DE102019209619A1

DE102019209619A1 - Verfahren zum autonomen betreiben eines fahrzeugs, steuerungsvorrichtung für ein fahrzeug und fahrzeug

Info

Publication number: DE102019209619A1
Application number: DE102019209619.0A
Authority: DE
Inventors: Michele Rondinone; Andreas Bopp; Alexander Elenberger; Andy-Max Prill
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2021-01-07
Also published as: US20210001867A1; KR20210004799A; US11420640B2

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs beinhaltet ein Betreiben des Fahrzeugs in einem ersten autonomen Fahrmodus mittels einer Steuerungsvorrichtung basierend auf Sensordaten, die von einem Sensorsystem des Fahrzeugs erfasst werden, ein Ermitteln aus Umgebungsdaten, die zumindest die Sensordaten beinhalten, eines Vorhandenseins einer Übergabebedingung an einer Übergabestelle innerhalb einer geplanten Trajektorie des Fahrzeugs, ein Herstellen einer Datenkommunikation mit einem Führungsfahrzeug, das in einem autonomen Fahrmodus betrieben wird, um entlang einer Führungstrajektorie zu fahren, welche die Übergabestelle beinhaltet, und ein Betreiben des Fahrzeugs in einem zweiten autonomen Fahrmodus zumindest teilweise basierend auf ersten Hilfsdaten, die von dem Führungsfahrzeug bereitgestellt werden.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Verbesserung der Sicherheit und des Komforts von autonom fahrenden Fahrzeugen wie Autos, Lastwägen, Bussen und so weiter. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum autonomen Betrieb eines Fahrzeugs, eine Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug.
Typischerweise wird ein Fahrzeug in einem autonomen Fahrmodus basierend auf Sensordaten eines Sensorsystems des Fahrzeugs von einer Steuerungsvorrichtung betrieben. Sensordaten können Abstandsdaten beinhalten, z.B. eine Entfernung zu einer Straßenmarkierung und eine Entfernung zu anderen Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs. In einigen Situationen ist es jedoch nicht möglich, den autonomen Fahrmodus beizubehalten, sondern das Fahrzeug muss vom Fahrer in einem manuellen Fahrmodus betrieben werden. Dies erfordert, dass die Steuerungsvorrichtung die Steuerung an den Fahrer übergibt, um kritische Fahrzustände zu vermeiden. Eine solche Übergabe der Steuerung kann beispielsweise erforderlich sein, wenn die Sensordaten des Fahrzeugs sich als nicht so zuverlässig wie erforderlich erweisen, z.B. bei Nebel, Beschädigung eines Sensors oder dergleichen. Andererseits kann die Übergabe der Kontrolle an den Fahrer auch kritisch sein, z.B. wenn der Fahrer nicht auf das manuelle Fahren vorbereitet ist.
Vor diesem Hintergrund beschreibt die US 9 429 941 B2 ein Feststellen, ob ein Fahrer in der Lage ist, das Fahrzeug manuell zu fahren. Wird festgestellt, dass der Fahrer nicht in der Lage ist, das Fahrzeug manuell zu fahren, wird eine Notfallmeldung an andere Fahrzeuge übermittelt und ein führendes Fahrzeug akzeptiert die Meldung. Anschließend wird das Fahrzeug so angesteuert, dass es dem führenden Fahrzeug folgt.
Die US 2017/0166207 A1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, das in einem Konvoi fährt. Die WO 2017/210200 A1 beschreibt ein Verfahren zum Erstellen eines Konvois.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eines der Ziele der vorliegenden Erfindung, Lösungen zur Verbesserung der Sicherheit in automatisiert fahrenden Fahrzeugen bereitzustellen, insbesondere im Hinblick auf Situationen, in denen festgestellt wird, dass ein Übergang von einem automatisierten oder autonomen Fahrmodus zu einem manuellen Fahrmodus erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 9 und ein Fahrzeug nach Anspruch 10.
Ein erster Aspekt der Erfindungen bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst ein Betreiben des Fahrzeugs in einem ersten autonomen Fahrmodus mittels einer Steuerungsvorrichtung basierend auf Sensordaten, die von einem Sensorsystem des Fahrzeugs erfasst werden. Das Fahrzeug kann als Ego-Fahrzeug bezeichnet werden. Das Sensorsystem kann Radarsensoren, Lidarsensoren, optische Sensoren wie Kameras und so weiter aufweisen, wobei die Sensoren des Sensorsystems Sensordaten erfassen, die physikalische Größen wie einen Abstand in Bezug auf andere Objekte oder Markierungen, Geschwindigkeit, Beschleunigung und so weiter repräsentieren. In dem ersten autonomen Fahrmodus erzeugt die Steuerungsvorrichtung basierend auf den Sensordaten Steuersignale zur Betätigung von Steuerungsaktuatoren des Fahrzeugs, wie einem Lenkmechanismus, einem Antriebsmotor, einem Bremssystem oder dergleichen.
Das Verfahren umfasst ferner ein Ermitteln eines Vorhandenseins einer Übergabebedingung an einer Übergabestelle innerhalb einer geplanten Trajektorie des Fahrzeugs aus Umgebungsdaten, die zumindest die Sensordaten beinhalten. Die Übergabebedingung kann beispielsweise erfüllt sein, wenn die Sensordaten einen vorgegebenen Bereich überschreiten, der zur Aufrechterhaltung des ersten automatisierten Fahrmodus erforderlich ist, oder wenn die Steuerungsvorrichtung nicht in der Lage ist, die erfassten Sensordaten zu verarbeiten. Umgebungsdaten können ausschließlich vom Sensorsystem bereitgestellt werden oder optional auch von anderen Fahrzeugen in der Umgebung empfangene Daten beinhalten. Somit ist die Übergabebedingung eine Bedingung, bei der die tatsächlichen Sensordaten nicht ausreichend zuverlässig sind oder bei der die Sensordaten nicht ausreichend zuverlässig verarbeitet werden können, um den ersten autonomen Fahrmodus aufrechtzuerhalten, oder bei der die Sensordaten als nicht ausreichend zuverlässig für den ersten autonomen Fahrmodus vorhergesagt werden. So kann beispielsweise festgestellt werden, dass eine Sichtweite, die von einem Abstandssensor erfasst werden kann, kleiner als ein für die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorgegebener Schwellenwert ist, z.B. aufgrund von Nebel, oder dass keine Fahrbahnmarkierungen zur Bestimmung eines seitlichen Abstandes des Fahrzeugs zum Straßenrand vorhanden sind. Ein weiteres Beispiel für das Überschreiten des vorgegebenen Bereichs ist, dass Sensoren widersprüchliche Signale liefern. Darüber hinaus können die Umgebungsdaten Informationen über Bedingungen in einem vor dem Fahrzeug liegenden Bereich enthalten, wie Wetter, Straßenmarkierung oder ähnliches. So kann anhand dieser Informationen vorhergesagt werden, ob die Sensoren in der Lage sein werden, zuverlässige Sensordaten zu liefern oder ob die Steuerungsvorrichtung die Sensordaten in diesem kommenden Bereich weiterverarbeiten kann. Die geplante Trajektorie des Fahrzeugs ist eine Spur auf der Straße vor dem Fahrzeug, worin die Steuerungsvorrichtung das Fahrzeug steuert, um der geplanten Trajektorie im ersten autonomen Fahrmodus zu folgen. Die Übergabestelle entspricht einem Ort oder einer Stelle der geplanten Trajektorie, an dem die Übergabebedingung vorhergesagt wird oder an dem es erforderlich ist, dass das Fahrzeug vom Fahrer in einem manuellen Fahrmodus betrieben wird.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird eine Datenkommunikation zu einem Führungsfahrzeug hergestellt, wobei das Führungsfahrzeug in einem autonomen Fahrmodus betrieben wird, um entlang einer Führungstrajektorie zu fahren, welche die Übergabestelle enthält. Das Führungsfahrzeug, das in seinem autonomen Fahrmodus dem Ego-Fahrzeug vorausfährt, wird mit Sensordaten seines Sensorsystems betrieben, ähnlich dem ersten autonomen Fahrmodus des Ego-Fahrzeugs. Das Führungsfahrzeug ermittelt jedoch keinen Übergabebedingung, das heißt, es ist in der Lage, die Stelle zu passieren, an welcher das Ego-Fahrzeug das Vorhandensein der Übergabebedingung in einem autonomen Fahrmodus bestimmt hat, indem es auf der Grundlage eigener Sensordaten gesteuert wird. Das Ego-Fahrzeug kann das Vorhandensein eines geeigneten Führungsfahrzeugs aus Statusinformationen bestimmen, die kontinuierlich von Fahrzeugen empfangen werden, die dem Ego-Fahrzeug vorausfahren, wobei die Statusinformationen einen Betriebsmodus des jeweiligen vorausfahrenden Fahrzeugs anzeigen. Das Herstellen einer Datenkommunikation beinhaltet das Herstellen einer drahtlosen Verbindung, um durch das Ego-Fahrzeug zumindest Daten vom Führungsfahrzeug zu empfangen und optional Daten vom Ego-Fahrzeug zum Führungsfahrzeug zu senden.
Das Verfahren beinhaltet ferner den Betrieb des Ego-Fahrzeugs in einem zweiten autonomen Fahrmodus zumindest teilweise basierend auf ersten Hilfsdaten, die vom Führungsfahrzeug bereitgestellt werden. Die ersten Hilfsdaten beinhalten die Führungstrajektorie des Führungsfahrzeugs. Im zweiten autonomen Fahrmodus steuert die Steuerungsvorrichtung das Ego-Fahrzeug zumindest teilweise basierend auf den vom Führungsfahrzeug empfangenen Daten. Mit anderen Worten, folgt das Ego-Fahrzeug dem Führungsfahrzeug, das in der Lage ist, die Übergabestelle in einem automatisierten Fahrmodus zu passieren, ohne die Steuerung an den Fahrer übergeben zu müssen. In diesem zweiten autonomen Fahrmodus verwendet das Ego-Fahrzeug zumindest teilweise die vom Fahrzeug bereitgestellte Führungstrajektorie und die Steuerungsvorrichtung steuert das Ego-Fahrzeug, um dieser Führungstrajektorie zu folgen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Steuerungsvorrichtung zum autonomen Betreiben eines Fahrzeugs vorgesehen. Die Steuerungsvorrichtung umfasst eine Datenverarbeitungseinheit, beispielsweise eine CPU, ein FPGA, ein ASIC oder dergleichen, und ein nichtflüchtiges Datenspeichermedium, wie eine Festplatte, ein Flash-Laufwerk, eine CD, eine DVD, eine Blu-ray ® Disk oder ähnliches. Das Datenspeichermedium ist durch die Datenverarbeitungseinheit lesbar und speichert Software, die dazu ausgelegt ist, die Datenverarbeitungseinheit zu veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchzuführen.
Ein dritter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, zum Beispiel ein Automobil, einen Lastwagen, einen Bus oder dergleichen, wobei das Fahrzeug eine Steuerungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst.
Es ist eine der Ideen der vorliegenden Erfindung, den Übergang von einem automatisierten Fahrmodus zu einem manuellen Fahrmodus eines Ego-Fahrzeugs zu verhindern, indem ein Führungsfahrzeug vor dem Ego-Fahrzeug erkannt wird, das in der Lage ist, eine kritische Stelle zu passieren, an welcher der Übergang in einem autonomen Fahrmodus erforderlich wäre, und diesem Führungsfahrzeug zu folgen. Erfindungsgemäß wird eine Datenkommunikation zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug aufgebaut, um zuverlässige Daten wie z.B. eine vom Führungsfahrzeug bereitgestellte Trajektorie zu empfangen. Die empfangenen Hilfsdaten werden dann allein oder in Kombination mit Sensordaten des Ego-Fahrzeugs verwendet, um das Ego-Fahrzeug im autonomen Fahrmodus weiter zu steuern. Das Führungsfahrzeug kann durch kontinuierliches Empfangen von Daten von Fahrzeugen, die vor dem Fahrzeug fahren, gefunden werden. So können beispielsweise Hilfsdaten von einer Vielzahl von Fahrzeugen empfangen werden, die vor dem Ego-Fahrzeug fahren, wobei die Hilfsdaten Statusinformationen der vorausfahrenden Fahrzeuge beinhalten, die anzeigen, ob die Fahrzeuge in der Lage sind, die Übergabestelle im autonomen Fahrmodus zu passieren. Diese Zustandsinformationen können auch in den Umgebungsdaten enthalten sein, wenn die Umgebungsdaten teilweise von anderen Fahrzeugen empfangen werden, wie im Folgenden näher erläutert wird.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass das Ego-Fahrzeug aufgrund der empfangenen Hilfsdaten in der Lage ist, einen autonomen Fahrzustand aufrechtzuerhalten, ohne dem Fahrer die Steuerung übergeben zu müssen. Dies trägt dazu bei, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass der Fahrer in einer Situation, in der er nicht ausreichend vorbereitet ist, die Steuerung übernehmen muss. Dadurch wird die Sicherheit des autonomen Fahrens verbessert. Darüber hinaus wird der Fahrer durch die autonomen Fahrmodi weiter unterstützt, da er sich mehr auf andere Aufgaben konzentrieren kann, anstatt mit einem Übergang der Steuerung rechnen zu müssen.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass dem Ego-Fahrzeug effektiv zumindest zwei Datenquellen zur Verfügung stehen, wenn es Hilfsdaten vom Führungsfahrzeug erhält. Dies verbessert die Genauigkeit der Informationen, die für das automatisierte Fahren verwendet werden. Dadurch können die Sensoren des Sensorsystems des Ego-Autos kostengünstiger realisiert werden.
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche und der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Vorhandensein der Übergabebedingung basierend auf den Sensordaten bestimmt, und wobei das Herstellen der Datenkommunikation mit dem Führungsfahrzeug ein Herstellen einer direkten Datenverbindung zwischen einer Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs und einer Kommunikationsschnittstelle des Führungsfahrzeugs umfasst. Gemäß dieser Ausführungsform wird das Vorhandensein der Übergabebedingung direkt aus den Sensordaten als Teil der Umgebungsdaten abgeleitet. So kann beispielsweise festgestellt werden, dass in einem Bereich vor dem Fahrzeug Fahrbahnmarkierung fehlen oder ähnliches. Zum Empfangen der ersten Hilfsdaten vom Führungsfahrzeug wird eine direkte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation aufgebaut. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Fahrzeug in der näheren Umgebung des Ego-Fahrzeugs als Führungsfahrzeug dienen kann, wodurch hohe Datenübertragungsraten möglich sind und damit vorteilhaft ein schneller Übergang vom ersten zum zweiten autonomen Fahrmodus erreicht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhalten die Umgebungsdaten ferner zweite Hilfsdaten, die über ein Datennetzwerk empfangen werden, mit dem das Fahrzeug verbunden ist, z.B. über eine Kommunikationsschnittstelle, wobei die zweiten Hilfsdaten dem Datennetzwerk von anderen Fahrzeugen, einschließlich des Führungsfahrzeugs, zugeführt werden, und wobei das Vorhandensein der Übergabebedingung basierend auf den zweiten Hilfsdaten ermittelt wird. Gemäß dieser Ausführungsform beinhalten die Umgebungsdaten zusätzlich zu den Sensordaten auch Daten, z.B. Statusinformationen, die von anderen Fahrzeugen in der Umgebung des Ego-Fahrzeugs bereitgestellt werden, die diese Daten in eine Daten-Cloud hochladen. Die Steuerungsvorrichtung ist mit der Daten-Cloud verbunden und lädt Daten aus der Wolke als zweite Hilfsdaten herunter. Diese zweiten Hilfsdaten werden dann verwendet, um das Vorhandensein einer Übergabebedingung zu ermitteln. Die Statusinformationen können auch verwendet werden, um zu ermitteln, ob ein Fahrzeug vor dem Ego-Fahrzeug ein Kandidat ist, um das Führungsfahrzeug zu werden. So kann beispielsweise aus Sensordaten von Fahrzeugen vor dem Ego-Fahrzeug bestimmt werden, ob Nebel oder andere Bedingungen vorliegen, die vom Sensorsystem des Ego-Fahrzeugs nicht verarbeitet werden können. In diesem Zusammenhang kann das Ermitteln des Vorhandenseins einer Übergabebedingung das Vergleichen von von zumindest einem vor dem Ego-Fahrzeug fahrenden Fahrzeugs empfangenen Sensordaten mit Randbedingungsdaten des Sensorsystems des Ego-Fahrzeugs und ein Bestimmen des Vorhandenseins der Übergabebedingung beinhalten, wenn die empfangenen Sensordaten die Randbedingungsdaten überschreiten. Es ist auch möglich, dass die zweiten Hilfsdaten vorverarbeitete Daten anderer Fahrzeuge beinhalten, z.B. eine Statusinformation, die das Vorhandensein einer Übergabebedingung für einen bestimmten Fahrzeugtyp anzeigt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass Übergabebedingungen früher erkannt werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Herstellen der Datenkommunikation mit dem Führungsfahrzeug das Herstellen einer direkten Datenverbindung zwischen einer Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs und einer Kommunikationsschnittstelle des Führungsfahrzeugs. Wie bereits oben erwähnt, können dadurch vorteilhaft hohe Datenübertragungsraten erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Herstellen der Datenkommunikation mit dem Führungsfahrzeug das Herstellen einer Datenverbindung zwischen einer Kommunikationsschnittstelle des Ego-Fahrzeugs und einer Kommunikationsschnittstelle des Führungsfahrzeugs über das Datennetzwerkwerk. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Datentransfer zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug cloudbasiert realisiert. Dies erhöht vorteilhaft die Distanz, über die das Führungsfahrzeug und das Ego-Fahrzeug kommunizieren können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Planen einer Tracking-Trajektorie des Ego-Fahrzeugs basierend auf den Umgebungsdaten, um das Führungsfahrzeug einzuholen, z.B. eine Trajektorie, um sich dem Führungsfahrzeug bis zu einer vorbestimmten Entfernung zu nähern, und ein Ermitteln, basierend auf einer geplanten Trajektorie des Führungsfahrzeugs, die in Form von ersten Hilfsdaten empfangen wird, und der geplanten Tracking-Trajektorie, ob das Ego-Fahrzeug eine Aufholstelle erreicht, an welcher für das Ego-Fahrzeug vorhergesagt wird, dass es das Führungsfahrzeug vor Erreichen der Übergabestelle eingeholt haben wird, wobei das Ego-Fahrzeug nur im zweiten autonomen Fahrmodus betrieben wird, wenn ermittelt wird, dass das Ego-Fahrzeug die Aufholstelle vor Erreichen der Übergabestelle erreicht. Die Idee dieser Ausführungsform besteht darin, in einem Schritt zu prüfen, ob das Führungsfahrzeug vor Erreichen der Übergabestelle erreicht werden kann, und in einem zweiten Schritt das Ego-Fahrzeug nur dann im zweiten autonomen Fahrmodus zu betreiben, wenn das Führungsfahrzeug oder das Führungsfahrzeug tatsächlich erreicht werden kann. Dadurch wird vermieden, dass der zweite autonome Fahrmodus unter möglicherweise unsicheren Bedingungen aktiviert wird. Dies erhöht die Sicherheit in den autonomen Fahrmodi weiter. Darüber hinaus kann früher, insbesondere lange vor Erreichen der Übergabestelle, festgestellt werden, ob der Fahrer die Kontrolle übernehmen muss.
Gemäß dieser Ausführungsform führt die Steuerungsvorrichtung eine Analyse dynamischer Daten, wie aktuelle Position, Geschwindigkeit und Fahrtrichtung des Führungsfahrzeugs durch, die in den ersten Hilfsdaten als geplante Trajektorie des Führungsfahrzeugs enthalten sind. Die Steuerungsvorrichtung prüft weiterhin, ob unter den gegebenen Randbedingungen, wie Verkehr, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Sensorfähigkeit und so weiter, eine Trajektorie für das Ego-Fahrzeug so geplant werden kann, dass sich das Ego-Fahrzeug dem Führungsfahrzeug bis zu einer bestimmten Entfernung nähern kann, bevor es die Übergabestelle erreicht.
Optional wird das Fahrzeug nur dann im zweiten autonomen Fahrmodus betrieben, wenn bestimmt wird, dass das Ego-Fahrzeug die Aufholstelle vor Erreichen der Übergabestelle erreicht und wenn das Ego-Fahrzeug tatsächlich das Führungsfahrzeug eingeholt hat.
Gemäß einer Ausführungsform erzeugt die Steuerungsvorrichtung ein Warnsteuersignal, wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug die Aufholstelle nicht vor Erreichen der Übergabestelle erreicht. Das Warnsteuersignal kann eine Warnvorrichtung dazu veranlassen, ein Warnsignal zu erzeugen, z.B. ein visuelles, akustisches, optisches oder haptisches Signal, das den Fahrer warnt, dass er die Steuerung über das Fahrzeug übernehmen muss. Dadurch kann sich der Fahrer rechtzeitig vorbereiten, bevor er die Steuerung übernehmen muss.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhalten die ersten Hilfsdaten ein oder mehrere von Sensordaten des Führungsfahrzeugs, Geschwindigkeitsdaten des Führungsfahrzeugs, Beschleunigungsdaten des Führungsfahrzeugs und Statusinformationen, die einen Betriebsmodus des Führungsfahrzeugs anzeigen. Geschwindigkeitsdaten und Beschleunigungsdaten können auch Teil von Daten sein, die die tatsächliche oder geplante Trajektorie des Führungsfahrzeugs darstellen.
Die hier beschriebenen Eigenschaften der Vorrichtung sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
Figurenliste
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird nun auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den schematischen Figuren angegeben sind, von welchen zeigen:

1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Straße, auf der ein Ego-Fahrzeug in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung betrieben wird;
2 zeigt die Situation von 1 zu einem späteren Zeitpunkt;
3 zeigt die Situation von 2 zu einem späteren Zeitpunkt;
4 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Straße, auf der ein Ego-Fahrzeug in einem Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung betrieben wird;
5 zeigt ein Funktionsblockdiagramm eines Ego-Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Sofern nicht anders angegeben, bezeichnen gleiche Bezugszahlen oder -zeichen in den Figuren gleiche Elemente.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt beispielhaft eine Situation, in der sich ein erstes Fahrzeug 100 und ein zweites Fahrzeug 200 einem Baustellenbereich A nähern. Das erste Fahrzeug 100 und das zweite Fahrzeug 200 werden in einem ersten autonomen Fahrmodus betrieben. Im ersten autonomen Fahrmodus werden die Fahrzeuge 100, 200 basierend auf den von einem Sensorsystem 2 des jeweiligen Fahrzeugs 100, 200 erfassten Sensordaten S betrieben. In dieser Situation kann es vorkommen, dass das erste Fahrzeug 100 nicht in der Lage ist, den ersten autonomen Fahrmodus zum Manövrieren um den Baustellenbereich A aufrechtzuerhalten. Dies würde ein Beenden des ersten autonomen Fahrmodus erfordern, damit der Fahrer das erste Fahrzeug 100 steuern oder manövrieren kann. Andererseits könnte das zweite Fahrzeug 200 in der Lage sein, im ersten autonomen Fahrmodus um den Baustellenbereich A herum zu manövrieren. Es ist eine der Ideen der Erfindung, diese Situation durch Herstellen einer Datenkommunikation zwischen dem ersten Fahrzeug 100 und dem zweiten Fahrzeug 200 aufzulösen, so dass das erste Fahrzeug 100 dem zweiten Fahrzeug 200 in einem zweiten autonomen Fahrmodus folgen kann, wie im Folgenden näher erläutert wird.
5 zeigt beispielhaft ein Funktionsblockdiagramm des ersten Fahrzeugs 100. Das erste Fahrzeug 100, das im Folgenden auch als Fahrzeug 100 oder als Ego-Fahrzeug 100 bezeichnet wird, umfasst eine Steuerungsvorrichtung 1, ein Sensorsystem 2, eine Kommunikationsschnittstelle 3 und ein Steuerungsaktuatorsystem 4. Darüber hinaus kann im ersten Fahrzeug 100 eine optionale Warnvorrichtung 5 vorgesehen sein.
Die Steuerungsvorrichtung 1 umfasst eine Verarbeitungseinheit 11 und eine Datenspeichereinheit 12. Die Verarbeitungseinheit 11 ist dazu eingerichtet, Steuersignale oder -kommandos C zu erzeugen, z.B. in Form von elektrischen oder elektromagnetischen Signalen. Die Verarbeitungseinheit 11 kann eine oder mehrere von einer CPU, einem FPGA, einem ASIC oder ähnlichen elektronischen Signalverarbeitungsvorrichtungen umfassen. Die Datenspeichereinheit 12 ist ein nichtflüchtiges Datenspeichermedium wie eine Festplatte, ein Flash-Laufwerk, eine CD, eine DVD, eine Bluray ® Disk oder ähnliches. Die Datenspeichereinheit 12 ist durch die Verarbeitungseinheit 11 lesbar. Optional kann die Verarbeitungseinheit 11 auch Daten in die Datenspeichereinheit 12 schreiben. Im Allgemeinen kann die Datenspeichereinheit 12 ein Softwareprogramm speichern, das von der Verarbeitungseinheit 11 ausführbar ist und das die Verarbeitungseinheit 11 veranlasst, Kommandosignale C zu erzeugen.
Das Sensorsystem 2 kann eine Vielzahl von Sensoren 20 umfassen, zum Beispiel Abstandssensoren wie Radar- oder Lidarsensoren, optische Sensoren wie Kameras, Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Positionssensoren wie GPS-Sensoren und so weiter. Die Sensoren 20 erfassen verschiedene physikalische Größen und erzeugen Sensorsignale S, die diese Größen repräsentieren. Allgemein können die Sensorsignale S zumindest eine Entfernung des Ego-Fahrzeugs 100 relativ zu einen Straßenrand beinhalten, welcher durch Straßenmarkierungen R1, R2 repräsentiert sein kann, eine Entfernung des Ego-Fahrzeugs 100 relativ zu anderen Objekten in der Umgebung und eine aktuelle Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs 100 enthalten. Die Sensoren 20 des Sensorsystems 2 sind mit der Steuerungsvorrichtung 1 verbunden, um die Sensordaten S der Steuerungsvorrichtung 1 bereitzustellen. Zum Beispiel kann eine drahtgebundene Verbindung zwischen den Sensoren 20 und der Steuerungsvorrichtung 1 über ein Bussystem, z.B. ein CAN-Bus-System, realisiert werden.
Die Kommunikationsschnittstelle 3 des Ego-Fahrzeugs 100 ist für den Datenaustausch zwischen dem Ego-Fahrzeug 100 und anderen Fahrzeugen 200, 300 vorgesehen. Insbesondere ist die Kommunikationsschnittstelle 3 zum drahtlosen Datenaustausch eingerichtet und kann beispielsweise eine WIFI-Schnittstelle sein. Die Kommunikationsschnittstelle 3 ist mit der Steuerungsvorrichtung 1 verbunden, um der Steuerungsvorrichtung 1 Empfangssignale E1, E2 bereitzustellen und optional von der Steuerungsvorrichtung 1 erzeugte Signale zu übertragen.
Das Steuerungsaktuatorsystem 4 beinhaltet eine Vielzahl von Aktuatoren 40 zum Manövrieren und Betreiben des Fahrzeugs. Die Aktuatoren 40, die in 5 lediglich symbolisch als Blöcke dargestellt sind, können beispielsweise ein Bremssystem, einen Antriebsmotor, eine Lenksäule und dergleichen beinhalten. Das Steuerungsaktuatorsystem 4 ist mit der Steuerungsvorrichtung 1 verbunden, z.B. über ein Bussystem wie ein CAN-Bus-System oder in anderer geeigneten Weise, die eine Datenkommunikation ermöglicht.
Die optionale Warnvorrichtung 5 kann durch eine Warnlampe, einen Lautsprecher oder eine andere Vorrichtung realisiert werden, die zum Erzeugen eines visuellen, akustischen und/oder haptischen Warnsignals eingerichtet ist. Die Warnvorrichtung 5 ist mit der Steuerungsvorrichtung 1 verbunden, z.B. über eine drahtgebundene Datenkommunikation.
Im ersten autonomen Fahrmodus erzeugt die Steuerungsvorrichtung 1 basierend auf den vom Sensorsystem 2 bereitgestellten Sensordaten S Kommandosignale C. Die Kommandosignale C bewirken, dass die Aktuatoren 40 des Steuerungsaktuatorsystems 4 das Fahrzeug 100 in gewünschter Weise betreiben, insbesondere um das Fahrzeug 100 einer geplanten, vordefinierten Trajektorie oder Spur folgen zu lassen.
Wie schematisch in 5 dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 100 eine manuelle Steuerschnittstelle 6, die es dem Fahrer des Fahrzeugs 100 ermöglicht, die Aktuatoren 40 des Steuerungsaktuatorsystems 4 manuell zu steuern, um das Fahrzeug 100 zu manövrieren. Wie symbolisch durch einen Schalter 61 in 5 angezeigt, kann die Steuereinrichtung 1 die Steuerung des Betätigungssystems 4 an den Fahrer übergeben, z.B. wenn ein Zustand eintritt, der es nicht mehr zulässt, dass das Fahrzeug 100 von der Steuereinrichtung 1 basierend auf den Sensordaten S gesteuert wird. Diese Bedingung wird im Folgenden allgemein als Übergabebedingung bezeichnet. Die Übergabebedingung kann beispielsweise erfüllt sein, wenn die Sensordaten S einen vorgegebenen Bereich überschreiten, der zur Aufrechterhaltung des ersten automatisierten Fahrmodus erforderlich ist. So erfassen beispielsweise in der Situation in 1 ein oder mehrere Sensoren 20 des ersten Fahrzeugs 100, dass zwei Fahrbahnmarkierungen R1, R2 vor dem Fahrzeug 100 in einem entsprechenden seitlichen Abstand zum Fahrzeug 100 vorhanden sind. Dadurch können Sensorsignale S erzeugt werden, die widersprüchlich sind und damit einen vorgegebenen Bereich überschreiten.
Im Folgenden wird ein Verfahren M zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs 100 durch Bezugnahme auf das Fahrzeug aus 5 beschrieben. Insbesondere kann der Datenspeicher 12 der Steuerungsvorrichtung 1 Software speichern, die dazu ausgelegt ist, die Datenverarbeitungseinheit 11 der Steuerungsvorrichtung 1 zu veranlassen, das Verfahren M durchzuführen. 6 zeigt beispielhaft ein Flussdiagramm des Verfahrens.
In Schritt M1 des Verfahrens M wird das Fahrzeug 100 im ersten autonomen Fahrmodus mittels der Steuerungsvorrichtung 1 basierend auf den vom Sensorsystem 2 erfassten Sensordaten S wie vorstehend beschrieben betrieben.
In Schritt M2 ermittelt die Steuerungsvorrichtung 1 aus den Umgebungsdaten E das Vorhandensein einer Übergabebedingung an einer Übergabestelle vor dem Ego-Fahrzeug 100, das heißt, auf der geplanten Trajektorie des Fahrzeugs 100. Die Umgebungsdaten E beinhalten zumindest die Sensordaten S und können somit vom Ego-Fahrzeug 100 selbst bereitgestellt werden. Optional wird das Vorhandensein der Übergabebedingung nur basierend auf den Sensordaten S ermittelt. Weiter optional können die Umgebungsdaten auch Daten beinhalten, die über die Kommunikationsschnittstelle 3 empfangen werden. Zum Beispiel können die Umgebungsdaten E zusätzlich zweite Hilfsdaten E2 beinhalten, die Daten anderer Fahrzeuge 200, 300 in der Umgebung des Ego-Fahrzeugs 100 beinhalten. Wie in 4 symbolisch durch eine Wolke dargestellt, können die zweiten Hilfsdaten E2 über ein Datennetzwerk 9 empfangen werden, mit dem das Fahrzeug 100 über die Kommunikationsschnittstelle 3 verbunden ist. Die zweiten Hilfsdaten E2 können Sensordaten von Sensoren der anderen Fahrzeuge 200, 300, Daten über Wetterbedingungen, Straßenverhältnisse usw. beinhalten. Die zweiten Hilfsdaten E2 können auch explizite Meldungen wie „Fehlen von Fahrbahnmarkierungen“, „Vorhandensein von Nebel“, „Vorhandensein einer Baustelle“, „Vorhandensein eines Unfalls“ und dergleichen enthalten und als solche bereitgestellt werden. Darüber hinaus können die zweiten Hilfsdaten E2 auch Statusinformationen beinhalten, die den Fahrmodus der anderen Fahrzeuge 200, 300 anzeigen, das heißt, „autonomer Fahrmodus“ oder „manueller Fahrmodus“. Die anderen Fahrzeuge 200, 300 laden diese Daten in das Datennetzwerk 9 hoch oder liefern sie diesem. In diesem Fall kann die Steuerungsvorrichtung 1 zusätzlich oder alternativ die zweiten Umgebungsdaten E2 verwenden, um das Vorhandensein einer Übergabebedingung vor dem Fahrzeug zu bestimmen. So kann beispielsweise die Steuerungsvorrichtung 1 die vom Sensorsystem des zweiten Fahrzeugs 200 bereitgestellten Daten mit Sensorgrenzdaten vergleichen, die eine Betriebsgrenze für die Sensoren 20 des Sensorsystems 2 darstellen, um zu ermitteln, ob die Sensoren 20 des Sensorsystems 2 in der Lage sein werden, Sensordaten S bereitzustellen, die zur Aufrechterhaltung des ersten automatisierten Fahrmodus erforderlich sind. Die Steuerungsvorrichtung 1 kann auch empfangene Benachrichtigungen mit Sensor- oder Steuerungs-Randbedingungen überprüfen.
Wie in 6 durch das Symbol „-“ gekennzeichnet, wird das Ego-Fahrzeug 100 im ersten autonomen Fahrmodus betrieben, wenn das Vorhandensein der Übergabebedingung nicht ermittelt wird. Wenn das Vorhandensein einer Übergabebedingung wie vorstehend beschrieben bestimmt wird, fährt das Verfahren mit Schritt M3 fort, wie in 6 durch das Symbol „+“ gekennzeichnet.
In Schritt M3 wird eine Datenkommunikation mit dem zweiten Fahrzeug 200 hergestellt. Das zweite Fahrzeug 200 bildet ein Führungsahrzeug 200, das in einem autonomen Fahrmodus betrieben wird, um entlang einer Führungstrajektorie einschließlich der Übergabestelle zu fahren. Die Datenkommunikation kann als Kurzstrecken-Datenkommunikation direkt zwischen der Kommunikationsschnittstelle 3 des Ego-Fahrzeugs 100 und einer Kommunikationsschnittstelle 203 des Führungsfahrzeugs 200, wie in den 1 bis 3 angegeben, aufgebaut werden, oder die Datenkommunikation mit dem Führungsfahrzeug 200 kann den Aufbau einer Datenverbindung zwischen der Kommunikationsschnittstelle 3 des Fahrzeugs 100 und der Kommunikationsschnittstelle 203 des Führungsfahrzeugs 200 über das Datennetzwerk 9 umfassen, wie in 4 schematisch dargestellt.
Wie in 6 dargestellt, kann das Herstellen M3 der Datenkommunikation einen Schritt oder eine Phase M3.1 beinhalten, in der das Ego-Fahrzeug 100 nach anderen Fahrzeugen 200, 300 sucht, die in der Umgebung des Ego-Fahrzeugs 100 fahren. Zum Beispiel kann dieser Schritt M3.1 den Empfang von Positionssignalen anderer Fahrzeuge 200, 300 umfassen, entweder direkt von den anderen Fahrzeugen 200, 300 oder über das Datennetzwerk 9, wie vorstehend beschrieben. In Schritt M3.2 ermittelt das Ego-Fahrzeug, ob eines oder mehrere der anderen Fahrzeuge 200, 300 dem Ego-Fahrzeug 100 vorausfahren und somit potenzielle Kandidaten bilden, um ein Führungsfahrzeug zu werden. Ob eines der vor dem Ego-Fahrzeug 100 fahrenden Fahrzeuge 200, 300 ein potenzieller Kandidat ist, ein Führungsfahrzeugs zu werden, kann aus Statusinformationen bestimmt werden, die einen Fahrmodus, z.B. „autonomer Fahrmodus“ oder „manueller Fahrmodus“, des jeweiligen Fahrzeugs 200, 300 anzeigen. Nur ein Fahrzeug, das in der Lage ist, die Übergabestelle in einem autonomen Fahrmodus zu passieren, kann zum Führungsfahrzeug werden. Wenn in Schritt 3 kein anderes Fahrzeug 200, 300 als vor dem Ego-Fahrzeug 100 fahrend bestimmt werden kann, wie in 6 durch das Symbol „-“ gekennzeichnet, fährt das Verfahren mit Schritt M7 fort, in welchem die Steuerungsvorrichtung 1 den Schalter 61 in 5 schließt, um dem Fahrer die Steuerung zu übergeben, das heißt, das Fahrzeug 100 in einem manuellen Fahrmodus zu betreiben. Wenn in Schritt M3.2 ein potenzieller Kandidat, ein Führungsfahrzeug 200 zu werden, unter den anderen Fahrzeugen 200, 300 erkannt wird, wie in 6 durch das Symbol „+“ gekennzeichnet, fährt das Verfahren mit Schritt M3.3 fort. In Schritt 3 wird bestimmt, ob das potenzielle Führungsfahrzeug 200 in der Lage sein wird, seinen autonomen Fahrmodus beim Passieren der Übergabestelle beizubehalten. Dies kann beispielsweise aus den Umgebungsdaten E bestimmt werden, welche vom potenziellen Führungsfahrzeug 200 empfangene erste Hilfsdaten E1 beinhalten, z.B. in Form einer Statusinformation, die angibt, ob das potenzielle Führungsfahrzeug 200 in der Lage sein wird, seinen autonomen Fahrmodus beim Überfahren der Übergabestelle beizubehalten oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass das potenzielle Führungsfahrzeug 200 in der Lage sein wird, seinen autonomen Fahrmodus beim Passieren der Übergabestelle beizubehalten, wie in 6 durch das Symbol „+“ gekennzeichnet, fährt das Verfahren mit dem optionalen Schritt M4 fort. Wenn ermittelt wird, dass das potenzielle Führungsfahrzeug 200 nicht in der Lage sein wird, seinen autonomen Fahrmodus beim Passieren der Übergabestelle aufrechtzuerhalten, wie in 6 durch das Symbol „-“ gekennzeichnet, fährt das Verfahren wie voranstehend beschrieben mit Schritt M7 fort.
Nach Schritt M7 folgt Schritt M8, in dem die Steuerung 1 bestimmt, ob der Fahrer tatsächlich die Kontrolle über das Fahrzeug 100 übernommen hat, indem er das Steuerungsaktuatorsystem 4 über die manuelle Steuerschnittstelle 6 steuert. Wenn die Steuerung 1 bestimmt, dass der Fahrer tatsächlich die Kontrolle über das Fahrzeug 100 das Fahrzeug 100 übernommen hat, wie in 6 durch das Symbol „+“ gekennzeichnet, wird das Fahrzeug 100 im manuellen Fahrmodus betrieben, wie dies in 6 durch den Block M9 gekennzeichnet ist. Wenn die Steuerungsvorrichtung 1 ermittelt, dass der Fahrer die Steuerung des Fahrzeugs 100 nicht übernommen hat, z.B. innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, wie in 6 durch das Symbol „-“ gekennzeichnet, kann das Verfahren M mit Schritt M10 fortfahren. In Schritt M10 erzeugt die Steuerungsvorrichtung 1 ein Steuerkommando C, welches das Steuerungsaktuatorsystem 4 veranlasst, das Fahrzeug 100 zu stoppen.
Im optionalen Schritt M4 wird basierend auf den Umgebungsdaten E eine Tracking-Trajektorie des Fahrzeugs 100 zum Aufholen des Führungsfahrzeugs 200 geplant. In diesem Schritt erzeugt die Steuerungsvorrichtung 1 eine Tracking-Trajektorie, die einen geometrischen Pfad, dem das Ego-Fahrzeug 100 folgen soll, und Fahrgeschwindigkeiten, mit denen das Ego-Fahrzeug 100 entlang des geometrischen Pfades fahren soll, beinhaltet.
In einem weiteren optionalen Schritt M5 ermittelt die Steuerungsvorrichtung 1 basierend auf einer als erste Hilfsdaten E1 empfangenen geplanten Trajektorie des Führungsfahrzeugs 200 und der geplanten Tracking-Trajektorie des Ego-Fahrzeugs 100, ob das Fahrzeug 100 eine Aufholstelle, an der vorhergesagt wird, dass das Fahrzeug 100 das Führungsfahrzeug 200 eingeholt hat, vor Erreichen des Übergabeortes erreicht. Die Aufholstelle kann durch eine Position des Ego-Fahrzeugs 100 definiert sein, an der sich das Ego-Fahrzeug 100, wenn es seiner geplanten Trajektorie folgt, dem Führungsfahrzeug 200 bis zu einer vorbestimmten Entfernung genähert hat. Das heißt, in Schritt M5 wird bestimmt, ob das Ego-Autor 100 in der Lage sein wird, sich dem Führungsfahrzeug 200 bis zu einer bestimmten Entfernung zu nähern, wenn es seiner geplanten Trajektorie folgt, bevor es den Übergabeort erreicht. Wenn ermittelt wird, dass sich das Ego-Auto 100 dem Führungsfahrzeug 200 nicht bis zu einer bestimmten Entfernung nähern kann, wie in 6 durch das Symbol „- " gekennzeichnet, fährt das Verfahren M wie voranstehend beschrieben mit Schritt M7 fort. Optional kann die Steuereinrichtung 1 vor Fortfahren mit Schritt M7 ein Warnsteuersignal W (Schritt M5.1) erzeugen, das die Warnvorrichtung 5 veranlasst, ein Warnsignal W zu erzeugen, wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug 100 die Aufholstelle vor Erreichen der Übergabestelle nicht erreicht. Allgemein kann vor Ausführen des Schritts M7 ein Warnsteuersignal W erzeugt werden, z.B. auch nach Schritt M3.3 und Schritt M3.2. Wenn bestimmt wird, dass sich das Ego Car 100 dem Führungsfahrzeug 200 nicht bis zu einer bestimmten Entfernung nähern kann, wie durch das Symbol „+“ in 6 angezeigt, fährt das Verfahren M mit Schritt M6 fort.
In Schritt M6 wird das Ego-Fahrzeug 100 in einem zweiten autonomen Fahrmodus zumindest teilweise basierend auf ersten Hilfsdaten E1 des Führungsfahrzeugs 200 betrieben. Im zweiten autonomen Fahrmodus empfängt das Ego-Fahrzeug 100 erste Hilfsdaten E1, die die aktuelle und/oder geplante Führungstrajektorie des Führungsfahrzeugs beinhalten. Die ersten Hilfsdaten können beispielsweise auch Sensordaten beinhalten, die von Sensoren des Führungsfahrzeugs 200 erfasst werden und/oder eine aktuelle und geplante Geschwindigkeit und/oder eine aktuelle und geplante Beschleunigung des Führungsfahrzeugs 200. Das heißt, im zweiten autonomen Fahrmodus erzeugt die Verarbeitungseinheit 11 der Steuereinrichtung 1 Steuerkommandos C zumindest teilweise unter Verwendung von durch das Führungsfahrzeug 200 bereitgestellten Daten, z.B. zusätzlich zu den Sensordaten der Sensoren 20 des Sensorsystems 2 des Ego-Fahrzeugs 100.
In der Situation in 1 empfängt das Ego-Fahrzeug 100, nachdem es mit dem Führungsfahrzeug 200 eine Datenkommunikation wie voranstehend beschrieben hergestellt hat, erste Hilfsdaten E1 vom Führungsfahrzeug 200. Im Beispiel von 1 werden die ersten Hilfsdaten E1 direkt von der Kommunikationsschnittstelle 203 des Führungsfahrzeugs 200 an die Kommunikationsschnittstelle 3 des Ego-Fahrzeugs 100 übertragen. Im Beispiel in 4 werden die ersten Hilfsdaten E1 über die Kommunikationsschnittstelle 203 des Führungsfahrzeugs 200 in das Datennetzwerk oder die Cloud 9 hochgeladen und das Ego-Fahrzeug 100 erhält über seine Kommunikationsschnittstelle 3 die Daten E1 aus dem Datennetzwerk 9.
Wie durch den Pfeil P1 in 1 angezeigt, wird das Führungsfahrzeug 100 in seinem autonomen Fahrmodus betrieben, um entlang einer Führungstrajektorie, welche die Übergabestelle enthält, zu fahren. Im Beispiel von 1 könnte die Übergabestelle als Beginn der zweiten Straßenmarkierung R2 bestimmt werden und das Führungsfahrzeug 200 wird basierend auf der erfassten Position der zweiten Straßenmarkierung R2 autonom durch Verfolgen einer geplanten Führungstrajektorie um den Baustellenbereich A herum manövriert.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, kann das Ego-Fahrzeug 100 dem Führungsfahrzeug 200 im zweiten autonomen Fahrmodus folgen, da es die ersten Hilfsdaten E1 empfängt, nämlich die Führungstrajektorie des Führungsfahrzeugs 200, welche die Steuerungsvorrichtung 1 verwendet, um das Ego-Fahrzeug 100 zu steuern und manövrieren. Wie durch den Pfeil P2 in den 2 und 3 angezeigt, folgt das Ego-Fahrzeug 100 dem Führungsfahrzeug 200 im zweiten autonomen Fahrmodus entlang der Führungstrajektorie.
Optional kann das Verfahren weiter zu Schritt M11 übergehen, in dem die Steuerungsvorrichtung ermittelt, ob die Übergabestelle passiert wurde oder, allgemein, ob die Sensordaten den Betrieb des Ego-Fahrzeugs im ersten autonomen Fahrmodus zulassen. Wenn diese Entscheidung positiv ist, wie in 6 durch das Symbol „+“ gekennzeichnet, wird das Ego-Fahrzeug 100 wieder angesteuert, um im ersten autonomen Fahrmodus (Schritt M1) betrieben zu werden. Wenn die Entscheidung in Schritt M11 negativ ist, wie in 6 durch das Symbol „-“ gekennzeichnet, wird das Ego-Fahrzeug 100 im zweiten autonomen Fahrmodus (Schritt M6) betrieben.
Die Erfindung wurde ausführlich anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Dem Fachmann wird aber klar sein, dass Änderungen an diesen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und zentralen Ideen der Erfindung, dem in den Ansprüchen definierten Schutzbereich der Erfindung und deren Äquivalenten abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Steuerungsvorrichtung
2: Sensorsystem
3: Kommunikationsschnittstelle des Ego-Fahrzeugs
4: Steuerungsaktuatorsystem
5: Warnvorrichtung
6: manuelle Steuerschnittstelle
9: Datennetzwerkwerk
11: Datenverarbeitungseinheit
12: Datenspeichermedium
20: Sensoren
100: Ego-Fahrzeug
200: Führungsfahrzeug
203: Kommunikationsschnittstelle des Führungsfahrzeugs
300: weitere Fahrzeuge
A: Baustellenbereich
C: Steuerkommando
E: Umgebungsdaten
E1: erste Hilfsdaten
E2: zweite Hilfsdaten
M: Verfahren
M1-M11: Verfahrensschritte
R1, R2: Fahrbahnmarkierungen
S: Sensordaten
W: Warnsignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9429941 B2 [0003]
US 2017/0166207 A1 [0004]
WO 2017/210200 A1 [0004]

Claims

Verfahren (M) zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs (100), umfassend: Betreiben (M1) des Fahrzeugs (100) in einem ersten autonomen Fahrmodus mittels einer Steuerungsvorrichtung (1) basierend auf Sensordaten (S), die von einem Sensorsystem (2) des Fahrzeugs (100) erfasst werden; Ermitteln (M2) aus Umgebungsdaten (E), die zumindest die Sensordaten (S) beinhalten, eines Vorhandenseins einer Übergabebedingung an einer Übergabestelle innerhalb einer geplanten Trajektorie des Fahrzeugs (100) ; Herstellen (M3) einer Datenkommunikation zu einem Führungsfahrzeug (200), das in einem autonomen Fahrmodus betrieben wird, um entlang einer Führungstrajektorie zu fahren, welche die Übergabestelle enthält; und Betreiben (M6) des Fahrzeugs (100) in einem zweiten autonomen Fahrmodus zumindest teilweise basierend auf ersten Hilfsdaten (E1), die vom Führungsfahrzeug (200) bereitgestellt werden, wobei die ersten Hilfsdaten (E1) die Führungstrajektorie beinhalten.
Verfahren (M) nach Anspruch 1, wobei das Vorhandensein der Übergabebedingung basierend auf den Sensordaten (S) ermittelt wird (M2), und wobei das Herstellen (M3) der Datenkommunikation mit dem Führungsfahrzeug (200) ein Herstellen einer direkten Datenverbindung zwischen einer Kommunikationsschnittstelle (3) des Fahrzeugs (100) und einer Kommunikationsschnittstelle (203) des Führungsfahrzeugs (200) umfasst.
Verfahren (M) nach Anspruch 1, wobei die Umgebungsdaten (E) ferner zweite Hilfsdaten (E2) beinhalten, die über ein Datennetzwerk (9) empfangen werden, mit dem das Fahrzeug (100) verbunden ist, wobei die zweiten Hilfsdaten (E2) dem Datennetzwerk (9) von anderen Fahrzeugen (300) einschließlich des Führungsfahrzeugs (200) zugeführt werden, und wobei das Vorhandensein der Übergabebedingung basierend auf den zweiten Hilfsdaten (E2) ermittelt wird.
Verfahren (M) nach Anspruch 3, wobei das Herstellen (M3) der Datenkommunikation mit dem Führungsfahrzeug (200) das Herstellen einer direkten Datenverbindung zwischen einer Kommunikationsschnittstelle (3) des Fahrzeugs (100) und einer Kommunikationsschnittstelle (203) des Führungsfahrzeugs (200) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Herstellen (M3) der Datenkommunikation mit dem Führungsfahrzeug (200) ein Herstellen einer Datenverbindung zwischen einer Kommunikationsschnittstelle (3) des Fahrzeugs (100) und einer Kommunikationsschnittstelle (203) des Führungsfahrzeugs (200) über das Datennetzwerkwerk (9) umfasst.
Verfahren (M) nach einem der voranstehenden Ansprüche, zusätzlich umfassend: Planen (M4), einer Tracking-Trajektorie des Fahrzeugs (100) basierend auf den Umgebungsdaten (E), um das Führungsfahrzeug (200) einzuholen; und Ermitteln (M5), basierend auf einer geplanten Trajektorie des Führungsfahrzeugs (200), die als erste Hilfsdaten (E1) empfangen wird, und der geplanten Tracking-Trajektorie, ob das Fahrzeug (100) eine Aufholstelle erreicht, an welcher für das Fahrzeug (100) vorhergesagt wird, dass es das Führungsfahrzeug (200) vor Erreichen der Übergabestelle eingeholt haben wird; wobei das Fahrzeug (100) nur im zweiten autonomen Fahrmodus betrieben wird, wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug (100) die Aufholstelle vor Erreichen der Übergabestelle erreicht.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Steuerungsvorrichtung (1) ein Warnsteuersignal (W) erzeugt, wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug (100) die Aufholstelle nicht vor Erreichen der Übergabestelle erreicht.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die ersten Hilfsdaten (E1) ein oder mehrere von Sensordaten des Führungsfahrzeugs (200), Geschwindigkeitsdaten des Führungsfahrzeugs (200), Beschleunigungsdaten des Führungsfahrzeugs (200) und Statusinformationen, die einen Betriebsmodus des Führungsfahrzeugs (200) anzeigen, beinhalten.
Steuerungsvorrichtung (1) zum autonomen Betreiben eines Fahrzeugs (100), aufweisend: eine Datenverarbeitungseinheit (11), insbesondere eine CPU, ein FPGA, ein ASIC oder dergleichen; ein nichtflüchtiges Datenspeichermedium (12), wie eine Festplatte, ein Flash-Laufwerk, eine CD, eine DVD, eine Bluray Disk oder dergleichen, das von der Datenverarbeitungseinheit (11) lesbar ist, wobei das Datenspeichermedium (12) Software speichert, welche dazu ausgelegt ist, die Datenverarbeitungseinheit (11) zu veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Fahrzeug (100)mit einer Steuerungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9.