WO2017220091A1 - Verfahren zum autonomen fahren eines fahrzeugs in einer engstelle - Google Patents

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vehicle
bottleneck
constriction
counter
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Helge ZINNER
Christoph Arndt
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Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for autonomous or
  • the present invention is particularly concerned with permanently narrow roads with oncoming traffic.
  • "permanent” can be understood in particular to mean that the width of the road with the bottleneck does not change during passage of the location through the vehicle or through a vehicle approaching the vehicle.
  • An object of the present invention is to provide a method of the type mentioned, with which a highly automated or autonomously driving vehicle Bottlenecks in compliance with traffic regulations and under the resolution of a traffic jam situation can happen.
  • the method according to the invention for autonomously driving a vehicle through a bottleneck comprises the method steps:
  • the prediction of the response of the other vehicle indicates that the opposite vehicle will not pass the constriction or release the constriction to pass or
  • the autonomous driving of the vehicle can be controlled in particular by a driver assistance system of the vehicle.
  • Vehicles sufficiently wide road are understood, wherein at an obstacle, e.g. several consecutively parked vehicles, only left (or right in countries with left-hand traffic)
  • the method is particularly suitable for bottlenecks that are relatively long, eg streets in
  • autonomous can also be understood in particular as meaning that driving maneuvers of the vehicle can be carried out independently by the vehicle without the intervention of a driver of the vehicle
  • Counter vehicle is for example a
  • Motor vehicle such as automobile, passenger car, bus or truck. At least the vehicle is configured to pass the bottleneck autonomously, whereby the oncoming vehicle can also be set up to do so.
  • the oncoming vehicle can thus also be a vehicle which does not drive autonomously or is mobile.
  • the vehicle and the opposite vehicle can also be identical.
  • the priority rule stored in the database can be
  • the database can for example be part of a navigation system of the
  • the driver assistance system can be set up for the method according to the invention
  • the priority rule may include, for example, that the vehicle is waiting for the opposite vehicle, if an obstacle causing the bottleneck, for example, a vehicle parked on the lane, on a lane or on one side of the vehicle, and that the vehicle relative to the opposite vehicle enjoys a right of way, provided that the obstacle causing the bottleneck is on the lane or side of the other vehicle.
  • an obstacle causing the bottleneck for example, a vehicle parked on the lane, on a lane or on one side of the vehicle
  • the vehicle relative to the opposite vehicle enjoys a right of way, provided that the obstacle causing the bottleneck is on the lane or side of the other vehicle.
  • the actual right of way can also help the latter
  • Bottleneck e.g. that in the area of a bottleneck in the case of recognized oncoming traffic, there is no need to accelerate and caution, attention and mutual consideration must be ensured.
  • the vehicle can stop in front of the bottleneck (with visual contact with the bottleneck), wait there and in particular watch the bottleneck and the oncoming vehicle. In other words, depending on the determined speed of
  • the inventive method allows a
  • an embodiment of the method further comprises the following
  • the prediction of the response of the other vehicle indicates that the other vehicle will pass through the bottleneck or not clear the bottleneck for passage or that the priority system stored in the database provides that the vehicle does not have priority in the constriction
  • the vehicle determines that the opposite vehicle has right of way or does not clear the bottleneck, the vehicle drives backwards out of the constriction to release the bottleneck to the passage for the opposite vehicle.
  • the beginning of the bottleneck or the area before it thus serves as
  • the vehicle only executes the avoid / stop position if it has determined that the rear area behind the vehicle is free, ie that no following vehicle will be in this area or will be located during the reverse drive.
  • the following vehicle does not necessarily have to be inside the bottleneck.
  • the vehicle can also use its sensors to determine whether a recognized following vehicle, which is not yet within the bottleneck, is expected to enter it and block an exit of the vehicle in the reverse direction out of the bottleneck.
  • the following additional method steps are involved in a detected counter vehicle
  • a stop or escape point e.g. a parking space
  • the stop has a size sufficient for parking the vehicle
  • subsequent vehicle is located behind the vehicle, wherein the subsequent vehicle prevents a reverse travel of the vehicle from the bottleneck out, and
  • Predicting the response of the vehicle in question indicates that the opposite vehicle will pass through the bottleneck or not clear the bottleneck to pass or the priority system stored in the database provides that the vehicle has no priority in the bottleneck.
  • the vehicle can determine alternate avoid / hold positions, e.g. in the form of
  • a determination of a parameter of a complexity of a traffic situation in the area of the bottleneck takes place if the determination of the speed of the counter vehicle reveals that the opposite vehicle is stationary.
  • a range of values is defined which defines a maximum elapsed time of a timer in seconds, and a random number of seconds is selected from the range of values, the timer corresponding to the selected number of seconds.
  • the vehicle is moved autonomously within the bottleneck in the forward direction of the vehicle after the expiry of the timer and it is checked by means of the sensors, whether the bottleneck can be passed through the vehicle.
  • This embodiment makes a contribution, under consideration of relevant parameters to resolve a traffic jam situation.
  • the vehicle is supposed to emulate human behavior that decides depending on the situation (eg, there is still a truck behind me, a difficult passage is behind me, making a reverse drive is difficult, etc.), so as to with non-autonomous moving vehicles
  • the complexity of the traffic situation in the area of the bottleneck can be determined particularly advantageously, for example on the basis of the criteria described below.
  • it can influence whether a following vehicle is behind the vehicle. If so, this may result in a relatively low upper bound on the range of values. If not, the upper limit of the value range can be selected to be higher.
  • it can be determined how many subsequent vehicles are behind the vehicle. The higher the number of following vehicles, the lower the upper limit of the value range can be selected.
  • having a parking facility for the vehicle within the bottleneck may result in a higher upper limit of the range of values whereas a non-presence of a stop / escape location, eg a parking space, can result in a correspondingly lower upper limit of the value range for the vehicle within the bottleneck.
  • the type of vehicles following the vehicle can influence the determination of the complexity of the traffic situation, for example by choosing the upper limit of the value range relatively low for a bus, truck, a vehicle with a novice driver and a police vehicle, depending on the category.
  • it can be determined how complex the bottleneck has been up to now, eg whether the traffic routing has curves or a hilltop. With a correspondingly difficult or complex route, the upper limit of the value range can be selected to be correspondingly low.
  • the method according to the present invention can be applied to both the vehicle and the counter vehicle.
  • the range of values may be increased by at least one second, if the determination of the speed of the opposite vehicle and of the vehicle by means of the speed data detected by the sensors indicates that the vehicle and the counter vehicle are stationary or the vehicle and the counter vehicle in their respective forward direction drive. Increasing the timer expiration time reduces the likelihood that the vehicle and the vehicle will start up again at the same time.
  • an evaluation of the specific parameter of the complexity of the traffic situation takes place in the area of the bottleneck and it is determined whether the
  • Embodiment will be explained in more detail in connection with FIG. 9 of the drawing and allowed by the change of Range of values (increasing or decreasing the upper limit of the value range) preventing permanent jamming situations.
  • the vehicle and the opposite vehicle may include the driver assistance system.
  • driver assistance system Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawing. This shows
  • Fig. 1 is a plan view of a vehicle on a street without
  • FIG. 2 shows a plan view of the vehicle according to FIG. 1 on a further section of the road with a bottleneck without oncoming traffic, whereby a parameter of the constriction is stored by the vehicle,
  • Fig. 3 is a plan view of an enlarged section of the
  • Fig. 4 is a plan view of the vehicle of Figure 1 within a bottleneck in search of a parking space
  • Fig. 5 is a plan view of the road section with the
  • FIG. 6 is a plan view of the vehicle of FIG. 1 on another section of the road with a bottleneck with oncoming traffic
  • 7 shows a flowchart of a method for autonomous driving of the vehicle, for example on the road section according to FIG. 6,
  • FIG. 8 shows a complexity-value range diagram in FIG
  • FIG. 9 is a flowchart for varying a range of values in FIG.
  • Fig. 1 shows a vehicle 1, e.g. a car, the vehicle 1 autonomously on a right lane 2 and a right
  • the vehicle 1 has sensors, e.g. a camera, a radar or a high-precision map and a GPS system, with which it continuously observes the width of the road 3. If the road 3 is wide enough that the vehicle 1 and a possibly oncoming counter vehicle (see FIG. 6) can pass the road 3 next to each other in opposite directions, no action to avoid a traffic jam situation is necessary.
  • FIG. 2 shows the vehicle 1 from FIG. 1 on a further section of the road 3 according to FIG. 1, on which it detects a constriction 5 in the continuous observation of the width of the road 3, which parked by a plurality of consecutively on the right lane 2 Only one vehicle is provided with a reference numeral ("6") for the sake of clarity, and according to a trajectory 7 given to the vehicle 1, the vehicle 1 must pass through the constriction 5 on the left lane 4.
  • the vehicle 1 checks by means of its sensors, whether there is an oncoming counter vehicle on the left lane 4 in an advance area 8. If so, the vehicle 1 will wait and observe in front of the constriction 5.
  • the beginning 9 of the bottleneck 5 can the vehicle 1 as a fallback position Serve or stop position to allow potential oncoming traffic passing through the bottleneck 5.
  • the vehicle 1 can stop or park behind the rearmost of the vehicles 6.
  • the vehicle 1 observes the backward traffic and checks whether the traffic direction on its side allows it to reverse.
  • Fig. 3 shows the vehicle 1, while it is going to pass through the bottleneck 5, wherein it by means of its sensors the
  • the vehicle 1 detects by means of its sensors whether at least one following vehicle is behind the vehicle 1, wherein the following vehicle prevents or blocks a reverse movement of the vehicle 1 out of the constriction 5.
  • the vehicle 1 further determines by comparing its current position (eg determined by a navigation system) with the stored position of the beginning 9 of the bottleneck 5 its current distance a to the beginning 9 of the bottleneck 5. If - as shown by Fig. 3 - no oncoming traffic and no subsequent vehicles are detected by the sensors, the vehicle 1 drives in his
  • Vehicles are present or recognized, the vehicle 1 moves autonomously out of the constriction 5 in its forward direction.
  • the vehicle 1 stores other environmental parameters such as any sharp turns, inclines or any other
  • the autonomous vehicle 1 within the bottleneck 5 performs range measurements, observes both the traveled path 10 and the path 8 ahead, and stores salient ones
  • Traffic difficulties curves, bottlenecks in the bottleneck, difficult to see sections, etc.
  • the vehicle 1 shows the vehicle within a constriction 5, which is similar to the constriction 5 of FIG. 2, but a parking space 12 within the constriction 5 between the bottleneck 5 causing vehicles 6, wherein the parking space 12 is sufficiently large that the vehicle 1 can park autonomously in her.
  • the vehicle 1 observes it, for example, by ultrasound, radar and / or a camera
  • “Original” lanes that is, the right lane (on which it actually wants to drive, but due to the vehicles 6 can not) and it looks in the right environment 11 in advance area 8 and also in the aft area 10 of the vehicle 1 for parking spaces 12. Clearly the vehicle 1 selects only those parking spaces into which it could also enter, which are therefore large enough for parking in. If the vehicle 1 has recognized such a parking space 12, it "sets a new anchor", ie it determines the exact position of the parking space 12 and stores it as a new avoidance position or holding position (for the beginning 9 of the constriction 5 further back in the aft area 10). In other words, the vehicle 1 remembers the parking space 12 as a holding or parking alternative to the beginning of the bottleneck 5 5.
  • Fig. 5 shows the vehicle 1 in measuring or determining a distance b between its current position and the position of the parking space. The calculation of the comparatively larger distance a between the current position of the vehicle 1 and the position of the start of the bottleneck can be dispensed with or this distance can be deleted.
  • FIG. 6 shows the vehicle 1 on passing through a further constriction 5 on the road 3, wherein a vehicle 13 on the opposite side of the vehicle 1 is detected by means of the sensors of the vehicle 1.
  • the vehicle 1 determines the
  • the vehicle 1 can fall back on a database in which a right of way regulation is deposited, which the
  • Lane 2 of the vehicle 1 is located. Based on at least the determined speed (and optionally the
  • Driver assistance system of the vehicle 1 further precedes a reaction of the counter vehicle 13, in the situation shown by way of example, for example, that the counter vehicle 13 continues its forward drive to pass the constriction 5. Under these conditions, the driver assistance system will instruct the vehicle 1 to set and stop its procedure through the bottleneck 5.
  • the vehicle searches 1 on the right lane 2 for parking spaces 12, which are located in front of the counter vehicle 13. If a sufficiently large parking space 12 was found for parking the vehicle 1, the vehicle 1 can autonomously park in this parking space 12, there the bottleneck 5 and the movement of the
  • FIG. 7 shows an embodiment of a method according to the invention for the autonomous driving of the vehicle according to FIG. 1 through a constriction, for example the constriction according to FIG
  • a right-of-way regulation for the bottleneck is stored in a database which the vehicle can access, and the bottleneck is detected by means of sensors of the vehicle.
  • step 100 it is checked by means of the sensors of the moving vehicle whether a vehicle approaching the vehicle in the vicinity of the bottleneck and - if a counter vehicle has been detected - determined in step 200 by means of the sensors, whether the
  • step 200 If the test in step 200 shows that the
  • the vehicle is not located within the bottleneck, the vehicle is stopped in step 300 before the bottleneck, where it waits and observed both the bottleneck and the opposite vehicle. In doing so, the vehicle checks whether the opposite vehicle will block the bottleneck or not, e.g. because it has already passed through the bottleneck through a forward drive, through a
  • the respective counter vehicle may likewise be a vehicle which by means of the invention
  • the method is also applicable if only the vehicle according to the invention can drive autonomously and not the opposite vehicle.
  • step 200 If the test in step 200 shows that the
  • Negative vehicle is already located within the bottleneck, it is concluded that the bottleneck is blocked by the opposite vehicle for a passage of the vehicle.
  • step 500 the vehicle is stopped and the speed of the opposite vehicle is measured. If it is found that the opposite vehicle is stationary, i. If a speed "zero" is determined, a determination or retrieval of a parameter of a traffic situation or its complexity takes place in step 600. Depending on the specific parameter, a value range is determined in step 700, which is a maximum
  • Timer expiration time defined.
  • a higher complexity can lead to a smaller value range or a lower maximum timer runtime, whereas a lower complexity can lead to a larger value range or a higher maximum timer runtime.
  • Timer expiration time in seconds (y-axis).
  • the parameter can be set relatively high if there are following vehicles behind the vehicle, which are difficult to reverse or turn around, which corresponds to a relatively high complexity of the traffic situation (value "3" on the x-axis)
  • the x-axis is assigned a value range from 0s to 4s, ie a maximum
  • the parameter can also be set relatively low (value "1" on the x-axis), if eg a free one Parking within the bottleneck near the vehicle exists, resulting in a relatively low complexity of
  • Parameter 1 on the x-axis is assigned a value range from Os to 10s, ie a maximum timer expiration time of 10s.
  • An average parameter value "2" on the x-axis can be determined, for example, if the routes are difficult to see backward of the vehicle, which corresponds to an average complexity of the traffic situation assigned to 7s, that is a maximum timer expiration time of 7s.
  • a next step 800 randomly selected a number of seconds, e.g. 3s, and a timer is started which, depending on the selected number of seconds, e.g. 3s, expires.
  • a timer is started which, depending on the selected number of seconds, e.g. 3s, expires.
  • step 900a the vehicle resumes its passage to pass the bottleneck in step 900a and checks in step 910a by means of the sensors whether the situation is resolved, in particular whether the opposite vehicle is also moving forward and thereby the bottleneck is still blocked by the opposite vehicle or not. If the test indicates that the situation is resolved, the procedure is repeated from step 100, continuing or resuming driving the vehicle.
  • step 910a shows that the situation is not resolved, eg because the vehicle detects that the vehicle is moving forward by means of its sensors, it is checked in step 920a by means of the sensors if the vehicle is within the bottleneck parking available parking space. If so, the vehicle parks in the parking space in step 930a. From the parking space the vehicle observes in step 940a by means of its sensors Bottleneck and the opposite vehicle. Once the vehicle determines that the subject vehicle is no longer blocking the bottleneck to pass the first vehicle, the vehicle parks out of the parking space at step 950a and the process is re-run from step 100 continuing to drive the vehicle.
  • step 970a Value ranges or timer expiration times are increased in step 970a by a definable number of seconds, e.g. by one second, and the process is run again from step 800, with the vehicle and the vehicle in opposition to each other
  • Likelihood reduces the vehicle and the opposite vehicle at the same time start again. If the opposite vehicle is then e.g. in step 900a earlier than the vehicle is starting again, the vehicle may initiate a reverse drive and try to park in a last detected parking space (if detected) or leave the bottleneck by reversing, watching the other vehicle. If, on the other hand, it should observe that the vehicle in question moves into a parking space or in turn leaves the bottleneck by driving backwards, the vehicle can continue its forward movement. If in step 500 a negative speed of the
  • FIG. 9 shows how, in a further embodiment of the method according to the invention, a value range can be changed in order to avoid a permanent congestion situation.
  • a value range is defined in a step 101, for example as described in conjunction with FIGS. 7 and 8.
  • step 102 it is checked whether there is a new congestion situation with the same counter vehicle. If this test is negative, a default value is selected in step 103 and it is checked in step 104 whether parameters of a complexity of a traffic situation (see FIGS. 7 and 8) are present. If not, the method continues with step 112, where a
  • Random value is selected from the range of values. If so, in step 105, a parameter of complexity becomes
  • step 106 it is checked whether or not the present situation makes it difficult to continue the vehicle in the forward direction or in the backward direction. If not, the value range is increased in step 107 and the method is run again from step 104. If yes, it is checked in step 108 whether the current value range is greater than ls. If so, the value range is reduced in step 109 and the process is repeated from step 105.
  • step 110 If the check in step 102 is positive, a check is made in step 110 as to whether changed parameters have occurred since a last evaluation. If this is the case, the method is continued with step 103. If this is not the case, the value range is increased in step 111 and a random value is selected from the value range in step 112. Reference sign list

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum autonomen Fahren eines Fahrzeugs (1) durch eine Engstelle (5). Das Verfahren umfasst ein Hinterlegen einer Vorfahrtsregelung für die Engstelle (5) in einer Datenbank, auf welche das Fahrzeug (1) zugreifen kann. Die Engstelle (5) und ein im Bereich der Engstelle (5) entgegenkommendes Gegenfahrzeug (13) werden mit Sensoren des Fahrzeugs erfasst und es erfolgt ein Ermitteln der Geschwindigkeit des Gegenfahrzeugs (13) mittels von den Sensoren erfasster Geschwindigkeits-Daten. Weiterhin wird eine Reaktion des Gegenfahrzeugs (13) in Abhängigkeit von der ermittelten Geschwindigkeit des Gegenfahrzeugs (13) vorausgesagt, und das Fahrzeug (1) wird durch die Engstelle (5) verfahren, sofern das Voraussagen der Reaktion des Gegenfahrzeugs (13) ergibt, dass das Gegenfahrzeug (13) die Engstelle nicht passieren wird oder die Engstelle (5) zum Passieren freigibt oder die in der Datenbank hinterlegte Vorfahrtsregelung vorsieht, dass das Fahrzeug (1) in der Engstelle (13) Vorfahrt hat.

Description

Verfahren zum autonomen Fahren eines Fahrzeugs in einer Engstelle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum autonomen bzw.
automatisierten Fahren in einer Engstelle und zum Auflösen von Konfliktsituationen in einer solchen Engstelle.
Das hoch automatisierte Fahren von Fahrzeugen muss vielerlei Herausforderungen auf Landstraßen und im Stadtverkehr meistern. Derartige Herausforderungen sind insbesondere Kreisverkehre, Engstellen in Ortsdurchfahrten mit entgegenkommenden
Fahrzeugen, Radfahrer auf der Straße, Abbiegemanöver, halb auf einer Fahrbahn oder in zweiter Reihe parkende Fahrzeuge, rote Ampeln, „rechts vor links "-Vorfahrten, kreuzende Fußgänger oder Straßenbahnen .
Die vorliegende Erfindung befasst sich insbesondere mit dauerhaft engen Straßen mit Gegenverkehr. Unter „dauerhaft" kann in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass sich die Breite der Straße mit der Engstelle während des Passierens der Stelle durch das Fahrzeug beziehungsweise durch ein dem Fahrzeug entgegenkommendes Fahrzeug nicht ändert.
Wenn sich zwei Fahrzeuge innerhalb der Engstelle entgegenkommen oder sich entgegenkommen, bevor die beiden Fahrzeuge an zwei einander entgegengesetzten Enden der Engstelle in diese einfahren, wobei wenigstens eines der Fahrzeuge autonom fahrbar beziehungsweise verfahrbar ist, stellt sich das Problem, welches der Fahrzeuge die Engstelle als erstes passieren soll, ohne dass eine Stausituation entsteht. Dieses Problem lässt sich nicht allein mit Sensoren (Sehen und Beobachten) lösen, sondern erfordert gleichfalls künstliche Intelligenz. Weiterhin sind Verkehrsvorschriften zu beachten, welche insbesondere das Verhalten bzw. die Vorfahrt bei einer Engstelle regeln können. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welchem ein hoch automatisiert bzw. autonom fahrendes Fahrzeug Engstellen unter der Einhaltung von Verkehrsregeln und unter der Auflösung einer Stausituation passieren kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren .
Das erfindungsgemäße Verfahren zum autonomen Fahren eines Fahrzeugs durch eine Engstelle, umfasst die Verfahrensschritte:
- Hinterlegen einer Vorfahrtsregelung für die Engstelle in einer Datenbank, auf welche das Fahrzeug zugreifen kann,
- Erfassen der Engstelle und eines im Bereich der Engstelle entgegenkommenden Gegenfahrzeugs mit Sensoren des Fahrzeugs, - Ermitteln der Geschwindigkeit und optional der Beschleunigung des Gegenfahrzeugs mittels von den Sensoren erfasster
Geschwindigkeits-Daten und - sofern ermittelt - Beschleunigungs-Daten,
- Voraussagen einer Reaktion des Gegenfahrzeugs in Abhängigkeit von der ermittelten Geschwindigkeit und - sofern ermittelt - der Beschleunigung des Gegenfahrzeugs, und
- Verfahren des Fahrzeugs durch die Engstelle, sofern
- das Voraussagen der Reaktion des Gegenfahrzeugs ergibt, dass das Gegenfahrzeug die Engstelle nicht passieren wird oder die Engstelle zum Passieren freigibt oder
- die in der Datenbank hinterlegte Vorfahrtsregelung vorsieht, dass das Fahrzeug in der Engstelle Vorfahrt hat.
Das autonome Fahren des Fahrzeugs kann dabei insbesondere durch ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs gesteuert werden.
Weiterhin kann unter einer„Engstelle" ein begrenztes Stück einer ansonsten für Begegnungen zweier sich entgegenkommender
Fahrzeuge ausreichend breiten Straße verstanden werden, wobei an einem Hindernis , z.B. mehrere hintereinander parkende Fahrzeuge, nur links (bzw. rechts in Ländern mit Linksverkehr)
vorbeigefahren werden kann und für unbehinderten Gegenverkehr kein Raum bleibt. Das Verfahren eignet sich insbesondere für Engstellen, welche relativ lang sind, z.B. Straßen in
Wohngebieten, welche mehrere hundert Meter durch parkende Autos auf eine Spurweite von nur einem Pkw begrenzt sind.
Unter dem Begriff „autonom" kann ferner im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere verstanden werden, dass Fahrmanöver des Fahrzeugs selbstständig durch das Fahrzeug ausgeführt werden können, ohne dass es eines Eingreifens eines Fahrers des Fahrzeugs bedarf. Bei dem Fahrzeug und dem
Gegenfahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein
Kraftfahrzeug, wie Automobil, Personenkraftwagen, Bus oder Lastkraftwagen. Zumindest das Fahrzeug ist dazu eingerichtet, die Engstelle autonom zu passieren, wobei das entgegenkommende Fahrzeug ebenfalls dazu eingerichtet sein kann. Bei dem entgegenkommenden Fahrzeug kann es sich somit auch um ein Fahrzeug handeln, welches nicht autonom fährt oder fahrbar ist. Das Fahrzeug und das Gegenfahrzeug können auch identisch sein. Die in der Datenbank hinterlegte Vorfahrtsregel kann
beispielsweise einer entsprechenden gesetzlichen Vorschrift des jeweiligen Landes entnommen sein, in welchem sich die Engstelle bzw. das Fahrzeug momentan befindet. Die Datenbank kann beispielsweise Bestandteil eines Navigationssystems des
Fahrzeugs sein, welches mit einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs verbunden ist. Das Fahrerassistenzsystem kann dazu eingerichtet sein, das erfindungsgemäße Verfahren
durchzuführen. Die Vorfahrtsregel kann z.B. beinhalten, dass das Fahrzeug gegenüber dem Gegenfahrzeug wartepflichtig ist, sofern sich ein die Engstelle verursachendes Hindernis, z.B. ein auf dem Fahrstreifen parkendes Fahrzeug, auf einer Fahrspur bzw. auf einer Seite des Fahrzeugs befindet, und dass das Fahrzeug gegenüber dem Gegenfahrzeug ein Vorfahrtsrecht genießt, sofern sich das die Engstelle verursachende Hindernis auf der Fahrspur bzw. der Seite des Gegenfahrzeugs befindet. Neben der eigentlichen Vorfahrtsregel kann Letztere auch weitere
Verhaltensregeln beteiligter Fahrzeuge innerhalb einer
Engstelle beinhalten, z.B. dass im Bereich einer Engstelle bei erkanntem Gegenverkehr nicht mehr zu beschleunigen ist und auf Vorsicht, Achtsamkeit sowie gegenseitige Rücksicht zu achten ist .
Nachdem eine Engstelle auf dem eigenen Fahrstreifen und ein entgegenkommendes Fahrzeug erkannt worden sind, kann das Fahrzeug vor der Engstelle (mit Sichtkontakt auf die Engstelle) anhalten, dort warten und insbesondere die Engstelle und das entgegenkommende Fahrzeug beobachten. Mit anderen Worten kann in Abhängigkeit von der ermittelten Geschwindigkeit des
entgegenkommenden Fahrzeugs und der in der Datenbank
hinterlegten Vorfahrtsregelung festgelegt werden, ob das Fahrzeug die Engstelle vor dem entgegenkommenden Fahrzeug passiert, oder ob das Fahrzeug die Engstelle nicht passiert und wartet, bis das entgegenkommende Fahrzeug die Engstelle passiert hat. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ohne weitere Kommunikation ein Fahrrecht mit dem entgegenkommenden
Gegenfahrzeug ausgehandelt, wobei Straßenverkehrsrecht beachtet wird und die Sicherheit der Insassen erhöht wird. Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine
„Chauffeur"-Funktion, gemäß welcher das Fahrzeug ohne Insassen z.B. einen Mitfahrer aus einem Wohngebiet mit einer Engstelle abholen kann. Weiterhin kann das Fahrzeug einen Fahrer, welcher nicht auf den Verkehr achten will, durch ein Wohngebiet mit einer Engstelle chauffieren. Sofern ein Gegenfahrzeug erkannt worden ist, umfasst eine Ausführungsform des Verfahrens ferner die folgenden
Verfahrensschritte :
- Ermitteln und Speichern einer Position eines Beginns der Engstelle,
- Bestimmen einer aktuellen Position des Fahrzeugs innerhalb der Engstelle,
- Bestimmen des Abstands der aktuellen Position von der Position des Beginns der Engstelle, - Erfassen mittels der Sensoren, ob sich zumindest ein nachfolgendes Fahrzeug hinter dem Fahrzeug befindet, wobei das nachfolgende Fahrzeug eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs aus der Engstelle heraus verhindert, und
- Verfahren des Fahrzeugs aus der Engstelle heraus in
Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs, falls
- das Voraussagen der Reaktion des Gegenfahrzeugs ergibt, dass das Gegenfahrzeug die Engstelle passieren wird oder die Engstelle zum Passieren nicht freigibt oder die in der Datenbank hinterlegte Vorfahrtsregelung vorsieht, dass das Fahrzeug in der Engstelle keine Vorfahrt hat, und
- kein nachfolgendes Fahrzeug hinter dem Fahrzeug erfasst wurde .
Sofern das Fahrzeug feststellt, dass das Gegenfahrzeug Vorfahrt hat oder die Engstelle nicht freigibt, fährt das Fahrzeug rückwärts aus der Engstelle heraus, um die Engstelle zur Durchfahrt für das Gegenfahrzeug freizugeben. Der Beginn der Engstelle bzw. der Bereich davor dient somit als
Ausweich-/Halteposition für das Fahrzeug bei erkanntem
Gegenverkehr mit Vorfahrt bzw. bei Gegenverkehr, der sich so verhält, als hätte er Vorfahrt und eine Durchfahrt für das Fahrzeug blockiert. Die Rückwärtsfahrt zu dieser
Ausweich-/Halteposition führt das Fahrzeug allerdings nur dann aus, wenn es ermittelt hat, dass der rückwärtige Bereich hinter dem Fahrzeug frei ist, d.h. dass sich kein nachfolgendes Fahrzeug in diesem Bereich befindet oder während des Rückwärtsfahrens befinden wird. Das nachfolgende Fahrzeug muss sich demnach noch nicht unbedingt innerhalb der Engstelle befinden. Das Fahrzeug kann auch mittels seiner Sensoren bestimmen, ob sich ein erkanntes nachfolgendes Fahrzeug, welches sich noch nicht innerhalb der Engstelle befindet, voraussichtlich in diese einfahren und eine Ausfahrt des Fahrzeugs in Rückwärtsrichtung aus der Engstelle heraus blockieren wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind bei einem erkannten Gegenfahrzeug folgende zusätzliche Verfahrensschritte
vorgesehen :
- Erfassen einer Haltestelle bzw. Ausweichstelle, z.B. eine Parklücke, innerhalb der Engstelle mittels der Sensoren während des Verfahrens des Fahrzeugs durch die Engstelle, wobei die Haltestelle eine zum Parken des Fahrzeugs ausreichende Größe aufweist,
- Ermitteln und Speichern einer Position der
erfasstenHaltestelle,
- Erfassen mittels der Sensoren, ob sich zumindest ein
nachfolgendes Fahrzeug hinter dem Fahrzeug befindet, wobei das nachfolgende Fahrzeug eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs aus der Engstelle heraus verhindert, und
- Einparken des Fahrzeugs in der Haltestelle, falls das
Voraussagen der Reaktion des Gegenfahrzeugs ergibt, dass das Gegenfahrzeug die Engstelle passieren wird oder die Engstelle zum Passieren nicht freigibt oder die in der Datenbank hinterlegte Vorfahrtsregelung vorsieht, dass das Fahrzeug in der Engstelle keine Vorfahrt hat.
Sofern das Fahrzeug feststellt, dass das Gegenfahrzeug Vorfahrt hat oder die Engstelle nicht freigibt und eine Rückwärtsfahrt aus der Engstelle heraus durch nachfolgende Fahrzeuge versperrt ist, kann das Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform alternative Ausweich-/Haltepositionen ermitteln, z.B. in Form von
Parklücken, innerhalb der Engstelle. Im Folgenden wird die Erfindung bzw. Ausführungsformen dieser - ohne darauf beschränkt zu sein - überwiegend bezugnehmend auf das Beispiel einer Parklücke als Ausweich-/Haltestelle erläutert. Sofern eine ausreichend große Parklücke ermittelt worden ist, kann das Fahrzeug in die Parklücke einparken und somit die Engstelle für das Gegenfahrzeug zur Durchfahrt freigeben. Sofern das Fahrzeug wie vorstehend beschrieben eine ausreichend große Parklücke ermittelt hat, an dieser jedoch bereits vorbeigefahren ist, kann sie auch - sofern kein nachfolgendes Fahrzeug hinter dem Fahrzeug erfasst wurde, welches ein Einparken in die Parklücke blockiert
- rückwärts in die Parklücke einparken. Weiterhin kann das Fahrzeug auch unabhängig davon, ob eine Rückwärtsfahrt aus der Engstelle heraus möglich ist oder nicht, kontinuierlich nach Parklücken suchen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt ein Bestimmen eines Parameters einer Komplexität einer Verkehrssituation im Bereich der Engstelle, sofern die Ermittlung der Geschwindigkeit des Gegenfahrzeugs ergibt, dass das Gegenfahrzeug steht. Es wird in Abhängigkeit von dem bestimmten Parameter ein Wertebereich festgelegt, welcher eine maximale Abiaufzeit eines Timers in Sekunden definiert und es erfolgt ein zufälliges Auswählen einer Anzahl von Sekunden aus dem Wertebereich, wobei der Timer entsprechend der ausgewählten Anzahl von Sekunden abläuft. Das Fahrzeug wird innerhalb der Engstelle in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs nach Ablauf des Timers autonom verfahren und es erfolgt ein Prüfen mittels der Sensoren, ob die Engstelle durch das Fahrzeug passiert werden kann. Diese Ausführungsform leistet einen Beitrag, unter Beachtung relevanter Parameter eine Stausituation aufzulösen. Das Fahrzeug soll dabei menschliches Verhalten nachbilden, das situationsabhängig entscheidet (z.B. ist noch ein Lkw hinter mir, liegt eine schwierige Passage hinter mir, wodurch eine Rückwärtsfahrt nur schwer möglich ist etc.), um so auch mit nicht-autonom fahrenden Fahrzeugen den
Straßenverkehr besonders sicher teilen zu können.
Die Komplexität der Verkehrssituation im Bereich der Engstelle kann besonders vorteilhaft z.B. anhand der im Folgenden beschriebenen Kriterien ermittelt werden. Zum einen kann Einfluss nehmen, ob sich ein nachfolgendes Fahrzeug hinter dem Fahrzeug befindet. Falls ja, kann dies zu einer relativ niedrigen oberen Grenze des Wertebereichs führen. Falls nein, kann die obere Grenze des Wertebereichs entsprechend höher gewählt werden. Zum anderen kann ermittelt werden, wie viele nachfolgende Fahrzeuge sich hinter dem Fahrzeug befinden. Je höher die Anzahl der nachfolgenden Fahrzeuge ist, umso niedriger kann die obere Grenze des Wertebereichs gewählt werden. Weiterhin kann ein Vorhandensein einer Parkmöglichkeit für das Fahrzeug innerhalb der Engstelle zu einer höheren oberen Grenze des Wertebereichs führen, wohingegen ein Nicht-Vorhandensein einer Halte-/Ausweichstelle, z.B. einer Parklücke, für das Fahrzeug innerhalb der Engstelle zu einer entsprechend niedrigeren oberen Grenze des Wertebereichs führen kann. Ferner kann die Art von dem Fahrzeug nachfolgenden Fahrzeugen Einfluss auf die Ermittlung der Komplexität der Verkehrssituation nehmen, indem z.B. bei einem Bus, Lkw, einem Fahrzeug mit einem Fahranfänger und einem Polizeifahrzeug je nach Kategorie der obere Grenzwert des Wertebereichs relativ niedrig gewählt wird. Außerdem kann ermittelt werden, wie komplex die Engstelle bisher war, z.B. ob die Verkehrsführung Kurven oder eine Bergkuppe aufweist. Bei einer entsprechend schwierigen bzw. komplexen Strecke kann die obere Grenze des Wertebereichs entsprechend niedrig gewählt werden .
Weiterhin kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl mit dem Fahrzeug als auch mit dem Gegenfahrzeug angewendet werden. In diesem Fall kann der Wertebereich um wenigstens eine Sekunde erhöht werden, sofern das Ermitteln der Geschwindigkeit des Gegenfahrzeugs und des Fahrzeugs mittels von den Sensoren erfasster Geschwindigkeits-Daten ergibt, dass das Fahrzeug und das Gegenfahrzeug stehen oder das Fahrzeug und das Gegenfahrzeug in ihrer jeweiligen Vorwärtsrichtung fahren. Durch die Erhöhung der Timer-Ablaufzeit wird die Wahrscheinlichkeit verringert, dass das Fahrzeug und das Gegenfahrzeug zur gleichen Zeit wieder anfahren .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt ein Bewerten des bestimmten Parameters der Komplexität der Verkehrssituation im Bereich der Engstelle und es wird ermittelt, ob die
Verkehrssituation eine Weiterfahrt des Fahrzeugs in seiner Vorwärtsrichtung oder in seiner Rückwärtsrichtung erschwert. Sofern dies der Fall ist, erfolgt ein Erhöhen der oberen Grenze des Wertebereichs. Falls dies nicht der Fall ist, erfolgt ein Herabsetzen der oberen Grenze des Wertebereichs. Diese
Ausführungsform wird näher im Zusammenhang mit Fig. 9 der Zeichnung erläutert und erlaubt durch die Änderung des Wertebereichs (Erhöhen bzw. Herabsetzen der oberen Grenze des Wertebereichs) ein Verhindern dauerhafter Stausituationen.
Weiterhin kann ein Fahrerassistenzsystem für das Fahrzeug und das Gegenfahrzeug zur Ausführung des Verfahrens gemäß der
vorliegenden Erfindung eingerichtet sein. Außerdem können das Fahrzeug und das Gegenfahrzeug das Fahrerassistenzsystem umfassen . Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug auf einer Straße ohne
Gegenverkehr und ohne Engstelle, wobei eine fortlaufende Messung der Fahrbahnbreite durch das
Fahrzeug erfolgt,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Fahrzeug nach Fig. 1 auf einem weiteren Abschnitt der Straße mit einer Engstelle ohne Gegenverkehr, wobei eine Speicherung eines Parameters der Verengung durch das Fahrzeug erfolgt,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen vergrößerten Ausschnitt des
Abschnitts der Straße nach Fig. 2, wobei das Fahrzeug bereits in die Engstelle eingefahren ist,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Fahrzeug nach Fig. 1 innerhalb einer Engstelle auf der Suche nach einer Parklücke, Fig. 5 eine Draufsicht auf den Straßenabschnitt mit dem
Fahrzeug nach Fig. 4 während des Messens einer
Entfernung zu einer erkannten Parklücke,
Fig. 6 eine Draufsicht auf das Fahrzeug nach Fig. 1 auf einem weiteren Abschnitt der Straße mit einer Engstelle mit Gegenverkehr, Fig. 7 einen Ablaufplan eines Verfahrens zum autonomen Fahren des Fahrzeugs z.B. auf dem Straßenabschnitt nach Fig. 6, Fig. 8 ein Komplexitäts-Wertebereich-Diagramm im
Zusammenhang mit dem Verfahren nach Fig. 7 und
Fig. 9 einen Ablaufplan zur Variation eines Wertebereichs im
Zusammenhang mit dem Verfahren nach Fig. 7.
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 1, z.B. ein Pkw, wobei das Fahrzeug 1 autonom auf einer rechten Fahrspur 2 bzw. einem rechten
Fahrstreifen einer Straße 3 mit einer weiteren linken Fahrspur 4 bzw. einem weiteren linken Fahrstreifen fährt. Das Fahrzeug 1 weist Sensoren auf, z.B. eine Kamera, ein Radar oder eine hochgenaue Karte und ein GPS-System, womit es fortlaufend die Breite der Straße 3 beobachtet. Sofern die Straße 3 breit genug ist, dass das Fahrzeug 1 und ein eventuell entgegenkommendes Gegenfahrzeug (siehe Fig. 6) die Straße 3 nebeneinander in entgegengesetzten Richtungen passieren können, ist keine Aktion zur Vermeidung einer Stausituation notwendig.
Fig. 2 zeigt das Fahrzeug 1 aus Fig. 1 auf einem weiteren Abschnitt der Straße 3 nach Fig. 1, auf welcher es bei der fortlaufenden Beobachtung der Breite der Straße 3 eine Engstelle 5 erkennt, welche durch mehrere hintereinander auf dem rechten Fahrstreifen 2 parkende Fahrzeuge 6 verursacht wird, von denen der besseren Übersicht halber lediglich eines mit einem Bezugszeichen („6") versehen ist. Gemäß einer dem Fahrzeug 1 vorgegebenen Trajektorie 7 muss das Fahrzeug 1 die Engstelle 5 auf dem linken Fahrstreifen 4 passieren. Das Fahrzeug 1 prüft mittels seiner Sensoren, ob auf es in einem Vorausbereich 8 ein entgegenkommendes Gegenfahrzeug auf der linken Fahrspur 4 zukommt. Falls ja, wird das Fahrzeug 1 vor der Engstelle 5 warten und beobachten. Falls nein wird es eine genaue Position des Beginns 9 der Engstelle 5 speichern und kann durch Vergleich mit seiner aktuellen Position stets den momentanen Abstand zum Beginn 9 der Engstelle 5 ermitteln. Der Beginn 9 der Engstelle 5 kann dem Fahrzeug 1 als Ausweichposition bzw. Halteposition dienen, um potentiellem Gegenverkehr ein Passieren der Engstelle 5 zu ermöglichen. Beispielsweise kann das Fahrzeug 1 hinter dem hintersten der Fahrzeuge 6 halten oder parken. Zusätzlich beobachtet das Fahrzeug 1 den rückwärtigen Verkehr und prüft, ob die Verkehrsrichtung auf seiner Seite ein Rückwärtsfahren erlaubt.
Fig. 3 zeigt das Fahrzeug 1, während es dabei ist, die Engstelle 5 zu passieren, wobei es mittels seiner Sensoren den
Vorausbereich 8 und den Achterausbereich 10 des Fahrzeugs 1 beobachtet. Insbesondere erfasst das Fahrzeug 1 mittels seiner Sensoren, ob sich zumindest ein nachfolgendes Fahrzeug hinter dem Fahrzeug 1 befindet, wobei das nachfolgende Fahrzeug eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs 1 aus der Engstelle 5 heraus verhindert bzw. blockiert. Das Fahrzeug 1 ermittelt weiterhin durch Vergleichen seiner aktuellen Position (z.B. mittels eines Navigationssystems ermittelt) mit der gespeicherten Position des Beginns 9 der Engstelle 5 seinen momentanen Abstand a zum Beginn 9 der Engstelle 5. Sofern - wie durch Fig. 3 gezeigt - kein Gegenverkehr und keine nachfolgenden Fahrzeuge mittels der Sensoren erkannt werden, fährt das Fahrzeug 1 in seiner
Rückwärtsrichtung autonom aus der Engstelle 5 heraus. Sofern ein Passieren der Engstelle 5 blockierender Gegenverkehr (angedeutet durch ein gestrichelt gezeichnetes Rechteck 13 im Vorausbereich 8 des Fahrzeugs 1) erkannt wird, aber keine nachfolgenden
Fahrzeuge vorhanden sind bzw. erkannt werden, fährt das Fahrzeug 1 in seiner Vorwärtsrichtung autonom aus der Engstelle 5 heraus. Außerdem speichert das Fahrzeug 1 weitere Umgebungsparameter wie etwaige scharfen Kurven, Steigungen oder andere etwaige
Hindernisse. Mit anderen Worten führt das Fahrzeug 1 zum autonomen Fahren innerhalb der Engstelle 5 Entfernungsmessungen durch, beobachtet sowohl den gefahrenen Weg 10 als auch den vor ihm liegenden Weg 8 und speichert markante
Verkehrsschwierigkeiten (Kurven, Engstellen in der Engstelle, schwer einsehbare Abschnitte etc.) .
Fig. 4 zeigt das Fahrzeug innerhalb einer Engstelle 5, welche ähnlich zu der Engstelle 5 nach Fig. 2 ist, jedoch eine Parklücke 12 innerhalb der Engstelle 5 zwischen den die Engstelle 5 verursachenden Fahrzeugen 6 aufweist, wobei die Parklücke 12 ausreichend groß ist, dass das Fahrzeug 1 in ihr autonom einparken kann. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, beobachtet das Fahrzeug 1 z.B. durch Ultraschall, Radar und/oder eine Kamera seinen
„originalen" Fahrstreifen, das heißt den rechten Fahrstreifen (auf welchem es eigentlich fahren will, jedoch aufgrund der Fahrzeuge 6 nicht kann) und sucht dabei in der rechten Umgebung 11 im Vorausbereich 8 und auch im Achterausbereich 10 des Fahrzeugs 1 nach Parklücken 12. Dabei wählt das Fahrzeug 1 nur solche Parklücken aus, in welche es auch hineinfahren könnte, die also groß genug zum Einparken sind. Falls das Fahrzeug 1 eine solche Parklücke 12 erkannt hat, „setzt es einen neuen Anker", d.h. es ermittelt die genaue Position der Parklücke 12 und speichert sie als eine neue Ausweichposition bzw. Halteposition (für den weiter zurück im Achterausbereich 10 liegenden Beginn 9 der Engstelle 5) . Mit anderen Worten merkt sich das Fahrzeug 1 die Parklücke 12 als Halte- bzw. Parkmöglichkeit alternativ zu dem Beginn 9 der Engstelle 5. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Fahrzeug 1 mittels seiner Sensoren ein nachfolgendes Fahrzeug 14 (angedeutet durch ein gestrichelt gezeichnetes Rechteck im Achterausbereich 10 des Fahrzeugs 1) erkannt hat. Fig. 5 zeigt das Fahrzeug 1 beim Messen bzw. Ermitteln einer Entfernung b zwischen seiner aktuellen Position und der Position der Parklücke. Auf die Berechnung des im Vergleich dazu größeren Abstands a zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs 1 und der Position des Beginns der Engstelle kann verzichtet werden bzw. diese Entfernung kann gelöscht werden.
Fig. 6 zeigt das Fahrzeug 1 beim Passieren einer weiteren Engstelle 5 auf der Straße 3, wobei ein dem Fahrzeug 1 entgegenkommendes Gegenfahrzeug 13 mittels der Sensoren des Fahrzeugs 1 erkannt wird. Das Fahrzeug 1 ermittelt die
Geschwindigkeit und optional auch die Beschleunigung
(negativ/positiv) des Gegenfahrzeugs 13. Es besteht das Problem, dass das Fahrzeug 1 und das Gegenfahrzeug 13 nicht gleichzeitig nebeneinander auf dem linken Fahrstreifen 4 die Engstelle 5 in ihrer jeweiligen Vorwärtsfahrt passieren können.
Das Fahrzeug 1 kann auf eine Datenbank zurückgreifen, in welcher eine Vorfahrtsregelung hinterlegt ist, welche das
Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs 1 auf die vorliegende Situation anwendet und zu dem Ergebnis kommt, dass das
Gegenfahrzeug 13 Vorfahrt hat, da sich das die Engstelle 5 verursachende Hindernis (in diesem Fall die hintereinander auf dem rechten Fahrstreifen parkenden Fahrzeuge 6) auf dem
Fahrstreifen 2 des Fahrzeugs 1 befindet. Auf Basis zumindest der ermittelten Geschwindigkeit (und optional auch der
Beschleunigung) des Gegenfahrzeugs 13 sagt das
Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs 1 weiterhin eine Reaktion des Gegenfahrzeugs 13 voraus, in der beispielshaft gezeigten Situation beispielsweise, dass das Gegenfahrzeug 13 seine Vorwärtsfahrt zum Passieren der Engstelle 5 fortsetzt. Unter diesen Voraussetzungen wird das Fahrerassistenzsystem das Fahrzeug 1 anweisen sein Verfahren durch die Engstelle 5 einzustellen und zu stoppen.
Zur Lösung der durch Fig. 6 gezeigten Verkehrssituation sucht das Fahrzeug 1 auf dem rechten Fahrstreifen 2 nach Parklücken 12, welche sich vor dem Gegenfahrzeug 13 befinden. Sofern eine zum Parken des Fahrzeugs 1 ausreichend große Parklücke 12 gefunden wurde, kann das Fahrzeug 1 autonom in diese Parklücke 12 einparken, dort die Engstelle 5 sowie die Bewegung des
Gegenfahrzeugs 13 mittels der Sensoren des Fahrzeugs 1 beobachten, aus der Parklücke 12 wieder ausparken, sobald das Gegenfahrzeug 13 die Engstelle 5 nicht länger für das Passieren des Fahrzeugs 1 blockiert und die Engstelle 5 passieren. Falls keine Parklücke oder keine ausreichend große Parklücke erkannt wird, kann das Fahrzeug 1 auch rückwärts aus der Engstelle 5 wieder herausfahren und hinter dem hintersten der Fahrzeuge 6 warten, bis das Gegenfahrzeug 13 die Engstelle 5 passiert hat und danach selbst die Engstelle 5 passieren. Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum autonomen Fahren des Fahrzeugs nach Fig. 1 durch eine Engstelle, z.B. die Engstelle nach Fig. 6. Wie im
Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben, wird eine Vorfahrtsregelung für die Engstelle in einer Datenbank hinterlegt, auf welche das Fahrzeug zugreifen kann, und die Engstelle wird mittels Sensoren des Fahrzeugs erfasst. In Schritt 100 wird mittels der Sensoren des fahrenden Fahrzeugs geprüft, ob sich ein dem Fahrzeug entgegenkommendes Gegenfahrzeug im Bereich der Engstelle befindet und - sofern ein Gegenfahrzeug erkannt worden ist - in Schritt 200 mittels der Sensoren ermittelt, ob sich das
Gegenfahrzeug bereits innerhalb der Engstelle befindet, wobei insbesondere eine weitere Beschleunigung des Fahrzeugs zur Steigerung der Verkehrssicherheit und zur Einhaltung von Verkehrsvorschriften unterbunden werden kann. Ein
Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs wendet die
Vorfahrtsregelung auf die vorliegende Situation an und gelangt zu dem Ergebnis, dass das Gegenfahrzeug Vorfahrt hat, da sich das die Engstelle verursachende Hindernis wie durch Fig. 6 gezeigt auf dem Fahrstreifen des Fahrzeugs befindet.
Falls die Prüfung in Schritt 200 ergibt, dass sich das
Gegenfahrzeug nicht innerhalb der Engstelle befindet, wird das Fahrzeug in Schritt 300 vor der Engstelle zum Stehen gebracht, wo es wartet und sowohl die Engstelle als auch das Gegenfahrzeug beobachtet. Dabei prüft das Fahrzeug, ob das Gegenfahrzeug die Engstelle blockieren wird oder nicht, z.B. weil es die Engstelle durch eine Vorausfahrt bereits passiert hat, durch eine
Rückwärtsfahrt wieder verlassen hat, in eine Parklücke innerhalb der Engstelle eingeparkt hat oder die Engstelle über eine
Abzweigung innerhalb der Engstelle verlassen hat. Sofern diese Prüfung ergibt, dass das Gegenfahrzeug die Engstelle nicht blockieren wird, setzt das Fahrzeug seine Fahrt in Schritt 400 fort und beginnt erneut in Schritt 100 mit der Prüfung, ob sich ein dem Fahrzeug entgegenkommendes Gegenfahrzeug im Bereich der Engstelle befindet und ermittelt - sofern ein Gegenfahrzeug erkannt worden ist - in Schritt 200 mittels der Sensoren, ob sich das Gegenfahrzeug bereits innerhalb der Engstelle befindet. Bei dem jeweiligen Gegenfahrzeug kann es sich ebenfalls um ein Fahrzeug handeln, welches mittels dem erfindungsgemäßen
Verfahren autonom fahren kann, so dass die beschriebenen Verfahrensschritte auch analog mit dem Gegenfahrzeug
durchgeführt werden können. Allerdings ist das Verfahren auch anwendbar, wenn lediglich das Fahrzeug erfindungsgemäß autonom fahren kann und das Gegenfahrzeug nicht.
Falls die Prüfung in Schritt 200 ergibt, dass sich das
Gegenfahrzeug bereits innerhalb der Engstelle befindet, wird geschlussfolgert , dass die Engstelle durch das Gegenfahrzeug für ein Passieren des Fahrzeugs blockiert ist. In diesem Fall wird in Schritt 500 das Fahrzeug gestoppt und die Geschwindigkeit des Gegenfahrzeugs gemessen. Sofern sich dabei ergibt, dass das Gegenfahrzeug steht, d.h. es wird eine Geschwindigkeit „null" ermittelt, erfolgt in Schritt 600 eine Bestimmung bzw. ein Abruf eines Parameters einer Verkehrssituation bzw. deren Komplexität. In Abhängigkeit von dem bestimmten Parameter wird in Schritt 700 ein Wertebereich festgelegt, welcher eine maximale
Timer-Ablaufzeit definiert. Insbesondere kann eine höhere Komplexität zu einem kleineren Wertebereich bzw. einer niedrigeren maximalen Timer-Laufzeit führen, wohingegen eine niedrigere Komplexität zu einem größeren Wertebereich bzw. einer höheren maximalen Timer-Laufzeit führen kann.
Fig. 8 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen dem Parameter der Komplexität der Verkehrssituation (dimensionslos; x-Achse) und dem Wertebereich des Timers bzw. der maximalen
Timer-Ablaufzeit in Sekunden (y-Achse) . Der Parameter kann beispielsweise relativ hoch festgelegt werden, sofern sich hinter dem Fahrzeug nachfolgende Fahrzeuge befinden, welche nur schwerlich rückwärtsfahren oder wenden können, was einer relativ hohen Komplexität der Verkehrssituation entspricht (Wert „3" auf der x-Achse) . Dem Parameter 3 auf der x-Achse ist ein Wertebereich von 0s bis 4s zugeordnet, das heißt eine maximale
Timer-Ablaufzeit von 4s. Der Parameter kann auch relativ niedrig festgelegt werden (Wert„1" auf der x-Achse) , wenn z.B. eine freie Parkmöglichkeit innerhalb der Engstelle in der Nähe des Fahrzeugs besteht, was einer relativ niedrigen Komplexität der
Verkehrssituation entspricht. Dem Parameter 1 auf der x-Achse ist ein Wertebereich von Os bis 10s zugeordnet, das heißt eine maximale Timer-Ablaufzeit von 10s. Ein auf der x-Achse mittlerer Parameter-Wert „2" kann z.B. dann festgelegt werden, sofern sich schwer einsehbare Strecken rückwärts des Fahrzeugs befinden, was einer mittleren Komplexität der Verkehrssituation entspricht. Dem Parameter 2 auf der x-Achse ist ein Wertebereich von 0s bis 7s zugeordnet, das heißt eine maximale Timer-Ablaufzeit von 7s.
Gemäß Fig. 7 wird aus dem festgelegten Wertebereich, z.B. 0s bis 4s, in einem nächsten Schritt 800 per Zufallsentscheidung eine Anzahl von Sekunden ausgewählt, z.B. 3s, und ein Timer gestartet, welcher je nach gewählter Anzahl von Sekunden, z.B. 3s, abläuft. Vereinfacht ausgedrückt erfolgt somit eine Erkennung eines Problems, eine Bestimmung einer Situation, eine Definition eines situationsspezifischen Wertebereichs und eine Wahl einer Zufallszahl .
Nach Ablauf des Timers nimmt das Fahrzeug in Schritt 900a seine Fahrt zum Passieren der Engstelle wieder auf und prüft in Schritt 910a mittels der Sensoren, ob die Situation gelöst ist, insbesondere ob sich das Gegenfahrzeug auch vorwärtsbewegt und dadurch die Engstelle durch das Gegenfahrzeug weiterhin blockiert wird oder nicht. Falls die Prüfung ergibt, dass die Situation gelöst ist, wird das Verfahren ab Schritt 100 unter Fortsetzung bzw. Wiederaufnahme der Fahrt des Fahrzeugs erneut durchlaufen .
Falls die Prüfung in Schritt 910a jedoch ergibt, dass die Situation nicht gelöst ist, z.B. weil das Fahrzeug mittels seiner Sensoren feststellt, das sich das Gegenfahrzeug vorwärts bewegt, so wird in Schritt 920a mittels der Sensoren geprüft, ob das Fahrzeug innerhalb der Engstelle in eine zur Verfügung stehende Parklücke einparken kann. Falls ja, parkt das Fahrzeug in Schritt 930a in der Parklücke ein. Aus der Parklücke heraus beobachtet das Fahrzeug in Schritt 940a mittels seiner Sensoren die Engstelle und das Gegenfahrzeug. Sobald das Fahrzeug dabei feststellt, dass das Gegenfahrzeug die Engstelle zum Passieren des ersten Fahrzeugs nicht länger blockiert, parkt das Fahrzeug in Schritt 950a aus der Parklücke aus und das Verfahren wird ab Schritt 100 unter Fortsetzung der Fahrt des Fahrzeugs erneut durchlaufen .
Insbesondere wenn das Verfahren gemäß Fig. 7 sowohl auf das Fahrzeug als auch auf das Gegenfahrzeug angewendet wird und die Prüfung unter 920a ergibt, dass weder für das Fahrzeug noch das Gegenfahrzeug eine Parklücke zur Verfügung steht, so stoppen das Fahrzeug und das Gegenfahrzeug in Schritt 960a, ihre
Wertebereiche bzw. Timer-Ablaufzeiten werden in Schritt 970a um eine festlegbare Anzahl an Sekunden erhöht, z.B. um eine Sekunde, und das Verfahren wird ab Schritt 800 erneut durchlaufen, wobei das Fahrzeug und das Gegenfahrzeug gegenseitig die
Geschwindigkeit des jeweils anderen Fahrzeugs messen können. Eine Erhöhung des Wertebereichs um eine Sekunde kann auch dann erfolgen, wenn beide Fahrzeuge erkennen, dass das jeweils andere Fahrzeug (wieder) losfährt. In einem solchen Fall stoppen die Fahrzeuge und danach erfolgt die Erhöhung des Wertebereichs. Durch die Erhöhung der Timer-Ablaufzeit wird die
Wahrscheinlichkeit verringert, dass das Fahrzeug und das Gegenfahrzeug zur gleichen Zeit wieder anfahren. Sofern das Gegenfahrzeug dann z.B. in Schritt 900a früher als das Fahrzeug wieder losfährt, kann das Fahrzeug eine Rückwärtsfahrt einleiten und versuchen, in eine zuletzt erkannte Parklücke (sofern erkannt) einzuparken oder die Engstelle durch Rückwärtsfahren wieder zu verlassen, wobei es das Gegenfahrzeug beobachtet. Sollte es hingegen beobachten, dass sich das Gegenfahrzeug in eine Parklücke bewegt oder seinerseits durch Rückwärtsfahrt die Engstelle verlässt, so kann das Fahrzeug seine Vorwärtsfahrt fortsetzen . Falls in Schritt 500 eine negative Geschwindigkeit des
Gegenfahrzeugs ermittelt wird, so wird daraus geschlussfolgert , dass das Gegenfahrzeug rückwärtsfährt, und die Engstelle zum Passieren des Fahrzeugs freigeben wird. In diesem Fall setzt das Fahrzeug seine Fahrt in Schritt 900b fort und prüft in Schritt 910b mittels der Sensoren, ob die Situation gelöst ist, insbesondere ob die Engstelle durch das Gegenfahrzeug blockiert wird oder nicht. Falls diese Prüfung ergibt, dass die Situation nicht gelöst ist, wird das Verfahren ab Schritt 500 erneut durchlaufen. Falls die Prüfung ergibt, dass die Situation gelöst ist, wird das Verfahren ab Schritt 100 unter Fortsetzung der Fahrt des Fahrzeugs erneut durchlaufen. Fig. 9 zeigt wie in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Wertebereich geändert werden kann, um eine dauerhafte Stausituation vermeiden zu können. Dabei wird in einem Schritt 101 ein Wertebereich definiert, z.B. wie im Zusammenhang mit Fig. 7 und 8 beschrieben. In einem folgenden Schritt 102 wird geprüft, ob eine erneute Stausituation mit einem selben Gegenfahrzeug vorliegt. Falls diese Prüfung negativ ausfällt, wird in Schritt 103 ein Default-Wert gewählt und in Schritt 104 geprüft, ob Parameter einer Komplexität einer Verkehrssituation (vgl. Fig. 7 und 8) vorhanden sind. Falls nein, wird das Verfahren mit Schritt 112 fortgesetzt, wobei ein
Zufallswert aus dem Wertebereich ausgewählt wird. Falls ja, wird in Schritt 105 ein Parameter einer Komplexität einer
Verkehrssituation bewertet, z.B. wie durch Fig. 7 und 8 gezeigt. Anschließend wird in Schritt 106 geprüft, ob die gegenwärtige Situation ein Weiterfahren des Fahrzeugs in Vorwärtsrichtung oder in Rückwärtsrichtung erschwert oder nicht. Falls nein, wird in Schritt 107 der Wertebereich erhöht und das Verfahren ab Schritt 104 erneut durchlaufen. Falls ja, wird in Schritt 108 geprüft, ob der momentane Wertebereich größer als ls ist. Falls ja, wird der Wertebereich in Schritt 109 verkleinert und das Verfahren ab Schritt 105 erneut durchlaufen.
Sofern die Prüfung in Schritt 102 positiv ausfällt, wird in Schritt 110 geprüft, ob seit einer letzten Bewertung veränderte Parameter vorliegen. Sofern dies der Fall ist, wird das Verfahren mit Schritt 103 fortgesetzt. Sofern dies nicht der Fall ist, wird in Schritt 111 der Wertebereich erhöht und in Schritt 112 ein Zufallswert aus dem Wertebereich ausgewählt. Bezugs zeichenliste
1 Fahrzeug
2 rechter Fahrstreifen
3 Straße
4 linker Fahrstreifen
5 Engstelle
6 parkende Fahrzeuge
7 Traj ektorie
8 Vorausbereich des Fahrzeugs
9 Beginn der Engstelle
10 Achterausbereich des Fahrzeugs
11 rechte Umgebung des Fahrzeugs
12 Parklücke
13 Gegenfahrzeug
14 nachfolgendes Fahrzeug 14

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum autonomen Fahren eines Fahrzeugs (1) durch eine Engstelle (5), umfassend die Verfahrensschritte:
- Hinterlegen einer Vorfahrtsregelung für die Engstelle (5) in einer Datenbank, auf welche das Fahrzeug (1) zugreifen kann,
- Erfassen der Engstelle (5) und eines im Bereich der Engstelle
(5) entgegenkommenden Gegenfahrzeugs (13) mit Sensoren des Fahrzeugs ,
- Ermitteln der Geschwindigkeit des Gegenfahrzeugs (13) mittels von den Sensoren erfasster Geschwindigkeits-Daten,
- Voraussagen einer Reaktion des Gegenfahrzeugs (13) in
Abhängigkeit von der ermittelten Geschwindigkeit des
Gegenfahrzeugs (13), und
- Verfahren des Fahrzeugs (1) durch die Engstelle (5), sofern - das Voraussagen der Reaktion des Gegenfahrzeugs (13) ergibt, dass das Gegenfahrzeug (13) die Engstelle nicht passieren wird oder die Engstelle (5) zum Passieren freigibt oder
- die in der Datenbank hinterlegte Vorfahrtsregelung vorsieht, dass das Fahrzeug (1) in der Engstelle (13) Vorfahrt hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
- Ermitteln und Speichern einer Position eines Beginns (9) der Engstelle (5) ,
- Bestimmen einer aktuellen Position des Fahrzeugs (1) innerhalb der Engstelle (5) ,
- Bestimmen des Abstands (a) der aktuellen Position von der Position des Beginns (9) der Engstelle (13),
- Erfassen mittels der Sensoren, ob sich zumindest ein
nachfolgendes Fahrzeug (14) hinter dem Fahrzeug (1) befindet, wobei das nachfolgende Fahrzeug (14) eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs (1) aus der Engstelle (5) heraus verhindert, und - Verfahren des Fahrzeugs (1) aus der Engstelle (5) heraus in Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs (1), falls
- das Voraussagen der Reaktion des Gegenfahrzeugs (13) ergibt, dass das Gegenfahrzeug (13) die Engstelle (5) passieren wird oder die Engstelle (5) zum Passieren nicht freigibt oder die in der Datenbank hinterlegte Vorfahrtsregelung vorsieht, dass das Fahrzeug (1) in der Engstelle (5) keine Vorfahrt hat, und
- kein nachfolgendes Fahrzeug (14) hinter dem Fahrzeug (1) erfasst wurde.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
- Erfassen einer Haltestelle (12) innerhalb der Engstelle (5) mittels der Sensoren während des Verfahrens des Fahrzeugs (1) durch die Engstelle (5), wobei die Haltestelle (12) eine zum Parken des Fahrzeugs (1) ausreichende Größe aufweist,
- Ermitteln und Speichern einer Position der erfassten
Haltestelle (12),
- Erfassen mittels der Sensoren, ob sich zumindest ein
nachfolgendes Fahrzeug (14) hinter dem Fahrzeug (1) befindet, wobei das nachfolgende Fahrzeug (14) eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs (1) aus der Engstelle (5) heraus verhindert, und
- Einparken des Fahrzeugs (1) in der Haltestelle (12), falls das Voraussagen der Reaktion des Gegenfahrzeugs (13) ergibt, dass das Gegenfahrzeug (13) die Engstelle (5) passieren wird oder die Engstelle (5) zum Passieren nicht freigibt oder die in der Datenbank hinterlegte Vorfahrtsregelung vorsieht, dass das Fahrzeug (1) in der Engstelle (5) keine Vorfahrt hat.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
- Bestimmen eines Parameters einer Komplexität einer
Verkehrssituation im Bereich der Engstelle (5) , sofern die Ermittlung der Geschwindigkeit des Gegenfahrzeugs (13) ergibt, dass das Gegenfahrzeug (13) steht,
- Festlegen eines Wertebereichs, welcher eine maximale
Ablaufzeit eines Timers in Sekunden definiert, in Abhängigkeit von dem bestimmten Parameter,
- Zufälliges Auswählen einer Anzahl von Sekunden aus dem
Wertebereich, wobei der Timer entsprechend der ausgewählten Anzahl von Sekunden abläuft, - autonomes Verfahren des Fahrzeugs (1) innerhalb der Engstelle
(5) in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs (1) nach Ablauf des Timers, und
- Prüfen mittels der Sensoren, ob die Engstelle (5) durch das Fahrzeug (1) passiert werden kann.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Komplexität der Verkehrssituation im Bereich der Engstelle (5) in Abhängigkeit von wenigstens einem der folgenden Kriterien erfolgt:
- Vorhandensein wenigstens eines nachfolgenden Fahrzeugs (14) hinter dem Fahrzeug (1),
- Anzahl vorhandener nachfolgender Fahrzeuge (14) hinter dem Fahrzeug ( 1 ) ,
- Art vorhandener nachfolgender Fahrzeuge (14) hinter dem
Fahrzeug ( 1 ) ,
- Vorhandensein einer Haltestelle (12) für das Fahrzeug (1) innerhalb der Engstelle (5) und
- Komplexität der Engstelle (5) .
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Verfahren mit dem Fahrzeug (1) und mit dem Gegenfahrzeug (14) angewendet wird, und
- der Wertebereich um wenigstens eine Sekunde erhöht wird, sofern das Ermitteln der Geschwindigkeit des Gegenfahrzeugs (13) und des Fahrzeugs (1) mittels von den Sensoren erfasster
Geschwindigkeits-Daten ergibt, dass
- das Fahrzeug (1) und das Gegenfahrzeug (13) stehen oder
- das Fahrzeug (1) und das Gegenfahrzeug (13) in ihrer jeweiligen Vorwärtsrichtung fahren.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch - Bewerten des bestimmten Parameters der Komplexität der
Verkehrssituation im Bereich der Engstelle (5) und Ermitteln, ob die Verkehrssituation eine Weiterfahrt des Fahrzeugs (1) in seiner Vorwärtsrichtung oder in seiner Rückwärtsrichtung erschwert, und - Erhöhen des Wertebereichs, sofern die Verkehrssituation die Weiterfahrt des Fahrzeugs (1) in seiner Vorwärtsrichtung oder in seiner Rückwärtsrichtung erschwert, oder
- Verkleinern des Wertebereichs, sofern die Verkehrssituation die Weiterfahrt des Fahrzeugs (1) in seiner Vorwärtsrichtung oder in seiner Rückwärtsrichtung nicht erschwert.
8. Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug (1, 13), wobei das Fahrerassistenzsystem zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche eingerichtet ist.
9. Fahrzeug (1, 13) mit einem Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 7.
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