DE102022201788A1 - Computer-implemented method and system for providing an automated driving function for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Es werden Maßnahmen vorgeschlagen, die es ermöglichen, dass ein Fahrzeug (1), welches nicht für autonomes Fahren gemäß Level 3/4/5 ausgerüstet ist, unter gewissen Bedingungen, zumindest temporär, mit Fahrzeug-externer Rechnerunterstützung und unter Einhaltung von Sicherheitsvorgaben automatisierte Fahrfunktionen nutzen kann.Dazu wird ein Computer-implementiertes Verfahren zum Bereitstellen mindestens einer automatisierten Fahrfunktion für ein Fahrzeug (1) vorgeschlagen, bei dem die Aktuatorausstattung des Fahrzeugs (1) erfasst wird, bei dem die aktuelle Fahrzeugposition erfasst wird, bei dem ermittelt wird, welche odometrischen Informationen und/oder welche Umgebungsinformationen für das Fahrzeug (1) zur Verfügung stehen und bei dem ermittelt wird, welche Ressourcen für die Berechnung und Ausübung von automatisierten Fahrfunktionen zur Verfügung stehen. Dann wird ermittelt, welche automatisierten Fahrfunktionen auf Basis der Aktuatorausstattung des Fahrzeugs (1), der zur Verfügung stehenden odometrischen Informationen und/oder Umgebungsinformationen und der zur Verfügung stehenden Ressourcen überhaupt realisierbar sind. Schließlich werden die Ressourcen, die für die Berechnung und Ausübung mindestens einer realisierbaren automatisierten Fahrfunktion erforderlich sind, zumindest für eine definierte Zeitdauer bereitgestellt.Measures are proposed that allow a vehicle (1), which is not equipped for autonomous driving according to level 3/4/5, under certain conditions, at least temporarily, with vehicle-external computer support and in compliance with safety specifications automated driving functions can use.For this purpose, a computer-implemented method for providing at least one automated driving function for a vehicle (1) is proposed, in which the actuator equipment of the vehicle (1) is detected, in which the current vehicle position is detected, in which it is determined which odometric information and/or which environmental information is available for the vehicle (1) and in which it is determined which resources are available for the calculation and exercise of automated driving functions. It is then determined which automated driving functions can be implemented at all on the basis of the actuator configuration of the vehicle (1), the available odometric information and/or environmental information and the available resources. Finally, the resources required for the calculation and execution of at least one realizable automated driving function are made available at least for a defined period of time.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Computer-implementiertes Verfahren zum Bereitstellen mindestens einer automatisierten Fahrfunktion für ein Fahrzeug sowie ein entsprechendes Computer-implementiertes System.The invention relates to a computer-implemented method for providing at least one automated driving function for a vehicle and a corresponding computer-implemented system.
Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Szenario für Fahrzeug-E/E (elektrische/elektronische)-Architekturen, wonach es sogenannte Economy-Varianten mit „schlanken“ Rechnern geben wird, mit denen allein, also fahrzeugintern, nur eine begrenzte Funktionalität geboten werden kann. Fahrzeuge mit diesen Economy-E/E-Architekturen werden sich dann allerdings mit einem „Digital Twin“ in der Cloud/Edge verbinden können. Auf Basis der Fahrzeugdaten können mit der dort verfügbaren hohen Rechenleistung auch anspruchsvollere Berechnungen durchgeführt werden. Die Ergebnisse dieser Berechnungen können anschließend wieder an das Fahrzeug übermittelt und dort funktional ausgeführt werden.The starting point of the present invention is a scenario for vehicle E/E (electrical/electronic) architectures, according to which there will be so-called economy variants with “slim” computers, which alone, i.e. inside the vehicle, can only offer limited functionality. However, vehicles with these economy E/E architectures will then be able to connect to a “digital twin” in the cloud/edge. Based on the vehicle data, more sophisticated calculations can also be carried out with the high computing power available there. The results of these calculations can then be sent back to the vehicle and functionally executed there.
Die Idee, Fahrzeugfunktionen ganz oder auch nur teilweise mit einem Fahrzeug-externen Rechner zu berechnen ist beispielsweise bereits aus
In der Norm SAE J3016 werden Fahrzeugsysteme mit verschiedenen Automatisierungsstufen definiert, insbesondere
- • Level 2: „Partial Driving Automation“ - Teilautomatisierung
- • Level 3: „Conditional Driving Automation“ - bedingte Automatisierung (Fallback: Fahrer)
- • Level 4: „High Driving Automation“ - Hochautomatisierung (Operational Design Domain ODD beschränkt, Fallback: System)
- • Level 5: „Full Automation“ - Vollautomatisierung
- • Level 2: "Partial Driving Automation" - partial automation
- • Level 3: "Conditional Driving Automation" - conditional automation (fallback: driver)
- • Level 4: "High Driving Automation" - high automation (operational design domain ODD limited, fallback: system)
- • Level 5: "Full Automation" - full automation
Die unterschiedlichen Automatisierungsstufen stellen unterschiedlich hohe Anforderungen an die Fahrzeug-Hardware, wie Sensoren, Steuergeräte, Rechenleistung, Bordnetzredundanz, etc., und in Folge auch an die Fahrzeug-Software.The different levels of automation place different demands on the vehicle hardware, such as sensors, control units, computing power, on-board network redundancy, etc., and consequently also on the vehicle software.
Aufgabe der Erfindungobject of the invention
Mit der Erfindung wird ein Konzept vorgeschlagen bzw. Maßnahmen, die es ermöglichen, dass ein Fahrzeug, welches nicht für autonomes Fahren gemäß Level 3/4/5 ausgerüstet ist,
- • unter gewissen Bedingungen,
- • zumindest temporär,
- • mit Fahrzeug-externer Rechnerunterstützung, beispielsweise aus der „Edge/Cloud“,
- • unter Einhaltung von Sicherheitsvorgaben
- • under certain conditions,
- • at least temporarily,
- • with vehicle-external computer support, for example from the "Edge/Cloud",
- • in compliance with security requirements
Kern und Vorteile der Erfindungessence and advantages of the invention
Dies wird erfindungsgemäß mit Hilfe eines Computer-implementierten Verfahrens erreicht,
- • bei dem die Aktuatorausstattung des Fahrzeugs erfasst wird,
- • bei dem die aktuelle Fahrzeugposition erfasst wird,
- • bei dem ermittelt wird, welche odometrischen Informationen und/oder welche Umgebungsinformationen für das Fahrzeug zur Verfügung stehen,
- • bei dem ermittelt wird, welche Ressourcen für die Berechnung und Ausübung von automatisierten Fahrfunktionen zur Verfügung stehen;
- • bei dem dann ermittelt wird, welche automatisierten Fahrfunktionen auf Basis der Aktuatorausstattung des Fahrzeugs, der zur Verfügung stehenden odometrischen Informationen und/oder Umgebungsinformationen und der zur Verfügung stehenden Ressourcen realisierbar sind, und
- • bei dem die Ressourcen, die für die Berechnung und Ausübung mindestens einer realisierbaren automatisierten Fahrfunktion erforderlich sind, zumindest für eine definierte Zeitdauer bereitgestellt werden.
- • in which the actuator equipment of the vehicle is recorded,
- • in which the current vehicle position is recorded,
- • in which it is determined which odometric information and/or which environmental information is available for the vehicle,
- • in which it is determined which resources are available for the calculation and execution of automated driving functions;
- • in which it is then determined which automated driving functions can be implemented on the basis of the vehicle's actuator equipment, the available odometric information and/or environmental information and the available resources, and
- • in which the resources required for the calculation and execution of at least one realizable automated driving function are made available at least for a defined period of time.
Das der Erfindung zugrunde liegende Konzept betrachtet das Fahrzeug nicht mehr als funktional abgeschlossene Einheit, die ausschließlich die fahrzeugeigene Sensorik zur Perzeption und die fahrzeugeigene Rechenleistung zur Trajektorieplanung und Steuerung der Aktorik nutzt, um Fahraufgaben in einer gegebenen Verkehrssituation zu bewältigen. Stattdessen wird das Fahrzeug erfindungsgemäß als Teil eines vernetzten Gesamtsystems betrachtet. Dieser Paradigmenwechsel hat sowohl Auswirkungen auf die Perzeption als auch auf die Datenverarbeitung zur Trajektorieplanung und Fahrzeugsteuerung. So wird die fahrzeugeigene Sensorik hier nicht nur zu eigenen Zwecken genutzt. Vielmehr werden die erfassten odometrischen Informationen und/oder Umgebungsinformationen auch anderen Verkehrsteilnehmern zur Verfügung gestellt. Dementsprechend kann das Fahrzeug selbst auch auf fahrzeugfremde Informationsquellen des vernetzten Gesamtsystems zugreifen, um seine Informationen über die Verkehrssituation zu vervollständigen. Genauso verhält es sich mit der Rechenleistung. Wenn die fahrzeugeigene Rechenleistung für die Bewältigung einer bestimmten Fahraufgabe nicht ausreicht, kann das Fahrzeug auch externe Ressourcen nutzen, sofern diese im Bedarfsfall zur Verfügung stehen.The concept on which the invention is based no longer regards the vehicle as a functionally self-contained unit that only uses the vehicle's own sensors for perception and the vehicle's own computing power for trajectory planning and control of the actuators in order to manage driving tasks in a given traffic situation. Instead, the vehicle is considered according to the invention as part of a networked overall system. This paradigm shift affects both perception and data processing for trajectory planning and vehicle control. The vehicle's own sensors are not only used for their own purposes. Rather, the recorded odometric information and/or environmental information is also made available to other road users. Accordingly, the vehicle itself can also access information sources from the networked overall system that are external to the vehicle in order to complete its information about the traffic situation gen. The same applies to computing power. If the vehicle's own computing power is not sufficient to handle a specific driving task, the vehicle can also use external resources if they are available when needed.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass die Verfügbarkeit von fahrzeugfremden Perzeptionsmitteln, von ausgelagerter Rechenkapazität und von Kommunikationskanälen für die erforderliche Datenübertragung innerhalb des Gesamtsystems stark von der Auslastung des Gesamtsystems abhängig ist, d.h. davon, wie viele Verkehrsteilnehmer in einer räumlichen Umgebung Perzeptionsdaten beisteuern und Rechenleistung sowie Übertragungskapazität in Anspruch nehmen. Des Weiteren ist erkannt worden, dass dementsprechend auch in der Regel nicht überall und jederzeit der volle Umfang von automatisierten Fahrfunktionen für alle Fahrzeuge, unabhängig von deren fahrzeugeigener Ausstattung, realisiert werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren adressiert dieses Problem, indem es die jeweils zur Verfügung stehenden fahrzeugeigenen und fahrzeugfremden Informationsquellen und Ressourcen ermittelt und die damit realisierbaren automatisierten Fahrfunktionen identifiziert. Durch Reservierung von entsprechenden Ressourcen wird dem individuellen Fahrzeug dann die Möglichkeit geboten, eine oder auch mehrere dieser automatisierten Fahrfunktionen zu nutzen.According to the invention, it has been recognized that the availability of vehicle-external means of perception, outsourced computing capacity and communication channels for the required data transmission within the overall system is heavily dependent on the utilization of the overall system, i.e. on how many road users in a spatial environment contribute perception data and computing power and transmission capacity claim. Furthermore, it has been recognized that, accordingly, the full scope of automated driving functions for all vehicles, regardless of their on-board equipment, cannot generally be implemented everywhere and at all times. The method according to the present invention addresses this problem by determining the information sources and resources available on the vehicle and external to the vehicle and identifying the automated driving functions that can be implemented with them. By reserving corresponding resources, the individual vehicle is then given the opportunity to use one or more of these automated driving functions.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt von einer übergeordneten Instanz durchgeführt, die dem Fahrzeug dann ein oder auch mehrere Support-Angebote machen kann, je nachdem wie viele automatisierte Fahrfunktionen in der jeweiligen Situation realisierbar sind. Genauso kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch parallel von mehreren übergeordneten Instanzen genutzt werden. Denkbar wäre beispielsweise, dass jede dieser übergeordneten Instanzen den Zugriff auf ein eigenes Set von Fahrzeug-fremden Informationsquellen und Ressourcen verwaltet und dementsprechend auch jede dieser übergeordneten Instanzen individuelle Support-Angebote für das Fahrzeug generiert. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert also die technische Voraussetzung für eine Vermarktung von automatisierten Fahrfunktionen durch einen oder auch mehrere konkurrierende Anbieter, was als „Driving as a Service“ (DaaS) bezeichnet wird.The method according to the invention is preferably carried out by a higher-level entity, which can then make one or more support offers to the vehicle, depending on how many automated driving functions can be implemented in the respective situation. However, the method according to the invention can also be used in parallel by a number of higher-level entities. It would be conceivable, for example, for each of these higher-level entities to manage access to its own set of non-vehicle information sources and resources, and accordingly each of these higher-level entities also to generate individual support offers for the vehicle. The method according to the invention therefore provides the technical prerequisite for marketing automated driving functions by one or more competing providers, which is referred to as "Driving as a Service" (DaaS).
Jedenfalls stellt das erfindungsgemäße Verfahren sicher, dass die technischen Erfordernisse für die Realisierung einer automatisierten Fahrfunktion erfüllt sind und berücksichtigt dabei, dass ein Großteil der für automatisierte Fahrfunktionen erforderlichen anspruchsvollen Aufgaben, wie Umwelt-Wahrnehmung und -Interpretation sowie Trajektorie-Planung, ausgelagert werden kann, so dass das Fahrzeug nicht mit der vollumfänglichen Hardware- und/oder Software-Technologie für Level 3/4/5 Fahren ausgerüstet sein muss. Selbst Notfall-Manöver zur Einnahme eines sicheren Zustands im Fehlerfall können ausgelagert werden, so dass der Fahrer nicht wie bei Level 3 als Rückfall-Sicherung bereitstehen muss. Damit liefert das erfindungsgemäße Verfahren die technische Voraussetzung dafür, dass auch Fahrzeugen ohne volle Level 3/4/5-Technologie temporäres „autonomes Fahren“ angeboten werden kann, z.B. für die „langweilige“ Fahrt abends von der Arbeit nach Hause.In any case, the method according to the invention ensures that the technical requirements for the implementation of an automated driving function are met and takes into account that a large part of the demanding tasks required for automated driving functions, such as environmental perception and interpretation as well as trajectory planning, can be outsourced. so that the vehicle does not have to be equipped with the full hardware and/or software technology for
Voraussetzung für die Realisierung des erfindungsgemäßen Konzepts zum Bereitstellen einer automatisierten Fahrfunktion ist, dass das Fahrzeug über eine bidirektionale Schnittstelle in das vernetzte Gesamtsystem eingebunden ist. Über eine derartige Schnittstelle kann das Fahrzeug mit einer übergeordneten Instanz kommunizieren. Es kann Informationen über die aktuell realisierbaren automatisierten Fahrfunktionen und Support für deren Realisierung anfordern. Als vorteilhaft erweist es sich, wenn das Fahrzeug der übergeordneten Instanz bei dieser Gelegenheit auch fahrzeugspezifische Informationen zur Verfügung stellt, wie z.B. Informationen über die fahrzeugeigene ansteuerbare Aktorik, die für die Realisierung von automatisierten Fahrfunktionen genutzt werden kann, und Informationen über die aktuelle Fahrzeugposition und Navigationsinformationen, wie die aktuell geplante Fahrstrecke und ggf. auch alternative Fahrstrecken. Des Weiteren können die vom Fahrzeug erfassten Sensordaten über eine solche bidirektionale Schnittstelle in das Gesamtsystem eingespeist werden und so auch anderen Verkehrsteilnehmern zur Verfügung gestellt werden.A prerequisite for the realization of the concept according to the invention for providing an automated driving function is that the vehicle is integrated into the networked overall system via a bidirectional interface. The vehicle can communicate with a higher-level entity via such an interface. It can request information about the automated driving functions that can currently be implemented and support for their implementation. It proves advantageous if the vehicle also makes vehicle-specific information available to the higher-level entity on this occasion, such as information about the vehicle's own controllable actuators, which can be used to implement automated driving functions, and information about the current vehicle position and navigation information , such as the currently planned route and, if necessary, alternative routes. Furthermore, the sensor data recorded by the vehicle can be fed into the overall system via such a bidirectional interface and thus also made available to other road users.
Umgekehrt kann das Fahrzeug über die bidirektionale Schnittstelle von extern gesteuert werden, wenn eine automatisierte Fahrfunktion realisiert werden soll, die über den Funktionsumfang des Fahrzeugs hinausgeht. Dazu sollte die bidirektionale Schnittstelle adaptiv sein und Eingriffe unterschiedlicher Art ermöglichen, wie die Steuerung durch einen zentralen oder lokalen menschlichen Tele-Operator oder durch ein sogenanntes „AD-Kit“ bzw. Highly Automated Driving (HAD)-System in der Edge bzw. Cloud, z.B. auf Basis eines digitalen Zwillings des Fahrzeugs.Conversely, the vehicle can be controlled externally via the bidirectional interface if an automated driving function is to be implemented that goes beyond the functional scope of the vehicle. For this purpose, the bidirectional interface should be adaptive and enable different types of intervention, such as control by a central or local human tele-operator or by a so-called “AD kit” or Highly Automated Driving (HAD) system in the edge or cloud , e.g. based on a digital twin of the vehicle.
Wie bereits erwähnt, ist die Realisierbarkeit von automatisierten Fahrfunktionen für ein Fahrzeug nicht nur abhängig von dessen individueller Hardware- und Software-Ausstattung, sondern auch von der aktuellen Position des Fahrzeugs bzw. dessen geplanter Fahrstrecke. Die Freigabe einer automatisierten Fahrfunktion und damit eine externe Steuerung erfolgt nur, wenn entlang der Fahrstrecke die Sicherheit einer externen Steuerung gewährleistet ist, d.h. wenn diese sicher und ohne Fahrerintervention durchführbar ist. Dazu wird eine Kompatibilitätsprüfung von Fahrstrecke und Fahrzeug unter den aktuell gegebenen Bedingungen durchgeführt, die folgende Aspekte umfasst:
- - Abdeckung der Fahrstrecke mit fahrzeugfremden Perzeptionsmitteln zur Umfeldwahrnehmung - die Umfeldwahrnehmung sollte auf der gesamten Fahrstrecke möglichst mehrfach redundant sein;
- - Verfügbarkeit einer Kommunikationsverbindung in die Edge/Cloud entlang der gesamten Fahrstrecke zur Sicherstellung der erforderlichen Datenübertragung;
- - Fahrzeugkonfiguration im Hinblick auf ansteuerbare Aktorik, fahrzeugeigene Sensorik, Hardware- und Softwarekonfiguration für Planungszwecke, z.B. mittels Fahrzeug-Identifizierungsnummer (VIN);
- - Und ggf. auch zusätzliche Sicherheitsaspekte, wie
- ◯ Wetterbedingungen und deren Einfluss auf die Perzeption über den voraussichtlichen Zeitraum der Steuerung,
- ◯ astronomischen Daten, z.B. Sonnenstand, über den voraussichtlichen Zeitraum der Steuerung,
- ◯ Berücksichtigung von möglichen Sensor- bzw. Informationsausfällen und verfügbaren Mitigationsmaßnahmen.
- - Coverage of the route with non-vehicle means of perception for the perception of the environment - the perception of the environment should be redundant as many times as possible over the entire route;
- - Availability of a communication connection to the edge/cloud along the entire route to ensure the required data transmission;
- - Vehicle configuration with regard to controllable actuators, on-board sensors, hardware and software configuration for planning purposes, eg using vehicle identification number (VIN);
- - And possibly also additional security aspects, such as
- ◯ weather conditions and their influence on perception over the expected period of control,
- ◯ astronomical data, e.g. position of the sun, over the probable control period,
- ◯ Consideration of possible sensor or information failures and available mitigation measures.
Alternativ bzw. ergänzend zur voranstehend skizzierten Kompatibilitätsprüfung könnten einzelne Strecken auch für spezifische Fahrzeugkonfigurationen zertifiziert werden, beispielsweise nach Validierung mit einem entsprechenden Test-Fahrzeug.As an alternative or in addition to the compatibility test outlined above, individual routes could also be certified for specific vehicle configurations, for example after validation with a corresponding test vehicle.
Im Rahmen der Kompatibilitätsprüfung wird also geprüft, welche odometrischen Informationen und/oder welche Umgebungsinformationen für das Fahrzeug an der aktuellen Fahrzeugposition und im Bereich der geplanten Fahrstrecke zur Verfügung stehen. Dabei werden vorteilhafterweise folgende Informationsquellen berücksichtigt:
- - Fahrzeugeigene Sensorik,
- - Sensorik weiterer Verkehrsteilnehmer,
- - Stationäre Infrastruktursensorik, insbesondere Video-Kameras, IR-Kameras, Radarsensoren, Lidar-Sensoren, Ultraschallsensoren Fahrbahnbelegungssensoren,
- - Mobile Infrastruktursensorik, insbesondere Drohnen zur Verkehrsüberwachung,
- - Unterhaltungselektronikgeräte in der Fahrzeugumgebung, insbesondere Mobiltelefone, Datenbrillen, Security-Kameras.
- - vehicle sensors,
- - sensors of other road users,
- - Stationary infrastructure sensors, in particular video cameras, IR cameras, radar sensors, lidar sensors, ultrasonic sensors, lane occupancy sensors,
- - Mobile infrastructure sensors, especially drones for traffic monitoring,
- - Consumer electronics devices in the vehicle environment, in particular mobile phones, data glasses, security cameras.
Grundlage für eine Steuerung von extern ist das Vorliegen eines ausreichend sicheren Umfeldmodells, das entweder von einem Tele-Operator oder von einer HAD-Steuerung in der Edge/Cloud genutzt wird. Für den Fall, dass im Fahrzeug zwar ausreichend Sensorik, beispielsweise Kameras, verbaut sind, jedoch die komplexe Umfeldmodellierung und Planung aufgrund fehlender Ressourcen nicht fahrzeugintern durchgeführt werden kann, könnten diese Aufgaben rein auf Basis der Fahrzeug-Sensordaten einem menschlichen Tele-Operator oder einer „Edge/Cloud“ übertragen werden. Hierfür müsste dann allerdings eine ausreichende Bandbreite aus dem Fahrzeug und niedrige Latenz der Drahtloskommunikation gewährleistet sein. Sollte die Fahrzeug-Sensorik keine ausreichenden odometrischen und/oder Umgebungsinformationen liefern, so kann das Umfeldmodell in Echtzeit aus verschiedensten Informationsquellen innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs aggregiert werden. Basis hierfür könnte ein sogenanntes „Spatial Web“ sein, in dem alle umfeldbezogenen Bestimmungsgrößen gesammelt, aufbereitet, plausibilisiert, mit Sicherheitsgarantien bezüglich Sicherheits-Integrität, Korrektheit, Zeitlichkeit, Genauigkeit, Vertrauenswürdigkeit, etc. versehen und dann ggf. zusammen mit Karteninformationen veröffentlicht werden. Dies wird auch als „Knowledge-based distributed perception“ bezeichnet. Zur Berechnung der Sicherheitsgarantien müssen diese Informationsquellen u.U. Metadaten bereitstellen, z.B.
- - Sicherheitsintegrität der Daten (z.B. ISO 26262, IEC 61508)
- - Konfidenz der Information
- - Zeitstempel, z.B. globale Zeit
- - Vertrauenswürdigkeit der Information
- - Bedingungen, unter denen diese Informationen ermittelt wurden und die u.U. einen Einfluss auf die Konfidenz/Qualität haben, wie z.B. Wetter, Ressourcenknappheit.
- - Security integrity of the data (e.g. ISO 26262, IEC 61508)
- - Confidence of information
- - Time stamp, eg global time
- - Reliability of the information
- - Conditions under which this information was obtained and which may have an impact on the confidence/quality, such as weather, scarcity of resources.
Die Fusion der Informationen und die Bestimmung der Sicherheitsgarantien muss dann unter Berücksichtigung dieser Metadaten und Einschränkungen erfolgen. Bei dieser zentralen Fusion können weitaus mehr Informationen als nur Sensordaten berücksichtigt werden, nämlich auch tieferes Wissen, wie z.B. detailliertere und aktuellere Bewegungsmodelle. Außerdem können höhere Rechenkapazitäten, z.B. für rechenintensive Algorithmen wie Deep Learning oder Partikelfilter, genutzt werden, so dass insgesamt eine hohe Qualität des Umfeldmodells für Wahrnehmung und Prädiktion erreicht wird.The merging of the information and the determination of the security guarantees must then be done taking into account these metadata and constraints. With this central fusion, far more information than just sensor data can be taken into account, namely also deeper knowledge, such as more detailed and up-to-date movement models. In addition, higher computing capacities, e.g. for computationally intensive algorithms such as deep learning or particle filters, can be used, so that overall a high quality of the environment model for perception and prediction is achieved.
Das durch „Knowledge-based distributed perception“ generierte Umfeldmodell kann sowohl von einem menschlichen Tele-Operator als auch von einer Edge/Cloud HAD-Steuerung als Basis für die Planung genutzt werden.The environment model generated by "knowledge-based distributed perception" can be used by a human tele-operator as well as by an Edge/Cloud HAD controller as a basis for planning.
Für einen Tele-Operator könnte das Umfeldmodell visualisiert werden, im einfachsten Falle über Monitore. Alternativ könnte man dazu auch eine „Augmented Reality“-Brille verwenden, idealerweise mit 360°-Sicht und Visualisierung von Zusatzinformationen, wie z.B. Bewegungsvektoren anderer Fahrzeuge, Markierung gefährlicher Objekte etc.. Zur Planung bzw. Steuerung könnte der Tele-Operator dann ein Human Machine Interface (HMI), wie z.B. eine Kombination aus Lenkrad und Pedalen oder auch ein Touch-Screen verwenden.The environment model could be visualized for a tele-operator, in the simplest case via monitors. Alternatively, one could also use "augmented reality" glasses, ideally with a 360° view and visualization of additional information, such as movement vectors of other vehicles, marking of dangerous objects, etc.. For planning or control, the tele-operator could then be a human Machine Interface (HMI), such as a combination of steering wheel and pedals or a touch screen.
Erfolgt die Planung automatisch mit Hilfe einer Edge/Cloud-HAD-Steuerung, so liefert das Umfeldmodell die Eingangsdaten für den Planer in Form einer multidimensionalen Datenstruktur, eines „array“/„struct“. Alle erforderlichen Berechnungen werden von der Edge/Cloud-HAD-Steuerung außerhalb des Fahrzeugs vorgenommen. Je nach Fahrzeugkonfiguration bzw. aktuell vorliegenden Latenzen kann die externe Steuerung erfolgen über:
- - Eingriffe in die Perzeption bzw. das interne Umfeldmodells des Fahrzeugs und/oder
- - Eingriffe in die interne Verhaltens- und Bewegungsplanung des Fahrzeugs und/oder
- - Direkte Eingriffe in die Aktuatorik des Fahrzeugs, z.B. über eine Schnittstelle zum Fahrzeugführungsrechner.
- - Interventions in the perception or the internal environment model of the vehicle and/or
- - interventions in the internal behavior and movement planning of the vehicle and/or
- - Direct intervention in the vehicle's actuators, eg via an interface to the vehicle control computer.
Hierbei muss die Verfügbarkeit, Verlässlichkeit, Sicherheit und Security der Steuerungseingriffe gewährleistet sein und im Fehlerfall eine sichere Notfallreaktion zur Verfügung stehen, z.B. ein sicherer Stopp oder das Abfahren einer sicheren Notfalltrajektorie.The availability, reliability, safety and security of the control interventions must be guaranteed and a safe emergency reaction must be available in the event of a fault, e.g. a safe stop or a safe emergency trajectory.
Vorteilhafterweise ist das Fahrzeug mit einem HMI ausgestattet, über das dem Fahrer Informationen über die Realisierbarkeit mindestens einer automatisierten Fahrfunktion für mindestens eine geplante und/oder alternative Fahrstrecke zur Verfügung gestellt werden. Dem Fahrer können so nach erfolgter Kompatibilitätsprüfung beispielsweise Routen bzw. Zonen der aktuellen Verfügbarkeit von automatisierten Fahrfunktionen auf einer Karte angezeigt werden, zusammen mit sogenannten Entry Points. Damit werden Zonen bezeichnet, in denen die Übergabe an die externe Steuerung freigegeben ist.The vehicle is advantageously equipped with an HMI, via which the driver is provided with information about the feasibility of at least one automated driving function for at least one planned and/or alternative route. After the compatibility check has been carried out, routes or zones of the current availability of automated driving functions, for example, can be displayed to the driver on a map, together with so-called entry points. This designates zones in which the transfer to the external control is enabled.
Über ein entsprechendes Anforderungssignal kann der Fahrer dann einfach eines dieser Angebote auswählen. Damit werden dann die erforderlichen Ressourcen bereitgestellt und die Ausführung der ausgewählten automatisierten Fahrfunktion ausgelöst.The driver can then simply select one of these offers via a corresponding request signal. The required resources are then made available and the execution of the selected automated driving function is triggered.
Die Übergabe zwischen dem manuellen Fahrbetrieb und einem automatisierten Fahrbetrieb an einem Entry Point muss gewissen Sicherheitsanforderungen genügen. Dazu kann beispielsweise vorgesehen werden, dass der Fahrer sein Anforderungssignal, also die Übergabe der Fahrzeugkontrolle an eine externe Steuerinstanz, mehrfach durch weitere Aktionen bestätigt. Erst danach erfolgt die Übergabe der Kontrolle, und zwar entweder direkt oder nach einer Synchronisierungsphase, wofür ein eigener Regler erforderlich ist.The handover between manual driving and automated driving at an entry point must meet certain safety requirements. For this purpose, it can be provided, for example, that the driver repeatedly confirms his request signal, ie the transfer of control of the vehicle to an external control entity, through further actions. Only then is control handed over, either directly or after a synchronization phase, for which a separate controller is required.
Das voranstehend erwähnte HMI wird vorteilhafterweise außerdem dazu verwendet, den aktuellen Fahrzustand anzuzeigen, also ob eine automatisierte Fahrfunktion aktiv ist, und falls ja, um welche automatisierte Fahrfunktion es sich handelt.The above-mentioned HMI is advantageously also used to display the current driving status, ie whether an automated driving function is active and, if so, which automated driving function it is.
Grundsätzlich gibt es unterschiedliche Kriterien dafür, wann die Ausführung einer automatisierten Fahrfunktion beendet werden sollte und auch, wie dann die Übergabe der Fahrkontrolle an den Fahrer erfolgen sollte. Der Fahrer könnte die Übergabe beispielsweise durch ein Stoppsignal initiieren, das an die externe Kontrollinstanz übermittelt wird. Die Ausführung einer automatisierten Fahrfunktion kann aber auch automatisch beendet werden, sobald die zur Verfügung stehenden odometrischen Informationen und/oder die zur Verfügung stehenden Umgebungsinformationen und/oder die zur Verfügung stehenden Ressourcen nicht mehr ausreichen, um diese automatisierte Fahrfunktion auszuführen. Das Fahrzeug könnte in diesem Fall automatisch in einen manuellen Fahrbetrieb überführt werden oder in eine andere automatische Fahrfunktion, für deren Realisierung die zur Verfügung stehenden odometrischen Informationen und/oder die zur Verfügung stehenden Umgebungsinformationen und/oder die zur Verfügung stehenden Ressourcen ausreichen.Basically, there are different criteria for when the execution of an automated driving function should be terminated and also how driving control should then be handed over to the driver. The driver could initiate the handover, for example, with a stop signal that is transmitted to the external control authority. However, the execution of an automated driving function can also be terminated automatically as soon as the available odometric information and/or the available environmental information and/or the available resources are no longer sufficient to execute this automated driving function. In this case, the vehicle could be automatically switched to manual driving mode or to another automatic driving function, for which the available odometric information and/or the available environmental information and/or the available resources are sufficient.
Vorteilhafterweise erfolgt die Übergabe der Fahrzeugkontrolle an den Fahrer nach Durchlaufen einer Abbruch-Prozedur und/oder an einem sogenannten Exit Point. Dabei handelt es sich um Zonen, in denen aufgrund der Kompatibilitätsprüfung eine externe Fahrzeugsteuerung beendet werden muss. Im Rahmen dieser Abbruch-Prozedur kann beispielsweise mit Hilfe eines Driver Monitoring Systems geprüft werden, ob der Fahrer bereits hinreichend aufmerksam ist, um die Fahrzeugkontrolle zu übernehmen. Die Abbruch-Prozedur könnte auch vorsehen, dass das Fahrzeug zunächst zu einem sicheren Halt gebracht werden muss, bevor der Fahrer die Fahrzeugkontrolle wieder übernehmen kann.Advantageously, the vehicle control is handed over to the driver after going through an abort procedure and/or at a so-called exit point. These are zones in which an external vehicle control must be terminated due to the compatibility check. As part of this termination procedure, a driver monitoring system can be used, for example, to check whether the driver is already sufficiently alert to take over control of the vehicle. The abort procedure could also provide that the vehicle must first be brought to a safe stop before the driver can take control of the vehicle again.
Wie bereits erwähnt, wird im Rahmen der Kompatibilitätsprüfung u.a. die Verfügbarkeit einer Kommunikationsverbindung in die Edge/Cloud entlang der gesamten Fahrstrecke geprüft, um die erforderliche Datenübertragung sicherzustellen. Diese Prüfung umfasst beispielsweise die Identifizierung von geographischen Bereichen reduzierter Verfügbarkeit und die Ermittlung von Redundanzen, die sich aus der Fahrzeugausstattung in Kombination mit der Infrastruktur ergeben. Neben der Verfügbarkeit der Kommunikationsverbindung sollte auch immer die Sicherheit der Drahtlosverbindung gewährleistet sein.As already mentioned, the availability of a Communication connection to the edge/cloud checked along the entire route to ensure the required data transmission. This check includes, for example, the identification of geographical areas of reduced availability and the determination of redundancies resulting from the vehicle equipment in combination with the infrastructure. In addition to the availability of the communication link, the security of the wireless connection should always be guaranteed.
Zur Vereinfachung des erfindungsgemäßen Verfahrens könnte die Kompatibilitätsprüfung und damit auch das Angebot von automatisierten Fahrfunktionen auf vorab definierte Fahrsituationen beschränkt werden bzw. können kompliziertere Fahrsituationen von vorneherein ausgeschlossen werden. So könnte die Freigabe beispielsweise beschränkt werden auf „einfachen“ ODDs, wie Strecken ohne Fußgänger oder Fahrradfahrer, Strecken ohne Gegenverkehr bei physikalisch getrennten Fahrspuren, Strecken ohne schlecht einsehbare Bereiche, etc..To simplify the method according to the invention, the compatibility check and thus also the offer of automated driving functions could be limited to previously defined driving situations, or more complicated driving situations could be excluded from the outset. For example, the release could be limited to "simple" ODDs, such as routes without pedestrians or cyclists, routes without oncoming traffic with physically separated lanes, routes without poorly visible areas, etc..
Des Weiteren könnte die Fahrzeugfunktionalität im automatisierten Fahrbetrieb eingeschränkt werden, beispielsweise durch Limitierung der Fahrzeug-Manöver, wie Ausschluss von Überholmanövern, und/oder „konservatives“ Fahrverhalten, etc..Furthermore, the vehicle functionality could be limited in automated driving, for example by limiting the vehicle maneuvers, such as excluding overtaking maneuvers, and/or "conservative" driving behavior, etc..
Die externe Steuerung des Fahrzeugs könnte zusätzlich überwacht werden, und zwar zentral in der Cloud, lokal in der Edge und/oder intern im Fahrzeug. Hier könnten dann auch Fehlerreaktionen initiiert werden, wie Minimum Risk Manöver. Außerdem könnten hier auch kontinuierliche Berechnungen von Notfall-Manövern, wie z.B. Abbremsen in den Stillstand, Stopp in der Fahrspur, Fahren auf den Seitenstreifen, vorgenommen werden. Deren Umsetzung erfolgt dann im Bedarfsfall mittels der Aktorik des Fahrzeugs. Diese kann durch den Tele-Operator, z.B. nach Einblendung in ein Display angesteuert werden, oder zentral durch die Cloud oder lokal durch die Edge oder auch durch den fahrzeuginternen Fahrzeugführungsrechner.The vehicle's external controls could also be monitored, namely centrally in the cloud, locally in the edge and/or internally in the vehicle. Error reactions could then also be initiated here, such as minimum risk maneuvers. In addition, continuous calculations of emergency maneuvers, such as braking to a standstill, stopping in the lane, driving on the hard shoulder, could also be carried out here. If necessary, they are implemented using the vehicle's actuators. This can be controlled by the tele-operator, e.g. after being shown on a display, or centrally by the cloud or locally by the edge or by the vehicle's internal vehicle management computer.
Figurenlistecharacter list
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert.
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1 veranschaulicht die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Computer-implementierten Systems zum Bereitstellen mindestens einer automatisierten Fahrfunktion fürein Fahrzeug 1. -
2 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Computer-implementierten Verfahrens zum Bereitstellen mindestens einer automatisierten Fahrfunktion fürein Fahrzeug 1.
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1 illustrates the functioning of a computer-implemented system according to the invention for providing at least one automated driving function for avehicle 1. -
2 shows a flowchart of an embodiment of the computer-implemented method according to the invention for providing at least one automated driving function for avehicle 1.
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Voraussetzung für die Umsetzung des erfindungsgemäßen Konzepts zum Bereitstellen von automatisierten Fahrfunktionen, die über den eigentlichen Funktionsumfang des Fahrzeugs 1 hinausgehen, ist eine übergeordnete Instanz in einer Cloud 3, die im Folgenden auch als „Driving as a Service“ (DaaS)-Manager bezeichnet wird. Über eine bidirektionale Schnittstelle 2 kann das Fahrzeug 1 mit der Cloud 3 bzw. dem DaaS-Manager kommunizieren. So kann das Fahrzeug 1 Informationen und Support vom DaaS-Manager anfordern. Umgekehrt kann das Fahrzeug 1 auch Informationen bereitstellen bzw. in die Cloud 3 liefern. Von besonderem Interesse für den DaaS-Manager sind hier Informationen über die Fahrzeugausstattung, wie z.B. der Umfang der fahrzeugeigenen Sensorik, Rechenleistung und Aktorik, aber auch Informationen über die aktuelle Fahrzeugposition und Navigationsinformationen, wie z.B. die aktuell geplante Fahrstrecke und ggf. auch alternative Fahrstrecken. Des Weiteren können die vom Fahrzeug 1 erfassten Sensordaten über die bidirektionale Schnittstelle 2 in die Cloud 3 eingespeist werden und so auch anderen, hier nicht dargestellten Verkehrsteilnehmern zur Verfügung gestellt werden. Vorteilhafterweise ist die bidirektionale Schnittstelle 2 standardisiert, so dass die hier beschriebene Cloud-basierte Infrastruktur von unterschiedlichsten Fahrzeugmodellen genutzt werden kann. Außerdem sollte die Schnittstelle 2 adaptiv sein, um unterschiedlichen Realisierungen des DaaS-Managers Steuereingriffe auf das Fahrzeug 1 zu ermöglichen.A prerequisite for implementing the concept according to the invention for providing automated driving functions that go beyond the actual scope of functions of the
Die Cloud 3 sammelt Perzeptionsdaten von unterschiedlichsten räumlich verteilten Informationsquellen 4 und stellt die gesammelten Perzeptionsdaten mehreren räumlich verteilten Nutzern, wie z.B. dem Fahrzeug 1, zur Verfügung, was durch die Doppelpfeile 5 und Pfeil 22 angedeutet ist. Bei den Informationsquellen 4 kann es sich beispielsweise um die Sensorik weiterer Verkehrsteilnehmer handeln oder auch um stationäre Infrastruktursensorik, wie beispielsweise Video-Kameras, IR-Kameras, Radarsensoren, Lidar-Sensoren, Ultraschallsensoren und Fahrbahnbelegungssensoren. Denkbar sind auch Informationsquellen in Form von mobiler Infrastruktursensorik, wie beispielsweise Drohnen zur Verkehrsüberwachung, und in Form von Unterhaltungselektronikgeräte in der Fahrzeugumgebung, wie Mobiltelefone, Datenbrillen und Security-Kameras. Diese Informationsquellen 4 können ihre Sensordaten dann entweder direkt in die Cloud 3 stellen oder in einer lokalen Edge 41 sammeln, die der Cloud 3 die lokal gesammelten Perzeptionsdaten zur Verfügung stellt. In
Neben Speicherkapazität verfügt die Cloud 3 auch über Rechenkapazität zum Verarbeiten der Perzeptionsdaten, insbesondere zum Erstellen eines verlässlichen Umfeldmodells und zum Berechnen von möglichen Fahrzeugtrajektorien. Diese Rechenkapazität kann dem Fahrzeug 1 bei Bedarf bzw. auf Anforderung zur Verfügung gestellt werden, um so automatisierte Fahrfunktionen nutzen zu können, die über den eigenen Funktionsumfang hinausgehen.In addition to storage capacity, the
Zunächst prüft der DaaS-Manager, welche automatisierten Fahrfunktionen für das Fahrzeug 1 in einer gegebenen Situation überhaupt realisierbar sind. Dazu ermittelt der DaaS-Manager auf Basis der aktuellen Fahrzeugposition und ggf. einer Routenplanung, welche odometrischen Informationen und/oder welche Umgebungsinformationen für das Fahrzeug 1 entlang der geplanten Fahrstrecke zur Verfügung stehen. Dabei werden sowohl die fahrzeugeigene Sensorik als auch die fahrzeugfremden Informationsquellen 4 berücksichtigt sowie deren Konfidenz, Integrität und Datensicherheit. Außerdem ermittelt der DaaS-Manager, welche fahrzeugeigenen und fahrzeugfremden Ressourcen für die Berechnung und Ausübung von automatisierten Fahrfunktionen zur Verfügung stehen, wobei nicht nur die Rechenkapazität sondern auch die Verfügbarkeit von Übertragungskanälen und Latenzeffekte entlang der geplanten Strecke berücksichtigt werden. Schließlich muss der DaaS-Manager noch die Aktuatorausstattung des Fahrzeugs 1 berücksichtigen, um zu ermitteln, welche automatisierten Fahrfunktionen dem Fahrzeug 1 in der aktuellen Situation angeboten werden können. Erfindungsgemäß stellt der DaaS-Manager dann zumindest für eine definierte Zeitdauer die Ressourcen, die für die Berechnung und Ausübung mindestens einer realisierbaren automatisierten Fahrfunktion erforderlich sind, bereit.First, the DaaS manager checks which automated driving functions can be implemented at all for the
Um nämlich eine sichere Navigation entlang einer bestimmten Fahrstrecke zu gewährleisten, muss die externe Infrastruktur zusammen mit der fahrzeugeigenen Hardware und Software eine ausreichende Menge von ausreichend zuverlässigen Umgebungs- und Zustandsdaten bereitstellen sowie Ressourcen, die zur Berechnung eines digitalen Zwillings, eines Umfeldmodells und zur Trajektorieplanung ausreichen. Aufgabe des DaaS-Managers ist es, abhängig von den prognostizierten Bedingungen entlang der Fahrstrecke zu bestimmen, welche Daten und welche Ressourcen für das Angebot von automatisierten Fahrfunktionen benötigt werden, und diese Ressourcen im Voraus zu reservieren, um sicherzustellen, dass sie verfügbar sind, wenn das Fahrzeug einen bestimmten Punkt erreicht hat. Wenn die Verfügbarkeit ausreichender und ausreichend zuverlässiger Daten und Rechenressourcen für eine bestimmte automatisierte Fahrfunktion nicht gewährleistet werden kann, kann diese nicht vom DaaS Manager angeboten werden, aber u. U. eine automatisierte Fahrfunktion mit einem niedrigeren Automatisierungsgrad. Beispielsweise könnte ein „Level 3 Service“, bei dem der Fahrer innerhalb weniger Sekunden zur Übernahme bereit sein muss, noch realisierbar sein, während ein „Level 4 Service“, bei dem eine externe Steuerung das Fahrzeug ohne Fahrereingriff navigiert, mit den vorhandenen Ressourcen nicht realisierbar ist.In order to ensure safe navigation along a certain route, the external infrastructure, together with the vehicle's hardware and software, must provide a sufficient amount of sufficiently reliable environment and status data as well as resources that are sufficient to calculate a digital twin, an environment model and trajectory planning . The task of the DaaS manager is to determine what data and what resources are needed to offer automated driving functions, depending on the forecast conditions along the driving route, and to reserve these resources in advance to ensure that they are available when the vehicle has reached a certain point. If the availability of sufficient and sufficiently reliable data and computing resources for a specific automated driving function cannot be guaranteed, this cannot be offered by the DaaS Manager, but an automated driving function with a lower degree of automation may be offered. For example, a "
Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden dem Fahrer des Fahrzeugs 1 über die Schnittstelle 2 und ein entsprechendes HMI die realisierbaren automatisierten Fahrfunktionen angeboten. Der Fahrer kann dann eine automatisierte Fahrfunktion auswählen und die Fahrzeugsteuerung für diese Fahrfunktion an den DaaS-Manager übergeben, so dass das Fahrzeug 1 in Folge von extern gesteuert wird. Als HMI kommen fahrzeugeigene HMIs in Frage, wie z.B. ein Infotainment-System, oder auch ein Smartphone mit einer entsprechenden App.In the exemplary embodiment described here, the automated driving functions that can be implemented are offered to the driver of the
Je höher der Automatisierungsgrad der angeforderten automatisierten Fahrfunktion ist, um so umfänglicher ist die Nutzung von fahrzeugfremden Ressourcen sowohl im Hinblick auf Perzeption als auch auf Rechenleistung. Dementsprechend können die angebotenen automatisierten Fahrfunktionen auch unterschiedlich bepreist werden. Der Preis könnte vom Automatisierungsgrad der angebotenen Fahrfunktion, also vom Service-Level abhängen, aber auch von der Ausstattung des anfordernden Fahrzeugs, d.h. davon, wieviel das anfordernde Fahrzeug mit fahrzeugeigener Hardware und Software zum erforderlichen Perzeptions- und Rechenaufwand beisteuert. Außerdem könnte bei der Bepreisung die aktuelle Nachfrage nach automatisierten Fahrfunktionen in einer bestimmten Umgebung berücksichtigt werden, da u.U. nicht immer alle Anfragen mit den in der Cloud 3 vorhandenen Ressourcen befriedigt werden können. So könnten höhere Preise verlangt werden, je mehr Fahrzeuge den vom DaaS-Manager angebotenen Service anfordern. Zudem könnte die Bepreisung vom Schwierigkeitsgrad der Fahrstrecke abhängen, da auf schwierigeren Routen in der Regel ein erhöhter Perzeptions- und Rechenaufwand getrieben werden muss. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden dem Fahrer für alle drei Routen Optionen automatisierte Fahrfunktionen mit unterschiedlicher Bepreisung angeboten. Der Fahrer kann die Bepreisung hier also sowohl in die Wahl der Fahrroute als auch in die Entscheidung, ob und welche automatisierte Fahrfunktion er anfordern möchte, einfließen lassen. Umgekehrt kann die Nutzung einer automatisierten Fahrfunktion auch aus Kostengründen beendet werden oder der Fahrer wechselt aus Kostengründen zu einer günstigeren automatisierten Fahrfunktion. In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, dass es auch mehrere konkurrierende Anbieter für den voranstehend beschriebenen Service geben könnte. Bei mehreren Anbietern könnte der DaaS-Manager den Preis für die Bereitstellung und Reservierung aushandeln. Um einen niedrigeren Gesamtpreis zu erreichen, kann der DaaS Manager dem Kunden auch eine alternative Route vorschlagen.The higher the degree of automation of the requested automated driving function, the more extensive is the use of resources external to the vehicle, both in terms of perception and computing power. Accordingly, the automated driving functions offered can also be priced differently. The price could depend on the degree of automation of the driving function offered, ie the service level, but also on the equipment of the requesting vehicle, ie how much the requesting vehicle contributes to the required perception and computing effort with its own hardware and software. In addition, the current demand for automated driving functions in a specific environment could be taken into account in the pricing, since it may not always be possible to satisfy all requests with the resources available in the
Das DaaS-Geschäftsmodell könnte außerdem ein zentrales „Verhandeln“ von freier/sanfter/unterbrechungsfreier Fahrt vorsehen, z.B. durch Bezahlung von anderen Verkehrsteilnehmern dafür, dass sie einem nur zu eingeschränktem Agieren fähigen L3+-Fahrzeug Platz machen.The DaaS business model could also provide for a central "negotiation" of free/smooth/uninterrupted travel, e.g. by paying other road users to give way to an L3+ vehicle with limited ability to act.
Anhand des Flussdiagramms der
Der Fahrer eines Fahrzeugs, dessen Fahrzeugausstattung lediglich automatisierte Fahrfunktionen gemäß Level 2 der Norm SAE J3016 ermöglicht, möchte automatisierte Fahrfunktionen eines höheren Automatisierungsgrad gemäß Level 3/4/5 nutzen. Dazu setzt der Fahrer in Schritt 21 einen Serviceaufruf ab und fordert damit externen Support von einem Cloud-Service an, mit dem er über eine bidirektionale Schnittstelle und einen DaaS-Manager kommuniziert.The driver of a vehicle whose vehicle equipment only enables automated driving functions according to
Daraufhin bestimmt der DaaS-Manager in Schritt 22 die Ausstattung des Fahrzeugs, und zwar im Hinblick auf die Aktuatorik zur Umsetzung von automatisierten Fahrfunktionen, im Hinblick auf die Sensorik zur Ermittlung von odometrischen Informationen und Umgebungsinformationen und im Hinblick auf die verfügbare Rechenleistung zur Ermittlung eines Umfeldmodells und zur Trajektorieplanung.In
Außerdem bestimmt der DaaS-Manager in Schritt 23 die aktuelle Fahrzeugposition, das Fahrziel und mehrere Routenalternativen.In addition, in
Davon ausgehend bestimmt der DaaS-Manager in Schritt 24 für jede Routenalternative, welche externen Ressourcen zusätzlich erforderlich sind, um automatisierte Fahrfunktionen gemäß Level 3, 4 oder 5 unter Gewährleistung aller Sicherheitserfordernisse realisieren zu können.Based on this, the DaaS manager determines in
Dann bestimmt der DaaS-Manager in Schritt 25 für jede Routenalternative, welche externen Ressourcen für die Berechnung und Ausübung der jeweiligen automatisierten Fahrfunktionen zur Verfügung stehen und welche automatisierten Fahrfunktionen auf Basis der Ausstattung des Fahrzeugs und der zur Verfügung stehenden Ressourcen überhaupt realisierbar sind.Then, in
Danach bestimmt der DaaS-Manager in Schritt 26 für jedes Service-Angebot - Routenalternative mit realisierbarer automatisierter Fahrfunktion - die Kosten für die erforderlichen externen Ressourcen und entsprechende Service-Preise und stellt die jeweils erforderlichen externen Ressourcen zumindest für eine definierte Zeitdauer bereit.In
In Schritt 27 übermittelt der DaaS-Manager diese Service-Angebote zusammen mit den Service-Preisen an das Fahrzeug, wo sie dem Fahrer in Schritt 28 angezeigt werden.In
In Schritt 29 kann der Fahrer dann ein Service-Angebot auswählen, um in Schritt 30 die hierfür erforderlichen externen Ressourcen zu reservieren bzw. verbindlich zu buchen.In
Die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele verdeutlichen, dass das erfindungsgemäße Computer-implementierte Verfahren sowie das erfindungsgemäße System zum Bereitstellen mindestens einer automatisierten Fahrfunktion für ein Fahrzeug die technische Grundlage für ein DaaS-Geschäftsmodell bilden.The exemplary embodiments described above make it clear that the computer-implemented method according to the invention and the system according to the invention for providing at least one automated driving function for a vehicle form the technical basis for a DaaS business model.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102024207183A1 (en) | 2024-07-30 | 2026-02-05 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Computer-implemented vehicle-side method for driver assistance, computer program, control unit for a vehicle, vehicle, computer-implemented server-side method for determining the driving trajectory, server computer program and server device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012016802A1 (en) | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Audi Ag | Method for controlling an autonomous vehicle system and motor vehicle |
| DE102017103132A1 (en) | 2017-02-16 | 2018-08-16 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | A method for reducing latency when accelerating a motor vehicle, driver assistance system and motor vehicle |
| DE102017208504A1 (en) | 2017-05-19 | 2018-11-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Activate a driving function for automated driving |
| DE112017002942T5 (en) | 2016-06-27 | 2019-03-14 | Scania Cv Ab | Method and system for evaluating the operating performance of driver assistance systems associated with a vehicle |
| DE102017217175A1 (en) | 2017-09-27 | 2019-03-28 | Continental Automotive Gmbh | A method for generating a current operating strategy proposal for a motor vehicle |
| DE102019213562A1 (en) | 2019-09-06 | 2021-03-11 | Robert Bosch Gmbh | Method for calculating a function for a vehicle |
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2022
- 2022-02-21 DE DE102022201788.9A patent/DE102022201788A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012016802A1 (en) | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Audi Ag | Method for controlling an autonomous vehicle system and motor vehicle |
| DE112017002942T5 (en) | 2016-06-27 | 2019-03-14 | Scania Cv Ab | Method and system for evaluating the operating performance of driver assistance systems associated with a vehicle |
| DE102017103132A1 (en) | 2017-02-16 | 2018-08-16 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | A method for reducing latency when accelerating a motor vehicle, driver assistance system and motor vehicle |
| DE102017208504A1 (en) | 2017-05-19 | 2018-11-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Activate a driving function for automated driving |
| DE102017217175A1 (en) | 2017-09-27 | 2019-03-28 | Continental Automotive Gmbh | A method for generating a current operating strategy proposal for a motor vehicle |
| DE102019213562A1 (en) | 2019-09-06 | 2021-03-11 | Robert Bosch Gmbh | Method for calculating a function for a vehicle |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102024207183A1 (en) | 2024-07-30 | 2026-02-05 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Computer-implemented vehicle-side method for driver assistance, computer program, control unit for a vehicle, vehicle, computer-implemented server-side method for determining the driving trajectory, server computer program and server device |
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