DE102021103010A1

DE102021103010A1 - V2x-verkehrsmanöver-handshaking zwischen verkehrsteilnehmern

Info

Publication number: DE102021103010A1
Application number: DE102021103010.2A
Authority: DE
Inventors: Syed Amaar Ahmad; Ivan Vukovic; Azin Neishaboori; Jack Walpuck
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-02-11
Filing date: 2021-02-09
Publication date: 2022-05-05
Also published as: CN113259858A; US20210245758A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt V2X-Verkehrsmanöver-Handshaking zwischen Verkehrsteilnehmern bereit. Ein Fahrzeug strahlt eine Spurwechselabsichtsnachricht aus, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, das durch das Fahrzeug durchgeführt werden soll, das als ein Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug betrieben wird, wobei das Manöver die Verwendung einer Stral enressource erfordert. Antwortnachrichten sind von Empfängerfahrzeugen empfangen, die eine Genehmigung oder Ablehnung der Durchführung des Manövers angeben. Als Reaktion darauf, dass das Empfängerfahrzeug eine Antwortnachricht zurücksendet, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, die zum Durchführen des Manövers erforderlich ist, wird eine Widerspruchauflösungsprozedur zwischen dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug und dem widersprechenden Empfängerfahrzeug durchgeführt, wobei die Widerspruchauflösungsprozedur einen zuvor vereinbarten identischen Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet, der auf jedem des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs ausgeführt wird, damit jedes eine selbe verteilte Entscheidung trifft, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen im Allgemeinen Handshaking zwischen Verkehrsteilnehmern über Fahrzeug-zu-Alles-(V2X-)Kommunikation in Bezug auf die Durchführung von Verkehrsmanövern.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die V2X-Kommunikation ermöglicht es Fahrzeugen, mit anderen Fahrzeugen sowie mit Infrastruktur, Ful gängern, Netzwerken und anderen Vorrichtungen Informationen auszutauschen. Fahrzeug-zu-Infrastruktur-(V2I-)Kommunikation ermöglicht Anwendungen, eine Kommunikation oder Transaktionen zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur zu erleichtern und zu beschleunigen.
KURZDARSTELLUNG
In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet ein Fahrzeug zum Durchführen von Verkehrsmanövern eine oder mehrere Steuerungen. Die eine oder die mehreren Steuerungen sind zu Folgendem programmiert: Ausstrahlen einer Spurwechselabsichtsnachricht von dem Fahrzeug an ein oder mehrere Empfängerfahrzeuge, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, das durch das Fahrzeug durchgeführt werden soll, das als Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug betrieben wird, wobei das Manöver die Verwendung einer Straßenressource erfordert; Empfangen einer oder mehrerer entsprechender Antwortnachrichten von dem einen oder den mehreren Empfängerfahrzeugen, die eine Genehmigung oder Ablehnung der Durchführung des Manövers angeben; als Reaktion darauf, dass die Antwortnachrichten, alle die Genehmigung des Manövers angeben, Senden einer Reservierungsnachricht an mindestens das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge, die angibt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug das Manöver unter Verwendung der Straßenressource durchführen soll; und als Reaktion darauf, dass eines der Empfängerfahrzeuge eine Antwortnachricht zurückgibt, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, die für die Durchführung des Manövers erforderlich ist, Durchführen einer Widerspruchauflösungsprozedur zwischen dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug und dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, wobei die Widerspruchauflösungsprozedur einen zuvor vereinbarten identischen Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet, der auf jedem des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs ausgeführt wird, um jeweils eine gleiche verteilte Entscheidung zu treffen, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet ein Fahrzeug zum Durchführen von Verkehrsmanövern eine oder mehrere Steuerungen. Die eine oder die mehreren Steuerungen sind zu Folgendem programmiert: Empfangen einer Spurwechselabsichtsnachricht von einem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug als ein Empfängerfahrzeug, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, das durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug durchgeführt werden soll, wobei das Manöver die Verwendung einer Straßenressource erfordert; und als Reaktion darauf, dass die Straßenressource durch das Empfängerfahrzeug erfordert ist, Durchführen einer Widerspruchauflösungsprozedur zwischen dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug und dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, wobei die Widerspruchauflösungsprozedur einen zuvor vereinbarten Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet, der auf jedem des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs ausgeführt wird, um jeweils eine gleiche verteilte Entscheidung zu treffen, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen beinhaltet ein Verfahren zum Durchführen von Verkehrsmanövern Folgendes: Ausstrahlen, von einem Fahrzeug an das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge, einer Spurwechselabsichtsnachricht, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, das durch das Fahrzeug ausgeführt werden soll, das als ein Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug betrieben wird, wobei das Manöver die Verwendung einer Verkehrsressource erfordert; Empfangen einer oder mehrerer entsprechender Antwortnachrichten von dem einen oder den mehreren Empfängerfahrzeugen, die eine Genehmigung oder Ablehnung der Durchführung des Manövers angeben; als Reaktion darauf, dass die Antwortnachrichten alle die Genehmigung des Manövers angeben, Senden einer Reservierungsnachricht an mindestens das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge, die angibt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug das Manöver unter Verwendung der Straßenressource durchführen soll; und als Reaktion darauf, dass eines der Empfängerfahrzeuge eine Antwortnachricht zurückgibt, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, die zur Durchführung des Manövers erforderlich ist, Durchführen einer Widerspruchauflösungsprozedur zwischen dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug und dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, wobei die Widerspruchauflösungsprozedur einen zuvor vereinbarten identischen Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet, der auf jedem des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs ausgeführt wird, um jeweils eine gleiche verteilte Entscheidung zu treffen, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
Figurenliste

1 veranschaulicht ein beispielhaftes System für die Durchführung von kooperativen Manövern, einschliel lich Fahrzeugen, die eine Fahrbahn überqueren;
2 veranschaulicht eine beispielhafte Situation, in der ein Fahrzeug beabsichtigt, ein Spurwechselmanöver entlang einer Fahrbahn durchzuführen, die zusätzliche Fahrzeuge beinhaltet;
3 veranschaulicht einen beispielhaften idealisierten Nachrichtenfluss, der dem Spurwechselmanöver der beispielhaften Situation entspricht;
4 veranschaulicht einen beispielhaften Nachrichtenfluss, der dem Spurwechselmanöver der beispielhaften Situation entspricht, einschliel lich eines Widerspruchs und eines Verlusts eines Pakets;
5 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm eines Nullsummenwiderspruchauflösungsszenarios;
6 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm eines Win-Win-Widerspruchauflösungsszenarios;
7 veranschaulicht einen beispielhaften Nachrichtenfluss, der dem Win-Win-Widerspruchauflösungsszenario aus 6 entspricht, einschliel lich eines ersten Win-Win-Widerspruchauflösungsschemas;
8 veranschaulicht einen alternativen beispielhaften Nachrichtenfluss, der dem Win-Win-Widerspruchauflösungsszenario aus 6 entspricht, einschliel lich eines zweiten Win-Win-Widerspruchauflösungsschemas;
9 veranschaulicht einen beispielhaften Nachrichtenfluss zur Durchführung eines dringlichen Manövers;
10 veranschaulicht eine beispielhafte Zustandsmaschine für die Durchführung von kooperativen Manövern aus der Perspektive des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs;
11 veranschaulicht eine beispielhafte Zustandsmaschine für die Durchführung von kooperativen Manövern aus der Perspektive eines Verkehrsteilnehmers, der ein anderer als das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug ist;
12 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm von Verkehrszonen, die für Spurwechsel oder andere Verkehrsmanöver relevant sind;
13 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm einer Spurzusammenführung in einem Szenario, bei dem ein Fahrzeug dahinter vorhanden ist;
14 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm eines Spurwechsels in einem Szenario, bei dem ein Fahrzeug davor vorhanden ist;
15 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm einer Spurzusammenführung in einem Szenario, bei dem ein Fahrzeug dahinter und davor vorhanden ist;
16 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm einer ausgehandelten Lückenerzeugung in einem Szenario für die Zuweisung von Straßenressourcen; und
17 veranschaulicht einen beispielhaften Nachrichtenfluss für die Durchführung der ausgehandelten Lückenerzeugung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In dieser Schrift sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt mal stabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Deshalb sind in dieser Schrift offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten der Ausführungsformen zu lehren. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die in Bezug auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Durch V2X-Kommunikation können komplexe Interaktionen zwischen Fahrzeugen durchgeführt werden. Ein veranschaulichendes Beispiel ist die Durchführung eines koordinierten kooperativen Spurwechsels. Ein initiierender Verkehrsteilnehmer kann eine Anforderung senden, um ein Manöver durchzuführen, wie etwa einen Spurwechsel oder eine Einmündung in eine Spur (z. B. um sich in Richtung einer Ausfahrt zu bewegen, einen Verkehrsvorfall zu vermeiden, eine Stral ensperre zu vermeiden, Spurzusammenführung usw.). Manöver können zum Beispiel von Fahrzeugen unter Verwendung von (i) Auf-/Abfahrten, (ii) geraden Spuren und/oder (iii) einer beliebigen allgemeinen Einstellung der Fahrzeugausrichtung durchgeführt werden. Die Absicht des initiierenden Verkehrsteilnehmers, das Manöver durchzuführen, wird mit anderen Verkehrsteilnehmern geteilt, die möglicherweise an dem Manöver beteiligt sind. Die informierten Verkehrsteilnehmer geben eine Zustimmung oder Ablehnung des geplanten Manövers des initiierenden Verkehrsteilnehmers an. Die Teilnehmer können dann die ausgehandelten Manöver durchführen.
Zu diesem Zweck wird ein Handshaking-Kommunikationsprotokoll beschrieben. Das Protokoll ist robust und stellt eine Garantie dafür bereit, dass die Parteien entweder einem Manöver zustimmen oder nicht manövrieren, wenn drahtlose Paketverluste oder Unklarheiten hinsichtlich der Absicht bestehen. Darüber hinaus werden Techniken beschrieben, um eine faire Zuweisung von Straßenressourcen in dieser komplexen Interaktion bereitzustellen und die Kommunikation mit anderen unnötigen Fahrzeugen zu vermeiden. Zusätzlich werden mehrere mögliche Inhalte zum Teilen von Manövern konstruiert, die von einem Manöverweg bis zu einem gewünschten Ort innerhalb einer Frist reichen.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes System 100 für die Durchführung von kooperativen Manövern, einschliel lich Fahrzeugen 102, die eine Fahrbahn 116 überqueren. Das Fahrzeug 102 kann verschiedene Arten von Automobilen, Softroadern (crossover utility vehicle - CUV), Geländelimousinen (sport utility vehicle - SUV), Trucks, Wohnmobilen (recreational vehicle - RV), Booten, Flugzeugen oder anderen mobilen Maschinen zum Befördern von Personen oder Gütern beinhalten. In vielen Fällen kann das Fahrzeug 102 durch eine Brennkraftmaschine mit Leistung versorgt werden. Als eine andere Möglichkeit kann das Fahrzeug 102 ein Batterieelektrofahrzeug (battery electric vehicle - BEV) sein, das durch einen oder mehrere Elektromotoren mit Leistung versorgt wird. Als eine weitere Möglichkeit kann das Fahrzeug 102 ein Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) sein, das sowohl durch eine Brennkraftmaschine als auch einen oder mehrere Elektromotoren angetrieben wird, wie etwa ein Serienhybridelektrofahrzeug (series hybrid electric vehicle - SHEV), ein Parallelhybridelektrofahrzeug (parallel hybrid electrical vehicle - PHEV) oder ein Parallel/Serienhybridelektrofahrzeug (parallel/series hybrid electric vehicle - PSHEV). Alternativ kann das Fahrzeug 102 ein automatisiertes Fahrzeug (automated vehicle - AV) sein. Der Automatisierungsgrad kann zwischen verschiedenen Stufen der Fahrerassistenztechnologie bis zu einem vollautomatischen, fahrerlosen Fahrzeug variieren. Da die Art und die Konfiguration des Fahrzeugs 102 variieren können, können dementsprechend auch die Eigenschaften des Fahrzeugs 102 variieren. Als einige andere Möglichkeiten können Fahrzeuge 102 unterschiedliche Fähigkeiten hinsichtlich der Fahrgastkapazität, der Zugfähigkeit und -last und des Stauraums aufweisen. Zu Registrierungszwecken, Inventarzwecken und anderen Zwecken können Fahrzeugen 102 eindeutige Kennungen, wie etwa FINs, zugeordnet sein. Es ist anzumerken, dass, während die Fahrzeuge 102 als Beispiele für Verkehrsteilnehmer verwendet werden, zusätzlich oder alternativ andere Arten von Verkehrsteilnehmern verwendet werden können, wie etwa Fahrräder, Motorroller und Ful gänger, die mit V2X-Technologie ausgestattet sein können.
Das Fahrzeug 102 kann eine Vielzahl von Steuerungen 104 beinhalten, die dazu konfiguriert sind, mithilfe der Leistung der Fahrzeugbatterie und/oder des Antriebsstrangs verschiedene Funktionen des Fahrzeugs 102 durchzuführen und zu verwalten. Wie abgebildet, sind die beispielhaften Fahrzeugsteuerungen 104 als diskrete Steuerungen 104-A bis 104-G dargestellt. Die Fahrzeugsteuerungen 104 können sich jedoch physische Hardware, Firmware und/oder Software teilen, sodass die Funktionen von mehreren Steuerungen 104 in eine einzige Steuerung 104 integriert sein können und die Funktionen verschiedener derartiger Steuerungen 104 auf eine Vielzahl von Steuerungen 104 verteilt sein können.
Als einige nicht einschränkende Beispiele für Fahrzeugsteuerungen 104: kann eine Antriebsstrangsteuerung 104-A dazu konfiguriert sein, eine Steuerung von Motorbetriebskomponenten (z. B. Leerlaufsteuerungskomponenten, Kraftstoffabgabekomponenten, Abgasreinigungskomponenten usw.) und zum Überwachen des Status derartiger Motorbetriebskomponenten (z. B. Status von Motorcodes) bereitzustellen; kann eine Karosseriesteuerung 104-B dazu konfiguriert sein, verschiedene Leistungssteuerungsfunktionen zu verwalten, wie etwa Außenbeleuchtung, Innenbeleuchtung, schlüssellosen Zugang, Fernstart und Verifizierung des Status von Zugangspunkten (z. B. Schliel zustand der Motorhaube, der Türen und/oder des Kofferraums des Fahrzeugs 102); kann eine Funksendeempfängersteuerung 104-C dazu konfiguriert sein, mit Funkschlüsseln, mobilen Vorrichtungen oder anderen lokalen Vorrichtungen des Fahrzeugs 102 zu kommunizieren; kann eine autonome Steuerung 104-D dazu konfiguriert sein, Befehle zum Steuern des Antriebsstrang, der Lenkung oder anderen Aspekten des Fahrzeugs 102 bereitzustellen; kann eine Klimasteuerungsverwaltungssteuerung 104-E dazu konfiguriert sein, eine Steuerung für Heiz- und Kühlsystemkomponenten (z. B. Kompressorkupplung, Gebläselüfter, Temperatursensoren usw.) bereitzustellen; kann eine Steuerung 104-F für ein globales Positionsbestimmungssystem (global positioning system - GPS) dazu konfiguriert sein, Fahrzeugstandortinformationen bereitzustellen; und kann eine Steuerung 104-G für eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (human-machine interface - HMI) dazu konfiguriert sein, Benutzereingaben über verschiedene Tasten oder andere Steuerelemente zu empfangen sowie einem Fahrer Fahrzeugstatusinformationen bereitzustellen, wie etwa Kraftstofffüllstandinformationen, Motorbetriebstemperaturinformationen und den aktuellen Standort des Fahrzeugs 102.
Der Fahrzeugbus 106 kann verschiedene Kommunikationsverfahren beinhalten, die zwischen den Fahrzeugsteuerungen 104 und zwischen der TCU 108 und den Fahrzeugsteuerungen 104 verfügbar sind. Als einige nicht einschränkende Beispiele kann der Fahrzeugbus 106 eines oder mehrere von einem Controller Area Network (CAN), einem Ethernet-Netz oder einem Netz zur mediengebundenen Systemübertragung (media-oriented system transfer - MOST) des Fahrzeugs beinhalten. Weitere Aspekte des Aufbaus und der Anzahl von Fahrzeugbussen 106 werden nachstehend genauer erörtert.
Die TCU 108 kann eine Netzwerkhardware beinhalten, die dazu konfiguriert ist, eine Kommunikation zwischen den Fahrzeugsteuerungen 104 und mit anderen Vorrichtungen des Systems 100 zu erleichtern. Die TCU 108 kann zum Beispiel ein Mobilfunkmodem 110, das dazu konfiguriert ist, Kommunikation mit anderen Fahrzeugen 102 oder mit Infrastruktur zu erleichtern, beinhalten oder anderweitig darauf zugreifen. Die TCU 108 kann dementsprechend dazu konfiguriert sein, über verschiedene Protokolle zu kommunizieren, wie etwa mit einem Kommunikationsnetzwerk über ein Netzwerkprotokoll (wie etwa Uu). Die TCU 108 kann zusätzlich dazu konfiguriert sein, über ein Peer-to-Peer-Übertragungsprotokoll (wie etwa PC5) zu kommunizieren, um C-V2X-Kommunikationen mit Vorrichtungen, wie etwa anderen Fahrzeugen 102, zu ermöglichen. Es ist anzumerken, dass diese Protokolle lediglich Beispiele sind und unterschiedliche Peer-to-Peer- und/oder Mobilfunktechnologien verwendet werden können.
Die TCU 108 kann verschiedene Arten von Rechenvorrichtungen zur Unterstützung der Durchführung der in dieser Schrift beschriebenen Funktionen der TCU 108 beinhalten. In einem Beispiel kann die TCU 108 einen oder mehrere Prozessoren 112, die zum Ausführen von Computeranweisungen konfiguriert sind, und ein Speichermedium 114, auf dem die computerausführbaren Anweisungen und/oder Daten aufbewahrt werden können, beinhalten. Ein computerlesbares Speichermedium (auch als ein prozessorlesbares/r Medium oder Speicher 114 bezeichnet) beinhaltet ein beliebiges nichttransitorisches (z. B. greifbares) Medium, das am Bereitstellen von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die durch einen Computer (z. B. durch den bzw. die Prozessor(en)) gelesen werden können. Im Allgemeinen empfängt der Prozessor 112 Anweisungen und/oder Daten, z. B. von dem Speicher 114 usw., in einem Speicher und führt die Anweisungen unter Verwendung der Daten aus, wodurch ein oder mehrere Prozesse, einschliel lich eines oder mehrerer der in dieser Schrift beschriebenen Prozesse, durchgeführt werden. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert werden, die unter Verwendung vielfältiger Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt worden sind, einschliel lich unter anderem und entweder für sich oder in Kombination JAVA, C, C++, C#, FORTRAN, PASCAL, VISUAL BASIC, PYTHON, JAVA SCRIPT, PERL, PL/SQL usw.
Die TCU 108 kann dazu konfiguriert sein, eine oder mehrere Schnittstellen zu beinhalten, von denen Fahrzeuginformationen gesendet und empfangen werden können. In einem Beispiel kann die TCU 108 dazu konfiguriert sein, die Sammlung von Daten des verbundenen Fahrzeugs und/oder anderen Fahrzeuginformationen von den Fahrzeugsteuerungen 104 zu erleichtern, die mit dem einen oder den mehreren Fahrzeugbussen 106 verbunden sind. Wenngleich nur ein einzelner Bus 106 veranschaulicht ist, ist anzumerken, dass in vielen Beispielen mehrere Fahrzeugbusse 106 beinhaltet sind, wobei ein Teilsatz der Steuerungen 104 mit jedem Bus 106 verbunden ist. Dementsprechend kann die TCU 108, um auf eine gegebene Steuerung 104 zuzugreifen, dazu konfiguriert sein, eine Abbildung davon aufzubewahren, welche Busse 106 mit welchen Steuerungen 104 verbunden sind, und auf den entsprechenden Bus 106 für eine Steuerung 104 zuzugreifen, wenn Kommunikation mit dieser konkreten Steuerung 104 gewünscht ist.
Die TCU 108 kann ferner dazu konfiguriert sein, verbundene Nachrichten 120 zum Empfang durch andere Fahrzeuge 102 periodisch zu übertragen. Zum Beispiel kann die Periodizität in der Gröl enordnung von jeweils zehn Millisekunden liegen. Die TCU 108 kann ferner dazu konfiguriert sein, verbundene Nachrichten 120 von anderen Fahrzeugen 102 zu empfangen. In einem Beispiel kann die Verwaltung des Sendens und Empfangens von Daten eines verbundenen Fahrzeugs durch eine verbundene Anwendung 118 gehandhabt werden, die von der TCU 108 ausgeführt wird. Die verbundenen Nachrichten 120 können gesammelten Informationen beinhalten, die von den Steuerungen 104 über die Fahrzeugbusse 106 abgerufen werden. In vielen Beispielen können die gesammelten Informationsdaten Informationen beinhalten, die für autonome Fahrzeugvorgänge oder Fahrerassistenzfahrzeugvorgänge nützlich sind. Die von der TCU 108 abgerufenen Daten zu verbundenen Fahrzeugen können als einige nicht einschränkende Beispiele Breitengrad, Längengrad, Zeit, Kurswinkel, Geschwindigkeit, Querbeschleunigung, Längsbeschleunigung, Gierrate, Drosselposition, Bremsstatus, Lenkwinkel, Scheinwerferstatus, Scheibenwischerstatus, Außentemperatur, Blinkerstatus, Fahrzeuglänge, Fahrzeugbreite, Fahrzeugmasse und Stoßfängerhöhe beinhalten. Die Dateninformationen des verbundenen Fahrzeugs können auch Wetterdaten (wie etwa Umgebungstemperatur, Umgebungsluftdruck usw.), Traktionssteuerungsstatus, Scheibenwischerstatus oder andere Fahrzeugstatusinformationen (wie etwa den Status der Außenleuchten des Fahrzeugs, Art des Fahrzeugs, ABS-Systemstatus usw.) beinhalten. In einem Beispiel können die verbundenen Nachrichten 120 die Form von BSM-Nachrichten annehmen, wie in der SAE J2735 beschrieben.
Wenngleich dies nicht gezeigt ist, können Verkehrsteilnehmer in einigen Beispielen zusätzlich Kommunikation über eine oder mehrere stral enseitige Einheiten (roadside units - RSUs) beinhalten. Die RSU kann eine Vorrichtung mit Verarbeitungsfähigkeiten und Netzwerkfähigkeiten sein und kann dazu ausgelegt sein, zur Verwendung bei der Kommunikation mit den Fahrzeugen 102 in der Nähe der Fahrbahn 116 platziert zu sein. In einem Beispiel kann die RSU Hardware beinhalten, die dazu konfiguriert ist, über das Peer-to-Peer-Übertragungsprotokoll (wie etwa PC5) zu kommunizieren, um C-V2X-Kommunikationen mit den Fahrzeugen 102 zu ermöglichen. Die RSU kann dementsprechend dazu in der Lage sein, mit mehreren Fahrzeugen 102 entlang einer bestimmten Fahrbahn 116 oder in einem bestimmten Bereich zu kommunizieren. Die RSU kann auch drahtgebundene oder drahtlose Backhaul-Fähigkeit aufweisen, um Kommunikation mit anderen Elementen eines Verkehrssteuerungssystems zu ermöglichen, z. B. über Ethernet oder eine Mobilfunkverbindung mit der Mobilfunknetzinfrastruktur, zum Beispiel über eine Uu-Schnittstelle.
Wie ausführlicher beschrieben, kann die verbundene Anwendung 118 zusätzlich Nachrichten im Zusammenhang mit dem Spurwechsel-Handshaking zwischen Verkehrsteilnehmern unter Verwendung von Fahrzeug-zu-Alles-(V2X-)Kommunikation handhaben.
2 veranschaulicht eine beispielhafte Situation 200, in der ein Fahrzeug beabsichtigt, ein Spurwechselmanöver entlang einer Fahrbahn 116 durchzuführen, die zusätzliche Fahrzeuge beinhaltet. Wie hierin erörtert, können die Fahrzeuge V1, V2 und V3 Fahrzeuge 102 sein, wie vorstehend in Bezug auf 1 erörtert. Wie gezeigt, beabsichtigt ein Hauptverkehrsteilnehmer (d. h. das Fahrzeug V1), die Spur zu wechseln, um ein Hindernis zu vermeiden. Das Fahrzeug V1 kann bestimmen, dass V2 und V3 für seinen Spurwechsel relevant sind. Als Reaktion darauf sendet das Fahrzeug V1 eine Nachricht für einen Spurwechsel (lane change - LC), die für diese Fahrzeuge V2, V3 bestimmt ist. Es ist anzumerken, dass, während sich der veranschaulichte Spurwechsel zwischen den Spuren der Fahrbahn 116 befindet, die Erörterung auch auf eine Spurzusammenführungssituation anwendbar ist, wie etwa, wenn das Fahrzeug V1 beabsichtigt, von einer Einfahrts- oder Ausfahrtsrampe in eine Spur überzugehen.
3 veranschaulicht einen beispielhaften idealisierten Nachrichtenfluss 300, der dem Spurwechselmanöver der beispielhaften Situation 200 entspricht. Dieser idealisierte Fluss kann manchmal als Fluss an einem sonnigen Tag bezeichnet werden. Wie in 3 und unter weiterer Bezugnahme auf 2 gezeigt, wählt das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug V1 ein Manöver, wie etwa einen Spurwechsel (z. B. um sich in Richtung einer Ausfahrt zu bewegen, einen Zwischenfall zu vermeiden, eine Stral ensperre zu vermeiden, Spurzusammenführung usw.). Das Fahrzeug V1 teilt diese Absicht mit anderen Verkehrsteilnehmern, die möglicherweise an dem Manöver beteiligt sind (hier als V2 und V3 gezeigt), als eine Spurwechsel-(LC-)Absichtsnachricht. Als Reaktion darauf können die informierten Verkehrsteilnehmer V2 und V3 dem Hauptverkehrsteilnehmer V1 eine Unterstützung oder Ablehnung des geplanten Manövers angeben. Wie in dem idealisierten Nachrichtenfluss 300 gezeigt, reagiert jeder der Empfängerverkehrsteilnehmer V2 und V3 auf die LC-Absichtsnachricht mit LC-Bestätigungsnachrichten (ACK-Nachrichten). Der Hauptverkehrsteilnehmer V1 kann dann die in der Absichtsnachricht informierten Verkehrsteilnehmer (oder eine Obermenge, die zusätzliche Fahrzeuge 102 beinhaltet, die zum Genehmigen des Manövers nicht als notwendig erachtet werden) darüber informieren, ob das Fahrzeug 102 V1 plant, das Manöver durchzuführen. Dies kann in einer LC-Reservierungsnachricht erfolgen.
Unter Bezugnahme auf die LC-Absichtsnachricht kann der Hauptverkehrsteilnehmer die LC-Absichtsnachricht so einrichten, dass sie verschiedene Informationen beinhaltet. Diese Informationen können eine Fahrzeugkennung beinhalten, die verwendet werden kann, um anderen Fahrzeugen zu ermöglichen, die LC-Nachricht mit dem Fahrzeug 102 in Beziehung zu setzen, das die Nachricht übertragen hat. Die LC-Absichtsnachricht kann wahlweise die gegenwärtige Position, Geschwindigkeit und Fahrtrichtung des sendenden Fahrzeugs 102 beinhalten.
Die LC-Absichtsnachricht kann zudem wahlweise eine Liste von entfernten Fahrzeugen 102 beinhalten, die an dem Manöver beteiligt sind (d. h. andere Fahrzeuge 102, die Verkehrsteilnehmer an dem Manöver sind). Diese aufgelisteten Fahrzeuge 102 können die Fahrzeuge 102 sein, die auf die LC-Absichtsnachricht reagieren sollten. Die Liste kann aus den periodischen verbundenen Nachrichten 120 abgeleitet werden, die von anderen Fahrzeugen 102 empfangen werden. Zum Beispiel können die Fahrzeuge 102, deren Standorte sich innerhalb einer vordefinierten Entfernung zu dem Fahrzeug 102 oder zu dem für das Fahrzeug 102 vorgesehenen Weg befinden, als relevante Teilnehmer angegeben werden.
Die LC-Absichtsnachricht kann auch einen Nachrichtentyp beinhalten. Der Nachrichtentyp kann die Art von Manöver spezifizieren, die der Hauptverkehrsteilnehmer durchführen möchte, z. B. Spurwechsel, Fahren um ein Hindernis in eine benachbarte Spur ohne Spurwechsel, Überqueren einer Stral e, Durchführen einer Abbiegung an einer Kreuzung usw. Die Nachricht kann auch eine Frist beinhalten, die hier durch T_TTM bezeichnet wird, die eine gewünschte Zeit angibt, zu der der Hauptverkehrsteilnehmer das Manöver beginnen möchte (TTM gibt die Zeit bis zum Manöver an).
Die LC-Absichtsnachricht kann auch Dringlichkeitsinformationen beinhalten, die ein Indikator sein können, der die Notwendigkeit des Spurwechsels oder einer anderen Art von Bewegung widerspiegelt, z. B. um einen Vorfall zu vermeiden, eine Stral ensperre zu vermeiden, eine bevorstehende Ausfahrt zu nehmen usw. Als eine Möglichkeit kann ein Fahrzeug, das eine Rampe überquert, um eine Spurzusammenführung oder Spurausfahrt durchzuführen, im Vergleich zu einem Fahrzeug, das eine mehrspurige Fahrbahn überquert, eine höhere Dringlichkeit aufweisen, Zugang zu einer Straßenressource zu erlangen. Die LC-Absichtsnachricht kann auch eine Priorität beinhalten, die eine Angabe der Priorität des Fahrzeugs sein kann, das die Spur wechseln möchte, z. B. ein Polizeifahrzeug, ein Schulbus, ein Krankenwagen usw. Zusätzlich oder alternativ kann die LC-Absichtsnachricht auch andere Felder beinhalten, wie etwa eine Zufallszahl, die verwendet werden kann, um zu bestimmen, wie ein Widerspruch gelöst werden könnte, wenn mehr als ein Fahrzeug beabsichtigt, die gleiche relative Position auf der Stral e einzunehmen. Dies könnte z. B. eine zufällig erzeugte Zahl beinhalten.
In Bezug auf die Absicht genauer kann die LC-Absichtsnachricht auch eine Angabe des beabsichtigten Wegs (oder mehrerer möglicher beabsichtigter Wege) für das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 beinhalten. Dies kann als einige Beispiele als ein vorgesehener Weg für die nächsten x Sekunden in Auflösung y (z. B. die Bewegungsbahn für die nächsten 10 Sekunden mit einer Auflösung von 100 ms) in Form eines Satzes von Wegpunkten spezifiziert werden, die jeweils durch ihren Längengrad/Breitengrad oder als beabsichtigtes bevorstehendes Ziel durch seinen Längengrad/Breitengrad und die gegenwärtige Entfernung zu diesem bevorstehenden beabsichtigten Ziel bestimmt sein. In einigen Fällen kann die LC-Absichtsnachricht auch Angaben zu beabsichtigten Wegen oder anderen Vorgängen beinhalten, die von den Empfängerfahrzeugen durchgeführt werden sollen, wie etwa Beschleunigen oder Verlangsamen, um eine Lücke für das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug zu bilden.
Die LC-Absichtsnachricht kann auch eine Straßenressource spezifizieren, die hier durch R bezeichnet wird und die Position auf der Stral e relativ zur gegenwärtigen Position des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs 102 angibt, zu der sich das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 bewegen möchte. Es ist anzumerken, dass Straßenressourcen relativ sein können (z. B. ein Teil der Fahrbahn, um einen Spurwechsel zu ermöglichen, obwohl der konkrete Teil der Fahrbahn variieren kann), oder absolut (z. B. ein Punkt, der innerhalb einer Kreuzung oder an einem Spurzusammenführungspunkt überquert werden muss).
Außerdem kann die LC-Absichtsnachricht eine Rückmeldungsart beinhalten, die die Art der Rückmeldung angibt, die der Hauptverkehrsteilnehmer erwartet (z. B. Unterstützung/Ablehnung, welche Variante eines Manövers bevorzugt wird, zusätzliche Informationen usw.). Die LC-Absichtsnachricht kann auch eine Manöver-ID beinhalten, bei der es sich um eine Nummer oder eine andere eindeutige Kennung handelt, die in den Nachrichtenaustauschvorgängen verwendet wird, die dieses durch die LC-Absichtsnachricht angeforderte Spurwechselmanöver betreffen.
Wie vorstehend angemerkt, wird der Nachrichtenaustausch dadurch initiiert, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 die LC-Absichtsnachricht an andere Verkehrsteilnehmer sendet. Andere Fahrzeuge 102 können dann die LC-Absichtsnachricht empfangen. Eine Teilmenge, idealerweise alle dieser Fahrzeuge 102, ist in der Lage, diese LC-Absichtsnachricht zu empfangen und zu verarbeiten.
Als Reaktion auf die LC-Absichtsnachricht kann jedes teilnehmende Fahrzeug 102 eine LC-Antwortnachricht erstellen, die an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 zurückgesendet wird. Diese LC-Antwortnachricht kann Informationen beinhalten, einschliel lich der Manöver-ID aus der LC-Absichtsnachricht, einer Fahrzeugkennung des antwortenden Fahrzeugs 102, eines Nachrichtentyps (eine ACK, die das Manöver annimmt, oder eine NACK, die das in der LC-Absichtsnachricht angegebene Manöver ablehnt), sowie zusätzliche Informationen (z. B. Sensorinformationen, die für den Stral enressourcen- und/oder Spurwechselplan des Hauptverkehrsteilnehmers 102 relevant sein könnten). Das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 kann erwarten, die LC-Antwort (ACK / NACK) innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls (das durch die LC-Absichtsnachricht spezifiziert sein kann) zu empfangen. Eine ACK kann kumulativ sein und ACKs beinhalten, die von anderen Fahrzeugen 102 in der Liste der Verkehrsteilnehmer gehört wurden. Im Falle einer Nicht- oder Teilantwort von Verkehrsteilnehmern kann das Hauptteilnehmerfahrzeug 102 die LC-Absichtsanfrage wiederholen. In vielen Beispielen wird die LC-Antwort auf die Absichtsnachricht ausgestrahlt. Die LC-Antwort kann jedoch alternativ an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 als der beabsichtigte Empfänger gesendet werden.
Eine NACK-Antwort kann von mindestens zwei Arten sein. In einem Fall kann die NACK eine Einschränkung angeben, die für das beabsichtigte Manöver relevant ist, z. B. dass ein nicht ausgestattetes (oder nicht kommunikatives) Fahrzeug 102 bereits den Raum R belegt und für den Hauptverkehrsteilnehmer nicht sichtbar ist. Als ein anderer Fall kann das NACK einen Interessenwiderspruch angeben, z. B. ist ein anderes Fahrzeug 102 an derselben Straßenressource R interessiert. In diesem zweiten Fall beinhaltet das NACK auch Felder, die mindestens eine Frist, eine Dringlichkeit und eine Priorität des beabsichtigten Manövers des anderen Fahrzeugs 102 angeben.
Das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 kann ACK/NACK-Antworten von umgebenden Verkehrsteilnehmern empfangen und diese verarbeiten. Auf Grundlage dieser Verarbeitung trifft das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 eine Entscheidung. Wenn ACKs von allen Verkehrsteilnehmern empfangen wurden, sendet das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 eine LC-Reservierungsnachricht. Wenn eine oder mehrere ACKs nicht von allen oder einer Teilmenge von Verkehrsteilnehmern vor der Zeitüberschreitung empfangen wurden, aber keine NACK empfangen wurde, sendet das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 die Spurwechselabsicht erneut oder sendet trotzdem eine LC-Reservierungsnachricht. (Die Häufigkeit, mit der die Absicht gesendet wird, bevor die Standardmaßnahme ergriffen wird, kann konfigurierbar sein.) Wenn mindestens eine NACK empfangen wurde, die eine Einschränkung angibt, die das Manöver verhindert, bricht das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 das Manöver ab. Wenn mindestens eine NACK empfangen wurde, die einen Interessenwiderspruch angibt, kann in eine Widerspruchauflösungsphase eingetreten werden (nachstehend ausführlich erörtert).
Die LC-Reservierungsnachricht kann Informationen wie etwa die Manöver-ID, eine Fahrzeugkennung des sendenden Fahrzeugs 102, einen Nachrichtentyp (z. B. eine Stral enreservierung, die die Entscheidung zum Manövrieren signalisiert) und einen Startzeitpunkt beinhalten, für den das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 plant, das Manöver einzuleiten.
4 veranschaulicht einen beispielhaften Nachrichtenfluss 400, der dem Spurwechselmanöver der beispielhaften Situation 200 entspricht, einschliel lich eines Verlusts eines Pakets und einer Widerspruchauflösung. In Bezug auf den Paketverlust erweitert der Nachrichtenfluss 400 das Szenario, das in dem idealisierten Nachrichtenfluss 300 veranschaulicht ist, indem er ferner zeigt, dass die erste LC-Absichtsnachricht nicht durch das zweite Fahrzeug 102 innerhalb des Zeitüberschreitungszeitraums (der das Ergebnis eines Paketverlustes der LC-Absichtsnachricht, Verlust der LC-Antwortnachricht oder fehlender Antwort auf eine empfangene LC-Absichtsnachricht sein kann) beantwortet ist. Das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102, wie gezeigt, geht das Zitat an, indem es eine Wiederholung des Sendens der LC-Absichtsnachricht nach Ablauf der Zeitüberschreitung durchführt.
In Bezug auf einen Widerspruch zeigt der Nachrichtenfluss 400 ferner eine Möglichkeit, bei der ein anderes Verkehrsteilnehmerfahrzeug 102 Ressourcen anfordert. Zusätzliche Nachrichten können dann verwendet werden, um die Widerspruchauflösung durchzuführen. Insbesondere sendet ein Fahrzeug 102, das einen Widerspruch aufweist, eine LC-Antwort-NACK-Nachricht, die den Widerspruch angibt, wie vorstehend erläutert. Als Reaktion auf den Empfang der NACK, die den Widerspruch angibt, kann das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 dem widersprechenden Fahrzeug 102 eine Widerspruchbestätigungs-(conflict confirmation - CC-)Nachricht senden, die den Widerspruch bestätigt und versucht, diesen zu lösen. Als Reaktion darauf kann das widersprechende Fahrzeug 102 eine LC-Reservierungsnachricht an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 ausgeben, die den Widerspruch löst und ermöglicht, dass das Manöver durchgeführt wird.
Wie einige Anmerkungen festhalten, kann das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 eine Zeitüberschreitung festlegen, um die LC-Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Fahrzeug 102 zu empfangen. Wenn die LC-Reservierungsnachricht nicht empfangen wird, bevor die Zeitüberschreitung abläuft, kann die Widerspruchbestätigungsnachricht-(CC-)nachricht erneut gesendet werden. Das widersprechende Fahrzeug V2 (d. h. nicht das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102) kann eine Zeitdauer lang T_rx warten, um eine weitere Widerspruchbestätigung zu empfangen, deren Fehlen den Empfang einer Reservierung durch V1 (Hauptteilnehmer) angibt. Nach dem Verifizieren eines vollständigen Handshakes (4-fach) kann nach Ablauf von T_TTM das Manöver durchgeführt werden.
In Bezug auf die Synchronisierung ist, da Verkehrsteilnehmer die verstrichene Zeit von T_TTM verfolgen müssen, eine gemeinsame Zeitreferenz unter den Verkehrsteilnehmern erforderlich. Unter weiterer Bezugnahme auf den Nachrichtenfluss 400 wird angenommen, dass den Fahrzeugen 102 V1 und V2 eine gemeinsame Uhr zur Verfügung steht (z. B. durch Nachrichten eines globalen Navigationssatellitensystems (global navigation satellite system - GNSS)). Wenn die Fahrzeuge 102 V1 oder V2 ihre jeweiligen Nachrichten (Absicht, Antwort-ACK/NACK, CC oder Reservierung) senden, werden die genauen Zeitstempel zum Zeitpunkt der Nachrichtengenerierung ebenfalls in die Nachrichten eingebettet. Dies stellt sicher, dass (i) beide Fahrzeuge 102 den Zeitpunkt der Nachrichten kennen und (ii) die Zeitstempel (ähnlich wie „secmark“ in einem BSM) von Absicht, ACK/NACK, Bestätigung bzw. Reservierung monoton in dieser Abfolge zunehmen.
In dem Fall, dass beide Fahrzeuge 102 LC-Absichtsnachrichten innerhalb des gleichen Zeitraums (z. B. innerhalb von 10 Millisekunden) und der gleichen Priorität generieren und noch keine ACK/NACK empfangen haben, kann dem Fahrzeug 102 mit dem früheren Zeitstempel ein Präzedenzfall eingeräumt werden.
GNSS-Ausfälle oder andere Ausnahmen, die eine gemeinsame Uhr beeinträchtigen, können behandelt werden, da ein Fahrzeug 102 detektieren kann, dass der Zeitstempel einer bestimmten Nachricht nicht in der Reihenfolge ist. Wenn zum Beispiel ein Bestätigungszeitstempel an dem Fahrzeug 102 V1 niedriger als der Zeitstempel in dem NACK von dem Fahrzeug 102 V2 ist, impliziert dies, dass einer oder beide Takte an den Fahrzeugen 102 V1 und V2 nicht synchronisiert sind. In derartigen Situationen können die Fahrzeuge 102 V1 und V2 zu einer Standardhandlung zurückkehren oder das Manöver abbrechen.
In Bezug auf den Verlust von Nachrichten kann das Fahrzeug 102 V1 diese jeweiligen Nachrichten erneut senden, wenn das Fahrzeug 102 V1 nicht innerhalb von T_rx1 (a) eine NACK oder ACK nach dem Senden der Absicht empfängt oder (b) eine Reservierung nach dem Senden von CC empfängt. Wenn das Fahrzeug 102 V2 eine CC-Nachricht innerhalb von T_rx2 empfängt, nachdem eine Reservierungsnachricht gesendet wurde, sendet das Fahrzeug 102 V2 erneut eine Reservierungsnachricht. Andernfalls würde die Situation bedeuten, dass das Fahrzeug 102 V1 die Reservierung empfangen hat. Wenn das Fahrzeug 102 V1 zu einem beliebigen Zeitpunkt vor dem Durchführen des Manövers entscheidet, das beabsichtigte Manöver nicht fortzusetzen, kann das Fahrzeug 102 V1 wahlweise eine Beendungs-/Abbruchsnachricht senden.
5 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm 500 eines Nullsummenwiderspruchauflösungsszenarios. Die Nullsummenwiderspruchauflösung ist eine mögliche Methodik zum Lösen eines Widerspruchs zwischen den Verkehrsteilnehmern. In einem Beispiel für ein derartiges Szenario gibt es eine Straßenressource R in einer mittleren Spur, um die V1 und V2 konkurrieren. Da eine Partei auf Kosten der anderen gewinnen kann, ist die Auflösung ein Nullsumme.
Um das Nullsummenwiderspruchauflösungsszenario durchzuführen, wird ein identischer Algorithmus zur Widerspruchauflösungsentscheidung in jedem Verkehrsteilnehmerfahrzeug 102 umgesetzt. Somit erreichen zwei Fahrzeuge 102, die die gleiche Eingabe aufweisen, eine identische Ausgabe (z. B. eine konsistente Entscheidung in Bezug darauf, welches Fahrzeug 102 als Nächstes fährt). Unter Bezugnahme auf den beispielhaften Nachrichtenfluss 400 und unter weiterer Bezugnahme auf das beispielhafte Diagramm 500 kann die von V1 gesendete Bestätigungsnachricht sicherstellen, dass sowohl V1 als auch V2 dieselbe Eingabe in den vorab vereinbarten identischen Algorithmus aufweisen, um die verteilte Entscheidung zu treffen. Das Fahrzeug 102, das gewinnt, kann die Reservierungsnachricht senden.
Die Bestätigungsnachricht kann Informationen beinhalten, die die Manöver-ID, eine Kennung des Fahrzeugs 102, das die Nachricht sendet, einen Nachrichtentyp, der angibt, dass es sich um eine Bestätigungsnachricht handelt, die Teil der Widerspruchauflösung ist, und eine Liste von Eingaben, die die Verkehrsteilnehmer beim Durchführen der Widerspruchauflösungsentscheidung verwendet, z. B. Priorität, Dringlichkeit, Frist usw. beinhalten.
Die Reservierungsnachricht kann durch das Fahrzeug 102 V2 (der Antwortende, nicht das initiierende Fahrzeug 102 mit Absicht) übertragen werden und kann zumindest die Manöver-ID, eine Kennung des Fahrzeugs 102, das die Nachricht sendet, und einen Nachrichtentyp beinhalten, der angibt, dass die Nachricht eine Stral enreservierung ist, die eine Entscheidung darüber signalisiert, welches Fahrzeug 102 das Manöver durchführen kann. Es ist anzumerken, dass in diesem Szenario das Antwortfahrzeug 102 V2 die Reservierungsnachricht sendet, unabhängig davon, welches von V1 und V2 auf Grundlage des Entscheidungsalgorithmus als der Sieger ermittelt wurde.
Ein Ziel der Widerspruchauflösungsprozedur ist es, das Auftreten eines Verkehrsvorfalls zu verhindern. Eine ungenutzte Straßenressource R ist unerwünscht, aber akzeptabel, um das Auftreten des Vorfalls zu verhindern. Die Validierung der Aspekte zur Verhinderung von Vorfällen des Schemas kann durch eine Überprüfung des Verfahrens bestätigt werden. Wie nachstehend in Bezug auf 6, als Reaktion darauf, dass V2 die Absichtsnachricht von V1 empfängt, weist V2 Informationen auf, die die Parameter von V1 und auch die Parameter von V2 angeben. Als Reaktion darauf, dass V1 die NACK-Nachricht von V2 empfängt, weist V1 Informationen auf, die die Parameter von V2 und auch seine eigenen Parameter angeben. Als Reaktion darauf, dass V2 die CC-Nachricht von V1 empfängt, weist V2 Informationen auf, die die Parameter von V1 angeben. Als Reaktion darauf, dass V1 die Reservierungsnachricht von V2 empfängt, weist V1 Informationen darüber auf, dass V2 die Widerspruchbestätigungsnachricht empfangen hat. An diesem Punkt haben sowohl V1 als auch V2 verifiziert, dass V1 und V2 identische Eingaben in den Widerspruchauflösungsalgorithmus aufweisen, was zu einer identischen Ausgabe (Bestimmen des Gewinners) führt. Das Fahrzeug 102, das als Sieger der Widerspruchauflösung bestimmt wurde, kann manövrieren, da es doppelt verifiziert wurde.
6 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm 600 eines Win-Win-Widerspruchauflösungsszenarios. Die Win-Win-Widerspruchauflösung ist eine weitere mögliche Methodik zum Auflösen eines Widerspruchs zwischen den Verkehrsteilnehmern. Im Gegensatz zur Nullsummenwiderspruchauflösung, die über den Zugriff auf eine Ressource R entscheidet, wählt die Win-Win-Widerspruchauflösung zwischen mehreren Sätzen von Wegen.
Die Win-Win-Widerspruchauflösungsprozeduren können den Cake-Cutting-Algorithmus verwenden, bei dem es sich um ein Spiel der fairen Aufteilung handelt, das zwei verschiedene Rollen identifiziert: eine Kuchenschneidepartei und eine Stückauswahlpartei. Die erstere und die letztere Partei schliel en sich gegenseitig aus. Die Kuchenschneidepartie schneidet einen gegebenen Kuchen in zwei Stücke. Wenn der Kuchenschneider unfair schneidet, kann der Stückwähler das größere Stück auswählen. Somit wird der Kuchenschneider dazu angeregt, einen fairen Schnitt zu machen. Dieser Algorithmus ist für Verwendungsfälle von Fahrzeugmanövern angepasst und modifiziert. Im vorliegenden Fall wird das Cake-Cutting-Problem zu einem Satz modifiziert (der mehrere Möglichkeiten beinhalten kann). Die Kuchenschneidepartei entwickelt die möglichen Wege und der Stückwähler wählt einen Weg aus. Die komplementäre Teilmenge zu dem ausgewählten Weg wird der Kuchenschneiderpartei zugeteilt. In dem Win-Win-Verfahren zur Widerspruchauflösung beinhaltet das Widerspruchbestätigungssignal den vorgeschlagenen Satz von Wegen. Eine Folgenachricht wird von V2 gesendet, die den ausgewählten Weg bestimmt, V1 muss eine ACK an diese Nachricht senden und die Auswahl bestätigen.
Ähnlich wie bei der Nullsummenwiderspruchauflösungsprozedur kann die allgemeine Nachrichtensequenz derart durchgeführt werden, dass (i) das Fahrzeug 102 V1 eine LC-Absichtsnachricht sendet, (ii) ein Empfängerfahrzeug 102, wie etwa V2, eine NACK sendet, die einen Widerspruch angibt, und (iii) das Fahrzeug 102 V1 eine Widerspruchbestätigungsnachricht (CC-Nachricht) sendet. Um jedoch die Wahl zwischen den mehreren Sätzen von Wegen zu ermöglichen, enthalten die Absichts-, Ack- und CC-Nachrichten zusätzliche Informationen.
7 veranschaulicht einen beispielhaften Nachrichtenfluss 700, der dem Win-Win-Widerspruchauflösungsszenario aus dem Beispiel 600 entspricht, einschliel lich eines ersten Win-Win-Widerspruchauflösungsschemas. Wie gezeigt, sendet das Fahrzeug 102 V1 eine LC-Absichtsnachricht mit Feldern, die denen ähnlich sind, die zuvor für die Nullsummenwiderspruchauflösungsprozedur beschrieben wurden. Als Reaktion auf den Empfang der LC-Absichtsnachricht sendet das Fahrzeug 102 V2 eine NACK-Nachricht mit Feldern, die denen ähnlich sind, die zuvor in der Nullsummenwiderspruchauflösung beschrieben wurden, jedoch mit dem Hinzufügen eines Satzes möglicher Wege P. In diesem ersten Schema ist das Fahrzeug 102 V2 der Kuchenschneider, der in dem Cake-Cutting-Algorithmus mitspielt (d. h., das Fahrzeug V2 führt den Schnitt aus und das Fahrzeug V1 wählt). Als Reaktion auf das Vorhandensein eines Widerspruchs zwischen der Absicht des Fahrzeugs 102 V1 und dem Betrieb des Fahrzeugs 102 V2 erzeugt das Fahrzeug 102 V2 den Satz P, der drei vorgeschlagene Wege beinhaltet: {A, 0B, 00C} (in dem Beispiel bezeichnet jeder Buchstabe einen alternativen Weg, wobei die Terminologie „0“ die fortgesetzte Bewegung in der gegenwärtigen Spur für die nächsten L Meter bezeichnet.). Das Fahrzeug 102 V2 sendet diese Nachricht einschliel lich des Satzes P zurück an das Fahrzeug 102 V1. Mit dem Satz P wählt das Fahrzeug 102 V1 eine der Möglichkeiten aus und sendet eine Widerspruchbestätigungsnachricht, die einen der spezifischen Wege s ∈ P (z. B. A) beinhaltet. Dementsprechend erfüllt das Fahrzeug 102 V1 seine Rolle als Stückwähler in dem Cake-Cutting-Algorithmus. Das Fahrzeug 102 V2 empfängt die Widerspruchbestätigungsnachrichten und sendet als Reaktion darauf eine Reservierungsnachricht, die den ausgewählten Weg des Fahrzeugs 102 V1 bestätigt und den ausgewählten Weg q des Fahrzeugs 102 V2 beinhaltet, der aus Satz (∀ x ∈ P, x ≠ s}, z. B. 0B, ausgewählt ist. Wenn der Widerspruch gelöst ist, können die Fahrzeuge 102 V1 und V2 fortfahren.
8 veranschaulicht einen alternativen beispielhaften Nachrichtenfluss 800, der dem Win-Win-Widerspruchauflösungsszenario aus dem Beispiel 600 entspricht, einschliel lich eines zweiten Win-Win-Widerspruchauflösungsschemas. Wie gezeigt, sendet das Fahrzeug 102 V1 eine LC-Absicht mit Feldern, die den zuvor in Fall A beschriebenen ähnlich sind, plus einem Satz von möglichen Wegen P, die einen Interessenwiderspruch vorwegnehmen und bereitstellen. Im Gegensatz zu dem in dem Nachrichtenfluss 700 gezeigten Szenario ist hier V1 der Kuchenschneider und nicht V2. Hier erzeugt das Fahrzeug 102 V1 den Satz P, der drei vorgeschlagene Wege beinhaltet: erneut unter Verwendung des Beispiels von {A, 0B, 00C}. Als Reaktion auf den Empfang der LC-Absichtsnachricht sendet das Fahrzeug 102 V2 eine NACK-Nachricht mit Feldern, die den zuvor im Nullsummenfall beschriebenen ähnlich sind, zuzüglich eines spezifischen Wegs s ∈ P, z. B.A. Hier ist also das Fahrzeug 102 V2 ein Stückwähler in dem Cake-Cutting-Algorithmus. Als Reaktion auf den Empfang der NACK-Nachricht sendet das Fahrzeug 102 V1 eine Widerspruchbestätigungsnachricht, die den ausgewählten Weg von V2 bestätigt und den durch V1 ausgewählten Weg q beinhaltet, der aus Satz (∀ x ∈ P, x ≠ s}, z. B. 0B, ausgewählt ist. Als Nächstes sendet das Fahrzeug 102 V2 eine Reservierungsnachricht, die den durch V2 ausgewählten Weg q beinhaltet. Wenn der Widerspruch aufgelöst ist, können die Fahrzeuge 102 V1 und V2 fortfahren.
Es ist anzumerken, dass, wenn das Fahrzeug 102 V1 und das Fahrzeug 102 V2 fast gleichzeitig eine LC-Absichtsnachricht senden, die LC-Absichtsnachricht mit dem älteren Zeitstempel Priorität haben kann. Wenn zum Beispiel der Zeitstempel der von V1 gesendeten LC-Absichtsnachricht älter ist, sendet das Fahrzeug V2 beim Empfangen der LC-Absichtsnachricht von dem Fahrzeug V1 eine NACK an die LC-Absichtsnachricht von V1, aber V2 sendet seine LC-Absichtsnachricht nicht erneut.
Unter gemeinsamer Bezugnahme auf das erste und das zweite Win-Win-Widerspruchauflösungsschema hat das erste Schema den Vorteil, dass es eine kürzere LC-Absichtsnachricht ermöglicht und nicht erfordert, dass das Fahrzeug 102, das die anfängliche LC-Absichtsnachricht sendet, proaktiv mögliche Wege in Betracht zieht, falls ein Interessenwiderspruch vorliegt. In Bezug auf das zweite Schema weist es jedoch bessere Koordinierungsmerkmale im Vergleich zum ersten Schema auf, da jeder der von einer Partei ausgewählten Wegen von der anderen Partei bestätigt wird. Es ist auch anzumerken, dass V1 in einem weiteren Beispiel die Liste der Optionen in der LC-Absichtsnachricht an V2 senden kann, obwohl sie sich der beabsichtigten Stral enressource von V2 nicht bewusst ist.
9 veranschaulicht einen beispielhaften Nachrichtenfluss 900 zur Durchführung eines dringlichen Manövers. In diesem Fall versucht das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102, einen Spurwechsel durchzuführen, um einen Vorfall mit einem anderen Fahrzeug 102 oder mit einer Stral ensperre oder einem anderen Objekt zu verhindern. Wie gezeigt, wird der Nachrichtenaustausch verkürzt, wodurch mehrere Nachrichten aufgrund der Dringlichkeit der Situation übersprungen werden. Die anfängliche LC-Absichtsnachricht, die durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 gesendet wird, gibt sowohl Absicht als auch Reservierung an. Der verbleibende Inhalt der LC-Absichtsnachricht ist im Wesentlichen ähnlich oder derselbe wie in den anderen Nachrichtenflüssen aufgelistet. Die LC-Absichtsnachricht kann mehrmals gesendet und mit HARQ verstärkt werden, um ihre Zustellung und ihren Empfang durch andere Verkehrsteilnehmer sicherzustellen.
In Bezug auf Abbruchmanöver, wie etwa das Szenario an einem sonnigen Tag, die Widerspruchauflösungsszenarien oder das Notfallmanöverszenario, können Verkehrsteilnehmer über eine Standard-(abbruch-)manöveroption verfügen. In den Nullsummenbeispielen kann ein Siegerverkehrsteilnehmer die Absicht ändern und sich gegen das Durchführen des Manövers entscheiden. Um dies zu tun, sendet der Sieger jederzeit eine Abbruchnachricht, um zu signalisieren, dass das Fahrzeug 102 stattdessen eine Standardhandlung durchführen wird. In den Win-Win-Beispielen kann jedes Fahrzeug 102 die Abbruchnachricht senden, um zu signalisieren, dass der jeweilige Verkehrsteilnehmer die Standardhandlung durchführen wird. Andere Fahrzeuge können sich dafür entscheiden, wie vereinbart fortzufahren. Im Falle einer nicht vereinbarten Aushandlung, bis T_TTM abgelaufen ist, können beide (oder alle) Verkehrsteilnehmer ihre jeweiligen Standardhandlungen ausführen. Unter Standardhandlung ist zu verstehen, dass beide (oder alle) Fahrzeuge allein sind und Mal nahmen ergreifen (wie etwa das Halten auf ihren gegenwärtigen Spuren usw.).
In Bezug auf Nachbedingungen leitet das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 im Falle einer Entscheidung, den Spurwechsel durchzuführen, das Manöver zu der in der Reservierung angegebenen Zeit ein. Andere Fahrzeuge 102 können geeignete Mal nahmen ergreifen (möglicherweise vor dem Initiierungszeitpunkt des Hauptverkehrsteilnehmers). Im Falle einer Entscheidung, das Manöver nicht durchzuführen, fließt der Verkehr wie zuvor, ohne das Manöver durchzuführen. Es ist anzumerken, dass die Verkehrsteilnehmer entscheiden könnten, stattdessen ähnliche oder alternative Manöver zu versuchen.
Die hierin beschriebene Methodik kann in einer Vielzahl von Manöversituationen nützlich sein. Zum Beispiel kann für einen kooperativen Spurwechsel der Hauptverkehrsteilnehmer ein Host-Fahrzeug 102 sein. Das Host-Fahrzeug 102 kann beabsichtigen, einen Spurwechsel durchzuführen, aber es können sich entfernte Fahrzeuge 102 auf der Spur benachbart zu jener Spur befinden, in die das Host-Fahrzeug 102 wechseln möchte. Um zu verhindern, dass zwei Fahrzeuge 102 gleichzeitig versuchen, die Spur zu wechseln, sendet das Host-Fahrzeug 102 eine LC-Absichtsnachricht. Das entfernte Fahrzeug 102 empfängt sie und antwortet nach dem Verarbeiten der Nachricht mit einer ACK, die angibt, dass das Host-Fahrzeug 102 fortfahren kann. Nach dem Empfangen der ACK strahlt das Host-Fahrzeug eine Reservierungsnachricht aus und fährt anschliel end mit dem Spurwechsel fort.
Bei einem Spurwechsel mit hoher Priorität ist der Hauptverkehrsteilnehmer ein Host-Fahrzeug 102. Es ist ein Fahrzeug 102 auf Kurs zu dem Host-Fahrzeug 102. Das Host-Fahrzeug 102 beabsichtigt, einen Spurwechsel durchzuführen, um die Situation zu vermeiden, aber es befinden sich entfernte Fahrzeuge 102 auf der Spur benachbart zu jener Spur, in die das Host-Fahrzeug 102 wechseln möchte. Um zu verhindern, dass zwei Fahrzeuge 102 gleichzeitig versuchen, die Spur zu wechseln, sendet das Host-Fahrzeug 102 eine Spurwechselabsichts- und Reservierungsnachricht. Das entfernte Fahrzeug 102 empfängt sie und nimmt nach dem Verarbeiten der Nachrichtenantwort keinen Spurwechsel vor. Das Host-Fahrzeug 102 fährt mit Spurwechsel fort.
In einem Stral enblockierungsszenario wird eine Spur einer Landstral e durch ein Hindernis oder einen anderen Verkehr blockiert. Das blockierte Fahrzeug 102 beabsichtigt, die Spur zu wechseln und zu vermeiden, dass es vollständig anhält. Das Host-Fahrzeug 102, das sich dem Hindernis nähert, kann eine LC-Absichtsnachricht senden, die angibt, dass es die Spur wechseln möchte. Ein anderes Fahrzeug 102 in der Spur neben der Spur, auf die sich das Host-Fahrzeug 102 zu bewegen beabsichtigt, möchte ebenfalls die Spur wechseln, was zu einem Widerspruch führt. Das Host-Fahrzeug 102 sendet eine LC-Absichtsnachricht, auf die das entfernte Fahrzeug 102 mit einem NACK reagiert, das einen Widerspruch angibt. Das Host-Fahrzeug 102 sendet eine nachfolgende Widerspruchnachricht, die die Dringlichkeit, die Priorität und andere für das Manöver relevante Parameter übermittelt. Jedes von dem Host- und dem entfernten Fahrzeug 102 verwendet einzeln die gleiche Eingabe und den gleichen Algorithmus und bestimmt, dass das Host-Fahrzeug zuerst fahren sollte. Das Host-Fahrzeug 102 sendet eine Reservierungsnachricht und fährt dann mit dem Spurwechsel fort.
Ein Ausnahmeereignis kann ebenfalls auftreten, was analog zu einer Unterbrechung ist, während die Fahrzeuge 102 an einem kooperativen Spurmanöver beteiligt sind. Ausnahmen können durch eine Vielzahl von Faktoren ausgelöst werden, wie etwa (i) Traktionssteuerungsverlust eines oder mehrerer teilnehmender Fahrzeuge 102, (ii) eines sich nähernden (nicht kooperativen) Fahrzeugs 102, das sich auf dem Stral enabschnitt nähert, der gerade ausgehandelt wird, (iii) harte Brems- oder Ausweichmaßnahmen, die teilnehmende Fahrzeuge 102 aufgrund eines plötzlichen Auftretens eines Hindernisses durchführen müssen. Ausnahmeereignisse können laufende kooperative Spurwechselvereinbarungen zwischen teilnehmenden Fahrzeugen 102 abbrechen, die stattdessen standardmäßig unabhängige Entscheidungen über ihre jeweiligen Manöver treffen. Teilnehmende Fahrzeuge 102 können dann auch Abbruchnachrichten übertragen, um benachbarte Fahrzeuge 102 darüber zu informieren.
10 veranschaulicht eine beispielhafte Zustandsmaschine 1000 für die Durchführung von kooperativen Manövern aus der Perspektive des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs 102. Wie gezeigt, veranschaulicht das Diagramm die Zustände des Fahrzeugs 102 sowie die Kriterien für den Übergang zwischen den Zuständen.
In dem Leerlaufzustand kann das Fahrzeug 102 als Reaktion auf das Empfangen eines Befehls zum Einleiten eines Manövers im Leerlaufzustand bleiben, wenn Verkehrsregeln oder ein anderer Grund die Durchführung eines Manövers verhindern. Dabei kann das Fahrzeug 102 eines oder mehrere durchführen von Prüfen der gegenwärtigen Regeln und Beschränkungen, Bewerten des Zustands der Stral e und des Verkehrs und Informieren des Fahrers oder des virtuellen Fahrersystems darüber, dass das Manöver nicht fortgesetzt werden kann. Wenn nichts das Fortfahren des Manövers verhindert, kann das Fahrzeug 102 in den Absicht-senden-Zustand eintreten. Dabei kann das Fahrzeug 102 eines oder mehrere durchführen von Überprüfen von gegenwärtigen Regeln und Beschränkungen, Bewerten des Zustands der Stral e und des Verkehrs, Übergehen zum Absicht-senden-Zustand, Starten einer ACK_NACK_TO-Zeitüberschreitung und Starten eines TTM_Timers.
Im Absicht-senden-Zustand kann das Fahrzeug 102 als Reaktion auf das Empfangen einer ACK-Nachricht, wenn nur einige, aber nicht alle ACK-Nachrichten von den Fahrzeugen 102 in der ACK-Liste empfangen werden, warten und im Absicht-senden-Zustand bleiben. Wenn alle ACKs empfangen wurden, kann das Fahrzeug 102 eines oder mehrere durchführen von Abbrechen der ACK_NACK_TO und Übergehen in den Reservierung-senden-Zustand (oder möglicherweise die Reservierung weiter senden, bis der TTM_Timer abläuft). Wenn jedoch die ACK_NACK_TO-Zeitüberschreitung abläuft, ohne dass die gesamte ACK oder NACK aus der Liste empfangen wird, kann das Fahrzeug 102 eines oder mehrere durchführen von Übergehen zu Absicht-senden und Zurücksetzen der ACK_NACK_TO-Zeitüberschreitung.
Im Reservierung-senden-Zustand geht das Fahrzeug 102 als Reaktion auf den Ablauf des TTM_Timers zu Manöver-aktiviert über. Oder, wenn im Reservierung-senden-Zustand eine Abbruchnachricht empfangen wird oder das Fahrzeug 102 selbst abbricht, führt das Fahrzeug 102 eines oder mehrere von aus, um den TTM_Timer zu beenden, den Abbruch-Timer einzustellen und zum Abbruch-Zustand überzugehen.
In dem Manöver-aktiviert-Zustand führt das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass das Manöver abgeschlossen ist, eines oder mehrere von Durchführen des Manövers, Aufzeichnen der durchgeführten Aktionen und Übergehen zurück in den Leerlaufzustand durch.
In dem Abbruch-Zustand kann das Fahrzeug 102 als Reaktion auf den Empfang einer Nachricht von einem der Verkehrsteilnehmer eines oder mehrere von erneut Senden der Abbruchnachricht, Zurücksetzen des Abbruch-Timers durchführen, kann jedoch im Abbruch-Zustand bleiben Als Reaktion auf den Ablauf des Abbruch-Timers kann das Fahrzeug 102 in den Leerlauf-Zustand übergehen.
Unter Bezugnahme auf die Widerspruchauflösung kann das Fahrzeug 102, wenn, während es sich im Absicht-senden-Zustand befindet, eine NACK empfangen wird, die eine physische Einschränkung des Manövers angibt (anders als ein Widerspruch), eines oder mehrere durchführen von Beenden des TTM_Timers, Beenden des ACK_NACK_TO_Timers und Übergehen in den Abbruch-Zustand. Wenn eine NACK-Nachricht empfangen wird, die einen Widerspruch angibt, und alle ACK/NACK-Antworten empfangen wurden, kann das Fahrzeug 102 eines oder mehrere von Angeben des CC_Timers und Übergehen in den CC-gesendet-Zustand durchführen. Wenn mehr als eine NACK-Nachricht empfangen wird, die einen Widerspruch angibt, kann das Fahrzeug 102 eines oder mehrere von Abbrechen des TTM_Timers, Abbrechen des ACK_NACK_TO-Timers und Übergehen in den Abbruch-Zustand durchführen. Wenn der TTM_Timer abläuft oder das Fahrzeug 102 die Absicht ändert, kann das Fahrzeug ebenfalls in den Abbruch-Zustand übergehen.
In dem CC-gesendet-Zustand führt das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 eine Reservierungsnachricht empfängt, die angibt, dass die Aushandlung abgeschlossen ist und dem Fahrzeug 102 eine Stral enressource/ein Weg zugewiesen ist, eines oder mehrere von Berechnen der Widerspruchauflösung unter Verwendung seines gemeinsamen Algorithmus der Verkehrsteilnehmer, Warten, bis der TTM-Timer abgelaufen ist, und Übergehen in den Manöver-aktiviert-Zustand durch. Als Reaktion darauf, dass die Reservierungsnachricht angibt, dass die Aushandlung abgeschlossen ist und dem Fahrzeug 102 keine Stral enressource/kein Weg zugewiesen ist, führt das Fahrzeug 102 eines oder mehrere von Berechnen einer Widerspruchauflösung unter Verwendung seines gemeinsamen Algorithmus der Verkehrsteilnehmer, Löschen des CC-Timers, Löschen des TTM-Timers, Durchführen der Standardhandlung und nicht des Manövers und Übergehen in den Leerlaufzustand durch. Wenn der TTM-Timer ohne Empfang der Reservierungsnachricht abläuft, kann das Fahrzeug 102 eines oder mehrere durchführen von Zurücksetzen des CC_Timers und Bleiben im CC-gesendet-Zustand. Wenn der TTM-Timer ohne Empfang der Reservierungsnachricht abläuft, kann das Fahrzeug 102 in den Abbruch-Zustand übergehen.
Unabhängig vom Zustand kann es erforderlich sein, dass das Fahrzeug 102 unabhängig von der Aushandlung handeln muss, wenn ein Manöverereignis mit hoher Priorität empfangen wird. In einem derartigen Fall kann das Fahrzeug 102 eines oder mehrere durchführen von Abbrechen der gegenwärtigen Handlung, Beenden beliebiger Timer, Aktivieren eines Handlungstimers mit hoher Priorität und Übergehen zum Absicht-Reservierung-gesendet-Zustand. Im Absicht-Reservierung-gesendet-Zustand geht das Fahrzeug 102 als Reaktion auf den Ablauf des Handlungstimers mit höher Priorität in den Manöver-aktiviert-Zustand über, um das Manöver durchzuführen.
11 veranschaulicht eine beispielhafte Zustandsmaschine 1100 für die Durchführung von kooperativen Manövern aus der Perspektive eines Verkehrsteilnehmers, der ein anderer als das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 ist. Wie gezeigt, veranschaulicht das Diagramm die Zustände des Fahrzeugs 102 sowie die Kriterien für den Übergang zwischen den Zuständen.
Im Leerlaufzustand kann das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass es eine Manöverabsicht von dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 empfängt, und das Fahrzeug 102 keine Absicht hat, die Spur zu wechseln, und das Fahrzeug 102 keine physische Einschränkung für das durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 vorgeschlagene Manöver sieht, eines oder mehrere durchführen von Starten des TTM-Timers, Senden einer ACK-Nachricht und Übergehen in den ACK-senden-Zustand.
Im Ack-senden-Zustand löscht das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 die Reservierungsnachricht nicht vor Ablauf des TTM-Timers empfängt, den TTM-Timer und geht zurück in den Leerlaufzustand. Oder als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 eine weitere Absichtsnachricht empfängt und angibt, dass eine vorherige ACK-Nachricht verloren gegangen ist, sendet das Fahrzeug 102 die ACK-Nachricht erneut und bleibt im Ack-senden-Zustand. Als Reaktion auf den Empfang der Reservierungsnachricht kann das Fahrzeug 102 warten, bis der TTM-Timer abgelaufen ist, und kehrt dann in den Leerlaufzustand zurück.
Ebenfalls in dem Leerlaufzustand sendet das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 eine Manövrierabsicht von dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 empfängt und das Fahrzeug 102 eine physische Einschränkung der Bewegung des Fahrzeugs 102 (aul er einem Widerspruch) angibt, eine NACK-Nachricht, die die physische Einschränkung angibt, und geht in den NACK-senden-Zustand über. Des Weiteren sendet das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 eine Manövrierabsicht von dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 empfängt und das Fahrzeug 102 eine physische Einschränkung der Bewegung des Fahrzeugs 102 (aul er einem Widerspruch) angibt, eine NACK-Nachricht, die den Widerspruch angibt, und geht in den NACK-senden-Zustand über.
Im NACK-senden-Zustand kann das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 102 eine weitere Absichtsnachricht empfängt, die angibt, dass die vorherige NACK verloren gegangen ist, die NACK-Nachricht erneut senden, z. B. die physische Einschränkung oder den Widerspruch angeben, wie vorstehend angemerkt. Als Reaktion auf den Empfang einer Abbruchnachricht von dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 kann das Fahrzeug 102 alle Timer abbrechen und in den Leerlaufzustand zurückkehren. Als Reaktion auf den Ablauf des TTM-Timers kann das Fahrzeug 102 die Timer ebenfalls löschen und in den Leerlauf-Zustand zurückkehren.
Wenn jedoch das Fahrzeug 102 im NACK-senden-Zustand eine NACK-Nachricht gesendet hat, die einen Widerspruch angibt, und dann eine Widerspruchbestätigungsnachricht empfangen hat, tritt das Fahrzeug 102 in eine Widerspruchauflösung ein. Auf diese Weise kann das Fahrzeug 102 eines oder mehrere durchführen von Berechnen der Widerspruchauflösung unter Verwendung seines Algorithmus, der von den Fahrzeugen 102 gemeinsam genutzt wird, Senden einer Reservierungsnachricht, Starten des CC-Timers und Übergehen in den Reservierung-gesendet-Zustand.
Im Reservierung-gesendet-Zustand kann das Fahrzeug 102 als Reaktion auf den Empfang einer weiteren Widerspruchbestätigungsnachricht ableiten, dass die Reservierungsnachricht verloren gegangen ist, und kann die Reservierungsnachricht erneut senden, den CC-Timer zurücksetzen und im Reservierung-gesendet-Zustand bleiben. Als Reaktion auf eine Zeitüberschreitung des CC-Timers, wenn das Aushandeln des Widerspruchs abgeschlossen ist und das Fahrzeug 102 keine Straßenressource oder keinen Stral enweg empfängt, führt das Fahrzeug 102 eines oder mehrere von Warten auf Ablaufen des TTM-Timers, Löschen des Timers durch und kehrt in den Leerlaufzustand zurück. Als Reaktion auf eine Zeitüberschreitung des CC-Timers, wenn das Aushandeln des Widerspruchs abgeschlossen ist und das Fahrzeug 102 eine Straßenressource oder einen Stral enweg empfängt, wartet das Fahrzeug 102 auf Ablaufen des TTM-Timers. Als Reaktion auf das Ablaufen des TTM-Timers, wenn das Fahrzeug 102 die Straßenressource oder den Weg empfangen hat, geht das Fahrzeug 102 zu Manöver-aktiviert über, um das Manöver durchzuführen.
In dem Manöver-aktiviert-Zustand führt das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf, dass das Manöver abgeschlossen ist, eines oder mehrere von Durchführen des Manövers, Aufzeichnen der durchgeführten Aktionen und Übergehen zurück in den Leerlaufzustand durch.
Unabhängig vom Zustand kann es erforderlich sein, dass das Fahrzeug 102 unabhängig von der Aushandlung handeln muss, wenn ein Manöverereignis mit hoher Priorität empfangen wird. In einem derartigen Fall kann das Fahrzeug 102 eines oder mehrere durchführen von Abbrechen der gegenwärtigen Handlung, Beenden beliebiger Timer, Aktivieren eines Handlungstimers mit hoher Priorität und Übergehen zum Absicht-Reservierung-gesendet-Zustand. Im Absicht-Reservierung-gesendet-Zustand geht das Fahrzeug 102 als Reaktion auf den Ablauf des Handlungstimers mit höher Priorität in den Manöver-aktiviert-Zustand über, um das Manöver durchzuführen.
Unabhängig vom Zustand sendet das Fahrzeug 102 ebenfalls eine Abbruchnachricht und geht zum Abbruch-Zustand über, wenn eine Ausnahme auftritt, die erfordert, dass sich das Fahrzeug 102 abmeldet. In dem Abbruch-Zustand kann das Fahrzeug 102 das Ablaufen des Abbruch-Timers erwarten und in den Leerlauf-Zustand übergehen.
12 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm 1200 von Verkehrszonen, die für Spurwechsel oder andere Verkehrsmanöver relevant sind. Diese beinhalten eine Zone der schnellen Annäherung (fast approach zone - FAZ) sowie eine Näherungszone (proximity zone - PZ). Die FAZ kann sich auf einen Bereich in der benachbarten Spur von 30 bis 162 Ful (~ 9 m-50 m) hinter der hinteren Stoßstange des Fahrzeugs 102 beziehen, während sich die PZ auf einen Bereich in der benachbarten Spur von 4 Ful (1,2 m) vor dem vorderen Stoßfänger des Fahrzeugs bis 30 Fuß(9 m) hinter dem hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs 102 beziehen kann. Der PZ-Bereich beinhaltet im Allgemeinen den toten Winkel und den Bereich neben und hinter dem Fahrzeug 102. Die häufigsten Spurwechselvorfälle scheinen diejenigen zu sein, die in der PZ auftreten. Sowohl die PZ als auch die FAZ beziehen sich auf Bereiche, die vor der Initiierung des Spurwechsels überwacht werden sollten.
Ein weiterer bestimmender Faktor beim Definieren der Aushandlungszone ist die Zeit, die benötigt wird, um die Aushandlung und das tatsächliche Manöver abzuschließen. In vielen Beispielen wurde untersucht, dass die Dauer eines Spurwechsels zwischen 1,0 Sekunde und 13 Sekunden liegt, mit einem Mittelwert von 4,6 Sekunden. Es ist zu beachten, dass dies der angenommenen festen Dauer von 1,5 Sekunden entgegensteht, die typischerweise für das tatsächliche Manöver angenommen wird. Unter Berücksichtigung dieser Werte, wobei die Manövrierzeit durch T_M und der vorhergehende Aushandlungszeitraum durch T_N bezeichnet ist, beträgt die Gesamtzeit zum Planen und Ausführen eines Spurwechsels T_M + T_N. Während dieses Zeitraums ist vorgesehen, dass ein Fahrzeug 102 Zugang zu einem festen Schnappschuss der Stral endynamik hätte, d. h., keine unvorhergesehenen Fahrzeuge 102, die in die Szene einfahren und einen Spurwechsel verhindern, keine plötzlichen Beschleunigungen oder Verlangsamungen der benachbarten Fahrzeuge 102 usw.
Es wird beispielsweise eine Spurwechseldauer von 5 Sekunden und ein Aushandlungszeitraum von 1,5 Sekunden vorausgesetzt, der dem Manöver vorausgeht. Es ist zu beachten, dass die Aushandlung von 1,5 Sekunden durch einen 4-Wege-Handshake (2 Umlaufzeiten (round trip times - RTT)) angenähert wird und angenommen wird, dass jede RTT 300 ms beträgt (was eine große RTT ist und eine hohe Warteschlangen- und Verarbeitungsverzögerung beinhaltet). Dies führt zu einer Aushandlungszeit von 600 ms. Unter Berücksichtigung der erneuten Übertragung verlorener Pakete und unter Berücksichtigung der Spannen, sollten 1,5 Sekunden ausreichend groß sein, um die gesamte Signalisierung vor einem Manöver zu berücksichtigen.
Dies ergibt einen Zeitraum von 6,5 Sekunden, während dessen idealerweise keine Änderungen der umgebenden Dynamik auftreten, d. h., kein unvorhergesehener Verkehrsteilnehmer, der in die Aushandlungszone einfahren kann. Somit kann ein Fahrzeug 102, das mehr als 6,5 Sekunden von dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 entfernt ist, von der Aushandlung ausgeschlossen werden, d. h., es befindet sich aul erhalb der Aushandlungszone. Es ist zu beachten, dass die vorstehende Berechnung den Fall von schweren Fahrzeugen 102, deren Spurwechsel länger dauert, nicht berücksichtigt. Für leichte Fahrzeuge 102 in Autobahnszenarien bei einer Geschwindigkeit von 80 mph (130 km/h = 36 m/Sek.) Betragen die Fahrzeugabstände von 6,5 Sekunden 234 Meter. Bei städtischen Szenarien mit einer Geschwindigkeit von 40 mph wäre dieser Fahrzeugabstand weniger als 120 Meter.
Auf Grundlage der vorstehenden zwei Beschränkungen sollte die Aushandlungszone so definiert sein, dass sie mindestens die PZ beinhaltet. Es ist vernünftigerweise erforderlich, dass sie auch die FAZ beinhaltet. Ferner kann in Abhängigkeit von dem Typ des Fahrzeugs 102, das die Spur wechselt (z. B. Schwerlastfahrzeug 102 gegenüber leichteren Personenkraftwagen 102) und der Dauer des Spurwechsels, eine andere Zonengrenze auf Grundlage der Dauer der Benachrichtigungszeit bestimmt werden, die vor dem Spurwechsel erforderlich ist.
13 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm 1300 einer Spurzusammenführung in einem Szenario, bei dem ein Fahrzeug 102 dahinter vorhanden ist. Wie gezeigt, beabsichtigt das Fahrzeug 102 V1, die Spur auf die mittlere Spur zu wechseln, und handelt diese Bewegung im Voraus mit dem Fahrzeug 102 V2 aus. Jedoch nähert sich das Fahrzeug 102 V3, das sich zuvor aul erhalb der Aushandlungszone befand, R schnell und bewegt sich mit einer Geschwindigkeit, die schneller als V1 ist. Damit V3 nach seinem Spurwechsel zur mittleren Spur eine Entfernung zu V1 beibehält, sollte V3 ein Fahrzeugabstand von etwa 2 Sekunden zu V1 aufweisen.
Ein Fahrzeug kann die Abmessungen von PZ und FAZ mit verfügbarer Kinematik von BSMs anderer Fahrzeuge verwenden, um die Überschneidung mit ihren zukünftigen Standorten zu schätzen. Sobald eine Zone auf Grundlage der vorstehend erörterten Überlegungen definiert ist, sollte die Ressource R der neu belegten Stral e eine ausreichende Entfernung zu V3 aufweisen. Wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft, kann Vx (das Fahrzeug - entweder V1 oder V2 - das R gewinnt und die Spur wechselt) entweder (a) den Spurwechsel abbrechen, (b) nach dem Spurwechsel beschleunigen, (c) vor dem Spurwechsel beschleunigen, oder (d) Anfordern, dass V3 seine Geschwindigkeit vor dem Spurwechsel von Vx verringert, oder (e) Anfordern, dass V3 seine Geschwindigkeit nach dem Spurwechsel von Vx verringert. Diese Verfahren (a) bis (e) werden in Bezug auf die folgenden Beispiele ausführlicher erörtert.
Beim Spurwechsel kann sich die PZ von Vx mit der PZ von V3 überschneiden. In diesem Fall sollte R nicht als tragfähige Stral enressource für den Spurwechsel betrachtet werden. Da sich V3 in der Aushandlungszone von V1 und V2 befindet, ist V3 nach Empfangen der Absicht Teil des Aushandlungsprotokolls und ist das Manöver unter den gegebenen Bedingungen nicht möglich. Somit kann eines der vorstehend unter (a) bis (e) aufgezählten Verfahren verwendet werden (falls möglich): z. B. sollte V3 unter Verwendung von (a) mit einem NACK (vom Typ der Einschränkung) antworten und das Manöver abgebrochen werden, oder unter Verwendung von (d), wenn sich V3 nicht bereits mit der minimal zulässigen Geschwindigkeit bewegt, kann V3 eine ACK senden und abbremsen, um eine Lücke zwischen sich und R zu erzeugen, die R aul erhalb der PZ hält.
Es kann sein, dass sich die FAZ von Vx mit der PZ von V3 überschneidet. Wenn es, wie im vorherigen Fall, nötig ist, sowohl von PZ als auch von FAZ entfernt zu sein, ist dies nicht zulässig. Wenn eine teilweise FAZ-Überlappung erlaubt ist, kann in Abhängigkeit davon, was als geeignete Entfernung zwischen zwei Fahrzeugen 102 angesehen wird (z. B. 2 Sekunden Fahrzeugabstand oder Zulassen einer spezifischen teilweisen Überlappung mit der FAZ), dieser Fall zugelassen werden. Wenn die Entfernung zwischen R und V3 kleiner als die geeignete zulässige Entfernung ist, kann eines der Verfahren (a) bis (e) verwendet werden. Zum Beispiel:

Falls d(V3, R) < d_min, kann eine der folgenden Entscheidungen getroffen werden. Auf Grundlage von (a) sollte R nicht als gültige Stral enressource für den Spurwechsel betrachtet werden. Da sich V3 in der Aushandlungszone von V1 und V2 befindet, ist V3 Teil des Aushandlungsprotokolls, nach dem Empfangen einer Absicht sollte V3 mit einem NACK (vom Einschränkungstyp) antworten. Auf Grundlage des vorstehend erwähnten Verfahrens (b) muss Vx nach dem Spurwechsel beschleunigen, um d_min zwischen sich und V3 zu erreichen, wobei d_min die minimal zulässige Entfernung zwischen zwei Fahrzeugen ist. Auf Grundlage des vorstehend erwähnten Verfahrens (d), wenn möglich (wenn V3 nicht bereits mit der minimal zulässigen Geschwindigkeit fährt), kann V3 eine ACK senden und abbremsen, um eine Lücke zwischen sich und R zu erzeugen, die die erforderliche Zwischenstrecke d_min einhält.

Wenn die Geschwindigkeit von V3 größer als die von Vx ist (das Fahrzeug gewinnt R und wechselt die Spur), kann eine der zuvor genannten Optionen gewählt werden. Zum Beispiel beschleunigt Vx nach dem Spurwechsel unter Verwendung des oben erwähnten Verfahrens (b), wenn möglich/machbar.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten Verfahrens (d), wenn möglich (wenn V3 nicht bereits mit der maximal zulässigen Geschwindigkeit fährt), kann V3 eine ACK senden und abbremsen, um eine Lücke zwischen sich und R zu erzeugen, die die erforderliche Zwischenstrecke d_min einhält.
14 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm 1400 eines Spurwechsels in einem Szenario, bei dem ein Fahrzeug 102 davor vorhanden ist. Wie gezeigt, befindet sich in dem Szenario ein Fahrzeug V3 vor V1 und V2. Für einen Spurwechsel durch eines von V1 und V2, um die Spur zu wechseln, sollte die neu belegte Straßenressource R eine ausreichende Entfernung zu V3 aufweisen.
Wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft, kann Vx (das Fahrzeug - entweder V1 oder V2 - das R gewinnt und die Spur wechselt) entweder (a) den Spurwechsel abbrechen, (b) nach dem Spurwechsel abbremsen, (c) vor dem Spurwechsel abbremsen, (d) Anfordern, dass V3 seine Geschwindigkeit vor dem Spurwechsel von Vx erhöht, oder (e) Anfordern, dass V3 seine Geschwindigkeit nach dem Spurwechsel von Vx erhöht.
In der Situation, in der die PZ von V3 mit R überlappt, sollte R nicht als tragfähige Stral enressource für den Spurwechsel betrachtet werden. Da sich V3 in der Aushandlungszone von V1 und V2 befindet, ist V3 Teil des Aushandlungsprotokolls. Nach dem Empfangen der LC-Absichtsnachricht ist das Manöver unter den gegebenen Bedingungen nicht möglich. Somit kann eines der vorstehend unter (a) bis (e) aufgezählten Verfahren verwendet werden (falls möglich): z. B. sollte V3 unter Verwendung von (a) mit einem NACK (vom Typ der Einschränkung) antworten und das Manöver abgebrochen werden, oder unter Verwendung von (d), wenn sich V3 nicht bereits mit der maximal zulässigen Geschwindigkeit bewegt, kann V3 eine ACK senden und beschleunigen, um eine Lücke zwischen sich und R zu erzeugen, die R aul erhalb der PZ hält.
In der Situation, in der sich die FAZ von V3 mit R überschneidet, wenn das Entferntbleiben sowohl von PZ als auch von FAZ erwünscht ist, wie im vorherigen Fall, ist das Manöver nicht erlaubt. Wenn eine teilweise FAZ-Überlappung erlaubt ist, kann in Abhängigkeit davon, was als angemessene Entfernung zwischen zwei Fahrzeugen 102 angesehen wird (z. B. 2 Sekunden Fahrzeugabstand oder Zulassen einer spezifischen teilweisen Überlappung mit der FAZ), dieser Fall zugelassen werden. Wenn die Entfernung zwischen R und V3 kleiner als die geeignete zulässige Entfernung ist, kann eines der Verfahren (a) bis (e) verwendet werden. Zum Beispiel falls d(V3, R) < d_min , kann eine der folgenden Entscheidungen getroffen werden. Auf Grundlage von (a) sollte R nicht als gültige Stral enressource für den Spurwechsel betrachtet werden. Da sich V3 in der Aushandlungszone von V1 und V2 befindet, ist V3 Teil des Aushandlungsprotokolls, nach dem Empfangen einer Absicht sollte V3 mit einem NACK (vom Einschränkungstyp) antworten. Auf Grundlage des vorstehend erwähnten Verfahrens (b) falls möglich bremst Vx nach dem Spurwechsel ab, um dmin zwischen sich und V3 zu erreichen, wobei d_min die minimal zulässige Entfernung zwischen zwei Fahrzeugen ist. Auf Grundlage des Verfahrens (d), wenn möglich (wenn V3 nicht bereits mit der maximal zulässigen Geschwindigkeit fährt), kann V3 eine ACK senden und beschleunigen, um eine Lücke zwischen sich und R zu erzeugen, die die erforderliche Zwischenstrecke d_min einhält.
In dem Fall, dass die Geschwindigkeit von V3 kleiner als die von Vx ist (das Fahrzeug gewinnt R und wechselt die Spur), kann eine der zuvor genannten Optionen gewählt werden. Zum Beispiel muss Vx unter Verwendung von (b) nach dem Spurwechsel abbremsen. Oder, unter Verwendung des Verfahrens (d), wenn möglich (wenn V3 nicht bereits mit der maximal zulässigen Geschwindigkeit fährt), kann V3 eine ACK senden und beschleunigen, um eine Lücke zwischen sich und R zu erzeugen, die die erforderliche Zwischenstrecke d_min einhält.
Die Mindestentfernung d_min kann als PZ oder PZ + FAZ oder PZ und ein Teil der FAZ definiert sein. Die Aushandlungszone kann symmetrisch für Fahrzeuge 102 vor und Fahrzeuge 102 hinter dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 V1 ausgewählt werden. Zum Beispiel kann, wie in dem Diagramm 1400 gezeigt, in Bezug auf eine Spurzusammenführung in Gegenwart eines Fahrzeugs 102 dahinter, wobei sich ein Fahrzeug mehr als 6,5 Sekunden entfernt und hinter dem Hauptteilnehmer aul erhalb der Aushandlungszone befindet, die gleiche Spanne von 6,5 Sekunden für Fahrzeuge 102 davor erzwungen werden. Es ist auch anzumerken, dass d_min so ausgewählt sein kann, dass es keine engere Einschränkung als die Aushandlungszone auferlegt. Wenn sich d_min über die Aushandlungszone hinaus erstreckt, wird V3 aus der Aushandlungszone ausgeschlossen und würde somit keine ACK oder NACK senden oder keine Mal nahme ergreifen, um den Spurwechsel für Vx zu berücksichtigen.
15 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm 1500 einer Spurzusammenführung in einem Szenario, bei dem ein Fahrzeug dahinter und davor vorhanden ist. Im allgemeinen Fall befinden sich typischerweise Fahrzeuge 102 sowohl vor als auch hinter dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 (in diesem Beispiel dem Fahrzeug 102 V1). In diesem Fall können beide Fahrzeuge V3 und V4 Teil der Aushandlung sein. Wenn sich die Straßenressource R mit den Zonen überschneidet, die für eines von V3 und V4 in Betracht gezogen werden, kann als Ergebnis der Aushandlung eine Lücke durch V3 und V4 erzeugt werden, um ausreichend Platz für V1 oder V2 zu ermöglichen, um ein Spurwechselmanöver durchzuführen. Zum Beispiel kann V4 einer Verlangsamung zustimmen, um eine Zusammenführung zu ermöglichen, und/oder V3 kann einer Beschleunigung zustimmen. Die für die Verkehrsteilnehmer verfügbaren Optionen sind in diesem Fall der durchführbare Satz von Kombinationen von Optionen (a) bis (e) für das vorausfahrende Fahrzeug und deren Parallelen für das Fahrzeug 102 dahinter.
16 veranschaulicht ein beispielhaftes Diagramm 1600 einer ausgehandelten Lückenerzeugung in einem Szenario für die Zuweisung von Straßenressourcen. Wie gezeigt, besteht ein anderer Ansatz zum Durchführen von Manövern darin, ausreichend breite Lücken zwischen den Fahrzeugen 102 auszuhandeln. Überlegungen zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung setzen einen Zeitabstandsspielraum voraus. Ein Zeitabstandsspielraum ist die gegenwärtige Geschwindigkeit des Fahrzeugs 102 multipliziert mit einer nominalen Reaktions- und Verzögerungszeit (z. B. beträgt bei 70 mph mit 1,2 Sekunden Abstand etwa 37 m). Derartige Fahrzeuge 102 können auch ihre Spur wechseln. Bei höheren Geschwindigkeiten wird die Zeitabstandsentfernung somit größer. Ein Anwendungsfall kann aktiviert werden, wenn das Fahrzeug 102 über einer bestimmten Geschwindigkeit fährt. Wenn entweder V2 oder V3 eine NACK sendet, erfordert die Ausnahme eine Abbruchnachricht. Höchstens zwei Fahrzeuge 102 können Grenzen der Widerspruchregion definieren. Andernfalls skaliert die Komplexität des Stral enressourcenzuweisungsproblems unter Berücksichtigung von mehr als zwei schnell.
Somit kann jedes kooperierende Fahrzeug 102 von zwei weiteren Fahrzeugen 102 anfordern, eine geeignete Lücke zu bilden. In einigen Beispielen kann nur ein kooperierendes Fahrzeug 102 verwendet werden, um ein Lückenerzeugungsmanöver einzuleiten. V2 und V3 können nicht nur die Geschwindigkeitseinstellung verwenden, sondern können auch die Spur wechseln, um die Lückenerzeugung zu unterstützen.
17 veranschaulicht einen beispielhaften Nachrichtenfluss 1700 für die Durchführung der ausgehandelten Lückenerzeugung. In einem möglichen Ansatz senden die Fahrzeuge 102 V2 und V3 eine Manöverabschlussnachricht, damit V1 beginnen kann, sich in der Lücke zu bewegen (es ist für V2 und V3 nicht relevant, was V1 in der Zwischenzeit tut). In einem anderen möglichen Ansatz können BSMs oder andere verbundene Nachrichten 120 verwendet werden, um die Beurteilung für das Manövrieren zu erleichtern. Zum Beispiel kann V1 ein Manöver starten, wenn es erkennt, dass sich eine ausreichende Lücke geöffnet hat.
Variationen der beschriebenen Beispiele sind möglich. In einem Beispiel kann eine RSU eine oder mehrere der Rollen ausführen, die hierin als durch die Fahrzeuge 102 ausgeführt beschrieben sind. Zum Beispiel kann sich das Handshaking derart anpassen, dass die RSU als Reaktion darauf, dass ein Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug 102 V1 eine Anforderung sendet, die Anforderung zuweist und eine Stral enressource bestimmt. Als eine andere Möglichkeit, wenn mehrere Fahrzeuge eine Anforderung für eine Stral enressource innerhalb eines kurzen Zeitrahmens senden, kann die RSU den mehreren Fahrzeugen nicht überlappende Straßenressourcen zuweisen.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche eingeschlossen sind. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben worden sein könnten, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass bei einem/einer oder mehreren Merkmalen oder Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attribute können Folgendes beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein: Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Gröl e, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, unaufwändige Montage usw. Soweit beliebige Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen aus dem Stand der Technik beschrieben werden, liegen diese Ausführungsformen daher nicht aul erhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäl der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug zum Durchführen von Verkehrsmanövern bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine oder mehrere Steuerungen, die dazu programmiert sind, eine Spurwechselabsichtsnachricht von dem Fahrzeug an ein oder mehrere Empfängerfahrzeuge auszustrahlen, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, das durch das Fahrzeug durchgeführt werden soll, das als Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug betrieben wird, wobei das Manöver die Verwendung einer Straßenressource erfordert; Empfangen einer oder mehrerer entsprechender Antwortnachrichten von dem einen oder den mehreren Empfängerfahrzeugen, die eine Genehmigung oder Ablehnung der Durchführung des Manövers angeben; als Reaktion darauf, dass die Antwortnachrichten alle die Genehmigung des Manövers angeben, Senden einer Reservierungsnachricht an das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge, die angibt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug das Manöver unter Verwendung der Straßenressource durchführen soll; und als Reaktion darauf, dass eines der Empfängerfahrzeuge eine Antwortnachricht zurückgibt, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Durchführen einer Widerspruchauflösungsprozedur zwischen dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug und dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, wobei die Widerspruchauflösungsprozedur einen zuvor vereinbarten identischen Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet, der auf jedem des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs ausgeführt wird, um jeweils eine gleiche verteilte Entscheidung zu treffen, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
Gemäl der Ausführungsform beinhaltet die Spurwechselabsichtsnachricht Dringlichkeitsinformationen in Bezug auf das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, wobei die Antwortnachricht, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Dringlichkeitsinformationen in Bezug auf das widersprechende Empfängerfahrzeug beinhaltet und der Widerspruchauflösungsalgorithmus die Dringlichkeitsinformationen berücksichtigt, um einen relativen Bedarf des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs, das Manöver durchzuführen, zu bestimmen.
Gemäl einer Ausführungsform beinhaltet die Antwortnachricht Parameter von beabsichtigter Bewegung des einen der Empfängerfahrzeuge und die eine oder die mehreren Steuerungen sind ferner dazu programmiert, die Parameter des Manövers, das durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug ausgeführt werden soll, und die Parameter der beabsichtigten Bewegung des einen der Empfängerfahrzeuge als Eingänge zu verwenden, um die verteilte Entscheidung zu treffen, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
Gemäl einer Ausführungsform sind die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert: als Reaktion auf den Empfang der Antwortnachricht, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Senden einer Widerspruchbestätigungsnachricht, die Eingaben beinhaltet, die durch den Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet werden sollen; als Reaktion darauf, dass sich der Widerspruchauflösungsalgorithmus für das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug entscheidet, Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die bestätigt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug die Stral enressource verwenden soll, die für die Durchführung des Manövers erforderlich ist; und als Reaktion darauf, dass sich der Widerspruchauflösungsalgorithmus für das widersprechende Empfängerfahrzeug entscheidet, Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die bestätigt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug die Straßenressource, die für die Durchführung des Manövers erforderlich ist, nicht verwenden soll.
Gemäl einer Ausführungsform sind die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert: als Reaktion auf den Empfang der Antwortnachricht, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Senden einer Widerspruchbestätigungsnachricht an das widersprechende Empfängerfahrzeug, die eine Vielzahl von Wegen beinhaltet, die als Optionen zum Durchführen des Manövers verwendet werden sollen; und Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die angibt, welcher der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen.
Gemäl einer Ausführungsform sind die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert: als Reaktion auf den Empfang der Antwortnachricht, wobei die Antwortnachricht einen Widerspruch mit der Verwendung der Stral enressource angibt und eine Vielzahl von Wegen beinhaltet, die als Optionen zum Durchführen des Manövers verwendet werden sollen, Senden einer Widerspruchbestätigungsnachricht an das widersprechende Empfängerfahrzeug, die angibt, welcher der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen; und Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die bestätigt, welcher der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen.
Gemäl einer Ausführungsform sind die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert: Beinhalten einer Liste von Kennungen des einen oder der mehreren Empfängerfahrzeuge, die zum Reagieren auf das Manöver erforderlich sind, in der Spurwechselabsichtsnachricht, wobei das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge gemäl Fahrzeugstandortinformationen bestimmt sind, die von dem einen oder den mehreren Empfängerfahrzeugen empfangen sind; und als Reaktion darauf, dass keine Antwortnachrichten innerhalb eines vordefinierten Zeitüberschreitungszeitraums von jedem des einen oder der mehreren Empfängerfahrzeuge in der Liste empfangen sind, Abbrechen der Durchführung des Manövers.
Gemäl einer Ausführungsform sind die eine oder die mehreren Steuerungen ferner dazu programmiert, eine dringende Spurwechselabsichtsnachricht von dem Fahrzeug zu einem oder mehreren Empfängerfahrzeugen auszustrahlen, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, die durch das Fahrzeug durchgeführt werden sollen, das als ein Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug betrieben wird, wobei das Manöver die Verwendung einer Straßenressource erfordert, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht ferner eine Reservierung der Straßenressource unabhängig der Widersprüche der Empfängerfahrzeuge beinhaltet.
Gemäl der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug zum Durchführen von Verkehrsmanövern bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine oder mehrere Steuerungen, die dazu programmiert sind, eine Spurwechselabsichtsnachricht von einem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug als ein Empfängerfahrzeug zu empfangen, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, das durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug durchgeführt werden soll, wobei das Manöver die Verwendung einer Straßenressource erfordert; und als Reaktion darauf, dass die Straßenressource durch das Empfängerfahrzeug erfordert ist, Durchführen einer Widerspruchauflösungsprozedur zwischen dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug und dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, wobei die Widerspruchauflösungsprozedur einen zuvor vereinbarten Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet, der auf jedem des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs ausgeführt wird, um jeweils eine gleiche verteilte Entscheidung zu treffen, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
Gemäl einer Ausführungsform beinhaltet die Spurwechselabsichtsnachricht Dringlichkeitsinformationen in Bezug auf das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, wobei das widersprechende Empfängerfahrzeug Dringlichkeitsinformationen in Bezug auf das widersprechende Empfängerfahrzeug bereitstellt und der Widerspruchauflösungsalgorithmus die Dringlichkeitsinformationen berücksichtigt, um den relativen Bedarf des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeug, das Manöver durchzuführen, zu bestimmen.
Gemäl einer Ausführungsform sind die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert: Senden einer Antwortnachricht, die Parameter von beabsichtigter Bewegung des Empfängerfahrzeugs beinhaltet, und Verwenden der Parameter des Manövers, das durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug ausgeführt werden soll, und der Parameter der beabsichtigten Bewegung des Empfängerfahrzeugs als Eingänge, um die verteilte Entscheidung zu treffen, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
Gemäl einer Ausführungsform sind die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert: Empfangen einer Widerspruchbestätigungsnachricht, die Eingaben beinhaltet, die durch den Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet werden sollen, als Reaktion auf Senden einer Antwortnachricht, die einen Widerspruch zu der Verwendung der Straßenressource angibt; als Reaktion darauf, dass der Widerspruchauflösungsalgorithmus sich für das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug entscheidet, Senden einer Reservierungsnachricht an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die bestätigt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug die Stral enressource verwenden soll, die für die Durchführung des Manövers erforderlich ist; und als Reaktion darauf, dass sich der Widerspruchauflösungsalgorithmus für das widersprechende Empfängerfahrzeug entscheidet, Senden einer Reservierungsnachricht an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die bestätigt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug die Straßenressource, die für die Durchführung des Manövers erforderlich ist, nicht verwenden soll.
Gemäl einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Steuerung ferner zu Folgendem programmiert: als Reaktion auf das Senden einer Antwortnachricht an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Empfangen einer Widerspruchbestätigungsnachricht von dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die eine Vielzahl von Wegen zum Verwenden als Optionen zur Durchführung des Manövers beinhaltet, und Senden einer Reservierungsnachricht an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die angibt, welcher eine der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen.
Gemäl einer Ausführungsform sind die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert: als Reaktion auf das Senden einer Antwortnachricht an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Stral enressource angibt und eine Vielzahl von Wegen zur Verwendung als Optionen zur Durchführung des Manövers beinhaltet, Empfangen einer Widerspruchbestätigungsnachricht von dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die angibt, welcher eine der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug zum Durchführen des Manövers verwendet werden soll; und Senden einer Reservierungsnachricht an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die angibt, welcher eine der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen.
Gemäl einer Ausführungsform sind die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert: Identifizieren einer Liste von Kennungen des einen oder der mehreren Empfängerfahrzeuge, die zum Reagieren auf das Manöver erforderlich sind, in der Spurwechselabsichtsnachricht, wobei das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge gemäl Fahrzeugstandortinformationen bestimmt sind, die von dem einen oder den mehreren Empfängerfahrzeugen empfangen wurden; und Antworten auf die Spurwechselabsichtsnachricht mit einer Antwortnachricht, als Reaktion auf die Liste von Identifikatoren, die einen Identifikator des Empfängerfahrzeugs beinhalten.
Gemäl einer Ausführungsform sind die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert: Empfangen einer Ausstrahlung von dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug einer dringlichen Spurwechselabsichtsnachricht, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, die durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug durchgeführt werden sollen, wobei das Manöver die Verwendung einer Straßenressource erfordert, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht ferner eine Reservierung der Straßenressource unabhängig der Widersprüche des Empfängerfahrzeugs beinhaltet; und Manövrieren, um die Verwendung der Straßenressource zu vermeiden.
Gemäl der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Durchführen von Verkehrsmanövern Folgendes: Ausstrahlen, von einem Fahrzeug an das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge, einer Spurwechselabsichtsnachricht, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, das durch das Fahrzeug ausgeführt werden soll, das als ein Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug betrieben wird, wobei das Manöver die Verwendung einer Verkehrsressource erfordert; Empfangen einer oder mehrerer entsprechender Antwortnachrichten von dem einen oder den mehreren Empfängerfahrzeugen, die eine Genehmigung oder Ablehnung der Durchführung des Manövers angeben; als Reaktion darauf, dass die Antwortnachrichten alle die Genehmigung des Manövers angeben, Senden einer Reservierungsnachricht an mindestens das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge, die angibt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug das Manöver unter Verwendung der Straßenressource durchführen soll; und als Reaktion darauf, dass eines der Empfängerfahrzeuge eine Antwortnachricht zurückgibt, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, die zur Durchführung des Manövers erforderlich ist, Durchführen einer Widerspruchauflösungsprozedur zwischen dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug und dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, wobei die Widerspruchauflösungsprozedur einen zuvor vereinbarten identischen Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet, der auf jedem des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs ausgeführt wird, um jeweils eine gleiche verteilte Entscheidung zu treffen, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet die Spurwechselabsichtsnachricht Dringlichkeitsinformationen in Bezug auf das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, wobei die Antwortnachricht, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Dringlichkeitsinformationen in Bezug auf das widersprechende Empfängerfahrzeug beinhaltet und der Widerspruchauflösungsalgorithmus die Dringlichkeitsinformationen berücksichtigt, um einen relativen Bedarf des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs, das Manöver durchführen, zu bestimmen.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet die Antwortnachricht Parameter von beabsichtigter Bewegung des einen der Empfängerfahrzeuge und umfasst ferner Verwenden der Parameter des Manövers, das durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug ausgeführt werden soll, und der Parameter der beabsichtigten Bewegung des einen der Empfängerfahrzeuge als Eingänge, um die verteilte Entscheidung zu treffen, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: als Reaktion auf den Empfang der Antwortnachricht, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Senden einer Widerspruchbestätigungsnachricht, die Eingaben beinhaltet, die durch den Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet werden sollen; als Reaktion darauf, dass sich der Widerspruchauflösungsalgorithmus für das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug entscheidet, Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die bestätigt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug die Stral enressource verwenden soll, die für die Durchführung des Manövers erforderlich ist; und als Reaktion darauf, dass sich der Widerspruchauflösungsalgorithmus für das widersprechende Empfängerfahrzeug entscheidet, Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die bestätigt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug die Straßenressource, die für die Durchführung des Manövers erforderlich ist, nicht verwenden soll.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: als Reaktion auf den Empfang der Antwortnachricht, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Senden einer Widerspruchbestätigungsnachricht an das widersprechende Empfängerfahrzeug, die eine Vielzahl von Wegen beinhaltet, die als Optionen zum Durchführen des Manövers verwendet werden sollen; und Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die angibt, welcher der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: als Reaktion auf den Empfang der Antwortnachricht, wobei die Antwortnachricht einen Widerspruch mit der Verwendung der Stral enressource angibt und eine Vielzahl von Wegen beinhaltet, die als Optionen zum Durchführen des Manövers verwendet werden sollen, Senden einer Widerspruchbestätigungsnachricht an das widersprechende Empfängerfahrzeug, die angibt, welcher der Vielzahl von Wegen, durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen; und Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die bestätigt, welcher der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Beinhalten einer Liste von Kennungen des einen oder der mehreren Empfängerfahrzeuge, die zum Reagieren auf das Manöver erforderlich sind, in der Spurwechselabsichtsnachricht, wobei das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge gemäl Fahrzeugstandortinformationen bestimmt sind, die von dem einen oder den mehreren Empfängerfahrzeugen empfangen wurden; und als Reaktion darauf, dass keine Antwortnachrichten innerhalb eines vordefinierten Zeitüberschreitungszeitraums von jedem des einen oder der mehreren Empfängerfahrzeuge in der Liste empfangen sind, Abbrechen der Durchführung des Manövers.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Ausstrahlen einer dringenden Spurwechselabsichtsnachricht von dem Fahrzeug zu einem oder mehreren Empfängerfahrzeugen, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, die durch das Fahrzeug durchgeführt werden sollen, das als ein Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug betrieben wird, wobei das Manöver die Verwendung einer Straßenressource erfordert, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht ferner eine Reservierung der Straßenressource unabhängig der Widersprüche der Empfängerfahrzeuge beinhaltet.

Claims

Fahrzeug zum Durchführen von Verkehrsmanövern, das Folgendes umfasst: eine oder mehrere Steuerungen, die zu Folgendem programmiert sind Ausstrahlen einer Spurwechselabsichtsnachricht, von dem Fahrzeug an eines oder mehrere Empfängerfahrzeuge, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, das durch das Fahrzeug durchgeführt werden soll, das als ein Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug betrieben wird, wobei das Manöver die Verwendung einer Straßenressource erfordert; Empfangen einer oder mehrerer entsprechender Antwortnachrichten von dem einen oder den mehreren Empfängerfahrzeugen, die eine Genehmigung oder Ablehnung der Durchführung des Manövers angeben; als Reaktion auf die Antwortnachrichten, die alle die Genehmigung des Manövers angeben, Senden einer Reservierungsnachricht an das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge, die angibt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug das Manöver unter Verwendung der Straßenressource durchführen soll; und als Reaktion darauf, dass das Empfängerfahrzeug eine Antwortnachricht zurücksendet, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Durchführen einer Widerspruchauflösungsprozedur zwischen dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug und dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, wobei die Widerspruchauflösungsprozedur einen zuvor vereinbarten identischen Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet, der auf jedem des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs ausgeführt wird, damit jedes eine selbe verteilte Entscheidung trifft, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Dringlichkeitsinformationen in Bezug auf das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug beinhaltet, wobei die Antwortnachricht, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Dringlichkeitsinformationen in Bezug auf das widersprechende Empfängerfahrzeug beinhaltet und der Widerspruchauflösungsalgorithmus die Dringlichkeitsinformationen berücksichtigt, um einen relativen Bedarf des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs, das Manöver durchführen, zu bestimmen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Antwortnachricht Parameter von beabsichtigter Bewegung des einen der Empfängerfahrzeuge beinhaltet und die eine oder die mehreren Steuerungen ferner dazu programmiert sind, die Parameter des Manövers, das durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug ausgeführt werden soll, und die Parameter der beabsichtigten Bewegung des einen der Empfängerfahrzeuge als Eingänge zu verwenden, um die verteilte Entscheidung zu treffen, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert sind: als Reaktion auf den Empfang der Antwortnachricht, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Senden einer Widerspruchbestätigungsnachricht, die Eingaben beinhaltet, die durch den Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet werden sollen; als Reaktion darauf, dass sich der Widerspruchauflösungsalgorithmus für das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug entscheidet, Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die bestätigt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug die Stral enressource verwenden soll, die für die Durchführung des Manövers erforderlich ist; und als Reaktion darauf, dass sich der Widerspruchauflösungsalgorithmus für das widersprechende Empfängerfahrzeug entscheidet, Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die bestätigt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug die Straßenressource nicht verwenden soll, die für die Durchführung des Manövers erforderlich ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert sind: als Reaktion auf den Empfang der Antwortnachricht, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Senden einer Widerspruchbestätigungsnachricht an das widersprechende Empfängerfahrzeug, einschliel lich einer Vielzahl von Wegen zur Verwendung als Optionen für das Durchführen des Manövers; und Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die angibt, welcher der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert sind: als Reaktion auf dem Empfang der Antwortnachricht, wobei die Antwortnachricht einen Widerspruch mit der Verwendung der Stral enressource angibt und eine Vielzahl von Wegen zum Verwenden als Optionen zum Durchführen des Manövers beinhaltet, Senden einer Widerspruchsbestätigungsnachricht an das widersprechende Fahrzeug, das angibt, welche der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen; und Empfangen einer Reservierungsnachricht von dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, die bestätigt, welcher der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert sind: Beinhalten, in der Spurwechselabsichtsnachricht, einer Liste von Kennungen des einen oder der mehreren Empfängerfahrzeuge, die zum Reagieren auf das Manöver erforderlich sind, wobei das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge gemäß Fahrzeugstandortinformationen, die von dem einen oder den mehreren Empfängerfahrzeugen empfangen wurden, bestimmt sind; und als Reaktion darauf, dass keine Antwortnachrichten innerhalb eines vordefinierten Zeitüberschreitungszeitraums von jedem des einen oder der mehreren Empfängerfahrzeuge in der Liste empfangen sind, Abbrechen der Durchführung des Manövers.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Steuerungen ferner dazu programmiert sind, eine dringende Spurwechselabsichtsnachricht von dem Fahrzeug zu einem oder mehreren Empfängerfahrzeugen auszustrahlen, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, die durch das Fahrzeug durchgeführt werden sollen, das als ein Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug betrieben wird, wobei das Manöver die Verwendung einer Straßenressource erfordert, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht ferner eine Reservierung der Straßenressource unabhängig der Widersprüche der Empfängerfahrzeuge beinhaltet.
Fahrzeug zum Durchführen von Verkehrsmanövern, das Folgendes umfasst: eine oder mehrere Steuerungen, die zu Folgendem programmiert sind Empfangen, von einem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug als ein Empfängerfahrzeug, eine Spurwechselabsichtsnachricht, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, das durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug durchgeführt werden soll, wobei das Manöver die Verwendung einer Straßenressource erfordert; und als Reaktion darauf, dass die Straßenressource durch das Empfängerfahrzeug erfordert wird, Durchführen einer Widerspruchauflösungsprozedur zwischen dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug und dem widersprechenden Empfängerfahrzeug, wobei die Widerspruchauflösungsprozedur einen zuvor vereinbarten identischen Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet, der auf jedem des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs ausgeführt wird, damit jedes eine selbe verteilte Entscheidung trifft, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Dringlichkeitsinformationen in Bezug auf das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug beinhaltet, wobei das widersprechende Empfängerfahrzeug Dringlichkeitsinformationen in Bezug auf das widersprechende Empfängerfahrzeug bereitstellt und der Widerspruchauflösungsalgorithmus die Dringlichkeitsinformationen berücksichtigt, um den relativen Bedarf des Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeugs und des widersprechenden Empfängerfahrzeugs, das Manöver durchzuführen, zu bestimmen.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert sind: Senden einer Antwortnachricht, die Parameter der beabsichtigten Bewegung des Empfängerfahrzeugs beinhaltet; und Verwenden der Parameter des Manövers, das durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug durchgeführt werden soll, und der Parameter der beabsichtigten Bewegung der Empfängerfahrzeuge als Eingänge, um die verteilte Entscheidung zu treffen, ob mit dem Manöver fortgefahren werden soll.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert sind: Empfangen einer Widerspruchbestätigungsnachricht, die Eingaben beinhaltet, die durch den Widerspruchauflösungsalgorithmus verwendet werden, als Reaktion auf Senden einer Antwortnachricht, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt; als Reaktion darauf, dass sich der Widerspruchauflösungsalgorithmus für das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug entscheidet, Senden einer Reservierungsnachricht an das widersprechende Empfängerfahrzeug, die bestätigt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug die Stral enressource verwenden soll, die für die Durchführung des Manövers erforderlich ist; und als Reaktion darauf, dass sich der Widerspruchauflösungsalgorithmus für das widersprechende Fahrzeug entscheidet, Senden einer Reservierungsnachricht an das widersprechende Empfängerfahrzeug, die bestätigt, dass das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug die Straßenressource nicht verwenden soll, die für die Durchführung des Manövers erforderlich ist.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die eine oder die mehreren Steuerungen ferner dazu programmiert sind, eines oder mehrere der Folgenden durchzuführen: (i) als Reaktion auf das Senden einer Antwortnachricht an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Straßenressource angibt, Empfangen einer Widerspruchbestätigungsnachricht von dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die eine Vielzahl von Wegen zum Verwenden als Optionen zur Durchführung des Manövers beinhaltet, und Senden einer Reservierungsnachricht an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die angibt, welcher eine der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen, oder (ii) als Reaktion auf das Senden einer Antwortnachricht an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die einen Widerspruch mit der Verwendung der Stral enressource angibt und eine Vielzahl von Wegen zur Verwendung als Optionen zur Durchführung des Manövers beinhaltet, Empfangen einer Widerspruchbestätigungsnachricht von dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die angibt, welcher eine der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug zum Durchführen des Manövers verwendet werden soll, und Senden einer Reservierungsnachricht an das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, die angibt, welcher eine der Vielzahl von Wegen durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug verwendet werden soll, um das Manöver durchzuführen.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert sind: Identifizieren, in der Spurwechselabsichtsnachricht, einer Liste von Kennungen des einen oder der mehreren Empfängerfahrzeuge, die zum Reagieren auf das Manöver erforderlich sind, wobei das eine oder die mehreren Empfängerfahrzeuge gemäß Fahrzeugstandortinformationen, die von dem einen oder den mehreren Empfängerfahrzeugen empfangen wurden, bestimmt sind; und Reagieren auf die Spurwechselabsichtsnachricht mit einer Antwortnachricht als Reaktion auf die Liste von Kennungen, einschliel lich einer Kennung des Empfängerfahrzeugs.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die eine oder die mehreren Steuerungen ferner zu Folgendem programmiert sind: Empfangen einer Ausstrahlung einer dringenden Spurwechselabsichtsnachricht von dem Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht Parameter eines Manövers angibt, die durch das Hauptverkehrsteilnehmerfahrzeug durchgeführt werden sollen, wobei das Manöver die Verwendung einer Straßenressource erfordert, wobei die Spurwechselabsichtsnachricht ferner eine Reservierung der Straßenressource unabhängig der Widersprüche des Empfängerfahrzeugs beinhaltet; und Manövrieren, um die Verwendung der Straßenressource zu vermeiden.