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Die Erfindung bezieht sich auf ein System und Verfahren zur Kontrolle automatisierter Fahrfunktionen für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug und automatisiert betreibbares Fahrzeug
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Aus dem Stand der Technik sind automatische spurgeführte Personentransportsysteme, beispielsweise Personal Rapid Transit, bekannt.
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Beispielsweise offenbart die
EP 2 360 544 B1 ein gattungsgemäßes System zur Positionsbestimmung eines Fahrzeuges, das mehrere einzelne magnetische Markierungselemente verwendet, die in einer Oberfläche bereitgestellt sind, die für das Fahrzeug geeignet ist, um darauf zu fahren, wobei das System mehrere Sensoren aufweist zum Messen der magnetischen Feldstärke eines magnetischen Markierungselements der mehreren einzelnen magnetischen Markierungselemente.
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Die
US 5 347 456 A offenbart ein Referenzsystem für ein Fahrzeug zum Lokalisieren auf einer Fahrbahn mittels magnetischen Markierungselementen.
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Die
DE 196 40 929 C1 offenbart eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrzeugführers beim Fahren, insbesondere eines Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr. Die Vorrichtung umfasst eine entlang einer vorgegebenen Fahrstrecke angeordnete, abtastbare Leitspur, einen am Fahrzeug angeordneten Sensor zum Abtasten der Leitspur und zum Abgeben eines Spursignals während der Fahrt, sowie eine am Fahrzeug angeordnete Lenkungseinrichtung zum automatischen Lenken des Fahrzeugs, die das Fahrzeug mit Hilfe des vom Sensor abgegebenen Spursignals automatisch entlang der Leitspur lenkt.
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Die
DE 10 2013 226 267 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einer Schnittstelle und System zur Fernsteuerung eines Kraftfahrzeugs.
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Die
DE 10 2016 213 913 A1 offenbart eine Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung. Dabei ist vorgesehen, dass eine Prüfeinrichtung wenigstens eine Kommunikationseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, im Fahrbetrieb eine Referenzeinrichtung in der Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen, und ein Steuergerät, das in Abhängigkeit von einer erfassten Referenzeinrichtung ein Ausgangssignal des Sensors mit einem erwarteten Soll-Ausgangssignal vergleicht, um die Funktionsfähigkeit des Sensors zu bestimmen. Die Kommunikationseinrichtung kann zumindest ein magnetosensitives Sensormodul aufweisen, das mit zumindest einem magnetischen oder elektrischen Marker als Referenzeinrichtung in der Umgebung des Fahrzeugs zusammenwirkt.
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Die Norm SAE J3016 beschreibt die Klassifizierung und Definition von Begriffen für straßengebundene Kraftfahrzeuge mit Fahrzeugsystemen zum autonomen Fahren. Derartige Fahrzeugsysteme, die einen Einfluss auf das Führen eines Fahrzeugs haben, gelten als konform mit dem Wiener Übereinkommen über den Straßenverkehr, sofern die Fahrzeugsysteme vom Fahrzeugführer übersteuert oder deaktiviert werden können, siehe Übereinkommen, Kapitel II, Art. 8, 5bis. In der Praxis bedeutet dies, dass bei automatisierten Fahrfunktionen stets ein speziell geschulter und eingewiesener Sicherheitsfahrer/Sicherheitsoperator erforderlich ist zur Einhaltung dieses Übereinkommens.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen menschlichen Sicherheitsfahrer/Sicherheitsoperator zu ersetzen, insbesondere bei der Erprobung automatisierter Fahrfunktionen.
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Das erfindungsgemäße System und Verfahren lösen diese Aufgabe durch ein Autonomous Monitoring System, das das Verhalten der Fahrzeugsysteme für das automatisierte Fahren, die wie ein Fahrschüler das Fahren auf der Straße lernen, überwacht.
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Gemäß einem Aspekt stellt die Erfindung ein System bereit zur Kontrolle automatisierter Fahrfunktionen für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug. Das System umfasst
- • mehrere Markierungselemente, die in einer Fahrbahnoberfläche angeordnet sind,
- • mehrere an dem Fahrzeug in einer Anordnung anordbare Sensoren, die Feldstärken einzelner der mehreren Markierungselemente messen, und
- • eine Recheneinheit, die in Abhängigkeit der von den Sensoren gemessenen Feldstärken eine jeweilige Position der Sensoren und in Abhängigkeit der Anordnung der Sensoren eine Position des Fahrzeuges relativ zu den Markierungselementen bestimmt.
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Das erfindungsgemäße System umfasst ein Steuergerät für automatisiertes Fahren Die Recheneinheit kontrolliert während des automatisierten Betriebs eine mit dem Steuergerät in Abhängigkeit von Signalen von Umfelderfassungssensoren des Fahrzeuges bestimmte Trajektorie für das Fahrzeug in Abhängigkeit der Position des Fahrzeuges relativ zu den Markierungselementen und Fahrzeugdaten und übersteuert oder deaktiviert im Falle einer Abweichung Steuerungssignale des Steuergeräts für Aktuatoren zur Längs- und/oder Querführung des Fahrzeuges.
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Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren bereit zur Kontrolle automatisierter Fahrfunktionen für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug. Bei der Durchführung des Verfahrens werden Feldstärken einzelner von mehreren in einer Fahrbahnoberfläche angeordneten Markierungselemente gemessen werden und in Abhängigkeit der gemessenen Feldstärken eine jeweilige Position des Fahrzeuges relativ zu den Markierungselementen bestimmt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird während des automatisierten Betriebs eine Trajektorienplanung für das Fahrzeug in Abhängigkeit der Position des Fahrzeuges relativ zu den Markierungselementen und weiteren Fahrzeugdaten kontrolliert und im Falle einer Abweichung übersteuert oder deaktiviert wird. Zur Durchführung des Verfahrens wird ein erfindungsgemäßes System verwendet wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein automatisiert betreibbares Fahrzeug bereit, dem mehrere Markierungselemente, die in einer Fahrbahnoberfläche angeordnet sind, bereitgestellt werden. Das Fahrzeug umfasst
- • ein Steuergerät für automatisiertes Fahren, das in Abhängigkeit von an dem Fahrzeug angeordneten Umfelderfassungssensoren bereitgestellten Daten Steuerungssignale für Aktuatoren zur Längs- und/oder Querführung des Fahrzeuges berechnet,
- • Sensoren, die Feldstärken einzelner der Markierungselementen messen, und
- • eine Recheneinheit, die Signal übertragend mit einem Fahrzeugbussystem in Wirkverbindung steht um Fahrzeugdaten zu erhalten, in Abhängigkeit der von den Sensoren gemessenen Feldstärken eine jeweilige Position des Fahrzeuges relativ zu den Markierungselementen bestimmt und während des automatisierten Betriebs eine mit dem Steuergerät bestimmte Trajektorie für das Fahrzeug in Abhängigkeit der Position des Fahrzeuges relativ zu den Markierungselementen und den Fahrzeugdaten kontrolliert und im Falle einer Abweichung die Steuerungssignale des Steuergeräts übersteuert oder deaktiviert.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Zeichnung und der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
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Ein automatisiert betreibbares Fahrzeug ist ein Fahrzeug, beispielsweise ein LKW, PKW oder Bus, das über eine technische Ausrüstung, beispielsweise Umfelderfassungssensoren wie Radar, Kamera, Lidar oder Mikrofone, elektronische Steuergeräte und/oder Aktuatoren, verfügt, die zur Bewältigung einer Fahraufgabe, beispielsweise Längs- und/oder Querführung, beim Steuern des Fahrzeuges den Fahrzeugführer unterstützten (SAE Level 0 bis 3) oder das Fahrzeug automatisiert ohne menschliche Eingriffe steuern (SAE Level 4 bis 5). Nach einem Aspekt der Erfindung wird das System und das Verfahren ab SAE Level 3 eingesetzt.
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Nach einem Aspekt der Erfindung ist das automatisiert betreibbare Fahrzeug ein selbstfahrender People Mover.
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Automatisierte Fahrfunktionen sind Fahrfunktionen für Längs- und/oder Querführung, beispielsweise Beschleunigung wie etwa Bremsen oder Lenkung, und Fahrfunktionen zur Kommunikation mit Umfeld, beispielsweise Betätigung einer Lichtanlage wie etwa Scheinwerfer oder Blinker oder Betätigung von Schallerzeugungseinrichtungen, beispielsweise einer Hupe.
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Die Markierungselemente üben eine Kraftwirkung auf Probekörper aus, die sich in einem Feld einzelner Markierungselemente, das heißt einer räumlichen und zeitlichen Verteilung einer physikalischen Größe, befinden. Die Markierungselemente sind beispielsweise wie Nadeln in einer Fahrbahnoberfläche, beispielsweise Asphalt, angeordnet. Die Fahrbahnoberfläche ist beispielsweise die Oberfläche einer Autobahn, Bundesstraße, Landstraße oder einem Verkehrsweg in einem urbanen Umfeld. Beispielsweise sind die Markierungselemente entlang von Straßenmarkierungen, beispielsweise Längsmarkierungen wie etwa Leitlinie oder Fahrbahnbegrenzungslinie, Flächenmarkierungen wie etwa Radwegmarkierungen oder Quermarkierungen wie etwa Stoppschild oder Zebrastreifen, angeordnet.
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Die Sensoren zur Messung der Feldstärke umfassen den Probekörper und sind beispielsweise über die Breite des Fahrzeuges angeordnet, beispielsweise in einem Messträger, der mehrere Sensoren, beispielsweise 25 bis 100 Sensoren, umfasst. Die Sensoren sind an einem Untergrund des Fahrzeuges oder vorne an der Stoßstange beispielsweise derart angeordnet, dass sie einen Abstand von 30 cm zur Fahrbahnoberfläche haben. Die Sensoren werden beispielsweise mit einer Frequenz in der Größenordnung von 20 kHz bis MHz abgetastet. Nach einem Aspekt der Erfindung ist die Frequenz vom Zustand des Fahrzeuges, beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit, abhängig.
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Die Recheneinheit umfasst beispielsweise einen FGPA, ASIC oder einen weiteren Baustein oder eine Computerplattform.
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Das Steuergerät für automatisiertes Fahren umfasst wenigstens eine ADAS oder AD Domain ECU zur Steuerung eines automatisierten Fahrbetriebs, beispielsweise eines fahrerlosen, vollautomatisierten oder autonomen Fahrbetriebs. ADAS bedeutet Advanced Driver Assistance System, das heißt Fahrerassistenzsystem, das sind elektronische Zusatzeinrichtungen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrersituationen. AD bedeutet Autonomous Driving, das heißt autonomes Fahren. ECU bedeutet Electronic Control Unit, das heißt elektronisches Steuergerät. Domain bedeutet Domäne. Domänen im Fahrzeug sind beispielsweise Antriebsstrang, Fahrwerk, Karosserie oder Multi-Media. Viele Funktionen wirken innerhalb einer Domäne, aber auch Domänengrenzen hinweg miteinander in einem Funktionsnetz zusammen.
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Die ADAS oder AD Domain umfasst Umfelderfassungssensoren, deren Signale die AD Domain ECU verarbeitet und beispielsweise in Form von Steuersignalen den Antriebs-, Lenkungs- und Bremssystemen bereitstellt für eine autonome Regelung und Steuerung der Längs- und/oder Querführung. Anders ausgedrückt, die ADAS oder die AD Domain ECU nimmt mittels Umfelderfassungssensoren ein Fahrzeugumfeld wahr, leitet daraus eine Trajektorienplanung ab und bestimmt entsprechende Steuersignale, die Fahrzeugaktuatoren bereitgestellt werden, um die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeuges zu regeln und zu steuern. Die Umfelderfassungssensoren sind signalübertragend mit der ECU verbunden.
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Das Steuergerät umfasst beispielsweise einen Mehrkernprozessor und Speichermodule. Der Mehrkernprozessor ist für einen Signal-/Datenaustausch mit Speichermodulen konfiguriert. Beispielsweise umfasst der Mehrkernprozessor ein Bussystem. Die Speichermodule bilden den Arbeitsspeicher. Die Speichermodule sind beispielsweise RAM, DRAM SDRAM oder SRAM. Bei einem Mehrkernprozessor sind mehrere Kerne auf einem einzigen Chip, das heißt einem Halbleiterbauelement, angeordnet sind. Mehrkernprozessoren erreichen eine höhere Rechenleistung und sind kostengünstiger in einem Chip zu implementieren im Vergleich zu Mehrprozessorsystemen, bei denen jeder einzelne Kern in einem Prozessorsockel angeordnet ist und die einzelnen Prozessorsockel auf einer Hauptplatine angeordnet sind.
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Das Steuergerät umfasst nach einem Aspekt der Erfindung wenigstens einen zentralen Verarbeitungsprozessor, im Englischen als Central Processing Unit, abgekürzt CPU, bezeichnet. Das Steuergerät umfasst auch wenigstens einen Grafikprozessor, im Englischen als Graphic Processing Unit, abgekürzt GPU, bezeichnet. Grafikprozessoren besitzen eine spezielle Mikroarchitektur zum parallelen Prozessieren von Abläufen. Nach einem Aspekt der Erfindung umfasst der Grafikprozessor wenigstens eine Prozesseinheit, die speziell zum Ausführen von Tensor-und/oder Matrixmultiplikationen ausgeführt ist. Tensor- und/oder Matrixmultiplikationen sind die zentralen Rechenoperationen für das Deep Learning. Die Recheneinheit umfasst nach einem Aspekt der Erfindung auch Hardware Beschleuniger für künstliche Intelligenz, zum Beispiel sogenannte Deep Learning Accelerators. Das Steuergerät ist über Schnittstellen mit Fahrzeugaktuatoren Signal übertragend verbunden, beispielsweise mit Bremsaktuatoren.
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Nach einem Aspekt der Erfindung ist die Recheneinheit in das Steuergerät integriert.
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Durch das erfindungsgemäße Übersteuern oder Deaktivierens des Steuergeräts durch die Recheneinheit werden die automatisierten Fahrfunktionen wie von einem Sicherheitsfahrer/Sicherheitsoperator kontrolliert. Der Kontrolle liegt zugrunde, dass das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Verfahren deterministisch, die Fahrzeugsysteme für automatisiertes Fahren prohabilistisch arbeiten. Die Erfindung ermöglicht einen schnellen Markteintritt von Fahrzeugsystemen für einen autonomen Fahrzeugbetrieb, sogenannten autonomous driving systems, abgekürzt AD systems. Mittels des erfindungsgemäßen Systems und des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die AD systems unter real world conditions trainiert.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung steht die Recheneinheit Signal übertragend mit einem Fahrzeugbussystem in Wirkverbindung. Die Recheneinheit erhält als als Fahrzeugdaten Längs-, Quer-, Vertikalbeschleunigung des Fahrzeuges, Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkungssignale, Bremssignale, Fahrzeuglichtsignale und/oder Schallzeichensignale und kontrolliert Steuerungsbefehle des Steuergeräts betreffend Längs-, Quer-, Vertikalbeschleunigung des Fahrzeuges, Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkung, Bremse, Fahrzeuglichtsignale und/oder Schallzeichensignale.
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Beispielsweise umfasst die Recheneinheit Schnittstellen zu einem CAN-Bus, LIN-Bus und/oder für sicherheitskritische Fahrfunktionen zu einem FlexRay-Bus. Zur Kontrolle der betreffenden Steuerungsbefehle kann die Recheneinheit eine weitere Schnittstelle zu dem Steuergerät umfassen. Die Kontrolle wird beispielsweise durch eine logische Operation von Signalen durchgeführt, beispielsweise größer, kleiner oder gleich.
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Bestimmte Fahraufgaben, die von automatisierten Fahrfunktionen bewältigt werden, erfordern beispielsweise auch eine automatische Steuerung von Fahrzeuglichtsignalen und/oder Schallzeichensignalen, beispielsweise beim Abbiegen Blinker aktivieren oder beim Warnen anderer Verkehrsteilnehmer betätigen einer Hupe. Fahrzeuglichtsignale sind beispielsweise Signale für Fahrzeugscheinwerfer oder Fahrzeugblinker. Schallzeichensignale sind beispielsweise Signale für eine Hupe.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung regelt und/oder steuert die Recheneinheit in Wirkverbindung mit dem Steuergerät ein betriebssicheres Ausfallen, auch fail operational genannt, von sicherheitsrelevanten Fahrfunktionen, beispielsweise Bremse. Die Regelung erfolgt beispielsweise mit einem PDT oder PIDT Regler, der in die Recheneinheit integriert ist. Beispielsweise umfasst das automatisiert betreibbare Fahrzeug ein zweites, zu dem ersten redundantes, Bremssystem. Damit werden false negative/false positive Ereignisse überwacht.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kodieren die Markierungselemente in Abhängigkeit der Anordnung der Markierungselemente relativ zu einer Verkehrsinfrastruktur rechtliche Regelsysteme der Verkehrsinfrastruktur in die Fahrbahnoberfläche. Die Recheneinheit dekodiert die Regelsysteme und regelt und/oder steuert die Einhaltung der Regelsysteme. Nach einem Aspekt der Erfindung erfolgt die Kodierung in Abhängigkeit mit der Anordnung der Markierungselemente entlang von Straßenmarkierungen, beispielsweise Längsmarkierungen wie etwa Leitlinie oder Fahrbahnbegrenzungslinie, Flächenmarkierungen wie etwa Radwegmarkierungen oder Quermarkierungen wie etwa Stoppschild oder Zebrastreifen, angeordnet. Alternativ oder zusätzlich sind die Markierungselemente in einem vorgegebenen Abstand von den Straßenmarkierungen angeordnet. Damit können Straßenverkehrsordnungen durch die Markierungselemente kodiert und durch die Recheneinheit dekodiert werden. Dies bedeutet, dass die Recheneinheit analog zu einem Sicherheitsfahrer/Sicherheitsoperator die Einhaltung von Verkehrsregeln von dem Steuergerät für automatisiertes Fahren kontrolliert.
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Rechtliche Regelsysteme sind beispielsweise Straßenverkehrsordnungen. Markieren die Markierungselemente beispielsweise eine Haltelinie, so kann durch eine Modulation der Feldstärke dieser Markierungselemente die Information des Haltens kodiert werden. Allgemein können die Markierungselemente derart in der Fahrbahnoberfläche angeordnet sein, dass durch Ausnutzung der Orientierung und/oder des gegenseitigen Abstandes zwischen den Markierungselementen eineindeutige Kombinationen erzeugt werden, die Informationen in Bezug auf rechtliche Regelsysteme und/oder den Ort wiedergeben. Damit wird durch die Erfindung die Einhaltung von Verkehrsregeln von einem Steuergerät für automatisiertes Fahrens kontrollierbar ohne Einsatz eines menschlichen Sicherheitsfahrers/Sicherheitsoperators.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wertet das Steuergerät zur Trajektorienbestimmung Signale eines Navigationssatellitensystems aus. Navigationssatellitensysteme sind beispielsweise NAVSTAR GPS, GLONASS, Galileo, IRNSS oder Beidou. Die Signale werden über eine Schnittstelle zu einem Navigationssatellitensystem-Endgerät bereitgestellt. Damit wird die Positionsbestimmung mittels der Markierungselemente plausibilisiert
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die Markierungselemente Magnete und/oder Lichtstrahlenquellen.
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Die Magnete sind beispielsweise Permanentmagnete, beispielsweise anisotrope Ferritmagnete, in der Form von Magnetnageln. Das magnetische Feld dieser Magnete ist beispielsweise in https://www.researchgate.net/profile/Carsten_Markgraf/publication/33959284_Autonomes_Fahren_mit_Hilfe_der_Magnetnageltechnik_Elektronische_Ressource/links/00b7d522ddf2a30264000000/Autonomes-Fahren-mit-Hilfeder-Magnetnageltechnik-Elektronische-Ressource.pdf, Kapitel 2, beschrieben und ist durch diesen Verweis mitoffenbart. Die Sensoren, die die magnetische Feldstärke messen, sind Magnetsensoren. Bei den Magnetsensoren kommt beispielsweise die sogenannte GMR-Technik (Giant Magneto Resistive Effect) zum Einsatz. Die Messzelle besteht aus Widerständen mit mehreren extrem dünnen ferromagnetischen und unmagnetischen Schichten. Werden in einer klassischen Wheatstone'schen Brückenschaltung zwei GMR-Widerstände verwendet, erhält man bei Vorhandensein eines Magnetfeldes ein großes, dem Magnetfeld proportionales Signal. Ab einem festgelegten Schwellwert wird über einen Komparator ein Ausgangssignal geschaltet.
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Die Kodierung von rechtlichen Regelsystemen erfolgt beispielsweise über die Polarität der Magnete. Wenn ein Magnet, der in der Fahrbahnoberfläche mit Nordpol aus der Fahrbahnoberfläche hinaus weisend angeordnet ist, eine 0 darstellt und ein Magnet, der in der Fahrbahnoberfläche mit Südpol aus der Fahrbahnoberfläche hinaus weisend angeordnet ist, eine 1 darstellt, können verschiedene Kodierungsverfahren angewendet werden abhängig von der Anordnung der Magnete. Beispiele für Kodierungsverfahren sind in
EP 1 436 187 B1 , [0029] bis [0032], offenbart und sind durch Verweis mitoffenbart.
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Die Lichtstrahlenquellen sind beispielsweise Infrarot-LEDs. Die Sensoren, die die Lichtfeldstärke messen, sind beispielsweise Photodioden. Damit wird eine Lichtschranke realisiert.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Recheneinheit in dem Fahrzeug anordbar oder außerhalb des Fahrzeuges angeordnet. Für die Anordnung außerhalb des Fahrzeuges werden die Fahrfunktionen von der Recheneinheit ferngesteuert kontrolliert, auch remote control genannt. Damit wird ein Sicherheitsoperator realisiert.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird bei dem Verfahren ein betriebssicheres Ausfallen von sicherheitsrelevanten Fahrfunctionen von dem System gesteuert. Beispielsweise wird die Bremse gesteuert.
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Die Erfindung wird in den folgenden Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems,
- 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Ausführungsbeispiel eines Fahrzeuges,
- 3 ein Ausführungsbeispiel zur Kodierung von rechtlichen Regelsystemen,
- 4 ein Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen automatisiert betreibbaren Fahrzeuges und
- 5 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsähnliche Teile. In den jeweiligen Figuren werden übersichtshalber die für das jeweilige Verständnis relevanten Bezugsteile angegeben.
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Die Komponenten des Systems 10 zur Kontrolle automatisierter Fahrfunktionen für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug 1, wie in 1 gezeigt, umfassen Markierungselemente 11. Die Markierungselemente 11 sind in einer Fahrbahnoberfläche 2, beispielsweise einer Straße, entlang von Fahrbahnmittellinien und parallel zu diesen angeordnet. Die Markierungselement 11 sind beispielsweise Magnetnadeln.
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Die magnetischen Feldstärken der einzelnen Markierungselemente 11 und ggf. eine resultierende Feldstärke aus mehreren Feldstärken der einzelnen Markierungselemente 11 werden mit Sensoren 12, beispielsweise Magnetsensoren, gemessen. Die Sensoren 12 sind beispielsweise in einem Messträger angeordnet. Die Sensoren 12 oder der Messträger sind an einem Fahrzeug 1 anordbar.
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Die Signale der Sensoren 12 werden von einer Recheneinheit 13 ausgewertet. Die Recheneinheit 13 bestimmt dabei die Position des Fahrzeuges 1 relativ zu den Markierungselementen und überwacht und ggf. übersteuert oder deaktiviert eine Trajektorienplanung eines Steuergeräts 14 für automatisiertes Fahren. Die Recheneinheit erhält über Eingangsschnittstellen Signale der Sensoren 12 und Steuerungssignale des Steuergeräts 14. Über die Signale der Sensoren 12 werden die Steuerungssignale des Steuergeräts 14 kontrolliert. Die Recheneinheit steht über Ausgangsschnittstellen mit Aktuatoren 4 für automatisierte Fahrfunktionen, beispielsweise Bremse, in Wirkverbindung.
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2 zeigt das System 10 in Verwendung bei dem Fahrzeug 1 mit einer weiteren beispielhaften Anordnung der Markierungselemente 11. Von dem Fahrzeug 1 ist lediglich die Aufhängung teilweise gezeigt, um das System 10 zu verdeutlichen.
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3 zeigt eine Kodierung eines Stoppschildes. Die Kodierung erfolgt durch Polarität sechs in einer Reihe angeordneter Markierungselemente 11 entlang einer Haltelinie bei dem Stoppschild. Das Stoppschild ist durch die Folge Nordpol N - Nordpol N - Nordpol N - Südpol S - Nordpol N - Nordpol N kodiert. Jedes Markierungselement 11 hat zwei Zustände, nämlich Nordpol N nach oben oder Südpol S nach oben. Sechs in einer Reihe angeordnete Markierungselemente 11 ergeben 26 Kombinationsmöglichkeiten.
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Das in 4 gezeigte Fahrzeug 1 ist ein People Mover, in den das System 10 integriert ist. Das Fahrzeug 1 umfasst außerdem einen Umfelderfassungssensor 3, beispielsweise eine Kamera, und ein Navigationssatellitensystem 5. Die Aktuatoren 4 sind Bremsaktuatoren.
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5 zeigt schematisch das Verfahren zur Kontrolle automatisierter Fahrfunktionen für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug 1. In einem ersten Verfahrensschritt V1 werden Feldstärken einzelner von den Markierungselemente 11 mit den Sensoren 12 gemessen. In einem zweiten Verfahrensschritt wird in Abhängigkeit der gemessenen Feldstärken eine jeweilige Position des Fahrzeuges 1 relativ zu den Markierungselementen 11 mit der Recheneinheit 13 bestimmt. In einem dritten Verfahrensschritt V3 wird während des automatisierten Betriebs eine Trajektorienplanung des Steuergeräts 14 für das Fahrzeug 1 in Abhängigkeit der Position des Fahrzeuges 1 relativ zu den Markierungselementen 11 und weiteren Fahrzeugdaten kontrolliert und im Falle einer Abweichung von der Recheneinheit 13 übersteuert oder deaktiviert in einem vierten Verfahrensschritt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrbahnoberfläche
- 3
- Umfelderfassungssensor
- 4
- Aktuator
- 10
- Navigationssatellitensystem
- 11
- Markierungselement
- 12
- Sensor
- 13
- Recheneinheit
- 14
- Steuergerät
- V1-V4
- Verfahrensschritt
- N
- Nordpol
- S
- Südpol
