DE102020203122A1

DE102020203122A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Unterstützung der Bildung einer Rettungsgasse

Info

Publication number: DE102020203122A1
Application number: DE102020203122.3A
Authority: DE
Inventors: Daniel Münning; Lukas Ackert
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2021-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Unterstützung der Bildung einer Rettungsgasse, umfassend mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit (2), wobei die Auswerte- und Steuereinheit (2) derart ausgebildet ist, Steuerdaten für ein Lenksystem (5) zur Verfügung zu stellen, um assistiert oder automatisiert mindestens teilweise eine Trajektorie einer Rettungsgasse abzufahren, wobei die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, historische Daten anderer Fahrzeuge an dem aktuell befahrenen Straßenabschnitt zu erhalten, wobei anhand der historischen Daten eine Entscheidung getroffen wird, ob eine Rettungsgasse gebildet werden muss, und/oder anhand der historischen Daten die Trajektorie bestimmt wird, sowie ein geeignetes Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Unterstützung der Bildung einer Rettungsgasse.
Aus der DE 10 2016 011 544 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit zumindest einer Fahrerassistenzvorrichtung zum teilautonomen oder autonomen Betrieb des Fahrzeugs bekannt, wobei mittels der Fahrerassistenzvorrichtung verkehrsrelevante Informationen erfasst werden. Dabei wird bei Ermittlung einer prognostizierten Verkehrsstaubildung das Fahrzeug in Abhängigkeit der erfassten verkehrsrelevanten Informationen zur Bildung und Einhaltung einer Rettungsgasse auf einer Fahrbahn geführt. Dabei wird als verkehrsrelevante Information zumindest eine Information ermittelt über

- eine geltende Straßenverkehrsordnung eines Gebietes und/oder Landes, in welchem sich das Fahrzeug momentan befindet,
- die von dem Fahrzeug befahrene Fahrbahn und/oder Fahrspur,
- eine Geschwindigkeit zumindest eines vorausfahrenden Verkehrsteilnehmers,
- einen Verkehrsfluss und/oder einen dem Fahrzeug vorausliegenden Stau.

Vorzugsweise werden dem Fahrzeug die verkehrsrelevanten Informationen über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation übermittelt.
Aus der DE 10 2015 224 106 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug zur zumindest teilautomatischen Bildung einer Rettungsgasse mit mindestens einem elektronischen Steuergerät bekannt, wobei das Steuergerät auch für die Funktionen eines Stauassistenzsystems ausgebildet ist und ein Funktionsmodul enthält, das die Funktion des Stauassistenzsystems, die üblicherweise den Wechsel auf eine Nachbarspur verhindert und/oder üblicherweise eine Spurmittenführung veranlasst, deaktiviert wird, wenn das Steuergerät hierfür eine definierte Information enthält. Dabei ist vorgesehen, dass das Funktionsmodul nur unterhalb einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeitsschwelle aktivierbar ist. Weiter ist vorgesehen, dass das Funktionsmodul derart ausgebildet ist, dass das Fahrzeug dem Zielobjekt folgt, wenn es sich auf einer Spur befindet, die für eine Rettungsgasse verlassen werden muss, und wenn das vorausfahrende Zielobjekt zumindest in eine für eine Rettungsgassenbildung relevante Richtung lenkt.
Ein weiteres Verfahren zur Unterstützung einer Rettungsgasse ist aus der WO 2013/189633 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine alternative Vorrichtung zur Unterstützung der Bildung einer Rettungsgasse zu schaffen sowie ein geeignetes Verfahren zur Verfügung zu stellen.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu umfasst die Vorrichtung zur Unterstützung der Bildung einer Rettungsgasse mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit, wobei die Auswerte- und Steuereinheit derart ausgebildet ist, Steuerdaten für ein Lenksystem zur Verfügung zu stellen, um assistiert oder automatisiert mindestens teilweise eine Trajektorie einer Rettungsgasse abzufahren. Dabei kann die Auswerte- und Steuereinheit neben Steuerdaten für die Querführung auch Steuerdaten für die Längsführung zur Verfügung stellen. Die Vorrichtung ist derart ausgebildet, historische Daten anderer Fahrzeuge an dem aktuell befahrenen Straßenabschnitt zu erhalten, wobei anhand der historischen Daten eine Entscheidung getroffen wird, ob eine Rettungsgasse gebildet werden muss, und/oder anhand der historischen Daten die Trajektorie bestimmt wird. Die historischen Daten können auch als Schwarmdaten bezeichnet werden, die über einen gewissen Zeitraum von beispielsweise Tagen, Wochen oder Monaten aufgezeichnet wurden. Der Vorteil ist, dass diese historischen Daten beständiger verfügbar sind als beispielsweise C2C-Daten.
In einer Ausführungsform umfassen die historischen Daten mindestens eine Durchschnittsgeschwindigkeit, wobei die Auswerte- und Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass anhand der Eigengeschwindigkeit und der Abweichung der Eigengeschwindigkeit von den historischen Daten die Bildung einer Rettungsgasse entschieden wird. Vorzugsweise wird dabei ein Integral über die Zeit gebildet, sodass das Verfahren robuster ist und nicht singuläre Abweichungen das Ergebnis verfälschen. Dabei wird auf die Bildung einer Rettungsgasse entschieden, wenn die Eigengeschwindigkeit kleiner als ein erster Schwellwert ist und die Abweichung der Eigengeschwindigkeit von der Durchschnittsgeschwindigkeit kleiner als ein zweiter Schwellwert ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die historischen Daten Durchschnittsgeschwindigkeiten für die Normalfahrt und den Staufall betreffen. Sinkt dann die Eigengeschwindigkeit unter einen Schwellwert (z.B. 60 km/h), so wird die Eigengeschwindigkeit mit den historischen Daten für den Staufall verglichen. Dabei können zusätzlich die historischen Daten eine tageszeitabhängige Durchschnittsgeschwindigkeit sein.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die historischen Daten mindestens teilweise die Trajektorie der Rettungsgasse auf. So können die historischen Daten die Trajektorie der anderen Fahrzeuge enthalten, die diese bei der Bildung einer Rettungsgasse in der Vergangenheit abgefahren sind. Aufgrund der begrenzten Übertragungshäufigkeit der Fahrzeuge fehlt dann beispielsweise der Teil der Trajektorie, um von einer Mittelposition der Fahrspur in die Rettungsgassenposition zu wechseln. Dieser Teil wird dann gegebenenfalls von der Auswerte- und Steuereinheit ermittelt. Diese Ausführungsform kann auch unabhängig von der vorangegangenen Ausführungsform zur Anwendung kommen, wobei dann die Notwendigkeit zur Bildung einer Rettungsgasse aus anderen Daten ermittelt wird und/oder von einer externen Quelle übermittelt wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Auswerte- und Steuereinheit derart ausgebildet, dass anhand der an dem aktuellen Straßenabschnitt geltenden Bestimmungen die Trajektorie vollständig oder nur teilweise assistiert oder automatisiert abgefahren wird, so wie dies in der DE 10 2016 011 544 A1 beschrieben ist. Ist beispielsweise das automatisierte Überfahren von Fahrspurmarkierungen gesetzlich nicht erlaubt, so wird beispielsweise das Fahrzeug assistiert oder automatisiert an die Fahrspurmarkierung gefahren und der Kraftfahrzeugführer aufgefordert, die Überfahrung der Fahrspurmarkierung manuell vorzunehmen. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass der Fahrer dazu aufgefordert wird, die gesamte Teil-Trajektorie bis zur Überquerung der Fahrspurmarkierung manuell vorzunehmen, wobei dann anschließend assistiert oder automatisiert die Trajektorie der Rettungsgasse abgefahren werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass eine Nutzerbestätigung zur assistierten oder automatisierten Abfahrt der Trajektorie abgefragt wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung mindestens eine Kamera auf, wobei die Auswerte- und Steuereinheit derart ausgebildet ist, sich anhand ausgewählter Bilddaten in einer digitalen Karte zu lokalisieren.
Die historischen Daten werden der Vorrichtung dabei vorzugsweise von einem Backend übermittelt.
Hinsichtlich der verfahrensmäßigen Ausgestaltung wird vollinhaltlich auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Unterstützung der Bildung einer Rettungsgasse,
2 eine schematische, beispielhafte Darstellung der Eigengeschwindigkeit und einer historischen Durchschnittsgeschwindigkeit,
3 eine schematische Darstellung von historischen Trajektorien und
4 eine schematische Darstellung der Teil-Trajektorien zur Bildung einer Rettungsgasse.

In der 1 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung 1 zur Unterstützung der Bildung einer Rettungsgasse dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist eine Auswerte- und Steuereinheit 2, mindestens eine Kamera 3, eine Ein- und Ausgabeeinheit 4, ein Lenksystem 5 und eine Aktorik 6 zur Steuerung der Längsdynamik des Kraftfahrzeugs auf. Weiter ist ein externes Backend 10 dargestellt, in dem historische Daten anderer Fahrzeuge (Schwarmdaten) abgelegt sind. Die historischen Daten umfassen Durchschnittsgeschwindigkeiten der anderen Fahrzeuge sowie deren gefahrene Trajektorien T1, T2, wobei mindestens eine erste Trajektorie T1 eine Normalfahrt beschreibt und mindestens eine Trajektorie T2 die Bildung einer Rettungsgasse in der Vergangenheit beschreibt (siehe 3). Dabei sind in 3 Trajektorien T1, T2 für vier Fahrbahnen FB1-FB4 dargestellt. Dabei befindet sich das Kraftfahrzeug 50 auf der oberen Fahrbahn FB1, wobei die obere Fahrbahnmarkierung FBM eine durchgezogene Linie ist, die in einigen Ländern nicht automatisiert überfahren werden darf. Des Weiteren sind schematisch als Rechtecke Fahrzeuge F dargestellt, die aktuell auf der Straße fahren, wobei nur ein Fahrzeug F mit einem Bezugszeichen versehen ist. Diese Fahrzeuge F sind nicht zu verwechseln mit den Fahrzeugen, die die historischen Daten geliefert haben.
Die Auswerte- und Steuereinheit 2 erhält Daten der mindestens einen Kamera 3, eine Eigengeschwindigkeit V des Kraftfahrzeugs sowie Positionsdaten P, die beispielsweise von einem satellitengestützten Navigationssystem stammen. Solange die Eigengeschwindigkeit V größer als ein erster Schwellwert S1 ist (siehe 2), ist nicht davon auszugehen, dass ein Stau zu erwarten ist und eine Rettungsgasse zu bilden ist. Sinkt hingegen die Eigengeschwindigkeit V unter die Schwelle S1, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass eine Rettungsgasse zu bilden ist. Mittels der Positionsdaten P findet dabei eine Art Groblokalisierung statt, wobei mittels Kamera 3 ausgewählte Merkmale der Umgebung (Landmarken) erfasst werden, um eine sehr genaue, insbesondere spurgenaue, Lokalisierung in einer digitalen Karte vorzunehmen. Die Auswerte- und Steuereinheit 2 fordert dann vom Backend 10 historische Daten zu dem aktuell befahrenen Straßenabschnitt an. Das Backend 10 übermittelt dann mindestens eine Durchschnittsgeschwindigkeit Vs auf diesem Streckenabschnitt für den Staufall. In der Auswerte- und Steuereinheit 2 wird dann die Eigengeschwindigkeit V mit der Durchschnittsgeschwindigkeit Vs unter Berücksichtigung eines Toleranzabstandendes ΔV verglichen. Hierzu wird beispielsweise ein Integral über der Zeit zwischen t₁ und t₀ ermittelt, wobei bei einem Betrag kleiner einem Schwellwert S2 von einem Stau ausgegangen wird. $| \int_{t_{0}}^{t_{1}} V - (V_{S} + Δ V) d t | < S 2$
Ist die Abweichung hingegen größer als S2, so kann anhand der historischen Daten keine Stauaussage getroffen werden.
War hingegen die Abweichung kleiner als der Schwellwert S2, so wird zusätzlich die Trajektorie T2 vom Backend 10 angefordert oder aber das Backend 10 hat die Trajektorie T2 bereits mit der Durchschnittsgeschwindigkeit Vs übermittelt.
Dabei sei angemerkt, dass, selbst wenn die Abweichung größer als der zweite Schwellwert S2 ist, trotzdem auf eine Bildung einer Rettungsgasse erkannt werden kann, wenn die Auswerte- und Steuereinheit 2 von einer anderen externen Quelle (z.B. einem anderen Fahrzeug, einer Infrastruktur oder dem Backend 10) eine Stau-Information erhält.
Dabei kann nun vorgesehen sein, dass der Fahrer über die Bildung einer Rettungsgasse optisch und/oder akustisch informiert wird, was über die Ein- und Ausgabeeinheit 4 erfolgt. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass der Fahrer die assistierte oder automatisierte Bildung einer Rettungsgasse über die Ein- und Ausgabeeinheit 4 bestätigen muss.
Des Weiteren ermittelt die Auswerte und Steuereinheit 2 anhand der Positionsdaten die für den aktuellen Straßenabschnitt geltenden Verkehrsbestimmungen, nämlich ob automatisiert eine Fahrbahnmarkierung überfahren werden darf oder nicht. Dieser Schritt kann bereits vorher erfolgen.
Sei nun unterstellt, dass es keine gesetzlichen Beschränkungen gibt, so kann die Auswerte- und Steuereinheit 2 eine Trajektorie T3, T4 berechnen, mittels derer das Kraftfahrzeug 50 auf die Trajektorie T2 geführt wird (siehe 4). Diese Daten werden dann an das Lenksystem 5 übergeben und das Kraftfahrzeug 50 wird assistiert oder automatisiert auf die Trajektorie T2 gelenkt und anschließend auf dieser gehalten.
Gibt es hingegen eine gesetzliche Beschränkung hinsichtlich des Überfahrens der Fahrbahnmarkierung FBM, so werden ebenfalls die Trajektorien T3,T4 berechnet und die Trajektorie T3 assistiert oder automatisiert abgefahren. Des Weiteren erhält der Fahrer eine Information, dass dieser die Trajektorie T4 manuell abfahren muss. Die Trajektorie T4 sowie die Aufforderung zur manuellen Lenkeingabe kann dabei auf der Ein- und Ausgabeeinheit 4 beispielsweise grafisch dargestellt werden. Nachdem der Fahrer manuell die Trajektorie T4 abgefahren ist, kann dann assistiert oder automatisiert die Trajektorie T2 abgefahren werden. Vorzugsweise können dabei beim Überfahren der Fahrbahnmarkierung üblicherweise vorhandene Gegenmomente des Lenksystems 5 deaktiviert werden und sogar unterstützende Momente zur Verfügung gestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Auswerte- und Steuereinheit
3: Kamera
4: Ein- und Ausgabeeinheit
5: Lenksystem
6: Aktorik
10: Backend
50: Kraftfahrzeug
FB1-FB4: Fahrbahn
FBM: Fahrbahnmarkierung
S1, S2: Schwellwert
T1-T4: Trajektorie
V: Eigengeschwindigkeit
Vs: Durchschnittsgeschwindigkeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016011544 A1 [0002, 0011]
DE 102015224106 A1 [0004]
WO 2013/189633 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung (1) zur Unterstützung der Bildung einer Rettungsgasse, umfassend mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit (2), wobei die Auswerte- und Steuereinheit (2) derart ausgebildet ist, Steuerdaten für ein Lenksystem (5) zur Verfügung zu stellen, um assistiert oder automatisiert mindestens teilweise eine Trajektorie einer Rettungsgasse abzufahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, historische Daten anderer Fahrzeuge an dem aktuell befahrenen Straßenabschnitt zu erhalten, wobei anhand der historischen Daten eine Entscheidung getroffen wird, ob eine Rettungsgasse gebildet werden muss, und/oder anhand der historischen Daten die Trajektorie bestimmt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die historischen Daten mindestens eine Durchschnittsgeschwindigkeit (V_s) umfassen, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (2) derart ausgebildet ist, dass anhand der Eigengeschwindigkeit (V) und der Abweichung der Eigengeschwindigkeit (V) von den historischen Daten die Bildung einer Rettungsgasse entschieden wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die historischen Daten mindestens teilweise die Trajektorie (T2) der Rettungsgasse aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (2) derart ausgebildet ist, dass anhand der an dem aktuellen Straßenabschnitt geltenden Bestimmungen die Trajektorie (T3, T4, T2) vollständig oder nur teilweise assistiert oder automatisiert abgefahren wird.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass eine Nutzerbestätigung zur assistierten oder automatisierten Abfahrt der Trajektorie (T3, T4, T2) abgefragt wird.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens eine Kamera (3) aufweist, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (2) derart ausgebildet ist, sich anhand ausgewählter Bilddaten in einer digitalen Karte zu lokalisieren.
Verfahren zur Unterstützung der Bildung einer Rettungsgasse für ein Kraftfahrzeug (50), mittels einer Auswerte- und Steuereinheit (2), die Steuerdaten für ein Lenksystem (5) zur Verfügung stellt, um assistiert oder automatisiert mindestens teilweise eine Trajektorie einer Rettungsgasse abzufahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (2) historische Daten anderer Fahrzeuge an dem aktuell befahrenen Straßenabschnitt erhält, wobei anhand der historischen Daten eine Entscheidung getroffen wird, ob eine Rettungsgasse gebildet werden muss, und/oder anhand der historischen Daten die Trajektorie bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die historischen Daten mindestens eine Durchschnittsgeschwindigkeit (V_s) umfassen, wobei anhand der Eigengeschwindigkeit (V) und der Abweichung der Eigengeschwindigkeit (V) von den historischen Daten die Bildung einer Rettungsgasse entschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die historischen Daten mindestens teilweise die Trajektorie (T2) der Rettungsgasse aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der an dem aktuellen Straßenabschnitt geltenden Bestimmungen die Trajektorie (T3, T4, T2) vollständig oder teilweise assistiert oder automatisiert abgefahren wird.