DE102022206236A1

DE102022206236A1 - Manual vehicle guidance in an environment for fully automated vehicles

Info

Publication number: DE102022206236A1
Application number: DE102022206236.1A
Authority: DE
Inventors: Christoph Thiem; Ulrich Eberle; Nico Weber
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2022-06-22
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2023-12-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zum Ermöglichen einer manuellen Fahrzeugführung eines Fahrzeugs (3) durch einen menschlichen Fahrer in einer Verkehrsumgebung für vollautomatisierte Fahrzeuge, aufweisend eine Recheneinheit (5), eine Kommunikationseinheit (7) zum Erfassen von Daten von sich im Umfeld des eigenen Fahrzeugs (3) befindlichen vollautomatisierten Fahrzeugen, und eine Augmentierungseinheit (9) zum visuellen Überlagern von Informationen über die vom menschlichen Fahrer betrachtete Realität, wobei die Recheneinheit (5) dazu ausgeführt ist, auf Basis der Daten anderer vollautomatisierter Fahrzeuge über deren aktuelle oder geplante Trajektorien oder auf Basis der zwischen einem anderen vollautomatisierten Fahrzeug (3) und dem eigenen Fahrzeug (3) automatisch ausgehandelten jeweiligen Trajektorien einen vorgegebenen Bewegungspfad für das eigene Fahrzeug (3) zu ermitteln und die Augmentierungseinheit (9) so anzusteuern, dass für den menschlichen Fahrer des eigenen Fahrzeugs (3) der vorgegebene Bewegungspfad und unterstützende Symbole der Realität überlagert angezeigt werden.The invention relates to a system (1) for enabling manual vehicle guidance of a vehicle (3) by a human driver in a traffic environment for fully automated vehicles, comprising a computing unit (5), a communication unit (7) for recording data from itself in the environment of the own vehicle (3) located fully automated vehicles, and an augmentation unit (9) for visually overlaying information about the reality viewed by the human driver, the computing unit (5) being designed to do so based on the data of other fully automated vehicles about their current or planned Trajectories or based on the respective trajectories automatically negotiated between another fully automated vehicle (3) and your own vehicle (3) to determine a predetermined movement path for your own vehicle (3) and to control the augmentation unit (9) in such a way that for the human driver of your own vehicle (3) the specified movement path and supporting symbols of reality are displayed superimposed.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Ermöglichen einer manuellen Fahrzeugführung eines Fahrzeugs durch einen menschlichen Fahrer in einer Verkehrsumgebung für vollautomatisierte Fahrzeuge, sowie ein Fahrzeug mit einem solchen System.The invention relates to a system for enabling manual vehicle guidance of a vehicle by a human driver in a traffic environment for fully automated vehicles, as well as a vehicle with such a system.

In einer gegenwärtigen Straßenverkehrsumgebung typischerweise verwendeten Markierungen von Fahrbahnen, Straßenverkehrsschilder wie für Geschwindigkeitsbeschränkungen und Ortsschilder, markierte Fahrspurbegrenzungen und festgelegte Verkehrsregeln sind praktisch ausschließlich für manuelles Fahren und menschliche Verkehrsteilnehmer ausgelegt. So sind beispielsweise Verkehrsschilder gut im sichtbaren Lichtbereich erkennbar, da sie markante und kontrastreiche Farben und reflektierende Oberflächen aufweisen. Ähnliches gilt für Fahrbahnmarkierungen, die durch die meist weißen oder gelben und damit aus den meisten natürlichen Farben hervorstechenden Oberflächen leicht zu erkennen sind. Statische Verkehrsregeln betreffen invariable und für Menschen leicht nachvollziehbare Regeln über Vorfahrtsberechtigungen, Geschwindigkeitsbegrenzungen und das Befahren einer vorgeschriebenen Fahrbahnseite bei mehrspurigen Straßen mit Gegenverkehr. Für vollautomatisierte und autonome Fahrzeuge sind jedoch sowohl die Straßenverkehrsschilder als auch die Spurmarkierungen sowie insbesondere die statischen Verkehrsregeln nicht optimal. Es könnte daher erwartet werden, dass zukünftig Straßenverkehrsumgebungen auf vollautomatisierte Fahrzeuge ausgelegt werden. Eine solche Verkehrsumgebung, die für automatisiertes Fahren (SAE Level 4 + 5) ausgelegt ist, mag befahrbare Straßen, Wege und Flächen aufweisen, aber darüber hinausgehend nur wenige bis keine Hilfsmittel für menschliche Fahrer. Denn in einer für das automatisierte Fahren ausgelegten Verkehrsumgebung sind die aktuellen Verkehrsregeln und die aufgeführten Elemente nicht nötig für das manuelle Fahren, da automatisierte Fahrzeuge auch anderweitig über aktuell herrschende oder vereinbarte Regeln informiert werden können. Dabei kann auch davon ausgegangen werden, dass anstatt der statischen Verkehrsregeln ein dynamischer Ablauf zu Vorfahrtsregeln, Ausweichen und Benutzung von Fahrspuren dadurch optimiert wird, dass Fahrzeuge untereinander kommunizieren und die global beste Lösung für alle in einem Bereich aufeinander treffender Verkehrsteilnehmer gefunden wird. In einer solchen Umgebung ist es jedoch für einen Fahrer eines manuell geführten Fahrzeugs ausgesprochen schwierig, sich mit den anderen, größtenteils automatisierten Fahrzeugen zu koordinieren und den verfügbaren Straßenverkehrsraum optimal auszunutzen. Erschwerend ist besonders, dass mit einem menschlichen Verkehrsteilnehmer die oben erläuterte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation entfällt und somit dynamische Verkehrsregeln und optimierte Auflösungen von (möglichen) Kollisionsbereichen nicht möglich sind.Roadway markings typically used in a current road traffic environment, road signs such as speed limits and city signs, marked lane boundaries and established traffic rules are designed almost exclusively for manual driving and human road users. For example, traffic signs are easy to see in the visible light range because they have striking, high-contrast colors and reflective surfaces. The same applies to road markings, which are easy to recognize due to the mostly white or yellow surfaces that stand out from most natural colors. Static traffic rules concern invariable and easy-to-understand rules about right-of-way, speed limits and driving on a prescribed side of the road on multi-lane roads with oncoming traffic. However, for fully automated and autonomous vehicles, road traffic signs, lane markings and, in particular, static traffic rules are not optimal. It could therefore be expected that future road traffic environments will be designed for fully automated vehicles. Such a traffic environment designed for automated driving (SAE Level 4 + 5) may have drivable roads, paths and areas, but beyond that there are few to no aids for human drivers. In a traffic environment designed for automated driving, the current traffic rules and the listed elements are not necessary for manual driving, as automated vehicles can also be informed in other ways about current or agreed rules. It can also be assumed that instead of static traffic rules, a dynamic process for right-of-way rules, avoidance and use of lanes is optimized so that vehicles communicate with each other and the best global solution is found for all road users meeting in an area. In such an environment, however, it is extremely difficult for a driver of a manually driven vehicle to coordinate with the other, largely automated vehicles and to make optimal use of the available road space. What makes it particularly difficult is that with a human road user, the vehicle-to-vehicle communication explained above is no longer possible and dynamic traffic rules and optimized resolutions of (possible) collision areas are therefore not possible.

Im Stand der Technik ist es bekannt, zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs die visuell wahrgenommene Realität mit zusätzlichen Informationen zu augmentieren. Dabei bleibt für den Fahrer des Fahrzeugs der Blick auf die Realität bestehen, es werden jedoch zusätzliche Informationen beispielsweise in Form von Zahlen oder Symbolen angezeigt, die insbesondere gezielt so positioniert werden, dass sie scheinbar einem Objekt der Umgebung überlagert sind und ortsbekannt mit diesem Objekt bewegt werden oder in beabsichtigter Relativgeschwindigkeit zum Objekt verschoben werden.It is known in the prior art to augment the visually perceived reality with additional information to support a driver of a vehicle. The driver of the vehicle retains a view of reality, but additional information is displayed, for example in the form of numbers or symbols, which are specifically positioned in such a way that they appear to be superimposed on an object in the environment and move with this object in a known location or be moved at the intended relative speed to the object.

In diesem Zusammenhang betrifft die DE 10 2014 204 559 A1 ein Verfahren zum sicheren Führen eines Fahrzeugführers, um eine Linkskurve durchzuführen, umfassend: Erfassen einer Linkskurve basierend auf einer Nähe und einer Geschwindigkeit für ein Fahrzeug; Bestimmen einer gegenwärtigen Position und eines relativen Vektors für ein entgegenkommendes Fahrzeug in einer Fahrspur für Gegenverkehr, welches sich der Linkskurve nähert; dreidimensionales Abbilden einer Sicht nach vorne, welche das entgegenkommende Fahrzeug umfasst; und räumliches Überlagern einer erweiterten-Realität-Anzeige auf einem volumetrischen Head-Up-Display für einen Fahrer von dem Fahrzeug durch Projizieren eines Zielwegs von dem entgegenkommenden Fahrzeug basierend auf dem Vektor und dem relativen Vektor und durch Projizieren eines Linkskurvenwegs.In this context, the DE 10 2014 204 559 A1 a method for safely guiding a vehicle operator to make a left turn, comprising: detecting a left turn based on proximity and speed for a vehicle; determining a current position and a relative vector for an oncoming vehicle in an oncoming traffic lane approaching the left turn; three-dimensional imaging of a forward view that includes the oncoming vehicle; and spatially overlaying an augmented reality display on a volumetric head-up display for a driver of the vehicle by projecting a target path from the oncoming vehicle based on the vector and the relative vector and by projecting a left turn path.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine manuelle Fahrzeugführung in einer Verkehrsumgebung für voll automatisierte Fahrzeuge zu vereinfachen.It is the object of the invention to simplify manual vehicle guidance in a traffic environment for fully automated vehicles.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous further developments and refinements are the subject of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Ermöglichen einer manuellen Fahrzeugführung eines Fahrzeugs durch einen menschlichen Fahrer in einer Verkehrsumgebung für vollautomatisierte Fahrzeuge, aufweisend eine Recheneinheit, eine Kommunikationseinheit zum Erfassen von Daten von sich im Umfeld des eigenen Fahrzeugs befindlichen vollautomatisierten Fahrzeugen, und eine Augmentierungseinheit zum visuellen Überlagern von Informationen über die vom menschlichen Fahrer betrachtete Realität, wobei die Recheneinheit dazu ausgeführt ist, auf Basis der Daten anderer vollautomatisierter Fahrzeuge über deren aktuelle oder geplante Trajektorien oder auf Basis der zwischen einem anderen vollautomatisierten Fahrzeug und dem eigenen Fahrzeug automatisch ausgehandelten jeweiligen Trajektorien einen vorgegebenen Bewegungspfad für das eigene Fahrzeug zu ermitteln und die Augmentierungseinheit so anzusteuern, dass für den menschlichen Fahrer des eigenen Fahrzeugs der vorgegebene Bewegungspfad und unterstützende Symbole der Realität überlagert angezeigt werden.A first aspect of the invention relates to a system for enabling manual vehicle guidance of a vehicle by a human driver in a traffic environment for fully automated vehicles, comprising a computing unit, a communication unit for acquiring data from fully automated vehicles located in the vicinity of the own vehicle, and an augmentation unit for visually overlaying information about the reality viewed by the human driver, the computing unit being designed to be based on the data from other fully automated vehicles about their current or planned trajectories or on Based on the respective trajectories automatically negotiated between another fully automated vehicle and your own vehicle, to determine a predetermined movement path for your own vehicle and to control the augmentation unit in such a way that the predetermined movement path and supporting symbols of reality are displayed superimposed on the human driver of your own vehicle.

Die manuelle Fahrzeugführung betrifft insbesondere die Führung von Fahrzeugen durch einen menschlichen Fahrer. Besonders bevorzugt betrifft dies Fahrzeuge mit SAE Level < 4. Fahrzeuge des SAE Levels 3, die mit der beschriebenen exklusiven Verkehrsumgebung für automatisierte Fahrzeuge nicht kompatibel sind, müssen insbesondere auf manuelle Fahrzeugführung umgestellt werden können. Vollautomatisierte Fahrzeuge betreffen dagegen alle Fahrzeuge, die sich autark nach den dynamischen Verkehrsregeln (sicher) fortbewegen können, insbesondere Fahrzeuge mit SAE Level ≥ 4.Manual vehicle guidance particularly concerns the guidance of vehicles by a human driver. This particularly preferably applies to vehicles with SAE Level < 4. Vehicles of SAE Level 3, which are not compatible with the described exclusive traffic environment for automated vehicles, must in particular be able to be converted to manual vehicle control. Fully automated vehicles, on the other hand, affect all vehicles that can (safely) move independently according to dynamic traffic rules, especially vehicles with SAE Level ≥ 4.

Die Kommunikationseinheit dient insbesondere dazu, die von anderen vollautomatisierten Fahrzeugen übermittelten Informationen über die jeweilige aktuelle oder geplante Trajektorie des jeweils anderen vollautomatisierten Fahrzeugs zu erhalten, oder alternativ dazu auf Basis der Informationen über das eigene geplante Ziel zwischen einem anderen vollautomatisierten Fahrzeug und dem eigenen Fahrzeug Trajektorien zu vereinbaren, insbesondere durch Bestätigung/Ablehnung von Anfragen zur Anpassung der Bahnführung auf einem bestimmten Bewegungspfad. Das Aushandeln der jeweiligen Trajektorien des eigenen Fahrzeugs und des jeweiligen anderen vollautomatischen Fahrzeugs erfolgt dabei bevorzugt ohne Zutun des menschlichen Fahrers des eigenen Fahrzeugs, sondern vielmehr mithilfe der Recheneinheit des eigenen Fahrzeugs sowie durch entsprechende Rechner der vollautomatisierten Fahrzeuge in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs. Zu diesen Verhandlungen wird die Kommunikationseinheit herangezogen, um entsprechende Daten von geplanten Routen und dafür eingeplante Bewegungspfade auszutauschen und einen Konsens zur gemeinschaftlichen und kollisionsfreien Nutzung des gemeinsamen Verkehrsraums zu finden. Die Kommunikation über die Kommunikationseinheit kann auch Datenströme zwischen den anderen vollautomatisierten Fahrzeugen und einer Verkehrszentrale sowie zwischen dem eigenen Fahrzeug und der Verkehrszentrale umfassen. Bevorzugt verwendete Protokolle sind insbesondere mittels 4G und 5G, sowie ähnliche Standards. Da die jeweilige Kommunikation jedoch zeitkritisch ist, sollte Wert auf Echtzeitfähigkeit der Kommunikation gelegt werden.The communication unit serves in particular to receive the information transmitted by other fully automated vehicles about the respective current or planned trajectory of the other fully automated vehicle, or alternatively based on the information about one's own planned destination between another fully automated vehicle and one's own vehicle trajectories to be agreed, in particular by confirming/rejecting requests to adjust the path guidance on a specific movement path. The negotiation of the respective trajectories of one's own vehicle and the respective other fully automated vehicle is preferably carried out without the intervention of the human driver of one's own vehicle, but rather with the help of the computing unit of one's own vehicle and by corresponding computers of the fully automated vehicles in the vicinity of one's own vehicle. The communication unit is used in these negotiations to exchange relevant data from planned routes and planned movement paths and to find a consensus on the joint and collision-free use of the shared traffic space. The communication via the communication unit can also include data streams between the other fully automated vehicles and a traffic center as well as between your own vehicle and the traffic center. The preferred protocols used are in particular 4G and 5G, as well as similar standards. However, since the respective communication is time-critical, emphasis should be placed on real-time capability of the communication.

Die Recheneinheit ist bevorzugt zusammen mit der Kommunikationseinheit und der Augmentierungseinheit im Fahrzeug selbst angeordnet, es kann jedoch auch die Kommunikationseinheit und die Augmentierungseinheit im Fahrzeug angeordnet sein während die Recheneinheit zumindest teilweise Module einer Verkehrszentrale aufweist und nutzt, insbesondere um den Bewegungspfad für das eigene Fahrzeug zu ermitteln. Die für die Ansteuerung der Augmentierungseinheit zuständigen Module der Recheneinheit sind dagegen bevorzugt im Fahrzeug angeordnet.The computing unit is preferably arranged together with the communication unit and the augmentation unit in the vehicle itself, but the communication unit and the augmentation unit can also be arranged in the vehicle while the computing unit at least partially has and uses modules of a traffic center, in particular to determine the movement path for one's own vehicle determine. The modules of the computing unit responsible for controlling the augmentation unit, on the other hand, are preferably arranged in the vehicle.

Die Recheneinheit ermittelt auf Basis dieser Daten einen vorgegebenen Bewegungspfad für das eigene Fahrzeug. Ein solcher Bewegungspfad würde sonst intuitiv vom menschlichen Fahrer auf Grundlage von Fahrbahnmarkierungen und den lokal geltenden Verkehrsregeln (beispielsweise Verbot des Überfahrens einer durchgezogenen Linie, Rechtsfahrgebot auf einer mehrspurigen Straße, etc.;) vorgenommen werden, wäre die Verkehrsumgebung vollständig für manuell geführte Fahrzeuge ausgelegt. Dieser ermittelte vorgegebene Bewegungspfad umfasst damit koordinierende Planungen, die der Ausgabe des vorgegebenen Bewegungspfads vorausgegangen sind. Solche koordinierten Planungen erlauben die optimale gemeinsame Ausnutzung des lokalen Verkehrsraums beim Aufeinandertreffen mit anderen vollautomatisierten Fahrzeugen. Die Recheneinheit stellt beim Vorgeben des Bewegungspfads für das eigene Fahrzeug damit auch sicher, dass keine Kollisionen mit den anderen vollautomatisierten Fahrzeugen erfolgen.The computing unit uses this data to determine a predetermined movement path for the vehicle. Such a movement path would otherwise be carried out intuitively by the human driver based on road markings and the locally applicable traffic rules (e.g. prohibition of driving over a solid line, driving to the right on a multi-lane road, etc.;) if the traffic environment were completely designed for manually driven vehicles. This determined predetermined movement path therefore includes coordinating plans that preceded the output of the predetermined movement path. Such coordinated planning allows for optimal shared use of the local traffic space when encountering other fully automated vehicles. When specifying the movement path for its own vehicle, the computing unit also ensures that there are no collisions with other fully automated vehicles.

Ein solcher vorgegebener Bewegungspfad unterscheidet sich hierbei von der lokalen Routenführung, die z.B. ein heutiges Navigationsgerät berechnet, da es in der Verkehrsumgebung für vollautomatisierte Fahrzeuge keine fest definierten Fahrstreifen gibt. Ein vorgegebener Bewegungspfad umfasst vielmehr die genauen geometrischen Angaben, wie z.B. Mittellinie plus Breite des virtuellen Fahrstreifens, die sich aus der berechneten optimalen Trajektorie ergibt.Such a predetermined movement path differs from the local route guidance that a current navigation device calculates, for example, since there are no firmly defined lanes in the traffic environment for fully automated vehicles. Rather, a given movement path includes the exact geometric information, such as the center line plus the width of the virtual lane, which results from the calculated optimal trajectory.

Die Augmentierungseinheit hilft, dem Fahrer die Realität zu erweitern, sodass der Fahrer zusätzliche digitale Kennzeichnungen und andere Informationen wahrnehmen kann. Ein Beispiel hierfür ist eine VR-Brille, die in den Brillengläsern derartige Einblendungen vornimmt, dass es für den Fahrer so aussieht als wären diese in der realen Welt tatsächlich existent, wie z.B. Fahrstreifenmarkierungen auf (unmarkiertem) Asphalt. Zum Betrieb der VR-Brille ist ein genaues Tracking der Kopfhaltung notwendig. Für die Umsetzung der Echtzeitberechnungen, um die spezifische Darstellung für den Fahrer zu ermöglichen, muss zusätzlich ausreichend Rechenkapazität zur Verfügung stehen, entweder mit einem entsprechenden Gerät, wie z.B. ein Hochleistungs-Smartphone oder extern per Cloud-Computing. Weitere Beispiele für mögliche Augmentierungseinheiten sind VR-Kontaktlinsen, ein Projektor auf die Frontscheibe (ein sog. Head-Up-Display), eine direkte neuronale Schnittstelle, oder eine Darstellung auf einem Bildschirm des Fahrzeugs, auf dem insbesondere Kamerabilder der Umgebung des eigenen Fahrzeugs mit den zusätzlichen Informationen dargestellt werden. Für eine Anwendung auf eingegrenzte Verkehrsräume, wie z.B. auf Firmengelände, Parkplätze, Rollfelder etc. können der vorgegebene Bewegungspfad und/oder die unterstützenden Symbole auch von festinstallierten (Tageslicht-)Projektoren direkt auf die Verkehrsflächen projiziert werden. Insbesondere auf Rollfeldern können menschliche Fahrer auf großen Freiflächen durch virtuelle Fahrstreifenmarkierungen sicher mit genügend Abstand zu vollautomatisierten Fahrzeugen manövrieren. Mit virtuellen Lichtsignalanlagen kann der menschliche Fahrer gestoppt werden, um z.B. anderen vollautomatisierten Fahrzeugen zwingend Vorfahrt zu gewähren.The augmentation unit helps augment reality to the driver, allowing the driver to perceive additional digital identifiers and other information. An example of this is VR glasses that display images in the lenses of the glasses in such a way that it looks to the driver as if they actually exist in the real world, such as lane markings on (unmarked) asphalt. To operate the VR glasses, precise tracking of the head position is necessary. To implement the real-time calculations in order to enable the specific representation for the driver, sufficient additional computing capacity must be available, either with an ent speaking device, such as a high-performance smartphone or externally via cloud computing. Further examples of possible augmentation units are VR contact lenses, a projector on the windshield (a so-called head-up display), a direct neural interface, or a display on a vehicle screen, which in particular shows camera images of the vehicle's surroundings the additional information is presented. For application to limited traffic areas, such as company premises, parking lots, runways, etc., the specified movement path and/or the supporting symbols can also be projected directly onto the traffic areas by permanently installed (daylight) projectors. Particularly on runways, human drivers can maneuver safely in large open spaces with sufficient distance to fully automated vehicles using virtual lane markings. With virtual traffic lights, the human driver can be stopped, for example to give other fully automated vehicles the right of way.

Das Ziel der Augmentierungseinheit ist es, dass sich der Fahrer in der Umgebung für vollautomatisierte Fahrzeuge ohne reale Verkehrszeichen sicher und wie gewohnt manövrieren kann. Gewohnt in der Hinsicht, dass durch die Augmentierung virtuelle Verkehrszeichen und virtuelle Markierungen hinzugefügt werden, so dass für ihn scheinbar die alten und gewohnten Verkehrsregeln gelten. Scheinbar, weil diese nur exklusiv für den manuellen Fahrer gelten. Die automatisierten Fahrzeuge sind losgelöst davon und fahren nach anderen Kriterien durch diese Verkehrsumgebung. Der vorgegebene Bewegungspfad wird bevorzugt durch virtuelle Fahrstreifenmarkierungen auf der linken und rechten Seite realisiert, sodass der Fahrer weiß, dass er dazwischen fahren kann/soll/muss. Es können zur besseren Übersicht Pfeile die Fahrtrichtung auf der Straße hervorheben. Zusätzlich können virtuelle Leitplanken an den Fahrstreifenrändern eingeblendet werden, um ein höheres Sicherheitsgefühl zu vermitteln, falls automatisierte Fahrzeuge z.B. auf der linken und rechten Seite des manuellen Fahrers entgegen kommen. Auch virtuelle Verkehrsschilder können als augmentierte Information eingeblendet werden, insbesondere wenn diese über eine längere Strecke gelten. Ein typisches Beispiel ist die Höchstgeschwindigkeit. Andere Verkehrszeichen, wie z.B. Parkverbotschilder, oder an (virtuellen) Kreuzungen die dortigen Vorfahrtsregeln, können als virtuelle Schilder an einer solchen Position eingeblendet werden, als wären sie in der realen Welt aufgestellt worden. Für virtuelle Lichtsignalanlagen können in der Augmentierung vorderhalb positionierte Haltelinien eingeblendet werden. Die Ampel an sich kann ebenfalls eingeblendet werden oder als vereinfachtes Symbol dargestellt werden. Der Anzeigestatus (farbiges Licht) der Ampel wird jedoch bevorzugt von einer Verkehrszentrale gesteuert, um einen optimierten effizienten Verkehrsfluss gewährleisten zu können.The aim of the augmentation unit is for the driver to be able to maneuver safely and as usual in the environment for fully automated vehicles without real traffic signs. Familiar in the sense that virtual traffic signs and virtual markings are added through the augmentation, so that the old and familiar traffic rules apparently apply to him. Apparently because these only apply exclusively to the manual driver. The automated vehicles are detached from this and drive through this traffic environment according to different criteria. The specified movement path is preferably implemented by virtual lane markings on the left and right sides, so that the driver knows that he can/should/must drive between them. Arrows can highlight the direction of travel on the road for a better overview. In addition, virtual guardrails can be displayed at the edges of the lane to provide a greater feeling of safety if, for example, automated vehicles come towards the manual driver on the left and right sides. Virtual traffic signs can also be displayed as augmented information, especially if they apply over a longer distance. A typical example is the maximum speed. Other traffic signs, such as no-parking signs or the right-of-way rules at (virtual) intersections, can be displayed as virtual signs in a position as if they had been set up in the real world. For virtual traffic signals, stop lines positioned at the front can be displayed in the augmentation. The traffic light itself can also be displayed or displayed as a simplified symbol. However, the display status (colored light) of the traffic light is preferably controlled by a traffic control center in order to ensure an optimized, efficient traffic flow.

Bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgeführt, beim Vorgeben des Bewegungsapparates zu berücksichtigen, dass der manuelle Fahrer sich eher passiv verhält, indem er auf die Aktionen der vollautomatisierten Fahrzeuge eher reagiert. Dies liegt insbesondere daran, dass der manuelle Fahrer eventuelle Änderungen des vorgegebenen Bewegungspfads nur über eine angepasste Augmentierung erhält. Dadurch wird der manuelle Fahrer sich prinzipiell anders verhalten als ein automatisiertes Fahrzeug, was in der Routenplanung ebenfalls für die automatisierten Fahrzeuge berücksichtigt werden muss. Automatisierte Fahrzeuge sollten sich in der Nähe des manuellen Fahrers wie menschliche Fahrer verhalten und dort sich an die „klassischen Verkehrsregeln“ halten. Das betrifft vor allem Abstandsregeln und Geschwindigkeitsbegrenzungen. Zusätzlich kann es sein, dass der manuelle Fahrer abgelenkt ist oder sonst nicht vorhersehbare Manöver einschlägt, sodass die automatisierten Fahrzeuge mit erhöhter Risikobereitschaft in dessen Nähe fahren sollten.The computing unit is preferably designed to take into account when specifying the musculoskeletal system that the manual driver behaves more passively by reacting more to the actions of the fully automated vehicles. This is particularly due to the fact that the manual driver only receives any changes to the specified movement path via an adapted augmentation. As a result, the manual driver will fundamentally behave differently than an automated vehicle, which must also be taken into account in route planning for the automated vehicles. Automated vehicles should behave like human drivers when near the manual driver and adhere to the “classic traffic rules”. This particularly applies to distance rules and speed limits. In addition, it may be that the manual driver is distracted or otherwise makes unforeseeable maneuvers, so that the automated vehicles should drive close to them with an increased willingness to take risks.

Zur vollständigen Koordination zwischen den vollautomatisierten Fahrzeugen und zwischen einem jeweiligen vollautomatisierten Fahrzeug und dem eigenen manuell geführten Fahrzeug sowie zur Ausführung des vorgegebenen Bewegungspfads und zur korrekten Darstellung von in der Augmentierung dargestellten ortsbezogenen Objekten wird vorteilhaft eine Ortungseinheit zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs verwendet. Bevorzugt wird eine satellitengestützte Ortungseinheit verwendet, die per Galileo, Glonass, Beidou oder IRNS ggf. ergänzt durch weitere Sensoren, wie z.B. Beschleunigungssensoren und Kompass, um die Positionierungsgenauigkeiten zu erhöhen, insbesondere die aktuelle Position, die aktuelle Fahrrichtung, Geschwindigkeit, und Beschleunigung, Verzögerung, zumindest des manuell geführten Fahrzeugs bestimmt, und bevorzugt diese Werte über die Kommunikationseinheit an die anderen vollautomatisierten Verkehrsteilnehmer und gegebenenfalls eine Verkehrszentrale übermittelt.For complete coordination between the fully automated vehicles and between a respective fully automated vehicle and one's own manually guided vehicle as well as for executing the specified movement path and for the correct representation of location-related objects shown in the augmentation, a location unit is advantageously used to determine the position of the vehicle. A satellite-based positioning unit is preferably used, which is operated via Galileo, Glonass, Beidou or IRNS, if necessary supplemented by other sensors, such as acceleration sensors and compass, in order to increase the positioning accuracies, in particular the current position, the current direction of travel, speed, acceleration, deceleration , at least of the manually driven vehicle, and preferably these values are transmitted via the communication unit to the other fully automated road users and, if necessary, a traffic control center.

Es ist eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung, dass das System manuell geführten Fahrzeugen erlaubt, sicher in einer Verkehrsumgebung für automatisierte Fahrzeuge ohne statische Verkehrsregeln oder Verkehrsschilder zu agieren. Dies ist besonders vorteilhaft für manuell geführte Rettungsfahrzeuge und noch verbleibende manuell geführte Fahrzeuge in einer für automatisierte Fahrzeuge optimierten Verkehrslandschaft.It is an advantageous effect of the invention that the system allows manually driven vehicles to operate safely in an automated vehicle traffic environment without static traffic rules or traffic signs. This is particularly advantageous for manually guided rescue vehicles and remaining manually guided vehicles in a traffic landscape optimized for automated vehicles.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgeführt ist zu erkennen, ob sich das Fahrzeug aktuell in einer Verkehrsumgebung für vollautomatisierte Fahrzeuge ohne Ausstattung und Regeln für manuell geführte Fahrzeuge befindet, sodass die Augmentierungseinheit nur dann von der Recheneinheit angesteuert wird, für den menschlichen Fahrer des eigenen Fahrzeugs den vorgegebenen Bewegungspfad und unterstützende Symbole der Realität überlagert anzuzeigen, wenn eine Verkehrsumgebung für vollautomatisierte Fahrzeuge ohne Ausstattung und Regeln für manuell geführte Fahrzeuge erkannt wird.According to an advantageous embodiment, the computing unit is designed to detect whether the vehicle is currently in a traffic environment for fully automated vehicles without equipment and rules for manually driven vehicles, so that the augmentation unit is only controlled by the computing unit for the human driver own vehicle to display the specified movement path and supporting symbols superimposed on reality when a traffic environment for fully automated vehicles without equipment and rules for manually driven vehicles is recognized.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Augmentierungseinheit ein Head-Up-Display.According to a further advantageous embodiment, the augmentation unit comprises a head-up display.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Bewegungspfad durch virtuelle Fahrbahnbegrenzungsmarkierungen oder durch eine mittige Bahnkurve angezeigt.According to a further advantageous embodiment, the movement path is displayed by virtual road markings or by a central trajectory.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgeführt, über die Kommunikationseinheit an zumindest ein weiteres vollautomatisiertes Fahrzeug die aktuell für den menschlichen Fahrer des Fahrzeugs geltenden Verkehrsregeln mitzuteilen, sodass das jeweilige weitere vollautomatisierte Fahrzeug auf das manuell geführte Fahrzeug reagieren kann.According to a further advantageous embodiment, the computing unit is designed to communicate the traffic rules currently applicable to the human driver of the vehicle to at least one further fully automated vehicle via the communication unit, so that the respective further fully automated vehicle can react to the manually driven vehicle.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfassen die unterstützenden Symbole zumindest eines aus den Folgenden: Virtuelle Verkehrszeichen, virtuelle Warnbaken, virtuelle Ampeln, virtuelle physische Fahrbahnbegrenzungen, Fahrbahnmarkierungen mit verkehrslenkender und reglementierender Bedeutung, virtuelle Leitplanken, Geschwindigkeitsbeschränkungen, Benachrichtigungen, geplanten Trajektorien eines jeweiligen anderen vollautomatisierten Fahrzeugs, Hervorhebungen eines jeweiligen anderen vollautomatisierten Fahrzeugs.According to a further advantageous embodiment, the supporting symbols include at least one of the following: virtual traffic signs, virtual warning beacons, virtual traffic lights, virtual physical road boundaries, road markings with traffic-directing and regulating significance, virtual guardrails, speed limits, notifications, planned trajectories of a respective other fully automated vehicle, Highlights of a respective other fully automated vehicle.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgeführt, nach Definition eines vorgegebenen Zielorts eine Route vorzugeben und für die vorgegebene Route statische Verkehrsregeln für den manuellen Fahrer festzulegen, um die statischen Verkehrsregeln mithilfe der unterstützende Symbole auszugeben.According to a further advantageous embodiment, the computing unit is designed to prescribe a route after defining a predetermined destination and to set static traffic rules for the manual driver for the predetermined route in order to output the static traffic rules using the supporting symbols.

Gibt der der menschliche Fahrer dagegen keinen Zielort vor, übermittelt bevorzugt eine Verkehrszentrale Informationen über Abzweigungen an Module der Recheneinheit zum Anzeigen mehrerer Möglichkeiten und ggf. virtueller Abbiegespuren, sodass die anderen vollautomatisierten Fahrzeuge möglichst schnell auf die Entscheidung des manuellen Fahrers reagieren können, ohne den Verkehrsfluss zu stören. Dies wäre vor allem für den urbanen Bereich von Interesse. Der Algorithmus muss entsprechend angepasst werden, sodass die anderen vollautomatisierten Fahrzeuge bei der Begegnung mit einem manuellen Fahrzeug genügend Platz für wechselnde Entscheidung lassen.On the other hand, if the human driver does not specify a destination, a traffic center preferably transmits information about turns to modules of the computing unit to display several options and, if necessary, virtual turning lanes, so that the other fully automated vehicles can react as quickly as possible to the manual driver's decision without affecting the flow of traffic disturb. This would be of particular interest in urban areas. The algorithm must be adjusted accordingly so that the other fully automated vehicles leave enough room for changing decisions when they encounter a manual vehicle.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine stationäre Verkehrszentrale Teil der Recheneinheit und dazu ausgeführt, den vorgegebenen Bewegungspfad für das eigene Fahrzeug auf Basis der zwischen einem anderen vollautomatisierten Fahrzeug und dem eigenen Fahrzeug automatisch ausgehandelten Trajektorien zu ermitteln, indem von der Verkehrszentrale die relativen Trajektorien aller vollautomatisierten Fahrzeuge untereinander und zwischen einem jeweiligen vollautomatisierten Fahrzeug und dem manuell geführten Fahrzeug koordiniert werden.According to a further advantageous embodiment, a stationary traffic center is part of the computing unit and is designed to determine the predetermined movement path for one's own vehicle based on the trajectories automatically negotiated between another fully automated vehicle and one's own vehicle, in that the relative trajectories of all fully automated ones are determined by the traffic center Vehicles are coordinated with each other and between a respective fully automated vehicle and the manually driven vehicle.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Verkehrszentrale dazu ausgeführt, eine virtuelle Ampelanlage anzusteuern, wobei der jeweils aktuelle Signalzustand der Ampelanlage von der Augmentierungseinheit ausgegeben wird.According to a further advantageous embodiment, the traffic center is designed to control a virtual traffic light system, with the current signal status of the traffic light system being output by the augmentation unit.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Verkehrszentrale dazu ausgeführt, zur Ermittlung des vorgegebenen Bewegungspfads für das eigene Fahrzeug sowie zur Koordination der relativen Trajektorien zwischen einem jeweiligen vollautomatisierten Fahrzeug und dem manuell geführten Fahrzeug ein Fahrermodell des menschlichen Fahrers zu verwenden.According to a further advantageous embodiment, the traffic center is designed to use a driver model of the human driver to determine the predetermined movement path for the own vehicle and to coordinate the relative trajectories between a respective fully automated vehicle and the manually guided vehicle.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgeführt, die Augmentierungseinheit bei Anwesenheit eines Einsatzfahrzeugs im Umfeld des eigenen Fahrzeugs nur zum Ausgeben von geplanten Trajektorien der anderen vollautomatisierten Fahrzeuge unter/oder des Einsatzfahrzeugs anzusteuern, ohne dass unterstützende Symbole im Bezug auf Verkehrsregeln oder Fahrstreifenmarkierungen angezeigt werden.According to a further advantageous embodiment, the computing unit is designed to control the augmentation unit in the presence of an emergency vehicle in the vicinity of one's own vehicle only to output planned trajectories of the other fully automated vehicles under/or the emergency vehicle, without supporting symbols relating to traffic rules or lane markings being displayed become.

Da bei einem Einsatzfahrzeug ein manueller Fahrer eine deutliche höhere Kritikalität akzeptiert und sich die geplanten/ausgeführten Manöver stark von den Fähigkeiten des Fahrers abhängen ist hier ein modifizierter Ansatz vorgeschlagen. Die benötigte Hardware ist jedoch identisch wie in anderen Ausführungsformen. Ein Unterschied ist, dass die Route nicht von der Verkehrszentrale berechnet wird. Die Position, Richtung und Geschwindigkeit des Einsatzfahrzeugs wird bevorzugt lediglich an alle automatisierten Fahrzeuge in der Nähe über die Verkehrszentrale übertragen. Diese reagieren darauf. Es werden hierbei keine Verkehrsregeln oder Fahrstreifenmarkierungen angezeigt. Es werden aber die geplanten Trajektorien der vollautomatisierten Fahrzeuge eingeblendet, sodass der manuelle Fahrer sich darauf einstellen kann, um sich schneller und sicherer in der Verkehrsumgebung bewegen zu können. Optional können aber die Teile der Fahrbahn virtuell markiert werden, die bei der aktuellen Geschwindigkeit des manuellen Fahrzeugs, sicher oder nicht sicher befahrbar sind. D.h. Flächen mit niedriger Kritikalität können z.B. grün und mit hoher Kritikalität z.B. rot eingefärbt werden. Ist der Zielort bekannt, können dennoch vorgeschlagene Richtungspfeile und optional Fahrstreifenmarkierungen eingeblendet werden, die das System als optimale Route berechnet hat. Die anderen vollautomatisierten Fahrzeuge werden bevorzugt auf Kommando der Verkehrszentrale hin so umgeleitet oder aus dem (vermutlichen) Weg des Einsatzfahrzeugs gefahren, sodass hier nach Möglichkeiten stets Rettungsgassen gebildet werden.Since a manual driver accepts a significantly higher level of criticality in an emergency vehicle and the planned/executed maneuvers depend heavily on the driver's skills, a modified approach is proposed here. However, the required hardware is identical to other embodiments. One difference is that the route is not calculated by the traffic center. The position, direction and speed of the emergency vehicle is preferably only transmitted to all automated vehicles in the vicinity via the traffic center. They react to it. No traffic rules or lane markings are displayed. It who However, the planned trajectories of the fully automated vehicles are displayed so that the manual driver can adapt to them in order to be able to move faster and safer in the traffic environment. Optionally, the parts of the road that are safe or not safe to drive on at the current speed of the manual vehicle can be marked virtually. This means that areas with low criticality can be colored green, for example, and areas with high criticality, for example, can be colored red. If the destination is known, suggested directional arrows and optional lane markings can still be displayed, which the system has calculated as the optimal route. The other fully automated vehicles are preferably redirected on the command of the traffic center or driven out of the (presumed) path of the emergency vehicle, so that rescue lanes are always created here wherever possible.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem System wie oben und im Folgenden beschrieben.Another aspect of the invention relates to a vehicle with a system as described above and below.

Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Fahrzeugs ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen System vorstehend gemachten Ausführungen.Advantages and preferred developments of the proposed vehicle result from an analogous and meaningful transmission of the statements made above in connection with the proposed system.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details emerge from the following description, in which at least one exemplary embodiment is described in detail - if necessary with reference to the drawing. Identical, similar and/or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.

Es zeigen:

1: Eine reale und hypothetische Situation beim Linksabbiegen manuell bzw. automatisch geführter Fahrzeuge.
2: Eine hypothetische Situation auf breiten Straßen für automatische geführte Fahrzeuge.
3: Ein Fahrzeug als Teil eines Systems zum Ermöglichen einer manuellen Fahrzeugführung in einer Verkehrsumgebung für vollautomatisierte Fahrzeuge gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4: Eine Augmentierung der Realität im System der 3.

Show it:

1 : A real and hypothetical situation when turning left in manually or automatically guided vehicles.
2 : A hypothetical situation on wide roads for automated guided vehicles.
3 : A vehicle as part of a system for enabling manual vehicle guidance in a traffic environment for fully automated vehicles according to an exemplary embodiment of the invention.
4 : An augmentation of reality in the system of 3 .

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.The representations in the figures are schematic and not to scale.

1 und 2 zeigen typische Szenarien im Straßenverkehr im Vergleich für manuell geführte Fahrzeuge und vollautomatisierte Fahrzeuge. 1 zeigt eine Abbiegesituation eines Fahrzeugs vor einem entgegenkommenden Fahrzeug. In Teilbild (A) sind hierbei zwei manuell geführte Fahrzeuge dargestellt. Beim links Abbiegen würde sich eine potentielle Kollisionsgefahr ergeben, da sich die geplanten Trajektorien der Fahrzeuge überschneiden. Nach statischen Verkehrsregeln ist jedoch festgelegt, wer von den beiden manuell geführten Fahrzeugen zu warten hat und dem anderen Fahrzeug Vorfahrt zu gewähren hat. Im Teilbild (B) dagegen ist eine mögliche zukünftige Situation mit zwei vollautomatisierten Fahrzeugen gezeigt. Durch eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation können Trajektorien ausgehandelt werden, die für beide Fahrzeuge optimal sind, sodass keines der beiden Fahrzeuge warten muss. Vielmehr können die beiden Fahrzeuge aneinander vorbeifahren. Die geplanten Trajektorien der vollautomatisierten Fahrzeuge überschneiden sich hierbei nicht. Dies wird durch dynamische Verkehrsregeln erreicht, die durch eine automatische Kommunikation der beiden vollautomatisierten Fahrzeuge ermöglicht wird. Statische Verkehrsregeln sind hierbei Verkehrsregeln, die jedem menschlichen Fahrer bekannt sind und invariant sind. 1 and 2 show typical road traffic scenarios in comparison for manually driven vehicles and fully automated vehicles. 1 shows a vehicle turning situation in front of an oncoming vehicle. Partial image (A) shows two manually driven vehicles. There would be a potential risk of collision when turning left because the planned trajectories of the vehicles overlap. However, static traffic rules determine which of the two manually driven vehicles has to wait and give way to the other vehicle. In contrast, partial image (B) shows a possible future situation with two fully automated vehicles. Through vehicle-to-vehicle communication, trajectories that are optimal for both vehicles can be negotiated so that neither vehicle has to wait. Rather, the two vehicles can drive past each other. The planned trajectories of the fully automated vehicles do not overlap. This is achieved through dynamic traffic rules, which are made possible by automatic communication between the two fully automated vehicles. Static traffic rules are traffic rules that are known to every human driver and are invariant.

Dynamische Verkehrsregeln dagegen sind speziell für automatisierte Fahrzeuge erdacht und können sich jederzeit der Situation anpassen, um beispielsweise den Verkehrsfluss zu optimieren. Teilbild (B) erfolgt in einer zukünftigen Verkehrsumgebung, die für das automatisierte Fahren (SAE Level 4 + 5) ausgelegt ist. Hierbei können lediglich die befahrbaren Straßen, Wege und Flächen vorhanden sind, aber keine Markierungen, Verkehrszeichen oder Lichtsignalanlagen. Denn in einer für das automatisierte Fahren ausgelegten Verkehrsumgebung sind die aktuellen Verkehrsregeln und die aufgeführten Elemente nicht nötig für das manuelle Fahren, da automatisierte Fahrzeuge auch anderweitig über aktuell herrschende Regeln informiert werden können. Auch kann durch das Ersetzen sämtlicher oder teilweiser statischer Regelungen durch dynamische und individualisierte Regelungen, die an die aktuelle Situation angepasst werden, der Verkehrsfluss gesteigert werden. Ist diese Technik in einem solchen Reifegrad etabliert, sodass alle Fahrzeuge individuelle Routen bekommen, kann es von außen betrachtet chaotisch aussehen und nach unvorhersehbaren Fahrmanövern. In einer solchen Umgebung wäre es für menschliche Fahrer nicht möglich sicher zu fahren, da die anderen Verkehrsteilnehmer nicht eingeschätzt werden können bzw. die anderen automatisierten Verkehrsteilnehmer können nur schätzen, was der menschliche Fahrer macht, sodass die Effizienz verloren geht. 2 zeigt ein weiteres Beispiel zur dynamischen Fahrstreifenanpassung für vollautomatisierte Fahrzeuge auf autobahnähnlichen Strecken, wie es für manuell geführte Fahrzeuge nicht möglich wäre: Liegt eine geringe Verkehrsdichte vor, wird das Geschwindigkeitslimit erhöht und die Zahl der Fahrspuren minimiert (linkes Teilbild). Mit zunehmendem Verkehrsaufkommen (mittleres und rechtes Teilbild) wird das Geschwindigkeitslimit verringert und die Zahl der Fahrspuren erhöht. Die Fahrbahnmarkierungen sind dabei nur zur Anschaulichkeit eingezeichnet und werden den automatisierten Fahrzeugen sinngemäß mitgeteilt, sind jedoch nicht physisch auf der Straße vorhanden.Dynamic traffic rules, on the other hand, are designed specifically for automated vehicles and can adapt to the situation at any time, for example to optimize traffic flow. Partial image (B) takes place in a future traffic environment that is designed for automated driving (SAE Level 4 + 5). Only the passable roads, paths and areas can be present, but no markings, traffic signs or traffic lights. In a traffic environment designed for automated driving, the current traffic rules and the listed elements are not necessary for manual driving, as automated vehicles can also be informed about current rules in other ways. Traffic flow can also be increased by replacing all or part of static regulations with dynamic and individualized regulations that are adapted to the current situation. If this technology is established to such a level of maturity that all vehicles have individual routes, from the outside it can look chaotic and suggest unpredictable driving maneuvers. In such an environment, it would not be possible for human drivers to drive safely because the other road users cannot be estimated or the other automated road users can only estimate what the human driver is doing, so efficiency is lost. 2 shows another example of dynamic lane adjustment for fully automated vehicles on highway-like routes, in a way that would not be possible for manually driven vehicles: If there is low traffic density, the speed limit is set increased and the number of lanes minimized (left part of the picture). As traffic volume increases (middle and right panels), the speed limit is reduced and the number of lanes increases. The road markings are drawn for illustrative purposes only and are communicated to the automated vehicles accordingly, but are not physically present on the road.

3 zeigt ein Fahrzeug 3 in einem System 1. Eine stationäre Verkehrszentrale ist Teil der Recheneinheit 5, die auch eine fahrzeugseitige Komponente aufweist, um eine Augmentierungseinheit 9 des Fahrzeugs 3 anzusteuern. Mittels der Kommunikationseinheit 7 identifiziert sich der Fahrer bei der Verkehrszentrale, welche ein zentrales Rechenzentrum ist und das Zusammenspiel zwischen den Verkehrsteilnehmern koordiniert und kontrolliert. Dazu muss diese mit den Verkehrsteilnehmern kommunizieren können. Dazu gehört auch die Planung wie die Verkehrsführung definiert werden muss, um bspw. den Verkehrsfluss z.B. in Einbahnstraßen eventspezifisch zu definieren - zu einem Stadion vor einem großen Fußballspiel und nach dem Fußballspiel wieder in die entgegengesetzte Richtung, sodass Staus schon vor dem Anstieg des Verkehrsaufkommens vermieden werden können. Anschließend gibt der menschliche Fahrer den Zielort z.B. über Smartphone vor, der zusammen mit der aktuellen Position des Fahrzeugs 3 und mit Fahrzeugdaten an die Verkehrszentrale über die Kommunikationseinheit 7 übermittelt wird. Die Verkehrszentrale ist damit in Kenntnis gesetzt, dass es sich bei dem Fahrzeug 3 um ein manuell geführtes Fahrzeug handelt, und berechnet eine optimale Route unter den aktuellen Bedingungen für das anfragende Fahrzeug 3. Eine empfohlene bzw. vorgegebene Geschwindigkeit bzw. Höchstgeschwindigkeiten werden dabei mit berechnet und diese in die Routenoptimierung einbezogen. Statische Verkehrsregeln für den manuellen Fahrer werden entlang der Route festgelegt und mit der Route an das manuell geführte Fahrzeug 3 übertragen. Dies umfasst auch die streckenweise vorgegebenen Bewegungspfade die mithilfe der fahrzeugseitigen Recheneinheit 5 ausgegeben werden. Die vorgegebenen Bewegungspfade werden jedoch bei Bedarf aktualisiert mit dem aktuellen Wissen über andere vollautomatisierter Fahrzeuge und deren aktuelle oder geplante Trajektorien, welche auch ausgehandelt werden können. So können Verkehrsregeln und mit ihnen vorgegebene Bewegungspfade angepasst werden. Die Anpassung von bereits sichtbaren Elementen kann jedoch nicht so dynamisch wie für automatisierte Fahrzeuge geschehen, damit der Fahrer ausreichend Zeit hat darauf zu reagieren. Dennoch kann in einem gewissen Rahmen, der z.B. von der Reaktionszeit bestimmt wird, sogar die Führung des Fahrstreifens geändert werden. Eine kontinuierliche Änderung ist hierbei einer diskreten Änderung zu bevorzugen. Verkehrsregeln, die in der für manuelle Fahrer ausgelegten Verkehrsumgebung mit Schildern angezeigt werden, können schneller geändert werden, wenn es die aktuelle Situation erfordert oder der Bewegungspfad dadurch optimiert werden kann. Dazu würde dann das entsprechende Verkehrszeichen über das AR- Device eingeblendet werden. Die für die Augmentierung einzublendenden Elemente werden mit der aktuellen Position des manuell geführten Fahrzeugs und ggf. Blickwinkel des Fahrers abgeglichen und berechnet, wie die statischen Verkehrsregeln für das entsprechende AR-Device eingeblendet werden muss, z.B. Fahrstreifenmarkierungen und Geschwindigkeitsbeschränkungen. Für den menschlichen Fahrer des eigenen Fahrzeugs 3 werden der vorgegebene Bewegungspfad und unterstützende Symbole der Realität überlagert angezeigt, siehe hierzu 4. 3 shows a vehicle 3 in a system 1. A stationary traffic center is part of the computing unit 5, which also has a vehicle-side component in order to control an augmentation unit 9 of the vehicle 3. Using the communication unit 7, the driver identifies himself at the traffic control center, which is a central data center and coordinates and controls the interaction between the road users. To do this, it must be able to communicate with road users. This also includes planning how the traffic routing must be defined, for example to define the traffic flow in one-way streets for specific events - to a stadium before a big football game and again in the opposite direction after the football game, so that traffic jams can be avoided before the traffic volume increases can be. The human driver then specifies the destination, for example via smartphone, which is transmitted to the traffic center via the communication unit 7 together with the current position of the vehicle 3 and vehicle data. The traffic center is thus informed that the vehicle 3 is a manually driven vehicle and calculates an optimal route under the current conditions for the requesting vehicle 3. A recommended or specified speed or maximum speeds are also calculated and included them in the route optimization. Static traffic rules for the manual driver are set along the route and transmitted to the manually driven vehicle 3 with the route. This also includes the predetermined movement paths that are output using the vehicle-side computing unit 5. However, the specified movement paths are updated if necessary with the current knowledge about other fully automated vehicles and their current or planned trajectories, which can also be negotiated. In this way, traffic rules and the movement paths specified by them can be adapted. However, the adjustment of elements that are already visible cannot be done as dynamically as for automated vehicles so that the driver has enough time to react. Nevertheless, within a certain framework, which is determined, for example, by the reaction time, even the routing of the lane can be changed. A continuous change is preferable to a discrete change. Traffic rules displayed with signs in the traffic environment designed for manual drivers can be changed more quickly if the current situation requires it or the movement path can thereby be optimized. The corresponding traffic sign would then be displayed via the AR device. The elements to be displayed for the augmentation are compared with the current position of the manually driven vehicle and, if necessary, the driver's viewing angle and it is calculated how the static traffic rules must be displayed for the corresponding AR device, e.g. lane markings and speed limits. For the human driver of the vehicle 3, the specified movement path and supporting symbols are displayed superimposed on reality, see here 4 .

4 zeigt in Teilbild (A) die Ego-Perspektive aus einem manuell geführten Fahrzeug 3 auf einer Landstraße. Auf der linken Straßenseite, jedoch in gleicher Fahrtrichtung fährt ein voll automatisiertes Fahrzeug voraus. Die Elemente der Augmentierungseinheit 9 sind im Teilbild (B) gezeigt. Mithilfe eines Head-Up-Displays wird der menschliche Fahrer des Fahrzeugs 3 durch eingespiegelte künstliche Markierungen zum Darstellen des vorgegebenen Bewegungspfads um das vollautomatisierte Fahrzeug herumgeleitet. Außerdem werden Verkehrszeichen als unterstützende Symbole eingeblendet, die unter anderem ein Tempolimit angeben. 4 Partial image (A) shows the first-person perspective from a manually driven vehicle 3 on a country road. A fully automated vehicle is driving ahead on the left side of the road, but in the same direction of travel. The elements of the augmentation unit 9 are shown in the partial image (B). Using a head-up display, the human driver of the vehicle 3 is guided around the fully automated vehicle by reflected artificial markings to display the specified movement path. Traffic signs are also displayed as supporting symbols, which, among other things, indicate a speed limit.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been illustrated and explained in detail by preferred embodiments, the invention is not limited by the examples disclosed and other variations may be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It is therefore clear that a large number of possible variations exist. It is also to be understood that exemplary embodiments are truly examples only and should not be construed in any way as limiting the scope, application, or configuration of the invention. Rather, the preceding description and the description of the figures enable the person skilled in the art to concretely implement the exemplary embodiments, whereby the person skilled in the art can make a variety of changes with knowledge of the disclosed inventive concept, for example with regard to the function or the arrangement of individual elements mentioned in an exemplary embodiment, without departing from the scope of protection defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: Systemsystem
33: Fahrzeugvehicle
55: RecheneinheitComputing unit
77: KommunikationseinheitCommunication unit
99: AugmentierungseinheitAugmentation unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014204559 A1 [0004]

Claims

System (1) for enabling manual vehicle guidance of a vehicle (3) by a human driver in a traffic environment for fully automated vehicles, comprising a computing unit (5), a communication unit (7) for recording data from themselves in the surroundings of their own vehicle (3 ) located fully automated vehicles, and an augmentation unit (9) for visually overlaying information about the reality viewed by the human driver, the computing unit (5) being designed to be based on the data of other fully automated vehicles about their current or planned trajectories or based on the respective trajectories automatically negotiated between another fully automated vehicle (3) and one's own vehicle (3) to determine a predetermined movement path for one's own vehicle (3) and to control the augmentation unit (9) in such a way that for the human driver of one's own vehicle ( 3) the specified movement path and supporting symbols are displayed overlaid on reality.

System (1) after Claim 1 , wherein the computing unit (5) is designed to detect whether the vehicle (3) is currently in a traffic environment for fully automated vehicles without equipment and rules for manually driven vehicles, so that the augmentation unit (9) is only then controlled by the computing unit (5 ) is controlled to display the specified movement path and supporting symbols superimposed on reality for the human driver of the vehicle (3) when a traffic environment for fully automated vehicles without equipment and rules for manually driven vehicles is recognized.

System (1) according to one of the preceding claims, wherein the augmentation unit (9) comprises a head-up display.

System (1) according to one of the preceding claims, wherein the movement path is displayed by virtual road boundary markings or by a central trajectory.

System (1) according to one of the preceding claims, wherein the computing unit (5) is designed to communicate the traffic rules currently applicable to the human driver of the vehicle (3) to at least one further fully automated vehicle (3) via the communication unit (7), so that the respective additional fully automated vehicle can react to the manually driven vehicle (3).

System (1) according to one of the preceding claims, wherein the supporting symbols comprise at least one of the following: Virtual traffic signs, virtual warning beacons, virtual traffic lights, virtual physical road boundaries, road markings with traffic-directing and regulatory significance, virtual guardrails, speed limits, notifications, planned trajectories of a respective other fully automated vehicle, highlights of a respective other fully automated vehicle (3).

System (1) according to one of the preceding claims, wherein a stationary traffic center is part of the computing unit (5) and is designed to determine the predetermined movement path for one's own vehicle (3) based on the one between another fully automated vehicle (3) and one's own Vehicle (3) to automatically determine negotiated trajectories by coordinating the relative trajectories of all fully automated vehicles with one another and between a respective fully automated vehicle and the manually guided vehicle (3) by the traffic center.

System (1) after Claim 7 , wherein the traffic center is designed to control a virtual traffic light system, the current signal status of the traffic light system being output by the augmentation unit (9).

System (1) according to one of the preceding claims, wherein the computing unit (5) is designed to use the augmentation unit (9) in the presence of an emergency vehicle in the vicinity of one's own vehicle (3) only to output planned trajectories of the other fully automated vehicles of the emergency vehicle without supporting symbols relating to traffic rules or lane markings being displayed.

Vehicle (3) with a system (1) according to one of the preceding claims.