DE102016223396A1 - Method and device for determining a maximum speed of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren für ein Fahrzeug mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung angegeben.wobei für die Fahrzeugregelung Daten von zumindest einer externen Quelle außerhalb des Fahrzeugs an das Fahrzeug mittels einer Funkverbindung übermittelt werden,eine Maximalgeschwindigkeit für das Fahrzeug in Abhängigkeit von einer Güte der Funkverbindung bestimmt wird.A method for a vehicle with an at least partially autonomous cruise control is specified. In the case of vehicle control, data from at least one external source outside the vehicle is transmitted to the vehicle by means of a radio link, determining a maximum speed for the vehicle depending on a quality of the radio link becomes.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Maximalgeschwindigkeit für ein Fahrzeug mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung, und eine Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Bestimmung einer Maximalgeschwindigkeit für ein Fahrzeug mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung.The present invention relates to a method for determining a maximum speed for a vehicle with an at least partially autonomous cruise control, and a device for a vehicle for determining a maximum speed for a vehicle with an at least partially autonomous cruise control.
Für das autonome oder teilautonome oder assistierte Fahren sind Informationen aus der Fahrzeugumgebung eine zwingende Voraussetzung. Diese Informationen werden, z.B von Umfelderfassungssensoren wie Radar-, Lidar oder Kamerasysteme zur Verfügung gestellt. Diese System weisen eine Reichweite von bis zu 200 m auf. Weiterhin stellen Systeme, die auf Funkübertragung basieren, eine Informationsquelle dar. Zu nennen ist hier die Car-to-Car Kommunikation, d.h. eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen über Funk, oder eine Übertragung von Informationen von Infrastrukturkomponenten, wie z.B. Verkehrszeichen oder Verkehrsleitsystemen, an das Fahrzeug. Weitere Informationen können über Funk, insbesondere Mobilfunk von einem Rechner an einem beliebigen Ort außerhalb des Fahrzeugs, einem sogenannten Backend-Server, an das Fahrzeug übertragen werden. Diese Systeme ermöglichen eine Vorausschau von mehr als 200m und es können Informationen zu aktuellen Gefahrenübertragen werden, die sich außerhalb der Reichweite eines Umfelderfassungssensorsystems befinden. Informationen oder Gefahrenmeldung sind z.B. Gefahrenobjekt auf der Fahrbahn, Fahrbahnverengung, Unfall, Glätte usw. Gerade bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten sind eine große Vorausschau und Informationen aus einem weiter entfernten Fahrzeugumfeld von großer Bedeutung.For autonomous or semi-autonomous or assisted driving, information from the vehicle environment is a mandatory requirement. This information is provided, for example, by environment detection sensors such as radar, lidar or camera systems. These systems have a range of up to 200 m. Furthermore, systems based on radio transmission constitute an information source. Car-to-car communication, i. E. communication between vehicles via radio, or transmission of information from infrastructure components, such as e.g. Traffic signs or traffic guidance systems, to the vehicle. Further information can be transmitted to the vehicle via radio, in particular mobile radio from a computer at any location outside the vehicle, a so-called backend server. These systems allow for more than 200m of anticipation and can transmit information about current hazards beyond the reach of an environmental sensing sensor system. Information or danger message are e.g. Dangerous object on the road, road constriction, accident, smoothness, etc. Especially at high vehicle speeds, a large forecast and information from a more distant vehicle environment are of great importance.
Es ist die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung für ein Fahrzeug mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung anzugeben. Eine zumindest teilweise autonomen Fahrregelung kann auch als Fahrerassistenzsystem ausgebildet sein.It is the object of the present invention to provide an improved method and an improved device for a vehicle with an at least partially autonomous cruise control. An at least partially autonomous cruise control can also be designed as a driver assistance system.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.The object is solved by the features of the independent claims.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren für ein Fahrzeug mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung angegeben, wobei für die Fahrzeugregelung Daten von zumindest einer externen Quelle außerhalb des Fahrzeugs an das Fahrzeug mittels einer Funkverbindung übermittelt werden und erfindungsgemäß eine Maximalgeschwindigkeit für das Fahrzeug in Abhängigkeit von einer Güte der Funkverbindung bestimmt wird. Eine ausreichende Güte der Funkverbindung stellt sicher, dass Informationen und aktuelle Gefahrenmeldungen das Fahrzeug erreichen und für eine zumindest teilweise autonome Fahrregelung berücksichtigt werden können. Dies ist insbesondere bei einer hohen Geschwindigkeit des Fahrzeugs von großer Wichtigkeit, da bei hohen Geschwindigkeiten eine Vorausschau größer als die Reichweite der im Fahrzeug angeordneten Umfelderfassungssensoren benötigt wird.According to the invention, a method for a vehicle with an at least partially autonomous cruise control is specified, wherein for the vehicle control data from at least one external source outside the vehicle is transmitted to the vehicle by means of a radio link and according to the invention a maximum speed for the vehicle depending on a quality of the radio link is determined. A sufficient quality of the radio link ensures that information and current danger messages reach the vehicle and can be considered for an at least partially autonomous cruise control. This is of great importance, especially at a high speed of the vehicle, since at high speeds, a look-ahead greater than the range of the arranged in the vehicle surrounding detection sensors is needed.
Vorzugsweise umfasst die zumindest teilweise autonome Fahrregelung ein Verfahren zur Längsregelung des Fahrzeugs, wobei die bestimmte Maximalgeschwindigkeit wird bei der automatisierten Längsregelung nicht überschritten wird. Das Fahrzeug wird in Abhängigkeit von weiteren Umfeldparametern z.B. Geschwindigkeitsbegrenzung, Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs, Krümmung der Fahrspur, Fahrbahnbeschaffenheit auf eine Geschwindigkeit unterhalb oder gleich der Maximalgeschwindigkeit geregelt.Preferably, the at least partially autonomous cruise control comprises a method for longitudinal control of the vehicle, wherein the determined maximum speed is not exceeded in the automated longitudinal control. The vehicle is driven in response to other environmental parameters e.g. Speed limit, speed of a preceding vehicle, curvature of the lane, road surface to a speed below or equal to the maximum speed regulated.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die externe Quelle ein anderes Fahrzeug (Car-to-Car Kommunikation) oder eine Verkehrsinfrastruktur oder ein Backend-Server (Car-to-X-Kommunikation) oder ein System zur Positionsbestimmung (z.B. GPS). Insbesondere ein Backend-Server kann Informationen aus einer Vielzahl von Datenquellen, wie z.B. Wetterinformationen, Zustandsdaten anderer Fahrzeuge, Daten von Sensorsystemen zur Umfelderfassung anderer Fahrzeuge, Daten von Infrastruktureinrichtungen wie Verkehrszeichen oder Ampeln, aktuelle Gefahrenquellen, aktualisierte Straßenkarten u.v.m. erhalten. Weiterhin können die relevanten Informationen für ein teilweise autonom fahrendes Fahrzeug von dem Backend-Server aufbereitet und an dieses Fahrzeug übertragen werden.In a preferred embodiment of the invention, the external source is another vehicle (car-to-car communication) or a traffic infrastructure or a back-end server (car-to-x communication) or a position determining system (e.g., GPS). In particular, a backend server may receive information from a variety of data sources, such as data sources. Weather information, other vehicle status data, other vehicle sensor environment sensor data, infrastructure data such as traffic signs or traffic lights, current hazards, updated road maps and the like. receive. Furthermore, the relevant information for a partially autonomously driving vehicle can be processed by the back-end server and transmitted to this vehicle.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Güte der Funkverbindung in Abhängigkeit von zumindest eines der folgenden genannten Parameter bestimmt:
- i) Signalstärke, die mit Amplitude oder Intensität des empfangenen Funksignals korreliert,
- ii) Signalkontinuität, die ein Maß für die zeitlich Stabilität des Funksignals ist und wird z.B. anhand der Standabweichung/Varianz von Signalstärke und/oder Datenübertragungsrate oder anhand der Dauer eines Zeitraums in dem Signalstärke und/oder Datenübertragungsrate konstant sind oder zumindest einen vorgegebenen Wert erreichen bestimmt,
- iii) Datenübertragungsgeschwindigkeit
- i) signal strength, which correlates with amplitude or intensity of the received radio signal,
- ii) Signal continuity, which is a measure of the temporal stability of the radio signal and is determined, for example, based on the stand deviation / variance of signal strength and / or data transmission rate or on the duration of a period in the signal strength and / or data transmission rate or at least reach a predetermined value .
- iii) Data transmission speed
Für die Bestimmung des Gütewerts kann nur einer der genannten Parameter oder eine Kombination aus zwei oder drei der genannten Parameter beitragen.Only one of the mentioned parameters or a combination of two or three of the mentioned parameters can contribute to the determination of the quality value.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird bei Unterschreiten eines ersten Schwellwerts für die Güte der Funkverbindung die Maximalgeschwindigkeit reduziert. In a preferred embodiment of the invention, the maximum speed is reduced when falling below a first threshold value for the quality of the radio link.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird bei Unterschreiten eines zweiten Schwellwerts für die Güte der Funkverbindung die zumindest teilweise autonome Fahrregelung beendet. Nach Beendigung der autonomen Fahrzeugführung muss ein Fahrer des Fahrzeugs die Fahrzeugregelung übernehmen. Sollte er dies nicht tun, wird ggf. das Fahrzeug in einem Notfallmodus automatisiert an einem sicheren Ort geführt.In a further refinement of the invention, when the radio-link quality falls below a second threshold value, the at least partially autonomous cruise control is ended. After completion of the autonomous vehicle management, a driver of the vehicle must take over the vehicle control. Should he fail to do so, the vehicle may be automatically guided to a safe location in an emergency mode.
Eine positive Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Maximalgeschwindigkeit eine Funktion in Abhängigkeit von Güte der Funkverbindung ist, wobei der Verlauf der Funktion zumindest abschnittsweise linear oder exponentiell oder stufenförmig ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der der zumindest teilweise autonome Fahrbetrieb mit einer Geschwindigkeitsbeschränkung V_Max aufgenommen, auch wenn die Güte der Funkverbindung (
Es wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung für ein Fahrzeug mit einer zumindest teilweisen autonomen Fahrregelung beansprucht. Die Vorrichtung umfasst eine Steuereinheit mit einem elektronischen Speicher auf dem ein Verfahren wie zuvor beschrieben hinterlegt ist. Zudem umfasst die Vorrichtung einen Prozessor zur Ausführung eines Verfahrens wie zuvor beschrieben. Die Steuereinheit ist mit einem Empfänger zum Empfang von Funksignalen und mit Fahrzeugaktuatoren zur Längsregelung verbindbar. Funksignalen sind insbesondere Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssignale oder Server-zu-Fahrzeug-Kommunikationssignale von einem Backend-Server, wobei diese Signale vorzugsweise im Frequenzbereich der Mobilfunkfrequenzen übertragen werden.It is claimed according to the invention a device for a vehicle with an at least partially autonomous cruise control. The device comprises a control unit with an electronic memory on which a method as described above is stored. In addition, the apparatus comprises a processor for carrying out a method as described above. The control unit is connectable to a receiver for receiving radio signals and to vehicle actuators for longitudinal control. Radio signals are in particular vehicle-to-vehicle communication signals or server-to-vehicle communication signals from a back-end server, these signals preferably being transmitted in the frequency range of the mobile radio frequencies.
Zudem wird ein Fahrzeug mit einer zuvor beschriebenen Vorrichtung beansprucht.In addition, a vehicle is claimed with a device described above.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. In
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Informationen durch ein Funksignal anderer Fahrzeuge (car-to-car-Kommunikation) zur Verfügung gestellt. Das Fahrzeug
In
In
In
Um eine Erhöhung der Stabilität des zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs zu erlangen, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Freigabe für einen zumindest teilweise autonomen Fahrbetrieb mit einer Hysterese verbunden. In order to increase the stability of the at least partially autonomous driving operation, in an advantageous embodiment of the invention, the release for an at least partially autonomous driving operation is associated with a hysteresis.
D.h. die Schaltwerte für das Ein- und Ausschalten des zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs entsprechen nicht genau dem Schwellwert
In einer weiteren positiven Ausgestaltung der Erfindung beginnt die Freigabe des zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs nicht mit einer generellen Freigabe auch wenn sich die Güte der Funkverbindung ausreichend dafür ist, sondern der zumindest teilweise autonome Fahrbetrieb wird mit einer Geschwindigkeitsbeschränkung V_Max aufgenommen. Eine generelle Freigabe des zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs erfolgt erst dann, wenn die die Güte der Funkverbindung
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine generelle Freigabe des zumindest teilweise autonomen Fahrbetriebs erst dann, wenn Güte der Funkverbindung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- EgofahrzeugEgofahrzeug
- 22
- Güte der FunkverbindungGoodness of the radio connection
- 33
- Signalstärke (Amplitude oder Intensität)Signal strength (amplitude or intensity)
- 44
- Externe SendevorrichtungExternal transmitter
- 55
- Backendserverbackend server
- 1010
- Landschaftserhebung / BergLandscape survey / mountain
- 1111
- FunklochFunkloch
- 1212
- Bereich mit unzureichender NetzqualitätArea with insufficient power quality
- 1313
- Bereich mit ausreichender NetzqualitätArea with sufficient power quality
- 1414
- Erster Schwellwert: EinschränkungFirst threshold: restriction
- 1515
- Zweiter Schwellwert: Beendigung autonomer FahrbetriebSecond threshold: termination of autonomous driving
- 1616
- entfernungsabhängige Abnahme der SignalstärkeDistance-dependent decrease in signal strength
- 1717
- hindernisabhängige Abnahme der SignalstärkeObstacle-dependent decrease in signal strength
- 2020
- Freigaberelease
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