WO2023213362A1 - Verfahren zur steuerung einer kommunikationseinrichtung, kommunikationseinrichtung und fahrzeug mit kommunikationseinrichtung - Google Patents

Verfahren zur steuerung einer kommunikationseinrichtung, kommunikationseinrichtung und fahrzeug mit kommunikationseinrichtung Download PDF

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WO2023213362A1
WO2023213362A1 PCT/DE2023/200073 DE2023200073W WO2023213362A1 WO 2023213362 A1 WO2023213362 A1 WO 2023213362A1 DE 2023200073 W DE2023200073 W DE 2023200073W WO 2023213362 A1 WO2023213362 A1 WO 2023213362A1
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vehicle
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maneuver coordination
collective perception
information
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Ulrich STÄHLIN
Marc Menzel
Sebastian Strunck
Bettina Erdem
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Aumovio Germany GmbH
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Continental Automotive Technologies GmbH
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    • G08G1/161—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication
    • G08G1/163—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication involving continuous checking

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a communication device of a vehicle driving automatically with at least one other vehicle in a convoy of vehicles.
  • the invention further relates to a communication device and a vehicle with such a communication device.
  • vehicles can make information about the vehicle as well as information from the vehicle's surrounding sensors available to other road users via a collective perception message (CPM).
  • the information about the vehicle can be, for example, information about the current driving status (speed, direction, etc.).
  • the information from the surrounding sensors can include the information recorded with the surrounding sensors as well as further information about the sensors, for example the detection range, the resolution or other information that enables a qualitative assessment of the information recorded with the surrounding sensors by the receiver.
  • This information can be used by other road users to react to the other vehicle, for example by adapting their own driving style, or to identify danger spots at an early stage and react to them, even if they are still outside the detection range of their own environmental sensors.
  • the vehicles following a lead vehicle can be informed about danger spots in front of the column of vehicles by the collective perception message of the lead vehicle, so that braking or evasive maneuvers can be initiated at an early stage.
  • collective perception messages can be used in the context of a cooperative adaptive Cruise control (cooperative adaptive cruise control, cooperative-ACC or C-ACC) can be used.
  • vehicles can exchange information about the coordination of driving maneuvers via a so-called maneuver coordination message (MCM).
  • MCM maneuver coordination message
  • This information can include, for example, information about a planned driving route, in particular about planned driving maneuvers, so that driving maneuvers can be coordinated, coordinated with one another and/or carried out together.
  • vehicles with at least some sections of a common route and/or a common destination can join together to form a vehicle group or a convoy of vehicles.
  • platooning or “electronic drawbar”.
  • Vehicles in front can share and/or coordinate information about danger spots or maneuvers to avoid accidents, such as evasive maneuvers or braking maneuvers, with the following vehicles at an early stage, so that they can react more quickly or with a shorter time delay.
  • information about the vehicle convoy can be communicated to other road users via the maneuver coordination messages, for example so that the vehicles in the vehicle convoy are not perceived as individual vehicles, but rather as a closed convoy of vehicles. This can, for example, prevent another road user from getting between the vehicles traveling in the motorcade.
  • a vehicle can join the existing vehicle convoy via the exchange of maneuver coordination messages.
  • Communication between vehicles especially within a convoy of vehicles, in particular the sharing of maneuver coordination messages as well as collective perception messages, requires a large transmission capacity or a large data rate to transmit all the necessary data and information.
  • the transmission capacity or the data rate for transmitting the data is often limited.
  • the object of the invention is to provide a method that enables reliable communication within a vehicle convoy even with a limited transmission capacity or a limited data rate for transmitting information between the vehicles, which enables safe and reliable driving within the vehicle convoy.
  • a method for controlling the communication of a vehicle driving with at least one other vehicle in a vehicle convoy, in particular partially automated or automated is provided, the vehicle being designed to send and receive a maneuver coordination message and a collective perception message.
  • the maneuver coordination message contains information about the coordination of maneuvers.
  • the collective perception message contains information about the vehicle as well as information from the vehicle's surrounding sensors.
  • the invention is based on the considerations that information about the collective perception messages and the maneuver coordination messages can be present multiple times within the vehicle convoy. Safe driving within a convoy of vehicles can also be possible if information is not shared multiple times between individual vehicles. Furthermore, vehicles traveling in a convoy of vehicles can act as a common group in terms of communication with other vehicles. so that not every vehicle in the vehicle convoy has to communicate separately with other road users or provide them with all of the vehicle convoy's information via collective perception messages and/or maneuver coordination messages. It is only necessary that the information about the motorcade is available to all vehicles in the motorcade and to other road users.
  • a convoy of vehicles is considered to be vehicles that drive directly behind each other.
  • Vehicles that follow each other directly i.e. vehicles with no other road user between them, are considered to be traveling “immediately” behind each other.
  • the vehicles can exchange collective perception messages with each other.
  • the vehicles can also exchange maneuver coordination messages and coordinate their driving maneuvers with one another via the maneuver coordination messages.
  • At least one vehicle in the motorcade always sends a collective perception message and/or a maneuver coordination message with an unchanged, i.e. not reduced, transmission rate, so that the information from the motorcade is completely available to the vehicles in the motorcade and also to other road users.
  • This allows for a lower transmission capacity or a lower data rate for exchanging Information between the vehicles in the motorcade must be sufficient, so that a lower transmission capacity or a low data rate is required.
  • a danger spot or an obstacle is first detected by the vehicle in front and communicated to other vehicles via the collective perception message.
  • the following vehicles only detect such an obstacle or danger point with their own environmental sensors with a time delay and/or only when the presence of the obstacle or danger point has already been communicated to the following and other vehicles by the collective perception message of the vehicle in front. It is therefore not necessary that the vehicles following the lead vehicle also make this environmental information available to other vehicles at the full transmission rate, since it can be assumed that this information is predominantly already made available to the convoy of vehicles by the lead vehicle.
  • the transmission rate of the collective perception message can therefore be reduced if the vehicle is preceded by another vehicle that transmits a maneuver coordination message and a collective perception message.
  • the collective perception message is sent unchanged. This means that the original transmission rate is maintained and the collective perception message is made available unchanged to the other vehicles, in particular the other vehicles in the motorcade, since it can be assumed that the lead vehicle is the first vehicle in the motorcade to detect obstacles or danger spots and the other vehicles can inform about it via the collective perception message.
  • Vehicle information in particular environmental information, which is provided by the vehicle
  • the information contained in the collective perception message of the leading vehicle differs, for example containing additional environmental information. If the information of the collective perception message of the leading vehicle differs from the information of the vehicle, either the collective perception message can be sent at the full transmission rate or only the different information in the collective perception message is sent.
  • the vehicles in the vehicle convoy cannot drive as a platoon, but can only follow one another as part of a cooperative adaptive cruise control (cooperative adaptive cruise control - cooperative-ACC or C-ACC), so that no or no matching maneuver coordination messages are sent. In this case, a reduction or adjustment of the maneuver coordination messages is not necessary.
  • a cooperative adaptive cruise control cooperative adaptive cruise control - cooperative-ACC or C-ACC
  • the maneuver coordination message can also be sent depending on the check as to whether the vehicle is connected to another vehicle that is sending a maneuver coordination message and a collective perception message. drives ahead and/or follows.
  • the maneuver coordination message of the at least one other vehicle is checked and the maneuver coordination message is sent depending on whether the maneuver coordination message contained in the maneuver coordination message Information about planned driving maneuvers corresponds at least partially to the planned driving maneuvers of the vehicle.
  • a vehicle in front has the same route and/or the same destination and the driving maneuvers via the maneuver coordination message has. If the vehicle is preceded by another vehicle that sends a maneuver coordination message and a collective perception message, in particular a maneuver coordination message with matching information regarding the destination, the driving route and / or planned driving maneuvers, these vehicles can couple electronically so that they drive as a common vehicle group . In this case, the sending of one's own maneuver coordination message can be reduced because one's own maneuver coordination message matches the maneuver coordination message of the vehicle in front and other road users, in particular the following vehicles, already receive the maneuver coordination message of the leading vehicle.
  • the lead vehicle makes the maneuver coordination message available at a full transmission rate in following vehicles of the vehicle convoy, it is not necessary that all following vehicles also send the maneuver coordination message at a full transmission rate.
  • the following vehicles can reduce the sending of the maneuver coordination message without loss of information to other road users and the following vehicles to reduce the channel load.
  • the maneuver coordination message of the lead vehicle can also contain information about the vehicle convoy, which enables other road users to identify the vehicles in the vehicle convoy and/or to identify the vehicle convoy as a group of vehicles traveling together.
  • the sending of the maneuver coordination message can also be completely suspended.
  • the lead vehicle of the motorcade and the tail vehicle of the motorcade send maneuver coordination messages.
  • the vehicles traveling between the lead vehicle and the trailing vehicle do not transmit their own Maneuver coordination message.
  • these vehicles receive the maneuver coordination message from the lead vehicle, so that it is not necessary to share their own maneuver coordination message with the other vehicles.
  • the trailing vehicle additionally sends a maneuver coordination message, thereby marking the end of the convoy of vehicles, whereby the trailing vehicle can transmit at a reduced transmission rate.
  • Checking whether the vehicle is preceded and/or followed by at least one other vehicle that transmits a maneuver coordination message and a collective perception message may include a distance measurement, wherein the transmission rate of the maneuver coordination message and/or the collective perception message is only reduced if the distance of the at least one other vehicle that sends a maneuver coordination message and a collective perception message falls below at least a threshold value.
  • the distance measurement can also include measuring the distance to several vehicles in front of the convoy of vehicles, so that short-term fluctuations in the distance between the vehicles can be compensated for.
  • a communication device for a vehicle is further provided for sending and receiving a maneuver coordination message and a collective perception message, the maneuver coordination message containing information about the coordination of driving maneuvers and the collective perception message containing information about the vehicle as well as information from the surrounding information recorded with the vehicle's sensors, with the sending of a collective
  • Perception message and / or a maneuver coordination message takes place with at least one of the methods described above.
  • a vehicle is further provided with a communication device for sending and receiving a maneuver coordination message and a collective perception message, the maneuver coordination message containing information about the coordination of driving maneuvers and the collective perception message containing information about the vehicle as well as information from the sensors of the vehicle contains captured environmental information, with the sending of a collective
  • Perception message and / or a maneuver coordination message takes place with at least one of the methods described above.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a convoy of vehicles in which communication is controlled using a method from the prior art
  • Figure 2 is a schematic representation of a column of vehicles; in which the communication is controlled using a method according to the invention.
  • Figure 3 shows a flowchart for controlling the communication of a vehicle in the vehicle convoy from Figure 2.
  • FIG. 1 shows a motorcade 10 with several vehicles 12, 14, 16 moving on a roadway 18.
  • the vehicles follow a common route 20 together, so they have a common destination at least in sections.
  • Each of the vehicles 12, 14, 16 has a controller 22, 24, 26 which controls various vehicle functions, for example navigation, autonomous or semi-autonomous vehicle control or communication with other vehicles.
  • the vehicles also each have a communication device 28, 30, 32 for communicating with other vehicles or devices.
  • Each of the vehicles 12, 14, 16 sends a collective perception message 34, 36, 38.
  • This collective perception message 34, 36, 38 contains information about the vehicle 12, 14, 16 as well as information from the surrounding sensors of the respective vehicle 12, 14, 16.
  • the Collective perception message can be received by the communication devices 28, 30, 32 of the other vehicles 12, 14, 16. These can process the information from the other vehicles 12, 14, 16 contained in the collective perception message 34, 36, 38 and, if necessary, change the driving behavior of their own vehicle depending on this information. If the collective perception message 34, 36, 38 of another vehicle 12, 14, 16 contains, for example, information about danger spots or obstacles, the other vehicles 12, 14, 16 can react to this before the danger zone or obstacle can be detected with their own environmental sensors .
  • each of the vehicles 12, 14, 16 sends a maneuver coordination message 40, 42, 44.
  • This maneuver coordination message 40, 42, 44 contains information about the destination, the planned route 20 of the vehicle 12, 14, 16 and the coordination of driving maneuvers of the vehicles 12, 14, 16. If other vehicles 12, 14, 16 receive such a maneuver coordination message 40, 42, 44, they can, for example, check whether the destination and the planned route 20 match their own destination or route. If this is the case, the vehicles 12, 14, 16 can join together to form a vehicle column 10 by exchanging corresponding information via the maneuver coordination messages 40, 42, 44 and carry out driving maneuvers in a coordinated manner as a vehicle column. If several vehicles 12, 14, 16 have joined together to form such a vehicle convoy 10, driving maneuvers between the vehicles 12, 14, 16 can be coordinated via the maneuver coordination messages 40, 42, 44, so that safe driving is possible within the vehicle convoy 10.
  • speed changes for example braking maneuvers
  • of a vehicle 12, 14 in front can be forwarded to the other vehicles 14, 16 via the maneuver coordination messages 40, 42, so that the following vehicles 14, 16 can react to them without loss of time.
  • the safety distance between the vehicles 12, 14, 16 can be reduced without sacrificing safety.
  • Driving within a vehicle column 10, in which the driving maneuvers are coordinated, for example via the maneuver coordination messages 40, 42, 44, is also referred to as platooning or electronic tiller.
  • the vehicles 12, 14, 16 traveling together in such a platoon behave similarly to a train, with only an electronic coupling being present between the vehicles 12, 14, 16.
  • the driving of the vehicles 12, 14, 16 in the vehicle convoy 10 can also be displayed to other road users via the maneuver coordination message so that they can react to it.
  • driving maneuvers can be planned so that another road user does not get between the vehicles 12, 14, 16 of the vehicle convoy 10.
  • Sending the collective perception messages 34, 36, 38 and the maneuver coordination messages 40, 42, 44 requires a relatively large transmission capacity or a large data rate. Due to official regulations However, depending on the requirements or the large number of road users or other transmission devices, the transmission capacity or the data rate for sending the collective perception messages 34, 36, 38 and the maneuver coordination messages 40, 42, 44 may be limited.
  • the collective perception messages 34, 36, 38 and the maneuver coordination messages 40, 42, 44 are sent as described below (see Figures 2 and 3).
  • a vehicle 12, 14, 16 determines that it is traveling with another vehicle 12, 14, 16 in a motorcade 10, the vehicle 12, 14, 16 checks at which position of the motorcade 10 the vehicle 12, 14, 16 is located .
  • Determining whether the vehicle 12, 14, 16 is in a vehicle convoy 10 is done by receiving and checking the collective perception messages 34, 36, 38 and the maneuver coordination messages 40, 42, 44 of the other vehicles 12, 14, 16.
  • the vehicle 12, 14, 16 can also determine the position of the other vehicles 12, 14, 16 via the received collective perception messages 34, 36, 38 and/or the maneuver coordination messages 40, 42, 44.
  • both the collective perception message 34 and the maneuver coordination message 40 of Vehicle 12 is sent at an unchanged transmission rate (indicated by the solid arrows 34, 40 in Figure 2).
  • the transmission rate of the collective perception messages 36, 38 (characterized by the broken arrows 36, 38).
  • the reduction in the transmission rate of the collective perception messages 36, 38 is based on the idea that the lead vehicle 12 recognizes obstacles or danger spots in front of the other vehicles 14, 16 of the vehicle convoy 10 and also communicates these with the other vehicles 14, 16 via the collective perception message 34 can share with other road users. Since the following vehicles 14, 16 receive the collective perception message 34 of the leading vehicle 12, the transmission rates of the collective perception messages 36, 38 of the following vehicles 14, 16 can be reduced, since it can be assumed that they contain little or no information go beyond the information contained in the collective perception message 34 of the leading vehicle 12.
  • the lead vehicle 12 maintains the transmission rate of the maneuver coordination message 40 (solid arrow 40).
  • the lead vehicle 12 initiates all coordinated maneuvers of the vehicle convoy 10.
  • the maneuver coordination message 40 of the lead vehicle is sent at full transmission rate, so that all following vehicles 14, 16 and other road users can receive it without restrictions.
  • the leading vehicle 12 sends the collective perception message 34 at full transmission rate, which is received by the following vehicles 14, 16.
  • the following vehicles reduce the transmission rate of the collective perception message 34, since the information of the collective perception message 34 of the leading vehicle 12 as well as the information of the own environmental sensors can be sufficient for driving within the vehicle convoy 10.
  • the lead vehicle 12 and the tail vehicle 16 of the vehicle convoy 10 send the maneuver coordination messages 40, 44 at full transmission rate in order to coordinate the vehicle convoy 10 and to make the vehicle convoy 10 recognizable to other road users.
  • Vehicles 14 between the lead vehicle 12 and the trailing vehicle 16 reduce the transmission rate of the maneuver coordination message 42, since the maneuver coordination message 40, 44 ensures sufficient coordination of the driving maneuvers of the vehicles 12, 14, 16 within the vehicle convoy 10 as well as sufficient identification of the vehicle convoy 10 for other road users is possible.
  • Vehicles 14, which are preceded by another vehicle 12 and followed by another vehicle, can also check whether the collective Perception message 36 and/or the maneuver coordination message 42 can be completely adjusted. Furthermore, the tail vehicle 16 of the vehicle convoy 10 can optionally reduce the transmission rate of the maneuver coordination message 44, since this is not needed to coordinate the driving maneuvers with following vehicles.
  • the position of the vehicles 12, 14, 16 within the vehicle convoy 10 is constantly checked, so that the transmission rate can be adjusted if the position of the vehicles 12, 14, 16 changes.
  • the leading vehicle 12 could no longer be recognized as the vehicle 12 in front of the vehicle 14.
  • the vehicle 14 would thus be the new lead vehicle of a vehicle convoy 10 consisting of the vehicles 14, 16 and would accordingly increase the transmission rate of the collective perception message 36 and the maneuver coordination message 42.
  • the vehicle 12 can be identified again as the lead vehicle of the vehicle convoy 10, whereupon the transmission rates of the collective perception messages 34, 36, 38 and the maneuver coordination message then 40, 42, 44 can be adjusted again.
  • the distance to the preceding or following vehicle 12, 14, 16 is determined.
  • the transmission rate of the collective perception messages 34, 36, 38 and/or the maneuver coordination messages 40, 42, 44 is only reduced if the distance to the preceding or following vehicle 12, 14, 16 falls below a defined threshold value. If this threshold is exceeded, the sending rate is increased.
  • the distance measurement to preceding and/or following vehicles 12, 14, 16 can not only be a measurement to the immediate one preceding or following vehicle 12, 14, 16, but rather the distance measurement to all vehicles within the vehicle column 10.
  • the threshold values for the vehicles 12, 14, 16 that are not immediately ahead correspond, for example, to a multiple of the threshold value of the distance of the vehicle immediately ahead or following . This allows minor fluctuations in the distances within the vehicle column 10 to be compensated for.
  • the threshold value for the distance is exceeded for the vehicle 12, 14, 16 immediately ahead or following, but the threshold value for the distance is still maintained for a vehicle further ahead or behind. If this is the case, driving within a convoy of vehicles 10 can continue to be detected even if a threshold value is slightly exceeded.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kommunikationseinrichtung (28, 30, 32) eines mit zumindest einem weiteren Fahrzeug (12, 14, 16) in einer Fahrzeugkolonne (10) insbesondere automatisiert oder teilautomatisiert fahrenden Fahrzeugs (12, 14, 16), wobei das Fahrzeug 12, 14, 16) zum Senden und Empfangen einer Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) und einer kollektiven Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) ausgebildet sind, wobei die Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) Informationen über geplante Fahrmanöver zur Koordination von Fahrmanövern enthält und die kollektive Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) Informationen über das Fahrzeug (12, 14, 16) sowie Informationen der mit den Umfeldsensoren des Fahrzeugs (12, 14, 16) erfasste Umfeldinformationen enthält, mit folgenden Schritten: - Prüfen, ob dem Fahrzeug (12, 14, 16) ein anderes Fahrzeug (12, 14, 16), das eine kollektive Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) sendet, unmittelbar vorausfährt und/oder folgt, und - Versenden der kollektiven Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) in Abhängigkeit von der Prüfung, ob dem Fahrzeug (12, 14, 16) zumindest ein anderes Fahrzeug (12, 14, 16), das eine kollektive Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) sendet, vorausfährt und/oder folgt. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kommunikationseinrichtung (28, 30,32) für ein Fahrzeug (12, 14, 16) sowie ein Fahrzeug (12, 14,16) mit einer solchen Kommunikationseinrichtung, bei die Kommunikationseinrichtung (28, 30, 32) mit einem solchen Verfahren gesteuert wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Steuerung einer Kommunikationseinrichtung, Kommunikationseinrichtung und Fahrzeug mit Kommunikationseinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kommunikationseinrichtung eines mit zumindest einem weiteren Fahrzeug in einer Fahrzeugkolonne automatisiert fahrenden Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kommunikationseinrichtung sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Kommunikationseinrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Kommunikation von Fahrzeugen im Straßenverkehr bekannt. Beispielsweise können Fahrzeuge über eine kollektive Perzeptionsnachricht (Collective Perception Message - CPM) Informationen über das Fahrzeug sowie Informationen der Umfeldsensoren des Fahrzeugs anderen Verkehrsteilnehmern zur Verfügung stellen. Die Informationen über das Fahrzeug können beispielsweise Informationen zum aktuellen Fahrzustand (Geschwindigkeit, Fahrrichtung, etc.) sein. Die Informationen der Umfeldsensoren können die mit den Umfeldsensoren erfassten Informationen sowie weitere Informationen zu den Sensoren umfassen, beispielsweise den Erfassungsbereich, die Auflösung oder andere Informationen, die eine qualitative Beurteilung der mit den Umfeldsensoren erfassten Informationen durch den Empfänger ermöglichen.
Diese Informationen können von anderen Verkehrsteilnehmern genutzt werden, auf das andere Fahrzeug zu reagieren, beispielsweise durch Anpassung der eigenen Fahrweise, oder um frühzeitig Gefahrenstellen zu erkennen und auf diese zu reagieren, auch wenn sich diese noch außerhalb des Erfassungsbereich der eigenen Umfeldsensoren befinden. Beispielsweise können die einem Führungsfahrzeug nachfolgenden Fahrzeuge durch die kollektive Perzeptionsnachricht des Führungsfahrzeugs über Gefahrenstellen vor der Fahrzeugkolonne informiert werden, so dass frühzeitig Brems- oder Ausweichmanöver einleiten können. Beispielsweise können solche kollektive Perzeptionsnachrichten im Rahmen einer kooperativen adaptiven Geschwindigkeitsregelung (cooperative adaptive cruise control, cooperative-ACC oder C-ACC) verwendet werden.
Des Weiteren können Fahrzeuge über eine sogenannte Manöverkoordinationsnachricht (Maneuver Coordination Message - MCM) Informationen zur Koordination von Fahrmanövern austauschen. Diese Informationen können beispielsweise Informationen über eine geplante Fahrroute, insbesondere über geplante Fahrmanöver, umfassen, so dass Fahrmanöver koordiniert, aufeinander abgestimmt und/oder gemeinsam ausgeführt werden können. Beispielsweise können sich Fahrzeuge mit zumindest abschnittsweise gemeinsamer Fahrroute und/oder gemeinsamen Fahrziel zu einem Fahrzeugverband bzw. einer Fahrzeugkolonne zusammenschließen. Ein solches Verfahren ist allgemein unter dem Begriff „Platooning“ oder „elektronische Deichsel“ bekannt.
Insbesondere können durch das Teilen der Informationen zu Fahrmanövern Abstände zwischen den Fahrzeugen reduziert werden. Vorausfahrende Fahrzeuge können Informationen über Gefahrenstellen oder Manöver zur Vermeidung von Unfällen, beispielsweise Ausweichmanöver oder Bremsmanöver, frühzeitig mit den folgenden Fahrzeugen teilen und/oder koordinieren, sodass diese schneller bzw. mit einer geringeren zeitlichen Verzögerung reagieren können.
Des Weiteren können über die Manöverkoordinationsnachrichten anderen Verkehrsteilnehmern Informationen über die Fahrzeugkolonne mitgeteilt werden, beispielsweise, damit die Fahrzeuge der Fahrzeugkolonne nicht als einzelne Fahrzeuge wahrgenommen werden, sondern als geschlossene Fahrzeugkolonne. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass ein anderer Verkehrsteilnehmer zwischen die in der Fahrzeugkolonne fahrenden Fahrzeuge gelangt. Optional kann sich ein Fahrzeug über den Austausch der Manöverkoordinationsnachrichten der bestehenden Fahrzeugkolonne anschließen.
Die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen, insbesondere innerhalb einer Fahrzeugkolonne, insbesondere das Teilen der Manöverkoordinationsnachrichten sowie der kollektiven Perzeptionsnachrichten, erfordert ein großes Übertragungskapazität bzw. eine große Datenrate zur Übertragung aller erforderlichen Daten und Informationen. Die Übertragungskapazität bzw. die Datenrate zur Übertragung der Daten ist aber häufig begrenzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, dass auch bei einer begrenzten Übertragungskapazität bzw. einer begrenzten Datenrate zur Übertragung von Informationen zwischen den Fahrzeugen eine zuverlässige Kommunikation innerhalb einer Fahrzeugkolonne ermöglicht, die ein sicheres und zuverlässiges Fahren innerhalb der Fahrzeugkolonne ermöglicht.
Zu Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren zur Steuerung der Kommunikation eines mit zumindest einem weiteren Fahrzeug in einer Fahrzeugkolonne, insbesondere teilautomatisiert oder automatisiert, fahrenden Fahrzeugs, vorgesehen, wobei das Fahrzeug zum Senden und Empfangen einer Manöverkoordinationsnachricht und einer kollektiven Perzeptionsnachricht ausgebildet ist. Die Manöverkoordinationsnachricht enthält Informationen zur Koordination von Fahrmanöver. Die kollektive Perzeptionsnachricht enthält Informationen über das Fahrzeug sowie Informationen der Umfeldsensoren des Fahrzeugs. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- Prüfen, ob dem Fahrzeug ein anderes Fahrzeug, das eine kollektive Perzeptionsnachricht sendet, unmittelbar vorausfährt und/oder folgt, und
- Versenden der kollektiven Perzeptionsnachricht in Abhängigkeit von der Prüfung, ob dem Fahrzeug zumindest ein anderes Fahrzeug, das eine kollektive Perzeptionsnachricht sendet, vorausfährt und/oder folgt, erfolgt.
Der Erfindung liegt die Überlegungen zugrunde, dass innerhalb der Fahrzeugkolonne über die kollektiven Perzeptionsnachrichten sowie die Manöverkoordinationsnachrichten Informationen mehrfach vorhanden sein können. Ein sicheres Fahren innerhalb der Fahrzeugkolonne kann auch möglich sein, wenn Informationen zwischen den einzelnen Fahrzeugen nicht mehrfach geteilt werden. Des Weiteren können in einer Fahrzeugkolonne fahrende Fahrzeuge bezüglich der Kommunikation mit anderen Fahrzeugen als ein gemeinsamer Verbund auftreten, so dass nicht jedes Fahrzeug der Fahrzeugkolonne separat mit anderen Verkehrsteilnehmern kommunizieren muss bzw. diesen über kollektive Perzeptionsnachrichten und/oder Manöverkoordinationsnachrichten alle Informationen der Fahrzeugkolonne zur Verfügung stellen muss. Es ist lediglich erforderlich, dass die Informationen der Fahrzeugkolonne, für alle Fahrzeuge der Fahrzeugkolonne und für andere Verkehrsteilnehmer, verfügbar sind.
Wird festgestellt, dass sich das Fahrzeug mit einem anderen Fahrzeug in einer Fahrzeugkolonne bewegt, wird die Position des Fahrzeugs innerhalb der Fahrzeugkolonne geprüft. Als Fahrzeugkolonne werden hierbei Fahrzeuge angesehen, die unmittelbar hintereinander fahren. Als „unmittelbar“ hintereinander fahrende Fahrzeuge werden Fahrzeuge angesehen, die sich direkt folgen, also Fahrzeuge, zwischen denen sich kein anderer Verkehrsteilnehmer befindet. Die Fahrzeuge können dabei kollektive Perzeptionsnachrichten untereinander austauschen. Beispielsweise können die Fahrzeuge auch Manöverkoordinationsnachrichten austauschen und ihre Fahrmanöver über die Manöverkoordinationsnachrichten untereinander koordinieren.
In Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugs innerhalb der Fahrzeugkolonne wird also geprüft, ob die kollektive Perzeptionsnachricht und/oder die Manöverkoordinationsnachricht mit einer vollen Senderate gesendet werden müssen oder ob diese Informationen gegebenenfalls durch eines oder mehrere der anderen Fahrzeuge der Fahrzeugkolonne bereits bereitgestellt werden. Ist dies der Fall, kann die Senderate der kollektiven Perzeptionsnachricht und/oder der Manöverkoordinationsnachricht reduziert werden, um die Anzahl der Nachrichten bzw. der ausgetauschten Informationen innerhalb der Fahrzeugkolonne aber auch für andere Verkehrsteilnehmer außerhalb der Fahrzeugkolonne zu reduzieren.
Grundsätzlich sendet aber stets zumindest ein Fahrzeug der Fahrzeugkolonne eine kollektive Perzeptionsnachricht und/oder eine Manöverkoordinationsnachricht mit unveränderter, also nicht reduzierter Senderate, so dass die Informationen der Fahrzeugkolonne für die Fahrzeuge der Fahrzeugkolonne und auch für andere Verkehrsteilnehmer vollständig verfügbar sind. Dadurch kann eine geringere Übertragungskapazität bzw. eine geringere Datenrate zum Austausch von Informationen zwischen den Fahrzeugen der Fahrzeugkolonne ausreichend sein, sodass eine geringere Übertragungskapazität bzw. eine geringe Datenrate benötigt wird.
Beispielsweise kann angenommen werden, dass eine Gefahrenstelle oder ein Hindernis zuerst von dem vorausfahrenden Fahrzeug erfasst und über die kollektive Perzeptionsnachricht anderen Fahrzeugen mitgeteilt wird. Die nachfolgenden Fahrzeuge erfassen ein solches Hindernis oder eine solche Gefahrenstelle mit den eigenen Umfeldsensoren erst zeitverzögert und/oder erst wenn das Vorhandensein des Hindernisses oder der Gefahrenstelle bereits durch die kollektive Perzeptionsnachricht des vorausfahrenden Fahrzeugs den nachfolgenden und anderen Fahrzeugen mitgeteilt wurde. Es ist daher nicht erforderlich, dass die dem Führungsfahrzeuge folgenden Fahrzeuge diese Umfeldinformationen ebenfalls mit der vollen Senderate anderen Fahrzeugen zur Verfügung stellen, da davon auszugehen ist, dass diese Informationen überwiegend bereits vom Führungsfahrzeug der Fahrzeugkolonne zur Verfügung gestellt werden. Die Senderate der kollektiven Perzeptionsnachricht kann deshalb reduziert werden, wenn dem Fahrzeug ein anderes Fahrzeug, das eine Manöverkoordinationsnachricht und eine kollektive Perzeptionsnachricht sendet, vorausfährt.
Ergibt die Prüfung der Position des Fahrzeugs innerhalb der Fahrzeugkolonne, dass das Fahrzeug das Führungsfahrzeug der Fahrzeugkolonne ist, wird die kollektive Perzeptionsnachricht unverändert gesendet. Das heißt, die ursprüngliche Senderate wird beibehalten und die kollektive Perzeptionsnachricht wird den anderen Fahrzeugen, insbesondere den anderen Fahrzeugen der Fahrzeugkolonne, unverändert zur Verfügung gestellt, da davon auszugehen ist, dass das Führungsfahrzeug Hindernisse oder Gefahrenstellen als erstes Fahrzeug der Fahrzeugkolonne erfassen und die anderen Fahrzeuge über die kollektive Perzeptionsnachricht darüber informieren kann.
Optional kann geprüft werden, ob die kollektive Perzeptionsnachricht des
Fahrzeugs Informationen, insbesondere Umfeldinformationen, enthält, die von den in der kollektiven Perzeptionsnachricht des Führungsfahrzeugs enthaltenen Informationen abweichen, beispielsweise zusätzliche Umfeldinformationen enthalten. Weichen die Informationen der kollektiven Perzeptionsnachricht des Führungsfahrzeugs von den Informationen des Fahrzeugs ab, kann entweder die kollektive Perzeptionsnachricht mit der vollen Senderate gesendet werden oder es werden lediglich die abweichenden Informationen in der kollektiven Perzeptionsnachricht versendet.
Beispielsweise können die Fahrzeuge der Fahrzeugkolonne nicht als Platoon fahren, sondern lediglich im Rahmen einer kooperativen adaptiven Geschwindigkeitsregelung (cooperative adaptive cruise control - cooperative-ACC oder C-ACC) einander folgen, sodass keine oder keine übereinstimmenden Manöverkoordinationsnachrichten versendet werden. In diesem Fall ist eine Reduzierung oder eine Anpassung der Manöverkoordinationsnachrichten nicht erforderlich.
Koordinieren die Fahrzeuge zusätzlich im Rahmen einer Fahrzeugkolonne ihre Fahrmanöver über eine Manöverkoordinationsnachricht, beispielsweise wenn die Fahrzeugkolonne ein Platoon bildet, kann auch das Versenden der Manöverkoordinationsnachricht in Abhängigkeit von der Prüfung, ob dem Fahrzeug ein anderes Fahrzeug, das eine Manöverkoordinationsnachricht und eine kollektive Perzeptionsnachricht sendet, vorausfährt und/oder folgt, erfolgen.
Vorzugsweise wird bei Erkennen, dass zumindest ein anderes Fahrzeug, das eine Manöverkoordinationsnachricht und eine kollektive Perzeptionsnachricht sendet, vorausfährt und/oder folgt, die Manöverkoordinationsnachricht des zumindest einen anderen Fahrzeugs geprüft und das Versenden der Manöverkoordinationsnachricht erfolgt in Abhängigkeit davon, ob die in der Manöverkoordinationsnachricht enthaltenen Informationen über geplante Fahrmanöver zumindest teilweise mit den geplanten Fahrmanövern des Fahrzeugs übereinstimmen.
Es wird also geprüft, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug dieselbe Fahrroute und/oder dasselbe Fahrtziel und die Fahrmanöver über die Manöverkoordinationsnachricht hat. Wenn dem Fahrzeug ein anderes Fahrzeug, das eine Manöverkoordinationsnachricht und eine kollektive Perzeptionsnachricht sendet, insbesondere eine Manöverkoordinationsnachricht mit übereinstimmenden Informationen bezüglich des Fahrziels, der Fahrroute und/oder geplanter Fahrmanöver, vorausfährt, können sich diese Fahrzeuge elektronisch koppeln, so dass diese als gemeinsamer Fahrzeugverbund fahren. In diesem Fall kann das Senden der eigenen Manöverkoordinationsnachricht reduziert werden, da die eigene Manöverkoordinationsnachricht mit der Manöverkoordinationsnachricht des vorausfahrenden Fahrzeugs übereinstimmt und andere Verkehrsteilnehmer, insbesondere die nachfolgenden Fahrzeuge, bereits die Manöverkoordinationsnachricht des Führungsfahrzeugs erhalten.
Da das Führungsfahrzeug die Manöverkoordinationsnachricht mit einer vollen Senderate in nachfolgenden Fahrzeugen der Fahrzeugkolonne zur Verfügung stellt, ist es nicht erforderlich, dass alle folgenden Fahrzeuge die Manöverkoordinationsnachricht ebenfalls mit einer vollen Senderate versenden. In diesem Fall können die nachfolgenden Fahrzeuge das Senden der Manöverkoordinationsnachricht ohne Informationsverlust für andere Verkehrsteilnehmer und die nachfolgenden Fahrzeuge reduzieren, um die kanallast zu verringern. Insbesondere kann die Manöverkoordinationsnachricht des Führungsfahrzeugs auch Informationen über die Fahrzeugkolonne enthalten, die es anderen Verkehrsteilnehmern ermöglicht, die Fahrzeuge der Fahrzeugkolonne zu identifizieren und/oder die Fahrzeugkolonne als gemeinsam fahrenden Fahrzeugverbund zu identifizieren.
Fährt dem Fahrzeug ein anderes Fahrzeug der Fahrzeugkolonne voraus und folgt dem Fahrzeug ein weiteres Fahrzeug der Fahrzeugkolonne, kann das Senden der Manöverkoordinationsnachricht auch vollständig ausgesetzt werden.
In dieser Ausführungsform senden lediglich das Führungsfahrzeug der Fahrzeugkolonne und das Schlussfahrzeug der Fahrzeugkolonne Manöverkoordinationsnachrichten. Die zwischen dem Führungsfahrzeug und dem Schlussfahrzeug fahrenden Fahrzeuge senden keine eigene Manöverkoordinationsnachricht. Insbesondere erhalten diese Fahrzeuge die Manöverkoordinationsnachricht vom Führungsfahrzeug, sodass es nicht erforderlich ist, die eigene Manöverkoordinationsnachricht mit den anderen Fahrzeugen zuteilen. Das Schlussfahrzeug sendet zusätzlich eine Manöverkoordinationsnachricht, und markiert damit das Ende der Fahrzeugkolonne, wobei das Schlussfahrzeug hierbei mit einer reduzierten Senderate senden kann. Durch das Senden der Manöverkoordinationsnachrichten durch das Führungsfahrzeug und das Schlussfahrzeug der Fahrzeugkolonne kann für andere Verkehrsteilnehmer eine ausreichende Identifikation der Fahrzeugkolonne ermöglicht werden.
Das Prüfen, ob dem Fahrzeug zumindest ein anderes Fahrzeug, das eine Manöverkoordinationsnachricht und eine kollektive Perzeptionsnachricht sendet, vorausfährt und/oder folgt, kann eine Abstandmessung umfassen, wobei die Senderate der Manöverkoordinationsnachricht und/oder der kollektiven Perzeptionsnachricht nur reduziert wird, wenn der Abstand des zumindest ein anderes Fahrzeug, das eine Manöverkoordinationsnachricht und eine kollektive Perzeptionsnachricht sendet, zumindest einen Schwellwert unterschreitet.
Wird ein Schwellwert überschritten, wird davon ausgegangen, dass es für umgebende Fahrzeug sinnvoll ist, die Botschaft mit erhöhter oder sogar voller Rate zu senden.
Die Abstandsmessung kann auch die Messung des Abstandes zu mehreren vorausfahrenden Fahrzeugen der Fahrzeugkolonne umfassen, sodass kurzzeitige Schwankungen des Abstands der Fahrzeuge untereinander ausgeglichen werden können.
Zur Lösung der Aufgabe ist des Weiteren eine Kommunikationseinrichtung für ein Fahrzeug vorgesehen, zum Senden und Empfangen einer Manöverkoordinationsnachricht und einer kollektiven Perzeptionsnachricht, wobei die Manöverkoordinationsnachricht Informationen zur Koordination von Fahrmanöver einhält und die kollektive Perzeptionsnachricht Informationen über das Fahrzeug sowie Informationen der mit den Sensoren des Fahrzeugs erfasste Umfeldinformationen enthält, wobei das Senden einer kollektiven
Perzeptionsnachricht und/oder einer Manöverkoordinationsnachricht mit zumindest einem der vorstehend beschriebenen Verfahren erfolgt.
Zur Lösung der Aufgabe ist des Weiteren ein Fahrzeug vorgesehen, mit einer Kommunikationseinrichtung zum Senden und Empfangen einer Manöverkoordinationsnachricht und einer kollektiven Perzeptionsnachricht, wobei die Manöverkoordinationsnachricht Informationen zur Koordination von Fahrmanöver einhält und die kollektive Perzeptionsnachricht Informationen über das Fahrzeuge sowie Informationen der mit den Sensoren des Fahrzeugs erfasste Umfeldinformationen enthält, wobei das Senden einer kollektiven
Perzeptionsnachricht und/oder einer Manöverkoordinationsnachricht mit zumindest einem der vorstehend beschriebenen Verfahren erfolgt.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eine Fahrzeugkolonne bei der die Kommunikation mit einem Verfahren aus dem Stand der Technik gesteuert wird,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugkolonne; bei der die Kommunikation mit einem erfindungsgemäßen Verfahren gesteuert wird; und
Figur 3 ein Ablaufdiagramm zur Steuerung der Kommunikation eines Fahrzeugs der Fahrzeugkolonne aus Figur 2.
In Figur 1 ist eine Fahrzeugkolonne 10 mit mehreren Fahrzeugen 12, 14, 16 gezeigt, die sich auf einer Fahrbahn 18 bewegen. Die Fahrzeuge folgen gemeinsam einer gemeinsamen Fahrroute 20, haben also zumindest abschnittsweise ein gemeinsames Fahrtziel. Jedes der Fahrzeuge 12, 14, 16 hat eine Steuerung 22, 24, 26 die verschiedene Fahrzeugfunktionen, beispielsweise eine Navigation, eine autonome oder teilautonome Fahrzeugsteuerung oder eine Kommunikation mit anderen Fahrzeugen, steuert. Die Fahrzeuge haben des Weiteren jeweils eine Kommunikationseinrichtung 28, 30, 32 zur Kommunikation mit anderen Fahrzeugen oder Einrichtungen.
Jedes der Fahrzeuge 12, 14, 16 versendet eine kollektive Perzeptionsnachricht 34, 36, 38. Diese kollektive Perzeptionsnachricht 34, 36, 38 enthält Informationen über das Fahrzeug 12, 14, 16 sowie Informationen der Umfeldsensoren des jeweiligen Fahrzeugs 12, 14, 16. Die kollektive Perzeptionsnachricht kann von den Kommunikationseinrichtungen 28, 30, 32 der andere Fahrzeuge 12, 14, 16 empfangen werden. Diese können die in der kollektiven Perzeptionsnachricht 34, 36, 38 enthaltenen Informationen der anderen Fahrzeuge 12, 14, 16 verarbeiten und gegebenenfalls das Fahrverhalten des eigenen Fahrzeugs in Abhängigkeit von diesen Informationen ändern. Enthält die kollektive Perzeptionsnachricht 34, 36, 38 eines anderen Fahrzeugs 12, 14, 16 beispielsweise Informationen über Gefahrenstellen oder Hindernisse können die anderen Fahrzeuge 12, 14, 16 auf diese bereits reagieren, bevor die Gefahrenstelle oder das Hindernis mit den eigenen Umfeldsensoren erfasst werden kann.
Das weiteren versendet jedes der Fahrzeuge 12, 14, 16 eine Manöverkoordinationsnachricht 40, 42, 44. Diese Manöverkoordinationsnachricht 40, 42, 44 enthält Informationen über das Fahrtziel, die geplante Fahrroute 20 des Fahrzeugs 12, 14, 16 sowie zur Koordinierung von Fahrmanövern der Fahrzeuge 12, 14, 16. Empfangen andere Fahrzeuge 12, 14, 16 eine solche Manöverkoordinationsnachricht 40, 42, 44 können diese beispielsweise prüfen, ob das Fahrtziel sowie die geplante Fahrroute 20 mit dem eigenen Fahrtziel bzw. der eigenen Fahrroute übereinstimmen. Ist dies der Fall, können sich die Fahrzeuge 12, 14, 16 über das Austauschen entsprechender Informationen über die Manöverkoordinationsnachrichten 40, 42, 44 zu einer Fahrzeugkolonne 10 zusammenschließen und Fahrmanöver koordiniert als Fahrzeugkolonne ausführen. Haben sich mehrere Fahrzeuge 12, 14, 16 zu einer solchen Fahrzeugkolonne 10 zusammengeschlossen, können über die Manöverkoordinationsnachrichten 40, 42, 44 Fahrmanöver zwischen den Fahrzeugen 12, 14, 16 koordiniert werden, sodass innerhalb der Fahrzeugkolonne 10 ein sicheres Fahren möglich ist.
Insbesondere können auch Geschwindigkeitsänderungen, beispielsweise Bremsmanöver, eines vorausfahrenden Fahrzeugs 12, 14 an die anderen Fahrzeuge 14, 16 über die Manöverkoordinationsnachrichten 40, 42 weitergeleitet werden, sodass die nachfolgenden Fahrzeige 14, 16 ohne Zeitverlust auf diese reagieren können. Dadurch kann beispielsweise der Sicherheitsabstand zwischen den Fahrzeugen 12, 14, 16 ohne Sicherheitseinbußen reduziert werden.
Das Fahren in einer Fahrzeugkolonne 10 in der die Fahrzeuge 12, 14, 16 selbstständig fahren bzw. verschiedene Fahrziele haben, aber über V2X Nachrichten miteinander kommunizieren, wird auch als cooperative adaptive cruise control (cooperative-ACC oder C-ACC) bezeichnet.
Das Fahren innerhalb einer Fahrzeugkolonne 10, in der die Fahrmanöver, beispielsweise über die Manöverkoordinationsnachrichten 40, 42, 44, koordiniert werden, wird auch als Platooning oder elektronische Deichsel bezeichnet. Für andere Verkehrsteilnehmer verhalten sich die gemeinsam in einem solchen Platoon fahrenden Fahrzeuge 12, 14,16 ähnlich einem Zug, wobei zwischen den Fahrzeugen 12, 14, 16 lediglich eine elektronische Koppelung vorhanden ist.
Das Fahren der Fahrzeuge 12, 14, 16 in der Fahrzeugkolonne 10 kann über die Manöverkoordinationsnachricht auch anderen Verkehrsteilnehmern angezeigt werden, so dass diese darauf reagieren können. Beispielsweise können Fahrmanöver so geplant werden, dass ein anderer Verkehrsteilnehmer nicht zwischen die Fahrzeuge 12, 14, 16 der Fahrzeugkolonne 10 gerät.
Das Versenden der kollektiven Perzeptionsnachrichten 34, 36, 38 sowie der Manöverkoordinationsnachrichten 40, 42, 44 benötigt eine relativ große Übertragungskapazität bzw. eine große Datenrate. Aufgrund von behördlichen Auflagen oder der Vielzahl der Verkehrsteilnehmer oder andere Sendeeinrichtungen kann die Übertragungskapazität bzw. die Datenrate zum Versenden der kollektiven Perzeptionsnachrichten 34, 36, 38 sowie der Manöverkoordinationsnachrichten 40, 42, 44 aber eingeschränkt sein.
Um die versendete Datenmenge zu reduzieren, werden die kollektiven Perzeptionsnachrichten 34, 36, 38 sowie der Manöverkoordinationsnachrichten 40, 42, 44 wie nachfolgend beschrieben versendet (siehe Figuren 2 und 3).
Stellt ein Fahrzeug 12, 14, 16 fest, dass es mit einem anderen Fahrzeug 12, 14,16 in einer Fahrzeugkolonne 10 fährt, prüft das Fahrzeug 12, 14, 16 an welcher Position der Fahrzeugkolonne 10 sich das Fahrzeug 12, 14, 16 befindet.
Das Feststellen, ob sich das Fahrzeug 12, 14,16 in einer Fahrzeugkolonne 10 befindet, erfolgt über den Empfang und die Prüfung der kollektiven Perzeptionsnachrichten 34, 36, 38 sowie der Manöverkoordinationsnachrichten 40, 42, 44 der anderen Fahrzeuge 12, 14, 16. Über die empfangenen kollektiven Perzeptionsnachrichten 34, 36, 38 und/oder die Manöverkoordinationsnachrichten 40, 42, 44 kann das Fahrzeug 12, 14, 16 auch die Position der anderen Fahrzeuge 12, 14, 16 feststellen.
Befindet sich eines der anderen Fahrzeuge 12, 14,16 unmittelbar vor oder hinter dem Fahrzeug 12, 14, 16 und teilen sich diese die kollektiven Perzeptionsnachrichten 34, 36, 38, wird dies als Fahrzeugkolonne 10 erkannt. „Unmittelbar vor oder hinter“ einem andere Fahrzeug 12, 14 ,16 bezeichnet hierbei das direkte Vorausfahren oder Nachfolgen ohne ein weiteres Fahrzeug zwischen den Fahrzeugen 12, 14, 16.
Ergibt die Prüfung der Position des Fahrzeugs 12, 14, 16 innerhalb der Fahrzeugkolonne 10, dass das Fahrzeug 12 das Führungsfahrzeug dieser Fahrzeugkolonne 10 ist, also dem Fahrzeug 12 kein weiteres Fahrzeug der Fahrzeugkolonne 10 vorausfährt, werden sowohl die kollektive Perzeptionsnachricht 34 wie auch die Manöverkoordinationsnachricht 40 des Fahrzeugs 12 mit unveränderter Senderate gesendet (gekennzeichnet durch die durchgezogenen Pfeile 34, 40 in Figur 2).
Ergibt die Prüfung der Position des Fahrzeugs 12, 14, 16 innerhalb der Fahrzeugkolonne 10, dass dem Fahrzeug 14, 16 zumindest ein anderes Fahrzeug 12, 14 der Fahrzeugkolonne 10 vorausfährt, erfolgt eine Reduktion der Senderate der kollektiven Perzeptionsnachrichten 36, 38 (gekennzeichnet durch die unterbrochenen Pfeile 36, 38).
Der Reduktion der Senderate der kollektiven Perzeptionsnachrichten 36, 38 liegt die Überlegung zugrunde, dass das Führungsfahrzeug 12 Hindernisse oder Gefahrenstellen vor den anderen Fahrzeugen 14, 16 der Fahrzeugkolonne 10 erkennt und diese über die kollektive Perzeptionsnachricht 34 mit den anderen Fahrzeugen 14, 16 aber auch mit anderen Verkehrsteilnehmern teilen kann. Da die nachfolgenden Fahrzeuge 14, 16 die kollektive Perzeptionsnachricht 34 des Führungsfahrzeugs 12 empfangen, können die Senderaten der kollektiven Perzeptionsnachrichten 36, 38 der nachfolgenden Fahrzeuge 14, 16 reduziert werden, da davon ausgegangen werden kann, dass diese keine oder nur wenige Informationen enthalten, die über die in der kollektiven Perzeptionsnachricht 34 des Führungsfahrzeugs 12 enthaltenen Informationen hinausgehen.
Des Weiteren behält das Führungsfahrzeug 12 die Senderate der Manöverkoordinationsnachricht 40 bei (durchgezogener Pfeil 40). Das Führungsfahrzeug 12 leitet alle koordinierten Manöver der Fahrzeugkolonne 10 ein. Um dies sicherzustellen, erfolgt das Versenden der Manöverkoordinationsnachricht 40 des Führungsfahrzeug mit voller Senderate, sodass alle nachfolgenden Fahrzeuge 14, 16 sowie andere Verkehrsteilnehmer diese ohne Einschränkungen empfangen können.
Ergibt die Prüfung der Position innerhalb der Fahrzeugkolonne 10 der nachfolgenden Fahrzeuge 14, 16, dass dem Fahrzeug 14 ein weiteres Fahrzeug 16 folgt, wird des Weiteren die Senderate der Manöverkoordinationsnachricht 42 reduziert. Es wird davon ausgegangen, dass nachfolgende Fahrzeuge 14, 16 die Manöverkoordinationsnachricht 40 des Führungsfahrzeug 12 empfangen und somit keine volle Sendeleistung der eigenen Manöverkoordinationsnachricht 42 erforderlich ist.
Ergibt die Prüfung der Position innerhalb der Fahrzeugkolonne 10 der nachfolgenden Fahrzeuge 14, 16, dass dem Fahrzeug 16 kein weiteres Fahrzeug folgt, das Fahrzeug 16 also das Schlussfahrzeug der Fahrzeugkolonne 16 ist, wird die Senderate der Manöverkoordinationsnachricht 44 unverändert aufrechterhalten. Dadurch ist für andere Fahrzeuge, die die Manöverkoordinationsnachricht 44 empfangen, erkennbar, dass sich diese Fahrzeug 16 innerhalb einer Fahrzeugkolonne 10 befindet.
Zusammenfassend sendet also lediglich das Führungsfahrzeug 12 die kollektive Perzeptionsnachricht 34 mit voller Senderate, die von den nachfolgenden Fahrzeugen 14,16 empfangen wird. Die nachfolgenden Fahrzeuge reduzieren die Senderate der kollektiven Perzeptionsnachricht 34, da die Informationen der kollektiven Perzeptionsnachricht 34 des Führungsfahrzeug 12 sowie die Informationen der eigenen Umweltsensoren für ein Fahren innerhalb der Fahrzeugkolonne 10 ausreichen können.
Des Weiteren senden das Führungsfahrzeug 12 sowie der Schlussfahrzeug 16 der Fahrzeugkolonne 10 die Manöverkoordinationsnachrichten 40, 44 mit voller Senderate, um die Fahrzeugkolonne 10 zu koordinieren und die Fahrzeugkolonne 10 für andere Verkehrsteilnehmer erkennbar zu machen. Fahrzeuge 14 zwischen dem Führungsfahrzeug 12 und dem Schlussfahrzeug 16 reduzieren die Senderate der Manöverkoordinationsnachricht 42, da durch die Manöverkoordinationsnachricht 40, 44 eine ausreichende Koordination der Fahrmanöver der Fahrzeuge 12, 14, 16 innerhalb der Fahrzeugkolonne 10 sowie eine ausreichende Kenntlichmachung der Fahrzeugkolonne 10 für andere Verkehrsteilnehmer möglich ist.
Fahrzeuge 14, denen ein anders Fahrzeug 12 vorausfährt und ein anderes Fahrzeug folgt, können auch prüfen, ob das Versenden der kollektiven Perzeptionsnachricht 36 und/oder der Manöverkoordinationsnachricht 42 vollständig eingestellt werden kann. Des Weiteren kann das Schlussfahrzeug 16 der Fahrzeugkolonne 10 optional die Senderate der Manöverkoordinationsnachricht 44 reduzieren, da diese nicht zur Koordinierung der Fahrmanöver mit nachfolgenden Fahrzeugen benötigt wird.
Die Position der Fahrzeuge 12, 14, 16 innerhalb der Fahrzeugkolonne 10 wird hierbei permanent geprüft, sodass die Senderate bei einer Veränderung der Position der Fahrzeuge 12, 14, 16 angepasst werden kann.
Gelangt beispielsweise ein anderer Verkehrsteilnehmer zwischen das Führungsfahrzeug 12 und das nachfolgende Fahrzeug 14, könnte das Führungsfahrzeug 12 nicht mehr als vorausfahrendes Fahrzeug 12 für das Fahrzeug 14 erkannt werden. Das Fahrzeug 14 wäre somit das neue Führungsfahrzeug einer aus den Fahrzeugen 14,16 bestehenden Fahrzeugkolonne 10 und würde dementsprechend die Senderate der kollektiven Perzeptionsnachricht 36 sowie der Manöverkoordinationsnachricht 42 erhöhen.
Sobald sich der andere Verkehrsteilnehmer nicht mehr zwischen dem Führungsfahrzeug 12 und dem nachfolgenden Fahrzeug 14 befindet, kann das Fahrzeug 12 erneut als Führungsfahrzeug der Fahrzeugkolonne 10 identifiziert werden, woraufhin die Senderaten der kollektiven Perzeptionsnachrichten 34, 36, 38 sowie der Manöverkoordinationsnachricht dann 40, 42, 44 erneut angepasst werden.
Zudem wird der Abstand zu dem vorausfahrenden oder nachfolgenden Fahrzeug 12, 14, 16 ermittelt. Die Senderate der kollektiven Perzeptionsnachrichten 34, 36, 38 und/oder der Manöverkoordinationsnachrichten 40, 42, 44 wird nur reduziert, wenn der Abstand zum vorausfahrenden oder nachfolgenden Fahrzeug 12, 14, 16 einen definierten Schwellwert unterschreitet. Wird dieser Schwellwert überschritten, wird die Senderate erhöht.
Die Abstandsmessung zu vorausfahrenden und/oder nachfolgenden Fahrzeugen 12, 14, 16 kann hierbei nicht nur eine Messung zu dem unmittelbar vorausfahrenden oder nachfolgenden Fahrzeug 12, 14, 16 umfassen, sondern die Abstandsmessung zu allen Fahrzeugen innerhalb der Fahrzeugkolonne 10. Die Schwellwerte zu den nicht unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugen 12, 14, 16 entsprechend hierbei beispielsweise einem Vielfachen des Schwellwertes des Abstandes des unmittelbar vorausfahrenden oder nachfolgenden Fahrzeugs. Dadurch können geringfügige Schwankungen der Abstände innerhalb der Fahrzeugkolonne 10 ausgeglichen werden.
Beispielsweise kann es aufgrund von Geschwindigkeitsänderungen dazu kommen, dass für das unmittelbar vorausfahrende oder nachfolgende Fahrzeug 12, 14, 16 der Schwellwert für den Abstand überschritten wird, für ein weiter vorausfahrendes oder weiter nachfolgendes Fahrzeug der Schwellwert des Abstands aber noch eingehalten wird. Ist dies der Fall, kann auch bei geringfügigem Überschreiten eines Schwellwertes weiterhin das Fahren innerhalb einer Fahrzeugkolonne 10 erkannt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Kommunikationseinrichtung (28, 30, 32) eines mit zumindest einem weiteren Fahrzeug (12, 14, 16) in einer Fahrzeugkolonne (10) insbesondere automatisiert oder teilautomatisiert fahrenden Fahrzeugs (12, 14, 16), wobei das Fahrzeug 12, 14, 16) zum Senden und Empfangen einer Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) und einer kollektiven Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) ausgebildet sind, wobei die Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) Informationen zur Koordination von Fahrmanövern enthält und die kollektive Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) Informationen über das Fahrzeug (12, 14, 16) sowie Informationen der Umfeldsensoren des Fahrzeugs (12, 14, 16) erfasste Umfeldinformationen enthält, mit folgenden Schritten:
- Prüfen, ob dem Fahrzeug (12, 14, 16) ein anderes Fahrzeug (12, 14, 16), das eine kollektive Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) sendet, unmittelbar vorausfährt und/oder folgt, und
- Versenden der kollektiven Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) in Abhängigkeit von der Prüfung, ob dem Fahrzeug (12, 14, 16) zumindest ein anderes Fahrzeug (12, 14, 16), das eine kollektive Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) sendet, vorausfährt und/oder folgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Senderate der kollektiven Perzeptionsnachricht (36, 38) reduziert wird, wenn dem Fahrzeug (14, 16) ein anderes Fahrzeug (12, 14), das eine kollektiven Perzeptionsnachricht (34, 36) sendet, vorausfährt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Versenden der Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) in Abhängigkeit von der Prüfung erfolgt, ob dem Fahrzeug (12, 14, 16) ein anderes Fahrzeug (12, 14, 16), das eine übereinstimmende Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) sendet, vorausfährt und/oder folgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen, dass zumindest ein anderes Fahrzeug (12, 14, 16), das eine Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) sendet, vorausfährt und/oder folgt, die Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) des zumindest einen anderen Fahrzeugs (12, 14, 16) geprüft wird, und das Versenden der Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) in Abhängigkeit davon erfolgt, ob die in der Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) enthaltenen Informationen über geplante Fahrmanöver zumindest teilweise mit den geplanten Fahrmanövern des Fahrzeugs (12, 14, 16) übereinstimmen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Senderate der Manöverkoordinationsnachricht (42, 44) zumindest reduziert wird, wenn dem Fahrzeug (14, 16) ein anderes Fahrzeug (12, 14), das eine Manöverkoordinationsnachricht (40, 42) mit übereinstimmenden Informationen über geplante Fahrmanöver sendet, vorausfährt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Senden der Manöverkoordinationsnachricht (42) ausgesetzt wird, wenn dem Fahrzeug (14) ein anderes Fahrzeug (12), das eine Manöverkoordinationsnachricht (40) mit übereinstimmenden Informationen über geplante Fahrmanöver sendet, vorausfährt und ein anderes Fahrzeug (16), das eine Manöverkoordinationsnachricht (44) mit übereinstimmenden Informationen über geplante Fahrmanöver sendet, folgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfen, ob dem Fahrzeug (12, 14, 16) zumindest ein anderes Fahrzeug (12, 14, 16), das eine kollektive Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) und/oder eine Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) mit übereinstimmenden Informationen über geplante Fahrmanöver sendet, vorausfährt und/oder folgt, eine Abstandmessung umfasst, wobei die Senderate der kollektiven Perzeptionsnachricht (36, 38) und/oder der Manöverkoordinationsnachricht (42, 44) nur reduziert wird, wenn der Abstand des zumindest einen anderes Fahrzeugs (12, 14, 16), das eine kollektive Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) und/oder eine Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) mit übereinstimmenden Informationen über geplante Fahrmanöver sendet, zumindest einen Schwellwert unterschreitet. Kommunikationseinrichtung (28, 30, 32) für ein Fahrzeug (12, 14, 16) zum Senden und Empfangen einer kollektiven Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) und einer Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44), wobei die kollektive Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) Informationen über das Fahrzeug (12, 14, 16) sowie Informationen der Umfeldsensoren des Fahrzeugs (12, 14, 16) erfasste Umfeldinformationen enthält, und wobei die Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) Informationen zur Koordination von Fahrmanöver einhält, wobei das Senden der kollektiven Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) und/oder der Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche erfolgt. Fahrzeug (12, 14, 16) mit einer Kommunikationseinrichtung (28, 30, 32) zum Senden und Empfangen einer kollektiven Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) und einer Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44), wobei die kollektive Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) Informationen über das Fahrzeug (12, 14, 16) sowie Informationen der Umfeldsensoren des Fahrzeugs (12, 14, 16) erfasste Umfeldinformationen enthält, und wobei die Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) Informationen zur Koordination von Fahrmanöver einhält, wobei das Senden der kollektiven Perzeptionsnachricht (34, 36, 38) und/oder der Manöverkoordinationsnachricht (40, 42, 44) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 erfolgt.
PCT/DE2023/200073 2022-05-04 2023-04-04 Verfahren zur steuerung einer kommunikationseinrichtung, kommunikationseinrichtung und fahrzeug mit kommunikationseinrichtung Ceased WO2023213362A1 (de)

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DE102022204375.8A DE102022204375B4 (de) 2022-05-04 2022-05-04 Verfahren zur Steuerung einer Kommunikationseinrichtung, Kommunikationseinrichtung und Fahrzeug mit Kommunikationseinrichtung

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