EP3671690A1 - Verfahren, computer-programm-produkt, zentrale steuerungseinheit und steuerungssystem zum steuern zumindest teilautomatisierter fahrzeuge in einem fahrbahn-gefahrenbereich, insbesondere kreuzungen von fahrbahnen im strassenverkehr - Google Patents

Verfahren, computer-programm-produkt, zentrale steuerungseinheit und steuerungssystem zum steuern zumindest teilautomatisierter fahrzeuge in einem fahrbahn-gefahrenbereich, insbesondere kreuzungen von fahrbahnen im strassenverkehr Download PDF

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EP3671690A1
EP3671690A1 EP18214063.2A EP18214063A EP3671690A1 EP 3671690 A1 EP3671690 A1 EP 3671690A1 EP 18214063 A EP18214063 A EP 18214063A EP 3671690 A1 EP3671690 A1 EP 3671690A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
format
lane
vehicles
control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18214063.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kai Höfig
Cornel Klein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
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Priority to EP19829104.9A priority patent/EP3873785A1/de
Priority to PCT/EP2019/085705 priority patent/WO2020127309A1/de
Priority to US17/415,414 priority patent/US11958479B2/en
Priority to PCT/EP2019/085703 priority patent/WO2020127307A1/de
Priority to SG11202106338YA priority patent/SG11202106338YA/en
Priority to PCT/EP2019/085702 priority patent/WO2020127306A1/de
Priority to EP19829106.4A priority patent/EP3874483A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/017—Detecting movement of traffic to be counted or controlled identifying vehicles
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/164—Centralised systems, e.g. external to vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling at least partially automated vehicles in a lane danger zone, in particular intersections of lanes in road traffic, according to the preamble of claim 1, a computer program product for controlling at least partially automated vehicles in a lane hazard zone, in particular Intersections of roadways in road traffic, according to the preamble of claim 6, a central control unit for controlling at least partially automated vehicles in a lane danger area, in particular intersections of roadways in road traffic, according to the preamble of claim 10 and a control system for controlling at least partially automated vehicles in one Roadway danger zone, in particular intersections of roadways in road traffic, according to the preamble of claim 16.
  • a hazard area in road traffic is an area where a hazard exists, which is defined as the possibility that a person, a thing, an animal, or even a natural death encounters at least one of the sources of time and space as a potential source of damage. This is usually the case in the lane area, which is why one speaks of a lane danger area. Based on these definitions, a typical, if not the only, lane danger area in road traffic is the area where one or more lanes meet - the lane intersection or, in short, the intersection.
  • intersections In or at intersections, there may be conflicts of interest among road users who want to cross the intersection at the same time come. So there is a need for regulation. For this reason, intersections are currently protected by traffic signs, eg signaling signs in the form of traffic lights, or by traffic rules.
  • traffic signs eg signaling signs in the form of traffic lights
  • FIGURE 1 shows in a schematic diagram the current situation in the regulation of a lane traffic, eg road traffic, in lane danger areas FGB in the form of a "double-T" crossing KZ * or "T" crossing KZ **.
  • intersection KZ * all road users who move in the "NORD-> SÜD- or SÜD-> NORD" direction can pass the intersection KZ * because the traffic lights for these road users have the green signal sign show, while all road users who move in "WEST-> OST- or OST-> WEST" direction cannot pass the KZ * intersection, e.g. have to wait at or in front of the traffic lights because the traffic lights show the red signal for these road users.
  • the situation is different at the "T" crossing KZ **.
  • the road users who move in the "WEST-> OST- or OST->WEST” direction or in the NORTH direction are due to the traffic lights with a green signal sign or no signal sign (applies to vehicles FZ 35 , FZ 36 , are traveling in the NORTH direction) authorized to pass the intersection or to move on, whereas the road users who are traveling in the "SOUTH” direction have to wait at or in front of the traffic light system because the traffic light systems show the red signal for these road users.
  • a prerequisite for such a concept is that, firstly, the transport infrastructure is adapted, for example in cities through expensive construction measures (see description of FIGURE 2 ), and secondly, almost exclusively autonomously operated vehicles take part in traffic, which are also equipped with the latest communication and sensor technology.
  • the object on which the invention is based is to specify a method, a computer program product, a central control unit and a control system for controlling at least partially automated vehicles in a lane danger zone, in particular intersections of lanes in road traffic, in which the Vehicles are controlled in such a way that they can pass the lane danger area in a flowing flow of traffic without stopping-starting interruptions, such as those that arise, for example, from signaling systems, preferably traffic lights.
  • the normal case is assumed in which the at least partially automated vehicles pass the danger zone or the intersection without any peculiarities in terms of vehicle properties and driving behavior in the danger / intersection area.
  • the at least partially automated vehicle that wants to pass the lane danger area or the intersection has an excess length of vehicle or - special case 2 -
  • the at least partially automated vehicle that wants to pass the lane danger area or the intersection which intends to change the lane in the danger / intersection area, requires an adapted vehicle control in the special cases mentioned compared to the normal case dealt with in the present patent application. What this adaptation in the vehicle control system looks like for the two special cases is dealt with in parallel patent applications.
  • the traffic no longer needs to be interrupted.
  • traffic control measures such as traffic lights, traffic signs, pedestrian crossings, etc. are no longer required.
  • the vehicle availability powers are preferably given with the aid of first control data, which each vehicle transmits to the central control unit when the roadway danger zone approaches.
  • the control of the vehicle movements of each vehicle of the vehicles as a result of the vehicle availability powers is preferably carried out with the aid of second control data, which are transmitted to the central control unit for each vehicle to pass through the lane danger zone.
  • the central control entity is preferably a central control unit consisting of a control device with a computer program product, which contains a non-volatile, readable memory in which processor-readable control program commands of a program module performing vehicle control are stored, and a processor connected to the memory , which executes the control program commands of the program module for vehicle control, a control interface and at least one communication device which is connected in terms of communication technology either to the control device and therein to the computer program product via the control interface or to the control device and the computer program product therein assigned.
  • control device is preferably and advantageously designed as an open cloud computing platform.
  • the communication device is arranged in the roadway danger zone in such a way that it is connected to a vehicle communication interface contained in the vehicles for vehicle control.
  • This connection is preferably of a radio-technical nature, for example designed according to a mobile radio standard of the generation 5G.
  • the number of communication devices exists in the lane danger zone, for example in a "double T" intersection (cf. FIGURES 1 and 2nd ), preferably from four individual communication devices, which are positioned at all four intersection corners in order to always have an optimal radio connection to the vehicles or the respective vehicle communication interface.
  • Dynamic, vehicle-coordinated and collision-free in the context of the invention means that the vehicle movements of the respective vehicle are coordinated with the movements of the other vehicles in the lane-danger zone by means of the digital lane-danger zone twin at any location and at any time so that the respective one Vehicle passes the lane danger area without any collision with the other vehicles.
  • each vehicle is moved in accordance with a spatio-temporal movement pattern in the lane danger zone in such a way that it is ensured that all vehicles in the lane danger zone that release the vehicle power to control the dynamic driving tasks have to be able to pass it without collision.
  • a core area of the grid format represents the lane danger zone and first format fields of the grid format, depending on the format field change, either "WEST-> OST- and / or OST->WEST" vehicle movement directions or "NORD"-> SOUTH and / or SOUTH-> NORTH "vehicle movement directions and second format fields of the raster format depending on the format field change either "NORTH-> SOUTH and / or SOUTH-> NORTH "vehicle movement directions or "WEST-> EAST and / or EAST-> WEST "vehicle movement directions, each with at most one vehicle per first format field or second format field.
  • each vehicle movement of the vehicle to pass the lane danger zone is controlled automatically, dynamically, vehicle-coordinated and - collision-free due to the given vehicle disposal powers - that corresponds to the situation in the lane-danger zone the vehicle in the core area of the grid format according to a digital movement with a START point and a DESTINATION point in the grid format, which is based on a format field change, either from a first format field of the first format fields as the START point of the digital movement to an adjacent second format field of the second format fields as the TARGET point of the digital movement that no vehicle represents the vehicles - that is, digitally free for the digital movement, or from a second format field of the second format fields as the START point of the digital movement to an adjacent first format field of the first format fields as the TARGET point of the digital movement that no vehicle represents the vehicles - that is, digitally free for the digital movement, is moved digitally.
  • the advantageous further development of the vehicle control system according to the invention means that the vehicle power is available to everyone Vehicle returned from the central control instance. This can be achieved in a simple and advantageous manner with the aid of a further handshake protocol. In the course of this further handshake protocol, third control data initiating the return of the vehicle power is then transmitted to the vehicle.
  • the at least partially automated, motorized vehicles FZ 1 ... FZ 36 are distributed in the manner shown to the roadway danger zones FGB designed as a "double-T" intersection KZ and as a "T" intersection KZ '.
  • the vehicle control at least partially automated, motorized vehicles in the lane danger area come according to the explanations in connection with the description of FIGURE 1 only vehicles of the classification levels "3" to "5" in question and possibly also those of the level "2".
  • the central control unit STGE of the control system STGS shown as an example is, according to this representation, at least only for vehicle control partially automated, motorized vehicles in the FGB lane danger zone designed as a "double-T" intersection.
  • the vehicle control of the road danger zones FGB designed as a "T" intersection KZ 'and each further road danger zone FGB in the control system STGS, both in the FIGURE 2 not explicitly shown, can either be taken over by the control unit STGE shown or in each case by further control units, not shown.
  • the lane danger area FGB designed as a "double-T" intersection KZ will be considered in more detail.
  • the "double T" crossing KZ * in the FIGURE 1 moves a dynamically changing and continuously moving number of vehicles of the at least partially automated, motorized vehicles FZ 1 ...
  • the central control unit STGE has a control device STER and at least one communication device KOER, which are either connected to one another or assigned to one another in terms of communication technology.
  • control device STER is preferably and advantageously designed as an open cloud computing platform.
  • the communication device KOER is preferably a radio communication device designed for the mobile radio standard of the 5th generation (5G) and is in both cases ("either" option and “or” option) in the lane designed as a "double-T" crossing KZ
  • the danger area FGB is arranged in such a way that the danger / intersection area FGB, KZ is optimally covered in terms of radio technology and in such a way that the at least partially automated, motorized vehicles located in the danger / intersection area FGB, KZ reach the vehicle control via radio at any time - and are responsive.
  • KZ there are, for example, four individual communication devices or radio communication devices KOER, which are positioned at all four intersection corners in order to always have an optimal radio connection to the vehicles in the danger / intersection area FGB, KZ.
  • Each vehicle FZ i - in general - and the considered vehicles FZ 2 , FZ 11 , FZ 14 , FZ 15 , FZ 18 , FZ 22 , FZ 31 - in particular - of the at least partially automated, motorized vehicles FZ 1 ... FZ 36 exist if they approach or approach the danger / intersection area FGB, KZ for passing through the carriageway danger area FGB or the "double-T" intersection KZ, a vehicle availability force for vehicle control of dynamic driving tasks in the respective vehicle.
  • the expression "approaching" means that the vehicle must have given the vehicle power in good time before the vehicle enters the danger / intersection area FGB, KZ, because otherwise collision-free vehicle control in the danger / intersection area FGB, KZ is not ensured can be.
  • This "handshake protocol" agreement is made on the one hand in terms of communication technology via the radio connection between the vehicle communication interface or vehicle radio communication interface FZKS and the communication device or radio communication device KOER and on the other hand between the communication device KOER and the control device STER.
  • the vehicle availability is preferably given with the aid of first control data STGD 1 , which each vehicle FZ i , FZ 2 , FZ 11 , FZ 14 , FZ 15 , FZ 18 , FZ 22 , FZ 31 as the danger / intersection area approaches FGB, KZ or in the run-up to communication technology, via the transmission path shown above to the control device STER in the central control unit STGE.
  • first control data STGD 1 are transmitted in the course of the handshake protocol to the control device STER in the central control unit STGE if the handover of the vehicle is already agreed in advance of the approach.
  • FIGURE 3 shows the basic structure of the control device STER in the control unit STGE in the FIGURE 2 shown control system STGS for vehicle control by generating a lane-danger zone twin FGBZ.
  • the control device STER has a control interface STSS and a computer program product CPP for vehicle control of the at least partially automated, motorized vehicles FZ i , FZ 2 , FZ 11 , FZ 14 , FZ 15 , FZ 18 , FZ 22 , FZ 31 in the danger zone. / Crossing area FGB, KZ on.
  • the computer program product CPP contains a non-volatile, readable memory SP, in which processor-readable control program instructions of a program module PGM carrying out the vehicle control are stored, and a processor PZ connected to the memory SP, which stores the control program instructions of the program module PGM for vehicle control and is connected to the control interface STSS.
  • the processor PZ then generates the digital lane danger area with the receipt of the first control data STGD 1 and the delivery of the vehicle availability powers by the vehicles FZ i , FZ 2 , FZ 11 , FZ 14 , FZ 15 , FZ 18 , FZ 22 , FZ 31.
  • Twin FGBZ by means of the vehicle movements of vehicles FZ i , FZ 2 , FZ 11 , FZ 14 , FZ 15 , FZ 18 , FZ 22 , FZ 31 as a result of the given vehicle disposition powers to pass the road hazard area FGB or the "double T" -Crossing KZ can be controlled automatically, dynamically, vehicle-coordinated and - collision-free.
  • the processor PZ generates second control data STGD 2 on the basis of the generated digital lane-danger zone twin FGBZ, which reach the communication device KOER or the radio communication device KOER via the control interface STSS and from there as shown in FIG FIGURE 2 Via the vehicle communication interface or vehicle radio communication interface FZKS ultimately into the vehicles FZ i , FZ 2 , FZ 11 , FZ 14 , FZ 15 , FZ 18 , FZ 22 , FZ 31 , which means that they pass through the road hazard area FGB or the "double-T" intersection can be controlled.
  • the processor PZ executes the program module PGM for each vehicle FZ i , FZ 2 , FZ 11 , FZ 14 , FZ 15 , FZ 18 , FZ 22 , FZ 31 as a result of the vehicle disposal powers given by the vehicles FZ i , FZ 2 , FZ 11 , FZ 14 , FZ 15 , FZ 18 , FZ 22 , FZ 31 and using the communication path between these vehicles and the control device STER or the computer program -Product CPP vehicle trajectory and vehicle speed determined.
  • the processor PZ determines when executing the program module PGM which vehicles pass the lane-danger zone FGB or the "double-T" intersection Have passed the concentration camp. As shown in the FIGURE 2 these are the vehicles FZ i , FZ 3 , FZ 16 .
  • the vehicle disposal powers given by these vehicles FZ i , FZ 3 , FZ 16 for passing through the road danger zone FGB or the "double-T" intersection KZ are generated by each processor FZ i , FZ 3 , FZ 16 by the processor PZ, Returned third control data STGD 3 via the existing communication path between these vehicles and the control device STER or the computer program product CPP.
  • the third control data STGD 3 is preferably transmitted in the course of a further handshake protocol between the control device STER via the communication device KOER and the vehicle FZ i , FZ 3 , FZ 16 .
  • the vehicle movements of the vehicles FZ i , FZ 2 , FZ 11 , FZ 14 , FZ 15 , FZ 18 , FZ 22 , FZ 31 to pass the lane danger area FGB or the "double-T" intersection KZ are controlled automatically, dynamically, in a vehicle-coordinated and collision-free manner and then furthermore it is recognized and determined when a vehicle enters the carriageway danger area FGB or the "double-T" intersection KZ happened in the following using FIGURE 4 explained.
  • FIGURE 4 shows a first digital representation DRP1 of a first traffic situation created by the lane-danger zone twin FGBZ, when it was generated in the control device STER or the computer program product CPP, with a lane completely occupied and occupied by at least partially automated, motorized vehicles. Danger area in the form of a "double T" crossing.
  • the first traffic situation has nothing to do with the traffic situation in the FIGURE 2 shown danger / intersection area FGB, KZ to do.
  • the first digital representation DPR1 shown is intended to explain in general how vehicle movements at least partially automated, motorized vehicles, which completely drive and occupy the "double-T" intersection, are controlled automatically, dynamically, in a vehicle-coordinated and collision-free manner to pass them.
  • the first traffic situation shown is 30 vehicles, represented by white circles in the first format fields FF1, digital and unidirectional in EAST-> WEST direction and 22 vehicles, represented by black circles in the second format fields FF2, digital and unidirectional in NORTH-> SOUTH -Direction and uniform in the entire raster format RF, with the double arrows on the white circles and the arrows on the black circles always indicate the respective direction of movement.
  • the format fields FF1, FF2 of the raster format RF of the first digital representation DRP1 are selected such that vehicles with normal, normal and defined vehicle length are represented digitally in the fields at rest and in motion without touching one another.
  • the first traffic situation according to the FIGURE 4 transferred to the "double-T" intersection in the FIGURE 2 , means that two lane directions with 6 parallel lanes each, lane with 6 parallel lanes in the EAST-> WEST direction and lane with 6 parallel lanes in the NORTH-> SOUTH direction intersect and in the intersection area corresponds to the key area KB of the grid format RF (chess board with 36 fields), 18 vehicles are traveling in the EAST-> WEST direction and NORTH-> SOUTH direction.
  • each vehicle movement of the 36 vehicles to pass the "double-T" intersection is controlled automatically, dynamically, in a vehicle-coordinated and collision-free manner, by correspondingly each vehicle of the 36 vehicles in the core area KB of the raster format RF according to a digital movement with a START point and a DEST point in the raster format RF, which is based on a format field change, either from a first format field of the first format fields FF1 as the START point of the digital movement to an adjacent second format field of the second format fields FF2 as the TARGET point of the digital movement, which does not represent a vehicle of the 36 vehicles - i.e.
  • FIGURE 3 can be achieved in a simple and advantageous manner using the further handshake protocol.
  • FIGURE 5 shows - as in the FIGURE 4 - One by the lane-danger zone twin FGBZ, after its generation in the control device STER or the computer program product CPP FIGURE 3 , created second digital representation DRP2 of a second traffic situation with a lane danger area completely occupied and occupied by at least partially automated, motorized vehicles in the form of a "double-T" intersection.
  • the second traffic situation also has nothing to do with the traffic situation in the FIGURE 2 shown danger / intersection area FGB, KZ to do.
  • the second digital representation DPR2 shown should also be explained in a very general way how vehicle movements of the at least partially automated, motorized vehicles which completely drive and occupy the "double-T" intersection are controlled automatically, dynamically, in a vehicle-coordinated and collision-free manner to pass through them.
  • the second traffic situation shown shows 32 vehicles, represented by white circles in the first format fields FF1, digital and bidirectional, of which 17 vehicles in the EAST-> WEST direction, 15 vehicles in the WEST-> EAST direction and 21 vehicles, represented by black circles in the second format fields FF2, digital and bidirectional of which 11 vehicles in the NORTH-> SOUTH direction and 10 vehicles in the SOUTH-> NORTH direction and all in the entire raster format RF, with the double arrows on the white circles and the arrows on the black ones Circles always indicate the respective direction of movement.
  • the second traffic situation in the FIGURE 5 through four lane directions, each with 3 parallel, side-by-side lanes - one lane with 3 parallel, side-by-side lanes in the EAST-> WEST direction, one lane with 3 parallel, side-by-side lanes in the opposite direction, in the WEST-> EAST direction, one lane with 3 parallel, side-by-side lanes in the NORTH-> SOUTH direction and one lane with 3 parallel, side-by-side lanes in the opposite direction, in the SOUTH-> NORTH direction - marked, which intersect, and in the in the intersection area - corresponds to the core area KB of Grid format RF (chess board with 36 fields) - 9 vehicles are traveling in EAST-> WEST direction, in WEST-> EAST direction, in NORTH-> SOUTH direction and SOUTH-> NORTH direction.
  • Grid format RF chess board with 36 fields
  • each vehicle movement of the 36 vehicles to pass the "double-T" intersection is again controlled automatically, dynamically, in a vehicle-coordinated and collision-free manner, by correspondingly each vehicle of the 36 vehicles in the core area KB of the raster format RF according to the digital movement with the START point and the DESTINATION point in the raster format RF, which is based on the format field change, either from the first format field of the first format fields FF1 as the START point of the digital movement to the adjacent second format field of the second format fields FF2 as the TARGET point of the digital movement, which does not represent any of the 36 vehicles - is digitally free for digital movement, or from the second format field of the second format fields FF2 as the START point of the digital movement to the adjacent first format field of the first format fields FF1 as the TARGET point of the digital movement, which does not represent a vehicle of the 36 vehicles - that is, digitally free for the digital movement, is moved digitally.
  • the finite chain reaction of successive digital movements takes place, which begins, for example, on the basis of the FIGURE 5 , with the first digital movement from the format field FF1 x of the first format fields FF1, which represents the vehicle FZ x , as the START point to the format field FF2 y of the second format fields FF2 as the DESTINATION point, which represents no vehicle, that is to say is digitally free, and has its end when all 36 vehicles that were initially in the core area KB of the raster format RF have left the key area KB of the raster format RF.
  • FIGURE 3 can be achieved again in a simple and advantageous manner with the aid of the further handshake protocol.
  • FIGURE 6 shows - as in the FIGURES 4 and 5 - One by the lane-danger zone twin FGBZ, when it is generated in the control device STER or the computer program product CPP after FIGURE 3 , created third digital representation DRP3 of a third traffic situation with a lane danger area completely occupied and occupied by at least partially automated, motorized vehicles in the form of a "double-T" intersection.
  • the third traffic situation - like the first and second traffic situation - has nothing to do with the traffic situation in the FIGURE 2 shown danger / intersection area FGB, KZ to do.
  • the third digital representation DPR3 shown is also intended to be explained in a very general way how vehicle movements of the at least partially automated, motorized vehicles which completely drive and occupy the "double-T" intersection are controlled automatically, dynamically, in a vehicle-coordinated and collision-free manner to pass them.
  • the third traffic situation in the FIGURE 6 due to four lane directions with 3 parallel, not all adjacent lanes - one lane with 3 parallel, not all adjacent lanes in the EAST-> WEST direction, one lane with 3 parallel, not all adjacent lanes in the opposite direction, in the WEST-> EAST -Direction, a lane with 3 parallel lanes, not all adjacent lanes in the NORTH-> SOUTH direction and a lane with 3 parallel lanes, not all adjacent Lanes in the opposite direction, in the SOUTH-> NORTH direction - marked, which intersect, and in the in the intersection area - corresponds to the core area KB of the raster format RF (chess board with 36 fields) - 9 vehicles in the EAST-> WEST direction, 6 Vehicles in WEST-> EAST direction, 9 vehicles in NORTH-> SOUTH direction and 6 vehicles in SOUTH-> NORTH direction.
  • each vehicle movement of the 30 vehicles to pass the "double-T" intersection is again controlled automatically, dynamically, in a vehicle-coordinated and collision-free manner, by correspondingly again each vehicle of the 30 vehicles in the core area KB of the raster format RF according to the digital movement with the START point and the DESTINATION point in the raster format RF, which is based on the format field change, either from the first format field of the first format fields FF1 as the START point of the digital movement to the neighboring second Format field of the second format fields FF2 as the TARGET point of the digital movement, which does not represent a vehicle of the 30 vehicles - that is, digitally free for the digital movement, or from the second format field of the second format fields FF2 as the START point of the digital movement to the adjacent first format field of the first format fields FF1 as the TARGET point of the digital movement, which does not represent a vehicle of the 30 vehicles - i.e. is digitally free
  • the finite chain reaction of successive digital movements takes place, which begins, for example, on the basis of the FIGURE 6 , with the first digital movement from the format field FF1 x of the first format fields FF1, which represents the vehicle FZ x , as the START point to the format field FF2 y of the second format fields FF2 as the DESTINATION point, which represents no vehicle, that is to say is digitally free, and has its end when all 30 vehicles that were initially in the core area KB of the raster format RF have left the key area KB of the raster format RF.
  • FIGURE 3 can also be achieved again in a simple and advantageous manner with the aid of the further handshake protocol.

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Abstract

Um zumindest teilautomatisierte Fahrzeuge (FZ<sub>1</sub>...FZ<sub>n</sub>) in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB), insbesondere Kreuzungen (KZ, KZ') von Fahrbahnen im Straßenverkehr so zu steuern, dass diese in einem fließenden Fahrfluss ohne Anhalt-Anfahr-Unterbrechungen, wie sie beispielsweise durch zeichengebenden Anlagen, vorzugsweise Ampeln, entstehen, den Fahrbahn-Gefahrenbereich passieren können, wird es vorgeschlagen, dassa) jedes Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) der Fahrzeuge (FZ<sub>1</sub>...FZ<sub>n</sub>) beim Sich-Nähern des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') zum Passieren desjenigen eine Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung von dynamischen Fahraufgaben abgibt,b) mit der Abgabe der Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge (FZ<sub>1</sub>...FZ<sub>n</sub>) von einer zentralen Steuerungsinstanz (STGE, STER, CPP, PZ, SP, PGM) ein digitaler Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling (FGBZ) erzeugt wird, mittels dem infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten Fahrzeugbewegungen des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und - kollisionsfrei gesteuert werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, ein Computer-Programm-Produkt zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 6, eine zentrale Steuerungseinheit zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 10 und ein Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 16.
  • Ein Gefahrenbereich im Straßenverkehr ist ein Bereich wo eine Gefährdung gegeben ist, die definiert wird als die Möglichkeit, dass eine Person, eine Sache, ein Tier, oder sogar eine natürliche Lebensgrundlage zumindest eines von zeitlich und räumlich auf eine Gefahrenquelle als potentielle Schadensquelle trifft. Dies ist in der Regel im Fahrbahnbereich der Fall, weshalb man auch von einem Fahrbahn-Gefahrenbereich spricht. Ausgehend von diesen Definitionen ist ein typischer wenngleich nicht der einzige Fahrbahn-Gefahrenbereich im Straßenverkehr der Bereich, wo eine oder mehrere Fahrbahnen sich treffen - die Fahrbahn-Kreuzung oder kurz die Kreuzung.
  • In oder an Kreuzungen kann es unter den Verkehrsteilnehmern, die die Kreuzung zur selben Zeit befahren wollen, zu Interessenskonflikten kommen. Es besteht also Regelungsbedarf. Aus diesem Grund sind Kreuzungen derzeit durch Verkehrszeichen, z.B. signalgebende Zeichen in Gestalt von Ampelanlagen, oder durch Verkehrsregeln geschützt.
  • FIGUR 1 zeigt in einem Prinzipschaubild die heutige Situation bei der Regelung eines Fahrbahnverkehrs, z.B. Straßenverkehrs, in Fahrbahn-Gefahrenbereichen FGB in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung KZ* oder "T"-Kreuzung KZ**. Zu sehen sind in dem Prinzipschaubild eine Anzahl m motorisierter Fahrzeuge FZ1...FZm mit z.B. m=37, die sich als Verkehrsteilnehmer mit weiteren Verkehrsteilnehmern, wie Fahrradfahrer und Fußgänger, im Straßenverkehr bewegen und dabei die Fahrbahn-Gefahrenbereiche bzw. Kreuzungen FGB, KZ*, KZ** passieren müssen. Um den Verkehrsfluss in diesen Fahrbahn-Gefahrenbereichen bzw. Kreuzungen FGB, KZ*, KZ** zu steuern, gibt es eine Vielzahl von aktueller Verkehrsregelungsmaßnahmen, wie z.B. die bereits vorstehend erwähnten Ampelanlagen, Verkehrsschilder, Zebrastreifen für Fußgänger, Überquerungsstreifen für Fußgänger/Fahrradfahrer, etc., von denen in der FIGUR 1 bis auf die Verkehrsschilder alle dargestellt sind.
  • So können an der "Doppel-T"-Kreuzung KZ* alle Verkehrsteilnehmer, die sich in "NORD->SÜD- oder SÜD->NORD"-Richtung bewegen, die Kreuzung KZ* passieren, weil die Ampelanlagen für diese Verkehrsteilnehmer das grüne Signalzeichen zeigen, während alle Verkehrsteilnehmer, die sich in "WEST->OST- oder OST->WEST"-Richtung bewegen, die Kreuzung KZ* nicht passieren können, also z.B. an bzw. vor der Ampelanlage warten müssen, weil die Ampelanlagen für diese Verkehrsteilnehmer das rote Signalzeichen zeigen.
  • Anders verhält es sich an der "T"-Kreuzung KZ**. Dort sind die Verkehrsteilnehmer, die sich in "WEST->OST- oder OST->WEST"-Richtung oder in NORD-Richtung bewegen, aufgrund der Ampelanlagen mit grünem Signalzeichen oder keinem Signalzeichen (gilt für die Fahrzeuge FZ35, FZ36, die in NORD-Richtung unterwegs sind) berechtigt die Kreuzung zu passieren bzw. sich weiterzubewegen, wohingegen die Verkehrsteilnehmer, die in "SÜD"-Richtung unterwegs sind, an bzw. vor der Ampelanlage warten müssen, weil die Ampelanlagen für diese Verkehrsteilnehmer das rote Signalzeichen zeigen.
  • Was die Automatisierung der motorisierten Fahrzeuge FZ1...FZ37 in dem Prinzipschaubild anbetrifft, die z.B., wie dargestellt, als Personenkraftwagen und Lastkraftwagen mit unterschiedlichen Fahrzeuglängen und Motorleistungen sowie als Motorrad im Straßenverkehr unterwegs sind, so bleibt - Stand heute - vor dem Hintergrund der von der SAE International (ehemals: Society of Automotive Engineers) in der publizierten Spezifikation SAE J3016 definierten Autonomiestufen für motorisierte Straßenfahrzeuge mit Steuerungssystemen zum Autonomen Fahren, die in sechs SAE-Stufen (Stufe "0" bis Stufe "5") von keiner Automatisierung (Stufe "0"), Assistenzunterstützung (Stufe "1"), Teilautomatisierung (Stufe "2"), Bedingte Automatisierung (Stufe "3"), Hochautomatisierung (Stufe "4") bis Vollautomatisierung (Stufe "5") klassifiziert wird, festzustellen, dass die dargestellten Fahrzeuge FZ1...FZ36 fast ausnahmslos, bis auf wenige, die der Stufe "2" zugerechnet werden könnten, der Stufe "0" oder der Stufe "1" zuzuordnen sind.
  • Wenn nun im Sinne der Erfindung zumindest teilautomatisierte Fahrzeuge in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich FGB, KZ, KZ' gesteuert werden sollen, so kämen hierfür gemäß der SAE-Autonomiestufendefinition im Prinzip nur Fahrzeuge der Klassifizierungsstufen "3" bis "5" in Frage sowie gegebenenfalls auch solche der Stufe "2".
  • Wie könnte jetzt eine solche Fahrzeugsteuerung zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge in Fahrbahn-Gefahrenbereichen im Straßenverkehr aussehen, wenn nicht mehr die genannten Verkehrsregelungsmaßnahmen, wie z.B. Ampelanlagen, die das Straßenbild im Industriezeitalter geprägt haben, maßgebend für ein zukünftiges Verkehrskonzept im Digitalen Zeitalter sind?
  • Gemäß einem Vorschlag des Autorenteams "Tachet Remi; Santi, Paolo, Sobolevsky Stanislav; Reyes-Castro, Luis Ignacio;, Frazzoli, Emilio, Helbing, Dirk; Ratti, Carlo" unter dem Titel "Revisiting Street Intersections Using Slot-Based Systems" publiziert March 16, 2016 im Online-Fachmagazin PLoS ONE 11(3): e0149607 und https://doi.org/10.1371/journal.pone.0149607 soll der Verkehrsfluss von autonom fahrenden Fahrzeugen im zukünftigen Straßenverkehr reibungslos und weniger umweltbelastend (Stw.: Abgasausstoß) mit Hilfe eines smarten Steuerungssystems unter dem Namen "Light Traffic" intelligent im Kreuzungsbereich des Straßenverkehrs gesteuert werden, ohne dass dabei weiterhin Ampeln zum Einsatz kommen. Die Kernidee dieses "Light Traffic"-Vorschlages beruht auf dem Ansatz, jedem autonomen Fahrzeug einen Zeitschlitz zum Passieren der Kreuzung, z.B. einer Vierwegekreuzung, zuzuweisen. Auf diese Weise rücken die Fahrzeuge verzögerungslos genau dann im Kreuzungsbereich vor, wenn ein Zeitschlitz frei wird. Dadurch ließe sich nicht nur der Verkehrsfluss erhöhen, sondern es fände auch eine signifikant geringere CO2-Emission statt, weil zum einen deutlich mehr Fahrzeuge (ca. doppelt so viele Fahrzeuge) im Vergleich zur herkömmlichen Ampel-Steuerung an einer Kreuzung diese passieren könnten und zum anderen bedingt dadurch nahezu keine Stand-Wartezeit mehr auftreten, wie sie noch an Ampeln herkömmlichen Ampel-Steuerungen von Kreuzungen entstehen.
  • Voraussetzung für ein derartiges Konzept ist allerdings, dass erstens die Verkehrsinfrastruktur angepasst wird, z.B. in Städten durch teure Baumaßnahmen (vgl. Beschreibung von FIGUR 2), und zweitens nahezu ausschließlich autonom betriebene Fahrzeuge am Verkehr teilnehmen, die zudem mit modernster Kommunikations- und Sensortechnologie ausgerüstet sind.
  • In der nachveröffentlichten DE-Patentanmeldung (Anmeldeaktenzeichen: 10 2018 209 790.9 ) ist eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Fahrzeugs in einem Gefahrenbereich offenbart, die
    • eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln, ob sich das Fahrzeug in dem Gefahrenbereich oder in einem an dem Gefahrenbereich angrenzenden Übergangsbereich befindet;
    • eine Kommunikationseinheit zum Empfangen von Fahrzeugdaten von dem Fahrzeug, falls die Ermittlungseinheit ermittelt, dass sich das Fahrzeug in dem Gefahrenbereich oder in dem Übergangsbereich befindet; und
    • eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen einer Trajektorie für das Fahrzeug unter Berücksichtigung der empfangenen Fahrzeugdaten, um das Fahrzeug kollisionsfrei durch den Gefahrenbereich zu führen;
    • eine dem Gefahrenbereich zugehörige Einrichtung ist, die die Steuerung der Fahrzeuge in dem Gefahrenbereich übernimmt, wodurch Kollisionen in dem Gefahrenbereich verhindert werden können.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren, ein Computer-Programm-Produkt, eine zentrale Steuerungseinheit und ein Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr, anzugeben, bei dem bzw. der die Fahrzeuge derart gesteuert werden, dass diese in einem fließenden Fahrfluss ohne Anhalt-Anfahr-Unterbrechungen, wie sie beispielsweise durch zeichengebenden Anlagen, vorzugsweise Ampeln, entstehen, den Fahrbahn-Gefahrenbereich passieren können.
  • In der vorliegenden Patentanmeldung wird dabei von dem Normalfall ausgegangen, bei dem die zumindest teilautomatisierten Fahrzeuge den Fahrbahn-Gefahrenbereich bzw. die Kreuzung ohne jegliche Besonderheit, was die Fahrzeugeigenschaft und das Fahrverhalten im Gefahren-/Kreuzungsbereich anbetrifft, passieren. Liegt hingegen eine Besonderheit vor, weil z.B. - Spezialfall 1 - das zumindest teilautomatisierte Fahrzeug, was den Fahrbahn-Gefahrenbereich bzw. die Kreuzung passieren möchte, eine Fahrzeugüberlänge aufweist oder - Spezialfall 2 - das zumindest teilautomatisierte Fahrzeug, was den Fahrbahn-Gefahrenbereich bzw. die Kreuzung passieren möchte, die Fahrbahn im Gefahren-/Kreuzungsbereich beabsichtigt, zu wechseln, so bedarf es in den genannten Sonderfällen gegenüber dem in der vorliegenden Patentanmeldung behandelten Normalfall einer adaptierten Fahrzeugsteuerung. Wie diese Adaption in der Fahrzeugsteuerung für die beiden Spezialfälle aussieht, wird in zeitgleichen parallelen Patentanmeldungen behandelt.
  • Bezüglich des Spezialfalls 1 ist es die Patentanmeldung (Anmeldung-Nr......) mit der Bezeichnung "Verfahren, Computer-Programm-Produkt, Zentrale Steuerungseinheit und Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge, anteilig mit Fahrzeugüberlängen, in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr", deren Inhalt hiermit in der vorliegenden Patentanmeldung inkludiert und offenbart ist.
  • Bezüglich des Spezialfalls 2 ist es die Patentanmeldung (Anmeldung-Nr......) mit der Bezeichnung "Verfahren, Computer-Programm-Produkt, Zentrale Steuerungseinheit und Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge, anteilig mit Fahrbahnwechselabsichten, in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr", deren Inhalt hiermit in der vorliegenden Patentanmeldung inkludiert und offenbart ist.
  • Die vorstehend bezeichnete Aufgabe wird ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Verfahren durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Darüber hinaus wird diese Aufgabe ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 6 definierten Computer-Programm-Produkt durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 6 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Weiterhin wird diese Aufgabe ausgehend von der im Oberbegriff des Patentanspruches 10 definierten, zentralen Steuerungseinheit durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 10 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Außerdem wird diese Aufgabe ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 16 definierten Steuerungssystem durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 16 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Idee gemäß der in den Ansprüchen 1, 6, 10 und 16 jeweils angegebenen technischen Lehre besteht darin, dass zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr,
    • die Fahrzeuge beim Sich-Nähern des Fahrbahn-Gefahrenbereichs zum Passieren desjenigen jeweils eine Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung von dynamischen Fahraufgaben abgeben,
    • mit dem Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge von einer zentralen Steuerungsinstanz ein digitaler Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling erzeugt wird, mittels dem infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten Fahrzeugbewegungen von jedem Fahrzeug der Fahrzeuge zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und kollisionsfrei gesteuert werden.
  • Mit einer derartig durchgeführten Steuerung von zumindest teilautomatisierten Fahrzeugen in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich braucht der Verkehr nicht mehr unterbrochen zu werden. Darüber hinaus sind keine Verkehrsregelungsmaßnahmen, wie z.B. Ampelanlagen, Verkehrsschilder, Zebrastreifen für Fußgänger, etc., mehr erforderlich. Weiterhin besteht keine Notwendigkeit für eine fest vorgegebene Fahrzeugbewegungsrichtung. Diese kann vielmehr genauso wie die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs dynamisch je nach Verkehrssituation adaptiert werden.
  • Die Fahrzeugverfügungsgewalten werden dabei bevorzugt mit Hilfe von ersten Steuerungsdaten abgegeben, die jedes Fahrzeug beim Sich-Nähern des Fahrbahn-Gefahrenbereichs der zentralen Steuerungsinstanz übermittelt.
  • Das infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten Steuern der Fahrzeugbewegungen von jedem Fahrzeug der Fahrzeuge erfolgt bevorzugt mit Hilfe von zweiten Steuerungsdaten, die jedem Fahrzeug zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs von der zentralen Steuerungsinstanz übermittelt werden.
  • Die zentrale Steuerungsinstanz ist dabei vorzugsweise eine zentrale Steuerungseinheit bestehend aus Steuereinrichtung mit einem Computer-Programm-Produkt, das einen nicht-flüchtigen, lesbaren Speicher, in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle eines die Fahrzeugsteuerung durchführenden Programm-Moduls gespeichert sind, und einem mit dem Speicher verbundenen Prozessor, der die Steuerprogrammbefehle des Programm-Moduls zur Fahrzeugsteuerung ausführt, einer Steuerschnittstelle und mindestens einer Kommunikationseinrichtung, die kommunikationstechnisch entweder mit der Steuereinrichtung und darin mit dem Computer-Programm-Produkt über die Steuerschnittstelle verbunden ist oder der Steuereinrichtung und dem Computer-Programm-Produkt darin zugeordnet ist.
  • Gemäß der "Oder"-Option ist die Steuereinrichtung vorzugsweise und in vorteilhafter Weise als eine offene Cloud Computing Plattform ausgebildet.
  • Die Kommunikationseinrichtung ist in beiden Fällen in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich derart angeordnet, dass diese zur Fahrzeugsteuerung jeweils mit einer in den Fahrzeugen jeweils enthaltenen Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle verbunden ist. Diese Verbindung ist bevorzugt funktechnischer Natur, so z.B. ausgebildet nach einem Mobilfunkstandard der Generation 5G. Die Anzahl der Kommunikationseinrichtungen besteht in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich, z.B. in einer "Doppel-T"-Kreuzung (vgl. FIGUREN 1 und 2), vorzugsweise aus vier einzelnen Kommunikationseinrichtungen, die an allen vier Kreuzungsecken positioniert sind, um immer eine optimale Funkverbindung zu den Fahrzeugen bzw. der jeweiligen Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle zu haben.
  • Dynamisch, fahrzeugkoordiniert und kollisionsfrei im Kontext der Erfindung bedeutet dabei, dass die Fahrzeugbewegungen des jeweiligen Fahrzeugs mit Fahrbewegungen der übrigen Fahrzeuge in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich mittels des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings an jeden Ort und zu jedem Zeitpunkt so koordiniert werden, dass das jeweilige Fahrzeug ohne jegliche Kollision mit den übrigen Fahrzeugen den Fahrbahn-Gefahrenbereich passiert. Mit Hilfe des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings wird also jedes Fahrzeug nach Maßgabe eines räumlich-zeitlichen Bewegungsmusters in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich so bewegt, dass sichergestellt ist, dass alle Fahrzeuge in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich, die die Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung der dynamischen Fahraufgaben abgeben haben, diesen kollisionsfrei passieren können.
  • Bei dieser Art der Fahrzeugsteuerung ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung von Vorteil, dass bereits im Vorfeld (vgl. Ansprüche 2 und 11), wenn jedes Fahrzeug sich dem Fahrbahn-Gefahrenbereich nähert, das Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt mittels eines Handshake-Protokolls zwischen dem jeweiligen Fahrzeug und der zentralen Steuerungsinstanz vereinbart wird. Im Zuge dieses Handshake-Protokolls erfolgt dann auch die Übermittlung der ersten Steuerungsdaten.
  • Darüber hinaus ist es gemäß einer weiteren Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerung vorteilhaft (vgl. Ansprüche 3, 7 und 12), dass für die Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings zur Fahrzeugsteuerung infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalt von jedem Fahrzeug der Fahrzeuge Fahrzeugtrajektorie und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
  • Darüber hinaus ist es für die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerung zweckmäßig (vgl. Ansprüche 4, 8 und 13), dass mit der Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings Fahrzeugfahrtinformationen, aus und in welche Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs auf diesen zubewegen, in einem Rasterformat mit schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern digital repräsentiert werden.
  • Bei dieser vorteilhaften, schachbrettartigen Repräsentation, was die Koordination bei der Fahrzeugsteuerung anbetrifft, repräsentieren ein Kernbereich des Rasterformats den Fahrbahn-Gefahrenbereich sowie erste Formatfelder des Rasterformats formatfeldwechselabhängig entweder "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen und zweite Formatfelder des Rasterformats formatfeldwechselabhängig entweder "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld bzw. zweitem Formatfeld.
  • Für die auf der Basis des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings durchgeführte Fahrzeugsteuerung wird jede Fahrzeugbewegung des Fahrzeugs zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs dadurch infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und - kollisionsfrei gesteuert, dass korrespondierend zu der Situation im Fahrbahn-Gefahrenbereich
    das Fahrzeug im Kernbereich des Rasterformats gemäß einer Digitalbewegung mit einem START-Punkt und einem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat, die auf einem Formatfeldwechsel beruht, entweder
    von einem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder als den START-Punkt der Digitalbewegung auf ein benachbartes zweites Formatfeld der zweiten Formatfelder als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, daß kein Fahrzeug der Fahrzeuge repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist,
    oder
    von einem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder als den START-Punkt der Digitalbewegung auf ein benachbartes erstes Formatfeld der ersten Formatfelder als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, daß kein Fahrzeug der Fahrzeuge repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist,
    digital bewegt wird.
  • Wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat das Fahrzeug digital den Kernbereich des Rasterformats verlässt und es damit den Fahrbahn-Gefahrenbereich passiert hat, dann wird für die vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerung (vgl. Ansprüche 5, 9 und 14), dass die Fahrzeugverfügungsgewalt jedem Fahrzeug von der zentralen Steuerungsinstanz zurückgegeben. Dies kann auf einfache und in vorteilhafter Weise mit Hilfe eines weiteren Handshake-Protokolls erreicht werden. Im Zuge dieses weiteren Handshake-Protokolls werden dem Fahrzeug dann die Rückgabe der Fahrzeugverfügungsgewalt initiierende, dritte Steuerungsdaten übermittelt.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung ausgehend von der FIGUR 1, die einen Stand der Technik zur Fahrzeugsteuerung zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge Kreuzungsbereich des Straßenverkehrs, zeigt, anhand der FIGUREN 2 bis 6 erläutert. Diese zeigen:
    • FIGUR 2 auf der Basis von der FIGUR 1 ein Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr,
    • FIGUR 3 den prinzipiellen Aufbau einer Steuereinrichtung in einer Steuerungseinheit des in der FIGUR 2 dargestellten Steuerungssystems zur Fahrzeugsteuerung durch Erzeugung eines Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings,
    • FIGUR 4 eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling, bei dessen Erzeugung in der Steuereinrichtung bzw. dem Computer-Programm-Produkt nach FIGUR 3, geschaffene erste Digitale Repräsentation einer ersten Verkehrssituation mit einem durch zumindest teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen und belegten Fahrbahn-Gefahrenbereich in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung,
    • FIGUR 5 eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling, bei dessen Erzeugung in der Steuereinrichtung bzw. dem Computer-Programm-Produkt nach FIGUR 3, geschaffene zweite Digitale Repräsentation einer zweiten Verkehrssituation mit einem durch zumindest teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen und belegten Fahrbahn-Gefahrenbereich in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung,
    • FIGUR 6 eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling, bei dessen Erzeugung in der Steuereinrichtung bzw. dem Computer-Programm-Produkt nach FIGUR 3, geschaffene dritte Digitale Repräsentation einer dritten Verkehrssituation mit einem durch zumindest teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen und belegten Fahrbahn-Gefahrenbereich in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung.
    • FIGUR 2 zeigt auf der Basis von der FIGUR 1 die zukünftige, gegenüber der heutigen Situation modifizierte Situation bei der Regelung eines Fahrbahnverkehrs, z.B. Straßenverkehrs, in den Fahrbahn-Gefahrenbereichen FGB in Gestalt einer "DoppelT"-Kreuzung KZ oder einer "T"-Kreuzung KZ'. Die Modifikation besteht darin, dass der Straßenverkehr in zumindest teilautomatisierte und motorisierte Verkehrsteilnehmer und solche, die nicht automatisiert sind und auch unter Umständen nicht motorisiert sind, unterteilt ist und die Regelung des Fahrbahn-/Straßenverkehrs in den Fahrbahn-Gefahrenbereichen bzw. Kreuzungen FGB, KZ, KZ' ohne jegliche Verkehrsregelungsmaßnahmen, wie z.B. Ampelanlagen, Verkehrsschilder, Zebrastreifen für Fußgänger, Überquerungsstreifen für Fußgänger/Fahrradfahrer, etc. auskommt. Um aber dennoch den Fahrbahn-/Straßenverkehr im Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ, KZ' regeln zu können ist gemäß der FIGUR 2 zu diesem Zweck ein Steuerungssystem STGS vorhanden. In diesem Steuerungssystem STGS werden die nicht automatisierten und bedingt motorisierten Verkehrsteilnehmer, wie Fußgänger, Radfahrer, Elektro-Radfahrer, etc., in den Fahrbahn-Gefahrenbereichen FGB, KZ, KZ' zur Fahrbahnüberquerung ober- oder unterhalb der Fahrbahnen für die zumindest teilautomatisierten und motorisierten Verkehrsteilnehmer geführt.
  • Gemäß der FIGUR 2 sind entsprechende Fahrrad- und Fußgängerüberquerungsstreifen unter die Fahrbahnen im Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ, KZ' gelegt und geführt, was durch entsprechend gestrichelte Streifenabschnitte in dem Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ, KZ' dargestellt ist. Diese Vorkehrungen sind z.B. Teil der teuren Baumaßnahmen, von denen im Beitrag des Online-Fachmagazin PLoS ONE 11(3): e0149607 und https://doi.org/10.1371/journal.pone.0149607 die Rede ist.
  • Darüber hinaus enthält das in der FIGUR 2 dargestellte Steuerungssystem STGS zum Steuern einer Anzahl n zumindest teilautomatisierter, motorisierter Fahrzeuge FZ1...FZn mit z.B. n=36 in den Fahrbahn-Gefahrenbereichen bzw. Kreuzungen FGB, KZ, KZ' mindestens eine zentrale Steuerungseinheit STGE.
  • Die zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge FZ1...FZ36 verteilen sich in der dargestellten Weise auf die als "Doppel-T"-Kreuzung KZ und als "T"-Kreuzung KZ' ausgestalteten Fahrbahn-Gefahrenbereiche FGB. Für die Fahrzeugsteuerung zumindest teilautomatisierter, motorisierter Fahrzeuge im Fahrbahn-Gefahrenbereich kommen gemäß der Ausführungen im Zusammenhang mit der Beschreibung der FIGUR 1 nur Fahrzeuge der Klassifizierungsstufen "3" bis "5" in Frage sowie gegebenenfalls auch solche der Stufe "2".
  • Die in der FIGUR 2 exemplarische dargestellte zentrale Steuerungseinheit STGE des Steuerungssystems STGS ist gemäß dieser Darstellung ausschließlich für die Fahrzeugsteuerung zumindest teilautomatisierter, motorisierter Fahrzeuge im als "Doppel-T"-Kreuzung KZ ausgestalteten Fahrbahn-Gefahrenbereich FGB zuständig. Die Fahrzeugsteuerung des als "T"-Kreuzung KZ' ausgestalteten Fahrbahn-Gefahrenbereiche FGB und jedes weiteren Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB in dem Steuerungssystem STGS, beides in der FIGUR 2 nicht explizit dargestellt, kann entweder auch von der dargestellten Steuerungseinheit STGE oder aber jeweils von weiteren, nicht dargestellten Steuerungseinheiten übernommen werden.
  • Im Folgenden soll für die generelle Fahrzeugsteuerung zumindest teilautomatisierter, motorisierter Fahrzeuge in Fahrbahn-Gefahrenbereichen des Steuerungssystems STGS stellvertretend der als "Doppel-T"-Kreuzung KZ ausgestaltete Fahrbahn-Gefahrenbereich FGB näher betrachtet werden. Im Unterschied zu der "Doppel-T"-Kreuzung KZ* in der FIGUR 1 bewegt sich eine sich dynamisch verändernde und kontinuierlich bewegende Anzahl von Fahrzeugen der zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge FZ1...FZ36, die wieder als Personenkraftwagen und Lastkraftwagen mit unterschiedlichen Fahrzeuglängen und Motorleistungen sowie als Motorrad in "WEST->OST- oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen sowie "NORD->SÜD- oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen unterwegs sind, auf die "Doppel-T"-Kreuzung KZ zu, an der "Doppel-T"-Kreuzung KZ, in der "Doppel-T"-Kreuzung KZ und von der "Doppel-T"-Kreuzung KZ weg und zwar ohne jegliche Steuerung durch Ampelanlagen, Verkehrszeichen, etc. und ohne hierdurch entstehende Anhalt-Anfahr-Unterbrechungen des Verkehrsfluss wie noch bei der Verkehrsregelung gemäß der FIGUR 1. Diese Steuerung in dem Steuerungssystem STGS soll jetzt durch die zentrale Steuerungseinheit STGE erfolgen.
  • Die zentralen Steuerungseinheit STGE weist für diese Fahrzeugsteuerung eine Steuereinrichtung STER und mindestens eine Kommunikationseinrichtung KOER auf, die kommunikationstechnisch entweder miteinander verbunden oder einander zugeordnet sind.
  • Gemäß der "Oder"-Option ist die Steuereinrichtung STER vorzugsweise und in vorteilhafter Weise als eine offene Cloud Computing Plattform ausgebildet.
  • Die Kommunikationseinrichtung KOER ist vorzugsweise eine für den Mobilfunkstandard der 5. Generation (5G) ausgelegte Funkkommunikationseinrichtung und ist in beiden Fällen ("Entweder"-Option und "Oder"-Option) in dem als "Doppel-T"-Kreuzung KZ ausgestaltete Fahrbahn-Gefahrenbereich FGB anzahlmäßig und anordnungstechnisch derart angeordnet, dass der Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ funktechnisch optimal abgedeckt ist und zwar so, dass die sich in dem Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ befindenden, zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge jederzeit zur Fahrzeugsteuerung via Funk erreich- und ansprechbar sind. Für den dargestellten Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ sind es beispielsweise vier einzelne Kommunikationseinrichtungen bzw. Funkkommunikationseinrichtungen KOER, die an allen vier Kreuzungsecken positioniert sind, um immer eine optimale Funkverbindung zu den Fahrzeugen im Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ zu haben.
  • Stellvertretend für alle Fahrzeuge FZi, die zur Fahrzeugsteuerung im Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB erreich- und ansprechbar sein müssen, sollen im Weiteren für die Erläuterung der Fahrzeugsteuerung durch die zentrale Steuerungseinheit STGE Fahrzeuge FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 der zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge FZ1...FZ36 betrachtet werden. Für die Erreich- und Ansprechbarkeit der betrachteten Fahrzeuge FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 weisen diese jeweils eine Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle FZKS auf, die vorzugsweise, wie die Funkkommunikationseinrichtung KOER, eine für den Mobilfunkstandard der 5. Generation (5G) ausgelegte Fahrzeug-Funkkommunikationsschnittstelle ist.
  • Jedes Fahrzeug FZi - im Allgemeinen - und die betrachteten Fahrzeuge FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 - im Besonderen - der zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge FZ1...FZ36 gibt bzw. geben dann, wenn es bzw. sie sich dem Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB bzw. der "Doppel-T"-Kreuzung KZ nähert bzw. nähern, eine Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung von dynamischen Fahraufgaben in dem jeweiligen Fahrzeug ab.
  • Durch das temporäre Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB bzw. der "DoppelT"-Kreuzung KZ tritt das besagte Fahrzeug die Steuerungshoheit in Bezug auf das Überqueren des Gefahren-/Kreuzungsbereichs FGB, KZ an eine externe zentrale Steuerungsinstanz, hier die zentrale Steuerungseinheit STGE, ab. Je nach Autonomielevel fürs Autonome Fahren bedeutet dies, dass der Fahrer des die Steuerungshoheit abtretenden Fahrzeugs keine Macht und Kontrolle mehr über sein Fahrzeug KZ hat und er bestenfalls nur noch Erfüllungsgehilfe ist, was die Fahrzeugsteuerung der dynamischen Fahraufgaben im Fahrzeug zum Überqueren des Gefahren-/Kreuzungsbereichs FGB, KZ anbetrifft.
  • Mit dem Ausdruck "sich nähern" ist gemeint, dass das Fahrzeug rechtzeitig vor dem Eintritt des Fahrzeugs in den Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ die Fahrzeugverfügungsgewalt abgegeben haben muss, weil ansonsten eine kollisionsfreie Fahrzeugsteuerung in dem Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ nicht sichergestellt werden kann. Um die Pufferzone für das Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt zu erweitern, ist es vorteilhaft, wenn bereits im Vorfeld des Sich-Näherns das Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt mittels eines Handshake-Protokolls zwischen jedem Fahrzeug FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 und der zentralen Steuerungsinstanz bzw. der Steuerungseinheit STGE vereinbart wird. Diese "Handshake-Protokoll"-mäßige Vereinbarung erfolgt kommunikationstechnisch einerseits über die Funkverbindung zwischen der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle bzw. Fahrzeug-Funkkommunikationsschnittstelle FZKS und der Kommunikationseinrichtung bzw. Funkkommunikationseinrichtung KOER und andererseits zwischen der Kommunikationseinrichtung KOER und der Steuereinrichtung STER.
  • Die Fahrzeugverfügungsgewalt wird dabei jeweils bevorzugt mit Hilfe von ersten Steuerungsdaten STGD1 abgegeben, die jedes Fahrzeug FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 beim Sich-Nähern des Gefahren-/Kreuzungsbereichs FGB, KZ oder im Vorfeld des Sich-Näherns kommunikationstechnisch, über den vorstehend aufgezeigten Übertragungsweg der Steuereinrichtung STER in der zentralen Steuerungseinheit STGE übermittelt. Diese ersten Steuerungsdaten STGD1 werden, wenn bereits im Vorfeld des Sich-Näherns das Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt vereinbart wird, im Zuge des Handshake-Protokolls der Steuereinrichtung STER in der zentralen Steuerungseinheit STGE übermittelt.
  • FIGUR 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Steuereinrichtung STER in der Steuerungseinheit STGE des in der FIGUR 2 dargestellten Steuerungssystems STGS zur Fahrzeugsteuerung durch Erzeugung eines Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings FGBZ. Die Steuereinrichtung STER weist eine Steuerschnittstelle STSS und ein Computer-Programm-Produkt CPP zur Fahrzeugsteuerung der zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 in dem Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ auf. Das Computer-Programm-Produkt CPP enthält einen nicht-flüchtigen, lesbaren Speicher SP, in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle eines die Fahrzeugsteuerung durchführenden Programm-Moduls PGM gespeichert sind, und einen mit dem Speicher SP verbundenen Prozessor PZ, der die Steuerprogrammbefehle des Programm-Moduls PGM zur Fahrzeugsteuerung ausführt und mit der Steuerschnittstelle STSS verbunden ist.
  • Mit der Abgabe der Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 gelangen die dazu korrespondierenden, von den Fahrzeugen FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 generierten und der Steuereinrichtung STER übermittelten ersten Steuerungsdaten STGD1 über die Kommunikationseinrichtung KOER und die Steuerschnittstelle STSS in den Prozessor PZ. Der Prozessor PZ erzeugt daraufhin mit dem Erhalt der ersten Steuerungsdaten STGD1 und der Abgabe der Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 den digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling FGBZ, mittels dem infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten Fahrzeugbewegungen der Fahrzeuge FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB bzw. der "Doppel-T"-Kreuzung KZ automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und - kollisionsfrei gesteuert werden.
  • Zu diesem Zweck generiert der Prozessor PZ auf der Basis des erzeugten digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling FGBZ zweite Steuerungsdaten STGD2, die über die Steuerschnittstelle STSS in die Kommunikationseinrichtung KOER bzw. die Funkkommunikationseinrichtung KOER gelangen und von dort gemäß der Darstellung in der FIGUR 2 über die Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle bzw. Fahrzeug-Funkkommunikationsschnittstelle FZKS letztendlich in die Fahrzeuge FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 gelangen, womit diese zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB bzw. der "Doppel-T"-Kreuzung KZ gesteuert werden.
  • Für die Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings FGBZ zur Fahrzeugsteuerung werden von dem Prozessor PZ bei der Ausführung des Programm-Modul PGM von jedem Fahrzeug FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 infolge der von den Fahrzeugen FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten und unter Nutzung des Kommunikationspfads zwischen diesen Fahrzeugen und der Steuereinrichtung STER bzw. dem Computer-Programm-Produkt CPP Fahrzeugtrajektorie und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt.
  • Mit Hilfe des erzeugten, digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings FGBZ zur Fahrzeugsteuerung wird von dem Prozessor PZ bei der Ausführung des Programm-Modul PGM ermittelt, welche Fahrzeuge den Fahrbahn-Gefahrenbereich FGB bzw. die "Doppel-T"-Kreuzung KZ passiert haben. Gemäß der Darstellung in der FIGUR 2 sind dies die Fahrzeuge FZi, FZ3, FZ16. Die von diesen Fahrzeuge FZi, FZ3, FZ16 zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB bzw. der "Doppel-T"-Kreuzung KZ abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten werden jedem Fahrzeug FZi, FZ3, FZ16 durch von dem Prozessor PZ erzeugte, über den bestehenden Kommunikationspfad zwischen diesen Fahrzeugen und der Steuereinrichtung STER bzw. dem Computer-Programm-Produkt CPP übertragene, dritte Steuerungsdaten STGD3 zurückgegeben. Das Übertragen der dritte Steuerungsdaten STGD3 passiert dabei bevorzugt im Zuge eines weiteren Handshake-Protokolls zwischen der Steuereinrichtung STER via der Kommunikationseinrichtung KOER und dem Fahrzeug FZi, FZ3, FZ16.
  • Wie nun mit Hilfe des erzeugten, digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings FGBZ zur Fahrzeugsteuerung zunächst die Fahrzeugbewegungen der Fahrzeuge FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31 zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB bzw. der "Doppel-T"-Kreuzung KZ automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert werden und dann im Weiteren erkannt und ermittelt wird, wann ein Fahrzeug den Fahrbahn-Gefahrenbereich FGB bzw. die "Doppel-T"-Kreuzung KZ passiert hat, wird im Folgenden anhand von FIGUR 4 erläutert.
  • FIGUR 4 zeigt eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling FGBZ, bei dessen Erzeugung in der Steuereinrichtung STER bzw. dem Computer-Programm-Produkt CPP, geschaffene erste Digitale Repräsentation DRP1 einer ersten Verkehrssituation mit einem durch zumindest teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen und belegten Fahrbahn-Gefahrenbereich in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung.
  • Die erste Verkehrssituation hat dabei nichts mit der Verkehrssituation in dem in der FIGUR 2 dargestellten Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ zu tun. Mit der in der FIGUR 4 dargestellten ersten Digitalen Repräsentation DPR1 soll vielmehr ganz allgemein erläutert werden, wie Fahrzeugbewegungen der zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge, die die "Doppel-T"-Kreuzung vollständig befahren und belegen, zum Passieren dieser automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert werden.
  • Die erste Digitale Repräsentation DRP1 ist ein Rasterformat RF mit schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern FF1, FF2, bei der
    • ein Kernbereich KB des Rasterformats RF die "Doppel-T"-Kreuzung repräsentiert,
    • erste Formatfelder FF1 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
      "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
      "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld FF1 repräsentieren und
    • zweite Formatfelder FF2 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
      "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
      "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld FF2 repräsentieren.
  • In dem Rasterformat RF mit den schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern FF1, FF2 werden Fahrzeugfahrtinformationen zur ersten Verkehrssituation, aus und in welche Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung auf diese zubewegen digital repräsentiert.
  • Gemäß der in der FIGUR 4 dargestellten ersten Verkehrssituation bewegen sich 30 Fahrzeuge, dargestellt durch weiße Kreise in den ersten Formatfeldern FF1, digital und unidirektional in OST->WEST-Richtung und 22 Fahrzeuge, dargestellt durch schwarze Kreise in den zweiten Formatfeldern FF2, digital und unidirektional in NORD->SÜD-Richtung und das einheitlich in dem gesamten Rasterformat RF, wobei die Doppelpfeile an den weißen Kreisen und die Pfeile an den schwarzen Kreisen immer die jeweilige Bewegungsrichtung angeben.
  • Bezogen auf den "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr in der FIGUR 2 bedeutet dies, dass die 52 Fahrzeuge, 30 in OST->WEST-Richtung und 22 in NORD->SÜD-Richtung, alle geradeaus fahren und nicht abbiegen und die Fahrbahn und Fahrtrichtung wechseln, so z.B. aus der NORD->SÜD-Richtung kommend in die OST->WEST-Richtung wechseln, also links abbiegen.
  • Das Abbiegen von Fahrzeugen sind Sonderfälle bezüglich der besagten Fahrzeugsteuerung im Gefahren-/Kreuzungsbereich, die in der Parallel-Patentanmeldung (Anmeldung-Nr......) mit der Bezeichnung "Verfahren, Computer-Programm-Produkt, Zentrale Steuerungseinheit und Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge, anteilig mit Fahrbahnwechselabsichten, in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr", behandelt werden.
  • Die Formatfelder FF1, FF2 des Rasterformats RF der ersten Digitalen Repräsentation DRP1 sind so gewählt, dass Fahrzeuge mit normaler, üblicher und definierter Fahrzeuglänge im Ruhe- und Bewegungszustand ohne sich gegenseitige zu berühren in den Feldern digital repräsentiert werden.
  • Fahrzeuge, die diese normale, übliche und definierte Fahrzeuglänge überschreiten, also größer sind, stellen weitere Sonderfälle bezüglich der besagten Fahrzeugsteuerung Gefahren-/Kreuzungsbereich dar. Diese Sonderfälle werden in der Parallel-Patentanmeldung (Anmeldung-Nr......) mit der Bezeichnung "Verfahren, Computer-Programm-Produkt, Zentrale Steuerungseinheit und Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge, anteilig mit Fahrzeugüberlängen, in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr", behandelt.
  • Die erste Verkehrssituation gemäß der FIGUR 4, übertragen auf den "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr in der FIGUR 2, bedeutet, dass zwei Fahrbahnrichtungen mit jeweils 6 parallelen Fahrspuren, Fahrbahn mit 6 parallelen Fahrspuren in OST->WEST-Richtung und Fahrbahn mit 6 parallelen Fahrspuren in NORD->SÜD-Richtung, sich kreuzen und im Kreuzungsbereich, entspricht dem Kenbereich KB des Rasterformats RF (Schachbrett mit 36 Feldern), jeweils 18 Fahrzeuge in OST->WEST-Richtung und NORD->SÜD-Richtung unterwegs sind.
  • Zur Fahrzeugsteuerung in dem "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr wird jede Fahrzeugbewegung der 36 Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert, indem dazu korrespondierend
    jedes Fahrzeug der 36 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB des Rasterformats RF gemäß einer Digitalbewegung mit einem START-Punkt und einem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat RF, die auf einem Formatfeldwechsel beruht, entweder
    von einem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder FF1 als den START-Punkt der Digitalbewegung auf ein benachbartes zweites Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der 36 Fahrzeuge repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist, oder
    von einem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den START-Punkt der Digitalbewegung auf ein benachbartes erstes Formatfeld der ersten Formatfelder FF1 als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, daß kein Fahrzeug der 36 Fahrzeuge repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist, digital bewegt wird.
  • Es findet also in Bezug auf die 36 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB eine endliche Kettenreaktion von aufeinanderfolgenden Digitalbewegungen statt, die ihren Beginn, z.B. auf der Basis der FIGUR 4, mit einer ersten Digitalbewegung von einem Formatfeld FF1x der ersten Formatfelder FF1, das ein Fahrzeug FZx repräsentiert, als START-Punkt zu einem Formatfeld FF2y der zweiten Formatfelder FF2 als ZIEL-Punkt, das kein Fahrzeug repräsentiert, also digital frei ist, hat und die ihr Ende dann hat, wenn alle 36 Fahrzeuge, die zu Beginn im Kernbereich KB des Rasterformats RF waren, den Kenbereich KB des Rasterformats RF verlassen haben.
  • In diesem Zustand, wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat RF die 36 Fahrzeuge digital den Kernbereich KB des Rasterformats RF verlassen haben und damit die "Doppel-T"-Kreuzung passiert haben, wird jedem Fahrzeug die Fahrzeugverfügungsgewalt zurückgegeben, indem gemäß der FIGUR 3 die Steuereinrichtung STER bzw. das Computer-Programm-Produkt CPP die dritten Steuerungsdaten STGD3 über den beschriebenen Kommunikationspfad an das jeweilige Fahrzeug überträgt.
  • Dies kann gemäß der Beschreibung zur FIGUR 3 auf einfache und in vorteilhafter Weise mit Hilfe desweiteren Handshake-Protokolls erreicht werden.
  • FIGUR 5 zeigt - wie in der FIGUR 4 - eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling FGBZ, bei dessen Erzeugung in der Steuereinrichtung STER bzw. dem Computer-Programm-Produkt CPP nach FIGUR 3, geschaffene zweite Digitale Repräsentation DRP2 einer zweiten Verkehrssituation mit einem durch zumindest teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen und belegten Fahrbahn-Gefahrenbereich in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung.
  • Auch die zweite Verkehrssituation hat nichts mit der Verkehrssituation in dem in der FIGUR 2 dargestellten Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ zu tun. Mit der in der FIGUR 5 dargestellten zweiten Digitalen Repräsentation DPR2 soll auch wieder ganz allgemein erläutert werden, wie Fahrzeugbewegungen der zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge, die die "Doppel-T"-Kreuzung vollständig befahren und belegen, zum Passieren dieser automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert werden.
  • Die zweite Digitale Repräsentation DRP2 weist auch wieder das Rasterformat RF mit den schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern FF1, FF2, bei der
    • der Kernbereich KB des Rasterformats RF die "Doppel-T"-Kreuzung repräsentiert,
    • die ersten Formatfelder FF1 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
      die "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
      die "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils wieder höchstens einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld FF1 repräsentieren und
    • die zweiten Formatfelder FF2 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
      die "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
      die "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils wieder höchstens einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld FF2 repräsentieren.
  • In dem Rasterformat RF mit den schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern FF1, FF2 werden Fahrzeugfahrtinformationen zur zweiten Verkehrssituation, aus und in welche Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung auf diese zubewegen digital repräsentiert.
  • Gemäß der in der FIGUR 5 dargestellten zweiten Verkehrssituation bewegen sich 32 Fahrzeuge, dargestellt durch weiße Kreise in den ersten Formatfeldern FF1, digital und bidirektional davon 17 Fahrzeuge in OST->WEST-Richtung sowie 15 Fahrzeuge in WEST->OST-Richtung und 21 Fahrzeuge, dargestellt durch schwarze Kreise in den zweiten Formatfeldern FF2, digital und bidirektional davon 11 Fahrzeuge in NORD->SÜD-Richtung sowie 10 Fahrzeuge in SÜD->NORD-Richtung und das einheitlich in dem gesamten Rasterformat RF, wobei die Doppelpfeile an den weißen Kreisen und die Pfeile an den schwarzen Kreisen immer die jeweilige Bewegungsrichtung angeben. Bezogen auf den "DoppelT"-Kreuzungsverkehr in der FIGUR 2 bedeutet dies, dass die 53 Fahrzeuge, 32 in OST<->WEST-Richtung und 21 in NORD<->SÜD-Richtung, alle - wie die 51 Fahrzeuge in der FIGUR 4 - geradeaus fahren und nicht abbiegen und die Fahrbahn und Fahrtrichtung wechseln, so z.B. aus der NORD->SÜD-Richtung kommend in die OST->WEST-Richtung wechseln, also links abbiegen. Bezüglich Abbiege- und Fahrzeuglängen-Problematik wird auf die besagten Parallel-Patentanmeldungen verwiesen.
  • Im Unterschied zu der ersten Verkehrssituation in der FIGUR 4 ist die zweite Verkehrssituation in der FIGUR 5 durch vier Fahrbahnrichtungen mit jeweils 3 parallelen, nebeneinanderliegenden Fahrspuren - eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nebeneinanderliegenden Fahrspuren in OST->WEST-Richtung, eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nebeneinanderliegenden Fahrspuren in der Gegenrichtung, in WEST->OST-Richtung, eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nebeneinanderliegenden Fahrspuren in NORD->SÜD-Richtung und eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nebeneinanderliegenden Fahrspuren in der Gegenrichtung, in SÜD->NORD-Richtung - gekennzeichnet, die sich kreuzen, und bei der im Kreuzungsbereich - entspricht dem Kernbereich KB des Rasterformats RF (Schachbrett mit 36 Feldern) - jeweils 9 Fahrzeuge in OST->WEST-Richtung, in WEST->OST-Richtung, in NORD->SÜD-Richtung und SÜD->NORD-Richtung unterwegs sind.
  • Zur Fahrzeugsteuerung in dem "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr wird wieder jede Fahrzeugbewegung der 36 Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert, indem dazu korrespondierend
    jedes Fahrzeug der 36 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB des Rasterformats RF gemäß der Digitalbewegung mit dem START-Punkt und dem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat RF, die auf dem Formatfeldwechsel beruht, entweder
    von dem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder FF1 als den START-Punkt der Digitalbewegung auf das benachbarte zweite Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der 36 Fahrzeuge repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist, oder
    von dem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den START-Punkt der Digitalbewegung auf das benachbarte erste Formatfeld der ersten Formatfelder FF1 als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der 36 Fahrzeuge repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist,
    digital bewegt wird.
  • Es findet also in Bezug auf die 36 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB wieder die endliche Kettenreaktion von aufeinanderfolgenden Digitalbewegungen statt, die ihren Beginn, z.B. auf der Basis der FIGUR 5, mit der ersten Digitalbewegung von dem Formatfeld FF1x der ersten Formatfelder FF1, das das Fahrzeug FZx repräsentiert, als START-Punkt zu dem Formatfeld FF2y der zweiten Formatfelder FF2 als ZIEL-Punkt, das kein Fahrzeug repräsentiert, also digital frei ist, hat und die ihr Ende dann hat, wenn alle 36 Fahrzeuge, die zu Beginn im Kernbereich KB des Rasterformats RF waren, den Kenbereich KB des Rasterformats RF verlassen haben.
  • In diesem Zustand, wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat RF die 36 Fahrzeuge digital den Kernbereich KB des Rasterformats RF verlassen haben und damit die "Doppel-T"-Kreuzung passiert haben, wird wieder jedem Fahrzeug die Fahrzeugverfügungsgewalt zurückgegeben, indem gemäß der FIGUR 3 die Steuereinrichtung STER bzw. das Computer-Programm-Produkt CPP die dritten Steuerungsdaten STGD3 über den beschriebenen Kommunikationspfad an das jeweilige Fahrzeug überträgt.
  • Dies kann gemäß der Beschreibung zur FIGUR 3 wieder auf einfache und in vorteilhafter Weise mit Hilfe desweiteren Handshake-Protokolls erreicht werden.
  • FIGUR 6 zeigt - wie in den FIGUREN 4 und 5 - eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling FGBZ, bei dessen Erzeugung in der Steuereinrichtung STER bzw. dem Computer-Programm-Produkt CPP nach FIGUR 3, geschaffene dritte Digitale Repräsentation DRP3 einer dritten Verkehrssituation mit einem durch zumindest teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen und belegten Fahrbahn-Gefahrenbereich in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung.
  • Auch die dritte Verkehrssituation hat - wie die erste und zweite Verkehrssituation - nichts mit der Verkehrssituation in dem in der FIGUR 2 dargestellten Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ zu tun. Mit der in der FIGUR 6 dargestellten dritten Digitalen Repräsentation DPR3 soll auch wieder ganz allgemein erläutert werden, wie Fahrzeugbewegungen der zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge, die die "Doppel-T"-Kreuzung vollständig befahren und belegen, zum Passieren dieser automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert werden.
  • Die dritte Digitale Repräsentation DRP3 weist auch wieder das Rasterformat RF mit den schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern FF1, FF2 auf, bei der
    • der Kernbereich KB des Rasterformats RF die "Doppel-T"-Kreuzung repräsentiert,
    • die ersten Formatfelder FF1 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
      die "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
      die "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils wieder höchstens einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld FF1 repräsentieren und
    • die zweiten Formatfelder FF2 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
      die "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
      die "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils wieder höchstens einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld FF2 repräsentieren.
  • In dem Rasterformat RF mit den schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern FF1, FF2 werden Fahrzeugfahrtinformationen zur zweiten Verkehrssituation, aus und in welche Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung auf diese zubewegen digital repräsentiert.
  • Gemäß der in der FIGUR 6 dargestellten dritten Verkehrssituation bewegen sich - wie in der FIGUR 4 - 26 Fahrzeuge, dargestellt durch weiße Kreise in den ersten Formatfeldern FF1, digital und bidirektional davon 15 Fahrzeuge in OST->WEST-Richtung sowie 11 Fahrzeuge in WEST->OST-Richtung und 19 Fahrzeuge, dargestellt durch schwarze Kreise in den zweiten Formatfeldern FF2, digital und bidirektional davon 11 Fahrzeuge in NORD->SÜD-Richtung sowie 8 Fahrzeuge in SÜD->NORD-Richtung und das einheitlich in dem gesamten Rasterformat RF, wobei die Doppelpfeile an den weißen Kreisen und die Pfeile an den schwarzen Kreisen immer die jeweilige Bewegungsrichtung angeben. Bezogen auf den "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr in der FIGUR 2 bedeutet dies, dass die 45 Fahrzeuge, 26 in OST<->WEST-Richtung und 19 in NORD<->SÜD-Richtung, alle - wie die 51 Fahrzeuge in der FIGUR 4 und die 53 Fahrzeuge in der FIGUR 5 - geradeaus fahren und nicht abbiegen und die Fahrbahn und Fahrtrichtung wechseln, so z.B. aus der NORD->SÜD-Richtung kommend in die OST->WEST-Richtung wechseln, also links abbiegen. Bezüglich Abbiege- und Fahrzeuglängen-Problematik wird auf die besagten Parallel-Patentanmeldungen verwiesen.
  • Im Unterschied zu der zweiten Verkehrssituation in der FIGUR 5 ist die dritte Verkehrssituation in der FIGUR 6 durch vier Fahrbahnrichtungen mit jeweils 3 parallelen, nicht alle nebeneinanderliegenden Fahrspuren - eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nicht alle nebeneinanderliegenden Fahrspuren in OST->WEST-Richtung, eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nicht alle nebeneinanderliegenden Fahrspuren in der Gegenrichtung, in WEST->OST-Richtung, eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nicht alle nebeneinanderliegenden Fahrspuren in NORD->SÜD-Richtung und eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nicht alle nebeneinanderliegenden Fahrspuren in der Gegenrichtung, in SÜD->NORD-Richtung - gekennzeichnet, die sich kreuzen, und bei der im Kreuzungsbereich - entspricht dem Kernbereich KB des Rasterformats RF (Schachbrett mit 36 Feldern) - 9 Fahrzeuge in OST->WEST-Richtung, 6 Fahrzeuge in WEST->OST-Richtung, 9 Fahrzeuge in NORD->SÜD-Richtung und 6 Fahrzeuge SÜD->NORD-Richtung unterwegs sind.
  • Ein weiterer Unterschied zu der zweiten Verkehrssituation mit der zweiten Digitalen Repräsentation DRP2 in der FIGUR 5 besteht darin, dass bei der dritten Digitalen Repräsentation DRP6 gemäß der FIGUR 6 für eine Fahrspur der drei Fahrspuren in SÜD->NORD-Richtung und eine Fahrspur der drei Fahrspuren in WEST->OST-Richtung jeweils ein Richtungswechsel vorbereitet wird, indem in dem Kernbereich KB der dritten Digitalen Repräsentation DRP6 die Formatfelder FF1, FF2 für die jeweilige Fahrspur mit dem Fahrzeugverkehr in SÜD->NORD-Richtung bzw. WEST->OST-Richtung frei gemacht werden (gestrichelte Pfeile in der FIGUR 6) und sobald sich auch außerhalb des Kernbereichs KB kein Fahrzeug mehr befindet - bezogen auf die Situation in der FIGUR 2 sich in die korrespondierenden Fahrspuren außerhalb des Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ keine Fahrzeuge mehr befinden - der Richtungswechsel jeweils in Richtung des gestrichelten Pfeils von SÜD->NORD nach NORD->SÜD bzw. von WEST->OST nach OST->WEST in der dritten Digitalen Repräsentation DRP6 vollzogen wird.
  • Zur Fahrzeugsteuerung in dem "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr wird wieder jede Fahrzeugbewegung der 30 Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert, indem dazu korrespondierend wieder
    jedes Fahrzeug der 30 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB des Rasterformats RF gemäß der Digitalbewegung mit dem START-Punkt und dem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat RF, die auf dem Formatfeldwechsel beruht, entweder
    von dem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder FF1 als den START-Punkt der Digitalbewegung auf das benachbarte zweite Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der 30 Fahrzeuge repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist, oder
    von dem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den START-Punkt der Digitalbewegung auf das benachbarte erste Formatfeld der ersten Formatfelder FF1 als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der 30 Fahrzeuge repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist, digital bewegt wird.
  • Es findet also in Bezug auf die 30 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB wieder die endliche Kettenreaktion von aufeinanderfolgenden Digitalbewegungen statt, die ihren Beginn, z.B. auf der Basis der FIGUR 6, mit der ersten Digitalbewegung von dem Formatfeld FF1x der ersten Formatfelder FF1, das das Fahrzeug FZx repräsentiert, als START-Punkt zu dem Formatfeld FF2y der zweiten Formatfelder FF2 als ZIEL-Punkt, das kein Fahrzeug repräsentiert, also digital frei ist, hat und die ihr Ende dann hat, wenn alle 30 Fahrzeuge, die zu Beginn im Kernbereich KB des Rasterformats RF waren, den Kenbereich KB des Rasterformats RF verlassen haben.
  • In diesem Zustand, wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat RF die 30 Fahrzeuge digital den Kernbereich KB des Rasterformats RF verlassen haben und damit die "Doppel-T"-Kreuzung passiert haben, wird wieder jedem Fahrzeug die Fahrzeugverfügungsgewalt zurückgegeben, indem gemäß der FIGUR 3 die Steuereinrichtung STER bzw. das Computer-Programm-Produkt CPP die dritten Steuerungsdaten STGD3 über den beschriebenen Kommunikationspfad an das jeweilige Fahrzeug überträgt.
  • Dies kann gemäß der Beschreibung zur FIGUR 3 auch wieder auf einfache und in vorteilhafter Weise mit Hilfe des weiteren Handshake-Protokolls erreicht werden.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge (FZ1...FZn) in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB), insbesondere Kreuzungen (KZ, KZ') von Fahrbahnen im Straßenverkehr,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    a) jedes Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) der Fahrzeuge (FZ1...FZn) beim Sich-Nähern des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') zum Passieren desjenigen eine Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung von dynamischen Fahraufgaben abgibt,
    b) mit der Abgabe der Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge (FZ1...FZn) von einer zentralen Steuerungsinstanz (STGE, STER, CPP, PZ, SP, PGM) ein digitaler Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling (FGBZ) erzeugt wird, mittels dem infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten Fahrzeugbewegungen des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    im Vorfeld des Sich-Näherns des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') das Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt mittels eines Handshake-Protokolls zwischen jedem Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) und der zentralen Steuerungsinstanz (STGE, STER, CPP, PZ, SP, PGM) vereinbart wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    für die Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) zur Fahrzeugsteuerung infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten von jedem Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) Fahrzeugtrajektorie und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) mit der Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) Fahrzeugfahrtinformationen, aus und in welche Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge (FZi, FZ1...FZn) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') auf diesen zubewegen, in einem Rasterformat (RF) mit schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern (FF1, FF2) digital repräsentiert werden, wobei
    a1) ein Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) den Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') repräsentiert,
    a2) erste Formatfelder (FF1) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
    "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
    "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld (FF1) repräsentieren und
    a3) zweite Formatfelder (FF2) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
    "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
    "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld (FF2) repräsentieren; und
    b) jede Fahrzeugbewegung des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ23, FZ32) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert wird, indem dazu korrespondierend
    das Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) im Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) gemäß einer Digitalbewegung mit einem START-Punkt und einem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat (RF), die auf einem Formatfeldwechsel beruht, entweder
    von einem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1) als den START-Punkt der Digitalbewegung auf ein benachbartes zweites Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2) als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist, oder
    von einem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2) als den START-Punkt der Digitalbewegung auf ein benachbartes erstes Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1) als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist,
    digital bewegt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Fahrzeugverfügungsgewalt jedem Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16) von der zentralen Steuerungsinstanz (STGE, STER, CPP, PZ, SP, PGM), insbesondere mittels eines weiteren Handshake-Protokolls, zurückgegeben wird, wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat (RF) das Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16) digital den Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) verlässt und es damit den Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') passiert hat.
  6. Computer-Programm-Produkt (CPP) zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge (FZ1...FZn) in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr, mit einem nicht-flüchtigen, lesbaren Speicher (SP), in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle eines die Fahrzeugsteuerung durchführenden Programm-Moduls (PGM) gespeichert sind, und einem mit dem Speicher (SP) verbundenen Prozessor (PZ), der die Steuerprogrammbefehle des Programm-Moduls (PGM) zur Fahrzeugsteuerung ausführt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Prozessor (PZ)
    a) erste Steuerungsdaten (STGD1) erhält, mit denen jedes Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) der Fahrzeuge (FZ1...FZn) beim Sich-Nähern des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') zum Passieren desjenigen eine Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung von dynamischen Fahraufgaben abgibt,
    b) mit dem Erhalt der ersten Steuerungsdaten (STGD1) und der Abgabe der Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge (FZ1...FZn) einen digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling (FGBZ) erzeugt, mittels dem infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten und durch zweite Steuerungsdaten (STGD2) Fahrzeugbewegungen des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei steuerbar sind.
  7. Computer-Programm-Produkt (CPP) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) derart ausgebildet sind, dass für die Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) zur Fahrzeugsteuerung infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten von jedem Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) Fahrzeugtrajektorie und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
  8. Computer-Programm-Produkt (CPP) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) derart ausgebildet sind, dass
    a) mit der Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) Fahrzeugfahrtinformationen, aus und in welche Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge (FZi, FZ1...FZn) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') auf diesen zubewegen, in einem Rasterformat (RF) mit schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern (FF1, FF2) digital repräsentiert werden, wobei
    a1) ein Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) den Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') repräsentiert,
    a2) erste Formatfelder (FF1) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
    "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
    "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld (FF1) repräsentieren und
    a3) zweite Formatfelder (FF2) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
    "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
    "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld (FF2) repräsentieren; und
    b) jede Fahrzeugbewegung des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert wird, indem dazu korrespondierend
    das Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) im Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) gemäß einer Digitalbewegung mit einem START-Punkt und einem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat (RF), die auf einem Formatfeldwechsel beruht, entweder
    von einem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1) als den START-Punkt der Digitalbewegung auf ein benachbartes zweites Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2) als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist, oder
    von einem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2) als den START-Punkt der Digitalbewegung auf ein benachbartes erstes Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1) als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist,
    digital bewegt wird.
  9. Computer-Programm-Produkt (CPP) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) derart ausgebildet sind, dass die Fahrzeugverfügungsgewalt jedem Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16) durch dritte Steuerungsdaten (STGD3) zurückgegeben wird, wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat (RF) das Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16) digital den Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) verlässt und es damit den Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') passiert hat.
  10. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge (FZ1...FZn) in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB), insbesondere Kreuzungen (KZ, KZ') von Fahrbahnen im Straßenverkehr,
    gekennzeichnet durch
    - eine Steuereinrichtung (STER) mit einem Computer-Programm-Produkt (CPP), das einen nicht-flüchtigen, lesbaren Speicher (SP), in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle eines die Fahrzeugsteuerung durchführenden Programm-Moduls (PGM) gespeichert sind, und einem mit dem Speicher (SP) verbundenen Prozessor (PZ), der die Steuerprogrammbefehle des Programm-Moduls (PGM) zur Fahrzeugsteuerung ausführt, aufweist, und einer Steuerschnittstelle (STSS) und
    - mindestens eine Kommunikationseinrichtung (KOER), die kommunikationstechnisch mit der Steuereinrichtung (STER) und darin mit dem Computer-Programm-Produkt (CPP) über die Steuerschnittstelle (STSS) verbunden oder der Steuereinrichtung (STER) und dem Computer-Programm-Produkt (CPP) darin zugeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung (STER) und die Kommunikationseinrichtung (KOER) derart in Bezug auf die Fahrzeugsteuerung zusammenwirken und ausgebildet sind, dass
    a) die Kommunikationseinrichtung (KOER) von jedem Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) der Fahrzeuge (FZ1...FZn), wenn es sich dem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') zum Passieren desjenigen nähert, erste Steuerungsdaten (STGD1) zwecks Abgeben einer Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung von dynamischen Fahraufgaben empfängt und an die die Steuereinrichtung (STER) weiterleitet,
    b) die Steuereinrichtung (STER) mit dem Empfangen der ersten Steuerungsdaten (STGD1) und der dadurch abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge (FZ1...FZn) einen digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling (FGBZ) erzeugt, mittels dem infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten die Steuereinrichtung (STER) durch zweite Steuerungsdaten (STGD2) via der Kommunikationseinrichtung (KOER) Fahrzeugbewegungen des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und - kollisionsfrei steuert.
  11. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuereinrichtung (STER) und die Kommunikationseinrichtung (KOER) derart zusammenwirken und ausgebildet sind, dass im Vorfeld, wenn sich jedes Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) dem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') nähert, mittels eines Handshake-Protokolls zwischen dem jeweiligen Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) und der Steuereinrichtung (STER) via der Kommunikationseinrichtung (KOER) das Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt und das Senden der Nachricht zum Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt vereinbart wird.
  12. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuereinrichtung (STER) und die Kommunikationseinrichtung (KOER) derart zusammenwirken und ausgebildet sind, dass die Steuereinrichtung (STER) für die Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) zur Fahrzeugsteuerung infolge der Fahrzeugverfügungsgewalten via der Kommunikationseinrichtung (KOER) von jedem Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) Fahrzeugtrajektorie und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt.
  13. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuereinrichtung (STER) und die Kommunikationseinrichtung (KOER) derart zusammenwirken und ausgebildet sind, dass die Steuereinrichtung (STER)
    a) mit der Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) Fahrzeugfahrtinformationen, aus und in welche Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge (FZi, FZ1...FZn) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') auf diesen zubewegen, in einem Rasterformat (RF) mit schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern (FF1, FF2) digital repräsentiert, wobei
    a1) ein Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) den Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') repräsentiert,
    a2) erste Formatfelder (FF1) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
    "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
    "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld (FF1) repräsentieren und
    a3) zweite Formatfelder (FF2) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
    "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
    "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld (FF2) repräsentieren; und
    b) jede Fahrzeugbewegung des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei steuert, indem dazu korrespondierend
    das Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) im Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) gemäß einer Digitalbewegung mit einem START-Punkt und einem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat (RF), die auf einem Formatfeldwechsel beruht, entweder
    von einem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1) als den START-Punkt der Digitalbewegung auf ein benachbartes zweites Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2) als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist, oder
    von einem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2) als den START-Punkt der Digitalbewegung auf ein benachbartes erstes Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1) als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist,
    digital bewegt wird.
  14. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuereinrichtung (STER) und die Kommunikationseinrichtung (KOER) derart zusammenwirken und ausgebildet sind, dass die Steuereinrichtung (STER) via der Kommunikationseinrichtung (KOER) durch dritte Steuerungsdaten (STGD3) die Fahrzeugverfügungsgewalt jedem Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16), insbesondere mittels eines weiteren Handshake-Protokolls, zurückgibt, wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat (RF) das Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16) digital den Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) verlässt und es damit den Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') passiert hat.
  15. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (STER) als eine offene Cloud Computing Plattform ausgebildet ist.
  16. Steuerungssystem (STGS) zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge (FZ1...FZn) in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB), insbesondere Kreuzungen (KZ, KZ') von Fahrbahnen im Straßenverkehr, mit mindestens einer zentralen Steuerungseinheit (STGE), die zur Fahrzeugsteuerung jeweils eine Steuereinrichtung (STER) und jeweils mindestens eine Kommunikationseinrichtung (KOER) enthält, insbesondere jeweils nach einem der Ansprüche 10 bis 15, und einer in den Fahrzeugen (FZ1...FZn) jeweils enthaltenen Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle (FZKS), die zur Fahrzeugsteuerung mit der Kommunikationseinrichtung (KOER) verbunden ist, das zur Fahrzeugsteuerung in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') derart ausgebildet ist, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchführbar ist.
EP18214063.2A 2018-12-19 2018-12-19 Verfahren, computer-programm-produkt, zentrale steuerungseinheit und steuerungssystem zum steuern zumindest teilautomatisierter fahrzeuge in einem fahrbahn-gefahrenbereich, insbesondere kreuzungen von fahrbahnen im strassenverkehr Withdrawn EP3671690A1 (de)

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