DE102019003786A1

DE102019003786A1 - Verfahren zur Kommunikation einer Ampel mit einem Fahrzeug, insbesondere einem autonom fahrenden Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019003786A1
Application number: DE102019003786.3A
Authority: DE
Inventors: Tim Borowski
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation einer Ampel mit einem Fahrzeug, insbesondere ein autonom fahrendes Fahrzeug, bei welchem drahtlos ein Signal (7) von der Ampel (3, 23, 25, 27) an das Fahrzeug (1) ausgesendet wird, wobei das Signal (7) eine spezifische Kennung der Ampel umfasst. Bei einem Verfahren, bei welchem eine zuverlässige Erkennung eines Ampelstatus durch ein autonom fahrendes Fahrzeug jederzeit möglich ist, wird als Signal (7) ein unsichtbares Lichtsignal und/oder ein unhörbares akustisches Signal ausgesendet, wobei die spezifische Kennung des Lichtsignals bzw. des akustischen Signals eine optische und/oder akustische Differenzierung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation einer Ampel mit einem Fahrzeug, insbesondere einem autonom fahrenden Fahrzeug, bei welchem drahtlos ein Signal von der Ampel an das Fahrzeug ausgesendet wird, wobei das Signal eine spezifische Kennung der Ampel umfasst.
Aus der EP 2 473 391 B1 ist ein Verfahren zur Übertragung von Daten von einer streckenseitigen Einrichtung an ein Fahrzeug bekannt, bei welchem von der streckenseitigen Einrichtung ein Lichtsignal an das Fahrzeug übermittelt wird, wobei die zu übertragenden Daten eine die streckenseitige Einrichtung identifizierende Kennung umfassen. Die mittels des Lichtsignales empfangene Kennung wird seitens des Fahrzeuges mit einer erwarteten Kennung verglichen. Nachteilig dabei ist, dass das Lichtsignal teilweise verdeckt werden kann oder die Farben falsch interpretiert werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Kommunikation einer Ampel mit einem Fahrzeug anzugeben, bei welchem eine zuverlässige Erkennung eines Ampelstatus durch ein autonom fahrendes Fahrzeug jederzeit möglich ist.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass als Signal ein unsichtbares Lichtsignal und/oder ein unhörbares akustisches Signal ausgesendet wird, wobei die spezifische Kennung des Lichtsignals bzw. des akustischen Signals eine optische und/oder akustische Differenzierung aufweist. Dies hat den Vorteil, dass jederzeit eine sichere Erkennung des Ampellichtstatus durch das Fahrzeug ermöglicht wird. Da das Lichtsignal für das menschliche Auge nicht sichtbar und das akustische Signal für das menschliche Ohr nicht hörbar ist, wird eine Beeinträchtigung des Wohlbefindens der Fahrzeuginsassen zuverlässig unterbunden. Dieses Signal der Ampel dienen allein der Kommunikation der Ampel mit dem Fahrzeug.
Vorteilhafterweise erfolgt die Differenzierung der spezifischen Kennung des Lichtsignals über eine Wellenlänge oder eine Frequenz. Dadurch lassen sich eine Vielfalt von spezifischen Kennungen des Lichtsignals erzeugen.
In einer Ausgestaltung erfolgt die Differenzierung der spezifischen Kennung des akustischen Signals über eine Frequenz und /oder eine Amplitude. Auch hieraus lassen sich eine große Anzahl von unterschiedlichen Kennungen des akustischen Signals erzeugen.
In einer Variante umfasst die spezifische Kennung des Signals der Ampel eine Zuordnung der Ampel zu einer Fahrspur. Durch die Erfassung des Ampelstatus bei gleichzeitiger Zuordnung zur Fahrspur wird die Navigation einer Fahrtroute und das Steuern des Fahrverhaltens des Fahrzeuges erleichtert.
In einer Ausführungsform umfasst die spezifische Kennung eine Ampelfarbe und/oder einen Zeitstempel und /oder einen Zeitraum bis zu einem Wechsel zu einer weiteren angegebenen Ampelfarbe. Dadurch kann ein Verkehrsfluss von Fahrzeugen besser reguliert werden.
Vorteilhafterweise wird die spezifische Kennung der Ampel in Kartendaten eines Navigationssystems des Fahrzeuges zur genauen Zuordnung der Ampel zum Fahrzeug hinterlegt. Somit wird die Ampel zuverlässig erkannt, welche dem Fahrzeug am Nächsten liegt und für die Fahrtroute des Fahrzeuges unmittelbar von Bedeutung ist.
In einer einfachen Ausgestaltung wird eine Anzahl der von dem Fahrzeug empfangenen spezifischen Kennungen der Ampeln über eine Positionsortung des Fahrzeuges reduziert. Dadurch lässt sich genau feststellen, welche Ampel dem Fahrzeug am nächsten liegt.
In einer weiteren Variante übersendet das, das Ampelsignal empfangende Fahrzeug den empfangenen Ampellichtstatus an einen Server zur Steuerung eines Verkehrsflusses und einer Navigation und/oder an ein nachfolgendes Fahrzeug, welches keinen Blick auf die Ampel hat. Dadurch kann allen Fahrzeugen rechtzeitig mitgeteilt werden, dass diese sich einer Ampel nähern. Dies vermeidet Unfälle und ermöglicht eine Vereinfachung der Kommunikation zwischen Ampel und Fahrzeugen.
In einer weiteren Ausführungsform wird als unsichtbares Lichtsignal ein Infrarotsignal und/oder als akustisches Signal ein Ultraschallsignal verwendet. Somit können selbst verdeckte Ampeln zuverlässig erfasst werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein Ausführungsbeispiel für eine Zuordnung von Ampeln zu Fahrspuren

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dabei nähert sich ein autonom fahrendes Fahrzeug 1 einer Ampel 3 an. Die Ampel 3 verfügt über Lichtquellen 5, welche Licht im sichtbaren Bereich in den üblichen Farben Rot, Grün und Gelb aussenden. Darüber hinaus weist jede Lichtquelle 5 eine nicht weiter dargestellte Lichtquelle auf, die ein Signal 7 im Infrarotbereich aussendet. Dieses Signal 7 wird von einer Kamera 9 des Fahrzeuges 1 detektiert. Mittels dieses Signals 7 im Infrarotbereich findet eine C2X-Kommunikation zwischen der Ampel 3 und dem Fahrzeug 1 statt, bei welcher Daten von der Ampel 3 zu dem Fahrzeug 1 übertragen werden. Insbesondere findet hier eine Visual light communication (VLC) statt.
Alternativ oder zusätzlich können die Daten von der Ampel 3 zu dem Fahrzeug auch mittels Ultraschall übertragen werden. In den Lichtquellen 5 sind dann nicht weiter gezeigte Ultraschallerzeuger enthalten, die die entsprechenden Ultraschallsignale aussendet. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Außenmikrofon 11, welches die Ultraschallsignale detektiert.
Sowohl die Kamera 9 als auch das Außenmikrofon 11 sind mit einem Steuergerät 13 des Fahrzeuges 1 verbunden, in welchem diese empfangenen Signale ausgewertet werden. Die Ergebnisse der Auswertung des Steuergerätes 13 können zur allgemeinen Verkehrssteuerung von einer Sende-/Empfangseinrichtung 15 an eine Cloud 17 drahtlos ausgegeben werden. Auch ist eine Übersendung der Auswertesignale 19 an nachfolgende Fahrzeuge 21 möglich.
Die von den Lichtquellen 5 der Ampel 3 ausgesendeten Infrarot- bzw. Ultraschallsignale umfassen eine spezifische Kennung der Ampel 3, um diese identifizieren zu können. Diese Kennung beinhaltet einen Zeitstempel, wann das Signal 7 ausgegeben wurde. Gleichzeitig ist eine Statusinformation enthalten, welche die Farbe der im sichtbaren Bereich angezeigten Ampelfarbe enthält und in welcher Zeit von der angezeigten Ampelfarbe in die darauffolgende Ampelfarbe gewechselt wird. Weiterhin sind Position, Höhe und zugeordnete Fahrspuren ggf. über Geofence mit GPS-Positionen beschrieben Im vorgegebenen Beispiel ist die Statusfarbe Gelb und es wird ein Wechsel zur Statusfarbe Grün in einer Sekunde angezeigt.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Zuordnung von mehreren Ampeln 3, 23, 25, 27 zu mehreren Fahrspuren A, B, C, wie diese an Straßenkreuzungen auftreten. Jede spezifische Kennung der Ampeln 3, 23, 25, 27 enthält eine Zuordnung zu einer der Fahrspuren A, B, C. Die Ampel 3 ist in der spezifischen Kennung der Fahrspur A zugeordnet und zeigt aktuell die Statusfarbe Gelb an, welche nach Ablauf von einer Sekunde in die Statusfarbe Grün wechselt. Die spezifische Kennung der Ampel 23 umfasst die Zuordnung zu der Fahrspur B und enthält die aktuelle Statusfarbe Rot, die innerhalb von 5 Sekunden in die Statusfarbe Gelb wechselt. Die Ampeln 25 und 27 sind in der jeweiligen spezifischen Kennung der Fahrspur C zugeordnet, welche eine Geradeausfahrt und ein rechts abbiegen ermöglicht. Die Ampel 25 regelt dabei die Geradeausfahrt, während die Ampel 27 das rechts abbiegen steuert. So enthält die spezifische Kennung der Ampel 25 die aktuelle Statusfarbe Rot, die nach Ablauf von 5 Sekunden in die Statusfarbe Gelb wechselt. Die spezifische Kennung der Ampel 27 beinhaltet die aktuelle Statusfarbe Grün, die nach Ablauf von 10 Sekunden in die Statusfarbe Gelb wechseln wird.
Die beschriebene Lösung ist nicht nur für Verkehrsampeln, sondern für jede Art von Lichtsignalanlagen einsetzbar.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
3: Ampel
5: Lichtquelle
7: Signal
9: Kamera
11: Außenmikrofon
13: Steuergerät
15: Sende-/Empfangseinrichtung
17: Cloud
19: Auswertesignal
21: Fahrzeug
23: Ampel
25: Ampel
27: Ampel
A: Fahrspur
B: Fahrspur
C: Fahrspur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2473391 B1 [0002]

Claims

Verfahren zur Kommunikation einer Ampel mit einem Fahrzeug, insbesondere ein autonom fahrendes Fahrzeug, bei welchem drahtlos ein Signal (7) von der Ampel (3, 23, 25, 27) an das Fahrzeug (1) ausgesendet wird, wobei das Signal (7) eine spezifische Kennung der Ampel umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass als Signal (7) ein unsichtbares Lichtsignal und/oder ein unhörbares akustisches Signal ausgesendet wird, wobei die spezifische Kennung des Lichtsignals bzw. des akustischen Signals eine optische und/oder akustische Differenzierung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzierung der spezifischen Kennung des Lichtsignals über eine Wellenlänge oder eine Frequenz erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzierung der spezifischen Kennung des akustischen Signals über eine Frequenz und /oder eine Amplitude erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Kennung des Signals (7) der Ampel (3) eine Zuordnung der Ampel (3, 23, 25, 27) zu einer Fahrspur (A, B, C) umfasst.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Kennung eine Ampelfarbe und/oder einen Zeitstempel und /oder einen Zeitraum bis zu einem Wechsel zu einer weiteren angegebenen Ampelfarbe umfasst.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Kennung der Ampel (3, 23, 25, 27) in Kartendaten eines Navigationssystems des Fahrzeuges (1) zur genauen Zuordnung der Ampel (3, 23, 25, 27) zum Fahrzeug (1) hinterlegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl der von dem Fahrzeug (1) empfangenen spezifischen Kennungen der Ampeln (3, 23. 25, 27) über eine Positionsortung des Fahrzeuges (1) reduziert wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das, das Ampelsignal empfangende Fahrzeug (1) den empfangenen Ampellichtstatus an einen Server (17) zur Steuerung eines Verkehrsflusses und einer Navigation und/oder an ein nachfolgendes Fahrzeug (21), welches keinen Blick auf die Ampel (3, 23, 25, 27) hat, übersendet.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als unsichtbares Lichtsignal ein Infrarotsignal und/oder als akustisches Signal ein Ultraschallsignal verwendet wird.