WO2021032357A1

WO2021032357A1 - Assistenzsystem für automatisierte oder autonome fahrzeuge

Info

Publication number: WO2021032357A1
Application number: PCT/EP2020/069260
Authority: WO
Inventors: Ludger Fiege; Rolf Schmid; Hanno WALISCHEWSKI; Alexandra RANZ
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2021-02-25
Also published as: DE102019212622A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Assistenzsystem (1) zur Bereitstellung von Assistenzdaten (AD) für auf öffentlichen Straßen (S1, S2) verkehrende, insbesondere automatisierte oder autonome Fahrzeuge (2). Es umfasst straßenseitig angeordnete Umfeldsensoren (5), die dazu ausgestattet sind, jeweils auf einen dem Umfeldsensor (5) zugeordneten Straßenabschnitt bezogene Umfelddaten (DU) zu erfassen. Ferner umfasst es eine Recheneinheit (7), die dazu ausgebildet ist, aus erfassten Umfelddaten (UD) die Assistenzdaten (AD) zu ermitteln. Des Weiteren umfasst es ein Kommunikationsnetzwerk (8, 8N, 8M), das dazu ausgebildet ist, von der Recheneinheit (7) ermittelte Assistenzdaten (AD) an Fahrzeugsteuerungen (3) von auf dem Straßenabschnitt verkehrenden Fahrzeugen (2) zu übermitteln. Dabei ist eine Fahrzeugsteuerung (3) dazu ausgebildet, übertragene Assistenzdaten (AD) zu Fahrbefehlen für vom jeweiligen Fahrzeug (2) automatisch ausführbare Fahrmanöver zu verarbeiten. Wenn die Assistenzdaten (AD) eine vom Fahrzeug (2) nicht zu überschreitende, maximale Fahrgeschwindigkeit (Vmax) umfassen, wird ein Assistenzsystem bereitgestellt, welches das Risiko von Verkehrsunfällen mit Beteiligung von automatisierten oder autonomen Fahrzeugen vermindert.

Description

Beschreibung

Assistenzsystem für automatisierte oder autonome Fahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf ein Assistenzsystem zur Be reitstellung von Assistenzdaten für auf öffentlichen Straßen verkehrende, insbesondere automatisierte oder autonome Fahr zeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der Entwicklung vom assistierten Fahren, bei dem der Fah rer ständig sein Fahrzeug beherrscht und nur bei bestimmten Fahraufgaben durch einzelne Systeme unterstützt wird, hin zum autonomen Fahren, bei welchem das Fahrzeug selbsttätig und ohne Einwirkung eines Fahrers fährt, unterscheidet man ver schiedene Zwischenschritte automatisierten Fahrens mit zuneh menden Automatisierungsgrad. Beim teilautomatisierten Fahren beherrscht der Fahrer noch ständig sein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug unter definierten Bedingungen selbst die Spur hält, bremst und beschleunigt. Beim hochautomatisierten Fahren darf sich der Fahrer vorübergehend von Fahraufgabe und Verkehr ab wenden; das Fahrzeug fährt in definierten Anwendungsfällen selbsttätig, wobei der Fahrer auf Anforderung durch das Sys tem kurzfristig wieder übernehmen muss. Beim vollautomati sierten Fahren gibt der Fahrer die Fahrzeugführung komplett ab und wird zum Passagier, weil das Fahrzeug Fahrten auf be stimmten Strecken völlig selbstständig bewältigt.

Ein autonomes Fahrzeug umfasst Umfeldsensoren, wie zum Bei spiel Videokameras, Radar- und Lidarsensoren, welche fortwäh rend seine Umgebung erfassen. Durch Sensordatenfusion nimmt das Fahrzeug andere Verkehrsteilnehmer in seiner unmittelba ren Umgebung wahr und verfolgt diese. Das autonome Fahrzeug ist mit einem Positionsbestimmungssystem, etwa einem GPS- Empfänger und Videokameras, ausgestattet, um fortwährend sei ne aktuelle Position auf einer Straße und innerhalb einer Fahrspur zu bestimmen. Aus Umfeld- und Positionsdaten errech net dann das autonome Fahrzeug seine Fahrstrategie und setzt diese automatisch durch Fahrbefehle zum Beschleunigen, Verzö gern und Lenken um. Dabei wird angenommen, dass ein autonomes Fahrzeug alle Gefahrensituationen rechtzeitig erkennt und da rauf reagieren kann.

Dieses Grundprinzip bedingt aber, dass jedes automatisierte oder autonome Fahrzeug seinen eigenen Satz an Umfeldsensoren mitbringt, was die Fahrzeuge teuer und technisch komplex macht. Weiterhin haben die am Fahrzeug angebrachten Umfeld sensoren in der Regel ein begrenztes Sichtfeld, so dass nicht jeder andere Verkehrsteilnehmer rechtzeitig erkannt werden kann.

Aus der Offenlegungsschrift DE 102015 206 439 Al ist daher ein System zum Infrastuktur-geleiteten Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge bekannt. Es umfasst einen oder mehrere Umfeldsensoren, die an einem oder mehreren stationä ren Infrastrukturelementen angeordnet sind. Dabei ist der ei ne oder sind die mehreren Umfeldsensoren dazu ausgebildet, ein jeweiliges Umfeld des oder der Infrastrukturelemente zu erfassen. Das System umfasst einen Prozessor, der ausgebildet ist, basierend auf einer jeweiligen Umfelderfassung des einen oder der mehreren Umfeldsensoren Assistenzdaten für das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge zu ermitteln. Das System um fasst eine Kommunikationsschnittstelle, die ausgebildet ist, die Assistenzdaten an ein oder mehrere autonome Fahrzeuge über ein Kommunikationsnetzwerk zu senden, so dass das oder die mehreren autonomen Fahrzeuge basierend auf den gesendeten Assistenzdaten im jeweiligen Umfeld der Infrastrukturelemente autonom fahren können.

Trotzdem ist die Erkennung von Verkehrsteilnehmern in unüber sichtlichen Straßenkreuzungen oder von sich schnell bewegen den unbekannten Objekten, etwa wenn ein Kind hinter einem parkenden Fahrzeug auf die Straße läuft, für das automati sierte oder autonome Fahrzeug sehr rechenintensiv und in ei nigen Situationen nicht möglich. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Assis- tenzsystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, wel ches das Risiko von Verkehrsunfällen mit Beteiligung von au tomatisierten oder autonomen Fahrzeugen vermindert.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein gattungsgemäßes Assistenz system mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Das Assistenzsystem zur Bereitstellung von Assistenzdaten für auf öffentlichen Straßen verkehrende, insbesondere automatisierte oder autonome Fahrzeuge umfasst straßenseitig angeordnete Umfeldsensoren, eine Recheneinheit und ein Kommunikationsnetzwerk.

Die Umfeldsensoren sind dazu ausgestattet, jeweils auf einen dem Umfeldsensor zugeordneten Straßenabschnitt bezogene Um felddaten zu erfassen. Die Umfeldsensoren können durch Video kameras, Radar-, Lidar-, Ultraschall- und Infrarotsensoren gebildet sein, die an straßenseitig angeordneten, stationären Infrastukturobjekten, wie Masten, Pfosten oder Gebäuden, in stalliert sind. Die Umfeldsensoren sind so angeordnet und ausgerichtet, dass ihr Sichtfeld einen zugeordneten Straßen abschnitt als Überwachungszone abdeckt und Umriss-, Positi- ons-, Abstands- und Bewegungsdaten von Objekten zu erfassen.

Die Recheneinheit ist dazu ausgebildet, aus erfassten Umfeld daten die Assistenzdaten zu ermitteln. Die Recheneinheit kann durch einen oder mehrere, auch verteilt angeordnete, aber wirkverbundene Prozessoren gebildet sein, die mit Speicher einheiten für Daten und Datenverarbeitungsprogramme Zusammen wirken. Insbesondere kommen Bildauswertungsprogramme zum Ein satz, um aus den erfassten Umfelddaten Assistenzdaten für die Fahrzeuge zu bestimmen. Die Recheneinheit kann teilweise mit den Umfeldsensoren in den Infrastrukturobjekten installiert, teilweise aber auch in straßenfernen Rechenzentralen unterge bracht sein. Das Kommunikationsnetzwerk ist dazu ausgebildet, von der Re cheneinheit ermittelte Assistenzdaten an Fahrzeugsteuerungen von auf dem Straßenabschnitt verkehrenden Fahrzeugen zu über mitteln. Dabei ist eine Fahrzeugsteuerung ausgebildet, über tragene Assistenzdaten zu Fahrbefehlen für vom jeweiligen Fahrzeug automatisch ausführbare Fahrmanöver zu verarbeiten. Das Kommunikationsnetzwerk umfasst hierzu fahrzeug- und stra ßenseitige, drahtlose Kommunikationsschnittstellen zur Über tragung der Assistenzdaten.

Erfindungsgemäß umfassen die Assistenzdaten eine vom Fahrzeug nicht zu überschreitende, maximale Fahrgeschwindigkeit. Die Fahrzeugsteuerung vergleicht die aktuell gefahrene mit der übertragenen maximalen Fahrgeschwindigkeit und löst bei deren Überschreitung ein geeignetes Bremsmanöver aus. Durch tempo räre Vorgabe einer Maximalgeschwindigkeit für einen überwach ten Straßenabschnitt wird erreicht, dass Fahrzeuge diesen Straßenabschnitt situationsgerecht und risikoarm passieren können. Die maximale Fahrgeschwindigkeit kann so bemessen werden, dass die Fahrzeugsteuerung rechtzeitig auch auf plötzliche Gefahrensituationen reagieren kann. Die maximale Fahrgeschwindigkeit kann auch Fahrzeugen mit einem niedrige ren Automatisierungsgrad angezeigt werden, so dass insgesamt für den Fahrzeugverkehr auf dem Straßenabschnitt neben einer Gefahrenreduktion auch eine gefahrenunabhängige Verkehrsflus soptimierung erreicht wird. Ist der Fahrzeugverkehr komplett über diese Assistenzdaten steuerbar, kann an Knotenpunkten die maximale Geschwindigkeit auf Null gesetzt werden, was die gleiche Wirkung wie ein Sperrsignal einer Lichtsignalanlage hat. Damit kann bei vollautonomem Fahrzeugverkehr auf stra ßenseitige Signalanlagen und Verkehrszeichen, wie Geschwin- digkeitsbegrenzungen, verzichtet werden.

In einer besonderen Ausführungsart des erfindungsgemäßen As sistenzsystems umfassen die Assistenzdaten eine vom Fahrzeug nicht zu unterschreitende, minimale Fahrgeschwindigkeit.

Durch Vorgabe einer Mindestgeschwindigkeit für eine Fahrspur einer mehrspurigen Straße, kann der Verkehrsfluss beispiels weise bei steigenden Straßen weiter optimiert werden. Wird durch eine Mindest- und eine Maximalgeschwindigkeit ein Ge- schwindigkeitskorridor vorgegeben, führt dies zu einer Ver ringerung der Geschwindigkeitsunterschiede der Fahrzeuge und damit zu einer Vergleichmäßigung des Fahrzeugverkehrs, was der Bildung eines Verkehrsstaus entgegenwirkt.

In einer weiteren besonderen Ausführungsart des erfindungsge mäßen Assistenzsystems sind die Assistenzdaten mit einer räumlich und/oder zeitlich begrenzten Gültigkeit annotiert. Mithilfe derart annotierter Assistenzdaten können Fahrge schwindigkeiten durch das Assistenzsystem gezielt auf geplan ten Straßenabschnitten und während geplanter Zeitabschnitte vorgegeben werden. Beispielsweise sind schlechte Straßenzu stände, Baustellen oder auch Witterungseinflüsse zeitlich und örtlich begrenzt, so dass diesbezügliche Geschwindigkeitsvor gaben des Assistenzsystems sich nicht länger und auch nicht weiter erstecken müssen als erforderlich. Damit kann ein Ein griff in die Autonomie von Fahrzeugen so gering wie möglich gehalten werden.

In einer weiteren besonderen Ausführungsart des erfindungsge mäßen Assistenzsystems umfassen die Assistenzdaten eine Folge von Fahrgeschwindigkeiten für aufeinanderfolgende Straßenab schnitte. Insbesondere bei der Ausfahrt aus einem Straßenab schnitt mit Geschwindigkeitsbegrenzung drohen aufgrund der fahrzeugindividuellen Beschleunigungen zu einer ebenfalls fahrzeugindividuellen Reisegeschwindigkeit mit einhergehenden Spurwechseln Unfälle. Um dem entgegenzuwirken, kann den Fahr zeugen anstelle einer einfachen Aufhebung der maximalen Fahr geschwindigkeit ein Geschwindigkeitsprofil in Form einer Ab folge von Fahrgeschwindigkeiten vorgegeben werden. Diese As sistenzdaten können dem Fahrzeug auch als optionale Geschwin- digkeitsvorgaben ohne direkten Steuerungseingriff angeboten werden. In einer weiteren besonderen Ausführungsart des erfindungsge- mäßen Assistenzsystems ist die Recheneinheit dazu ausgebil det, aus erfassten Umfelddaten eine Verkehrssituation auf dem Straßenabschnitt zu bestimmen und als Assistenzdaten eine der Verkehrssituation zugeordnete Fahrgeschwindigkeit zu übermit teln. Aus den von den Umfeldsensoren erfassten Umfelddaten lassen sich entweder direkt oder durch weitere Verarbeitung eine Verkehrssituation charakterisierende Verkehrsdaten ge winnen, die dann die Basis für eine situationsgerechte Vorga be der Fahrgeschwindigkeit bildet. So können in der Rechen einheit zahlreiche Verkehrssituationen als Referenzdatenbasis hinterlegt werden, welchen jeweils angemessene Fahrgeschwin digkeiten zugeordnet sind. Unter Verkehrssituation sollen hier sämtliche reguläre und störungsbehaftete verkehrliche sowie umweltbedingte Situationen auf dem Straßenabschnitt verstanden werden.

In einer weiteren besonderen Ausführungsart des erfindungsge mäßen Assistenzsystems ist die Recheneinheit dazu ausgebil det, bei der Bestimmung der Verkehrssituation zusätzlich In formationsdaten von weiteren Verkehrsinformationsquellen zu verwenden. Neben den erfassten Umfelddaten eines Straßenab schnittes können als weitere Informationsquellen städtische Verkehrsrechnerzentralen oder Verkehrsmanagementzentralen, in denen eine Vielzahl von Verkehrsdaten und -Informationen etwa von im Straßennetz installierten Verkehrsdetektoren vorlie gen, oder Leitzentralen des öffentlichen Straßen- und schie nengebundenen Personennahverkehrs, in welchen Fahrplandaten oder Echtzeit-Positionsdaten von Fahrzeugen vorliegen, die den Straßenabschnitt kreuzen oder diesen abschnittsweise mit benutzen.

In einer weiteren besonderen Ausführungsart des erfindungsge mäßen Assistenzsystems ist die Recheneinheit dazu ausgebil det, bei der Bestimmung der Verkehrssituation eine aktuelle Verkehrsdichte auf dem Straßenabschnitt zu berücksichtigen und der bestimmten Verkehrssituation eine situationsgerechte Fahrgeschwindigkeit zuzuordnen. Als Verkehrsdichte kann im Sinne eines Level-of-Service zwischen freier Fahrt, mäßigem Verkehr, stabilem Verkehrsfluss, ansatzweise zähfließendem Verkehr, zähfließendem Verkehr und Verkehrsstillstand unter schieden werden. Ebenso kann - sofern aus den Umfelddaten oder externen Informationsdaten detektierbar - ein Störereig nis berücksichtigt werden, insbesondere ein Verkehrsunfall, eine Baustelle, eine Engstelle, eine Rettungsgasse oder ein Hindernis, welches durch ein stationäres oder sich in den Straßenabschnitt hineinbewegendes Objekt gebildet sein kann, berücksichtigt werden. Ferner kann bei der Bestimmung der Verkehrssituation berücksichtigt werden, ob im Straßenab schnitt eine Kreuzung mit einer anderen Straße oder einem Schienenweg liegt, für die eine Geschwindigkeitsvorgabe ange messen ist. Außerdem kann ein Straßenzustand des Straßenab schnitts berücksichtigt werden, da beispielsweise ein schlechter Straßenbelag mit Schlaglöchern oder einer Ölspur eine Geschwindigkeitsreduktion nahelegen. Schließlich können Witterungsverhältnisse eine maximale Fahrgeschwindigkeit vor geben, beispielsweise Regen- oder Eisglätte sowie Nebel oder andere Witterungsverhältnisse, die auf die Sicht oder die Qualität der Umfelddaten Einfluss haben. Die der bestimmten Verkehrssituation zugeordnete Fahrgeschwindigkeit kann fest vorgegeben werden oder durch einen Operator konfigurierbar sein.

In einer weiteren besonderen Ausführungsart umfasst das er findungsgemäße Assistenzsystem eine mit dem Kommunikations netzwerk verbindbare fahrzeugseitige Ausgabeeinheit, die dazu ausgebildet ist, Assistenzdaten als von einem Insassen eines Fahrzeugs wahrnehmbare Text-/Bildmitteilung und/oder Sprach- mitteilung einer Verkehrssituation und/oder einer Fahrge schwindigkeit auszugeben. Hierdurch können auch Fahrer von nicht autonomen Fahrzeugen über die bestimmte Verkehrssitua tion und die vorgegebene maximale und ggf. minimale Fahrge schwindigkeit sowie deren Gültigkeit informiert werden, um einen Großteil des Fahrzeugkollektivs mit dem Ziel einer Ge- fahrenreduktion und Verkehrsflussoptimierung beeinflussen zu können. So gelangt eine Stauankündigung sowohl direkt in die Fahrzeugsteuerung als auch in Form einer Mitteilung an einen Fahrer eines Fahrzeugs, der ein Fahrmanöver durch Pedalbetä tigung umsetzt.

In einer weiteren besonderen Ausführungsart des erfindungsge mäßen Assistenzsystems weist das Kommunikationsnetzwerk fahr zeugseitige Empfangseinheiten auf, die zur drahtlosen Nachbe reichskommunikation mit straßenseitig angeordneten Sendeein heiten ausgebildet sind. Die Kommunikation von Recheneinheit zu einem den Straßenabschnitt passierenden Fahrzeug erfolgt von einem straßenseitigen Feldelement per Funk, insbesondere nach einem der Standards ETSI ITS-G5 oder IEEE 802.11p. Die Sendeeinheit kann im oben erwähnten Infrastrukturelement in stalliert sein.

In einer weiteren besonderen Ausführungsart des erfindungsge mäßen Assistenzsystems weist das Kommunikationsnetzwerk fahr zeugseitigen Empfangseinheiten auf, die zur drahtlosen Kommu nikation mit einem Cloud-Dienst ausgebildet sind. Beispiels weise können Assistenzdaten über Datendienste mittels eines der Mobilfunkstandards GSM, LTE oder 5G abgerufen werden.

Weitere Vorteile und Eigenschaften des erfindungsgemäßen As sistenzsystems ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen, in deren

FIG 1 eine Systemarchitektur des erfindungsgemäßen Assis tenzsystems,

FIG 2 ein erstes Anwendungsbeispiel des Assistenzsystems für eine signalisierte Straßenkreuzung,

FIG 3 ein zweites Anwendungsbeispiel des Assistenzsystems für eine nicht signalisierte Straßenkreuzung und

FIG 4 ein Beispiel eines Geschwindigkeits-Weg-Diagramms eines assistierten Fahrzeugs schematisch veranschaulicht sind. Dabei werden in den Figuren für gleiche Bestandteile dieselben Bezugszeichen verwendet.

Ein Assistenzsystem 1 gemäß FIG 1 bis FIG 3 ist geeignet und dazu vorgesehen, Assistenzdaten AD für auf öffentlichen Stra ßen Sl, S2 verkehrende Fahrzeuge 2 bereitzustellen, welche zum automatisierten oder autonomen Fahren eingerichtet sind. Hierzu umfasst das automatisierte oder autonome Fahrzeug 2 eine Fahrzeugsteuerung 3, welche aus bereitgestellten Assis tenzdaten AD Fahrbefehle zum Bremsen und Beschleunigen, gege benenfalls auch zum Einstellen eines Lenkwinkels, generiert, welche vom Fahrzeug 2 automatisch ausgeführt werden. Daneben können auf den Straßen Sl, S2 auch Fahrzeuge 4 ohne oder mit niedrigerem Automatisierungsgrad verkehren, in welchen der Fahrer nach eigenem Ermessen bremst und beschleunigt.

Das Assistenzsystem 1 umfasst fahrzeugexterne, straßenseitig angeordnete Umfeldsensoren 5, die als Videokameras, Radar-, Lidar-, Ultraschall- und/oder Infrarotsensoren ausgebildet sein können. Sie sind in infrastrukturseitigen Feldelementen 6 angeordnet und derart ausgerichtet, dass sie Umfelddaten UD eines zugeordneten Straßenabschnitts erfassen. Als Umfeldda ten UD können Objekte, wie andere Verkehrsteilnehmer und Hin dernisse, und deren Positions- und Bewegungsdaten erfasst werden. In FIG 2 und FIG 3 überwacht ein Umfeldsensor 5 den Kreuzungsbereich der Straßen Sl und S2 und ein weiterer Um feldsensor 5 den Kreuzungsbereich der Straße Sl und eines von einer Straßenbahn 17 befahrenen Schienenwegs G. Die Umfeld sensoren 5 können in geringen Abständen angeordnet sein, wenn ein großer Straßenabschnitt lückenlos überwacht werden soll.

Das Assistenzsystem 1 umfasst ferner eine Recheneinheit 7, um aus den erfassten Umfelddaten UD die Assistenzdaten AD zu er mitteln. Die Recheneinheit kann verteilt angeordnet sein, um dezentrale Vorverarbeitungsschritte der Umfelddaten UD in den Feldelementen 6 und zentrale Endverarbeitungsschritte in Rechnerzentralen durchführen zu können. Das Assistenzsystem 1 umfasst außerdem ein Kommunikations netzwerk 8, um - gegebenenfalls vorverarbeitete - Umfelddaten UD von den Feldelementen 6 an die Recheneinheit 7 zu übertra gen und um umgekehrt Assistenzdaten AD von der Recheneinheit

7 an Fahrzeuge 2, 4 zu übertragen. Das Kommunikationsnetzwerk

8 umfasst hierzu fahrzeug- und straßenseitige, drahtlose Kom munikationsschnittstellen zur Datenübertragung. So weist das Kommunikationsnetzwerk 8 fahrzeugseitige Empfangseinheiten auf, die zur drahtlosen Nachbereichskommunikation 8N nach ei nem der Standards ETSI ITS-G5 oder IEEE 802.11p mit straßen seitig angeordneten Sendeeinheiten ausgebildet sind. Das Kom munikationsnetzwerk 8 kann alternativ oder zusätzlich fahr zeugseitige Empfangseinheiten aufweisen, die zur drahtlosen Mobilfunkkommunikation 8M über einen der Mobilfunkstandards GSM, LTE oder 5G ausgebildet sind. Die Assistenzdaten AD kön nen über einen Cloud-Dienst CD bereitgestellt werden.

Die von der Recheneinheit 7 ermittelten Assistenzdaten AD um fassen Fahrgeschwindigkeiten, die situationsbedingt von Fahr zeugen 2 in einem überwachten Straßenabschnitt einzuhalten sind, um das Unfallrisiko in diesem Straßenabschnitt zu ver mindern und um den Verkehrsfluss darin zu optimieren. So kann eine nicht zu überschreitende, maximale Fahrgeschwindigkeit Vmax oder/und eine nicht zu überschreitende, minimale Fahrge schwindigkeit Vmin als Assistenzdaten AD vorgegeben werden. Die Assistenzdaten AD können mit einer räumlich und/oder zeitlich begrenzten Gültigkeit annotiert werden, so dass die Geschwindigkeitsvorgaben des Assistenzsystems 1 gezielt nur auf definierbaren Straßenabschnitten und während einer plan baren Zeitdauer gültig sind und Autonomieeingriffe so gering wie möglich gehalten werden. So können die Assistenzdaten AD auch eine Folge von Fahrgeschwindigkeiten VI, V2, ..., Vn für aufeinanderfolgende Straßenabschnitte umfassen, um beispiels weise den Fahrzeugverkehr nach Auflösung einer Geschwindig keitsbeschränkung geregelt in den frei fließenden Verkehr zu überführen . Die Fahrzeugsteuerung 3 von automatisierten oder autonomen Fahrzeug 2 setzten diese Geschwindigkeitsvorgaben automatisch um. Zur Verbesserung des Verkehrsflusses und zur weiteren Ri sikoreduktion können die Assistenzdaten AD auch Fahrzeugen 4 ohne oder mit einem niedrigeren Automatisierungsgrad ange zeigt werden. Hierzu umfasst das Assistenzsystem 1 eine mit dem Kommunikationsnetzwerk verbindbare fahrzeugseitige Ausga beeinheit 9. Damit können Assistenzdaten AD von einem Insas sen eines Fahrzeugs 4 in Form einer Text-/Bildmitteilung und/oder Sprachmitteilung wahrgenommen werden.

Die Recheneinheit 7 kann insbesondere dazu ausgebildet sein, aus erfassten Umfelddaten UD eine Verkehrssituation auf dem Straßenabschnitt zu bestimmen und als Assistenzdaten eine der Verkehrssituation zugeordnete Fahrgeschwindigkeit zu übermit teln. So können in der Recheneinheit 7 zahlreiche Verkehrssi tuationen als Referenzdatenbasis hinterlegt werden, welchen jeweils angemessene Fahrgeschwindigkeiten zugeordnet sind. So kann bei der Bestimmung der Verkehrssituation eine aktuelle Verkehrsdichte berücksichtigt werden, wobei zwischen freier Fahrt, mäßigem Verkehr, stabilem Verkehrsfluss, ansatzweise zähfließendem Verkehr, zähfließendem Verkehr und Verkehrs stillstand unterschieden wird. Ebenso können Störereignisse berücksichtigt werden, wie zum Beispiel ein Verkehrsunfall VS1, eine Baustelle, eine Engstelle VS2, eine Rettungsgasse oder ein Hindernis. Ferner kann berücksichtigt werden, ob im Straßenabschnitt S1 eine Kreuzung mit einer anderen Straße S2 oder einem Schienenweg G liegt. Außerdem kann ein Straßenzu stand VS3 des Straßenabschnitts oder Witterungsverhältnisse berücksichtigt werden.

Die Recheneinheit 7 ist dazu ausgebildet, bei der Bestimmung der Verkehrssituation zusätzlich Informationsdaten ID von weiteren Verkehrsinformationsquellen 10, etwa von städtischen Verkehrsrechnerzentralen, von Verkehrsmanagementzentralen, von Leitzentralen des öffentlichen Straßen- und schienenge bundenen Personennahverkehrs oder auch von Wetterdiensten, zu verwenden. So können beispielsweise Fahrplandaten VII oder Weichenzustände VI2 von einer Leitzentrale 10 der Straßenbahn 17 als Informationsdaten ID berücksichtigt werden.

Gemäß FIG 2 und FIG 3 fährt ein automatisiertes oder autono mes Fahrzeug 2 auf der Straße S1 auf eine Kreuzung mit der Straße S2 zu, während vom den Kreuzungsraum überwachenden Um feldsensor 5 eine Verkehrssituation erfasst wird, in der vor dem parkenden Fahrzeug 11 eine Person 12 auf die Straße S1 läuft. Die Recheneinheit 7 übermittelt an das Fahrzeug 2 As sistenzdaten AD, die dem Fahrzeug 2 im Straßenabschnitt sll eine verminderte maximale Fahrgeschwindigkeit von beispiels weise Vmax = 20 km/h auferlegt. Hierdurch kann das Fahrzeug 2 automatisiert oder autonom in Abhängigkeit davon, ob die Per son 12 stehen bleibt oder die Straße S1 überquert, rechtzei tig ein Fahrmanöver ausführen, welches eine Kollision vermei det.

Des Weiteren erfasst der Umfeldsensor 5 eine baustellenbe dingte Engstelle VS2 auf der Straße S1 hinter der Kreuzung. Die Recheneinheit 7 übermittelt Assistenzdaten AD an das Fahrzeug 13 in Form einer maximalen Fahrgeschwindigkeit von Vmax = 30 km/h und mit einer räumlichen Gültigkeit für den Straßenabschnitt sl2, um den Fahrzeugverkehr gleichmäßig und mit vermindertem Unfallrisiko durch die Engstelle VS2 zu lei ten. Die Information über Ort und Zeitraum der baustellenbe dingten Engstelle VS2 kann die Recheneinheit 7 alternativ auch aus einer anderen Verkehrsinformationsquelle 10, bei spielsweise aus einem Baustellenmodul einer Verkehrsmanage mentzentrale, erhalten haben.

Erfasst der Umfeldsensor 5, der den Kreuzungsbereich der Straße S1 mit dem Schienenweg G der Straßenbahn 17 überwacht, oder meldet eine Leitzentrale der Recheneinheit 7, dass sich dieser Kreuzung eine Straßenbahn 17 nähert, dann werden ent sprechende Assistenzdaten AD an Fahrzeuge übermittelt, die sich dieser Kreuzung nähern. Die Assistenzdaten AD können ei- ne reduzierte, maximal erlaubte Fahrgeschwindigkeit umfassen, die beispielsweise auch 0 km/h betragen kann. Die zeitliche Gültigkeit dieser Assistenzdaten wird aufgehoben, sobald er fasst oder gemeldet ist, dass die Straßenbahn 17 die Kreuzung passiert hat.

Im Unterschied zu FIG 3 wird der Verkehr an der Straßenkreu zung gemäß FIG 2 mittels einer Lichtsignalanlage 14 geregelt. Im Falle der nicht signalisierten Kreuzung erfasst der Um feldsensor 5 auf die Kreuzung zufahrende Fahrzeuge 2, 15 und 16 und übermittelt diese Umfelddaten UD an die Recheneinheit 7, in der anhand an der Kreuzung gültiger Vorfahrtsregelungen die Verkehrssituation bestimmt wird. Im Falle gleichberech tigter Straßen S1 und S2 gilt die Rechts-vor-links-Regel, so dass als Assistenzdaten AD den Fahrzeugen 2 und 15 auf den Straßenabschnitten sl3 und s21 verminderte Maximalgeschwin digkeiten oder Haltegebote vorgegeben werden, bis das jeweils von rechts kommende Fahrzeug 16 bzw. 2 die Kreuzung passiert hat.

FIG 4 zeigt ein typisches Geschwindigkeits-Weg-Diagramm eines automatisierten oder autonomen Fahrzeugs 2, in dem nach rechts der vom Fahrzeug 2 zurückgelegte Fahrweg s und nach oben die Fahrgeschwindigkeit v des Fahrzeugs 2 aufgetragen ist. Dem Fahrzeug 2 wurden als Assistenzdaten AD baustellen bedingt für den Straßenabschnitt s31 eine maximale Fahrge schwindigkeit von Vmax = 30 km/h vorgegeben, so dass das Fahrzeug 2 stromauf des Straßenabschnitts s seine Fahrge schwindigkeit v von anfänglich 60 km/h entsprechend verzö gert. Die räumliche Gültigkeit dieser Assistenzdaten AD kann beispielsweise über GPS-Koordinaten oder Referenzmarken des Beginns und Endes des Straßenabschnitts s31 vorgegeben sein. Für den Straßenabschnitt s32 erhält das Fahrzeug 2 dann ver kehrslagebedingt Assistenzdaten AD im Form einer maximalen Fahrgeschwindigkeit von Vmax = 60 km/h, um einen drohenden Verkehrsstau zu verhindern. Zwischen den Straßenabschnitten s31 und s32 liegen keine Autonomieeingriffe seitens des As- sistenzsystems 1 vor, so dass das Fahrzeug 2 nach der Bau stelle erst auf eine Fahrgeschwindigkeit von 90 km/h be schleunigt hat, um später aufgrund einer von Umfeldsensoren 5 erfassten oder von anderen Verkehrsinformationsquellen 10 ge- meldeten dichten Verkehrs auf eine Fahrgeschwindigkeit von 60 km/h zu verzögern.

Claims

Patentansprüche

1. Assistenzsystem (1) zur Bereitstellung von Assistenzdaten (AD) für auf öffentlichen Straßen (Sl, S2) verkehrende, ins besondere automatisierte oder autonome Fahrzeuge (2), umfassend

- straßenseitig angeordnete Umfeldsensoren (5), die dazu aus gestattet sind, jeweils auf einen dem Umfeldsensor (5) zuge ordneten Straßenabschnitt bezogene Umfelddaten (DU) zu erfas sen,

- eine Recheneinheit (7), die dazu ausgebildet ist, aus er fassten Umfelddaten (UD) die Assistenzdaten (AD) zu ermit teln, und

- ein Kommunikationsnetzwerk (8, 8N, 8M), das dazu ausgebil det ist, von der Recheneinheit (7) ermittelte Assistenzdaten (AD) an Fahrzeugsteuerungen (3) von auf dem Straßenabschnitt verkehrenden Fahrzeugen (2) zu übermitteln,

- wobei eine Fahrzeugsteuerung (3) ausgebildet ist, übertra gene Assistenzdaten (AD) zu Fahrbefehlen für vom jeweiligen Fahrzeug (2) automatisch ausführbare Fahrmanöver zu verarbei ten, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Assistenzdaten (AD) eine vom Fahrzeug (2) nicht zu überschreitende, maximale Fahrgeschwindigkeit (Vmax) umfas sen.

2. Assistenzsystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Assistenz daten (AD) eine vom Fahrzeug (2) nicht zu unterschreitende, minimale Fahrgeschwindigkeit (Vmin) umfassen.

3. Assistenzsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die As sistenzdaten (AD) mit einer räumlich und/oder zeitlich be grenzten Gültigkeit annotiert sind.

4. Assistenzsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprü che, wobei die Assistenzdaten (AD) eine Folge von Fahrge- schwindigkeiten (VI, V2, ..., Vn) für aufeinanderfolgende Stra ßenabschnitte umfassen.

5. Assistenzsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprü che, wobei die Recheneinheit (7) dazu ausgebildet ist, aus erfassten Umfelddaten (UD) eine Verkehrssituation (VS1, VS2, VS3) auf dem Straßenabschnitt zu bestimmen und als Assistenz daten (AD) eine der Verkehrssituation (VS1, VS2, VS3) zuge ordnete Fahrgeschwindigkeit zu übermitteln.

6. Assistenzsystem (1) nach Ansprüche 5, wobei die Rechenein heit (7) dazu ausgebildet ist, bei der Bestimmung der Ver kehrssituation (VS1, VS2, VS3) zusätzlich Informationsdaten (ID) von weiteren Verkehrsinformationsquellen (10) zu verwen den.

7. Assistenzsystem (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Re cheneinheit (7) dazu ausgebildet ist, bei der Bestimmung der Verkehrssituation

- eine aktuelle Verkehrsdichte und/oder

- ein Störereignis, insbesondere einen Verkehrsunfall (VS1), eine Baustelle, eine Engstelle (VS2), eine Rettungsgasse, ein Hindernis und dergleichen, und/oder

- eine Kreuzung mit einer anderen Straße oder einem Schienen weg und/oder

- einen Straßenzustand (VS3) und/oder

- Witterungsverhältnisse auf dem Straßenabschnitt zu berücksichtigen und der bestimm ten Verkehrssituation (VS1, VS2, VS3) eine situationsgerechte Fahrgeschwindigkeit zuzuordnen.

8. Assistenzsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprü che, umfassend eine mit dem Kommunikationsnetzwerk (8, 8N,

8M) verbindbare fahrzeugseitige Ausgabeeinheit (9), die dazu ausgebildet ist, Assistenzdaten (AD) als von einem Insassen eines Fahrzeugs (2, 4) wahrnehmbare Text-/Bildmitteilung und/oder Sprachmitteilung einer Verkehrssituation (VS1, VS2, VS3) und/oder einer Fahrgeschwindigkeit auszugeben.

9. Assistenzsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprü- che, wobei das Kommunikationsnetzwerk fahrzeugseitige Emp fangseinheiten aufweist, die zur drahtlosen Nachbereichskom munikation (8N) mit straßenseitig angeordneten Sendeeinheiten ausgebildet sind.

10. Assistenzsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprü che, wobei das Kommunikationsnetzwerk fahrzeugseitigen Emp fangseinheiten aufweist, die zur drahtlosen Mobi1funkkommuni- kation (8M) mit einem Cloud-Dienst (CD) ausgebildet sind.