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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Ermittlung eines für das Fahrzeug erforderlichen Freiraumes nach einem Passieren einer Kreuzung oder Einmündung.
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Aus der
DE 10 2017 107 787 A1 sind Systeme und Verfahren Für Kreuzungsassistenz unter Verwendung dedizierter Nahbereichskommunikation für ein Fahrzeug bekannt. Das Fahrzeug weist einen Dedizierte-Nahbereichskommunikations-Sendeempfänger auf, der konfiguriert ist, Sicherheitsmeldungen von anderen Fahrzeugen innerhalb einer Reichweite zu empfangen und einen Kreuzungsassistenten. Bevor das Fahrzeug eine Kreuzung erreicht, wird mittels eines Prozessors eine Wahrscheinlichkeit bestimmt, dass auf der anderen Seite Platz für das Fahrzeug vorhanden ist. Darüber hinaus wird eine auf der Wahrscheinlichkeit basierende Empfehlung angezeigt, ob die Kreuzung überquert werden soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Ermittlung eines für das Fahrzeug erforderlichen Freiraumes nach einem Passieren einer Kreuzung oder Einmündung anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Ermittlung eines für das Fahrzeug erforderlichen Freiraumes nach einem Passieren einer Kreuzung oder Einmündung umfasst erfindungsgemäß eine Fernsensorik zumindest zur Erfassung eines vorhandenen Freiraumes hinter der Kreuzung oder Einmündung, eine Frontsensorik zumindest zur Erfassung von Gesten und/oder Lichtsignalen eines weiteren Fahrzeuges, eine Rückraumsensorik zumindest zur Erfassung nachfolgender weiterer Fahrzeuge und eine Recheneinheit zumindest zur Auswertung erfasster Signale und zur Freiraumberechnung, wobei das im autonomen Fahrbetrieb fahrende Fahrzeug automatisch anfährt, wenn ein ermittelter Freiraum zumindest dem erforderlichen Freiraum entspricht, oder wenn eine vorgegebene Zeitdauer vergangen ist und/oder erfasste Gesten und/oder Lichtsignale eine Aufforderung zum Anfahren darstellen.
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Mittels der Vorrichtung kann eine Blockierung eines Verkehrsflusses durch das Fahrzeug, bei welchem es sich insbesondere um einen Lastkraftwagen mit einer Zugmaschine und einem Auflieger handelt, weitestgehend ausschließbar, da selbst wenn kein ausreichender Freiraum vorhanden ist, das Fahrzeug nach der vorgegebenen Zeitdauer seinen Fahrbetrieb unter Berücksichtigung weiterer Verkehrsteilnehmer aufnimmt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch einen Kreisverkehr mit einem wartenden Fahrzeug und einem in den Kreisverkehr einfahrenden weiteren Fahrzeug,
- 2 schematisch das in den Kreisverkehr einfahrende Fahrzeug und das weitere Fahrzeug,
- 3 schematisch ein linksabbiegendes Fahrzeug und ein entgegenkommendes weiteres Fahrzeug,
- 4 schematisch das linksabbiegende Fahrzeug beim Einfahren in die Einmündung und das weitere Fahrzeug zu einem Zeitpunkt,
- 5 schematisch das linksabbiegende Fahrzeug und das weitere Fahrzeug zu einem späteren Zeitpunkt,
- 6 schematisch das Fahrzeug an einer Kreuzung und eine erste sowie eine zweite Fahrtroute,
- 7 schematisch das die erste Fahrtroute fahrende Fahrzeug,
- 8 schematisch das die zweite Fahrtroute fahrende Fahrzeug,
- 9 schematisch das Fahrzeug an einer Kreuzung mit einem nicht ausreichenden Freiraum,
- 10 schematisch das Fahrzeug an der Kreuzung mit ausreichendem Freiraum,
- 11 schematisch ein an einer Kreuzung stehendes Fahrzeug mit nachfolgenden weiteren Fahrzeugen,
- 12 schematisch das an der Kreuzung stehende Fahrzeug ohne nachfolgende weitere Fahrzeuge,
- 13 schematisch ein an einem Bahnübergang stehendes Fahrzeug mit nicht ausreichendem Freiraum,
- 14 schematisch das an dem Bahnübergang stehende Fahrzeug mit ausreichendem Freiraum,
- 15 schematisch das Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Ermittlung eines vorhandenen Freiraumes und
- 16 schematisch das nach einer vorgegebenen Zeitdauer eine Kreuzung überquerende Fahrzeug.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen Kreisverkehr KV, ein wartendes Fahrzeug 1 und ein in den Kreisverkehr KV bereits eingefahrenes weiteres Fahrzeug 2.
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Bei dem Fahrzeug 1 handelt es sich um einen aus einer Zugmaschine und einem Auflieger bestehenden Lastkraftwagen, im Weiteren als Lastkraftwagen 1 bezeichnet, wobei das weitere Fahrzeug 2 ein Personenkraftwagen ist.
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Ein Führen eines Lastkraftwagens 1 erfordert in bestimmten Verkehrssituationen eine enorme Voraussicht, um andere Verkehrsteilnehmer, inbegriffen weitere Fahrzeuge 2, nicht zu blockieren oder ihnen ihre zustehende Vorfahrt nicht zu gewähren.
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Ein solcher Lastkraftwagen 1 kann verhältnismäßig lang sein, wobei ein Gliederzug eine Längs von bis zu 18,75 m und ein Sattelzug eine Länge von bis zu 16,50 m zusätzlich einer abragenden Ladung von bis zu 2 m aufweisen kann.
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Im Folgenden betrachtete Situationen lassen sich grob in dynamische und statische Herausforderungen unterteilen, wobei auch Kombinationen möglich sind.
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Eine dynamische Herausforderung stellt folgende Verkehrssituation dar: Der Lastkraftwagen weist eine vergleichsweise geringe Beschleunigung auf, wodurch die Vorausschau insbesondere darin besteht, dass der Lastkraftwagen 1 einem weiteren Fahrzeug 2, welches sich mit relativ hoher Geschwindigkeit nähert, die Vorfahrt nehmen kann.
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Eine dynamische Herausforderung ist, dass der Lastkraftwagen 1 beim Überqueren einer beispielsweise in 6 gezeigten Kreuzung K einen verhältnismäßig großen Freiraum F erfordert, den er nach dem Passieren der Kreuzung erfordert, um die Kreuzung K, einen ebenfalls zumindest in 6 gezeigten Fußgängerüberweg FW oder einen in den 13 und 14 näher gezeigten Bahnübergang B nicht zu blockieren.
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Wartet der Lastkraftwagen 1, insbesondere an einer Kreuzung K, auf einen ausreichend großen Freiraum, den der Lastkraftwagen 1 nach dem Überqueren der Kreuzung K benötigt, so blockiert der Lastkraftwagen 1 eine Weiterfahrt nachfolgender weiterer Fahrzeuge 2.
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Der Lastkraftwagen 1 verfügt über ein Assistenzsystem zum autonomen Fahrbetrieb, wobei das Assistenzsystem eine Fahraufgabe des Lastkraftwagens 1 vollumfänglich übernimmt.
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Gemäß 1 wartet der Lastkraftwagen 1 an einer Einfahrt in den Kreisverkehr KV, wobei das weitere Fahrzeug 2 bereits eingefahren ist. Fährt der Lastkraftwagen 1, wie in 2 gezeigt ist, vor dem bereits in den Kreisverkehr KV eingefahrenen weiteren Fahrzeug 2 in den Kreisverkehr KV ein, so muss das weitere Fahrzeug 2 abbremsen, da ihm durch den Lastkraftwagen 1, insbesondere aufgrund dessen geringer Beschleunigungsmöglichkeit und dessen Länge, die Vorfahrt innerhalb des Kreisverkehres KV genommen wird.
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3 zeigt eine dynamische Verkehrssituation, in welcher der Lastkraftwagen 1 mit einer Zugmaschine und einem Anhänger im autonomen Fahrbetrieb beabsichtigt, links abzubiegen, wobei dem Lastkraftwagen 1 in einiger Entfernung ein weiteres Fahrzeug 2 entgegenkommt.
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Beispielsweise fährt das weitere Fahrzeug 2 mit einer Geschwindigkeit von 72 km/h, also 20 m/s, wobei der Lastkraftwagen 1 20 s benötigt, um abzubiegen. Daraus folgt, dass der Lastkraftwagen 1 das weitere Fahrzeug 2 in 400 m Entfernung detektieren und einen Freiraum F vermessen muss.
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In 4 sind der abbiegende Lastkraftwagen 1 und das weitere Fahrzeug 2 zu einem Zeitpunkt dargestellt, wobei sich das weitere Fahrzeug 2 dem Lastkraftwagen 1 genähert hat. Der Lastkraftwagen 1 hat seinen Abbiegevorgang noch nicht abgeschlossen und das weitere Fahrzeug 2 hat sich dem Lastkraftwagen 1 soweit genähert, dass dem weiteren Fahrzeug 2 durch den sich auf seiner Fahrspur befindenden Anhänger die Vorfahrt genommen wird und das weitere Fahrzeug 2 zur Kollisionsvermeidung seine Geschwindigkeit verringern muss, wie zu einem weiteren Zeitpunkt in 5 gezeigt ist.
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Eine Kreuzung K mit dem an einer Haltelinie stehenden Lastkraftwagen 1 und zwei mit gestrichelter Linie dargestellte Fahrtrouten F1, F2 des Lastkraftwagens 1 sind in 6 gezeigt.
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Gemäß der ersten Fahrtroute F1, bei welcher der Lastkraftwagen 1 beabsichtigt, links abzubiegen, verdeckt ein weiterer Lastkraftwagen 3 einen für den Lastkraftwagen 1 zu vermessenden Freiraum F.
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Eine einer Fahrspur des Lastkraftwagens 1 zugeordnete Lichtsignalanlage 4 zeigt grünes Licht, so dass der Lastkraftwagen 1 anfährt, um links abzubiegen.
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Dadurch, dass ein vorhandener Freiraum F auf der Fahrspur, auf die der Lastkraftwagen 1 gemäß der ersten Fahrtroute F1 abgebogen ist, durch den weiteren Lastkraftwagen 2 verdeckt war, konnte von dem Lastkraftwagen 1 der zur Verfügung stehende Freiraum F nicht vermessen werden, wobei der vorhandene Freiraum F für die Länge des Lastkraftwagens 1 nicht ausreicht. Der Lastkraftwagen 1 führt den Abbiegevorgang dennoch durch, so dass der Lastkraftwagen 1 nach dem Abbiegen den Fußgängerüberweg FW und einen Bereich der Kreuzung K blockiert, wie in 7 dargestellt ist.
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In 8 ist der Lastkraftwagen 1 beim Fahren der zweiten Fahrtroute F2 dargestellt, wobei ein Freiraum auf einer gegenüberliegenden Fahrspur, auf welche der Lastkraftwagen 1 nach dem Überqueren der Kreuzung K fährt, nicht ausreichend ist. Dadurch blockiert der Lastkraftwagen 1 nach dem Passieren der Kreuzung K ebenfalls einen Fußgängerüberweg FW und einen Bereich der Kreuzung K.
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In 9 sind die Freiräume F, die der Lastkraftwagen 1 nach dem Linksabbiegen gemäß der ersten Fahrtroute F1 und nach dem Überqueren der Kreuzung K gemäß der zweiten Fahrtroute F2 mittels eines Rechteckes hervorgehoben dargestellt.
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10 zeigt ein Ausführungsbeispiel in Bezug auf die Kreuzung K und die beiden Fahrtrouten F1, F2 mit ausreichend großen Freiräumen, so dass eine Blockierung sowohl der Fußgängerüberwege FW als auch von Bereichen der Kreuzung K vermieden ist.
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Ein Ausführungsbeispiel des an der Haltelinie einer Kreuzung K wartenden Lastkraftwagens 1 mit hinter diesen wartenden weiteren Fahrzeugen 2 ist in 11 und ein Ausführungsbeispiel ohne nachfolgende weitere Fahrzeuge 2 ist in 12 dargestellt.
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Eine weitere statische Situation des Lastkraftwagens 1 ist in den 13 und 14 gezeigt, wobei der Lastkraftwagen 1 an einem Bahnübergang B steht. Der auf der anderen Seite des Bahnüberganges B vorhandene Freiraum F ist in 13 zu klein, so dass der Lastkraftwagen 1 den Bahnübergang B nicht vollständig überqueren kann.
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In 14 ist der vorhandene Freiraum F ausreichend, so dass der Lastkraftwagen 1 den Bahnübergang B vollständig überqueren kann.
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In 15 ist der Lastkraftwagen 1 mit einer Vorrichtung 5 zur Ermittlung eines für den Lastkraftwagen 1 erforderlichen Freiraumes F nach einem Passieren einer Kreuzung K oder Einmündung.
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Die Vorrichtung 5 umfasst eine Fernsensorik 6, eine Frontsensorik 7, eine Rückraumsensorik 8 und eine Recheneinheit 9, die über einen Sensor-Kommunikations-Bus 10 mit der Fernsensorik 6, der Frontsensorik 7 und der Rückraumsensorik 8 verbunden ist.
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Die Fernsensorik 6 umfasst eine Anzahl von Erfassungseinheiten, die als lidarbasierte, radarbasierte, als Kamera und/oder einer Kombination ausgeführt sind, wobei auch eine sogenannte Sensorfusion möglich ist.
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Mittels der Fernsensorik 6 sind Signale zur Vermessung des Freiraumes F in Bezug auf die zu fahrende Fahrtroute F1, F2 erfassbar, wobei die Fernsensorik 6 hierzu eine entsprechend geforderte hohe Vermessungsgenauigkeit bei bestimmten Entfernungen aufweist.
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Die Recheneinheit 9 ist insbesondere dazu ausgeführt, Verdeckungen, wie beispielsweise durch den weiteren Lastkraftwagen 3, zu erkennen und das die Verdeckung hervorrufende Objekt zu vermessen und zu verfolgen.
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Dem Lastkraftwagen 1, insbesondere der Recheneinheit 9, liegen Informationen einer satellitengestützten Positionsbestimmung des Lastkraftwagens 1 und digitale Karten vor. Dadurch sind eine Topografie und Topologie einer Umgebung des Lastkraftwagens 1 bekannt. Somit können Verkehrsteilnehmer, insbesondere weitere Fahrzeuge 2, vorrangig in den beschriebenen dynamischen Situationen, in komplexen Szenarien bezüglich ihrer Relevanz gegenüber dem Lastkraftwagen 1 vermessen und beurteilt werden.
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Eine in 16 näher beschriebene Situation in Bezug auf dem Lastkraftwagen 1 nachfolgende weitere Fahrzeuge 2 und von diesen abgeleitete Logik ist in der Recheneinheit 9 anhand erfasster Signale der Rückraumsensorik 8 algorithmisch umsetzbar.
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Anhand erfasster Signale der Frontsensorik 7, insbesondere anhand erfasster Bildsignale, sind Gesten anderer Verkehrsteilnehmer und Lichtsignale weiterer Fahrzeuge 2, 3 entsprechend einer damit gemeinten Aufforderung loszufahren oder zu stoppen ermittelbar.
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In einer möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fernsensorik 6 ausschließlich aktivierbar ist, wenn sich der Lastkraftwagen 1 im Stillstand befindet, so dass ein durch einen Fahrbetrieb bedingtes Verwackeln weitestgehend ausgeschlossen werden kann.
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Denkbar ist auch, dass zumindest eine Erfassungseinheit der Frontsensorik 7 periskopartig ausgebildet ist, so dass die entsprechende Erfassungseinheit oder die entsprechenden Erfassungseinheiten nur im Stillstand des Lastkraftwagens 1 ausfahrbar und nach Erfassen der Signale, insbesondere nach Vermessung des Freiraumes F, wieder einfahrbar ist.
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Mittels einer derart ausgebildeten Vorrichtung 5 ist zur Ermittlung eines für den Lastkraftwagen 1 erforderlichen Freiraumes F nach dem Passieren einer Kreuzung K oder Einmündung keine Kommunikation mit weiteren Fahrzeugen 2 erforderlich, so dass demzufolge auch keine Kommunikationsschnittstelle an dem Lastkraftwagen 1 erforderlich ist.
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16 zeigt eine Situation, in welcher der Lastkraftwagen 1 trotz eines nicht für seine Abmessungen ausreichenden Freiraumes F die Kreuzung K überquert hat.
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Der Lastkraftwagen 1 hat die Kreuzung K überquert, da nach einer vorgegebenen Zeitdauer noch immer kein ausreichender Freiraum F auf der gegenüberliegenden Seite der Kreuzung K vorhanden war und eine Anzahl von weiteren Fahrzeugen 2 hinter dem Lastkraftwagen 1 standen.
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Es wird also nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer, während der der Lastkraftwagen 1 an der Lichtsignalanlage 4 auf einen ausreichend großen Freiraum F auf der gegenüberliegenden Seite der Kreuzung gestanden und gewartet hat, eine Blockierung des Fußgängerüberweges FW nach dem Überqueren der Kreuzung K in Kauf genommen.
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Dabei ist die vorgegebene Zeitdauer derart gewählt, dass die Blockierung einer Weiterfahrt der weiteren Fahrzeuge 2 durch den auf den ausreichenden Freiraum F wartenden Lastkraftwagen 1 nach heuristischem Ermessen nicht mehr tragbar, also für die weiteren Fahrzeuge 2 zumutbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug/Lastkraftwagen
- 2
- weiteres Fahrzeug
- 3
- weiterer Lastkraftwagen
- 4
- Lichtsignalanlage
- 5
- Vorrichtung
- 6
- Fernsensorik
- 7
- Frontsensorik
- 8
- Rückraumsensorik
- 9
- Recheneinheit
- 10
- Sensor-Kommunikations-Bus
- B
- Bahnübergang
- F
- Freiraum
- F1
- erste Fahrtroute
- F2
- zweite Fahrtroute
- FW
- Fußgängerüberweg
- K
- Kreuzung
- KV
- Kreisverkehr
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017107787 A1 [0002]
