-
Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zur Planung einer oder mehrerer Trajektorien eines Fahrzeugs und ein System zum Durchführen des Verfahrens.
-
Das Verfahren und das System beziehen sich insbesondere auf autonome Fahrzeuge des SAE Level 4 oder 5, insbesondere bezogen auf die Norm SAE J3016; das heißt, vollautomatisiertes Fahren mit oder ohne eine Person im Fahrzeug.
-
Eine Anforderung an derartige Fahrzeuge ist es, dass das Fahrzeug immer in einen sicheren Zustand gebracht werden kann, auch bei unvorhersehbaren Ereignissen. Ein sicherer Zustand heißt auch, dass das Fahrzeug im Verkehr sicher abgestellt werden kann, das heißt insbesondere, dass eine Trajektorie ermittelt werden sollte, um das Fahrzeug in den sicheren Zustand bringen zu können.
-
DE 10 2008 062 796 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst ein Erfassen einer Umgebungssituation in einer Umgebung des Fahrzeugs mit einem Erfassungsmittel. Eine Verarbeitungseinheit bestimmt aus der Umgebungssituation ein Wertefeld. Ein Wert des Wertefeldes an einer Stelle des Wertefeldes entspricht einem Behinderungswert an einer entsprechenden Stelle in der Umgebung des Fahrzeugs. Eine Führung für das Fahrzeug wird dann von der Verarbeitungseinheit in Abhängigkeit des Wertefeldes vor dem Fahrzeug automatisch bestimmt.
-
DE 10 2018 123 896 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines zumindest teilautomatisierten Fahrzeugs, wobei aus Umfeldsensordaten ein Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs erkannt und ein Umgebungsmodell des Fahrzeugs erstellt wird. Für das erkannte Objekt wird eine Objektposition und wenigstens ein Objektbewegungsmerkmal ermittelt und in das Umgebungsmodell übertragen und mittels eines Verfahrens eine Trajektorie für das Fahrzeug aus dem Umgebungsmodell berechnet und das Fahrzeug gemäß der berechneten Trajektorie angesteuert.
-
DE 10 2018 216 110 A1 betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Umfeldabbildes eines Umfeldes, umfassend die Schritte: Empfangen und/oder Erfassen von Umfelddaten mittels einer Eingangseinrichtung, wobei die Umfelddaten das Umfeld abbilden und Informationen über statische Objekte und/oder dynamische Objekte im Umfeld umfassen.
-
DE 10 2015 003 124 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs in einem automatisierten Fahrbetrieb. Es wird während einer Normalfunktion des automatisierten Fahrbetriebs fortlaufend eine Notfallsolltrajektorie ermittelt und gespeichert, die nach Eintritt zumindest eines vorgegebenen Fehlerereignisses einer automatisierten Trajektorienregelung des Fahrzeugs zugrunde gelegt werden soll, und bei einer erfolgten Detektion des Eintritts des zumindest einen vorgegebenen Fehlerereignisses wird ein Notfallbetriebsmodus aktiviert.
-
Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum Durchführen des Verfahrens bereitzustellen, so dass eine Trajektorie des Fahrzeugs bestimmt werden kann, um das Fahrzeug in einen sicheren Zustand bringen zu können.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und ein System mit den Merkmalen des Anspruches 7.
-
Kerngedanke der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Planung einer oder mehrerer Trajektorien bereitzustellen, umfassend zumindest die Verfahrensschritte
- a) Empfangen von Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten an einem Verarbeitungsgerät;
- b) Erzeugen von Aufwandskartierungen abhängig von den Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten mittels des Verarbeitungsgeräts;
- c) Kombinieren der Aufwandskartierungen zu einer kombinierten Aufwandskartierung mittels des Verarbeitungsgeräts;
- d) Ermitteln einer Trajektorie des Fahrzeugs mittels der kombinierten Aufwandskartierung und Ansteuern entsprechender Aktuatoren zum Nachfolgen der Trajektorie.
-
Zusammengefasst ermöglicht die vorliegende Erfindung das Nachfolgende. Um das SAE Level 4 oder 5 der Fahrzeugautomatisierung zu erreichen, müssen verschiedene Ansätze für die Fahrzeugplanungs- und Entscheidungsfunktionalitäten berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass ein Fahrzeug immer einen sicheren Zustand erreichen kann, selbst wenn der Fahrer nicht reagiert, reaktiv ist oder das Fahrzeug in ein unvorhersehbares Szenario gerät, in dem ein Fehlerfall berücksichtigt werden muss.
-
Das entwickelte System berücksichtigt, wie das Fahrzeug seine nächsten Schritte plant und Entscheidungen zur Navigation in der Umgebung trifft, um einen komfortablen und effizienten Betrieb unter normalen Bedingungen zu gewährleisten und gleichzeitig die Verfügbarkeit eines sicheren Weges im Falle von Notfällen wie z.B.:
- - Der Fahrer, der nicht auf die Übernahmeanfrage des Fahrzeugs reagiert.
- - Das Fahrzeug erreicht das Ende seiner ODD (Operational Design Domain).
- - Das Fahrzeug gerät in ein unerwartetes Szenario (unerwarteter Stillstand eines umliegenden Fahrzeugs oder plötzliche Erkennungen).
- - Das Fahrzeug mit einem Fehler im Zusammenhang mit Software- oder Hardware-Elementen.
-
In allen oben genannten Zuständen stellt die Erfindung sicher, dass das Fahrzeug vorausschauend planen kann, um einen sicheren Zustand zu erreichen, z.B. auf dem nächsten freien Parkplatz zu parken oder zur nächsten Tankstation zu navigieren, oder die Straßenbegrenzungen (wie Gras) zu nutzen, um Unfälle mit anderen Verkehrsteilnehmern zu vermeiden.
-
Die entwickelte Architektur stellt sicher, dass das Fahrzeug die SAE Level 4 oder 5 Systemdefinitionen erfüllen und einen geforderten sicheren Zustand erreichen kann, auch wenn dieser sichere Zustand erfordert, dass das Fahrzeug eine lange Strecke fährt (z.B. 20 km auf der Autobahn, um den nächsten Parkplatz zu erreichen), um einen Punkt zu erreichen, an dem es über einen längeren Zeitraum sicher bleiben kann. Dies wird durch eine kontinuierlich laufende Notfall-Schätzfunktionalität gewährleistet, die solche Notfälle plant, parallel läuft und mit Systemfunktionalitäten interagiert, die einen kontinuierlichen Betrieb gewährleisten und somit immer eine Lösung für die jeweiligen Optimierungsprobleme bieten.
-
Unter dem Begriff „Trajektorie“ ist dabei insbesondere zu verstehen, welchen Weg oder Pfad das Fahrzeug nehmen wird beziehungsweise nehmen soll. Insbesondere beschreibt die Trajektorie die geplanten Koordinaten, auf welchen sich das Fahrzeug bewegen wird, und das Geschwindigkeitsprofil, das heißt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen Parameter der Trajektorie darstellt.
-
Die Trajektorie ist dabei insbesondere abhängig von den Gegebenheiten des Fahrzeugs und der Umwelt, also wie schnell das Fahrzeug fährt, auf welcher Straße, andere Verkehrsteilnehmer und dergleichen. Derartige Informationen sind in den Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten enthalten, welche dem Fahrzeug bereits bereitstehen.
-
Das Verarbeitungsgerät ist dabei bevorzugt als ein Teil des Fahrzeugs ausgebildet und ist dazu vorgesehen und ausgebildet, die Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten zu empfangen. Ebenso bevorzugt ist das Verarbeitungsgerät dazu ausgebildet und vorgesehen, die Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten zu verarbeiten; weiter ist bevorzugt das Verarbeitungsgerät dazu vorgesehen und ausgebildet, Aktuatoren oder andere Fahrzeugkomponenten, welche ausgebildet und vorgesehen sind, die Aktuatoren anzusteuern, entsprechend der geplanten Trajektorie anzusteuern, wobei die Aktuatoren im Fahrzeug angeordnet sind.
-
Unter dem Begriff „Aufwandskartierung“ ist dabei das Folgende zu verstehen. In einer derartigen Kartierung sind dabei eine oder mehrere Randbedingungen verzeichnet, die die möglichen Fahrmanöver eines Fahrzeugs einschränken. Denkbar hierfür sind Randbedingungen hinsichtlich
- - Machbarkeit; das heißt, welche Manöver grundsätzlich machbar sind. Beispielsweise ist das Fahrzeug durch den Wenderadius in seiner Bewegung eingeschränkt;
- - Sicherheit; das heißt, dass das autonome Fahrzeug gewisse Bereiche nicht befahren werden darf, beispielsweise bezieht sich das auf einen Abstand zu einem weiteren Fahrzeug oder andere Hindernisse oder auf Bereiche, die nicht befahren werden können, wie etwa ein Mittelstreifen einer Autobahn oder dergleichen;
- - Gesetzlichkeit; das heißt, dass bestimmte gesetzliche Vorgaben existieren, die eingehalten werden sollten, wie etwa ein Abstand zu anderen Verkehrsteilnehmern, Rechtsfahrgebot, Geschwindigkeitsbeschränkungen oder dergleichen;
-
Für jede dieser Randbedingungen ist es denkbar, eine oder auch mehrere Aufwandskartierungen zu erstellen. Insbesondere sind mehrere Aufwandskartierungen sinnvoll, wenn der jeweilige Oberbegriff mehrere Aspekte beleuchtet. So ist es beispielsweise denkbar, dass für den Oberbegriff der Gesetzlichkeit eine Aufwandskartierung für den Abstand, eine für das Rechtsfahrgebot und eine andere für das mittige Fahren auf einer Fahrbahn erstellt wird, wobei natürlich diese Aufzählung nicht abschließend ist.
-
Eine Aufwandskartierung hat bevorzugt einen oder mehrere Bereiche mit verschiedenen Aufwandskosten, wobei Bereiche, in denen das Fahrzeug sich nicht befinden soll oder darf, höhere Aufwandskosten aufweist als andere Bereiche, in denen das Fahrzeug sich befinden soll oder darf. Als Beispiel sind die Aufwandskosten, dass wenn das Fahrzeug auf einer zweispurigen Fahrbahn wie einer Autobahn fährt, auf der linken Spur höher als auf der rechten Spur; das Fahrzeug wird daher auf der rechten Spur bleiben. Natürlich sind andere Faktoren ebenso zu berücksichtigen, dies dient hier nur der Veranschaulichung.
-
Eine kombinierte Aufwandskartierung ist dabei eine Kombination aller Aufwandskartierungen, bevorzugt eine Superposition bzw. Überlagerung einiger oder aller Aufwandskartierungen.
-
Eine Trajektorie kann beispielsweise dann dadurch bestimmt werden, dass bevorzugt abhängig von der Position des Fahrzeugs in der kombinierten Aufwandskartierung das Minimum aller Aufwandskosten durch das Fahrzeug befahren wird. Ändern sich im Lauf die Aufwandskosten der aktuellen Fahrstrecke, so wird bevorzugt zu einem Bereich mit niedrigeren Aufwandskosten gewechselt, beispielsweise durch einen Fahrspurwechsel oder dergleichen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass kontinuierlich an dem Verarbeitungsgerät Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten empfangen werden, so dass die Aufwandskartierungen kontinuierlich erzeugt werden können.
-
Hierdurch kann vermieden werden, dass das Verarbeitungsgerät keinerlei neuen Trajektorien für das Fahrzeug erzeugen kann, wodurch die Gefahr für das Fahrzeug erhöht wäre.
-
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass mittels des Verarbeitungsgeräts simultan eine Normalbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung und eine Fehlerbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung erstellt werden. Der Begriff Fehlerbetrieb kann auch durch den Begriff Notfall ersetzt werden.
-
Unter einer Normalbetrieb-kombinierten Aufwandskartierung ist zu verstehen, dass diese kombinierte Aufwandskartierung für einen Normalbetrieb des Fahrzeugs erstellt wird, wobei besonders bevorzugt die Normalbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung eine Superposition aller erzeugten Aufwandskartierungen ist.
-
Unter einer Fehlerbetrieb-kombinierten Aufwandskartierung ist zu verstehen, dass diese kombinierte Aufwandskartierung für einen Fehlerbetrieb bzw. Notfall des Fahrzeugs erstellt wird, wobei besonders bevorzugt die Fehlerbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung eine Superposition einer Auswahl der erzeugten Aufwandskartierungen ist, abhängig von dem Fehler des Fahrzeugs. Eine Auswahl bedeutet dabei bevorzugt alle Aufwandskartierungen oder eine Teilmenge aller Aufwandskartierungen. Die Aufwandskartierungen sind dabei immer abhängig von den empfangenen Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten.
-
Dadurch, dass die Normalbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung und die Fehlerbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung erstellt werden, ist es möglich, schnell zwischen beiden hin und her zu wechseln, so dass keine Verzögerung durch eine neue Berechnung auftritt.
-
Als Beispiel sei hierbei etwa dargestellt, dass ein vorderer linker Sensor ausgefallen ist, so dass dem Fahrzeug keine Informationen über die vordere linke Seite des Fahrzeugs zur Verfügung stehen. Daher wird eine Aufwandskartierung erstellt, dass ein Fahren nach links verhindert wird, indem in dem Bereich links des Fahrzeugs die Aufwandskosten erhöht werden.
-
In einem anderen Beispiel kann es sein, dass das Fahrzeug zur Vermeidung von weiteren Schäden aufgrund eines Fehlers zügig abgestellt werden soll. Es kann dabei denkbar sein, dass bei der Fehlerbetrieb-kombinierten Aufwandskartierung auf die Aufwandskartierung, welche ein Nicht-Befahren des Seitenstreifens vorgibt, verzichtet wird, so dass ein Befahren des Seitenstreifens möglich ist.
-
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass mittels eines Entscheidungsgeräts des Verarbeitungsgeräts Fehlerzustände in den Fahrzeugdaten und/oder Umgebungsdaten erkannt werden und das Entscheidungsgerät mit einer Schaltvorrichtung des Verarbeitungsgeräts in signaltechnischer Verbindung steht, wobei die Schaltvorrichtung zum Wechseln von einem Normal-Betriebsmodus in einen Fehler-Betriebsmodus/Notfall-Betriebsmodus und umgekehrt vorgesehen ist, wobei
- - wenn ein Fehlerzustand erkannt wird, in den Fehler-Betriebsmodus gewechselt wird und die Fehlerbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung ausgewählt wird, um die Trajektorie des Fahrzeugs zu ermitteln;
- - wenn kein Fehlerzustand erkannt wird, in den Normal-Betriebsmodus gewechselt wird und die Normalbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung ausgewählt wird, um die Trajektorie des Fahrzeugs zu ermitteln.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die jeweiligen Aufwandskartierungen einen oder mehrere Bereiche aufweisen, wobei die Bereiche zumindest einen Aufwandsgradienten aufweisen können.
-
Unter einem Aufwandsgradienten ist zu verstehen, dass in dem Bereich die Verteilung der Aufwandskosten nicht gleichmäßig ist, sondern ansteigend oder absteigend ausgebildet ist. Als Beispiel kann dabei das Rechtsfahrgebot gesehen werden, wobei ein geringes Einfahren auf die linke Spur weniger Aufwandskosten aufweist als ein Fahren auf der linken Spur. Je weiter links man fährt, desto höher sind die Aufwandskosten für das Fahrzeug.
-
Es ist auch denkbar, dass die Aufwandsgradienten variabel sind, das heißt, bei der Erzeugung von Aufwandskartierungen im Laufe der Zeit verändert werden können.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass wenn das Fahrzeug sich in dem Fehler-Betriebsmodus befindet, mittels des Entscheidungsgeräts eine Auswahl aus verschiedenen Fehler-Betriebsmoduskategorien des Fehler-Betriebsmodus abhängig von dem erkannten Fehlerzustand durchgeführt wird und entsprechende Aktuatoren des Fahrzeugs mittels des Entscheidungsgeräts entsprechend der ausgewählten Fehler-Betriebsmoduskategorie angesteuert werden.
-
Unter Fehler-Betriebsmoduskategorien sind verschiedene Einteilungen nach der Schwere des/der erkannten Fehler/s, so dass je nach Fehler-Betriebsmoduskategorie dem Fahrzeug unterschiedliche Fahrzeugfunktionen oder im äußersten Fall keine Fahrzeugfunktionen bereitstehen.
-
Eine grobe Unterteilung ist in eine Kategorie geringen Risikos und in eine Kategorie hohen Risikos. Die Kategorie geringen Risikos kann unterteilt werden in
- - kein Risiko, normaler Fahrbetrieb,
- - verminderter Fahrbetrieb, wobei hierbei das Ziel noch erreicht werden kann mit eingeschränkter Leistung, während alle Funktionen bereitstehen,
- - sicheres Parken, das heißt, dass eine eingeschränkte Leistung bereitsteht, während alle Funktionen bereitstehen, um eine sichere Parkposition zu erreichen.
-
Die Kategorie hohen Risikos kann unterteilt werden in
- - riskantes Parken, das heißt, dass eine eingeschränkte Leistung bereitsteht, während nicht alle Funktionen bereitstehen, um das Ziel zu erreichen, wobei keine sichere Parkposition erreicht werden kann,
- - Parken auf Fahrbahn, das heißt, dass eine eingeschränkte Leistung bereitsteht, während nicht alle Funktionen bereitstehen, um das Ziel zu erreichen, wobei eine Parkposition in einem riskanten Bereich erreicht werden kann,
- - Notfall-Parken, das heißt, dass eine eingeschränkte Leistung bereitsteht, während nicht alle Funktionen bereitstehen, um das Ziel zu erreichen, wobei keine sichere Parkposition erreicht werden kann und wobei das Parken unmittelbar durchgeführt wird.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Auswahl der Fehler-Betriebsmoduskategorien zusätzlich abhängig von den Fahrzeugdaten und/oder den Umgebungsdaten ausgewählt wird.
-
Insbesondere ist die Auswahl der Fehler-Betriebsmoduskategorie abhängig von dem oder den Fehlern, welche durch das Verarbeitungsgerät erkannt werden. Jeder Fehler ist auf seine eigene Art und Weise einzustufen und führt zu unterschiedlichen Kategorien.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass mittels des Entscheidungsgeräts überprüft wird, ob das Fahrzeug in die ausgewählte Fehler-Betriebsmoduskategorie gebracht werden kann.
-
Beispielsweise kann das Fahrzeug nicht sofort abgebremst werden, weil die Bremsanlage defekt ist. Daher ist möglichst die Betriebskategorie auszuwählen, welche der nächstgelegenen höheren Sicherheitsstufe entspricht und welche ausgewählt werden kann.
-
Sollte keine höhergelegene Betriebskategorie hinsichtlich der Sicherheit ausgewählt werden können, so ist es vorteilhaft, die nächstgelegene Betriebskategorie mit geringerer Sicherheit auszuwählen.
-
Weiter wird die zugrunde liegende Aufgabe gelöst von einem System zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das System ein Verarbeitungsgerät aufweist, umfassend ein Entscheidungsgerät und eine Schaltvorrichtung, wobei das Entscheidungsgerät dazu vorgesehen und ausgebildet ist, Fehlerzustände in den Fahrzeugdaten und/oder Umgebungsdaten zu erkennen, wobei das Entscheidungsgerät mit einer Schaltvorrichtung des Verarbeitungsgeräts in signaltechnischer Verbindung steht, wobei die Schaltvorrichtung zum Wechseln von einem Normal-Betriebsmodus in einen Fehler-Betriebsmodus und umgekehrt vorgesehen ist
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das System weiter eine Empfangseinheit zum Empfangen der Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten und mit Aktuatoren eines Fahrzeugs in signaltechnischer Verbindung steht, so dass die Entscheidungseinheit abhängig von der Stellung der Schaltvorrichtung und der kombinierten Aufwandskartierung die Aktuatoren ansteuert.
-
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Weitere Ziele, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen zu entnehmen. Hierbei zeigen:
- 1A-1 E verschiedene Aufwandskartierungen;
- 2 eine kombinierte Aufwandskartierung;
- 3 Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
- 4 Vorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
-
In den Figuren sind gleiche Bauteile jeweils mit den entsprechenden Bezugszeichen zu verstehen. Zur besseren Übersichtlichkeit können in machen Figuren Bauteile nicht mit einem Bezugszeichen versehen sein, die jedoch an anderer Stelle bezeichnet worden sind.
-
In den 1A bis 1E sind verschiedene beispielhafte Aufwandskartierungen 3, 4, 5, 6, 7 dargestellt, wobei jede der Aufwandskartierungen 3, 4, 5, 6, 7 einen anderen Aspekt darstellt, welcher für ein autonomes Fahrzeug 1 relevant ist. Diese Aufwandskartierungen 3, 4, 5, 6, 7 sind natürlich nicht abschließend oder einschränkend im Sinne der Anmeldung, sondern dienen hier der bessern Veranschaulichung.
-
In der 1A ist eine erste Aufwandskartierung 3 gezeigt, welche die Randbedingungen hinsichtlich der Machbarkeit von Fahrmanövern darstellt, beispielsweise aufgrund des Wendekreises.
-
Dargestellt wird dabei der jeweilige Streckenabschnitt, auf dem sich das Fahrzeug 1 befindet, abhängig von den erhaltenen Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten, welche die jeweiligen Einschränkungen, Bedingungen und dergleichen des Gesamtsystems abbilden. So ist es denkbar, dass mindestens ein weiteres Fahrzeug 10 dargestellt ist, dessen Präsenz natürlich Auswirkungen auf das Fahrzeug 1 hat.
-
Die erste Aufwandskartierung 3 umfasst einen ersten Bereich 11 und einen zweiten Bereich 12, welche jeweils eine Einschränkung darstellen, das heißt, im Sinne der Aufwandskartierung, höhere Aufwandskosten aufweisen als die weiteren Bereiche der ersten Aufwandskartierung 3. Aufwandskosten sind derart zu verstehen, dass das Fahrzeug 1 nicht in Bereiche höherer Aufwandskosten fahren wird, wenn es in Bereichen niedrigerer Kosten fahren kann.
-
Die 2 zeigt eine zweite Aufwandskartierung 4 für den Bereich der Sicherheit, das heißt, dass es Bereiche gibt, die nach Möglichkeit nicht befahren werden sollten, da diese die Sicherheit für das Fahrzeug 1 vermindern.
-
Dabei sind ein erster Bereich 11, ein zweiter Bereich 12 und ein dritter Bereich 13 dargestellt, wobei der erste Bereich 11 einen Sicherheitsabstand des weiteren Fahrzeugs 10 beschreibt. Der zweite Bereich 12 zeigt an, dass ein Befahren der entgegengesetzten Spuren bzw. des Mittelstreifens vermieden werden soll. Der dritte Bereich 13 beschreibt, dass ein Befahren des Seitenstreifens vermieden werden soll.
-
Insbesondere ist aus einem Vergleich der Bereiche 11, 12, 13 zu erkennen, dass diese unterschiedliche Aufwandskosten aufweisen können. Ein Befahren des Seitenstreifens erhöht das Risiko für das Fahrzeug 1 bedeutend weniger als ein dichtes Auffahren auf das weitere Fahrzeug 10.
-
Allgemein können die Bereiche auch einen oder mehrere Aufwandsgradienten aufweisen, das heißt beispielsweise für den Bereich 13 des Seitenstreifens, dass ein geringes Befahren des Seitenstreifens geringere Aufwandskosten aufweist als beispielsweise ein dichtes Auffahren auf das weitere Fahrzeug 10.
-
In der 1C ist eine dritte Aufwandskartierung 5 dargestellt, welche die Bedingungen hinsichtlich der Gesetzmäßigkeit darstellt, also die Bedingungen, welche beispielsweise durch die STVO oder anderen Verkehrsregularien zugrunde liegen können. Dies sind beispielsweise Abstand zum weiteren Fahrzeug 10, dargestellt durch den ersten Bereich 11, kein Befahren des Seitenstreifens, dargestellt durch den zweiten Bereich 12, der Mittelmarkierung, dargestellt durch den dritten Bereich 13, oder des Mittelstreifens, dargestellt durch einen vierten Bereich 14.
-
In der 1D ist dargestellt, dass das Fahrzeug 1 möglichst mittig in seiner Fahrspur fahren sollte, so dass nach rechts und nach links der Fahrspur die Aufwandskosten ansteigen können. Ähnliches ist in der 1 E dargestellt, welche das Rechtsfahrgebot abbildet, wobei ab der Mittelmarkierung weiter nach links die Aufwandskosten weiter ansteigen, dargestellt durch den ersten Bereich 11.
-
Die 2 zeigt dabei eine kombinierte Aufwandskartierung 8, welche gebildet ist durch eine Superposition bzw. Überlagerung der einzelnen Aufwandskartierungen 3, 4, 5, 6, 7.
-
Nachdem die kombinierte Aufwandskartierung 8 erstellt wurde, kann anhand dieser kombinierten Aufwandskartierung 8 eine Trajektorie 9 (hier nicht dargestellt) des Fahrzeugs 1 ermittelt werden.
-
Dabei fährt das Fahrzeug 1 in einem Bereich mit den niedrigsten Aufwandskosten, welche in der 2 als weiße Bereiche dargestellt sind. Je dunkler die Bereiche sind bzw. werden, desto höher sind die Aufwandskosten.
-
Es kann vorkommen, dass beispielsweise durch ein vorausfahrendes weiteres Fahrzeug 10 das Fahrzeug 1 aufgrund des Abstandes und dergleichen in einen Bereich höherer Aufwandskosten gelangt. Die Trajektorie 9 wird dann entsprechend angepasst, um in einen Bereich mit niedrigeren Aufwandskosten zu gelangen, etwa durch ein Überholen des Fahrzeugs. Nach dem Überholen des Fahrzeugs ist es dann wieder günstiger, auf der rechten Fahrzeugspur zu fahren, wenn diese dies zulässt. Eine mögliche Trajektorie 9 ist gestrichelt in der 2 eingetragen.
-
Natürlich ist zu beachten, dass es sich vorzugsweise um eine kontinuierliche Ermittlung der Trajektorie 9 handelt, also sich abhängig von der Zeit und den empfangenen Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten ändern kann.
-
Insbesondere ist die Trajektorie 9 bzw. die kombinierte Aufwandskartierung 8 abhängig von den Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten.
-
In der 3 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt.
-
In einem ersten Schritt S1 werden von einem Verarbeitungsgerät 2 (hier nicht dargestellt) die Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten empfangen, so dass anschließend in einem Schritt S2 die jeweiligen Aufwandskartierungen 3, 4, 5, 6, 7 entsprechend den Fahrzeugdaten und den Umgebungsdaten erzeugt werden können mittels des Verarbeitungsgeräts 2.
-
Sind die Aufwandskartierungen 3, 4, 5, 6, 7 erzeugt worden, so können die Aufwandskartierungen 3, 4, 5, 6, 7 miteinander kombiniert werden zu einer kombinierten Aufwandskartierung 8, insbesondere durch die Superposition, im Schritt S3.
-
Es kann natürlich auch vorkommen, dass das Fahrzeug einen Fehler aufweist, so dass die kombinierten Aufwandskartierungen 8 entsprechend dem Fehlerzustand angepasst werden müssen. Es ist möglich, dass die Fehlerbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung und die Normalbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung gleichzeitig und simultan erzeugt werden, wobei die Fehlerbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung vorzugsweise gebildet wird aufgrund von möglichen Fehlern, die auftreten könnten. Dies ist beispielsweise in einer Datenbank hinterlegt.
-
Wird ein Fehler erkannt, so wird das Fahrzeug 1 in den Fehlerbetrieb gebracht und die kombinierte Aufwandskartierung 8 entsprechend diesem Fehler weiter verwendet (Schritt S4').
-
Ansonsten wird die Normalbetrieb-kombinierte Aufwandskartierung 8 verwendet (Schritt S4).
-
Unabhängig, welche kombinierte Aufwandskartierung 8 verwendet wird, wird mittels dieser kombinierten Aufwandskartierung 8 die Trajektorie 9 des Fahrzeugs ermittelt und entsprechende Aktuatoren angesteuert (Schritt S5).
-
In der 4 ist ein System zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, wobei das System ein Verarbeitungsgerät aufweist, umfassend ein Entscheidungsgerät 15 und eine Schaltvorrichtung 16, wobei das Entscheidungsgerät 15 dazu vorgesehen und ausgebildet ist, Fehlerzustände in den Fahrzeugdaten und/oder Umgebungsdaten zu erkennen, wobei das Entscheidungsgerät 15 mit einer Schaltvorrichtung 16 des Verarbeitungsgeräts 2 in signaltechnischer Verbindung steht, wobei die Schaltvorrichtung 16 zum Wechseln von einem Normal-Betriebsmodus in einen Fehler-Betriebsmodus und umgekehrt vorgesehen ist, und wobei das System weiter eine Empfangseinheit 17 zum Empfangen der Fahrzeugdaten und Umgebungsdaten umfasst und mit Aktuatoren 18 des Fahrzeugs 1 in signaltechnischer Verbindung steht, so dass die Entscheidungseinheit 15 abhängig von der Stellung der Schaltvorrichtung 16 und der kombinierten Aufwandskartierung die Aktuatoren 18 ansteuert.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Verarbeitungsgerät
- 3
- erste Aufwandskartierung
- 4
- zweite Aufwandskartierung
- 5
- dritte Aufwandskartierung
- 6
- vierte Aufwandskartierung
- 7
- fünfte Aufwandskartierung
- 8
- kombinierte Aufwandskartierung
- 9
- Trajektorie
- 10
- weiteres Fahrzeug
- 11
- erster Bereich
- 12
- zweiter Bereich
- 13
- dritter Bereich
- 14
- vierter Bereich
- 15
- Entscheidungsgerät
- 16
- Schaltvorrichtung
- 17
- Empfangseinheit
- 18
- Aktuator
