DE102022206981A1 - Method for driving support for a networked motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Fahrunterstützung eines vernetzten, insbesondere zumindest teilautomatisiert geführten, Kraftfahrzeugs durch ein Infrastruktursystem beschrieben, wobei zur Durchführung der Fahrunterstützung mittels einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Infrastruktursystem und dem Kraftfahrzeug Daten von dem Kraftfahrzeug an das Infrastruktursystem und/oder Daten von dem Infrastruktursystem an das Kraftfahrzeug übertragen werden, umfassend die Schritte:- Bestimmen einer aktuellen Datenübertragungsqualität und/oder Schätzen einer zukünftigen Datenübertragungsqualität der Kommunikationsverbindung zwischen dem Infrastruktursystem und dem Kraftfahrzeug;- Abhängig von der Datenübertragungsqualität, Auswählen mindestens einer Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung.According to the invention, a method for driving support of a networked, in particular at least partially automated, motor vehicle is described by an infrastructure system, wherein to carry out the driving support by means of a communication connection between the infrastructure system and the motor vehicle, data from the motor vehicle to the infrastructure system and / or data from the infrastructure system are transmitted to the motor vehicle, comprising the steps: - Determining a current data transmission quality and / or estimating a future data transmission quality of the communication connection between the infrastructure system and the motor vehicle; - Depending on the data transmission quality, selecting at least one measure for adapting the driving support.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrunterstützung eines vernetzten, insbesondere zumindest teilautomatisiert geführten, Kraftfahrzeugs durch ein Infrastruktursystem. Die Erfindung betrifft ferner ein Infrastruktursystem zur Fahrunterstützung von vernetzten, insbesondere zumindest teilautomatisiert geführten Kraftfahrzeugen. Die Erfindung betrifft ferner ein zumindest teilautomatisiert geführtes, vernetztes Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm.The invention relates to a method for driving support of a networked, in particular at least partially automated, motor vehicle through an infrastructure system. The invention further relates to an infrastructure system for driving support of networked, in particular at least partially automated, motor vehicles. The invention further relates to an at least partially automated, networked motor vehicle. The invention further relates to a computer program.
Stand der TechnikState of the art
Wie auch in anderen Technologiebereichen spielt bei Fahrzeuganwendungen die Vernetzung eine immer größere Rolle. Immer mehr Fahrzeuge besitzen die Möglichkeit, sich mit anderen Verkehrsteilnehmern, Infrastrukturkomponenten (z.B. sogenannten Roadside Units) oder mit Backenddiensten in einer Cloud zu verbinden.As in other areas of technology, networking is playing an increasingly important role in vehicle applications. More and more vehicles have the ability to connect to other road users, infrastructure components (e.g. so-called roadside units) or to backend services in a cloud.
Insbesondere gewinnt in letzter Zeit die Vernetzung von Fahrzeugen mit infrastrukturseitigen Systemen an Bedeutung. Derartige Infrastruktursysteme können zumindest teilautomatisiert geführte Fahrzeuge bei Ihrer Fahraufgabe unterstützen, indem z. B. Sensoren am Straßenrand oder Datenserver Zusatzinformationen liefern, welche die bordeigene Sensorik des Fahrzeuges nicht oder nur eingeschränkt selbst generieren kann. Diese Unterstützung kann bis zum direkten Eingriff in Fahrfunktionen gehen, wenn z. B. autonome Fahrzeuge aufgrund ihrer beschränkten Umfeld-Sicht nicht mehr oder nur eingeschränkt in der Lage sind weiter autonom zu fahren. Durch diese Vernetzung von Fahrzeug- und Infrastruktursystem über sogenannte V2X-Kommunikation können sowohl die Verkehrssicherheit als auch die Verkehrseffizienz entscheidend verbessert werden.In particular, the networking of vehicles with infrastructure systems has recently become increasingly important. Such infrastructure systems can support at least partially automated vehicles in their driving tasks, e.g. B. Sensors on the side of the road or data servers provide additional information that the vehicle's on-board sensors cannot generate or can only generate to a limited extent. This support can extend to direct intervention in driving functions, for example if: B. autonomous vehicles are no longer able to continue driving autonomously or only to a limited extent due to their limited view of the surroundings. This networking of vehicle and infrastructure systems via so-called V2X communication can significantly improve both traffic safety and traffic efficiency.
Aus der
Die
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Bei dieser Unterstützung einer Fahraufgabe eines vernetzten automatisierten Kraftfahrzeugs durch ein Infrastruktursystem ist es wichtig, dass die Informationen aus der Infrastruktur mit einer hohen Zuverlässigkeit und einer geringen Verzögerung (Latenz) beim vernetzten Kraftfahrzeug ankommen. Falls die Datenübertragung in eine der beiden Richtungen nicht mit niedriger Latenz und/oder einer hohen Zuverlässigkeit möglich ist, ist es notwendig, dass das Fahrzeug und/oder das Infrastruktursystem frühzeitig darüber informiert sind und geeignete Gegenmaßnahmen treffen können.When supporting a driving task of a networked automated motor vehicle through an infrastructure system, it is important that the information from the infrastructure arrives at the networked motor vehicle with a high level of reliability and a low delay (latency). If data transmission in one of the two directions is not possible with low latency and/or high reliability, it is necessary that the vehicle and/or the infrastructure system are informed about this at an early stage and can take appropriate countermeasures.
Es kann als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, ein zuverlässiges Verfahren zur Fahrunterstützung von vernetzten und insbesondere von zumindest teilautomatisiert geführten Kraftfahrzeugen bereitzustellen, welches bei einer Datenübertragungsqualität, die gewisse Anforderungen nicht erfüllt, Gegenmaßnahmen auswählt, die geeignet sind, die Sicherheit der Fahrunterstützung zu gewährleisten.It can be seen as an object of the invention to provide a reliable method for driving support of networked and in particular of at least partially automated motor vehicles, which selects countermeasures that are suitable for ensuring the safety of the driving support when the data transmission quality does not meet certain requirements .
Es kann als eine weitere Aufgabe der Erfindung angesehen werden, ein Infrastruktursystem zur Fahrunterstützung von vernetzten und insbesondere zumindest teilautomatisiert geführten Kraftfahrzeugen bereitzustellen, das eine hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit aufweist.It can be seen as a further object of the invention to provide an infrastructure system for driving support of networked and in particular at least partially automated motor vehicles, which has a high level of reliability and availability.
Diese Aufgaben werden durch die jeweiligen Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.These tasks are solved by the respective subjects of the independent claims. The subclaims describe advantageous embodiments of the invention.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Fahrunterstützung eines vernetzten, insbesondere zumindest teilautomatisiert geführten, Kraftfahrzeugs durch ein Infrastruktursystem, wobei zur Durchführung der Fahrunterstützung mittels einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Infrastruktursystem und dem Kraftfahrzeug Daten von dem Kraftfahrzeug an das Infrastruktursystem und/oder Daten von dem Infrastruktursystem an das Kraftfahrzeug übertragen werden, umfassend die Schritte:
- - Bestimmen einer aktuellen Datenübertragungsqualität und/oder Schätzen einer zukünftigen Datenübertragungsqualität der Kommunikationsverbindung zwischen dem Infrastruktursystem und dem Kraftfahrzeug;
- - Abhängig von der Datenübertragungsqualität, Auswählen mindestens einer Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung.
- - Determining a current data transmission quality and/or estimating a future data transmission quality of the communication connection between the infrastructure system and the motor vehicle;
- - Depending on the data transmission quality, selecting at least one measure to adapt the driving support.
Hierbei wird unter einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Infrastruktursystem und dem Kraftfahrzeug insbesondere eine Datenverbindung verstanden, mittels der das Infrastruktursystem Daten an das Kraftfahrzeug übertragen kann und/oder mittels der das Kraftfahrzeug Daten an das Infrastruktursystem übertragen kann.Here, a communication connection between the infrastructure system and the motor vehicle is understood to mean, in particular, a data connection by means of which the infrastructure system can transmit data to the motor vehicle and/or by means of which the motor vehicle can transmit data to the infrastructure system.
Für zumindest teilautomatisiert geführte, vernetzte Kraftfahrzeuge ist es nicht immer möglich abzuschätzen, wie gut die Qualität einer gewünschten Fahrunterstützung durch ein Infrastruktursystem (z.B. ein Infrastruktur-assistierter Lane Merge) sein wird, insbesondere ob die dazu nötige Datenübertragung fehlerfrei erfolgen wird oder nicht. Aus einer Safety Sicht muss ein solches Kraftfahrzeug zwar immer mit einem Fehlerfall umgehen können (und dann zum Beispiel mit einer Notbremsung in einen sicheren Zustand wechseln), die Sicherheit und insbesondere der Fahrkomfort können jedoch durch eine vorherige Datenübertragungsqualitäts-Einschätzung und daraus abgeleitete Maßnahmen verbessert werden.For at least partially automated, networked motor vehicles, it is not always possible to estimate how good the quality of the desired driving support from an infrastructure system (e.g. an infrastructure-assisted lane merge) will be, in particular whether the necessary data transmission will be error-free or not. From a safety perspective, such a motor vehicle must always be able to deal with an error (and then switch to a safe state with emergency braking, for example), but safety and in particular driving comfort can be improved through a prior data transmission quality assessment and measures derived from this .
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung, einen räumlichen Bereich, in dem die Fahrunterstützung zur Verfügung gestellt wird, derart einzuschränken, dass ein kleinerer räumlicher Bereich durch das Infrastruktursystem überwacht werden muss. Üblicherweise umfasst das Infrastruktursystem mindestens einen Umfeldsensor, der ein bestimmtes Sichtfeld aufweist, in dem Objekte erkannt und deren Eigenschaften bestimmt werden können. Wird der räumliche Bereich, der durch das Infrastruktursystem überwacht werden muss, verkleinert, müssen durch den Umfeldsensor auch nur in dem verkleinerten Bereich alle Objekte zuverlässig erkannt werden und die zugehörigen Informationen an das Kraftfahrzeug versendet werden, was wiederrum die Kommunikationsverbindung weniger belastet.In a preferred embodiment of the invention, the measure for adapting the driving support includes restricting a spatial area in which the driving support is provided such that a smaller spatial area has to be monitored by the infrastructure system. The infrastructure system usually includes at least one environmental sensor that has a specific field of view in which objects can be recognized and their properties can be determined. If the spatial area that must be monitored by the infrastructure system is reduced, all objects only have to be reliably detected in the reduced area by the environmental sensor and the associated information must be sent to the motor vehicle, which in turn puts less strain on the communication connection.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung ein Limitieren der Geschwindigkeit des vernetzten Kraftfahrzeugs durch das Infrastruktursystem und/oder das Kraftfahrzeug selbst. So kann vorteilhaft im Falle einer Notfallabschaltung eine Notbremsung vermieden werden und das Kraftfahrzeug durch eine komfortablere Bremsung in einen sicheren Zustand versetzt werden.In a further preferred embodiment of the invention, the measure for adapting the driving support includes limiting the speed of the networked motor vehicle by the infrastructure system and / or the motor vehicle itself. In this way, emergency braking can advantageously be avoided in the event of an emergency shutdown and the motor vehicle can be braked more comfortably be placed in a safe state.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt ein Limitieren der Geschwindigkeit des vernetzten Kraftfahrzeugs abhängig davon, ob ein die aktuelle Datenübertragungsqualität repräsentierender Wert einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet. Hierbei können beispielsweise verschiedene Schwellenwerte vorgegeben sein, wobei jeder Schwellenwert mit einer bestimmten Maximalgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verknüpft ist. Ein die aktuelle Datenübertragungsqualität repräsentierender Wert kann beispielsweise auf der Basis mindestens eines der folgenden Parameter ermittelt werden: eine Latenz der mittels der Kommunikationsverbindung zwischen dem Infrastruktursystem und dem Kraftfahrzeug übertragenen Daten und/oder eine Datenrate der mittels der Kommunikationsverbindung zwischen dem Infrastruktursystem und dem Kraftfahrzeug übertragenen Daten und/oder eine Paketfehlerrate der mittels der Kommunikationsverbindung zwischen dem Infrastruktursystem und dem Kraftfahrzeug übertragenen Daten und/oder ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Kommunikationsverbindung zwischen dem Infrastruktursystem und dem Kraftfahrzeug und/oder eine Bitfehlerrate der mittels der Kommunikationsverbindung zwischen dem Infrastruktursystem und dem Kraftfahrzeug übertragenen Daten. Diese Messgrößen lassen sich aus den empfangenen Daten in bekannter Weise extrahieren und stellen insbesondere unmittelbar ein Maß für eine aktuelle Datenübertragungsqualität der Kommunikationsverbindung dar. Beispielsweise können mehrere dieser Qualitätsparameter gemessen werden und eine Datenübertragungsqualität aus einer beispielsweise gewichteten Kombination der Qualitätsparameter bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Qualitätsparameter unmittelbar als Maß für die Datenübertragungsqualität verwendet werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, the speed of the networked motor vehicle is limited depending on whether a value representing the current data transmission quality falls below a certain threshold value. For example, different threshold values can be specified, with each threshold value being linked to a specific maximum speed of the motor vehicle. A value representing the current data transmission quality can be determined, for example, on the basis of at least one of the following parameters: a latency of the data transmitted via the communication link between the infrastructure system and the motor vehicle and/or a data rate of the data transmitted via the communication link between the infrastructure system and the motor vehicle and/or a packet error rate of the data transmitted via the communication link between the infrastructure system and the motor vehicle and/or a signal-to-noise ratio of the communication link between the infrastructure system and the motor vehicle and/or a bit error rate of the data transmitted via the communication link between the infrastructure system and the motor vehicle Data transmitted by motor vehicle. These measured variables can be extracted from the received data in a known manner and, in particular, represent a direct measure of a current data transmission quality of the communication connection. For example, several of these quality parameters can be measured and a data transmission quality can be determined from, for example, a weighted combination of the quality parameters. Alternatively or additionally, at least one quality parameter can be used directly as a measure of the data transmission quality.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung ein Limitieren von weiteren Eigenschaften der Fahrunterstützung, welche eine striktere Anforderung an die Datenübertragungsqualität haben, insbesondere infrastrukturassistierte Spurwechsel und/oder Fahrzeugführung in Kreuzungsbereichen. Diese Limitierung kann durch das Infrastruktursystem und/oder das Kraftfahrzeug selbst vorgegeben werden.In a further preferred embodiment of the invention, the measure for adapting the driving support includes limiting further properties of the driving support which have a stricter requirement for the data transmission quality, in particular infrastructure Suspended lane changes and/or vehicle guidance in intersection areas. This limitation can be specified by the infrastructure system and/or the motor vehicle itself.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung ein Wechseln auf einen anderen Kommunikationskanal innerhalb einer für die Datenübertragung aktuell genutzten Übertragungstechnologie und/oder ein Wechseln auf eine andere Übertragungstechnologie, wobei das Kraftfahrzeug und das Infrastruktursystem insbesondere zeitgleich den Kommunikationskanal und/oder die Übertragungstechnologie wechseln oder wobei das Kraftfahrzeug und das Infrastruktursystem insbesondere ausgebildet sind, beide verwendeten Übertragungstechnologien gleichzeitig zu empfangen.In a further preferred embodiment of the invention, the measure for adapting the driving support includes a change to another communication channel within a transmission technology currently used for data transmission and/or a change to another transmission technology, with the motor vehicle and the infrastructure system in particular simultaneously using the communication channel and/or or change the transmission technology or where the motor vehicle and the infrastructure system are in particular designed to receive both transmission technologies used at the same time.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung ein Erhöhen einer Sendeleistung und/oder einer Senderate der Datenübertragung durch das Infrastruktursystem und/oder das Kraftfahrzeug selbst. So kann vorteilhaft einer verringerten Übertragungsqualität entgegengesteuert werden.In a further preferred embodiment of the invention, the measure for adapting the driving support includes increasing a transmission power and/or a transmission rate of the data transmission by the infrastructure system and/or the motor vehicle itself. In this way, reduced transmission quality can advantageously be counteracted.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung, dass mittels dem Infrastruktursystem erwartete Datenübertragungsqualitäten für eine Datenübertragung von dem vernetzten Kraftfahrzeug an das Infrastruktursystem für mehrere verschiedene räumliche Bereiche bestimmt werden, und eine Verfolgung des zumindest vernetzten Kraftfahrzeugs durch das Umfeldmodell des Infrastruktursystems bei einer Fahrt durch die räumlichen Bereiche abhängig von den erwarteten Datenübertragungsqualitäten erfolgt. Dabei wird vorteilhafterweise die Information genutzt, dass zu bestimmten Zeitpunkten keine Nachrichten vom vernetzten Kraftfahrzeug am Infrastruktursystem ankommen, da ansonsten ein beispielsweise verwendeter Tracking Algorithmus von wiederkehrenden Nachrichten ausgehen könnte und ansonsten vermuten könnte, dass das Objekt nicht mehr existiert, wenn keine Nachricht empfangen wird.In a further preferred embodiment of the invention, the measure for adapting the driving support includes determining expected data transmission qualities for data transmission from the networked motor vehicle to the infrastructure system for several different spatial areas by means of the infrastructure system, and tracking the at least networked motor vehicle through the environment model of the Infrastructure system when traveling through the spatial areas depends on the expected data transmission qualities. The information is advantageously used that no messages from the networked motor vehicle arrive at the infrastructure system at certain times, since otherwise a tracking algorithm used, for example, could assume recurring messages and could otherwise assume that the object no longer exists if no message is received.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung, dass eine geplante Fahrtstrecke des vernetzten Kraftfahrzeugs derart angepasst wird, dass eine Verbesserung der Datenübertragungsqualität auf der angepassten Fahrstrecke erzielt wird. Dazu kann beispielsweise ein manueller, teil- oder vollautomatisierter Spurwechsel eingeleitet werden, wenn geschätzt wird oder bekannt ist, dass auf einer anderen Fahrspur eine bessere Datenübertragungsqualität vorliegt, so dass beispielsweise von einer Fahrspur auf der aufgrund einer schlechten Datenübertragungsqualität keine Fahrunterstützung durch das Infrastruktursystem angeboten werden kann auf eine Fahrspur gewechselt wird, auf der eine Fahrunterstützung durch das Infrastruktursystem angeboten werden kann.In a further preferred embodiment of the invention, the measure for adapting the driving support includes adapting a planned route of the networked motor vehicle in such a way that an improvement in the data transmission quality on the adapted route is achieved. For this purpose, for example, a manual, partially or fully automated lane change can be initiated if it is estimated or known that there is better data transmission quality in another lane, so that, for example, no driving support is offered by the infrastructure system from a lane on which no driving support is offered due to poor data transmission quality can be changed to a lane where driving support can be offered by the infrastructure system.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung, dass das vernetzte Kraftfahrzeug seine Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig von einem vorhergesagten Bereich mit verringerter Datenübertragungsqualität limitiert und/oder frühzeitig eine Übergabe der Fahrverantwortung an einen menschlichen Fahrer einleitet.In a further preferred embodiment of the invention, the measure for adapting the driving support includes that the networked motor vehicle limits its vehicle speed depending on a predicted area with reduced data transmission quality and/or initiates the handover of driving responsibility to a human driver at an early stage.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung, dass das vernetzte Kraftfahrzeug eine Fahrunterstützung erst dann bei dem Infrastruktursystem anfragt, wenn eine Datenübertragungsqualität ausreichend für die sichere Ausführung der Fahrunterstützung ist. So wird vorteilhaft eine zuverlässige Fahrunterstützung durch das Infrastruktursystem erreicht, ohne dass Notabschaltungen oder Notbremsungen auftreten, wodurch der Komfort bei den Fahrgästen des Kraftfahrzeugs erhöht wird.In a further preferred embodiment of the invention, the measure for adapting the driving support includes that the networked motor vehicle only requests driving support from the infrastructure system when a data transmission quality is sufficient for the safe execution of the driving support. In this way, reliable driving support is advantageously achieved by the infrastructure system without emergency shutdowns or emergency braking occurring, thereby increasing the comfort of the passengers of the motor vehicle.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Maßnahme zur Anpassung der Fahrunterstützung, dass die Nutzung von weiteren Diensten, die dieselbe Kommunikationsverbindung nutzen, wie die Datenübertragung zur Fahrunterstützung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Infrastruktursystem, eingeschränkt wird. Wenn zum Beispiel auf demselben Kommunikationskanal Daten von Streaming/Gaming-/Webdiensten übertragen werden, kann dies beispielsweise fahrzeugseitig temporär limitiert werden. Damit wird die verfügbare Bandbreite für die Datenübertragung auf dem genutzten Kommunikationskanal erhöht, was die Datenübertragungsqualität verbessern kann.In a further preferred embodiment of the invention, the measure for adapting the driving support includes restricting the use of other services that use the same communication connection, such as data transmission for driving support between the motor vehicle and the infrastructure system. For example, if data from streaming/gaming/web services is transmitted on the same communication channel, this can be temporarily limited on the vehicle side. This increases the available bandwidth for data transmission on the communication channel used, which can improve the data transmission quality.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung fährt das Kraftfahrzeug entlang einer Strecke von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt, wobei in einem dazu zu durchfahrenden Gebiet eine Mehrzahl von Infrastruktursystemen zur Fahrunterstützung vorgesehen sind. Für jedes der Infrastruktursysteme wird eine Datenübertragungsqualität geschätzt und die Strecke derart gewählt, dass eine maximale Anzahl an Infrastruktursystemen entlang der Strecke eine hohe Datenübertragungsqualität aufweisen.In a further preferred embodiment of the invention, the motor vehicle travels along a route from a starting point to a destination point, with a plurality of infrastructure systems to support driving being provided in an area to be traveled through. A data transmission quality is estimated for each of the infrastructure systems and the route is chosen such that a maximum number of infrastructure systems along the route have a high data transmission quality.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Bestimmen einer aktuellen Datenübertragungsqualität und/oder Schätzen einer zukünftigen Datenübertragungsqualität der Kommunikationsverbindung zwischen dem Infrastruktursystem und dem Kraftfahrzeug durch eine externe Recheneinheit, die insbesondere von einem Cloudsystem umfasst ist, durchgeführt. So kann in effizienter Weise die dazu nötige Rechenleistung in dem Cloudsystem vorgehalten werden und muss nicht durch das Kraftfahrzeug und/oder das Infrastruktursystem aufgebracht werden.In a further preferred embodiment of the invention, determining a current data transmission quality and/or estimating one Future data transmission quality of the communication connection between the infrastructure system and the motor vehicle is carried out by an external computing unit, which is in particular included in a cloud system. In this way, the necessary computing power can be stored efficiently in the cloud system and does not have to be provided by the motor vehicle and/or the infrastructure system.
Mit anderen Worten wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, um bei Übertragungsproblemen zwischen einem vernetzten und insbesondere zumindest teilautomatisiert geführten Kraftfahrzeug und einem Infrastruktursystem geeignete Reaktionen oder Gegenmaßnahmen einzuleiten. Dadurch können vorteilhaft etwa Notbremsungen aufgrund von Verbindungsabbrüchen vermindert und der Anteil vom hoch- oder vollautomatisierten Fahren erhöht werden. Vorgeschlagen wird eine Kommunikation bzgl. der Serviceverfügbarkeit auf bestimmten Teilstrecken oder auch einzelnen Fahrspuren, wodurch die geplante Route angepasst werden kann und/oder Limitierungen bspw. bzgl. der Fahrzeuggeschwindigkeit oder angebotener Dienste erfolgen können und/oder ein Wechsel der Übertragungstechnologie vorgenommen werden kann. Eine solche Abfrage soll über ein Funkmodul (im Fahrzeug), eine Basisstation und ein Kommunikationsmodul (Cloud-basiert) umgesetzt werden.In other words, according to the present invention, a method is proposed to initiate suitable reactions or countermeasures in the event of transmission problems between a networked and in particular at least partially automated motor vehicle and an infrastructure system. This can advantageously reduce emergency braking due to disconnections and increase the proportion of highly or fully automated driving. Communication regarding service availability on certain sections of the route or individual lanes is proposed, whereby the planned route can be adjusted and/or limitations can be made, for example with regard to the vehicle speed or services offered, and/or a change in transmission technology can be made. Such a query should be implemented via a radio module (in the vehicle), a base station and a communication module (cloud-based).
Die Formulierung „zumindest teilautomatisiertes Führen“ umfasst einen oder mehrere der folgenden Fälle: assistiertes Führen, teilautomatisiertes Führen, hochautomatisiertes Führen, vollautomatisiertes Führen.The phrase “at least partially automated leadership” includes one or more of the following cases: assisted leadership, partially automated leadership, highly automated leadership, fully automated leadership.
Assistiertes Führen bedeutet, dass ein Fahrer des Kraftfahrzeugs dauerhaft entweder die Quer- oder die Längsführung des Kraftfahrzeugs ausführt. Die jeweils andere Fahraufgabe (also ein Steuern der Längs- oder der Querführung des Kraftfahrzeugs) wird automatisch durchgeführt. Das heißt also, dass bei einem assistierten Führen des Kraftfahrzeugs entweder die Quer- oder die Längsführung automatisch gesteuert wird.Assisted driving means that a driver of the motor vehicle permanently carries out either the lateral or longitudinal guidance of the motor vehicle. The other driving task (i.e. controlling the longitudinal or lateral guidance of the motor vehicle) is carried out automatically. This means that when the motor vehicle is being driven with assistance, either the transverse or longitudinal guidance is controlled automatically.
Teilautomatisiertes Führen bedeutet, dass in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) und/oder für einen gewissen Zeitraum eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss aber das automatische Steuern der Längs- und Querführung dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Der Fahrer muss jederzeit zur vollständigen Übernahme der Kraftfahrzeugführung bereit sein.Semi-automated driving means that in a specific situation (for example: driving on a highway, driving within a parking lot, overtaking an object, driving within a lane defined by lane markings) and/or for a certain period of time, a longitudinal and a Lateral guidance of the motor vehicle can be controlled automatically. A driver of the motor vehicle does not have to manually control the longitudinal and lateral guidance of the motor vehicle. However, the driver must permanently monitor the automatic control of the longitudinal and lateral guidance in order to be able to intervene manually if necessary. The driver must be ready to take full control of the vehicle at any time.
Hochautomatisiertes Führen bedeutet, dass für einen gewissen Zeitraum in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Bei Bedarf wird automatisch eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer zur Übernahme des Steuerns der Längs- und Querführung ausgegeben, insbesondere mit einer ausreichenden Zeitreserve ausgegeben. Der Fahrer muss also potenziell in der Lage sein, das Steuern der Längs- und Querführung zu übernehmen. Grenzen des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung werden automatisch erkannt. Bei einem hochautomatisierten Führen ist es nicht möglich, in jeder Ausgangssituation automatisch einen risikominimalen Zustand herbeizuführen.Highly automated driving means that for a certain period of time in a specific situation (for example: driving on a highway, driving within a parking lot, overtaking an object, driving within a lane defined by lane markings) longitudinal and lateral guidance of the motor vehicle be controlled automatically. A driver of the motor vehicle does not have to manually control the longitudinal and lateral guidance of the motor vehicle. The driver does not have to constantly monitor the automatic control of the longitudinal and lateral guidance in order to be able to intervene manually if necessary. If necessary, a request to take over control of the longitudinal and lateral guidance is automatically issued to the driver, in particular with a sufficient time reserve. The driver must therefore potentially be able to take over control of the longitudinal and lateral guidance. Limits of automatic control of the transverse and longitudinal guidance are automatically recognized. With highly automated guidance, it is not possible to automatically bring about a minimal risk situation in every initial situation.
Vollautomatisiertes Führen bedeutet, dass in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Vor einem Beenden des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung erfolgt automatisch eine Aufforderung an den Fahrer zur Übernahme der Fahraufgabe (Steuern der Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs), insbesondere mit einer ausreichenden Zeitreserve. Sofern der Fahrer nicht die Fahraufgabe übernimmt, wird automatisch in einen risikominimalen Zustand zurückgeführt. Grenzen des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung werden automatisch erkannt. In allen Situationen ist es möglich, automatisch in einen risikominimalen Systemzustand zurückzuführen.Fully automated guidance means that in a specific situation (for example: driving on a highway, driving within a parking lot, overtaking an object, driving within a lane defined by lane markings) longitudinal and lateral guidance of the motor vehicle is controlled automatically. A driver of the motor vehicle does not have to manually control the longitudinal and lateral guidance of the motor vehicle. The driver does not have to monitor the automatic control of the longitudinal and lateral guidance in order to be able to intervene manually if necessary. Before the automatic control of the transverse and longitudinal guidance is ended, the driver is automatically requested to take over the driving task (controlling the transverse and longitudinal guidance of the motor vehicle), in particular with a sufficient time reserve. If the driver does not take over the driving task, the system automatically returns to a risk-minimized state. Limits of automatic control of the transverse and longitudinal guidance are automatically recognized. In all situations it is possible to automatically return the system to a system state that minimizes risk.
Fahrerloses Steuern bzw. Führen bedeutet, dass unabhängig von einem spezifischen Anwendungsfall (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Die Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs werden somit zum Beispiel bei allen Straßentypen, Geschwindigkeitsbereichen und Umweltbedingungen automatisch gesteuert. Die vollständige Fahraufgabe des Fahrers wird somit automatisch übernommen. Der Fahrer ist somit nicht mehr erforderlich. Das Kraftfahrzeug kann also auch ohne Fahrer von einer beliebigen Startposition zu einer beliebigen Zielposition fahren. Potenzielle Probleme werden automatisch gelöst, also ohne Hilfe des Fahrers.Driverless steering means that regardless of a specific use case (for example: driving on a highway, driving within a parking lot, overtaking an object, driving within a lane defined by lane markings) a Longitudinal and transverse guidance of the motor vehicle are controlled automatically. A driver of the motor vehicle does not have to manually control the longitudinal and lateral guidance of the motor vehicle. The driver does not have to monitor the automatic control of the longitudinal and lateral guidance in order to be able to intervene manually if necessary. The longitudinal and lateral guidance of the motor vehicle is therefore automatically controlled for all types of roads, speed ranges and environmental conditions. The driver's complete driving task is therefore taken over automatically. The driver is therefore no longer required. The motor vehicle can therefore drive from any starting position to any destination position even without a driver. Potential problems are solved automatically, without the driver's help.
Ein Fernsteuern des Kraftfahrzeugs bedeutet, dass eine Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs ferngesteuert werden. Das heißt beispielsweise, dass Fernsteuerungssignale zum Fernsteuern der Quer- und Längsführung an das Kraftfahrzeug gesendet werden. Das Fernsteuern wird zum Beispiel mittels einer Fernsteuerungseinrichtung durchgeführt.Remote control of the motor vehicle means that transverse and longitudinal guidance of the motor vehicle is controlled remotely. This means, for example, that remote control signals for remotely controlling the transverse and longitudinal guidance are sent to the motor vehicle. The remote control is carried out, for example, by means of a remote control device.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Infrastruktursystem zur Fahrunterstützung von vernetzten, insbesondere zumindest teilautomatisiert geführten, Kraftfahrzeugen vorgeschlagen, welches
- - eine Recheneinheit zur Generierung von Fahrunterstützungsdaten zur Durchführung einer Fahrunterstützung für ein zumindest teilautomatisiert geführtes vernetztes Kraftfahrzeug;
- - ein Kommunikationsmodul, das eingerichtet ist, die Fahrunterstützungsdaten an zumindest ein vernetztes Kraftfahrzeug zu schicken und/oder Daten von zumindest einem vernetzten Kraftfahrzeug zu empfangen,
- - a computing unit for generating driving support data for providing driving support for an at least partially automated networked motor vehicle;
- - a communication module that is set up to send the driving support data to at least one networked motor vehicle and / or to receive data from at least one networked motor vehicle,
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein zumindest teilautomatisiert geführtes, vernetztes Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches ein Kommunikationsmodul umfasst, das eingerichtet ist, Fahrunterstützungsdaten von einem erfindungsgemäßen Infrastruktursystem zu empfangen und/oder Daten an das Infrastruktursystem zu senden, sowie eine Steuerungseinheit, die ausgebildet ist, basierend auf den empfangenen Fahrunterstützungsdaten eine zumindest teilautomatisierte Fahrt des Kraftfahrzeugs zu steuern.According to a third aspect of the invention, an at least partially automated, networked motor vehicle is proposed, which comprises a communication module which is set up to receive driving support data from an infrastructure system according to the invention and/or to send data to the infrastructure system, as well as a control unit which is designed to control an at least partially automated journey of the motor vehicle based on the received driving support data.
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm vorgeschlagen, das Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Computer abläuft.According to a fourth aspect of the invention, a computer program is proposed which carries out steps of a method according to the invention when it runs on a computer.
Kurzbeschreibung der FigurenShort description of the characters
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1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.1 shows a flowchart of a method according to an exemplary embodiment of the invention. -
2 zeigt beispielhaft eine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erzeugte ortsaufgelöste Karte einer Datenübertragungsqualität eines Infrastruktursystems.2 shows an example of a spatially resolved map of data transmission quality of an infrastructure system generated according to an exemplary embodiment of the invention. -
3 zeigt eine fahrspurabhängige Fahrunterstützung eines vernetzten Kraftfahrzeugs durch ein Infrastruktursystem abhängig von einer Datenübertragungsqualität.3 shows lane-dependent driving support of a networked motor vehicle through an infrastructure system depending on data transmission quality. -
4 zeigt einen Entscheidungsbaum für die Festlegung einer Limitierung der Geschwindigkeit eines vernetzten Kraftfahrzeugs durch das Infrastruktursystem und/oder das Kraftfahrzeug abhängig davon, ob ein die aktuelle Datenübertragungsqualität repräsentierender Wert bestimmte Schwellenwerte unterschreitet.4 shows a decision tree for determining a limitation of the speed of a networked motor vehicle by the infrastructure system and/or the motor vehicle depending on whether a value representing the current data transmission quality falls below certain threshold values. -
5 zeigt beispielhaft eine Darstellung einer Navigationskarte, auf der verschiedene Infrastruktursysteme zur Fahrunterstützung von automatisiert geführten, vernetzten Kraftfahrzeugen dargestellt sind.5 shows an example of a representation of a navigation map on which various infrastructure systems for driving support of automated, networked motor vehicles are shown. -
6 zeigt einen automatisierten Spurwechsel abhängig von einer Datenübertragungsqualität eines Infrastruktursystems.6 shows an automated lane change depending on the data transmission quality of an infrastructure system. -
7 zeigt schematisch ein zumindest teilautomatisiert geführtes, vernetztes Kraftfahrzeug gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das eingerichtet ist mit einer Cloud zu kommunizieren und eine Cloud.7 shows schematically an at least partially automated, networked motor vehicle according to an exemplary embodiment of the invention, which is set up to communicate with a cloud and a cloud.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben.Embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying figures.
Bevorzugte Ausführungen der ErfindungPreferred embodiments of the invention
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente gegebenenfalls verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the exemplary embodiments of the invention, the same elements are referred to with the same reference numerals, with a repeated description of these elements being omitted if necessary. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.
In
Wie in
Ausgehend von der so erzeugten „Heatmap“ 300 kann beispielsweise als Maßnahme zur Anpassung einer durch das Infrastruktursystem 2 zur Verfügung gestellten Fahrunterstützung ein Servicebereich vom Infrastruktursystem 2 wie in
In
Wie in
In
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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