DE102020108480A1

DE102020108480A1 - Verfahren zum Unterstützen eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020108480A1
Application number: DE102020108480.3A
Authority: DE
Inventors: Christoph Gustav Keller; Holger Mielenz
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Daimler AG
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2021-09-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1). Erfindungsgemäß wird ermittelt, ob zu einem Passieren eines vor dem automatisiert fahrenden Fahrzeug (1) auf einer Fahrbahn (FB) befindlichen Hindernisses (3) ein automatischer Spurwechsel des automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1) auf eine Überholfahrspur (US) möglich ist. Ist dies nicht der Fall, stoppt das automatisiert fahrende Fahrzeug (1) vor Erreichen des Hindernisses (3) und sendet eine Unterstützungsanfrage an eine fahrzeugexterne Zentrale. Mittels der fahrzeugexternen Zentrale wird ein weiteres Fahrzeug (4) in einer Umgebung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1) ermittelt und instruiert, sich in Richtung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1) zu bewegen und vor Erreichen desselben auf die Überholfahrspur (US) zu wechseln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2018 112 513 A1 ist ein Verfahren zum Unterstützen eines autonomen Fahrzeugs durch einen Teleoperator bekannt. Das autonome Fahrzeug umfasst eine Kommunikationseinheit zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung mit einer von einem Teleoperator gesteuerten fahrzeugexternen Steuereinheit. Es wird eine Systemgrenze durch eine Fahrzeugsensorik des autonomen Fahrzeugs ermittelt und es werden eine Situation des Fahrzeugumfelds und eine bisherige Trajektorie des autonomen Fahrzeugs über die Kommunikationsverbindung an die fahrzeugexterne Steuereinheit übermittelt. Weiterhin wird eine Freigabe der bisherigen Trajektorie oder ein Ausweisen eines befahrbaren Bereichs durch den Teleoperator durchgeführt und an das autonome Fahrzeug übermittelt, wobei die bisherige Trajektorie vom autonomen Fahrzeug fortgesetzt oder eine neue Trajektorie basierend auf Angaben des Teleoperators berechnet und durch das autonome Fahrzeug befahren wird.
Weiterhin ist aus der DE 10 2018 116 982 A1 ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs mit den folgenden Schritten bekannt:

- Empfangen von Umgebungssignalen, die eine mittels einer Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs erfasste Umgebung des Kraftfahrzeugs repräsentieren,
- bei Detektion eines sich bezogen auf eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Objekts basierend auf den empfangenen Umgebungssignalen,
- Ermitteln, ob innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts ein Straßenknotenpunkt liegt und ob für eine Dauer des Überholens ein Gegenverkehr des Kraftfahrzeugs blockiert wird,
- wenn das Ermitteln ergeben hat, dass innerhalb einer Überholtrajektorie zum Überholen des Objekts kein Straßenknotenpunkt liegt und dass für eine Dauer des Überholens kein Gegenverkehr blockiert wird, dann Ausgeben von Steuersignalen zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf der Überholtrajektorie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Unterstützen eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem Verfahren zum Unterstützen eines automatisiert, insbesondere hochautomatisiert oder autonom, fahrenden Fahrzeugs wird erfindungsgemäß ermittelt, ob zu einem Passieren eines vor dem automatisiert fahrenden Fahrzeug auf einer Fahrbahn befindlichen Hindernisses, insbesondere aufgrund einer Verkehrsdichte, ein automatischer Spurwechsel des automatisiert fahrenden Fahrzeugs auf eine Überholfahrspur möglich ist. Ist dies nicht der Fall, stoppt das automatisiert fahrende Fahrzeug vor Erreichen des Hindernisses und mittels des automatisiert fahrenden Fahrzeugs wird eine Unterstützungsanfrage an eine fahrzeugexterne Zentrale gesendet. Mittels der fahrzeugexternen Zentrale wird ein weiteres Fahrzeug in einer Umgebung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs ermittelt und mittels der fahrzeugexternen Zentrale instruiert, sich in Richtung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs zu bewegen und vor Erreichen desselben auf die Überholfahrspur zu wechseln.
Das Verfahren ermöglicht für das automatisiert fahrende Fahrzeug ein sicheres Passieren des Hindernisses sowie eine Vermeidung oder zumindest schnelle Auflösung von Blockagesituationen, insbesondere auf mehrspurigen Fahrbahnen, für das automatisiert fahrende Fahrzeug. Somit ist eine Weiterfahrt auch in schwierigen Situationen möglich. Daraus folgend wird ein Verkehrsfluss erhöht und eine Anzahl von Gefahrensituationen wird verringert.
In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird mittels des automatisiert fahrenden Fahrzeugs gemeinsam mit der Unterstützungsanfrage eine aktuelle Eigenposition und eine aktuelle Reichweite eines Sensorsystems zur Umgebungserfassung an die Zentrale gesendet. Somit kann aufgrund einer Kenntnis der aktuellen Eigenposition die Ermittlung eines zur Unterstützung geeigneten Fahrzeugs in der Umgebung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs beschleunigt werden und aufgrund einer Kenntnis der Reichweite des Sensorsystems eine Sicherheit bei der Durchführung des Passierens des Hindernisses erhöht werden, da das unterstützende Fahrzeug seine Fahrmanöver und Fahrweise an die Reichweite des Sensorsystems des automatisiert fahrenden Fahrzeugs anpassen kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens werden zwischen dem automatisiert fahrenden Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug nach dessen Auswahl durch die Zentrale in Echtzeit Positionsinformationen ausgetauscht. Hierdurch ist sichergestellt, dass sowohl das unterstützende Fahrzeug als auch das automatisiert fahrende Fahrzeug stets die Position des jeweils anderen Fahrzeugs kennen. Weiterhin ermöglicht die Kenntnis der Position dem automatisiert fahrenden Fahrzeug, dass dieses das unterstützende Fahrzeug bei dessen Annäherung sicher erkennt und einen sicheren Spurwechsel durchführen kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens verringert das weitere Fahrzeug spätestens beim Wechsel auf die Überholfahrspur seine Geschwindigkeit und ermöglicht somit eine Abbremsung eines auf der Überholfahrspur folgenden Verkehrs sowie damit verbunden eine Schaffung einer ausreichend großen Verkehrslücke für das automatisiert fahrende Fahrzeug zur Durchführung des Spurwechsels und zum Passieren des Hindernisses.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird in mittels eines Sensorsystems zur Umgebungserfassung erfassten Umgebungsdaten des automatisiert fahrenden Fahrzeugs das weitere Fahrzeug detektiert und das automatisiert fahrende Fahrzeug gleicht eine so ermittelte Position des weiteren Fahrzeugs mit empfangenen Positionsinformationen des weiteren Fahrzeugs ab. Hierdurch wird eine Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Ermittlung der Position des unterstützenden Fahrzeugs weiter erhöht.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird mittels des automatisiert fahrenden Fahrzeugs eine Geschwindigkeit des weiteren Fahrzeugs detektiert und anhand dieser Geschwindigkeit und einer Position des weiteren Fahrzeugs eine Trajektorie zum sicheren Passieren des Hindernisses ermittelt. Dies ermöglicht einen sicheren Ausschervorgang auf die Überholfahrspur und ein sicheres Passieren des Hindernisses.
Um eine größtmögliche Sicherheit bei Ausführung des Spurwechsel und beim Passieren des Hindernisses zu realisieren, führt das automatisiert fahrende Fahrzeug in einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens den Spurwechsel automatisch durch, wenn ein ermitteltes Risiko für eine Kollision mit dem weiteren Fahrzeug oder einem anderen Fahrzeug bei Ausführung des Spurwechsels einen vorgegebenen Grenzwert untersch reitet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch eine Draufsicht einer Verkehrssituation und
2 schematisch eine Draufsicht einer weitere Verkehrssituation.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine Draufsicht einer Verkehrssituation mit einem Fahrzeug 1, einem weiteren Fahrzeug 2 und einem Hindernis 3 auf einer mehrspurigen Fahrbahn FB dargestellt.
Das Fahrzeug 1 ist zu einem automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb ausgebildet. Das Fahrzeug 1 kann dabei ein Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug sein.
Bewegt sich das automatisiert fahrende Fahrzeug 1 auf einer Fahrspur FS der mehrspurigen Fahrbahn FB auf das Hindernis 3 zu, kann es in Abhängigkeit einer Verkehrssituation dazu kommen, dass dieses vor Erreichen des Hindernisses 3 zum Stillstand kommt. Hierbei können Situationen entstehen, in denen ein Spurwechsel nicht möglich ist, um dem Hindernis 3 auszuweichen. Insbesondere kann dies passieren, wenn eine aktuelle Reichweite R eines Sensorsystems zur Umgebungserfassung nicht ausreichend, um ein Spurwechselmanöver sicher durchzuführen. Das automatisiert fahrende Fahrzeug 1 ist dadurch blockiert und kann nicht weiterfahren.
Um in solchen Situationen eine Weiterfahrt für das automatisiert fahrende Fahrzeug 1 und ein sicheres Passieren des Hindernisses 3 zu ermöglichen, wird zunächst ermittelt, ob ein Passieren des vor dem automatisiert fahrenden Fahrzeug 1 auf der Fahrbahn FB befindlichen Hindernisses 3, beispielsweise aufgrund einer Verkehrsdichte, ein automatischer Spurwechsel des automatisiert fahrenden Fahrzeugs 1 auf eine Überholfahrspur US möglich ist.
Ist dies nicht der Fall, weil beispielsweise das Sensorsystem aufgrund seiner Reichweite R außerhalb eines Erfassungsbereichs desselben mit hoher Geschwindigkeit herannahende Verkehrsteilnehmer, beispielsweise das Fahrzeug 2, nicht sicher erfassen kann, stoppt das automatisiert fahrende Fahrzeug 1 vor Erreichen des Hindernisses 3 auf der Fahrspur FS und sendet eine Unterstützungsanfrage an eine fahrzeugexterne Zentrale.
Die fahrzeugexterne Zentrale ist beispielsweise ein Backendserver, kann aber auch personengesteuert bzw. personenbedient sein.
Gemeinsam mit der Unterstützungsanfrage übermittelt das automatisiert fahrende Fahrzeug 1 eine aktuelle Eigenposition und die aktuelle Reichweite R des Sensorsystems zur Umgebungserfassung an die Zentrale. Die Eigenposition umfasst dabei insbesondere eine laterale Position, eine longitudinale Position und die Fahrspur FS, auf welcher sich das Fahrzeug 1 befindet.
Nach der Übermittlung der Unterstützungsanfrage ermittelt die fahrzeugexterne Zentrale ein zur Unterstützung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs 1 geeignetes weiteres Fahrzeug 4 in einer Umgebung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs 1 und instruiert dieses, sich in Richtung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs 1 zu bewegen. Auch das weitere Fahrzeug 4 ist beispielsweise ein automatisiert, insbesondere hochautomatisiert oder autonom, fahrendes Fahrzeug.
2 zeigt eine Draufsicht einer weiteren Verkehrssituation zu einem Zeitpunkt, nachdem sich das weitere Fahrzeug 4 zur Unterstützung in Richtung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs 1 bewegt hat.
Zur Unterstützung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs 1 beim Passieren des Hindernisses 3 ist das Ziel, dass das weitere Fahrzeug 4 auf der Überholfahrspur US hinter diesem befindliche Verkehrsteilnehmer, vorliegend dargestellt durch ein weiteres Fahrzeug 5, derart abbremst bzw. blockiert, dass für das automatisiert fahrende Fahrzeug 1 ein sicherer Spurwechsel auf die Überholfahrspur US und ein sicheres Passieren des Hindernisses 3 möglich sind.
Zu diesem Zweck instruiert die Zentrale das weitere Fahrzeug 4 zusätzlich, dass dieses vor Erreichen des wartenden automatisiert fahrenden Fahrzeugs 1 auf die Überholfahrspur wechselt und seine Geschwindigkeit derart einstellt, dass folgende Verkehrsteilnehmer gebremst werden und das automatisiert fahrende Fahrzeug 1 den Spurwechsel auf die Überholfahrspur US sicher durchführen kann.
Nach einer Auswahl des weiteren Fahrzeugs durch die Zentrale werden in Echtzeit Positionsinformationen zwischen dem automatisiert fahrenden Fahrzeug 1 und dem weiteren Fahrzeug 4 ausgetauscht.
Weiterhin wird in mittels des Sensorsystems zur Umgebungserfassung erfassten Umgebungsdaten des automatisiert fahrenden Fahrzeugs 1 das weitere Fahrzeug 4 detektiert, wobei das automatisiert fahrende Fahrzeug 1 eine anhand der Umgebungsdaten ermittelte Position des weiteren Fahrzeugs 4 mit vom Fahrzeug 4 und/oder von der Zentrale empfangenen Positionsinformationen des weiteren Fahrzeugs 4 abgleicht.
Weiterhin wird mittels des automatisiert fahrenden Fahrzeugs 1 eine Geschwindigkeit des weiteren Fahrzeugs 4 detektiert, beispielsweise ebenfalls anhand der mittels des Sensorsystems zur Umgebungserfassung erfassten Umgebungsdaten, wobei anhand dieser Geschwindigkeit und der Position des weiteren Fahrzeugs 4 eine Trajektorie T zum Ausführen des Spurwechsels auf die Überholfahrspur US und zum sicheren Passieren des Hindernisses 3 ermittelt wird.
Nach Ermittlung der Trajektorie T führt das automatisiert fahrende Fahrzeug 1 den Spurwechsel automatisch durch, wenn ein ermitteltes Risiko für eine Kollision mit dem weiteren Fahrzeug 4 oder einem anderen Fahrzeug 5 bei Ausführung des Spurwechsels einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet und somit sicher durchführbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrzeug
3: Hindernis
4: Fahrzeug
5: Fahrzeug
FB: Fahrbahn
FS: Fahrspur
R: Reichweite
T: Trajektorie
US: Überholfahrspur

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

DE 102018112513 A1 [0002]
DE 102018116982 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Unterstützen eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1), dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn zu einem Passieren eines vor dem automatisiert fahrenden Fahrzeug (1) auf einer Fahrbahn (FB) befindlichen Hindernisses (3) ein automatischer Spurwechsel des automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1) auf eine Überholfahrspur (US) nicht möglich ist, - das automatisiert fahrende Fahrzeug (1) vor Erreichen des Hindernisses (3) stoppt, - mittels des automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1) eine Unterstützungsanfrage an eine fahrzeugexterne Zentrale gesendet wird, - mittels der fahrzeugexternen Zentrale ein weiteres Fahrzeug (4) in einer Umgebung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1) ermittelt wird und - mittels der fahrzeugexternen Zentrale das ermittelte weitere Fahrzeug (4) instruiert wird, sich in Richtung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1) zu bewegen und vor Erreichen desselben auf die Überholfahrspur (US) zu wechseln.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1) gemeinsam mit der Unterstützungsanfrage eine aktuelle Eigenposition und eine aktuelle Reichweite (R) eines Sensorsystems zur Umgebungserfassung an die Zentrale gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem automatisiert fahrenden Fahrzeug (1) und dem weiteren Fahrzeug (4) nach dessen Auswahl durch die Zentrale in Echtzeit Positionsinformationen ausgetauscht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Fahrzeug (4) spätestens beim Wechsel auf die Überholfahrspur (US) seine Geschwindigkeit verringert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mittels eines Sensorsystems zur Umgebungserfassung erfassten Umgebungsdaten des automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1) das weitere Fahrzeug (4) detektiert wird und das automatisiert fahrende Fahrzeug (1) eine so ermittelte Position des weiteren Fahrzeugs (4) mit empfangenen Positionsinformationen des weiteren Fahrzeugs (4) abgleicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des automatisiert fahrenden Fahrzeugs (1) eine Geschwindigkeit des weiteren Fahrzeugs (4) detektiert wird und anhand dieser Geschwindigkeit und einer Position des weiteren Fahrzeugs (4) eine Trajektorie zum sicheren Passieren des Hindernisses (3) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das automatisiert fahrende Fahrzeug (1) den Spurwechsel automatisch durchführt, wenn ein ermitteltes Risiko für eine Kollision mit dem weiteren Fahrzeug (4) oder einem anderen Fahrzeug (5) bei Ausführung des Spurwechsels einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.