WO2024088680A1 - Verfahren und system zum koordinieren von autonomen fahrzeugen in wenigstens einem verkehrsbereich - Google Patents

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WO2024088680A1
WO2024088680A1 PCT/EP2023/076713 EP2023076713W WO2024088680A1 WO 2024088680 A1 WO2024088680 A1 WO 2024088680A1 EP 2023076713 W EP2023076713 W EP 2023076713W WO 2024088680 A1 WO2024088680 A1 WO 2024088680A1
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traffic
area
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electronic computing
trajectory
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PCT/EP2023/076713
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Georg FLOERCHINGER
Lukas Heinen
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method according to patent claim 1 and a system according to patent claim 10, which serve to coordinate autonomous vehicles in at least one traffic area.
  • EP 2 911 926 B1 shows a method for coordinating the operation of fully automated motor vehicles.
  • DE 11 2019 000279 T5 shows controlling autonomous vehicles based on safe arrival times.
  • DE 102015 007 531 B3 shows a method for traffic control in a parking environment.
  • driverless transport vehicles are known from the general state of the art, which are used in particular in the context of the manufacture of products, for example in motor vehicle construction, to transport goods - for example components - for the manufacture of the products.
  • Such driverless transport vehicles form an autonomously driving vehicle.
  • autonomously driving vehicles will also be increasingly common in general road traffic in the future.
  • the object of the present invention is to provide a method and a system for coordinating autonomous vehicles in at least one traffic area, by means of which a particularly advantageous traffic flow of the autonomous vehicles can be realized at least in the at least one traffic area.
  • a first aspect of the invention relates to a method for coordinating autonomous vehicles in or at at least one traffic area, for example an intersection area.
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • a first trajectory planned by a first of the autonomous vehicles is received by means of a central electronic computing device.
  • a second trajectory planned by a second of the autonomous vehicles is received by the central electronic computing device.
  • a first area requirement of the first autonomous vehicle along its first planned trajectory and a second area requirement of the second autonomous vehicle along its second planned trajectory are determined, each in particular by the central electronic computing device.
  • a fourth step if the central computing device determines that the two space requirements at least partially overlap with the planned trajectories in the at least one traffic area, the first autonomous vehicle or the second autonomous vehicle is prioritized by the central electronic computing device. Furthermore, the prioritized autonomous vehicle is given permission to enter, i.e. at least to enter or in particular to drive through, the traffic area. Furthermore, the non-prioritized vehicle is not given permission and its planned trajectory is therefore not temporarily interrupted due to the non-permission to enter the traffic area.
  • the autonomous vehicle can be, in particular, a tugger train or a smart robot platform in a production area or, alternatively, a motor vehicle, such as an autonomously driving passenger car.
  • the respective autonomous vehicle is, for example, a floor-bound, driverless transport vehicle that travels along the respective trajectory and, for example, along a floor, i.e. on a floor.
  • the respective autonomous vehicle can basically move freely in space or freely along the ground.
  • the respective reception of the trajectory can be understood as the respective registration, in particular log-in, of the vehicle at the central system, which is formed at least by the central electronic computing device.
  • This central system or electronic computing device is to be understood in particular as central traffic control, particularly for the traffic sector.
  • the numbering of the steps does not necessarily indicate a corresponding chronological order of the steps, but serves in particular to clearly address the steps.
  • a first trajectory of the first vehicle calculated by a first of the autonomous vehicles itself or at least specified by it is received by means of the electronic computing device.
  • the electronic computing device thus receives the first trajectory of the first vehicle, with the first autonomous vehicle calculating the trajectory itself or at least specifying it.
  • the first autonomous vehicle comprises its own first mobile electronic computing device, by means of which the first vehicle calculates the first trajectory. If the first autonomous or thus driverless vehicle drives along the first trajectory, the first mobile computing device of the first vehicle can be moved relative to the central electronic computing device.
  • the second vehicle can in particular have a second mobile electronic computing device, which can also move relative to the central computing device.
  • the mobile electronic computing devices are thus separate, individual computing devices, which can be provided in addition to the central electronic computing device and are designed separately from it.
  • the respective electronic computing device has a communication module or is connected to a communication device, so that at least the respective electronic Computing devices can each communicate with the central electronic computing device, i.e. can exchange data that describes the trajectory, for example.
  • the communication device is designed in particular such that a wireless or, in particular, wireless transmission of data between individual computing devices can be provided.
  • a respective area requirement or space requirement for the respective vehicle is determined by means of the central electronic computing device, whereby the respective area requirement can be understood, for example, to mean that a first area along the first trajectory is determined, whereby, for example, the first autonomous vehicle moves or would move through the first area on its way along the first trajectory, and in the first area, if the first autonomous vehicle drives or would drive along the first trajectory, takes up space or in particular floor space in the area according to its base area at a certain point in time.
  • Corresponding statements on the first area requirement apply analogously to the second area requirement.
  • the respective vehicle thus takes up or takes up the respective area requirement or the associated area if it drives or would drive along the respective trajectory.
  • the area requirement can be viewed, for example, as a time-dependent area corridor through which the respective autonomous vehicle drives or would drive if it drives or would drive along its respective trajectory.
  • the fourth step determines how the space requirements, in particular in the form of the areas or driving surface, at least partially overlap each other, i.e. intersect and/or at least partially lie within each other. Based on this overlap, a criterion is created which enables one of the vehicles to be prioritized, which then receives approval to drive into or through the traffic area based on its registration. Approval is given via the respective communication devices of the electronic computing device of the autonomous vehicles. If there are other road users, such as manually driven passenger cars, in or near the traffic area, approval can be given by means of a signal, for example a light signal in the form of a traffic light in the traffic area.
  • a particularly advantageous traffic flow can be realized, for example in the form of a high throughput of vehicles at least in the at least one traffic area, which can be, for example, an intersection, a driveway, a fire door, a barrier or the like.
  • the invention can also avoid blockages or back-up situations of the autonomous vehicles known as deadlocks if, for example, driverless transport vehicles are used as autonomous vehicles in transport facilities that have bottlenecks, one-way streets or the like.
  • the prioritization of the first autonomous vehicle or the second autonomous vehicle is carried out on the basis of a predetermined set of rules stored in the central electronic computing device.
  • rules or instructions are stored in the electronic computing device, based on which the central electronic computing device can select which of the at least two autonomous vehicles, i.e. the first autonomous vehicle or the second autonomous vehicle, is prioritized for clearance to enter or drive through the traffic area.
  • One rule can be, for example, that the vehicle may only enter if it does not obstruct any other vehicle.
  • Another rule can, for example, represent the arrival time depending on the planned trajectory at the traffic area.
  • Another set of rules can, for example, be based on conventional traffic rules. For example, if the traffic area is designed as an intersection, a simple right-before-left rule can apply to entering the intersection area. This gives the method the advantage of obtaining a predetermined and, in particular, fair or necessary prioritization of the vehicles in an efficient manner.
  • the clearance for driving is made by a signal which is transmitted to the prioritized vehicle and/or by a traffic element, such as a traffic light, in the traffic area.
  • a signal is generated or provided by the central electronic computing device which can be received by the prioritized autonomous vehicle and/or by the non-prioritized autonomous vehicle in order to enable the prioritized vehicle to enter the traffic area.
  • the traffic element is in particular a device assigned to the traffic area that can influence the flow of traffic there.
  • the traffic element can be, for example, a barrier, a traffic light, a gate or the like.
  • the traffic element has, for example, its own electronic computing device or at least a control device that can receive a signal from the central electronic computing device or output a further signal for the autonomous vehicles, for example by means of a communication device. This has the advantage that the release can be carried out particularly advantageously.
  • the central electronic computing device if it is determined by means of the central electronic computing device that the prioritized autonomous vehicle has driven along its planned trajectory in such a way that there is no overlap in the area requirements, the central electronic computing device gives the other autonomous vehicle permission to enter the traffic area.
  • the area requirements of the prioritized vehicle when entering the traffic area allow a clearance to be issued for the other or not yet prioritized autonomous vehicle at least from a certain point in time without the areas overlapping. It can be the case that the length of each vehicle is known, for example depending on the speed, and the area corridor is occupied in such a way that the clearance can be given to the other autonomous vehicle.
  • At least one surrounding area adjacent to the traffic area and, in particular, in the case of at least two traffic areas, located between the two traffic areas, is taken into account during the release.
  • the area of the surrounding area is taken into account, for example.
  • the surrounding area can include a road or a path, which in particular has a certain length, and which borders, for example, a traffic area designed as an intersection.
  • the releases then take place, for example, as long as an area or area requirement in the surrounding area is larger than the area requirement of all vehicles driving through the traffic area into the surrounding area as a result of the respective release. Vehicles.
  • a state of a traffic element or the traffic element of the traffic area is determined and the release also takes place depending on this determined state.
  • the state of the traffic element is recorded by the central electronic computing device. If the traffic element is a barrier, for example, it is determined whether it is currently closed or open. Depending on this state, the release to drive into the traffic area is then given. If the barrier is closed and this forms at least part of the traffic area, the prioritized autonomous vehicle cannot currently be released. This has the advantage that driving into the respective traffic area can be made possible in a particularly advantageous manner.
  • one of the previously disregarded autonomous vehicles is prioritized based on a time interval.
  • a time interval which in particular describes a waiting time.
  • the so-called first-in, first-out principle can be applied, for example. This has the advantage that it can be guaranteed that every autonomous vehicle is allowed to enter or cross the traffic area after a certain time, even if this could not be easily prioritized based on the rules, for example.
  • a release is issued to the first and the second vehicle.
  • the central electronic computing device checks or determines whether, in the case of autonomous vehicles which in particular travel in the same direction or at least want to travel in the same direction through the traffic area, a timing of the trajectories is possible in such a way that a simultaneous release to drive on.
  • a convoy can be realized or several vehicles in a convoy can be cleared to drive on at least some of the time at the same time.
  • the prioritization or the release is updated.
  • the autonomous vehicle can be equipped with sensors, in particular environmental sensors, which detect the surroundings of the vehicle, so that the vehicle can independently perceive or detect other road users, for example a motor vehicle. If a motor vehicle unknown to the system or the electronic computing device is detected, the autonomous vehicle that has detected the road user can change this trajectory, in particular if its detection has a direct influence on the planned trajectory. This change in the trajectory is used when updating the method in order to change the prioritization or the release if necessary. This has the advantage that the method can be used particularly advantageously in hybrid traffic areas that serve autonomous and manual traffic simultaneously.
  • a second aspect of the invention relates to a system comprising a central electronic computing device, which is designed to carry out a method according to the first aspect of the invention.
  • Fig. 1 is a schematic view of a traffic area which can be passed by autonomous vehicles having a respective area requirement;
  • Fig. 2 is another schematic view of the traffic area
  • Fig. 3 is a schematic view of a second traffic area
  • Fig. 4 is a schematic view of a third traffic area
  • Fig. 5 is a schematic view of a fourth traffic area
  • Fig. 6 is another schematic view of a fifth traffic area.
  • Fig. 1 shows a schematic top view of a traffic area 1, which represents an intersection in which two autonomously driving vehicles 2 are located.
  • the traffic area 1 is designed here as the central area of an intersection, which is bordered by surrounding areas 3.
  • the letters A to H mark entry points or exit points into the traffic area 1.
  • the arrows show planned or plannable and in particular permitted trajectories 5 of the respective vehicle 2.
  • the lines 6 show possible permitted driving rules or trajectories through the traffic area 1.
  • traffic area 1 is an intersection of a two-lane road.
  • the first of the autonomous vehicles 2 is designed as a Smart Transport Robot or STR for short, and the second of the autonomous vehicles 2 is designed as a tugger train, which results in 800 possible Combinations for driving through the traffic area 1.
  • a method for coordinating autonomous vehicles 2 in or on the at least one traffic area 1 is presented below. The method comprises several steps:
  • a first trajectory 5 planned by the first of the autonomous vehicles 2 is received by means of a central electronic computing device 4, whereby the first autonomous vehicle 2 is essentially registered with the central electronic computing device 4.
  • a second trajectory 5 planned by the second of the autonomous vehicles 2 is received by means of the central electronic computing device 4, whereby the second autonomous vehicle 2 is also registered with the electronic computing device 4.
  • a first area requirement 7 of the first autonomous vehicle 2 along its first planned trajectory 5 and a second area requirement 7 of the second autonomous vehicle 2 along its second planned trajectory 5 are determined by the central electronic computing device 4.
  • a fourth step if the central computing device 4 determines that the two area requirements 7 at least partially overlap with the planned trajectories 5 in the at least one traffic area 1, the first autonomous vehicle 2 or the second autonomous vehicle 2 is prioritized by the central electronic computing device 4.
  • approval is granted, for example by means of a signal to drive into, i.e. to drive into or through, the traffic area 1 or through the traffic area 1 for the prioritized autonomous vehicle 2.
  • Fig. 2 shows a schematic top view of the intersection according to Fig. 1, which is now shown in a simplified schematic form. It can be seen that the area requirement 7 due to the trajectory 5 of the vehicle 2 coming from below and the area requirement 7 due to the trajectory 5 of the autonomous vehicle 2 coming from above, which wants to turn left, would collide.
  • Fig. 2 shows a traffic light circuit which corresponds to a traffic element 8 of the traffic area 1 and which comprises several signal lamps or traffic lights.
  • the autonomous vehicle 2 coming from the right currently has a red signal as a traffic light signal from the traffic light element 9 and therefore stops.
  • the prioritization of the autonomous vehicle 2 is carried out based on a predetermined set of rules stored in the central electronic computing device 4.
  • the set of rules can be, for example, that the vehicle turning left has to wait.
  • the vehicle 2 which for example has its own electronic computing device for controlling or managing autonomous driving, is informed by the central electronic computing device 4 that it has to wait in relation to the vehicle 2 coming straight ahead from below.
  • Every vehicle 2 should have a fair chance of crossing traffic area 1, i.e., for example, in an acceptable time.
  • the dependency between intersections must be taken into account; for example, at several intersections, a backlog due to incorrect decisions or incorrect prioritization should be avoided. Overall, this can result in an optimization problem that can be advantageously solved using the method.
  • the set of rules can also be set to prioritize vehicle 2, which supplies the most important parts for production. Otherwise, the set of rules can advantageously result in simple traffic rules, particularly if, for example, it is a traffic area 1 to which the road traffic regulations apply.
  • the release can advantageously be carried out by the traffic element 8. Additionally or alternatively, the release can be carried out by a signal which is transmitted to the prioritized vehicle 2, for example by the respective communication devices of the vehicle's own electronic computing device and the central computing device 4.
  • the traffic area can be designed in such a way that non-autonomous road users can also drive through it, so for example the traffic is a hybrid traffic which is made up of the autonomous vehicles 2 and non-autonomous road users. It can therefore be advantageous if a sensor device of at least one of the autonomous vehicles 2 detects a non-autonomous road user and a correction of the associated trajectory 5 of the autonomous vehicle 2 has to be made as a result, an update of the prioritization or the release takes place in or by the central electronic computing device 4.
  • Fig. 3 shows a schematic plan view of a traffic area 1, which can be arranged at a fire door, for which a set of rules applies which states that standing still in the traffic area 1 is prohibited and that it should also be driven through quickly. It is advantageous if a state of a traffic element 8, for example a barrier or the fire door, of the traffic area 1 is determined and the release also takes place depending on this determined state.
  • a traffic element 8 for example a barrier or the fire door
  • Fig. 4 shows an area, such as a hall gate or the like, which, in contrast to a surrounding area 3, is tapered in such a way that the space requirements 7 of oncoming vehicles 2 overlap or intersect. Therefore, prioritization must also take place here.
  • three vehicles 2 want to enter the traffic area 1.
  • a further trajectory 5 planned by another of the autonomous vehicles 2 is received by means of the central electronic computing device 4, during the prioritization one of the previously non-prioritized autonomous vehicles 2 is prioritized based on a time interval. In other words, for example, based solely on the waiting time of each of the autonomous vehicles 1 waiting at the traffic area 1, it should be possible to enter after a certain time. This can prevent a vehicle 2 from not being able to be prioritized, for example due to the other rules.
  • Fig. 5 shows a schematic plan view of several traffic areas 1 and associated surrounding areas 3 in between, which, for example, are arranged along a production line in motor vehicle production. It is therefore advantageous for the method if at least one surrounding area 3 adjacent to the at least one traffic area 1 and, in particular, in the case of at least two traffic areas 1, between the at least two traffic areas 1, is taken into account during the release. If, for example, the surrounding area 3 between two traffic areas 1 is so short that the autonomous vehicle 2 entering the traffic area 1 can no longer leave it when it is released, release can be dispensed with or can not take place.
  • Fig. 6 shows another traffic area 1, which leads into a dead end and is narrow, so that two oncoming vehicles 2 cannot drive through it at the same time.
  • a corresponding prioritization and release to be carried out by the electronic computing device 4 must be considered based on the circumstances. This can be described analogously to the situation shown in Fig. 4 with the addition of the dead end.
  • Several vehicles 2 can drive through the traffic area 1 if there are no conflicts, although the limited capacity must be taken into account. For example, in convoy situations, driving through may be possible if the respective vehicle 2 drives to a pool outside the zone, for example.
  • the method can ensure that the vehicles 2 leave enough space at the edges of the zone or traffic area 1 so that another vehicle 2 can bypass them. For example, overtaking islands or the like can be set up on dead ends or very long, narrow streets, which can be stored as information in the electronic computing device 4 or in the rules.
  • the method explained with reference to the figures makes it possible to ensure that the chance of successfully passing through traffic area 1 is high before a vehicle 2 enters traffic area 1. In particular, this makes it possible to avoid a conflict within traffic area 1.
  • Fig. 7 shows an example of a schematic flow of the method.
  • Box B1 represents the request of vehicle 2 to enter
  • box B2 represents conflicts or overlaps of the space requirements 7 in the traffic area 1.
  • Box B3 indicates whether a conflict exists. Prioritization takes place in box B4, or approval in box B5, with continuous checking taking place in box B7.
  • the central electronic computing device 4 can be used to control barriers, fire doors and the like. Based on the status of the respective system or traffic elements 8, a time frame can be defined in which an attempt is made to use the traffic area 1 as efficiently as possible. The logic of the method, as shown in Figure 7, grants the vehicles 2 access until the status or condition of the respective traffic element 8 changes. Depending on the device, the time period can be different, for example long for fire doors or very short for barriers, for example. Time-based intersection control or traffic control through the traffic area 1 by means of the central electronic computing device 4 provides a detailed status that the vehicle 2 or its control system must observe. Based on the figures and the method presented, a system is also to be presented which comprises the central electronic computing device 4 and which is designed to carry out the method.
  • Both the method and the system presented address the problem that can arise with regular traffic control, which cannot enable high throughput with high safety aspects in a traffic area such as an intersection.
  • a conflict between the preference of route vehicles and smart transport robots is possible.
  • the method and system presented make it possible to implement a hybrid intersection control for manual and autonomous traffic in a particularly advantageous manner.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Koordinieren von autonomen Fahrzeugen (2) in wenigstens einem Verkehrsbereich (1), mit den Schritten: - Empfangen einer ersten durch ein erstes der autonomen Fahrzeuge (2) geplanten Trajektorie (5) mittels einer zentralen elektronischen Recheneinrichtung (4); - Empfangen einer zweiten durch ein zweites der autonomen Fahrzeuge (2) geplanten Trajektorie (5) mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung (4); - Bestimmen eines jeweiligen Flächenbedarfs (7) des jeweiligen autonomen Fahrzeugs (2) entlang seiner jeweiligen geplanten Trajektorie (5); - wenn mittels der zentralen Recheneinrichtung (4) ermittelt wird, dass sich die beiden Flächenbedarfe (7) mit den geplanten Trajektorien (5) in dem wenigstens einen Verkehrsbereich (1) zumindest teilweise überlappen: • Priorisieren des ersten autonomen Fahrzeugs (2) oder des zweiten autonomen Fahrzeugs (2) durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung (4); • Erteilen einer Freigabe (mittels eines Signals) zum Befahren.

Description

Verfahren und System zum Koordinieren von autonomen Fahrzeugen in wenigstens einem Verkehrsbereich
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 sowie ein System gemäß dem Patentanspruch 10, welche zum Koordinieren von autonomen Fahrzeugen in wenigstens einem Verkehrsbereich dienen.
Die EP 2 911 926 B1 zeigt ein Verfahren zur Koordinierung des Betriebs von vollautomatisiert fahrenden Kraftfahrzeugen. Die DE 11 2019 000279 T5 zeigt ein Steuern autonomer Fahrzeuge anhand sicherer Ankunftszeiten. Schließlich zeigt die DE 102015 007 531 B3 ein Verfahren zur Verkehrssteuerung in einer Parkumgebung.
Ferner sind aus dem allgemeinen Stand der Technik beispielsweise fahrerlose Transportfahrzeuge (kurz FTF) bekannt, welche insbesondere im Rahmen einer Herstellung von Produkten, beispielsweise dem Kraftfahrzeugbau, verwendet werden, um Transportgut - beispielsweise Bauteile - zum Herstellen der Produkte zu transportieren.
Solche fahrerlosen Transportfahrzeuge bilden ein autonom fahrendes Fahrzeug. Darüber hinaus sind zukünftig auch autonom fahrende Fahrzeuge im allgemeinen Straßenverkehr immer häufiger anzutreffen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System zum Koordinieren von autonomen Fahrzeugen in wenigstens einem Verkehrsbereich bereitzustellen, durch welche ein besonders vorteilhafter Verkehrsfluss der autonomen Fahrzeuge zumindest in dem wenigstens einen Verkehrsbereich realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Koordinieren von autonomen Fahrzeugen in beziehungsweise an wenigstens einem Verkehrsbereich, beispielsweise einem Kreuzungsbereich. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei folgende Schritte:
In einem ersten Schritt erfolgt ein Empfangen einer ersten durch ein erstes der autonomen Fahrzeuge geplanten Trajektorie mittels einer zentralen elektronischen Recheneinrichtung.
In einem zweiten Schritt erfolgt ein Empfangen einer zweiten durch ein zweites der autonomen Fahrzeuge geplanten Trajektorie mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung.
In einem dritten Schritt erfolgt ein Bestimmen eines ersten Flächenbedarfs des ersten autonomen Fahrzeugs entlang seiner ersten geplanten Trajektorie und ein Bestimmen eines zweiten Flächenbedarfs des zweiten autonomen Fahrzeugs entlang seiner zweiten geplanten Trajektorie jeweils insbesondere durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung.
In einem vierten Schritt erfolgt, wenn mittels der zentralen Recheneinrichtung ermittelt wird, dass sich die beiden Flächenbedarfe mit den geplanten Trajektorien in dem wenigstens einen Verkehrsbereich zumindest teilweise überlappen, ein Priorisieren des ersten autonomen Fahrzeugs oder des zweiten autonomen Fahrzeugs durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung. Ferner erfolgt ein Erteilen einer Freigabe zum Befahren, das heißt wenigstens zum Einfahren beziehungsweise insbesondere zum Durchfahren, des Verkehrsbereichs für das priorisierte autonome Fahrzeug. Ferner unterbleibt somit insbesondere eine Freigabe des nicht priorisierten Fahrzeugs und somit eine zeitliche Unterbrechung dessen geplanter Trajektorie aufgrund der Nicht-Freigabe zum Befahren des Verkehrsbereichs.
Bei dem autonomen Fahrzeug kann es sich insbesondere um einen Routenzug oder eine smarte Roboterplattform in einem Produktionsbereich oder alternativ um einen Kraftwagen, wie beispielsweise einen autonom fahrenden Personenkraftwagen, handeln. Vorzugsweise ist das jeweilige autonome Fahrzeug beispielsweise ein flurgebundenes, fahrerloses Transportfahrzeug, welches entlang der jeweiligen Trajektorie und dabei beispielsweise entlang eines Bodens, das heißt auf einem Boden, fährt. Insbesondere ist das jeweilige autonome Fahrzeug grundsätzlich frei im Raum beziehungsweise frei entlang des Bodens bewegbar.
Das jeweilige Empfangen der Trajektorie kann als jeweilige Anmeldung, insbesondere Log-In, des Fahrzeugs an dem zentralen System, welches zumindest durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung gebildet wird, verstanden werden.
Wenn im Folgenden die Rede von der elektronischen Recheneinrichtung ist, so ist darunter, falls nicht anders angegeben, die zentrale elektronische Recheneinrichtung zu verstehen. Dabei ist dieses zentrale System beziehungsweise die elektronische Recheneinrichtung insbesondere als zentrale Verkehrssteuerung insbesondere für den Verkehrsbereich zu verstehen. Die Nummerierung der Schritte gibt nicht zwingend eine entsprechende zeitliche Reihenfolge der Schritte an, sondern dient insbesondere zum eindeutigen Adressieren der Schritte.
Mit anderen Worten wird bei dem ersten Schritt des Verfahrens mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine durch ein erstes der autonomen Fahrzeuge selbst berechnete oder zumindest von dieser vorgegebene, erste Trajektorie des ersten Fahrzeugs empfangen. So empfängt die elektronische Recheneinrichtung die erste Trajektorie des ersten Fahrzeugs, wobei das erste autonome Fahrzeug die Trajektorie selbst berechnet beziehungsweise zumindest vorgibt. Dazu umfasst beispielsweise das erste autonome Fahrzeug eine eigene, erste mobile elektronische Recheneinrichtung, mittels welcher das erste Fahrzeug die erste Trajektorie berechnet. Fährt das erste autonome beziehungsweise somit fahrerlose Fahrzeug entlang der ersten Trajektorie, so kann die erste mobile Recheneinrichtung des ersten Fahrzeugs relativ zur zentralen elektronischen Recheneinrichtung bewegt werden. Diese Ausführungen gelten analog für den zweiten Schritt des Verfahrens beziehungsweise die zweite Trajektorie und insbesondere das zweite autonome Fahrzeug.
So kann das zweite Fahrzeug insbesondere eine zweite mobile elektronische Recheneinrichtung aufweisen, welche sich ebenfalls relativ zur zentralen Recheneinrichtung bewegen kann. Die mobilen elektronischen Recheneinrichtungen sind somit separate, einzelne Recheneinrichtungen, die zusätzlich zu der zentralen elektronischen Recheneinrichtung vorgesehen sein können und separat von dieser ausgebildet sind. Insbesondere jedoch verfügt die jeweilige elektronische Recheneinrichtung über ein Kommunikationsmodul beziehungsweise ist mit einer Kommunikationseinrichtung verbunden, sodass zumindest die jeweiligen elektronischen Recheneinrichtungen jeweils mit der zentralen elektronischen Recheneinrichtung kommunizieren, das heißt beispielsweise Daten, welche beispielsweise die Trajektorie beschreiben, austauschen kann. Dabei ist die Kommunikationseinrichtung insbesondere derart ausgebildet, dass eine drahtlose beziehungsweise insbesondere leitungslose Übertragung der Daten zwischen einzelnen Recheneinrichtungen bereitgestellt werden kann.
Bei dem dritten Schritt des Verfahrens wird mit anderen Worten mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung ein jeweiliger Flächenbedarf beziehungsweise Platzbedarf für das jeweilige Fahrzeug ermittelt, wobei unter dem jeweiligen Flächenbedarf beispielsweise verstanden werden kann, dass ein erster Bereich entlang der ersten Trajektorie ermittelt wird, wobei sich beispielsweise das erste autonome Fahrzeug auf seinem Weg entlang der ersten Trajektorie durch den ersten Bereich hindurchbewegt oder hindurchbewegen würde, und in dem ersten Bereich, wenn das erste autonome Fahrzeug entlang der ersten Trajektorie fährt oder fahren würde, in dem Bereich entsprechend seiner Grundfläche zu einem bestimmten Zeitpunkt Raum beansprucht beziehungsweise insbesondere Bodenfläche. Entsprechende Ausführungen zum ersten Flächenbedarf gelten in analoger Weise für den zweiten Flächenbedarf. So nimmt beziehungsweise nehmen das jeweilige Fahrzeug den jeweiligen Flächenbedarf beziehungsweise den dazugehörigen Bereich ein, wenn es entlang der jeweiligen Trajektorie fährt oder fahren würde. Zusätzlich oder alternativ kann der Flächenbedarf beispielsweise als zeitabhängiger Flächenkorridor angesehen werden, durch welchen das jeweilige autonome Fahrzeug hindurchfährt oder hindurchfahren würde, wenn es entlang seiner jeweiligen Trajektorie fährt oder fahren würde.
Mit anderen Worten wird somit bei dem vierten Schritt ermittelt, wie sich die Flächenbedarfe, insbesondere beispielsweise in Form der Bereiche beziehungsweise Fahrfläche, gegenseitig zumindest teilweise überlappen, das heißt schneiden und/oder zumindest teilweise ineinander liegen. Anhand dieser Überlappung wird ein Kriterium geschaffen, welches das Priorisieren eines der Fahrzeuge ermöglicht, welches somit aufgrund seiner Anmeldung dann die Freigabe erhält, in den beziehungsweise durch den Verkehrsbereich zu fahren. Die Freigabe erfolgt über die jeweiligen Kommunikationseinrichtungen der elektronischen Recheneinrichtung der autonomen Fahrzeuge. Befinden sich noch andere Verkehrsteilnehmer, wie beispielsweise manuell geführte Personenkraftwagen, in beziehungsweise an dem Verkehrsbereich, kann die Freigabe beispielsweise mittels eines Signals erfolgen, beispielsweise eines Lichtsignals in Form einer Ampel an dem Verkehrsbereich. Mittels der Erfindung kann ein besonders vorteilhafter Verkehrsfluss beispielsweise in Form eines hohen Durchsatzes an Fahrzeugen zumindest in dem wenigstens einen Verkehrsbereich, welcher beispielsweise eine Kreuzung, eine Einfahrt, eine Brandschutztür, eine Schranke oder dergleichen sein kann, realisiert werden. Insbesondere können durch die Erfindung auch als Deadlocks bezeichnete Blockierungen beziehungsweise Rückstaugeschichten der autonomen Fahrzeuge vermieden werden, wenn beispielsweise als autonome Fahrzeuge fahrerlose Transportfahrzeuge in Transporteinrichtungen eingesetzt werden, welche Engstellen, Einbahnstraßen oder dergleichen aufweisen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Priorisieren des ersten autonomen Fahrzeugs oder des zweiten autonomen Fahrzeugs, also des autonomen Fahrzeugs, welches die Freigabe zum Befahren erhält, anhand eines vorgegebenen, in der zentralen elektronischen Recheneinrichtung hinterlegten Regelwerks. Mit anderen Worten sind Regeln beziehungsweise Anweisungen in der elektronischen Recheneinrichtung hinterlegt, anhand welcher die zentrale elektronische Recheneinrichtung auswählen kann, welches der wenigstens zwei autonomen Fahrzeuge, also das erste autonome Fahrzeug oder das zweite autonome Fahrzeug, priorisiert wird für die Freigabe zum Einfahren in den beziehungsweise Durchfahren durch den Verkehrsbereich. Eine Regel kann beispielsweise sein, dass das Fahrzeug nur einfahren darf, wenn es kein anderes Fahrzeug behindert. Eine weitere Regel kann beispielsweise die Ankunftszeit in Abhängigkeit der jeweils geplanten Trajektorie an dem Verkehrsbereich darstellen. Ein weiteres Regelwerk kann beispielsweise auf konventionellen Verkehrsregeln basieren. So kann beispielsweise, falls der Verkehrsbereich als Kreuzung ausgebildet ist, eine einfache Rechts-vor-Links-Vorschrift zum Einfahren in den Kreuzungsbereich gültig sein. Dadurch ergibt sich für das Verfahren der Vorteil, eine vorgegebene und insbesondere faire beziehungsweise notwendige Priorisierung der Fahrzeuge auf effiziente Weise zu erhalten.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Freigeben zum Befahren durch ein Signal, welches an das priorisierte Fahrzeug übermittelt wird und/oder durch ein Verkehrselement, wie beispielsweise eine Ampel, des Verkehrsbereichs. Mit anderen Worten wird ein Signal erzeugt beziehungsweise durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung bereitgestellt, welches von dem priorisierten autonomen Fahrzeug und/oder von dem eben nicht priorisierten autonomen Fahrzeug empfangen werden kann, um es dem priorisierten Fahrzeug zu ermöglichen, in den Verkehrsbereich einzufahren. Dabei ist das Verkehrselement insbesondere eine dem Verkehrsbereich zugeordnete Einrichtung, welche dort Einfluss auf einen Verkehrsfluss nehmen kann. So kann es sich bei dem Verkehrselement beispielsweise um eine Schranke, um eine Ampel, um ein Tor oder dergleichen handeln. Dabei verfügt das Verkehrselement beispielsweise über eine eigene elektronische Recheneinrichtung oder zumindest eine Steuerungseinrichtung, welche beispielsweise mittels einer Kommunikationseinrichtung ein Signal der zentralen elektronischen Recheneinrichtung empfangen beziehungsweise ein weiteres Signal für die autonomen Fahrzeuge ausgeben kann. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Freigabe besonders vorteilhaft erfolgen kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird, wenn mittels der zentralen, elektronischen Recheneinrichtung ermittelt wird, dass das priorisierte autonome Fahrzeug derart entlang seiner geplanten Trajektorie gefahren ist, dass ein Überlappen der Flächenbedarfe unterbleibt, durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung an das weitere autonome Fahrzeug eine Freigabe zum Befahren des Verkehrsbereichs erteilt. Mit anderen Worten wird überprüft, ob der Flächenbedarf des priorisierten Fahrzeugs beim Befahren des Verkehrsbereichs es zulässt, dass zumindest ab einem bestimmten Zeitpunkt eine Freigabe für das weitere beziehungsweise das noch nicht priorisierte autonome Fahrzeug ausgegeben werden kann, ohne dass es zu einem Überlapp der Bereiche kommt. So kann es sein, dass für jedes Fahrzeug seine Länge bekannt ist, beispielsweise in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, der Flächenkorridor derart belegt wird, dass die Freigabe an das weitere autonome Fahrzeug erfolgen kann. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders vorteilhafte Weise der Verkehrsdurchsatz in dem Verkehrsbereich besonders hoch ausfallen kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird wenigstens ein an den Verkehrsbereich angrenzender und insbesondere bei wenigstens zwei Verkehrsbereichen zwischen den beiden Verkehrsbereichen liegender, Umgebungsbereich bei der Freigabe berücksichtigt. Mit anderen Worten wird für die Priorisierung beziehungsweise für die Freigabe, insbesondere bei mehreren autonomen Fahrzeuge beispielsweise berücksichtigt, welche Fläche der Umgebungsbereich aufweist. Dabei kann der Umgebungsbereich eine Straße beziehungsweise ein Weg, welcher insbesondere eine bestimmte Länge aufweist, und an beispielsweise einen als Kreuzung ausgebildeten Verkehrsbereich angrenzt, umfassen. Die Freigaben erfolgt dann beispielsweise solange eine Fläche beziehungsweise Flächenbedarf im Umgebungsbereich größer ist als der Flächenbedarf aller durch den Verkehrsbereich in den Umgebungsbereich durch die jeweilige Freigabe fahrender Fahrzeuge. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders vorteilhafte Weise ein Verkehrsfluss durch das Verfahren bereitgestellt werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird ein Zustand eines Verkehrselements beziehungsweise des Verkehrselements des Verkehrsbereichs ermittelt und die Freigabe erfolgt zusätzlich in Abhängigkeit von diesem ermittelten Zustand. Mit anderen Worten wird durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung der Zustand des Verkehrselements erfasst. Handelt es sich bei dem Verkehrselement beispielsweise um eine Schranke, wird ermittelt, ob diese aktuell geschlossen oder geöffnet ist. In Abhängigkeit von diesem Zustand erfolgt nun die Freigabe zum Befahren des Verkehrsbereichs. Ist die Schranke geschlossen und diese bildet zumindest einen Teil des Verkehrsbereichs, kann aktuell keine Freigabe für das priorisierte autonome Fahrzeug erfolgen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders vorteilhafte Weise ein Befahren des jeweiligen Verkehrsbereichs ermöglicht werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird, wenn ein Empfangen einer weiteren durch ein weiteres der autonomen Fahrzeuge geplanten Trajektorie mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung erfolgt, bei der Priorisierung eines der bisher nicht berücksichtigten autonomen Fahrzeuge anhand eines Zeitintervalls priorisiert. Mit anderen Worten wird, wenn beispielsweise mehrere autonome Fahrzeuge in den Verkehrsbereich einfahren wollen und dies zeitlich nicht möglich ist, anhand eines Zeitintervalls, welches insbesondere eine Wartezeit beschreibt, eine Priorisierung eines bisher nicht priorisierten Fahrzeugs erfolgen. Dabei kann beispielsweise das sogenannte First-in-First-out-Prinzip angewandt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass gewährleistet werden kann, dass es jedem autonomen Fahrzeug nach einer gewissen Zeit ermöglicht wird, den Verkehrsbereich zu befahren beziehungsweise zu durchqueren, auch wenn dies beispielsweise anhand des Regelwerks nicht einfach priorisierbar wäre.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird, wenn mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung ermittelt wird, dass in dem Verkehrsbereich die erste Trajektorie und die zweite Trajektorie zumindest teilweise, jedoch ohne ein Überlappen der Flächenbedarfe, zusammenfallen, eine Freigabe an das erste und das zweite Fahrzeug erteilt. Mit anderen Worten wird durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung kontrolliert beziehungsweise ermittelt, ob bei autonomen Fahrzeugen, welche insbesondere in die gleiche Richtung fahren beziehungsweise zumindest beispielsweise in gleicher Richtung durch den Verkehrsbereich fahren wollen, eine zeitliche Taktung der Trajektorien derart möglich ist, dass ein gleichzeitiges Freigeben zum Befahren ermöglicht wird. Somit kann beispielsweise ein Konvoi realisiert werden beziehungsweise für mehrere Fahrzeuge eines Konvois kann zumindest teilweise zeitgleich eine Freigabe zum Befahren erfolgen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren besonders vorteilhaft für einen besonders großen Verkehrsfluss verwendet werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt bei einem Erfassen eines nicht autonomen Verkehrsteilnehmers beziehungsweise eines Verkehrsteilnehmers, welcher nicht mit der zentralen elektronischen Recheneinrichtung verbunden ist, durch eine Sensoreinrichtung wenigstens eines der autonomen Fahrzeuge und einer dadurch erfolgten Korrektur der zugehörigen Trajektorie des autonomen Fahrzeugs, welches den Verkehrsteilnehmer erfasst hat, eine Aktualisierung der Priorisierung beziehungsweise der Freigabe. Mit anderen Worten kann das autonome Fahrzeug mit Sensoren, insbesondere Umweltsensoren, welche eine Umgebung des Fahrzeugs erfassen, ausgestattet sein, sodass dieses andere Verkehrsteilnehmer, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, selbständig wahrnehmen beziehungsweise erfassen kann. Erfolgt das Erfassen eines dem System beziehungsweise der elektronischen Recheneinrichtung nicht bekannten Kraftfahrzeugs, kann das autonome Fahrzeug, welches den Verkehrsteilnehmer erfasst hat, insbesondere dann, wenn dessen Erfassen einen direkten Einfluss auf die geplante Trajektorie nimmt, ein Ändern dieser Trajektorie durchführen. Diese Änderung der Trajektorie wird bei einer Aktualisierung des Verfahrens verwendet, um gegebenenfalls die Priorisierung beziehungsweise die Freigabe zu ändern. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren besonders vorteilhaft an hybriden Verkehrsbereichen verwendet werden kann, welche autonomen und manuellen Verkehr gleichzeitig bedienen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein System umfassend eine zentrale elektronische Recheneinrichtung, welches dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchzuführen.
Dabei sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie Vorteile des ersten Aspekts der Erfindung als vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie Vorteile des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Verkehrsbereichs, welcher von autonomen Fahrzeugen, welche einen jeweiligen Flächenbedarf aufweisen, passierbar ist;
Fig. 2 eine weitere schematische Ansicht des Verkehrsbereichs;
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines zweiten Verkehrsbereichs;
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines dritten Verkehrsbereichs;
Fig. 5 eine schematische Ansicht eines vierten Verkehrsbereichs; und
Fig. 6 eine weitere schematische Ansicht eines fünften Verkehrsbereichs.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Verkehrsbereich 1 , welcher eine Kreuzung darstellt, in welcher sich zwei autonom fahrende Fahrzeuge 2 befinden. Der Verkehrsbereich 1 ist hier als Zentralfläche einer Kreuzung ausgebildet, an welche Umgebungsbereiche 3 grenzen. Die Buchstaben A bis H markieren Eintrittsorte beziehungsweise Austrittsorte in den Verkehrsbereich 1. Die Pfeile zeigen geplante beziehungsweise planbare und insbesondere erlaubte Trajektorien 5 des jeweiligen Fahrzeugs 2. Ferner zeigen die Linien 6 mögliche erlaubte Durchfahrregeln beziehungsweise Trajektorien durch den Verkehrsbereich 1.
So handelt es sich bei dem Verkehrsbereich 1 im gezeigten Beispiel um eine Kreuzung einer zweispurigen Straße. Das erste der autonomen Fahrzeuge 2 ist beispielsweise als Smart Transport Robot oder kurz STR ausgebildet und das zweite der autonomen Fahrzeuge 2 ist als Routenzug ausgebildet, wodurch sich beispielsweise 800 mögliche Kombinationen für ein Durchfahren durch den Verkehrsbereich 1 ergeben. Damit ein effizientes Koordinieren und somit ein hoher Verkehrsdurchsatz durch den in Fig. 1 gezeigten Verkehrsbereich 1 möglich ist, wird im Folgenden ein Verfahren zum Koordinieren von autonomen Fahrzeugen 2 in beziehungsweise an dem wenigstens einen Verkehrsbereich 1 vorgestellt. Das Verfahren umfasst mehrere Schritte:
In einem ersten Schritt erfolgt ein Empfangen einer ersten durch das erste der autonomen Fahrzeuge 2 geplanten Trajektorie 5 mittels einer zentralen elektronischen Recheneinrichtung 4, wodurch somit quasi ein Anmelden des ersten autonomen Fahrzeugs 2 an der zentralen elektronischen Recheneinrichtung 4 erfolgt. Analog hierzu erfolgt in einem zweiten Schritt ein Empfangen einer zweiten durch das zweite der autonomen Fahrzeuge 2 geplanten Trajektorie 5 mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung 4, wodurch das zweite autonome Fahrzeug 2 ebenfalls an der elektronischen Recheneinrichtung 4 angemeldet wird. In einem dritten Schritt erfolgt ein Bestimmen eines ersten Flächenbedarfs 7 des ersten autonomen Fahrzeugs 2 entlang seiner ersten geplanten Trajektorie 5 sowie das Bestimmen eines zweiten Flächenbedarfs 7 des zweiten autonomen Fahrzeugs 2 entlang seiner zweiten geplanten Trajektorie 5 jeweils durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung 4. In einem vierten Schritt erfolgt, wenn mittels der zentralen Recheneinrichtung 4 ermittelt wird, dass sich die beiden Flächenbedarfe 7 mit den geplanten Trajektorien 5 in dem wenigstens einen Verkehrsbereich 1 zumindest teilweise überlappen, ein Priorisieren des ersten autonomen Fahrzeugs 2 oder des zweiten autonomen Fahrzeugs 2 durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung 4. Infolge der Priorisierung erfolgt das Erteilen einer Freigabe beispielsweise mittels eines Signals zum Befahren, das heißt zum Einfahren beziehungsweise Durchfahren, in den Verkehrsbereich 1 beziehungsweise durch den Verkehrsbereich 1 für das priorisierte autonome Fahrzeug 2. Dadurch ergibt sich beispielsweise eine zeitliche Unterbrechung der Trajektorie 5 des nicht freigegebenen Fahrzeugs 2 aufgrund der nicht erfolgten Freigabe für dieses Fahrzeug 2.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht der Kreuzung gemäß Fig. 1, wobei diese nun vereinfacht schematisch dargestellt ist. Dabei zeigt sich, dass der Flächenbedarf 7 aufgrund der Trajektorie 5 des von unten kommenden Fahrzeugs 2 sowie der Flächenbedarf 7 aufgrund der Trajektorie 5 des von oben kommenden autonomen Fahrzeugs 2, welches links abbiegen will, kollidieren würden.
Fig. 2 zeigt eine Ampelschaltung, welche einem Verkehrselement 8 des Verkehrsbereichs 1 entspricht und welche mehrere Signalleuchten beziehungsweise Ampellichter umfasst. Das von rechts kommende autonome Fahrzeug 2 hat aktuell als Ampelsignal durch das Ampelelement 9 ein rotes Signal und stoppt somit.
Vorteilhafterweise erfolgt das Priorisieren des autonomen Fahrzeugs 2 anhand eines vorgegebenen, in der zentralen elektronischen Recheneinrichtung 4 hinterlegten Regelwerks. Im in Fig. 2 gezeigten Beispiel kann das Regelwerk beispielsweise sein, dass das links abbiegende Fahrzeug zu warten hat. Durch das Verfahren wird nun dem Fahrzeug 2, welches beispielsweise eine eigene elektronische Recheneinrichtung zum Steuern beziehungsweise zum Bewerkstelligen der autonomen Fahrt ermöglicht, durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung 4 mitgeteilt, dass es gegenüber dem geradeaus von unten kommenden Fahrzeug 2 zu warten hat.
Jedes Fahrzeug 2 soll eine faire Chance haben, den Verkehrsbereich 1 zu durchqueren, das heißt beispielsweise in einer akzeptablen Zeit. In Abhängigkeit zwischen Kreuzungen müssen berücksichtigt werden, beispielsweise soll bei mehreren Kreuzungen ein Rückstau durch falsche Entscheidungen falsche Priorisierungen vermieden werden. So kann insgesamt ein Optimierungsproblem vorliegen, welches mittels des Verfahrens vorteilhaft gelöst werden kann.
Handelt es sich bei den Fahrzeugen 2 und dem Verkehrsbereich 1 beispielsweise um eine Produktionsanlage einer Kraftfahrzeugherstellung, sodass das von oben und von unten kommende Fahrzeug 2 jeweils der STR ist und das von rechts kommende Fahrzeug 2 ein Routenzug, kann für das Regelwerk beispielsweise auch hinterlegt sein, dass das Fahrzeug 2, welches die für die Produktion wichtigsten Teile liefert, priorisiert wird. Ansonsten ergeben sich für das Regelwerk vorteilhafterweise einfache Verkehrsregeln, insbesondere wenn es sich beispielsweise um einen Verkehrsbereich 1 handelt, bei welchem die Straßenverkehrsordnung gilt. So kann, wie durch Fig. 2 mithilfe des Verkehrselements 8 deutlich wird, das Freigeben vorteilhafterweise durch das Verkehrselement 8 erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann das Freigeben durch ein Signal, welches an das priorisierte Fahrzeug 2 übermittelt wird, beispielsweise durch jeweilige Kommunikationseinrichtungen der fahrzeugeigenen elektronischen Recheneinrichtung und der zentralen Recheneinrichtung 4, erfolgen.
Dabei hat es sich von Vorteil gezeigt, wenn mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung 4 ermittelt wird, dass das priorisierte autonome Fahrzeug 2 derart entlang seiner geplanten Trajektorie 5 gefahren ist, dass ein Überlappen der Flächenbedarfe 7 unterbleibt, die zentrale elektronische Recheneinrichtung 4 an das weitere autonome Fahrzeug 2 eine Freigabe zum Befahren des Verkehrsbereichs 1 erteilt.
Der Verkehrsbereich kann derart ausgebildet sein, dass diesen auch nicht autonome Verkehrsteilnehmer befahren, also handelt es sich beispielsweise bei dem Verkehr um einen hybriden Verkehr, welcher aus den autonomen Fahrzeugen 2 sowie nicht autonomen Verkehrsteilnehmern gebildet ist. Somit kann es vorteilhaft sein, wenn eine Sensoreinrichtung wenigstens eines der autonomen Fahrzeuge 2 einen nicht autonomen Verkehrsteilnehmer erfasst und eine dadurch erfolgte Korrektur der zugehörigen Trajektorie 5 des autonomen Fahrzeugs 2 zu erfolgen hat, eine Aktualisierung der Priorisierung beziehungsweise der Freigabe in beziehungsweise durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung 4 erfolgt.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen Verkehrsbereich 1, welcher an einer Brandschutztür angeordnet sein kann, für welche somit ein Regelwerk gilt, welches besagt, dass ein Aufenthalt im Stillstand in dem Verkehrsbereich 1 untersagt ist und dieser darüber hinaus zügig durchfahren werden soll. Dabei ist es von Vorteil, wenn ein Zustand eines Verkehrselements 8, beispielsweise einer Schranke beziehungsweise der Brandschutztür, des Verkehrsbereichs 1 ermittelt wird und die Freigabe zusätzlich in Abhängigkeit von diesem ermittelten Zustand erfolgt.
Dazu zeigt in Analogie Fig. 4 einen Bereich, wie beispielsweise ebenfalls ein Hallentor oder dergleichen, welcher im Gegensatz zu einem Umgebungsbereich 3 derart verjüngt ist, dass sich die Flächenbedarfe 7 entgegenkommender Fahrzeuge 2 überlappen beziehungsweise überschneiden. Daher hat hier ebenfalls eine Priorisierung zu erfolgen. Wobei, wie in Fig. 4 gezeigt ist, drei Fahrzeuge 2 in den Verkehrsbereich 1 einfahren wollen. Hier ist es vorteilhaft für das Verfahren, wenn ein Empfangen einer weiteren durch ein weiteres der autonomen Fahrzeuge 2 geplanten Trajektorie 5 mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung 4 erfolgt, bei der Priorisierung eines der bisher nicht priorisierten autonomen Fahrzeuge 2 anhand eines Zeitintervalls priorisiert wird. Mit anderen Worten soll beispielsweise allein aufgrund der Wartezeit eines jeden der an dem Verkehrsbereich 1 wartenden autonomen Fahrzeugs 1 ermöglicht werden, nach einer gewissen Zeit einzufahren. So kann vermieden werden, dass ein Fahrzeug 2 beispielsweise aufgrund des sonstigen Regelwerks nicht priorisiert werden kann.
Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht mehrerer Verkehrsbereiche 1 und dazugehöriger dazwischenliegender Umgebungsbereiche 3, welche beispielsweise entlang einer Produktionsstraße in der Kraftfahrzeugproduktion angeordnet sind. Somit ist es von Vorteil für das Verfahren, wenn wenigstens ein an den wenigstens einen Verkehrsbereich 1 angrenzender und insbesondere bei wenigstens zwei Verkehrsbereichen 1 zwischen den wenigstens zwei Verkehrsbereichen 1 liegender, Umgebungsbereich 3 bei der Freigabe berücksichtigt wird. Ist beispielsweise der Umgebungsbereich 3 zwischen zwei Verkehrsbereichen 1 so kurz, dass bei einer Freigabe das in den Verkehrsbereich 1 einfahrende autonome Fahrzeug 2 diesen nicht mehr verlassen kann, kann auf eine Freigabe verzichtet werden beziehungsweise kann diese nicht erfolgen.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung 4 ermittelt wird, dass im Verkehrsbereich 1 die erste Trajektorie 5 und die zweite Trajektorie 5 zumindest teilweise, jedoch ohne ein Überlappen des Flächenbedarfs 7, zusammenfallen, eine Freigabe an das erste Fahrzeug 2 und an das zweite Fahrzeuge 2 erteilt wird, sodass beispielsweise ein Kolonnenfahren beziehungsweise ein Konvoifahren ermöglicht werden können, wie mit den beiden als Routenzug ausgebildeten Fahrzeugen 2 der Fig. 5 gezeigt.
Fig. 6 zeigt einen weiteren Verkehrsbereich 1, welcher in eine Sackgasse mündet und schmal ist, sodass dieser nicht gleichzeitig von zwei entgegenkommenden Fahrzeugen 2 befahren werden kann. Hier ist eine entsprechende durch die elektronische Recheneinrichtung 4 vorzunehmende Priorisierung und Freigabe anhand der Umstände zu betrachten. Diese kann analog mit der in Fig. 4 gezeigten Situation beschrieben werden mit dem Zusatz der Sackgasse.
Mehrere Fahrzeuge 2 können den Verkehrsbereich 1 befahren, wenn es keine Konflikte gibt, wobei die begrenzte Kapazität zu beachten ist. Beispielsweise in Konvoisituationen kann das Durchfahren ermöglicht sein, wenn das jeweilige Fahrzeug 2 beispielsweise zu einem Pool außerhalb der Zone fährt. Es kann durch das Verfahren sichergestellt werden, dass die Fahrzeuge 2 an den Rändern der Zone beziehungsweise des Verkehrsbereichs 1 genügend Platz lassen, damit ein anderes Fahrzeug 2 sie umgehen kann. Beispielsweise können Überholinseln oder dergleichen an Sackgassen beziehungsweise sehr langen engen Straßen eingerichtet werden, welches als Information der elektronischen Recheneinrichtung 4 beziehungsweise im Regelwerk hinterlegt werden kann. Durch das anhand der Figuren erläuterte Verfahren wird ermöglicht, dass, bevor ein Fahrzeug 2 in den Verkehrsbereich 1 einfährt, sichergestellt werden kann, dass die Chance für ein erfolgreiches Passieren des Verkehrsbereichs 1 hoch ist. So kann insbesondere ein Konflikt innerhalb des Verkehrsbereichs 1 vermieden werden. Ferner können Konflikte beim Verlassen der Zone beziehungsweise des Verkehrsbereichs 1 verhindert werden. Dabei kann insbesondere auch bei mehreren Verkehrsbereichen 1 die Auslastung insgesamt beziehungsweise insbesondere die Auslastung des jeweiligen Verkehrsbereichs 1, beispielsweise der Kreuzung, so hoch wie möglich sein. Je mehr Fahrzeuge 2 parallel über beziehungsweise durch den Verkehrsbereich 1 fahren, desto vorteilhafter.
Dabei wurden bisher im Stand der Technik der sogenannte Limited Capacity Approach beziehungsweise der Ansatz begrenzten Kapazität verwendet, welcher unter Sicherheitsaspekten gut ist, jedoch einen Verkehrsfluss besonders langsam macht. Gegenüber diesem Verfahren stellt das hier vorgestellte Verfahren eine deutliche Verbesserung dar.
Fig. 7 zeigt einen beispielhaften schematischen Ablauf des Verfahrens. Box B1 repräsentiert dabei die Anfrage des Fahrzeugs 2 zum Einfahren, die Box B2 repräsentiert Konflikte beziehungsweise Überschneidungen der Flächenbedarfe 7 in dem Verkehrsbereich 1. Die Box B3 gibt aus, ob ein Konflikt besteht. In der Box B4 erfolgt die Priorisierung beziehungsweise die Freigabe in der Box B5, wobei in der Box B7 eine kontinuierliche Überprüfung erfolgt.
Die zentrale elektronische Recheneinrichtung 4 kann zur Steuerung von Schranken, Brandschutztoren und dergleichen verwendet werden. Basierend auf dem Status der jeweiligen Anlage beziehungsweise Verkehrselemente 8 kann ein Zeitrahmen definiert werden, in dem versucht wird, den Verkehrsbereich 1 so effizient wie möglich zu nutzen. Die Logik des Verfahrens, wie in Abbildung 7 dargestellt, gewährt den Fahrzeugen 2 die Zufahrt, bis der Status beziehungsweise der Zustand des jeweiligen Verkehrselements 8 wechselt. Je nach Gerät kann die Zeitspanne eine andere sein, beispielsweise lang bei Feuerschutztoren oder sehr kurz beispielsweise bei Schranken. Eine zeitbasierte Kreuzungssteuerung beziehungsweise Verkehrssteuerung durch den Verkehrsbereich 1 mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung 4 liefert einen detaillierten Status, den das Fahrzeug 2 beziehungsweise dessen Steuerung beachten muss. Anhand der Fig. und des vorgestellten Verfahrens soll ebenso ein System vorgestellt werden, welches die zentrale elektronische Recheneinrichtung 4 umfasst und welches dazu ausgebildet ist, das Verfahren durchzuführen.
Sowohl durch das vorgestellte Verfahren als auch durch das vorgestellte System wird dem Problem begegnet, welches mittels einer regulären Verkehrskontrolle auftreten kann, welches keinen hohen Durchsatz mit hohen Sicherheitsaspekten an einem Verkehrsbereich als bei einer Kreuzung ermöglichen kann. So ist in dem gezeigten Beispiel in der Fahrzeugproduktion ein Konflikt der Bevorzugung von Routenfahrzeugen und Smart Transport Roboters möglich.
Dabei ist es in einer Produktion beziehungsweise auch im Verkehr wünschenswert, dass Blockaden innerhalb des Verkehrsbereichs vermieden werden, weil der Verkehr, insbesondere der manuelle Verkehr, fließen soll, weil Brandschutztüren jederzeit geschlossen werden können müssen. Weil Produktionsanlagen weiterlaufen und weil hohe Sicherheitsanforderungen an die Freigabe zu erfolgen haben.
Durch das vorgestellte Verfahren und das vorgestellte System ist auf besonders vorteilhafte Weise eine hybride Kreuzungssteuerung für manuellen und autonomen Verkehr realisierbar.
Bezugszeichenliste
1 Verkehrsbereich
2 Fahrzeug
3 Umgebungsbereich
4 zentrale elektronische Recheneinrichtung
5 T rajektorie
6 Linie
7 Flächenbedarf
8 Verkehrselement
9 Signaleinrichtung
B1 Box 1
B2 Box 2
B3 Box 3
B4 Box 4
B5 Box 5
B6 Box 6

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Koordinieren von autonomen Fahrzeugen (2) in wenigstens einem Verkehrsbereich (1), mit den Schritten:
Empfangen einer ersten durch ein erstes der autonomen Fahrzeuge (2) geplanten Trajektorie (5) mittels einer zentralen elektronischen Recheneinrichtung (4);
Empfangen einer zweiten durch ein zweites der autonomen Fahrzeuge (2) geplanten Trajektorie (5) mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung (4);
Bestimmen eines ersten Flächenbedarfs (7) des ersten autonomen Fahrzeugs (2) entlang seiner ersten geplanten Trajektorie (5) und Bestimmen eines zweiten Flächenbedarfs (7) des zweiten autonomen Fahrzeugs (2) entlang seiner zweiten geplanten Trajektorie (5); wenn mittels der zentralen Recheneinrichtung (4) ermittelt wird, dass sich die beiden Flächenbedarfe (7) mit den geplanten Trajektorien (5) in dem wenigstens einen Verkehrsbereich (1) zumindest teilweise überlappen: o Priorisieren des ersten autonomen Fahrzeugs (2) oder des zweiten autonomen Fahrzeugs (2) durch die zentrale elektronische Recheneinrichtung (4); o Erteilen einer Freigabe zum Befahren des Verkehrsbereichs (1) für das priorisierte autonome Fahrzeug (2). Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Priorisieren des ersten autonomen Fahrzeugs (2) oder des zweiten autonomen Fahrzeugs (2) anhand eines vorgegebenen, in der zentralen elektronischen Recheneinrichtung (4) hinterlegten Regelwerks erfolgt. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Freigeben für das Befahren durch ein Signal, welches an das priorisierte Fahrzeug (2) übermittelt wird, und/oder durch ein Verkehrselement (8) des Verkehrsbereichs (1) erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn mittels der zentralen, elektronischen Recheneinrichtung (4) ermittelt wird, dass das priorisierte autonome Fahrzeug (2) derart entlang seiner geplanten Trajektorie (5) gefahren ist, dass ein Überlappen der Flächenbedarfe (7) unterbleibt, die zentrale elektronische Recheneinrichtung (4) an das weitere autonome Fahrzeug
(2) eine Freigabe zum Befahren des Verkehrsbereichs (1) erteilt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein an den Verkehrsbereich (1) angrenzender und insbesondere bei wenigstens zwei Verkehrsbereichen (1) zwischen diesen liegender, Umgebungsbereich
(3) bei der Freigabe berücksichtigt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zustand eines Verkehrselements (8) des Verkehrsbereichs (1) ermittelt wird und die Freigabe zusätzlich in Abhängigkeit von diesem ermittelten Zustands erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein Empfangen einer weiteren durch eine weiteres der autonomen Fahrzeuge (2) geplanten Trajektorie (5) mittels der zentralen elektronischen Recheneinrichtung
(4) erfolgt, bei der Priorisierung eines der bisher nicht priorisierten autonomen Fahrzeuge (2) anhand eines Zeitintervalls priorisiert wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn mittels der zentralen, elektronischen Recheneinrichtung (4) ermittelt wird, dass in dem Verkehrsbereich (1) die erste Trajektorie (5) und die zweite Trajektorie
(5) zumindest teilweise, jedoch ohne ein Überlappen der Flächenbedarfe (7), zusammenfallen, eine Freigabe an das erste autonome Fahrzeug (2) und an das zweite autonome Fahrzeug (2) erteilt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Erfassen eines nichtautonomen Verkehrsteilnehmers durch eine Sensoreinrichtung wenigstens eines der autonomen Fahrzeuge (2) und einer dadurch erfolgten Korrektur der zugehörigen Trajektorie (5) des autonomen Fahrzeugs (2), welches den Verkehrsteilnehmer erfasst hat, eine Aktualisierung der Priorisierung beziehungsweise der Freigabe erfolgt. System umfassend eine zentrale elektronische Recheneinrichtung (4), welches dazu ausgebildet ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
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