DE102018251774A1

DE102018251774A1 - Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018251774A1
Application number: DE102018251774.6A
Authority: DE
Inventors: Benedikt Lehnertz; Stefan Nordbruch; Manuel Carrara; Erik Herzhauser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2020-07-02
Also published as: CN111399498A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs innerhalb einer Flughafeninfrastruktur eines Flughafens, umfassend die folgenden Schritte:
- Empfangen von Umgebungssignalen, welche eine mittels einer Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik erfasste Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentieren,
- Erzeugen von Steuersignalen zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf den Umgebungssignalen,
- Ausgeben der erzeugten Steuersignale, um das Kraftfahrzeug basierend auf den erzeugten Steuersignalen zumindest teilautomatisiert innerhalb der Flughafeninfrastruktur zu führen.
Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs innerhalb einer Flughafeninfrastruktur eines Flughafens. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
Stand der Technik
Die Offenlegungsschrift DE 100 11 000 A1 offenbart ein Sicherheitssystem für Flughäfen.
Die Offenlegungsschrift EP 1 253 079 A2 offenbart ein Frachttransportsystem. Das bekannte Frachttransportsystem umfasst ein Schleppfahrzeug, das automatisch Führungslinien folgen und darauf fahren kann. Das Schleppfahrzeug umfasst einen Sensor zum Detektieren von Hindernissen. Bei Detektion eines Hindernisses stoppt das Schleppfahrzeug automatisch.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein Konzept zum effizienten zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs innerhalb einer Flughafeninfrastruktur eines Flughafens bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs innerhalb einer Flughafeninfrastruktur eines Flughafens bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:

- Empfangen von Umgebungssignalen, welche eine mittels einer Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik erfasste Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentieren,
- Erzeugen von Steuersignalen zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf den Umgebungssignalen,
- Ausgeben der erzeugten Steuersignale, um das Kraftfahrzeug basierend auf den erzeugten Steuersignalen zumindest teilautomatisiert innerhalb der Flughafeninfrastruktur zu führen.

Nach einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen.
Nach einem dritten Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer, beispielsweise durch die Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
Nach einem vierten Aspekt wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das Computerprogramm nach dem dritten Aspekt gespeichert ist.
Das hier beschriebene Konzept basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass die Umgebung des Kraftfahrzeugs mittels einer Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik überwacht wird. Basierend auf dieser Überwachung, also basierend auf den Umgebungssignalen, werden die Steuersignale zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs erzeugt und es werden die erzeugten Steuersignale ausgegeben.
Das heißt also insbesondere, dass das Kraftfahrzeug dann in vorteilhafter Weise basierend auf den erzeugten Steuersignalen effizient zumindest teilautomatisiert innerhalb der Flughafeninfrastruktur geführt werden kann.
Die Verwendung einer Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik zur Überwachung der Umgebung des Kraftfahrzeugs weist insbesondere den technischen Vorteil auf, dass die Umgebung des Kraftfahrzeugs effizient überwacht werden kann. Somit muss also das Kraftfahrzeug selbst nicht mehr mit einer eigenen Kraftfahrzeugumfeldsensorik ausgerüstet sein. Sofern das Kraftfahrzeug eine solche Kraftfahrzeugumfeldsensorik umfassen sollte, was gemäß einer Ausführungsform der Fall ist, so können die Umgebungssignale dieser Kraftfahrzeugumfeldsensorik effizient zusätzlich zu den Umgebungssignalen der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik für das Erzeugen der Steuersignale verwendet werden, was gemäß einer weiteren Ausführungsform der Fall ist.
Weiter kann eine Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik auch Bereiche einer Umgebung des Kraftfahrzeugs effizient erfassen, welche mittels einer Kraftfahrzeugumfeldsensorik nicht oder nur schwer erfasst werden können.
Somit können also mittels der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs detektiert werden, die mittels der Kraftfahrzeugumfeldsensorik selbst nicht detektiert werden können.
Somit kann zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt werden, dass eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit solchen Objekten effizient verhindert werden kann.
Zusammenfassend wird somit der technische Vorteil bewirkt, dass ein Konzept zum effizienten zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs innerhalb einer Flughafeninfrastruktur eines Flughafens bereitgestellt ist.
Eine Flughafeninfrastruktur im Sinne der Beschreibung umfasst gemäß einer Ausführungsform eine oder mehrere Flugzeugfahrbahnen.
Eine Flugzeugfahrbahn im Sinne der Beschreibung ist beispielsweise eine Landebahn, eine Startbahn oder eine Rollbahn.
Bei mehreren Flugzeugfahrbahnen sind diese beispielsweise gleich oder beispielsweise unterschiedlich.
Die Begriffe „Umgebung“ und „Umfeld“ können synonym verwendet werden.
Eine Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik im Sinne der Beschreibung umfasst gemäß einer Ausführungsform einen oder mehrere Umfeldsensoren.
Ein Umfeldsensor im Sinne der Beschreibung ist beispielsweise einer der folgenden Umfeldsensoren: Radarsensor, Lidarsensor, Videosensor, Drucksensor, Magnetfeldsensor, Infrarotsensor, Ultraschallsensor, Video-Stereo-Sensor, Lichtschrankensensor.
Umfeldsensoren der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik sind beispielsweise räumlich verteilt innerhalb der Flughafeninfrastruktur angeordnet.
Ein Umfeldsensor der Flughafeninfrastruktur ist beispielsweise stationär oder mobil angeordnet.
Ein mobil angeordneter Umfeldsensor ist beispielsweise an einem Fahrzeug angeordnet.
Bei einem solchen Fahrzeug handelt es sich zum Beispiel um ein Luftfahrzeug, beispielsweise um eine Drohne.
Nach einer Ausführungsform umfasst das Kraftfahrzeug eine Kraftfahrzeugumfeldsensorik.
Eine Kraftfahrzeugumfeldsensorik umfasst gemäß einer Ausführungsform einen oder mehrere Umfeldsensoren.
Ein Umfeldsensor der Kraftfahrzeugumfeldsensorik ist beispielsweise einer der Umfeldsensoren, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik beschrieben wurden.
Nach einer Ausführungsform repräsentieren die Umgebungssignale zusätzlich zu der mittels der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik erfassten Umgebung eine mittels der Kraftfahrzeuginfrastrukturumfeldsensorik erfasste Umgebung des Kraftfahrzeugs.
Das heißt also insbesondere, dass die Steuersignale sowohl basierend auf der mittels der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik erfassten Umgebung des Kraftfahrzeugs als auch basierend auf der mittels der Kraftfahrzeugumfeldsensorik erfassten Umgebung des Kraftfahrzeugs erzeugt werden.
Das Kraftfahrzeug wird gemäß einer Ausführungsform basierend auf Umgebungssignalen der Kraftfahrzeugumfeldsensorik zumindest teilautomatisiert geführt, wobei, wenn mittels der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik ein potentielles Kollisionsobjekt für das Kraftfahrzeug erfasst wird (allgemein in einem Notfall oder einer Sondersituation), das Kraftfahrzeug zusätzlich oder anstelle zu den Umgebungssignalen der Kraftfahrzeugumfeldsensorik basierend auf den Umgebungssignalen der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik zumindest teilautomatisiert geführt wird.
Ein Kraftfahrzeug im Sinne der Beschreibung ist beispielsweise ein Kraftwagen, ein Kraftrad oder eine Zugmaschine. Eine Zugmaschine kann auch als ein Zugfahrzeug bezeichnet werden. Ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Lastkraftwagen. Das Kraftfahrzeug zieht beispielsweise einen oder mehrere Wagen und/oder einen oder mehrere Anhänger. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Gepäcktransportfahrzeug. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeug ein Shuttle. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeug ein Tanklastwagen. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeug eines der folgenden Kraftfahrzeuge: Roboterkraftfahrzeug, Servicekraftfahrzeug, Bus, Logistikkraftfahrzeug, Treppenkraftfahrzeug, Leiterkraftfahrzeug.
Die Formulierung „zumindest teilautomatisiertes Steuern bzw. Führen“ umfasst die folgenden Fälle: Teilautomatisiertes Steuern bzw. Führen, hochautomatisiertes Steuern bzw. Führen, vollautomatisiertes Steuern bzw. Führen, fahrerloses Steuern bzw. Führen, Fernsteuern des Kraftfahrzeugs.
Teilautomatisiertes Steuern bzw. Führen bedeutet, dass in einem spezifischen Anwendungsfall (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss aber das automatische Steuern der Längs- und Querführung dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können.
Hochautomatisiertes Steuern bzw. Führen bedeutet, dass in einem spezifischen Anwendungsfall (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Bei Bedarf wird automatisch eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer zur Übernahme des Steuerns der Längs- und Querführung ausgegeben. Der Fahrer muss also potenziell in der Lage sein, das Steuern der Längs- und Querführung zu übernehmen.
Vollautomatisiertes Steuern bzw. Führen bedeutet, dass in einem spezifischen Anwendungsfall (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. In dem spezifischen Anwendungsfall ist der Fahrer nicht erforderlich.
Fahrerloses Steuern bzw. Führen bedeutet, dass unabhängig von einem spezifischen Anwendungsfall (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Die Längs- und Querführung des Fahrzeugs werden somit zum Beispiel bei allen Straßentypen, Geschwindigkeitsbereichen und Umweltbedingungen automatisch gesteuert. Die vollständige Fahraufgabe des Fahrers wird somit automatisch übernommen. Der Fahrer ist somit nicht mehr erforderlich. Das Kraftfahrzeug kann also auch ohne Fahrer von einer beliebigen Startposition zu einer beliebigen Zielposition fahren. Potentielle Probleme werden automatisch gelöst, also ohne Hilfe des Fahrers.
Ein Fernsteuern des Kraftfahrzeugs bedeutet, dass eine Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs ferngesteuert werden. Das heißt beispielsweise, dass Fernsteuerungssignale zum Fernsteuern der Quer- und Längsführung an das Kraftfahrzeug gesendet werden. Das Fernsteuern wird zum Beispiel mittels einer Fernsteuerungseinrichtung durchgeführt.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Flughafeninfrastruktur eine oder mehrere Flugzeugfahrbahnen umfasst, wobei die Umgebungssignale die eine oder die mehreren mittels der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik erfassten Flugzeugfahrbahnen repräsentieren, wobei die Umgebungssignale verarbeitet werden, um ein Objekt auf einer ersten Flugzeugfahrbahn zu detektieren, wobei bei Detektion eines Objekts auf der ersten Flugzeugfahrbahn basierend auf den Umgebungssignalen die Steuersignale basierend auf dem detektierten Objekt erzeugt werden, um eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem detektierten Objekt zu vermeiden.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem detektierten Objekt effizient vermieden werden kann.
Ein Objekt im Sinne der Beschreibung ist beispielsweise eines der folgenden Objekte: weiteres Kraftfahrzeug, Flugzeug, Person, Fußgänger, Radfahrer, Element der Flughafeninfrastruktur.
Ein Element der Flughafeninfrastruktur (Infrastrukturelement der Flughafeninfrastruktur) ist beispielsweise eines der folgenden Elemente: Gebäude, Strommast, Mast, Pfahl, Laternenpfahl, Hangar, eine Zugangsbrücke oder eine Zugangstreppe zum Besteigen oder Verlassen eines Flugzeugs (im Englischen auch „Gangway“ genannt).
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein oder mehrere momentane und/oder zukünftige kinematische Größen des detektierten Objekts ermittelt werden, wobei die Steuersignale basierend auf der oder den ermittelten kinematischen Größen erzeugt werden.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Steuersignale effizient erzeugt werden können.
Eine kinematische Größe im Sinne der Beschreibung ist beispielsweise eine der folgenden kinematischen Größen: Ort, Geschwindigkeit, Verzögerung bzw. Beschleunigung.
Eine zukünftige kinematische Größe entspricht beispielsweise einer prädizierten kinematischen Größe. Das heißt also insbesondere, dass eine oder mehrere kinematischen Größen des detektierten Objekts prädiziert werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das detektierte Objekt nach Objekttyp klassifiziert wird, wobei die Steuersignale basierend auf dem dem Klassifizieren entsprechenden Objekttyp erzeugt werden.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Steuersignale effizient erzeugt werden können. Das heißt also, dass für das zumindest teilautomatisierte Führen des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird, um was für ein Objekt es sich bei dem detektierten Objekt handelt. Ein Objekttyp ist beispielsweise: Flugzeug, Infrastrukturelement der Flughafeninfrastruktur, Kraftfahrzeug, Person, Radfahrer, Fußgänger.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenn das Objekt als ein Flugzeug klassifiziert wurde, das detektierte Flugzeug nach Flugzeugtyp klassifiziert wird, wobei basierend auf dem dem Klassifizieren entsprechenden Flugzeugtyp eine Mindestzeitdauer ermittelt wird, welche das Kraftfahrzeug mindestens warten muss, bevor es die erste Flugzeugfahrbahn oder eine die erste Flugzeugfahrbahn kreuzende oder in die erste Flugzeugfahrbahn einmündende zweite Flugzeugfahrbahn befährt, wobei die Steuersignale basierend auf der ermittelten Zeitdauer erzeugt werden, um bei einem zumindest teilautomatisierten Steuern der Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf den erzeugten Steuersignalen das Kraftfahrzeug derart zu führen, dass das Kraftfahrzeug mindestens die ermittelte Zeitdauer abwartet, bevor es die entsprechende Flugzeugfahrbahn befährt.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenn das Objekt als ein Flugzeug klassifiziert wurde, das detektierte Flugzeug nach Flugzeugtyp klassifiziert wird, wobei basierend auf dem dem Klassifizieren entsprechenden Flugzeugtyp ein Mindestabstand ermittelt wird, welchen das Kraftfahrzeug mindestens zu der ersten Flugzeugfahrbahn oder zu einer die erste Flugzeugfahrbahn kreuzende oder zu einer in die erste Flugzeugfahrbahn einmündende zweite Flugzeugfahrbahn einhalten muss, wobei die Steuersignale basierend auf dem ermittelten Mindestabstand erzeugt werden, um bei einem zumindest teilautomatisierten Steuern der Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf den erzeugten Steuersignalen das Kraftfahrzeug derart zu führen, dass das Kraftfahrzeug mindestens den ermittelten Mindestabstand zu der entsprechenden Flugzeugfahrbahn einhält.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Steuersignale effizient erzeugt werden können. Insbesondere wird dadurch der technische Vorteil bewirkt, dass Wirbelschleppen, die hinter einem Flugzeug auftreten können, effizient bei dem zumindest teilautomatisierten Führen des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden können.
Weiter wird dadurch der technische Vorteil bewirkt, dass eine Gefährdung des Kraftfahrzeugs durch solche Wirbelschleppen effizient vermieden bzw. verhindert werden können.
Eine Wirbelschleppe wird im Englischen auch als ein „jetblast“ bezeichnet.
In der Regel ist es so, dass größere Flugzeuge bzw. Flugzeuge mit leistungsstärkeren Motoren, Wirbelschleppen mit einem höheren Gefährdungspotenzial erzeugen als kleinere Flugzeuge bzw. Flugzeuge mit weniger leistungsfähigen Flugzeugmotoren.
Dieser Umstand wird gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform insofern berücksichtigt, als die Mindestzeitdauer abhängig vom Flugzeugtyp ermittelt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ermitteln ein Ausgeben von Flugzeugtypsignalen umfasst, welche den dem Klassifizieren entsprechenden Flugzeugtyp repräsentieren, um die Mindestzeitdauer aus einer Datenbank auszulesen, in welcher für verschiedene Flugzeugtypen eine oder mehrere Mindestzeitdauern gespeichert sind, und wobei das Ermitteln ein Empfangen von Mindestzeitdauersignalen umfasst, welche die dem Flugzeugtyp entsprechende Mindestzeitdauer repräsentieren.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Mindestzeitdauer effizient ermittelt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass die Mindestzeitdauer aus einer Datenbank ausgelesen wird.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Flughafenbetriebsdaten empfangen werden, wobei die Steuersignale basierend auf den Flughafenbetriebsdaten erzeugt werden.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Steuersignale effizient erzeugt werden können.
Flughafenbetriebsdaten bezeichnen insbesondere Daten, welche für einen Betrieb des Flughafens benötigt bzw. verwendet werden.
Flughafenbetriebsdaten im Sinne der Beschreibung umfassen beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Daten: Flugplanungsdaten, Operatordaten, Wetterdaten.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt mittels der Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt ausgeführt wird.
Technische Funktionalitäten der Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt ergeben sich analog aus entsprechenden technischen Funktionalitäten des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt und umgekehrt.
Das heißt also insbesondere, dass sich Vorrichtungsmerkmale aus entsprechenden Verfahrensmerkmalen und umgekehrt ergeben.
Das Verfahren ist gemäß einer Ausführungsform ein computergestütztes Verfahren.
Die Abkürzung „bzw.“ steht für „beziehungsweise“.
Die Formulierung „beziehungsweise“ umfasst insbesondere die Formulierung „respektive“.
Die Formulierung „respektive“ umfasst insbesondere die Formulierung „und/oder“.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs innerhalb einer Flughafeninfrastruktur eines Flughafens,
2 eine Vorrichtung,
3 ein maschinenlesbares Speichermedium und
4 bis 8 jeweils ein Szenario, in welchem ein Kraftfahrzeug zumindest teilautomatisiert innerhalb einer Flughafeninfrastruktur eines Flughafens geführt wird.

Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs innerhalb einer Flughafeninfrastruktur eines Flughafens, umfassend die folgenden Schritte:

- Empfangen 101 von Umgebungssignalen, welche eine mittels einer Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik erfasste Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentieren,
- Erzeugen 103 von Steuersignalen zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf den Umgebungssignalen,
- Ausgeben 105 der erzeugten Steuersignale, um das Kraftfahrzeug basierend auf den erzeugten Steuersignalen zumindest teilautomatisiert innerhalb der Flughafeninfrastruktur zu führen.

2 zeigt eine Vorrichtung 201.
Die Vorrichtung 201 ist eingerichtet, alle Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
Die Vorrichtung 201 umfasst einen Eingang 203, welcher eingerichtet ist, Umgebungssignale zu empfangen, welche eine mittels einer Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik erfasste Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentieren.
Die Vorrichtung 201 umfasst weiter einen Prozessor 205, welcher eingerichtet ist, Steuersignale zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf den Umgebungssignalen zu erzeugen.
Die Vorrichtung 201 umfasst weiter einen Ausgang 207, welcher eingerichtet ist, die erzeugten Steuersignale auszugeben, um das Kraftfahrzeug basierend auf den erzeugten Steuersignalen zumindest teilautomatisiert innerhalb der Flughafeninfrastruktur zu führen.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform sind anstelle des einen Prozessors 205 mehrere Prozessoren vorgesehen.
Allgemein ist vorgesehen, dass Daten bzw. Signale, welche empfangen werden, mittels des Eingangs 203 empfangen werden.
3 zeigt ein maschinenlesbares Speichermedium 301.
Auf dem maschinenlesbaren Speichermedium 301 ist ein Computerprogramm 303 gespeichert.
Das Computerprogramm 303 umfasst Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms 303 durch einen Computer, beispielsweise durch die Vorrichtung 201 gemäß 2, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
4 bis 8 zeigen jeweils ein Szenario, in welchem ein Kraftfahrzeug innerhalb einer Flughafeninfrastruktur eines Flughafens zumindest teilautomatisiert geführt wird.
Gemäß 4 ist ein Flughafen 401 gezeigt, wobei der Flughafen 401 eine Flughafeninfrastruktur 403 umfasst.
Die Flughafeninfrastruktur 403 umfasst eine erste Flugzeugfahrbahn 405, die bezogen auf die Papierebene von unten nach oben verläuft.
Die Flughafeninfrastruktur 403 umfasst weiter eine zweite Flugzeugfahrbahn 407, die bezogen auf die Papierebene von links nach rechts verläuft.
Die erste Flugzeugfahrbahn 405 mündet in die zweite Flugzeugfahrbahn 407 ein.
Die erste Flugzeugfahrbahn 405 ist beispielsweise eine Rollbahn. Die zweite Flugzeugfahrbahn 407 ist beispielsweise eine Start- und/oder Landebahn.
Ein Kraftfahrzeug 409 fährt auf einer von der Flughafeninfrastruktur 403 umfasste Fahrbahn 411, welche unter anderem bezogen auf die Papierebene von oben nach unten verläuft.
Eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 409 ist symbolisch mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 413 gekennzeichnet.
Bezogen auf die Fahrtrichtung 413 befindet sich das Kraftfahrzeug 409 vor der zweiten Flugzeugfahrbahn 407. Das Kraftfahrzeug 409 will also die zweite Flugzeugfahrbahn 407 überqueren, um zu einem Gebäude 415 zu fahren, welches sich bezogen auf die Fahrtrichtung 413 hinter der zweiten Flugzeugfahrbahn 407 befindet.
Neben dem Gebäude 415 befindet sich ein erstes Flugzeug 417.
Bei dem Gebäude 415 kann es sich beispielsweise um eine Abfertigungshalle handeln. Bei dem Gebäude 415 kann es sich beispielsweise um eine Frachthalle handeln.
Das Kraftfahrzeug 409 transportiert beispielsweise Gepäckstücke, allgemein Fracht, zum Gebäude 415. Das Kraftfahrzeug 409 transportiert beispielsweise Passagiere zum Gebäude 415.
In der Regel werden Flugzeugfahrbahnen eines Flughafens von Flugzeugen verwendet, sodass sichergestellt werden muss, dass das Kraftfahrzeug 409 beim Überqueren der zweiten Flugzeugfahrbahn 407 nicht durch ein solches Flugzeug gefährdet wird bzw. ein solches Flugzeug gefährdet.
5 zeigt ein Szenario, gemäß welchem ein zweites Flugzeug 501 auf der ersten Flugzeugfahrbahn 405 rollt. Das zweite Flugzeug 501 will nach rechts in die zweite Flugzeugfahrbahn 407 einbiegen. Eine entsprechende Trajektorie des zweiten Flugzeugs 501 ist symbolisch mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 503 gekennzeichnet.
Weiter befindet sich ein drittes Flugzeug 505 auf der zweiten Flugzeugfahrbahn 407 bezogen auf die Fahrtrichtung 413 des Kraftfahrzeugs 409 links vom Kraftfahrzeug 409.
Somit muss also das Kraftfahrzeug 409 zumindest teilautomatisiert derart geführt werden, dass bei einem Überqueren der zweiten Flugzeugfahrbahn 407 das Kraftfahrzeug 409 nicht mit dem in die zweite Flugzeugfahrbahn 407 einbiegenden ersten Flugzeug 501 kollidiert.
Weiter kann eine Gefahr durch Wirbelschleppen entstehen, die von dem dritten Flugzeug 505 erzeugt werden.
Dies zeigt beispielhaft die 6. Die Wirbelschleppen sind symbolisch gezeichnet und mit dem Bezugszeichen 601 gekennzeichnet.
Wenn also das Kraftfahrzeug 409 bei einem Überqueren der zweiten Flugzeugfahrbahn 407 in die Wirbelschleppe 601 gerät, könnte es dadurch Schaden nehmen.
Das hier beschriebene Konzept beruht nun darauf, dass eine Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik umfassend einen oder mehrere Umfeldsensoren verwendet wird, um die Flugzeugfahrbahnen 405, 407 zu überwachen.
Dies zeigt beispielhaft die 7.
Gemäß 7 ist ein Radarsensor 701 als Beispiel für einen Umfeldsensor vorgesehen. Dieser erfasst über Radarwellen 703 das zweite Flugzeug 501. Das heißt also, dass der Radarsensor 701 das zweite Flugzeug 501 detektieren kann.
Mit diesem Wissen wird dann das Kraftfahrzeug 409 entsprechend zumindest teilautomatisiert geführt.
Zum Beispiel ist vorgesehen, dass eine Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs 409 zumindest teilautomatisiert derart gesteuert wird, dass das Kraftfahrzeug 409 bezogen auf die Fahrtrichtung 413 vor der zweiten Flugzeugfahrbahn 407 wartet, bis das zweite Flugzeug 501 das Kraftfahrzeug 409 passiert hat.
Beispielsweise ist vorgesehen, dass mittels eines weiteren hier nicht gezeigten Umfeldsensors das in 6 gezeigte dritte Flugzeug 505 erfasst, wobei basierend auf der Erfassung ein Flugzeugtyp ermittelt bzw. bestimmt wird. Basierend auf dem ermittelten Flugzeugtyp wird eine Mindestzeitdauer ermittelt, welche das Kraftfahrzeug 409 mindestens warten muss, bevor es die zweite Flugzeugfahrbahn 407 überquert.
Somit kann effizient vermieden werden, dass das Kraftfahrzeug 409 in die Wirbelschleppe 601 gerät. Insbesondere ist die ermittelte Mindestzeitdauer derart, dass die Wirbelschleppe 601 ausreichend abgeschwächt ist, damit das Kraftfahrzeug 409 gefahrlos die zweite Flugzeugfahrbahn 407 überqueren kann.
8 zeigt als Ergänzung zu dem Szenario gemäß 7 einen zweiten Radarsensor 801, der ebenfalls mittels Radarwellen 803 das zweite Flugzeug 501 erfassen kann.
Ausführungen, die im Zusammenhang mit dem ersten Radarsensor 701 gemacht sind, gelten analog für den zweiten Radarsensor 801 und umgekehrt.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass die Radarsensoren 701, 801 lediglich als Beispiele für Umfeldsensoren einer Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik stehen.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform sind anstelle oder zusätzlich zu den Radarsensoren weitere Umfeldsensoren zur Überwachung der Flugzeugfahrbahnen 405, 407 vorgesehen, wobei es sich bei diesen weiteren Umfeldsensoren um die vorstehend beschriebenen Umfeldsensoren handeln kann.
Zusammenfassend wird durch das hier beschriebene Konzept insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine zumindest teilautomatisiert geführte Fahrt eines Kraftfahrzeugs innerhalb einer Flughafeninfrastruktur eines Flughafens effizient abgesichert wird. Dies wird insbesondere dadurch bewirkt, dass ein solches Kraftfahrzeug keine Fahrtwege eines Flugzeugs kreuzen bzw. blockieren darf. Weiter wird insbesondere verhindert, dass ein solches Kraftfahrzeug nicht in eine Wirbelschleppe eines startenden oder landenden Flugzeugs gerät.
Insbesondere ist also vorgesehen, dass ein vorbestimmter Mindestabstand bzw. eine vorbestimmte Mindestabstandszeit (die vorstehend beschriebene Mindestzeitdauer) zu einer Wirbelschleppe eingehalten wird bzw. gewartet wird, bis das Kraftfahrzeug die Flugzeugfahrbahn befahren darf.
Das hier beschriebene Konzept basiert also darauf, dass ein zumindest teilautomatisiert geführter Fahrprozess eines Kraftfahrzeugs durch die Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik unterstützt wird.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik ein oder mehrere Fahrwege der Flugzeuge und/oder des Kraftfahrzeugs überwacht wird.
Die Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik ist also insbesondere eingerichtet, Flugzeugfahrbahnen zu überwachen bzw. zu erfassen.
Die erfassten Flugzeugfahrbahnen werden analysiert, um ein oder mehrere Objekte, die sich auf den Flugzeugfahrbahnen befinden, zu detektieren.
Entsprechend ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass das oder die detektierten Objekte klassifiziert werden. Das heißt also, dass insbesondere ermittelt wird, ob es sich bei einem detektierten Objekt um ein Flugzeug oder ein weiteres Kraftfahrzeug handelt. Das heißt also, dass ein detektiertes Objekt nach Objekttyp klassifiziert wird.
Wird ein fahrendes bzw. sich bewegendes Objekt auf einer Flugzeugfahrbahn erkannt bzw. detektiert, dann ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs derart gesteuert wird, dass das Kraftfahrzeug nicht die Fahrbahn befährt, auf welcher sich das detektierte Objekt befindet, oder diejenige Fahrbahn befährt, welche die Flugzeugfahrbahn, auf welcher sich das detektierte Objekt befindet, kreuzt oder in diese einmündet.
Dies insbesondere so lange nicht, bis das detektierte Objekt das Kraftfahrzeug passiert hat.
Die Umfeldsensoren der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik sind insbesondere räumlich verteilt im Umfeld der Flugzeugfahrbahnen angeordnet.
In einer Ausführungsform wird analysiert, wie schnell und/oder in welche Richtung sich ein detektiertes Objekt bewegt. Das heißt also insbesondere, dass ermittelt wird, ab wann eine Flugzeugfahrbahn nicht mehr frei ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein detektiertes Objekt klassifiziert. Das heißt also insbesondere, dass basierend auf den Umgebungssignalen ermittelt wird, um was für ein Objekt es sich handelt. Ein Objekt kann beispielsweise ein weiteres Kraftfahrzeug oder ein Flugzeug sein.
Das Klassifizieren wird gemäß einer Ausführungsform basierend auf einer Musteranalyse durchgeführt. Das heißt also beispielsweise, dass das detektierte Objekt mit Referenzobjekten verglichen wird.
Die Musteranalyse umfasst beispielsweise eine künstliche Intelligenz-Analyse und/oder eine klassische Analyse.
Nach einer Ausführungsform umfasst das Klassifizieren ein Analysieren bzw. Ermitteln bzw. Suchen von spezifischen Merkmalen. Basierend auf den gefundenen bzw. ermittelten spezifischen Merkmalen kann beispielsweise effizient ein Objekt nach Objekttyp klassifiziert werden.
Spezifische Merkmale sind beispielsweise eine Anzahl von Rädern und eine Anzahl von Achsen.
So weist ein Flugzeug in der Regel mehr Räder auf als ein Kraftfahrzeug.
Beispielsweise umfasst das Klassifizieren eine zumindest teilautomatisierte bzw. automatisierte Kommunikation zwischen der Flughafeninfrastruktur und dem detektierten Objekt, also beispielsweise dem Flugzeug.
Analog zu einer „Car2X“ kann eine solche Kommunikation als eine „Flugzeug2X“-Kommunikation bezeichnet werden.
Das heißt also insbesondere, dass das erkannte Objekt, beispielsweise das Flugzeug, selbst der Flughafeninfrastruktur mitteilen kann, was für ein Flugzeugtyp das Flugzeug ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird bei einem klassifizierten Flugzeug eine Analyse des Flugzeugtyps und damit eine Gefahr durch Wirbelschleppen (Stichwort: „Jetblast“-Gefahr) ermittelt. Zum Beispiel wird aus einer Datenbank ausgelesen, wie groß ein Mindestabstand zum startenden bzw. landenden Flugzeug sein muss und wie lange die Wirbelschleppe andauert. Eine Klassifikation kann beispielsweise sein, dass das Flugzeug als ein „Airbus 380“ klassifiziert wird.
In Abhängigkeit der aus der Datenbank ausgelesenen Daten (Mindestabstand und/oder Mindestzeitdauer) wird die Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs zumindest teilautomatisiert derart gesteuert, dass das Kraftfahrzeug die Flugzeugfahrbahn so lange nicht überquert bzw. befährt, bis eine sichere Fahrt ermöglicht ist.
In einer weiteren Ausführungsform werden zusätzliche Daten, wie z.B. Flugplanungsdaten, Operatordaten, Wetterdaten für die Analysen bzw. Freigaben bzw. für das Erzeugen der Steuersignale, mit einbezogen bzw. verwendet. Diese zusätzlichen Daten sind die vorstehend beschriebenen Fl ughafenbetriebsdaten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10011000 A1 [0002]
EP 1253079 A2 [0003]

Claims

Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs (409) innerhalb einer Flughafeninfrastruktur (403) eines Flughafens (401), umfassend die folgenden Schritte: - Empfangen (101) von Umgebungssignalen, welche eine mittels einer Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik (701; 801) erfasste Umgebung des Kraftfahrzeugs (409) repräsentieren, - Erzeugen (103) von Steuersignalen zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs (409) basierend auf den Umgebungssignalen, - Ausgeben (105) der erzeugten Steuersignale, um das Kraftfahrzeug (409) basierend auf den erzeugten Steuersignalen zumindest teilautomatisiert innerhalb der Flughafeninfrastruktur (403) zu führen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Flughafeninfrastruktur (403) eine oder mehrere Flugzeugfahrbahnen (405, 407) umfasst, wobei die Umgebungssignale die eine oder die mehreren mittels der Flughafeninfrastrukturumfeldsensorik (701; 801) erfassten Flugzeugfahrbahnen (405, 407) repräsentieren, wobei die Umgebungssignale verarbeitet werden, um ein Objekt auf einer ersten Flugzeugfahrbahn (405) zu detektieren, wobei bei Detektion eines Objekts auf der ersten Flugzeugfahrbahn (405) basierend auf den Umgebungssignalen die Steuersignale basierend auf dem detektierten Objekt erzeugt werden, um eine Kollision des Kraftfahrzeugs (409) mit dem detektierten Objekt zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein oder mehrere momentane und/oder zukünftige kinematische Größen des detektierten Objekts ermittelt werden, wobei die Steuersignale basierend auf der oder den ermittelten kinematischen Größen erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das detektierte Objekt nach Objekttyp klassifiziert wird, wobei die Steuersignale basierend auf dem dem Klassifizieren entsprechenden Objekttyp erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei, wenn das Objekt als ein Flugzeug klassifiziert wurde, das detektierte Flugzeug nach Flugzeugtyp klassifiziert wird, wobei basierend auf dem dem Klassifizieren entsprechenden Flugzeugtyp eine Mindestzeitdauer ermittelt wird, welche das Kraftfahrzeug (409) mindestens warten muss, bevor es die erste Flugzeugfahrbahn oder eine die erste Flugzeugfahrbahn (405) kreuzende oder in die erste Flugzeugfahrbahn (405) einmündende zweite Flugzeugfahrbahn (407) befährt, wobei die Steuersignale basierend auf der ermittelten Zeitdauer erzeugt werden, um bei einem zumindest teilautomatisierten Steuern der Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs (409) basierend auf den erzeugten Steuersignalen das Kraftfahrzeug (409) derart zu führen, dass das Kraftfahrzeug mindestens die ermittelte Zeitdauer abwartet, bevor es die entsprechende Flugzeugfahrbahn befährt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Ermitteln ein Ausgeben von Flugzeugtypsignalen umfasst, welche den dem Klassifizieren entsprechenden Flugzeugtyp repräsentieren, um die Mindestzeitdauer aus einer Datenbank auszulesen, in welcher für verschiedene Flugzeugtypen eine oder mehrere Mindestzeitdauern gespeichert sind, und wobei das Ermitteln ein Empfangen von Mindestzeitdauersignalen umfasst, welche die dem Flugzeugtyp entsprechende Mindestzeitdauer repräsentieren.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Flughafenbetriebsdaten empfangen werden, wobei die Steuersignale basierend auf den Flughafenbetriebsdaten erzeugt werden.
Vorrichtung (201), die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche auszuführen.
Computerprogramm (303), umfassend Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms (303) durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium (301), auf dem das Computerprogramm (303) nach Anspruch 9 gespeichert ist.