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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Steuerung eines autonomen Fahrzeugs. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die Offenbarung auf die Steuerung eines autonomen Fahrzeugs der BASt-Stufe 3. Aspekte der Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren, auf eine Fahrzeugsteuerung, auf eine Fernsteuerung und auf ein Fahrzeug.
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HINTERGRUND
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Der Automatisierungsgrad des Betriebs eines Fahrzeugs wurde von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) in sechs verschiedene Stufen eingeteilt. Diese BASt-Stufen reichen von Stufe Null für Fahrzeuge ohne signifikante Autonomie bis Stufe 5, die vollständig autonome Fahrzeuge bezeichnet, bei denen keine Eingabe durch den Fahrer erforderlich ist.
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Autonome Fahrzeuge der BASt-Stufe 3 sind als Fahrzeuge definiert, in denen ein automatisiertes Fahrsystem alle Aspekte des Fahrens bewältigen kann, jedoch mit der Annahme, dass ein menschlicher Fahrer angemessen auf eine Aufforderung zum Eingreifen in bestimmten Fahrsituationen reagiert.
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Es gibt verschiedene Gründe, aus denen das automatisierte Fahrsystem die Steuerung an den Fahrer abgeben muss. So können beispielsweise Fahrzeugsensoren, auf die das automatisierte Fahrsystem angewiesen ist, durch Witterungsverhältnisse, Schmutz oder einen Fehler beeinträchtigt sein, was die Fähigkeit des Fahrsystems, seine Umgebung zu erfassen, beeinträchtigt. Auch kann das Fahrzeug in eine kompliziert Fahrsituation geraten, die das automatisierte Fahrsystem nicht in der Lage ist zu bewältigen, und daher ist eine Steuerungsabgabe an den Fahrer eingeplant, z.B. beim Verlassen oder Auffahren auf eine Autobahn.
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Wenn eine Aufforderung zur Steuerungsabgabe erfolgt, sollte der Fahrer seine Zustimmung zur Steuerungsübernahme signalisieren, woraufhin das automatisierte Fahrsystem die Steuerung an den Fahrer abgibt. Obwohl von einem Fahrer erwartet wird, dass er gegenüber Aufforderungen des automatisierten Fahrsystems zur Steuerungsabgabe aufmerksam bleibt, wird es zwangsläufig Fälle geben, in denen auf solche Aufforderungen nicht reagiert wird, z.B. wenn der Fahrer eingeschlafen ist oder gesundheitliche Probleme hat. Das automatisierte Fahrsystem muss mit Notfallplänen zur Bewältigung solcher Situationen ausgestattet sein, damit es die am besten geeignete Maßnahme bestimmen und mit dem Fahrzeug umsetzen kann.
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In vielen Situationen kann die sicherste ergreifbare Maßnahme darin bestehen, das Fahrzeug schrittweise am Straßenrand zum Stehen zu bringen. Diese Vorgehensweise ist z.B. auf ruhigen Straßen oft sinnvoll. In anderen Situationen kann es jedoch gefährlich sein, das Fahrzeug anzuhalten, z.B. beim Fahren auf einer Autobahn. Dementsprechend muss der vom automatisierten Fahrsystem ausgewählte Notfallplan auf die aktuelle Fahrsituation angepasst sein.
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Wenn der Grund für die Steuerungsabgabe darin besteht, dass die Fähigkeit des automatisierten Fahrsystems, seine Umgebung zu erfassen, beeinträchtigt ist, ist die Wahl einer geeigneten Maßnahme, die zu ergreifen ist, falls der Fahrer die Steuerung zu übernehmen versäumt, natürlich besonders schwierig.
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Vor diesem Hintergrund wurde die vorliegende Erfindung entwickelt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, eine Fahrzeugsteuerung, eine Fernsteuerung zum ferngesteuerten Fahren eines Fahrzeugs und ein Fahrzeug gemäß den beigefügten Ansprüchen bereit.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines primären Fahrzeugs vorgesehen, das ein automatisiertes Fahrsystem zum autonomen Fahren des primären Fahrzeugs umfasst, wenn sich das primäre Fahrzeug in einem autonomen Modus befindet, wobei das primäre Fahrzeug auch manuell von einem Fahrer in einem manuellen Modus bedient werden kann. Das Verfahren umfasst das Bestimmen des Versäumnisses des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus anzunehmen, wenn sich das Fahrzeug im autonomen Modus befindet, und das Bestimmen eines Fahrzustands des primären Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst ferner das Beschaffen von Fahrzeugdaten von einem oder mehreren umgebenden sekundären Fahrzeugen und das Bestimmen einer Notfallmaßnahme, die basierend auf dem Fahrzustand des primären Fahrzeugs und den Fahrzeugdaten von dem oder jedem sekundären Fahrzeug mit dem primären Fahrzeug zu ergreifen ist. Das Verfahren umfasst auch die Ausgabe der Notfallmaßnahme an mindestens ein System des primären Fahrzeugs zum autonomen Fahren des primären Fahrzeugs gemäß der bestimmten Notfallmaßnahme.
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Durch das Beschaffen von Fahrzeugdaten von sekundären Fahrzeugen, die das primäre Fahrzeug umgeben, kann für das primäre Fahrzeug eine geeignete Vorgehensweise bestimmt werden, die die Zustände des primären Fahrzeugs und jedes sekundären Fahrzeugs berücksichtigt, wobei der Zustand eines Fahrzeugs eine Angabe der Fahrparameter ist, einschließlich beispielsweise der aktuellen Geschwindigkeit und Richtung des Fahrzeugs. Dies ermöglicht die Steuerung des primären Fahrzeugs in einer auf die aktuelle Fahrsituation angepassten Weise, falls eine Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus vom Fahrer nicht angenommen wird, und bietet damit ein Möglichkeit, wie mit dem Versäumnis des Fahrers, bei Bedarf die Steuerung des Fahrzeugs zu übernehmen, umgegangen wird.
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Das Verfahren könnte beispielsweise durch das automatisierte Fahrsystem des primären Fahrzeugs implementiert werden, wobei in diesem Fall die Ausgabe der Notfallmaßnahme die Steuerung von Fahrzeugsystemen wie Lenkung und Bremsen gemäß der Notfallmaßnahme beinhaltet. Alternativ kann das Verfahren auch von einer Fernsteuerung durchgeführt werden, die die Notfallmaßnahme als Steuerbefehle an das primäre Fahrzeug ausgeben kann.
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Das Verfahren kann das Beschaffen von Fahrzeugdaten durch direkte Kommunikation mit einem oder mehreren der ein oder mehreren sekundären Fahrzeuge umfassen, was die mit dem Beschaffen der Daten verbundene Latenzzeit minimiert. Alternativ oder zusätzlich können Fahrzeugdaten durch Kommunikation mit einer Fernsteuerung beschafft werden, die Beschaffen von Daten für sekundäre Fahrzeuge, welche außerhalb der Reichweite für direkte Kommunikation liegen, sowie die Koordination zwischen allen Fahrzeugen ermöglichen kann.
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Das Verfahren kann Beschaffen von Fahrzeugdaten durch direkte Kommunikation mit dem oder jedem sekundären Fahrzeug, das sich in unmittelbarer Nähe des primären Fahrzeugs befindet, welches Fahrzeugdaten für diese sekundären Fahrzeuge erhalten soll, und Kommunikation mit einer Fernsteuerung zum Erhalten von Fahrzeugdaten für das oder jedes sekundäre Fahrzeug, das sich nicht in unmittelbarer Nähe des primären Fahrzeugs befindet, umfassen. Diese Regelung minimiert die Latenzzeit durch die Nutzung von direkter Kommunikation, wenn möglich, und maximiert gleichzeitig die Anzahl der sekundären Fahrzeuge, die bei der vom primären Fahrzeug durchgeführten Maßnahme berücksichtigt werden.
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Das Verfahren kann das Beschaffen von Daten von einem On-Board-Sensor des primären Fahrzeugs zum Ergänzen der Fahrzeugdaten für das oder jedes sekundäre Fahrzeug umfassen.
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In einigen Ausführungsformen beinhalten die Fahrzeugdaten für das oder jedes sekundäre Fahrzeug mindestens eines der folgenden Angaben: Geschwindigkeit; Beschleunigung; Blinkerstatus, Bremsstatus; geplante Aktionen; Position; Fahrmodus; Geländeart und, für sekundäre Fahrzeuge mit geeigneten Sensoren, die relativen Positionen aller erfassten tertiären Fahrzeuge, die sich in der Nähe des sekundären Fahrzeugs befinden können und/oder die eine Warnung beim sekundären Fahrzeug auslösen.
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Das Verfahren kann die Ausgabe einer Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus über ein Fahrerinformationssystem umfassen.
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Das Verfahren kann das Bestimmen des Versäumnisses des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums anzunehmen, umfassen.
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Wird die Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus über ein Fahrerinformationssystem des primären Fahrzeugs ausgegeben, kann das Verfahren das Bestimmen des Versäumnisses des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus anzunehmen, basierend auf fehlenden Fahrereingaben in das Fahrerinformationssystem innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums umfassen. Alternativ kann das Verfahren auch das Bestimmen des Versäumnisses des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus anzunehmen, basierend auf einer Zurückweisung der Aufforderung durch den Fahrer über das Fahrerinformationssystem umfassen.
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Das Verfahren kann das Bestimmen des Versäumnisses des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus anzunehmen, basierend auf fehlenden Fahrereingaben in eins oder mehrere Fahrzeugsysteme innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums umfassen. Diese Fahrzeugsysteme können ein Lenksystem, ein Bremssystem oder beides umfassen.
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Das Verfahren kann das Beschaffen der Fahrzeugdaten von dem oder jedem sekundären Fahrzeug seitens des primären Fahrzeugs umfassen. Alternativ kann das Verfahren auch das Übertragen des Fahrzustands des primären Fahrzeugs und eines Signals vom primären Fahrzeug an eine Fernsteuerung umfassen, wobei das Signal das Versäumnis des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus anzunehmen, angibt, das Beschaffen der Fahrzeugdaten für das oder jedes sekundäre Fahrzeug seitens der Fernsteuerung, das Bestimmen seitens der Fernsteuerung der Notfallmaßnahme, die mit dem primären Fahrzeug basierend auf dem Fahrzustand des primären Fahrzeugs und den Fahrzeugdaten für das oder jedes sekundäre Fahrzeug zu ergreifen ist, und das Ausgeben der Notfallmaßnahme von der Fernsteuerung an das automatisierte Fahrsystem des primären Fahrzeugs.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung sieht eine Fahrzeugsteuerung zum autonomen Fahren eines primären Fahrzeugs vor, wenn sich das primäre Fahrzeug in einem autonomen Modus befindet, wobei das primäre Fahrzeug auch manuell von einem Fahrer in einem manuellen Modus bedient werden kann. Die Fahrzeugsteuerung umfasst einen Ausgang, konfiguriert zum Ausgeben einer Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus, wenn sich das primäre Fahrzeug im autonomen Modus befindet, und einen Eingang, ausgestaltet zum Empfangen von Fahrzeugdaten von einem oder mehreren umgebenden sekundären Fahrzeugen. Die Steuerung umfasst zudem einen elektronischen Prozessor, konfiguriert zum Bestimmen: eines Versäumnisses des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus anzunehmen; eines Fahrzustands des primären Fahrzeugs; und einer Notfallmaßnahme, die mit dem primären Fahrzeug basierend auf dem Fahrzustand des primären Fahrzeugs und den am Eingang empfangenen Fahrzeugdaten für ein oder mehrere umgebende sekundäre Fahrzeuge zu ergreifen ist. Die Steuerung beinhaltet auch ein Steuermodul, konfiguriert zum Ausgeben von Steuerbefehlen zum autonomen Fahren des primären Fahrzeugs gemäß der bestimmten Notfallmaßnahme.
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Der elektronische Prozessor kann einen oder mehrere elektrische Eingänge zum Empfangen eines oder mehrerer Signale aufweisen, welche die vom Eingang der Steuerung empfangenen Daten angeben. Die Steuerung kann eine elektronische Speichervorrichtung umfassen, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor gekoppelt ist und in der Anweisungen gespeichert sind, wobei der Prozessor zum Zugreifen auf die Speichervorrichtung und zum Ausführen der darin gespeicherten Anweisungen konfiguriert ist, sodass er so betrieben werden kann, dass er das Versäumnis des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus anzunehmen, erkennt, und die zu ergreifende Notfallmaßnahme bestimmt.
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Das Verfahren kann das Beschaffen der Fahrzeugdaten durch direkte Kommunikation mit einem oder mehreren der ein oder mehreren sekundären Fahrzeuge umfassen.
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Das Verfahren kann das Beschaffen der Fahrzeugdaten durch Kommunikation mit einer Fernsteuerung umfassen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Fahrzeugsteuerung zum autonomen Fahren eines primären Fahrzeugs vorgesehen, wenn sich das primäre Fahrzeug in einem autonomen Modus befindet, wobei das primäre Fahrzeug auch manuell von einem Fahrer bedient werden kann, wenn es sich in einem manuellen Modus befindet, wobei das Fahrzeug einen Ausgang, konfiguriert zum Ausgeben einer Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus, wenn sich das primäre Fahrzeug im autonomen Modus befindet, umfasst sowie einen Eingang, ausgestaltet zum Empfangen von Daten, einen elektronischen Prozessor, konfiguriert zum Bestimmen eines Versäumnisses des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus anzunehmen, zum Bestimmen eines Fahrzustands des primären Fahrzeugs und zum Übertragen des Fahrzustands des primären Fahrzeugs und eines Signals vom primären Fahrzeug an eine Fernsteuerung, wobei das Signal das Versäumnis des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus anzunehmen, angibt und wobei die vom Eingang empfangenen Daten eine vom Remote Server bestimmte Notfallmaßnahme umfassen, sowie ein Steuermodul, konfiguriert zum Ausgeben von Steuerbefehlen zum autonomen Fahren des primären Fahrzeugs gemäß der bestimmten Notfallmaßnahme.
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Die von dem Eingang empfangenen Daten können von einem Remote Server ausgegebene Steuerbefehle umfassen, und der Prozessor kann zum Bestimmen einer Notfallmaßnahme basierend auf den Steuerbefehlen konfiguriert sein.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das die Steuerung des obigen Aspekts umfasst.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht eine Fernsteuerung zur Fernkommunikation mit einem primären Fahrzeug vor, wenn sich das primäre Fahrzeug in einem autonomen Modus befindet, wobei das primäre Fahrzeug auch manuell von einem Fahrer bedient werden kann, wenn es sich in einem manuellen Modus befindet, und wobei die Fernsteuerung einen Eingang ausgestaltet zum Empfangen von Daten vom primären Fahrzeug und von einem oder mehreren das primäre Fahrzeug umgebenden sekundären Fahrzeugen umfasst, wobei die Daten ein Signal umfassen, welches das Versäumnis des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus anzunehmen, angibt, und Fahrzeugdaten von dem oder jedem sekundären Fahrzeug; und einen Ausgang, konfiguriert zum Übertragen von Fahrzeugdaten von dem oder jedem sekundären Fahrzeug an das primäre Fahrzeug, wodurch es dem primären Fahrzeug ermöglicht wird, eine Notfallmaßnahme zu bestimmen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht eine Fernsteuerung zum autonomen ferngesteuerten Fahren eines primären Fahrzeugs vor, wenn sich das primäre Fahrzeug in einem autonomen Modus befindet, wobei das primäre Fahrzeug auch manuell von einem Fahrer in einem manuellen Modus bedient werden kann. Die Fernsteuerung umfasst einen Eingang, ausgestaltet zum Empfangen von Daten vom primären Fahrzeug und von einem oder mehreren das primäre Fahrzeug umgebenden sekundären Fahrzeugen, wobei die Daten einen Fahrzustand des primären Fahrzeugs umfassen, sowie ein Signal, welches das Versäumnis des Fahrers, die Aufforderung zum Umschalten des primären Fahrzeugs in den manuellen Modus anzunehmen, angibt, und Fahrzeugdaten von dem oder jedem sekundären Fahrzeug; einen Prozessor, konfiguriert zum Bestimmen eines Notfallmaßnahme, die mit dem primären Fahrzeug basierend auf dem Fahrzustand des primären Fahrzeugs und den am Eingang empfangenen Daten zu ergreifen ist; und einen Ausgang, konfiguriert zum Ausgeben von Steuerbefehlen an das primäre Fahrzeug zum autonomen Fahren des primären Fahrzeugs gemäß der bestimmten Notfallmaßnahme.
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Jede/alle hierin beschriebene(n) Steuerung(en) kann/können in geeigneter Weise eine Steuereinheit oder Rechenvorrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren umfassen. Somit kann das System eine einzelne Steuereinheit oder eine elektronische Steuerung umfassen oder alternativ können verschiedene Funktionen der Steuerung durch verschiedenen Steuereinheiten oder Steuerungen verkörpert oder in diesen untergebracht sein. Wie hierin verwendet, ist der Begriff „Steuerung“ oder „Steuereinheit“ sowohl als eine einzelne Steuereinheit oder Steuerung als auch als eine Vielzahl von Steuereinheiten oder Steuerungen, die gemeinsam zum Bereitstellen einer bestimmten Steuerungsfunktionalität betrieben werden, zu verstehen. Zum Konfigurieren einer Steuerung kann ein geeigneter Satz von Anweisungen bereitgestellt werden, die bei Ausführung bewirken, dass die Steuereinheit oder die Rechenvorrichtung die hierin spezifizierten Steuerungsverfahren implementiert. Der Satz von Anweisungen kann passend in dem einen oder den mehreren elektronischen Prozessoren eingebettet sein. Alternativ kann der Satz von Anweisungen auch als in einem oder mehreren der der Steuerung zugeordneten Speichern gespeicherte Software bereitgestellt werden, die auf der Rechenvorrichtung ausgeführt werden soll. Eine erste Steuerung kann in einer Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft. Eine oder mehrere andere Steuerungen können in Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft, optional auf denselben ein oder mehreren Prozessoren wie die erste Steuerung. Andere geeignete Ausgestaltungen können ebenfalls verwendet werden.
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Im Rahmen dieser Anwendung ist ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den folgenden Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere deren einzelne Merkmale, unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination übernommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination kombiniert werden, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel. Der Anmelder behält sich das Recht vor, einen ursprünglich eingereichten Anspruch zu ändern oder einen neuen Anspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, einen ursprünglich eingereichten Anspruch so zu ändern, dass er von einem anderen Anspruch abhängt und/oder ein Merkmal eines anderen Anspruchs aufnimmt, obwohl er ursprünglich nicht auf diese Weise beansprucht wurde.
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Figurenliste
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Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun - lediglich beispielhaft - mit Bezug auf die entsprechenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
- 1 ist eine Draufsicht eines Straßenabschnitts, der ein primäres autonomes Fahrzeug enthält, das von sekundären Fahrzeugen umgeben ist;
- 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zum Steuern des primären Fahrzeugs aus 1 darstellt; und
- 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zum Steuern des primären Fahrzeugs aus 1 darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1 zeigt eine typische Fahrsituation auf einem Abschnitt einer doppelspurigen Autobahn 10 als Beispiel für ein Szenario, in dem Verfahren gemäß der Ausführungsformen der Erfindung angewendet werden können. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das Fahren auf Autobahnen beschränkt ist und in allen möglichen Fahrsituationen Anwendung finden kann.
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In dem in 1 dargestellten Beispiel beinhaltet der Abschnitt der Autobahn 10 zwei zweispurige Fahrbahnen 12, die durch einen Mittelstreifen 14 getrennt sind. Drei Fahrzeuge belegen die in 1 am weitesten unten gezeigte Fahrbahn 12, und ein viertes Fahrzeug fährt auf der obersten Fahrbahn 12 in die entgegengesetzte Richtung. 1 zeigt auch eine sich über die Autobahn 10 spannende Schilderbrücke mit intelligentem Verkehrsleitsystem 16.
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Das hier interessante Fahrzeug, nachstehend als das primäre Fahrzeug 18 bezeichnet, ist das mittlere der drei auf der unteren Fahrbahn 12 fahrende Fahrzeug. Das primäre Fahrzeug 18 ist ein autonomes BASt Level 3-Fahrzeug mit einem automatisierten Fahrsystem 20, während die anderen Fahrzeuge, nachstehend als sekundäre Fahrzeuge 22 bezeichnet, in jede der BASt-Kategorien passen könnten und somit vollständig manuell, vollständig autonom oder irgendetwas dazwischen sein können.
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Da das primäre Fahrzeug 18 ein BASt-Level 3-Fahrzeug ist, benötigt das automatisierte Fahrsystem 20 in bestimmten Situationen eine Eingabe eines menschlichen Fahrers. Daher kann das primäre Fahrzeug 18 als in zwei Fahrmodi betreibbar betrachtet werden, nämlich: ein autonomer Modus, in dem das automatisierte Fahrsystem 20 das Fahrzeug steuert; und ein manueller Modus, in dem der menschliche Fahrer die Steuerung des Fahrzeugs 18 übernimmt und dieses manuell steuert.
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Im autonomen Modus steuert das automatisierte Fahrsystem 20 zum sicheren Fahren des primären Fahrzeugs 18 basierend auf einer Umgebungsbeurteilung verschiedene Fahrzeugsysteme, wie z.B. Brems-, Beschleunigungs- und Lenksysteme, beispielsweise durch Ausgabe von Steuerbefehlen an die Fahrzeugsysteme. Die Umgebungsbeurteilung wird auf der Grundlage von Daten bestimmt, die von On-Board-Sensoren, zu denen beispielsweise LIDAR- oder LADAR-Sensoren oder eine im Fahrzeug montierte Kamera gehören können, erhalten werden. Die Umgebungsbeurteilung berücksichtigt den Verlauf der vorausliegenden Straße sowie die relativen Positionen und Geschwindigkeiten der sekundären Fahrzeuge 22.
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Fällt einer der Sensoren, auf die das automatisierte Fahrsystem angewiesen ist, aus, so können die daraus resultierenden reduzierten, dem automatisierten Fahrsystem 20 dann zur Verfügung stehenden Daten unzureichend sein, um eine vollständige Umgebungsbeurteilung des primären Fahrzeugs zu ermöglichen. In solchen Situationen ist das automatisierte Fahrsystem zum Ausgeben einer Aufforderung an den Fahrer zum Umschalten des primären Fahrzeugs 18 in den manuellen Betriebsmodus konfiguriert, so dass der Fahrer die Steuerung übernimmt und das Fahrzeug auf die herkömmliche Weise fährt. Die Aufforderung kann über ein Fahrerinformationssystem, wie beispielsweise ein Kombi-Instrument oder ein Fahrzeug-Infotainmentsystem, oder über einen speziellen optischen oder akustischen Alarm ausgegeben werden.
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Es sei angemerkt, dass es auch andere Gründe gibt, warum eine solche Aufforderung generiert werden kann. Wie bereits erwähnt, kann es beispielsweise spezifische Fahrsituationen geben, für deren Bewältigung das automatisierte Fahrsystem nicht ausgelegt ist und für die daher eine Abgabe der Steuerung an den Fahrer durch das automatisierte System planmäßig vorgesehen ist. Solche Situationen können z.B. das Verlassen oder Auffahren auf einer Autobahn darstellen.
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Die Annahme einer Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus kann beispielsweise eine Interaktion mit dem Fahrerinformationssystem oder die Betätigung eines Schalters im Fahrzeug bedeuten. Alternativ kann die Aufforderung auch durch eine Eingabe an ein Fahrzeugsystem vom Fahrer angenommen werden, beispielsweise durch Drehen eines Lenkrads oder Drücken eines Bremspedals.
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Wie bereits angemerkt, kann es vorkommen, dass der Fahrer eine Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus durch eine der oben genannten Maßnahmen nicht annimmt. Angesichts der Tatsache, dass Aufforderungen typischerweise gestellt werden, wenn das primäre Fahrzeug 18 in eine Situation gerät, die das automatisierte Fahrsystem 20 nicht bewältigen kann, kann das automatisierte Fahrsystem 20 nicht unbegrenzt auf die Reaktion des Fahrers warten. Daher muss das automatisierte Fahrsystem 20 nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit nach Ausgabe der Aufforderung entscheiden, dass der Fahrer die Steuerung zu übernehmen versäumt hat und dass daher eine Notfallmaßnahme durchgeführt werden muss.
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Die vorgegebene Zeitspanne kann abhängig von den spezifischen Umständen unterschiedlich sein. So besteht beispielsweise ein dringender Handlungsbedarf, wenn ein Sensor z.B. beim Fahren auf einer Autobahn mit hoher Geschwindigkeit versagt, als bei einer geplanten Steuerungsabgabe. Typischerweise kann die vorgegebene Zeitspanne zwischen drei und zehn Sekunden variieren.
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Um eine geeignete Vorgehensweise für das primäres Fahrzeug 18 bestimmen zu können, ist es wichtig, den Fahrzustand des primären Fahrzeugs 18 zu bestimmen und Informationen über die Zustände der sekundären Fahrzeuge 22 zu erhalten, damit Kollisionen oder anderweitig unsichere Szenarien vermieden werden können. In Ausführungsformen der Erfindung beinhalten die Notfallmaßnahmen, die für den Fall des Versäumnisses des Fahrers, eine Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus anzunehmen durchgeführt werden, das Erhalten von Daten über einen Zustand jedes sekundären Fahrzeugs 22. Diese Daten können dann in Kombination mit dem Fahrzustand des primären Fahrzeugs 18 verwendet werden, um den sichersten Weg zum Steuern des primären Fahrzeugs 18 zu bestimmen.
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Die Daten über die sekundären Fahrzeuge 22 können direkt von diesen Fahrzeugen durch Nutzung der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation erhalten werden. So ermöglicht beispielsweise die aktuelle 802.11p DSRC-Technologie eine solche Kommunikation zwischen Fahrzeugen in unmittelbarer Nähe zueinander. 1 stellt Kommunikation dieser Art durch die Verwendung gestrichelter Pfeile zwischen dem primären Fahrzeug 18 und jedem der sekundären Fahrzeuge 22 dar. Der sachkundige Leser wird mit der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und den für diese Kommunikation erforderlichen Geräten vertraut sein, die daher hier nicht ausführlich beschrieben werden, um das erfinderische Konzept nicht zu verunklaren.
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Alternativ oder zusätzlich können die Daten von einem Remote Server oder einer Fernsteuerung 24 bezogen werden, die in 1 am Straßenrand dargestellt ist, sich in der Praxis aber fast überall befinden kann. In solchen Ausgestaltungen sendet jedes sekundäre Fahrzeug 22 Daten über seinen Fahrzustand an den Remote Server 24, der die Daten an das primäre Fahrzeug 18 weiterleitet. Solch eine Kommunikation wird als Fahrzeug-zu-Cloud-Kommunikation bezeichnet und ist in 1 durch gestrichelte Pfeile zwischen dem Remote Server 24 und jedem der Fahrzeuge 18, 22 dargestellt. Die Fahrzeug-Cloud-Kommunikation kann über ein Mobilfunknetz an den Remote Server 24 übertragen werden, typischerweise über lokale Mobilfunkmasten (nicht gezeigt).
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Gegenwärtig ist die Fahrzeug-zu-Cloud-Kommunikation für einige unkritische Anwendungen bekannt, für die die relativ unvorteilhafte Latenzzeit, die mit der derzeitigen Technologie für diese Kommunikation verbunden ist, akzeptabel ist. Man erwartet jedoch, dass die zukünftigen 5G-Netze im Vergleich zu 4G-Netzen eine verbesserte Zuverlässigkeit und Latenzzeit bieten werden, wodurch die Fahrzeug-zu-Cloud-Kommunikation für die Zwecke der vorliegenden Erfindung brauchbar wird.
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Ein Schlüsselfaktor für eine verringerte Latenzzeit in der Fahrzeug-Cloud-Kommunikation wird das „Edge Computing“ sein, bei dem die Daten näher am Endnutzer verarbeitet werden, der im Kontext der vorliegenden Erfindung das primäre Fahrzeug 18 ist. Dieser Ansatz wird als „Mobile Edge Computing“ bezeichnet, wenn er auf Mobilfunknetze angewendet wird, und ersetzt einen herkömmlichen Ansatz, bei dem Daten von einem Mobilfunkmast zum Kern eines Netzwerks zur Verarbeitung gesendet werden. Der herkömmliche Ansatz bringt eine hohe Netzwerklast und mehrere individuelle Übertragungen jedes Datenpakets über mehrere drahtgebundene und drahtlose Verbindungen mit sich. Die Verarbeitung von Daten vor Ort reduziert daher durch das Wegfallen von zahlreichen Phasen des herkömmlichen Ansatzes die Latenzzeit.
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Im Kontext der Datenerfassung von umgebenden sekundären Fahrzeugen 22 ist es wahrscheinlich, dass alle sekundären Fahrzeuge 22 in der Nähe des primären Fahrzeugs 18, auch solche außerhalb der Reichweite der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, durch nur wenigen Mobilfunkmasten verbunden werden. Wenn also die Fahrzeug-zu-Cloud-Infrastruktur daher so konfiguriert ist, dass Mobilfunkmasten an einem ähnlichen geografischen Standort lokal und nicht über ein zentrales Rechenzentrum kommunizieren können, können die Latenzzeiten reduziert werden. Um dies zu ermöglichen, könnten Aspekte der Remote-Server-Funktionalität am Netzwerkrand verortet sein.
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Kommunikation zwischen den Fahrzeugen kann aufgrund der kürzeren Latenzzeit, die mit der derzeit verfügbaren Technologie erreicht werden kann, genutzt werden. Sobald jedoch die aufkommenden 5G-Netze eingerichtet sind, wird erwartet, dass die Latenzzeit der Fahrzeug-zu-Cloud-Kommunikation im Vergleich zu den heutigen 4G-LTE-Netzen um das Zehn- oder Hundertfache reduziert wird, und ab diesem Zeitpunkt kann die Fahrzeug-zu-Cloud-Kommunikation genutzt werden, da sie die Möglichkeit bietet, die Wahrnehmung der Situation für das primäre Fahrzeug 18 über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation hinaus zu erweitern und die Fortbewegung aller Fahrzeuge 18, 22 zu koordinieren. Dennoch kann die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation als Fail-Safe für Situationen beibehalten werden, in denen die Fahrzeug-zu-Cloud-Kommunikation beeinträchtigt ist, wie z.B. bei Verlassen der Reichweite eines Mobilfunkmastes.
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Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation hat typischerweise eine begrenzte Reichweite und kann daher nur für die Verwendung mit sekundären Fahrzeugen 22 in unmittelbarer Nähe des primären Fahrzeugs 18 geeignet sein. Die zur Bestimmung einer eigneten Vorgehensweise für das primäre Fahrzeug 18 nach einer fehlgeschlagenen Steuerungsabgabe zu berücksichtigenden Fahrzeuge können jedoch auch Fahrzeuge sein, die außerhalb des Reichweite der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation liegen, insbesondere beispielsweise beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit auf einer Autobahn. Um sicherzustellen, dass das primäre Fahrzeug 18 Daten von so vielen sekundären Fahrzeugen 22 wie nötig erhält, kann ein Ansatz darin bestehen, Daten für in der Nähe befindliche sekundäre Fahrzeuge 22 durch Nutzung von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit kurzer Latenzzeit zu erhalten und parallel dazu Daten für sekundäre Fahrzeuge 22, die sich weiter beabstandet vom primären Fahrzeug 18 befinden, durch Nutzung von Fahrzeug-zu-Cloud-Kommunikation, zu erhalten. Die Nutzung einer Mischung aus den beiden Kommunikationstechniken erhöht auch die Redundanz innerhalb des Systems und erhöht damit die Fähigkeit des Systems, auf Probleme oder Fehler einer der beiden Kommunikationsarten zu reagieren.
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Umgekehrt kann sich der Remote Server 24 zu anderen Zeitpunkten außerhalb der Reichweite befinden, z.B. wenn das primäre Fahrzeug 18 abseits der Straße fährt; in diesem Fall ist das primäre Fahrzeug 18 auf die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit den umgebenden sekundären Fahrzeugen 22 angewiesen ist, die nach Möglichkeit optional durch Daten unterstützt wird, die von On-Board-Sensoren des primären Fahrzeugs 18 erfasst werden.
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Die Daten von den sekundären Fahrzeugen 22 können durch die Nutzung einer der spezifischen Situation und den Möglichkeiten der verfügbaren Technologie angemessenen Mischung aus Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und Fahrzeug-zu-Cloud-Kommunikation erhalten werden.
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Der Erhalt der erforderlichen Daten kann kompliziert sein, wenn einem sekundären Fahrzeug 22 die zur Übertragung der Daten über seinen Fahrzustand entweder an das primäre Fahrzeug 18 oder an den Remote Server 24 erforderliche Kommunikationsausrüstung fehlt. Zur Behebung dieses Problems ist angedacht, dass kommunikationsfähige sekundäre Fahrzeuge 22 mit Hilfe von On-Board-Sensoren Daten über in der Nähe befindliche Fahrzeuge erhalten können. Die sekundären Fahrzeuge 22 können dann sowohl auf sich selbst bezogene Daten als auch die Daten über benachbarte Fahrzeuge an das primäre Fahrzeug 18 oder an den Remote Server 24 übertragen.
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Die von den sekundären Fahrzeugen 22 zu erhaltenden Fahrzeugdaten, umfassen von einem oder mehreren Sensoren oder Steuersystemen des sekundären Fahrzeugs erzeugte oder von diesen erhaltene Daten und können eine oder mehrere der folgenden Informationen beinhalten: Geschwindigkeit; Beschleunigung; Blinkerstatus, Bremsstatus; Position, Fahrmodus; Geländeart und, für Fahrzeuge 22 mit geeigneten Sensoren, die relativen Positionen aller erfassten tertiären Fahrzeuge, die sich in der Nähe des sekundären Fahrzeugs 22 befinden können und/oder die eine Warnung beim sekundären Fahrzeug 22, wie z.B. ein toter-Winkel-Alarm, der den Fahrer des sekundären Fahrzeugs 22 vor einem Spurwechsel warnt, auslösen. Zusammen definieren diese Parameter für jedes sekundäre Fahrzeug 22 einen Fahrzustand, der vom primären Fahrzeug 18 zur Ergänzung der Beurteilung seiner Umgebung verwendet werden kann. Für vollautonome sekundäre Fahrzeuge 22 können die Daten zusätzlich zum momentanen Fahrzustand auch geplante Aktionen für das Fahrzeug 22 angeben, wodurch die Fähigkeit des primären Fahrzeugs 18, unter Berücksichtigung künftiger Aktionen anderer Fahrzeuge eine geeignete Vorgehensweise festzulegen, verbessert wird.
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Es sei angemerkt, dass das primäre Fahrzeug 18 seinen eigenen Fahrzustand anhand von Daten bestimmt, die den von den sekundären Fahrzeuge 22 erhaltenden Daten entsprechen.
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2 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang 30 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zum Umgang mit einer fehlgeschlagenen Steuerungsabgabe an einen Fahrer in einem autonomen primären BASt-Level 3-Fahrzeug 18 darstellt.
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Der Vorgang beginnt, wenn das automatisierte Fahrsystem 20 des primären Fahrzeugs 18 in Schritt 32 eine Aufforderung zum Abgeben der Steuerung des primären Fahrzeugs 18 durch Umschalten in den manuellen Modus dem Fahrer durch eine der oben aufgelisteten Möglichkeiten übermittelt. Wenn die Aufforderung in Schritt 34 innerhalb der entsprechenden vorgegebenen Zeitspanne angenommen wird, wird das primäre Fahrzeug 18 in den manuellen Modus versetzt und der Fahrer übernimmt die Steuerung in Schritt 36.
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Parallel zur Übermittlung der Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus bestimmt das primäre Fahrzeug 18 in Schritt 38 seinen Fahrzustand und sendet in Schritt 40 eine Anforderung von Fahrzeugdaten von allen sekundären Fahrzeugen 22 in der Nähe. Die Anforderung kann durch Nutzung der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, der Fahrzeug-zu-Cloud-Kommunikation oder einer Kombination aus beidem übertragen werden. Auf Empfang der Anforderung hin sendet jedes sekundäre Fahrzeug 22 Fahrzeugdaten in Bezug auf seinen jeweiligen Fahrzustand, die in Schritt 42 vom primären Fahrzeug 18 empfangen werden. Wie bei der ersten Anforderung können die Fahrzeugdaten durch Nutzung der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, die Fahrzeug-zu-Cloud-Kommunikation oder eine Kombination aus beidem übertragen werden.
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In einer alternativen Ausführungsform kann jedes sekundäre Fahrzeug 22 seine jeweiligen Fahrzeugdaten kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen übertragen, wodurch die Anforderung solcher Daten vom primären Fahrzeug 18 entfällt. In solchen Ausgestaltungen sammelt das primäre Fahrzeug 18 einfach die von den sekundären Fahrzeugen 22 übertragenen Daten, ohne eine Anforderung dieser Daten zu senden.
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Sobald das primäre Fahrzeug 18 die Fahrzeugdaten von den sekundären Fahrzeugen 22 beschafft hat, verarbeitet es die Daten unter Verwendung eines dem automatisierten Fahrsystem 20 zugeordneten On-Board-Prozessors, um in Schritt 44 eine Beurteilung seines Fahrszenarios vorzunehmen, nämlich die jeweiligen Zustände jedes Fahrzeugs 22, das das primäre Fahrzeug 18 umgibt, sowie den Fahrzustand des primären Fahrzeugs 18 selbst. Es sei angemerkt, dass ein Fahrzustand im Allgemeinen die Position und Geschwindigkeit eines Fahrzeugs angibt und darüber hinaus auch Hinweise auf künftige Maßnahmen enthalten kann.
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Die Beurteilung des Fahrszenarios erfolgt, während das automatisierte Fahrsystem 20 auf eine Reaktion des Fahrers auf die Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus wartet. Da das automatisierte Fahrsystem 20 z.B. fünf Sekunden auf die Eingabe des Fahrers wartet, wird durch die parallele Ausführung dieser Maßnahmen die Reaktion des autonomen Fahrzeugs auf eine fehlgeschlagene Steuerungsabgabe optimiert. Wenn die Aufforderung nicht rechtzeitig angenommen wird, bestimmt das automatisierte Fahrsystem 20 dementsprechend in Schritt 46 die am besten geeignete Maßnahme für das primäre Fahrzeug 18 basierend auf der Beurteilung des Fahrszenarios. Nach der Festlegung wird die entsprechende Maßnahme dann in Schritt 48 durch das automatisierte Fahrsystem 20 durchgeführt.
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Wie in 2 dargestellt, kann vor dem Bestimmen der durch das primäre Fahrzeug 18 zu ergreifenden Maßnahmen ein Alarm in Schritt 50 an die sekundären Fahrzeuge 22 übertragen werden, um sie darauf aufmerksam zu machen, dass im primären Fahrzeug 18 eine fehlgeschlagene Steuerungsabgabe stattgefunden hat, wodurch die sekundären Fahrzeugen 22 die Möglichkeit erhalten können, Ausweich- oder Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen, wie beispielsweise die Vergrößerung ihres jeweiligen Abstands zum primären Fahrzeug 18.
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So können beispielsweise die Positionen und Geschwindigkeiten der sekundären Fahrzeuge 22 ein scharfes Abbremsen ausschließen, da die sekundären Fahrzeuge 22 möglicherweise nicht rechtzeitig reagieren können; in diesem Fall kann die am besten geeignete Maßnahme darin bestehen, sanft zu verlangsamen. In einem weiteren Beispiel kann die Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus vor geplanter Abfahrt von einer Autobahn erzeugt werden; in diesem Fall kann die geeignetste Maßnahme für das primäre Fahrzeug 18 darin bestehen, auf der Autobahn zu bleiben, wenn die Aufforderung nicht angenommen wird, vorausgesetzt, dass dies angesichts der Zustände der sich in der Nähe befindlichen sekundären Fahrzeuge 22 sicher ist. Weitere Beispiele werden später beschrieben.
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In der obigen Ausführungsform hat das primäre Fahrzeug 18 Zugriff auf alle Fahrzeugdaten in Bezug auf die sekundären Fahrzeuge 22, so dass die Entscheidungsschritte zur Bestimmung einer geeigneten Vorgehensweise für das primäre Fahrzeug 18 lokal von einem im primären Fahrzeug 18 verortete Prozessor durchgeführt werden. Insbesondere bildet der Prozessor in dieser Ausführungsform einen Teil des automatisierten Fahrsystems 20, das im Vergleich zu bekannten Systemen dazu ausgelegt ist, das Folgende zu beinhalten: einen Ausgang zum Ausgeben von Aufforderungen zum Umschalten in den manuellen Modus, Anforderungen von Fahrzeugdaten und Warnungen für sekundäre Fahrzeuge 22; einen Eingang zum Empfangen von Fahrzeugdaten von sekundären Fahrzeugen 22; ein Prozessor, ausgestaltet zum Bestimmen des Fahrszenarios und der angemessenen, durch das primäre Fahrzeug 18 zu ergreifenden Notfallmaßnahme; und ein Steuermodul, konfiguriert zum Ausgeben von Steuerbefehlen an Fahrzeugsysteme zum Umsetzen der bestimmten angemessenen Maßnahme.
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In einer alternativen Ausführungsform könnten jedoch anstelle der Übertragung aller Daten an das primäre Fahrzeug 18 die Fahrzeugdaten stattdessen vom Remote Server 24 gesammelt und zentral verarbeitet werden. Es ist möglich, dass letztendlich ein auf Fahrzeug-zu-Cloud-Kommunikation basierender Ansatz mit zentralisierter Verarbeitung standardmäßig verwendet wird, sobald die Technologie ausgereift ist, sodass die verbesserte Möglichkeit zur Koordination der Fortbewegung aller Fahrzeuge 18, 22 auf einem Straßenabschnitt mit einem solchen Ansatz genutzt wird. In solchen Ausführungsformen fungiert der Remote Server 24 als Fernsteuerung zum Bestimmen von Notfallmaßnahmen für das primäre Fahrzeug 18 und zum Übertragen von Steuerbefehlen an das primäre Fahrzeug 18 zur Durchführung der Notfallmaßnahmen.
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3 zeigt ein Verfahren 60 zum Bestimmen der am besten geeigneten Maßnahme für ein primäres Fahrzeug 18 in einer solcher Ausgestaltung. Der Prozess 60 beginnt auf die gleiche Weise wie in der Ausführungsform von 2, nämlich indem er in Schritt 62 eine Aufforderung zur Steuerungsabgabe vom automatisierten Fahrsystem 20 an den Fahrer sendet. Wenn die Aufforderung in Schritt 64 angenommen wird, übernimmt der Fahrer die Steuerung in Schritt 66.
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Parallel dazu bestimmt der Remote Server 24 den Fahrzustand des primären Fahrzeugs 18, indem er in Schritt 68 Fahrzeugdaten von jedem sekundären Fahrzeug 22 in unmittelbarer Nähe des primären Fahrzeugs 18 anfordert. Auf Empfang der Anforderung hin senden die sekundären Fahrzeuge 22 ihre jeweiligen Fahrzeugdaten, die in Schritt 70 vom Remote Server 24 empfangen werden. Der Remote Server 24 bewertet dann in Schritt 72 das Fahrszenario basierend auf den vom primären Fahrzeug 18 und den sekundären Fahrzeugen 22 empfangenen Fahrzeugdaten.
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Wenn die Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus nicht angenommen wird, wird in Schritt 74 ein Alarm an den Remote Server 24 gesendet, der angibt, dass eine fehlgeschlagene Steuerungsabgabe an den Fahrer stattgefunden hat. Auf Empfang eines solchen Alarms hin bestimmt der Remote Server 24 in Schritt 76 die am besten geeignete Notfallmaßnahme für das primäre Fahrzeug 18 basierend auf seiner Bewertung des Fahrszenarios. Der Remote Server 24 überträgt dann in Schritt 78 die bestimmte Vorgehensweise an das primäre Fahrzeug 18, sodass diese dann in Schritt 80 durch das automatisierte Fahrsystem 20 durchgeführt werden kann. Der Remote Server 24 kann spezielle Steuerbefehle entsprechend der Notfallmaßnahme zur direkten Steuerung des Fahrzeugs oder die Notfallmaßnahme an das Fahrzeug übertragen, das dann die notwendigen Schritte zur Durchführung der Notfallmaßnahme unternimmt.
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Der Fachmann wird verstehen, dass die oben beschriebenen Prozesse zwei von mehreren möglichen Arten der Umsetzung des umfassenden Konzepts für den Umgang mit einer fehlgeschlagenen Steuerungsübergabe an den Fahrer durch Erhalten von Daten von umliegenden Fahrzeugen und entsprechendes Handeln darstellen.
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Die spezifische Art und Weise der Durchführung der Steuerung hängt von den Eigenschaften jedes der sekundären Fahrzeuge 22 im betroffenen Bereich um das primäres Fahrzeug 18 ab. Wenn die sekundärem Fahrzeuge 22 autonome Fahrzeuge sind, ist ein koordinierter Ansatz möglich, bei dem nicht nur das primäre Fahrzeug 18 in geeigneter Weise gesteuert wird, sondern auch die sekundären Fahrzeuge 22 werden so gestreut, dass das beeinträchtigte primären Fahrzeugs 18 berücksichtigt wird, beispielsweise durch Manövrieren, um mehr Platz um das primäre Fahrzeug 18 herum zu schaffen.
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Alternativ, wenn die sekundären Fahrzeuge 22 nicht-autonome Fahrzeuge sind, sollte die geeignete Maßnahme für das primäre Fahrzeug 18 die wahrscheinlichen Reaktionen der Fahrer der sekundären Fahrzeuge 22 und das Fehlen koordinierter Maßnahmen, die mit autonomen Fahrzeugen möglich sind, berücksichtigen.
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Eine Maßnahme, die ergriffen werden kann, um nicht-autonome sekundäre Fahrzeuge 22 zu unterstützen, ist die Warnung der Fahrer dieser Fahrzeuge 22 über die Schilderbrücke mit intelligentem Verkehrsleitsystem 16, dass ein primäres Fahrzeug 18 nach einer fehlgeschlagenen Steuerungsabgabe an seinen Fahrer eingeschränkt funktioniert.
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Im Folgenden werden einige weitere Beispiele für spezifische Notfallpläne skizziert, um die Implementierung der oben genannten Prozesse und Systeme zu veranschaulichen.
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Ein erstes Beispiel wäre das Fahren auf der Autobahn; es können verschiedene Verkehrsbedingungen zu dem Zeitpunkt vorherrschen, an dem eine Steuerabgabe an den Fahrer fehlgeschlagen ist, und jede Verkehrslage bringt eine andere Reaktion mit sich. In jedem Fall beinhalten die Fahrzeugdaten, die von den sekundären Fahrzeugen 22 zur Durchführung einer geeigneten Notfallmaßnahme angefordert werden, die Geschwindigkeit und Beschleunigung der sekundären Fahrzeuge 22 sowohl vor als auch hinter dem primären Fahrzeug 18.
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Wenn der Verkehr auf der vorausliegenden Straße stillsteht oder zum Stillstand kommt, wird die Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus höchstwahrscheinlich durch einen Ausfall von On-Board-Sensoren des primären Fahrzeugs 18 ausgelöst. Dieser Ausfall kann auf stehendes Wasser, Nebel, Schnee, schlechte Lichtverhältnisse, Straßenmarkierungen oder elektromagnetische Störungen zurückzuführen sein, um nur einige Beispiele zu nennen. Maßnahmen wie das Reduzieren der Geschwindigkeit des primären Fahrzeugs 18, bis eine autonome Fahrt wieder möglich wird, oder das Wechseln der Fahrspur, um das primäre Fahrzeug 18 vor dem Anhalten auf dem Seitenstreifen zu fahren, sind im stillstehenden Verkehr nicht geeignet oder sicher. Daher ist eine bevorzugte Notfallmaßnahme im Falle von stillstehendem Verkehr das Anhalten ohne Spurwechsel.
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Wenn der Verkehr dicht ist aber nicht komplett stillsteht, gelten ähnliche Überlegungen, aber die günstigste Notfallmaßnahme ist wahrscheinlich die Reduzierung der Geschwindigkeit des primären Fahrzeugs 18, bis das autonome Fahren wieder fortgesetzt werden kann. Die Positions- und Geschwindigkeitsdaten von sekundären Fahrzeugen neben und hinter dem primären Fahrzeug auf benachbarten Fahrspuren zeigen an, wann, unter Berücksichtigung der aktuellen Geschwindigkeit und geplanten Beschleunigung des primären Fahrzeugs, ein Spurwechsel nicht ohne Verkehrsbehinderung möglich ist. Ganz allgemein ermöglichen die Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- und Bremsdaten von sekundären Fahrzeugen vor dem primären Fahrzeug dem primären Fahrzeug (oder dem Remote Server), zwischen den beiden obigen Fällen von stillstehendem und dichtem Verkehr auf der vorausliegenden Straße und zwischen diesen beiden Fällen und frei fließendem Verkehr zu unterscheiden, und basierend darauf wird bestimmt, ob das Verlangsamen des primären Fahrzeugs, das Anhalten auf der aktuellen Fahrspur oder der Spurwechsel die geeignetere Notfallmaßnahme ist. Die Möglichkeit, Daten von sekundären Fahrzeugen über ein Fahrzeug-zu-Cloud-System auszutauschen, bietet hier einen Vorteil, da der aufstauende Verkehr auch in kurzer Entfernung auf der vorausliegenden Straße leicht außerhalb der Sensorreichweite des primären Fahrzeugs liegen kann und dieser daher nichts Gegenteiliges erfassen kann.
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Im fließenden Verkehr wird das Anhalten auf der Fahrspur zu einer unsicheren Option, und so sind das Reduzieren der Geschwindigkeit des primären Fahrzeugs 18 oder das Fahren des primären Fahrzeugs 18 auf den Seitenstreifen vor dem Anhalten des Fahrzeugs 18 die bevorzugten Notfalloptionen. Durch Nutzung von Daten von sekundären Fahrzeugen hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit, Beschleunigung, Position und, falls möglich, geplanter Aktionen ist das primäre Fahrzeug oder der Remote Server in der Lage, eine Route von der aktuellen Fahrspur bis zum Seitenstreifen basierend auf einer Prognose freien Raums auf der Straße in den kommenden Sekunden zu planen, um die Fahrtwege der nachfolgenden sekundären Fahrzeuge so wenig wie möglich zu stören. Nur Daten von den On-Board-Sensoren des primären Fahrzeugs zu nutzen würde dies aus mehreren Gründen nicht einfach ermöglichen: 1) einige Daten können nicht erfasst werden (geplante Aktionen anderer Fahrzeuge); 2) Abdeckungsbereiche von Fahrzeugsensoren wie Radar und Kameras decken tendenziell eher den Bereich vor dem Fahrzeug als den Bereich hinter dem Fahrzeug ab; 3) einige sekundäre Fahrzeuge sind durch andere Fahrzeuge verdeckt oder anderweitig außerhalb der Sensorreichweite.
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Beim Auffahren auf oder Abfahren von einer Autobahn wird höchstwahrscheinlich die Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus ausgegeben, weil das automatisierte Fahrsystem 20 nicht zur Bewältigung dieses Fahrszenarios ausgelegt ist. Beim Auffahren auf eine Autobahn sollte Weiterfahren vermieden werden, um das Unfallrisiko zu minimieren, indem verhindert wird, dass das primäre Fahrzeug 18 in eine Situation gerät, für deren autonome Bewältigung es nicht ausgelegt ist. Die bevorzugte Notfallmaßnahme für dieses Szenario ist es also, das primäre Fahrzeug 18 auf den Seitenstreifen zu bewegen. Beim Verlassen der Autobahn wäre auf der Fahrspur anzuhalten oft gefährlich, so dass die bevorzugte Möglichkeit darin besteht, den derzeitigen Betrieb des primären Fahrzeugs 18 fortzusetzen und auf der Autobahn zu bleiben.
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Im städtischen oder ländlichen Verkehr sind die Notfalloptionen weitgehend unabhängig von den Verkehrsbedingungen, und Aufforderungen zur Übergabe der Steuerung an den Fahrer können sich aus einer Sensorbeeinträchtigung wie beim Fahren auf Autobahnen ergeben. Eine Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus kann auch dann ausgegeben werden, wenn die Straße nicht automatisch befahrbar ist, z.B. bei Baustellen, wenn die vom automatisierten Fahrsystem 20 verwendete Karte nicht korrekt ist oder wenn ein Hindernis besteht.
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Im Stadtverkehr oder auf dem Land ist es im Gegensatz zur Autobahnabfahrt oft nicht möglich, die erforderliche Maßnahme sicher zu umgehen, so dass die bevorzugte Möglichkeit Anhalten auf der Fahrspur ist. Dies ist aufgrund der niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten in diesen Fahrsituationen gewöhnlicherweise sicher. Alternativ kann es insbesondere für das Fahren auf dem Land einfacher sein, die Fahrgeschwindigkeit zu reduzieren, bis das autonome Fahren wieder fortgesetzt werden kann.
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In allen Szenarien besteht eine weitere Möglichkeit darin, Daten von sekundären Fahrzeugen 22 zu erhalten, die es dem automatisierten Fahrsystem 20 ermöglichen würden, das Problem zu überwinden, das eine Aufforderung zum Umschalten in den manuellen Modus ausgelöst hat. Wenn das Problem beispielsweise eine falsche Karte war, kann die Möglichkeit bestehen, eine korrekte Karte von einem sekundären Fahrzeug 22 oder vom Remote Server zu erhalten.
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An den obigen Beispielen können viele Änderungen vorgenommen werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er in den begleitenden Ansprüchen definiert ist.
