WO2020030380A1 - Verfahren zum betrieb eines autonom fahrenden fahrzeuges - Google Patents

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WO2020030380A1
WO2020030380A1 PCT/EP2019/068910 EP2019068910W WO2020030380A1 WO 2020030380 A1 WO2020030380 A1 WO 2020030380A1 EP 2019068910 W EP2019068910 W EP 2019068910W WO 2020030380 A1 WO2020030380 A1 WO 2020030380A1
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central computer
communication link
computer unit
driving
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Micha Koller
Hubert Rehborn
Frank Starman
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Daimler Ag
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    • B60W2754/10—Spatial relation or speed relative to objects
    • B60W2754/30—Longitudinal distance

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an autonomously driving vehicle, which is connected to a central computer unit for data exchange via a communication link, a request for the transfer of a driving task to a vehicle user being issued during the autonomous ferry operation if at least one takeover condition is met.
  • DE 10 2015 014 139 A1 discloses a method for operating a distance and speed control function of a vehicle and a driver assistance system for carrying out the method.
  • the vehicle is an autonomously or highly automated vehicle, at least one
  • the measure to increase driving safety is initiated if the driver is inattentive and if at least one predetermined condition is met.
  • the conditions specified are that the measure to increase driving safety is initiated when the vehicle approaches or is located at a location that is critical with regard to the route, the vehicle approaches or is located at a location with traffic disruptions, and the vehicle is located approaches or is located at a location with a visual impairment, the vehicle is accelerated by the distance and speed control function or there is an abnormality of the traffic flow in the vehicle surroundings.
  • DE 10 2017 009 510 A1 describes a method for updating a digital map in a vehicle. Areas without a network coverage are determined on the basis of a network coverage map of a mobile radio provider stored within the vehicle. Furthermore, a quantity of map data reloaded from a central storage unit via a mobile radio connection is variably controlled at a vehicle position as a function of a network coverage and / or data transmission rate stored for this vehicle position in the network coverage map.
  • DE 10 2014 014 120 A1 discloses a method for autonomously operating a vehicle on a route ahead. The method provides that the autonomous driving operation of the vehicle is only permitted if one or a group of predetermined conditions is / are fulfilled for a predetermined route length of the route ahead.
  • the conditions specified are that there is a structural separation on at least one side of a current lane of the vehicle, that the lane of the vehicle has a minimum lane width, that there are no crests and valleys that significantly limit the range of the environment detection sensors, the number of lanes does not change, there is no tunnel, there is no building on the carriageway, there is no motorway junction, a radius of curvature of the vehicle's lane is greater than a predetermined limit value, there is no traffic disturbance, there is no traffic report about dangerous situations and there is no traffic report about the presence of construction sites.
  • the invention is based on the object of specifying a method for operating an autonomously driving vehicle which is improved compared to the prior art.
  • a method for operating an autonomously driving vehicle which for
  • Data exchange via a communication link with a central computer unit provides that during autonomous ferry operation a request to take over a driving task is issued to a vehicle user if at least one takeover condition is met.
  • the takeover condition is met if it is ascertained that the communication link to the central computer unit is disturbed on a route section exceeding a predetermined length on which the vehicle is located or which the vehicle is approaching.
  • Traffic safety can be increased by using the method, provided that there is an instantaneous and / or impending disturbance in the communication link is recorded, the request to take over the driving task is issued.
  • the driving task is then carried out by the vehicle user, wherein information that can be called up by the central computer unit is not absolutely necessary for this.
  • the vehicle user does not respond to the request to take over the driving task, it is automatically arranged that the vehicle comes to a safe standstill in the autonomous ferry mode, for example on a hard shoulder of a lane of the vehicle
  • Route section is located on which the communication link to the central computer unit is undisturbed at least for a predetermined minimum length of the route section. It can thus be largely ensured that an exchange of necessary information between the vehicle and the central computer unit, in particular for the autonomous driving operation of the vehicle, is possible.
  • a further embodiment provides that the autonomous ferry operation is continued with at least one changed operating parameter of the vehicle if the length of the route section on which the communication link is disturbed falls below the predetermined length.
  • the vehicle can therefore be in one
  • Security mode are set until the communication link between the vehicle and the central computer unit is undisturbed again.
  • Security mode is operated until the communication link between the vehicle and the central computer unit is restored.
  • Communication connection determined by analyzing a request behavior of vehicles to the central computer unit. The determination is thus based on real data, so that the security with regard to the disturbance of the communication link
  • Route section are determined, on which an accessibility and thus an undisturbed communication link between vehicles and the central
  • Computer unit is available to operate the vehicle in the autonomous ferry mode.
  • a type and extension of the spatial-temporal disturbance of the communication link are transmitted to the autonomously driving vehicle before the vehicle has reached the location of the disturbance of the communication link. The vehicle user is thereby
  • communication links are transmitted to the vehicle, at least temporarily, restrictions on the driving operation of the vehicle. So the vehicle is limited, such as. B. before a diesel driving ban, so that the vehicle and / or the vehicle user can react accordingly.
  • the method In order to inform a vehicle user of an instantaneous and / or impending disturbance in the communication link to the central computer unit, the method provides for the vehicle user to be informed in good time.
  • one embodiment can provide that the information of the current and / or impending fault is at least displayed on a display unit
  • Navigation system of the vehicle for example the corresponding one
  • Fig. 1 shows schematically a vehicle on a road and a central
  • a vehicle 1 on a road and a central computer unit 2 are shown in a highly simplified manner.
  • the vehicle 1 has an assistance system 3, by means of which the vehicle 1 can be moved in the autonomous ferry mode, with a vehicle user
  • the vehicle 1 has a position determination unit 4, by means of which a current position of the vehicle 1 on a route section can be determined.
  • the position determination unit 4 is integrated in a navigation system 5 of the vehicle 1.
  • the vehicle 1 comprises a communication unit 6, which is connected to the central computer unit 2 via a communication connection K. Data exchange takes place via this communication link K, in particular
  • the autonomously driving vehicle 1 is dependent on a wide range of information from its surroundings in order to be able to implement safe and safe autonomous ferry operation.
  • this information is supplied by a vehicle-side sensor system, not shown, and on the other hand, via data exchange with further vehicles, not shown, and / or the central computer unit 2.
  • the communication link K based on a mobile radio network is in
  • Communication link K as communication restrictions in addition to a location and a number and behavior of users of the
  • an autonomously driving vehicle 1 which obtains information via communication networks, such as a mobile radio network, it is u. U.
  • the vehicle 1 has a
  • Computer unit 2 on the route section that the vehicle 1 travels is informed.
  • the vehicle 1 thus has the option of reacting appropriately depending on the type and spatial-temporal extent of the fault S.
  • the spatial-temporal communication restriction in the form of the disturbance S of the communication connection K is recorded on the basis of an analysis of a
  • Disturbances S can prove to be comparatively long delay times, for example of several seconds of latency, bandwidth limitations, i.e. H. z. B. one
  • the method further provides that, for a large number of vehicles, which are equipped with a position determination unit 4 and a communication unit 6 analogously to the vehicle 1, analysis is carried out, ie evaluated, at which locations and at what times inquiries from these vehicles, ie the communication units 6 this
  • Faults S as a spatial-temporal communication restriction can be caused on the part of the central computer unit 2 by missing requests, in particular in the case of cyclically querying services, such as B. Transport services can be determined.
  • temporal-spatial locations i. H. Areas, determined, missing requests determined.
  • the vehicle 1 can detect the communication restriction in connection with the location, the date and the time and report it to the central computer unit 2.
  • a type and spatial extent of a disturbance S of the communication link K between the vehicle 1 and the central computer unit 2 is transmitted to the vehicle 1 traveling in autonomous ferry operation before it reaches the location of the disturbance S.
  • Computer unit 2 a predetermined length, a request is issued to the vehicle user in the vehicle 1 to take over the driving task of the vehicle 1.
  • the specified length is 10 km.
  • the vehicle 1 automatically comes to a standstill, in particular a safe one
  • the vehicle 1 can be decelerated to a standstill, for example, in such a way that the vehicle 1 is brought to a standstill in its current lane.
  • the vehicle 1 is guided into an outermost right-hand lane or a hard shoulder on the lane and is brought to a standstill there.
  • the autonomous ferry operation is continued with at least one changed operating parameter of the vehicle 1 if the length of the route section on which the
  • a maximum driving speed, a safety distance to be maintained, is or will be an operating parameter for continuing the autonomous ferry operation
  • one or more operating parameters are changed if, for example, for the next 1 km, no data exchange between the vehicle 1 and the central computer unit 2 is possible via which the autonomously driving vehicle
  • Vehicle 1 e.g. B. about a broken vehicle behind a curve, can be informed.
  • Information is subject to uncertainty according to its age.
  • this concerns the age of traffic reports that are subject to uncertainty.
  • the method provides that predicted values, for example the forecast of traffic jams, are called up by the autonomously driving vehicle 1 or are actively transmitted by the central computer unit 2 before the location of the fault S occurs.
  • Services that require comparatively large capacities in the communication network are being prepared for an upcoming communication bottleneck.
  • the preparation is done e.g. B. by filtering the relevant importance of the information, d. H. Data, when collecting map update data or reducing the quality of a video transmission.
  • Communication link K reached, restrictions for the operation of the vehicle 1 at least temporarily applicable to the location are transmitted to the vehicle.
  • a temporary restriction can, for example, be a diesel driving ban on a certain road.
  • the vehicle user of the vehicle 1 is informed about current and / or pending faults S, the type and extent of the fault S being displayed on a display unit of the navigation system 5. For example, the route section with fault S is highlighted in color on a map of the
  • one embodiment of the method provides that the vehicle user is shown an expected point in time at which the communication link K is again available without restriction, i. H. without interference S, can be used.
  • the type and extent of the spatial-temporal disturbance S of the communication link K are taken into account in an operating strategy, in particular if there is no current one
  • a driving behavior of autonomously driving vehicles 1 in an area of a restriction, ie disturbance S of the communication link K, is regulated in such a way that an existing communication capacity is distributed over all vehicles 1 within the area. This is particularly the video quality in data transmission reduced, the data transmission throttled and / or filtered and / or an
  • a digital map is created, in which locations with a lack of vehicle inquiries are marked in terms of time, alternatively or additionally locations with frequent repetition requests are marked on the map.
  • This card can be sent to telecommunications companies as an evaluation in order to improve the mobile network in the short or long term.
  • Vehicles 1 are checked to see whether they correlate with traffic jams. If this is the case, then it is specified that these vehicles 1 make requests to the central computer unit 2 in a larger request interval.
  • the procedure also provides that, in the event of a traffic breakdown in cities, it is determined whether there are problems with the request behavior at the same time
  • Vehicles 1 occur at the central computer unit 2.
  • an activation of the autonomous ferry operation is only permitted if the vehicle 1 is on a route section on which the
  • Communication link K to the central computer unit 2 is undisturbed at least for a predetermined minimum length of the route section.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Fahrzeuges (1), welches zum Datenaustausch über eine Kommunikationsverbindung (K) mit einer zentralen Rechnereinheit (2) verbunden ist, wobei während des autonomen Fährbetriebes eine Aufforderung zur Übergabe einer Fahraufgabe an einen Fahrzeugnutzer ausgegeben wird, wenn mindestens eine Übernahmebedingung erfüllt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Übernahmebedingung erfüllt ist, wenn festgestellt wird, dass auf einem eine vorgegebene Länge überschreitenden Streckenabschnitt, auf welchem sich das Fahrzeug (1) befindet oder welchem sich das Fahrzeug (1) nähert, die Kommunikationsverbindung (K) zu der zentralen Rechnereinheit (2) gestört ist.

Description

Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Fahrzeuges, welches zum Datenaustausch über eine Kommunikationsverbindung mit einer zentralen Rechnereinheit verbunden ist, wobei während des autonomen Fährbetriebes eine Aufforderung zur Übergabe einer Fahraufgabe an einen Fahrzeugnutzer ausgegeben wird, wenn mindestens eine Übernahmebedingung erfüllt ist.
Aus der DE 10 2015 014 139 A1 sind ein Verfahren zum Betreiben einer Abstands- und Geschwindigkeitsregelfunktion eines Fahrzeuges und ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Bei dem Fahrzeug handelt es sich um ein autonom oder hochautomatisiert fahrendes Fahrzeug, wobei mindestens eine
fahrsicherheitserhöhende Maßnahme eingeleitet wird, wenn der Fahrer unaufmerksam ist und wenn mindestens eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Als Bedingungen sind vorgegeben, dass die fahrsicherheitserhöhende Maßnahme eingeleitet wird, wenn sich das Fahrzeug einer hinsichtlich der Streckenführung kritischen Stelle nähert oder sich an einer solchen Stelle befindet, das Fahrzeug sich einer Stelle mit Verkehrsstörungen nähert oder sich an einer solchen Stelle befindet, das Fahrzeug sich einer Stelle mit Sichtbeeinträchtigung nähert oder sich an einer solchen Stelle befindet, das Fahrzeug durch die Abstands- und Geschwindigkeitsregelfunktion beschleunigt wird oder eine Anomalie des Verkehrsflusses in der Fahrzeugumgebung vorliegt.
Darüber hinaus beschreibt die DE 10 2017 009 510 A1 ein Verfahren zur Aktualisierung einer digitalen Karte in einem Fahrzeug. Dabei werden anhand einer innerhalb des Fahrzeuges hinterlegten Netzabdeckungskarte eines Mobilfunkanbieters Gebiete ohne Netzabdeckung ermittelt. Weiterhin wird eine Menge über eine Mobilfunkverbindung von einer zentralen Speichereinheit nachgeladener Kartendaten an einer Fahrzeugposition in Abhängigkeit einer für diese Fahrzeugposition in der Netzabdeckungskarte hinterlegten Netzabdeckung und/oder Datenübertragungsrate variabel gesteuert. Zudem offenbart die DE 10 2014 014 120 A1 ein Verfahren zum autonomen Betreiben eines Fahrzeuges auf einer vorausliegenden Fahrstrecke. Das Verfahren sieht vor, dass der autonome Fährbetrieb des Fahrzeuges nur dann zugelassen wird, wenn für eine vorgegebene Streckenlänge der vorausliegenden Fahrstrecke eine oder eine Gruppe vorgegebener Bedingungen erfüllt ist/sind. Als Bedingungen sind vorgegebenen, dass auf mindestens einer Seite einer aktuellen Fahrbahn des Fahrzeuges eine bauliche Trennung vorhanden ist, eine Fahrspur des Fahrzeuges eines Mindestspurbreite aufweist, keine die Reichweite von Umgebungserfassungssensoren wesentlich einschränkende Kuppen und Senken vorhanden sind, die Anzahl der Fahrspuren sich nicht ändert, kein Tunnel vorhanden ist, kein Gebäude auf der Fahrbahn vorhanden ist, kein Autobahnkreuz vorhanden ist, ein Krümmungsradius der Fahrspur des Fahrzeuges größer ist als ein vorgegebener Grenzwert, keine Verkehrsstörung vorliegt, keine Verkehrsmeldung über Gefahrensituationen vorliegen und keine Verkehrsmeldung über das Vorhandensein von Baustellen vorliegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Fahrzeuges anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Fahrzeuges, welches zum
Datenaustausch über eine Kommunikationsverbindung mit einer zentralen Rechnereinheit verbunden ist, sieht vor, dass während des autonomen Fährbetriebes eine Aufforderung zur Übernahme einer Fahraufgabe an einen Fahrzeugnutzer ausgegeben wird, wenn mindestens eine Übernahmebedingung erfüllt ist. Erfindungsgemäß ist die
Übernahmebedingung erfüllt, wenn festgestellt wird, dass auf einem eine vorgegebene Länge überschreitenden Streckenabschnitt, auf welchem sich das Fahrzeug befindet oder welchem sich das Fahrzeug nähert, die Kommunikationsverbindung zu der zentralen Rechnereinheit gestört ist.
Durch Anwendung des Verfahrens kann die Verkehrssicherheit erhöht werden, da sofern eine momentane und/oder bevorstehende Störung der Kommunikationsverbindung erfasst wird, die Aufforderung zur Übernahme der Fahraufgabe ausgegeben wird. Die Fahraufgabe wird dann von dem Fahrzeugnutzer ausgeführt, wobei hierzu abrufbare Informationen der zentralen Rechnereinheit nicht zwingend erforderlich sind.
Reagiert der Fahrzeugnutzer nicht auf die Aufforderung zur Übernahme der Fahraufgabe, wird automatisch veranlasst, dass das Fahrzeug im autonomen Fährbetrieb in einen sicheren Stillstand, beispielsweise auf einem Seitenstreifen einer Fahrbahn des
Fahrzeuges, versetzt wird.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Aktivierung des autonomen
Fährbetriebes nur dann zugelassen, wenn sich das Fahrzeug auf einem
Streckenabschnitt befindet, auf dem die Kommunikationsverbindung zu der zentralen Rechnereinheit zumindest für eine vorgegebene Mindestlänge des Streckenabschnittes ungestört ist. Somit kann weitestgehend sichergestellt werden, dass ein Austausch erforderlicher Informationen zwischen dem Fahrzeug und der zentralen Rechnereinheit, insbesondere zum autonomen Fährbetrieb des Fahrzeuges, möglich ist.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der autonome Fährbetrieb mit mindestens einem geänderten Betriebsparameter des Fahrzeuges fortgesetzt wird, wenn die Länge des Streckenabschnittes, auf dem die Kommunikationsverbindung gestört ist, die vorgegebene Länge unterschreitet. Das Fahrzeug kann somit also in einen
Sicherheitsmodus versetzt werden, bis die Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und der zentralen Rechnereinheit wieder ungestört ist.
Als Betriebsparameter werden bzw. wird beispielsweise eine maximale
Fahrgeschwindigkeit, ein einzuhaltender Sicherheitsabstand und/oder eine Vorgabe zur Zulassung zumindest eines Fahrmanövers geändert, wodurch das Fahrzeug im
Sicherheitsmodus betrieben wird, bis die Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und der zentralen Rechnereinheit wieder hergestellt ist.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird eine räumlich-zeitliche Störung der
Kommunikationsverbindung durch Analyse eines Anfrageverhaltens von Fahrzeugen an die zentrale Rechnereinheit ermittelt. Somit basiert die Ermittlung auf realen Daten, so dass die Sicherheit in Bezug auf die Störung der Kommunikationsverbindung
vergleichsweise hoch ist. Zur Sicherstellung einer aussagekräftigen Prognose in Bezug auf eine Störung der Kommunikationsverbindung wird für eine Vielzahl von Fahrzeugen ausgewertet, an welchen Orten und zu welchen Zeiten Anfragen dieser Fahrzeuge an die zentrale Rechnereinheit die zentrale Recheneinheit erreicht haben. Somit kann ein
Streckenabschnitt ermittelt werden, auf welchem eine Erreichbarkeit und somit eine ungestörte Kommunikationsverbindung zwischen Fahrzeugen und der zentralen
Rechnereinheit vorhanden ist, um das Fahrzeug im autonomen Fährbetrieb zu betreiben.
In einer möglichen weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden eine Art und Ausdehnung der räumlich-zeitlichen Störung der Kommunikationsverbindung an das autonom fahrende Fahrzeug übermittelt, bevor das Fahrzeug den Ort der Störung der Kommunikationsverbindung erreicht hat. Dem Fahrzeugnutzer wird dadurch die
Möglichkeit gegeben, sich darauf vorzu bereiten, dass der autonome Fährbetrieb demnächst beendet wird und er die Fahraufgabe übernimmt.
Vor dem Erreichen des Ortes der räumlich-zeitlichen Störung der
Kommunikationsverbindung werden in einer möglichen Weiterbildung an dem Ort zumindest temporär geltende Einschränkungen zum Fährbetrieb des Fahrzeuges an das Fahrzeug übermittelt. Dem Fahrzeug liegen also die Einschränkungen, wie z. B. ein Dieselfahrverbot vor, so dass das Fahrzeug und/oder der Fahrzeugnutzer entsprechend reagieren können bzw. kann.
Um einen Fahrzeugnutzer über eine momentane und/oder bevorstehende Störung der Kommunikationsverbindung zu der zentralen Rechnereinheit in Kenntnis zu setzen, sieht das Verfahren vor, den Fahrzeugnutzer rechtzeitig zu informieren.
Dazu kann in einer Ausbildung vorgesehen sein, dass die Information der momentanen und/oder bevorstehenden Störung zumindest auf einer Anzeigeeinheit eines
Navigationssystems des Fahrzeuges, beispielsweise den entsprechenden
Streckenabschnitt in einer Signalfarbe überlagernd, ausgegeben wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die:
Fig. 1 schematisch ein Fahrzeug auf einer Fahrbahn und eine zentrale
Rechnereinheit.
In der einzigen Figur sind stark vereinfacht ein Fahrzeug 1 auf einer Fahrbahn und eine zentrale Rechnereinheit 2 dargestellt.
Das Fahrzeug 1 verfügt über ein Assistenzsystem 3, mittels dessen das Fahrzeug 1 im autonomen Fährbetrieb bewegt werden kann, wobei ein Fahrzeugnutzer seine
Fahraufgabe im Wesentlichen vollumfänglich an das Assistenzsystem 3 übergibt.
Zudem weist das Fahrzeug 1 eine Positionsbestimmungseinheit 4 auf, mittels welcher eine momentane Position des Fahrzeuges 1 auf einem Streckenabschnitt ermittelbar ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Positionsbestimmungseinheit 4 in ein Navigationssystem 5 des Fahrzeuges 1 integriert.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 1 eine Kommunikationseinheit 6, welche über eine Kommunikationsverbindung K mit der zentralen Rechnereinheit 2 verbunden ist. Über diese Kommunikationsverbindung K erfolgt ein Datenaustausch, insbesondere
Informationsaustausch, zwischen dem Fahrzeug 1 und der zentralen Rechnereinheit 2 und umgekehrt.
Das autonom fahrende Fahrzeug 1 ist auf vielfältige Informationen aus seinem Umfeld angewiesen, um einen sicheren und gefahrlosen autonomen Fährbetrieb realisieren zu können.
Einerseits werden diese Informationen durch eine nicht näher dargestellte fahrzeugseitige Sensorik und andererseits über den Datenaustausch mit nicht gezeigten weiteren Fahrzeugen und/oder der zentralen Rechnereinheit 2 geliefert.
Einige Dienste, die dem Fahrzeug 1 beispielsweise mittels der zentralen Rechnereinheit 2 zur Verfügung gestellt werden, führen zyklische Abfragen, wie z. B. in Bezug auf aktuelle Verkehrsinformationen, durch. Die auf einem Mobilfunknetz basierende Kommunikationsverbindung K ist im
Wesentlichen überwiegend verfügbar, wobei hin und wieder so genannte Funklöcher Vorkommen oder keine Netzabdeckung vorhanden ist.
Störungen S der Kommunikationsverbindung K, insbesondere in Form von Funklöchern und fehlender Netzabdeckung, zu erfassen und zu kartografieren, d. h. in eine Karte aufzunehmen, erweist sich als sinnvoll, wobei die Störungen S der
Kommunikationsverbindung K als Kommunikationseinschränkungen neben einem Ort auch von einer Anzahl und einem Verhalten von Nutzern der
Kommunikationsverbindung K innerhalb einer Funkzelle und damit zeitabhängig sind. Insbesondere für ein autonom fahrendes Fahrzeug 1 , welches Informationen über Kommunikationsnetze, wie beispielsweise ein Mobilfunknetz, bezieht, ist es u. U.
sicherheitsrelevant erforderlich, dass das Fahrzeug 1 über eine
Kommunikationseinschränkung in Form einer Störung S der
Kommunikationsverbindung K zwischen dem Fahrzeug 1 und der zentralen
Rechnereinheit 2 auf dem Streckenabschnitt, den das Fahrzeug 1 befährt, informiert wird. Somit hat das Fahrzeug 1 die Möglichkeit, je nach Art und räumlich-zeitlicher Ausdehnung der Störung S entsprechend zu reagieren.
Um die Störung S der Kommunikationsverbindung K zwischen dem Fahrzeug 1 und der zentralen Rechnereinheit 2 zu erfassen und in Bezug auf den autonomen Fährbetrieb des Fahrzeuges 1 entsprechend zu reagieren, ist ein im Folgenden beschriebenes Verfahren vorgesehen.
Eine Erfassung der räumlich-zeitlichen Kommunikationseinschränkung in Form der Störung S der Kommunikationsverbindung K erfolgt anhand einer Analyse eines
Anfrageverhaltens von Fahrzeugen 1 an die zentrale Rechnereinheit 2.
Störungen S können sich als vergleichsweise große Verzögerungszeiten, beispielsweise von mehreren Sekunden Latenz, Bandbreitenbegrenzungen, d. h. z. B. einer
verhältnismäßig geringen Datenübertragungsrate und/oder bis hin zu einem kompletten Verlust einer Kommunikationsfähigkeit, insbesondere bei einem sogenannten Funkloch, äußern. Das Verfahren sieht weiterhin vor, dass für eine Vielzahl von Fahrzeugen, die analog zum Fahrzeug 1 mit einer Positionsbestimmungseinheit 4 und einer Kommunikationseinheit 6 ausgestattet sind, analysiert, d. h. ausgewertet wird, an welchen Orten und zu welchen Zeiten Anfragen dieser Fahrzeuge, d. h. der Kommunikationseinheiten 6 dieser
Fahrzeuge, die zentrale Rechnereinheit 2 erreicht haben.
Anhand dessen kann ermittelt werden, an welchen Orten einer kontinuierlichen Fahrt eines dieser Fahrzeuge Anfragen dieses Fahrzeugs die zentrale Rechnereinheit 2 nicht erreicht haben.
Störungen S als räumlich-zeitliche Kommunikationseinschränkung können auf Seiten der zentralen Rechnereinheit 2 durch fehlende Anfragen, insbesondere bei zyklisch abfragenden Diensten, wie z. B. Verkehrsdiensten, bestimmt werden.
Mittels einer Analyse, die für alle Fahrzeuge 1 durchgeführt wird, werden zeitlich- räumliche Orte, d. h. Gebiete, bestimmt, fehlender Anfragen bestimmt.
Zusätzlich oder alternativ zu der Bestimmung zeitlich-räumlichen Störungen S von Seiten der zentralen Rechnereinheit 2 kann das Fahrzeug 1 die Kommunikationseinschränkung in Verbindung mit dem Ort, dem Datum und der Uhrzeit erfassen und an die zentrale Rechnereinheit 2 melden.
Auf diese Weise ist es möglich, zusätzlich zu vorhandenen und zumindest teilweise bekannten Störungen S in Form der Funklöcher auch dynamische Störungen S der Kommunikationsverbindung K zu identifizieren. Eine solche dynamische Störung S ergibt sich beispielsweise, wenn ein Netzanbieter keine ausreichende Kapazität entsprechend der Anzahl der Nutzer breitstellen kann, wie z. B. in einem Stau.
Eine Art und räumliche Ausdehnung einer Störung S der Kommunikationsverbindung K zwischen dem Fahrzeug 1 und der zentralen Rechnereinheit 2 wird an das im autonomen Fährbetrieb fahrende Fahrzeug 1 übermittelt, bevor dieses den Ort der Störung S erreicht.
Die Art und eine Länge eines Streckenabschnittes, auf dem die
Kommunikationsverbindung K gestört ist, stellt eine Übernahmebedingung in Bezug auf die Fahraufgabe des Fahrzeuges 1 dar. Überschreitet die Länge des Streckenabschnittes mit Störung S der
Kommunikationsverbindung K zwischen dem Fahrzeug 1 und der zentralen
Rechnereinheit 2 eine vorgegebene Länge, so wird im Fahrzeug 1 eine Aufforderung an den Fahrzeugnutzer ausgegeben, die Fahraufgabe des Fahrzeuges 1 zu übernehmen. Beispielsweise beträgt die vorgegebene Länge 10 km.
Kommt der Fahrzeugnutzer der Aufforderung zur Übernahme der Fahraufgabe nicht nach, wird das Fahrzeug 1 automatisch in den Stillstand, insbesondere einen sicheren
Stillstand, versetzt. Eine Verzögerung des Fahrzeuges 1 bis zum Stillstand kann beispielsweise derart erfolgen, dass das Fahrzeug 1 in seiner momentanen Fahrspur in den Stillstand versetzt wird. Alternativ dazu wird das Fahrzeug 1 auf eine äußerste rechte Fahrspur oder einen Seitenstreifen der Fahrbahn geführt und dort in den Stillstand versetzt.
Der autonome Fährbetrieb wird mit mindestens einem geänderten Betriebsparameter des Fahrzeuges 1 fortgesetzt, wenn die Länge des Streckenabschnittes, auf dem die
Kommunikationsverbindung K gestört ist, die vorgegebene Länge unterschreitet. Das Fahrzeug 1 wird also in einen Sicherheitsmodus versetzt.
Als Betriebsparameter zum Fortsetzen des autonomen Fährbetriebes werden bzw. wird eine maximale Fahrgeschwindigkeit, ein einzuhaltender Sicherheitsabstand, eine
Zeitlücke und/oder eine Vorgabe zur Zulassung zumindest eines Fahrmanövers geändert.
Insbesondere wird ein oder werden mehrere Betriebsparameter geändert, wenn beispielsweise für den nächsten 1 km kein Datenaustausch zwischen dem Fahrzeug 1 und der zentralen Rechnereinheit 2 möglich ist, über den das autonom fahrende
Fahrzeug 1 , z. B. über ein liegengebliebenes weiteres Fahrzeug hinter ein Kurve, informiert werden kann.
Vor dem Eintritt in einen Ort einer Störung S, z. B. in ein Funkloch, abgerufene
Informationen werden entsprechend ihres Alters mit Unsicherheit belegt. Dabei handelt es sich insbesondere um das Alter von Verkehrsmeldungen, die mit Unsicherheit belegt werden. Weiterhin sieht das Verfahren vor, dass vor dem Eintritt in den Ort der Störung S prognostizierte Werte, beispielsweise die Prognose von Staus, vom autonom fahrenden Fahrzeug 1 abgerufen oder aktiv von der zentralen Rechnereinheit 2 übermittelt werden.
Dienste, die vergleichsweise große Kapazitäten im Kommunikationsnetz beanspruchen, werden auf einen bevorstehenden Kommunikationsengpass vorbereitet. Dabei erfolgt die Vorbereitung z. B. durch Filterung entsprechender Wichtigkeit der Informationen, d. h. Daten, beim Sammeln von Kartenaktualisierungsdaten oder Reduktion der Qualität bei einer Videoübertragung.
Bevor das Fahrzeug 1 den Ort der räumlich-zeitlichen Störung S der
Kommunikationsverbindung K erreicht, werden für den Ort zumindest temporär geltende Einschränkungen zum Fährbetrieb des Fahrzeuges 1 an das Fahrzeug übermittelt. Eine solche temporär geltende Einschränkung kann beispielsweise ein Dieselfahrverbot auf einer bestimmten Straße sein.
Der Fahrzeugnutzer des Fahrzeuges 1 wird über momentane und/oder anstehende Störungen S informiert, wobei hierzu die Art und Ausdehnung der Störung S auf einer Anzeigeeinheit des Navigationssystems 5 angezeigt wird. Beispielsweise wird der Streckenabschnitt mit der Störung S farblich hervorgehoben auf einer Karte des
Navigationssystems 5 angezeigt.
Zudem sieht eine Ausführungsform des Verfahrens vor, dass dem Fahrzeug nutzer ein voraussichtlicher Zeitpunkt angezeigt wird, zu dem die Kommunikationsverbindung K wieder ohne Einschränkung, d. h. ohne Störung S, genutzt werden kann.
Handelt es sich bei dem autonom fahrenden Fahrzeug 1 um ein Hybridfahrzeug wird die Art und Ausdehnung der räumlich-zeitlichen Störung S der Kommunikationsverbindung K bei einer Betriebsstrategie berücksichtigt, insbesondere wenn keine aktuellen
Stauinformationen mehr vorliegen.
Ein Fahrverhalten autonom fahrender Fahrzeuge 1 in einem Gebiet einer Einschränkung, d. h. Störung S der Kommunikationsverbindung K, wird derart reguliert, dass eine vorhandene Kommunikationskapazität über alle Fahrzeuge 1 innerhalb des Gebietes aufgeteilt wird. Dazu wird insbesondere die Videoqualität bei der Datenübertragung verringert, die Datenübertragung gedrosselt und/oder gefiltert und/oder ein
Anfrageintervall bei zyklisch abgerufenen Diensten erhöht.
Insbesondere wird eine digitale Karte erstellt, bei welcher zeitlich gesehen Orte mit fehlenden Fahrzeuganfragen markiert werden, wobei alternativ oder zusätzlich Orte mit häufigen Wiederholanfragen in der Karte markiert werden.
Diese Karte kann als Auswertung an Telekommunikationsunternehmen übermittelt werden, um das Mobilfunknetz kurzfristig oder auch langfristig zu verbessern.
Von Seiten der zentralen Rechnereinheit 2 verzeichnete fehlende Anfragen von
Fahrzeugen 1 werden dahingehend überprüft, ob diese mit Staus korrelieren. Trifft dieser Fall zu, so wird vorgegeben, dass diese Fahrzeuge 1 in einem größeren Anfrageintervall Anfragen an die zentrale Rechnereinheit 2 stellen.
Dieses größere Anfrageintervall wird dann auch bei den weiteren Fahrzeugen
angewendet, die den jeweiligen Stau erreichen.
Das Verfahren sieht darüber hinaus vor, dass bei einem Verkehrszusammenbruch in Städten ermittelt wird, ob gleichzeitig Probleme bei einem Anfrageverhalten der
Fahrzeuge 1 an die zentrale Rechnereinheit 2 auftreten.
Darüber hinaus wird eine Aktivierung des autonomen Fährbetriebes nur dann zugelassen, wenn sich das Fahrzeug 1 auf einem Streckenabschnitt befindet, auf dem die
Kommunikationsverbindung K zu der zentralen Rechnereinheit 2 zumindest für eine vorgegebene Mindestlänge des Streckenabschnittes ungestört ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Fahrzeuges (1 ), welches zum Datenaustausch über eine Kommunikationsverbindung (K) mit einer zentralen Rechnereinheit (2) verbunden ist, wobei während des autonomen Fährbetriebes eine Aufforderung zur Übergabe einer Fahraufgabe an einen Fahrzeugnutzer ausgegeben wird, wenn mindestens eine Übernahmebedingung erfüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Übernahmebedingung erfüllt ist, wenn festgestellt wird, dass auf einem eine vorgegebene Länge überschreitenden Streckenabschnitt, auf welchem sich das Fahrzeug (1 ) befindet oder welchem sich das Fahrzeug (1 ) nähert, die
Kommunikationsverbindung (K) zu der zentralen Rechnereinheit (2) gestört ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Aktivierung des autonomen Fährbetriebes nur dann zugelassen wird, wenn sich das Fahrzeug (1 ) auf einem Streckenabschnitt befindet, auf dem die
Kommunikationsverbindung (K) zu der zentralen Rechnereinheit (2) zumindest für eine vorgegebene Mindestlänge des Streckenabschnittes ungestört ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der autonome Fährbetrieb mit mindestens einem geänderten Betriebsparameter des Fahrzeuges (1 ) fortgesetzt wird, wenn die Länge des Streckenabschnittes, auf dem die Kommunikationsverbindung (K) gestört ist, die vorgegebene Länge
unterschreitet.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Betriebsparameter eine maximale Fahrgeschwindigkeit, ein einzuhaltender Sicherheitsabstand und/oder eine Vorgabe zur Zulassung zumindest eines Fahrmanövers geändert werden bzw. wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine räumlich-zeitliche Störung (S) der Kommunikationsverbindung (K) durch Analyse eines Anfrageverhaltens von Fahrzeugen (1 ) an die zentrale
Rechnereinheit (2) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
für eine Vielzahl von Fahrzeugen (1 ) ausgewertet wird, an welchen Orten und zu welchen Zeiten deren Anfragen an die zentrale Rechnereinheit (2) diese erreicht haben.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Art und Ausdehnung der räumlich-zeitlichen Störung (S) der
Kommunikationsverbindung (K) an das autonom fahrende Fahrzeug (1 ) übermittelt wird, bevor das Fahrzeug (1 ) den Ort der Störung (S) der
Kommunikationsverbindung (K) erreicht hat.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem Erreichen des Ortes der räumlich-zeitlichen Störung (S) der
Kommunikationsverbindung (K) an dem Ort zumindest temporär geltende
Einschränkungen zum Fährbetrieb des Fahrzeuges (1 ) an das Fahrzeug (1 ) übermittelt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Fahrzeugnutzer über eine momentane und/oder bevorstehende Störung (S) der Kommunikationsverbindung (K) zu der zentralen Rechnereinheit (2) informiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Information der momentanen und/oder bevorstehenden Störung (S) zumindest auf einer Anzeigeeinheit eines Navigationssystems (5) des Fahrzeuges (1 ) ausgegeben wird.
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