EP3673235A1 - Navigationsverfahren und navigationsvorrichtung - Google Patents

Navigationsverfahren und navigationsvorrichtung

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EP3673235A1
EP3673235A1 EP18740196.3A EP18740196A EP3673235A1 EP 3673235 A1 EP3673235 A1 EP 3673235A1 EP 18740196 A EP18740196 A EP 18740196A EP 3673235 A1 EP3673235 A1 EP 3673235A1
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EP
European Patent Office
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vehicle
navigation method
vehicles
navigation
stations
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18740196.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Herwig Fischer
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Innovative Dragon Ltd
Original Assignee
Innovative Dragon Ltd
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Publication date
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Priority claimed from DE102017008830.6A external-priority patent/DE102017008830A1/de
Priority claimed from DE102017009338.5A external-priority patent/DE102017009338A1/de
Application filed by Innovative Dragon Ltd filed Critical Innovative Dragon Ltd
Publication of EP3673235A1 publication Critical patent/EP3673235A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]

Definitions

  • the present invention relates to a navigation method and a
  • Navigation device for carrying out a navigation method for
  • At least one autonomous road vehicle within a limited area.
  • Mobility concepts As a rule, this attempts to replace the driver of passenger and goods transport vehicles, such as cars, trucks and trucks by autonomous systems, including the perception of the driver is simulated by various sensors.
  • the simulation of vision including the detection of markings on the road surface, the
  • Traffic signs, the signal systems (traffic lights, traffic signs, etc.) and other road users is very susceptible to interference.
  • Street canyons modern city centers are often at least partially shielded, so that there is a sufficiently precise control of the vehicles is prevented.
  • Wheel speeds of the vehicles from which curve radii can be calculated In any case, it remains in the task sharing a specification of the route selection by an external system, where it is determined over which roads the trip to the destination is to be made and the infrastructure control by on-board systems of the vehicles, which are based on the perception criteria of a human driver.
  • Influences such as rain, snow and ice are susceptible to interference. Furthermore, installations outside the road surface are sweepers and clearing vehicles
  • a navigation device and a navigation method which enables autonomous driving in a limited area reliably and cost-effectively.
  • the navigation method according to claim 1 it is provided that in the limited area a plurality of stationary stations, each with a transceiver unit are arranged, which are connected to the data exchange wirelessly with a transceiver unit of the vehicle, so that the position and the speed of the vehicle can be clearly determined in that the transit time of a signal from the transceiver unit of the vehicle to at least two stations and back is determined.
  • the vehicle is a vehicle of a fleet of a plurality of autonomous and individually mobile vehicles.
  • Individual means in this context that the vehicles can travel independently of each other different ways.
  • the transit time T of the signal results from the transit time Ti of the signal from the transceiver unit of the vehicle to a station which
  • the signals have identification features of the transmitting transceiver units.
  • the identification features are modulated onto the signals by the sending transceiver units and allow an unambiguous assignment of the vehicles and stations. Accordingly, for an exact position and speed determination as well as for guideway control of the vehicle at certain time intervals in the
  • Non-directional signals contain a code for identifying the vehicle and reach only relatively short ranges, so that the required transmission power is low.
  • the signal is in the transceiver of the nearby
  • the transceiver unit in the vehicle thus receives the return signal within an exactly definable time window, which is composed of the transit time Ti of the signal to the station, the same retransmission interval To (data processing time) and the transit time T2 from the station to the vehicle.
  • the vehicle is at the time of measurement on a defined spherical surface at a distance from a station. Since the vehicle must be on the ground, reduces the number of possibilities of the position of a spherical surface on the intersection of the road surface with the spherical surface, ie on a line. With a bearing to another station, which defines in the same way a line (curve), then results in an intersection, which marks the position of the vehicle.
  • a plausibility check is made with one of the previous bearings or the bearing is not utilized.
  • an exact one-to-one position of the vehicle is determined. If the stations are precisely mapped, a vector space can be defined as the route, which only requires a small volume of data compared to a road map or video image material.
  • the processing time To may be a fixed value or variable, in the latter case the time To used in real time for each bearing being returned, so that the position determination is unambiguous. Such a variation is useful or even necessary if several vehicles are in communication with the same stations and the processing of the data is not synchronized.
  • the evaluation algorithm from the running times and the position of the stations can be done in real time and the stored correction factors for the intended
  • Driving distance (trajectory) to be stored in a library Driving distance (trajectory) to be stored in a library.
  • a direct correction algorithm is stored, which determines the correction data for the control of the vehicle and converts instead of a position determination from the determined data and the Sol st- deviation.
  • the bearing starts from the stationary stations and the transceiver configured transceiver unit is located in the vehicle.
  • the station sends correction data for the trajectory in addition to the bearing.
  • Embodiment is that the library of trajectories in each station requires much less data volume, since only the transmission area of the respective station is stored and not the entire limited area that can be traveled with the vehicles.
  • a radio sequence is selected which triggers few reflections on the surrounding areas.
  • the transmitted data is preferably digitized.
  • the data transmission takes place in a preferred embodiment in packets, so that no standing
  • the data sent by the transceiver units and / or the route correction data are transmitted to a control center. These data are then optimized by so-called Artifical Intelligence systems or other learning routines and the results are used in the available libraries and / or in the algorithms for continuous improvement and adaptation.
  • the limited area is mapped.
  • each road section ie the route between junctions and intersections, is first depicted as vector graphics.
  • Each section of the route is marked with a route marker.
  • the routes are highlighted with an offset value from the center. After the mapping has been completed, all routes are traversed with real vehicles and the vector data are checked.
  • All vehicles in the fleet of autonomous vehicles will then receive software that allows the onboard steering system to follow the vectorised routes.
  • the offset values are taken into account.
  • one vehicle moves at a distance of 0.7 m from the center on the inner lane and another vehicle at a distance of 1.4 m on the outer lane so that the parallel-running vehicles are optimally guided. It can also be set footprints for entry and exit in the vehicles.
  • the course of the route determination is thus typically as follows:
  • a passenger sends a call signal by mobile phone, preferably with an app to a center with his destination. His position on the call is sent automatically. These positions are based on the known GPS signals.
  • a computer in the control center (or also in the next vehicle of the fleet) determines the corresponding position data of the vectorized on the basis of the GPS data
  • the shortest route is determined.
  • the fastest route can also be selected by not assigning distances but travel times to the route sections.
  • the necessary data is collected centrally from running logs of the active (moving) autonomous vehicles of the fleet.
  • the route optimization is carried out in the control center or onboard in each vehicle of the fleet.
  • the route guidance takes into account data for the offset of the track from the center line as well as another offset, which results from the fact that the receiving antennas are not higher than the height of the road surface, but higher.
  • the receiving antennas are arranged on the roofs of the vehicles and, given a possible lateral inclination of the vehicle, a lateral deviation between the trajectory of the wheels and the trajectory of the antennas must be taken into account.
  • the vehicles are not oriented to optically or radar / lidar detectable features, such as
  • Curbs or road markings but at vectorially recorded, high-precision and interference transmitted over short-range radio
  • locating the signals are coded in a preferred embodiment of the invention so that a direction finding and one or more alsmodulators signals for distance determination can be used as a direction finding, so that even with only one transmitter in the receiving area an accurate
  • Position determination is possible. For redundancy, however, all available transmission signals with cross bearings are always used.
  • the vehicle In the event that a vehicle passes a location or area where a signal should be available but no signal is received, the vehicle sends a signal with an error message to the control center of the limited area.
  • the transmitters described, in particular the radio transmitter are combined with a WLAN system as a network in which large areas, such as entire neighborhoods, are supplied with public WLAN.
  • the individual stations are partially designed as repeaters, so that data is forwarded only from one station to the next and a separate data line can be omitted to each station.
  • This WLAN data can then be used parallel to the navigation of the vehicles.
  • the vehicles not only communicate with the described radio transmitters, but also with the signals from mobile phones in the immediate vicinity, so that mobile participants like other cars,
  • Pedestrians and cyclists can be detected.
  • the object specified above is additionally solved by the navigation device for carrying out the navigation method.
  • provision is made for a plurality of stationary stations, each with a transceiver unit, to be arranged in the limited area and to be wirelessly connectable to a transceiver unit of the vehicle for data exchange and for determining the position and speed of the vehicle.
  • a signal network is proposed in which short-range radio signals, which contain digitized information about the position of the transmitter, traffic situations and other data for safe vehicle guidance, are transmitted at close intervals, preferably between 10 m and 50 m.
  • transmit-receive units of the stationary stations are connected to the power supply powered infrastructure elements
  • City centers are based on quasi-optical signal propagation, because the driver must be able to see the traffic signs, so that a shield through
  • the transceiver units of a stationary station between the base and the lighting means of the energized infrastructure element is arranged.
  • the transceiver units of a stationary station for the power supply preferably have a plug which corresponds to the plug geometry of the illuminant of the energized infrastructure element.
  • the transceiver unit can thus be screwed into the thread of the (earlier) bulb, which also provides the advantage that only the height of the position of the bulb ensures a secure signal transmission.
  • Autonomously driving vehicles must not only have a very precise route control and position determination, especially in city traffic, but also detect obstacles on the track or already anticipate recognition technology when moving obstacles, like other road users, move on a collision course. Due to the high traffic density in city traffic, the view to such obstacles is often limited, so that even the most efficient systems provide only limited relief.
  • the stationary stations have sensors which enable obstacle detection with suitable software.
  • the sensors are preferably cameras radar sensors, Lidarsensoren or ultrasonic sensors.
  • To power supply are the sensors connected to the power supply of the stationary stations, so that the installation cost is low.
  • the obstacle detection is suitable for all applications in which one
  • the sensors with a position detection and a
  • Obstacle detection systems combined.
  • the vehicles enter into a dialogue with the stations as soon as they reach the recorded area and get the information about any obstacles directly by radio / WLAN / NFC or similar.
  • Vehicle mounted are essentially identical and thus remains the same
  • Design recognition software works with making changes in one
  • Observation space can be detected by digitization and / or vectorization and these changes are converted into a shape and assigned.
  • a fixedly installed sensor always "sees" the same image of the observation area (sector) that changes at best through the lighting, but such changes are easily compensated by background images, daytime images and possibly seasonal images Seasonal influences are easily distinguished from changes by moving objects by the number of pixels changed is detected. Inserting twilight changes a very large proportion of pixels in the image by a very small quantitative amount per unit of time in the form of a continuous color change, whereas a vehicle entering the observation area or a pedestrian generates a high-contrast color change in a few pixel portions.
  • the stationary and / or mobile system outputs a signal as a flare or acoustic horn and warns the obstacle.
  • the stationary unit also recognizes radio signals from mobile phones as a decision aid in the identification of obstacles.
  • the system according to the invention also detects the passage of the vehicles and thus provides a redundant feedback control of the guideway control, which is carried out by the vehicle alone or with the aid of a Beilungssystem, which is mounted in the vicinity or at the same place.
  • a bypass trajectory is calculated which is a vector with offset to the mapped centerline vector plus transition radius around the
  • Obstacle area is determined.
  • the vehicles are thus guided on virtual rails that correspond to mathematical curves and not to point clouds with infinitely many possible variations.
  • the autonomous vehicle approaches on its tour along the
  • both the onboard and the stationary system balance the optimum detour route and only when the detour route agrees and clears both systems does the detour take place. Parallel to this, the bypass with time is logged to the control center.
  • the present invention in contrast to the prior art, proposes a completely different operating principle, in which a vectorial and sufficiently accurate image of the surrounding reality is created and directed by an external transmission system to the vehicles such that no accuracy gap remains must be concluded with the described orientations on optical signals or radar / Lidarsignalen. Rather, the vehicles move directly on the virtual rails, which are mapped as a vectorial image of the surroundings. This is the inner perception to
  • Routing ie the precise trailing of the trajectories, is possible if the data transfer between the control source and the vehicle is ensured.
  • the secondary vehicle guidance that is the avoidance of obstacles and the avoidance of collisions, requires one to the invention
  • mapping of the environment as well as the primary and secondary vehicle guidance takes place digitally and vectorially and no longer via pixel graphics and analogue routines.
  • Fig. 1 is a limited area
  • Fig. 2 is a road section.
  • Fig. 1 shows a limited area 1, in which the vehicles of the fleet can drive autonomously.
  • the limited area is, for example, a city or a
  • the transmitting-receiving units 3 have.
  • the vehicles 4 also have transceiver units 5, so that a unique position and
  • Speed determination by a signal transit time measurement to at least two, three or more stationary stations is feasible.
  • the vehicles can then move on the cartographic paths of the limited area 1.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Navigationsverfahren und eine Navigationsvorrichtung zur Durchführung eines Navigationsverfahrens für mindestens ein autonom fahrendes Straßenfahrzeug innerhalb eines begrenzten Gebietes. Um insbesondere eine Navigationsvorrichtung und ein Navigationsverfahren anzugeben, dass das autonome Fahren in einem begrenzten Gebiet zuverlässig und kostenschonend ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass in dem begrenzten Gebiet eine Vielzahl von ortsfesten Stationen mit jeweils einer Sende-Empfangseinheit angeordnet sind, die zum Datenaustausch drahtlos mit einer Sende-Empfangseinheit des Fahrzeugs verbindbar sind, so dass die Position und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs eindeutig bestimmbar ist, in dem die Laufzeit eines Signals von der Sende-Empfangseinheit des Fahrzeugs zu mindestens zwei Stationen und zurück ermittelt wird.

Description

Naviqationsverfahren und Naviqationsvorrichtunq
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Navigationsverfahren und eine
Navigationsvorrichtung zur Durchführung eines Navigationsverfahrens für
mindestens ein autonom fahrendes Straßenfahrzeug innerhalb eines begrenzten Gebietes.
Das autonome Fahren ist derzeit ein wesentlicher Gegenstand diverser
Mobilitätskonzepte. In der Regel wird hierbei versucht, den Fahrer von Personen- und Gütertransportfahrzeugen, wie beispielsweise PKW, NKW und LKW durch autonome Systeme zu ersetzen, wozu die Wahrnehmung des Fahrers durch verschiedene Sensoren nachgebildet wird. Die Nachbildung des Sehvermögens inklusive der Erkennung von Markierungen an der Straßenoberfläche, der
Verkehrszeichen, der Signalanlagen (Ampeln, Verkehrszeichen, etc.) und anderen Verkehrsteilnehmern ist dabei sehr störempfindlich. Insbesondere Gegenlicht bei untergehender Sonne oder Wasser, Schnee und Eis auf der Fahrbahn führt regelmäßig zu fehlerhaften Erkennungen. Hinzukommt, dass die erforderliche
Kartografie eine immens hohe Datenmenge erfordert, was die Umsetzung bekannter Mobilitätskonzepte erschwert.
Bekannt sind darüber hinaus auch satellitengestützte Navigationsverfahren für autonom fahrende Fahrzeuge, was ebenfalls nachteilbehaftet ist, weil die Signale selbst bei zusätzlichen Bodenstationen (DGPS oder RTK) in engen
Straßenschluchten moderner Innenstädte oft zumindest bereichsweise abgeschirmt sind, so dass dort eine hinreichend präzise Steuerung der Fahrzeuge verhindert wird.
Damit wird bei den bekannten Systemen zum autonomen Fahren der Steuer- und Regelungsvorgang einer menschlichen Person kopiert. Die von außen gelieferten zumeist GPS-gestützten Trajektorien werden nur zur Navigation, also zur
Routenauswahl und zur Bestimmung der Wegstrecke zum Ziel genutzt, während die Fahrzeugführung über Signale erfolgt, die analog zur optischen Wahrnehmung ausgelegt sind. Entsprechendes erfolgt durch die Auswertung von Signalen aus Kamerabildern, Radar-/Lidarsignalen oder auch aus unterschiedlichen
Raddrehzahlen der Fahrzeuge, aus denen sich Kurvenradien berechnen lassen. In jedem Fall bleibt es bei der Aufgabenteilung einer Vorgabe der Routenauswahl durch ein externes System, wo bestimmt wird, über welche Straßen die Fahrt zum Ziel erfolgen soll und der Fahrwegsteuerung durch Onboard-Systeme der Fahrzeuge, die sich an den Wahrnehmungskriterien eines menschlichen Fahrers orientieren.
Die bekannten Funktionsprinzipien können zusammenfassend so beschrieben werden, dass die autonome Steuerung/Regelung das Wahrnehmungsvermögen eines menschlichen Fahrers kopiert, indem sie sich an den gleichen
Informationsquellen orientieren und dazu diese Wahrnehmungen mit einer
anspruchsvollen und fehlerfreien Gestalterkennung in ein Abbild der umgebenden Wirklichkeit überführen und damit einen menschlichen Fahrer nachbilden. Sowohl zur Sensorik als auch in der Datenverarbeitung ergeben sich aus diesen
Funktionsprinzipien Anforderungen, die nicht oder nur mit einem extrem hohen Aufwand und dennoch mit kaum vermeidbaren Sicherheitslücken erfüllt werden können.
Es sind auch Ansätze bekannt, bei denen das autonome Fahren mit Hilfe von infrastrukturellen Vorrichtungen, wie beispielsweise Fahrdrähten, Magneten oder Induktionsschleifen durchgeführt wird. Für die Steuerung von Fahrzeugen im
Innenstadtbereich sind diese Systeme nur bedingt geeignet, da solche Installationen in der Fahrbahndecke auswendig, kostenintensiv und durch wetterbedingte
Einflüsse, wie Regen, Schnee und Eis störanfällig sind. Ferner sind Installationen außerhalb der Fahrbahndecke durch Kehrmaschinen und Räumfahrzeuge
zerstörungsanfällig.
Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Navigationsvorrichtung und ein Navigationsverfahren anzugeben, mit denen die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise behoben werden.
Insbesondere soll eine Navigationsvorrichtung und ein Navigationsverfahren angegeben werden, das das autonome Fahren in einem begrenzten Gebiet zuverlässig und kostenschonend ermöglicht.
1. Naviqationsverfahren
Diese Aufgabe wird zunächst durch das Navigationsverfahren nach Anspruch 1 gelöst. Hiernach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem begrenzten Gebiet eine Vielzahl von ortsfesten Stationen mit jeweils einer Sende-Empfangseinheit angeordnet sind, die zum Datenaustausch drahtlos mit einer Sende-Empfangseinheit des Fahrzeugs verbindbar sind, so dass die Position und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs eindeutig bestimmbar sind, indem die Laufzeit eines Signals von der Sende-Empfangseinheit des Fahrzeugs zu mindestens zwei Stationen und zurück ermittelt wird.
Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens sind nachfolgend und in den
Unteransprüchen angegeben.
Nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug ein Fahrzeug einer Flotte aus einer Vielzahl von autonomen und individuell fahrbaren Fahrzeugen ist. Individuell bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Fahrzeuge unabhängig voneinander verschiedene Wege befahren können.
Vorzugsweise ergibt sich die Laufzeit T des Signals aus der Laufzeit Ti des Signals von der Sende-Empfangseinheit des Fahrzeugs zu einer Station, der
Datenbearbeitungszeit To und der Laufzeit T2 des Signals von einer Station zur Sende-Empfangseinheit des Fahrzeugs.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Signale Identifikationsmerkmale der sendenden Sende-Empfangseinheiten aufweisen. Die Identifikationsmerkmale werden von den sendenden Sende-Empfangseinheiten auf die Signale aufmoduliert und erlauben eine eindeutige Zuordnung der Fahrzeuge und Stationen. Demnach wird für eine exakte Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung sowie zur Fahrwegsteuerung vom Fahrzeug in bestimmten Zeitintervallen ein im
Wesentlichen ungerichtetes Signal ausgesendet. Bei den bekannten Radar- oder Lidarsystemen werden demgegenüber gerichtete Signale gesendet. Die
ungerichteten Signale enthalten einen Code zur Identifikation des Fahrzeugs und erreichen nur relativ geringe Reichweiten, so dass die benötigte Sendeleistung gering ist. Das Signal wird in der Sende-Empfangseinheit der in der Nähe
befindlichen Stationen aufgenommen und nach einem präzise festgelegten
Zeitintervall zusammen mit einem Identifikationsmerkmal der Station zurückgefunkt.
Die Sende-Empfangseinheit im Fahrzeug bekommt damit das Rücksignal innerhalb eines exakt definierbaren Zeitfensterns, das sich aus der Laufzeit Ti des Signals zur Station, dem immer gleichen Rücksendeintervall To (Datenbearbeitungszeit) und der Laufzeit T2 von der Station zum Fahrzeug zurück zusammensetzt. Damit kann aus der Gesamtlaufzeit T die Position und Geschwindigkeit exakt bestimmt werden. Das Fahrzeug befindet sich zum Zeitpunkt der Messung auf einer definierten Kugelfläche im Abstand von einer Station. Da sich das Fahrzeug auf dem Boden befinden muss, reduziert sich die Zahl der Möglichkeiten der Position von einer Kugelfläche auf die Schnittmenge der Straßenfläche mit der Kugeloberfläche, also auf eine Linie. Mit einer Peilung zu einer weiteren Station, die in gleicher weise eine Linie (Kurve) definiert, ergibt sich dann ein Schnittpunkt, der die Position des Fahrzeugs markiert.
Für den möglichen Fall, dass beide ermittelten Kurven zwei Schnittpunkte ergeben, wird entweder eine dritte Orts- und Geschwindigkeitsbestimmung über eine weitere Station vorgenommen, eine Plausibilitätsprüfung mit einer der vorhergehenden Peilungen vorgenommen oder die Peilung wird nicht verwertet. In jedem Fall wird bei drei Peilungen eine exakte eineindeutige Position des Fahrzeugs bestimmt. Wenn die Stationen genau kartographiert sind, kann so ein Vektorraum als Fahrstrecke definiert werden, der nur noch ein geringes Datenvolumen im Vergleich zu einer Straßenkarte oder Videobildmaterial benötigt. Die Bearbeitungszeit To kann ein fester Wert oder variabel sein, wobei im letzteren Fall die real zu jeder Peilung genutzte Zeit To mit zurückgefunkt wird, so dass die Positionsbestimmung eindeutig ist. Eine solche Variation ist dann sinnvoll oder sogar erforderlich, wenn mehrere Fahrzeuge mit den gleichen Stationen in Verbindung stehen und die Bearbeitung der Daten nicht synchron erfolgt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Radar- oder Lidarsystemen wird eine gerichtete Peilung nicht benötigt, Identifikationsfehler werden vermieden und eine aufwendige Synchronisation der Uhren, wie bei unilateralen Systemen (GPS) kann entfallen, weil keine Uhrzeiten, sondern Zeitintervalle gemessen werden und die jeweilige Position der Stationen ortsfest ist.
Der Auswertealgorithmus aus den Laufzeiten und der Position der Stationen kann in Echtzeit erfolgen und die hinterlegten Korrekturfaktoren für die vorgesehene
Fahrstrecke (Trajektorie) in einer Bibliothek gespeichert sein.
In einer besonderen Ausführung wird ein direkter Korrekturalgorithmus gespeichert, der statt einer Positionsbestimmung aus den ermittelten Daten und der Sol st- Abweichung die Korrekturdaten für die Steuerung des Fahrzeugs ermittelt und umsetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung startet die Peilung von den ortsfesten Stationen und die als Transponder ausgestaltete Sende- Empfangseinheit befindet sich im Fahrzeug. In diesem Fall sendet die Station zusätzlich zur Peilung Korrekturdaten zur Trajektorie. Der Vorteil dieser
Ausführungsform liegt darin, dass die Bibliothek der Trajektorien in jeder Station viel weniger Datenvolumen benötigt, da nur das Sendegebiet der jeweiligen Station gespeichert ist und nicht das gesamte begrenzte Gebiet, das mit den Fahrzeugen befahren werden kann.
Um Laufzeitfehler zu vermeiden, z.B. von Reflexstrahlungen, wird eine Funksequenz gewählt, die wenig Reflektionen auf den umgebenen Flächen auslöst. Die übermittelten Daten sind vorzugsweise digitalisiert. Die Datenübermittlung erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform in Paketen, so dass keine stehenden
Dauersignale benötigt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die von den Sende- Empfangseinheiten gesendeten Daten und/oder die Fahrstrecken korrekturdaten an eine Kontrollzentrale übertragen. Diese Daten werden dann durch sogenannte Artifical Intelligence Systeme oder andere Lernroutinen optimiert und die Ergebnisse werden in den zur Verfügung stehenden Bibliotheken und/oder in den Algorithmen zur laufenden Verbesserung und Anpassung eingesetzt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die ortsfesten Stationen zusätzlich auch als WLan-Stationen und
Ladesteuerungen und zur Abrechnung eingesetzt werden.
Damit die autonom fahrenden Fahrzeuge innerhalb des begrenzten Gebietes auf vorgebbaren Pfaden steuerbar sind, ist das begrenzte Gebiet kartographiert.
Vorzugsweise ist eine vektorielle Kartographierung vorgesehen. Damit das begrenzte Gebiet vektoriell, exakt und mit einem minimalen Datenvolumen erfasst werden kann, wird zunächst jeder Straßenabschnitt, also der Fahrweg zwischen Einmündungen und Kreuzungen, als Vektorgrafik abgebildet.
Kreuzungen und Einmündungen werden mit einem jeweils passenden
Übergangsradius der kreuzenden Abschnitte in zwei oder mehr Kategorien
beschrieben, z.B. ein enger Radius für spitzwinkelige Kreuzungen, schmaler
Fahrbahnen und ein großer Radius für stumpfwinkelige Mündungen breiter
Fahrbahnen.
Jeder Streckenabschnitt wird mit einer Weglängenmarkierung gekennzeichnet. Die Fahrwege werden mit einem Offsetwert vom Mittelpunkt unterlegt. Nachdem die Kartographierung abgeschlossen ist, werden alle Strecken mit realen Fahrzeugen abgefahren und die Vektordaten werden überprüft.
Alle Fahrzeuge der Flotte aus autonom fahrenden Fahrzeugen erhalten dann eine Software, mit der die Onboardsteuerung die vektorisierten Strecken nachfahren kann. Hierbei werden die Offsetwerte berücksichtigt. Beispielsweise bewegt sich ein Fahrzeug im Abstand von 0,7 m von der Mitte auf der inneren Spur und ein anderes Fahrzeug im Abstand von 1 ,4 m auf der äußeren Spur, so dass die parallel fahrenden Fahrzeuge optimal geführt sind. Dabei können auch Standspuren für den Ein- und Ausstieg in die Fahrzeuge festgelegt werden.
Mit den Signalen des CPS aus dem ortsfesten Stationen werden Abweichungen durch Toleranzen oder Kumulationen von Störgrößen erkannt und entsprechende Korrekturen vorgenommen.
Der Ablauf der Fahrstreckenermittlung ist damit typischerweise wie folgt:
Ein Passagier sendet ein Rufsignal per Mobiltelefon vorzugsweise mit einer App an eine Zentrale mit seinem Fahrziel. Seine Position beim Ruf wird automatisch mitgesendet. Diese Positionen beruhen auf den bekannten GPS-Signalen. Ein Rechner in der Zentrale (oder auch im nächsten Fahrzeug der Flotte) ermittelt auf der Basis der GPS-Daten die entsprechenden Positionsdaten der vektorisierten
Fahrwege. Mit Hilfe der nach dem Stand der Technik bekannten Dijkstra-Algorithmen wird anschließend die kürzeste Route ermittelt. Alternativ kann auch die schnellste Route gewählt werden, indem den Streckenabschnitten nicht Distanzen, sondern Fahrzeiten zugeordnet werden. Die dazu erforderlichen Daten werden aus laufenden Protokollen der aktiven (fahrenden) autonomen Fahrzeuge der Flotte zentral erfasst.
Die Durchführung der Streckenoptimierung erfolgt in der Zentrale oder Onboard in jedem Fahrzeug der Flotte. Die Routenführung berücksichtigt dabei Daten zum Offset der Spur von der Mittellinie sowie einen weiteren Offset, der dadurch entsteht, dass sich die Empfangsantennen nicht auf Höhe der Fahrbahndecke, sondern höher befinden. Optimaler Weise sind die Empfangsantennen auf den Dächern der Fahrzeuge angeordnet und bei einer möglichen Seitenneigung des Fahrzeugs ist eine seitliche Abweichung zwischen der Trajektorie der Räder und der Trajektorie der Antennen zu berücksichtigen.
Mit dem vorliegenden Navigationsverfahren orientieren sich die Fahrzeuge nicht an optisch oder per Radar/Lidar erfassbaren Merkmalen, wie beispielsweise
Bordsteinkanten oder Straßenmarkierungen, sondern an vektoriell erfassten, hochpräzisen und auf Kurzstreckenfunk störungssicher übertragenen
Führungsbahnen, die keinerlei Abnutzung oder Verdreckung z.B. durch stehende Fahrzeuge, Schnee oder Eis unterliegen. Unabhängig hiervon kann das System sowohl durch eine direkte Videoübertragung oder auch durch punktweise Kontrollen korrigiert werden.
Bei der Ortsbestimmung werden in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung die Signale so codiert, dass ein Peilstrahl als Richtungsbestimmung und ein oder mehrere aufmodulierte Signale zur Abstandsbestimmung genutzt werden können, so dass auch mit nur einem Sender im Empfangsbereich eine genaue
Positionsbestimmung möglich ist. Zur Redundanz werden jedoch immer alle verfügbaren Sendesignale mit Kreuzpeilungen genutzt.
Im Falle dass ein Fahrzeug eine Stelle oder ein Gebiet passiert, in dem ein Signal verfügbar sein sollte, aber kein Signal empfangen wird, sendet das Fahrzeug ein Signal mit einer Fehlermeldung an die Steuerzentrale des begrenzten Gebietes.
In einer besonderen Ausführung werden die beschriebenen Sender, insbesondere die Funksender, mit einem WLAN System als Netzwerk kombiniert, bei dem große Bereiche, wie ganze Stadtteile, mit öffentlichem WLAN versorgt werden. Dazu werden die einzelnen Stationen teilweise als Repeater ausgelegt, so dass Daten nur von einer Station zur nächsten weitergeleitet werden und eine eigene Datenleitung zu jeder Station entfallen kann. Diese WLAN Daten können dann parallel zur Navigation der Fahrzeuge genutzt werden.
In einer weiteren Ausführung kommunizieren die Fahrzeuge nicht nur mit den beschriebenen Funksendern, sondern auch mit den Signalen aus Mobiltelefonen in der unmittelbaren Nähe, so dass bewegliche Teilnehmer wie andere PKW,
Fußgänger und Radfahrer erfasst werden können.
2. Naviqationsvorrichtunq
Die eingangs angegebene Aufgabe wird ergänzend von der Navigationsvorrichtung zur Durchführung des Navigationsverfahrens gelöst. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass in dem begrenzten Gebiet eine Vielzahl von ortsfesten Stationen mit jeweils einer Sende-Empfangseinheit angeordnet sind, die zum Datenaustausch und zur Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung des Fahrzeugs drahtlos mit einer Sende-Empfangseinheit des Fahrzeugs verbindbar sind. Es wird mithin ein Signalnetzwerk vorgeschlagen, in dem in engen Abständen, vorzugsweise zwischen 10 m und 50 m Funksignale mit kurzer Reichweite gesendet werden, die digitalisierte Informationen über die Position des Senders, Verkehrssituationen und anderen Daten zur sicheren Fahrzeugführung enthalten.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend und in den diesbezüglichen Unteransprüchen angegeben.
Um die hohen Kosten und den Aufwand bei der Installation der
Navigationsvorrichtung zu reduzieren, ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass Sende-Empfangseinheiten der ortsfesten Stationen mit der Stromversorgung bestromter Infrastrukturelemente verbunden sind,
insbesondere mit der Stromversorgung von Ampeln, Straßenlaternen,
Informationsschildern, Werbetafeln und/oder sonstigen Beleuchtungen. Bei einer Anordnung der Sende-Empfangseinheiten in bestromten Verkehrssignalanlagen kann ausgenutzt werden, dass nicht nur die Stromquelle vorhanden und verwendbar ist, sondern auch das die Information zur Verkehrslage, wie beispielsweise temporär variable Geschwindigkeitsbegrenzungen oder Ampelsignale zur Vorfahrtsregelung übermittelt werden können. Praktisch alle solche bestromten Anlagen in
Innenstädten basieren auf quasi optischer Signalausbreitung, weil der Fahrer die Verkehrszeichen sehen können muss, so dass eine Abschirmung durch
Versperrungen nicht gegeben ist.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sende-Empfangseinheiten einer ortsfesten Station zwischen dem Sockel und dem Leuchtmittel des bestromten Infrastrukturelementes angeordnet ist. Ferner weisen die Sende-Empfangseinheiten einer ortsfesten Station zur Stromversorgung vorzugsweise einen Stecker auf, der mit der Steckergeometrie des Leuchtmittels des bestromten Infrastrukturelementes korrespondiert. Bei der Nutzung von Laternen kann die Sende-Empfangseinheit mithin in das Gewinde des (früheren) Leuchtmittels eingeschraubt werden, was zudem den Vorteil schafft, dass allein die Höhe der Lage des Leuchtmittels eine sichere Signalübertragung gewährleistet.
3. Sektorenüberwachunq
Autonom fahrende Fahrzeuge müssen besonders im Stadtverkehr nicht nur über eine sehr präzise Fahrwegsteuerung und Positionsbestimmung verfügen, sondern auch Hindernisse auf dem Fahrweg erkennen bzw. schon erkennungstechnisch antizipieren, wenn sich bewegliche Hindernisse, wie andere Verkehrsteilnehmer, auf einem Kollisionskurs bewegen. Wegen der hohen Verkehrsdichte im Stadtverkehr ist die Sicht zu solchen Hindernissen oft eingeschränkt, so dass selbst die besonders leistungsfähigen Systeme nur bedingt Abhilfe schaffen.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die ortsfesten Stationen Sensoren aufweisen, die mit einer geeigneten Software eine Hinderniserkennung ermöglichen. Die Sensoren sind vorzugsweise Kameras Radarsensoren, Lidarsensoren oder Ultraschallsensoren. Zur Stromversorgung sind die Sensoren mit der Stromversorgung der ortsfesten Stationen verbunden, so dass der Installationsaufwand gering ist.
Die Hinderniserkennung ist für alle Anwendungen geeignet, bei denen ein
Datenaustausch zwischen den Fahrzeugen der Flotte untereinander und/oder zwischen den Fahrzeugen und einer Leitzentrale und/oder zwischen den Fahrzeugen und einzelnen Leiteinrichtungen stattfindet, so dass Informationen über etwaige Hindernisse unmittelbar an Fahrzeuge im betroffenen Sektor weitergegeben werden können.
Vorzugsweise werden die Sensoren mit einer Positionserfassung und einer
Fahrwegerfassung von Fahrzeugen im Beobachtungsgebiet der
Hinderniserkennungssysteme kombiniert. Die Fahrzeuge treten in einen Dialog mit den Stationen ein, sobald sie das erfasste Gebiet erreichen und bekommen die Informationen über etwaige Hindernisse unmittelbar per Funk/WLAN/NFC o.ä.
mitgeteilt.
Die besonderen Vorteile liegen darin, dass
• Versperrungen der Beobachtungsstrecke wegen der hohen Position nicht oder nur vermindert und seltener auftreten,
• das Hintergrundbild im Gegensatz zu Erfassungssystemen, die auf einem
Fahrzeug montiert sind im Wesentlichen identisch bleibt und damit die
Gestalterkennung viel einfacher wird,
• jede Änderung, also jede Bewegung eines Objekts im Beobachtungsraum
einfach und sicher dadurch identifiziert werden kann, dass die Pixel eines ersten Bildes von den Pixeln eines zweiten Bildes subtrahiert werden und die verbliebende Differenz somit die Änderungen darstellen muss, wie
beispielsweise ein sich bewegender Fußgänger, der den Beobachtungsraum betritt,
• mit einem ähnlich einfachen Algorithmus Bewegungsrichtungen durch
einfache Pixelvergleichsoperatoren identifiziert werden können, • die Ermittlung von auftretenden Hindernisse viel früher erfolgt, noch bevor ein Fahrzeug in Sichtweite ist und
• auch bei Nacht Hindernisse erfasst werden, da eine Laterne als ortsfeste
Station gleichzeitig für die Beleuchtung sorgt.
Bekannte Systeme zur Kollisionsvermeidung sind an Fahrzeugen befestigt und können damit nur einen sehr kleinen Raum vor dem Fahrzeug erfassen, da sie sich in Kurven nur bedingt auf die Fahrstrecke ausrichten können, Hindernisse wie andere vorausfahrende, entgegenkommende oder seitlich parkende Fahrzeuge oder Schilder im Weg sind und eine Gestalterkennungssoftware sich laufend an
wechselnden Hintergrundmotiven orientieren muss. Letzteres führt dazu, dass die Erkennung entweder extrem hohe Rechenleistungen erfordert oder dass eine Hintergrundbibliothek für das gesamte Verkehrsgebiet hinterlegt werden muss, so dass ein sehr großes Datenvolumen verarbeitet werden muss.
Gestalterkennungssoftware arbeitet damit, dass Veränderungen in einem
Beobachtungsraum durch Digitalisierung und/oder Vektorisierung erfasst werden und diese Veränderungen zu einer Gestalt umgerechnet und zugeordnet werden.
Wechselnde Perspektiven, Beleuchtungszustände oder Hintergrundbilder sind dabei erhebliche Störgrößen, da das ermittelte Bild von dem hinterlegten Bild dadurch abweicht und erst errechnet werden muss, welche der Abweichungen Störgrößen und welche Zielgrößen sind.
Auf einem fahrenden Fahrzeug wechseln Hintergrund, Beleuchtung und Perspektive laufend, womit die Erfassung und Identifikation der Zielgrößen sehr schwierig und störempfindlich wird.
Ein ortsfest installierter Sensor„sieht" demgegenüber immer das gleiche Bild des Beobachtungsraumes (Sektors), das allenfalls durch die Beleuchtung wechselt. Solche Änderungen werden allerdings leicht durch hinterlegte Tag- und Nachtbilder und evtl. Saisonbilder kompensiert. Auch können kollektive Veränderungen wie Beleuchtungs- oder Saisoneinflüsse einfach von Veränderungen durch bewegte Objekte unterschieden werden, indem die Anzahl der veränderten Pixel erfasst wird. Einsetzende Dämmerung verändert einen sehr großen Anteil von Pixeln im Bild um einen pro Zeiteinheit sehr geringen quantitativen Betrag in Form einer stetigen Farbveränderung, wohingegen ein in den Beobachtungsraum einfahrendes Fahrzeug oder ein Fußgänger in wenigen Pixelanteilen eine kontrastreiche Farbänderung erzeugt.
Jede weitere Änderung, die darüber hinausgeht, muss ein bewegtes Objekt sein, das nur noch geortet werden muss, um zu erkennen, ob es mit dem Fahrzeug in
Annäherung kollidieren könnte oder nicht. Diese Raumzuordnung ist sehr einfach mit einer Software zu leisten, indem in dem erfassten Bereich die Wege von Fahrzeugen vektoriell oder analog oder als Pixelgestalt erfassbar sind. Fahrzeuge werden dann gewarnt und in Bremsbereitschaft versetzt, bevor sie Hindernisse selbst erkennen können. Hinzu kommt, dass diese Hinderniserkennung als getrenntes System ohne gemeinsame Subsysteme mit den Fahrzeugen eine vollkommene Redundanz zu den bestehenden Hinderniserkennungen in Fahrzeugen darstellt. Im Falle eines
Widerspruchs beider Systeme wird eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt und danach entschieden. In jedem Zweifelsfall wird vorsorglich die Bremsbereitschaft erhöht. Zusätzlich gibt das stationäre und/oder das mobile System ein Signal als Lichthupe oder Akustikhupe aus und warnt das Hindernis.
Für solche autonom operierenden Mobilitätskonzepte, deren Betrieb auf einen bestimmten Raum eingeschränkt sind, ist zudem der Kostenaufwand reduziert, da weniger Stationen als Fahrzeuge ausgerüstet werden müssen. Und die stationäre Installation preiswerter ist.
In einer besonderen Ausführung erkennt die stationäre Einheit auch Funksignale von Mobiltelefonen als Entscheidungshilfe bei der Identifikation von Hindernissen.
Weiterhin erfasst das erfindungsgemäße System auch die Durchfahrt der Fahrzeuge und liefert damit eine redundante Rückmeldung der Fahrwegsteuerung, die vom Fahrzeug allein durchgeführt wird oder mit Hilfe eines Peilungssystems, das in der Nähe oder an gleicher Stelle angebracht ist. Bei Hindernissen, die von externen oder von Onboard- Systemen der Fahrzeuge erkannt werden, wird eine Umgehungstrajektorie errechnet, die als Vektor mit Offset zum kartographierten Mittellinienvektor plus Übergangsradius um das
Hindernisgebiet ermittelt wird. Die Fahrzeuge werden damit auf virtuellen Schienen geführt, die mathematischen Kurven entsprechen und nicht auf Punktwolken mit unendlich vielen Variationsmöglichkeiten.
Beim Erreichen eines Hindernisses ergibt sich somit folgender Ablauf:
Das autonom fahrende Fahrzeug nähert sich auf seiner Tour entlang der
ausgewählten, vektoriellen Trajektorie einem Hindernis, das zunächst von der externen Kamera in der Laterne erfasst wird, womit ein erstes Warnsignal an das Fahrzeug gesendet und die Geschwindigkeit reduziert wird. Sobald das Hindernis auch vom Onboard-System des Fahrzeugs erfasst wird, gleichen beide, also das Onboard und das stationäre System - die optimale Umfahrungsroute ab und erst bei Übereinstimmung und Freigabe der Umfahrungsstrecke durch beide Systeme erfolgt die Umfahrung. Parallel dazu wird die Umfahrung mit Uhrzeit an die Zentrale protokolliert.
Zusammenfassend wird mit der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zum Stand der Technik ein völlig anderes Funktionsprinzip vorgeschlagen, bei dem ein vektorielles und hinreichend genaues Abbild der umgebenen Realität geschaffen und von einem externen Ü bertrag ungssystem zu den Fahrzeugen so geleitet wird, dass keine Genauigkeitslücke verbleibt, die mit den beschriebenen Orientierungen an optischen Signalen oder Radar/Lidarsignalen geschlossen werden muss. Die Fahrzeuge bewegen sich vielmehr direkt auf den virtuellen Schienen, die als vektorielles Abbild der Umgebung kartographiert sind. Damit ist die innere Wahrnehmung zur
Fahrzeugführung eine Vektorgrafik mit einem sehr kompakten Datenvolumen, das einfach und sicher gespeichert und verarbeitet werden kann. Die primäre
Streckenführung, also das präzise Nachfahren der Trajektorien, ist möglich, wenn der Datentransfer zwischen der Steuerungsquelle und dem Fahrzeug sichergestellt ist. Die sekundäre Fahrzeugführung, das heißt die Umfahrung von Hindernissen und die Vermeidung von Kollisionen, benötigt eine an das erfindungsgemäße
Navigationsverfahren angepasste Lösung, wenn die Fahrzeuge autonom im begrenzten Gebiet parallel zu anderen Verkehrsteilnehmern operieren sollen. Hierzu wird ebenfalls auf die vorgegebenen Vektoren zurückgegriffen. Es müssen somit nicht unendlich viele Optionen berücksichtigt werden, die das Fahrzeug situativ entwickeln muss. Vielmehr ist ebenfalls ein externes System vorgesehen, dass mit einfachen und computergerecht ausführbaren Methoden etwaige Hindernisse erkennt und Reaktionen darauf aus einem ebenfalls vektoriellen Szenario dem Fahrzeug in Echtzeit übermittelt.
Damit erfolgt sowohl die Abbildung der Umgebung als auch die primäre und sekundäre Fahrzeugführung digital und vektoriell und nicht mehr über Pixelgrafiken und analoge Routinen.
Die vorliegende Erfindung ist im Vergleich zu nach dem Stand der Technik
bekannten Verfahren auch deshalb vorteilhaft, weil die erfassten Daten unmittelbar als Rohdaten ausgewertet werden können, was eine deutliche Reduzierung der Rechenkapazität beinhaltet. Demgegenüber müssen die Daten bei bekannten Verfahren aus unterschiedlichen Sensoren (Kamera, Lidar, Radar) fusioniert werden, was die Erfordernisse an Rechenleistung erhöht und wodurch sich auch die
Reaktionszeit auf unvorhersehbare Ereignisse erhöht.
Ein konkretes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Figuren
beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein begrenztes Gebiet und
Fig. 2 ein Straßenabschnitt.
Fig. 1 zeigt ein begrenztes Gebiet 1 , in dem die Fahrzeuge der Flotte autonom fahren können. Das begrenzte Gebiet ist beispielsweise eine Stadt oder ein
Innenstadtbereich und enthält diverse Straßen 2, die Kreuzungen und Einmündungen aufweisen. Entlang der Straße 2 sind ortsfeste Stationen angeordnet (in Fig. 1 mit schwarzen Punkten angedeutet), die Sende-Empfangseinheiten 3 besitzen. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, besitzen die Fahrzeuge 4 ebenfalls Sende- Empfangseinheiten 5, so dass eine eindeutige Positions- und
Geschwindigkeitsbestimmung durch eine Signallaufzeitmessung zu zumindest zwei, drei oder mehr ortsfesten Stationen durchführbar ist. Durch geeignete Steuerungen können sich die Fahrzeuge anschließend auf den kartographierten Wegen des begrenzten Gebietes 1 bewegen.

Claims

Ansprüche
1 . Navigationsverfahren für mindestens ein autonom fahrendes
Straßenfahrzeug (4) innerhalb eines begrenzten Gebietes (1 ),
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem begrenzten Gebiet (1 ) eine Vielzahl von ortsfesten Stationen mit jeweils einer Sende-Empfangseinheit (3) angeordnet sind, die zum
Datenaustausch drahtlos mit einer Sende-Empfangseinheit (5) des
Fahrzeugs (4) verbindbar sind, so dass die Position und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (4) eindeutig bestimmbar ist, in dem die Laufzeit eines Signals von der Sende-Empfangseinheit (5) des Fahrzeugs (4) zu mindestens zwei Stationen und zurück ermittelt wird.
2. Navigationsverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (4) ein Fahrzeug (4) einer Flotte aus einer Vielzahl von autonom und individuell fahrenden Fahrzeugen (4) ist.
3. Navigationsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Laufzeit T des Signals aus der Laufzeit Ti des Signals von der Sende-Empfangseinheit (5) des Fahrzeugs (4) zu einer Station, der Datenbearbeitungszeit To und der Laufzeit T2 des Signals von einer Station zur Sende-Empfangseinheit (5) des Fahrzeugs (4) ergibt.
4. Navigationsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale Identifikationsmerkmale der sendenden Sende-Empfangseinheit (3) aufweisen.
5. Navigationsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle mit den Fahrzeugen (4) befahrbaren Wege des begrenzten Gebietes (1 ) kartographiert sind.
6. Navigationsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartographierung vektoriell erfolgt.
7. Navigationsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwegsteuerung im vektoriellen Raum sensorlos erfolgt, so dass infrastrukturelle Erkennungsmerkmale der Umgebung, wie beispielsweise Farbmarkierungen und Bordsteinkanten nicht per Kameraoder Radar/Lidarsystemen erfasst werden müssen.
8. Navigationsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuge (4) auf den präzise erfassbaren und kommunizierbaren vektoriellen Trajektorien und mithin nicht durch
Bilderfassung von Mittellinien, Bordsteinkanten oder ähnlichem geführt werden.
9. Navigationsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vektoriellen Fahrwege (4) in jedem Sektor des begrenzten Gebiets als virtuelle Schienen in die Kamerabilder der ortsfesten Stationen eingespielt werden, so dass jedes statische Bild der ortsfesten Stationen den Verlauf aller zur Verfügung stehenden Fahrwege (4) umfasst, womit unmittelbar feststellbar ist, ob ein etwaiges Hindernis einen Fahrweg dauerhaft oder temporär blockiert.
10. Navigationsvorrichtung zur Durchführung eines Navigationsverfahrens für mindestens ein autonom fahrendes Straßenfahrzeug (4) innerhalb eines begrenzten Gebietes (1 ),
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem begrenzten Gebiet (1 ) eine Vielzahl von ortsfesten Stationen mit jeweils einer Sende-Empfangseinheit (3) angeordnet sind, die zum
Datenaustausch zur Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung des Fahrzeugs (4) drahtlos mit einer Sende-Empfangseinheit (5) des
Fahrzeugs (4) verbindbar sind.
1 1 . Navigationsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-Empfangseinheiten (3) der ortsfesten Stationen mit der
Stromversorgung bestromter Infrastrukturelemente verbunden sind, insbesondere mit der Stromversorgung von Ampeln, Straßenlaternen, Informationsschildern, Werbetafeln und/oder sonstigen Beleuchtungen.
12. Navigationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-Empfangseinheiten (3) einer ortsfesten Station zwischen dem Sockel und dem Leuchtmittel des bestromten
Infrastrukturelementes angeordnet sind.
13. Navigationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-Empfangseinheiten (3) einer ortsfesten Station zur Stromversorgung einen Stecker aufweisen, der mit der
Steckergeometrie des Leuchtmittels des bestromten Infrastrukturelementes korrespondiert.
14. Navigationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfesten Stationen Sensoren aufweisen, die mit einer geeigneten Software eine Hinderniserkennung ermöglichen.
15. Navigationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor eine Kamera, ein Radarsensor, ein
Lidarsensor oder ein Ultraschallsensor ist.
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