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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Kraftfahrzeugpulks. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Betreiben eines automatisierten Kraftfahrzeugpulks. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt.
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Stand der Technik
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Im Automobilbereich sind beispielsweise aus
DE 102 10 548 A1 Spurhaltesysteme bekannt, die den Fahrer bei einer Querregelung (Lenken) unterstützen bzw. in einer Erweiterung die Lenkaufgabe in klar definierten Szenarien und für begrenzte Zeiträume vollständig übernehmen.
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Ferner ist beispielsweise aus
DE 102 10 546 A1 ein System bekannt, welches übertragene Infrastrukturdaten (z.B. mittels Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation) nutzt, um den Fahrer in der Querregelungsaufgabe zu unterstützen.
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DE 10 2014 204 33 A1 offenbart ein System, welches zentrale Ansätze der beiden oben genannten Ansätze kombiniert. Genauer wird ein System beschrieben, welches ein Einzelfahrzeug während Einfädel- und Spurwechselvorgängen unterstützt bzw. in diesen Fällen die Längsführung (Bremsen/Beschleunigen) sowie die Querführung (Lenken) vollständig übernimmt. Dafür werden Daten über alle aktuell auf der Zielfahrspur (Spur, in die das wechselwillige Fahrzeug einfädeln will) fahrenden Fahrzeuge per Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation an das wechselwillige Fahrzeug gesendet.
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Bei diesen Daten kann es sich unter anderem auch um Objektlisten aus einer bordeigenen Sensorik von Fahrzeugen auf der Zielfahrspur handeln oder um Daten aus der Infrastruktur. Um den Wechselvorgang zu ermöglichen, stimmt sich das wechselwillige Fahrzeug mit relevanten Fahrzeugen auf der Zielfahrspur per Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation ab. Auf Basis dieser Kommunikation und Umfelddaten (z.B. in Form von Spurmarkierungen, Infrastrukturelemente, Verkehrszeichen, usw.) wird die Längs- und Querführungsunterstützung im wechselwilligen Fahrzeug derart aktiviert, dass ein sauberer Spurwechsel ohne plötzliche Lenk-/Bremseingriffe aller Beteiligten ermöglicht wird.
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Ferner sind Systeme bekannt, bei denen Fahrzeuge insbesondere auf Autobahnen automatisierte Konvois (sogenannte Fahrzeug-Platoons oder Fahrzeugpulks) bilden. Hierbei sammeln sich Fahrzeuge hintereinander und fahren über begrenzte Zeiträume mit einer einheitlichen Geschwindigkeit in engen Abständen. Die Abstimmung zur Bildung, Aufrechterhaltung und Auflösung eines Fahrzeug-Platoons erfolgt per Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation. Bekannt sind dabei Ansätze, die es per Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erlauben, dass alle Fahrzeuge im Platoon gemeinsam anfahren bzw. anhalten (Stau-Platoon mit gemeinsamer Längsregelung). Hierdurch ergibt sich eine starke Verbesserung des Verkehrsflusses sowie bei bestehenden Staus das Potential, diese schneller aufzulösen. Das gemeinsame Fahren im Platoon kann zudem Kraftstoff sparen und Auffahrunfälle vermeiden.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Kraftfahrzeugpulks bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei die einzelnen Teilnehmer des automatisierten Kraftfahrzeugpulks durch eine drahtlose Kommunikationsverbindung miteinander verbunden sind, aufweisend die Schritte:
- - Erfassen eines Umfelds des automatisierten Kraftfahrzeugpulks durch wenigstens ein Führungsfahrzeug des automatisierten Kraftfahrzeugpulks;
- - Übermitteln der erfassten Umfelddaten an alle Teilnehmer des automatisierten Kraftfahrzeugpulks; und
- - Betreiben des automatisierten Kraftfahrzeugpulks in Längs- und Querrichtung basierend auf den Umfelddaten.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung zum Betreiben eines automatisierten Kraftfahrzeugpulks, aufweisend:
- - eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Umfelds des automatisierten Kraftfahrzeugpulks durch ein Führungsfahrzeug des automatisierten Kraftfahrzeugpulks;
- - eine Übermittlungseinrichtung zum drahtlosen Übermitteln der erfassten Umfelddaten an alle Teilnehmer des automatisierten Kraftfahrzeugpulks; und
- - eine Regelungseinrichtung zum Regeln des automatisierten Kraftfahrzeugpulks in Längs- und Querrichtung in Abhängigkeit von den erfassten Umfelddaten.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass basierend auf Sensordaten der Teilnehmer des automatisierten Kraftfahrzeugpulks ein kollektives Umfeldmodell erstellt wird, wobei die Regelung der Teilnehmer des automatisierten Kraftfahrzeugpulks auf das kollektive Umfeldmodell durchgeführt wird. Auf diese Weise kann ein synchrones Regeln des gesamten Fahrzeugpulks durchgeführt werden. Im Ergebnis ist dadurch eine verbesserte Betriebscharakteristik des Fahrzeugpulks vorteilhaft unterstützt.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Teilnehmer des automatisierten Kraftfahrzeugpulks definiert seitlich versetzt voneinander fahren. Dadurch können Spurmarkierungen besser erfasst und dadurch ein verbessertes Umfeldmodell erstellt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Erfassen des Umfelds des automatisierten Kraftfahrzeugpulks mittels wenigstens einem aus: Radar-, Ultraschall-, Lidar-, Kamerasensor durchgeführt wird. Auf diese Weise können vorhandene Sensorsysteme des Kraftfahrzeugs zur Bereitstellung der vorgeschlagenen Funktion genutzt werden, wodurch das vorgeschlagene Verfahren einfach und kostengünstig realisierbar ist.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Erfassen des Umfelds mittels wenigstens eines im Frontbereich des Führungsfahrzeugs angeordneten Radar-, und/oder Ultraschall-, und/oder Lidar-, und/oder Kamerasensor durchgeführt wird. Dadurch ist ein zuverlässiges Erkennen des Umfelds vor dem Führungsfahrzeug möglich, wodurch eine prinzipielle Regelungsfunktionalität des Fahrzeugpulks auf sichere Weise gesteuert wird.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Erfassen des Umfelds mittels wenigstens Sensoren von weiteren Teilnehmer des automatisierten Kraftfahrzeugpulks durchgeführt wird. Auf diese Weise können zusätzlich Umfelddaten erfasst werden, wodurch ein zuverlässiges Umfeldmodell erstellt wird, wodurch eine Regelung des Fahrzeugpulks noch weiter verbessert werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass vom Führungsfahrzeug erfasste Daten von Spurmarkierungen an die Folgefahrzeuge übermittelt werden, wobei sich die Folgefahrzeuge relativ zum Führungsfahrzeug lokalisieren. Dadurch ist eine Positionierung der einzelnen Teilnehmer realisiert, wodurch der Fahrzeugpulk noch besser auf die vom Führungsfahrzeug erfassten Umfelddaten geregelt werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass eine Funktionalität des Verfahrens über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle des Führungsfahrzeugs konfigurierbar ist. Auf diese Weise sind eine einfache Bedienbarkeit und hohe Nutzerfreundlichkeit des vorgeschlagenen Verfahrens unterstützt.
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Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren detailliert beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren. Die Figuren sind vor allem dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen und sind nicht notwendigerweise maßstabgetreu ausgeführt.
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Offenbarte Verfahrensmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden offenbarten Vorrichtungsmerkmalen und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass sich Merkmale, technische Vorteile und Ausführungen betreffend das Verfahren in analoger Weise aus entsprechenden Ausführungen, Merkmalen und Vorteilen der Vorrichtung ergeben und umgekehrt.
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In den Figuren zeigt:
- 1 eine prinzipielle Darstellung einer Funktionsweise eines herkömmlichen Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugpulks;
- 2 eine prinzipielle Darstellung einer Funktionsweise eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugpulks;
- 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Betreiben eines automatisierten Kraftfahrzeugpulks; und
- 4 einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens zum Betreiben eines automatisierten Kraftfahrzeugpulks.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Im Folgenden wird der Begriff automatisiertes Kraftfahrzeug synonym in den Bedeutungen teilautomatisiertes Kraftfahrzeug, autonomes Kraftfahrzeug und teilautonomes Kraftfahrzeug verwendet.
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Ein Kerngedanke der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines automatisierten Kraftfahrzeugpulks bereitzustellen. Im Fokus steht dabei ein System, welches für den Notfall eines automatisiert längs- und quergeregelten Fahrzeugpulks spezifische Problemszenarien mittels einer erweiterten Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation lösen kann. Darüber hinaus kann durch das vorgeschlagene System zusätzliches Potential aus dem Platooning-Ansatz gehoben werden.
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Bei herkömmlichen Fahrzeugpulks konnte aufgezeigt werden, dass eine automatisierte Querregelung im Fahrzeugpulk das Potential der Fahrzeugpulks reduziert (z.B. in Form von geringerer Kraftstoffeinsparung aufgrund von vergrößerten Sicherheitsabständen). In Reale-Welt-Szenarien bestehen diese Fahrzeugpulks typischerweise nur aus wenigen Fahrzeugen bzw. ist die Geschwindigkeit der Fahrzeugpulks eher gering. Dies ist vor allem durch eine Totzeit in der Fahrzeug- zu-Fahrzeug-Kommunikation sowie aufgrund der geringen Abstände zwischen den Fahrzeugen in den Fahrzeugpulks bedingt. Geringe Abstände zwischen den Teilnehmern der Fahrzeugpulks müssen gefahren werden, um ein Potential des Fahrzeugpulks (z.B. Kraftstoffeinsparung) optimal nutzen zu können.
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Folgende Probleme können bei einer herkömmlichen automatisierten Querregelung im Fahrzeugpulk entstehen:
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Durch das nahe Auffahren sind die Spurmarkierungen für alle Fahrzeuge im Fahrzeugpulk bis auf das Führungsfahrzeug, das heißt das in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugpulks vorderstes Fahrzeug, nicht mehr sichtbar. Damit muss die Querregelung auf eine relative Position, z.B. des Hecks des Vorderfahrzeugs erfolgen. Denkbar ist auch die Nutzung der per Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation übertragenen differentiellen GPS-Position. Da Kamerasysteme zunehmend Verbreitung finden, ist eine Regelung auf das Fahrzeugheck des Vorderfahrzeugs vorgesehen.
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Das Führungsfahrzeug realisiert die Querregelung auf Basis der Spurmarkierungen, wobei alle anderen Fahrzeuge auf laterale Positionsänderungen des Fahrzeughecks des Vorderfahrzeugs reagieren. Damit setzen sich Messfehler, Regelabweichungen und Latenzen nach hinten im Fahrzeugpulk fort und verstärken sich.
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Zeiteffekte, die im Querregler des Einzelfahrzeugs keine Probleme bereiten, können im Fahrzeugpulk zu Instabilitäten führen, da sich im Fahrzeugpulk für ein Folgefahrzeug komplexe Regelstrecken ergeben. Hier einen Stabilitätsnachweis der Regelung zu führen (für alle denkbaren Fahrzeuge, Regleransätze sowie Szenarien) ist kaum möglich. Wenn eine Hochautomatisierung ohne ständige Fahrerüberwachung erzielt werden soll, wäre ein solcher Nachweis jedoch unter Umständen notwendig.
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Werden plötzliche Lenkeingriffe notwendig, zum Beispiel aufgrund von verlorener Ladung direkt vor dem Führungsfahrzeug 10 des Fahrzeugpulks 100, ist das vorgehend beschriebene reaktive Reglerkonzept auf das Fahrzeugheck des Vorderfahrzeugs unter Umständen zu langsam. Es könnte ein Unfall resultieren, der durch Einzelfahrzeuge leicht zu vermeiden gewesen wäre, für den Fahrzeugpulk 100 jedoch nicht vermeidbar ist, wie es in 1 prinzipiell dargestellt ist. Man erkennt einen Fahrzeugpulk 100 mit insgesamt fünf Teilnehmern 10...50, wobei ein Hindernis 200 (z.B. in Form eines Unfallfahrzeugs) auf der Straße auftaucht und das Führungsfahrzeug 10 dem Hindernis 200 ausweicht. Im Sinne einer Kettenreaktion wird nunmehr auch der zweite Teilnehmer 20 versuchen, am Hindernis 200 vorbeizufahren, wobei es jedoch möglich ist, dass bei hoher Geschwindigkeit des Fahrzeugpulks 100 die nachfolgenden Teilnehmer 20... 50 schon zu dicht auf das Hindernis 200 auffahren und die Regelung des Fahrzeugpulks 100 somit nicht ausreicht, dass alle Teilnehmer am Hindernis 200 vorbeifahren können.
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An Auffahrten kann die Notwendigkeit entstehen, ein auffahrendes Fahrzeug einscheren zu lassen. Ebenso kann an einer Abfahrt ein Fahrzeug im Fahrzeugpulk 100 den Fahrzeugpulk 100 verlassen wollen. In diesen Fällen muss der Fahrzeugpulk 100 kurzzeitig geöffnet werden. Dabei sind Szenarien denkbar, in denen ein Fahrzeug, welches den Fahrzeugpulk 100 öffnen bzw. verlassen will, kurzzeitig weder das Heck des sich entfernenden Vorderfahrzeugs noch die wieder sichtbar werdenden Spurmarkierungen mit ausreichender Sicherheit messen kann, um darauf komfortabel in Querrichtung zu regeln.
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Vorgeschlagen wird mit der vorliegenden Erfindung eine mögliche Lösung auf das oben beschriebene Problem der unzulänglichen Regelung von Teilnehmern eines Fahrzeugpulks 100 auf das Heck des jeweiligen vorausfahrenden Teilnehmers. Dabei ist vorgesehen, dass mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation das Führungsfahrzeug 10 des Fahrzeugpulks 100 mittels Sensorik erkannte Spurmarkierungen an alle Teilnehmer bzw. Folgefahrzeuge 20...50 des Fahrzeugpulks 100 übermittelt.
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Beispielhaft ist in 2 der Fahrzeugpulk 100 aus insgesamt fünf Teilnehmern 10...50 ausgebildet. Es ist jedoch selbstverständlich auch eine kleinere oder größere Anzahl von Teilnehmern des Fahrzeugpulks 100 denkbar. Die Teilnehmer müssen die relative Translation (Verlagerung) und Orientierung (Ausrichtung) in Relation zum Führungsfahrzeug 10 bestimmen sowie kompensieren und können dann direkt auf die Markierungen des Führungsfahrzeugs 10 regeln. Aus Nutzersicht sprechen die Folgefahrzeuge 20...50 dann sehr direkt und ohne Totzeiten auf Änderungen im Spurverlauf an.
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Auf diese Weise können die oben genannten Probleme vorteilhaft vermieden werden. In der Folge können längere Fahrzeugpulks 100 mit automatisierter Querregelung realisiert werden. Vorteilhaft wird die Länge des Fahrzeugpulks 100 damit nicht mehr durch systemische Grenzen des Reglers begrenzt.
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Mit dem vorgeschlagenen Ansatz sind vorteilhaft sogar Notausweichmanöver des Fahrzeugpulks 100 denkbar. In diesem Fall müssen neben den Spurmarkierungen, welche nur für das Führungsfahrzeug 10 sichtbar sind, weitere Informationen über die Position und Geschwindigkeit von kollisionsrelevanten Objekten übertragen werden. Da bei typischen Geschwindigkeiten auf Autobahnen bei plötzlichen Ereignissen (z.B. verlorene Ladung) nur Notausweichmanöver unfallvermeidend sind, muss der Fahrzeugpulk 100 diese Fähigkeit besitzen.
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Man erkennt in 2 das Führungsfahrzeug 10, das gemeinsam mit den weiteren Teilnehmern 20...50 am Hindernis 200 auf der linken Fahrspur vorbeifährt. Mit Pfeilen ist angedeutet, dass sämtliche Teilnehmer 10...50 nach dem oben erläuterten Prinzip im Wesentlichen synchron geführt werden. Das Führungsfahrzeug 10 ist mit einer leistungsfähigen Umfeldsensorik ausgestattet, beispielsweise in Form von Ultraschall, Radar, Lidar, Mono- oder Stereokamera, Fahrspurerkennungseinrichtung, usw. Dabei ist wenigstens einer der genannten Sensoren im Frontbereich angeordnet, um zuverlässig Spurmarkierungen der Fahrbahn erfassen zu können.
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In einer nicht in Figuren dargestellten, vorteilhaften Erweiterung des vorgeschlagenen Verfahrens verteilen mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation neben dem Führungsfahrzeug 10 auch alle weiteren Teilnehmer 20...50 Daten von gemessenen Spurmarkierungen der Fahrbahn. Zu diesem Zweck können einzelne Fahrzeuge 20...50 definiert seitlich versetzt im Fahrzeugpulk 100 fahren und auf diese Weise einseitig Markierungen sensorisch erfassen. Es wird auf diese Weise ein gemeinsames Umfeldmodell generiert, dessen Qualität die Messqualität eines einzelnen Sensors übertrifft und dadurch Genauigkeitsverluste durch notwendige Kompensationen der relativen Orientierung und/oder Translation von Teilnehmern 20...50 vermindern kann. Im Ergebnis kann auf diese Weise die Länge und Geschwindigkeit des Fahrzeugpulks 100 vorteilhaft noch weiter gesteigert werden.
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Um gemeinsame, zeitgleiche Spurwechsel des Fahrzeugpulks 100 zu ermöglichen, ist eine genaue Kenntnis anderer Objekte auf der Nachbarspur erforderlich. Auch in diesem Fall können alle Fahrzeuge im Fahrzeugpulk 100 beitragen und ihre Fahrzeugdetektion verteilen und so das gemeinsame Umfeldmodell anreichern. Hier können selbst Nahbereichssensoren (z.B. Ultraschallsensoren) eingesetzt werden. Sind die nicht am Fahrzeugpulk 100 beteiligten Fahrzeuge auf der Nachbarspur mit Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation ausgestattet, kann darüber hinaus die Spurwechselabsicht des Fahrzeugpulks 100 mitgeteilt und eine kooperierende Reaktion (z.B. Spur räumen, temporäres Einreihen in den Fahrzeugpulk 100, usw.) angefragt werden.
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Auf die erläuterte Art und Weise wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur automatisierten Querregelung von Fahrzeugen im Fahrzeugpulk 100 erreicht. Wesentlicher Ansatz ist die Erweiterung der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation um die Übertragung von Spurmarkierungsinformationen und anderen für die Querregelung relevanten Objekten und Informationen, die aufgrund des nahen Auffahrens im Fahrzeugpulk 100 nur für das Führungsfahrzeug 10 messbar sind.
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Diese Informationen werden im Empfängerfahrzeug durch Rotation und Translation derart aufbereitet bzw. nachverarbeitet, dass eine virtuelle Sensorsicht des Folgefahrzeugs auf die Welt entsteht. Alle Reglereingriffe der einzelnen Teilnehmer 20...50 können dann prädiktiv auf die gemessenen Infrastrukturdaten erfolgen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung werden neben den gemessenen Markierungen des Führungsfahrzeugs 10 die Messdaten aller weiteren Teilnehmer 20...50 mit Sicht auf Spurmarkierungen in einem gemeinsamen Umfeldmodell zusammengefasst. Das gemeinsame Umfeldmodell erreicht eine deutlich höhere Messqualität als ein auf einem Einzelsensor basierendes Umfeldmodell. Damit entstehen nachfolgend erwähnte zusätzliche Vorteile bei der Querregelung des Fahrzeugpulks 100.
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In einer nicht in Figuren dargestellten Erweiterung können die von den Teilnehmern des Fahrzeugpulks 100 erkannten Fahrzeuge auf der Nachbarspur (z.B. über Ultraschallmessung zur Seite) verteilt und ins Umfeldmodell übernommen werden. Einem Spurwechsel des Fahrzeugpulks 100 kann dann eine Kooperationsanfrage an Fahrzeuge der Nachbarspur vorangehen. Diese könnten sich dann für den Spurwechsel des Fahrzeugpulks 100 temporär durch Öffnen von Lücken in den Fahrzeugpulk 100 einreihen und damit ein gleichzeitiges Spurwechseln des Fahrzeugpulks 100 ermöglichen.
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Das vorgeschlagene System hat gegenüber bekannten Systemen folgende Vorteile:
- - Realisiert wird eine Erweiterung des Platooning-Ansatzes auf eine automatisierte Querregelung. Als ein Zwischenschritt zu einer Vollautomatisierung wird damit denkbar, dass zur Überwachung ein menschlicher Fahrer des Führungsfahrzeugs 10 eine fahrerlose Flotte von Teilnehmern 20...50 im Fahrzeugpulk 100 führen kann. Auf diese Weise lassen sich vorteilhaft Personalkosten beim Führen von Fahrzeugpulks 100 einsparen.
- - Das vorgeschlagene Reglerkonzept reagiert weniger reaktiv auf Positionsänderungen des Vorausfahrers, vielmehr kann ein prädiktiver Eingriff auf Störungen in der Fahrbahn voraus erfolgen.
- - Länge und Geschwindigkeit des Fahrzeugpulks 100 können ohne negative Auswirkungen auf die Sicherheit des Fahrzeugpulks 100 erhöht werden, wodurch eine Effizienzsteigerung beim Führen von Fahrzeugpulks realisierbar ist.
- - Die Folgefahrzeuge bzw. Teilnehmer 20...50 müssen nicht über eine für die Querregelung notwendige Umfeldsensorik verfügen. So würde es ausreichen, wenn ein Folgefahrzeug lediglich über einen nach vorne ausgerichteten Radar- oder Ultraschallsensor verfügt. Mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation wäre eine Querregelung des Fahrzeugpulks 100 trotz z.B. fehlender Kamera möglich.
- - Das Fahrzeug mit der qualitativ besten Sensorik (die mittels Abstimmungsnachrichten in der Phase des Aufbaus des Fahrzeugpulks 100 ermittelt wird) kann als das Führungsfahrzeug 10 fungieren und damit die sichere Fahrzeugpulk-Länge und -geschwindigkeit maximiert werden.
- - Es werden Fahrzeugpulks 100 möglich, die mehrere Spuren nebeneinander nutzen, wodurch die Gesamtzahl an Fahrzeugen bei vorgegebener Fahrzeugpulk-Länge erhöht werden kann.
- - Gemeinsame, zeitgleiche Spurwechsel des Fahrzeugpulks 100 (etwa zum Einfädeln lassen von Fahrzeugen an der Auffahrt) bis hin zum Notausweichen werden möglich (Kollisionsvermeidung durch Ausweichen im Fahrzeugpulk).
- - Werden durch einzelne Fahrzeuge im Fahrzeugpulk 100 Teile von Spurmarkierungen erfasst, lässt sich ein gemeinsames Umfeldmodell aufbauen und an alle Teilnehmer des Fahrzeugpulks 100 verteilen. Damit kann die Gesamtqualität der Messung von relevanten Infrastrukturmerkmalen (z.B. Spurmarkierungen) weiter gesteigert werden und damit die Länge des Fahrzeugpulks bzw. dessen Geschwindigkeit noch weiter gesteigert werden.
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Das Umfeldmodell kann durch Daten bewegter Objekte, die von den Teilnehmern des Fahrzeugpulks 100 erfasst werden, angereichert werden. In Verbindung mit Kooperationsanfragen wird auf diese Weise ein sicheres automatisches Spurwechseln selbst längerer Fahrzeugpulks 100 möglich, ohne dass jedes Fahrzeug über passende Sensoren zur Beobachtung des seitlichen Umfelds verfügen muss.
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3 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung 300 zum Betreiben eines automatisierten Kraftfahrzeugpulks 100.
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Man erkennt eine Erfassungsrichtung 310 zum Erfassen eines Umfelds des Führungsfahrzeugs 10, insbesondere eines Umfelds vor dem Führungsfahrzeug 10. Die Erfassungseinrichtung 310 kann als eine Radareinrichtung, eine Ultraschalleinrichtung, eine Lidar-Einrichtung, eine Kamera, usw., die an geeigneter Position, z.B. im Frontbereich des Führungsfahrzeugs 10 angeordnet ist, ausgebildet sein.
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Die Erfassungseinrichtung 310 steht funktional mit einer Übermittlungseinrichtung 320 in Verbindung, die eine Übermittlung der erfassten Umfelddaten an alle Teilnehmer 20...50 des automatisierten Fahrzeugpulks 100 vornimmt.
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Basierend auf den Umfelddaten wird mittels einer Regelungseinrichtung 330 ein Regeln des automatisierten Kraftfahrzeugpulks 100 in Längs- und Querrichtung vorgenommen.
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Vorteilhaft kann die Funktionalität der genannten Vorrichtung 300 mittels einer Mensch-Maschine-Schnittstelle im Führungsfahrzeug 10 konfiguriert werden, wodurch eine hohe Skalierbarkeit und Nutzerfreundlichkeit der Vorrichtung 300 unterstützt sind.
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4 zeigt einen prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens zum Betreiben eines automatisierten Kraftfahrzeugpulks 100.
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In einem Schritt 400 wird ein Erfassen eines Umfelds des automatisierten Kraftfahrzeugpulks 100 durch wenigstens ein Führungsfahrzeug 10 des automatisierten Kraftfahrzeugpulks 100 durchgeführt.
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In einem Schritt 410 wird ein Übermitteln der erfassten Umfelddaten an alle Teilnehmer 10...50 des automatisierten Kraftfahrzeugpulks 100 durchgeführt.
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In einem Schritt 420 wird ein Betreiben des automatisierten Kraftfahrzeugpulks 100 in Längs- und Querrichtung basierend auf den Umfelddaten durchgeführt.
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Im Ergebnis können mit dem vorgeschlagenen Verfahren ein Sicherheitsniveau im Straßenverkehr vorteilhaft erhöht und ein homogener Verkehrsfluss bereitgestellt sein.
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Vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren als eine Software implementieren, die beispielsweise auf der Vorrichtung 300 abläuft. Eine einfache Adaptierbarkeit des Verfahrens ist auf diese Weise unterstützt.
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Obwohl vorgehend das vorgeschlagene Verfahren ausschließlich anhand von Rechtsverkehr beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, dass das vorgeschlagene Verfahren auch bei Linksverkehr verwendbar ist, wobei in diesem Fall vorgehend genannte Richtungs-/Orientierungsangaben entsprechend angepasst werden müssen.
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Der Fachmann wird die Merkmale der Erfindung in geeigneter Weise abändern und/oder miteinander kombinieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10210548 A1 [0002]
- DE 10210546 A1 [0003]
- DE 10201420433 A1 [0004]
