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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abstimmung von Fahrmanövern zwischen einem Fahrzeug und mindestens einem Alius-Fahrzeug.
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Im Zuge einer zunehmenden Automatisierung der Steuerung von Kraftfahrzeugen ist eine kooperative Manöverabstimmung von benachbarten Fahrzeugen wünschenswert, damit das eigene Fahrzeug nicht nur auf die mittels Umgebungssensoren erfassten Bewegungen anderer Fahrzeuge reagieren muss sondern vielmehr benachbarte Fahrzeuge Daten mittels Kommunikationssystemen (V2V oder V2X) austauschen und aufgrund ihrer jeweils vorgegebenen geplanten Fahrpfade gemeinsam eine Abstimmung der kurzfristigen Bewegungen bzw. Trajektorien in einem Zeithorizont von einigen Sekunden vornehmen und danach die so ermittelten Trajektorien abfahren.
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Aus der
DE 10 2012 021 282 A1 ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem benachbarte Kraftfahrzeuge Wunschtrajektorien an eine Arbitrierungseinrichtung senden und diese ermittelt, ob ein Konflikt vorliegt und falls das der Fall ist, wird mindestens eine der Trajektorien der beteiligten Fahrzeuge angepasst. Die Arbitrierungseinrichtung kann eine zentrale Einrichtung oder auch Bestandteil eines der beteiligten Fahrzeuge sein.
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Aus der
WO 2017/076593 A1 ist ein ähnliches Verfahren bekannt, bei dem jedes Fahrzeug zwei Trajektorien bereitstellt und mit benachbarten Fahrzeugen austauscht. Dies sind zum einen eine Plantrajektorie, die ein geplantes Fahrmanöver beschreibt, sowie eine Wunschtrajektorie, die gegenüber der Plantrajektorie bevorzugt und fahrdynamisch möglich wäre aber aus verschiedenen möglichen Gründen nicht abgefahren werden kann, insbesondere wegen einer damit dann einhergehenden Kollision mit einem anderen Fahrzeug. Die empfangenen werden mit den eigenen Trajektorien verglichen und im Fall eines Konfliktes wird eine Anpassung über eine Kostenfunktion unter Berücksichtigung der beteiligten Fahrzeuge vorgenommen.
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Die
DE 10 2007 058 538 A1 beschreibt eine Verfahren zur Kollisionsvermeidung mit einem Hindernis, wobei alternative Ausweichtrajektorien mit anderen Fahrzeugen untereinander Abgestimmt werden.
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Aus der
DE 10 2016 205 972 A1 ist ein Verfahren zur Durchführung eines kooperativen Fahrmanövers zwischen Fahrzeugen bekannt, gemäß dem das eigene Fahrverhalten jeweils an die voraussichtlichen Fahrverhalten anderer Fahrzeuge angepasst wird. Mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation werden Umfelddaten zwischen den Fahrzeugen in einem Manöverbereich ausgetauscht.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Abstimmung von Fahrmanövern zwischen einem Fahrzeug und mindestens einem Alius-Fahrzeug bereitzustellen, das sich durch einen geringen Abstimmungs- und damit Berechnungsaufwand auszeichnet und die Abstimmung unabhängig von Kostengesichtspunkten vornimmt.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Abstimmung von Fahrmanövern zwischen einem Fahrzeug und mindestens einem Alius-Fahrzeug mit folgenden Schritten vorgeschlagen:
- - Ermitteln eines geplanten Fahrpfades eines Fahrzeugs,
- - Ermitteln von Umgebungsinformationen des Fahrzeugs auf der Grundlage von Umgebungssensoren des Fahrzeugs,
- - Bestimmen einer Ideal-Trajektorie für einen vorgegebenen Zeit- oder Wegbereich entlang des Fahrpfades auf der Grundlage des Fahrpfades und der Umgebungsinformationen,
- - Bestimmen einer Zöger-Trajektorie entlang des gleichen Fahrpfades, wobei die Zöger-Trajektorie gegenüber der Ideal-Trajektorie den gleichen Fahrpfad und eine geringere Länge aufgrund einer zeitlichen Verzögerung durch verminderte Fahrgeschwindigkeit aufweist,
- - Übermitteln der Ideal-Trajektorie und der Zöger-Trajektorie an die Alii-Fahrzeuge,
- - Empfangen der Ideal-Trajektorie und der Zöger-Trajektorie der Alii-Fahrzeuge,
- - Ermitteln, ob eine Konfliktsituation vorliegt, wenn sich das Fahrzeug und die Alii-Fahrzeuge gemäß ihrer Ideal-Trajektorien bewegen,
- - bei Feststellung einer Konfliktsituation Bestimmen eines konfliktfreien Vorgabe-Trajektorien-Satzes für alle Fahrzeuge, die auf der Grundlage eines für alle Fahrzeuge identischen Regelsatzes für jedes Fahrzeug ausgewählt wird aus der Ideal-Trajektorie oder der Zöger-Trajektorie,
- - Bewegen des Fahrzeugs entlang der dafür bestimmten Vorgabe-Trajektorie, wobei der Regelsatz eine Regel umfasst, wonach ein Fahrzeug mit einer abknickenden Ideal-Trajektorie oder einem innerhalb eines vorgegebenen Zeitbereiches abknickenden Fahrpfad eine Priorität auf der Zöger-Trajektorie besitzt.
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Unter einer Trajektorie wird in Zusammenhang mit dieser Erfindung eine Wegstrecke mit einer Zeit- oder Geschwindigkeitszuordnung über einen Zeitraum von einigen Sekunden verstanden. Dieser Zeitraum kann dabei auch geschwindigkeitsabhängig sein, insbesondere bei höheren kürzer als bei niedrigeren Geschwindigkeiten, vorzugsweise im Bereich von 3 - 8 sek. Die Trajektorie berücksichtigt auch die Maße des Fahrzeugs, da eine Prüfung auf Kollisionen zwischen den Trajektorien verschiedener Fahrzeuge auch die Breite und Länge der Fahrzeuge mit einem sicheren Seitenabstand von einigen Dezimetern berücksichtigen muss. Schließlich muss das für die Kollisionsfreiheit erforderliche Fahrzeugmaß nach vorne hin einen Sicherheitsabstand umfassen.
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Die Grundidee der Erfindung besteht darin, anstelle der zwei in der
WO 2017/076593 A1 vorgeschlagenen, sich hinsichtlich der Wegstrecke typischerweise unterscheidenden Trajektorien zwei Trajektorien bereitzustellen und mit benachbarten Fahrzeugen auszutauschen, die sich nur durch die Geschwindigkeit, nicht jedoch hinsichtlich des Weges unterscheiden. Die Zöger-Trajektorie weist dabei gegenüber der Ideal-Trajektorie den gleichen Fahrpfad und den gleichen Zeitraum auf und beschreibt einen Abbrems-vorgang auf eine verminderte Fahrgeschwindigkeit, wodurch die Länge der Zöger-Trajektorie um mehrere Fahrzeuglängen kürzer wird als die der Ideal-Trajektorie.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass aus Sicherheitsgründen die Geschwindigkeit geringer werden soll, was so auch dem manuellen Fahrverhalten entspricht. Die Zöger-Trajektorie soll Kollisionen vermeiden. Kollisionen entstehen, wenn sich Fahrzeuge in ihrem Schattenriss zuzüglich eines Sicherheitsrahmens berühren. Der Sicherheitsrahmen ist in Fahrtrichtung geschwindigkeitsabhängig.
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Die Bestimmung der Zöger-Trajektorie kann auf verschiedene Arten erfolgen. Es kann beispielsweise eine Geschwindigkeitsreduzierung um 10 - 20% oder eine definierte Verzögerung zugrunde gelegt werden oder eine gewünschte Wegverkürzung der Zöger-Trajektorie gegenüber der Ideal-Trajektorie um eine vorgegebene Strecke oder Anzahl an Fahrzeuglängen. Eine Rechenregel zur Bestimmung der Zöger-Trajektorie kann konstant sein oder eine Funktion der Geschwindigkeit sein, beispielsweise bei 100 km/h eine Geschwindigkeitsreduzierung um 5%, bei 50 km/h von 10% innerhalb des Trajektorienzeitraumes ansetzen. Der Zeitraum der Ideal- und Zöger-Trajektorie beträgt etwa 2 bis 10 sek., vorzugsweise 4 bis 6 sek.
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Die Verzögerung sollte jedenfalls so gewählt werden, dass die Zöger-Trajektorie zum gleichen Zeitpunkt um mindestens die Länge des Sicherheitsrahmens kürzer ist. Alternativ kann der Sicherheitsabstand auf der Grundlage der Straßenverkehrsordnung bestimmt werden, also außerhalb geschlossener Ortschaften „Halber Tacho“ und innerhalb geschlossener Ortschaften drei Pkw-Längen.
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Alle Fahrzeuge (also das Ego-Fahrzeug und alle Alii-Fahrzeuge) in einer Abstimmungssituation bewerten (jeder für sich) die empfangene Schar von Ideal- und Zöger-Trajektorien und ermitteln einen konfliktfreien Trajektoriensatz, der dann von den Fahrzeugen jeweils gefahren wird, d.h. jedes Fahrzeug fährt für sich die so bestimmte Vorgabe-Trajektorie.
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Die Bestimmung des konfliktfreien Vorgabe-Trajektorien-Satzes erfolgt auf der Grundlage eines für alle Fahrzeuge identischen Regelsatzes durch numerische Analyse der Trajektorienschar aller Fahrzeuge unter Berücksichtigung der vorgegebenen Regeln.
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Durch eine Priorität auf der Zöger-Trajektorie, im Falle eines abknickenden Fahrpfad, wird berücksichtigt, dass ein Fahrzeug, welches an einer nahen Abzweigung oder Kreuzung abbiegen möchte, mit größerer Wahrscheinlichkeit sowieso zeitnah abbremsen wird und damit durch Auswahl der Zöger-Trajektorie als Vorgabe-Trajektorie gar nicht beeinträchtigt wird.
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Die durch die Fahrzeugsensorik und Kommunikationssysteme erfassten Bewegungen der Alii-Fahrzeuge werden zur Erkennung/Bestätigung der gefahrenen Trajektorien genutzt. Dabei werden die anderen Fahrzeuge über eine temporäre Fahrzeugidentifikation (Fahrzeug-ID) verfolgt. Wenn die erfassten Bewegungen dem erwarteten konfliktfreien Trajektoriensatz entsprechend bestätigt sind, kann die Aussendung der Trajektorienpaare eingestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung basiert nur auf einem Pfad und ist damit wenig rechenintensiv, bedingt auch durch die numerische Analyse im Abstimmungsprozeß. Gegenüber herkömmlichen Systemen ergibt sich damit ein reduzierter Rechenaufwand, was sich bei einer größeren Anzahl berücksichtigter Fahrzeuge zu einer schnelleren Bereitstellung des Vorgabe-Trajektorien-Satzes führt und damit auch zu einer geringeren Zykluszeit und der Möglichkeit, die Abstimmung der Fahrzeuge häufiger auszuführen. Dies wiederum führt zu einer erhöhten Verkehrssicherheit, zumal die Fahrzeuge im Zweifel durch Verzögerung in einen sichereren Fahrzustand gelangen.
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Es sind Taktraten von 10-100 Hz erreichbar. Und in Zweifelssituationen gehen die Fahrzeuge in einen sicheren Fahrzustand über. Diese Lösung ist auch zu anderen Systemen kompatibel, beispielsweise zu den in der Beschreibungseinleitung beschriebenen vorbekannten Systemen.
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Gemäß einer Ausbildung der Erfindung wird der erfindungsgemäße Abstimmungsprozess zwischen Fahrzeugen nur initiiert, wenn durch die Fahrzeugsensorik eine Konfliktsituation festgestellt wird, insbesondere dass andere Fahrzeuge im Umfeld (Position) und deren Bewegungsrichtung (Heading) im eigenen Fahrweg festgestellt werden, oder verkehrsrelevante Objekte in aktueller Fahrbahn oder Straßennetzknoten, wie Kreuzungen, Ein/ Ausfahrten jeglicher Art detektiert oder aus elektronischen Karten extrahiert werden oder eine Manöver-Koordinations-Meldung aus dem Fahrzeugumfeld empfangen wurde.
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Alternativ kann die Aussendung der Trajektorienpaare auch permanent erfolgen.
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Jedes Fahrzeug entscheidet selbst, ob es an einer Abstimmung mitwirkt und äußert seine Entscheidung durch das Aussenden des Trajektorienpaares. Die Entscheidung basiert auf der geografischen Situationsanalyse und nimmt im ersten Schritt alle Fahrzeuge für die Abstimmung an, die sich in der Straßen-Situation (im Beispiel in Zufahrt auf eine Kreuzung) befinden. Endgültig erfolgt die Bestätigung durch die Alii-Fahrzeuge, indem diese ihre Trajektorienpaare senden und diese geografisch in die Situation gehören.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Regelsatz eine Regel umfasst, wonach ein Vorgabe-Trajektoriensatz bestimmt wird, der die größte Anzahl an Ideal-Trajektorien umfasst. Mit anderen Worten, wenn es mehrere Lösungen von Vorgabe-Trajektoriensätzen gibt, wird derjenige ausgewählt, der die größte Anzahl an Ideal-Trajektorien umfasst. Damit wird eine für alle beteiligten Fahrzeuge geringst-mögliche Beeinträchtigung durch Bremsmanöver sichergestellt.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass für Alii-Fahrzeuge, die störungsbedingt nur eine Trajektorie aussenden, diese als Ideal-Trajektorie des Alius-Fahrzeugs berücksichtigt wird. Hierdurch wird die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch möglich, wenn einzelne Fahrzeuge aufgrund irgendwelcher Störungen, sei es hinsichtlich Übertragungsstörungen oder Systemfehlern, nur eine Trajektorie senden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Regelsatz eine Regel umfasst wonach, wenn kein konfliktfreier Vorgabe-Trajektoriensatz bestimmbar ist, ein Fahrzeug bestimmt wird, das für einen vorgegebenen kurzen Zeitraum abbremst und anschließend das Verfahren erneut durchlaufen wird. Da es nicht auszuschließen ist, dass bei Auswahl der beiden pro Fahrzeug zur Verfügung stehenden Trajektorien keine konfliktfreie Lösung erzielbar ist, also ein „Deadlock“-Zustand eintritt, muss für diese Situation eine Lösung ermittelt werden. Dazu wird gemäß dieser Ausbildung ein Fahrzeug ausgewählt, z.B. das langsamste oder schnellste oder ein nicht-vorfahrtsberechtigtes oder bald abbiegendes, welches isoliert zum Abbremsen gebracht wird und anschließend in einem neuen Durchlauf auf der Grundlage des sich ergebenden Zustandes mit neuen Trajektorien die Bestimmung eines konfliktfreien Vorgabe-Trajektorien-Satzes versucht wird.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass für das Bestimmen der Ideal-Trajektorie des Fahrzeugs Informationen aus einer gespeicherten Straßenkarte und/oder über Kommunikationsmittel empfangene Informationen berücksichtigt werden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Fahrzeug überprüft, ob eine Abstimmungssituation mit mindestens einem Alius-Fahrzeug vorliegt und es sich an einem Abstimmungsprozess nicht beteiligt, falls seine Trajektorien konfliktfrei sind. Damit wird erreicht, dass ein Fahrzeug, das sich zwar in räumlicher Nähe mit Alii-Fahrzeugen befindet aber dessen Trajektorien keinen Konflikt mit den Trajektorien anderer Fahrzeuge aufweist, an einem Abstimmungsprozess der Bestimmung eines konfliktfreien Vorgabe-Trajektorien-Satzes nicht teilnimmt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Abstimmung von Fahrmanövern zwischen einem Fahrzeug und mindestens einem Alius-Fahrzeug gelöst, umfassend:
- - eine Fahrsituationsanalyseeinrichtung zum Ermitteln eines geplanten Fahrpfades des Fahrzeugs sowie zum Ermitteln von Umgebungsinformationen des Fahrzeugs auf der Grundlage von Umgebungssensoren des Kraftfahrzeugs,
- - eine Trajektorienbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Ideal-Trajektorie für einen vorgegebenen Zeit- oder Wegbereich entlang des Fahrpfades auf der Grundlage des Fahrpfades und der Umgebungsinformationen, ferner zum Bestimmen einer Zöger-Trajektorie entlang des gleichen Fahrpfades, wobei die Zöger-Trajektorie gegenüber der Ideal-Trajektorie den gleichen Fahrpfad und eine geringere Länge aufgrund einer zeitlichen Verzögerung durch verminderte Fahrgeschwindigkeit aufweist,
- - eine Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit anderen Fahrzeugen in der Umgebung (Alii-Fahrzeuge), die ausgebildet ist zum Übermitteln der Ideal-Trajektorie und der Zöger-Trajektorie an die Alii-Fahrzeuge sowie zum Empfangen der Ideal-Trajektorie und der Zöger-Trajektorie der Alii-Fahrzeuge,
- - eine Trajektorienbewertungseinrichtung, die ausgebildet ist zu ermitteln, ob eine Konfliktsituation vorliegt, wenn sich das Fahrzeug und die Alii-Fahrzeuge gemäß ihrer Ideal-Trajektorien bewegen und ausgebildet ist, bei Feststellung einer Konfliktsituation zur Bestimmung eines konfliktfreien Vorgabe-Trajektorien-Satzes für alle Fahrzeuge, die auf der Grundlage eines für alle Fahrzeuge identischen Regelsatzes für jedes Fahrzeug ausgewählt wird aus der Ideal-Trajektorie oder der Zöger- Trajektorie,
- - eine Signalausgabeeinrichtung, welche an eine anschließbare Fahrzeugkontrolleinrichtung die für das Fahrzeug ermittelte Vorgabe-Trajektorie zu deren Abfahren ausgibt beziehungsweise dem Fahrzeugführer direkte Fahranweisungen ausgibt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnungen - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1: ein Blockdiagramm der logischen Module der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2: ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 3. ein Ablaufdiagramm eines Teils des Verfahrens von 2;
- 4: eine schematische Darstellung eines Trajektorienpaares;
- 5: ein Anwendungsbeispiel einer Verkehrssituation an einer Kreuzung.
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In 1 sind die logischen Module der erfindungsgemäßen Abstimmungsvorrichtung 10 dargestellt. Diese umfasst eine Umfeldeinheit 12, die mit einer elektronischen Straßenkarte 14, einer Kommunikationseinheit 16 zur Kommunikation mit anderen Fahrzeugen (V2V) oder stationären Stellen (V2X), sowie einem Satz an fahrzeugseitigen Umgebungssensoren 18 kommuniziert. Zu den Umgebungssensoren 18 können Laserscanner, Radargeräte, Kameras und Ultraschallmessgeräte gehören.
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Ferner umfasst die Abstimmungsvorrichtung 10 eine Fahrsituationsanalyseeinheit 20, deren Funktion in 2 näher erläutert wird. Die Fahrsituationsanalyseeinheit 20 steuert eine Trajektoriengenerierungseinheit 22, welche eine Ideal-Trajektorie und eine Zöger-Trajektorie für das Fahrzeug bestimmt. Die erzeugten Trajektorien werden einer Trajektorienbewertungseinheit 24 zusammen mit den mittels der Kommunikationseinheit 16 über die Umfeldeinheit 12 gelieferten Trajektorienpaaren von Alii-Fahrzeugen über-mittelt. Das von der Trajektoriengenerierungseinheit 22 erzeugte Trajektorienpaar wird darüber hinaus auch der Umfeldeinheit 12 zugeführt, welche dieses über die Kommuni-kationseinheit 16 an Alii-Fahrzeuge übermittelt.
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Die Trajektorienbewertungseinheit 24 bewertet die Trajektorienpaare des Ego-Fahrzeugs sowie der Alii-Fahrzeuge und erzeugt einen kollisionsfreien Vorgabe-Trajektoriensatz für jedes Fahrzeug und gibt an eine Fahrzeugsteuereinheit 30 die Vorgabe-Trajektorie des eigenen Fahrzeugs aus, die vom Fahrzeug dann autonom abgefahren wird.
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Alternativ kann bei Fahrzeugen mit niedrigeren Automatisierungsgraden auch eine Fahreranweisung über eine geeignete Mensch-Maschine-Schnittstelle, zum Beispiel eine akustische oder visuelle Ausgabeeinrichtung oder auch ein haptisches Gaspedal gegeben werden.
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Eine Überwachungseinheit 26 erkennt Bewegungen von Alii-Fahrzeugen aufgrund empfangener Fahrzeugbewegungsinformationen und eigener Beobachtungen mittels der Umgebungssensoren 18 und wertet diese aus.
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Gemäß 2 wird in der Fahrsituationsanalyseeinheit 20 zunächst in einem Schritt 50 ein Fahrpfad des eigenen Fahrzeugs (Ego-Fahrzeugs) ermittelt. Je nach HAF-Ausstattungsgrad (HAF = Hochhautomatisches Fahren; Level 2 bis 5) wird hier ein strategischer (Navigations-) Pfad oder ein wahrscheinlicher Pfad auf der Grundlage der Umfeldbeobachtung und Bewegungshistorie bestimmt.
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Im Schritt 52 wird das Fahrzeugumfeld überprüft anhand der fahrzeugeigenen Sensoren 18 sowie der über die Kommunikationseinheit 16 empfangenen Informationen über Alii-Fahrzeuge aus der Umgebung.
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Im Schritt 54 wird bestimmt, ob Abstimmungsbedarf zwischen dem Egofahrzeug und den Alii-Fahrzeugen besteht, und zwar anhand der Daten der Alii-Fahrzeuge, Daten über Hindernisse, Straßenknoten sowie empfangene Manövernachrichten.
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Wenn bestimmt wird, dass kein Abstimmungsbedarf besteht, wird zum Schritt 52 zurückgegangen, um unter Berücksichtigung aktualisierter Umgebungsdaten erneut zu prüfen, ob Abstimmungsbedarf besteht.
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Wird hingegen im Schritt 54 seitens des Ego-Fahrzeugs ein Abstimmungsbedarf bestimmt, so erfolgt in der Manöverentscheidungseinheit 28 die Bestimmung einer Manöverentscheidung und Bestätigung durch Senden gemäß 3.
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Gemäß 3 werden in einem Schritt 60 eine Ideal-Trajektorie 40 sowie eine Zöger-Trajektorie 42 unter Beachtung der aktuellen Geschwindigkeit bestimmt, die in 4 abgebildet sind. Es wird ferner eine Ego-Priorität daraus ermittelt, die beispielsweise bei einem vorstehenden abknickenden Fahrpfad die Priorität auf die Zöger-Trajektorie 42 legen kann.
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Im Schritt 62 wird das Trajektorienpaar 40, 42 des Ego-Fahrzeugs mittels der Kommunikationseinheit 16 an Alii-Fahrzeuge in der Umgebung versandt und damit die Beteiligung des Ego-Fahrzeugs an der Abstimmung bestätigt. Dabei ist an der räumlichen Lage der Trajektorie zu erkennen, ob bzw. an welchem Abstimmungsszenario (welcher Gruppe) sich das Ego-Fahrzeug beteiligen wird. Dabei ist an der räumlichen Lage der Trajektorie zu erkennen, ob bzw. an welchem Abstimmungsszenario (welcher Gruppe) sich das Ego-Fahrzeug beteiligen wird.
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Im Schritt 64 werden die jeweiligen Trajektorienpaare von Alii-Fahrzeugen mittels der Kommunikationseinheit 16 empfangen.
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Im Schritt 66 werden die Trajektorienpaare 40, 42 des Ego-Fahrzeugs und der Alii-Fahrzeuge zu einer Trajektorienschar zusammengeführt. Die Trajektorienpaare werden gemäß der anonymisierten Fahrzeug-IDs den einzelnen Alii-Fahrzeugen zugeordnet. Die Trajektorienschar definiert alle Beteiligten an diesem Abstimmungsszenario durch räumlichen Zusammenhang, mit anderen Worten gehörten nur die Trajektorien, die sich tangieren oder räumlich sehr nah sind, dazu. Es findet also eine geografische Zuordnung der Beteiligten am Szenario statt
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Im Schritt 68 wird versucht, einen konfliktfreien Vorgabe-Trajektoriensatz für alle Fahrzeuge zu bestimmen, wobei für jedes Fahrzeug entweder die Ideal-Trajektorie oder die Zöger-Trajektorie ausgewählt wird. Die Ermittlung eines konfliktfreien Vorgabe-Trajektoriensatzes erfolgt durch numerische Analyse der Trajektorienschar unter Priorität der Ideal-Trajektorien 40. Dabei gelten die gleichen Regeln für alle Fahrzeuge und daher ist der Trajektoriensatz bei allen beteiligten Fahrzeugen identisch.
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Wenn ein konfliktfreier Vorgabe-Trajektoriensatz bestimmt werden kann, so wird das Fahrzeug im Schritt 70 gemäß der für das Ego-Fahrzeug ermittelten Vorgabe-Trajektorie autonom oder mittels Fahranweisungen bewegt. Da die Alii-Fahrzeuge mittels des gleichen Regelsatzes den gleichen Trajektorien-Satz bestimmen, kann jedes Alii-Fahrzeug danach die für das jeweilige Fahrzeug bestimmte Vorgabe-Trajektorie abfahren.
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Wenn jedoch kein konfliktfreier Vorgabe-Trajektoriensatz bestimmt werden kann, so wird im Schritt 72 das Ego-Fahrzeug mit niedriger Priorität und/oder geringster Ist-Geschwindigkeit aller Fahrzeuge der Abstimmungssituation verzögert und es wird zum Schritt 60 ein neuer Trajektoriensatz 40, 42 für das Ego-Fahrzeug bestimmt.
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Zurückkommend auf 2 werden in der Überwachungseinheit 26 im Schritt 80 die Fahrzeugbewegungen der Alii-Fahrzeuge durch empfangene V2X Fahrzeugbewegungsinformationen (Cooperative Awareness Message) und gegebenenfalls durch die Umgebungssensoren 18 erfasst.
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Im Schritt 82 werden die tatsächlichen Trajektorien der Alii-Fahrzeuge zugeordnet und beobachtet. Dabei werden die empfangenen Fahrzeugbewegungsdaten über die Fahrzeug-ID der jeweiligen konfliktfreien Vorgabe-Trajektorie zugeordnet.
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Im Schritt 84 erfolgt ein Vergleich mit dem konfliktfreien Vorgabe-Trajektoriensatz. Wenn eine Einhaltung der bestimmten Vorgabe-Trajektorien festgestellt wird (J), wird das eigene Manöver (Schritt 70) und die Überwachung unverändert fortgesetzt und damit zum Schritt 80 zurückgekehrt. Wenn hingegen eine Abweichung festgestellt wird (N), so wird die Manöverentscheidungseinheit 28 veranlasst, eine neue Manöverentscheidung durchzuführen, wie in 3 erläutert wurde. Wenn die Vorgabe-Trajektorie abgefahren wurde (E), so ist das Manöver beendet (Schritt 86).
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In 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, mit einer Fahrbahnkreuzung 32, auf die vier Fahrzeuge A, B, C, D zufahren. Ein weiteres Fahrzeug E befindet sich in der Fahrbahnkreuzung 32. Da Abstimmungsbedarf besteht, sendet ein Egofahrzeug A und Alii-Fahrzeuge B, C, D, E je eine Ideal-Trajektorie 40A, 40B, 40C, 40D und eine Zöger-Trajektorie 42A, 42B, 42C, 42D an die anderen Fahrzeuge. Es liegt dadurch in jedem Fahrzeug A, B, C, D, E die dargestellte Trajektorienschar vor, bei der die Ideal-Trajektorien 40A, 40B, 40C, 40D kollidieren. Eine Kollision liegt vor, wenn sich die in einer vollständigen Trajektoriendarstellung hinzugefügten Fahrzeugumrisse inklusive Sicherheitsmarge berühren. Aus Übersichtsgründen ist hier nur die Linie des Trajektorien-Referenzpunktes dargestellt. Da die Trajektorien 40E,42E des Fahrzeugs E mit keiner der anderen Trajektorien 40A, 40B, 40C, 40D, 42A, 42B, 42C, 42D kollidiert, nimmt das Fahrzeug E nicht an dem nachfolgenden Prozess teil.
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Durch die im Schritt 68 (3) erfolgte numerische Analyse unter Berücksichtigung eines Regelsatzes ergibt sich ein kollisionsfreier Vorgabe-Trajektoriensatz, bestehend aus 40A (Ideal-Trajektorie für das Ego-Fahrzeug A), 40B (Ideal-Trajektorie für das Alius-Fahrzeug B), 42C (Zöger-Trajektorie für das Alius-Fahrzeug C) und 42D (Zöger-Trajektorie für das Alius-Fahrzeug D). Es sei angemerkt, dass auch eine Kombination 42A, 40B, 42C, 42D, also mit einer Ideal- und drei Zöger-Trajektorien, kollisionsfrei wäre aber nur eine Ideal-Trajektorie enthalten würde.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offen-barten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Abstimmungsvorrichtung
- 12
- Umfeldeinheit
- 14
- elektronische Straßenkarte
- 16
- Kommunikationseinheit
- 18
- Umgebungssensoren
- 20
- Fahrsituationsanalyseeinheit
- 22
- Trajektoriengenerierungseinheit
- 24
- Trajektorienbewertungseinheit
- 26
- Überwachungseinheit
- 28
- Manöverentscheidungseinheit
- 30
- Fahrzeugsteuereinheit
- 32
- Fahrbahnkreuzung
- 40
- Ideal-Trajektorie
- 42
- Zöger-Trajektorie
- 50, 52, 54, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 80, 82, 84, 86
- Verfahrensschritte
