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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeuges beim Einfädeln in eine Fahrspur.
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Aus der
DE 10 2012 006 882 A1 ist ein Verfahren zum Unterstützen eines Kraftwagens beim Einfädeln in eine Fahrspur bekannt. Dabei werden Bewegungsdaten, die eine Information über eine Bewegung von zumindest einem sich auf der Fahrspur befindenden Fahrzeug umfassen, erfasst. Anhand dieser Bewegungsdaten wird eine Sollgeschwindigkeit des Kraftwagens beim Erreichen eines Einfädelbereiches mit einer Recheneinrichtung bestimmt, wobei die Bewegungsdaten mit einer stationären Messeinrichtung erfasst und mittels einer Sendeeinrichtung dem einfädelnden Kraftwagen übermittelt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeuges bei einem Einfädeln in eine Fahrspur 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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Ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeuges beim Einfädeln in eine Fahrspur sieht erfindungsgemäß vor, dass anhand erfasster Signale einer infrastrukturellen, mit einer zentralen Rechnereinheit verbundenen stationären Sensorik im Bereich einer Einfädelstelle ein Zeitraum ermittelt wird, in welchem ein Einfädeln des im autonomen Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeuges in die Fahrspur ungehindert möglich ist, wobei bei Nichterfassen eines weiteren Fahrzeuges in dem Bereich der Einfädelstelle zwischen zwei entlang der Fahrspur angeordneten Sensoren mittels der zentralen Rechnereinheit eine entsprechende Information an das im autonomen Fahrbetrieb fahrende Fahrzeug gesendet wird.
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Durch Anwendung des Verfahrens wird dem im autonomen Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeug die Möglichkeit gegeben, ungehindert und ohne andere Verkehrsteilnehmer zu gefährden, in die Fahrspur einzufädeln.
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Mittels des Verfahrens kann eine Einfädelzeit des Fahrzeuges wesentlich verringert werden, da mittels der zentralen Rechnereinheit ermittelt wird, wann das Fahrzeug in die Fahrspur einfädeln kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch einen Fahrbahnabschnitt und ein Fahrzeug auf einer Einfädelspur,
- 2 schematisch den Fahrbahnabschnitt mit zwei stationären Sensoren und einer zentralen Rechnereinheit sowie dem Fahrzeug auf der Einfädelspur und
- 3 schematisch den Fahrbahnabschnitt gemäß 2 mit einem markierten Bereich zwischen den zwei stationären Sensoren sowie dem Fahrzeug auf der Einfädelspur.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen Fahrbahnabschnitt F mit zwei in dieselbe Richtung verlaufenden Fahrspuren F1, F2 und eine in eine rechte Fahrspur F1 mündende Einfädelspur F3, auf der sich ein autonom fahrendes Fahrzeug 1 befindet. Auf der rechten Fahrspur F1 befinden sich zudem zwei weitere Fahrzeuge 2, 3, wobei auf einer linken Fahrspur F2 ebenfalls zwei weitere Fahrzeuge 4, 5 fahren. Die weiteren Fahrzeuge 2 bis 5 werden im manuellen Fahrbetrieb, also nicht im autonomen Fahrbetrieb bewegt.
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Die Entwicklung autonom fahrender Fahrzeuge 1 im öffentlichen Straßenverkehr ist eine vergleichsweise wichtige Forschungsrichtung der Automobilindustrie. Ein Fahrverhalten eines autonom fahrenden Fahrzeuges 1 kann sich unter Umständen stark von manuell fahrenden weiteren Fahrzeugen 2 bis 5 unterscheiden, wobei dieser Sachverhalt sowohl zu Vor- als auch zu Nachteilen im sogenannten Mischverkehr führen kann.
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Eine Zeitdauer zum Einfädeln oder Einscheren des autonom fahrenden Fahrzeuges 1, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in die rechte Fahrspur F1, kann sehr verschieden sein und ist abhängig von einer jeweiligen zur Verfügung stehenden Technik. Insbesondere kann ein Einfädelvorgang am Anfang der Entwicklung des autonomen Fahrbetriebes länger dauern, als wenn ein menschlicher Fahrer eine Fahraufgabe des Fahrzeuges 2 bis 5 ausübt.
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Da das Fahrverhalten der nicht im autonomen Fahrbetrieb fahrenden weiteren Fahrzeuge 2 bis 5 schwer vorhersagbar ist und sich oftmals unerwartet verhalten, stellt dies eine große Herausforderung im Mischverkehr für das im autonomen Fahrbetrieb fahrende Fahrzeug 1 dar.
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Ein Herausforderung stellt insbesondere ein Einscheren oder Einfädeln des autonom fahrenden Fahrzeuges 1 z. B. auf einer Autobahn mit vergleichsweise vielen manuell fahrenden weiteren Fahrzeugen 2 bis 5 dar, die aufgrund des schwer vorhersagbaren Fahrverhaltens dem einfädelnden autonom fahrenden Fahrzeug 1 Probleme bereiten können.
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Zudem kann ein Einscher- oder Einfädelvorgang des autonom fahrenden Fahrzeuges 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in 1 auf die rechte Fahrspur F1 des Fahrbahnabschnittes F durch einen Fahrer eines nicht autonom fahrenden weiteren Fahrzeuges 2 bis 5 verhindert oder gestört werden, welcher durch einen Überholvorgang und ein Einscheren eine Einfädellücke schließt.
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Um das autonom fahrende Fahrzeug 1 bei einem solchen Einfädelvorgang zu unterstützen, ist ein im Folgenden beschriebenes Verfahren vorgesehen, wobei mittels erfasster Signale einer in den 2 und 3 gezeigten straßenseitig, d. h. infrastrukturellen, stationären Sensorik ein Zeitraum bestimmt wird, innerhalb dessen sich das autonom fahrende Fahrzeug 1 von der Einfädelspur F3 ungehindert und problemlos in die rechte Fahrspur F1 einfädeln kann.
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Die Sensorik umfasst gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Sensoren S1, S2, wobei ein Sensor S1 vor einer Einfädelstelle E und ein weiterer Sensor S2 nach der Einfädelstelle E links neben der linken Fahrspur F2 ist. Dabei sind die beiden Sensoren S1, S2 in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet, wobei dieser Abstand einen Bereich B der Einfädelstelle E, insbesondere einen sogenannten Korridor, definiert, welcher in 3 gezeigt ist.
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Die beiden Sensoren S1, S2 sind mit einer zentralen Rechnereinheit 6, einem sogenannten Mobile-Edge-Computing-Server, verbunden, dem erfasste Signale der Sensoren S1, S2 zur Auswertung zugeführt werden.
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Insbesondere das autonom fahrende Fahrzeug 1 ist mit der zentralen Rechnereinheit 6 und/oder den Sensoren S1, S2, beispielsweise über eine Funkverbindung verbunden.
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Mittels der Sensoren S1, S2 wird der Bereich zwischen diesen und somit der Bereich B der Einfädelstelle E in Bezug auf sich in diesem befindende weitere Fahrzeuge 2 bis 5 überwacht.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel fahren die weiteren Fahrzeuge 2 bis 4 innerhalb des Bereiches B, wobei das weitere Fahrzeug 5 in den Bereich B einfährt.
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Das autonom fahrende Fahrzeug 1 ist derart mit der zentralen Rechnereinheit 6 und/oder den Sensoren S1, S2 verbunden, dass das autonom fahrende Fahrzeug 1 von der bzw. von denen eine Information empfangen kann, ob der Bereich B der Einfädelstelle E, also der Korridor, frei ist oder nicht.
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Dieser Bereich B der Einfädelstelle E wird mittels der Sensoren S1, S2 fortlaufend überwacht, wodurch weitestgehend sichergestellt wird, dass dieser Bereich B für eine Zeitdauer des Einfädelvorganges frei von weiteren Fahrzeugen 2 bis 5 zumindest auf die rechte Fahrspur F1 in dem Bereich B der Einfädelstelle E ist.
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Auch für einen Fahrspurwechsel wird dieser Bereich B zwischen den beiden Sensoren S1, S2 überwacht, so dass sich keine gefährdenden weiteren Fahrzeuge 2 bis 5 auf dem Fahrbahnabschnitt F befinden.
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Insbesondere werden mittels der Sensoren S1, S2 alle weiteren Fahrzeuge 2 bis 5 erfasst, die sich in dem Bereich B der Einfädelstelle E befinden.
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Wird ermittelt, dass der Bereich B der Einfädelstelle E für einen bestimmten Zeitraum frei von weiteren Fahrzeugen 2 bis 5 ist und das autonom fahrende Fahrzeug 1 beabsichtigt, auf die rechte Fahrspur F1 aufzufahren, wird eine Information von den Sensoren S1, S2 und/oder der zentralen Rechnereinheit 6 an das autonom fahrende Fahrzeug 1 gesendet.
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Je mehr Zeit das autonom fahrende Fahrzeug 1 zum Einfädeln auf die rechte Fahrspur F1 benötigt, desto größer muss der Bereich B der Einfädelstelle E sein, wobei der Abstand zwischen den Sensoren S1, S2 entsprechend groß gewählt ist. Eine Latenz bei der Kommunikation zwischen dem autonom fahrenden Fahrzeug 1 und den Sensoren S1, S2 und/oder der zentralen Rechnereinheit 6 vergrößert eine benötigte Länge des Bereiches B.
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Wird in dem Bereich B der Einfädelstelle E kein weiteres Fahrzeug 2 bis 5 erfasst, wobei später ein weiteres Fahrzeug 5 in den Bereich B einfährt und von dem Sensor S1 erfasst wird, wird dem autonom fahrenden Fahrzeug 1 das Eischeren oder Einfädeln in die rechte Fahrspur F1 untersagt.
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Als Sensoren S1, S2 zum Erfassen von weiteren Fahrzeugen 2 bis 5 in dem Bereich B der Einfädelstelle E können auch Induktionsschleifen in einer Fahrbahnoberfläche des Fahrbahnabschnittes F angeordnet sein.
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Wird anhand erfasster Signale der Sensoren S1, S2 ein vergleichsweise hohes Verkehrsaufkommen auf dem Fahrbahnabschnitt F, insbesondere in dem Bereich B der Einfädelstelle E, ermittelt, wird davon abgeleitet, dass es in naher Zukunft keinen leeren Bereich B geben wird. Dabei wird das Verkehrsaufkommen anhand der erfassten Anzahl der weiteren Fahrzeuge 2 bis 5 innerhalb eines bestimmten Zeitraumes ermittelt. Herrscht ein hohes Verkehrsaufkommen in dem Bereich B der Einfädelstelle E vor, wird mittels der Sensoren S1, S2 und/oder der zentralen Rechnereinheit 6 eine Information an das autonom fahrende Fahrzeug 1 gesendet, dass im autonomen Fahrbetrieb kein Einfädeln möglich ist und, sofern ein Einfädeln beabsichtigt ist, es erforderlich ist, dass ein Fahrzeugnutzer die Fahraufgabe übernimmt. Der Fahrzeugnutzer führt also die Fahraufgabe aus, um das Fahrzeug 1 in die rechte Fahrspur F1 einzufädeln.
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Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass sich in dem mittels der Sensoren S1, S2 überwachten Bereich B der Einfädelstelle E nicht näher dargestellte ausschließlich autonom fahrende weitere Fahrzeuge befinden dürfen, deren Fahrspurwechsel für das den Einfädelvorgang beabsichtigende autonom fahrende Fahrzeug 1 verboten werden kann. Den weiteren Fahrzeugen werden mittels einer entsprechenden übermittelten Information vorgeschrieben, auf der linken Fahrspur F2 zu verbleiben.
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Zudem kann an jeder Einfädelstelle E eines Fahrbahnabschnittes F eine oder jeweils eine mit einer Sensorik verbundene zentrale Rechnereinheit 6 angeordnet sein, mittels derer ein Bereich B der Einfädelstelle E überwacht wird. Dabei werden mittels der jeweiligen zentralen Rechnereinheit 6 erfasste Signale der entsprechenden Sensorik ausgewertet und gespeichert, wobei daraus Empfehlungen abgeleitet werden, wann und wo autonom fahrende Fahrzeuge 1 bevorzugt einscheren sollten.
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Daraus können wiederum Routenempfehlungen für autonom fahrende Fahrzeuge 1 erzeugt werden, die Fahrrouten enthalten, auf denen ein Einfädelvorgang für autonom fahrende Fahrzeuge 1 am besten möglich ist.
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Unter einem Einscher- oder Einfädelvorgang kann allgemein auch ein Rechtsabbiegen in einem städtischen Gebiet verstanden werden, bei dem das autonom fahrende Fahrzeug 1 seine jeweilige momentane Fahrspur F1, F2 verlässt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2 bis 5
- weiteres Fahrzeug
- 6
- Rechnereinheit
- B
- Bereich
- E
- Einfädelstelle
- F
- Fahrbahnabschnitt
- F1
- rechte Fahrspur
- F2
- linke Fahrspur
- F3
- Einfädelspur
- S1
- Sensor
- S2
- weiterer Sensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012006882 A1 [0002]
