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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Stand der Technik
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Die
DE 10 2014 224 077 A1 offenbart ein Verfahren zum assistierten Führen eines Kraftfahrzeugs auf einem Parkplatz, wobei eine abzufahrende Solltrajektorie für das Kraftfahrzeug abhängig von einem Kraftfahrzeugtyp des Kraftfahrzeugs ermittelt wird und an das Kraftfahrzeug über ein Kommunikationsnetzwerk gesendet wird. Außerdem wird eine digitale Karte des Parkplatzes an das Kraftfahrzeug gesendet, so dass das Kraftfahrzeug basierend auf der Solltrajektorie und auf der digitalen Karte autonom auf dem Parkplatz fahren kann. Während seiner autonomen Fahrt auf dem Parkplatz wird das Kraftfahrzeug außerdem mittels eines fahrzeugexternen Überwachungssystems überwacht.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs, wobei von mindestens einer externen stationären Einrichtung externe Sensordaten über eine Verkehrssituation bereitgestellt und diese externen Sensordaten zum ferngesteuerten Führen des Kraftfahrzeugs benutzt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung, ausgebildet zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs, die ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
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Es werden außerdem ein entsprechendes Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden für das ferngesteuerte Führen eines Kraftfahrzeugs demnach nicht zwangsläufig interne Sensordaten verwendet, die von eigenen Sensoren oder Sensormodulen des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Stattdessen kann nunmehr mit externen Sensordaten, die mindestens eine externe stationäre Einrichtung dem Kraftfahrzeug durch eine üblicherweise drahtlose Kommunikation übermittelt hat, eine autonome, ferngesteuerte Fahrt durchgeführt werden. Die Sensordaten können beispielsweise mittels einer Mobilfunkverbindung, insbesondere nach dem 5G Standard oder durch eine andere geeignete Drahtlosverbindung übermittelt werden. Von mindestens einer externen stationären Einrichtung werden demnach externe Sensordaten über eine Verkehrssituation und/oder Steuerungsdaten für das Kraftfahrzeug, basierend auf externen Sensordaten bereitgestellt und diese externen Sensordaten und/oder diese Steuerungsdaten werden zum ferngesteuerten Führen des Kraftfahrzeugs benutzt.
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Unter einer Fernsteuerung bzw. einem ferngesteuert geführten Kraftfahrzeug soll im Rahmen dieser Beschreibung ein Kraftfahrzeug verstanden werden, das ausschließlich durch ein automatisiertes System und nicht durch einen menschlichen Fahrer gesteuert wird. Dabei erhält das automatisierte System Informationen von einer externen Einrichtung. Diese können Sensordaten umfassen, die eine Information über die Umgebung des Kraftfahrzeugs enthalten, es können aber auch Steuerungsbefehle für das Kraftfahrzeug umfasst sein, die auf Basis der externen Sensordaten von der externen stationären Einrichtung erzeugt wurden.
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Die Formulierung „zumindest teilautomatisiertes Führen“ umfasst einen oder mehrere der folgenden Fälle: assistiertes Führen, teilautomatisiertes Führen, hochautomatisiertes Führen, vollautomatisiertes Führen.
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Assistiertes Führen bedeutet, dass ein Fahrer des Kraftfahrzeugs dauerhaft entweder die Quer- oder die Längsführung des Kraftfahrzeugs ausführt. Die jeweils andere Fahraufgabe (also ein Steuern der Längs- oder der Querführung des Kraftfahrzeugs) wird automatisch durchgeführt. Das heißt also, dass bei einem assistierten Führen des Kraftfahrzeugs entweder die Quer- oder die Längsführung automatisch gesteuert wird.
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Teilautomatisiertes Führen bedeutet, dass in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) und/oder für einen gewissen Zeitraum eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss aber das automatische Steuern der Längs- und Querführung dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Der Fahrer muss jederzeit zur vollständigen Übernahme der Kraftfahrzeugführung bereit sein.
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Hochautomatisiertes Führen bedeutet, dass für einen gewissen Zeitraum in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Bei Bedarf wird automatisch eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer zur Übernahme des Steuerns der Längs- und Querführung ausgegeben, insbesondere mit einer ausreichenden Zeitreserve ausgegeben. Der Fahrer muss also potenziell in der Lage sein, das Steuern der Längs- und Querführung zu übernehmen. Grenzen des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung werden automatisch erkannt. Bei einem hochautomatisierten Führen ist es nicht möglich, in jeder Ausgangssituation automatisch einen risikominimalen Zustand herbeizuführen.
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Vollautomatisiertes Führen bedeutet, dass z.B. in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) oder während der gesamten Fahrt eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Vor einem Beenden des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung erfolgt automatisch eine Aufforderung an den Fahrer zur Übernahme der Fahraufgabe (Steuern der Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs), insbesondere mit einer ausreichenden Zeitreserve. Sofern der Fahrer nicht die Fahraufgabe übernimmt, wird automatisch in einen risikominimalen Zustand zurückgeführt. Grenzen des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung werden automatisch erkannt. In allen Situationen ist es möglich, automatisch in einen risikominimalen Systemzustand zurückzuführen.
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Bei der mindestens einen externen stationären Einrichtung handelt es sich insbesondere um eine fest installierte Infrastruktureinrichtung, die dazu ausgebildet ist, von einer jeweils aktuellen Verkehrssituation Sensordaten zu erfassen.
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In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung werden die externen Sensordaten passend zu einem Umfeld des Kraftfahrzeugs erfasst. Bei dem Umfeld handelt es sich typischerweise um einen Bereich einer Straße, auf der sich das Kraftfahrzeug bewegt, wobei dieser Bereich einen von dem Kraftfahrzeug bereits befahrenen Abschnitt sowie mindestens einen noch zu befahrenden Abschnitt, der in Abhängigkeit einer zukünftigen Trajektorie des Kraftfahrzeugs festgelegt wird, umfasst. In einer Ausgestaltung kann es sich um mindestens eine Fahrbahn handeln, auf der sich das Kraftfahrzeug bewegt. Das Umfeld umfasst auch jene weiteren Verkehrsteilnehmer, die eine zukünftige Trajektorie des Kraftfahrzeugs kreuzen können.
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Als externen Sensordaten werden bevorzugt von Sensorsystemen erfasst, die an typischen Infrastrukturelementen wie beispielsweise Straßenlaternen, Schilderbrücken, Brückenpfeilern oder ähnlichem angeordnet sind. Bei den Sensoren kann es sich beispielsweise um Kameras, Radarsensoren oder Lidarsensoren handeln.
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Die externen Sensordaten werden in einer Ausgestaltung des Verfahrens von mindestens einer Kontrolleinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug zu führen, verwendet und verarbeitet. Dabei kann diese mindestens eine Kontrolleinrichtung beispielsweise durch Lenk und/oder Bremseingriffe, die Fahrt des Kraftfahrzeugs automatisiert beeinflussen.
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Bei den externen Sensordaten, die von der mindestens einen externen stationären Einrichtung bereitgestellt werden, handelt es sich ursprünglich um interne Sensordaten dieser mindestens einen Einrichtung, die diese mindestens eine Einrichtung von der Verkehrssituation sensorisch ermittelt hat. Die mindestens eine Einrichtung kann diese internen Sensordaten weiteren Einrichtungen und somit auch Kraftfahrzeugen bereitstellen. Sobald eine weitere Einrichtung von der mindestens einen Einrichtung die vormals internen Sensordaten empfangen hat, kann diese weitere Einrichtung diese internen Sensordaten nunmehr als externe Sensordaten verwenden. Um einen Austausch der Sensordaten zu regulieren, kann vorgesehen sein, dass diese dem Kraftfahrzeug beispielsweise auf Anfrage und/oder nach einer Autorisierung bereitgestellt werden.
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Als externe Sensordaten werden bevorzugt Daten mehrerer Sensoren bereitgestellt. Dabei kann es sich insbesondere um Daten unterschiedlicher Sensortypen handeln. So können von der externen stationären Einrichtung beispielsweise Daten mehrerer Sensoren gesammelt werden, wobei die jeweiligen Sensordaten abhängig von definierten Parametern, beispielsweise dem Sensortyp und/oder dem Ort des Sensors, der die Sensordaten liefert gewichtet und/oder plausibilisiert werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem Vorrichtung zum ferngesteuerten Führen eines Kraftfahrzeugs, die dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren nach auszuführen und hierzu externe Sensordaten mindestens einer weiteren Einrichtung zu verwenden. Dabei können einzelne Schritte des Verfahrens auch von einzelnen Komponenten der Vorrichtung durchgeführt werden.
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Diese Vorrichtung umfasst bevorzugt mindestens ein Kommunikationsmodul und mindestens eine Kontrolleinrichtung, wobei das mindestens eine Kommunikationsmodul zum Empfangen der externen Sensordaten, die von der mindestens einen weiteren Einrichtungen über die Verkehrssituation bereitgestellt werden, ausgebildet ist. Die mindestens eine Kontrolleinrichtung ist dazu ausgebildet, die externen Sensordaten zum Führen des Kraftfahrzeugs zu verarbeiten.
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Die Vorrichtung, die üblicherweise in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, kann weiterhin eine Verarbeitungseinrichtung umfassen, die die empfangenen externen Sensordaten vorverarbeitet und dabei ggf. filtert. Diese Verarbeitungseinrichtung kann ebenfalls dazu ausgebildet sein, interne Sensordaten des Kraftfahrzeugs, die mindestens ein Sensor dieses Kraftfahrzeugs von der Verkehrssituation erfasst, mit den externen Sensordaten zu ergänzen.
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In einer möglichen Ausführung der Erfindung werden die externen Sensordaten von einer externen Recheneinheit, insbesondere einem Cloudserver, verarbeitet Durch die externe Recheneinheit werden Steuerungsdaten abhängig von den externen Sensordaten für das Kraftfahrzeug erzeugt. Diese Steuerungsdaten können an das Kraftfahrzeug übermittelt werden und von mindestens einer Kontrolleinrichtung des Kraftfahrzeugs, die dazu ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug zu führen, verarbeitet werden.
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Bevorzugt sendet das Kraftfahrzeug eigene Zustandsinformationen an die externe Recheneinheit, wobei die die Steuerungsdaten durch die externe Recheneinheit abhängig von den Zustandsinformationen erzeugt werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum ferngesteuerten Führen eines Kraftfahrzeugs, die dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Insbesondere umfasst die Vorrichtung die mindestens ein Kommunikationsmodul und mindestens eine Kontrolleinrichtung, wobei das mindestens eine Kommunikationsmodul zum Empfangen von externen Daten, die dem Kraftfahrzeug von der externen stationären Einrichtung über die Verkehrssituation bereitgestellt werden, ausgebildet ist. Die mindestens eine Kontrolleinrichtung ist dazu ausgebildet ist, die externen Daten zum Führen des Kraftfahrzeugs zu verarbeiten.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines beschriebenen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzeinrichtung, ausgeführt wird.
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Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, ist zum Durchführen aller Schritte eines beschriebenen Verfahrens ausgebildet, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzeinrichtung, ausgeführt wird.
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Mit der Erfindung ist u. a. eine Verbesserung der Performance, der Verfügbarkeit und der Zuverlässigkeit eines Verfahrens zum zumindest teilautomatisierten, ferngesteuerten Führen eines Kraftfahrzeugs möglich. Dies erfolgt unter Nutzung bestehender externer Sensorik bzw. Infrastruktursensorik, wodurch auch die Nutzung von Fahrerassistenzeinrichtungen ohne eine eigene Sensorik möglich ist, indem hierfür nur externe Sensordaten verwendet werden.
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Mit der Erfindung können sichere Trajektorien für eine automatisierte Fahrt geplant werden, wobei durch eine Kommunikation zwischen Kraftfahrzeug und einer Infrastruktureinrichtung (car-to-infrastructure, C2I) Objektdaten von potentiellen Hindernissen erfasst werden. Außerdem können Systeme für Kraftfahrzeuge, die auf einer fahrzeugeigenen Sensorik (z. B. Video, Radar, Lidar usw.) basierend Objekte detektieren und ggf. durch autonome Eingriffe Hindernissen automatisch ausweichen, ergänzt werden. Dabei werden durch Kraftfahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation externe Daten von Objekten empfangen und daraus geeignete Ausweichräume berechnet bei der automatisierten Führung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt.
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Das Kraftfahrzeug kann durch Umsetzung der Erfindung schneller und meist angemessener auf mögliche Gefahrensituationen reagieren. Durch Objektdaten aus der Kommunikation können neben aktuellen Positionen auch Bewegungstrajektorien, d. h. Geschwindigkeit, Verzögerung, Lenkwinkel usw. von anderen Kraftfahrzeugen errechnet werden. Feststehende, z. B. permanente Objekte wie Brückenpfeiler, können ebenfalls Sensordaten zu der Verkehrssituation dem Kraftfahrzeug übermitteln.
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Die Erfindung ermöglicht es automatisierten Kraftfahrzeugen, die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit durch die Nutzung von Daten geeigneter, externer Infrastruktureinrichtungen zu erhöhen. Eine Voraussetzung hierfür ist, dass das Kraftfahrzeug durch Kommunikation mit externen Einrichtungen Daten austauschen kann. Hierbei ist sowohl eine Übertragung von Sensorrohdaten als auch eine Übertragung bereits verarbeiteter Daten denkbar.
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In einer alternativen Ausführung übertragen die externen stationären Einrichtung die externen Sensordaten in eine Cloud, wo die Sensordaten zusammengeführt werden. Auch eine Verarbeitung der Daten und eine Erzeugung von Steuerbefehlen für ferngesteuerte Kraftfahrzeuge in der Cloud ist denkbar. Ein Kraftfahrzeug kann durch eine Anfrage und Übermittlung von eigenen Daten, wie z.B. Position, Kraftfahrzeugtyp, etc. geeignete Informationen aus der Cloud abrufen, die beispielsweise Sensorrohdaten als auch bereits verarbeitete Daten oder fertige Routeninformationen oder Steuerbefehle umfassen können. Dabei können empfangene externe Sensordaten auch durch eigene Sensordaten, z. B. Navigationsdaten usw., des Kraftfahrzeugs unterstützt werden.
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Um zu gewährleisten, dass nur berechtige Kraftfahrzeuge, z. B. nur Kraftfahrzeuge bestimmter Hersteller oder nur Kraftfahrzeuge, für die für den Dienst bezahlt wurde, die externen Sensordaten erhalten, können die Daten beispielsweise nur auf Anfrage und nach einer Autorisierung an die berechtigten Kraftfahrzeuge gesendet werden. Die Daten werden also nicht dauerhaft frei empfangbar gesendet. Hierdurch kann insbesondere verhindert werden, dass mobile Geräte, die selbst keine Daten senden, die externe Umfeldsensorik der Infrastruktur umsonst mitnutzen.
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Die externen Sensoren erfassen eine Verkehrssituation, beispielsweise indem die beteiligten Objekte, insbesondere Kraftfahrzeuge erkannt werden. Es werden beispielsweise die Position, Höhe, Breite, Art (Klassifizierung), Geschwindigkeit (in allen drei Raumrichtungen), Beschleunigung (in allen drei Raumrichtungen), Trajektorieninformationen (bei mobilen Objekten) und weitere Parameter der Objekte bestimmt.
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Um sicherzustellen, dass durch die Information eines externen Sensors kein Unfall verursacht wird (z.B. durch vorsätzliches Fehlverhalten), werden bevorzugt mehrere externe Sensoren mit Plausibilitätsprüfung, Verschlüsselung und Gewichtung verwendet. Die fahrzeugeigenen Sensoren (falls vorhanden) können mit den höchsten Gewichten und die Straßensensoren mit niedrigeren Gewichten verwendet werden, wobei die Straßensensoren basierend auf Erfahrungswerten und dem jeweiligen Sensortyp unterschiedliche Gewichte aufweisen können. Wenn ein neuer externer Sensor eingeführt wird, kann z.B. zunächst eine geringe Gewichtung verwendet werden. Jedes Mal, wenn dieser Sensor wieder zum Einsatz kommt wird, wird dem Sensor (direkt oder über die Cloud) eine Rückmeldung über seine Genauigkeit und Leistung gegeben. Daraus kann eine Gewichtung bestimmt werden.
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Die Genauigkeit und Leistung kann nach den folgenden Kriterien/Maßnahmen bewertet werden:
- • Wurde eine falsche Aktivierung verursacht oder hat es ein Ziel verfehlt?
- • Durch die Verwendung eines räumlich benachbarten Referenzsensors (gleicher Sensortyp)
- • Durch die Verwendung eines räumlich benachbarten anderen Sensors (anderer Sensortyp)
- • Wenn der Sensor nicht verwendet worden wäre, wäre die Klassifizierung des Objekts schneller oder besser gewesen?
- • Wenn der Sensor nicht verwendet worden wäre, wären die Längs-, Quer- und Höhenkoordinaten des Zielobjekts genauer gewesen?
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Wenn viele Benutzer, also Kraftfahrzeuge, die die Daten des Sensors verwenden, eine schlechte Rückmeldung über den Straßensensor geben würden, dann sollte dieser neu ausgerichtet oder ersetzt werden. Wenn der Sensor gute Daten liefert, kann seine Gewichtung schrittweise ansteigen. Wenn die externen Sensoren die Daten direkt an das Kraftfahrzeug senden, kann die Gewichtung der einzelnen Sensoren durch eine Recheneinheit des Kraftfahrzeugs berechnet und die historischen Informationen gespeichert werden. Wenn die externen Sensordaten zunächst in die Cloud gelangen, kann in diesem Fall das Feedback mehrerer Verkehrsteilnehmer für das Gewicht verwendet werden.
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Durch die Erfindung wird ergeben sich insbesondere die folgenden Vorteile:
- • Der zusätzliche Einsatz von externen Sensoren erweist sich vor allem bei schlechten Wetterbedingungen (Starkregen, Nebel, Schneefall, ...) oder bei Dunkelheit als vorteilhaft, wenn fahrzeugeigene Sensoren beeinträchtigt sei können.
- • Der Einsatz von externen Sensoren reduziert die Fehleranfälligkeit eines Fahrassistenzsystems bzw. eines Systems zum automatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs. Beispielsweise werden durch fahrzeugeigene Radarsensoren oft eigentlich unschädliche Objekte wie Straßenbahnschienen, Kanaldeckel oder andere metallische flache Objekte als Hindernisse erfasst. Auch beim Durchfahren von Brücken oder Tunneln mit metallischen Elementen können sich Probleme und Falschauslösungen ergeben. Durch zusätzlichen externe Sensoren bzw. die ausschließliche Verwendung externer Sensoren, z.B. Kameras oder Lidarsensoren kann dies verhindert werden.
- • Die Verlagerung der Umfeldsensorik sowie der Rechenkapazität für das autonome Fahren würde die Anforderungen an die einzelnen Kraftfahrzeuge reduzieren und die Kraftfahrzeuge preisgünstiger Machen. Auch die Wartung und Aufrüstung der Sensoren wäre vereinfacht. Die Rechenkapazität bei einer stationären, externen stationären Einrichtung wesentlich größer sein, als in einer fahrzeugeigenen Recheneinheit und kann auch einfacher erweiterte und aufgerüstet werden.
- • Die externe stationäre Einrichtung und die externen Sensoren können als Rückfallsysteme verwendet werden, wenn fahrzeugeigene Sensoren und/oder Kontrollsysteme ausfallen. In diesem Fall kann das Kraftfahrzeug basierend auf den externen Sensordaten und durch von der externen stationären Einrichtung erzeugten Steuerungsbefehlen in einen sicheren Zustand versetzt werden, z.B. an einem sicheren Ort angehalten werden.
- • Durch eine Wichtung der externen Sensoren entsprechend er gelieferten Datenqualität über eine bestimmte Zeit, kann ein Lern-Algorithmus, z.B. mittels sog. „Deep-Learning“, implementiert werden, der die erzeugten Steuerungsbefehle für die Fernsteuerung der Kraftfahrzeuge optimiert. Dazu kann die Qualität der Daten verschiedener externer und interner Sensoren verglichen werden.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die autonome, also ferngesteuerte Fahrfunktion ausschließlich auf den externen Sensordaten basierend durchgeführt wird.
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Wenn es genügend Umgebungssensoren auf den Straßen gibt, müssen die autonomen bzw. ferngesteuerten Kraftfahrzeuge nicht mit derartigen Sensoren ausgestattet sei. Sie könnten die benötigten Informationen von einer z.B. als Cloud ausgebildeten zentralen externen stationären Einrichtung oder von den stationären öffentlichen Sensoren als externe Einrichtungen direkt beziehen. So kann erreicht werden, dass alle Umgebungssensorinformationen von externen Sensoren stammen.
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Die Erfindung umfasst demnach die Idee ist, dass Sensoren an Straßen, Wegen und öffentlichen Plätzen die Daten (z.B. erkannte Objekte, Fahrspuren und deren Eigenschaften) entweder direkt an die Kraftfahrzeuge auf der Straße senden, so dass diese die Informationen für automatisierte Funktionen verwenden können. In diesem Fall erfolgt die Verarbeitung der Daten und die Berechnung der Aktionen der DA/AD-Systeme im Kraftfahrzeug selbst, insbesondere in einer dazu ausgebildeten Kontrolleinheit des Kraftfahrzeugs.
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Alternativ senden die externen Sensoren ihre Daten an eine Cloud. Das Kraftfahrzeug sendet seine Roh-Ego-Daten (z.B. Radgeschwindigkeiten, Gierrate, Radwinkel...) ebenfalls an die Cloud. Basierend auf allen Daten werden in der Cloud die notwendigen Berechnungen durchgeführt, z.B. bestimmt, welches Objekt ein Hindernis ist, ob das Ego-Kraftfahrzeug bremsen, beschleunigen, lenken sollte, etc. Diese Informationen werden an die Kontrolleinheit des Kraftfahrzeugs zurückgesendet.
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In beiden Fällen können so Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs kontinuierlich verbessert werden, ohne dass die Kraftfahrzeuge selbst mit neuer Sensorik, neuen Kontrolleinheiten oder anderer Hardware aufgerüstet werden müssen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt schematisch Kraftfahrzeug in einer Umgebung mit mehreren externen Sensoren, sowie einer externen stationären Einrichtung zum Bereitstellen von externen Sensordaten über eine Verkehrssituation zum ferngesteuerten Führen des Kraftfahrzeugs.
- 2 zeigt eine Verkehrssituation.
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben.
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Bevorzugte Ausführungen der Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente gegebenenfalls verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 4 dargestellt, das ferngesteuert geführt wird. Das Kraftfahrzeug 4 weist ein Kommunikationsmodul 16 und mindestens eine Kontrolleinrichtung 14 aufweist, wobei das mindestens eine Kommunikationsmodul 16 zum Empfangen von externen Daten 7, 8, die dem Kraftfahrzeug 4 von einer externen stationären Einrichtung 18 über die aktuelle Verkehrssituation bereitgestellt werden, ausgebildet ist, und wobei die mindestens eine Kontrolleinrichtung 14 dazu ausgebildet ist, die externen Daten zum Führen des Kraftfahrzeugs 4 zu verarbeiten. Das Kraftfahrzeug 4 sendet über eine Kommunikationsverbindung 16 Daten 6, die Informationen über den aktuellen Zustand des Kraftfahrzeugs umfassen, also sogenannte „Ego-Daten“ an einen Cloudserver („Cloud“) 20 als externe stationäre Einrichtung 18. Die Daten können beispielsweise eine aktuelle Referenzgeschwindigkeit des Kraftfahrzeug 4, eine aktuelle Position und/oder Zielinformationen umfassen. Entlang der Strecke des Kraftfahrzeugs 4 sind in regelmäßigen Abständen d infrastrukturgebundene Umfeldsensoreinheiten 40 angeordnet, die die Fahrbahn 17 bzw. Objekte an und auf der Fahrbahn 17 erfassen und externe Sensordaten 8 erzeugen. Die Umfeldsensoreinheiten 40 sind in diesem Beispiel an Pfosten oberhalb der Fahrbahn 17 angeordnet, so dass sich ein möglichst großer Sichtbereich 44 ergibt. Beispielsweise können die Umfeldsensoreinheiten 40 in eine Straßenbeleuchtung 50 integriert sein. Die Umfeldsensoreinheiten 40 umfassen jeweils mindestens einen Umfeldsensor 41. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Radarsensor oder einen Lidarsensor oder eine Kamera handeln. Auch Kombinationen von unterschiedlichen Sensortypen oder Sensorarrays sind denkbar. Jede Umfeldsensoreinheit 40 umfasst außerdem eine Kommunikationseinheit 42, mittels der die erfassten Sensordaten 8 an die Cloud 20 drahtlos übermittelt werden können. In der Cloud 20 können nun mittels der Daten 6, die das Kraftfahrzeug 4 übermittelt und der Sensordaten 8, die die Sensoreinheiten 40 übermitteln, Steuerungsdaten 7 berechnet werden und an das Kraftfahrzeug 4 übermittelt werden. Die Steuerungsdaten 6 umfassen beispielsweise Instruktionen an die entsprechenden Aktuatoren, wie und ob das Kraftfahrzeug 4 bremsen oder beschleunigen soll und/oder wie der Lenkwinkel eingestellt werden soll.
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In 2 ist bespielhaft eine komplexe Verkehrssituation 70 dargestellt. Mehrere Kraftfahrzeuge 4, 4', 5 sind auf einer zweispurigen Fahrbahn 60 unterwegs. Ein erstes Kraftfahrzeug 4 auf der rechten Spur 61 setzt gerade dazu an, den Transporter 5 zu überholen. Ein zweites Kraftfahrzeug 4' fährt bereits auf der linken Spur 62 der Fahrbahn 60 und befindet sich im toten Winkel des ersten Kraftfahrzeugs 4. Zwar weist das erste Kraftfahrzeug 4 einen Radarsensor 30, der nach vorne in Fahrtrichtung ausgerichtet ist, und darauf basierende Fahrassistenzfunktionen auf, jedoch kann das erste Kraftfahrzeug 4 damit das zweite Kraftfahrzeug 4' nicht selbst erfassen, da das Kraftfahrzeug 4 in diesem Beispiel keine Heck-, Eck- oder Seitensensoren aufweist. Es sind jedoch infrastrukturgebundenen Sensoreinheiten 40 (Kameras und Radare) an einer Schilderbrücke 51 vorgesehen. Diese können in dieser Situation das zweite Kraftfahrzeug erfassen und die Position und andere Daten, wie beispielsweise die Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des zweiten Kraftfahrzeugs bestimmen und diese Daten direkt an das erste Kraftfahrzeug 4 oder an eine Cloud (nicht dargestellt) senden, die wiederrum dem erste Kraftfahrzeug 4 die Daten bereitstellen kann. Basierend darauf kann das erste Kraftfahrzeug 4 das Überholmanöver beispielsweise automatisch beenden und dann wiederaufnehmen, wenn das zweite Kraftfahrzeug 4' den gefährlichen Bereich verlassen hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014224077 A1 [0002]
