DE102020205988A1 - Method and device for coordinating a maneuver - Google Patents

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Florian Alexander Schiegg
Hendrik Berkemeyer
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Koordinieren eines Manövers (400), wobei zumindest ein zu koordinierendes Manöverobjekt (114) des Manövers (400) mit einem variablen Detailierungsgrad in einer Manöverkoordinierungsnachricht (100) abbildbar ist und der Detailierungsgrad situationsabhängig eingestellt wird.The present invention relates to a method for coordinating a maneuver (400), wherein at least one maneuver object (114) to be coordinated of the maneuver (400) can be mapped with a variable level of detail in a maneuver coordination message (100) and the level of detail is set depending on the situation.

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Koordinieren eines Manövers sowie eine entsprechende Vorrichtung.The invention relates to a method for coordinating a maneuver and a corresponding device.

Stand der TechnikState of the art

Ein Fahrzeug kann ein geplantes Manöver mit anderen Verkehrsteilnehmern und alternativ oder ergänzend mit einer beteiligten Verkehrsinfrastruktur koordinieren, indem Manöverkoordinierungsnachrichten (Maneuver Coordination Messages; MCM) ausgetauscht werden.A vehicle can coordinate a planned maneuver with other road users and, alternatively or in addition, with an involved traffic infrastructure by exchanging maneuver coordination messages (MCM).

Dabei existieren verschiedene Ansätze, um die Kommunikation einheitlich zu gestalten. Allen Ansätzen gemein ist dabei, dass eine Kommunikationsinfrastruktur umso stärker belastet wird, je mehr Verkehrsteilnehmer an den geplanten Manövern beteiligt sind. Dadurch kann es bei einer nicht ausreichenden Bandbreite beziehungsweise Übertragungsrate der Kommunikationsinfrastruktur zu Verzögerungen der Kommunikation kommen, sodass häufig weniger präzise und im Extremfall unkoordinierte Manöver ausgeführt werden.There are different approaches to make communication uniform. What all approaches have in common is that the more road users are involved in the planned maneuvers, the greater the load on a communication infrastructure. This can lead to delays in communication if the bandwidth or transmission rate of the communication infrastructure is inadequate, so that often less precise and, in extreme cases, uncoordinated maneuvers are carried out.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Koordinieren eines Manövers und eine entsprechende Vorrichtung, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt und ein maschinenlesbares Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Against this background, with the approach presented here, a method for coordinating a maneuver and a corresponding device, and finally a corresponding computer program product and a machine-readable storage medium according to the independent claims are presented. Advantageous developments and improvements of the approach presented here emerge from the description and are described in the dependent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, eine Datenmenge zum Koordinieren von Manövern an die jeweilige Situation anzupassen.Embodiments of the present invention can advantageously make it possible to adapt a data set for coordinating maneuvers to the respective situation.

Es wird ein Verfahren zum Koordinieren eines Manövers vorgeschlagen, wobei zumindest ein zu koordinierendes Manöverobjekt des Manövers mit einem variablen Detailierungsgrad in einer Manöverkoordinierungsnachricht abbildbar ist und der Detailierungsgrad situationsabhängig eingestellt wird.A method for coordinating a maneuver is proposed, wherein at least one maneuver object to be coordinated of the maneuver can be mapped with a variable level of detail in a maneuver coordination message and the level of detail is set as a function of the situation.

Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.Ideas for embodiments of the present invention can be viewed, inter alia, as being based on the thoughts and findings described below.

Ein autonomes beziehungsweise hochautomatisiertes Fahrzeug kann über Manöverkoordinierungsnachrichten (Maneuver Coordination Message; MCM) Informationen über geplante Manöver mit anderen Fahrzeugen und der Verkehrsinfrastruktur austauschen, damit die Manöver in Kooperation ausgeführt werden können. Dabei können die Manöver aus mehreren Manöverobjekten zusammengesetzt sein. Manöverobjekte stellen jeweils alternative Manövermöglichkeiten dar. Beispielsweise kann ein Manöverobjekt eine geplante beziehungsweise gewünschte Aktion zwischen zwei Wegpunkten des Manövers abbilden. Das Manöverobjekt kann eine Trajektorie oder eine Fahrabsicht oder einen Reservierungsbereich abbilden.An autonomous or highly automated vehicle can use maneuver coordination messages (MCM) to exchange information about planned maneuvers with other vehicles and the traffic infrastructure so that the maneuvers can be carried out in cooperation. The maneuvers can be composed of several maneuver objects. Maneuver objects each represent alternative maneuver options. For example, a maneuver object can depict a planned or desired action between two waypoints of the maneuver. The maneuvering object can depict a trajectory or a driving intention or a reservation area.

Wenn das Manöver beispielsweise ein Überholvorgang ist, kann ein Manöverobjekt des Überholvorgangs beispielsweise ein Spurwechsel beziehungsweise Ausscheren vor dem eigentlichen Überholen sein. Weitere Manöverobjekte des Überholvorgangs können das eigentliche Überholen beziehungsweise Vorbeifahren und ein Einscheren beziehungsweise ein weiterer Spurwechsel nach dem Überholen sein.If the maneuver is, for example, an overtaking maneuver, a maneuver object of the overtaking maneuver can be, for example, a lane change or pulling out before the actual overtaking. Further maneuver objects of the overtaking process can be the actual overtaking or driving past and a cut-in or another lane change after overtaking.

Die Manöverkoordinierungsnachrichten können ein standardisiertes Format aufweisen. Eine Manöverkoordinierungsnachricht kann beispielsweise mit einem Header beziehungsweise einer Kopfzeile als Anfangsbestandteil beginnen und mit einer Signatur beziehungsweise einem Zertifikat als Endbestandteil enden. Zwischen dem Anfangsbestandteil und dem Endbestandteil steht dann die eigentliche Information der Manöverkoordinierungsnachricht. In der Information ist das Manöverobjekt abgebildet. Ein Detailierungsgrad des Manöverobjekts gibt dabei an, mit wie vielen Informationen beziehungsweise wie ausführlich das Manöverobjekt beschrieben ist.The maneuver coordination messages can have a standardized format. A maneuver coordination message can, for example, begin with a header or a header as an initial component and end with a signature or a certificate as an end component. The actual information of the maneuver coordination message is then located between the initial component and the final component. The maneuver object is shown in the information. A level of detail of the maneuver object indicates with how much information or how detailed the maneuver object is described.

Der Detailierungsgrad kann eine Detailtreue oder eine Genauigkeit angeben, mit der eine in der Manöverkoordinierungsnachricht enthaltene Information das zu koordinierende Manöverobjekt widergibt. Der Detailierungsgrad kann in Stufen eingestellt werden. Die Stufen können beispielsweise „hoher Detaillierungsgrad“, „mittelhoher Detaillierungsgrad“, „mittelniedriger Detaillierungsgrad“ und „niedriger Detaillierungsgrad“ sein.The level of detail can indicate a level of detail or an accuracy with which information contained in the maneuver coordination message reflects the maneuver object to be coordinated. The level of detail can be set in stages. The levels can be, for example, "high level of detail", "medium-high level of detail", "medium-low level of detail" and "low level of detail".

Ein Manöverobjekt kann beispielsweise als Trajektorie beschrieben sein. Die Trajektorie bildet dabei einen zeitlichen Verlauf einer Richtung und Geschwindigkeit eines Punkts auf der Trajektorie ab. Bei dem hohen Detailierungsgrad kann die Trajektorie durch Polynome höherer Ordnung aber auch andere Formen beschrieben sein, um eine tatsächliche Bewegung des Fahrzeugs möglichst exakt abzubilden. Bei dem mittelhohen Detailierungsgrad kann die Trajektorie durch Polynome niedriger Ordnung beschrieben sein. Dabei wird die tatsächliche Bewegung nur noch innerhalb eines Toleranzbereichs abgebildet.A maneuver object can be described as a trajectory, for example. The trajectory depicts a time course of a direction and speed of a point on the trajectory. Given the high level of detail, the trajectory can be described by higher-order polynomials, but also other forms, in order to map an actual movement of the vehicle as precisely as possible. With the medium-high level of detail, the trajectory can be made up of low-order polynomials be described. The actual movement is only shown within a tolerance range.

Das Manöverobjekt kann auch als Code beschrieben sein. Bei dem mittelniedrigen Detaillierungsgrad kann der Code beispielsweise eine Wortfolge repräsentieren, wobei die Wortfolge einen Schritt innerhalb einer Aktion bezeichnet und optional zumindest ein Attribut des Schritts beschreibt.The maneuver object can also be described as code. With the medium-low level of detail, the code can represent a word sequence, for example, the word sequence denoting a step within an action and optionally describing at least one attribute of the step.

Bei dem niedrigen Detaillierungsgrad kann eine Anzahl der Manöverobjekte reduziert und zusammen im Code beschrieben werden. Dabei können Abfolgen von Manöverobjekten ohne Attribute beschrieben werden. Das gesamte Manöver kann auch abstrahiert werden und als Ganzes beschrieben werden. Der relevante Teil einer Trajektorie kann durch ein Manöverobjekt beschrieben werden. Für die Abstimmung werden unterschiedliche Alternativen, also unterschiedliche Manöverobjekte angeboten.With the low level of detail, a number of maneuver objects can be reduced and described together in the code. Sequences of maneuver objects can be described without attributes. The entire maneuver can also be abstracted and described as a whole. The relevant part of a trajectory can be described by a maneuver object. Different alternatives, i.e. different maneuver objects, are offered for coordination.

Der Detailierungsgrad kann abhängig von einem Zustand des Kommunikationskanals zum Kommunizieren der Manöverkoordinierungsnachricht eingestellt werden. Die Manöverkoordinierungsnachrichten können über einen Kommunikationskanal mit begrenzter Bandbreite gesendet werden. Bei einem gegebenen Detailierungsgrad können innerhalb einer Zeiteinheit also nur eine bestimmte Menge Informationen übertragen werden. Die Kanallast kann beispielsweise durch eine Kanal-Auslastungsrate (channel busy ratio) beschrieben werden, die ein Verhältnis zwischen freien und belegten Anteilen des Kommunikationskanals abbildet. Für den Wechsel des Detaillierungsgrads können Schwellenwerte der Kanallast vordefiniert sein. Insbesondere kann ein hoher Detailierungsgrad eingestellt werden, wenn die Kanallast niedrig ist und ein niedriger Detailierungsgrad eingestellt werden, wenn die Kanallast hoch ist. Durch eine Reduktion des Detaillierungsgrads bei steigender Kanallast kann der Kommunikationskanal entlastet werden und mehr Manöverkoordinierungsnachrichten pro Zeiteinheit bei gleichbleibender Übertragungsqualität gesendet werden. Ansonsten ergeben sich eine verbesserte Latenz und Zuverlässigkeit der Übertragung bei gleichbleibender Anzahl an Manöverkoordinierungsnachrichten.The level of detail can be set depending on a state of the communication channel for communicating the maneuver coordination message. The maneuver coordination messages can be sent over a limited bandwidth communication channel. With a given level of detail, only a certain amount of information can be transmitted within a time unit. The channel load can be described, for example, by a channel busy ratio, which represents a ratio between free and occupied parts of the communication channel. Threshold values for the channel load can be predefined for changing the level of detail. In particular, a high level of detail can be set when the channel load is low and a low level of detail can be set when the channel load is high. By reducing the level of detail with increasing channel load, the communication channel can be relieved and more maneuver coordination messages can be sent per unit of time with the same transmission quality. Otherwise there is an improved latency and reliability of the transmission with the same number of maneuver coordination messages.

Der Detailierungsgrad kann abhängig von einer Komplexität des Manövers eingestellt werden. Insbesondere kann ein hoher Detailierungsgrad eingestellt werden, wenn die Komplexität hoch ist und ein niedriger Detailierungsgrad eingestellt werden, wenn die Komplexität niedrig ist. Für komplexe Manöver kann eine höhere Genauigkeit bei der Darstellung der Manöver erforderlich sein, als für einfache Manöver. Beispielsweise kann ein Abbiegemanöver durch den Gegenverkehr mehr Details erfordern, als ein gleichmäßiges Mitschwimmen im Verkehr. Wenn nur für abzustimmende, komplexe Manöver ein hoher Detaillierungsgrad gewählt wird, während näherungsweise zeitgleich abzustimmende, weniger komplexe Manöver mit einem niedrigen Detaillierungsgrad kommuniziert werden, können über einen begrenzten Kommunikationskanal insgesamt mehr Manöver zuverlässig abgestimmt werden, als wie wenn alle Manöver mit einem hohen Detaillierungsgrad abgestimmt werden.The level of detail can be set depending on the complexity of the maneuver. In particular, a high level of detail can be set when the complexity is high and a low level of detail can be set when the complexity is low. For complex maneuvers, a higher accuracy in the representation of the maneuvers may be required than for simple maneuvers. For example, a turning maneuver caused by oncoming traffic may require more details than swimming evenly in traffic. If a high level of detail is selected only for complex maneuvers to be coordinated, while less complex maneuvers to be coordinated at approximately the same time are communicated with a low level of detail, more maneuvers can be coordinated reliably via a limited communication channel than if all maneuvers were coordinated with a high degree of detail will.

Bei Fahrten mit Sonderrechten können die Manöver mit höheren Detaillierungsgraden kommuniziert werden als ohne Sonderrechte. Beispielsweise können Polizei, Rettungsdienst und Feuerwehr unter Verwendung von höheren Detaillierungsgraden durch engere Lücken manövrieren als bei niedrigen Detaillierungsgraden. Die Fahrten mit Sonderrechten können auch auf Kosten von Fahrten ohne Sonderrechte abgestimmt werden.When driving with special rights, the maneuvers can be communicated with a higher level of detail than without special rights. For example, the police, emergency services and fire services can maneuver through narrower gaps using a higher level of detail than with a low level of detail. The journeys with special rights can also be coordinated at the expense of journeys without special rights.

Die Manöverkoordinierungsnachricht kann mit zumindest einem Manöverobjektcontainer (Maneuver Object Container; MOC) gesendet werden. Der Manöverobjektcontainer kann eine Beschreibung des zumindest einen Manöverobjekts des Manövers beinhalten. Durch Manöverobjektcontainer kann die Manöverkoordinierungsnachricht strukturiert werden. Allgemeine beziehungsweise für das ganze Manöver gültige Informationen können in zumindest einem eigenen Container abgelegt sein. Damit können Wiederholungen während der Beschreibung der Manöverobjekte vermieden werden.The maneuver coordination message can be sent with at least one maneuver object container (MOC). The maneuver object container can contain a description of the at least one maneuver object of the maneuver. The maneuver coordination message can be structured by means of maneuver object containers. General information or information that is valid for the entire maneuver can be stored in at least one separate container. This avoids repetitions during the description of the maneuver objects.

Das Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.The method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control device.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen.The approach presented here also creates a device which is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of the method presented here in corresponding devices.

Die Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät mit zumindest einer Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest einer Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, und zumindest einer Schnittstelle und/oder einer Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind, sein. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein sogenannter System-ASIC oder ein Mikrocontroller zum Verarbeiten von Sensorsignalen und Ausgeben von Datensignalen in Abhängigkeit von den Sensorsignalen sein. Die Speichereinheit kann beispielsweise ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein. Die Schnittstelle kann als Sensorschnittstelle zum Einlesen der Sensorsignale von einem Sensor und/oder als Aktorschnittstelle zum Ausgeben der Datensignale und/oder Steuersignale an einen Aktor ausgebildet sein. Die Kommunikationsschnittstelle kann dazu ausgebildet sein, die Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben. Die Schnittstellen können auch Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.The device can be an electrical device with at least one processing unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, and at least one interface and / or one communication interface for reading in or outputting data that are embedded in a communication protocol, be. The computing unit can be, for example, a signal processor, a so-called system ASIC or a microcontroller for processing sensor signals and outputting data signals as a function of the sensor signals. The storage unit can be, for example, a flash memory, an EPROM or a magnetic storage unit. The interface can be used as a sensor interface for reading in the sensor signals from a sensor and / or as an actuator interface for outputting the Data signals and / or control signals can be configured to an actuator. The communication interface can be designed to read in or output the data wirelessly and / or wired. The interfaces can also be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.A computer program product or computer program with program code, which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk or an optical memory, and for performing, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is also advantageous is used, especially when the program product or program is executed on a computer or device.

Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale des Steuergeräts und des Verfahrens in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.It should be noted that some of the possible features and advantages of the invention are described herein with reference to different embodiments. A person skilled in the art recognizes that the features of the control device and the method can be combined, adapted or exchanged in a suitable manner in order to arrive at further embodiments of the invention.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.

  • 1 zeigt eine Darstellung einer Manöverkoordinierungsnachricht gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2 zeigt eine Darstellung einer Manöverbeschreibung mit einem hohen Detaillierungsgrad gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 3 zeigt eine Darstellung einer Manöverbeschreibung mit einem mittelhohen Detaillierungsgrad gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
  • 4 zeigt grafische Manöverbeschreibungen des gleichen Manövers mit unterschiedlichen Detaillierungsgraden.
Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, wherein neither the drawings nor the description are to be interpreted as restricting the invention.
  • 1 shows an illustration of a maneuver coordination message according to an embodiment;
  • 2 shows a representation of a maneuver description with a high level of detail according to an embodiment;
  • 3 shows a representation of a maneuver description with a medium-high level of detail according to an embodiment; and
  • 4th shows graphical maneuver descriptions of the same maneuver with different levels of detail.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.The figures are only schematic and not true to scale. In the figures, the same reference symbols denote the same or equivalent features.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Darstellung einer Manöverkoordinierungsnachricht 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Unter Verwendung der Manöverkoordinierungsnachricht 100 kann ein geplantes Manöver eines Senders mit zumindest einem Empfänger koordiniert werden. Ein Sender kann dabei ein Verkehrsteilnehmer oder ein Infrastrukturobjekt sein. Ein Empfänger kann ebenfalls ein Verkehrsteilnehmer oder ein Infrastrukturobjekt sein. Sender und Empfänger können als Stationen bezeichnet werden. Die Manöverkoordinierungsnachricht 100 weist ein vorgegebenes Protokollformat beziehungsweise Dateiformat auf. Die Manöverkoordinierungsnachricht 100 weist eine Kopfzeile 102, einen zentralen Informationsteil 104 auf. Die Manöverkoordinierungsnachricht 100 kann auch eine Signatur 106 und am Ende ein Zertifikat 108 aufweisen. Die Signatur 106 und das Zertifikat 108 können gegebenenfalls nur alle X Nachrichten mit angehängt werden. 1 Figure 12 shows an illustration of a maneuver coordination message 100 according to an embodiment. Using the maneuver coordination message 100 a planned maneuver of a transmitter can be coordinated with at least one receiver. A transmitter can be a road user or an infrastructure object. A recipient can also be a road user or an infrastructure object. Sender and receiver can be referred to as stations. The maneuver coordination message 100 has a predefined log format or file format. The maneuver coordination message 100 has a header 102 , a central information section 104 on. The maneuver coordination message 100 can also be a signature 106 and at the end a certificate 108 exhibit. The signature 106 and the certificate 108 If necessary, only all X messages can be attached.

Die Kopfzeile 102 kann als ITS Header bezeichnet werden. In der Kopfzeile 102 sind eine Version des Protokolls, eine Identifikation der Manöverkoordinierungsnachricht 100, eine Identifikation der Station und ein Zeitstempel enthalten. Die Station kann dabei ein Sender oder eine weiterleitende Station sein.The header 102 can be referred to as ITS header. In the header 102 are a version of the protocol, an identification of the maneuver coordination message 100 , an identification of the station and a time stamp. The station can be a transmitter or a relaying station.

Der Informationsteil 104 weist eine Mehrzahl von Containern auf. Ein erster Container kann als Sendercontainer 110 bezeichnet werden und beinhaltet Informationen über den Sender. Im ersten Container sind ein Typ des Senders und eine letzte geografische Position des Senders hinterlegt. Der Typ repräsentiert dabei ob der Sender ein Verkehrsteilnehmer oder ein Infrastrukturobjekt ist. Dabei kann auch weiter aufgeschlüsselt werden, was für ein Verkehrsteilnehmer oder was für ein Infrastrukturobjekt der Sender ist. The information part 104 has a plurality of containers. A first container can be used as a sender container 110 and contains information about the sender. A type of sender and a last geographic position of the sender are stored in the first container. The type represents whether the sender is a road user or an infrastructure object. It can also be further broken down what kind of road user or what kind of infrastructure object the transmitter is.

Nach dem Sendercontainer 110 weist der Informationsteil 104 zumindest einen Manöverobjektcontainer 112 auf. Die Manöverobjektcontainer 112 sind durchnummeriert. In einem Manöverobjektcontainer 112 ist zumindest je ein Manöverobjekt 114 des Manövers beschrieben. Die Manöverobjekte 114 sind ebenfalls durchnummeriert. Ein Manöverobjekt 114 ist jeweils nur einmal beschrieben, also nicht in mehreren Manöverobjektcontainern 112 parallel. Eine Dateigröße beziehungsweise Datenmenge der Manöverkoordinierungsnachricht 100 hängt im Wesentlichen davon ab, mit welchem Detaillierungsgrad die Manöverobjekte 114 beschrieben sind.After the sender container 110 indicates the information part 104 at least one maneuver object container 112 on. The maneuvering object container 112 are numbered. In a maneuver object container 112 is at least one maneuver object each 114 of the maneuver. The maneuver objects 114 are also numbered. A maneuvering object 114 is only described once, i.e. not in several maneuver object containers 112 parallel. A file size or amount of data of the maneuver coordination message 100 essentially depends on the level of detail with which the maneuver objects are 114 are described.

Nach den Manöverobjektcontainern 112 kann der Informationsteil 104 noch weitere Container aufweisen, in denen weitere Informationen hinterlegt sind.After the maneuvering object containers 112 can the information part 104 still have further containers in which further information is stored.

Die Signatur 106 enthält Verschlüsselungsinformationen und das Zertifikat 108 enthält Informationen zur Verifikation der Signatur 106.The signature 106 contains encryption information and the certificate 108 contains information about the verification of the signature 106 .

Bei dem hier vorgestellten Ansatz werden die Manöverobjekte 114 mit einem variablen Detaillierungsgrad in der Manöverkoordinierungsnachricht 100 beschrieben. Dabei ist der Detaillierungsgrad situationsabhängig. Insbesondere werden die Manöverobjekte 114 mit einem verringerten Detaillierungsgrad abgebildet, wenn eine Kanallast auf einem zum Versenden der Manöverkoordinierungsnachricht 100 verwendeten Kommunikationskanal erhöht ist.In the approach presented here, the maneuver objects 114 with a variable level of detail in the maneuver coordination message 100 described. The level of detail depends on the situation. In particular, the maneuver objects 114 mapped with a reduced level of detail when a channel load is on for sending the maneuver coordination message 100 communication channel used is increased.

In einem Ausführungsbeispiel werden die Manöverobjekte 114 mit einem erhöhten Detaillierungsgrad abgebildet, wenn eine Komplexität des abzustimmenden Manövers erhöht ist.In one embodiment, the maneuver objects 114 Depicted with an increased level of detail if the complexity of the maneuver to be coordinated is increased.

2 zeigt eine Darstellung einer Manöverbeschreibung 200 mit einem hohen Detaillierungsgrad gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Manöverbeschreibung 200 kann beispielsweise in einem Manöverobjektcontainer enthalten sein, wie er in 1 abgebildet ist. Die Manöverbeschreibung 200 besteht aus einem Manöverobjekt 114. Das Manöverobjekt 114 beschreibt ein komplettes Manöver. Es besteht gegebenenfalls noch aus Manöverteilobjekten (Punkten usw). Eine Manöverkoordinierungsnachricht umfasst in der Regel mehr als nur ein Manöverobjekt 114 um eine Abstimmung mit den kooperierenden Partnern zu ermöglichen. Es werden eine als Manöverobjekt 114 bezeichnete Referenztrajektorie oder Bewegung und zusätzlich Wunsch- und/oder Alternativtrajektorien versendet. Das Manöverobjekt 114 ist hier als zeitlicher Verlauf einer Ortskoordinate x abgebildet. Das Manöverobjekt 114 ist dazu in einem Diagramm dargestellt, das auf seiner Abszisse die Zeit t und auf seiner Ordinate die Ortskoordinate x aufgetragen hat. Da das Manöverobjekt 114 in der Regel mehrdimensional im Manöverobjektcontainer abgebildet ist, umfasst die vollständige Manöverbeschreibung 200 zumindest eine weitere Dimension beziehungsweise zumindest einen weiteren, hier nicht dargestellten zeitlichen Verlauf einer weiteren Ortskoordinate. 2 shows a representation of a maneuver description 200 with a high level of detail according to an embodiment. The maneuver description 200 can for example be contained in a maneuver object container as described in 1 is shown. The maneuver description 200 consists of a maneuver object 114 . The maneuvering object 114 describes a complete maneuver. It may also consist of maneuver distribution objects (points, etc.). A maneuver coordination message usually comprises more than just one maneuver object 114 to enable coordination with the cooperating partners. There will be one as a maneuvering object 114 designated reference trajectory or movement and additionally desired and / or alternative trajectories. The maneuvering object 114 is shown here as the course of a location coordinate x over time. The maneuvering object 114 is shown in a diagram that has the time t on its abscissa and the location coordinate x on its ordinate. Because the maneuvering object 114 is usually mapped multidimensional in the maneuver object container, includes the complete maneuver description 200 at least one further dimension or at least one further, not shown here, temporal course of a further location coordinate.

Das hoch detaillierte Manöverobjekt 114 der Manöverbeschreibung 200 verbindet mehrere Wegpunkte 202 des Manövers mittels Polynomen 204 höherer Ordnung. Die Polynome 204 nähern eine geplante Trajektorie mit einer hohen Genauigkeit an.The highly detailed maneuvering object 114 the maneuver description 200 connects multiple waypoints 202 of the maneuver using polynomials 204 higher order. The polynomials 204 approximate a planned trajectory with a high degree of accuracy.

Im Manöverobjektcontainer sind bei dem hohen Detaillierungsgrad pro Manöverobjekt 114 mehrere Polynome 204 höherer Ordnung und die zugehörigen Polynominalkoeffizienten c hinterlegt. Die hier dargestellten Polynome 204 sind der siebten Ordnung und weisen je acht Polynominalkoeffizienten c auf.In the maneuver object container, there is a high level of detail for each maneuver object 114 multiple polynomials 204 higher order and the associated polynomial coefficients c are stored. The polynomials shown here 204 are of the seventh order and each have eight polynomial coefficients c.

In einem Ausführungsbeispiel werden die Wegpunkte 202 immer mit vorbestimmten beziehungsweise vordefinierten Polynomen / Funktionen interpoliert, so dass nur Koordinaten der Wegpunkte 202 übertragen werden.In one embodiment, the waypoints are 202 always interpolated with predetermined or predefined polynomials / functions, so that only coordinates of the waypoints 202 be transmitted.

3 zeigt eine Darstellung einer Manöverbeschreibung 200 mit einem mittelhohen Detaillierungsgrad gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Manöverbeschreibung 200 kann in einem Manöverobjektcontainer wie in 1 enthalten sein, wenn der Detaillierungsgrad gegenüber der Darstellung in 2 gesenkt werden soll. Das hier dargestellte Manöverobjekt 114 ist im Gegensatz zu den Manöverobjekten in 1 zweidimensional in x und y dargestellt. Das Manöverobjekt 114 ist als Polynom 204 zweiter Ordnung beschrieben und nähert die geplante Trajektorie mit einer geringeren Genauigkeit an, als die Polynome siebter Ordnung in 2. Dafür sind zum Beschreiben eines Polynoms 204 zweiter Ordnung nur drei Polynominalkoeffizienten erforderlich. Dadurch kann eine Dateigröße der Manöverkoordinierungsnachricht gegenüber dem Detaillierungsgrad der Darstellung in 2 wesentlich reduziert werden. 3 shows a representation of a maneuver description 200 with a medium-high level of detail according to an embodiment. The maneuver description 200 can be stored in a maneuver object container as in 1 be included if the level of detail compared to the representation in 2 should be lowered. The maneuvering object shown here 114 is in contrast to the maneuver objects in 1 shown two-dimensionally in x and y. The maneuvering object 114 is as a polynomial 204 second order and approximates the planned trajectory with less accuracy than the seventh order polynomials in 2 . Therefor are for describing a polynomial 204 second order only three polynomial coefficients required. As a result, a file size of the maneuver coordination message can be compared to the level of detail in the representation in 2 can be significantly reduced.

4 zeigt vier Darstellungen a, b, c und d von unterschiedlichen grafischen Manöverbeschreibungen 200 des gleichen Manövers 400 mit unterschiedlichen Detaillierungsgraden. Die Manöverbeschreibungen 200 beschreiben jeweils das gleiche zu koordinierende Manöver 400. Das Manöver 400 resultiert jeweils aus der gleichen Situation, in der ein Fahrzeug B über eine Beschleunigungsspur auf eine dreispurige Straße beziehungsweise eine Autobahn auffahren will. Dabei ist es erforderlich, in den fließenden Verkehr einzufädeln. Das Einfädeln ist das zu koordinierende Manöver 400 und kann auf verschiedene Arten ausgeführt werden. Das Manöver 400 wird zwischen dem Fahrzeug B und einem Fahrzeug A auf der rechten Spur der Straße koordiniert. Das Fahrzeug B kann entweder vor oder hinter dem Fahrzeug A in den fließenden Verkehr auf der rechten Spur einscheren. Wenn die mittlere Spur frei ist, könnte das Fahrzeug A auch auf die mittlere Spur wechseln, wodurch das Fahrzeug B neben dem Fahrzeug A auf die rechte Spur auffahren könnte. Das Fahrzeug A ist hier ein Sattelzug. Das Fahrzeug B ist ein PKW. 4th shows four representations a, b, c and d of different graphic maneuver descriptions 200 of the same maneuver 400 with different levels of detail. The maneuver descriptions 200 each describe the same maneuver to be coordinated 400 . The maneuver 400 results in each case from the same situation in which a vehicle B wants to drive onto a three-lane road or a motorway via an acceleration lane. It is necessary to thread into the flowing traffic. The threading is the maneuver to be coordinated 400 and can be done in several ways. The maneuver 400 is coordinated between vehicle B and vehicle A in the right lane of the road. Vehicle B can cut into flowing traffic in the right-hand lane either in front of or behind vehicle A. If the middle lane is free, vehicle A could also switch to the middle lane, as a result of which vehicle B could enter the right lane next to vehicle A. Vehicle A is a tractor-trailer here. The vehicle B is a car.

In Darstellung a ist ein hoher Detaillierungsgrad abgebildet. Die Manöverobjekte 114 der möglicherweise fahrbaren Manöver 400 sind wie in 2 als Polynome 204 höherer Ordnung zwischen einer hohen Anzahl an Wegpunkten 202 beschrieben. Die zwischen den Fahrzeugen A und B auszutauschenden Manöverkoordinierungsnachrichten zum Koordinieren eines auszuführenden Manövers 400 weisen durch den hohen Detaillierungsgrad eine große Dateigröße auf.A high level of detail is shown in illustration a. The maneuver objects 114 of the possibly drivable maneuvers 400 are like in 2 as polynomials 204 higher order between a large number of waypoints 202 described. The maneuver coordination messages to be exchanged between vehicles A and B for coordinating a maneuver to be carried out 400 have a large file size due to the high level of detail.

In Darstellung b ist ein mittelhoher Detaillierungsgrad abgebildet. Die Manöverobjekte 114 der möglicherweise fahrbaren Manöver 400 sind wie in 3 als Polynome 204 niedriger Ordnung zwischen einer niedrigen Anzahl an Wegpunkten 202 beschrieben. Die zwischen den Fahrzeugen A und B auszutauschenden Manöverkoordinierungsnachrichten zum Koordinieren des auszuführenden Manövers 400 weisen durch den mittelhohen Detaillierungsgrad eine mittelgroße Dateigröße auf.A medium-high level of detail is shown in illustration b. The maneuver objects 114 of the possibly drivable maneuvers 400 are like in 3 as polynomials 204 low order between a low number of waypoints 202 described. The maneuver coordination messages to be exchanged between vehicles A and B for coordinating the maneuver to be carried out 400 have a medium-sized file size due to the medium-high level of detail.

In Darstellung c ist ein mittelniedriger Detaillierungsgrad abgebildet. Die Manöverobjekte 114 der möglicherweise fahrbaren Manöver 400 sind semantisch mit Adjektiven beschrieben und enthalten möglicherweise keine Koordinaten mehr. Die zwischen den Fahrzeugen A und B auszutauschenden Manöverkoordinierungsnachrichten zum Koordinieren des auszuführenden Manövers 400 weisen durch den mittelniedrigen Detaillierungsgrad eine mittelkleine Dateigröße auf.A medium-low level of detail is shown in illustration c. The maneuver objects 114 of the possibly drivable maneuvers 400 are described semantically with adjectives and may no longer contain coordinates. The maneuver coordination messages to be exchanged between vehicles A and B for coordinating the maneuver to be carried out 400 have a medium-small file size due to the medium-low level of detail.

In Darstellung d ist ein niedriger Detaillierungsgrad abgebildet. Die möglicherweise fahrbaren Manöver 400 sind semantisch beschrieben. Die zwischen den Fahrzeugen A und B auszutauschenden Manöverkoordinierungsnachrichten zum Koordinieren eines auszuführenden Manövers 400 weisen durch den niedrigen Detaillierungsgrad eine kleine Dateigröße auf.A low level of detail is shown in illustration d. The possibly drivable maneuvers 400 are described semantically. The maneuver coordination messages to be exchanged between vehicles A and B for coordinating a maneuver to be carried out 400 have a small file size due to the low level of detail.

Mit anderen Worten wird ein Protokollformat für eine Manöverkoordinationsnachricht beschrieben, welches eine datengesteuerte Kanalüberlastkontrolle unterstützt.In other words, a protocol format for a maneuver coordination message is described which supports a data-controlled channel congestion control.

Im Kontext der zunehmenden Verkehrsautomatisierung spielen Fahrzeug-zu-Fahrzeug (V2V), Fahrzeug-zu-Infrastruktur (V2I) und Fahrzeug-zu-Fußgänger (V2P) Kommunikation, zusammengefasst als V2X (Vehicle-to-Everything) Kommunikation bezeichnet, eine Schlüsselrolle. Dienstleistungen wie kooperatives Bewusstsein und kollektive Wahrnehmung, die es den Fahrzeugen ermöglichen, Informationen über ihren eigenen Zustand und die von ihren Bordsensoren gesammelten Informationen auszutauschen, wurden entwickelt, um die Umweltwahrnehmung der Fahrzeuge zu verbessern. In letzter Zeit hat sich der Manöverkoordinationsdienst als vielversprechende V2X-Anwendung herausgestellt. Er ermöglicht den Fahrzeugen Informationen über die Trajektorien, denen sie folgen auszutauschen und die Manöver der Verkehrsteilnehmer zu koordinieren und zu harmonisieren. Dieser Dienst wird derzeit am Europäischen Institut für Telekommunikation und Normen (ETSI) für die zukünftige Normung entwickelt, In jüngster Zeit wurden von verschiedenen Projekten und Unternehmen eine Reihe von Formaten vorgeschlagen, um einen solchen Weg zu beschreiben, von einer rein semantischen Beschreibung bis hin zu einer vollständig deterministischen. Bisher konkurrieren die verschiedenen Alternativen um die Standardisierung.In the context of increasing traffic automation, vehicle-to-vehicle (V2V), vehicle-to-infrastructure (V2I) and vehicle-to-pedestrian (V2P) communication, collectively referred to as V2X (vehicle-to-everything) communication, play a key role. Services such as collaborative awareness and collective awareness, which enable vehicles to share information about their own condition and the information gathered by their on-board sensors, are designed to improve the vehicles' perception of the environment. Recently, the maneuver coordination service has emerged as a promising V2X application. It enables the vehicles to exchange information about the trajectories they are following and to coordinate and harmonize the maneuvers of the road users. This service is currently being developed at the European Telecommunications and Standards Institute (ETSI) for future standardization. Recently, various projects and companies have proposed a number of formats to describe such a path, from a purely semantic description to a completely deterministic one. So far, the various alternatives have been competing for standardization.

Der Hauptunterschied zwischen den Trajektorienbeschreibungen in Bezug auf ihre Auswirkungen auf die Funktion ist die Detailgenauigkeit, in der sie ein bestimmtes Verkehrsmanöver beschreiben können. Eine höhere Detailebene führt zu einer besseren Beschreibung des Szenarios und kann somit erlauben, genauer zu fahren. Dies kann zu einer erhöhten Verkehrssicherheit und Verkehrseffizienz führen. Andererseits erfordert eine detailliertere Beschreibung einen erhöhten Austausch von Daten zwischen den kooperierenden Verkehrsteilnehmern und kann somit zu einer Überlastung des Kommunikationskanals führen. Aufgrund seiner negativen Auswirkungen auf das Paketzustellungsverhältnis (packet delivery ratio PDR) bedeutet ein überlasteter Kanal Paketverluste und wirkt sich somit negativ auf die Leistung des Manöverkoordinationsdiensts (Maneuver Coordination Service; MCS) aus. Um diesen Effekt abzumildern, wurde vom ETSI ITS-Ausschuss ein einfaches dezentrales Kanalüberlaststeuerungsprotokoll (Decentralized Congestion Control; DCC) standardisiert, um die Kanalüberlastung in solchen Fällen zu verringern. Es handelt sich um einen Gatekeeper, der sich zwischen dem Netzwerk und der Zugriffsebene befindet, und reduziert entweder die Übertragungsrate der Nachrichten oder die Übertragungsleistung in Abhängigkeit vom Kanal-Arbeitsverhältnis beziehungsweise der wahrgenommenen Kanallast. Der Inhalt und der Typ der Nachricht werden jedoch nicht berücksichtigt.The main difference between the trajectory descriptions in terms of their impact on function is the level of detail in which they can describe a particular traffic maneuver. A higher level of detail leads to a better description of the scenario and can thus allow driving more precisely. This can lead to increased traffic safety and traffic efficiency. On the other hand, a more detailed description requires an increased exchange of data between the cooperating road users and can thus lead to an overload of the communication channel. Due to its negative impact on the packet delivery ratio (PDR), an overloaded channel means packet loss and thus has a negative effect on the performance of the Maneuver Coordination Service (MCS). To mitigate this effect, the ETSI ITS committee standardized a simple decentralized channel congestion control (DCC) protocol to reduce channel congestion in such cases. It is a gatekeeper that is located between the network and the access level and reduces either the transmission rate of the messages or the transmission performance depending on the channel working relationship or the perceived channel load. However, the content and type of the message are not taken into account.

Der hier vorgestellte Ansatz schlägt ein neues Nachrichtenformat für die Manöverkoordinationsnachricht (Maneuver Coordination Message; MCM) vor, welches es ermöglicht, die in unterschiedlicher Detaillierung beschriebenen Trajektorien je nach Zustand des Kommunikationskanals, der Umgebung und des Verkehrs zu übertragen.The approach presented here proposes a new message format for the maneuver coordination message (MCM), which makes it possible to transmit the trajectories described in different levels of detail depending on the state of the communication channel, the environment and the traffic.

Den verschiedenen Formaten der Nachricht werden unterschiedliche Prioritäten zugewiesen.Different priorities are assigned to the different formats of the message.

Der Hauptvorteil des vorgeschlagenen Nachrichtenformats ist die Möglichkeit, sich dynamisch an die Umweltbedingungen anzupassen, um die Leistung des Manöverkoordinationsdiensts zu optimieren. Für den Fall, dass der Kommunikationskanal bei weitem nicht gesättigt ist, wird es hochpräzises Fahren ermöglichen, indem es den Verkehrsteilnehmern ermöglicht, Trajektorien mit einem hohen Detaillierungsgrad auszutauschen. In einem solchen Szenario wird es so gut wie andere Manöverkoordinationsnachrichten mit sehr detaillierten Trajektorien abschneiden und alle anderen übertreffen. Auf der anderen Seite wird es für einen stark überlasteten Kanal immer noch den Informationsaustausch ermöglichen, indem die pro Trajektorie übertragene Datenmenge verringert wird und somit eine mindeste Servicequalität gewährleistet wird. Während andere einfach-Trajektorie-Manöverkoordinationsnachrichten in diesem Szenario ähnliche Ergebnisse liefern können, werden komplexe Manöverkoordinationsnachrichten den Kanal weiter überlasten und nicht nur die Leistung des Manöverkoordinationsdiensts, sondern auch die anderer V2X-Dienste auf demselben Kanal verschlechtern. Das vorgeschlagene Nachrichtenformat ermöglicht es somit, dynamisch auf die Umgebungsbedingungen zu reagieren, um die höchstmögliche Leistung zu erzielen, indem die Vorteile aller bisher vorgeschlagenen Nachrichtenformate mit einbezogen werden. Es ist weiter leicht kombinierbar mit einem prioritätsbasierten Dezentralen Kanalüberlaststeuerungsprotokoll.The main advantage of the proposed message format is the ability to dynamically adapt to environmental conditions in order to optimize the performance of the maneuver coordination service. In the event that the communication channel is far from saturated, it will enable highly precise driving by enabling road users to exchange trajectories with a high level of detail. In such a scenario, it will do as well as other maneuver coordination messages with very detailed trajectories, outperforming all others. On the other hand, for a heavily congested channel, it will still allow the exchange of information, by reducing the amount of data transmitted per trajectory and thus guaranteeing a minimum quality of service. While other simple-trajectory maneuver coordination messages can produce similar results in this scenario, complex maneuver coordination messages will further overload the channel and degrade not only the performance of the maneuver coordination service but also that of other V2X services on the same channel. The proposed message format thus makes it possible to react dynamically to the environmental conditions in order to achieve the highest possible performance by taking the advantages of all previously proposed message formats into account. It can also be easily combined with a priority-based decentralized channel overload control protocol.

Das vorgeschlagene Nachrichtenformat der Manöverkoordinationsnachricht ermöglicht eine dynamische Anpassung seines Inhalts an die Umgebungsbedingungen. Sein Inhalt ist somit variabel und ergibt sich aus der Füllung der jeweiligen Datenfelder (z.B. Maneuver Object Containers). Das Format dieses Protokolls, das sich auf der Anlagen-Ebene beziehungsweise dem Facility-Layer befindet (siehe V2X-Protokollstapel in : „V2X-Nachrichten“), könnte wie in dargestellt aussehen.The proposed message format of the maneuver coordination message enables its content to be dynamically adapted to the ambient conditions. Its content is therefore variable and results from the filling of the respective data fields (e.g. Maneuver Object Containers). The format of this protocol, which is located on the system level or the facility layer (see V2X protocol stack in : "V2X messages"), could be as in look shown.

In 1 ist ein mögliches Protokollformat der Manöverkoordinationsnachricht dargestellt. Die zentralen Teile sind die Manöverobjektcontainer (Maneuver Object Container; MOC), die die Beschreibung eines Manövrierobjekts (z.B. einer Trajektorie) in verschiedenen Detailebenen abhängig von den Spezifikationen des Manöverobjektcontainers ermöglichen.In 1 a possible protocol format of the maneuver coordination message is shown. The central parts are the maneuver object containers (MOC), which enable the description of a maneuvering object (eg a trajectory) in different levels of detail depending on the specifications of the maneuvering object container.

Sie enthält den obligatorischen ITS-Header mit wesentlichen Informationen über die Nachricht, den Absender (Originating Station Container; OSC), einschließlich Informationen über den Absender (ITS-Stationstyp), seine neueste geografische Position usw., die Manöverobjektcontainer und kann um andere Container erweitert werden, einschließlich weiterer relevanter Informationen, sowie einer Unterschrift und des Zertifikats. Die Reihenfolge der angezeigten Container und Abschnitte ist nicht festgelegt und kann bei der Implementierung variieren.It contains the mandatory ITS header with essential information about the message, the originating station container (OSC), including information about the sender (ITS station type), its latest geographical position, etc., the maneuvering object container and can be expanded to include other containers including other relevant information, as well as a signature and the certificate. The order in which the containers and sections are displayed is not fixed and may vary during implementation.

Die Manöverobjektcontainer sind der zentrale Teil der Nachricht. Sie ermöglichen die Übertragung von Manövrierobjekten (Trajektorien und/oder Bewegungsbereiche Und/oder Bewegungsabsichten u.a.), die je nach Umgebungsbedingungen in unterschiedlichen Detaillierungsstufen beschrieben werden. Die Anzahl der in einem Manöverobjektcontainer enthaltenen Manöverobjekte kann daher variieren. Jedes Manöverobjekt wird nur in einem der Manöverobjektcontainer enthalten sein. Eine Manöverkoordinationsnachricht kann jedoch mehrere Manöverobjektcontainer enthalten, die wiederum mehrere verschiedene Manöverobjekte enthalten können. Es kann Informationen darüber enthalten, wie das Manöver generiert wurde, abhängig von der Detaillierungsebene. Einige der Detaillierungsebenen, die für die Beschreibung der in einem Manöverobjektcontainer enthaltenen Manöverobjekte in Betracht gezogen werden, beispielsweise sein:

  • HD-MOC (Hohe Detailgenauigkeit Manöverobjektcontainer für komplexe Funktionen)
The maneuver object containers are the central part of the message. They enable the transfer of maneuvering objects (trajectories and / or movement areas and / or movement intentions, etc.), which are described in different levels of detail depending on the environmental conditions. The number of maneuver objects contained in a maneuver object container can therefore vary. Each maneuver object will only be contained in one of the maneuver object containers. A maneuver coordination message can, however, contain several maneuver object containers, which in turn can contain several different maneuver objects. It can contain information about how the maneuver was generated, depending on the level of detail. Some of the levels of detail that are considered for describing the maneuvering objects contained in a maneuvering object container are, for example:
  • HD-MOC (high level of detail, maneuvering object container for complex functions)

Beschreibung: Diese können z.B. aus mehreren Untersegmenten bestehen, die jeweils durch Polynome höherer Ordnung oder andere komplexe Funktionen dargestellt werden. Je höher die Anzahl der Beschreibungsparameter, desto genauer kann das Manövrierobjekt beschrieben werden. Anwendungsfälle: Falls eine hochpräzise Manövrierbeschreibung erforderlich ist und die Umgebungsbedingungen dies zulassen, kann das Manöver mit hoher Detailgenauigkeit beschrieben werden. Dies ist in der Regel z.B. bei Überholmanövern auf einer Landstraße (besonders wenn es sich bei dem zu überholenden Fahrzeug um einen Lkw handelt) bei Gegenverkehr der Fall. Andere Beispiele sind Linksabbiegen auf Landstraßen mit Gegenverkehr oder kaum befahrenen Kreuzungen.Description: These can, for example, consist of several subsegments, each of which is represented by higher-order polynomials or other complex functions. The higher the number of description parameters, the more precisely the maneuvering object can be described. Use cases: If a highly precise description of the maneuver is required and the ambient conditions allow this, the maneuver can be described with a high level of detail. This is usually the case, for example, during overtaking maneuvers on a country road (especially if the vehicle to be overtaken is a truck) with oncoming traffic. Other examples are left turns on country roads with oncoming traffic or hardly used intersections.

In 2 ist eine beispielhafte, sehr detaillierte Beschreibung eines Manöverobjekts dargestellt. Es besteht aus vier Punkten, die durch drei Untersegmente verbunden sind. Jeder der Punkte beschreibt einen Fahrzeugzustand. Dies kann unter anderem eine absolute oder relative Position, eine geschätzte Ankunftszeit am Punkt, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs, die Geschwindigkeit und Beschleunigung umfassen. Im Beispiel wird jeder der Unterabschnitte durch ein Polynom siebten Grades n=7 für jede Koordinate beschrieben, während in der Einfachheit halber nur x dargestellt ist. Es werden daher insgesamt 8 Polynomkoeffizienten pro Koordinate benötigt, die für jedes Teilsegment übertragen werden. Die Genauigkeit (und Komplexität) des Manövrierobjekts kann durch Parametrisierung der Geschwindigkeit (x, y, z), der Richtung usw. auf die gleiche Weise weiter verbessert werden.In 2 an exemplary, very detailed description of a maneuvering object is shown. It consists of four points connected by three subsegments. Each of the points describes a vehicle condition. This can include, among other things, an absolute or relative position, an estimated time of arrival at the point, the direction of travel of the vehicle, the speed and acceleration. In the example, each of the subsections is described by a polynomial of the seventh degree n = 7 for each coordinate, while in for the sake of simplicity, only x is shown. A total of 8 polynomial coefficients are therefore required per coordinate, which are transmitted for each sub-segment. The accuracy (and complexity) of the maneuvering object can be further improved by parameterizing the speed (x, y, z), direction, etc. in the same way.

MHD-MOC (Mittelhohe Detailgenauigkeit Manöverobjektcontainer für einfache Funktionen)MHD-MOC (medium level of detail maneuvering object container for simple functions)

Beschreibung: Ein mittel hohe Detailbeschreibung Manöverobjektcontainer könnte Manöverobjekte enthalten, die durch keinen, einen oder höchstens ein paar Unterabschnitte dargestellt werden, die selbst durch einfache Funktionen parametrisiert werden, wie Polynome von niedriger Ordnung, Euler-Spiralen (Clothoiden) oder andere einfache Funktionen.Description: A medium-high detailed description of the maneuvering object container could contain maneuvering objects that are represented by no, one or at most a few subsections that are themselves parameterized by simple functions, such as low-order polynomials, Euler spirals (clothoids) or other simple functions.

Anwendungsfälle: Falls der Kommunikationskanal beginnt, die Leistung des Manöverkoordinationsdienstes zu begrenzen, muss die Kanallast durch Reduzierung der übertragenen Datenmenge verringert werden, was von einem dezentralen Kanalüberlaststeuerungsprotokoll in Kombination mit der Nachrichtengenerierungseinheit erfolgt. Dieser Manöverobjektcontainer kann z.B. von Fahrzeugen auf einem leichten Stau auf einer Autobahn, an einer Kreuzung mit durchschnittlicher Fahrzeugdichte oder auf einer Landstraße in der Nähe einer Autobahn verwendet werden, wenn kein komplexes Kooperationsmanöver gefahren werden muss.Use cases: If the communication channel begins to limit the performance of the maneuver coordination service, the channel load must be reduced by reducing the amount of data transmitted, which is done by a decentralized channel congestion control protocol in combination with the message generation unit. This maneuvering object container can be used, for example, by vehicles in a light traffic jam on a freeway, at an intersection with average vehicle density or on a country road near a freeway if a complex cooperation maneuver does not have to be carried out.

In 3 ist eine beispielhafte relativ detaillierte Beschreibung eines Manöverobjekts dargestellt.In 3 an exemplary, relatively detailed description of a maneuvering object is shown.

Ein Beispiel für ein Objekt, das mit einem mittelhohen Detaillierungsgrad beschrieben wird, ist in 3 dargestellt. Es besteht aus zwei Punkten, die durch einen Abschnitt verbunden sind. Die Punkte beschreiben wie im vorherigen Beispiel Fahrzeugzustände. Der Abschnitt wird durch ein Polynom zweiter Ordnung n=2 auf der x-Koordinate und ein Polynom erster Ordnung n=1 auf der y-Koordinate beschrieben. Es werden daher insgesamt drei Polynomkoeffizienten pro Dimension für das Segment übertragen.An example of an object that is described with a medium level of detail is in 3 shown. It consists of two points connected by a section. As in the previous example, the points describe vehicle states. The section is described by a second order polynomial n = 2 on the x coordinate and a first order polynomial n = 1 on the y coordinate. A total of three polynomial coefficients per dimension are therefore transmitted for the segment.

MND-MOC (Mittel-Niedrige Detailgenauigkeit Manöverobjektcontainer für semantische Beschreibungen mit Attributen)MND-MOC (medium-low level of detail maneuver object container for semantic descriptions with attributes)

Beschreibung: Ein mittel-niedrige Detailbeschreibung Manöverobjektcontainer kann das geplante Manöver semantisch mit einer gemeinsamen Liste von Manövern und Attributen beschreiben, wie z. B. „Spur folgen“, mit zusätzlichen Attributen wie „konstante Geschwindigkeit“. Die Beschreibung kann auch mehrere nachfolgende Teilmanöver enthalten, z. B. „Beschleunigen“ und „Wechsel auf die linke Spur“. Auf diese Weise müssen nur die Codes des Manövers und der Attribute übertragen werden und empfangende Fahrzeuge können bei Bedarf konkretere Trajektorien (oder andere Manöverdarstellungen) ableiten. Manöver können hierarchisch definiert werden, was weitere Detailgenauigkeiten oder Aggregationen ermöglicht. Attribute ermöglichen eine zusätzliche Parametrierung des Manövers entweder durch numerische Werte (oder Wertebereiche) oder eine qualitative Kategorisierung dieser Manöver (z. B. „langsame Spuränderung“).Description: A medium-low detailed description of the maneuver object container can semantically describe the planned maneuver with a common list of maneuvers and attributes, such as: B. "Follow track", with additional attributes such as "constant speed". The description can also contain several subsequent partial maneuvers, e.g. B. "Accelerate" and "Change to the left lane". In this way, only the codes of the maneuver and the attributes have to be transmitted and receiving vehicles can derive more specific trajectories (or other maneuver representations) if necessary. Maneuvers can be defined hierarchically, which enables further levels of detail or aggregations. Attributes allow additional parameterization of the maneuver either through numerical values (or value ranges) or a qualitative categorization of these maneuvers (e.g. "slow lane change").

Anwendungsfälle: Auf einer Straße mit einer hohen Anzahl von Fahrzeugen z.B. an einer Kreuzung kann ein Manöverobjektcontainer mit geringerem Detaillierungsgrad gewählt werden, insbesondere wenn das Manöver leicht zu beschreiben ist, wie z.B. „vorangehendes Fahrzeug folgen“. Benachbarte Fahrzeuge, die die Nachricht erhalten, können die resultierende Trajektorie berechnen / schätzen.Use cases: On a road with a high number of vehicles, e.g. at an intersection, a maneuver object container with a lower level of detail can be selected, especially if the maneuver is easy to describe, such as "following vehicle in front". Neighboring vehicles that receive the message can calculate / estimate the resulting trajectory.

Beispiele: Wenn ein Fahrzeug einer Spur folgt, ohne abzubiegen, kann der Manöverobjektcontainer mit dem Zusatzattribut „konstante Geschwindigkeit“ oder möglicherweise einer bestimmten Zielgeschwindigkeit/-beschleunigung auf die „Spur folgen“ reduziert werden. Auf diese Weise können alle anderen Fahrzeuge, die die Nachricht empfangen, die resultierenden Trajektorien Koordinaten oder - bereiche usw. berechnen. Wenn das Fahrzeug plant, ein vorausfahrendes Fahrzeug zu überholen, kann der Manöverobjektcontainer die Manöver und Attribute „beschleunigen“, „Wechsel auf die linke Spur“, „Benachbartes Fahrzeug passieren“, „Auf die rechte Spur wechseln“, um das gewünschte Überholmanöver mit Anmerkungen wie der Zielgeschwindigkeit während des Überholens zu beschreiben.Examples: If a vehicle follows a lane without turning, the maneuvering object container can be reduced to "Follow lane" with the additional attribute "constant speed" or possibly a certain target speed / acceleration. In this way, all other vehicles that receive the message can calculate the resulting trajectories, coordinates or areas, etc. If the vehicle is planning to overtake a vehicle in front, the maneuvering object container can "accelerate" the maneuvers and attributes, "change to the left lane", "pass the neighboring vehicle", "change to the right lane" to carry out the desired overtaking maneuver with comments how to describe the target speed while overtaking.

Zu den Manövern können beispielsweise gehören:

  • links/rechts abbiegen
  • Spurwechsel links/rechts
  • Überholen/passieren
  • Spur folgen
  • Fahrzeug folgen
  • Stoppen
  • An Objekt annähern
  • Rückwärtsfahren
  • Abstand / Lücke ändern
The maneuvers can include, for example:
  • turn left / right
  • Lane change left / right
  • Overtaking / passing
  • Follow track
  • Follow vehicle
  • To stop
  • Approach the object
  • Drive backwards
  • Change distance / gap

Attribute für die Geschwindigkeit können beispielsweise sein: Null, sehr langsam, langsam, mittel, schnell, sehr schnell. Attribute für die Richtung können beispielsweise sein: nach/von vorne, vorne links, links, hinten links, hinten, vorne rechts, rechts, hinten rechts. Attribute für die Entfernung können beispielsweise sein: sehr nah, nah, mittel, weit, sehr weit - je nach Geschwindigkeit. Attribute für das Timing können beispielsweise sein: sehr früh, früh, mittel, spät, sehr spät. Attribute für die Aktion können beispielsweise sein: sehr abrupt/schnell, abrupt/schnell, mittel, glatt, sehr glatt.Speed attributes can be, for example: zero, very slow, slow, medium, fast, very fast. Attributes for the direction can be, for example: to / from front, front left, left, back left, back, front right, right, back right. Attributes for the distance can be, for example: very close, near, medium, far, very far - depending on the speed. Timing attributes can be, for example: very early, early, medium, late, very late. Attributes for the action can be, for example: very abrupt / fast, abrupt / fast, medium, smooth, very smooth.

ND-MOC (Niedrige Detailgenauigkeit Manöverobjektcontainer für semantische Beschreibung mit weiteren Attributen)ND-MOC (low level of detail maneuver object container for semantic description with further attributes)

Beschreibung: In einer geringen Detailgenauigkeit könnte mittels eines Manöverobjektcontainers von geringerer Detailgenauigkeit das geplante Manöver abstrakter beschrieben werden und damit die Datenmenge der Nachricht weiter reduziert werden. Anstatt eine Reihe aufeinander abfolgender Manöver wie beim MND-MOC zur Verfügung zu stellen, wird ein Manöver höherer Ordnung wie „Überhole vorausfahrendes Fahrzeug“ vorgesehen. Eine gemeinsame Liste von Manövern ermöglicht es, das Schlüsselmanöver nur ohne weitere Details zu senden, wie beim MND-MOC. Dies ähnelt eher der Absicht des Fahrzeugs als einer tatsächlichen Trajektorie. Es kann zusätzliche Attribute oder Parameter enthalten, z. B. die gewünschte Geschwindigkeit oder Beschleunigung (wie oben).Description: With a low level of detail, the planned maneuver could be described more abstractly by means of a maneuver object container with a lower level of detail, thus further reducing the data volume of the message. Instead of providing a series of successive maneuvers as with the MND-MOC, a higher-order maneuver such as “overtake vehicle ahead” is provided. A common list of maneuvers makes it possible to only send the key maneuver without further details, as with the MND-MOC. This is more like the intent of the vehicle than an actual trajectory. It can contain additional attributes or parameters, e.g. B. the desired speed or acceleration (as above).

Anwendungsfälle: Auf Straßen und an Kreuzungen mit einer sehr hohen Anzahl von Fahrzeugen kann der drahtlose Kommunikationskanal extrem überlastet sein. In diesem Fall kann es nicht möglich sein, den Kanal weiter weiter zu nutzen, wenn große Nachrichten übertragen werden. Manövrierobjekte müssen daher mit geringen Detaillierungsgraden übertragen werden, wann immer die Manöverkoordination dies zulässt. Gerade Manöver mit geringer Komplexität, wie z.B. das Folgen eines Fahrzeugs auf einer klar definierten Spur oder Manöver bei eher niedriger Geschwindigkeit, lassen sich mit wenigen Details ausreichend beschreiben, so dass andere Fahrzeuge, die so eine Manöverkoordinationsnachricht erhalten, ein konkreteres Manöver mit ausreichender Präzision ableiten können.Use cases: On roads and at intersections with a very high number of vehicles, the wireless communication channel can be extremely overloaded. In this case, it may not be possible to continue using the channel when large messages are being transmitted. Maneuvering objects must therefore be transmitted with a low level of detail whenever the maneuver coordination allows this. Maneuvers with low complexity, such as following a vehicle in a clearly defined lane or maneuvers at a rather low speed, can be described with just a few details so that other vehicles that receive a maneuver coordination message can derive a more specific maneuver with sufficient precision can.

Beispiele: Wenn ein Fahrzeug auf derselben Fahrspur hinter einem langsameren Fahrzeug fährt und überholen will, beschreibt der Manöverobjektcontainer anstelle der tatsächlichen Trajektorie nur das Manöver auf abstrakter Ebene, das möglicherweise mit der gewünschten Zielgeschwindigkeit von 50 km/h oder der Beschleunigung erfolgt.Examples: If a vehicle drives in the same lane behind a slower vehicle and wants to overtake, the maneuvering object container only describes the maneuver on an abstract level instead of the actual trajectory, which may take place with the desired target speed of 50 km / h or acceleration.

Der Manöverobjektcontainer kann zusätzliche Informationen über die gemeinsame Liste von Manövern enthalten, z. B. den Standard/die Version. Weitere Felder wie Manöverobjekt ID, Typ, Beschreibungen (insbesondere Kosten oder Prioritäten) und andere zusätzliche Felder können für jedes Manöverobjekt in Abhängigkeit von den Manöverobjektcontainer-Spezifikationen enthalten sein.The maneuver object container can contain additional information about the common list of maneuvers, e.g. B. the standard / version. Further fields such as maneuver object ID, type, descriptions (in particular costs or priorities) and other additional fields can be contained for each maneuver object depending on the maneuver object container specifications.

Schließlich ist anzumerken, dass das Nachrichtenformat nur die Art und Weise beeinflusst, wie eine Trajektorie, ein Bewegungsbereich oder eine andere Art von Bewegungsbeschreibung dargestellt wird. Die Anzahl dieser übertragenen Objekte kann jedoch je nach den Prioritäten der für die Übertragung wählbaren Objekte variieren. Im Allgemeinen ist ein dezentralisierter Kanalüberlaststeuerungsprotokoll für die Bestimmung einer Übertragungspriorität zuständig.Finally, it should be noted that the message format only affects the way in which a trajectory, a range of motion or some other type of motion description is presented. However, the number of these transmitted objects can vary depending on the priorities of the objects that can be selected for transmission. In general, a decentralized channel congestion control protocol is responsible for determining a transmission priority.

In 4 sind Trajektorienbeschreibungen für das Fahrzeug B dargestellt, das mit dem Fahrzeug A zusammenarbeiten will, um unter verschiedenen Umweltbedingungen in die Autobahn einfahren zu dürfen.

  1. a) Niedrige Kanallast, beide Fahrzeuge übertragen hochpräzise Trajektorien, die durch komplexe Funktionen ausgedrückt werden.
  2. b) Mittelhohe Kanallast, die Fahrzeuge übertragen Trajektorien, z.B. beschrieben durch Polynome niedrigerer Ordnung.
  3. c) Mittelniedrige Kanallast werden die Manöver semantisch beschrieben, einschließlich Attributen.
  4. d) Hohe Kanallast, der Kanal erlaubt nur eine sehr allgemeine semantische Beschreibung der geplanten Manöver zu teilen.
In 4th trajectory descriptions are shown for vehicle B, which wants to work together with vehicle A in order to be allowed to enter the motorway under different environmental conditions.
  1. a) Low channel load, both vehicles transmit high-precision trajectories that are expressed using complex functions.
  2. b) Medium-high channel load, the vehicles transmit trajectories, e.g. described by lower-order polynomials.
  3. c) Medium-low channel load, the maneuvers are described semantically, including attributes.
  4. d) High channel load, the channel only allows a very general semantic description of the planned maneuvers to be shared.

Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.Finally, it should be pointed out that terms such as “having”, “comprising”, etc. do not exclude any other elements or steps and that terms such as “a” or “an” do not exclude a plurality. Reference signs in the claims are not to be regarded as a restriction.

Claims (10)

Verfahren zum Koordinieren eines Manövers (400), wobei zumindest ein zu koordinierendes Manöverobjekt (114) des Manövers (400) mit einem variablen Detailierungsgrad in einer Manöverkoordinierungsnachricht (100) abbildbar ist und der Detailierungsgrad situationsabhängig eingestellt wird.A method for coordinating a maneuver (400), wherein at least one maneuver object (114) of the maneuver (400) to be coordinated can be represented with a variable level of detail in a maneuver coordination message (100) and the level of detail is set depending on the situation. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Detailierungsgrad abhängig von einem Zustand eines Kommunikationskanals zum Kommunizieren der Manöverkoordinierungsnachricht (100) eingestellt wird.Procedure according to Claim 1 , in which the level of detail is set as a function of a state of a communication channel for communicating the maneuver coordination message (100). Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem ein hoher Detailierungsgrad eingestellt wird, wenn die Kanallast niedrig ist, wobei ein niedriger Detailierungsgrad eingestellt wird, wenn die Kanallast hoch ist.Procedure according to Claim 2 , in which a high level of detail is set when the channel load is low, and a low level of detail is set when the channel load is high. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Detailierungsgrad abhängig von einer Komplexität des Manövers (400) eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the level of detail is set as a function of a complexity of the maneuver (400). Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem ein hoher Detailierungsgrad eingestellt wird, wenn die Komplexität hoch ist, wobei ein niedriger Detailierungsgrad eingestellt wird, wenn die Komplexität niedrig ist.Procedure according to Claim 4 , in which a high level of detail is set when the complexity is high, and a low level of detail is set when the complexity is low. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Detailierungsgrad in Stufen eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the degree of detail is set in stages. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Manöverkoordinierungsnachricht (100) mit zumindest einem Manöverobjektcontainer (112) gesendet wird, wobei der Manöverobjektcontainer (112) eine Beschreibung des zumindest einen Manöverobjekts (114) des Manövers (400) beinhaltet.Method according to one of the preceding claims, in which the maneuver coordination message (100) is sent with at least one maneuver object container (112), the maneuver object container (112) being a description of the includes at least one maneuver object (114) of the maneuver (400). Vorrichtung, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in entsprechenden Einrichtungen auszuführen, umzusetzen und/oder anzusteuern.Device, the device being designed to carry out, implement and / or control the method according to one of the preceding claims in corresponding devices. Computerprogrammprodukt, das dazu eingerichtet ist, einen Prozessor bei Ausführung des Computerprogrammprodukts dazu anzuleiten, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen, umzusetzen und/oder anzusteuern.Computer program product which is set up to instruct a processor when executing the computer program product to implement the method according to one of the Claims 1 until 7th execute, implement and / or control. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 9 gespeichert ist.Machine-readable storage medium on which the computer program product according to Claim 9 is stored.
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