-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 10 2012 018 122 A1 beschrieben, ein Verfahren zum autonomen Führen eines Kraftfahrzeugs auf einem Fahrweg unter Umgehung von Unebenheiten bekannt. Das Verfahren umfasst das autonome Führen des Kraftfahrzeugs auf dem Fahrweg in Abhängigkeit einer geplanten Soll-Trajektorie, ein Erkennen der Unebenheiten auf dem Fahrweg und ein Planen der Soll-Trajektorie in Abhängigkeit der erkannten Unebenheiten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs anzugeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
In einem Verfahren zur Steuerung eines automatisiert, insbesondere hochautomatisiert und/oder fahrerlos und/oder autonom, fahrenden Fahrzeugs, wenn dieses sich einem als überfahrbar klassifizierten Hindernis nähert, wird erfindungsgemäß in Abhängigkeit von einer Umgebungssituation entschieden, ob das Fahrzeug dem Hindernis ausweichen soll oder ob das Hindernis überfahren werden soll. Wenn entschieden wird, dass das Hindernis überfahren werden soll, wird in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein mit dem Fahrzeug mitbewegter kegelförmiger Raum definiert, auch als Streukegel bezeichnet. Dieser kegelförmige Raum erstreckt sich, mit seiner Kegelspitze ausgehend vom Fahrzeug, insbesondere von einem mittleren oder hinteren Bereich des Fahrzeugs, insbesondere nach hinten, d. h. hinter das Fahrzeug, beispielsweise auch seitlich neben das Fahrzeug, insbesondere im hinteren Bereich des Fahrzeugs. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird vor dem Überfahren des Hindernisses vorteilhafterweise reduziert, insbesondere auf vorgegebene Weise reduziert, und/oder an gegebenenfalls vorhandene umgebende andere Verkehrsteilnehmer derart angepasst, dass diese anderen Verkehrsteilnehmer sich während des Überfahrens des Hindernisses außerhalb des definierten kegelförmigen Raums befinden. Der kegelförmige Raum wird vorteilhafterweise derart definiert, dass er einem Bereich entspricht, in den überfahrbare Objekte, beispielsweise Blätter, Sand oder Split, d. h. das überfahrbare Hindernis oder Einzelobjekte des überfahrbaren Hindernisses, beim Überfahren erwartungsgemäß hochgeschleudert werden. Diese Erwartung kann beispielsweise durch vorherige Fahrtests ermittelt werden. Das Fahrzeug wird dabei vorteilhafterweise derart gesteuert, dass es das Hindernis ohne Verlassen seiner Fahrspur überfährt und dass es vorteilhafterweise, wenn möglich, das Hindernis ohne Radkontakt, insbesondere möglichst mittig zwischen Rädern des Fahrzeugs, überfährt, d. h. möglichst mittig zwischen den linken Rädern und den rechten Rädern des Fahrzeugs.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit bei einem Überfahren eines als „überfahrbares Hindernis“ klassifiziertes Hindernis insbesondere auf nicht-geometrische Eigenschaften des Hindernisses im Kontext der anderen Verkehrsteilnehmer Rücksicht genommen. Es wird vorteilhafterweise eine Trajektorien- und Geschwindigkeitsanpassung durchgeführt, um Sekundärschäden der Überfahrt zu vermeiden oder zu minimieren, insbesondere Schäden bei den anderen Verkehrsteilnehmern und beispielsweise auch Schäden am Fahrzeug selbst.
-
Vorteilhafterweise werden nachfolgenden Fahrzeugen über ein so genanntes Backend, d. h. über einen fahrzeugexternen Informationsserver, entsprechende Informationen übermittelt, insbesondere über das Hindernis, insbesondere über dessen Position und/oder Überfahrbarkeit und/oder Zustand.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn und eines überfahrbaren Hindernisses vor dem Fahrzeug,
- 2 schematisch ein Beispiel eines Überfahrens eines überfahrbaren Hindernisses ohne Radkontakt,
- 3 schematisch ein Beispiel eines Überfahrens eines überfahrbaren Hindernisses mit Radkontakt,
- 4 schematisch ein weiteres Beispiel eines Überfahrens eines überfahrbaren Hindernisses mit Radkontakt,
- 5 schematisch einen Ablauf eines mittigen Überfahrens eines überfahrbaren Hindernisses,
- 6 schematisch einen Ablauf eines Überfahrens eines überfahrbaren Hindernisses ohne die Anwesenheit anderer Verkehrsteilnehmer,
- 7 schematisch das Fahrzeug und einen definierten mit dem Fahrzeug mitbewegten kegelförmigen Raum,
- 8 schematisch einen Ablauf eines Überfahrens eines überfahrbaren Hindernisses bei einem sich außerhalb des definierten mit dem Fahrzeug mitbewegten kegelförmigen Raums befindenden anderen Verkehrsteilnehmer,
- 9 schematisch einen Ablauf eines Überfahrens eines überfahrbaren Hindernisses bei einem sich innerhalb des definierten mit dem Fahrzeug mitbewegten kegelförmigen Raums befindenden anderen Verkehrsteilnehmer,
- 10 schematisch einen Ablauf eines Überfahrens eines überfahrbaren Hindernisses bei einem sich in der Nähe des Hindernisses befindenden und sich während des Überfahrens des Hindernisses potentiell innerhalb des definierten mit dem Fahrzeug mitbewegten kegelförmigen Raums befindenden besonders gefährdeten anderen Verkehrsteilnehmer,
- 11 schematisch einen Ablauf eines Überfahrens eines überfahrbaren Hindernisses und eines teilweisen Zerstörens des Hindernisses durch das Überfahren,
- 12 schematisch eine weitere Seitenansicht eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn und eines überfahrbaren Hindernisses vor dem Fahrzeug,
- 13 schematisch eine digitale Landkarte mit darin verzeichneten überfahrbaren Hindernissen, und
- 14 schematisch eine Vorrichtung zur Steuerung eines automatisiert, insbesondere hochautomatisiert und/oder fahrerlos und/oder autonom, fahrenden Fahrzeugs, wenn dieses sich einem als überfahrbar klassifizierten Hindernis nähert, insbesondere zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Anhand der 1 bis 14 wird im Folgenden ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs 1 beschrieben für den Fall, dass sich dieses Fahrzeug 1 einem als überfahrbar klassifizierten Hindernis H nähert, wie beispielsweise in den 1 bis 6 und 8 bis 12 gezeigt, insbesondere anhand verschiedener Beispielsituationen, die im Folgenden noch näher erläutert werden. Bei dem Fahrzeug 1 handelt es sich dabei insbesondere um ein automatisiert fahrendes Fahrzeug 1, insbesondere um ein hochautomatisiert und/oder fahrerlos und/oder autonom fahrendes Fahrzeug 1. Das Fahrzeug 1 ist insbesondere ein Straßenfahrzeug und insbesondere ein Kraftfahrzeug. In den hier gezeigten Beispielen ist das Fahrzeug 1 ein Lastkraftwagen (LKW), kann jedoch auch als ein anderes Fahrzeug 1 ausgebildet sein.
-
In diesem Verfahren wird in Abhängigkeit von einer Umgebungssituation entschieden, ob das Fahrzeug 1 dem Hindernis H ausweichen soll oder ob das Hindernis H, wie in den 2 bis 6 und 8 bis 11 anhand verschiedener Beispielsituationen gezeigt, überfahren werden soll.
-
Wenn entschieden wird, dass das Hindernis H überfahren werden soll, wird, wie in den 7 bis 10 gezeigt, in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 ein mit dem Fahrzeug 1 mitbewegter kegelförmiger Raum 2 definiert, auch als Streukegel bezeichnet. Dieser kegelförmige Raum 2 erstreckt sich, ausgehend vom Fahrzeug 1, insbesondere von einem mittleren oder hinteren Bereich des Fahrzeugs 1, insbesondere nach hinten, d. h. hinter das Fahrzeug 1, beispielsweise auch seitlich neben das Fahrzeug 1, insbesondere im hinteren Bereich des Fahrzeugs 1. Die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 wird vor dem Überfahren des Hindernisses H vorteilhafterweise reduziert, insbesondere auf vorgegebene Weise reduziert, und/oder an gegebenenfalls vorhandene umgebende andere Verkehrsteilnehmer VT derart angepasst, dass diese anderen Verkehrsteilnehmer VT sich während des Überfahrens des Hindernisses H außerhalb des definierten kegelförmigen Raums 2 befinden. Der kegelförmige Raum 2 wird vorteilhafterweise derart definiert, dass er einem Bereich entspricht, in den überfahrbare Objekte, beispielsweise Blätter, Sand oder Split, d. h. das überfahrbare Hindernis H oder Einzelobjekte EO des überfahrbaren Hindernisses H, beim Überfahren erwartungsgemäß hochgeschleudert werden. Diese Erwartung kann beispielsweise durch vorherige Fahrtests ermittelt werden. Das Fahrzeug 1 wird dabei vorteilhafterweise derart gesteuert, dass es das Hindernis H ohne Verlassen seiner Fahrspur FS auf einer Fahrbahn FB überfährt und dass es vorteilhafterweise, wenn möglich, das Hindernis H ohne Radkontakt, insbesondere möglichst mittig zwischen Rädern 3 des Fahrzeugs 1, überfährt, d. h. möglichst mittig zwischen den linken Rädern 3 und den rechten Rädern 3 des Fahrzeugs 1.
-
13 zeigt schematisch eine digitale Landkarte LK mit darin verzeichneten überfahrbaren Hindernissen H.
-
14 zeigt schematisch eine Vorrichtung 4 zur Steuerung des oben beschriebenen Fahrzeugs 1, wenn dieses sich einem als überfahrbar klassifizierten Hindernis H nähert, insbesondere eine Vorrichtung 4 zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens.
-
Das Fahrzeug 1 lokalisiert sich insbesondere mittels einer Umgebungserfassungssensorik 5, umfassend beispielsweise mindestens ein Lidar und/oder mindestens ein Radar und/oder mindestens eine Kamera oder mehrere Sensoreinheiten eines oder mehrerer dieser Sensortypen, und mittels Kartendaten in einer vorhandenen Infrastruktur und stimmt sein Fahrverhalten vorteilhafterweise auf einen oder mehrere mittels der Umgebungserfassungssensorik 5 vermessene andere Verkehrsteilnehmer VT ab. In den dargestellten Beispielen umfasst die Umgebungserfassungssensorik 5 des Fahrzeugs 1 insbesondere eine Frontsensorik 5.1 und eine Seitensensorik 5.2 an der rechten und linken Fahrzeugseite. Dargestellt in den jeweiligen Beispielen sind ebenfalls ein Erfassungsbereich EF der Frontsensorik 5.1 und Erfassungsbereiche ES der jeweiligen Seitensensorik 5.2.
-
Die hierfür am Fahrzeug 1 installierte Umgebungserfassungssensorik 5 weist Vermessungscharakteristiken auf, die insbesondere durch Sensortyp, Bauform und physikalische Randbedingungen bestimmt sind. Typischerweise ist die eingebaute Umgebungserfassungssensorik 5 ein Kompromiss aus verschiedenen Aufgaben. Beispielsweise vermisst der Lidar den verkehrsrelevanten Bereich vor dem Fahrzeug 1 dreidimensional, gleichzeitig wird mit Daten der Kamera auch eine Semantik einer jeweils gesehenen Szenerie bestimmt, Verkehrszeichen und Ampeln erkannt.
-
Eine besondere Vermessungsherausforderung besteht bei schnell fahrenden Fahrzeugen 1 in einem Fernbereich. Beispielsweise ist eine so genannte Gated Camera ein Sensor, der diesen Herausforderungen gewachsen ist. Hierbei synchronisiert ein Gated Imaging die Gated Camera und Beleuchtungsimpulse und erzeugt ein klares Bild. Aufgenommene Bilder ermöglichen eine Erzeugung von Entfernungskarten. Diese TOF-Bildgebungstechnologie (Time-Of-Flight) besteht aus einem Gated CMOS-Bildsensor mit streng kontrollierten Öffnungs- und Schließzeiten eines pixelierten Gate-Arrays des Sensors. Die Umgebungserfassungssensorik 5 des Fahrzeugs 1 weist beispielsweise einen solchen Sensor auf. Der Einsatz dieses Sensors ist jedoch für das hier beschriebene Verfahren nicht zwingend erforderlich, sondern stellt lediglich eine mögliche Umsetzungsvariante dar.
-
Beim Detektieren eines Hindernisses H in der eigenen Fahrspur FS, insbesondere in dem eben beschriebenen Hochgeschwindigkeitsszenario, ist es von besonderem Interesse, neben geometrischen Eigenschaften, beispielsweise Entfernung, Höhe und/oder Breite des Hindernisses H, auch dessen Überfahrbarkeit abzuleiten, insbesondere im Kontext des aktuellen Verkehrsgeschehens.
-
1 zeigt beispielhaft eine Seitenansicht des Fahrzeugs 1 auf der Fahrbahn FB und des überfahrbaren Hindernisses H vor dem Fahrzeug 1. Das Hindernis H wird mittels der Umgebungserfassungssensorik 5 des Fahrzeugs 1, insbesondere mittels der Frontsensorik 5.1, erfasst. Bei dem hier beschriebenen Verfahren bestehen nun vorteilhafterweise zwei Möglichkeiten, entweder die Umgebungserfassungssensorik 5 des Fahrzeugs 1, insbesondere die Frontsensorik 5.1, erfasst ein neues überfahrbares Hindernis H oder es liegen dem Fahrzeug 1 bereits Informationen von einem so genannten Backend, insbesondere einem fahrzeugexternen Informationsserver, vor, dass sich an dieser Position auf der Fahrbahn FB ein überfahrbares Hindernis H befindet.
-
Die überfahrbaren Hindernisse H können unterschieden werden zwischen Hindernissen H, die ohne Radkontakt überfahren werden können, wie in 2 gezeigt, und Hindernissen H, die nur mit Radkontakt überfahren werden können, wie in den 3 und 4 gezeigt. Dabei bedeutet Radkontakt insbesondere, dass diese Hindernisse H nur derart überfahren werden können, dass alle Räder 3 einer Seite des Fahrzeugs 1 oder mindestens einer Seite des Fahrzeugs 1 Kontakt zum Hindernis H haben, in dem hier gezeigten Beispiel des als LKW mit Auflieger ausgebildeten Fahrzeugs 1 somit alle Räder 3 des LKW und des Aufliegers auf einer Seite oder zumindest auf einer Seite.
-
Um ein Hindernis H ohne Radkontakt überfahren zu können, muss ein Querschnitt des Hindernisses H dem in 2 gezeigten Hindernisquerschnitt entsprechen oder in diesen hineinpassen. Das Hindernis H wird nur dann als ohne Radkontakt überfahrbar eingestuft, wenn das Hindernis H während des Überfahrens mit keinem Teil des Fahrzeugs 1 kollidiert.
-
Ein Mensch auf der Fahrbahn FB wird niemals als überfahrbares Hindernis H eingestuft.
-
Das überfahrbare Hindernis H kann starr sein, beispielsweise ein Brett, oder nicht starr sein, beispielsweise ein Dreckhaufen.
-
Starre Hindernisse H sollten während des Überfahrens und nach dem Überfahren dort verbleiben, wo sie sich befinden. Sie werden beispielsweise nur leicht durch einen vom Fahrzeug 1 verursachten Luftstrom bewegt.
-
Nichtstarre Hindernisse H neigen dazu, durch den vom Fahrzeug 1 während des Überfahrens erzeugten Luftstrom verteilt zu werden.
-
Um ein Hindernis H mit Radkontakt überfahren zu können, muss der Querschnitt des Hindernisses H dem in 3 oder 4 gezeigten Hindernisquerschnitt entsprechen oder in diesen hineinpassen. Beispielsweise ist das Hindernis H ein Holzbrett. Für das Überfahren eines solchen Hindernisses H wird die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 vorteilhafterweise reduziert. Derartige Hindernisse H können mit den Rädern 3 einer Fahrzeugseite oder beider Fahrzeugseiten überfahren werden, ohne dass Schäden am Fahrzeug 1 zu befürchten sind. Jedoch können auch solche Hindernisse H durch das Überfahren unkontrolliert hochgeschleudert werden und dadurch andere Verkehrsteilnehmer VT beschädigen und/oder verletzen, so dass vorteilhafterweise auch für das Überfahren solcher Hindernisse H das oben beschriebene Verfahren verwendet wird.
-
Besteht das Hindernis H beispielsweise aus Sand, wird das Überfahren, insbesondere mit zusätzlich reduzierter Geschwindigkeit v, als ungefährlich erachtet.
-
Das oben bereits beschriebene Verfahren verwendet zum Überfahren des jeweiligen überfahrbaren Hindernisses H vorteilhafterweise kontextabhängige Überfahrverhaltensstrategien. Informationen über eine Position und einen Typ des Hindernisses H erhält das Fahrzeug 1 dabei vorteilhafterweise durch die Erfassung des Hindernisses H mittels seiner Umgebungserfassungssensorik 5, insbesondere mittels seiner Frontsensorik 5.1, und/oder durch die digitale Landkarte LK, in der Hindernisse H, insbesondere überfahrbare Hindernisse H, verzeichnet sind, wie in 13 beispielhaft gezeigt.
-
Des Weiteren wird eine Trajektorie T des Fahrzeugs 1 vorteilhafterweise derart geplant, dass das Fahrzeug 1 seine Fahrspur FS nicht verlässt und der Radkontakt mit dem Hindernis H minimiert wird.
-
Im Verfahren wird als Strategie in Betracht gezogen, die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 zu reduzieren, um eine Beschädigung des Fahrzeugs 1 durch das Überfahren des Hindernisses H zu vermeiden, und gegebenenfalls die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 zusätzlich zu reduzieren, d. h. noch stärker zu reduzieren, um Schäden anderer Verkehrsteilnehmer VT zu vermeiden.
-
5 zeigt einen Ablauf des Überfahrens des überfahrbaren Hindernisses H in einer Beispielsituation, in welcher keine anderen Verkehrsteilnehmer VT vorhanden sind und sich das Hindernis H nicht mittig in der Fahrspur FS des Fahrzeugs 1 befindet. Um den Radkontakt mit dem Hindernis H zu minimieren, wird die Trajektorie T des Fahrzeugs 1 entsprechend angepasst, vorteilhafterweise derart, dass das Hindernis H mittig überfahren werden kann, so dass kein oder nur ein geringer Radkontakt mit dem Hindernis H erfolgt.
-
Der Ablauf des Überfahrens des Hindernisses H ist hier von oben nach unten fortlaufend dargestellt. Das Fahrzeug 1 fährt in seiner Fahrspur FS auf der Fahrbahn FB, detektiert das überfahrbare Hindernis H, detektiert keine anderen Verkehrsteilnehmer VT, passt daraufhin seine Trajektorie T entsprechend an, um den Radkontakt mit dem Hindernis H zu minimieren, dabei jedoch seine Fahrspur FS nicht zu verlassen, überfährt das Hindernis H und kehrt danach vorteilhafterweise auf seine ursprüngliche Trajektorie T, welche beispielsweise in der Mitte der Fahrspur FS verläuft, zurück.
6 zeigt einen Ablauf des Überfahrens des überfahrbaren Hindernisses H in einer weiteren Beispielsituation, in welcher ebenfalls keine anderen Verkehrsteilnehmer VT vorhanden sind, sich das Hindernis H jedoch mittig in der Fahrspur FS des Fahrzeugs 1 befindet, so dass eine Richtungsanpassung der Trajektorie T nicht erforderlich ist. Das Hindernis H wird hier vorteilhafterweise mit entsprechend angepasster, insbesondere reduzierter, Geschwindigkeit v überfahren. Dadurch kann eine durch ein Hochwirbeln des Hindernisses H verursachte Beschädigung des Fahrzeugs 1 vermieden werden. Kann das Hindernis H nur mit Radkontakt überfahren werden, wird die Geschwindigkeit v vorteilhafterweise zusätzlich reduziert.
-
Der Ablauf des Überfahrens des Hindernisses H ist auch hier von oben nach unten fortlaufend dargestellt. Das Fahrzeug 1 fährt in seiner Fahrspur FS auf der Fahrbahn FB, detektiert das überfahrbare Hindernis H, detektiert keine anderen Verkehrsteilnehmer VT, passt seine Geschwindigkeit v auf die beschriebene Weise an und überfährt das Hindernis H.
-
7 zeigt das Fahrzeug 1 und den definierten mit dem Fahrzeug 1 mitbewegten kegelförmigen Raum 2, welcher, wie oben bereits erwähnt, einem Bereich entspricht, in den überfahrbare Objekte, beispielsweise Blätter, Sand oder Split, d. h. das überfahrbare Hindernis H oder Einzelobjekte EO des überfahrbaren Hindernisses H, beim Überfahren erwartungsgemäß hochgeschleudert werden. Die Form dieses kegelförmigen Raums 2 ist beispielsweise abhängig von der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 und/oder von einem jeweils herrschenden Wind.
-
8 zeigt einen Ablauf des Überfahrens des überfahrbaren Hindernisses H in einer weiteren Beispielsituation, in welcher sich ein anderer Verkehrsteilnehmer VT in der Umgebung des Fahrzeugs 1 befindet, jedoch außerhalb des kegelförmigen Raums 2. Das Hindernis H befindet sich mittig in der Fahrspur FS, so dass eine Richtungsanpassung der Trajektorie T nicht erforderlich ist. Hier wird die gleiche Strategie verwendet wie im Beispiel gemäß 6, d. h. das Hindernis H wird vorteilhafterweise mit entsprechend angepasster, insbesondere reduzierter, Geschwindigkeit v überfahren. Dadurch kann eine durch Hochwirbeln des Hindernisses H verursachte Beschädigung des Fahrzeugs 1 vermieden werden. Kann das Hindernis H nur mit Radkontakt überfahren werden, wird die Geschwindigkeit v vorteilhafterweise zusätzlich reduziert.
-
Der Ablauf des Überfahrens des Hindernisses H ist hier von links nach rechts fortlaufend dargestellt. Das Fahrzeug 1 fährt in seiner Fahrspur FS auf der Fahrbahn FB, detektiert das überfahrbare Hindernis H, detektiert einen anderen Verkehrsteilnehmer VT, welcher sich jedoch außerhalb des kegelförmigen Raums 2 befindet, passt seine Geschwindigkeit v auf die beschriebene Weise an und überfährt das Hindernis H.
-
9 zeigt einen Ablauf des Überfahrens des überfahrbaren Hindernisses H in einer weiteren Beispielsituation, in welcher sich ein anderer Verkehrsteilnehmer VT in der Umgebung des Fahrzeugs 1 befindet, jedoch, wenn das Hindernis H vom Fahrzeug 1 detektiert wird, innerhalb des kegelförmigen Raums 2. Das Hindernis H befindet sich mittig in der Fahrspur FS, so dass eine Richtungsanpassung der Trajektorie T nicht erforderlich ist. Das Hindernis H wird hier vorteilhafterweise mit reduzierter Geschwindigkeit v überfahren, d. h. die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 wird vor Erreichen des Hindernisses H reduziert. Dadurch kann eine durch Hochwirbeln des Hindernisses H verursachte Beschädigung des Fahrzeugs 1 vermieden werden und zudem wird dadurch erreicht, dass der andere Verkehrsteilnehmer VT, welcher durch diese reduzierte Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 nun schneller ist als das Fahrzeug 1, den kegelförmigen Raum 2 verlässt, so das keine Gefahr besteht, den anderen Verkehrsteilnehmer VT durch das Hochwirbeln des Hindernisses H oder von Einzelobjekten EO des Hindernisses H zu beschädigen und/oder zu verletzen. Kann das Hindernis H nur mit Radkontakt überfahren werden, kann vorteilhafterweise auch hier vorgesehen sein, die Geschwindigkeit v noch zusätzlich zu reduzieren.
-
Der Ablauf des Überfahrens des Hindernisses H ist hier von oben nach unten fortlaufend dargestellt. Das Fahrzeug 1 fährt in seiner Fahrspur FS auf der Fahrbahn FB, detektiert das überfahrbare Hindernis H, detektiert einen anderen Verkehrsteilnehmer VT, welcher sich innerhalb des kegelförmigen Raums 2 befindet, reduziert seine Geschwindigkeit v auf die beschriebene Weise, wodurch der andere Verkehrsteilnehmer VT den kegelförmigen Raum 2 verlässt, und überfährt das Hindernis H.
-
10 zeigt einen Ablauf des Überfahrens des überfahrbaren Hindernisses H in einer weiteren Beispielsituation. Hier befindet sich in der Nähe des Hindernisses H ein besonders gefährdeter anderer Verkehrsteilnehmer VT, beispielsweise ein Fußgänger oder Radfahrer oder eine andere Person, oder ein besonders gefährdetes Objekt. Zudem besteht die Gefahr, dass sich dieser andere Verkehrsteilnehmer VT oder das Objekt während des Überfahrens des Hindernisses H innerhalb des definierten mit dem Fahrzeug 1 mitbewegten kegelförmigen Raums 2 befindenden wird. Das Hindernis H befindet sich mittig in der Fahrspur FS, so dass eine Richtungsanpassung der Trajektorie T nicht erforderlich ist.
Das Hindernis H wird hier vorteilhafterweise mit reduzierter Geschwindigkeit v überfahren, d. h. die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 wird vor Erreichen des Hindernisses H reduziert. Dadurch kann eine durch Hochwirbeln des Hindernisses H verursachte Beschädigung des Fahrzeugs 1 vermieden werden und zudem wird dadurch erreicht, dass sich der andere Verkehrsteilnehmer VT während des Überfahrens des Hindernisses H nicht im kegelförmigen Raum 2 befindet, beispielsweise da sich der andere Verkehrsteilnehmer VT aufgrund einer aus der reduzierten Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 resultierenden längeren Annäherungszeit des Fahrzeugs 1 an das Hindernis H bereits vom Hindernis H entfernt hat und/oder da der kegelförmige Raum 2 aufgrund der reduzierten Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 kleiner ist. Dadurch besteht keine Gefahr, den anderen Verkehrsteilnehmer VT durch das Hochwirbeln des Hindernisses H oder von Einzelobjekten EO des Hindernisses H zu beschädigen und/oder zu verletzen. Kann das Hindernis H nur mit Radkontakt überfahren werden, kann vorteilhafterweise auch hier vorgesehen sein, die Geschwindigkeit v noch zusätzlich zu reduzieren.
-
Der Ablauf des Überfahrens des Hindernisses H ist hier von oben nach unten fortlaufend dargestellt. Das Fahrzeug 1 fährt in seiner Fahrspur FS auf der Fahrbahn FB, detektiert das überfahrbare Hindernis H, detektiert den sich in der Nähe des Hindernisses H befindenden und sich während des Überfahrens des Hindernisses H potentiell innerhalb des definierten mit dem Fahrzeug 1 mitbewegten kegelförmigen Raums 2 befindenden besonders gefährdeten anderen Verkehrsteilnehmer VT oder das gefährdete Objekt, reduziert seine Geschwindigkeit v auf die beschriebene Weise, wodurch sich der andere Verkehrsteilnehmer VT oder das Objekt während des Überfahrens des Hindernisses H nicht mehr im kegelförmigen Raum 2 befinden wird, und überfährt das Hindernis H.
-
11 einen Ablauf des Überfahrens des überfahrbaren Hindernisses H in einer weiteren Beispielsituation, wobei hier das Hindernis H durch das Überfahren teilweise zerstört wird und Einzelobjekte EO des Hindernisses H aufgewirbelt und verteilt werden. Der Ablauf des Überfahrens des Hindernisses H ist hier von oben nach unten fortlaufend dargestellt.
Das Fahrzeug 1 nähert sich dem überfahrbaren Hindernis H, welches vorteilhafterweise mittels der Umgebungserfassungssensorik 5, insbesondere mittels der Frontsensorik 5.1, des Fahrzeugs 1 erfasst wird und/oder basierend auf der digitalen Landkarte LK vom Backend, in der Hindernisse H, insbesondere überfahrbare Hindernisse H, verzeichnet sind, erkannt wird. Das Fahrzeug 1 überfährt das Hindernis H, wobei die aufgewirbelten Einzelobjekte EO des Hindernisses H mittels der Seitensensorik 5.2 des Fahrzeugs 1, beispielsweise basierend auf Lidar, Radar oder Kamera oder auf einer Kombination daraus, erfasst werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden Positionsdaten des Hindernisses H, vorteilhafterweise inklusive dessen Einzelobjekten EO, vom Fahrzeug 1 beispielsweise ermittelt mittels eines globalen Navigationssatellitensystems während des Überfahrens des Hindernisses H, vorteilhafterweise die Fahrspur FS, auf welcher sich das Hindernis H befindet, und vorteilhafterweise Informationen über einen jeweiligen Hindernistyp des überfahrbaren Hindernisses H, vom Fahrzeug 1 an das Backend übermittelt und kann auf diese Weise anderen Fahrzeugen 1 zur Verfügung gestellt werden, d. h. mit diesen geteilt werden, insbesondere mittels der vom Backend den Fahrzeugen 1 bereitgestellten digitalen Landkarte LK mit den darin verzeichneten, insbesondere überfahrbaren, Hindernissen H.
-
12 zeigt eine weitere Seitenansicht des Fahrzeugs 1 auf einer Fahrbahn FB und eines überfahrbaren Hindernisses H vor dem Fahrzeug 1. Hier sind nochmals einige Komponenten der Vorrichtung 4 dargestellt, welche am Fahrzeug 1 angeordnet sind. Das Fahrzeug 1 und somit auch die Vorrichtung 4 umfasst die Umgebungserfassungssensorik 5 mit der Frontsensorik 5.1, deren Erfassungsbereich EF vor das Fahrzeug 1 gerichtet ist. Das überfahrbare Hindernis H wird vor dem Überfahren insbesondere mittels dieser Frontsensorik 5.1 erfasst. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 1 und somit auch die Vorrichtung 4 die Seitensensorik 5.2 der Umgebungserfassungssensorik 5 auf der rechten und linken Seite des Fahrzeugs 1, eine Positionsbestimmungseinheit 6 zur Ermittlung einer jeweiligen Position P des Fahrzeugs 1, insbesondere mittels des globalen Navigationssatellitensystems, und eine Antenne 7 zur Kommunikation mit dem Backend. Das Fahrzeug 1 und somit auch die Vorrichtung 4 umfasst des Weiteren eine Steuereinheit 8 zur Steuerung der Komponenten der Vorrichtung 4 und/oder zur Durchführung des Verfahrens.
-
Vorteilhafterweise umfasst die Frontsensorik 5.1 der Umgebungserfassungssensorik 5 des Fahrzeugs 1 mindestens eine Kamera. Mittels dieser Kamera erfasste letzte Bilder des überfahrbaren Hindernisses H während dessen Sichtbarkeit für die Kamera, bevor es durch das Überfahren unter dem Fahrzeug 1 verschwindet, werden vorteilhafterweise aufgezeichnet und an das Backend gesendet. Dort werden diese Bilder vorteilhafterweise markiert und in die digitale Landkarte LK eingetragen.
-
13 zeigt beispielhaft die digitale Landkarte LK mit den darin verzeichneten überfahrbaren Hindernissen H. Diese digitale Landkarte LK kann ein Teil einer dem Fahrzeug 1 zur Verfügung stehenden digitalen Gesamtlandkarte sein, welche das Fahrzeug 1 zur Durchführung des automatisierten, insbesondere hochautomatisierten und/oder fahrerlosen und/oder autonomen, Fahrbetriebs verwendet.
-
Dargestellt in der digitale Landkarte LK ist die aktuelle Position P des fahrenden Fahrzeugs 1 auf der Fahrbahn FB. Dargestellt sind des Weiteren verschiedene überfahrbare Hindernisse H, vorteilhafterweise mit zusätzlichen Informationen bezüglich deren Position und Typ.
-
So ist beispielsweise eines der dargestellten überfahrbaren Hindernisse H nur mit Radkontakt überfahrbar, wobei sich dieses Hindernis H auf der mittleren Fahrspur FS befindet und als ein Brett ausgebildet ist.
-
Ein weiteres der dargestellten überfahrbaren Hindernisse H ist beispielsweise ohne Radkontakt überfahrbar, wobei sich dieses Hindernis H auf der rechten Fahrspur FS befindet und als ein Reifen ausgebildet ist.
-
Ein weiteres der dargestellten überfahrbaren Hindernisse H ist beispielsweise nur mit Radkontakt überfahrbar, wobei sich dieses Hindernis H auf der rechten Fahrspur FS befindet und als Sand ausgebildet ist.
-
14 zeigt schematisch die Vorrichtung 4 zur Steuerung des automatisiert, insbesondere hochautomatisiert und/oder fahrerlos und/oder autonom, fahrenden Fahrzeugs 1, wenn dieses sich einem als überfahrbar klassifizierten Hindernis H nähert, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens. Die Vorrichtung 4 umfasst die Umgebungserfassungssensorik 5 mit der Frontsensorik 5.1 und der Seitensensorik 5.2 auf der rechten und linken Fahrzeugseite des Fahrzeugs 1, und die Steuereinheit 8. In der Steuereinheit 8 erfolgt vorteilhafterweise eine Sensorverarbeitung 9 von Sensorsignalen der Umgebungserfassungssensorik 5 und vorteilhafterweise eine Fusion 10 der verarbeiteten Sensorsignale, insbesondere als Eingangsinformation für ein Hindernismodul 11 der Steuereinheit 8, welches vorteilhafterweise die digitale Landkarte LK mit den darin verzeichneten überfahrbaren Hindernissen H nutzt, und vorteilhafterweise als Eingangsdaten für eine Lokalisierung 12 des Fahrzeugs 1, welche vorteilhafterweise zudem eine interne Landkarte 13 und die Positionsermittlungseinheit 6 zur Positionsermittlung des Fahrzeugs 1 mittels des globalen Navigationssatellitensystems verwendet. Die Steuereinheit 8 umfasst zudem vorteilhafterweise eine Kommunikationseinheit 14 zur Kommunikation mit dem Backend über die Antenne 7. Diese Kommunikation mit dem Backend erfolgt insbesondere durch das Hindernismodul 11, welches zudem vorteilhafterweise auch Informationen aus der internen Landkarte 13 erhält.
-
Die Steuereinheit 8 umfasst des Weiteren vorteilhafterweise ein Verhaltens- und Planungsmodul 15 mit einem Situationsanalyse- und Planungsbereich 16, in welchen ein Lokalisierungsergebnis der Lokalisierung 12 und Informationen aus dem Hindernismodul 11 einfließen, und mit einem Trajektoriengenerator 17, welcher basierend auf Informationen des Situationsanalyse- und Planungsbereichs 16 die Trajektorie T des Fahrzeugs 1 plant, auf deren Grundlage dann Aktoren 18 des Fahrzeugs 1 angesteuert werden, insbesondere ein Lenksystem, ein Bremssystem und/oder ein Antriebsstrang des Fahrzeugs 1, um den automatisierten, insbesondere hochautomatisierten und/oder fahrerlosen und/oder autonomen, Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 durchzuführen.
-
Das Hindernismodul 11 verwaltet vorteilhafterweise die digitale Landkarte LK mit den überfahrbaren Hindernissen H, beispielsweise für eine Reaktion auf neu erkannte oder kartierte überfahrbare Hindernisse H und eine Aktualisierung der digitalen Landkarte LK. Die digitale Landkarte LK mit den überfahrbaren Hindernissen H wird vorteilhafterweise zu Beginn einer Fahrt und vorteilhafterweise zudem regelmäßig während der Fahrt durch das Backend aktualisiert.
-
Im Hindernismodul 11 wird vorteilhafterweise die Erkennung neuer überfahrbarer Hindernisse H verarbeitet. Wenn ein neues überfahrbares Hindernis H erkannt wird, wird die Trajektorie T und/oder die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 in Abhängigkeit von der Größe und/oder Position des Hindernisses H in der Fahrspur FS angepasst. Wenn möglich, wird vorteilhafterweise ein Ausweichmanöver durch einen Spurwechsel vorgenommen. Es werden vorteilhafterweise Bilder des Hindernisses H aufgenommen und Einzelobjekte EO des überfahrenen Hindernisses H, wenn vorhanden, überwacht. Diese Informationen werden vorteilhafterweise an das Backend gesendet.
-
Im Hindernismodul 11 wird des Weiteren vorteilhafterweise die Annäherung an ein in der digitalen Landkarte LK verzeichnetes überfahrbares Hindernis H überwacht. Wenn sich das Fahrzeug 1 an ein solches in der digitalen Landkarte LK verzeichnetes überfahrbares Hindernis H annähert, wird die Trajektorie T und/oder die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 in Abhängigkeit von der Größe und/oder Position des Hindernisses H in der Fahrspur FS angepasst. Wenn möglich, wird vorteilhafterweise ein Ausweichmanöver durch einen Spurwechsel vorgenommen. Wenn kein überfahrbares Hindernis H vorhanden ist, obwohl ein solches in der digitalen Landkarte LK verzeichnet ist, wird diese Information vorteilhafterweise an das Backend gesendet. Vorteilhafterweise wird ein solches falsch positives Hindernis H aus der digitalen Landkarte LK gelöscht, wenn mehrfach durch das Fahrzeug 1 und/oder andere Fahrzeuge 1 festgestellt und an das Backend gesendet wurde, dass dieses Hindernis H nicht existiert.
-
Mittels des Verfahrens und der Vorrichtung 4 wird somit beim Überfahren eines als „überfahrbares Hindernis“ klassifiziertes Hindernis H auf die nicht-geometrischen Eigenschaften des Hindernisses H im Kontext der anderen Verkehrsteilnehmer VT Rücksicht genommen. Eine Trajektorien- und Geschwindigkeitsanpassung wird durchgeführt, um Sekundärschäden der Überfahrt des Hindernisses H zu vermeiden oder zu minimieren. Nachfolgenden anderen Fahrzeugen 1 wird diese Information vorteilhafterweise über das Backend übermittelt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- kegelförmiger Raum
- 3
- Rad
- 4
- Vorrichtung
- 5
- Umgebungserfassungssensorik
- 5.1
- Frontsensorik
- 5.2
- Seitensensorik
- 6
- Positionsermittlungseinheit
- 7
- Antenne
- 8
- Steuereinheit
- 9
- Sensorverarbeitung
- 10
- Fusion
- 11
- Hindernismodul
- 12
- Lokalisierung
- 13
- interne Landkarte
- 14
- Kommunikationseinheit
- 15
- Verhaltens- und Planungsmodul
- 16
- Situationsanalyse- und Planungsbereich
- 17
- Trajektoriengenerator
- 18
- Aktor
- EF
- Erfassungsbereich der Frontsensorik
- EO
- Einzelobjekt
- ES
- Erfassungsbereich der Seitensensorik
- FB
- Fahrbahn
- FS
- Fahrspur
- H
- Hindernis
- LK
- digitale Landkarte
- P
- Position des Fahrzeugs
- T
- Trajektorie
- v
- Geschwindigkeit
- VT
- Verkehrsteilnehmer
-
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
-
- DE 102012018122 A1 [0002]
