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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Zustandsinformationen für wenigstens eine geographische Position mithilfe autonomer oder teilautonomer Fahrzeuge. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung sowie ein System zum Durchführen des Verfahrens.
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Bei autonomen Fahrzeugen handelt es sich um automatisierte Fahrzeuge, welche eine Fahrt ohne einen Fahrer durchführen können. Während ein vollautonomes Fahrzeug sämtliche Fahrfunktionen durchführt und der Fahrer somit nicht mehr am Fahrgeschehen teilnimmt, führt ein teilautonomes Fahrzeug lediglich ein Teil der Fahrfunktionen selbstständig durch, wobei der Fahrer noch am Fahrgeschehen beteiligt bleibt. Das autonome Fahrzeug fährt dabei, indem es den Straßenverlauf, andere Verkehrsteilnehmer oder sonstige Hindernisse in seinem Umfeld selbstständig erfasst und anhand der dabei gewonnenen Informationen eine geeignete Fahrtrajektorie berechnet. Anschließend steuert das Fahrzeug den Fahrtverlauf entsprechend der berechneten Fahrtrajektorie, in dem es geeignete Steuerbefehle an die Fahrzeugaktuatorik sendet. Zum Erfassen seines Umfelds verwenden autonome Fahrzeuge verschiedene Umfeldsensoren, wie z.B. Radar, Lidar, Ultraschallsensoren, Videokamera und satellitengestützte Navigation. Diese Umfeldsensoren sind in der Regel Teil von Fahrerassistenzsystemen, welche zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen konzipiert sind. Die Fahrerassistenzsysteme greifen während der Fahrt teilautonom oder autonom in Antrieb, Steuerung oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeugs ein und warnen durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen den Fahrer bei kritischen Situationen. Aufgrund der Vielzahl von Informationen, welche mittels der Umfeldsensorik während der Fahrt gesammelt und ausgewertet werden müssen, konzentriert sich das autonome Fahrzeug bei der Erkennung und Auswertung lediglich auf Information, welche zur Gewährleistung eines sicheren Betriebs notwendig sind.
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Es ist Aufgabe der Erfindung eine Möglichkeit zur Erfassung von Zustandsinformationen der Umgebung autonomer Fahrzeuge bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch eine Steuereinrichtung gemäß Anspruch 9 sowie ein System gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Ermitteln bestimmter Zustandsinformationen für wenigstens eine geographische Position mithilfe autonomer oder teilautonomen Fahrzeuge vorgesehen. Dabei erfasst wenigstens ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug während einer Fahrt Informationen aus seinem Umfeld mithilfe wenigstens eines Umfeldsensors und führt anhand der dabei gewonnenen Informationen anschließend eine Planung seiner aktuellen Fahrtrajektorie durch. Es ist ferner vorgesehen, dass das wenigstens eine Fahrzeug während eines durch eine aktuelle Verkehrssituation, ein Verkehrszeichen oder eine andere Verkehrseinrichtung bedingten Stillstands mithilfe seines wenigstens einen Umfeldsensors bestimmte Zusatzinformationen aus seinem Umfeld erfasst, welche nicht zur Planung seiner aktuellen Fahrtrajektorie verwendet werden. Das wenigstens eine Fahrzeug übermittelt die ermittelten Zusatzinformationen zusammen mit einer geographischen Position, bei der die Zusatzinformationen erfasst wurden, in Form von Daten an einen externen Server. Der externe Server verwendet die von dem wenigstens einem Fahrzeug empfangenen Daten, um für die jeweilige geographische Position wenigstens eine Zustandsinformation zu ermitteln. Da die Umfeldsensoren während des Stillstands des autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs nicht zur Planung der Fahrtrajektorie verwendet werden, kann die zur Verfügung stehende Sensor-und Rechenkapazität des Fahrzeugs zur Gewinnung weiterer Informationen aus dem Umfeld des Fahrzeugs verwendet werden. Anhand dieser Zusatzinformationen können Behörden, Dienstleister oder sonstige Einrichtungen bestimmte Zustandsinformationen für die jeweiligen geographischen Positionen ermitteln. Hierzu zählen beispielsweise Stadtplanungs- und Verkehrsplanungsbehörden, welche anhand der Zusatzinformationen die Verkehrssituation an bestimmten Verkehrsstandorten zu bestimmten Zeiten überprüfen können. Indem die Umfeldsensoren des autonomen Fahrzeugs in einem Fahrzeugstillstand zusätzlich genutzt werden, wird das autonome Fahrzeug Teil einer als „Internet of Things“ (loT) bezeichneten Infrastruktur. Da die entsprechenden Umfeldsensoren in einem Fahrzeugstillstand ohnehin nicht für die Trajektorienplanung benötigt werden, ist der zusätzliche Einsatz der Sensoren für die loT-Infrastruktur unter einem Sicherheitsaspekt unbedenklich. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Konzept eine nahtlose Einbindung autonomer Fahrzeuge innerhalb der Infrastruktur einer intelligenten Stadt.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Fahrzeug während des Stillstands mithilfe seines wenigstens einen Umfeldsensors andere Fahrzeuge, Passanten und/oder sonstige Objekte in seiner Umgebung identifizieren und als Zusatzinformationen die Art, den Zustand, die Anzahl, die Anordnung und/oder den Bewegungszustand der von ihm identifizierten Fahrzeuge, Passanten und sonstiger Objekte ermittelt. Mithilfe dieser Zusatzinformationen kann der Zustand des Verkehrs am jeweiligen Ort überwacht werden. Ferner können auf diese Weise Schwachpunkte in der Verkehrsinfrastruktur erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen initiiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Fahrzeug während des Stillstands mithilfe seines wenigstens einen Umfeldsensors die aktuelle Wetterlage an seinem Aufenthaltsort als eine Zusatzinformation ermittelt. Mithilfe dieser Informationen kann beispielsweise ermittelt werden, ob an den jeweiligen geographischen Position Handlungsbedarf in Bezug auf Verkehrsführung oder Straßenräumung besteht. Ferner können die lokalen Wetterinformationen von mehreren geographischen Positionen zur Ermittlung regionaler und überregionaler Wetter-Situationsberichte und Wettervorhersagen verwendet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der externe Server die von dem wenigstens einem Fahrzeug empfangenen Zusatzinformationen verwendet, um für die jeweilige geographische Position wenigstens eine der folgenden Zusatzinformationen zu bestimmen, nämlich die Verkehrsdichte von Fahrzeugen und/oder Passanten, lokale und/oder regionale Wetterlage, Umfang und Fortschritt von Baustellen, Zustand von Straßen, Gebäuden und anderen Bauwerken, Zustand von Verkehrseinrichtungen, Belegungsgrad vorhandener Parkflächen, Effizienz aktueller Konzepte zur Verkehrsführung und/oder Verkehrslenkung, Notwendigkeit von Wartungs- und Reinigungsarbeiten der Straße und/oder anderer Verkehrseinrichtungen und/oder Zustand der Vegetation und/oder Fortschritt einer Müllentsorgung. Mithilfe dieser Informationen können beispielsweise öffentliche Stellen, wie zum Beispiel Stadtplanung, Verkehrsbehörde, Ordnungsamt, Feuerwehr oder Polizei verschiedene Kenntnisse über die jeweilige geographische Position gewinnen. Eine Auswertung solcher Zustandsinformationen über einen definierten Zeitraum erlaubt ferner ein Nachvollziehen bestimmter Entwicklungen der jeweils beobachteten Objekte, Strukturen oder Muster. Insgesamt lassen sich somit bestimmte Standorte in Bezug auf definierte Aspekte beobachten bzw. überwachen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der externe Server eine Anfrage an das wenigstens eine Fahrzeug sendet, bestimmte Zusatzinformationen von wenigstens einer geographischen Position zu übermitteln. Das wenigstens eine Fahrzeug ermittelt die jeweiligen Zusatzinformationen, welche auch Sensorrohdaten enthalten können, und sendet diese Informationen an den externen Server als Antwort auf seine Anfrage. Hierdurch wird es möglich, gezielt Informationen über bestimmte Standorte zu erhalten. Insbesondere ermöglicht dieses Vorgehen eine Langzeitüberwachung bzw. Langzeitbeobachtung bestimmter Standorte. Durch die gezielte Anfrage und die darauf folgende Antwort wird der Datenverkehr zwischen den Fahrzeugen und den externen Server in sinnvoller Weise reduziert.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Fahrzeug seine geographische Position mithilfe einer satellitengestützte Navigationseinrichtung oder mithilfe einer Feature Map ermittelt und in Form von Daten an den externen Server sendet. Hierdurch wird eine besonders genaue Auswertung der empfangenen Daten ermöglicht. Insbesondere können an dem jeweiligen Standort vorhandene Objekte individuell über einen längeren Zeitraum beobachtet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der externe Server entsprechende Zusatzinformationen und zugehörige geographische Position von mehreren Fahrzeugen empfängt und zu Ermittlung wenigstens einer Zustandsinformation für wenigstens eine geographische Position verwendet. Hierdurch lassen sich größere Gebiete räumlich und zeitlich feinmaschig überwachen bzw. beobachten.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Zusatzinformationen mithilfe einer Car-to-X Kommunikationsverbindung, einer Mobilfunk-Kommunikationsverbindung und/oder einer anderen drahtlosen Kommunikationsverbindung von dem wenigstens einem Fahrzeug zu dem externen Server übertragen werden. Die drahtlose Datenübertragung ermöglicht dem externen Server, die betreffenden Standorte quasi in Echtzeit zu beobachten bzw. überwachen.
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Ferner ist eine Steuereinrichtung für ein autonomes Fahrzeug zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen. Die Steuereinrichtung ist dabei ausgebildet, während einer Fahrt Informationen aus einem Umfeld mithilfe wenigstens eines Umfeldsensors zu erfassen und anhand der dabei gewonnenen Informationen eine Planung einer aktuellen Fahrtrajektorie durchzuführen. Die Steuereinrichtung ist ferner ausgebildet, während eines durch eine aktuelle Verkehrssituation, ein Verkehrszeichen oder eine andere Verkehrseinrichtung bedingten Stillstands mithilfe eines wenigstens einen Umfeldsensors bestimmte Zusatzinformationen aus dem Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen, welche nicht zur Planung einer aktuellen Fahrtrajektorie verwendet werden. Die Steuereinrichtung ist ferner ausgebildet die ermittelten Zusatzinformationen zusammen mit einer geographischen Position, bei der die Zusatzinformationen erfasst wurden in Form von Daten an den externen Server zu übermitteln.
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Ferner ist ein System zum Durchführen des Verfahrens vorgesehen, welches wenigstens ein autonomes Fahrzeug sowie einen externen Server umfasst. Das Fahrzeug ist dabei ausgebildet, während einer Fahrt Informationen aus seinem Umfeld mithilfe wenigstens eines Umfeldsensors zu erfassen und anhand der dabei gewonnenen Informationen eine Planung einer aktuellen Fahrtrajektorie durchzuführen. Das Fahrzeug ist ferner ausgebildet, anhand eines durch eine aktuelle Verkehrssituation, ein Verkehrszeichen oder eine andere Verkehrseinrichtung bedingten Stillstands mithilfe seines wenigstens einen Umfeldsensors bestimmte Zusatzinformationen aus dem Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen, welche nicht zur Planung seiner aktuellen Fahrtrajektorie verwendet werden. Das Fahrzeug ist ferner ausgebildet die ermittelten Zusatzinformationen zusammen mit einer geographischen Position, bei der die jeweiligen Zusatzinformationen erfasst wurden, in Form von Daten an einen externen Server zu übermitteln. Der externe Server ist dabei ausgebildet, mithilfe der von dem wenigstens einen Fahrzeugs empfangenen Daten für die jeweilige geographische Position wenigstens eine Zustandsinformation zu ermitteln.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das System eine künstliche Intelligenz durch Durchführung des Verfahrens auf dem Fahrzeug oder auf dem externen Server umfasst. Mithilfe einer solchen künstlichen Intelligenz, welche beispielsweise mithilfe neuronaler Netzwerke realisiert werden kann, lassen sich aus den von den Fahrzeugen übermittelten Zusatzinformationen auch besonders komplexe Zusammenhänge für die jeweiligen geografischen Positionen relativ einfach ermitteln. Das ist insbesondere dann vom Vorteil, wenn eine besonders große Anzahl von Daten von mehreren Fahrzeugen, mehreren Standorten und über eine längere Beobachtungszeit analysiert werden sollen.
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Schließlich ist ein Computerprogramm umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen das Verfahren auszuführen. Mithilfe eine solchen Computerprogramms lässt sich das erfindungsgemäße Konzept besonders einfach, flexibel und kostengünstig realisieren.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung des Systems mit einem autonomen Fahrzeug, welches seine Umfeld mittels Umweltsensoren erfasst, und einen externen Server; und
- 2 ein Blockschaltbild der Komponenten des autonomen Fahrzeugs aus 1 mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.
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Steuereinrichtung auf dem Server basierend auf Fahrzeugumfeldsensorrohdaten als eigene Figur aufnehmen.
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Das vorliegende Konzept sieht vor, bei einem Fahrzeugstillstand, beispielsweise an einer Ampelanlage, einer Kreuzung oder bei einem Stau, die im Fahrzeug vorhandenen und aufgrund des Stillstands vorübergehend nicht für die Trajektorienplanung des Fahrzeugs benötigten Umfeldsensoren für weitere Funktionen zu nutzen. Insbesondere werden mithilfe der Umfeldsensoren im Stillstand Informationen aus dem Umfeld des Fahrzeugs erfasst, welche für die aktuelle Trajektorienplanung nicht benötigt werden. Zusätzlich können hierbei auch solche Zusatzinformationen erfasst werden, welche im regulären Fahrbetrieb in der Regel nicht erfasst bzw. nicht zur Trajektorienplanung verwendet werden. Das Fahrzeug übermittelt die erfassten Zusatzinformationen anschließend an einen vorzugsweise in der Cloud angeordneten externen Server, welcher anschließend anhand dieser Zusatzinformationen bestimmte Zustandsinformationen des jeweiligen Standorts des Fahrzeugs ermittelt. Alternativ übermittelt das Fahrzeug Sensorrohdaten an die Cloud, wobei dann die Ermittlung der Zusatzinformationen direkt in der Cloud stattfindet. Auf diese Weise lassen sich autonome Fahrzeuge zum Überwachen des Verkehrsraums und der Infrastruktur in bestimmten Gebieten oder zur Gewinnung weiterer Informationen im Zusammenhang mit den betreffenden geographischen Positionen nutzen.
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Das erfindungsgemäße Konzept sieht vor, dass die Umfeldsensoren eines autonomen Fahrzeugs neben der Trajektorienplanung auch für weitere Zwecke genutzt werden. Befindet sich ein solches Fahrzeug beispielsweise an einer Straßenkreuzung, an einer auf Rot geschalteten Ampelanlage oder bei einem Stau im Stillstand, so ist während des Stillstands eine Trajektorienplanung des Fahrzeugs basiert auf den Daten der Umfeldsensoren nicht notwendig. Erst unmittelbar vor der Weiterfahrt muss eine Trajektorienplanung auf dem Fahrzeug erfolgen. Solange das Fahrzeug sich im Stillstand befindet, werden die Umfeldsensoren des Fahrzeugs für den Fahrbetrieb nicht benötigt und stehen somit für weitere Zwecke zur Verfügung, beispielsweise für eine anonymisierte Erkennung von Passanten bzw. Fußgängern, sowie für die Ermittlung der Anzahl und des Bewegungszustands derselben über die Zeit des Stillstands. Ferner kann auch eine anonymisierte Erkennung einer Anzahl von Fahrzeugen oder eine Verkehrsdichte in einer Stausituation oder an einer Kreuzung über die Zeit des Stillstands erfolgen.
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Des Weiteren kann mithilfe der Umfeldsensoren auch eine Erkennung einer Wetterlage am Standort des Fahrzeugs über die Zeit des Stillstands erfolgen. Beispielsweise kann ein Kamerasensor über eine Car-to-X Kommunikationsverbindung Daten in die Cloud übertragen. Diese Daten können anschließend innerhalb der Cloud bezüglich einer Wetterlage ausgewertet werden, beispielsweise mithilfe einer künstlichen Intelligenz (Kl). Somit ist die Ermittlung der Wetterlage an einem bestimmten Ort oder in einem bestimmten Stadtgebiet zu jedem Zeitpunkt möglich. Darauf basierend können gezielte Unwetterwarnungen an Menschen oder Fahrzeuge übermittelt werden.
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Darüber hinaus kann auch eine Erkennung von Strukturen um das Fahrzeug herum erfolgen, welche für das autonome Fahren im Stillstand irrelevant sind, jedoch für eine weitere Auswertung von Bedeutung sind.
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Die zusätzlich von den Umfeldsensoren im Fahrzeugstillstand erfassten Informationen werden beispielsweise über eine Car-to-X oder Mobilfunk Kommunikationsverbindung an Behörden oder an eine Stadtplanung übermittelt und dort anonymisiert ausgewertet. Damit werden die autonomen oder teilautonomen Fahrzeuge im Fahrzeugstillstand zum Teil der Internet-of-Things (loT) Infrastruktur, wobei sie zusätzliche Daten mithilfe der bereits verbauten Umfeldsensoren für eine anonymisierte Auswertung in der Cloud sammeln.
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Eine anonymisierte Erkennung von Passanten sowie ihre Anzahl, ihre Position und ihr Bewegungszustand ist beispielsweise für eine Stadtplanung sinnvoll. Zum Beispiel kann in der Cloud ermittelt werden, wie viele Fußgänger zu einem bestimmten Zeitpunkt (Uhrzeit, Datum) eine bestimmte Kreuzung überqueren möchten. Daraus kann abgeleitet werden, ob ein zusätzlicher Fußgängerüberweg in der Stadtplanung berücksichtigt werden sollte.
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Die anonymisierte Erkennung von geparkten Fahrzeugen oder einer Verkehrsdichte während eines Fahrzeugstillstands oder in einer Stausituation ist ebenfalls für die Stadtplanung sinnvoll. So kann mithilfe dieser Informationen in der Cloud beispielsweise ermittelt werden, wie viele Fahrzeuge zu einem bestimmten Zeitpunkt am Straßenrand geparkt sind oder wie viele Fahrzeuge sich auf der Autobahn zu einer bestimmten Uhrzeit in einer Stausituation befinden. Aus diesen Zusatzinformationen kann beispielsweise abgeleitet werden, ob in der jeweiligen Stadt zusätzliche Parkflächen vorgesehen werden müssen oder ob eine breitere Autobahn konstruiert werden muss.
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Im Fahrzeugstillstand kann darüber hinaus eine Erkennung von Strukturen erfolgen, welche um das Fahrzeug herum angeordnet sind. Beispielsweise ermittelt das Fahrzeug mithilfe einer satellitengestützten Navigationseinrichtung eine hochgenaue GNSS (global navigation satellite system) basierte Fahrzeugposition auf einer hochgenauen Karte oder alternativ eine hochgenaue Umfeldsensor-basierte Position auf einer Feature Map und übermittelt diese in Form von Daten an die Cloud, z.B. mithilfe einer Car-to-X Kommunikationsverbindung. Parallel dazu oder im Anschluss daran werden die Daten bestimmter Umfeldsensoren an genau dieser Fahrzeugposition zusätzlich in die Cloud übertragen. Ein externer Server innerhalb der Cloud ermittelt anschließend Strukturen oder Muster, welche um das Fahrzeug herum angeordnet sind. Alternativ hierzu kann die Ermittlung der Strukturen bzw. Muster auch bereits vor der Übertragung der Daten an die Cloud auf dem Fahrzeug erfolgen. Mithilfe dieser Strukturen oder Muster zusammen mit der hochgenauen Fahrzeugposition erfolgt innerhalb der Cloud eine vorzugsweise anonymisierte Auswertung. Eine Stadtplanung oder Stadtverwaltung kann mithilfe der übertragenen Daten beispielsweise feststellen, in welchen Stadtgebieten zu einer bestimmten Uhrzeit eine Müllabfuhr stattgefunden hat oder noch nicht stattgefunden hat. Darüber hinaus kann zentral ermittelt werden, ob eine bestimmte Baustelle in einem bestimmten Stadtgebiet noch vorhanden ist und welche Ausmaße diese Baustelle gerade einnimmt. Ferner kann auch der Baufortschritt an Gebäuden festgestellt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Übertragung der Umfeldsensordaten bzw. der bereits im Fahrzeug erkannten anonymisierten Objekte, Strukturen oder Muster um das Fahrzeug herum in die Cloud bei einem Fahrzeugstillstand direkt über die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einer Verkehrsinfrastruktur, wie zum beispielsweise eine Ampelanlage. Die Ampelanlage und das Fahrzeug sind dabei mit einer Car-to-X Kommunikationsverbindung ausgestattet.
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In einer weiteren Ausführungsform erfolgt aus der Cloud heraus eine Anfrage an bestimmte Fahrzeuge, an einer bestimmten Position in der Welt bestimmte Daten bestimmter Umfeldsensoren bei einem Fahrzeugstillstand über eine Car-to-X Kommunikationsverbindung an die Cloud zu übertragen. Die entsprechenden Fahrzeuge übertragen die angeforderten Daten anschließend auf Nachfrage für die jeweils angeforderten Umfeldsensoren an die Cloud, in welcher eine vorzugsweise anonymisierte Auswertung der Daten vorgenommen wird.
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In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Ermittlung der Umfeldsensorbasierten Zusatzinformationen auf dem Fahrzeug oder in der Cloud mithilfe einer künstlichen Intelligenz (KI), welche als neuronales Netz ausgeführt sein kann. Diese KI ist vorzugsweise in der Lage, die Daten unterschiedlicher Umfeldsensoren und geografischer Positionen entsprechend dem geforderten zusätzlichen Verwendungszweck mit dem Ziel der Ermittlung von Zusatzinformationen auszuwerten.
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In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Auswertung der übertragenen Daten aus dem Fahrzeug heraus innerhalb der Cloud mithilfe einer künstlichen Intelligenz (KI), welche als neuronales Netz ausgeführt sein kann. Diese KI ist vorzugsweise in der Lage, die Daten unterschiedlicher autonomer Fahrzeuge bzw. deren Umfeldsensoren und Positionen entsprechend dem geforderten zusätzlichen Verwendungszweck auszuwerten.
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Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Konzepts ist in der 1 eine typische Fahrsituation eines autonomen bzw. teilautonomen Fahrzeugs 100 dargestellt, in welcher das Fahrzeug 100 sich selbständig auf der Straße 407 entlang einer Trajektorie 101 fortbewegt. Um eine sichere Fahrt zu gewährleisten, tastet das Fahrzeug 100 dabei bestimmte Bereiche in seiner unmittelbaren Umgebung mithilfe seiner Umfeldsensorik ab und erfasst dabei sowohl den Verlauf der Straße 407 als auch andere Verkehrsteilnehmer und sonstige Hindernisse entlang seiner Route. Zum Erfassen seines Umfelds 400 dienen dem Fahrzeug 100 verschiedene Umfeldsensoren, wie zum Beispiel eine Front-Videokamera 111, ein Radarsensor 112, ein Lidarsensor 113, ein akustischer Abstandssensor 114, etc.. Ferner erfasst das Fahrzeug 100 seine genaue geographische Position vorzugsweise mithilfe einer satellitengestützten Navigationseinrichtung 116. Durch eine Auswertung der Sensordaten berechnet eine interne Steuereinrichtung 120 anschließend den Verlauf der Fahrtrajektorie 101 des Fahrzeugs 100 und sendet geeignete Steuersignale an entsprechende Aktuatoren 140 des Fahrzeugs 100, um den Fahrverlauf entsprechend der berechneten Fahrtrajektorie 101 durchzuführen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kommt das Fahrzeug 100 aufgrund einer auf Rot geschalteten Verkehrsampel 408 vorübergehend zum Stillstand. Da das Fahrzeug 100 während seines Stillstands keine Trajektorienplanung durchführt, werden seine Umfeldsensoren 111-116 für die Zeit des Stillstands zum Erfassen verschiedener Zusatzinformationen aus seiner Umgebung 400 verwendet. Diese Zusatzinformationen werden anschließend in Form von Daten an einen externen Server 200 übermittelt, welcher anhand der empfangenen Daten bestimmte Zustandsinformationen für den jeweiligen Aufenthaltsort des Fahrzeugs 100 ermittelt. Als Zusatzinformationen erfasst das Fahrzeug 100 in seiner Umgebung 400 verschiedene Objekte, Strukturen, Muster und Situationen, unter anderem auch solche welche für eine Trajektorienplanung im regulären Betrieb nicht notwendig sind. So werden beispielsweise Fußgänger und Passanten 402 erfasst, was vorzugsweise anonymisiert erfolgt, und als Zusatzinformationen ihre Anzahl, ihre jeweilige Position und/oder ihr jeweiliger Bewegungszustand ermittelt. Ferner werden neben fahrenden auch parkende Fahrzeuge 401 erfasst, was ebenfalls vorzugsweise anonymisiert erfolgt, und als Zusatzinformationen ihre Anzahl, ihre jeweilige Bauart und ihre jeweiligen Position und/oder ihr jeweiliger Bewegungszustand ermittelt. Anhand dieser Zusatzinformationen kann der externe Server 200 bestimmte Zustandsinformationen für den jeweiligen Fahrzeug-Standort ableiten, wie z.B. die aktuelle Verkehrsdichte, den aktuellen Verkehrsfluss, die aktuelle Stausituation, den Belegungsgrad von Parkflächen, bestimmte Unfall- und Verkehrssituationen, etc.. Neben beweglichen Objekten, wie Passanten und Fahrzeugen, kann das Fahrzeug 100 auch statische Objekte, wie zum Beispiel Gebäude und sonstige Bauwerke 403 sowie Baustellen in seiner Umgebung 400 erfassen und als Zusatzinformationen an den externen Server 200 übermitteln. Hieraus lassen sich beispielsweise der Zustand, der Sanierungsbedarf oder der Baufortschritt der jeweiligen Bauwerke und Baustellen ableiten, was mitunter für die Stadtplanung verwendet werden kann. Grundsätzlich lassen sich mithilfe der Umfeldsensorik des Fahrzeugs 100 auch weitere Objekte, Strukturen und Muster erfassen und als Zusatzinformationen an den externen Server 200 übermitteln. Hierzu zählen beispielsweise Verkehrszeichen und andere Verkehrsanlagen, Zustand der Fahrbahn und der Fußgängerwege. Hieraus kann beispielsweise die jeweils zuständige Verkehrsbehörde erkennen, ob hier Erneuerungs- oder Reparaturbedarf besteht.
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Als weitere Zusatzinformationen kann das Fahrzeug 100 ferner erfassen, ob in einer bestimmten Straße bzw. Gegend bereits die Müllcontainer geleert wurden. Diese Zusatzinformationen lassen sich beispielsweise verwenden, um Verkehrsbehinderungen, welche typischerweise durch die Müllabfuhr verursacht werden, durch eine geeignete Verkehrslenkung zu reduzieren. Ferner können diese und andere Zusatzfunktionen zur Optimierung der Fahrtrouten der Müllabfuhr verwendet werden.
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Ferner kann das Fahrzeug 100 auch die in seiner Umgebung 400 vorhandene Vegetation bzw. Bepflanzung 404 erfassen und als Zusatzinformationen an den externen Server 200 übermitteln. Hieraus lässt sich beispielsweise erkennen, ob am Straßenrand wachsende Bäume oder Büsche in den für den Verkehr reservierten Bereich hineinragen und somit beschnitten bzw. entfernt werden müssen.
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Neben den oben beschriebenen Objekten, wie z.B. Fahrzeugen, Fußgängern, Gebäuden, Bäumen, Verkehrszeichen, etc., kann das Fahrzeug 100 mithilfe seiner Sensoren auch sonstige Objekte in seiner Umgebung 400 erfassen. Je nach Anwendung kann es sich hierbei grundsätzlich um jedes beliebige Objekt handeln, welches in der Umgebung des Fahrzeugs 200 angeordnet ist und von ihm mithilfe seiner Umfeldsensoren erfasst werden kann. Zur Verdeutlichung ist in der 1 ein solches sonstiges Objekt 405 schematisch dargestellt.
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Wie in der 1 weiterhin gezeigt ist, kann das Fahrzeug auch die lokale Wetterlage erfassen (z.B. Bewölkung 406, Sonnenschein, Regen, Schneefall, Nebel, etc.) und in Form von Daten an den externen Server 200 übermitteln.
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Bei dem externen Server 200 handelt es sich vorzugsweise um ein Rechensystem, welches ein oder mehrere Rechen- und Datenverarbeitungseinrichtungen umfassen kann. In der 1 ist beispielhaft nur eine Recheneinrichtung 210 gezeigt. Auf diesem Rechensystem kann eine künstliche Intelligenz implementiert sein, beispielsweise mithilfe neuronaler Netzwerke. Ferner kann der externe Server 200 eine Kommunikationseinrichtung 220 umfassen, welche sowohl zur drahtlosen als auch zur kabelgebundenen Kommunikation bzw. Datenübertragung ausgebildet sein kann. Die 1 zeigt beispielhaft eine drahtlose Kommunikationseinrichtung 220,
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Die 2 zeigt ein Blockschaltbild verschiedener Komponenten des Fahrzeugs 100 aus der 1, welche sowohl für das autonome Fahren als auch für die Gewinnung und Übermittlung von Zusatzinformationen verwendet werden. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Sensoreinrichtung 110, eine Steuereinrichtung 120, eine drahtlose Kommunikationseinrichtung 130 und eine Aktuatoreinrichtung 140 mit wenigstens einem Aktuator 141. Die Sensoreinrichtung 110 umfasst ihrerseits eine Anzahl verschiedener Umfeldsensoren 111-116. Hierzu zählen beispielsweise eine oder mehrere Videokameras 111, wenigstens ein Radarsensor 112, wenigstens ein Lidarsensor 113, wenigstens ein akustischer Abstandssensor 114, wenigstens ein Inertialsensor 115 zum Erfassen des Bewegungszustands des Fahrzeugs 100, eine satellitengestützte Navigationseinrichtung 116 und wenigstens ein Temperatursensor 117 zum Erfassen der Außentemperatur. Darüber hinaus kann die Sensoreinrichtung 110 auch weitere im oder am Fahrzeug 100 verbaute Sensoren umfassen, mit deren Hilfe Zusatzinformationen aus der Umgebung 400 des Fahrzeugs 100 erfasst werden (hier nicht gezeigt). Die Sensoren 111-117 der Sensoreinrichtung 110 können dabei über entsprechende Datenleitungen, wie zum Beispiel den fahrzeuginternen CAN- und/oder Ethernet-Datenbus, direkt an der Steuereinrichtung 120 angeschlossen sein. Alternativ hierzu können die Sensoren auch, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Temperatursensor 117, über ein entsprechendes Steuergerät 150 mit der Steuereinrichtung 120 verbunden sein. Im regulären Fahrbetrieb empfängt die Steuereinrichtung 120 die Sensordaten der verschiedenen Sensoren 111-117 der Sensoreinrichtung 110 und wertet diese mithilfe einer Auswerteeinrichtung 121 aus. Die Auswerteeinrichtung 121 berechnet anhand der ihr vorliegenden Sensordaten die aktuelle Fahrtrajektorie 101 des Fahrzeugs 100. Anschließend sendet die Steuereinrichtung 120 entsprechende Steuersignale an die Aktuatoreinrichtung 140, welche mit Hilfe des wenigstens einen Aktuators 141 den Fahrverlauf des Fahrzeugs 100 entsprechend der geplanten Trajektorie 101 beeinflusst. Wenn die Fahrt des Fahrzeugs 100 aufgrund einer bestimmten Verkehrssituation, wie zum Beispiel einer roten Ampel, einer herabgelassenen Schranke, eines Verkehrszeichens, eines Staus oder einer anderen Gegebenheit, unterbrochen wird, ermittelt die Steuereinrichtung 120 bzw. die Auswerteeinrichtung 121 der Steuereinrichtung 120 im Stillstand des Fahrzeugs 100 anhand der von Sensoren 111-117 der Sensoreinrichtung 110 empfangenen Sensordaten die gewünschten Zusatzinformationen aus Umgebung 400 des Fahrzeugs 100 und übermittelt diese mithilfe der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 130 in Form von Daten drahtlos an den externen Server 200.
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Je nach Anwendung kann das Fahrzeug 100 die gewonnen Zusatzinformationen direkt nach dem Erfassen an den externen Server 200 senden. Alternativ hierzu kann das Fahrzeug 100 die gewonnen Zusatzinformationen zunächst auch intern zwischenspeichern und die gespeicherten Zusatzinformationen erst zu bestimmten Zeiten, an bestimmten Orten und/oder erst auf Anfrage bzw. Aufforderung an den externen Server 200 übermitteln. Hierzu kann die Steuereinrichtung 120 eine entsprechende Speichereinrichtung 122 aufweisen.
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Bei den vom Fahrzeug 100 erfassten und in Form von Daten an den externen Server 200 übermittelten Zusatzinformationen kann es sich sowohl um Sensorrohdaten als auch um teilweise oder vollständig ausgewertete bzw. verarbeitete Sensordaten bzw. Sensorrohdaten handeln. In dem Fall, dass das Fahrzeug 100 noch nicht oder nur teilweise ausgewertete bzw. verarbeitete Sensordaten bzw. Sensorrohdaten an den externen Server 200 übermittelt, findet die Auswertung, Interpretation und/oder Verarbeitung dieser Daten auf der Recheneinrichtung 210 des externen Servers 200 statt. Da der externe Server 200 in der Regel leistungsstarke Recheneinrichtungen 210 umfasst, welche darüber hinaus durch Zusammenschluss mehrerer solcher Recheneinrichtungen beliebig erweiterbar sind, steht mit der Verlagerung der Informations- und Datenverarbeitung auf den externen Server 200 grundsätzlich eine höhere Rechenkapazität für die Auswertung, Interpretation bzw. Verarbeitung der Sensorrohdaten bzw. Sensordaten als auf der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung zur Verfügung. Somit können serverseitig deutlich größere Datenmengen verarbeitet werden, so dass Sensordaten bzw. Sensorrohdaten grundsätzlich mehr Zustandsinformationen für die jeweiligen geografischen Positionen bzw. Gebiete und damit verbunden auch komplexere Zusammenhänge ermittelt werden können.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus auch andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
