EP3966797A1 - Verfahren zum ermitteln einer fahrzeugtrajektorie - Google Patents

Verfahren zum ermitteln einer fahrzeugtrajektorie

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Publication number
EP3966797A1
EP3966797A1 EP20723349.5A EP20723349A EP3966797A1 EP 3966797 A1 EP3966797 A1 EP 3966797A1 EP 20723349 A EP20723349 A EP 20723349A EP 3966797 A1 EP3966797 A1 EP 3966797A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
information
trajectory
motor vehicle
individual
network server
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20723349.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sven Klomp
Stephan Max
Frank Bärecke
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP3966797A1 publication Critical patent/EP3966797A1/de
Pending 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
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0108—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions based on the source of data
    • G08G1/0112—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions based on the source of data from the vehicle, e.g. floating car data [FCD]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W60/00—Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles
    • B60W60/001—Planning or execution of driving tasks
    • B60W60/0015—Planning or execution of driving tasks specially adapted for safety
    • B60W60/0018—Planning or execution of driving tasks specially adapted for safety by employing degraded modes, e.g. reducing speed, in response to suboptimal conditions
    • B60W60/00184—Planning or execution of driving tasks specially adapted for safety by employing degraded modes, e.g. reducing speed, in response to suboptimal conditions related to infrastructure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W60/00—Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles
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    • B60W60/0051—Handover processes from occupants to vehicle
    • G—PHYSICS
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G08G1/0125—Traffic data processing
    • G08G1/0129—Traffic data processing for creating historical data or processing based on historical data
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0137—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions for specific applications
    • G08G1/0141—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions for specific applications for traffic information dissemination
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    • B60W2552/40—Coefficient of friction
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    • B60W2554/00—Input parameters relating to objects
    • B60W2554/40—Dynamic objects, e.g. animals, windblown objects
    • B60W2554/404—Characteristics
    • B60W2554/4041—Position

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a vehicle trajectory and to a system composed of a system that is set up to carry out the method according to the invention
  • the invention also relates to a motor vehicle and a network server set up for use in the system according to the invention.
  • Driver assistance systems are, for example, lane keeping assistants, brake assistants for pedestrian detection and adaptive cruise control systems, especially for traffic jams.
  • the calculation of a trajectory or a travel path of the automatically guided vehicle takes place primarily on the sensor values of a motor vehicle.
  • this sensor-based database may not be sufficient for situations in which the data acquisition is disturbed by at least one sensor. Examples of such situations are night driving or driving in fog or heavy rain, in which the signal detection with optical sensors such as cameras, LI DAR and / or acoustic sensors such as ultrasonic sensors can be significantly disturbed.
  • the invention is therefore based on the object of enriching the prior art and a method for determining a To propose a trajectory for a motor vehicle that increases the database for determining a trajectory of a vehicle and thus increases the safety of driving the vehicle.
  • the object of the invention is achieved by the subjects of the independent
  • a first aspect of the invention relates to a method for determining a vehicle trajectory, in particular for the automatic operation of a motor vehicle, using a plurality of recorded vehicle trajectories.
  • a plurality of motor vehicles in particular of
  • each of a plurality of vehicles records the trajectory traveled by it.
  • These individual trajectories thus include information from the lane actually traveled on by the respective vehicle, in particular information that enables the lane to be clearly localized in space.
  • the plurality of motor vehicles are additionally linked to the individual trajectories
  • each of the plurality of motor vehicles captures secondary information items that are each linked to the trajectory traveled by this motor vehicle.
  • the secondary information is preferably suitable for characterizing the roadway and / or the vehicle behavior along the trajectory being traveled on.
  • the plurality of motor vehicles transmit the individual trajectories recorded by them and those recorded with them
  • each of the plurality of motor vehicles transmits the individual trajectory recorded by this motor vehicle and the secondary information recorded by this motor vehicle for this individual trajectory to a network server.
  • the network server receives the individual trajectories and the individual trajectories recorded by these motor vehicles from a plurality of motor vehicles associated secondary information.
  • each individual trajectory defines a lane traveled by a motor vehicle and can thus be clearly localized in space.
  • the network server groups those received individual trajectories that spatially correspond to one another. These individual trajectories thus characterize the driving tubes of the individual motor vehicles along a common route, for example along a specific road section, but differ in the driving movement actually performed by the vehicle. For example, different vehicles use different lanes on a multi-lane road or change lanes at different points. Thus, different individual trajectories that spatially correspond to one another still contain different information about the movements made by the motor vehicles.
  • the network server also determines a swarm trajectory based on the individual trajectories and the secondary information linked to them. In other words, the network server uses the individual trajectories to determine a plurality of
  • Method according to the invention or then preferably used to guide a vehicle along the corresponding route, for example during a fully or partially automatic trip.
  • a vehicle guidance on the basis of the swarm trajectory is advantageously independent of lane markings and the like and therefore particularly suitable for those situations in which the acquisition of environmental data by means of at least one first sensor is disturbed.
  • the method according to the invention also takes place
  • Network server to at least one motor vehicle, for example to a motor vehicle that is approaching a route that spatially corresponds to the individual trajectories.
  • the network server transmits the swarm trajectories determined by the network server to a vehicle as a function of a position of the vehicle. For example, when the vehicle is started up, swarm trajectories for a radius surrounding the current location of the vehicle can be transmitted as part of an initial data connection to the network server that takes place at regular intervals. Global swarm trajectories are also preferably transmitted to the vehicle, for example when uploading or updating a system software. Furthermore, the swarm trajectories are preferably transmitted as a push message from the network server or, likewise, preferably only on request from the vehicle.
  • the swarm trajectory is determined in particular on the basis of the secondary information and in particular as a basis of the
  • Swarm trajectory weighted differently for example by using the secondary information to determine a prefactor in the range from 0 to 1.
  • additional information is advantageously included in the determination of the swarm trajectory.
  • the secondary information is information that is suitable for characterizing the roadway and / or the vehicle behavior along the trajectory being traveled on.
  • a particularly safe and / or particularly comfortable swarm trajectory can thus advantageously be determined in the method according to the invention.
  • the method according to the invention advantageously also enables different swarm trajectories to be determined for vehicles classified differently on the basis of the secondary information.
  • the secondary information can also have information that is suitable for classifying the vehicles.
  • the individual trajectories have position information and lane information linked to this.
  • the position information defines the relative position of the individual trajectory in space, in particular by reference to a reference system (reference system).
  • the reference system is preferably GPS coordinates of the earth's surface or, alternatively, preferably identification information of a route, for example a federal road or motorway, as well as route points stored for this purpose.
  • the position information is preferably available continuously, that is, for each point of the individual trajectory, or discontinuously, for example only in the form of start and end points or in the form of support points of the individual trajectory.
  • the lane information defines the relative position of the vehicle with respect to the position information and thus gives the actual driving path of the
  • the track information is preferably available as a direction and / or speed vector for each point of continuous position information of the individual trajectory.
  • the track information is also preferably in the form of
  • Route envelope sections indicate which support points are discontinuously present Connect location information. Any point of the trajectory thus results, for example, from a chronological sequence of vehicle movements defined by the lane information, starting at a support point of the movement defined by the position information.
  • the lane information defines the actual movement of a vehicle along a road section (route guidance) defined by the location information.
  • the individual trajectories can advantageously be grouped on the basis of the position information.
  • spatially corresponding individual trajectories are preferably determined on the basis of the position information.
  • the lane information of the spatially corresponding individual trajectories is also preferably averaged in the method according to the invention in order to obtain averaged lane information from
  • the swarm trajectory preferably has the track information averaged in this way as well as position information, the position information from
  • the track information of the swarm trajectory is therefore also preferably available as a direction and / or speed vector for each point of continuous position information of the swarm trajectory.
  • the secondary information has position information and information linked to it
  • Driving dynamics information and / or damping information are preferably such that it enables the secondary information to be linked with the associated individual trajectory. Individual trajectories with continuous position information are thus preferably also continuous
  • Position information particularly preferably continuously recorded GPS coordinates of the vehicle.
  • the position information is likewise preferably a time stamp or the position information has a time stamp.
  • the position and / or track information of the individual trajectories also preferably has a time stamp. This advantageously enables the data to be linked using the time stamp.
  • Implementation form is particularly suitable for a more complex form of the individual trajectories with support points and vectorial track information or the like.
  • the damping information has an immersion depth of at least one damper of a motor vehicle for at least one position defined by position information.
  • the position information is preferably a time stamp and / or GPS position of the vehicle.
  • the immersion depth of at least one damper characterizes the vehicle's response to driving on the linked individual trajectory and is, for example, meaningful for potholes or bumps present along this trajectory.
  • Attenuation information therefore preferably results in a lower weighting of the individual trajectory.
  • modern damping systems usually have sensors that record the immersion depth, so that the damping information can be recorded without further ado.
  • a swarm trajectory is thus automatically determined which avoids or bypasses potholes or bumps along the route.
  • the vehicle dynamics information has information on a vehicle body movement and / or a transverse acceleration of a motor vehicle for at least one position defined by position information.
  • the position information is preferably available as a time stamp and / or GPS position of the vehicle.
  • the vehicle body movements and / or lateral acceleration of a vehicle can also be used to characterize the
  • Vehicle response to driving on the linked individual trajectory can be used, provided that the relevant information has been corrected for the consequences of the intended proper movement of the vehicle through acceleration and steering.
  • Modern vehicles usually have a large number of sensors, so that the driving dynamics information can usually be acquired without great effort. Particularly preferably takes place in the invention
  • the driving dynamics information can also be meaningful for potholes or elevations present along an individual trajectory. Such impairments of a smooth road surface not only lead to a loss of comfort but also affect it
  • the secondary information also preferably has position information and road information linked to it. This road information is preferably recorded with an optical sensor and / or a distance sensor of the motor vehicle and is therefore also suitable for detecting road surface disturbances in the direction of travel, such as potholes or road bumps.
  • the position information preferably indicates the position of the recognized disruption of the road surface and not the position of the motor vehicle.
  • the position information is corrected for the distance between the camera / sensor and the disturbance.
  • individual trajectories are their
  • Secondary information have lane information that disturbs the
  • Road surface such as potholes or elevations represent, preferably weighted less than other individual trajectories without such disturbances of the road surface.
  • the secondary information preferably has position information and, linked to this, information relating to a coefficient of friction of a road surface.
  • the coefficient of friction is characteristic of the grip between the tires of the motor vehicle and the
  • Secondary information represents a low coefficient of friction when determining the
  • Swarm trajectories are preferably less weighted than other individual trajectories that are associated with a higher coefficient of friction. This advantageously results in a swarm trajectory which automatically bypasses the disturbances in the road surface.
  • the coefficients of friction are preferably derived from wheel speeds in a known manner.
  • a cross-correlation between the secondary information items of the individual trajectories likewise preferably takes place in order, for example, to determine such secondary information which can be traced back to properties of the trajectory being traveled on that cannot be bypassed.
  • Such a cross-correlation is preferably carried out in order to determine such secondary information that is present in the same or a similar manner for all individual trajectories and, if they were only available for one or a few trajectories, would lead to a lower weighting of the respective trajectory.
  • Such cross-correlations can advantageously be used to identify structures such as bumps to limit speed along the individual trajectories.
  • the network server further classifying the individual trajectories recorded and received from the motor vehicles on the basis of the secondary information. The preferred classifies
  • Network server the individual trajectories based on the secondary information in first
  • a classification into further classes is also possible.
  • the classification is preferably carried out on the basis of secondary information that enables the individual trajectories to be classified, such as secondary information on one
  • the network server also determines at least one first swarm trajectory based on the first
  • a second and a third swarm trajectory may also be determined accordingly.
  • the network server also transmits the first swarm trajectory to at least one first motor vehicle that corresponds to a first individual trajectory, for example to a first motor vehicle that is approaching a route that spatially corresponds to the first individual trajectories. Furthermore, the network server transmits the second swarm trajectory to at least one to a second
  • a second motor vehicle corresponding to an individual trajectory for example to a second motor vehicle, which is approaching a route that spatially corresponds to the second individual trajectories.
  • Swarm trajectories are made available, which take into account the specific properties of the various vehicles or the specific driving behavior of the driver.
  • Another aspect of the invention relates to a motor vehicle, in particular a
  • the motor vehicle has at least one first sensor configured to acquire environmental data and at least one second sensor configured to acquire vehicle data.
  • the at least one first sensor is designed to detect sensor signals relating to the surroundings of the vehicle.
  • the at least one second sensor is designed to detect sensor signals relating to the vehicle itself.
  • a staggered by means of the ambient signal received by the at least one first sensor, the motor vehicle is preferably able to obtain information about its surroundings and preferably depicts a large number of environmental information items.
  • a status signal received by means of the at least one second sensor enables the motor vehicle to obtain information about its own status and for this purpose preferably forms a plurality of
  • the motor vehicle according to the invention also has a for communication with a
  • Network server and GPS satellites set up first communication module.
  • the communication module can be set up for communication with further devices, such as further vehicles or a smart infrastructure.
  • the communication module preferably has a radio, cellular, WLAN and / or Bluetooth transceiver or alternative wireless communication devices.
  • the motor vehicle also has a first control unit that is set up to communicate with the at least one first sensor for capturing environmental data of a motor vehicle, with the at least one second sensor for capturing status data of the motor vehicle and with the first communication module of the motor vehicle.
  • the control unit is also set up for the steps of the motor vehicle in the inventive
  • the first control unit is designed in particular to use the first sensors and / or second sensors for an individual trajectory driven by the motor vehicle and determined by position information and lane information
  • the control unit is also set up to transmit the individual trajectory and the secondary information linked to it to a network server, preferably by appropriate control of the communication module for transmitting this data to the network server.
  • Preferred embodiments of the motor vehicle correspond to the preferred implementation forms explained above with reference to the method according to the invention.
  • the motor vehicle according to the invention also has a driving system set up for automatic driving of the motor vehicle.
  • the driving system of the motor vehicle according to the invention is preferably set up to carry out at least one automatic driving maneuver / automatic driving of the vehicle.
  • the driving system can preferably act on the at least one first sensor and / or on the at least one second sensor for determining
  • Access status information and / or environmental information of the motor vehicle can therefore preferably be used by the driving system and by the control unit.
  • the driving system preferably communicates with the control unit, which according to this embodiment is also set up for a swarm trajectory determined by location information and lane information from the
  • the trajectory of the motor vehicle is also preferably used to carry out an automatic drive of the motor vehicle and / or to display navigation instructions.
  • the method according to the invention performs these existing sensors and the
  • Another aspect of the invention relates to a method of a control unit
  • Motor vehicle which has at least one first sensor configured to capture environmental data, at least one second sensor configured to capture status data of the motor vehicle, and a communication module, a driving system configured to automatically drive the motor vehicle, and the control unit, the method having at least the following steps : Acquisition of an individual trajectory driven by the motor vehicle and determined by position information and lane information, acquisition of secondary information, having driving dynamics, damping and / or lane information corresponding to the individual trajectory, in particular by suitably controlling the first sensors and / or second sensors, and transmitting the
  • Another aspect of the invention relates to a computer program, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, such as a control unit of a motor vehicle, cause the computer to carry out the steps of the motor vehicle in the
  • Another aspect of the invention relates to a network server, having a for
  • the network server also has a second control unit which is set up to communicate with the first communication module of at least one motor vehicle by means of a second communication module.
  • the control unit is also set up for the steps of the network server in the
  • Another aspect of the invention relates to a method of a network server
  • Motor vehicle which has at least one memory, a second set up for communication with a first communication module of at least one motor vehicle
  • Communication module as well as the second control unit, wherein the method has at least the following steps: receiving individual trajectories determined by location information and lane information from a plurality of motor vehicles, determining a swarm trajectory based on the individual trajectories and the associated secondary information as an average weighted based on the secondary information Individual trajectories and transmission of the determined swarm trajectory to a motor vehicle.
  • Another aspect of the invention relates to a computer program, comprising commands which, when the program is executed by a computer, such as a control unit of a network server, cause the computer to carry out the steps of the network server in the
  • Another aspect of the present invention relates to a system comprising a
  • the swarm trajectory is preferably determined on the basis of individual trajectories whose position information corresponds. In other words, those individual trajectories that are basically the same are weighted averaged
  • Routing relate to the same road section.
  • the determination of the corresponding individual trajectories differs depending on the type of location information. If the location information includes identification information of a road or a road section as a reference system, corresponding individual trajectories are preferably determined on the basis of identical location information. If, on the other hand, the location information includes continuous or discontinuous GPS coordinates, corresponding
  • Individual trajectories are preferably determined on the basis of similar position information, for example taking into account a maximum permissible distance of the GPS coordinates or the like.
  • Swarm trajectory preferably to a motor vehicle whose location information is related to the
  • Location information of the determined swarm trajectory i.e. the location information of the underlying individual trajectories, corresponds. This advantageously ensures that the vehicle can use the transmitted swarm trajectory, for example for fully or partially automatic vehicle guidance or for displaying navigation instructions.
  • the network server thus preferably determines at least one vehicle with corresponding location information and transmits to it a determined swarm trajectory.
  • the network server preferably receives a request for a swarm trajectory from a motor vehicle together with current position information of the requesting motor vehicle and determines a swarm trajectory corresponding to the position information and transmits this to the requesting motor vehicle.
  • the method steps of the method according to the invention can be implemented by electrical or electronic parts or components (hardware), by firmware (ASIC) or by executing a suitable program (software).
  • the method according to the invention is likewise preferably realized or implemented by a combination of hardware, firmware and / or software.
  • individual components for performing individual method steps are designed as a separately integrated circuit or on a common integrated circuit
  • Circuit arranged. Individual components set up to carry out individual method steps are furthermore preferably arranged on a (flexible) printed circuit carrier (FPCB / PCB), a tape carrier package (TCP) or another substrate.
  • FPCB / PCB flexible printed circuit carrier
  • TCP tape carrier package
  • the individual method steps of the method according to the invention are also preferably embodied as one or more processes that run on one or more processors in one or more electronic computing devices and are generated when one or more computer programs are executed.
  • the computing devices are preferably designed to work together with other components, for example a communication module, and one or more sensors or cameras, in order to implement the functionalities described herein.
  • the instructions of the computer programs are preferably stored in a memory, such as a RAM element.
  • the computer programs can, however, also be stored in a non-volatile storage medium, such as a CD-ROM, a flash memory or the like.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system according to the invention comprising a motor vehicle according to the invention and a mobile network server according to the invention according to one embodiment;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a method according to the invention according to one embodiment
  • Figure 3 is a schematic representation of the communication between a
  • network server and motor vehicles according to the invention in the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration, in particular a block diagram, of an exemplary motor vehicle 10, in particular a two-lane motor vehicle with an internal combustion, electric or hybrid motor.
  • the motor vehicle 10 comprises a multiplicity of first sensors, in particular a first sensor 11, a second sensor 12, and a third sensor 13.
  • the first sensors 11, 12, 13 are set up for capturing environmental data of the motor vehicle 10 and comprise, for example, a camera for capturing an image of an environment immediately surrounding the motor vehicle 10, distance sensors, such as ultrasonic sensors or LI DAR, for detecting distances to objects surrounding the motor vehicle 10.
  • the first sensors 11, 12, 13 transmit the environmental signals recorded by them to a first control unit 40 of the motor vehicle 10.
  • the motor vehicle 10 also has a plurality of second sensors, in particular a fourth sensor 51, a fifth sensor 52, and a sixth sensor 53.
  • the second sensors 51, 52, 53 are sensors for determining status data relating to the motor vehicle 10 itself, such as current position and location data
  • the second sensors are consequently involved for example speed sensors, acceleration sensors, inclination sensors, sensors for measuring an immersion depth of a shock absorber, wheel speed sensors or the like.
  • the second sensors 51, 52, 53 transmit the ones they have detected
  • the motor vehicle 10 also has a first communication module 20 with a memory 21 and one or more transponders or transceivers 22.
  • the transponders 22 are radio, WLAN, GPS or Bluetooth transceivers or the like.
  • the transponder 22 communicates with the internal memory 21 of the first communication module 20, for example via a suitable data bus. By means of the transponder 22, for example, the current position of the transponder 22
  • Motor vehicle 10 determined by communication with a GPS satellite 61 and stored in the internal memory 21.
  • Authorization information stored in the memory 21 can also be transmitted to an external communication module by means of the transponder 22.
  • the first communication module 20 also communicates with the first control unit 40.
  • the first communication module 20 is set up to communicate with a mobile network server 70, in particular a backend server
  • the first communication module 20 is preferably set up to communicate via an LTE cellular network.
  • the motor vehicle 10 also has the driving system 30, which is set up for fully automatic ferry operation, in particular for longitudinal and lateral guidance, of the motor vehicle 10.
  • the driving system 30 has a navigation module 32 which is set up to calculate routes between a starting point and a destination point and to determine the maneuvers to be carried out by the motor vehicle 10 along this route.
  • the driving system 30 comprises an internal memory 31, for example for map materials, which communicates with the navigation module 32, for example via a suitable data bus.
  • the driving system 30 communicates with the control unit 40 and receives from the
  • Control unit 40 by means of the first communication module 20 received trajectory information from the network server 70.
  • the navigation module 32 is preferably set up to determine a route of the motor vehicle 10 on the basis of this trajectory information.
  • At least some of the second sensors 51, 52, 53 of the motor vehicle 10 transmit their measurement results directly to the driving system 30. These data, which are transmitted directly to the driving system 30, are, in particular, current position and information
  • Movement information of the motor vehicle are preferred by
  • Speed sensors, acceleration sensors, inclination sensors, etc. are recorded.
  • the motor vehicle 10 also has a first control unit 40 which is set up to carry out the steps of the motor vehicle 10 in the method according to the invention.
  • the first control unit 40 has an internal memory 41 and a CPU 42, which communicate with one another, for example via a suitable data bus.
  • the first control unit 40 is in communication with at least the first sensors 11, 12, 13, the second sensors 51, 52, 53, the first communication module 20 and the driving system 30, for example via one or more respective CAN connections, one or more multiple respective SPI connections, or other suitable data connections.
  • the network server 70 has a second control unit 80 which is set up to carry out the steps of the network server 70 in the method according to the invention.
  • the second control unit 80 has an internal memory 81 and a CPU 82, which communicate with one another, for example via a suitable data bus.
  • Network server 70 also has a second communication module 90.
  • Communication module 90 has a memory 92 and one or more transponders or transceivers 91.
  • the transponders 91 are radio, WLAN, GPS or Bluetooth transceivers or the like.
  • the transponder 91 communicates with the internal memory 92 of the second communication module 90, for example via a suitable data bus.
  • the second is preferred
  • Communication module 90 set up to communicate via an LTE cellular network.
  • FIG. 2 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention carried out by the system 100 according to the invention.
  • a plurality of motor vehicles each record an individual trajectory traveled by the motor vehicle and secondary information linked to the respective individual trajectory.
  • each of the plurality of motor vehicles transmits the recorded individual trajectory and the associated (also recorded)
  • the network server determines in a third Step S300 of the method according to the invention computationally a swarm trajectory based on the individual trajectories and the secondary information associated therewith as an average of the individual trajectories weighted based on the secondary information.
  • the network server transmits the swarm trajectory determined to at least one motor vehicle.
  • Figure 3 shows a schematic representation of the communication between a
  • network server 70 according to the invention and motor vehicles 10 according to the invention in the method according to the invention, in particular communication between a network server 70 explained with reference to FIG. 1 and three according to the invention
  • Vehicles 10, 10 ‘, 10 ′′ each of which is designed as explained with reference to FIG.
  • a first motor vehicle 10 in particular a small van, detects the individual trajectory it has traveled through, in particular position information and
  • step S102 the first motor vehicle 10 records secondary information that characterizes the roadway and / or the
  • a second motor vehicle 10 ‘, in particular a
  • Sports car in a step S101 ‘also an individual trajectory traveled by it, in particular position information and lane information of the individual trajectory, the position information being similar or identical to the position information acquired by the first motor vehicle 10. Furthermore, in a step S102, the second vehicle 10 also captures secondary information for characterizing the roadway or the driving behavior of the vehicle 10 ′′ along the individual trajectory. In a step S202, the vehicle 10 ‘transmits the recorded individual trajectories and secondary information to the network server 70.
  • the network server 70 computationally determines a swarm trajectory based on the individual trajectories received from the vehicles 10 and 10 and the associated secondary information as an average of the individual trajectories weighted using the secondary information.
  • the swarm trajectory determined in this way is shown in
  • Step S400 is transmitted from the network server to another motor vehicle 10 ′′ which is approaching a route section which corresponds to the position information of the individual trajectories and the determined swarm trajectory.
  • the further motor vehicle 10 ′′ uses the received swarm trajectory in step S500 to determine one of it in the route section driving trajectory and carries out an automatic drive along this trajectory or gives navigation instructions to a driver for driving the determined trajectory.
  • an alternative embodiment of the method according to the invention is separated by a dashed line.
  • the network server 70 also performs a classification of the received data in step S301
  • those received by the vehicle 10 contain
  • the network server 70 then classifies the individual trajectory received from the vehicle 10 as a first individual trajectory and the individual trajectory received from the vehicle 10 ‘as a second individual trajectory.
  • the network server 70 determines a first swarm trajectory based on the first individual trajectory of the motor vehicle 10 and based on that of others
  • Small vans receive first individual trajectories, the position information of which corresponds to the position information of the individual trajectory received from the motor vehicle 10.
  • the swarm trajectory is determined as a weighted average of the first individual trajectories based on the secondary information linked to the first individual trajectories.
  • the network server 70 determines a second swarm trajectory based on the second individual trajectory of the motor vehicle 10 ‘and based on the second individual trajectories received from other sports cars, the position information of which corresponds to the position information of the individual trajectory received from the motor vehicle 10‘.
  • the swarm trajectory is then linked to the second individual trajectories using the one
  • the network server 70 receives a request from a motor vehicle 10 ′′ for a swarm trajectory for a specific route section.
  • the request contains location information of the motor vehicle 10 'and / or of the specific route section.
  • the request also has an identifier which identifies the vehicle 10 ′′ as a small van.
  • the network server 70 determines a first swarm trajectory corresponding to the received location information, which was generated on the basis of the individual trajectories of other small vans along the specific route section, and transmits the Black trajectory thus determined in step S402 to motor vehicle 10 ′′.
  • the vehicle 10 ′′ uses the received first swarm trajectory to determine in step S501 a trajectory to be traveled in the specific route section and performs an automatic journey along this trajectory or outputs navigation instructions to a driver.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Fahrzeugtrajektorie durchgeführt von einem System (100), bestehend aus einem Kraftfahrzeug (10) und einem Netzwerkserver (70). Das Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf. Erfassen, durch eine Mehrzahl von Kraftfahrzeugen (10), von befahrenen Einzeltrajektorien und von mit den Einzeltrajektorien verknüpften Sekundärinformation, Übermitteln, durch eine Mehrzahl von Kraftfahrzeugen (10), der Einzeltrajektorien und der damit verknüpften Sekundärinformationen an einen Netzwerkserver (70); Ermitteln, durch den Netzwerkserver (70) einer Schwarmtrajektorie anhand der Einzeltrajektorien und der damit verknüpften Sekundärinformationen als ein anhand der Sekundärinformationen gewichtetes Mittel der Einzeltrajektorien; und Übermitteln, von dem Netzwerkserver (70), der Schwarmtrajektorie an zumindest ein Kraftfahrzeug (10). Die Erfindung betrifft ferner ein für das System (100) eingerichtetes Kraftfahrzeug (10) sowie ein für das System (100) eingerichteten Netzwerkserver (70).

Description

Beschreibung
Verfahren zum Ermitteln einer Fahrzeugtrajektorie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Fahrzeugtrajektorie sowie ein zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtetes System aus einem
Netzwerkserver und einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner jeweils ein für die Verwendung im erfindungsgemäßen System eingerichtetes Kraftfahrzeug und Netzwerkserver.
Heutige Fahrzeuge verfügen bereits über eine Vielzahl von Assistenzsystemen, die den Fahrer in einer Vielzahl von Fahrsituationen computerbasiert unterstützen. Solche Assistenzsysteme können auf Sensoren zum Erfassen einer Vielzahl von Messdaten zurückgreifen, welche die Sinnesfähigkeiten des Menschen bei weitem übersteigen. Zudem übertrifft die Geschwindigkeit dieser Assistenzsysteme die menschliche Reaktionszeit signifikant. Bekannte
Fahrerassistenzsysteme sind beispielsweise Spurhalteassistenten, Bremsassistenten bei Fußgängererkennung und Abstandsregeltempomaten, insbesondere für Stausituationen.
Durch Anwendung solcher Assistenzsysteme geht die Autonomie des Fahrers bezüglich seiner Fahrentscheidungen zunehmend auf das Fahrzeug beziehungsweise in diesem operierende Steuereinheiten über. Am Ende dieser Entwicklungen steht ein automatisch fahrendes
Fahrzeug, welches vollständig ohne Eingriffe eines Menschen manövrieren kann. Als Projektion von Fahrerassistenzsystemen führt dies zum vollautomatisierten Personentransport.
In bekannten Verfahren erfolgt die Berechnung einer Trajektorie beziehungsweise eines Fahrschlauchs des automatisch geführten Fahrzeugs vorrangig auf den Sensorwerten eines Kraftfahrzeugs. Diese sensorbasierte Datenbasis kann jedoch für solche Situationen, in denen die Datenerfassung durch zumindest einen Sensor gestört ist, nicht ausreichend sein. Beispiele für solche Situationen sind Nachtfahrten oder Fahrten bei Nebel beziehungsweise starkem Regen, bei denen die Signalerfassung mit optischen Sensoren wie Kameras, LI DAR und/oder akustischen Sensoren, wie Ultraschallsensoren deutlich gestört sein kann.
Insbesondere für solche Situationen aber auch um die Redundanz der Datenbasis zu verbessern, ist es daher notwendig weitere Informationen zur Bestimmung einer Trajektorie für ein automatisch geführtes Fahrzeug heranzuziehen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu bereichern und ein Verfahren zum Ermitteln einer Trajektorie für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches die Datenbasis zum Ermitteln einer Trajektorie eines Fahrzeugs und somit die Sicherheit der Fahrzeugführung erhöht.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen
Patentansprüche. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils rückbezogenen Unteransprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Fahrzeugtrajektorie, insbesondere für den automatischen Betrieb eines Kraftfahrzeugs, anhand einer Mehrzahl von erfassten Fahrzeugtrajektorien. In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfassen daher zunächst eine Mehrzahl von Kraftfahrzeugen, insbesondere von
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugen, wie untenstehend noch im Detail erläutert, die von diesen Fahrzeugen befahrenen Einzeltrajektorien. Mit anderen Worten erfasst jedes einer Mehrzahl von Fahrzeugen die von diesem befahrene Trajektorie. Diese Einzeltrajektorien umfassen somit Informationen von der von dem jeweiligen Fahrzeug tatsächlich befahrenen Spur, insbesondere solche Informationen, die eine eindeutige Lokalisation der Spur im Raum ermöglichen.
Im erfindungsgemäßen Verfahren erfasst die Mehrzahl von Kraftfahrzeugen, insbesondere die erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuge, zusätzlich mit den Einzeltrajektorien verknüpfte
Sekundärinformationen. Mit anderen Worten erfasst jedes der Mehrzahl von Kraftfahrzeugen Sekundärinformationen, die jeweils mit der von diesem Kraftfahrzeug befahrenen Trajektorie verknüpft sind. Die Sekundärinformationen sind dabei bevorzugt zur Charakterisierung der Fahrbahn und/oder des Fahrzeugverhaltens entlang der befahrenen Trajektorie geeignet.
Bevorzugt erfasste Sekundärinformationen werden im Folgenden im Detail erläutert.
In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens übermittelt die Mehrzahl von Kraftfahrzeugen die von diesen erfassten Einzeltrajektorien und die mit den erfassten
Einzeltrajektorien verknüpften Sekundärinformationen an einen Netzwerkserver. Mit anderen Worten übermittelt jedes der Mehrzahl von Kraftfahrzeugen die von diesem Kraftfahrzeug erfasste Einzeltrajektorie sowie die von diesem Kraftfahrzeug zu dieser Einzeltrajektorie erfassten Sekundärinformationen an einen Netzwerkserver. Bevorzugt werden die
Einzeltrajektorie und die Sekundärinformationen in einer gemeinsamen Datenübertragung an den Netzwerkserver übermittelt, insbesondere in einer gemeinsamen Datenstruktur.
Der Netzwerkserver empfängt im erfindungsgemäßen Verfahren von einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen die von diesen Kraftfahrzeugen erfassten Einzeltrajektorien und die dazugehörigen Sekundärinformationen. Wie bereits ausgeführt, definiert jede Einzeltrajektorie eine von einem Kraftfahrzeug befahrene Spur und ist somit eindeutig im Raum lokalisierbar. Somit existieren Einzeltrajektorien verschiedener Kraftfahrzeuge, die räumlich zueinander korrespondieren, also eine gleiche Streckenführung, beispielsweise einen bestimmten
Straßenabschnitt, betreffen. Der Netzwerkserver gruppiert im erfindungsgemäßen Verfahren solche empfangenen Einzeltrajektorien, die räumlich zueinander korrespondieren. Diese Einzeltrajektorien charakterisieren somit die Fahrschläuche der einzelnen Kraftfahrzeuge entlang einer gemeinsamen Streckenführung, beispielsweise entlang eines bestimmten Straßenabschnitts, unterscheiden sich jedoch in der vom Fahrzeug tatsächlich durchgeführten Fahrbewegung. Beispielsweise nutzen verschiedene Fahrzeuge verschiedene Spuren einer mehrspurigen Fahrbahn oder nehmen Spurwechsel an verschiedenen Stellen vor. Somit enthalten verschiedene Einzeltrajektorien die räumlich zueinander korrespondieren, dennoch verschiedene Informationen über die von den Kraftfahrzeugen erfolgten Bewegungen.
Im erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt der Netzwerkserver ferner eine Schwarmtrajektorie anhand der Einzeltrajektorien und der damit verknüpften Sekundärinformationen. Mit anderen Worten ermittelt der Netzwerkserver anhand der Einzeltrajektorien einer Mehrzahl von
Kraftfahrzeugen eine mittlere Trajektorie. Eine solche mittlere Trajektorie wird im
erfindungsgemäßen Verfahren oder anschließend bevorzugt dafür genutzt, um ein Fahrzeug entlang der entsprechenden Streckenführung zu führen, beispielsweise während einer voll- oder teilautomatischen Fahrt. Eine solche Fahrzeugführung anhand der Schwarmtrajektorie ist dabei vorteilhaft unabhängig von Spurmarkierungen und dergleichen und somit insbesondere für solche Situationen geeignet, in denen die Erfassung von Umgebungsdaten mittels zumindest einen ersten Sensors gestört ist. Um die Schwarmtrajektorie derart in einem Kraftfahrzeug nutzen zu können, erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren ferner das
Übermitteln der von dem Netzwerkserver ermittelten Schwarmtrajektorie von dem
Netzwerkserver an zumindest ein Kraftfahrzeug, beispielsweise an ein Kraftfahrzeug das sich einer zu den Einzeltrajektorien räumlich korrespondierenden Streckenführung nähert.
In einer bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens übermittelt der Netzwerkserver die vom Netzwerkserver ermittelte Schwarmtrajektorien an ein Fahrzeug in Abhängigkeit einer Position des Fahrzeugs. Beispielsweise können bei einer Inbetriebnahme des Fahrzeugs im Rahmen einer initialen Datenverbindung mit dem Netzwerkserver, die in regelmäßigen Abständen stattfindet, Schwarmtrajektorien für einen den aktuellen Standort des Fahrzeugs umgebenden Radius übermittelt werden. Ebenso bevorzugt erfolgt das Übermitteln globaler Schwarmtrajektorien an das Fahrzeug, beispielsweise beim Aufspielen oder Updaten einer Systemsoftware. Ferner bevorzugt erfolgt das Übermitteln der Schwarmtrajektorien als Push-Nachricht des Netzwerkservers oder ebenfalls bevorzugt nur auf Anfrage des Fahrzeugs.
Das Ermitteln der Schwarmtrajektorie erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere anhand der Sekundärinformationen und insbesondere als ein anhand der
Sekundärinformationen gewichtetes Mittel der Einzeltrajektorien. Mit anderen Worten wird im Netzwerkserver der Einfluss der einzelnen Trajektorien bei der Berechnung der
Schwarmtrajektorie verschieden gewichtet, beispielsweise indem die Sekundärinformationen zum Bestimmen eines Vorfaktors im Bereich von 0 bis 1 genutzt werden. Somit gehen im erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft zusätzliche Informationen in die Bestimmung der Schwarmtrajektorie ein.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei den Sekundärinformationen um solche Informationen, die zur Charakterisierung der Fahrbahn und/oder des Fahrzeugverhaltens entlang der befahrenen Trajektorie geeignet sind. Somit kann im erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft eine besonders sichere und/oder besonders komfortable Schwarmtrajektorie ermittelt werden.
Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft auch das Ermitteln von verschiedenen Schwarmtrajektorien für anhand der Sekundärinformationen verschieden klassifizierte Fahrzeuge. In dieser Durchführungsform können die Sekundärinformationen zusätzlich auch Informationen aufweisen, die zur Klassifizierung der Fahrzeuge geeignet sind.
In einer bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Einzeltrajektorien Lageinformationen und mit diesen verknüpfte Spurinformationen auf. Die Lageinformationen definieren dabei die relative Lage der Einzeltrajektorie im Raum, insbesondere durch Bezug auf ein Referenzsystem (Bezugssystem). Bei dem Referenzsystem handelt es sich bevorzugt um GPS Koordinaten der Erdoberfläche oder alternativ bevorzugt um Identifikationsinformationen einer Streckenführung, beispielsweise einer Bundesstraße oder Autobahn, sowie dazu hinterlegte Streckenpunkte. Die Lageinformationen sind dabei bevorzugt kontinuierlich, das heißt für jeden Punkt der Einzeltrajektorie, oder diskontinuierlich, beispielsweise nur in Form von Start- und Endpunkt oder in Form von Stützpunkten der Einzeltrajektorie, vorhanden. Die Spurinformationen definieren die relative Lage des Fahrzeugs bezüglich der Lageinformationen und geben somit den eigentlichen Fahrschlauch des
Fahrzeugs innerhalb des Bezugssystems an. Bevorzugt liegen die Spurinformationen als Richtungs- und/oder Geschwindigkeitsvektor für jeden Punkt kontinuierlicher Lageinformationen der Einzeltrajektorie vor. Ebenfalls bevorzugt liegen die Spurinformationen in Form von
Fahrschlauchabschnitten vor, welche Stützpunkte einer diskontinuierlich vorliegenden Lageinformation verbinden. Somit ergibt sich ein beliebiger Punkt der Trajektorie beispielsweise durch eine zeitliche Abfolge von durch die Spurinformationen definierten Fahrzeugbewegungen, beginnend an einem durch die Lageinformationen definierten Stützpunkt der Bewegung.
Beispielsweise definieren die Spurinformationen die tatsächliche Bewegung eines Fahrzeugs entlang einer durch die Lageinformation definierten Straßenabschnitts (Streckenführung).
Vorteilhaft lassen sich im erfindungsgemäßen Verfahren die Einzeltrajektorien anhand der Lageinformationen gruppieren. Mit anderen Worten erfolgt das Ermitteln von räumlich korrespondierenden Einzeltrajektorien bevorzugt anhand der Lageinformationen. Ebenfalls bevorzugt werden im erfindungsgemäßen Verfahren die Spurinformationen der räumlich korrespondierenden Einzeltrajektorien gemittelt, um gemittelte Spurinformationen der
Schwarmtrajektorie zu ermitteln. Bevorzugt weist die Schwarmtrajektorie die derart gemittelte Spurinformationen sowie Lageinformationen auf, wobei die Lageinformationen der
Schwarmtrajektorie zu den Lageinformationen der gemittelten Einzeltrajektorien
korrespondieren oder diesen gegebenenfalls entsprechen. Bevorzugt liegen somit auch die Spurinformationen der Schwarmtrajektorie als Richtungs- und/oder Geschwindigkeitsvektor für jeden Punkt kontinuierlicher Lageinformationen der Schwarmtrajektorie vor.
In einer ebenfalls bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Sekundärinformationen Positionsinformationen und mit diesen verknüpfte
Fahrdynamikinformationen und/oder Dämpfungsinformation auf. Die Positionsinformationen sind dabei bevorzugt derart, dass sie eine Verknüpfung der Sekundärinformationen mit der zugehörigen Einzeltrajektorie ermöglichen. Somit handelt es sich bei Einzeltrajektorien mit kontinuierlichen Lageinformationen bevorzugt ebenfalls um kontinuierliche
Positionsinformationen, besonders bevorzugt um kontinuierlich erfasste GPS Koordinaten des Fahrzeugs. Ebenfalls bevorzugt handelt es sich bei den Positionsinformationen um Zeitstempel oder weisen die Positionsinformationen Zeitstempel auf. Weiter bevorzugt weisen auch die Lage- und/oder Spurinformationen der Einzeltrajektorien einen Zeitstempel auf. Somit ist vorteilhaft eine Verknüpfung der Daten anhand der zeitstempel möglich. Diese
Durchführungsform ist für eine komplexere Form der Einzeltrajektorien mit Stützpunkten und vektoriellen Spurinformationen oder dergleichen besonders geeignet.
In einer besonders bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Dämpfungsinformationen für zumindest eine durch Positionsinformationen definierte Position eine Eintauchtiefe zumindest eines Dämpfers eines Kraftfahrzeugs auf. Wie bereits erläutert, liegen die Positionsinformationen bevorzugt als Zeitstempel und/oder GPS Position des Fahrzeugs vor. Die Eintauchtiefe zumindest eines Dämpfers charakterisiert dabei die Fahrzeugantwort auf das Befahren der verknüpften Einzeltrajektorie und ist beispielsweise aussagekräftig für entlang dieser Trajektorie vorhandene Schlaglöcher oder Erhebungen.
Derartige Beeinträchtigungen einer glatten Fahrbahnoberfläche führen nicht nur zu einem Komfortverlust sondern beeinflussen gegebenenfalls auch die Reifenhaftung negativ. Bei der Ermittlung der Schwarmtrajektorie führen große Eintauchtiefen repräsentierende
Dämpfungsinformationen daher bevorzugt zu einer geringeren Wichtung der Einzeltrajektorie. Vorteilhaft weisen moderne Dämpfungssysteme in der Regel die Eintauchtiefe erfassende Sensoren auf, so dass die Dämpfungsinformationen ohne Weiteres erfassbar sind. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird somit automatisch eine Schwarmtrajektorie ermittelt, welche Schlaglöcher oder Erhebungen entlang der Strecke vermeidet beziehungsweise umgeht.
In einer ebenfalls bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Fahrdynamikinformationen für zumindest eine durch Positionsinformationen definierte Position Informationen zu einer Fahrzeugaufbaubewegung und/oder einer Querbeschleunigung eines Kraftfahrzeugs auf. Wie bereits erläutert, liegen die Positionsinformationen bevorzugt als Zeitstempel und/oder GPS Position des Fahrzeugs vor. Auch die Fahrzeugaufbaubewegungen und/oder Querbeschleunigung eines Fahrzeugs können zur Charakterisierung der
Fahrzeugantwort auf das Befahren der verknüpften Einzeltrajektorie genutzt werden, sofern die diesbezüglichen Informationen um Folgen der gewollten Eigenbewegung des Fahrzeugs durch Beschleunigen und Lenken bereinigt worden sind. Moderne Fahrzeuge weisen in der Regel eine Vielzahl von Sensoren auf, so dass auch die Fahrdynamikinformationen in der Regel ohne größeren Aufwand erfassbar sind. Besonders bevorzugt erfolgt im erfindungsgemäßen
Verfahren ein Bereinigen der Daten um die Folgen gewollter Eigenbewegung im Kraftfahrzeug.
Auch die Fahrdynamikinformationen können aussagekräftig für entlang einer Einzeltrajektorie vorhandene Schlaglöcher oder Erhebungen sein. Derartige Beeinträchtigungen einer glatten Fahrbahnoberfläche führen nicht nur zu einem Komfortverlust sondern beeinflussen
gegebenenfalls auch die Reifenhaftung negativ. Bei der Ermittlung der Schwarmtrajektorie führen große Fahrzeugaufbaubewegungen oder Querbeschleunigungen repräsentierende (bereinigte) Fahrdynamikinformationen daher bevorzugt zu einer geringeren Wichtung der Einzeltrajektorie, so dass vorteilhaft eine komfortable und sichere Schwarmtrajektorie ermittelt wird. Insbesondere ergibt sich durch die gewichtete Mittelung der Einzeltrajektorien automatisch eine Schwarmtrajektorie, welche die Störstellen der Fahrbahnoberfläche automatisch umgeht. Ebenfalls bevorzugt weisen die Sekundärinformationen Positionsinformationen und mit diesen verknüpfte Fahrbahninformationen auf. Diese Fahrbahninformationen werden bevorzugt mit einem optischen Sensor und/oder einem Abstandssensor des Kraftfahrzeugs erfasst und sind somit ebenfalls geeignet, in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindliche Störungen der Fahrbahnoberfläche, wie beispielsweise Schlaglöcher oder Fahrbahnbeulen, zu detektieren. In dieser Durchführungsform geben die Positionsinformationen bevorzugt die Lage der erkannten Störung der Fahrbahnoberfläche und nicht die Lage des Kraftfahrzeugs an. Mit anderen Worten sind die Positionsinformationen um den Abstand zwischen Kamera/Sensor und der Störung korrigiert. Im erfindungsgemäßen Verfahren werden Einzeltrajektorien deren
Sekundärinformationen Fahrbahninformationen aufweisen, die Störungen der
Fahrbahnoberfläche, wie Schlaglöcher oder Erhebungen repräsentieren, bevorzugt geringer gewichtet, als andere Einzeltrajektorien ohne derartige Störungen der Fahrbahnoberfläche.
Ferner bevorzugt weisen die Sekundärinformationen Positionsinformationen und mit diesen verknüpfte Informationen zu einem Reibwert eines Straßenbelags auf. Der Reibwert ist dabei charakteristisch für die Haftung zwischen den Reifen des Kraftfahrzeugs und der
Straßenoberfläche. Eine Reduzierung des Reibwerts, beispielsweise aufgrund notdürftiger Straßenreparaturen mit minderwertigem Asphalt oder Teer, kann somit die Fahrsicherheit reduzieren. Folglich werden im erfindungsgemäßen Verfahren Einzeltrajektorien deren
Sekundärinformationen einen geringen Reibwert repräsentieren, bei der Ermittlung der
Schwarmtrajektorie bevorzugt geringer gewichtet, als andere Einzeltrajektorien die mit einem höheren Reibwert verknüpft sind. Somit ergibt sich vorteilhaft eine Schwarmtrajektorie, welche die Störungen der Fahrbahnoberfläche automatisch umgeht. Die Reibwerte werden bevorzugt aus Raddrehzahlen in bekannter Weise abgeleitet.
Ebenfalls bevorzugt erfolgt eine Kreuzkorrelation zwischen den Sekundärinformationen der Einzeltrajektorien, um beispielsweise solche Sekundärinformationen zu ermitteln, die auf nicht umfahrbare Eigenschaften der befahrenen Trajektorie zurückzuführen sind. Bevorzugt erfolgt eine solche Kreuzkorrelation, um derartige Sekundärinformationen zu ermitteln, die in gleicher oder ähnlicher Weise für alle Einzeltrajektorien vorhanden sind und, sofern sie nur für eine oder wenige Trajektorien vorhanden wären, zu einer geringeren Wichtung der jeweiligen Trajektorie führen würden. Vorteilhaft können durch solche Kreuzkorrelationen Strukturen wie Bodenwellen zur Geschwindigkeitsbegrenzung entlang der Einzeltrajektorien erkannt werden. Derartige Bodenwellen würden sonst über die entsprechend hohen Eintauchtiefen zu einer geringen Wichtung der meisten Trajektorien führen und stattdessen gerade solche Trajektorien begünstigen, bei denen ein gegebenenfalls unzulässiges Umfahren der Bodenwellen erfolgt ist. Ebenfalls bevorzugt ist eine Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei der Netzwerkserver die erfassten und von den Kraftfahrzeugen empfangenen Einzeltrajektorien ferner anhand der Sekundärinformationen klassifiziert. Bevorzugt klassifiziert der
Netzwerkserver die Einzeltrajektorien anhand der Sekundärinformationen in erste
Einzeltrajektorien und in zweite Einzeltrajektorien. Eine Klassifizierung in weitere Klassen, beispielsweise in dritte und vierte Einzeltrajektorien ist darüber hinaus ebenfalls möglich. Das Klassifizieren erfolgt dabei bevorzugt anhand von Sekundärinformationen, die ein Klassifizieren der Einzeltrajektorien ermöglichen, wie beispielsweise Sekundärinformationen zu einem
Fahrzeugtyp (LKW, PKW, Sportwagen, Van, etc.) oder zu einer Durchschnittsgeschwindigkeit (sportlicher Fahrer, ökologischer Fahrer). Gemäß dieser Durchführungsform ermittelt der Netzwerkserver ferner zumindest eine erste Schwarmtrajektorie anhand der ersten
Einzeltrajektorien und eine zweite Schwarmtrajektorie anhand der zweiten Einzeltrajektorien. Ist gegebenenfalls eine Klassifizierung der Einzeltrajektorien in weitere Klassen erfolgt, werden gegebenenfalls auch eine zweite und eine dritte Schwarmtrajektorie entsprechend ermittelt.
Gemäß dieser bevorzugten Durchführungsform übermittelt der Netzwerkserver ferner die erste Schwarmtrajektorie an zumindest ein zu einer ersten Einzeltrajektorie korrespondierendes erstes Kraftfahrzeug, beispielsweise an ein erstes Kraftfahrzeug, das sich einer zu den ersten Einzeltrajektorien räumlich korrespondierenden Streckenführung nähert. Ferner übermittelt der Netzwerkserver die zweite Schwarmtrajektorie an zumindest ein zu einer zweiten
Einzeltrajektorie korrespondierendes zweites Kraftfahrzeug, beispielsweise an ein zweites Kraftfahrzeug, das sich einer zu den zweiten Einzeltrajektorien räumlich korrespondierenden Streckenführung nähert. So können mit dem erfindungsgemäßem Verfahren verschiedenen Kategorien (Klassen) von Fahrzeugen oder Fahrern vorteilhaft verschiedene
Schwarmtrajektorien zur Verfügung gestellt werden, welche die spezifischen Eigenschaften der verschiedenen Fahrzeuge oder das spezifische Fahrverhalten der Fahrer berücksichtigen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen zum
Durchführen der Schritte eines Kraftfahrzeugs im erfindungsgemäßen Verfahren eingerichteten Personenkraftwagen mit Verbrennungs-, Elektro- oder Hybridmotor. Das Kraftfahrzeug weist hierfür zumindest einen zum Erfassen von Umgebungsdaten eingerichteten ersten Sensor und zumindest einen zum Erfassen von Fahrzeugdaten eingerichteten zweiten Sensor auf.
Der zumindest eine erste Sensor ist dabei dazu ausgebildet, die Umgebung des Fahrzeugs betreffende Sensorsignale zu erfassen. Der zumindest eine zweite Sensor ist dabei dazu ausgebildet, das Fahrzeug selbst betreffende Sensorsignale zu erfassen. Dabei versetzt ein mittels des zumindest einen ersten Sensors empfangenes Umgebungssignal das Kraftfahrzeug bevorzugt in die Lage, sich über seine Umgebung zu informieren und bildet bevorzugt eine Vielzahl von Umweltinformationen ab. Ein mittels des zumindest einen zweiten Sensors empfangenes Zustandssignal versetzt das Kraftfahrzeug bevorzugt in die Lage, sich über seinen Eigenzustand zu informieren und bildet dazu bevorzugt eine Vielzahl von
Zustandsinformationen ab.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist ferner ein zur Kommunikation mit einem
Netzwerkserver und GPS Satelliten eingerichtetes erstes Kommunikationsmodul auf. Darüber hinaus kann das Kommunikationsmodul zur Kommunikation mit weiteren Vorrichtungen, wie beispielsweise weiteren Fahrzeugen oder einer smarten Infrastruktur eingerichtet sein. Das Kommunikationsmodul weist bevorzugt einen Funk-, Mobilfunk-, WLAN-, und/oder Bluetooth- Transceiver oder alternative Drahtloskommunikationsgeräte auf.
Das Kraftfahrzeug weist ferner eine erste Steuereinheit auf, die dafür eingerichtet ist, mit dem zumindest einen ersten Sensor zum Erfassen von Umgebungsdaten eines Kraftfahrzeugs, mit dem zumindest einen zweiten Sensor zum Erfassen von Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs und mit dem ersten Kommunikationsmodul des Kraftfahrzeugs zu kommunizieren. Die Steuereinheit ist ferner dafür eingerichtet, die Schritte des Kraftfahrzeugs in dem erfindungsgemäßen
Verfahren durchzuführen. Die erste Steuereinheit ist insbesondere dazu ausgebildet, für eine durch das Kraftfahrzeug befahrene und durch Lageinformationen und Spurinformationen bestimmte Einzeltrajektorie mittels der ersten Sensoren und/oder zweiten Sensoren
Sekundärinformationen, aufweisend zu den Lageinformationen korrespondierende
Fahrdynamik-, Dämpfungs- und/oder Fahrbahninformationen, zu erfassen. Die Steuereinheit ist ferner dazu eingerichtet, die Einzeltrajektorie und die damit verknüpften Sekundärinformationen an einen Netzwerkserver zu übermitteln, bevorzugt durch entsprechende Ansteuerung des Kommunikationsmoduls zur Übermittlung dieser Daten an den Netzwerkserver. Bevorzugte Ausführungsformen des Kraftfahrzeugs entsprechen den mit Bezug zum erfindungsgemäßen Verfahren vorstehend erläuterten bevorzugten Durchführungsformen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ferner ein zum automatischen Fahren des Kraftfahrzeugs eingerichtetes Fahrsystem auf. Das Fahrsystem des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist bevorzugt dafür eingerichtet, zumindest ein automatisches Fahrmanöver/eine automatische Fahrt des Fahrzeugs durchzuführen.
Besonders bevorzugt ist das Fahrsystem zur vollständig automatischen Führung des
Kraftfahrzeugs ausgebildet und kann die Längsführung sowie die Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Ferner bevorzugt kann das Fahrsystem auf den zumindest einen ersten Sensor und/oder auf den zumindest einen zweiten Sensor zum Bestimmen von
Zustandsinformationen und/oder von Umgebungsinformationen des Kraftfahrzeugs zugreifen. Diese ersten und zweiten Sensoren sind somit bevorzugt von dem Fahrsystem und von der Steuereinheit nutzbar.
Ferner bevorzugt kommuniziert das Fahrsystem gemäß dieser Ausführungsform mit der Steuereinheit, die gemäß dieser Ausführungsform ferner dafür eingerichtet ist, eine durch Lageinformationen und Spurinformationen bestimmte Schwarmtrajektorie von dem
Netzwerkserver zu empfangen und mittels des Fahrsystems und anhand der empfangenen Schwarmtrajektorie eine Trajektorie für das Kraftfahrzeug zu ermitteln. Die Trajektorie des Kraftfahrzeugs wird ferner bevorzugt für das Durchführen einer automatischen Fahrt des Kraftfahrzeugs und/oder zum Anzeigen von Navigationshinweisen verwendet.
Gängige Kraftfahrzeuge weisen bereits heute eine Vielzahl von Sensoren auf, welche als erste Sensoren ständig verschiedene Umgebungsinformationen, wie eine Oberfläche einer vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn erfassen. Ferner weisen heutige Fahrzeuge auch bereits zweite Sensoren zum Erfassen von Zustandsinformationen, wie beispielsweise die
Eintauchtiefe von Fahrzeugdämpfern oder Raddrehzahlen oder dergleichen auf. Moderne Fahrzeuge sind zudem mit leistungsfähigen Kommunikationsmodulen ausgestattet, welche die Übertragung von Informationen über eine Vielzahl von Kanälen ermöglichen. Das
erfindungsgemäße Verfahren führt diese bereits vorhandenen Sensoren und das
Kommunikationsmodul einer neuen vorteilhaften Verwendung zu.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren einer Steuereinheit eines
Kraftfahrzeugs, welches zumindest einen zum Erfassen von Umgebungsdaten eingerichteten ersten Sensor, zumindest einen zum Erfassen von Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs eingerichteten zweiten Sensor und ein Kommunikationsmodul, ein zum automatischen Fahren des Kraftfahrzeugs eingerichtetes Fahrsystem, sowie die Steuereinheit aufweist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: Erfassen einer durch das Kraftfahrzeug befahrenen und durch Lageinformationen und Spurinformationen bestimmten Einzeltrajektorie, Erfassen von Sekundärinformationen, aufweisend zu der Einzeltrajektorie korrespondierende Fahrdynamik-, Dämpfungs- und/oder Fahrbahninformationen, insbesondere durch geeignet Ansteuerung der ersten Sensoren und/oder zweiten Sensoren, und Übermitteln der
Einzeltrajektorie und der damit verknüpften Sekundärinformationen an einen Netzwerkserver. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, wie beispielsweise eine Steuereinheit eines Kraftfahrzeugs, diesen veranlassen, die Schritte des Kraftfahrzeugs im
erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen, insbesondere die Schritte: Erfassen für eine durch das Kraftfahrzeug befahrene und durch Lageinformationen und Spurinformationen bestimmte Einzeltrajektorie von Sekundärinformationen, aufweisend zu der Einzeltrajektorie korrespondierende Fahrdynamik-, Dämpfungs- und/oder Fahrbahninformationen, insbesondere durch geeignet Ansteuerung der ersten Sensoren und/oder zweiten Sensoren, und Übermitteln der Einzeltrajektorie und der verknüpften Sekundärinformationen an einen Netzwerkserver.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Netzwerkserver, aufweisend ein zur
Datenkommunikation mit einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen eingerichtetes zweites
Kommunikationsmodul und eine zweite Steuereinheit. Der Netzwerkserver weist ferner eine zweite Steuereinheit auf, die dafür eingerichtet ist, mittels eines zweiten Kommunikationsmodul mit dem ersten Kommunikationsmodul zumindest eines Kraftfahrzeugs zu kommunizieren. Die Steuereinheit ist ferner dafür eingerichtet, die Schritte des Netzwerkservers in dem
erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen und ist insbesondere dafür eingerichtet, durch Lageinformationen und Spurinformationen bestimmte Einzeltrajektorien von einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen zu empfangen, eine Schwarmtrajektorie anhand der Einzeltrajektorien und der damit verknüpften Sekundärinformationen als ein anhand der Sekundärinformationen gewichtetes Mittel der Einzeltrajektorien zu ermitteln, und die ermittelte Schwarmtrajektorie an zumindest ein Kraftfahrzeug zu übermitteln. Die Durchführung der einzelnen Schritte und bevorzugte Durchführungsformen entsprechen den mit Bezug zum erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten bevorzugten Durchführungsformen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren eines Netzwerkservers eines
Kraftfahrzeugs, welcher zumindest einen Speicher, ein zur Kommunikation mit einem ersten Kommunikationsmodul zumindest eines Kraftfahrzeugs eingerichtetes zweites
Kommunikationsmodul, sowie die zweite Steuereinheit aufweist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: Empfangen von durch Lageinformationen und Spurinformationen bestimmten Einzeltrajektorien von einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen, Ermitteln einer Schwarmtrajektorie anhand der Einzeltrajektorien und der damit verknüpften Sekundärinformationen als ein anhand der Sekundärinformationen gewichtetes Mittel der Einzeltrajektorien, und Übermitteln der ermittelten Schwarmtrajektorie an ein Kraftfahrzeug. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, wie beispielsweise eine Steuereinheit eines Netzwerkservers, diesen veranlassen, die Schritte des Netzwerkservers im
erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen, insbesondere die Schritte: Empfangen von durch Lageinformationen und Spurinformationen bestimmten Einzeltrajektorien von einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen, Ermitteln einer Schwarmtrajektorie anhand der Einzeltrajektorien und der damit verknüpften Sekundärinformationen als ein anhand der Sekundärinformationen gewichtetes Mittel der Einzeltrajektorien, und Übermitteln der ermittelten Schwarmtrajektorie an ein Kraftfahrzeug.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein System aus einem
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug wie vorstehend beschrieben und einem erfindungsgemäßen Netzwerkserver wie vorstehend beschrieben. Bevorzugte Ausführungsform des Systems entsprechen den mit Bezug zu dem Kraftfahrzeug und dem Server erläuterten bevorzugten Ausführungsform beziehungsweise den bevorzugten Durchführungsformen der Verfahren.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren, das insbesondere durch das erfindungsgemäße System, bestehend aus dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und dem erfindungsgemäßen Netzwerkserver, ausgeführt wird, erfolgt das Ermitteln der Schwarmtrajektorie bevorzugt anhand von Einzeltrajektorien, deren Lageinformationen korrespondieren. Mit anderen Worten, werden solche Einzeltrajektorien gewichtet gemittelt, welche prinzipiell dieselbe
Streckenführung, also beispielsweise denselben Straßenabschnitt betreffen. Je nach Art der Lageinformation unterscheidet sich das Ermitteln der korrespondierenden Einzeltrajektorien. Umfassen die Lageinformationen eine Identifikationsinformation einer Straße oder eines Straßenabschnitts als Referenzsystem, werden korrespondierende Einzeltrajektorien bevorzugt anhand identischer Lageinformationen ermittelt. Umfassen die Lageinformationen hingegen kontinuierliche oder diskontinuierliche GPS Koordinaten, werden korrespondierende
Einzeltrajektorien bevorzugt anhand ähnlicher Lageinformationen ermittelt, beispielsweise unter Berücksichtigung eines maximal zulässigen Abstandsmaßes der GPS Koordinaten oder dergleichen.
Ebenfalls bevorzugt erfolgt in den erfindungsgemäßen Verfahren, das insbesondere durch das erfindungsgemäße System, bestehend aus dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und dem erfindungsgemäßen Netzwerkserver, ausgeführt wird, die Übermittlung der ermittelten
Schwarmtrajektorie bevorzugt an ein Kraftfahrzeug, dessen Lageinformationen zu den
Lageinformationen der ermittelten Schwarmtrajektorie, sprich zu den Lageinformationen der zugrundeliegenden Einzeltrajektorien, korrespondiert. Somit wird vorteilhaft sichergestellt, dass das Fahrzeug die übermittelte Schwarmtrajektorie verwenden kann, beispielsweise zur voll oder teilautomatischen Fahrzeugführung oder zur Anzeige von Navigationshinweisen.
Bevorzugt ermittelt der Netzwerkserver somit im erfindungsgemäßen Verfahren zumindest ein Fahrzeug mit korrespondierenden Lageinformationen und übermittelt diesem eine ermittelte Schwarmtrajektorie. Alternativ bevorzugt erhält der Netzwerkserver von einem Kraftfahrzeug eine Anfrage nach einer Schwarmtrajektorie gemeinsam mit aktuellen Lageinformationen des anfragenden Kraftfahrzeugs und ermittelt eine zu den Lageinformationen korrespondierende ermittelte Schwarmtrajektorie und übermittelt diese an das anfragende Kraftfahrzeug.
Die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können durch elektrische oder elektronische Bauteile oder Komponenten (Hardware), durch Firmware (ASIC) implementiert sein oder durch beim Ausführen eines geeigneten Programms (Software) verwirklicht werden. Ebenfalls bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren durch eine Kombination von Hardware, Firmware und/oder Software verwirklicht, beziehungsweise implementiert.
Beispielsweise sind einzelne Komponenten zum Durchführen einzelner Verfahrensschritte als separat integrierter Schaltkreis ausgebildet oder auf einem gemeinsamen integrierten
Schaltkreis angeordnet. Einzelne zum Durchführen einzelner Verfahrensschritte eingerichtete Komponenten sind ferner bevorzugt auf einem (flexiblen) gedruckten Schaltungsträger (FPCB/PCB), einem Tape Carrier Package (TCP) oder einem anderen Substrat angeordnet.
Die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ferner bevorzugt als ein oder mehrere Prozesse ausgebildet, die auf einem oder mehreren Prozessoren in einem oder mehreren elektronischen Rechengeräten laufen und beim Ausführen von ein oder mehreren Computerprogrammen erzeugt werden. Die Rechengeräte sind dabei bevorzugt dazu ausgebildet, mit anderen Komponenten, beispielsweise einem Kommunikationsmodul, sowie ein oder mehreren Sensoren beziehungsweise Kameras zusammenzuarbeiten, um die hierin beschriebenen Funktionalitäten zu verwirklichen. Die Anweisungen der Computerprogramme sind dabei bevorzugt in einem Speicher abgelegt, wie beispielsweise einem RAM-Element. Die Computerprogramme können jedoch auch in einem nicht-flüchtigen Speichermedium, wie beispielsweise einer CD-ROM, einem Flash-Speicher oder dergleichen abgelegt sein.
Dem Fachmann ist ferner ersichtlich, dass die Funktionalitäten von mehreren Computern (Datenverarbeitungsgeräten) kombiniert oder in einem einzigen Gerät kombiniert sein können oder dass die Funktionalität von einem bestimmten Datenverarbeitungsgerät auf eine Vielzahl von Geräten verteilt vorliegen kann, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, ohne von dem erfindungsgemäßen Verfahren abzuweichen.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems aus einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und einem erfindungsgemäßen mobilen Netzwerkserver gemäß einer Ausführungsform;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer Durchführungsform; und
Figur 3 eine schematische Darstellung der Kommunikation zwischen einem
erfindungsgemäß Netzwerkserver und erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugen in dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung, insbesondere ein Blockdiagram eines beispiel haften Kraftfahrzeugs 10, insbesondere eines zweispurigen Kraftfahrzeugs mit Verbrennungs-, Elektro- oder Hybridmotor. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst eine Vielzahl erster Sensoren, insbesondere einen ersten Sensor 11 , einen zweiten Sensor 12, und einen dritten Sensor 13. Die ersten Sensoren 11 , 12, 13 sind eingerichtet zum Erfassen von Umgebungsdaten des Kraftfahrzeugs 10 und umfassen beispielsweise eine Kamera zum Erfassen eines Bildes einer das Kraftfahrzeug 10 unmittelbar umgebenden Umwelt, Abstandssensoren, wie beispielsweise Ultraschallsensoren oder LI DAR, zum Erfassen von Abständen zu das Kraftfahrzeug 10 umgebenden Objekten. Die ersten Sensoren 11 , 12, 13 übertragen die von ihnen erfassten Umgebungssignale an eine erste Steuereinheit 40 des Kraftfahrzeugs 10.
Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner eine Mehrzahl zweiter Sensoren, insbesondere einen vierten Sensor 51 , einen fünften Sensor 52, und einen sechsten Sensor 53 auf. Bei den zweiten Sensoren 51 , 52 ,53 handelt es sich um Sensoren zum Ermitteln von das Kraftfahrzeug 10 selbst betreffenden Zustandsdaten, wie beispielsweise aktuelle Lage- und
Bewegungsinformationen des Kraftfahrzeugs. Bei den zweiten Sensoren handelt es sich folglich beispielsweise um Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Neigungssensoren, Sensoren zum Messen einer Eintauchtiefe eines Stoßdämpfers, Raddrehzahlsensoren oder dergleichen. Die zweiten Sensoren 51 , 52, 53 übermitteln die von ihnen erfassten
Zustandssignale an die erste Steuereinheit 40 des Kraftfahrzeugs 10. Darüber hinaus übermitteln die zweiten Sensoren 51 , 52, 53 ihre Messergebnisse unmittelbar an ein
Fahrsystem 30 des Kraftfahrzeugs 10.
Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner ein erstes Kommunikationsmodul 20 mit einem Speicher 21 und einem oder mehreren Transpondern beziehungsweise Sendeempfängern 22 auf. Bei den Transpondern 22 handelt es sich um einen Funk-, WLAN-, GPS- oder Bluetooth- Sendeempfänger oder dergleichen. Der Transponder 22 kommuniziert mit dem internen Speicher 21 des ersten Kommunikationsmoduls 20, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Mittels des Transponders 22 kann beispielsweise die aktuelle Position des
Kraftfahrzeugs 10 durch Kommunikation mit einem GPS Satelliten 61 ermittelt und diese im internen Speicher 21 gespeichert werden. Ebenso kann mittels des Transponders 22 eine im Speicher 21 abgelegte Berechtigungsinformation an ein externes Kommunikationsmodul übermittelt werden. Das erste Kommunikationsmodul 20 kommuniziert auch mit der ersten Steuereinheit 40. Darüber hinaus ist das erste Kommunikationsmodul 20 dafür eingerichtet, mit einem mobilen Netzwerkserver 70, insbesondere einem Backendserver eines
Fahrzeugherstellers, Vertragspartners oder Flottenbetreibers zu kommunizieren. Die
Kommunikation erfolgt dabei insbesondere mit einem zweiten Kommunikationsmodul 90 des Netzwerkservers 70. Bevorzugt ist das erste Kommunikationsmodul 20 dazu eingerichtet über ein LTE Mobilfunknetz zu kommunizieren.
Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner das Fahrsystem 30 auf, das zum vollständig automatischen Fährbetrieb, insbesondere zur Längs- und Querführung, des Kraftfahrzeugs 10 eingerichtet ist. Das Fahrsystem 30 weist ein Navigationsmodul 32 auf, das zum Berechnen von Routen zwischen einem Start- und einem Zielpunkt und zum Ermitteln der entlang dieser Route vom Kraftfahrzeug 10 durchzuführenden Manöver eingerichtet ist. Darüber hinaus umfasst das Fahrsystem 30 einen internen Speicher 31 , beispielsweise für Kartenmaterialien, der mit dem Navigationsmodul 32 kommuniziert, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Ferner kommuniziert das Fahrsystem 30 mit der Steuereinheit 40 und empfängt von der
Steuereinheit 40 mittels des ersten Kommunikationsmoduls 20 von dem Netzwerkserver 70 empfangene Trajektorieinformationen. Bevorzugt ist das Navigationsmodul 32 dazu eingerichtet anhand dieser Trajektorieinformationen eine Route des Kraftfahrzeugs 10 zu ermitteln. Zumindest ein Teil der zweiten Sensoren 51 , 52, 53, des Kraftfahrzeugs 10 übermittelt seine Messergebnisse direkt an das Fahrsystem 30. Bei diesen unmittelbar an das Fahrsystem 30 übermittelten Daten handelt es sich insbesondere um aktuelle Lage- und
Bewegungsinformationen des Kraftfahrzeugs. Diese werden bevorzugt von
Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Neigungssensoren, etc. erfasst.
Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner eine erste Steuereinheit 40 auf, welche zum Durchführen der Schritte des Kraftfahrzeugs 10 im erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtet ist. Hierzu verfügt die erste Steuereinheit 40 über einen internen Speicher 41 und eine CPU 42, welche miteinander kommunizieren, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Darüber hinaus steht die erste Steuereinheit 40 in Kommunikationsverbindung mit zumindest den ersten Sensoren 11 , 12, 13, den zweiten Sensoren 51 , 52, 53, dem ersten Kommunikationsmodul 20 und dem Fahrsystem 30, beispielsweise über eine oder mehrere jeweilige CAN-Verbindungen, eine oder mehrere jeweilige SPI-Verbindungen, oder andere geeignete Datenverbindungen.
Der Netzwerkserver 70 weist eine zweite Steuereinheit 80 auf, welche zum Durchführen der Schritte des Netzwerkservers 70 im erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtet ist. Hierzu verfügt die zweite Steuereinheit 80 über einen internen Speicher 81 und eine CPU 82, welche miteinander kommunizieren, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Der
Netzwerkserver 70 weist ferner ein zweites Kommunikationsmodul 90 auf. Das zweite
Kommunikationsmodul 90 weist einen Speicher 92 und einen oder mehrere Transponder beziehungsweise Sendeempfänger 91 auf. Bei den Transpondern 91 handelt es sich um einen Funk-, WLAN-, GPS- oder Bluetooth-Sendeempfänger oder dergleichen. Der Transponder 91 kommuniziert mit dem internen Speicher 92 des zweiten Kommunikationsmoduls 90, beispielsweise über einen geeigneten Datenbus. Bevorzugt ist das zweite
Kommunikationsmodul 90 dazu eingerichtet über ein LTE Mobilfunknetz zu kommunizieren.
Figur 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines vom erfindungsgemäßen System 100 durchgeführten erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einem ersten Schritt S100 des erfindungsgemäßen Verfahrens erfassen eine Mehrzahl von Kraftfahrzeugen jeweils eine von dem Kraftfahrzeug befahrene Einzeltrajektorie und mit der jeweiligen Einzeltrajektorie verknüpften Sekundärinformationen. In einem zweiten Schritt S200 des erfindungsgemäßen Verfahrens übermittelt jedes der Mehrzahl von Kraftfahrzeugen die erfasste Einzeltrajektorie und die damit verknüpften (ebenfalls erfassten)
Sekundärinformationen an einen Netzwerkserver. Der Netzwerkserver ermittelt in einem dritten Schritt S300 des erfindungsgemäßen Verfahrens rechnerisch eine Schwarmtrajektorie anhand der Einzeltrajektorien und der damit verknüpften Sekundärinformationen als ein anhand der Sekundärinformationen gewichtetes Mittel der Einzeltrajektorien. In Schritt S400 übermittelt der Netzwerkserver die ermittelte Schwarmtrajektorie an zumindest ein Kraftfahrzeug.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Kommunikation zwischen einem
erfindungsgemäß Netzwerkserver 70 und erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugen 10 in dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere die Kommunikation zwischen einem mit Bezug zur Figur 1 erläuterten Netzwerkserver 70 und drei erfindungsgemäßen
Fahrzeugen 10, 10‘, 10“ von denen jedes wie mit Bezug zur Figur 1 erläutert ausgebildet ist.
In einem Schritt S101 erfasst ein erstes Kraftfahrzeug 10, insbesondere ein Kleintransporter, die von ihm befahrene Einzeltrajektorie, insbesondere Lageinformationen und
Spurinformationen der Einzeltrajektorie. Ferner erfasst das erste Kraftfahrzeug 10 in Schritt S102 Sekundärinformationen, die eine Charakterisierung der Fahrbahn und/oder des
Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs 10 bei der Bewegung entlang der erfassten Einzeltrajektorie ermöglichen. In einem Schritt S201 übermittelt das Kraftfahrzeug 10 die erfasste
Einzeltrajektorie sowie die erfassten Sekundärinformationen an den Netzwerkserver 70.
Zu einem anderen Zeitpunkt erfasst ein zweites Kraftfahrzeug 10‘, insbesondere ein
Sportwagen, in einem Schritt S101‘ ebenfalls eine von ihm befahrene Einzeltrajektorie, insbesondere Lageinformationen und Spurinformationen der Einzeltrajektorie, wobei die Lageinformationen zu den von dem ersten Kraftfahrzeug 10 erfassten Lageinformationen ähnlich oder identisch sind. Ferner erfasst auch das zweite Fahrzeug 10‘ in einem Schritt S102‘ Sekundärinformationen zur Charakterisierung der Fahrbahn oder des Fahrverhaltens des Fahrzeugs 10“ entlang der Einzeltrajektorie. In einem Schritt S202 übermittelt das Fahrzeug 10‘ die erfassten Einzeltrajektorie und Sekundärinformationen an den Netzwerkserver 70.
In einem Schritt S300 ermittelt der Netzwerkserver 70 rechnerisch eine Schwarmtrajektorie anhand der von den Fahrzeugen 10 und 10‘ empfangenen Einzeltrajektorien und der damit jeweils verknüpften Sekundärinformationen als ein anhand der Sekundärinformationen gewichtetes Mittel der Einzeltrajektorien. Die so ermittelte Schwarmtrajektorie wird in
Schritt S400 von dem Netzwerkserver an ein weiteres Kraftfahrzeug 10“ übermittelt, das sich einem Streckenabschnitt nähert, der zu den Lageinformationen der Einzeltrajektorien und der ermittelten Schwarmtrajektorie korrespondiert. Das weitere Kraftfahrzeug 10“ ermittelt anhand der empfangenen Schwarmtrajektorie in Schritt S500 eine von ihm in dem Streckenabschnitt zu befahrende Trajektorie und führt eine automatische Fahrt entlang dieser Trajektorie durch oder gibt Navigationshinweise an einen Fahrer zum Befahren der ermittelten Trajektorie aus.
In Figur 3 ist eine alternative Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durch eine gestrichelte Linie abgetrennt. Gemäß dieser alternativen Durchführungsform führt der Netzwerkserver 70 in Schritt S301 ferner eine Klassifizierung der empfangenen
Einzeltrajektorien anhand der dazu korrespondierenden Sekundärinformationen durch. Gemäß dieser Durchführungsform enthalten die von dem Fahrzeug 10 empfangenen
Sekundärinformationen einen Indikator, dass es sich bei dem Fahrzeug 10 um einen
Kleintransporter handelt und enthalten die von dem Fahrzeug 10‘ empfangenen
Sekundärinformationen einen Indikator, dass es sich bei dem Fahrzeug 10‘ um einen
Sportwagen handelt. Der Netzwerkserver 70 klassifiziert daraufhin die vom Fahrzeug 10 empfangene Einzeltrajektorie als erste Einzeltrajektorie und die von dem Fahrzeug 10‘ empfangene Einzeltrajektorie als zweite Einzeltrajektorie.
In einem Schritt S302 ermittelt der Netzwerkserver 70 eine erste Schwarmtrajektorie anhand der ersten Einzeltrajektorie des Kraftfahrzeugs 10 und anhand der von anderen
Kleintransportern empfangen ersten Einzeltrajektorien, deren Lageinformationen zu den Lageinformationen der vom Kraftfahrzeug 10 empfangenen Einzeltrajektorie korrespondieren. Die Schwarmtrajektorie wird dabei als ein anhand der mit den ersten Einzeltrajektorien verknüpften Sekundärinformationen gewichtetes Mittel der ersten Einzeltrajektorien ermittelt.
In einem Schritt S303 ermittelt der Netzwerkserver 70 eine zweite Schwarmtrajektorie anhand der zweiten Einzeltrajektorie des Kraftfahrzeugs 10‘ und anhand der von anderen Sportwagen empfangen zweiten Einzeltrajektorien, deren Lageinformationen zu den Lageinformationen der vom Kraftfahrzeug 10‘ empfangenen Einzeltrajektorie korrespondieren. Die Schwarmtrajektorie wird dabei als ein anhand der mit den zweiten Einzeltrajektorien verknüpften
Sekundärinformationen gewichtetes Mittel der zweiten Einzeltrajektorien ermittelt.
In Schritt S401 empfängt der Netzwerkserver 70 eine Anfrage eines Kraftfahrzeugs 10“ nach einer Schwarmtrajektorie für einen bestimmten Streckenabschnitt. Dazu enthält die Anfrage Lageinformationen des Kraftfahrzeugs 10‘ und/oder des bestimmten Streckenabschnitts. Ferner weist die Anfrage einen Identifikator auf, der das Fahrzeug 10“ als Kleintransporter identifiziert. Daraufhin ermittelt der Netzwerkserver 70 eine zu den empfangenen Lageinformationen korrespondierende erste Schwarmtrajektorie, die anhand der Einzeltrajektorien anderer Kleintransporter entlang des bestimmten Streckenabschnitts erzeugt wurde und übermittelt die so ermittelte Schwar trajektorie in Schritt S402 an das Kraftfahrzeug 10“. Das Fahrzeug 10“ ermittelt anhand der empfangenen ersten Schwarmtrajektorie in Schritt S501 eine im bestimmten Streckenabschnitt zu befahrende Trajektorie und führt eine automatische Fahrt entlang dieser Trajektorie durch oder gibt Navigationshinweise an einen Fahrer aus.
Bezugszeichenliste Kraftfahrzeug
erster Sensor
zweiter Sensor
dritter Sensor
Kommunikationsmodul
Speicher
Transponder
Fahrsystem
Speicher
Navigationsmodul
Steuereinheit
Speicher
CPU
vierter Sensor
fünfter Sensor
sechster Sensor
Satellit Netzwerkserver
Steuereinheit
Speicher
CPU
Kommunikationsmodul
Transponder
Speicher System

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln einer Fahrzeugtrajektorie, aufweisend die Verfahrensschritte:
Erfassen, durch eine Mehrzahl von Kraftfahrzeugen (10), von befahrenen
Einzeltrajektorien und von mit den Einzeltrajektorien verknüpften
Sekundärinformationen,
Übermitteln, durch eine Mehrzahl von Kraftfahrzeugen (10), der Einzeltrajektorien und der damit verknüpften Sekundärinformationen an einen Netzwerkserver (70);
Ermitteln, durch den Netzwerkserver (70), einer Schwarmtrajektorie anhand der
Einzeltrajektorien und der damit verknüpften Sekundärinformationen als ein anhand der Sekundärinformationen gewichtetes Mittel der Einzeltrajektorien; und Übermitteln, von dem Netzwerkserver (70), der Schwarmtrajektorie an zumindest ein Kraftfahrzeug (10).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzeltrajektorien Lageinformationen und mit diesen verknüpfte Spurinformationen aufweisen; und/oder
die Sekundärinformationen Positionsinformationen und mit diesen verknüpfte
Fahrdynamikinformationen, Dämpfungsinformation oder Fahrbahninformationen aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsinformationen für zumindest eine durch Positionsinformationen definierte Position eine Eintauchtiefe zumindest eines Dämpfers eines Kraftfahrzeugs (10) aufweisen.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Fahrdynamikinformationen für zumindest eine durch Positionsinformationen definierte Position Informationen zu einer Fahrzeugaufbaubewegung und/oder Querbeschleunigung eines Kraftfahrzeugs (10) und/oder Informationen zu einem Reibwert eines Straßenbelags aufweisen.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend die Schritte:
Klassifizieren, durch den Netzwerkserver (70), der erfassten Einzeltrajektorien anhand der
Sekundärinformationen in erste Einzeltrajektorien und zweite Einzeltrajektorien; Ermitteln, durch den Netzwerkserver (70), einer ersten Schwarmtrajektorie anhand der ersten Einzeltrajektorien und einer zweiten Schwarmtrajektorie anhand der zweiten Einzeltrajektorien, und anhand jeweils damit verknüpfter Sekundärinformationen; Übermitteln, von dem Netzwerkserver (70), der ersten Schwarmtrajektorie an zumindest ein zu einer ersten Einzeltrajektorie korrespondierendes erstes Kraftfahrzeug (10) und der zweiten Schwarmtrajektorie an zumindest ein zu einer zweiten Einzeltrajektorie korrespondierendes zweites Kraftfahrzeug (10).
6. Kraftfahrzeug (10), aufweisend zumindest einen zum Erfassen von Umgebungsdaten eingerichteten ersten Sensor (11 , 12, 13); zumindest einen zum Erfassen von
Fahrzeugdaten eingerichteten zweiten Sensor (51, 52, 53);
ein zur Kommunikation mit einem Netzwerkserver (70) und GPS Satelliten (61)
eingerichtetes erstes Kommunikationsmodul (20); und
eine Steuereinheit (40), wobei die Steuereinheit (40) dafür eingerichtet ist:
für eine durch das Kraftfahrzeug (10) befahrene und durch Lageinformationen und Spurinformationen bestimmte Einzeltrajektorie mittels der ersten
Sensoren (11 , 12, 13) und/oder zweiten Sensoren (51 , 52, 53)
Sekundärinformationen, aufweisend zu der Einzeltrajektorie korrespondierende Fahrdynamik-, Dämpfungs- und/oder Fahrbahninformationen, zu erfassen;
die Einzeltrajektorie und damit verknüpfte Sekundärinformationen an einen
Netzwerkserver (70) zu übermitteln.
7. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 6, ferner aufweisend:
ein zum automatischen Fahren des Kraftfahrzeugs eingerichtetes Fahrsystem (30), wobei die Steuereinheit (40) ferner dafür eingerichtet ist,
eine durch Lageinformationen und Spurinformationen bestimmte Schwarmtrajektorie von dem Netzwerkserver (70) zu empfangen; und
mittels des Fahrsystems (30) und anhand der Schwarmtrajektorie eine Trajektorie für das Kraftfahrzeug (10) zu ermitteln.
8. Netzwerkserver (70), aufweisend ein zur Datenkommunikation mit einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen (10) eingerichtetes zweites Kommunikationsmodul (90); und
eine Steuereinheit (80), wobei die Steuereinheit (80) dafür eingerichtet ist:
durch Lageinformationen und Spurinformationen bestimmte Einzeltrajektorien von einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen (10) zu empfangen; eine Schwarmtrajektorie anhand der Einzeltrajektorien und der damit verknüpften Sekundärinformationen als ein anhand der Sekundärinformationen gewichtetes Mittel der Einzeltrajektorien zu ermitteln; und
die ermittelte Schwarmtrajektorie an zumindest ein Kraftfahrzeug (10) zu übermitteln.
9. System (100) aus einem Kraftfahrzeug (10) gemäß einem der Ansprüche 6 und 7 und einem Netzwerkserver (70) gemäß Anspruch 8.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, Kraftfahrzeug (10) gemäß Anspruch 7, Netzwerkserver (70) gemäß Anspruch 8 oder System (100) gemäß Anspruch 9, wobei die Schwarmtrajektorie anhand von Einzeltrajektorien mit korrespondierenden
Lageinformationen ermittelt wird und an ein Kraftfahrzeug (10) mit korrespondierenden Lageinformationen übermittelt wird.
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