DE102015220481B4 - Method and device in a traffic unit for the cooperative coordination of driving maneuvers of at least two motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Verfahren in einer Verkehrseinheit (55) zum kooperativen Abstimmen von Fahrmanövern von mindestens zwei Kraftfahrzeugen (50, 51, 52), wobei die mindestens zwei Kraftfahrzeuge (50, 51, 52) Verkehrseinheiten (55) sind und die Verkehrseinheiten (55) über eine Car2Car-Schnittstelle (4) kommunizieren, umfassend die folgenden Schritte:Erfassen einer Verkehrssituation (60) im Umfeld der mindestens zwei Kraftfahrzeuge (50, 51, 52) durch mindestens einen Sensor (2),Vorhersagen einer zukünftigen Verkehrssituation der mindestens zwei Kraftfahrzeuge (50, 51, 52) auf Grundlage der von dem mindestens einen Sensor (2) erfassten Umfelddaten durch eine Prognoseeinrichtung (5),Überprüfen anhand der zukünftigen Verkehrssituation, ob mindestens ein Auslösekriterium (20) vorliegt durch die Prognoseeinrichtung (5),und sofern ein Auslösekriterium (20) vorliegt:Aussenden einer Anfrage (21) an andere Verkehrseinheiten (55) im Umfeld durch eine Planungseinrichtung (6),und sofern die Verkehrseinheit (55) eines der mindestens zwei Kraftfahrzeuge (50, 51, 52) ist:Übermitteln von Eigenschaften (25) des Kraftfahrzeugs (50) nach Empfangen der Anfrage (21);ferner Empfangen von Eigenschaften (26) anderer Kraftfahrzeuge (51, 52) durch die Planungseinrichtung (6),Planen von Trajektorien (30) für die mindestens zwei Kraftfahrzeuge (50, 51, 52) in der Planungseinrichtung (6), wobei das Planen der Trajektorien (30) auf Grundlage von von dem mindestens einen Sensoren (2) erfassten Umfelddaten und der Eigenschaften (25, 26) der mindestens zwei Kraftfahrzeuge (50, 51, 52) durchgeführt wird,Übermitteln der geplanten Trajektorien (30) an die anderen Verkehrseinheiten (55) im Umfeld,Empfangen geplanter Trajektorien (31) von den anderen Verkehrseinheiten (55) im Umfeld,Bewerten der geplanten Trajektorien (30, 31) durch eine Bewertungseinrichtung (7) auf Basis einer Bewertungsskala (24),Übermitteln der Bewertungen (32) für die geplanten Trajektorien (30, 31) an die anderen Verkehrseinheiten (55),Empfangen von Bewertungen (33) für die geplanten Trajektorien (30, 31) von den anderen Verkehrseinheiten (55),Auswählen einer optimalen Kombination (70, 71, 72) aus geplanten Trajektorien (30, 31) für die mindestens zwei Kraftfahrzeuge (50, 51, 52) durch die Planungseinrichtung (6) auf Basis aller Bewertungen (32, 33) und eines vorgegebenen Auswahlkriteriums (15),Durchführen der optimalen Kombination (70, 71, 72) aus geplanten Trajektorien (30, 31) durch die mindestens zwei Kraftfahrzeuge (50, 51, 52),dadurch gekennzeichnet, dassdie Anfrage (21) zumindest ein Ziel (22) der Anfrage, einen Bereich (23) einer Interaktion und die Bewertungsskala (24) umfasst, unddie Eigenschaften (25, 26) zumindest Leistungsdaten (27) und eine eindeutige Kennung (28) des jeweils übermittelnden Kraftfahrzeugs (50, 51, 52) umfassen, undwobei die geplanten Trajektorien (30, 31) durch die Bewertungseinrichtung (7) auf Grundlage von individuellen Kriterien der Verkehrseinheit (55) bewerten werden, so dass die geplanten Trajektorien (30, 31) aller Verkehrseinheiten (55) jeweils wechselseitig bewertet werden.Method in a traffic unit (55) for cooperatively coordinating driving maneuvers of at least two motor vehicles (50, 51, 52), wherein the at least two motor vehicles (50, 51, 52) are traffic units (55) and the traffic units (55) communicate via a Car2Car interface (4), comprising the following steps:Detecting a traffic situation (60) in the vicinity of the at least two motor vehicles (50, 51, 52) by at least one sensor (2),Predicting a future traffic situation of the at least two motor vehicles (50, 51, 52) on the basis of the environmental data detected by the at least one sensor (2) by a forecasting device (5),Checking on the basis of the future traffic situation whether at least one trigger criterion (20) is present by the forecasting device (5),and if a trigger criterion (20) is present:Sending a request (21) to other traffic units (55) in the vicinity by a planning device (6),and if the traffic unit (55) one of the at least two motor vehicles (50, 51, 52) is:Transmitting properties (25) of the motor vehicle (50) after receiving the request (21);Furthermore, receiving properties (26) of other motor vehicles (51, 52) by the planning device (6),Planning trajectories (30) for the at least two motor vehicles (50, 51, 52) in the planning device (6), wherein the planning of the trajectories (30) is carried out on the basis of environmental data recorded by the at least one sensor (2) and the properties (25, 26) of the at least two motor vehicles (50, 51, 52),Transmitting the planned trajectories (30) to the other traffic units (55) in the environment,Receiving planned trajectories (31) from the other traffic units (55) in the environment,Evaluating the planned trajectories (30, 31) by an evaluation device (7) on the basis of an evaluation scale (24),Transmitting the evaluations (32) for the planned trajectories (30, 31) to the other traffic units (55),Receiving evaluations (33) for the planned trajectories (30, 31) from the other traffic units (55),Selecting an optimal combination (70, 71, 72) of planned trajectories (30, 31) for the at least two motor vehicles (50, 51, 52) by the planning device (6) on the basis of all evaluations (32, 33) and a predetermined selection criterion (15),Carrying out the optimal combination (70, 71, 72) of planned trajectories (30, 31) by the at least two motor vehicles (50, 51, 52),Characterized in thatthe request (21) comprises at least one target (22) of the request, an area (23) of an interaction and the rating scale (24), andthe properties (25, 26) comprise at least performance data (27) and a unique identifier (28) of the respective transmitting motor vehicle (50, 51, 52), and wherein the planned trajectories (30, 31) are evaluated by the evaluation device (7) on the basis of individual criteria of the traffic unit (55), so that the planned trajectories (30, 31) of all traffic units (55) are each mutually evaluated.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung in einer Verkehrseinheit zum kooperativen Abstimmen von Fahrmanövern von mindestens zwei Kraftfahrzeugen.The invention relates to a method and a device in a traffic unit for cooperatively coordinating driving maneuvers of at least two motor vehicles.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl von Assistenzsystemen auf, welche den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs unterstützen. Vermehrt kommen dabei semi-autonome und autonome Systeme zum Einsatz, die eine semi- oder vollautomatische Steuerung des Kraftfahrzeugs erlauben. Diese intelligenten (teil-) automatisierten Fahrzeuge treffen kontinuierlich Entscheidungen, die das eigene Fahrverhalten betreffen. Diese Entscheidungen werden dabei individuell und selbstverantwortlich in jedem Fahrzeug getroffen. Das bedeutet, dass die wechselseitige Rückwirkung der Individuen durch eine kontinuierlich Plananpassung an die derzeitige Annahme des Fahrverhaltens der umgebenden Fahrzeuge erfolgt. Diese individuelle entkoppelte Entscheidung kann zu suboptimalen oder instabilen - ständig wechselnden - Entscheidungen führen.Modern motor vehicles have a variety of assistance systems that support the driver in driving the vehicle. Semi-autonomous and autonomous systems are increasingly being used, which allow semi- or fully automatic control of the vehicle. These intelligent (partially) automated vehicles continuously make decisions that affect their own driving behavior. These decisions are made individually and independently in each vehicle. This means that the mutual feedback of the individuals takes place through a continuous plan adjustment to the current assumption of the driving behavior of the surrounding vehicles. This individual decoupled decision can lead to suboptimal or unstable - constantly changing - decisions.
Aus der
Aus der
Der Nachteil der vorgenannten Verfahren ist, dass eine Verkehrssituation zwischen mehreren Kraftfahrzeugen zwar verteilt wird, die Abstimmung jedoch auf den entkoppelten Bewertungen individuell geplanter Trajektorien beruht. Die Verfahren teilen zum einen das erwartete Verhalten der anderen Verkehrsteilnehmer nicht mit und zum anderen beschränkt sich die Mitsprache auf Zustimmung und Ablehnung und realisiert keine aktive Mitgestaltung der Lösung.The disadvantage of the aforementioned methods is that although a traffic situation is distributed between several vehicles, the coordination is based on the decoupled evaluations of individually planned trajectories. On the one hand, the methods do not communicate the expected behavior of the other road users and, on the other hand, the participation is limited to approval and rejection and does not realize any active participation in shaping the solution.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtung in einer Verkehrseinheit zum kooperativen Abstimmen von Fahrmanövern von mindestens zwei Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei denen eine Abstimmung verbessert ist.The invention is based on the technical problem of creating a method and device in a traffic unit for cooperatively coordinating driving maneuvers of at least two motor vehicles, in which coordination is improved.
Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The technical problem is solved according to the invention by a method having the features of patent claim 1 and a device having the features of
Dazu wird ein Verfahren in einer Verkehrseinheit zum kooperativen Abstimmen von Fahrmanövern von mindestens zwei Kraftfahrzeugen zur Verfügung gestellt, wobei die mindestens zwei Kraftfahrzeuge Verkehrseinheiten sind und die Verkehrseinheiten über eine Car2Car-Schnittstelle kommunizieren, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen einer Verkehrssituation im Umfeld der mindestens zwei Kraftfahrzeuge durch mindestens einen Sensor, Vorhersagen einer zukünftigen Verkehrssituation der mindestens zwei Kraftfahrzeuge auf Grundlage der von dem mindestens einen Sensor erfassten Umfelddaten durch eine Prognoseeinrichtung, Überprüfen anhand der zukünftigen Verkehrssituation, ob mindestens ein Auslösekriterium vorliegt durch die Prognoseeinrichtung, und sofern ein Auslösekriterium vorliegt: Aussenden einer Anfrage an andere Verkehrseinheiten im Umfeld durch eine Planungseinrichtung, und sofern die Verkehrseinheit eines der mindestens zwei Kraftfahrzeuge ist: Übermitteln von Eigenschaften des Kraftfahrzeugs nach Empfangen der Anfrage; ferner Empfangen von Eigenschaften anderer Kraftfahrzeuge durch die Planungseinrichtung, Planen von Trajektorien für die mindestens zwei Kraftfahrzeuge in der Planungseinrichtung, wobei das Planen der Trajektorien auf Grundlage von von dem mindestens einen Sensor erfassten Umfelddaten und der Eigenschaften der mindestens zwei Kraftfahrzeuge durchgeführt wird, Übermitteln der geplanten Trajektorien an die anderen Verkehrseinheiten im Umfeld, Empfangen geplanter Trajektorien (eine Trajektorie pro beteiligtes Fahrzeug) von den anderen Verkehrseinheiten im Umfeld, Bewerten der geplanten Trajektorien durch eine Bewertungseinrichtung auf Basis einer Bewertungsskala, Übermitteln der Bewertungen für die . geplanten Trajektorien an die anderen Verkehrseinheiten, Empfangen von Bewertungen für die geplanten Trajektorien von den anderen Verkehrseinheiten, Auswählen einer optimalen Kombination aus geplanten Trajektorien für die mindestens zwei Kraftfahrzeuge durch die Planungseinrichtung auf Basis aller Bewertungen und eines vorgegebenen Auswahlkriteriums, Durchführen der optimalen Kombination aus geplanten Trajektorien durch die mindestens zwei Kraftfahrzeuge, wobei die Anfrage zumindest ein Ziel der Anfrage, einen Bereich einer Interaktion und die Bewertungsskala umfasst, und die Eigenschaften zumindest Leistungsdaten und eine eindeutige Kennung des jeweils übermittelnden Kraftfahrzeugs umfassen, und wobei die geplanten Trajektorien durch die Bewertungseinrichtung auf Grundlage von individuellen Kriterien der Verkehrseinheit bewerten werden, so dass die geplanten Trajektorien aller Verkehrseinheiten jeweils wechselseitig bewertet werden.For this purpose, a method is provided in a traffic unit for the cooperative coordination of driving maneuvers of at least two motor vehicles, wherein the at least two motor vehicles are traffic units and the traffic units communicate via a Car2Car interface, comprising the following steps: detecting a traffic situation in the vicinity of the at least two motor vehicles by at least one sensor, predicting a future traffic situation of the at least two motor vehicles on the basis of the environmental data detected by the at least one sensor by a forecasting device, checking based on the future traffic situation whether at least one trigger criterion exists by the forecasting device, and if a trigger criterion exists: sending a request to other traffic units in the vicinity by a planning device, and if the traffic unit is one of the at least two motor vehicles: transmitting properties of the motor vehicle after receiving the request; further receiving properties of other motor vehicles by the planning device, planning trajectories for the at least two motor vehicles in the planning device, wherein the planning of the trajectories is carried out on the basis of environmental data recorded by the at least one sensor and the properties of the at least two motor vehicles, transmitting the planned trajectories to the other traffic units in the environment, receiving planned trajectories (one trajectory per involved vehicle) from the other traffic units in the area, evaluating the planned trajectories by an evaluation device on the basis of an evaluation scale, transmitting the evaluations for the planned trajectories to the other traffic units, receiving evaluations for the planned trajectories from the other traffic units, selecting an optimal combination of planned trajectories for the at least two motor vehicles by the planning device on the basis of all evaluations and a predetermined selection criterion, carrying out the optimal combination of planned trajectories by the at least two motor vehicles, wherein the request comprises at least a target of the request, an area of interaction and the evaluation scale, and the properties comprise at least performance data and a unique identifier of the respective transmitting motor vehicle, and wherein the planned trajectories are evaluated by the evaluation device on the basis of individual criteria of the traffic unit, so that the planned trajectories of all traffic units are mutually evaluated.
Ferner wird eine Vorrichtung in einer Verkehrseinheit zum kooperativen Abstimmen von Fahrmanövern von mindestens zwei Kraftfahrzeugen geschaffen, umfassend mindestens einen Sensor zum Erfassen eines Umfeldes der mindestens zwei Kraftfahrzeuge, eine Car2Car-Schnittstelle und eine Steuerung, wobei die Steuerung eine Prognoseeinrichtung zum Vorhersagen einer zukünftigen Verkehrssituation der mindestens zwei Kraftfahrzeuge auf Grundlage von von dem mindestens einen Sensor erfassten Umfelddaten und zum Überprüfen eines Auslösekriteriums, eine Planungseinrichtung zum Planen von Trajektorien (eine Trajektorie pro beteiligtes Fahrzeug) für die mindestens zwei Kraftfahrzeuge und eine Bewertungseinrichtung zum Bewerten der geplanten Trajektorien umfasst; und wobei die Steuerung derart ausgebildet ist, sofern ein Auslösekriterium erfüllt ist, durch die Planungseinrichtung über die Car2Car-Schnittstelle eine Anfrage an andere Verkehrseinheiten im Umfeld auszusenden, und, sofern die Verkehrseinheit eines der mindestens zwei Kraftfahrzeuge ist: nach Empfangen einer Anfrage einer anderen Verkehrseinheit durch die Planungseinrichtung Eigenschaften des Kraftfahrzeugs zu übermitteln; ferner durch die Planungseinrichtung Eigenschaften anderer Kraftfahrzeuge zu empfangen, und Trajektorien für die mindestens zwei Kraftfahrzeuge in der Planungseinrichtung zu planen, wobei das Planen der Trajektorien auf Grundlage von von dem mindestens einen Sensor erfassten Umfelddaten und der Eigenschaften der mindestens zwei Kraftfahrzeuge durchgeführt wird, anschließend durch die Planungseinrichtung die geplanten Trajektorien über die Car2Car-Schnittstelle an die anderen Verkehrseinheiten zu übermitteln, und durch die Planungseinrichtung geplante Trajektorien der anderen Verkehrseinheiten über die Car2Car-Schnittstelle zu empfangen, die geplanten Trajektorien jeweils durch die Bewertungseinrichtung auf Basis einer Bewertungsskala zu bewerten und anschließend die Bewertungen für die geplanten Trajektorien über die Car2Car-Schnittstelle an die anderen Verkehrseinheiten zu übermitteln und Bewertungen zu geplanten Trajektorien anderer Verkehrseinheiten zu empfangen, und durch die Planungseinrichtung eine optimale Kombination aus den geplanten Trajektorien für die mindestens zwei Kraftfahrzeuge auf Basis der Bewertungen und eines Auswahlkriteriums auszuwählen und eine Durchführung der optimalen Kombination aus geplanten Trajektorien zu veranlassen durch Ausgabe eines entsprechenden Signals, wobei die Anfrage zumindest ein Ziel der Anfrage, einen Bereich einer Interaktion und die Bewertungsskala umfasst, die Eigenschaften zumindest Leistungsdaten und eine eindeutige Kennung jeweils des übermittelnden Kraftfahrzeugs umfassen, und wobei die Bewertungseinrichtung derart ausgebildet ist, die geplanten Trajektorien auf Grundlage von individuellen Kriterien der Verkehrseinheit zu bewerten, so dass die geplanten Trajektorien aller Verkehrseinheiten jeweils wechselseitig bewertet werden.Furthermore, a device is created in a traffic unit for cooperatively coordinating driving maneuvers of at least two motor vehicles, comprising at least one sensor for detecting an environment of the at least two motor vehicles, a Car2Car interface and a controller, wherein the controller comprises a forecasting device for predicting a future traffic situation of the at least two motor vehicles on the basis of environmental data detected by the at least one sensor and for checking a trigger criterion, a planning device for planning trajectories (one trajectory per participating vehicle) for the at least two motor vehicles and an evaluation device for evaluating the planned trajectories; and wherein the controller is designed in such a way that, if a trigger criterion is met, the planning device sends a request to other traffic units in the environment via the Car2Car interface and, if the traffic unit is one of the at least two motor vehicles: to transmit properties of the motor vehicle after receiving a request from another traffic unit by the planning device; further to receive properties of other motor vehicles by the planning device and to plan trajectories for the at least two motor vehicles in the planning device, wherein the planning of the trajectories is carried out on the basis of environmental data recorded by the at least one sensor and the properties of the at least two motor vehicles, then to transmit the planned trajectories to the other traffic units via the Car2Car interface by the planning device, and to receive planned trajectories of the other traffic units by the planning device via the Car2Car interface, to evaluate the planned trajectories by the evaluation device on the basis of a rating scale and then to transmit the ratings for the planned trajectories to the other traffic units via the Car2Car interface and to receive ratings for planned trajectories of other traffic units, and to select an optimal combination of the planned trajectories for the at least two motor vehicles on the basis of the ratings and a selection criterion and to initiate implementation of the optimal combination of planned trajectories by issuing a corresponding signal, wherein the request contains at least one target of the request, an area an interaction and the evaluation scale, the properties comprise at least performance data and a unique identifier of the transmitting motor vehicle, and wherein the evaluation device is designed to evaluate the planned trajectories on the basis of individual criteria of the traffic unit, so that the planned trajectories of all traffic units are mutually evaluated.
Die Kernidee der Erfindung ist, dass alle Verkehrseinheiten die von ihnen geplanten Trajektorien wechselseitig bewerten. Auf diese Weise können die von den einzelnen Verkehrseinheiten geplanten Trajektorien jeweils aus Sicht jeder Verkehrseinheit bewertet werden, so dass individuelle Kriterien jeder einzelnen Verkehrseinheit berücksichtigt werden.The core idea of the invention is that all traffic units mutually evaluate the trajectories they have planned. In this way, the trajectories planned by the individual traffic units can be evaluated from the perspective of each traffic unit, so that individual criteria of each individual traffic unit are taken into account.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass jeder der Verkehrseinheiten ein Stimmgewicht zugeordnet ist, wobei das Stimmgewicht bestimmt, wie stark die Bewertung einer geplanten Trajektorie, die von einer der Verkehrseinheiten vorgenommen wurde, beim Auswählen der optimalen Kombination gewichtet wird, und wobei das Auswahlkriterium die Stimmgewichte der Verkehrseinheiten umfasst. Die Stimmgewichte der einzelnen Verkehrseinheiten können dabei gleich oder unterschiedlich sein. Sie können für unterschiedliche Verkehrssituationen auch unterschiedlich sein. Dadurch wird nicht nur das Problem gelöst, eine optimale Kombination aus geplanten Trajektorien zu finden, sondern jeder Verkehrseinheit wird ein Mitspracherecht eingeräumt, welches beim Auswählen einer optimalen Kombination aus geplanten Trajektorien berücksichtigt wird. Dies führt zu einem optimalen, flexibleren und gerechteten Abstimmprozess zwischen einzelnen Verkehrseinheiten. Dies bewirkt ein angepasstes Verhalten der einzelnen Verkehrseinheiten, was wiederum den Gesamtverkehrsfluss verbessert.In a preferred embodiment, each of the traffic units is assigned a voting weight, the voting weight determining how strongly the evaluation of a planned trajectory made by one of the traffic units is weighted when selecting the optimal combination, and the selection criterion comprising the voting weights of the traffic units. The voting weights of the individual traffic units can be the same or different. They can also be different for different traffic situations. This not only solves the problem of finding an optimal combination of planned trajectories, but also gives each traffic unit a say, which is taken into account when selecting an optimal combination of planned trajectories. This leads to an optimal, more flexible and fair coordination process between individual traffic units. This causes the individual traffic units to behave in an adapted manner, which in turn improves the overall traffic flow.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eines der mindestens zwei Kraftfahrzeuge ein höheres Stimmgewicht aufweist. Dies ist vorteilhaft, wenn es sich beispielsweise um ein Sondereinsatzfahrzeug handelt, welches auf Grund der Straßenverkehrsordnung (StVO) Vorrechte im Straßenverkehr genießt.In one embodiment, it is provided that one of the at least two motor vehicles has a higher voting weight. This is advantageous if, for example, it is a special operations vehicle that enjoys priority in road traffic due to the Road Traffic Regulations (StVO).
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Auslösekriterium eine bevorstehende Kollision zwischen den mindestens zwei Kraftfahrzeugen ist. Dabei werden zum Beispiel aktuelle Trajektorien der mindestens zwei Kraftfahrzeuge von der Prognoseeinrichtung vorhergesagt und auf mögliche Kollisionen in der Zukunft analysiert. Ist eine Kollision bei Beibehalten der aktuellen Trajektorien zu erwarten, wird erfindungsgemäß reagiert. Ein mögliche Kollision kann beispielsweise bei sich aufeinander zu bewegenden Kraftfahrzeugen über eine Zeit bis zur Kollision abgeschätzt oder bewertet werden. Dazu wird ein aktueller Abstand der beiden Kraftfahrzeuge durch ihre Relativgeschwindigkeit zueinander geteilt. Durch das Vermeiden von Kollisionen steigt die Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer im Straßenverkehr.In one embodiment, a triggering criterion is an impending collision between the at least two motor vehicles. For example, current trajectories of the at least two motor vehicles are predicted by the prediction device and analyzed for possible collisions in the future. If a collision is to be expected while maintaining the current trajectories, the invention reacts. A possible collision can, for example, be estimated or assessed over a period of time until the collision when motor vehicles are moving toward each other. To do this, the current distance between the two motor vehicles is divided by their relative speed to each other. Avoiding collisions increases the safety of all road users.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verkehrseinheit eines der mindestens zwei Kraftfahrzeuge oder eine Infrastruktureinrichtung ist. Das Verfahren kann somit sowohl in einem an einer aktuellen Verkehrssituation beteiligten Kraftfahrzeug als auch in einer Infrastruktureinrichtung durchgeführt werden. Eine solche Infrastruktureinrichtung ist beispielsweise ein Verkehrsleitsystem, eine Lichtsignalanlage oder eine sonstige Einrichtung, welche zum Erfassen oder Regeln des Verkehrs dient. Das Verfahren ist dadurch flexibel und dezentral einsetzbar. Dabei kann das Verfahren auch in allen Verkehrseinheiten im Umfeld durchgeführt werden.In a further embodiment, it is provided that the traffic unit is one of the at least two motor vehicles or an infrastructure facility. The method can thus be carried out both in a motor vehicle involved in a current traffic situation and in an infrastructure facility. Such an infrastructure facility is, for example, a traffic control system, a traffic light system or another facility that serves to detect or regulate traffic. The method is therefore flexible and can be used in a decentralized manner. The method can also be carried out in all traffic units in the area.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Stimmgewicht ein Vetorecht umfasst, wobei eine mit einem Veto bewertete geplante Trajektorie in jedem Fall nicht durchgeführt wird. Dies gibt den Verkehrseinheiten die Möglichkeit, geplante Trajektorien, welche unvorteilhaft oder aus ihrer Sicht unmöglich sind, komplett zu verwerfen, indem deren Durchführung verhindert wird. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn eine geplante Trajektorie von verschiedenen Verkehrseinheiten unterschiedlich bewertet wird, von einer Verkehrseinheit aber als zu gefährlich oder als technisch nicht möglich eingeschätzt wird. Das Vetorecht erlaubt es dann dieser Verkehrseinheit, die geplante Trajektorie in jedem Fall zu verhindern.In a further embodiment, the voting weight includes a right of veto, whereby a planned trajectory that is rated with a veto will not be carried out in any case. This gives the traffic units the opportunity to completely reject planned trajectories that are disadvantageous or impossible from their point of view by preventing their implementation. This can be the case, for example, if a planned trajectory is rated differently by different traffic units, but is assessed by one traffic unit as too dangerous or technically impossible. The right of veto then allows this traffic unit to prevent the planned trajectory in any case.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Infrastruktureinrichtung ein höheres Stimmgewicht aufweist als die mindestens zwei Kraftfahrzeuge. Dies ist vorteilhaft, wenn die Infrastruktureinrichtung eine Verkehrssituation besser überblicken kann, beispielsweise weil sie mehr Sensoren zum Erfassen des Umfeldes oder eine zum Erfassen des Umfeldes besser geeignete geographische Position aufweist. Auch ein Zugang zu weiteren Informationen, beispielsweise als Teil eines Verkehrsleitsystems, kann Motivation für ein höheres Stimmgewicht sein.In a further embodiment, it is provided that the infrastructure facility has a higher voting weight than the at least two motor vehicles. This is advantageous if the infrastructure facility can better oversee a traffic situation, for example because it has more sensors for detecting the surroundings or a geographical position that is better suited for detecting the surroundings. Access to further information, for example as part of a traffic control system, can also be a motivation for a higher voting weight.
In einer Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, dass ausschließlich die Infrastruktureinrichtung jeweils mindestens eine Trajektorie für die mindestens zwei Kraftfahrzeuge plant. Dies ist von Vorteil, wenn die Verkehrssituation sehr komplex ist und nur durch eine zentrale Instanz beherrscht (überblickt) werden kann oder wenn ein den mindestens zwei Kraftfahrzeugen unbekanntes übergeordnetes Ziel verfolgt werden soll, beispielsweise wenn Kraftfahrzeuge gleichmäßig auf eine veränderte Straßenführung oder auf mehrere Fahrspuren an einer Mautstation verteilt werden sollen. Ein übergeordnetes Ziel kann beispielsweise auch ein besonders effizient gestalteter Verkehrsfluss sein.In one embodiment, it is further provided that the infrastructure facility alone plans at least one trajectory for the at least two motor vehicles. This is advantageous if the traffic situation is very complex and can only be controlled (overviewed) by a central authority or if an overarching goal unknown to the at least two motor vehicles is to be pursued, for example if motor vehicles are to be evenly distributed over a changed road layout or across several lanes at a toll station. An overarching goal can also be, for example, a particularly efficient traffic flow.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ausschließlich eines der mindestens zwei Kraftfahrzeuge jeweils mindestens eine Trajektorie für die mindestens zwei Kraftfahrzeuge plant. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn ein Verkehrsfluss kurzzeitig zentral geregelt werden muss, beispielsweise wenn ein Sondereinsatzfahrzeug kurzfristig und lokal den Verkehr zu regeln hat.In a further embodiment, it is provided that only one of the at least two motor vehicles plans at least one trajectory for the at least two motor vehicles. This is advantageous, for example, if a traffic flow has to be controlled centrally for a short time, for example if a special operations vehicle has to regulate traffic locally and at short notice.
Dabei ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die mindestens zwei Kraftfahrzeuge der jeweils übermittelten mindestens einen geplanten Trajektorie zustimmen können oder nicht, wobei die mindestens eine geplante Trajektorie je nach Zustimmungsergebnis durchgeführt wird oder nicht. Dies ermöglicht ein Vetorecht, wenn beispielsweise eine geplante und an ein Kraftfahrzeug übermittelte Trajektorie unter keinen Umständen durchgeführt werden kann. Wird eine Zustimmung verweigert, so wird eine neue Trajektorie von der Infrastruktureinrichtung oder dem einen Kraftfahrzeug geplant und übermittelt.In one embodiment, it is provided that the at least two motor vehicles can agree or not to the at least one planned trajectory transmitted, whereby the at least one planned trajectory is carried out or not depending on the result of the agreement. This enables a right of veto if, for example, a planned trajectory transmitted to a motor vehicle cannot be carried out under any circumstances. If approval is refused, a new trajectory is planned and transmitted by the infrastructure facility or the one motor vehicle.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kooperativen Abstimmen von Fahrmanövern von mindestens zwei Kraftfahrzeugen; -
2 ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens; -
3 eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation umfassend drei Kraftfahrzeuge zur Erläuterung einer Ausgangssituation beim Abstimmen von Fahrmanövern; -
4a eine schematische Darstellung einer möglichen Kombinationen aus geplanten Trajektorien für die drei Kraftfahrzeuge zur Lösung der in3 gezeigten Verkehrssituation; -
4b eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Kombinationen aus geplanten Trajektorien für die drei Kraftfahrzeuge zur Lösung der in3 gezeigten Verkehrssituation; -
4c eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Kombinationen aus geplanten Trajektorien für die drei Kraftfahrzeuge zur Lösung der in3 gezeigten Verkehrssituation.
-
1 a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention for cooperatively coordinating driving maneuvers of at least two motor vehicles; -
2 a schematic flow diagram of the process; -
3 a schematic representation of a traffic situation comprising three motor vehicles to explain an initial situation when coordinating driving maneuvers; -
4a a schematic representation of a possible combination of planned trajectories for the three vehicles to solve the3 shown traffic situation; -
4b a schematic representation of another possible combination of planned trajectories for the three vehicles to solve the3 shown traffic situation; -
4c a schematic representation of another possible combination of planned trajectories for the three vehicles to solve the3 shown traffic situation.
In
Es sei nun angenommen, dass sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs 50 ein zweites Kraftfahrzeug befindet. Der Sensor 2 erfasst eine Verkehrssituation im Umfeld des Kraftfahrzeugs 50. Auf Grundlage der von dem Sensor 2 erfassten Umfelddaten prognostiziert die Prognoseeinrichtung 5 eine zukünftige Verkehrssituation, beispielsweise, indem aktuelle Trajektorien des Kraftfahrzeugs 50 und des zweiten Kraftfahrzeugs in die Zukunft extrapoliert werden. Die Prognoseeinrichtung 5 überprüft anhand der prognostizierten zukünftigen Verkehrssituation, ob mindestens ein Auslösekriterium 20 vorliegt. Ein Auslösekriterium 20 ist hier eine bevorstehende Kollision des Kraftfahrzeugs 50 mit dem zweiten Kraftfahrzeug. Ist eine Kollision zu erwarten, so ist das Auslösekriterium 20 erfüllt und die Planungseinrichtung 6 sendet eine Anfrage 21 an das zweite Kraftfahrzeug über die Car2Car-Schnittstelle 4. Die Anfrage 21 enthält als Ziel 22 eine Kollisionsvermeidung, einen Bereich 23 der Interaktion, also beispielsweise das aktuelle Umfeld und ein zukünftiges Umfeld der beiden Kraftfahrzeuge und ob eine Interaktion longitudinal oder lateral stattfinden soll, und eine Bewertungsskala 24, welche beispielsweise einen Bereich und eine Einheit der Bewertungsskala 24 definiert.It is now assumed that there is a second motor vehicle in the vicinity of the
Zusätzlich und/oder nach Empfang eine Anfrage einer anderen Verkehrseinheit übermittelt die Planungseinrichtung 6 Eigenschaften 25 des Kraftfahrzeugs 50. Die Eigenschaften 25 umfassen dabei beispielsweise Leistungsdaten 27 des Kraftfahrzeugs 50, beispielsweise eine maximale Beschleunigung, und eine eindeutige Kennung 28 des Kraftfahrzeugs 50. Die maximale Beschleunigung kann beispielsweise aus Modellen für einen Antriebsstrang, einer Bremse und einer Querführung unter Beachtung eines Motorkennfeldes, einer Masse, eines Getriebes, Totzeiten, einer Materialpaarung und einer Druckerzeugung der Bremse des Kraftfahrzeugs 50 von der Planungseinrichtung 6 berechnet werden. Parallel dazu empfängt die Planungseinrichtung 6 über die Car2Car-Schnittstelle 4 Eigenschaften 26 des zweiten Kraftfahrzeugs.In addition and/or after receiving a request from another traffic unit, the
Auf Grundlage der von dem Sensor 2 erfassten Umfelddaten und den Eigenschaften 25, 26 der beiden Kraftfahrzeuge plant die Planungseinrichtung 6 Trajektorien 30 für das Kraftfahrzeug 50 und das zweite Kraftfahrzeug. Die geplanten Trajektorien 30 umfassen dabei beispielsweise Fahrmanöver und Pfade, eine jeweilige eindeutige Kennung 28 der Kraftfahrzeuge und einen Startzeitpunkt für die geplanten Trajektorien 30. Die geplanten Trajektorien 30 übermittelt die Planungseinrichtung 6 über die Car2Car-Schnittstelle 4 an das zweite Kraftfahrzeug. Parallel dazu empfängt die Planungseinrichtung 6 geplante Trajektorien 31 des zweiten Kraftfahrzeugs über die Car2Car-Schnittstelle 4.Based on the environmental data recorded by the
Die geplanten Trajektorien 30, 31 werden anschließend von der Bewertungseinrichtung 7 nach der Bewertungsskala 24 bewertet. Resultierende Bewertungen 32 werden dann an das zweite Kraftfahrzeug übermittelt, welches seinerseits Bewertungen 33 der Trajektorien 30, 31 an das Kraftfahrzeug 50 übermittelt.The planned
Auf Grundlage aller Bewertungen 32, 33 und eines vorgegebenen Auswahlkriteriums 15 wählt die Planungseinrichtung 6 eine optimale Kombination von geplanten Trajektorien 30, 31 aus. Das Auswahlkriterium 15 ist beispielsweise die höchste Summe der einzelnen Bewertungen von geplanten Trajektorien 30, 31. In das Auswahlkriterium 15 gehen das Stimmgewicht 40 des ersten Kraftfahrzeugs 50 und ein Stimmgewicht 41 des zweiten Kraftfahrzeugs mit ein. Die Stimmgewichte 40, 41 wurden vorher, beispielsweise zusammen mit den Bewertungen 32, 33, übertragen.On the basis of all
Die optimale Kombination aus geplanten Trajektorien 30, 31 wird dann durchgeführt. Dazu gibt die Steuerung 3 beispielsweise ein Signal 11 über eine Schnittstelle 10 aus, wobei das Signal 11 eine Aktorik 9 des Kraftfahrzeugs 50 veranlasst, die für das Kraftfahrzeug 50 vorgesehene geplante Trajektorie der optimalen Kombination durchzuführen.The optimal combination of
Sollten sich Probleme beim Auswählen der optimalen Kombination ergeben, beispielsweise weil mehrere Kombinationen aus geplanten Trajektorien 30, 31 als gleich optimal bewertet werden, so kann nach einem anderen Kriterium entschieden werden, welche der optimalen Kombinationen durchgeführt wird. Hier können beispielsweise die Kennungen der Kraftfahrzeuge dazu verwendet werden, eine Entscheidung zu treffen. Dazu ist beispielsweise grundsätzlich vereinbart, dass eine Kombination aus geplanten Trajektorien 30, 31 durchgeführt wird, welche von dem Kraftfahrzeug mit der niedrigsten Kennung 28 geplant wurde. Es kann prinzipiell aber auch nach einem anderen Kriterium entschieden werden.If problems arise when selecting the optimal combination, for example because several combinations of
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beispielsweise drei mögliche Kombinationen 70, 71, 72 an Trajektorien geplant. Die drei Kombinationen 70, 71, 72 sind schematisch in den
Von den Kraftfahrzeugen 50, 51, 52 kann bezüglich der Kombinationen 70, 71, 72 auch ein Veto eingelegt werden. Eine mit einem Veto bewertete Kombination aus geplanten Trajektorien 30 wird dann in jedem Fall nicht durchgeführt. Hier ist beispielsweise die 3. Kombination 72 von dem Kraftfahrzeug 52 mit einem Veto bewertet worden. Die geplanten Trajektorien 30 der 3. Kombination 72 werden somit in keinem Fall durchgeführt.
Um eine der Kombinationen 70, 71, 72 auszuwählen, wird ein Auswahlkriterium verwendet. Das Auswahlkriterium kann beispielsweise eine Summe der Bewertungen der einzelnen Verkehrseinheiten 55 sein. Dann ergibt sich folgendes Gesamtergebnis:
Beschreibt die Bewertungsskala beispielsweise die Kosten, so wäre die 2. Kombination die beste, weil die Kosten dort am geringsten wären. Beschreibt die Bewertungsskala hingegen einen Nutzen, so wäre die 1. Kombination optimal. Die 3. Kombination 72 ist in jedem Fall ungültig, da ein Veto vorhanden ist. Wird das Stimmrecht einer Verkehrseinheit erhöht, hier beispielsweise gezeigt als verdoppeltes Stimmgewicht der Infrastruktureinheit 54, so ergibt sich ein anderes Ergebnis. Ist die Bewertungsskala beispielsweise wieder einen Nutzen, so wäre die 1. Kombination optimal.If the rating scale describes costs, for example, the second combination would be the best because the costs would be the lowest there. If, on the other hand, the rating scale describes a benefit, the first combination would be optimal. The
Sollten sich für mindestens zwei Kombinationen 70, 71, 72 eine gleich große Summe der Bewertungen ergeben, so kann zwischen diesen mindestens zwei Kombinationen 70, 71, 72 nach einem weiteren Kriterium ausgewählt werden. Ein solches weiteres Kriterium kann beispielsweise eine eindeutige Kennung der Kraftfahrzeuge und/oder Verkehrseinheiten sein, wobei dann beispielsweise die Kombination 70, 71, 72 durchgeführt wird, die von dem Kraftfahrzeug 50, 51, 52 bzw. der Verkehrseinheit mit der kleinsten oder größten Kennung vorgeschlagen wurde, wenn die Kennung aus einer eindeutigen Folge von Ordinalzahlen besteht.If the total of the evaluations for at least two
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Sensorsensor
- 33
- Steuerungsteering
- 44
- Car2Car-SchnittstelleCar2Car interface
- 55
- PrognoseeinrichtungForecasting facility
- 66
- PlanungseinrichtungPlanning facility
- 77
- BewertungseinrichtungAssessment facility
- 99
- AktorikActuators
- 1010
- Schnittstelleinterface
- 1111
- Signalsignal
- 1414
- Kollisioncollision
- 1515
- AuswahlkriteriumSelection criteria
- 2020
- AuslösekriteriumTrigger criterion
- 2121
- AnfrageInquiry
- 2222
- Ziel der AnfragePurpose of the request
- 2323
- Bereich der InteraktionArea of interaction
- 2424
- Bewertungsskalarating scale
- 2525
- Eigenschaften des KraftfahrzeugsCharacteristics of the motor vehicle
- 2626
- Eigenschaften des zweiten KraftfahrzeugsCharacteristics of the second motor vehicle
- 2727
- LeistungsdatenPerformance data
- 2828
- Kennung des KraftfahrzeugsVehicle identification
- 3030
- geplante Trajektorien des Kraftfahrzeugsplanned trajectories of the motor vehicle
- 3131
- geplante Trajektorien des zweiten Kraftfahrzeugsplanned trajectories of the second vehicle
- 3232
- Bewertungen des KraftfahrzeugsVehicle reviews
- 3333
- Bewertungen des zweiten KraftfahrzeugsEvaluations of the second motor vehicle
- 4040
- Stimmgewicht des KraftfahrzeugsVoting weight of the motor vehicle
- 4141
- Stimmgewicht des zweiten KraftfahrzeugsVoting weight of the second motor vehicle
- 5050
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 5151
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 5252
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 5353
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 5454
- InfrastruktureinrichtungInfrastructure facility
- 5555
- VerkehrseinheitTraffic unit
- 6060
- VerkehrssituationTraffic situation
- 7070
- Kombinationcombination
- 7171
- Kombinationcombination
- 7272
- Kombinationcombination
- 101-107101-107
- VerfahrensschritteProcess steps
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-
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