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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Stand der Technik
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Die Offenlegungsschrift
DE 44 34 789 A1 offenbart ein GPS-gestütztes Sicherheitssystem für Verkehrswege.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2015 100 812 A1 offenbart ein Verfahren zum Verwenden von Strassenniveaubildern.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein effizientes Konzept zum effizienten zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Nach einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, wobei während eines infrastrukturgestützten zumindest teilautomatisierten Führens des Kraftfahrzeugs Umfeldsignale analysiert werden, welche ein mittels einer kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs erfasstes Umfeld des Kraftfahrzeugs repräsentieren, um ein sicherheitsrelevantes Ereignis zu detektieren, wobei bei Detektion eines sicherheitsrelevanten Ereignisses das infrastrukturgestützte zumindest teilautomatisierte Führen des Kraftfahrzeugs beendet wird, Steuersignale zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeugs ohne Infrastrukturunterstützung basierend auf den Umfeldsignalen erzeugt werden und die erzeugten Steuersignale ausgegeben werden, um das Kraftfahrzeug basierend auf den erzeugten ausgegebenen Steuersignalen ohne Unterstützung der Infrastruktur zumindest teilautomatisiert zu führen.
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Nach einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen.
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Nach einem dritten Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer, beispielsweise durch die Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
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Nach einem vierten Aspekt wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das Computerprogramm nach dem dritten Aspekt gespeichert ist.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis und schließt diese mit ein, dass die obige Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass während das Kraftfahrzeug infrastrukturgestützt zumindest teilautomatisiert geführt wird das Umfeld des Kraftfahrzeugs dahingehend analysiert wird, ob im Umfeld des Kraftfahrzeugs ein sicherheitsrelevantes Ereignis eingetreten ist bzw. eintritt bzw. eintreten wird: Wenn dies der Fall ist, wird das infrastrukturgestützte zumindest teilautomatisierte Führen des Kraftfahrzeugs beendet und es werden Steuersignale zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeugs ohne Infrastrukturunterstützung basierend auf den Umfeldsignalen erzeugt und die erzeugten Steuersignale werden ausgegeben, um das Kraftfahrzeug basierend auf den erzeugten ausgegebenen Steuersignalen ohne Unterstützung der Infrastruktur zumindest teilautomatisiert zu führen. Das heißt also, dass bei Detektion eines sicherheitsrelevanten Ereignisses das Kraftfahrzeug nicht mehr infrastrukturgestützt zumindest teilautomatisiert geführt wird, sondern basierend auf den Umfeldsignalen, welche mittels der kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensorik erzeugt wurden. Es wird also insbesondere von Infrastrukturbasiertem zumindest teilautomatisierten, insbesondere autonomen, Fahren auf ein Umfeld-basiertes zumindest teilautomatisiertes, insbesondere autonomes, Fahren „umgeschaltet“. „Umfeld-basiert“ bedeutet insbesondere, dass das Kraftfahrzeug basierend auf einer Erfassung seines Umfelds mittels der kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensorik zumindest teilautomatisiert fährt.
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Somit steht also in vorteilhafter Weise ein Rückfallmechanismus bereit, welcher bei Detektion eines sicherheitsrelevanten Ereignisses das zumindest teilautomatisierte Führen des Kraftfahrzeugs ohne die Unterstützung durch die Infrastruktur übernimmt.
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Somit kann zum Beispiel in vorteilhafter Weise auf ein sicherheitsrelevantes Ereignis effizient reagiert werden.
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Dadurch können weiter zum Beispiel kritische Situationen für das Kraftfahrzeug bzw. für Objekte im Umfeld bzw. in der Umgebung des Kraftfahrzeugs vermieden werden.
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Das hier beschriebene Konzept basiert also insbesondere darauf, dass parallel neben der Verwendung der Unterstützung durch die Infrastruktur das Umfeld durch die kraftfahrzeugeigene Umfeldsensorik erfasst und die entsprechenden Umfeldsignale im Kraftfahrzeug analysiert bzw. ausgewertet werden, um ein sicherheitsrelevantes Ereignis zu detektieren. Bei entsprechender Detektion schaltet das Kraftfahrzeug von einem infrastrukturgestützten Fahrmodus in einen kraftfahrzeugzentrierten Fahrmodus, in welchem das Kraftfahrzeug ohne Unterstützung durch die Infrastruktur fährt.
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Das Kraftfahrzeug kann somit zum einen infrastrukturgestützt zumindest teilautomatisiert geführt werden (infrastrukturgestützter Fahrmodus). Zum anderen kann es auch kraftfahrzeugzentriert zumindest teilautomatisiert geführt werden (kraftfahrzeugzentrierter Fahrmodus). Kraftfahrzeugzentriert bedeutet hier insbesondere, dass das Kraftfahrzeug auf Basis der kraftfahrzeugintern generierten bzw. erzeugten Daten, vorliegend insbesondere die Umfeldsignale, zumindest teilautomatisiert geführt wird.
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Die Steuersignale werden also insbesondere auf Basis der Umfeldsignale erzeugt und nicht auf Basis von Infrastrukturumfeldsensordaten von Infrastrukturumfeldsensoren, welche räumlich verteilt innerhalb einer Umgebung des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
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Ein infrastrukturgestütztes zumindest teilautomatisiertes Führen eines Kraftfahrzeugs bedeutet insbesondere, dass das Kraftfahrzeug zumindest teilautomatisiert basierend auf Infrastrukturdaten geführt wird.
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Diese Infrastrukturdaten werden dem Kraftfahrzeug insbesondere mittels der Infrastruktur zur Verfügung gestellt.
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Das Kraftfahrzeug leitet gemäß einer Ausführungsform aus den Infrastrukturdaten Handlungsanweisungen ab. Das Kraftfahrzeug entscheidet insbesondere auf Basis der Infrastruktursignale selbst, was zu tun ist.
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Infrastrukturdaten umfassen zum Beispiel Informationen über ein Umfeld bzw. eine Umgebung des Kraftfahrzeugs.
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Infrastrukturdaten umfassen zum Beispiel Sensordaten von einem oder von mehreren Umfeldsensoren, die räumlich verteilt innerhalb der Infrastruktur angeordnet sind. Das heißt also insbesondere, dass beispielsweise eine Infrastrukturumfeldsensorik vorgesehen ist, welche einen oder mehrere Umfeldsensoren umfasst, welche zum Beispiel räumlich verteilt innerhalb der Infrastruktur angeordnet sind.
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In einer Ausführungsform ist ein Umfeldsensor oder sind mehrere Umfeldsensoren an einem jeweiligen Infrastrukturelement der Infrastruktur angeordnet. Ein Infrastrukturelement ist zum Beispiel eines der folgenden Infrastrukturelemente: Straßenlaterne, Verkehrsschild, Verkehrsschilderbrücke, Strommast, Brücke, Gebäude.
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Die kraftfahrzeugeigene Umfeldsensorik umfasst nach einer Ausführungsform einen oder mehrere Umfeldsensoren.
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In einer Ausführungsform ist ein Umfeldsensor im Sinne der Beschreibung einer der folgenden Umfeldsensoren: Lidarsensor, Radarsensor, Ultraschallsensor, Magnetfeldsensor, Infrarotsensor und/oder Bewegungssensor. Insbesondere können unterschiedliche Umfeldsensoren verwendet werden. Das weist insbesondere den technischen Vorteil einer Redundanz und einer Diversität auf.
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Infrastrukturdaten umfassen zum Beispiel eine Soll-Trajektorie, welche das Kraftfahrzeug zumindest teilautomatisiert geführt abfahren soll.
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Infrastrukturdaten umfassen zum Beispiel Wetterdaten im Umfeld bzw. in der Umgebung des Kraftfahrzeugs.
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Infrastrukturgestützt bedeutet also insbesondere, dass die Infrastruktur dem Kraftfahrzeug Daten, vorliegend die Infrastrukturdaten, zur Verfügung stellt, basierend auf welchen das Kraftfahrzeug zumindest teilautomatisiert geführt wird respektive geführt werden kann.
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Die Formulierung „zumindest teilautomatisiertes Führen“ umfasst einen oder mehrere der folgenden Fälle: assistiertes Führen, teilautomatisiertes Führen, hochautomatisiertes Führen, vollautomatisiertes Führen.
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Assistiertes Führen bedeutet, dass ein Fahrer des Kraftfahrzeugs dauerhaft entweder die Quer- oder die Längsführung des Kraftfahrzeugs ausführt. Die jeweils andere Fahraufgabe (also ein Steuern der Längs- oder der Querführung des Kraftfahrzeugs) wird automatisch durchgeführt. Das heißt also, dass bei einem assistierten Führen des Kraftfahrzeugs entweder die Quer- oder die Längsführung automatisch gesteuert wird.
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Teilautomatisiertes Führen bedeutet, dass in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) und/oder für einen gewissen Zeitraum eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss aber das automatische Steuern der Längs- und Querführung dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Der Fahrer muss jederzeit zur vollständigen Übernahme der Kraftfahrzeugführung bereit sein.
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Hochautomatisiertes Führen bedeutet, dass für einen gewissen Zeitraum in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Bei Bedarf wird automatisch eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer zur Übernahme des Steuerns der Längs- und Querführung ausgegeben, insbesondere mit einer ausreichenden Zeitreserve ausgegeben. Der Fahrer muss also potenziell in der Lage sein, das Steuern der Längs- und Querführung zu übernehmen. Grenzen des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung werden automatisch erkannt. Bei einem hochautomatisierten Führen ist es nicht möglich, in jeder Ausgangssituation automatisch einen risikominimalen Zustand herbeizuführen.
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Vollautomatisiertes Führen bedeutet, dass in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Vor einem Beenden des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung erfolgt automatisch eine Aufforderung an den Fahrer zur Übernahme der Fahraufgabe (Steuern der Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs), insbesondere mit einer ausreichenden Zeitreserve. Sofern der Fahrer nicht die Fahraufgabe übernimmt, wird automatisch in einen risikominimalen Zustand zurückgeführt. Grenzen des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung werden automatisch erkannt. In allen Situationen ist es möglich, automatisch in einen risikominimalen Systemzustand zurückzuführen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das infrastrukturgestützte zumindest teilautomatisierte Führen ein Verwenden von von einer Infrastruktur bereitgestellten Infrastrukturdaten umfasst, wobei ein sicherheitsrelevantes Ereignis dann detektiert wird, wenn basierend auf der Analyse ein Objekt in dem Umfeld detektiert wird, dessen Existenz nicht durch die Infrastrukturdaten bestätigt ist.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass effizient auf Objekte reagiert werden kann, welche mittels einer Infrastrukturumfeldsensorik nicht detektiert wurden bzw. nicht detektiert werden können. Solche Objekte umfassen zum Beispiel ein Objekt, welches von einem Verkehrsteilnehmer, insbesondere einem weiteren Kraftfahrzeug, von der Infrastrukturumfeldsensorik abgeschattet ist.
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Ein solches Objekt, ist zum Beispiel ein Objekt, beispielsweise eine Ladung, welches von einem dem Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung vorausfahrenden weiteren Kraftfahrzeug gefallen ist. Das weitere Kraftfahrzeug verhindert so zum Beispiel eine direkte Sichtverbindung zwischen einem Umfeldsensor der Infrastruktur und dem heruntergefallenen Objekt.
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Ein solches Objekt ist zum Beispiel ein den Verkehr kreuzendes Objekt, zum Beispiel ein Mensch, ein Radfahrer, ein Tier, insbesondere ein Wild.
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Infrastrukturdaten umfassen gemäß einer Ausführungsform eine Objektliste von Objekten, insbesondere Kraftfahrzeugen, welche sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs befinden. Die Objektliste umfasst zum Beispiel eine jeweilige Position der Objekte. Wenn die Analyse der Umfeldsignale ergibt, dass sich in dem Umfeld des Kraftfahrzeugs ein Objekt befindet, welches nicht in der Objektliste vorhanden ist, so wird ein sicherheitsrelevantes Ereignis detektiert. Denn die Existenz des durch die kraftfahrzeugeigene Umfeldsensorik detektierten Objekts wird nicht durch die Objektliste bestätigt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Umfeld einen lateralen Bereich und/oder einen longitudinalen Bereich umfasst, welcher sich in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug befindet, wobei ein sicherheitsrelevantes Ereignis dann detektiert wird, wenn sich im lateralen und/oder im longitudinalen Bereich ein potentielles Kollisionsobjekt befindet.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass potentielle Kollisionsobjekte im lateralen und/oder longitudinalen Bereich effizient detektiert werden können.
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In einer Ausführungsform wird eine Größe bzw. Ausdehnung des Umfelds abhängig von einem oder mehreren Parametern festgelegt. Ein solcher Parameter ist zum Beispiel einer der folgenden Parameter: Kraftfahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, Wetter, Fahrbahnzustand, Verkehrsdichte des umgebenden Verkehrs, Straßenverlauf.
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Der laterale Bereich weist zum Beispiel einen maximalen lateralen Abstand zum Kraftfahrzeug von 2 m, insbesondere 1 m, insbesondere 0,5 m, auf.
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Der longitudinale Bereich weist zum Beispiel einem maximalen longitudinalen Abstand zum Kraftfahrzeug von 100 m, insbesondere 50 m, insbesondere 25 m, insbesondere 10 m, auf.
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Eine Größe bzw. eine Ausdehnung des longitudinalen und/oder lateralen Bereichs wird gemäß einer Ausführungsform abhängig von einem oder mehreren Parametern festgelegt, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit einer Größe bzw. Ausdehnung des Umfelds beschrieben wurden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Analysieren der Umfeldsignale ein Ermitteln eines seitlichen Abstands des Kraftfahrzeugs zu einem seitlichen Verkehr umfasst, wobei der seitliche Abstand mit einem seitlichen Abstandsschwellwert verglichen wird, wobei ein sicherheitsrelevantes Ereignis dann detektiert wird, wenn der seitliche Abstand kleiner oder kleiner-gleich dem seitlichen Abstandsschwellwert ist.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass effizient auf einen seitlichen Verkehr reagiert werden kann, welcher dem Kraftfahrzeug lateral zu nahe kommt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Analysieren der Umfeldsignale ein Ermitteln eines vorderen Abstands zu einem dem Kraftfahrzeug vorausfahrenden Verkehr umfasst, wobei der vordere Abstand mit einem vorderen Abstandsschwellwert verglichen wird, wobei ein sicherheitsrelevantes Ereignis dann detektiert wird, wenn der vordere Abstand kleiner oder kleiner-gleich dem vorderen Abstandsschwellwert ist.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass effizient auf einen vorausfahrenden Verkehr reagiert werden kann, welcher dem Kraftfahrzeug longitudinal zu nahe kommt.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuersignale derart erzeugt werden, dass bei einem zumindest teilautomatisierten Steuern der Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf den Steuersignalen das Kraftfahrzeug verzögert.
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In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren nach dem ersten Aspekt ein Steuern der Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeugs basierend auf den erzeugten ausgegebenen Steuersignalen.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren nach dem ersten Aspekt ein computerimplementiertes Verfahren ist.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt mittels der Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt aus- oder durchgeführt wird.
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Vorrichtungsmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden Verfahrensmerkmalen und umgekehrt. Das heißt also insbesondere, dass sich technische Funktionen der Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt analog aus entsprechenden technischen Funktionalitäten des Verfahrens nach dem ersten Aspekt und umgekehrt ergeben.
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Die Formulierung „zumindest ein(e)“ steht insbesondere für „ein(e) oder mehrere“.
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Die Abkürzung „bzw.“ steht für „beziehungsweise“, was insbesondere für „respektive“ steht.
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Die Formulierung „respektive“ steht insbesondere für „und/oder“.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs,
- 2 eine Vorrichtung,
- 3 ein maschinenlesbares Speichermedium und
- 4 bis 8 jeweils einen Tunnel.
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Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs, wobei während eines infrastrukturgestützten zumindest teilautomatisierten Führens des Kraftfahrzeugs Umfeldsignale analysiert 101 werden, welche ein mittels einer kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs erfasstes Umfeld des Kraftfahrzeugs repräsentieren, um ein sicherheitsrelevantes Ereignis zu detektieren, wobei bei Detektion eines sicherheitsrelevanten Ereignisses das infrastrukturgestützte zumindest teilautomatisierte Führen des Kraftfahrzeugs beendet 103 wird, Steuersignale zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeugs ohne Infrastrukturunterstützung basierend auf den Umfeldsignalen erzeugt 105 werden und die erzeugten Steuersignale ausgegeben 107 werden, um das Kraftfahrzeug basierend auf den erzeugten ausgegebenen Steuersignalen ohne Unterstützung der Infrastruktur zumindest teilautomatisiert zu führen.
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2 zeigt eine Vorrichtung 201, die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen.
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3 zeigt ein maschinenlesbares Speichermedium 301, auf dem ein Computerprogramm 303 gespeichert ist. Das Computerprogramm 303 umfasst Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms 303 durch einen Computer, beispielsweise durch die Vorrichtung 201 der 2, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
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4 zeigt einen Tunnel 401 in einer perspektivischen, schematisch dargestellten Frontsicht auf eine Tunneleinfahrt 402 des Tunnels 401. An der Tunneleinfahrt 402 sind ein erster Umfeldsensor 403 und ein zweiter Umfeldsensor 405 angeordnet. Beide Umfeldsensoren 403, 405 erfassen eine Straßensituation vor dem Tunnel 401. Die beiden Umfeldsensoren 403, 405 bilden eine Infrastrukturumfeldsensorik.
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Es führen eine erste Fahrspur 407, eine zweite Fahrspur 409 und eine Standspur 411 auf die Tunneleinfahrt 402 zu. Bezogen auf die Papierebene befindet sich die erste Fahrspur 407 links von der zweiten Fahrspur 409, sodass die erste Fahrspur 407 auch als linke Fahrspur bezeichnet werden kann und so dass die zweite Fahrspur 409 als rechte Fahrspur bezeichnet werden kann. Die Standspur 411 befindet sich rechts neben der linken Fahrspur 409.
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Die drei Spuren 407, 409, 411 sind in mehrere Sektoren unterteilt bzw. aufgeteilt: einen ersten Sektor 413, einen zweiten Sektor 415, einen dritten Sektor 417, einen vierten Sektor 419, einen fünften Sektor 421, einen sechsten Sektor 423, einen siebten Sektor 425 und einen achten Sektor 426. Hierbei dienen gestrichelt dargestellte Linien zur visuellen Unterteilung der Sektoren.
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In einer nicht gezeigten Ausführungsform sind mehr oder weniger als die hier gezeigten acht Sektoren vorgesehen.
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Somit sind entsprechend den Sektoren die einzelnen Spuren 407, 409, 411 in Felder bzw. Sektorabschnitte 428 unterteilt, wobei für jedes Feld angegeben werden kann, ob das Feld 428 frei für eine Durchfahrt ist oder ob sich zum Beispiel ein Hindernis auf dem entsprechenden Feld befindet. Sofern die Felder frei sind, ist dies in den Figuren mit einem Häkchen mit dem Bezugszeichen 427 gekennzeichnet.
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Weiter ist eine Trajektorie 429 eingezeichnet, welche sich auf der zweiten Fahrspur 409 befindet, wobei die Trajektorie 429 durch mehrere Wegpunkte 431 festgelegt ist.
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Einem zumindest teilautomatisiert geführten Kraftfahrzeug kann somit von extern, also durch eine Infrastruktur, diese Trajektorie 429 als Soll-Trajektorie vorgegeben werden, sodass das zumindest teilautomatisiert geführte Kraftfahrzeug diese Trajektorie 429 Wegpunkt 431 für Wegpunkt 431 abfahren kann.
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Hierbei ist zum Beispiel vorgesehen, dass ein solches Kraftfahrzeug auf Basis der Infrastrukturumfeldsensorik bei seiner Fahrt auf die Tunneleinfahrt 402 zu geleitet bzw. unterstützt wird und zum Beispiel auch bei einer Fahrt durch den Tunnel 401 unterstützt bzw. geleitet wird.
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Die kraftfahrzeugeigenen Sensoren eines solchen Kraftfahrzeugs können zum Beispiel für eine Messung und Wahrung der Abstände zu seitlich fahrenden Objekten, zum Beispiel weiteren Kraftfahrzeugen, verwendet werden, sowie zum Beispiel zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug.
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Wird einer dieser Abstände zum Beispiel zu gering, kann das Kraftfahrzeug insbesondere auf Basis der kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensoren reagieren.
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In den Figuren und in der nachfolgenden und vorstehenden Beschreibung wird das hier beschriebene Konzept bei einer Zufahrt auf eine Tunneleinfahrt beschrieben. Es wird angemerkt, dass eine solche Tunneleinfahrt nur ein Beispiel für ein Verkehrsinfrastrukturelement sein kann, bei welchem Kraftfahrzeuge durch eine Infrastruktur geleitet bzw. bei einer Durchfahrt unterstützt werden. Weitere Beispiele umfassen zum Beispiel folgende Verkehrsinfrastrukturelemente: Autobahn, Autobahnauffahrt, Autobahnabfahrt, Kreuzung, Verkehrsknotenpunkt, Kreisverkehr, Einbahnstraße, Baustelle.
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Die Infrastrukturumfeldsensorik erfasst also insbesondere die drei Spuren 407, 409, 411. Diese sind, wie vorstehend bereits erläutert, in mehrere Felder bzw. Sektorabschnitte 428 aufgeteilt. Auf Basis von hochgenauen Kartendaten ist zum Beispiel ein Weg durch den Tunnel 401 einem zumindest teilautomatisiert geführten Kraftfahrzeug bekannt. Insofern kann zum Beispiel die Trajektorie 429 sehr genau abgefahren werden. Im fehlerfreien Fall folgt ein solches Kraftfahrzeug der Trajektorie 429.
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5 basiert auf 4 und zeigt ein erstes Kraftfahrzeug 501, ein zweites Kraftfahrzeug 503, ein drittes Kraftfahrzeug 505, ein viertes Kraftfahrzeug 507 und ein fünftes Kraftfahrzeug 509.
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Das erste Kraftfahrzeug 501 kann im Folgenden auch als Ego-Kraftfahrzeug bezeichnet werden. Das erste Kraftfahrzeug 501 fährt auf der zweiten Fahrspur 409. Vor dem ersten Kraftfahrzeug 501 fährt das dritte Kraftfahrzeug 505 und vor dem dritten Kraftfahrzeug 505 fährt das fünfte Kraftfahrzeug 509.
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Das zweite Kraftfahrzeug 503 fährt auf der ersten Fahrspur 407 und vor dem zweiten Kraftfahrzeug 503 fährt das vierte Kraftfahrzeug 507.
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Weiter sind für die einzelnen Kraftfahrzeuge Geschwindigkeitsvektoren eingezeichnet. Für das erste Kraftfahrzeug 501 ist ein erster Geschwindigkeitsvektor 511 eingezeichnet. Für das zweite Kraftfahrzeug 503 ist ein zweiter Geschwindigkeitsvektor 513 eingezeichnet. Für das dritte Kraftfahrzeug 505 ist ein dritter Geschwindigkeitsvektor 515 eingezeichnet. Für das vierte Kraftfahrzeug 507 ist ein vierter Geschwindigkeitsvektor 517 eingezeichnet. Für das fünfte Kraftfahrzeug 509 ist ein fünfter Geschwindigkeitsvektor 519 eingezeichnet.
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Zum Beispiel ist vorgesehen, die einzelnen Geschwindigkeiten der Kraftfahrzeuge zu erfassen, zum Beispiel mittels der Infrastrukturumfeldsensorik. Das heißt also insbesondere, dass die einzelnen Geschwindigkeitsvektoren des Stra-ßenverkehrs vor der Tunneleinfahrt 402 erfasst werden.
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Das heißt also insbesondere, dass Geschwindigkeiten der Kraftfahrzeuge, die auf die Tunneleinfahrt 402 zufahren, erfasst werden. Ein Geschwindigkeitsunterschied vom Fahrzeugstrom umfassend das zweite bis fünfte Kraftfahrzeug zum Ego-Kraftfahrzeug 501 wird zum Beispiel erfasst und zum Beispiel reagiert das Ego-Kraftfahrzeug 501 darauf - dies insbesondere durch entsprechendes bzw. adäquates Bremsen oder Beschleunigen bis zur maximal definierten Geschwindigkeit in dem Bereich vor der Tunneleinfahrt 402. Das heißt also, dass sich das Ego-Kraftfahrzeug dem fließenden Verkehr anpassen kann.
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Insofern kann eine erste Geschwindigkeitsvektorschar 521 definiert werden, umfassend die Geschwindigkeitsvektoren 513, 517 der beiden Kraftfahrzeuge 503, 507 auf der ersten Fahrspur 407. Und es kann eine zweite Geschwindigkeitsvektorschar 523 definiert werden umfassend die Geschwindigkeitsvektoren 511, 515, 519 der Kraftfahrzeuge 501, 505, 509 auf der zweiten Fahrspur 409.
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Wird zum Beispiel ein dem Ego-Kraftfahrzeug 501 vorausfahrendes Kraftfahrzeug vor dem Tunnel 401 langsamer, kann schon frühzeitig im Ego-Kraftfahrzeug 501 reagiert und zum Beispiel gebremst werden. Insbesondere wird versucht, einen Fahrzeugstrom, also eine Geschwindigkeitsvektorschar oder Kraftfahrzeuggeschwindigkeitsschar der jeweiligen Fahrspur pro Spur konstant zu halten. Der Trajektorienleitstrahl bzw. die Soll-Trajektorie 429 gemäß 4 wird dann insbesondere bei freier Fahrspur bzw. Fahrbahn und gleichen Geschwindigkeitsvektoren abgefahren. Das heißt also, dass sich die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Kraftfahrzeugs 501 den anderen Kraftfahrzeuggeschwindigkeiten der anderen Verkehrsteilnehmer in derselben Fahrspur anpasst.
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Verzögert ein Kraftfahrzeug in der gleichen Spur stark, kann dies bereits durch die Infrastrukturumfeldsensorik erfasst und es kann diese Information an das Ego-Kraftfahrzeug 501 übertragen werden, ohne dass die kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensoren des Ego-Kraftfahrzeugs 501 dies erfassen. Dies ist beispielhaft in 6 dargestellt. Dort handelt es sich um das fünfte Kraftfahrzeug 509, welches stark verzögert. Dies können die kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensoren des Ego-Kraftfahrzeugs 501 nicht erfassen, insofern sich zwischen dem Ego-Kraftfahrzeug 501 und dem fünften Kraftfahrzeug 509 das dritte Kraftfahrzeug 505 befindet, welches die Umfeldsensoren des Ego-Kraftfahrzeugs 501 abschattet. Doch da die beiden Umfeldsensoren 403, 405 diese Verzögerung des fünften Kraftfahrzeugs 509 erfassen können und da diese Information an das Ego-Kraftfahrzeug 501 übertragen wird, kann das Ego-Kraftfahrzeug 501 entsprechend reagieren. Das heißt also, dass das Ego-Kraftfahrzeug 501 auf diese „Kolonnenverzögerung“, die jetzt folgt, entsprechend reagieren kann. Das Ego-Kraftfahrzeug 501 kann somit in vorteilhafter Weise mit einer höheren konstanten Geschwindigkeit sicher in den Tunnel 401 einfahren, da auch Verkehrsteilnehmer außerhalb der Reichweite der Umfeldsensoren des Ego-Kraftfahrzeugs 501 mittels der Infrastrukturumfeldsensorik erfasst werden können.
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7 basiert auf 4 und zeigt für die einzelnen Sektorabschnitte 428 bzw. Felder weitere Symbole, die kennzeichnen, ob der entsprechende Sektorabschnitt 428 für eine Durchfahrt frei ist oder ob es Hindernisse oder anderweitige Probleme gibt.
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So sind zum Beispiel unterschiedliche Symbole 701, 703, 705, 707 vorgesehen, welche zum Beispiel Folgendes kennzeichnen: Die Kreise mit dem Bezugszeichen 701 sollen gelbe Kreise bzw. Punkte darstellen. Die Kreise mit dem Bezugszeichen 703 sollen rote Kreise bzw. Punkte darstellen. Das Symbol mit dem Bezugszeichen 705 soll ein schwarzes Dreieck darstellen. Das Symbol mit dem Bezugszeichen 707 soll einen Blitz darstellen. Die jeweilige Bedeutung dieser Symbole wird nachfolgend erläutert:
- Das schwarze Dreieck 705 soll ein statisches Hindernis in einem Sektor (auf einer Fahrbahn, an einem bestimmten Sektor / Fahrbahnabschnitt) darstellen. Daher wurde zusätzlich der Blitz 707 eingezeichnet, welcher aber insbesondere auch weggelassen werden kann.
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Dieses Hindernis wird durch die Infrastrukturumfeldsensorik erkannt und der Sektor auf der Fahrspur markiert. Bei dem statischen Hindernis kann es sich zum Beispiel um ein totes (Wild-) Tier, einen Lastwagenreifen, ein Pannenkraftfahrzeug oder verlorene Ladung handeln, die in der Fahrbahn liegt.
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Die gelben und roten Punkte sollen die Sektoren auf der Fahrspur vor dem Hindernis markieren, sodass ein zumindest teilautomatisiert geführtes Kraftfahrzeug bereits vor Eintritt in einen gelben Sektor reagieren kann (durch zum Beispiel Spurwechsel, Geschwindigkeitsreduktion, gegebenenfalls wird vorzugsweise eine Fahrerübernahme eingeleitet, usw.).
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Bei Einritt in einen gelben Sektor muss das zumindest teilautomatisiert geführte Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform reagieren (durch zum Beispiel Spurwechsel, Geschwindigkeitsreduktion, gegebenenfalls wird vorzugsweise eine Fahrerübernahme eingeleitet, usw.).
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Es verbleibt im gelben Sektor in einer Ausführungsform noch genug Zeit für eine Komfortbremsung - also keine Vollbremsung, oder andere Maßnahmen.
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Bei Eintritt in einen roten Sektor muss das zumindest teilautomatisiert geführte Kraftfahrzeug nach einer Ausführungsform stark bremsen, um notfalls von dem Hindernis zum Stilstand zu kommen. Anschließend wird nach einer Ausführungsform eine Fahrerübernahme eingeleitet. Vorzugsweise wird ein Warnblinklicht eingeschaltet. Es kann nach einer Ausführungsform sein, dass das zumindest teilautomatisiert geführte Kraftfahrzeug vor dem Hindernis in der Fahrspur zum Stehen kommt.
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Es wird nach einer Ausführungsform vermieden werden, dass ein zumindest teilautomatisiert geführtes Kraftfahrzeug überhaupt in einen roten Sektorbereich einfährt. Daher die Bewarnung der Sektoren im Vorfeld durch gelbe Kreise.
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Es wird durch die rechtzeitige Markierung durch die gelben Kreise gemäß einer Ausführungsform vermieden werden, dass das zumindest teilautomatisiert geführte Kraftfahrzeug ein Notfall-Ausweichmanöver fährt oder fahren muss.
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Das heißt also insbesondere, dass mittels der Infrastrukturumfeldsensorik Hindernisse auf den Fahrspuren 407, 409 und/oder auf der Standspur 411 erfasst werden können. Zum Beispiel können Hindernisse oder stehende Objekte ebenso frühzeitig vor dem Tunnel 401 erfasst werden, auch wenn das Ego-Kraftfahrzeug 501 diese noch nicht erfassen kann, da sie durch andere Verkehrsteilnehmer verdeckt sind und/oder eine Entfernung des Ego-Kraftfahrzeugs 501 zum entsprechenden Objekt zu groß ist. Die Infrastruktur kann dann die Position des Hindernisses bzw. des stehenden Objektes an das Ego-Kraftfahrzeug 501 frühzeitig weitergeben. Bei Hindernissen auf der Standspur 411 kann zum Beispiel der entsprechende Sektorabschnitt der Standspur 411 entsprechend gekennzeichnet bzw. markiert werden, sodass eine Geschwindigkeit des Ego-Kraftfahrzeugs 501 gedrosselt werden kann, insofern in einem solchen Bereich bzw. in einem solchen Sektorabschnitt verstärkt mit Fußgängern auf der zweiten Fahrspur 409 gerechnet werden muss.
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8 basiert auf 5 bzw. 6. Es ist ein lateraler Bereich 801 um das Ego-Kraftfahrzeug 501 dargestellt, wobei dieser laterale Bereich 801 in einen ersten Unterbereich 803, einen zweiten Unterbereich 805 und einen dritten Unterbereich 807 unterteilt ist. Hierbei befinde sich der dritte Unterbereich 807 unmittelbar um das Ego-Kraftfahrzeug 501 herum. Der erste Unterbereich 803 befindet sich am weitesten entfernt vom Ego-Kraftfahrzeug 501. Der zweite Unterbereich 805 befindet sich zwischen dem ersten Unterbereich 803 und dem dritten Unterbereich 807. Der laterale Bereich 801 erstreckt sich auch hinter dem Ego-Kraftfahrzeug 501.
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Abhängig davon, in welchem dieser Unterbereiche ein seitlicher Verkehr hineinfährt, können unterschiedliche Maßnahmen durch das Ego-Kraftfahrzeug 501 getroffen werden.
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Analog ist ein longitudinaler Bereich 809 in Fahrtrichtung vor dem Ego-Kraftfahrzeug 501 eingezeichnet, wobei der longitudinale Bereich 809 in einen vierten Unterbereich 811, einen fünften Unterbereich 813 und einen sechsten Unterbereich 815 unterteilt ist. Der sechste Unterbereich 815 befindet sich unmittelbar vor dem Ego-Kraftfahrzeug 501. Der vierte Unterbereich 811 befindet sich am weitesten entfernt vom Ego-Kraftfahrzeug 501. Der fünfte Unterbereich 813 befindet sich zwischen dem vierten Unterbereich 811 und dem sechsten Unterbereich 815.
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Abhängig davon, in welchem der drei Unterbereiche 811, 813, 815 ein vorausfahrender Verkehr fährt, können vom Ego-Kraftfahrzeug 501 unterschiedliche Maßnahmen getroffen werden.
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Der laterale Bereich 801 und der longitudinale Bereich 809 werden jeweils mit den kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensoren (nicht gezeigt) des Ego-Kraftfahrzeugs 501 überwacht, um ein sicherheitsrelevantes Ereignis zu detektieren. Sofern dies während eines infrastrukturgestützten, zumindest teilautomatisierten Führens des Kraftfahrzeugs passiert, wird das zumindest teilautomatisierte Führen unter Verwendung der Infrastruktur beendet und es werden Steuersignale zum zumindest teilautomatisierten Steuern einer Quer- und/oder Längsführung des Ego-Kraftfahrzeugs 501 ohne Infrastrukturunterstützung basierend auf der Umfelderfassung der kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensorik erzeugt und es werden die erzeugten Steuersignale ausgegeben, um das Ego-Kraftfahrzeug 501 basierend auf den erzeugten ausgegebenen Steuersignalen ohne Unterstützung der Infrastruktur zumindest teilautomatisiert zu führen.
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Durch die kraftfahrzeugeigene Umfeldsensorik können also plötzliche Hindernisse erfasst werden und/oder es können Hindernisse oder Objekte erfasst werden, welche von der Infrastrukturumfeldsensorik abgeschattet sind oder von dieser nicht erkannt wurden.
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Die kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensoren des Ego-Kraftfahrzeugs 501 überwachen zum Beispiel einen Abstand zum vorausfahrenden Verkehr sowie einen Abstand zum seitlichen Verkehr. Ebenfalls überwachen die kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensoren ein Umfeld des Kraftfahrzeugs auf plötzlich auftauchende Objekte, die durch die Infrastrukturumfeldsensorik nicht oder zu spät erkannt werden können. Solche Objekte umfassen zum Beispiel kreuzendes Wild auf einer Autobahn, eine verlorene Ladung von einem vorausfahrenden Lastkraftwagen (Lkw. In einem solchen Fall können die Infrastrukturumfeldsensoren 403, 405 ein solches Hindernis üblicherweise nicht erfassen, da der vorausfahrende Lkw, der die Ladung verliert, die verlorene Ladung auch vor den Infrastrukturumfeldsensoren 403, 405 abschirmt.
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Die kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensoren bleiben also aktiv, sodass im Notfall eingegriffen werden kann. Das heißt also insbesondere, dass eine Infrastrukturunterstützung überstimmt wird, dies insbesondere hinsichtlich einer longitudinalen Führung und/oder insbesondere hinsichtlich einer lateralen Führung des Kraftfahrzeugs. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Notfallreaktion des Kraftfahrzeugs.
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Die kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensoren werden also insbesondere verwendet, um das Kraftfahrzeug im Kraftfahrzeugstrom nach vorne und zur Seite konstant und unfallfrei zu halten. Kommt ein Verkehrsteilnehmer dem Kraftfahrzeug zu nahe, kann das Kraftfahrzeug entsprechend frühzeitig auf Basis der Umfelderfassung der kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensorik reagieren.
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Die kraftfahrzeugeigenen Umfeldsensoren überwachen also ein Umfeld des Kraftfahrzeugs auf unvorhersehbare, plötzliche Ereignisse. Ansonsten fährt das Kraftfahrzeug auf Basis der Infrastrukturunterstützung zumindest teilautomatisiert, insbesondere autonom, auf einer vorgegebenen Trajektorie, zum Beispiel auf der Soll-Trajektorie 429 gemäß 4, durch den Tunnel 401. Hindernisse können von den Infrastrukturumfeldsensoren 403, 405 in der Regel erkannt und es können diese Hindernisse rechtzeitig an das Kraftfahrzeug gemeldet werden, sodass dieses entsprechend rechtzeitig reagieren kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4434789 A1 [0002]
- DE 60036530 T2 [0003]
- EP 1115221 B1 [0003]
- DE 102015100812 A1 [0004]
