DE102019209042A1

DE102019209042A1 - Kommunikationsvorrichtung für nicht-autonome Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102019209042A1
Application number: DE102019209042.7A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Hoppmann; Janis Köstermann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2020-12-24
Anticipated expiration: 2039-06-22
Also published as: DE102019209042B4; WO2020254283A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung (10) für ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug zur Teilnahme an Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren. Die Kommunikationsvorrichtung (10) umfasst dabei eine Sendeeinheit (20), welche dazu eingerichtet ist, erfasste Fahrzustandsinformation (36) über das nicht-autonome Kraftfahrzeug, welche für automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren relevant ist, an andere Kraftfahrzeuge oder an die Verkehrsinfrastruktureinheit zu senden.Ferner ist ein entsprechendes Verfahren zur Kommunikation für ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug zur Teilnahme an Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung für nicht-autonome Kraftfahrzeuge zur Teilnahme an Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren sowie ein entsprechendes Verfahren zur Kommunikation. Ferner umfasst die Erfindung ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug, welches mit einer derartigen Kommunikationsvorrichtung ausgestattet ist.
Die Einführung des autonomen Fahrens erfordert eine gewisse Menge an autonom fahrenden Kraftfahrzeugen. Insbesondere die Unterstützungssysteme auf Basis von Kl, das heißt künstlicher Intelligenz, erfordern eine große Menge an Daten, die sowohl von den autonom fahrenden Kraftfahrzeugen als auch von weiteren Systemen wie beispielsweise von der Verkehrsinfrastruktureinheit geliefert werden. Gerade zu Beginn der Ära des autonomen Fahrens werden jedoch noch nicht genügend autonom fahrende Kraftfahrzeuge auf der Straße sein, um eine ausreichende Menge an Daten zur Verfügung stellen zu können. Dabei ist insbesondere zu berücksichtigen, dass circa 50 % der zugelassenen PKW in Deutschland älter sind als 8 Jahre.
Die gemeinsame Straßennutzung von neuen autonom fahrenden Kraftfahrzeugen und älteren nicht-autonomen Kraftfahrzeugen bis hin zu Oldtimern birgt im Übergangszeitraum ein großes Unfallpotential. Die autonomen Kraftfahrzeuge reagieren auf Umgebungsdaten, die jedoch lediglich von anderen autonomen Kraftfahrzeugen gesendet werden. Um die Einführung von autonomen Kraftfahrzeugen zu ermöglichen und Unfälle insbesondere in der Übergangszeit zu verhindern, müssten auch die nicht-autonomen Kraftfahrzeuge befähigt werden, sicher an einem solchen Verkehr teilnehmen zu können.
Davon profitieren dann auch die autonomen Kraftfahrzeuge, die unterstützenden Systeme zum Beispiel der Verkehrsinfrastruktur, aber auch die nicht-autonomen Kraftfahrzeuge. Deren Nutzer sollen sicherstellen dürfen, dass sie von autonomen Kraftfahrzeugen als Verkehrsteilnehmer erkannt und bei allen zu berechnenden Fahrmanövern berücksichtigt werden.
Der aktuelle Stand der Technik sieht eine sukzessive Einführung von autonom fahrenden Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr vor. Eine Befähigung der nicht-autonomen Kraftfahrzeuge ist nach heutiger Sicht nicht geplant. Dadurch ergibt sich jedoch nachteilig ein hohes Unfallpotential im gemischten Verkehr von autonomen und nicht-autonomen Kraftfahrzeugen. Nachteilig könnte sich dadurch die Einführung von autonomen Kraftfahrzeugen um viele Jahre verzögern.
In der DE 10 2016 214 603 A1 , der DE10 2016 113 913 A1 und der EP3 324 556 A1 sind Verfahren beziehungsweise Vorrichtungen zur Übertragung von Information von autonomen Kraftfahrzeugen auf nicht-autonome Kraftfahrzeuge beschrieben, bei denen vorgesehen ist, dass nicht-autonomen Verkehrsteilnehmern Fahrzustandsinformationen, beispielsweise in Form von Piktogrammen, zur Verfügung gestellt werden. In der DE 10 2015 201 247 A1 ist ein kraftfahrzeugexternes System für ein teilautomatisiertes Kraftfahrzeug beschrieben, welches mit einer Kraftfahrzeug-internen Verarbeitungsvorrichtung verbunden ist. In der US 2015/0336502 A1 ist ein Verfahren für ein autonomes Kraftfahrzeug beschrieben, in welchem eine Anweisung erhalten wird, Umgebungsdaten gesammelt werden und ein entsprechender Fahrkurs basierend auf der Anweisung und den Umgebungsdaten ermittelt und diese wiederum an einen externen Beobachter übermittelt werden.
Keiner dieser Druckschriften sieht vor, dass auch nicht-autonome Kraftfahrzeuge zur Teilnahme an Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren zusätzlich durch eine geeignete Kommunikationsvorrichtung befähigt werden können.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Kommunikationsvorrichtung für nicht-autonome Kraftfahrzeuge und ein Verfahren bereitzustellen, welche beziehungsweise dafür sorgt, dass nicht-autonome Kraftfahrzeuge sicher in Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren einbezogen werden können und ferner die für das autonome Fahren benötigte Datenmenge vergrößert wird.
Erfindungsgemäß wird eine Kommunikationsvorrichtung für nicht-autonome Kraftfahrzeuge zur Teilnahme an Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren bereitgestellt. Die Kommunikationsvorrichtung umfasst eine Sendeeinheit, welche dazu eingerichtet ist, erfasste Fahrzustandsinformation über das nicht-autonome Kraftfahrzeug, welche für automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren relevant ist, an andere Kraftfahrzeuge oder an eine Verkehrsinfrastruktureinheit zu senden.
Eine Verkehrsinfrastruktureinheit in dem vorliegenden Sinne kann beispielsweise eine Ampel, eine Schranke, eine Brücke oder ein Straßenschild sein, zum Beispiel ein Warnschild oder Stauanzeigeschild, wobei die Erfindung nicht auf diese Beispielsliste beschränkt ist. Eine Fahrzustandsinformation ist mit anderen Worten ausgedrückt eine Information, welche den Fahrzustand des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs kennzeichnet. Als relevante Fahrzustandsinformation für das autonome Fahren ist diejenige Information zu verstehen, welche zur Berechnung der Fahraufgabe herangezogen werden kann. Unter einem nicht-autonomen Kraftfahrzeug wird hier und im Folgenden ein konventionelles Kraftfahrzeug verstanden, welches weder automatisiert, hochautomatisiert oder autonom fahren kann, aber noch über zeitgemäße Fahrassistenzsysteme verfügen kann. Beispielsweise sind Fahrzustandsinformationen ein Blinken zum Abbiegen, eine Geschwindigkeit oder Relativgeschwindigkeit, ein Überholen, ein Rückwärtsgang, Abstand wie ein Längsabstand oder Querabstand, Beschleunigung, Reifendruck, eine Schadensmeldung, eine lokale Position, ein Abbiegen, Gefahrenwarnung, Übertritt von Markierungen usw. Die Fahrzustandsinformation wird bevorzugt mittels Funk übertragen. In speziellen Ausgestaltungen kann dies insbesondere mittels WLAN, Mobilfunk oder Bluetooth erfolgen, wobei die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Der Funkverkehr kann dabei so ausgestaltet sein, dass aus Sicht eines autonomen Kraftahrzeugs eine Fahrzustandsinformation empfangen werden kann, welche dem Grunde nach nicht unterscheidbar ist zu einer gesendeten Fahrzustandsinformation eines autonomen Kraftfahrzeugs. Wenn hier und im Folgenden von autonomen Fahren geschrieben wird, so ist grundsätzlich auch die Kategorie des automatisierten oder hochautomatisierten Fahrens umfasst, wenn auch nicht immer ausdrücklich erwähnt.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass das Unfallrisiko im gemischten Verkehr von autonomen, beziehungsweise (hoch-) automatisierten, und nicht-autonomen Kraftfahrzeugen durch Ausrüstung der nicht-autonomen Kraftfahrzeuge mit einer Kommunikationsvorrichtung gesenkt wird. Die autonomen beziehungsweise automatisierten oder hochautomatisierten Kraftfahrzeuge können für ihr zukünftiges Fahrverhalten durch Empfangen der gesendeten Fahrzustandsinformation die Anwesenheit und das Verhalten des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs berücksichtigen. Ferner ermöglicht das Senden an die Verkehrsinfrastruktur, dass das nicht-autonome Kraftfahrzeug gegenüber einem autonomen Kraftfahrzeug in gleicher Weise von der Verkehrsinfrastruktur Berücksichtigung findet. Für den Nutzer des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs wird sichergestellt, dass das nicht-autonome Kraftfahrzeug von autonomen Kraftfahrzeugen und Verkehrsinfrastruktureinheiten als Verkehrsteilnehmer erkannt und bei allen berechneten Fahrmanövern berücksichtigt wird.
Ferner werden die auf KI basierenden Systeme für das autonome Fahren und der Verkehrsinfrastruktureinheiten mit größeren Datenmengen durch den Beitrag der befähigten nicht-autonomen Kraftfahrzeuge versorgt und können sich so schneller entwickeln, sich selbst verbessern und genauere Ergebnisse beziehungsweise Information bereitstellen. Durch die Kommunikationsvorrichtung wird vorteilhaft das autonome Fahren simuliert beziehungsweise emuliert. Ferner ist eine Kommunikationsvorrichtung leicht nachrüstbar, auch für ältere Kraftfahrzeuge, und kann somit insbesondere in der Übergangszeit der Einführung des autonomen Fahrens von Bedeutung sein. Bei Schaffung von Nachrüstlösungen wird die Teilnahme des eigenen Kraftfahrzeugs an einer entsprechenden Infrastruktur nicht nur funktional vom autonomen Fahren des einzelnen Kraftfahrzeugs entkoppelt, sondern auch zeitlich. Der Kraftfahrzeugnutzer kann sich einer veränderlichen Verkehrslandschaft anpassen und ein Kraftfahrzeug beim Gebrauchtwagenkauf aufgewertet werden. Auch kann eine solche Kommunikationsvorrichtung bei Produktion im Werk in Neuwagen integriert werden. Integriert kann dabei insbesondere auch bedeuten, dass die Kommunikationsvorrichtung nicht zwangsläufig als separates Bauteil wie eine Nachrüstlösung sondern als weiteres verbautes Bauteil oder Steuergerät im Fahrzeug oder als Zusatzfunktion eines bestehenden Steuergerätes bereitgestellt wird.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kommunikationsvorrichtung eine Empfangseinheit, welche dazu eingerichtet ist, von anderen Kraftfahrzeugen gesendete Fahrzustandsinformation oder von einer Verkehrsinfrastruktureinheit gesendete Verkehrsinformation zu empfangen. Dadurch kann auch der Fahrer eines nicht-autonomen Kraftfahrzeugs entsprechende Verkehrsinformationen von Verkehrsinfrastruktureinheiten oder Fahrzustandsinformationen von anderen Kraftfahrzeugen, insbesondere von autonomen Kraftfahrzeugen oder nachgerüsteten nicht-autonomen Kraftfahrzeugen, erhalten, sodass das Unfallrisiko weiter sinkt, da dem Fahrer des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs mehr Informationen für zukünftige Fahrentscheidungen zur Verfügung gestellt werden können.
In einer besonderen Ausgestaltung umfasst die Kommunikationsvorrichtung ein User-Interface, welches dazu eingerichtet ist, die erfasste Fahrzustandsinformation über das nicht-autonome Kraftfahrzeug und/oder empfangene Fahrzustandsinformation von anderen Kraftfahrzeugen und/oder empfangene Verkehrsinformation von einer Verkehrsinfrastruktureinheit dem Fahrer anzuzeigen.
Ein User-Interface mit einer Display-Einheit ermöglicht eine grafische, visuelle Darstellung, welche während des Fahrens vom Fahrer wahrgenommen werden kann und so diesem als Informationshilfe für weitere Fahrschritte zur Verfügung gestellt wird. Auch die eigenen Fahrdaten können dadurch vorteilhaft angezeigt werden, sodass der Fahrer eine Rückkopplung beziehungsweise Feedback seines eigenen Fahrverhaltens erhält.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kommunikationsvorrichtung eine akustische Ausgabeeinheit, welche dazu eingerichtet ist, empfangene Fahrzustandsinformation von anderen Kraftfahrzeugen und/oder empfangene Verkehrsinformation von der Verkehrsinfrastruktureinheit dem Fahrer akustisch auszugeben. Dadurch kann durch die akustische Ausgabeeinheit, beispielsweise ein Lautsprecher, entsprechende Informationen akustisch übermittelt werden. Bei Verzicht auf ein User-Interface und Verwendung von nur einer akustischen Ausgabeeinheit ist ein verdeckter Einbau im nicht-autonomen Kraftfahrzeug möglich.
In einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kommunikationsvorrichtung mindestens einen Sensor, welcher dazu eingerichtet ist, Fahrzustandsinformation des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs zu erfassen. Durch den Sensor können vorteilhaft gewisse Grundinformationen von der Kommunikationsvorrichtung eigenständig erfasst werden. Dies können beispielsweise GPS-Signale, Beschleunigungssensoren, aus sensorisch errechneten Daten ermittelte Geschwindigkeiten usw. sein. Dadurch ist die Kommunikationsvorrichtung besonders autark und kann eigenständig einen Grundumfang der zu sendenden Fahrzustandsinformation erfassen.
In bevorzugter Ausführungsform umfasst die Kommunikationsvorrichtung eine Fahrdatenschnittstelle, welche derart eingerichtet ist, dass Fahrzustandsinformation, welche vom nicht-autonomen Kraftfahrzeug erfasst wird, über welche die Fahrdatenschnittstelle an die Kommunikationsvorrichtung zu übertragen. Dadurch kann beispielsweise auf OBD-Daten, das heißt ON-Board-Diagnose, zugegriffen werden. Ferner kann an Blinken, Bremsen, Hupen, an aktive Navigationsrouten wie zum Beispiel toter-Winkel-Warnung, Gefahrenzustände des Kraftfahrzeugs wie Notlauf, kritische Zustände von Elektro-Kraftfahrzeugen oder Brennstoffzellen, Gefahrenmeldungen des Fahrbetriebs, wie zum Beispiel Notbremsung, Crash-Sensorik, Müdigkeitserkennung, Fahrtrichtung, wie beispielsweise Rückwärtsgang, ausparkende Kraftfahrzeuge und weiteres zugegriffen werden. Somit wird die Möglichkeit einer Erfassung von sehr vielen Fahrzustandsinformationen durch die Fahrdatenschnittstelle bereitet.
In einer besonderen Ausführungsform umfasst die Kommunikationsvorrichtung eine Eingabeeinheit, welche dazu eingerichtet ist, Fahrzustandsinformation mittels Eingabe des Fahrers zu erfassen. Diese kann beispielsweise haptisch, mittels Sprachsteuerung oder durch ähnliche Weisen erfolgen. Vorteilhaft kann somit gerade bei alten Kraftfahrzeugen, beispielsweise bei Oldtimern, eine einfache Erfassung von Fahrzustandsinformation ermöglicht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kommunikationsvorrichtung einen Kommunikationslink oder eine mit einer internetfähigen Schnittstelle des Kraftfahrzeugs verbindbare Kommunikationsschnittstelle. Ein Kommunikationslink kann dabei dazu eingerichtet sein, insbesondere über Mobilfunk, aber auch über WLAN oder Bluetooth, mit den anderen Kraftfahrzeugen oder Verkehrsinfrastruktureinheiten kommunizieren. Dazu kann beispielsweise ein SIM-Kartenanschluss in der Kommunikationsvorrichtung integriert sein. In der zweiten Variante kann eine Schnittstelle des Kraftfahrzeugs beispielsweise ein Infotainmentsystem oder ein Notrufsystem sein, welche internetfähig ausgestaltet sein können. Verbunden bezeichnet sowohl eine tatsächliche Drahtverbindung beziehungsweise Kabelverbindung, aber auch eine drahtlose Verbindung ist von der Erfindung mit eingeschlossen.
In einer weiteren Variante kann die Kommunikationsvorrichtung mehrteilig ausgebildet sein, ferner umfassend ein über eine Kommunikationsschnittstelle verbundenes internetfähiges elektrisches Gerät wie beispielsweise ein Smartphone. In dieser Alternative kann vorteilhaft auf eine solche zusätzliche Ausstattung verzichtet werden, da die benötigten Ressourcen in dem verbundenen internetfähigen elektrischen Gerät bereitgestellt und verwendet werden. Ein solches internetfähiges Gerät kann beispielsweise ein Smartphone sein oder ein Tablet-Computer, wobei die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Von diesen Geräten kann, um vorteilhaft weitere Kosten zu sparen, auch deren User-Interface zur Darstellung von der eigenen zu sendenden Fahrzustandsinformation des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs, der empfangenen Fahrzustandsinformation anderer Kraftfahrzeuge oder der empfangenen Verkehrsinformation von Verkehrsinfrastruktureinheiten verwendet werden. In diesem Fall benötigt die Kommunikationsvorrichtung dann kein eigenes Display beziehungsweise User-Interface und kann daher kompakter und kostengünstiger ausgebildet sein. Bei Verzicht auf User-Interface und Verwendung von nur einer akustischen Ausgabeeinheit ist auch in dieser Variante ein verdeckter Einbau der Kommunikationsvorrichtung im nicht-autonomen Kraftfahrzeug möglich.
Ferner wird ein Verfahren zur Kommunikation für ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug zur Teilnahme an Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes hochautomatisiertes oder autonomes Fahren bereitgestellt, umfassend den ersten Schritt des Erfassens von Fahrzustandsinformation über das nicht-autonome Kraftfahrzeug, wobei die Fahrzustandsinformation für automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren relevant ist und des zweiten Schritts des Sendens der Fahrzustandsinformation des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs an andere Kraftfahrzeuge oder an die Verkehrsinfrastruktur. Hierbei ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei der entsprechenden Kommunikationsvorrichtung. Das Verfahren kann weitere Schritte umfassen, welche durch die oben beschriebenen Eigenschaften der Kommunikationsvorrichtung definiert sind. Beispielsweise kann das Verfahren in einem weiteren Schritt das Empfangen von Fahrzustandsinformation von anderen Kraftfahrzeugen oder Verkehrsinformationen von Verkehrsinfrastrukturen umfassen. Ferner können das Darstellen auf einem User-Interface oder akustisches Ausgeben dieser empfangenen Information als weitere Schritte erfolgen. Als weiterer Schritt kann auch das Erfassen von der Fahrzustandsinformation des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs durch die oben im Zusammenhang mit der Kommunikationsvorrichtung beschriebenen Methoden erfolgen.
Ferner wird ein Computerprogramm bereitgestellt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das obig beschriebene Verfahren auszuführen. Das Computerprogramm kann beispielsweise als eine App realisiert sein, welche die Verfahrensschritte durch Ausführung auf einem Computer ausführt. Eine solche App-Lösung kann besonders günstig sein und auf einem internetfähigen elektrischen Gerät, zum Beispiel einem Smartphone, ausgeführt werden.
Ferner wird ein computerlesbares Speichermedium bereitgestellt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des Verfahrens auszuführen.
Ferner wird ein computerlesbarer Datenträger bereitgestellt, auf welchem das Computerprogramm nach obiger Ausführung gespeichert ist.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug bereitgestellt, umfassend eine Kommunikationsvorrichtung nach einem der obigen Ausführungen oder umfassend einen computerlesbaren Datenträger mit einem Computerprogramm nach der obigen Ausführung. Die Kommunikationsvorrichtung kann dabei bereits bei Werkproduktion im Kraftfahrzeug integriert werden und somit integraler Bestandteil des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs sein. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass mit diesem nicht-autonomen Kraftfahrzeug eine Zwischenlösung zwischen dem konventionellen, von Menschen ausgeführten Fahren und dem autonomen Fahren geschaffen wird. Alternativ kann die Kommunikationsvorrichtung auch in einem nicht-autonomen Kraftfahrzeug als Nachrüstung installiert sein. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere alte Kraftfahrzeuge bei geringem Unfallrisiko durch die beschriebene Kommunikationsvorrichtung zur Teilnahme an Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes autonomes Fahren eingeführt werden können.
Zudem wird ein Verkehrskommunikationssystem vorgeschlagen, welches mindestens ein autonomes, hochautomatisiertes oder automatisiertes Kraftfahrzeug, zumindest eine Verkehrsinfrastruktureinheit und zumindest ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug mit einer Kommunikationsvorrichtung nach einer der oben beschriebenen Ausführungen oder mit einem Computerprogramm, computerlesbarem Speichermedium oder computerlesbarem Datenträger nach obigen Ausführungen ausgerüstet ist.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine Kommunikationsvorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2 ein Verfahren zur Kommunikation nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
3 ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
4 ein Verkehrskommunikationssystem nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Kommunikationsvorrichtung 10 für ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug. Die Kommunikationsvorrichtung 10 dient zur Teilnahme eines nicht-autonomen Kraftfahrzeugs an Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren. Unter einem nicht-autonomen Kraftfahrzeug wird hier ein konventionelles Kraftfahrzeug verstanden, welches weder automatisiert, hochautomatisiert oder autonom fahren kann, aber optional noch über zeitgemäße Fahrassistenzsysteme verfügen kann. Die Kommunikationsvorrichtung 10 in der vorliegenden beispielhaften Ausführung umfasst ein Gehäuse 12. In diesem ist die im Folgenden beschriebene Funktionselektronik integriert. Die Kommunikationsvorrichtung 10 kann dabei sowohl als Nachrüstungen für nicht-autonome Kraftfahrzeuge oder bereits bei Werkproduktion des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs integriert sein.
Die Kommunikationsvorrichtung 10 umfasst eine Sendeeinheit 20, welche als Sendeantenne ausgeführt sein kann. Diese Sendeeinheit 20 ist dabei dazu eingerichtet, erfasste Fahrzustandsinformation 36 über das nicht-autonome Kraftfahrzeug an andere Kraftfahrzeuge 70, insbesondere autonome Kraftfahrzeuge, oder an eine Verkehrsinfrastruktureinheit 80 zu senden. Eine Verkehrsinfrastruktureinheit 80 kann dabei beispielsweise eine Ampel, eine Schranke, eine Brücke oder ein Schild sein, wobei die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Die Fahrzustandsinformation umfasst dabei jegliche relevante Information für das automatisierte, hochautomatisierte oder autonome Fahren. Fahrzustandsinformation kann beispielsweise die Längs- und Querführung, Bremsen, Einfädeln, Beschleunigen, Abbiegen oder weitere das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs charakterisierende Informationen beinhalten.
Die von der Kommunikationsvorrichtung 10 erfasste Fahrzustandsinformation 36 kann beispielsweise in einem Datenspeicher 40 gespeichert sein. Ferner kann eine CPU 42 vorgesehen sein, welche auf den Datenspeicher 40 zugreift. Die Sendeeinheit 20 kann beispielhaft gespeicherte oder kurzzeitig zwischengespeicherte Fahrzustandsinformation 36 des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs mittels elektromagnetischer Wellen, welche die Fahrzustandsinformation enthalten, senden. Dies erfolgt dabei bevorzugt mittels Funk, wobei die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Vorteilhaft kann somit eine solche Fahrzustandsinformation gesendet werden, ohne dass die bei autonomen Kraftfahrzeugen integrierte Software vorhanden ist. Zudem wird die Sicherheit im Verkehr erhöht, was insbesondere dadurch erfolgt, dass die anderen Kraftahrzeuge 70, insbesondere die autonomen Kraftfahrzeuge, oder die Verkehrsinfrastruktureinheiten 80, die Anwesenheit und das Fahrverhalten der Kraftfahrzeuge mit der Kommunikationsvorrichtung 10 berücksichtigen können.
In dieser bevorzugten Ausführungsform gezeigt, umfasst die Kommunikationsvorrichtung 10 ferner eine Empfangseinheit 30, welche als Empfangsantenne ausgeführt sein kann. Die Empfangseinheit 30 ist dabei dazu eingerichtet, von anderen Kraftfahrzeugen gesendete Fahrzustandsinformation oder von einer Verkehrsinfrastruktureinheit 70 gesendete Verkehrsinformation 38 zu empfangen. Dadurch wird die Kommunikationsvorrichtung 10 zusätzlich dazu befähigt, externe Information von anderen Kraftfahrzeugen 70 oder der Verkehrsinfrastruktureinheit 80 dem Fahrer zur Verfügung zu stellen. Sende- und Empfangseinheit 20, 30 können auch beispielsweise als ein Sendeempfänger, zum Beispiel als Transponder, ausgebildet sein, welche sowohl die Sendefunktion für die Fahrzustandsinformation des nicht-autonomen Kraftfahrzeug als auch die Empfangsfunktion gegenüber den anderen Kraftfahrzeugen oder der Infrastruktur ausüben. Vorteilhaft kann auch hier die Fahrzustandsinformation statt über eine in der Kraftfahrzeugarchitektur integrierten Software von der Kommunikationsvorrichtung 10 übernommen werden. Auch dadurch wird die Verkehrssicherheit weiter erhöht, da nun auch der Fahrer des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs externe Fahrzustandsinformation beziehungsweise Verkehrsinformation zur Verfügung gestellt bekommt, welche dem Fahrer die Möglichkeit gibt, unmittelbar auf die Fahrzustandsinformationen der anderen Kraftfahrzeuge oder der Verkehrsinfrastrukturen, insbesondere der autonomen Kraftfahrzeuge, zu reagieren.
Wie in dieser beispielhaften Ausführungsform der Kommunikationsvorrichtung 10 gezeigt, kann die Kommunikationsvorrichtung 10 ein User-Interface 32 umfassen. Über das User-Interface 32 kann die erfasste Fahrzustandsinformation 36 des autonomen Kraftfahrzeugs visuell mittels eines Displays dem Fahrer dargestellt werden. Auch kann die empfangene Fahrzustandsinformation von anderen Kraftfahrzeugen, welche mittels der Empfangseinheit 30 empfangen wurde, dargestellt werden. Ferner kann auch empfangene Verkehrsinformation 38 von einer Verkehrsinfrastruktureinheit 80 dem Fahrer auf dem Display des User- Interface 32 angezeigt werden. Zudem kann das User-Interface 32 auch die manuelle Eingabe von Fahrzustandsinformation 36 durch den Fahrer ermöglichen. Vorteilhaft wird somit dem Fahrer eine schnell zu verarbeitenden visuelle Information zur Verfügung gestellt, um die Fahrsicherheit weiter zu erhöhen. In dem dargestellten Beispiel wird als Fahrzustandsinformation 36 des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs angezeigt, dass das Kraftfahrzeug sich in „schneller Fahrt“ befindet. Dies ist auch die Fahrzustandsinformation 36, welche den anderen Kraftfahrzeugen oder den Verkehrsinfrastruktureinheiten 80 zugesendet wird. Zudem wird eine empfangene Verkehrsinformation 38 mit dem Inhalt „Gefahr von rechts“ dargestellt. Diese dargestellten Informationen sind lediglich als Beispiele aufzufassen und die Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
In dieser beispielhaften Ausführungsform umfasst die Kommunikationsvorrichtung 10 eine akustische Ausgabeeinheit 34, hier beispielhaft durch einen integrierten Lautsprecher realisiert. Diese kann dazu eingerichtet sein, erfasste Fahrzustandsinformation 36 des nicht-autonomen Kraftahrzeugs und/oder empfangene Fahrzustandsinformation von anderen Kraftfahrzeugen und/oder empfangene Verkehrsinformation 38 von einer Verkehrsinfrastruktureinheit 80 dem Fahrer akustisch auszugeben. Eine solche Realisierung kann vorteilhaft bei alten nachgerüsteten nicht-autonomen Kraftfahrzeugen von Bedeutung sein oder auch, wenn aus Kostengründen oder Gründen der Kompaktheit auf ein User-Interface verzichtet werden soll. Ferner stellt eine akustische Information eine nur geringe Ablenkung für den Fahrer im Straßenverkehr dar. Alternativ können die Informationen auch haptisch oder in anderer Weise zur Verfügung gestellt werden.
Ferner weist die Kommunikationsvorrichtung 10 in dieser beispielhaften Ausführungsform einen Sensor 22 auf. Ein solcher Sensor 22 kann dazu eingerichtet sein, Fahrzustandsinformation 36 des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs zu erfassen. Beispiele für derartige Sensoren können ein GPS-Sensor, Beschleunigungssensor oder auch aus sensorischen Werten berechnete Geschwindigkeiten sein. Durch die integrierte Sensorik kann die Kommunikationsvorrichtung 10 vorteilhaft eigenständig auf bestimmte Grundinformationen von Fahrzustandsinformation zugreifen.
In dieser beispielhaften Ausführung umfasst die Kommunikationsvorrichtung 10 ferner eine Fahrdatenschnittstelle 28. Diese ist dazu eingerichtet, dass Fahrzustandsinformation 36, welche vom nicht-autonomen Kraftahrzeug erfasst wird, über die Fahrdatenschnittstelle 28 an die Kommunikationsvorrichtung 10 übertragen werden kann. Dazu kann an die Fahrdatenschnittstelle 28 ein Stecker zu einer Kraftfahrzeugschnittstelle 29 bereitgestellt sein, wobei auch hier alternativ eine drahtlose Verbindung vorliegen kann. Vorteilhaft kann somit auf eine Vielzahl von Fahrdaten zugegriffen werden. Dies können Daten sein, welche im Fahrzeug, zum Beispiel in fahrzeuginternen Systemen wie Bussystemen oder weiteren Schnittstellen zur Verfügung stehen. Zum Beispiel können das zu Diagnosezwecken OBD-Daten sein, wobei OBD für Onboard-Diagnose-Daten steht, oder Daten zur funktionalen Aufbereitung im Fahrzeug sein. Alternativ können auch Dead-Reckoning-Daten, Blinken, Bremsen, Hupen, Daten von aktiven Navigationsrouten oder von Assistenzsystemen wie zum Beispiel Toter-Winkel-Warnung, Gefahrenzustände des Kraftfahrzeugs wie Notlauf, kritische Zustände von Elektrofahrzeugen oder Brennstoffzellen, Gefahrenmeldungen des Fahrbetriebs wie beispielsweise Notbremsung, Crash-Sensorik, Müdigkeitserkennung, Fahrtrichtung, wie Rückwärtsgang, ausparkende Kraftfahrzeuge umfasst sein. Die Erfindung ist dabei nicht auf die beispielhaft angegebene Liste beschränkt, sondern auch weitere Fahrzustandsinformationen sind von der Erfindung umfasst. Der Vorteil ist, dass durch diese Fahrdatenschnittstelle 28 der Kommunikationsvorrichtung 10 Zugang zu einer Vielzahl von Fahrdaten ermöglicht wird.
In dieser rein beispielhaften Ausführungsform weist die Kommunikationsvorrichtung 10 ferner, wie in der Figur beispielhaft angezeigt, eine oder mehrere Eingabeeinheiten 24, 26 auf. Über derartige Eingabeeinheiten 24, 26 kann durch Eingabe des Fahrers Fahrzustandsinformation 36 erfasst werden. Diese können beispielsweise auch durch das User-Interface 32 als Touchscreen ausgebildet sein. Rein beispielhaft sind ein Mikrofon 24 vorgesehen sowie ein haptischer Schalter 26. Die Eingabeeinheiten 24, 26 dienen dabei der unmittelbaren Eingabe von Fahrzustandsinformation durch den Fahrer.
Weiterhin umfasst die Kommunikationsvorrichtung 10 rein beispielhaft einen Kommunikationslink 50. Dadurch kann die Kommunikationsvorrichtung 10 eigenständig online gehen und insbesondere über Mobilfunk, WLAN oder aber auch Bluetooth Information austauschen, insbesondere Fahrzustandsinformation über das nicht-autonome Kraftahrzeug senden oder Fahrzustandsinformation von anderen Kraftfahrzeugen und Verkehrsinformation empfangen.
Alternativ kann die Kommunikationsvorrichtung 10 auch mehrteilig, das heißt modular, aufgebaut sein. Dann kann die Kommunikationsvorrichtung 10 ein über eine Kommunikationsschnittstelle 52 verbundenes internetfähiges elektrisches Gerät 54 umfassen. Die Kommunikationsschnittstelle 52 kann dabei derart eingerichtet sein, dass über die Kommunikationsschnittstelle 52 mit dem internetfähigen elektrischen Gerät 54, beispielsweise einem Smartphone, Fahrzustandsinformation ausgetauscht werden kann.
Eine solche Kommunikationsschnittstelle 52 kann auch, wie in der vorliegenden Ausführung gezeigt, zusätzlich zu einem Kommunikationslink 50 in der Kommunikationsvorrichtung 10 vorhanden sein. Mithilfe des internetfähigen elektrischen Geräts 54 sind vorteilhaft Daten per Mobilfunk übertragbar, beispielsweise an ein Backend, auch wenn kein fahrzeuginternes Bauteil zur Herstellung einer Online-Verbindung, zum Beispiel per Infotainmentsystem, im Kraftfahrzeug verbaut ist. Außerdem kann das Display des Smartphones oder eines Tablet-PC als User-Interface 32 verwendet werden, wodurch kein zusätzliches Display erforderlich ist.
Weiterhin umfasst diese Ausführung einen Stromversorgungsanschluss 16, an welchem ein Stecker 17 mit Leitung zur Versorgung der Kommunikationsvorrichtung 10 mit Strom bereitgestellt ist. Ferner umfasst die Kommunikationsvorrichtung 10 beispielhaft eine Halterung 14, mit welcher die Kommunikationsvorrichtung 10 mit dem Kraftfahrzeug verbindbar beziehungsweise befestigbar ist. Eine solche Halterung kann Kraftfahrzeug-abhängig ausgestaltet sein.
2 zeigt ein Verfahren zur Kommunikation für ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug zur Teilnahme an Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes hochautomatisiertes oder autonomes Fahren. In einem ersten Schritt S1 erfolgt das Erfassen von Fahrzustandsinformation über das nicht-autonome Kraftfahrzeug, wobei die Fahrzustandsinformation 36 für automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren relevant ist. In einem zweiten Schritt S2 erfolgt dabei das Senden der Fahrzustandsinformation 36 des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs an andere Kraftfahrzeuge oder an eine Verkehrsinfrastruktureinheit. In einem dritten Schritt S3 kann optional das Empfangen von Fahrzustandsinformation von anderen Kraftfahrzeugen oder Verkehrsinformationen von Verkehrsinfrastruktureinheiten umfass sein. Ferner kann das Darstellen auf einem User-Interface oder das akustische Ausgeben dieser empfangenen Information als weiterer Schritt erfolgen. Als zusätzlicher Schritt kann das Erfassen von der Fahrzustandsinformation des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs durch die oben im Zusammenhang mit der Kommunikationsvorrichtung 10 beschriebenen Methoden erfolgen.
Ferner wird ein Computerprogramm beschrieben, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das obige Verfahren auszuführen. Dies kann insbesondere als App erfolgen, zum Beispiel ausführbar auf einem Smartphone, sodass eine kostengünstige und einfache Lösung bereitgestellt wird.
3 zeigt ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug 100 mit einer nach den Ausführungen zu 1 beschriebenen Kommunikationsvorrichtung 10. Die Kommunikationsvorrichtung 10 kann dabei im Kraftfahrzeug 100 fest integriert sein. Beispielsweise kann das nicht-autonome Kraftfahrzeug 100 ab Werk bereits mit einer solchen Kommunikationsvorrichtung 10 ausgeführt sein.
Alternativ kann insbesondere bei älteren Kraftfahrzeugen die Kommunikationsvorrichtung 10 als Nachrüstung erfolgen. Dann kann beispielweise mittels der in 1 beschriebenen Halterung die Kommunikationsvorrichtung im Kraftfahrzeug befestigt werden. Als Kraftfahrzeug kommen beispielsweise PKW, LKW, Vans, Busse, Motorräder etc. in Betracht, wobei die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
4 zeigt ein Verkehrskommunikationssystem 200 nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Das Verkehrskommunikationssystem 200 umfasst mindestens ein autonomes, hochautomatisiertes oder automatisiertes Kraftfahrzeug, zumindest eine Verkehrsinfrastruktureinheit 80 und zumindest ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug 100 mit einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung 10 nach den in 1 beschriebenen Ausführungsformen, oder mit einem Computerprogramm, computerlesbarem Speichermedium, computerlesbarem Datenträger nach den obigen Ausführungen.
Bezugszeichenliste

10: Kommunikationsvorrichtung
12: Gehäuse
14: Halterung
16: Stromversorgungsanschluss
17: Stecker
20: Sendeeinheit
22: Sensor
24: Eingabeeinheit/Mikrofon
26: Eingabeeinheit/haptischer Schalter
28: Fahrdatenschnittstelle
29: Stecker zur Kraftfahrzeugschnittstelle
30: Empfangseinheit
32: User-Interface (Ul)/Display-Einheit
34: akustische Ausgabeeinheit/Lautsprecher
36: Fahrzustandsinformation
38: Verkehrsinformation
40: Datenspeicher
42: Prozessor
50: Kommunikationslink
52: Kommunikationsschnittstelle (kabelgebunden oder drahtlos)
54: internetfähiges elektrisches Gerät
70: (autonomes) Kraftfahrzeug
80: Verkehrsinfrastruktureinheit
100: nicht-autonomes Kraftfahrzeug
200: Verkehrskommunikationssystem
S1: erster Schritt
S2: zweiter Schritt
S3: dritter Schritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016214603 A1 [0006]
DE 102016113913 A1 [0006]
EP 3324556 A1 [0006]
DE 102015201247 A1 [0006]
US 2015/0336502 A1 [0006]

Claims

Kommunikationsvorrichtung (10) für ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug zur Teilnahme an Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (10) eine Sendeeinheit (20) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, erfasste Fahrzustandsinformation (36) über das nicht-autonome Kraftfahrzeug, welche für automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren relevant ist, an andere Kraftfahrzeuge oder an eine Verkehrsinfrastruktureinheit zu senden.
Kommunikationsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (10) eine Empfangseinheit (30) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, von anderen Kraftfahrzeugen gesendete Fahrzustandsinformation oder von einer Verkehrsinfrastruktureinheit gesendete Verkehrsinformation (38) zu empfangen.
Kommunikationsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (10) ein User-Interface (32) umfasst, welches dazu eingerichtet ist, die erfasste Fahrzustandsinformation (36) des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs und/oder empfangene Fahrzustandsinformation von anderen Kraftfahrzeugen und/oder empfangene Verkehrsinformation (38) von einer Verkehrsinfrastruktureinheit dem Fahrer anzuzeigen.
Kommunikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (10) mindestens einen Sensor (22) umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, Fahrzustandsinformation (36) des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs zu erfassen.
Kommunikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (10) eine mit dem nicht-autonomen Kraftfahrzeug verbindbare Fahrdatenschnittstelle (28) umfasst, welche derart eingerichtet ist, dass Fahrzustandsinformation (36), welche vom nicht-autonomen Kraftfahrzeug erfasst wird, über die Fahrdatenschnittstelle (28) an die Kommunikationsvorrichtung (10) übertragbar ist.
Kommunikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (10) eine Eingabeeinheit (24, 26) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, Fahrzustandsinformation (36) mittels Eingabe des Fahrers zu erfassen.
Kommunikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (10) einen Kommunikationslink (50) oder eine mit einer internetfähigen Schnittstelle des Kraftfahrzeugs verbindbare Kommunikationsschnittstelle (52) umfasst.
Verfahren zur Kommunikation für ein nicht-autonomes Kraftfahrzeug zur Teilnahme an Verkehrsinfrastrukturen für vernetztes hochautomatisiertes oder autonomes Fahren, umfassend die Schritte: - Erfassen von Fahrzustandsinformation über das nicht-autonome Kraftfahrzeug, wobei die Fahrzustandsinformation (36) für automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren relevant ist (S1); - Senden der Fahrzustandsinformation (36) des nicht-autonomen Kraftfahrzeugs an andere Kraftfahrzeuge oder an eine Verkehrsinfrastruktureinheit (S2).
Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach Anspruch 8 auszuführen.
Nicht-autonomes Kraftfahrzeug (100), umfassend eine Kommunikationsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7 oder einen computerlesbaren Datenträger mit einem Computerprogramm nach Anspruch 9.