EP4260306A1 - Infrastrukturgestützte trajektorienermittlung für autonome fahrzeuge - Google Patents

Infrastrukturgestützte trajektorienermittlung für autonome fahrzeuge

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Publication number
EP4260306A1
EP4260306A1 EP21805880.8A EP21805880A EP4260306A1 EP 4260306 A1 EP4260306 A1 EP 4260306A1 EP 21805880 A EP21805880 A EP 21805880A EP 4260306 A1 EP4260306 A1 EP 4260306A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
infrastructure
autonomously controlled
vehicle
controlled vehicle
partially autonomously
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
EP21805880.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Markgraf
Mathias PECHINGER
Florian Poprawa
Guido Schröer
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4260306A1 publication Critical patent/EP4260306A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0967—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits
    • G08G1/096708—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the received information might be used to generate an automatic action on the vehicle control
    • G08G1/096725—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the received information might be used to generate an automatic action on the vehicle control where the received information generates an automatic action on the vehicle control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/0011—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot associated with a remote control arrangement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G08G1/096811—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the transmitted instructions are used to compute a route where the route is computed offboard
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G08G1/161—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication
    • G08G1/163—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication involving continuous checking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H04W4/44—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for communication between vehicles and infrastructures, e.g. vehicle-to-cloud [V2C] or vehicle-to-home [V2H]

Definitions

  • the invention relates to a decentralized, infrastructure-supported traffic monitoring system for alternatively determining the driving tactics of an at least partially autonomous vehicle.
  • the invention relates to an at least partially autonomously controlled vehicle.
  • the invention relates to a transport system.
  • the invention relates to a method for decentralized, infrastructure-supported determination of the driving tactics of an at least partially autonomous vehicle.
  • Traffic systems with autonomous and semi-autonomous vehicles increase the comfort for travelers and, in the case of a fully autonomous vehicle, help to save costs, in particular for drivers, if a driver can be dispensed with due to the self-control properties.
  • Autonomous and semi-autonomous vehicles have their own computer systems which, among other things, calculate trajectories for determining driving tactics. Such driving tactics are then transmitted to an automated vehicle control unit, which generates control commands based on the defined driving tactics in order to activate the autonomous or semi-autonomous vehicle according to driving tactics, d. H . to be controlled in particular in accordance with a trajectory specified as part of the driving tactics.
  • redundant systems can be created, with systems that are not used in regular operation being activated in the event of such a defect and taking the place of the defective systems.
  • redundancies are expensive and not helpful in every emergency situation. For example, it can happen that external information, such as a GPS signal, an autonomous vehicle does not achieve more, which can be related to circumstances outside of the autonomous vehicle. In this case, duplicating GPS sensors would do little to solve the problem if the autonomous vehicle simply does not receive a signal.
  • the transmission/reception interface includes a transmission/reception function for data exchange, preferably by radio, with the at least partially autonomously controlled vehicle.
  • the transmit/receive interface is preferably based on a wireless network technology such as WiFi 802 . 11p . This standard is used to implement reliable interfaces for applications in intelligent traffic systems.
  • the communication between the at least partially autonomous vehicle and the infrastructure-supported traffic monitoring system includes in particular one of the at least partially autonomous vehicle to the decentralized infrastructure-supported traffic monitoring system transmitted emergency signal and a transmission of data, which relate to a replacement tactics, from the decentralized infrastructure-supported traffic monitoring system to the at least partially autonomously controlled vehicle.
  • the replacement tactics can in particular include a replacement trajectory with which the reported emergency situation can be overcome.
  • An at least partially stationary, preferably completely stationary system is to be understood as an infrastructure-supported traffic monitoring system, which collects and evaluates information about traffic occurring in its monitoring area, in particular road traffic, using sensor technology or data transmission technology. Typically, in many situations, instructions based on the evaluation and/or external control information are also transmitted to road users so that they can adapt to a variable traffic situation. However, such a traffic monitoring system can also be used to process fee payments or perform identification tasks, for example for a street search.
  • substitute tactics should be understood as driving tactics for an autonomously or partially autonomously controlled vehicle which are made available to a vehicle control unit of the autonomously or partially autonomously controlled vehicle by the infrastructure-supported traffic monitoring system as an alternative, in particular if the driving tactics determination or control of the at least partially autonomously controlled vehicle without External help no longer works correctly.
  • driving tactics can, for example, be a route or Fahrtra j ector include an autonomous or semi-autonomously controlled vehicle.
  • autonomous vehicles are mentioned in the patent application, with in each case also partially autonomously controlled vehicles also being mentioned; for the sake of brevity, only “autonomous vehicles” or “autonomously controlled vehicles” are spoken of in the following.
  • the invention is particularly effective for fully autonomously controlled vehicles, since in these vehicles a driver as an intervening person can be dispensed with due to the invention.
  • a semi-autonomously controlled vehicle is to be understood as meaning a vehicle which automatically performs some of the tasks to be performed for controlling the vehicle.
  • Levels 1 and 2 of automated driving in particular belong to this category, i .e . H . assisted driving and semi-automated driving.
  • Level 3 highly automated driving, in which a driver must take over the wheel when requested, is also assigned to semi-autonomous driving.
  • levels 4 and 5 fully automated driving and fully autonomous driving, are assigned to autonomous driving because the driver no longer has to intervene at this level.
  • An emergency situation should be understood to mean a situation involving an autonomous vehicle in which the vehicle cannot safely continue its journey without external help.
  • Emergency situations can be caused in particular by a sensor defect or a defect in a data processing unit or a control unit or another safety-critical functional element of the autonomous vehicle.
  • the decentralized infrastructure-supported traffic monitoring system includes an environment detection unit for detecting the autonomous vehicle, kinematic data of the autonomous vehicle and the environment of the autonomous vehicle.
  • a detection of an autonomous vehicle includes an identification of an object as a vehicle and a localization of the autonomous vehicle.
  • Kinematic data includes a Trajectory of an autonomous vehicle, its speed and acceleration as well as its pose.
  • a combination of position and orientation of the autonomous vehicle should be understood as a pose of an autonomous vehicle.
  • the environment of an autonomous vehicle can include traffic-relevant phenomena and boundary conditions of autonomous driving caused by external circumstances, such as other road users or objects that behave statically or dynamically in general, which may affect the autonomous vehicle, for example mechanically or in some other way , could affect, and also routes and obstacles include.
  • the environment detection unit can, for example, include a simulation computer with which the environment, in particular the traffic cell monitored by the infrastructure-supported traffic monitoring system, can be simulated. Traffic monitoring is therefore decentralized.
  • Part of the decentralized infrastructure-supported traffic monitoring system according to the invention is also a replacement tactics determination unit for determining the replacement tactics for a response action of the autonomous vehicle on the infrastructure side to solve the emergency situation of the autonomous vehicle on the basis of the data recorded by the environment detection unit.
  • the backup tactics determination unit receives all the necessary data that allow the autonomous vehicle to continue driving at least to a safe stopping position. For example, it has knowledge of the course of the road, obstacles and other road users, since the infrastructure-supported traffic monitoring system is set up to collect traffic-related information independently of the autonomous vehicle and use it for trajectory planning or. Use driving tactics planning of the autonomous vehicle or. to use .
  • the function of the replacement tactics determination unit can be performed, for example, by a so-called infrastructure-side, stationary traffic cell computer, which manages the traffic cell monitored by the decentralized, infrastructure-supported traffic monitoring system.
  • an autonomously controlled vehicle can be steered to a safe position on the basis of external information even if safety-critical functions fail, which reduces the need for a replacement driver and improves the overall safety of autonomous driving.
  • the at least partially autonomously controlled vehicle has an emergency detection unit with which a failure of a unit of the at least partially autonomously controlled vehicle used for tactical planning and/or environment detection can be detected.
  • This module has the task of continuously checking the reliability of the data recorded and processed in an autonomous vehicle. This makes it possible to define valid value ranges for certain control signals. As soon as such safety rules are broken, the "Watch Dog" triggers an error message.
  • the at least partially autonomously controlled vehicle preferably a motor vehicle, for example a road vehicle, also includes a transmitter/receiver unit for transmitting an emergency signal to a decentralized, infrastructure-supported traffic monitoring system, preferably a decentralized, infrastructure-supported traffic monitoring system according to the invention, and for receiving substitute tactical data generated for the purpose of determining alternative driving tactics
  • a decentralized infrastructure-supported traffic monitoring system in order to carry out an at least partially autonomous on-board control based on this replacement tactical data. That at least partially autonomously controlled vehicle according to the invention, shares the advantages of the decentralized infrastructure-supported traffic monitoring system according to the invention.
  • the autonomous transport system according to the invention has at least one at least partially autonomously controlled vehicle and a decentralized infrastructure-supported traffic monitoring system according to the invention for alternative determination of driving tactics.
  • the transport system according to the invention shares the advantages of the decentralized, infrastructure-supported traffic monitoring system according to the invention.
  • an emergency situation which is caused by a technical defect in the data acquisition and/or data processing for controlling the autonomous vehicle is detected on the vehicle side. Furthermore, an emergency signal is transmitted to a decentralized infrastructure-supported traffic monitoring system and the autonomous vehicle, in particular its position, and kinematic data of the autonomous vehicle and the environment of the autonomous vehicle are recorded on the infrastructure side. In addition, a substitute tactic for a response action of the autonomous vehicle to solve the emergency situation of the autonomous vehicle is determined on the infrastructure side. Finally, the substitute tactics determined are transmitted to the autonomous vehicle by the decentralized, infrastructure-supported traffic monitoring system.
  • the method according to the invention for decentralized, infrastructure-supported driving tactics determination of an autonomous vehicle shares the advantages of the decentralized, infrastructure-supported traffic monitoring system according to the invention.
  • Some components of the at least partially autonomously controlled vehicle according to the invention, the transport system according to the invention and the decentralized infrastructure-supported traffic monitoring system according to the invention can predominantly be in the form of software components. This relates in particular to parts of the environment recognition unit and the alternative tactics determination unit of the infrastructure-supported traffic monitoring system and the emergency recognition unit of the at least partially autonomously controlled vehicle. In principle, however, these components can also be partially implemented in the form of software-supported hardware, for example FPGAs or the like, particularly when particularly fast calculations are involved. Likewise, the interfaces required, for example when it is only a matter of taking over data from other software components, can be designed as software interfaces. However, they can also be in the form of hardware interfaces that are controlled by suitable software.
  • a largely software-based implementation has the advantage that computer systems already present in a transport system with traffic monitoring devices and autonomous vehicles can easily be retrofitted with a software update after a possible addition of additional hardware elements in order to work in the manner according to the invention .
  • the object is also achieved by a corresponding computer program product with a computer program, which can be loaded directly into a storage device of such a transport system, with program sections in order to carry out the steps of the method according to the invention that can be implemented by software when the computer program is executed in the transport system.
  • such a computer program product can optionally contain additional components, such as e.g. B. documentation and/or additional components, including hardware components, such as e.g. B. Hardware keys (dongles etc.) for using the software include .
  • a computer-readable medium for example a memory stick, a Hard disk or other transportable or permanently installed data medium are used, on which the program sections of the computer program that can be read and executed by a computer unit are stored.
  • the computer unit can z. B. have one or more working microprocessors or the like for this purpose.
  • the replacement tactics determination unit is set up to determine a replacement tactic for the autonomous vehicle.
  • An autonomous vehicle can advantageously bridge a functional deficit on the basis of this external auxiliary information and continue driving in order to escape from the emergency situation.
  • the replacement ztra ektory preferably includes a route of the autonomous vehicle in a safe holding area.
  • the autonomous vehicle can safely leave a danger zone and be placed in a safe stopping state in order to wait, for example, for external help, such as maintenance personnel or a replacement driver.
  • a safe holding area can include, for example, a hard shoulder, a hard shoulder, a holding zone or a parking area.
  • the alternative driving tactics can also include an adaptation of the autonomous vehicle to external circumstances and/or to the defects determined in the autonomous vehicle.
  • One Such an adjustment can be made, for example, by reducing the speed or weighting the sensor data from functioning sensors more heavily, or by using an alternative evaluation method for the remaining reliable data, in particular sensor data, and possibly also for the incorrectly generated data, in particular sensor data, or at least inaccurately recorded or Data, in particular sensor data, of a defective functional unit, in particular sensor unit, take place.
  • the kinematic data of the autonomous vehicle includes at least one of the following information:
  • a current position is required for self-localization or for infrastructure-based localization of an autonomous vehicle.
  • the position of an autonomous vehicle is required for planning a driving trajectory of the autonomous vehicle.
  • the current direction of travel is required in order to correctly plan or plan a direction control, for example a change of direction. to investigate .
  • Knowing the current speed of an autonomous vehicle can be used to plan a future position or speed or an adjustment of a speed of the autonomous vehicle to traffic rules or are generally required for a current traffic situation.
  • Information about a vehicle's current acceleration or deceleration can be used, for example, to predict a future position or speed. It can also be used to determine a curve radius or as a basis for planning acceleration or braking maneuvers and the like.
  • the kinematic data preferably include an incorrect trajectory of the autonomous vehicle.
  • a faulty function of the autonomous vehicle can be detected by the autonomous vehicle itself or by the infrastructure-supported monitoring system.
  • the infrastructure-supported monitoring system can record and suitably change the planned trajectory of the autonomous vehicle, which may be based on faulty sensor data or data processing processes, so that the autonomous vehicle can travel at least to a safe stopping position in terms of the original driving tactics and driving trajectory continue if possible.
  • the environment detection unit of the infrastructure-supported traffic monitoring system is preferably set up to detect at least one additional moving object, preferably an additional vehicle, particularly preferably an additional road vehicle, when detecting the environment of the autonomous vehicle.
  • additional moving object preferably an additional vehicle, particularly preferably an additional road vehicle
  • other objects located in the monitoring area of the infrastructure-supported traffic monitoring system are also advantageously taken into account, with which the autonomous vehicle could possibly collide without intervention by the infrastructure-supported traffic monitoring system, so that the safety of the autonomous vehicle and the safety of other road users is increased.
  • the environment recognition unit is set up to determine whether a hard shoulder or another stopping area is free as a safe stopping area for the autonomous vehicle.
  • the area recognition unit also searches for a preferably nearest safe standing area in which the autonomous vehicle can safely wait until help is provided by war personnel or a replacement driver arrives. Hard shoulders are particularly suitable for this, but they can also be occupied by other vehicles. Such potential obstacles are advantageously taken into account when controlling the autonomous vehicle towards a safe stopping position.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an arrangement with an infrastructure facility and an autonomous vehicle according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a transport system according to one embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a flowchart which illustrates a method for infrastructure-supported determination of driving tactics of an autonomous vehicle according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the autonomous vehicle 10 includes a vehicle computing unit 11 .
  • the vehicle computer unit 11 can be regarded as a type of central unit of the autonomous vehicle 10 in which sensor data SD, POS, POSE and communication data converge and a type of digital twin of the environment of the autonomous vehicle 10 is determined from the data received.
  • the vehicle computer unit 11 also includes a movement planning unit 12 which plans a trajectory T of the autonomous vehicle 10 along which the autonomous vehicle 10 is to move.
  • the movement planning unit 12 receives data POS regarding a position of the autonomous vehicle 10 in a lane from a lane departure warning sensor 18 which is also part of the autonomous vehicle 10 and adapts the trajectory T of the autonomous vehicle 10 to the current position of the autonomous vehicle 10 . If the autonomous vehicle 10 threatens to get out of lane, the movement planning unit 12 keeps the position of the autonomous vehicle 10 within the lane and the trajectory T of the autonomous vehicle 10 becomes opposite to a movement of the vehicle 10, which leads to the vehicle leaving the lane would be changed so that the autonomous vehicle 10 continues to travel within the boundaries of the lane.
  • the movement planning unit 12 also receives sensor data SD from vehicle sensors 19 which scan the surroundings of the autonomous vehicle 10 and which, as already mentioned, are also used to determine a future driving tra ectory T of the autonomous vehicle 10 .
  • the autonomous vehicle 10 also includes a so-called pose sensor 17 with which a pose POSE of the autonomous vehicle 10 can be determined.
  • the pose POSE includes information about the current position P of the autonomous vehicle 10 based on satellite navigation data and information about an orientation or Direction of movement R of the autonomous vehicle 10 .
  • the information about the pose POSE of the autonomous vehicle 10 is transmitted to a transceiver 16, which transmits the pose data POSE to the already mentioned infrastructure device 20 by radio.
  • the transmitter/receiver unit 16 of the autonomous vehicle 10 is also connected to a security monitoring unit 15 of the autonomous vehicle 10 via a data transmission line.
  • the safety monitoring unit 15 monitors individual units 11 , 12 , 13 , 14 , 16 , 17 of the autonomous vehicle 10 to ensure that they are functioning correctly.
  • An example of a technical mode of operation of the safety monitoring unit 15 is what is known as a "watch dog".
  • This module has the task of continuously checking the reliability of the data SD, POS, POSE recorded and processed in the autonomous vehicle 10 Possibility of defining valid value ranges for certain control signals As soon as such safety rules are broken or the corresponding predetermined value ranges are left, the "Watch Dog" triggers an error message .
  • the autonomous vehicle 10 also includes a microcontroller 13 with a movement control unit 14, which on the basis of a trajectory T, which the movement control unit 14 regularly receives from the movement planning unit 12, the movement or Driving movements of the autonomous vehicle 10 controls.
  • the infrastructure device 20 also has a simulation computer unit 24 .
  • the simulation computer unit 24 includes a scanning unit 25 with a number of sensors, which one of the infrastructure device 20 or. scan the subarea of the traffic situation that is covered and to be monitored by this associated infrastructure, also referred to as a traffic cell, and generate infrastructure-side sensor data. With the infrastructure-side sensor data, the simulation computer unit 24 generates a digital twin of the sub-area of the traffic situation or Monitoring area generated.
  • the digital twin includes, for example, objects 0, in particular movable objects 0 in the sub-section covered by the infrastructure 20 area and their position as well as identification information or a piece of classification information for the objects 0.
  • the information about the objects 0 is transmitted to a movement planning unit 22 which is also included in the infrastructure device 20 .
  • the movement planning unit 22 is part of a traffic cell computer 21 and it calculates a replacement trajectory TE based on the information about the objects 0 present in the surveillance area.
  • the infrastructure device 20 also includes a transmitter/receiver unit 23, also called “Road Side Unit”, which receives an emergency signal NFS by radio from the autonomous vehicle 10 and transmits it to the movement planning unit 22, which then generates a replacement ztra j ectory TE and transmits this to the transmission/reception unit 23 of the infrastructure device 20, which in turn transmits the replacement trajectory TE by radio to the autonomous vehicle 10.
  • a transmitter/receiver unit 23 also called "Road Side Unit”
  • the transmission/reception unit 23 of the infrastructure device 20 also receives one from the autonomous vehicle 10 Pose information POSE and transmits this pose information POSE both to the movement planning unit 22 and to the scanning unit 25 of the infrastructure device 20 so that the scanning unit 25 can complete the digital twin and the movement planning unit 22 the replacement ztra j ector TE depending on the pose POSE of the autonomous vehicle 10 can determine .
  • the replacement ztra j ectory TE is received by radio through the transmit-receive unit 16 of the autonomous vehicle 10, also called “on board unit”.
  • the replacement ztra j ectory TE is then received within the autonomous vehicle 10 by the transmit-emp - catching unit 16 of the autonomous vehicle 10 further to the movement control unit 14, which executes a movement control of the autonomous vehicle 10 on the basis of the replacement ztra j ectory TE.
  • the replacement ztra j ectory TE includes, for example, a route to a position P a hard shoulder to the autonomous vehicle 10 in the event of a defective Movement planning unit 12 and/or a defective sensor unit 19, 18, 17 to be parked there and thus brought to safety.
  • the transport system 30 includes a roadway 31 with two lanes and a hard shoulder 31a. Furthermore, the transport system 30 comprises an autonomous vehicle 10, as shown in detail in FIG. 1, and a second vehicle 0, both of which are driven by an infrastructure device 20, as shown in FIG. be detected by a sensor unit of this infrastructure device 20, for example a camera.
  • the autonomous vehicle 10 is now currently suffering from a defect in its movement planning unit 12 and can therefore no longer actively determine a future travel trajectory T. In this situation, the autonomous vehicle 10 sends an emergency signal NFS to the infrastructure device 20 .
  • the infrastructure device 20 now generates an alternative trajectory TE in the manner already mentioned in connection with FIG. The replacement trajectory TE therefore leads around the second vehicle 0 detected by the infrastructure facility 20 and to a safe stopping position P on the hard shoulder 31a.
  • FIG. 3 shows a flow chart 300 which illustrates a method for infrastructure-supported determination of driving tactics of an autonomous vehicle according to an exemplary embodiment of the invention.
  • an emergency situation N of an autonomous vehicle 10 is detected on the vehicle side.
  • the emergency situation N is caused by a technical defect in the data acquisition and/or data processing for controlling the autonomous vehicle 10 .
  • the autonomous vehicle 10 includes a number of functional units 11, 12, 17, 18, 19, the one can suffer technical defects, with the result that the autonomous vehicle 10 can no longer safely carry out a trip on its own.
  • the already mentioned vehicle computer unit 11 of the autonomous vehicle 10 can fail. Since the vehicle computer unit 11 is used in the regular undisturbed state as the central unit of the autonomous vehicle 10 for processing sensor data SD, POS, POSE and communication data and from this a trajectory T is determined for the future route of the autonomous vehicle 10 , the movement control unit 12 of the autonomous vehicle is missing in particular 10 forms the basis for controlling the driving movement of the autonomous vehicle 10 .
  • Similar problems also occur if the lane departure sensor system 18 fails, which means that the movement planning unit 12 of the autonomous vehicle 10 no longer receives any data regarding a position POS of the vehicle 10 within a lane, which can result in a safety-critical situation, for example . If the autonomous vehicle 10 threatens to get off its lane, the movement planning unit 12 no longer receives information about the position POS of the autonomous vehicle 10 within the lane and the trajectory T of the autonomous vehicle 10 is no longer changed in the opposite direction in order to autonomous vehicle 10 to continue to stay within the boundaries of the lane.
  • the autonomous vehicle 10 is what a Recognition of the environment relates f ft, essentially blind, so that also no safe Fahrtra ektorie T can be generated without outside help. If the safety monitoring unit 15, which monitors the data from the individual units 11, 12, 17, 18, 19 and checks them for plausibility or checks correct function, such an emergency situation N is recognized, then in step 3 . II by a transmitting / receiving device 16 of the autonomous vehicle 10, for example by radio, an emergency signal NFS to an infrastructure-side auxiliary device or. Traffic monitoring device 20 transmitted.
  • Information about the current situation of the autonomous vehicle 10 that has gotten into trouble is collected by the infrastructure device 20 .
  • This information includes, for example, the pose POSE of the autonomous vehicle 10 , its position P, its speed and acceleration, and data about the surroundings of the autonomous vehicle 10 , in particular about moving or immovable objects 0 in the monitoring area of the infrastructure facility 20 .
  • the infrastructure device 20 also includes sensors, such as cameras, lidar systems, radar systems, etc.
  • the infrastructure device 20 can also access the pose information POSE of the pose sensor 17 of the autonomous vehicle 10, with which a pose POSE of the autonomous vehicle 10 is determined.
  • the pose POSE includes information about the current position P of the autonomous vehicle 10 based on satellite navigation data as well as information about an orientation or Direction of movement R of the autonomous vehicle 10 .
  • the pose POSE is transmitted by radio from a transmitter/receiver unit 16 of the autonomous vehicle 10 to a transmitter/receiver device 23 of the infrastructure device 20 .
  • the interface required for this can be designed, for example, as a V2I interface with so-called road side units 23 and on-board units 16 as transmitting/receiving devices 16 , 23 of the infrastructure device 20 and the autonomous vehicle 10 .
  • the mentioned V2 I interface is also used for the transmission of the Emergency signal NFS from the autonomous vehicle 10 to the infrastructure device 20 .
  • IV is determined by the infrastructure device 20 a replacement trajectory TE for a response action of the autonomous vehicle 10 to solve the emergency situation N of the autonomous vehicle 10 .
  • This response action can consist, for example, in the autonomous vehicle 10 driving towards a hard shoulder and, once arrived there, waiting for maintenance personnel who will fix the defect in the autonomous vehicle 10 or take the autonomous vehicle to a workshop to repair the detected defect.
  • the infrastructure facility 20 has a number of units 21 , 22 . 24, 25 for determining a replacement trajectory TE.
  • the scanning unit 25 of the infrastructure device 20 which uses a number of sensors which scan the partial area of a traffic scenario covered by the infrastructure 20 and generate infrastructure-side sensor data and, on the basis of this infrastructure-side sensor data, determine the environment of the infrastructure 20 .
  • the simulation computer unit 24 of the infrastructure device 20 already mentioned in connection with FIG. Monitoring area generated.
  • this digital twin includes moving objects 0 in the area covered by the infrastructure 20 .
  • the information about the objects 0 is transmitted 20 to a movement planning unit 22 of the infrastructure device.
  • the movement planning unit 22 of the infrastructure device 20 then calculates a replacement ztra j ector TE based on the information about the objects 0 present in the surveillance area of the infrastructure device 20.
  • the infrastructure device 20 can use the autonomous Vehicle 10 also receives pose information POSE and is processed both by the movement planning unit 22 of the infrastructure device 20 and by the scanning unit 25 of the infrastructure device 20, so that the scanning unit 25 can complete the digital twin about the environment of the infrastructure device and thus also of the autonomous vehicle 10 and the movement planning unit 22 can determine the replacement ztra j ectory depending on the pose POSE of the autonomous vehicle 10 .
  • a replacement tactic in the form of a replacement trajectory TE is transmitted to the autonomous vehicle 10 .
  • the autonomous vehicle 10 then drives according to the replacement trajectory TE received to a safe parking space P, for example a side strip or hard shoulder of a road.

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Abstract

Es wird ein dezentrales infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem (20) zur ersatzweisen Fahrtaktikermittlung beschrieben. Das infrastrukturgestützte Verkehrsüberwachungssystem (20) umfasst eine Sende/Empfangsschnittstelle (23) zum Empfangen eines Notfallsignals (NFS) betreffend eine fahrzeugseitig erfasste Notsituation (N) eines zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) und zum Übermitteln einer Ersatztaktik (TE) an das zumindest teilautonom gesteuerte Fahrzeug (10). Weiterhin umfasst das infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem (20) eine Umfelderkennungseinheit (25) zum Erfassen des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10), von kinematischen Daten (POS, POSE) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) und des Umfelds des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10). Teil des infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystems (20) ist auch eine Ersatztaktikermittlungseinheit (22) zum infrastrukturseitigen Ermitteln der Ersatztaktik (TE) für eine Antwortaktion des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) zur Lösung der Notsituation (N) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) auf Basis der von der Umfelderkennungseinheit (25) erfassten Daten (POS, POSE). Außerdem wird ein zumindest teilautonom gesteuertes Fahrzeug (10) beschrieben. Es wird zudem ein Transportsystem (30) beschrieben. Weiterhin wird ein Verfahren zur dezentralen infrastrukturgestützten Fahrtaktikermittlung eines zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) beschrieben.

Description

Beschreibung
Infrastrukturgestützte Tra j ektorienermittlung für autonome Fahrzeuge
Die Erfindung betri f ft ein dezentrales infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem zur ersatzweisen Fahrtaktikermittlung eines zumindest teilautonomen Fahrzeugs . Zudem betri f ft die Erfindung ein zumindest teilautonom gesteuertes Fahrzeug . Weiterhin betri f ft die Erfindung ein Transportsys- tem . Außerdem betri f ft die Erfindung ein Verfahren zur dezentralen infrastrukturgestützten Fahrtaktikermittlung eines zumindest teilautonomen Fahrzeugs .
Verkehrssysteme mit autonomen und teilautonomen Fahrzeugen, insbesondere Straßenfahrzeugen, erhöhen den Komfort für Reisende und hel fen für den Fall eines vollständig autonomen Fahrzeugs dabei , Kosten, insbesondere für Fahrpersonal , einzusparen, falls aufgrund der Selbststeuerungseigenschaften auf einen Fahrer verzichtet werden kann . Autonome und teilautonome Fahrzeuge weisen eigene Computersysteme auf , die unter anderem Traj ektorien für eine Festlegung einer Fahrtaktik berechnen . Eine solche Fahrtaktik wird dann an eine automatisierte Fahrzeugsteuerungseinheit übermittelt , die Steuerungsbefehle auf Basis der festgelegten Fahrtaktik erzeugt , um das autonome bzw . teilautonome Fahrzeug der Fahrtaktik gemäß , d . h . insbesondere entsprechend einer im Rahmen der Fahrtaktik festgelegten Traj ektorie zu steuern . Allerdings kann es passieren, dass das fahrzeugeigene Computersystem keine Traj ektorie berechnen kann oder eine Traj ektorie fehlerhaft berechnet bzw . keine ausreichenden Sensordaten erhält , um eine Traj ektorie zu berechnen oder fehlerhafte Sensordaten erhält auf deren Basis eine sichere Weiterfahrt nicht mehr möglich ist . In diesem Fall wird herkömmlich ein Notfallsignal an die stationäre Infrastruktur des Verkehrssystems gesendet , um Hil fe zu erhalten . In der Regel muss dann ein Fahrer beauftragt werden, das autonome Fahrzeug, beispielsweise ein Linienbus , auf zusuchen und aus der Notsituation hinaus zumanövrie- ren . In den meisten Ländern besteht sogar die Pflicht , in einem autonomen Fahrzeug einen Fahrer vorzuhalten, der j ederzeit in Echtzeit eingrei fen kann, so dass die beschriebene Notsituation sofort behoben werden kann . Allerdings führt der Einsatz von Fahrern dazu, dass bei dem Betrieb autonomer Fahrzeuge kein Personal eingespart werden kann, so dass der wirtschaftliche Nutzen des autonomen Fahrens bisher eher gering ist , zumal autonom gesteuerte Fahrzeuge aufwändiger herzustellen sind als nur von Menschen gesteuerte Fahrzeuge . Sind Funktionseinheiten des autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs defekt , so muss Wartungspersonal benachrichtigt werden, um an dem betref fenden Fahrzeug eine Reparatur vorzunehmen . Sitzt in dem betref fenden Fahrzeug kein Fahrer, der im Notfall eingrei fen kann, und betri f ft der Defekt eine si- cherheitsrelevante Funktion des Fahrzeugs , so befindet sich das Fahrzeug in der Situation, dass es einerseits nicht mehr sicher weiterfahren kann, weil sicherheitsrelevante Funktionen ausgefallen sind, aber andererseits möglicherweise mitten im Verkehr steht und dort für andere Verkehrsteilnehmer ein Hindernis oder gar eine große Gefahr darstellt .
Sinnvoller wäre es , wenn das Fahrzeug in einem solchen Fall eine möglichst sichere Position ansteuern könnte und an dieser sicheren Position auf die Hil fe des Wartungspersonals warten würde , um so die Sicherheit der Fahrgäste zu gewährleisten und andere Verkehrsteilnehmer nicht zu gefährden . In diesem Fall besteht als ein Bedarf , das defekte Fahrzeug in einen sicheren Zustand zu versetzen, bis technische Hil fe geleistet wird .
Um einen Defekt eines Computersystems in einem autonomen Fahrzeug zu kompensieren, können redundante Systeme geschaffen werden, wobei im regulären Betrieb nicht genutzte Systeme bei einem solchen Defekt aktiviert werden und anstelle der defekten Systeme treten . Allerdings sind Redundanzen aufwändig und auch nicht in j eder Notsituation hil freich . Beispielsweise kann es passieren, dass externe Informationen, wie zum Beispiel ein GPS-Signal , ein autonomes Fahrzeug nicht mehr erreichen, was mit außerhalb des autonomen Fahrzeugs zu verortenden Umständen Zusammenhängen kann . Eine Verdopplung von GPS-Sensoren würde in diesem Fall wenig nützen, um das Problem zu lösen, wenn einfach kein Signal bei dem autonomen Fahrzeug ankommt .
Es besteht also die Aufgabe , autonomes oder zumindest teilautonomes Fahren sicherer und robuster gegenüber unvorhergesehenen Notsituationen zu machen .
Diese Aufgabe wird durch ein dezentrales infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem zur ersatzweisen Fahrtaktikermittlung eines zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 , ein zumindest teilautonom gesteuertes Fahrzeug gemäß Patentanspruch 8 , ein Transportsys- tem gemäß Patentanspruch 9 und ein Verfahren zur dezentralen infrastrukturgestützten Fahrtaktikermittlung eines zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs gemäß Patentanspruch 10 gelöst .
Das erfindungsgemäße dezentrale infrastrukturgestützte Verkehrsüberwachungssystem zur ersatzweisen Fahrtaktikermittlung eines zumindest teilautonom, vorzugsweise autonom gesteuerten Fahrzeugs umfasst eine Sende/Empf angsschnittstelle zum Empfangen eines Notfallsignals , welches eine fahrzeugseitig erfasste Notsituation des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs betri f ft , und zum Übermitteln einer Ersatztaktik an das zumindest teilautonom gesteuerte Fahrzeug . Die Sende/- Empf angsschnittstelle umfasst eine Sende/-Empf angs funktion zum Datenaustausch, vorzugsweise per Funk, mit dem zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeug . Die Sende-/Empf angsschnittstelle basiert vorzugsweise auf einer kabellosen Netzwerktechnik, wie zum Beispiel WiFi 802 . 11p . Dieser Standard wird für die Realisierung von zuverlässigen Schnittstellen für Anwendungen in intelligenten Verkehrssystemen genutzt . Wie bereits erwähnt , umfasst die Kommunikation zwischen dem zumindest teilautonomen Fahrzeug und dem infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystem insbesondere ein von dem zumindest teilautonomen Fahrzeug an das dezentrale infrastrukturgestützte Verkehrsüberwachungssystem ausgesendetes Notfallsignal und eine Übermittlung von Daten, welche eine Ersatztaktik betref fen, von dem dezentralen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystem an das zumindest teilautonom gesteuerte Fahrzeug . Wie später noch aus führlicher erläutert , kann die Ersatztaktik insbesondere eine Ersatz- traj ektorie umfassen, mit der die gemeldete Notsituation überwunden werden kann .
Als infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem soll ein zumindest teilweise stationäres , vorzugsweise vollständig stationäres System verstanden werden, welches Informationen über einen in seinem Überwachungsbereich auftretenden Verkehr, insbesondere Straßenverkehr, durch Sensortechnik oder Datenübertragungstechnik sammelt und auswertet . Typischerweise werden in vielen Situation auch auf der Auswertung und/oder einer externen Steuerungsinformation basierende Weisungen an die Verkehrsteilnehmer übermittelt , damit sich diese an eine variable Verkehrssituation anpassen können . Durch ein solches Verkehrsüberwachungssystem können aber auch Gebührenzahlungen abgewickelt werden oder Identi fi zierungsaufgaben, beispielsweise für eine Straßenfahndung, wahrgenommen werden .
Als Ersatztaktik soll in diesem Zusammenhang eine Fahrtaktik für ein autonom oder teilautonom gesteuertes Fahrzeug verstanden werden, welche einer Fahrzeugsteuerungseinheit des autonom oder teilautonom gesteuerten Fahrzeugs ersatzweise durch das infrastrukturgestützte Verkehrsüberwachungssystem zur Verfügung gestellt wird, insbesondere , wenn die Fahrtaktikermittlung oder Steuerung des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs ohne äußere Hil fe nicht mehr korrekt funktioniert . Eine solche Fahrtaktik kann zum Beispiel eine Fahrtroute bzw . Fahrtra j ektorie eines autonomen oder teilautonom gesteuerten Fahrzeugs umfassen . Wenn in der Patentanmeldung von autonomen Fahrzeugen gesprochen wird, sollen da- mit j eweils immer auch teilautonom gesteuerte Fahrzeuge mitgenannt sein, der Kürze halber wird im Folgenden meist nur von „autonomen Fahrzeugen" oder „autonom gesteuerten Fahrzeugen" gesprochen . Es soll aber an dieser Stelle expli zit erwähnt werden, dass die Erfindung besonders ef fektiv für vollständig autonom gesteuerte Fahrzeuge ist , da bei diesen auf einen Fahrer als eingrei fende Person aufgrund der Erfindung verzichtet werden kann .
Als teilautonom gesteuertes Fahrzeug soll ein Fahrzeug verstanden werden, welches einen Teil der für eine Steuerung des Fahrzeugs zu bewältigenden Aufgaben automatisiert durchführt . Dieser Kategorie sind insbesondere die Stufen 1 und 2 des automatisierten Fahrens zuzuordnen, d . h . das assistierte Fahren und das teilautomatisierte Fahren . Ebenfalls ist die Stufe 3 , das hochautomatisierte Fahren, bei der ein Fahrer auf Anforderung das Steuer übernehmen muss , dem teilautonomen Fahren zuzuordnen . Dagegen sind die Stufen 4 und 5 , das vollautomatisierte Fahren und das vollautonome Fahren dem autonomen Fahren zuzuordnen, da auf diesem Niveau kein Fahrer mehr eingrei fen muss .
Als Notsituation soll eine Situation eines autonomen Fahrzeugs verstanden werden, in der das Fahrzeug seine Fahrt nicht ohne externe Hil fe auf sichere Art weiter fortsetzen kann . Notsituationen können insbesondere durch einen Sensordefekt oder einen Defekt einer Datenverarbeitungseinheit oder einer Steuerungseinheit oder eines anderen sicherheitskritischen Funktionselements des autonomen Fahrzeugs hervorgerufen werden .
Weiterhin umfasst das dezentrale infrastrukturgestützte Ver- kehrsüberwachungssystem eine Umfelderkennungseinheit zum Erfassen des autonomen Fahrzeugs , von kinematischen Daten des autonomen Fahrzeugs und des Umfelds des autonomen Fahrzeugs . Ein Erfassen eines autonomen Fahrzeugs umfasst eine Identi fizierung eines Obj ekts als Fahrzeug sowie eine Lokalisierung des autonomen Fahrzeugs . Kinematische Daten umfassen eine Traj ektorie eines autonomen Fahrzeugs , dessen Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie dessen Pose . Als Pose eines autonomen Fahrzeugs soll eine Kombination aus Position und Orientierung des autonomen Fahrzeugs verstanden werden . Das Umfeld eines autonomen Fahrzeugs kann verkehrsrelevante , durch externe Umstände verursachte Phänomene und Randbedingungen des autonomen Fahrens , wie zum Beispiel weitere Verkehrsteilnehmer oder auch allgemein sich statisch oder dynamisch verhaltende Obj ekte , die möglicherweise auf das autonome Fahrzeug, beispielsweise mechanisch oder auf andere Art und Weise , einwirken könnten, und auch Wegeverläufe und Hindernisse , umfassen . Die Umfelderkennungseinheit kann zum Beispiel einen Simulationsrechner umfassen, mit dem das Umfeld, insbesondere die von dem infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssys- tem überwachte Verkehrs zelle , simuliert werden kann . Die Verkehrsüberwachung erfolgt also dezentral .
Teil des erfindungsgemäßen dezentralen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystems ist auch eine Ersatztaktikermittlungseinheit zum infrastrukturseitigen Ermitteln der Ersatztaktik für eine Antwortaktion des autonomen Fahrzeugs zur Lösung der Notsituation des autonomen Fahrzeugs auf Basis der von der Umfelderkennungseinheit erfassten Daten . Die Ersatztaktikermittlungseinheit erhält alle notwendigen Daten, welche eine Weiterfahrt des autonomen Fahrzeugs zumindest an eine sichere Halteposition erlauben . Beispielsweise hat sie Kenntnis über den Straßenverlauf , über Hindernisse sowie weitere Verkehrsteilnehmer, da das infrastrukturgestützte Ver- kehrsüberwachungssystem dazu eingerichtet ist , unabhängig von dem autonomen Fahrzeug verkehrsrelevante Informationen zu sammeln und diese für eine Tra ektorienplanung bzw . Fahrtaktikplanung des autonomen Fahrzeugs einzusetzen bzw . zu verwenden . Die Funktion der Ersatztaktikermittlungseinheit kann zum Beispiel von einem sogenannten infrastrukturseitigen, stationären Verkehrs zellencomputer wahrgenommen werden, der die von dem dezentralen infrastrukturgestützten Verkehrsüber- wachungssystem überwachte Verkehrs zelle verwaltet . Vorteilhaft kann ein autonom gesteuertes Fahrzeug auch bei einem Aus fall sicherheitskritischer Funktionen auf Basis externer Informationen an eine sichere Position gesteuert werden, wodurch die Notwendigkeit eines Ersatz fahrers reduziert wird sowie die Gesamtsicherheit des autonomen Fahrens verbessert wird .
Das erfindungsgemäße zumindest teilautonom gesteuerte Fahrzeug weist eine Notfallerkennungseinheit auf , mit der ein Aus fall einer zur Taktikplanung und/oder Umfelderkennung genutzte Einheit des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs detektierbar ist .
Sämtliche Systeme , die direkt oder indirekt Einfluss auf die Steuerung eines autonomen bzw . zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs haben, müssen in der Praxis entsprechend den existierenden Standards ( S IL bzw . AS IL ) entwickelt werden .
Diese Standards beinhalten die Verpflichtung der Fehlerof fenbarung durch geeignete Maßnahmen . Ein Beispiel ist ein „Watch Dog" . Dieses Modul hat die Aufgabe , kontinuierlich die Zuverlässigkeit der in einem autonomen Fahrzeug erfassten und verarbeiteten Daten zu überprüfen . So gibt es die Möglichkeit , gültige Wertebereiche für bestimmte Steuersignale zu definieren . Sobald solche Sicherheitsregeln gebrochen werden, löst der „Watch Dog" eine Fehlermeldung aus .
Das zumindest teilautonom gesteuerte Fahrzeug, vorzugsweise ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Straßenfahrzeug, umfasst außerdem eine Sende-/Empf angseinheit zum Übermitteln eines Notfallsignals an ein dezentrales infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes dezentrales infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem, und zum Empfangen von zur ersatzweisen Fahrtaktikermittlung erzeugten Ersatztaktikdaten von einem solchen dezentralen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystem, um auf Basis dieser Ersatztaktikdaten eine zumindest teilautonome , fahrzeugseitige Steuerung durchzuführen . Das erfindungsgemäße zumindest teilautonom gesteuerte Fahrzeug, teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen dezentralen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystems .
Das erfindungsgemäße autonome Transportsystem weist mindestens ein zumindest teilautonom gesteuertes Fahrzeug auf und ein erfindungsgemäßes dezentrales infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem zur ersatzweisen Fahrtaktikermittlung . Das erfindungsgemäße Transportsystem teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen dezentralen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystems .
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur dezentralen infrastrukturgestützten Fahrtaktikermittlung eines autonomen Fahrzeugs wird fahrzeugseitig eine Notsituation, welche durch einen technischen Defekt bei der Datenerfassung und/oder Datenverarbeitung zur Steuerung des autonomen Fahrzeugs verursacht wird, erfasst . Weiterhin wird ein Notfallsignal an ein dezentrales infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem übermittelt und es werden infrastrukturseitig das autonome Fahrzeug, insbesondere dessen Position, und kinematische Daten des autonomen Fahrzeugs sowie das Umfeld des autonomen Fahrzeugs erfasst . Zudem erfolgt ein infrastrukturseitiges Ermitteln einer Ersatztaktik für eine Antwortaktion des autonomen Fahrzeugs zur Lösung der Notsituation des autonomen Fahrzeugs . Schließlich wird die ermittelte Ersatztaktik von dem dezentralen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystem an das autonome Fahrzeug übermittelt . Das erfindungsgemäße Verfahren zur dezentralen infrastrukturgestützten Fahrtaktikermittlung eines autonomen Fahrzeugs teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen dezentralen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystems .
Einige Komponenten des erfindungsgemäßen zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs , des erfindungsgemäßen Transportsystems und des erfindungsgemäßen dezentralen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystems können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein . Dies betri f ft insbesondere Teile der Umfelderkennungseinheit und der Ersatztaktikermittlungseinheit des infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystems und der Notfallerkennungseinheit des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs . Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil , insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht , in Form von softwareunterstützter Hardware , beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein . Ebenso können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht , als Softwareschnittstellen ausgebildet sein . Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden .
Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil , dass auch schon bisher in einem Transportsystem mit Verkehrs- überwachungseinrichtungen und autonomen Fahrzeugen vorhandene Rechnersysteme nach einer eventuellen Ergänzung durch zusätzliche Hardwareelemente auf einfache Weise durch ein Software- Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten . Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst , welches direkt in eine Speichereinrichtung eines solchen Transportsystems ladbar ist , mit Programmabschnitten, um die durch Software realisierbaren Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens aus zuführen, wenn das Computerprogramm in dem Transportsystem ausgeführt wird .
Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile , wie z . B . eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware-Komponenten, wie z . B . Hardware-Schlüssel ( Dongles etc . ) zur Nutzung der Software , umfassen .
Zum Transport zur Speichereinrichtung des Rechnersystems und/oder zur Speicherung an dem Rechnersystem kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit einlesbaren und aus führbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind . Die Rechnereinheit kann z . B . hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen .
Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten j eweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung . Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie und deren Beschreibungsteilen weitergebildet sein . Zudem können im Rahmen der Erfindung die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Aus führungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Aus führungsbeispielen kombiniert werden .
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystems ist die Ersatztaktikermittlungseinheit dazu eingerichtet , als Ersatztaktik eine Er- sat ztra ektorie für das autonome Fahrzeug zu ermitteln . Vorteilhaft kann ein autonomes Fahrzeug auf Basis dieser externen Hil fsinformationen ein Funktionsdefi zit überbrücken und seine Fahrt fortsetzen, um aus der Notsituation zu entkommen .
Hierzu umfasst die Ersat ztra ektorie bevorzugt einen Fahrweg des autonomen Fahrzeugs in einen sicheren Haltebereich . Vorteilhaft kann das autonome Fahrzeug eine Gefahrenzone sicher verlassen und in einen sicheren Haltezustand versetzt werden, um beispielsweise auf externe Hil fe , wie zum Beispiel Wartungspersonal oder einen Ersatz fahrer, zu warten . Ein solcher sicherer Haltebereich kann zum Beispiel einen Seitenstrei fen, einen Standstrei fen, eine Haltezone oder einen Parkbereich umfassen .
Die alternative Fahrtaktik kann aber auch eine Anpassung des autonomen Fahrzeugs an äußere Gegebenheiten und/oder an die ermittelten Defekte des autonomen Fahrzeugs umfassen . Eine solche Anpassung kann zum Beispiel durch eine reduzierte Geschwindigkeit oder ein stärkeres Gewichten der Sensordaten von funktionierenden Sensoren oder die Anwendung eines alternativen Auswertungsverfahrens auf die verbleibenden zuverlässigen Daten, insbesondere Sensordaten, und gegebenenfalls auch auf die fehlerhaft erzeugten Daten, insbesondere Sensordaten, oder zumindest ungenau erfassten oder Daten, insbesondere Sensordaten, einer defekten Funktionseinheit , insbesondere Sensoreinheit , erfolgen .
In einer Variante des infrastrukturgestützten Verkehrsüberwa- chungssystems umfassen die kinematischen Daten des autonomen Fahrzeugs mindestens eine der folgenden Informationen :
- eine aktuelle Position des autonomen Fahrzeugs ,
- eine aktuelle Fahrtrichtung des autonomen Fahrzeugs ,
- eine aktuelle Geschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs ,
- eine aktuelle Beschleunigung oder Verzögerung des autonomen Fahrzeugs .
Eine aktuelle Position wird zur Selbstlokalisierung oder zur infrastrukturseitigen Lokalisierung eines autonomen Fahrzeugs benötigt . Die Position eines autonomen Fahrzeugs wird für eine Planung eine Fahrtra j ektorie des autonomen Fahrzeugs benötigt . Die aktuelle Fahrtrichtung wird benötigt , um eine Richtungssteuerung, beispielsweise eine Richtungsänderung, korrekt zu planen bzw . zu ermitteln . Die Kenntnis einer aktuellen Geschwindigkeit eines autonomen Fahrzeugs kann für eine Planung einer künftigen Position oder Geschwindigkeit bzw . eine Anpassung einer Geschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs an Verkehrsregeln bzw . allgemein an eine aktuelle Verkehrssituation benötigt werden . Die Information über eine aktuelle Beschleunigung oder Verzögerung eines Fahrzeugs kann zum Beispiel für eine Vorausberechnung einer künftigen Position oder Geschwindigkeit genutzt werden . Sie kann auch für eine Ermittlung eines Kurvenradius oder als Grundlage für die Planung von Beschleunigungs- oder Bremsmanövern und ähnlichem verwendet werden . Bevorzugt umfassen die kinematischen Daten eine fehlerhafte Traj ektorie des autonomen Fahrzeugs . Beispielsweise kann eine fehlerhafte Funktion des autonomen Fahrzeugs von dem autonomen Fahrzeug selbst oder von dem infrastrukturgestützten Überwachungssystem erkannt werden . Das infrastrukturgestützte Überwachungssystem kann in einem solchen Fall die möglicherweise auf fehlerhaften Sensordaten oder Datenverarbeitungsprozessen basierende geplante Traj ektorie des autonomen Fahrzeugs erfassen und geeignet verändern, so dass das autonome Fahrzeug seine Fahrt zumindest bis zu einer sicheren Haltposition im Sinne der ursprünglichen Fahrtaktik und Fahrtraj ek- torie fortsetzen kann, falls das möglich ist .
Bevorzugt ist die Umfelderkennungseinheit des erfindungsgemäßen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystems dazu eingerichtet , bei der Erfassung des Umfelds des autonomen Fahrzeugs mindestens ein zusätzliches bewegliches Obj ekt , vorzugsweise ein zusätzliches Fahrzeug, besonders bevorzugt ein zusätzliches Straßenfahrzeug, zu erfassen . Vorteilhaft werden bei der Ermittlung der Ersatztaktik für das autonome Fahrzeug durch das infrastrukturgestützte Verkehrsüberwa- chungssystem auch andere im Uberwachungsbereich des infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystems befindliche Obj ekte berücksichtigt , mit denen das autonome Fahrzeug möglicherweise ohne Eingri f f durch das infrastrukturgestützte Verkehrsüberwachungssystem kollidieren könnte , so dass die Sicherheit des autonomen Fahrzeugs sowie die Sicherheit anderer Verkehrsteilnehmer erhöht wird .
In einer anderen Variante des erfindungsgemäßen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystems ist die Umfelderkennungseinheit dazu eingerichtet , zu ermitteln, ob ein Standstrei fen oder ein anderer Haltebereich als sicherer Haltebereich für das autonome Fahrzeug frei ist . Vorteilhaft wird durch die Umfelderkennungseinheit auch nach einem vorzugsweise nächsten sicheren Standbereich gesucht , in dem das autonome Fahrzeug sicher warten kann, bis Hil fe durch War- tungspersonal oder einen Ersatz fahrer eintri f ft . Hierfür eignen sich insbesondere Standstrei fen, die j edoch auch von anderen Fahrzeugen belegt sein können . Vorteilhaft werden solche potentiellen Hindernisse bei der Steuerung des autonomen Fahrzeugs hin zu einer sicheren Halteposition mitberücksichtigt .
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Aus führungsbeispielen noch einmal näher erläutert . Es zeigen :
FIG 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einer Infrastruktureinrichtung und einem autonomen Fahrzeug gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung,
FIG 2 eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung,
FIG 3 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur infrastrukturgestützten Fahrtaktikermittlung eines autonomen Fahrzeugs gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht .
In FIG 1 ist eine Anordnung 1 mit einem autonomen Fahrzeug 10 und einer Infrastruktureinrichtung 20 bzw . einer infrastrukturseitigen Verkehrsüberwachungseinrichtung 20 gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt . Das autonome Fahrzeug 10 umfasst eine Fahrzeugrechnereinheit 11 . Die Fahrzeugrechnereinheit 11 kann als eine Art Zentraleinheit des autonomen Fahrzeugs 10 betrachtet werden, in der Sensordaten SD, POS , POSE und Kommunikationsdaten zusammenlaufen und aus den empfangenen Daten eine Art digitaler Zwilling des Umfelds des autonomen Fahrzeugs 10 ermittelt wird . Die Fahrzeugrechnereinheit 11 umfasst auch eine Bewegungsplanungseinheit 12 , welche eine Traj ektorie T des autonomen Fahrzeugs 10 plant , entlang der sich das autonome Fahrzeug 10 bewegen soll . Die Bewegungsplanungseinheit 12 erhält Daten POS hinsichtlich einer Position des autonomen Fahrzeugs 10 in einer Spur von einem Spurhaltesensor 18 , der ebenfalls Teil des autonomen Fahrzeugs 10 ist , und passt die Traj ektorie T des autonomen Fahrzeugs 10 an die aktuelle Position des autonomen Fahrzeugs 10 an . Droht das autonome Fahrzeug 10 aus der Spur zu geraten, so hält die Bewegungsplanungseinheit 12 die Position des autonomen Fahrzeugs 10 innerhalb der Fahrspur und die Traj ektorie T des autonomen Fahrzeugs 10 wird entgegengesetzt zu einer Bewegung des Fahrzeugs 10 , welche zu einem Verlassen der Spur führen würde , geändert , so dass das autonome Fahrzeug 10 weiterhin innerhalb der Grenzen der Fahrspur unterwegs ist .
Weiterhin erhält die Bewegungsplanungseinheit 12 auch Sensordaten SD von Fahrzeugsensoren 19 , die das Umfeld des autonomen Fahrzeugs 10 abtasten und die , wie bereits erwähnt , ebenfalls zur Ermittlung einer künftigen Fahrtra ektorie T des autonomen Fahrzeugs 10 verwendet werden .
Das autonome Fahrzeug 10 umfasst auch einen sogenannten Posensensor 17 , mit dem eine Pose POSE des autonomen Fahrzeugs 10 ermittelbar ist . Die Pose POSE umfasst Informationen über die aktuelle Position P des autonomen Fahrzeugs 10 auf Basis von Satellitennavigationsdaten sowie Informationen über eine Orientierung bzw . Bewegungsrichtung R des autonomen Fahrzeugs 10 . Die Informationen über die Pose POSE des autonomen Fahrzeugs 10 werden an eine Sende-/Empf angseinheit 16 übertragen, welche die Posendaten POSE an die bereits erwähnte Infrastruktureinrichtung 20 per Funk übermittelt . Die Sende-/Emp- fangseinheit 16 des autonomen Fahrzeugs 10 ist über eine Datenübertragungsleitung auch mit einer Sicherheits-Überwa- chungseinheit 15 des autonomen Fahrzeugs 10 verbunden . Die Sicherheitsüberwachungseinheit 15 überwacht einzelne Einheiten 11 , 12 , 13 , 14 , 16 , 17 des autonomen Fahrzeugs 10 auf ihre korrekte Funktion . Ein Beispiel für eine technische Funktionsweise der Sicher- heitsüberwachungseinheit 15 ist ein sogenannter „Watch Dog" . Dieses Modul hat die Aufgabe , kontinuierlich die Zuverlässigkeit der in dem autonomen Fahrzeug 10 erfassten und verarbeiteten Daten SD, POS , POSE zu überprüfen . So gibt es die Möglichkeit , gültige Wertebereiche für bestimmte Steuersignale zu definieren . Sobald solche Sicherheitsregeln gebrochen werden bzw . die entsprechenden vorbestimmten Wertebereiche verlassen werden, löst der „Watch Dog" eine Fehlermeldung aus .
Fällt zum Beispiel die Bewegungsplanungseinheit 12 aus , so wird der Aus fall von der Sicherheitsüberwachungseinheit 15 detektiert . Als technische Reaktion auf den detektierten technischen Defekt wird durch die Sende-/Empf angseinheit 16 ein Notfallsignal NFS per Funk an die Infrastruktureinrichtung 20 übermittelt , um die Infrastruktureinrichtung 20 dazu zu veranlassen, die ausgefallene technische Funktion des autonomen Fahrzeugs 10 zu kompensieren . Das autonome Fahrzeug 10 umfasst außerdem einen Mikrocontroller 13 mit einer Bewegungssteuerungseinheit 14 , welche auf Basis einer Traj ektorie T, welche die Bewegungssteuerungseinheit 14 regulär von der Bewegungsplanungseinheit 12 empfängt , die Bewegung bzw . Fahrbewegungen des autonomen Fahrzeugs 10 steuert .
Die Infrastruktureinrichtung 20 weist auch eine Simulationsrechnereinheit 24 auf . Die Simulationsrechnereinheit 24 umfasst eine Scaneinheit 25 mit einer Anzahl von Sensoren, welche einen von der Infrastruktureinrichtung 20 bzw . dieser zugeordneten Infrastruktur abgedeckten und zu überwachenden Teilbereich des Verkehrsgeschehens , auch als Verkehrs zelle bezeichnet , abtasten und infrastrukturseitige Sensordaten erzeugen . Mit den infrastrukturseitigen Sensordaten wird von der Simulationsrechnereinheit 24 ein digitaler Zwilling des von der Infrastruktur abgedeckten Teilbereichs des Verkehrsgeschehens bzw . Überwachungsbereichs erzeugt . Der digitale Zwilling umfasst zum Beispiel Obj ekte 0, insbesondere bewegliche Obj ekte 0 im von der Infrastruktur 20 abgedeckten Teil- bereich und deren Position sowie eine Identi fi zierungsinformation bzw . eine Klassi fi zierungsinformation der Obj ekte 0. Die Information über die Obj ekte 0 wird an eine Bewegungsplanungseinheit 22 übermittelt , die ebenfalls von der Infrastruktureinrichtung 20 umfasst ist . Die Bewegungsplanungseinheit 22 ist Teil eines Verkehrs zellenrechners 21 und sie berechnet eine Ersat ztra j ektorie TE auf Basis der Information über die in dem Überwachungsbereich vorhandenen Obj ekte 0.
Die Infrastruktureinrichtung 20 umfasst auch eine Sende-/Emp- fangseinheit 23 , auch „Road Side Unit" genannt , welche von dem autonomen Fahrzeug 10 ein Notfallsignal NFS per Funk empfängt und an die Bewegungsplanungseinheit 22 übermittelt , die darauf eine Ersat ztra j ektorie TE erzeugt und diese an die Sende-/Empf angseinheit 23 der Infrastruktureinrichtung 20 übermittelt , welche die Ersat ztra j ektorie TE ihrerseits an das autonome Fahrzeug 10 per Funk übermittelt . Die Sende- /Empf angseinheit 23 der Infrastruktureinrichtung 20 empfängt von dem autonomen Fahrzeug 10 auch eine Poseninformation POSE und übermittelt diese Poseninformation POSE sowohl an die Bewegungsplanungseinheit 22 als auch an die Scaneinheit 25 der Infrastruktureinrichtung 20 , damit die Scaneinheit 25 den digitalen Zwilling vervollständigen kann und die Bewegungsplanungseinheit 22 die Ersat ztra j ektorie TE in Abhängigkeit von der Pose POSE des autonomen Fahrzeugs 10 ermitteln kann .
Die Ersat ztra j ektorie TE wird per Funk durch die Sende-Emp- fangseinheit 16 des autonomen Fahrzeugs 10 , auch „On Board Unit" genannt , empfangen . Die Ersat ztra j ektorie TE wird darauf innerhalb des autonomen Fahrzeugs 10 von der Sende-Emp- fangseinheit 16 des autonomen Fahrzeugs 10 weiter an die Bewegungssteuerungseinheit 14 , welche eine Bewegungssteuerung des autonomen Fahrzeugs 10 auf Basis der Ersat ztra j ektorie TE aus führt , übermittelt . Die Ersat ztra j ektorie TE umfasst zum Beispiel einen Fahrweg hin zu einer Position P auf einer Standspur, um das autonome Fahrzeug 10 im Fall einer defekten Bewegungsplanungseinheit 12 und/oder einer defekten Sensoreinheit 19 , 18 , 17 dort zu parken und damit in Sicherheit zu bringen .
In FIG 2 ist ein Transportsystem 30 gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt . Das Transportsystem 30 umfasst einen Fahrweg 31 mit zwei Fahrspuren sowie einer Standspur 31a . Weiterhin umfasst das Transportsystem 30 ein autonomes Fahrzeug 10 , wie es in FIG 1 im Detail dargestellt ist , und ein zweites Fahrzeug 0, welche beide von einer Infrastruktureinrichtung 20 , wie sie in FIG 1 dargestellt ist , bzw . durch eine Sensoreinheit dieser Infrastruktureinrichtung 20 , beispielsweise eine Kamera, erfasst werden . Das autonome Fahrzeug 10 erleidet nun aktuell einen Defekt seiner Bewegungsplanungseinheit 12 und kann daher nicht mehr aktiv eine künftige Fahrtra j ektorie T festlegen . In dieser Situation sendet das autonome Fahrzeug 10 ein Notfallsignal NFS an die Infrastruktureinrichtung 20 . Die Infrastruktureinrichtung 20 erzeugt nun auf die im Zusammenhang mit FIG 1 bereits erwähnte Art und Weise eine Ersatztraj ektorie TE , insbesondere unter Einbeziehung des zweiten Fahrzeugs 0, welches möglicherweise ein Hindernis für das autonome Fahrzeug 10 darstellen könnte . Die Ersatztraj ektorie TE führt daher um das seitens der Infrastruktureinrichtung 20 detek- tierte zweite Fahrzeug 0 herum und zu eine sicheren Halteposition P auf dem Standstrei fen 31a .
In FIG 3 ist ein Flussdiagramm 300 dargestellt , welches ein Verfahren zur infrastrukturgestützten Fahrtaktikermittlung eines autonomen Fahrzeugs gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht . Bei dem Schritt 3 . 1 wird fahrzeugseitig eine Notsituation N eines autonomen Fahrzeugs 10 erfasst . Die Notsituation N wird durch einen technischen Defekt bei der Datenerfassung und/oder Datenverarbeitung zur Steuerung des autonomen Fahrzeugs 10 verursacht .
Wie bereits erwähnt , umfasst das autonome Fahrzeug 10 eine Reihe von Funktionseinheiten 11 , 12 , 17 , 18 , 19 , die einen technischen Defekt erleiden können, was dazu führt , dass das autonome Fahrzeug 10 allein auf sich gestellt eine Fahrt nicht mehr sicher aus führen kann .
Beispielsweise kann die bereits erwähnte Fahrzeugrechnereinheit 11 des autonomen Fahrzeugs 10 aus fallen . Da die Fahrzeugrechnereinheit 11 im regulären ungestörten Zustand als Zentraleinheit des autonomen Fahrzeugs 10 zur Verarbeitung von Sensordaten SD, POS , POSE und Kommunikationsdaten dient und daraus eine Traj ektorie T für den künftigen Fahrweg des autonomen Fahrzeugs 10 ermittelt , fehlt insbesondere der Bewegungssteuerungseinheit 12 des autonomen Fahrzeugs 10 die Grundlage für eine Steuerung der Fahrbewegung des autonomen Fahrzeugs 10 .
Ähnliche Probleme treten auch bei einem Aus fall der Spurhaltesensorik 18 auf , welcher dazu führt , dass die Bewegungsplanungseinheit 12 des autonomen Fahrzeugs 10 keinerlei Daten hinsichtlich einer Position POS des Fahrzeugs 10 innerhalb einer Spur mehr erhält , was zum Beispiel eine sicherheitskritische Situation zur Folge haben kann . Droht das autonome Fahrzeug 10 aus der Spur zu geraten, so erhält die Bewegungsplanungseinheit 12 nun nicht mehr eine Information über die Position POS des autonomen Fahrzeugs 10 innerhalb der Fahrspur und die Traj ektorie T des autonomen Fahrzeugs 10 wird nicht mehr entsprechend entgegengesetzt geändert , um das autonome Fahrzeug 10 weiterhin innerhalb der Grenzen der Fahrspur zu halten . Fallen sogar die Fahrzeugsensoren 19 des autonomen Fahrzeugs 10 aus , die das Umfeld des autonomen Fahrzeugs 10 abtasten und die , wie bereits erwähnt , ebenfalls zur Ermittlung einer künftigen Fahrtra ektorie T des autonomen Fahrzeugs 10 verwendet werden, so ist das autonome Fahrzeug 10 , was eine Erkennung des Umfelds betri f ft , im Wesentlichen blind, so dass ebenfalls keine sichere Fahrtra ektorie T ohne fremde Hil fe erzeugt werden kann . Wird nun seitens der Sicherheitsüberwachungseinheit 15 , die die Daten der einzelnen Einheiten 11 , 12 , 17 , 18 , 19 überwacht und auf Plausibilität bzw . korrekte Funktion prüft , eine solche Notsituation N erkannt , so wird bei dem Schritt 3 . I I durch eine Sende-/Empf angseinrichtung 16 des autonomen Fahrzeugs 10 , beispielsweise per Funk, ein Notfallsignal NFS an eine infrastrukturseitige Hil fseinrichtung bzw . Verkehrs- überwachungseinrichtung 20 übermittelt .
Bei dem Schritt 3 . I I I werden von der Infrastruktureinrichtung 20 Informationen über die aktuelle Situation des in Not geratenen autonomen Fahrzeugs 10 gesammelt . Diese Informationen umfassen zum Beispiel die Pose POSE des autonomen Fahrzeugs 10 , dessen Position P, dessen Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie Daten über das Umfeld des autonomen Fahrzeugs 10 , insbesondere über bewegliche oder unbewegliche Obj ekte 0 im Uberwachungsbereich der Infrastruktureinrichtung 20 . Für die Sammlung von Informationen umfasst die Infrastruktureinrichtung 20 ebenfalls Sensoren, wie zum Beispiel Kameras , Lidar- systeme , Radarsysteme usw .
Soweit die Posenerkennungseinheit 17 des autonomen Fahrzeugs 10 noch funktioniert , kann die Infrastruktureinrichtung 20 auch auf die Poseninformation POSE des Posensensors 17 des autonomen Fahrzeugs 10 zugrei fen, mit dem eine Pose POSE des autonomen Fahrzeugs 10 ermittelt wird . Wie bereits erwähnt , umfasst die Pose POSE Informationen über die aktuelle Position P des autonomen Fahrzeugs 10 auf Basis von Satellitennavigationsdaten sowie Informationen über eine Orientierung bzw . Bewegungsrichtung R des autonomen Fahrzeugs 10 . Die Pose POSE wird von einer Sende-/Empf angseinheit 16 des autonomen Fahrzeugs 10 an eine Sende-/Empf angseinrichtung 23 der Infrastruktureinrichtung 20 per Funk übertragen . Die hierzu notwendige Schnittstelle kann zum Beispiel als V2 I-Schnittstelle mit sogenannten Road Side Units 23 und On Board Units 16 als Sende-/Empf angseinrichtungen 16 , 23 der Infrastruktureinrichtung 20 und des autonomen Fahrzeugs 10 ausgebildet sein . Die genannte V2 I-Schnittstelle dient auch für die Übertragung des Notfallsignals NFS von dem autonomen Fahrzeug 10 an die Infrastruktureinrichtung 20 .
Bei dem Schritt 3 . IV wird von der Infrastruktureinrichtung 20 eine Ersat ztra j ektorie TE für eine Antwortaktion des autonomen Fahrzeugs 10 zur Lösung der Notsituation N des autonomen Fahrzeugs 10 ermittelt . Diese Antwortaktion kann zum Beispiel darin bestehen, dass das autonome Fahrzeug 10 auf einen Standstrei fen zufährt und dort angekommen auf Wartungspersonal wartet , welches den Defekt des autonomen Fahrzeugs 10 behebt oder das autonome Fahrzeug in einer Werkstatt zur Reparatur des detektierten Defekts überführt . Wie bereits im Zusammenhang mit FIG 1 erwähnt , verfügt die Infrastruktureinrichtung 20 über eine Reihe von Einheiten 21 , 22 . 24 , 25 zur Ermittlung einer Ersat ztra j ektorie TE .
In diesem Zusammenhang sei nochmals auf die Scaneinheit 25 der Infrastruktureinrichtung 20 verwiesen, die durch eine Anzahl von Sensoren, welche den von der Infrastruktur 20 abgedeckten Teilbereich eines Verkehrss zenarios abtasten und infrastrukturseitige Sensordaten erzeugen und auf der Basis dieser infrastrukturseitigen Sensordaten das Umfeld der Infrastruktur 20 ermitteln . Mit den infrastrukturseitigen Sensordaten wird von der bereits im Zusammenhang mit FIG 1 erwähnten Simulationsrechnereinheit 24 der Infrastruktureinrichtung 20 ein digitaler Zwilling des von der Infrastruktur abgedeckten Bereichs bzw . Uberwachungsbereichs erzeugt .
Dieser digitale Zwilling umfasst insbesondere bewegliche Obj ekte 0 im von der Infrastruktur 20 abgedeckten Bereich . Wie bereits im Zusammenhang mit FIG 1 erwähnt , wird die Information über die Obj ekte 0 an eine Bewegungsplanungseinheit 22 der Infrastruktureinrichtung übermittelt 20 . Die Bewegungsplanungseinheit 22 der Infrastruktureinrichtung 20 berechnet dann eine Ersat ztra j ektorie TE auf Basis der Information über die in dem Uberwachungsbereich der Infrastruktureinrichtung 20 vorhandenen Obj ekte 0. Wie ebenfalls bereits erwähnt , kann seitens der Infrastruktureinrichtung 20 von dem autonomen Fahrzeug 10 auch eine Poseninformation POSE empfangen und sowohl durch die Bewegungsplanungseinheit 22 der Infrastruktureinrichtung 20 als auch durch die Scaneinheit 25 der Infrastruktureinrichtung 20 verarbeitet werden, damit die Scaneinheit 25 den digitalen Zwilling über das Umfeld der Infrastruktureinrichtung und damit auch des autonomen Fahrzeugs 10 vervollständigen kann und die Bewegungsplanungseinheit 22 die Ersat ztra j ektorie in Abhängigkeit von der Pose POSE des autonomen Fahrzeugs 10 ermitteln kann .
Bei dem Schritt 3 . V wird schließlich eine Ersatztaktik in Form einer Ersat ztra j ektorie TE an das autonome Fahrzeug 10 übermittelt . Anschließend fährt das autonome Fahrzeug 10 entsprechend der erhaltenen Ersat ztra j ektorie TE bis zu einem sicheren Standplatz P, beispielsweise einem Seitenstrei fen oder Standstrei fen einer Straße .
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen lediglich um bevorzugte Aus führungsbeispiele der Erfindung handelt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist . Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw . „eine" nicht ausschließt , dass die betref fenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können . Ebenso schließt der Begri f f „Einheit" nicht aus , dass diese aus mehreren Komponenten besteht , die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können .

Claims

22 Patentansprüche
1. Dezentrales Infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungs- system (20) zur ersatzweisen Fahrtaktikermittlung, aufweisend :
- eine Sende/Empf angsschnittstelle (23)
- zum Empfangen eines Notfallsignals (NFS) betreffend eine fahrzeugseitig erfasste Notsituation (N) eines zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) , und
- zum Übermitteln einer Ersatztaktik (TE) an das zumindest teilautonom gesteuerte Fahrzeug (10) , eine Umfelderkennungseinheit (25) zum Erfassen:
- des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) ,
- von kinematischen Daten (POS, POSE) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) ,
- des Umfelds (0) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) ,
- eine Ersatztaktikermittlungseinheit (22) zum infrastrukturseitigen Ermitteln der Ersatztaktik (TE) für eine Antwortaktion des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) zur Lösung der Notfallsituation (NFS) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) auf Basis der von der Umfelderkennungseinheit (25) erfassten Daten (POS, POSE) .
2. Infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei die Ersatztaktikermittlungseinheit (22) dazu eingerichtet ist, als Ersatztaktik eine Ersat ztra j ekto- rie (TE) für das zumindest teilautonom gesteuerte Fahrzeug (10) zu ermitteln.
3. Infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem nach Anspruch 2, wobei die Ersat ztra j ektorie (TE) einen Fahrweg des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) in einen sicheren Haltebereich (31a) umfasst.
4. Infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die kinematischen Da- ten (POS, POSE) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) mindestens eine der folgenden Informationen umfassen :
- eine aktuelle Position (POS, P) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) ,
- eine aktuelle Fahrtrichtung (R) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) ,
- eine aktuelle Geschwindigkeit des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) ,
- eine aktuelle Beschleunigung oder Verzögerung des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) .
5. Infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die kinematischen Daten eine fehlerhafte Trajektorie (T) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) umfassen.
6. Infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Umfelderkennungseinheit (25) dazu eingerichtet ist, bei der Erfassung des Umfelds des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) mindestens ein zusätzliches bewegliches Objekt (0) , vorzugsweise ein zusätzliches Fahrzeug, zu erfassen.
7. Infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Umfelderkennungseinheit (25) dazu eingerichtet ist, zu ermitteln, ob ein Standstreifen (31a) als sicherer Haltebereich für das zumindest teilautonom gesteuerte Fahrzeug (10) frei ist.
8. Zumindest teilautonom gesteuertes Fahrzeug (10) , aufweisend :
- eine Notfallerkennungseinheit (15) , mit der ein Ausfall einer zur Taktikplanung und/oder Umfelderkennung des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) genutzten Einheit (11, 12, 17, 18, 19) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) detektierbar ist, und
- eine Sende-/Empf angseinheit (16) - zum Übermitteln eines Notfallsignals (NFS) an ein dezentrales infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem (20) , vorzugsweise nach einem der vorstehenden Ansprüche, und
- zum Empfangen von zur ersatzweisen Fahrtaktikermittlung erzeugten Ersatztaktikdaten (TE) von dem dezentralen infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungssystem (20) , um auf Basis dieser Ersatztaktikdaten (TE) eine zumindest teilautonome fahrzeugseitige Steuerung durchzuführen.
9. Transportsystem (30) , aufweisend:
- mindestens ein zumindest teilautonom gesteuertes Fahrzeug (10) nach Anspruch 8,
- mindestens ein dezentrales infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem (20) zur ersatzweisen Fahrtaktikermittlung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
10. Verfahren zur dezentralen infrastrukturgestützten Fahrtaktikermittlung eines zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) , aufweisend die Schritte:
Fahrzeugseitiges Erfassen einer Notsituation (N) , welche durch einen technischen Defekt bei der Datenerfassung und/oder Datenverarbeitung zur Steuerung des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) verursacht wird, Übermitteln eines Notfallsignals (NFS) an ein infrastrukturgestütztes Verkehrsüberwachungssystem (20) , Infrastrukturseitiges Erfassen:
- des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) ,
- von kinematischen Daten (POS, POSE) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) ,
- des Umfelds des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) ,
- Infrastrukturseitiges Ermitteln einer Ersatztaktik (TE) für eine Antwortaktion des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) zur Lösung der Notsituation (10) des zumindest teilautonom gesteuerten Fahrzeugs (10) , 25
- Übermitteln der Ersatztaktik (TE) von dem infrastrukturgestützten System (20) an das zumindest teilautonom gesteuerte Fahrzeug (10) .
11. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinheit eines autonomen Transportsystems (30) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte eines Verfahrens nach Anspruch 10 auszuführen, wenn das Computerprogramm in dem Transportsystem (30) ausgeführt wird.
12. Computerlesbares Medium, auf welchem von einer Rechnereinheit ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens nach Anspruch 10 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Rechnereinheit ausgeführt werden .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015223429A1 (de) * 2015-11-26 2017-06-01 Robert Bosch Gmbh Überwachungssystem für ein autonomes Fahrzeug
DE102016226309A1 (de) 2016-12-29 2018-07-05 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Fahrzeugführung eines Kraftfahrzeugs
DE102017200842B4 (de) 2017-01-19 2020-06-18 Audi Ag Verfahren zum Betrieb einer Verkehrsleitinfrastruktur und Verkehrsleitinfrastruktur
JPWO2018155142A1 (ja) * 2017-02-21 2019-07-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両制御装置
DE102018212025A1 (de) * 2018-07-19 2020-01-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines autonomen Fahrzeugs und autonomes Fahrzeug
US20200348668A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-05 Nissan North America, Inc. Mobility Manager Trainer for Improved Autonomy in Exception Handling

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