DE102019218467A1 - Method for operating an automated vehicle group - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugverbunds (100), aufweisend die Schritte:- Sensorisches Erfassen eines außerhalb einer Fahrspur des Fahrzeugverbunds (100) fahrenden Fahrzeugs (20) durch einen einem ersten Teilnehmer (10a... 10n) des Fahrzeugverbunds (100) und einem zweiten Teilnehmer (10a... 10n) des Fahrzeugverbunds (100) nachfahrenden dritten Teilnehmer (10a... 10n) des Fahrzeugverbunds (100); und- Übermitteln der sensorisch erfassten Daten des außerhalb der Fahrspur des Fahrzeugverbunds (100) fahrenden Fahrzeugs (20) von dem ersten Teilnehmer (10a... 10n) an einen, insbesondere alle, Teilnehmer (10a...10n) des Fahrzeugverbunds (100).A method for operating an automated vehicle group (100), comprising the steps: - Sensory detection of a vehicle (20) driving outside a lane of the vehicle group (100) by a first participant (10a ... 10n) of the vehicle group (100) and a second participant (10a ... 10n) of the vehicle group (100) following third participant (10a ... 10n) of the vehicle group (100); and- transmitting the sensor-recorded data of the vehicle (20) driving outside the lane of the vehicle group (100) from the first participant (10a ... 10n) to one, in particular all, participants (10a ... 10n) of the vehicle group (100 ).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugverbunds. Die Erfindung betrifft ferner Steuergerät zum Ausführen des Verfahrens. Die Erfindung betrifft ferner einen Verbund von Steuergeräten. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm. Die Erfindung betrifft ferner ein maschinenlesbares Speichermedium.The invention relates to a method for operating an automated vehicle group. The invention also relates to a control device for performing the method. The invention also relates to a network of control devices. The invention also relates to a computer program. The invention also relates to a machine-readable storage medium.
Stand der TechnikState of the art
Bekannt sind Systeme, bei denen Fahrzeuge insbesondere auf Autobahnen automatisierte Konvois (sogenannte Fahrzeug-Platoons) bilden. Hierbei sammeln sich Fahrzeuge hintereinander und fahren über begrenzte Zeiträume mit einer einheitlichen Geschwindigkeit in engen Abständen. Die Abstimmung zur Bildung, Aufrechterhaltung und Auflösung eines Fahrzeug-Platoons erfolgt per Fahrzeugzu-Fahrzeug-Kommunikation. Bekannt sind dabei Ansätze, die es per Fahrzeugzu-Fahrzeug-Kommunikation erlauben, dass alle Fahrzeuge im Platoon gemeinsam anfahren bzw. anhalten (Stau-Platoon mit gemeinsamer Längsregelung). Hierdurch ergibt sich eine starke Verbesserung des Verkehrsflusses sowie bei bestehenden Staus das Potential, diese schneller aufzulösen. Das gemeinsame Fahren im Platoon kann zudem Kraftstoff sparen und Auffahrunfälle vermeiden.Systems are known in which vehicles form automated convoys (so-called vehicle platoons), particularly on motorways. Here vehicles collect one behind the other and drive over limited periods of time at a uniform speed at close intervals. The coordination of the formation, maintenance and dissolution of a vehicle platoon takes place via vehicle-to-vehicle communication. Approaches are known which, via vehicle-to-vehicle communication, allow all vehicles in the platoon to start or stop together (traffic jam platoon with common longitudinal control). This results in a strong improvement in the flow of traffic and, in the case of existing traffic jams, the potential to resolve them more quickly. Driving together in a platoon can also save fuel and avoid rear-end collisions.
Mittels des Platoonings lassen sich signifikante Kraftstoffeinsparungen realisieren. Dabei fahren die Fahrzeuge so eng hintereinander, dass sie über eine „elektronische Deichsel“ miteinander gekoppelt sein müssen, d.h. in Echtzeit miteinander kommunizieren müssen, z.B. zur Übertragung von Lenk- und Bremssignalen.Significant fuel savings can be achieved by means of platooning. The vehicles drive so closely behind one another that they have to be coupled with one another via an "electronic drawbar", i.e. they have to communicate with one another in real time, e.g. for the transmission of steering and braking signals.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Fahrzeugverbunds bereitzustellen.One object of the invention is to provide an improved method for operating an automated vehicle group.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugverbunds, aufweisend die Schritte:
- - Sensorisches Erfassen eines außerhalb einer Fahrspur des Fahrzeugverbunds fahrenden Fahrzeugs durch einen einem ersten Teilnehmer des Fahrzeugverbunds und einem zweiten Teilnehmer des Fahrzeugverbunds nachfahrenden dritten Teilnehmer des Fahrzeugverbunds; und
- - Übermitteln der sensorisch erfassten Daten des außerhalb der Fahrspur des Fahrzeugverbunds fahrenden Fahrzeugs von dem ersten Teilnehmer an einen, insbesondere alle, Teilnehmer des Fahrzeugverbunds.
- - Sensory detection of a vehicle driving outside a lane of the vehicle group by a third participant of the vehicle group following a first participant of the vehicle group and a second participant of the vehicle group; and
- - Transmission of the sensor-recorded data of the vehicle driving outside the lane of the vehicle group from the first participant to one, in particular all, participants in the vehicle group.
Das Fahrzeug befährt also eine von der Fahrspur, die von den Teilnehmern des Fahrzeugverbunds befahren wird, verschiedene Fahrspur.The vehicle is therefore traveling in a lane that is different from the lane used by the participants in the vehicle group.
Auf diese Weise kann ein nicht im Sichtfeld eines Sensorsystems befindlicher Einscherer frühzeitig erkannt werden und dessen Daten an alle Teilnehmer des Fahrzeugverbunds übermittelt werden. Vorteilhaft ist auf diese Weise eine Stabilität des Fahrzeugverbunds wesentlich verbessert, weil zum Beispiel Auffahrunfälle innerhalb des Fahrzeugverbunds möglichst ausgeschlossen sind. Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Steuergerät, das ausgebildet ist, das vorgeschlagene Verfahren auszuführen.In this way, a cut-in that is not in the field of vision of a sensor system can be detected early and its data can be transmitted to all participants in the vehicle group. In this way, the stability of the vehicle assembly is advantageously significantly improved because, for example Rear-end collisions within the vehicle group are excluded as far as possible. According to a second aspect, the object is achieved with a control device which is designed to carry out the proposed method.
Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Verbund aus Steuergeräten.According to a third aspect, the object is achieved with a network of control devices.
Gemäß einem vierten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Computerprogramm.According to a fourth aspect, the object is achieved with a computer program.
Gemäß einem fünften Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem maschinenlesbaren Speichermedium.According to a fifth aspect, the object is achieved with a machine-readable storage medium.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.Advantageous developments of the method are the subject of the dependent claims.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das außerhalb bzw. abseits der Fahrspur des Fahrzeugverbunds fahrende Fahrzeug zwischen dem ersten und dem zweiten Teilnehmer des Fahrzeugverbunds einschert oder einscheren wird. Durch das Erfassen des einscherenden Fahrzeugs durch den dritten Teilnehmer kann rechtzeitig auf das einscherende Fahrzeug reagiert werden.An advantageous development of the method provides that the vehicle traveling outside or off the lane of the vehicle group cuts in or will cut in between the first and the second participant in the vehicle group. The detection of the cutting-in vehicle by the third participant enables a timely response to the cutting-in vehicle.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das außerhalb der Fahrspur des Fahrzeugverbunds fahrende Fahrzeug außerhalb eines Erfassungsbereichs einer abstandserfassenden Sensoreinheit des ersten und/oder des zweiten Teilnehmers des Fahrzeugverbunds fährt. Durch das Erfassen des Fahrzeugs durch den dritten Teilnehmer kann ein Nicht-Erfassen des Fahrzeugs durch den ersten und/oder zweiten Teilnehmer kompensiert werden.An advantageous development of the method provides that the vehicle driving outside the lane of the vehicle group drives outside of a detection area of a distance-detecting sensor unit of the first and / or the second participant in the vehicle group. By detecting the vehicle by the third participant, failure to detect the vehicle by the first and / or second participant can be compensated for.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die sensorisch erfassten Daten periodisch an die Teilnehmer des Fahrzeugverbunds übermittelt werden. Vorteilhaft erfolgt die Datenübermittlung dabei zum Beispiel mittels sogenannter Platoon Control Messages mit einer definierten Frequenz von z.B. ca. 20 Hz bis ca. 30 Hz.An advantageous development of the method provides that the data recorded by sensors are periodically transmitted to the participants in the vehicle group. The data is advantageously transmitted, for example, by means of so-called platoon control messages with a defined frequency of, for example, approx. 20 Hz to approx. 30 Hz.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Fahrzeug in einem Radarsystem des nachfahrenden Teilnehmers entweder als ein FUS-Objekt, als ein ATS-Objekt oder als ein OHL-Objekt erkannt wird. Vorteilhaft können dadurch unterschiedliche Schichten einer Radarsignalverarbeitung genutzt werden, um dadurch auch noch weitere im Umfeld des vermeintlichen Einscherers befindliche Fahrzeuge zu detektieren.A further advantageous development of the method provides that the vehicle is recognized in a radar system of the following participant either as a FUS object, as an ATS object or as an OHL object. As a result, different layers of radar signal processing can advantageously be used in order to thereby also detect other vehicles located in the vicinity of the alleged cut-in.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass als Reaktion auf die Detektion des Fahrzeugs ein definierter Bremsvorgang des ersten Fahrzeugs initiiert wird. Dadurch kann eine Kollision innerhalb des Fahrzeugverbunds weitestgehend vermieden werden.Another advantageous development of the method provides that a defined braking process of the first vehicle is initiated as a reaction to the detection of the vehicle. As a result, a collision within the vehicle group can be largely avoided.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass als Reaktion auf die Detektion des Fahrzeugs ein definierter Lenkvorgang des ersten Fahrzeugs initiiert wird. Auch auf diese Weise lässt sich eine Kollision innerhalb des Fahrzeugverbunds weitestgehend vermeiden.Another advantageous development of the method provides that a defined steering process of the first vehicle is initiated as a reaction to the detection of the vehicle. In this way, too, a collision within the vehicle group can be largely avoided.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass ein Ermitteln von Daten des Bremsmanövers und/oder des Lenkmanövers des ersten Fahrzeugs im automatisierten Fahrzeugverbund und/oder in der Cloud durchgeführt wird. Vorteilhaft werden auf diese Weise unterschiedliche Berechnungsmöglichkeiten für die erforderlichen Daten bereitgestellt.A further advantageous development of the method provides that data of the braking maneuver and / or the steering maneuver of the first vehicle are determined in the automated vehicle group and / or in the cloud. In this way, different calculation options for the required data are advantageously made available.
Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren detailliert beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren. Die Figuren sind vor allem dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen und sind nicht notwendigerweise maßstabgetreu ausgeführt.The invention is described in detail below with further features and advantages on the basis of several figures. All of the features described or shown form the subject matter of the invention individually or in any combination, regardless of how they are summarized in the patent claims or their reference, and regardless of their formulation or representation in the description or in the figures. The figures are primarily intended to clarify the principles essential to the invention and are not necessarily drawn to scale.
In den Figuren zeigt:
-
1 eine prinzipielle Darstellung einer Funktionsweise des vorgeschlagenen Verfahrens zum optimierten Betreiben eines automatisierten Fahrzeugverbunds; -
2 eine prinzipielle Darstellung von Distanzen betreffend einen Einschervorgang eines Einscherers in einen automatisierten Fahrzeugverbund; -
3 eine prinzipielle Darstellung von Detektionszeiten betreffend einen Einschervorgang eines Einscherers in einen automatisierten Fahrzeugverbund; und -
4 einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugverbunds.
-
1 a basic representation of a mode of operation of the proposed method for the optimized operation of an automated vehicle group; -
2 a basic illustration of distances relating to a reeving process of a reeving device in an automated vehicle group; -
3rd a basic representation of detection times relating to a reeving process of a reeving device in an automated vehicle group; and -
4th a basic sequence of an embodiment of the proposed method for operating an automated vehicle group.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Im Folgenden werden die Begriffe automatisiertes Fahrzeug bzw. automatisierter Fahrzeugverbund synonym in den Bedeutungen teilautomatisiertes Fahrzeug/Fahrzeugverbund, autonomes Fahrzeug/Fahrzeugverbund und teilautonomes Fahrzeug/Fahrzeugverbund verwendet.In the following, the terms automated vehicle or automated vehicle group are used synonymously in the meanings of partially automated vehicle / vehicle group, autonomous vehicle / vehicle group and partially autonomous vehicle / vehicle group.
Ein Kerngedanke der Erfindung ist es insbesondere, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum optimierten Betreiben eines automatisierten Fahrzeugverbunds bereitzustellen.A core concept of the invention is in particular to provide an improved method and a device for the optimized operation of an automated vehicle group.
Die Teilnehmer
Aufgrund des horizontal engen Sichtbereichs von z.B. Radar kann ein Einscherer nicht ausreichend eindeutig detektiert werden. Dieses Problem kann ernste Auswirkungen haben, wenn nämlich der Einscherer ein Einschermanöver zwischen zwei Teilnehmer des automatisierten Fahrzeugverbunds einleitet. Aufgrund der systembedingt kurzen Fahrdistanzen zwischen den Fahrzeugen
Man erkennt im Szenario von
Vorgeschlagen wird, dass das Fahrzeug
Auf diese Weise ist jeder Teilnehmer
Zum Beispiel kann das Ego-Fahrzeug
Im Ergebnis ist dadurch vorteilhaft ein sicherer und stabiler Betrieb des automatisierten Fahrzeugverbunds
Um das Fahren der Teilnehmer
- - Taktische Schicht
- - Operative Schicht
- - Tactical shift
- - Operational shift
Während die taktische Schicht hauptsächlich für ein Management von Fahrmanövern des automatisierten Fahrzeugverbunds
Diese unterschiedlichen Aufgaben erfordern unterschiedliche Typen von Nachrichten. Die taktische Schicht erfordert hauptsächlich sogenannte Platoon Management Messages (PMM), welche ereignis-basiert sind und nur ausgetauscht werden, wenn sie erforderlich sind.These different tasks require different types of messages. The tactical layer mainly requires so-called Platoon Management Messages (PMM), which are event-based and are only exchanged when they are required.
Die operative Schicht erfordert sogenannte Platoon Control Messages (PCM), die von jedem Teilnehmer
Dazu müssen folgende zwei Aspekte beachtet werden:To do this, the following two aspects must be observed:
Sichtfeld des RadarsRadar field of view
Das Radar ist nicht in der Lage, ein Objekt außerhalb seines Sichtfelds zu detektieren. Daher muss zunächst ermittelt werden, wie lange es dauert, bis das Fahrzeug
Abhängig von der Position des Ego-Fahrzeugs
Depending on the position of the
Zu beachten ist, dass aufgrund von vy < 0 der Wert von tFoV nicht negativ sein kann.It should be noted that, due to v y <0, the value of t FoV cannot be negative.
Abarbeitungszeit des SensorsProcessing time of the sensor
Angenommen wird, dass der Sensor (z.B. Radarsensor) eine Abarbeitungszeit tProc zum Detektieren eines einscherenden Objekts aufweist. Ähnlich zur vorangegangenen Analyse der Sichtfeldzeit tFoV hängt die Abarbeitungszeit tProc auch von der initialen Position des Fahrzeugs ab. Aufgrund der Tracking-Funktion des Sensors ist die Zeit kürzer, wenn sich das Fahrzeug zum Zeitpunkt t = 0 im Sichtfeld des Radars befindet. Sie kann daher folgendermaßen definiert werden:
Unter Verwendung der Gleichungen (1) und (2) kann die Detektionszeit tdet folgendermaßen definiert werden:
Die relative Position des Fahrzeugs
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist es vorteilhaft möglich, derartige Situationen weitestgehend zu vermeiden.With the proposed method it is advantageously possible to avoid such situations as far as possible.
Auf der x-Achse ist der longitudinale Abstand des Fahrzeugs
Vorgeschlagen wird, dass gemäß Szenario von
Nachdem der Teilnehmer
Das vorgeschlagene Verfahren funktioniert vorteilhaft auch dann, wenn sich hinter dem Fahrzeug
Ferner ist mit dem vorgeschlagenen Verfahren zwar ein Detektieren eines Einscherers vor dem letzten Teilnehmer (im Falle von
In einem Schritt
In einem Schritt
In one
In one
Im Ergebnis können mit dem vorgeschlagenen Verfahren ein Sicherheitsniveau im Straßenverkehr vorteilhaft erhöht und ein homogener Verkehrsfluss bereitgestellt sein.As a result, the proposed method can advantageously increase a safety level in road traffic and provide a homogeneous flow of traffic.
Vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren als eine Software implementieren, die beispielsweise auf einem elektronischen Steuergerät (nicht dargestellt) wenigstens eines Teilnehmers des Fahrzeugverbunds
Obwohl vorgehend das vorgeschlagene Verfahren ausschließlich anhand von Rechtsverkehr beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, dass das vorgeschlagene Verfahren auch bei Linksverkehr verwendbar ist, wobei in diesem Fall vorgehend genannte Richtungs-/Orientierungsangaben entsprechend angepasst werden müssen.Although the proposed method was previously described exclusively on the basis of right-hand traffic, it goes without saying that the proposed method can also be used in left-hand traffic, in which case the previously mentioned direction / orientation information must be adapted accordingly.
Der Fachmann wird die Merkmale der Erfindung in geeigneter Weise abändern und/oder miteinander kombinieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.The person skilled in the art will modify the features of the invention in a suitable manner and / or combine them with one another without deviating from the essence of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102015223241 A1 [0004]DE 102015223241 A1 [0004]
- WO 2017048165 A1 [0005]WO 2017048165 A1 [0005]
- DE 102012005245 A1 [0006]DE 102012005245 A1 [0006]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- Floris Remmen et al. „Cut-in Scenario Prediction for Automated Vehicles“, 2018 IEEE International Conference on Vehicular Electronics and Safety (ICVES), September 12-14, 2018 [0007]Floris Remmen et al. "Cut-in Scenario Prediction for Automated Vehicles", 2018 IEEE International Conference on Vehicular Electronics and Safety (ICVES), September 12-14, 2018 [0007]
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DE102019218467.7A DE102019218467A1 (en) | 2019-11-28 | 2019-11-28 | Method for operating an automated vehicle group |
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Legal Events
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