DE102021209699A1

DE102021209699A1 - Verfahren zum Betreiben von mehreren Infrastruktursystemen

Info

Publication number: DE102021209699A1
Application number: DE102021209699.9A
Authority: DE
Inventors: Alexander Geraldy; Christoph Thein; Uwe Wilbrand
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2023-03-09
Also published as: CN115762121A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von mehreren Infrastruktursystemen zum infrastrukturgestützten Assistieren von Kraftfahrzeugen bei einer Fahrt durch eine Infrastruktur, wobei die Infrastruktursysteme jeweils einen eigenen Bereich der Infrastruktur überwachen, um ein mobiles Objekt in dem eigenen Bereich zu detektieren, wobei bei Detektion eines mobilen Objekts das entsprechende Infrastruktursystem eine Bewegungsrichtung des mobilen Objekts ermittelt wird, wobei das entsprechende Infrastruktursystem abhängig von der ermittelten Bewegungsrichtung ein benachbartes Infrastruktursystem auswählt, in Richtung dessen überwachten eigenen Bereichs sich das mobile Objekt bewegt, und Informationen über das mobile Objekt an das ausgewählte Infrastruktursystem übermittelt.
Die Erfindung betrifft ein System, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von mehreren Infrastruktursystemen zum infrastrukturgestützten Assistieren von Kraftfahrzeugen bei einer Fahrt durch eine Infrastruktur. Die Erfindung betrifft ein System, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
Stand der Technik
Die Offenlegungsschrift US 2021/0005085 A1 offenbart eine künstliche Intelligenz für eine Straßeninfrastruktur.
Die Patentschrift US 10,867,512 B2 offenbart ein Straßeninfrastruktursystem.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein Konzept zum effizienten Betreiben von mehreren Infrastruktursystem zum infrastrukturgestützten Assistieren von Kraftfahrzeugen bei einer Fahrt durch eine Infrastruktur bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben von mehreren Infrastruktursystemen zum infrastrukturgestützten Assistieren von Kraftfahrzeugen bei einer Fahrt durch eine Infrastruktur bereitgestellt, wobei die Infrastruktursysteme jeweils einen eigenen Bereich der Infrastruktur überwachen, um ein mobiles Objekt in dem eigenen Bereich zu detektieren, wobei bei Detektion eines mobilen Objekts das entsprechende Infrastruktursystem eine Bewegungsrichtung des mobilen Objekts ermittelt wird, wobei das entsprechende Infrastruktursystem abhängig von der ermittelten Bewegungsrichtung ein benachbartes Infrastruktursystem auswählt, in Richtung dessen überwachten eigenen Bereichs sich das mobile Objekt bewegt, und Informationen über das mobile Objekt an das ausgewählte Infrastruktursystem übermittelt.
Nach einem zweiten Aspekt wird ein System bereitgestellt, umfassend mehrere Infrastruktursysteme zum infrastrukturgestützten Assistieren von Kraftfahrzeugen bei einer Fahrt durch eine Infrastruktur, wobei das System eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen.
Nach einem dritten Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer, beispielsweise durch das System nach dem zweiten Aspekt, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
Nach einem vierten Aspekt wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das Computerprogramm nach dem dritten Aspekt gespeichert ist.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis und schließt diese mit ein, dass die obige Aufgabe dadurch gelöst wird, indem Informationen über einen eigenen Bereich durch das diesen Bereich überwachende Infrastruktursystem selektiv an ein oder mehrere Infrastruktursysteme weitergegeben werden und nicht an alle Infrastruktursysteme. D. h. also, dass vorgesehen ist eine Auswahl aus den Infrastruktursystemen zu treffen, an welche Informationen über einen Bereich von dem entsprechenden Infrastruktursystem übermittelt wird.
Denn in der Regel ist es nicht notwendig, dass Informationen über einen bestimmten Bereich an alle anderen Infrastruktursysteme übermittelt werden müssen, insofern die entsprechenden Informationen nicht für alle Infrastruktursysteme gleich relevant sind. Es ist vorgesehen, dass die Auswahl basierend auf der Bewegungsrichtung des detektierten mobilen Objekts getroffen wird, wobei ein benachbartes Infrastruktursystem als Empfänger für die Informationen ausgewählt wird, in dessen überwachten eigenen Bereich sich das mobile Objekt voraussichtlich entsprechend seiner Bewegungsrichtung bewegen wird. Denn das mobile Objekt wird so in einen Erfassungsbereich des benachbarten Infrastruktursystems eintreten, also in den eigenen Bereich des benachbarten Infrastruktursystems eintreten. Somit weiß dieses Infrastruktursystems bereits im Voraus, also noch bevor es das mobile Objekt selbst detektiert hat, dass ein mobiles Objekt in den eigenen Bereich eintreten wird. Somit erhält das benachbarte Infrastruktursystem bereits eine Information, welche dem benachbarten Infrastruktursystem basierend auf der eigenen Überwachung des eigenen Bereichs zur Verfügung stehen kann. Somit kann sich z. B. das benachbarte Infrastruktursystem effizient auf eine Ankunft des mobilen Objekts vorbereiten.
Somit kann z B. das benachbarte Infrastruktursystem Kraftfahrzeuge in dem eigenen Bereich basierend auf dieser zusätzlichen Information effizient unterstützen bei ihrer Fahraufgabe.
Somit wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass Informationen, welche für die Infrastruktursysteme besonders relevant sind, effizient unter den Infrastruktursystemen ausgetauscht werden, was z. B. eine effiziente Koordination zwischen den einzelnen Infrastruktursystemen ermöglicht, so dass entsprechend Kraftfahrzeuge bei der Fahrt durch die Infrastruktur effizient durch die Infrastruktursysteme unterstützt werden können.
In einer Ausführungsform ist das Verfahren nach dem ersten Aspekt ein computerimplementiertes Verfahren.
Die Begriffe „assistieren“ und „unterstützen“ können synonym verwendet werden.
Systemmerkmale ergeben sich analog aus den entsprechenden Verfahrensmerkmalen und umgekehrt. D.h. also, dass sich technische Funktionalitäten des Verfahrens analog aus entsprechenden technischen Funktionalitäten des Systems und umgekehrt ergeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass da Verfahren nach dem ersten Aspekt mittels des Systems nach dem zweiten aus- oder durchgeführt wird.
Eine Fahrt des Kraftfahrzeugs ist z. B. eine zumindest teilautomatisierte Fahrt des Kraftfahrzeugs. Eine Fahraufgabe im Sinne der Beschreibung umfasst z. B. eine Fahrt durch die Infrastruktur. Eine Fahraufgabe ist zum Beispiel eine zumindest teilautomatisierte Fahraufgabe. Das bedeutet, dass eine zumindest teilautomatisierte Fahraufgabe eine zumindest teilautomatisierte Fahrt durch die Infrastruktur umfasst.
Die Formulierung „zumindest teilautomatisiertes Führen“ umfasst einen oder mehrere der folgenden Fälle: assistiertes Führen, teilautomatisiertes Führen, hochautomatisiertes Führen, vollautomatisiertes Führen. Die Formulierung „zumindest teilautomatisiert“ umfasst also einen oder mehrere der folgenden Formulierungen: assistiert, teilautomatisiert, hochautomatisiert, vollautomatisiert.
Assistiertes Führen bedeutet, dass ein Fahrer des Kraftfahrzeugs dauerhaft entweder die Quer- oder die Längsführung des Kraftfahrzeugs ausführt. Die jeweils andere Fahraufgabe (also ein Steuern der Längs- oder der Querführung des Kraftfahrzeugs) wird automatisch durchgeführt. Das heißt also, dass bei einem assistierten Führen des Kraftfahrzeugs entweder die Quer- oder die Längsführung automatisch gesteuert wird.
Teilautomatisiertes Führen bedeutet, dass in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) und/oder für einen gewissen Zeitraum eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss aber das automatische Steuern der Längs- und Querführung dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Der Fahrer muss jederzeit zur vollständigen Übernahme der Kraftfahrzeugführung bereit sein.
Hochautomatisiertes Führen bedeutet, dass für einen gewissen Zeitraum in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Bei Bedarf wird automatisch eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer zur Übernahme des Steuerns der Längs- und Querführung ausgegeben, insbesondere mit einer ausreichenden Zeitreserve ausgegeben. Der Fahrer muss also potenziell in der Lage sein, das Steuern der Längs- und Querführung zu übernehmen. Grenzen des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung werden automatisch erkannt. Bei einem hochautomatisierten Führen ist es nicht möglich, in jeder Ausgangssituation automatisch einen risikominimalen Zustand herbeizuführen.
Vollautomatisiertes Führen bedeutet, dass in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Vor einem Beenden des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung erfolgt automatisch eine Aufforderung an den Fahrer zur Übernahme der Fahraufgabe (Steuern der Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs), insbesondere mit einer ausreichenden Zeitreserve. Sofern der Fahrer nicht die Fahraufgabe übernimmt, wird automatisch in einen risikominimalen Zustand zurückgeführt. Grenzen des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung werden automatisch erkannt. In allen Situationen ist es möglich, automatisch in einen risikominimalen Systemzustand zurückzuführen.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ansprechend auf einen Empfang der übermittelten Informationen sich das ausgewählte Infrastruktursystem auf eine Ankunft des mobilen Objekts im eigenen Bereich vorbereitet.
Dadurch wird z. B. der technische Vorteil bewirkt, dass effizient auf die Ankunft des mobilen Objekts im eigenen Bereich des ausgewählten Infrastruktursystems reagiert werden kann. Ein Vorbereiten kann z.B. umfassen: Bereithalten und/oder Reservieren von Funkressourcen zur Übertragung von Infrastrukturassistenzdaten und/oder Bereithalten und/oder Reservieren von Rechenkapazität.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das mobile Objekt ein Kraftfahrzeug ist, wobei das entsprechende Infrastruktursystem kraftfahrzeugintern ermittelte Kraftfahrzeuginformationen über ein Umfeld des Kraftfahrzeugs über Funk vom Kraftfahrzeug empfängt und eine Korrelation zwischen den Kraftfahrzeuginformationen und basierend auf der eigenen Überwachung ermittelten Informationen über den eigenen Bereich durchführt, um der Korrelation entsprechende Korrelationsdaten zu ermitteln, wobei die Korrelationsdaten mittels des entsprechenden Infrastruktursystems an das ausgewählte Infrastruktursystem übermittelt wird.
Dadurch wird eine entsprechende Korrelation durch das ausgewählte Infrastruktursystem effizient vereinfacht.
Um bestimmten Kraftfahrzeugen dediziert Informationen zukommen zu lassen, ist es vorteilhaft, zunächst eine Korrelation der durch die Infrastrukturumfeldsensorik erkannten mit den über Funk erhaltenen Informationen aus den Kraftfahrzeugen durchzuführen. Dies kann aufwändig und zeitraubend sein. Durch das Übermitteln von entsprechenden Korrelationsdaten an das ausgewählte Infrastruktursystem kann dieser Vorgang beim ausgewählten Infrastruktursystem vereinfacht werden. Insbesondere kann dadurch einen Abgleich von durch das Kraftfahrzeug detektierte Objekte und durch das ausgewählte Infrastruktursystem detektierten Objekten vereinfacht werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das ausgewählte Infrastruktursystem eine Korrelation analog zur Korrelation durch das entsprechende Infrastruktursystem durchführt basierend auf den übermittelten Korrelationsdaten.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Korrelation durch das ausgewählte Infrastruktursystem effizient, insbesondere im Hinblick auf einen Zeitaufwand, durchgeführt werden kann.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das mobile Objekt ein zumindest teilautomatisiertes Kraftfahrzeug ist, welches durch das entsprechende Infrastruktursystem zumindest teilautomatisiert geführt wird, wobei ein Verantwortungs-Token, dessen Besitz durch ein Infrastruktursystem anzeigt, dass das den Verantwortungs-Token besitzende Infrastruktursystem eine Verantwortung für das zumindest teilautomatisierte Führen hat, von dem entsprechenden Infrastruktursystem an das ausgewählte Infrastruktursystem übermittelt wird, um die Verantwortung für das zumindest teilautomatisierte Führen an das ausgewählte Infrastruktursystem abzugeben.
Dadurch wird z. B. der technische Vorteil bewirkt, dass die Verantwortung für das zumindest teilautomatisierte Führen effizient übergeben werden kann. Insbesondere wird dadurch der technische Vorteil bewirkt, dass die Zuständigkeit, welches Infrastruktursystem für das zumindest teilautomatisierte Führen des Kraftfahrzeugs verantwortlich ist, eindeutig geregelt werden kann.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Verantwortungs-Token dann an das ausgewählte Infrastruktursystem übermittelt wird, wenn eine oder mehrere Bedingungen erfüllt sind, wobei die eine oder die mehreren Bedingungen jeweils ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Bedingungen sind: Das Kraftfahrzeug überfährt eine vorbestimmte örtliche Grenze zwischen dem ausgewählten Infrastruktursystem und dem entsprechenden Infrastruktursystem, ein Schwellwert einer Empfangsleistung eines drahtlosen Kommunikationssystems, über welchen das entsprechende Infrastruktursystem mit dem Kraftfahrzeug wird unterschritten, das Übermitteln kann in einem Zeitraum stattfinden, in welchem das zumindest teilautomatisierte Kraftfahrzeug sowohl von dem entsprechenden Infrastruktursystem als auch von dem ausgewählten Infrastruktursystem detektiert wird.
Dadurch wird z. B. der technische Vorteil bewirkt, dass das Übermitteln des Verantwortungs-Tokens effizient übermittelt werden kann. Ein Verantwortungs-Token umfasst zum Beispiel: Uhrzeit der Übermittlung und/oder eine kraftfahrzeugspezifische Signatur (Identität) und/oder ein Ablaufdatum und/oder eine Ablaufuhrzeit.
Die hier beschriebenen Beispiele und Ausführungsformen können in beliebiger Form miteinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht explizit beschrieben ist.
Ein Infrastruktursystem umfasst gemäß einer Ausführungsform einen oder mehrere Infrastrukturumfeldsensoren, welche räumlich verteilt in der Infrastruktur angeordnet sind. Ein Infrastruktursystem umfasst gemäß einer Ausführungsform eine Recheneinheit, beispielsweise eine RSU. In einer Ausführungsform umfasst ein Infrastruktursystem eine Kommunikationseinheit.
Die Abkürzung „RSU“ steht für „Road-Side-Unit“. Der Begriff „Road-Side-Unit“ kann ins Deutsche mit „straßenseitige Einheit“ oder mit „straßenseitige Infrastruktureinheit“ übersetzt werden. Anstelle des Begriffs „RSU“ können auch folgende Begriffe synonym verwendet werden: straßenseitige Einheit, straßenseitige Infrastruktureinheit, Kommunikationsmodul, straßenseitiges Kommunikationsmodul, straßenseitige Funkeinheit, straßenseitige Sendestation.
Die Infrastrukturumfeldsensoren sind zum Beispiel eingerichtet, den eigenen Bereich zu erfassen und auf der Erfassung basierende Erfassungsdaten auszugeben. Die Recheneinheit ist zum Beispiel eingerichtet, die Erfassungsdaten zu verarbeiten, um ein oder mehrere mobile Objekte in dem eigenen Bereich zu detektieren. Die Recheneinheit ist beispielsweise eingerichtet, basierend auf dem Verarbeiten, also basierend z. B. auf den detektierten Objekten, Infrastrukturassistenzdaten zum infrastrukturgestützten Assistieren eines Kraftfahrzeugs bei einer Fahrt durch den eigenen Bereich, allgemein durch die Infrastruktur zu unterstützen. Die Kommunikationseinheit ist z. B. eingerichtet, die Infrastrukturassistenzdaten an das Kraftfahrzeug oder an mehrere Kraftfahrzeuge zu senden, beispielsweise über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk zu senden, beispielsweise Mobilfunk und/oder WLAN.
Die Kommunikationseinheit ist z. B. eingerichtet, mit Infrastruktursystemen zu kommunizieren, insbesondere mit benachbarten Infrastruktursystemen.
Benachbart im Sinne der Beschreibung bedeutet insbesondere unmittelbar benachbart.
Eine Kommunikation zwischen den Infrastruktursystemen umfasst z. B. eine drahtlose und/oder eine drahtgebundene Kommunikation.
Ein Infrastrukturumfeldsensor im Sinne der Beschreibung umfasst z. B. einen der folgenden Umfeldsensoren: Radarsensor, LiDAR-Sensor, Videosensor, insbesondere Videosensor einer Videokamera, Ultraschallsensor, Infrarotsensor und Magnetfeldsensor.
Eine Infrastruktur umfasst zum Beispiel eine oder mehrere der folgenden Elemente aus der Gruppe von Infrastrukturelementen: Tunneleinfahrt, Tunnelausfahrt, Tunnel, Baustelle, Knotenpunkt, Kreisverkehr, Kreuzung, Einmündung, Autobahn, Autobahnauffahrt, Autobahnabfahrt.
Ein Überwachen im Sinne der Beschreibung umfasst ein Überwachen auf mobile Objekte und optional zusätzlich beispielsweise auf statische Objekte. Das heißt insbesondere, dass das Überwachen des eigenen Bereichs zum Beispiel durchgeführt wird, um ein mobiles oder mehrere mobile Objekte in dem eigenen Bereich zu detektieren und um optional zusätzlich beispielsweise ein mobiles oder mehrere mobile Objekte zu detektieren.
Ein mobiles Objekt ist zum Beispiel eines der folgenden Objekte: Kraftfahrzeug, Fußgänger, Fahrrad, Tier, Verkehrsteilnehmer.
Ein statisches Objekt ist zum Beispiel eines der folgenden Objekte: Infrastrukturelement, beispielsweise Gebäude, Laterne, Lichtsignalanlage.
Informationen über das detektierte Objekt umfassen zum Beispiel eine oder mehrere der folgenden Informationen: Geschwindigkeit, Beschleunigung, Position, Objekttyp, Abmessung(en), insbesondere Länge, Höhe, Breite, Farbe, prädiziertes Verhalten.
Die Informationen über das detektierte Objekt werden mittels des entsprechenden Infrastruktursystems ermittelt, beispielsweise basierend auf der Überwachung des Bereichs und/oder basierend auf weiteren Informationen aus Kraftfahrzeugen, aus einem Backend-System und/oder aus einer Cloud-Infrastruktur.
Die Informationen über das detektierte Objekt werden zum Beispiel basierend auf den vorstehend bezeichneten Erfassungsdaten ermittelt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt,
2 ein System nach dem zweiten Aspekt,
3 ein maschinenlesbares Speichermedium nach dem vierten Aspekt,
4 ein Infrastruktursystem,
5 ein zumindest teilautomatisiert geführtes Kraftfahrzeug bei einer Fahrt durch eine Infrastruktur,
6 eine Kreuzung,
7 die Kreuzung aus 6 mit einem abbiegenden Kraftfahrzeug, und
8 verschiedene Zeitpunkte des Abbiegens des Kraftfahrzeugs aus 7.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben von mehreren Infrastruktursystemen zum infrastrukturgestützten Assistieren von Kraftfahrzeugen bei einer Fahrt durch eine Infrastruktur, wobei die Infrastruktursysteme jeweils einen eigenen Bereich der Infrastruktur überwachen 101, um ein mobiles Objekt in dem eigenen Bereich zu detektieren 103, wobei bei Detektion eines mobilen Objekts das entsprechende Infrastruktursystem eine Bewegungsrichtung des mobilen Objekts ermittelt 105 wird, wobei das entsprechende Infrastruktursystem abhängig von der ermittelten Bewegungsrichtung ein benachbartes Infrastruktursystem auswählt 107, in Richtung dessen überwachten eigenen Bereichs sich das mobile Objekt bewegt, und Informationen über das mobile Objekt an das ausgewählte Infrastruktursystem übermittelt 109.
2 zeigt ein System 201, umfassend mehrere Infrastruktursysteme 203, 205, 207 zum infrastrukturgestützten Assistieren von Kraftfahrzeugen bei einer Fahrt durch eine Infrastruktur, wobei das System eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen.
3 zeigt ein maschinenlesbares Speichermedium 301, auf dem ein Computerprogramm 303 gespeichert ist. Das Computerprogramm 303 umfasst Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms 303 durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
4 zeigt ein Infrastruktursystem 401 zum infrastrukturgestützten Assistieren von Kraftfahrzeugen bei einer Fahrt, insbesondere bei einer zumindest teilautomatisierten Fahrt, durch eine Infrastruktur.
Das Infrastruktursystem 401 umfasst mehrere Infrastrukturumfeldsensoren 403, welche räumlich verteilt innerhalb der Infrastruktur angeordnet sind. Weiter umfasst das System 401 eine Recheneinheit 405 sowie eine Kommunikationseinheit 407. Technische Funktionalitäten der Infrastrukturumfeldsensoren 403, der Recheneinheit 405 und der Kommunikationseinheit 407 wurden bereits vorstehend beschrieben. Auf die entsprechenden Ausführungen wird zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen.
5 zeigt ein zumindest teilautomatisiert geführtes Kraftfahrzeug 501, welches auf einer Straße 503 fährt. Im Umfeld des Kraftfahrzeugs 501 befinden sich mehrere Kraftfahrzeuge 505. Das Kraftfahrzeug 501 und die mehreren Kraftfahrzeuge 505 fahren in Richtung eines Tunnels 507. Das Kraftfahrzeug 501 wird durch eine Infrastruktur beim zumindest teilautomatisierten Führen unterstützt, was auch als ein infrastrukturgestützes, zumindest teilautomatisiertes Führen bezeichnet werden kann.
Für ein infrastrukturgestütztes, zumindest teilautomatisierte Führen des Kraftfahrzeugs 501 ist ein System 508 gemäß dem zweiten Aspekt vorgesehen, welches ein erstes Infrastruktursystem 509 und ist ein zweites Infrastruktursystem 511 umfasst, um dem Kraftfahrzeug 501 bei seiner zumindest teilautomatisierten Fahrt zu assistieren.
Es sind vier Infrastrukturelemente vorgesehen, welche zur Halterung von Infrastrukturumfeldsensoren, nachfolgend auch einfach als Umfeldsensoren bezeichnet, verwendet werden. Diese vier Infrastrukturelemente weisen im Wesentlichen eine U-Form auf und sind ähnlich einer Brücke an der Straße 503 angeordnet. Die Straße 503 verläuft unterhalb des umgedrehten Us.
Im Einzelnen ist ein erstes Infrastrukturelement 513, ist ein zweites Infrastrukturelement 515, ist ein drittes Infrastrukturelement 517 und ist ein viertes Infrastrukturelement 519 vorgesehen.
An dem ersten Infrastrukturelement 513 ist ein erster Umfeldsensor 521 und ist ein zweiter Umfeldsensor 523 angeordnet. An dem zweiten Infrastrukturelement 515 ist ein dritter Umfeldsensor 525 und ist ein vierter Umfeldsensor 527 angeordnet. An dem dritten Infrastrukturelement 517 ist ein fünfter Umfeldsensor 529 und ist ein sechster Umfeldsensor 531 angeordnet. An dem vierten Infrastrukturelement 519 ist ein siebter Umfeldsensor 533 und ist ein achter Umfeldsensor 535 angeordnet.
Der erste Umfeldsensor 521, der der zweite Umfeldsensor 523, der dritte Umfeldsensor 525 und der vierte Umfeldsensor 527 sind dem ersten Infrastruktursystem 509 zugeordnet. Der fünfte, sechste, siebte, achte Infrastrukturumfeldsensor 529, 531, 533, 535 sind dem zweiten Infrastruktursystem 511 zugeordnet.
Das erste Infrastruktursystem 509 umfasst eine erste Kommunikationseinheit 537 und umfasst eine erste Recheneinheit 539. Das zweite Infrastruktursystem 511 umfasst eine zweite Kommunikationseinheit 541 und eine zweite Recheneinheit 543.
Symbolisch durch ein Schlosssymbol gezeigt, gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 545, soll veranschaulicht werden, dass die durch die Recheneinheiten 539, 543 verarbeiteten Daten verschlüsselt werden können.
Die Infrastrukturumfeldsensoren erfassen ein Umfeld des Kraftfahrzeugs 501 und stellen dieser Erfassung entsprechende Erfassungsdaten, welche auch als Umfeldsensordaten bezeichnet werden können, bereit, geben also entsprechende Umfeldsensordaten aus an die erste Recheneinheit 539 und an die zweite Recheneinheit 543. Im Einzelnen geben der erste, zweite, dritte und vierte Infrastrukturumfeldsensor die entsprechenden Umfeldsensordaten an die erste Recheneinheit 539 aus. Im Einzelnen geben der fünfte, sechste, siebte, achte Infrastrukturumfeldsensor die entsprechenden Umfeldsensordaten an die zweite Recheneinheit 543 aus. Die beiden Recheneinheiten 539, 543 verarbeiten die Umfeldsensordaten, wobei dieses Verarbeiten zum Beispiel ein Fusionieren der Umfeldsensordaten umfassen kann. Basierend auf den Umfeldsensordaten und/oder basierend auf den fusionierten Umfeldsensordaten können zum Beispiel Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs 501 detektiert werden. Beispielhaft sind solch detektierte Objekte die mehreren Kraftfahrzeuge 505, welche sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs 501 befinden. Es kann basierend auf den detektierten Objekten mittels der beiden Recheneinheiten 539, 543 eine ober mehrere Objektlisten erstellt werden. Eine jeweils so erstellte Objektliste wird dann zum Beispiel vom jeweiligen Infrastruktursystem 509, 511 mittels der entsprechenden Kommunikationseinheit 537, 541 an das Kraftfahrzeug 501 gesendet. Diese Objektlisten sind ein Beispiel für Infrastrukturassistenzdaten.
Basierend auf dem Wissen, also den Objektlisten, welche Kraftfahrzeuge sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs 501 befinden, kann dieses effizient seine zumindest teilautomatisierte Fahrt planen und durchführen.
6 zeigt eine Kreuzung 601 als ein Beispiel für eine Infrastruktur. Es kreuzen sich eine erste Straße, gekennzeichnet durch die Bezugszeichen 603, 607 (Straßenabschnitte der ersten Straße), und eine zweite Straße, gekennzeichnet durch die Bezugszeichen 605, 609 (Straßenabschnitte der zweiten Straße).
Die erste Straße 603, 607 verläuft bezogen auf die Papierebene horizontal. Die zweite Straße 605, 609 verläuft auf die Papierebene bezogen vertikal.
Ein Verkehr an der Kreuzung 601 wird durch vier Lichtsignalanlagen 611 geregelt.
Es sind vier Infrastruktursysteme zum infrastrukturgestützten Assistieren von Kraftfahrzeugen bei einer Fahrt durch die Kreuzung 601 vorgesehen: ein erstes Infrastruktursystem 613, ein zweites Infrastruktursystem 615, ein drittes Infrastruktursystem 617 und ein viertes Infrastruktursystem 619. Der Übersicht halber sind einzelne Elemente der Infrastruktursysteme wie zum Beispiel: Infrastrukturumfeldsensoren, Kommunikationseinheit, Recheneinheit nicht gezeigt.
Ein Infrastruktursystem im Sinne der Beschreibung kann auch mit „IS“ abgekürzt werden. Somit kann nachfolgend das erste Infrastruktursystem 613 mit IS1 abgekürzt werden. Das zweite Infrastruktursystem 615 kann mit IS2 abkürzt werden. Das dritte Infrastruktursystem 617 kann mit IS3 abgekürzt werden. Das vierte Infrastruktursystem 619 kann mit IS4 abgekürzt werden.
Die vier Infrastruktursysteme 613, 615, 617, 619 überwachen jeweils einen eigenen Bereich der Infrastruktur 601.
Im Einzelnen überwacht das erste Infrastruktursystem 613 einen ersten Bereich 621. Das zweite Infrastruktursystem 615 überwacht einen zweiten Bereich 623.
Das dritte Infrastruktursystem 617 überwacht einen dritten Bereich 625. Das vierte Infrastruktursystem 619 überwacht einen vierten Bereich 627.
Die vier Bereiche 621, 623, 625, 627 überlappen sich im Mittelpunkt der Kreuzung 601.
Weiter sind in 6 mehrere Kraftfahrzeuge 629 eingezeichnet, welche auf den Straßen in Richtung der Kreuzung 601 oder weg von der Kreuzung 601 fahren.
Eines der Kraftfahrzeuge 629 ist zusätzlich mit dem Bezugszeichen 631 gekennzeichnet. Dieses Kraftfahrzeug 631 fährt auf den Straßenabschnitt 607 rechts von der Kreuzung 601 bezogen auf die Papierebene und fährt auf die Kreuzung 601 zu und steht vor der entsprechenden Lichtsignalanlage 611.
7 zeigt die Situation gemäß 6, wobei nun aber das Kraftfahrzeug 631 einen Fahrtrichtungsanzeige aktiviert hat, im Einzelnen den linken Fahrtrichtungsanzeiger, gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 701. Damit signalisiert das Kraftfahrzeug 631, dass es links abbiegen will, vom Straßenabschnitt 607 in den Straßenabschnitt 605.
Dieses Blinken, wie das Setzen eines Fahrtrichtungsanzeigers umgangssprachlich genannt wird, wird durch das dritte Infrastruktursystem 617 erfasst, so dass basierend darauf das dritte Infrastruktursystem 617 ermittelt, dass das Kraftfahrzeug 631 nach links abbiegen will. Somit ist also eine voraussichtliche Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs 631 dem dritten Infrastruktursystem 617 bekannt.
Diese Information übermittelt das dritten Infrastruktursystem 617 dem vierten Infrastruktursystem 619. Diese Information wird vom dritten Infrastruktursystem 617 somit nicht an das erste Infrastruktursystem 613 und an das zweite Infrastruktursystem 615 übermittelt, insofern diese Information für diese Infrastruktursysteme wenig relevant ist. Um dieses selektive Übermitteln bildlich zu symbolisieren, wurden das erste und das zweite Infrastruktursystem 613, 615 in 7 und auch in 8 nicht eingezeichnet, wobei in 8 der Übersicht halbe auch von einer Darstellung der Straßenabschnitte 603, 623 abgesehen wurde, da hier das Abbiegemanöver im Fokus steht.
8 zeigt das Abbiegemanöver des Kraftfahrzeugs 631 zu verschiedenen Zeitpunkten. Ein erster Zeitpunkt ist mit dem Bezugszeichen 801 gekennzeichnet, gemäß welchem das Kraftfahrzeug 631 noch an der Lichtsignalanlage 611 hält und lediglich seinen linken Fahrtrichtungsanzeiger 701 aktiviert hat.
Das Bezugszeichen 803 kennzeichnet einen Zeitpunkt, gemäß welchem das Kraftfahrzeug 631 sich mitten auf der Kreuzung 601 befindet, also mitten im Abbiegemanöver sich befindet.
Das Bezugszeichen 805 kennzeichnet einen dritten Zeitpunkt, gemäß welchem das Kraftfahrzeug 631 abgebogen ist, sich also im Straßenabschnitt 605 befindet.
Im Rahmen eines Abbiegens wird ein Verantwortungs-Token vom dritten Infrastruktursystem 617 an das vierte Infrastruktursystem 619 übermittelt. Dieser Verantwortungs-Token ist mit dem Bezugszeichen 807 symbolisch dargestellt. Der Verantwortungs-Token 807 umfasst mehrere Informationen: kraftfahrzeugspezifische Signatur (Identität) (Symbol 809), Uhrzeit und/oder Ablaufdatum (Symbol 811) und ein Zertifikat (oder Signatur) (Symbol 813).
Zum ersten Zeitpunkt 801 liegt die Verantwortung für das zumindest teilautomatisierte Führen des Kraftfahrzeugs 631 noch beim dritten Infrastruktursystem 617. Während des Abbiegens, also während des Zeitpunkts 803 findet eine Übergabe der Verantwortung, also ein Übermitteln des Verantwortungs-Tokens 807 vom dritten Infrastruktursystem 617 an das vierte Infrastruktursystem 619 statt. Diese Übergabe ist symbolisch durch einen gestrichelten Pfeil mit dem Bezugszeichen 817 gekennzeichnet. Diese Übergabe findet während eines Zeitraums statt, in welchem sich das Kraftfahrzeug 631 in einem Überlappungsbereich 815 des dritten Bereichs 625 und des vierten Bereichs 627 befindet.
Zum dritten Zeitpunkt 805 liegt die Verantwortung für das zumindest teilautomatisierte Führen des Kraftfahrzeugs 631 allein beim vierten Infrastruktursystem 619.
Zusammenfassend sieht das hier beschriebene Konzept insbesondere einen Austausch von Informationen und insbesondere eine Koordination direkt zwischen den einzelnen IS zur Unterstützung der Fahraufgabe von zum Beispiel (teil)automatisierten Kraftfahrzeugen. Da sich der Automobilverkehr typsicherweise entlang von Straßen bewegt, ist es insbesondere vorgesehen, entlang der Straße ein Weiterreichen von Informationen von einer infrastrukturseitigen Station (IS) zur Nächsten in Richtung der Verkehrsströme durchzuführen und dadurch eine Vorausschau für die jeweils folgende Station zu generieren, welche die Funktion der empfangenden Station ergänzt und verbessert.
Darüber hinaus ist es zum Beispiel vorgesehen, dass sich die verschiedenen infrastrukturseitigen Systeme (IS) durch Austausch von Informationen gegenseitig unterstützen.
Beispielsweise kann ein IS seine Sicht der Verkehrssituation an die benachbarten IS übermitteln, um die Sicht dieser benachbarten IS auf die Verkehrssituation zu erweitern oder zu ergänzen. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, unterschiedliche Sensorausstattungen der IS zur gegenseitigen Ergänzung zu nutzen. Ein IS, welches auf Videokameras als Umfeldsensoren aufbaut kann z. B. durch ein anderes IS das auf Radar-Sensorik basiert ergänzt werden und umgekehrt.
Das Konzept basiert insbesondere auf einer Anordnung von mehreren (autarken) infrastrukturseitigen Systemen (IS), welche Umfeldsensoren zur Erfassung von Verkehrssituationen, Recheneinheiten zur Weiterverarbeitung dieser Sensorinformationen und Kommunikationseinheiten, welche diese Informationen an Kraftfahrzeuge weiterleiten und zur Nutzung bereitstellen können, umfassen. Die Kommunikation mit den Kraftfahrzeugen kann zum Beispiel über Direktkommunikation und/oder über ein Kommunikationssystem (Mobilfunk, Satellit) erfolgen. In dem Konzept verfügen die IS beispielsweise über Kommunikationsmöglichkeiten mit anderen IS. Diese Kommunikation zwischen den IS kann über ein beliebiges Medium erfolgen (Kabel, Funk, Satellit). Zusätzlich verfügen die IS zum Beispiel über Informationen welche IS entlang verschiedener Verkehrswege benachbart sind.
Jede der IS bestimmt zum Beispiel aus den Sensordaten, aus Informationen, die über die Kommunikation mit den Fahrzeugen erhalten werden und aus möglicherweise hinzugefügten anderen Daten z. B. aus Backend-Informationssystemen eine Umfeld-Sicht der gesamten Verkehrssituation und erstellt zum Beispiel Vorhersagen zukünftiger Verkehrssituationen im Erfassungsbereich. Dadurch können beispielsweise Gefahren erkannt und die Kraftfahrzeuge, die betroffen sind, gewarnt werden. Zum Beispiel werden die so ermittelten Informationen auch an die bekannten benachbarten IS übermittelt. Die Übermittlung an die benachbarten IS erfolgt selektiv entsprechend der Richtung, in der die Nachbarschaft vorliegt. So können z. B. Informationen zu Kraftfahrzeuge, welche sich auf die benachbarten IS zubewegen, schon an die in Richtung der Bewegung befindliche Nachbarstation erfolgen, um diese über auf sie zu kommende Objekte und Situationen zu informieren, bevor dieses im Erfassungsbereich der Nachbarstation auftauchen. Gemäß 6 bis 8 wird beispielsweise die Information über das linksblinkende Kraftfahrzeug 631 von IS3 an IS4 übermittelt werden, da dieses Kraftfahrzeug sich voraussichtlich als Nächstes in den Erfassungsbereich der IS4 weiterbewegen wird. Diese Zusatzinformation kann beispielsweise auf folgende Weisen zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit der empfangenden IS beitragen:

Vorbereitung auf sich annähernde Gefahren (z. B. sehr schnell oder sehr langsam fahrendes Fahrzeug, Falschfahrer, Einsatzfahrzeug, ungesicherte Ladung, beschädigtes Kraftfahrzeug) bevor dies durch die eigene Überwachung erkannt werden kann

Um bestimmten Kraftfahrzeugen dediziert Informationen zukommen zu lassen, muss zunächst eine Korrelation der durch die Infrastrukturumfeldsensorik erkannten mit den über Funk erhaltenen Informationen aus den Kraftfahrzeugen erfolgen, dies ist aufwändig und zeitraubend. Durch die Übermittlung von Zusatzinformationen zu bereits erkannten und korrelierten Kraftfahrzeugen kann dieser Vorgang bei der benachbarten IS vereinfacht werden.
Es ist eine Möglichkeit zur Plausibilisierung der eigenen Sensor-Sicht mit der übermittelten Sicht der Nachbar-IS gegeben, dies vor allem dann, wenn ein Überlappbereich besteht. Dies ermöglicht Kraftfahrzeugen, bereits ohne oder mit der ersten eigenen Sensorbeobachtung mit hoher Konfidenz zu akzeptieren, statt die Konfidenz über mehrere Sensorbeobachtungen selbst aufzubauen.
Im Falle einer Steuerung eines oder mehrerer Kraftfahrzeuge aus der Infrastruktur heraus, ist in einer Ausführungsform die Weitergabe eines Verantwortungs-Tokens zwischen den IS vorgesehen, um die Zuständigkeit eines Systems für ein Kraftfahrzeug eindeutig zu regeln. Das Verantwortungs-Token und somit auch die Verantwortung für die weitere Kontrolle des betroffenen Kraftfahrzeugs wird im Beispiel gemäß 5 z.B. für das Kraftfahrzeug 501 von ersten IS 509 zum zweiten IS 511 übergeben, sobald zum Beispiel das Kraftfahrzeug 501 eine vorher definierte Grenze zwischen den beiden IS überschritten hat. Diese Grenze kann beispielhaft eine örtliche Grenze sein, ein Schwellwert in der Empfangsleistung der zweiten Kommunikationseinheit 541, oder eine Kombination von mehreren Grenzwerten.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, einen Verantwortungs-Tokens mit kryptografischen Methoden zu erzeugen und dadurch Eindeutigkeit und Überprüfbarkeit im System zu gewährleisten. Die Übergabe kann dabei zum Beispiel in dem Zeitraum stattfinden, in dem das Kraftfahrzeug in beiden IS identifiziert erfasst werden kann, um einen gewissen Übergabezeitraum sicher zu stellen, und um im Fall von Fehlern Zeit zu haben, um auf diese Fehler adäquat zu reagieren (siehe auch 8 mit entsprechenden Erläuterungen).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20210005085 A1 [0002]
US 10867512 B2 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben von mehreren Infrastruktursystemen (203, 205, 207) zum infrastrukturgestützten Assistieren von Kraftfahrzeugen bei einer Fahrt durch eine Infrastruktur, wobei die Infrastruktursysteme (203, 205, 207) jeweils einen eigenen Bereich der Infrastruktur überwachen (101), um ein mobiles Objekt in dem eigenen Bereich zu detektieren (103), wobei bei Detektion eines mobilen Objekts das entsprechende Infrastruktursystem (203, 205, 207) eine Bewegungsrichtung des mobilen Objekts ermittelt (105) wird, wobei das entsprechende Infrastruktursystem (203, 205, 207) abhängig von der ermittelten Bewegungsrichtung ein benachbartes Infrastruktursystem (203, 205, 207) auswählt (107), in Richtung dessen überwachten eigenen Bereichs sich das mobile Objekt bewegt, und Informationen über das mobile Objekt an das ausgewählte Infrastruktursystem übermittelt (109).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ansprechend auf einen Empfang der übermittelten Informationen sich das ausgewählte Infrastruktursystem (203, 205, 207) auf eine Ankunft des mobilen Objekts im eigenen Bereich vorbereitet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mobile Objekt ein Kraftfahrzeug ist, wobei das entsprechende Infrastruktursystem (203, 205, 207) kraftfahrzeugintern ermittelte Kraftfahrzeuginformationen über ein Umfeld des Kraftfahrzeugs über Funk vom Kraftfahrzeug empfängt und eine Korrelation zwischen den Kraftfahrzeuginformationen und basierend auf der eigenen Überwachung ermittelten Informationen über den eigenen Bereich durchführt, um der Korrelation entsprechende Korrelationsdaten zu ermitteln, wobei die Korrelationsdaten mittels des entsprechenden Infrastruktursystems (203, 205, 207) an das ausgewählte Infrastruktursystem (203, 205, 207) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das mobile Objekt ein zumindest teilautomatisiertes Kraftfahrzeug ist, welches durch das entsprechende Infrastruktursystem (203, 205, 207) zumindest teilautomatisiert geführt wird, wobei ein Verantwortungs-Token, dessen Besitz durch ein Infrastruktursystem (203, 205, 207) anzeigt, dass das den Verantwortungs-Token besitzende Infrastruktursystem (203, 205, 207) eine Verantwortung für das zumindest teilautomatisierte Führen hat, von dem entsprechenden Infrastruktursystem (203, 205, 207) an das ausgewählte Infrastruktursystem (203, 205, 207) übermittelt wird, um die Verantwortung für das zumindest teilautomatisierte Führen an das ausgewählte Infrastruktursystem (203, 205, 207) abzugeben.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Verantwortungs-Token dann an das ausgewählte Infrastruktursystem (203, 205, 207) übermittelt wird, wenn eine oder mehrere Bedingungen erfüllt sind, wobei die eine oder die mehreren Bedingungen jeweils ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Bedingungen sind: Das Kraftfahrzeug überfährt eine vorbestimmte örtliche Grenze zwischen dem ausgewählten Infrastruktursystem (203, 205, 207) und dem entsprechenden Infrastruktursystem (203, 205, 207), ein Schwellwert einer Empfangsleistung eines drahtlosen Kommunikationssystems, über welchen das entsprechende Infrastruktursystem (203, 205, 207) mit dem Kraftfahrzeug wird unterschritten, das Übermitteln kann in einem Zeitraum stattfinden, in welchem das zumindest teilautomatisierte Kraftfahrzeug sowohl von dem entsprechenden Infrastruktursystem (203, 205, 207) als auch von dem ausgewählten Infrastruktursystem (203, 205, 207) detektiert wird.
System (201), umfassend mehrere Infrastruktursysteme (203, 205, 207) zum infrastrukturgestützten Assistieren von Kraftfahrzeugen bei einer Fahrt durch eine Infrastruktur, wobei das System eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche auszuführen.
Computerprogramm (303), umfassend Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms (303) durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium (301), auf dem das Computerprogramm (303) nach Anspruch 7 gespeichert ist.