu signalisieren
Kartendaten, insbesondere Daten von digitalen Karten, bilden das Verkehrsnetz derart ab, dass eine Navigation ausreichend funktioniert. Die Kartendaten können darüber hinaus spurgenaue Daten mit Bezug zu relevanten Umgebungsmerkmalen, zum Beispiel Kurvenverlauf, Einengungen und/oder Sichtbeschränkungen, enthalten. Außerdem enthalten derartige Kartendaten Zusatzinformationen, beispielsweise zur Infrastruktur, wie Positionen und Status von Lichtsignalen, Wechselweganzeigern, Schildern und Querungsanlagen. Kartendaten können auch dreidimensionale, hochgenaue Umgebungsmodelle, zum Beispiel mit Fassaden, bereitstellen. Eine Datenerhebung für digitale Karten erfolgt durch Auswertung von Sattelitenaufnahmen und Befahrung von Strecken mit Fahrzeugen, teilweise basiert sie auf Nutzerangaben.
GPS-Daten ermöglichen die Bestimmung von Positionen auf Grundlage von Sattelitenortungssystemen. Die Positionsbestimmung erfolgt über die Auswertung von Signallaufzeiten zwischen den zu empfangenden Satelliten und dem jeweils zu ortenden Empfänger am Boden. Daraus werden Entfernungen ermittelt, die über mathematische Modelle zu Koordinaten auf der Erdoberfläche führen.
Eine Querungsanlage verbessert die Überquerbarkeit von Straßen, insbesondere Fahrbahnen, für Fußgänger, Fahrradfahrer und andere Verkehrsteilnehmer. Beispielsweise sind Fußgängerüberwege, auch als Zebrastreifen bezeichnet, oder Regelungen mit Lichtsignalen, insbesondere Ampeln, Querungsanlagen.
Mittels der Kartendaten und/oder GPS-Daten kann das Fahrzeug dem Verkehrsteilnehmer kommunizieren, dass eine erfasste markierte Querungsanlage, zum Beispiel ein Zebrastreifen, demnächst kommt. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug nicht anhält und weiterfährt, aber gleichzeitig dem an dem Abschnitt ohne Querungsanlage der Straße angeordneten Verkehrsteilnehmer kommuniziert, dass demnächst ein Zebrastreifen kommt.
Vorteilhafterweise ist der Signalgeber ausgeführt, einen erfassten Verkehrsteilnehmer, vorzugsweise einen Fußgänger und/oder einen Fahrradfahrer, besonders vorzugsweise einen an einer Querungsanlagen stehenden Fußgänger und/oder Fahrradfahrer, eine Weiterfahrt des Fahrzeuges mit einem Lichtsignal in einer ersten Farben, vorzugsweise grün, und ein Anhalten des Fahrzeuges mit einem Lichtsignal in einer zweiten Farbe, vorzugsweise rot, zu signalisieren. Damit erkennt der Verkehrsteilnehmer, dass das Fahrzeug ihn wahrgenommen hat. Eine derartige Signalisierung ist besonders hilfreich zum Beispiel bei Zebrastreifen, damit der Fußgänger ein beruhigendes Gefühl hat, während er die Straße überquert. Bei rotem Licht weiß der Fußgänger, dass das Fahrzeug ihn erkannt hat und anhalten wird. Ein an einem Zebrastreifen wartender Fußgänger, der ein sich nahendes Fahrzeug mit einem grünen Licht erkennt, weiß dann, dass das Fahrzeug weiterfahren wird und er am Zebrastreifen warten muss. Die Signalisierung der Fahrentscheidung mittels eines Lichtsignals ist analog zu einem Blickkontakt eines Fußgängers zu einem Fahrzeugführer, wobei der Fahrzeugführer dem Fußgänger mittels Handzeichen oder sonstigem Zeichen die Fahrentscheidung kommunizieren würde.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Signalgeber eine dritte Schnittstelle auf, um das Signal des Signalgebers an eine von dem Verkehrsteilnehmer getragene Vorrichtung zur Erhöhung der Verkehrssicherheit auszugeben, wobei die von dem Verkehrsteilnehmer getragene Vorrichtung ausgeführt ist, in Abhängigkeit des Signals des Signalgebers den Verkehrsteilnehmer mittels einer Vibration auf die Signalisierung der Fahrentscheidung des Fahrzeuges aufmerksam zu machen.
Tragbare Vorrichtungen, die auch Wearables genannt werden, werden vielfältig eingesetzt im Fitness oder Wellnessbereich und sind mit einem Netzwerk verbunden, um Daten mit anderen Geräten, wie zum Beispiel PCs oder anderen tragbaren Vorrichtungen oder mobilen Endgeräten, austauschen zu können. Tragbare Vorrichtungen werden am Körper getragen. Die Vibration kann insbesondere über einen Lautsprecher als akustisch wahrnehmbares Signal ausgegeben werden. Die tragbare Vorrichtung kann insbesondere ein Smartphone oder eine Smartwatch sein. Mit einer derartigen tragbaren Vorrichtung werden insbesondere Fußgänger und Fahrradfahrer frühzeitig vor Fahrentscheidungen im Straßenverkehr gewarnt. Eine derartige tragbare Vorrichtung ist ein Beispiel für eine Car-to-X Communication Anwendung.
Erfindungsgemäß wird ein Signalgeber, vorzugsweise ein erfindungsgemäßer Signalgeber, für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug zum Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung für einen in einem Umfeld des Fahrzeuges angeordneten Verkehrsteilnehmer in einem automatisierten Betrieb des Fahrzeuges verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges für einen in einem Umfeld des Fahrzeuges angeordneten Verkehrsteilnehmer weist die folgenden Verfahrensschritte auf:

- Erfassen einer Verkehrssituation,
- in einem automatisierten Betrieb des Fahrzeuges Erzeugen eines Signals in Abhängigkeit dieser Erfassung und
- für den Verkehrsteilnehmer wahrnehmbare Ausgabe dieses Signals, um die von der Verkehrssituation abhängige Fahrentscheidung des Fahrzeuges zu signalisieren.

Mit diesem Verfahren kann besonders einfach und vorteilhaft die Fahrentscheidung des Fahrzeuges an einen Verkehrsteilnehmer kommuniziert werden.
Vorteilhafterweise wird zur Durchführung des Verfahrens ein erfindungsgemäßer Signalgeber verwendet.
Die erfindungsgemäße Signalisierungseinrichtung für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug weist eine erste Schnittstelle auf, die ausgeführt ist, eine Erfassung einer Verkehrssituation zu erhalten. Ferner weist die Signalisierungseinrichtung eine Auswerteeinrichtung auf, die ausgeführt ist, für diese Verkehrssituation Fahrentscheidungen des Fahrzeugs zu simulieren, für diese Fahrentscheidungen jeweils Wartezeiten zu berechnen, die aufgrund der jeweiligen Fahrentscheidungen für das Fahrzeug und einen in einem Umfeld des Fahrzeuges angeordneten Verkehrsteilnehmer in dieser Verkehrssituation entstehen, und die Fahrentscheidung zu bestimmen, für die die Wartezeiten in dieser Verkehrssituation minimal sind. Außerdem weist die Signalisierungseinrichtung einen Signalgeber auf, der ausgeführt ist, in Abhängigkeit der bestimmten Fahrentscheidung ein Signal zu erzeugen, um dem Verkehrsteilnehmer diese Fahrentscheidung des Fahrzeuges zu signalisieren.
Eine Auswerteeinrichtung ist eine Vorrichtung, die eingehende Informationen verarbeitet und ein aus dieser Verarbeitung resultierendes Ergebnis ausgibt. Insbesondere ist eine elektronische Schaltung, wie zum Beispiel eine zentrale Prozessoreinheit oder ein Grafikprozessor, eine Auswerteinrichtung.
Mittels der Auswerteeinrichtung kann damit eine Fahrentscheidung bestimmt und durch den Signalgeber signalisiert werden, die zu einer optimierten Verkehrssituation in Bezug auf Wartezeiten für das Fahrzeug und für den in dem Umfeld des Fahrzeuges angeordneten Verkehrsteilnehmer führt. Dies ist besonders in Großstädten und zur Rushhour von Vorteil.
Die Auswerteeinrichtung, und/oder vorzugsweise der Signalgeber, sind vorzugsweise ausgeführt, zur Bestimmung der Fahrentscheidung, für die die Wartezeiten in dieser Verkehrssituation minimal sind, und/oder vorzugsweise zur Erzeugung des Signals, ein künstliches neuronales Netzwerk auszuführen, das mit der Erfassung der Verkehrssituation vorwärtsgespeist wird.
Ein künstliches neuronales Netzwerk ist ein Algorithmus, der auf einer elektronischen Schaltung ausgeführt wird und am Vorbild des neuronalen Netzwerks des menschlichen Gehirns programmiert ist. Funktionseinheiten eines künstlichen neuronalen Netzwerks sind künstliche Neuronen, deren Output sich im Allgemeinen als Wert einer Aktivierungsfunktion ausgewertet über eine gewichtete Summe der Inputs plus einem systematischen Fehler, dem sogenannten Bias, ergibt. Durch Testen von mehreren Inputs mit verschiedenen Gewichtungsfaktoren und/oder Aktivierungsfunktionen werden künstliche neuronale Netzwerke, ähnlich dem menschlichen Gehirn, trainiert. Das Trainieren eines künstlichen neuronalen Netzwerks mit Hilfe von vorbestimmten Inputs wird maschinelles Lernen genannt. Vorwärtsspeisen bedeutet eine Summenbildung und Ausgabe durch die Aktivierungsfunktion. Eine Teilmenge des maschinellen Lernens ist das tiefgehende Lernen, das sogenannte Deep Learning, bei dem eine Reihe hierarchischer Schichten von Neuronen, sogenannten Hidden Layers, genutzt wird, um den Prozess des maschinellen Lernens durchzuführen. Ein künstliches neuronales Netzwerk mit mehreren Hidden Layers ist ein Deep Neural Network. Dabei bezeichnet künstliche Intelligenz das zweckgerichtete Reagieren auf neue Informationen.
Vorzugsweise ist der Signalgeber ein erfindungsgemäßer Signalgeber.
In einer Weiterbildung der Signalisierungseinrichtung ist die Auswerteeinrichtung in den Signalgeber integriert. Das heißt, die Signalisierungseinrichtung weist lediglich einen Signalgeber, in vorteilhafter Weise einen erfindungsgemäßen Signalgeber, auf.
In einer weiteren Ausgestaltung der Signalisierungseinrichtung ist die Auswerteinrichtung ausgeführt, für diese Fahrentscheidungen jeweils Wartezeiten zu berechnen, die aufgrund der jeweiligen Fahrentscheidung für das Fahrzeug, einen in einem Umfeld des Fahrzeuges angeordneten Verkehrsteilnehmer, und weitere Verkehrsteilnehmer in dieser Verkehrssituation entstehen. Damit können vorteilhafterweise auch weitere Verkehrsteilnehmer, insbesondere hinter dem Fahrzeug fahrende Fahrzeuge und andere Verkehrsteilnehmer, in die Bestimmung der optimalen Fahrentscheidung mit einbezogen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Signalisierungseinrichtung eine Ausgabeschnittstelle auf, die ausgeführt ist, die bestimmte Fahrentscheidung an eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung auszugeben. Damit kann das Fahrzeug vorteilhafterweise einfach automatisiert betrieben werden in Abhängigkeit der bestimmten Fahrentscheidung.
Erfindungsgemäß wird die Signalisierungseinrichtung, vorzugweise eine erfindungsgemäße Signalisierungseinrichtung, für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug zum Bestimmen und Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung für einen in einem Umfeld des Fahrzeuges angeordneten Verkehrsteilnehmer in einen automatisierten Betrieb des Fahrzeuges verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen und Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges für einen in einem Umfeld des Fahrzeuges angeordneten Verkehrsteilnehmer weist die folgende Verfahrensschritte auf:

- Erfassen einer Verkehrssituation,
- Simulieren von Fahrentscheidungen für das Fahrzeug in dieser Verkehrssituation,
- Berechnen von jeweiligen Wartezeiten für diese Fahrentscheidungen, die aufgrund der jeweiligen Fahrentscheidung für das Fahrzeug und einen in einem Umfeld des Fahrzeuges angeordneten Verkehrsteilnehmer in dieser Verkehrssituation entstehen,
- Bestimmen der Fahrentscheidung, für die die Wartezeiten in dieser Verkehrssituation minimal sind und
- Erzeugen eines Signals in Abhängigkeit der bestimmten Fahrentscheidung, um dem Verkehrsteilnehmer diese Fahrentscheidung des Fahrzeuges zu signalisieren.

Mit diesem Verfahren kann eine Fahrentscheidung besonders einfach bestimmt und signalisiert werden.
Vorteilhafterweise wird für die Durchführung des Verfahrens eine erfindungsgemäße Signalisierungseinrichtung verwendet.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:

1: Ausführungsbeispiele für einen erfindungsgemäßen Signalgeber,
2a: ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Signalgeber, der einem an einem Abschnitt ohne Querungsanlage angeordneten Verkehrsteilnehmer ein Anhalten des Fahrzeuges in einem automatisierten Betrieb signalisiert,
2b: ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Signalgebers, der einem an einem Abschnitt ohne Querungsanlage einer Straße angeordneten Verkehrsteilnehmer eine erfasste markierte Querungsanlage und eine Weiterfahrt des Fahrzeuges signalisiert,
3: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Signalgebers mit einer für den Verkehrsteilnehmer tragbaren Vorrichtung,
4: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisiert fahrenden Fahrzeuges,
5: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Signalisierungseinrichtung für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug und
6: ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Bestimmen und Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche oder funktionsähnliche Bezugsteile. In den jeweiligen Figuren werden lediglich die jeweils relevanten Bezugsteile mit Bezugsziffern gekennzeichnet.
1 zeigt drei Ausführungsbeispiele eines Signalgebers10. In allen Ausführungsbeispielen ist der Signalgeber 10 in einem Frontbereich 3, insbesondere an einer Stoßstange 5, eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges 1, das sich auf einer Straße 8 befindet, angeordnet.
Der Signalgeber 10 erzeugt und gibt aus ein Signal 11. Das Signal 11 ist ein visuell wahrnehmbares Signal, zum Beispiel ein Lichtsignal in einer bestimmten Farbe. Der Signalgeber 10 kann insbesondere als eine Lichtleiste 12 ausgeführt sein, die mehrere Leuchtmittel aufweist, wie im mittleren Ausführungsbeispiel der 1 gezeigt. Zum Beispiel kann die Lichtleiste 12 eine Leiste von Leuchtdioden sein. Im linken Ausführungsbeispiel der 1 ist der Signalgeber 10 horizontal, das heißt parallel zur Straßenoberfläche 8 ausgerichtet. Im rechten Ausführungsbeispiel der 1 ist der Signalgeber 10 vertikal, das heißt senkrecht, zur Oberfläche der Straße 8 angeordnet.
Das Fahrzeug 1 der 2a weist als eine Umfelderfassungseinrichtung 6 einen Bildsensor in Form einer Kamera und zwei Ultraschallsensoren auf. Mittels der Umfelderfassungseinrichtung 6 wird ein in einem Umfeld des Fahrzeuges 1 angeordneter Verkehrsteilnehmer 2 erfasst und erkannt.
Der erfasste und erkannte Verkehrsteilnehmer 2 befindet sich an einem Abschnitt ohne eine Querungsanlage 7 der Straße 8. Das Fahrzeug 1 bewegt sich in Fahrtrichtung 16. Das Fahrzeug 1 weist den Signalgeber 10 auf. Der Signalgeber 10 signalisiert dem Verkehrsteilnehmer 2 mit dem Signal 11 die Fahrentscheidung, dass das Fahrzeug 1 anhalten wird. Der Verkehrsteilnehmer 2 bewegt sich in die Gehrichtung 17, die orthogonal zu der Fahrtrichtung 16 des Fahrzeuges 1 angeordnet ist.
In 2b wird der Verkehrsteilnehmer, der an einen Abschnitt ohne Querungsanlage 7 an der Straße 8 angeordnet ist, von der Umfelderfassungseinrichtung 6 des Fahrzeuges 1 erkannt.
Die Umfelderfassungseinrichtung 6 erfasst neben dem Verkehrsteilnehmer 2 als weiteres Merkmal dieser Verkehrssituation, dass ein Bremsweg 18 des Fahrzeuges 1 zu lang ist, so dass das Fahrzeug 1 trotz Bremsen nicht vor dem Verkehrsteilnehmer 2 anhalten könnte. Diese erfasste Verkehrssituation wird über eine erste Schnittstelle 13 für den Signalgeber 10 bereitgestellt.
Über eine zweite Schnittstelle 14 erhält der Signalgeber 10 aus einer digitalen Karte die Information, dass in unmittelbarer Nähe zu dem Verkehrsteilnehmer 2 eine Querungsanlage 7 angeordnet ist. Der Signalgeber 10 signalisiert mit dem Signal 11 dem Verkehrsteilnehmer 2, dass das Fahrzeug 1 weiterfahren wird. Gleichzeitig wird mit dem Signal 11 signalisiert, dass sich in unmittelbarer Nähe zu dem Verkehrsteilnehmer 2 eine Querungsanlage 7 befindet, die der Verkehrsteilnehmer 2 zum Überqueren der Straße 8 verwenden kann. Die Querungsanlage 2 ist im Beispiel der 2b ein Zebrastreifen. Dass sich in unmittelbarer Nähe eine Querungsanlage 7 befindet, kann beispielsweise dadurch kommuniziert werden, dass das Signal 11 ein entsprechendes Schild für einen Zebrastreifen mit dazugehöriger Entfernung oder ein sonstiges kennzeichnendes Symbol ist.
Insbesondere in Großstädten ist es wichtig, dass das Fahrzeug 1 dem Verkehrsteilnehmer 2 auch eine Weiterfahrt des Fahrzeuges 1 kommunizieren kann. Würde das Fahrzeug 1 lediglich kommunizieren können, dass es anhält, müsste das Fahrzeug 1 immer anhalten, was zu Staus führen würde.
Der Signalgeber 10 ist in dem Frontbericht 3 des Fahrzeugs 1 angeordnet. Ein weiterer Signalgeber 10 ist in einem Heckbereich 4 des Fahrzeuges1 angeordnet. Der Signalgeber 10 im Heckbereich 4 signalisiert einem Verkehrsteilnehmer 2 mit dem Signal 11, dass das Fahrzeug 1 automatisiert betrieben wird. Ferner kann der Signalgeber 10 im Heckbereich 4 einem vorbeigehenden Verkehrsteilnehmer 2 eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges 1 aus einem Parkplatz mit dem Signal 11 signalisieren. Der vorbeigehende Verkehrsteilnehmer erkennt dann, dass das Fahrzeug 1 aus dem Parkplatz herausfahren wird, ohne anzuhalten. Anhand eines gewöhnlichen Rückfahrtslicht erkennt der Verkehrsteilnehmer 2 lediglich, dass das Fahrzeug 1 rückwärts fahren wird. Durch das zusätzliche Signal 11 weiß der Verkehrsteilnehmer 2, dass das Fahrzeug 1 automatisiert betrieben wird und/oder bei der Rückwärtsfahrt nicht anhalten wird.
Der in 3 gezeigte Signalgeber 10 weist neben der ersten Schnittstelle 13 und der zweiten Schnittstelle 14 eine dritte Schnittstelle 15 auf. Mit der dritten Schnittstelle 15 kann der Signalgeber 10 mit einer tragbaren Vorrichtung 9, die von dem Verkehrsteilnehmer 2 getragen wird, kommunizieren. Durch die dritte Schnittstelle 15 und die tragbare Vorrichtung 9 wird eine komplette Vernetzung von dem Fahrzeug 1 und dem schwächeren Verkehrsteilnehmer 2 realisiert. Eine derartige Vernetzung kann insbesondere in einer Cloud, in der vorzugsweise ein entsprechender Algorithmus ausgeführt wird, erfolgen.
Gemäß dem in 4 dargestellten Verfahren wird in einem ersten Verfahrensschritt eine Verkehrssituation erfasst. Anschließend wird ein Signal 11 in Abhängigkeit dieser Erfassung erzeugt. In einem weiteren Verfahrensschritt wird für den Verkehrsteilnehmer 2 eine wahrnehmbare Ausgabe des Signals 11 erzeugt, um die von der Verkehrssituation abhängige Fahrentscheidung des Fahrzeuges 1 zu signalisieren.
5 zeigt das automatisiert betreibbare Fahrzeug 1 mit einer Signalisierungseinrichtung 20. Die Signalisierungseinrichtung 20 weist eine erste Schnittstelle 13 auf, um Erfassungen einer Verkehrssituation zu erhalten. Beispielsweise kann die erste Schnittstelle Erfassungen von der Umfelderfassungseinrichtung 6 erhalten.
Ferner weist die Signalisierungseinrichtung 20 eine Auswerteeinrichtung 21 auf. Die Auswerteeinrichtung 21 simuliert für die erfasste Verkehrssituation verschiedene Fahrentscheidungen für das Fahrzeug 1. Dabei werden für jede dieser Fahrentscheidungen jeweils Wartezeiten berechnet, die aufgrund der jeweiligen Fahrentscheidung für das Fahrzeug 1 und für einen in einem Umfeld des Fahrzeuges 1 angeordneten Verkehrsteilnehmer in dieser Verkehrssituation entstehen. Die Auswerteeinrichtung 21 bestimmt dann die Fahrentscheidung, für die die Wartezeiten in dieser Verkehrssituation minimal sind. Hierzu kann die Auswerteeinrichtung 21 ein künstliches neuronales Netzwerk ausführen.
Des Weiteren weist die Signalisierungseinrichtung 20 ein Signalgeber 10 auf, der die bestimmte Fahrentscheidung als Signal 11 an einen Verkehrsteilnehmer 2 signalisiert.
Zusätzlich weist die Signalisierungseinrichtung 20 eine Ausgabeschnittstelle 22 auf, um die bestimmte Fahrentscheidung an eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung 23 auszugeben, mittels der das Fahrzeug 1 automatisiert in Abhängigkeit dieser Fahrentscheidung betrieben wird.
Das Verfahren zum Bestimmen und Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisierten fahrenden Fahrzeuges 1 für einen in einem Umfeld des Fahrzeuges 1 angeordneten Verkehrsteilnehmer 2 ist in 6 dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt wird eine Verkehrssituation erfasst. Für diese Verkehrssituation werden Fahrentscheidungen für das Fahrzeug 1 simuliert, für jede dieser Fahrentscheidungen werden jeweilige Wartezeiten berechnet, die aufgrund der jeweiligen Fahrentscheidung für das Fahrzeug 1 und einem in einem Umfeld des Fahrzeuges 1 angeordneten Verkehrsteilnehmer 2 in dieser Verkehrssituation entstehen. Anschließend wird die Fahrentscheidung bestimmt, für die die Wartezeiten in dieser Verkehrssituation minimal sind. Abschließend wird das Signal 11 in Abhängigkeit der bestimmten Fahrentscheidung erzeugt, um dem Verkehrsteilnehmer 2 diese Fahrentscheidung des Fahrzeuges 1 zu signalisieren.
Ein mögliches Szenario, in dem die erfindungsgemäßen Gegenstände Anwendung finden, sieht folgendermaßen aus: Ein Fußgänger möchte die Straße 8 überqueren. Die Straße 8 weist keine Querungsanlage 7, insbesondere keinen Zebrastreifen oder eine Ampel auf. Der Fußgänger analysiert, ob die Straße 8 frei ist oder nicht. Wenn die Straße 8 frei ist, kann er die Straße 8 überqueren. Nun kommt aber ein autonom fahrendes Fahrzeug1 auf ihn zu, bevor er die Straße 8 überqueren möchte. Das autonom fahrende Fahrzeug 1 scannt mit seiner Umfelderfassungseinrichtung 6, zum Beispiel, Kamera, Laser, Radar oder weiteren Sensoren, das Umfeld des Fahrzeuges 1. Sobald das Fahrzeug 1 von der Umfelderfassungseinrichtung 6 die Rückmeldung erhält, dass sich ein Verkehrsteilnehmer 2, zum Beispiel ein Fußgänger, an der Straße 8 aufhält, kommuniziert das Fahrzeug 1 seine Entscheidung mit dem Fußgänger mittels eines optischen Warninstruments, zum Beispiel einer Lichtleiste 12. Somit erkennt auch der Fußgänger, dass das Fahrzeug 1 ihn wahrgenommen hat. Wenn das Warnsignal zum Beispiel grün ist, fährt das Fahrzeug weiter und bei rot bleibt es stehen und lässt den Fußgänger passieren. Ein solches Warninstrument ist besonders hilfreich zum Beispiel bei Zebrastreifen, damit der Fußgänger ein beruhigtes Gefühl hat, während er die Straße 8 überquert. Er erkennt, dass das autonom fahrende Fahrzeug 1 ihn erkannt hat und somit das Fahrzeug 1 auch anhalten wird. Das Fahrzeug 1 kommuniziert zum Beispiel über GPS, ob möglicherweise ein Zebrastreifen demnächst kommt. Durch diese Kommunikation soll auch der Fußgänger dem autonom fahrenden Fahrzeug den Vortritt lassen und nicht einfach auf die Straße 8 laufen, in der Gewissheit, dass das Fahrzeug 1 ihn erkennen wird und sicher anhält.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Verkehrsteilnehmer
3: Frontbereich
4: Heckbereich
5: Stoßstange
6: Umfelderfassungseinrichtung
7: Querungsanlage
8: Straße
9: tragbare Vorrichtung
10: Signalgeber
11: Signal
12: Lichtleiste
13: erste Schnittstelle
14: zweite Schnittstelle
15: dritte Schnittstelle
16: Fahrtrichtung
17: Gehrichtung
18: Bremsweg
20: Signalisierungseinrichtung
21: Auswerteeinrichtung
22: Ausgabeschnittstelle
23: Fahrzeugsteuerungseinrichtung

Claims

Signalgeber (10) für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug (1), wobei der Signalgeber (10) ausgeführt ist, in einem automatisierten Betrieb des Fahrzeuges (1) in Abhängigkeit einer Erfassung einer Verkehrssituation ein Signal (11) zu erzeugen, um einem in einem Umfeld des Fahrzeuges (1) angeordneten Verkehrsteilnehmer (2) eine von der Verkehrssituation abhängige Fahrentscheidung des Fahrzeuges (1) zu signalisieren.
Signalgeber (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (10) ausgeführt ist, ein elektrisches, optisches und/oder akustisches Signal (11) zu erzeugen.
Signalgeber (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (10) eine Lichtleiste (12) aufweist.
Signalgeber (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (10) in einem Frontbereich (3) und/oder Heckbereich (4) des Fahrzeuges (1), vorzugsweise an einer Stoßstange (5), anordenbar ist.
Signalgeber (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (10) ausgeführt ist, dem Verkehrsteilnehmer (2) eine Weiterfahrt und/oder ein Anhalten des Fahrzeuges (1) zu signalisieren.
Signalgeber (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (10) eine erste Schnittstelle (13) aufweist, um Erfassungen einer Umfelderfassungseinrichtung (6), vorzugsweise eines Bildsensor, eines Radars, eines Lidars, eines Ultraschallsensors und/oder eines Infrarotsensors oder einer Anordnung aus einer Kombination der voran genannten Umfelderfassungseinrichtungen (6), zu erhalten.
Signalgeber (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (10) eine zweite Schnittstelle (14) aufweist, um Kartendaten und/oder GPS-Daten zu erhalten, wobei der Signalgeber (10) ausgeführt ist, in Abhängigkeit einer Erfassung einer in den Kartendaten und/oder GPS-Daten markierten Querungsanlage (7) dem Verkehrsteilnehmer, vorzugsweise einem an einem Abschnitt ohne Querungsanlage (7) einer Straße (8) angeordnetem Verkehrsteilnehmer (2), die erfasste markierte Querungsanlage (7) zu signalisieren.
Signalgeber (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (10) ausgeführt ist, einem erfassten Verkehrsteilnehmer (2), vorzugsweise einem Fußgänger und/oder einem Fahrradfahrer, besonders vorzugsweise einem an einer Querungsanlage (7) stehenden Fußgänger und/oder Fahrradfahrer, eine Weiterfahrt des Fahrzeuges (1) mit einem Lichtsignal (11) in einer ersten Farbe, vorzugsweise grün, und ein Anhalten des Fahrzeuges (1) mit einem Lichtsignal in einer zweiten Farbe, vorzugsweise rot, zu signalisieren.
Signalgeber (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (10) eine dritte Schnittstelle (15) aufweist, um das Signal (11) des Signalgebers (10) an eine für den Verkehrsteilnehmer (2) tragbare Vorrichtung (9) zur Erhöhung der Verkehrssicherheit auszugeben, wobei die tragbare Vorrichtung (9) ausgeführt ist, in Abhängigkeit des Signals (11) des Signalgebers (10) den Verkehrsteilnehmer (2) mittels einer Vibration auf die Signalisierung der Fahrentscheidung des Fahrzeuges (1) aufmerksam zu machen.
Verwendung eines Signalgebers (10), vorzugsweise eines Signalgebers (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug (1) zum Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung für einen in einem Umfeld des Fahrzeuges (1) angeordneten Verkehrsteilnehmer (2) in einem automatisierten Betrieb des Fahrzeuges (1).
Verfahren zum Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges (1) für einen in einem Umfeld des Fahrzeuges (1) angeordneten Verkehrsteilnehmer (2) mit den folgenden Verfahrensschritten: - Erfassen einer Verkehrssituation, - in einem automatisierten Betrieb des Fahrzeuges (1) Erzeugen eines Signals (11) in Abhängigkeit dieser Erfassung und - für den Verkehrsteilnehmer (2) wahrnehmbare Ausgabe dieses Signals (11), um die von der Verkehrssituation abhängige Fahrentscheidung des Fahrzeuges (1) zu signalisieren.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrens ein Signalgeber (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendet wird.
Signalisierungseinrichtung (20) für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug (1) aufweisend - eine erste Schnittstelle (13), die ausgeführt ist, eine Erfassung einer Verkehrssituation zu erhalten, - eine Auswerteeinrichtung (21), die ausgeführt ist, • für diese Verkehrssituation Fahrentscheidungen für das Fahrzeug (1) zu simulieren, • für diese Fahrentscheidungen jeweils Wartezeiten zu berechnen, die aufgrund der jeweiligen Fahrentscheidung für das Fahrzeug (1) und für einen in einem Umfeld des Fahrzeuges (1) angeordneten Verkehrsteilnehmer (2) in dieser Verkehrssituation entstehen, und • die Fahrentscheidung zu bestimmen, für die die Wartezeiten in dieser Verkehrssituation minimal sind und - einen Signalgeber (10), der ausgeführt ist, in Abhängigkeit der bestimmten Fahrentscheidung ein Signal (11) zu erzeugen, um dem Verkehrsteilnehmer (2) diese Fahrentscheidung des Fahrzeuges (1) zu signalisieren.
Signalisierungseinrichtung (20) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (10) ein Signalgeber (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ist.
Signalisierungseinrichtung (20) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (21) in dem Signalgeber (10) integriert ist.
Signalisierungseinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, das die Auswerteeinrichtung (21) ausgeführt ist, für diese Fahrentscheidungen jeweils Wartezeiten zu berechnen, die aufgrund der jeweiligen Fahrentscheidung für das Fahrzeug (1), den in einem Umfeld des Fahrzeuges (1) angeordneten Verkehrsteilnehmer (2) und weitere Verkehrsteilnehmer (2) in dieser Verkehrssituation entstehen.
Signalisierungseinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalisierungseinrichtung (20) eine Ausgabeschnittstelle (22) aufweist, die ausgeführt ist, die bestimmte Fahrentscheidung an eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung (23) auszugeben.
Verwendung einer Signalisierungseinrichtung (20), vorzugsweise einer Signalisierungseinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug (1) zum Bestimmen und Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung für einen in einem Umfeld des Fahrzeuges (1) angeordneten Verkehrsteilnehmer (2) in einem automatisierten Betrieb des Fahrzeuges (1).
Verfahren zum Bestimmen und Signalisieren einer von einer Verkehrssituation abhängigen Fahrentscheidung eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges (1) für einen in einem Umfeld des Fahrzeuges (1) angeordneten Verkehrsteilnehmer (2) mit den folgenden Verfahrensschritten: - Erfassen einer Verkehrssituation, - Simulieren von Fahrentscheidungen für das Fahrzeug (1) in dieser Verkehrssituation, - Berechnen von jeweiligen Wartezeiten für diese Fahrentscheidungen, die aufgrund der jeweiligen Fahrentscheidung für das Fahrzeug (1) und einen in einem Umfeld des Fahrzeuges (1) angeordneten Verkehrsteilnehmer (2) in dieser Verkehrssituation entstehen, - Bestimmen der Fahrentscheidung, für die die Wartezeiten in dieser Verkehrssituation minimal sind und - Erzeugen eines Signals (11) in Abhängigkeit der bestimmten Fahrentscheidung, um dem Verkehrsteilnehmer (2) diese Fahrentscheidung des Fahrzeuges (1) zu signalisieren.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrens eine Signalisierungseinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 17 verwendet wird.