[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern zumindest teilautomatisierter
Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen
im Straßenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, ein Computer-Programm-Produkt
zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich,
insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 6, eine zentrale Steuerungseinheit zum Steuern zumindest teilautomatisierter
Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen
im Straßenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 10 und ein Steuerungssystem
zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich,
insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr, gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 16.
[0002] Ein Gefahrenbereich im Straßenverkehr ist ein Bereich wo eine Gefährdung gegeben
ist, die definiert wird als die Möglichkeit, dass eine Person, eine Sache, ein Tier,
oder sogar eine natürliche Lebensgrundlage zumindest eines von zeitlich und räumlich
auf eine Gefahrenquelle als potentielle Schadensquelle trifft. Dies ist in der Regel
im Fahrbahnbereich der Fall, weshalb man auch von einem Fahrbahn-Gefahrenbereich spricht.
Ausgehend von diesen Definitionen ist ein typischer wenngleich nicht der einzige Fahrbahn-Gefahrenbereich
im Straßenverkehr der Bereich, wo eine oder mehrere Fahrbahnen sich treffen - die
Fahrbahn-Kreuzung oder kurz die Kreuzung.
[0003] In oder an Kreuzungen kann es unter den Verkehrsteilnehmern, die die Kreuzung zur
selben Zeit befahren wollen, zu Interessenskonflikten kommen. Es besteht also Regelungsbedarf.
Aus diesem Grund sind Kreuzungen derzeit durch Verkehrszeichen, z.B. signalgebende
Zeichen in Gestalt von Ampelanlagen, oder durch Verkehrsregeln geschützt.
[0004] FIGUR 1 zeigt in einem Prinzipschaubild die heutige Situation bei der Regelung eines
Fahrbahnverkehrs, z.B. Straßenverkehrs, in Fahrbahn-Gefahrenbereichen FGB in Gestalt
einer "Doppel-T"-Kreuzung KZ* oder "T"-Kreuzung KZ**. Zu sehen sind in dem Prinzipschaubild
eine Anzahl m motorisierter Fahrzeuge FZ
1...FZ
m mit z.B. m=37, die sich als Verkehrsteilnehmer mit weiteren Verkehrsteilnehmern,
wie Fahrradfahrer und Fußgänger, im Straßenverkehr bewegen und dabei die Fahrbahn-Gefahrenbereiche
bzw. Kreuzungen FGB, KZ*, KZ** passieren müssen. Um den Verkehrsfluss in diesen Fahrbahn-Gefahrenbereichen
bzw. Kreuzungen FGB, KZ*, KZ** zu steuern, gibt es eine Vielzahl von aktueller Verkehrsregelungsmaßnahmen,
wie z.B. die bereits vorstehend erwähnten Ampelanlagen, Verkehrsschilder, Zebrastreifen
für Fußgänger, Überquerungsstreifen für Fußgänger/Fahrradfahrer, etc., von denen in
der FIGUR 1 bis auf die Verkehrsschilder alle dargestellt sind.
[0005] So können an der "Doppel-T"-Kreuzung KZ* alle Verkehrsteilnehmer, die sich in "NORD->SÜD-
oder SÜD->NORD"-Richtung bewegen, die Kreuzung KZ* passieren, weil die Ampelanlagen
für diese Verkehrsteilnehmer das grüne Signalzeichen zeigen, während alle Verkehrsteilnehmer,
die sich in "WEST->OST- oder OST->WEST"-Richtung bewegen, die Kreuzung KZ* nicht passieren
können, also z.B. an bzw. vor der Ampelanlage warten müssen, weil die Ampelanlagen
für diese Verkehrsteilnehmer das rote Signalzeichen zeigen.
[0006] Anders verhält es sich an der "T"-Kreuzung KZ**. Dort sind die Verkehrsteilnehmer,
die sich in "WEST->OST- oder OST->WEST"-Richtung oder in NORD-Richtung bewegen, aufgrund
der Ampelanlagen mit grünem Signalzeichen oder keinem Signalzeichen (gilt für die
Fahrzeuge FZ
35, FZ
36, die in NORD-Richtung unterwegs sind) berechtigt die Kreuzung zu passieren bzw. sich
weiterzubewegen, wohingegen die Verkehrsteilnehmer, die in "SÜD"-Richtung unterwegs
sind, an bzw. vor der Ampelanlage warten müssen, weil die Ampelanlagen für diese Verkehrsteilnehmer
das rote Signalzeichen zeigen.
[0007] Was die Automatisierung der motorisierten Fahrzeuge FZ
1...FZ
37 in dem Prinzipschaubild anbetrifft, die z.B., wie dargestellt, als Personenkraftwagen
und Lastkraftwagen mit unterschiedlichen Fahrzeuglängen und Motorleistungen sowie
als Motorrad im Straßenverkehr unterwegs sind, so bleibt - Stand heute - vor dem Hintergrund
der von der SAE International (ehemals: Society of Automotive Engineers) in der publizierten
Spezifikation SAE J3016 definierten Autonomiestufen für motorisierte Straßenfahrzeuge
mit Steuerungssystemen zum Autonomen Fahren, die in sechs SAE-Stufen (Stufe "0" bis
Stufe "5") von keiner Automatisierung (Stufe "0"), Assistenzunterstützung (Stufe "1"),
Teilautomatisierung (Stufe "2"), Bedingte Automatisierung (Stufe "3"), Hochautomatisierung
(Stufe "4") bis Vollautomatisierung (Stufe "5") klassifiziert wird, festzustellen,
dass die dargestellten Fahrzeuge FZ
1...FZ
36 fast ausnahmslos, bis auf wenige, die der Stufe "2" zugerechnet werden könnten, der
Stufe "0" oder der Stufe "1" zuzuordnen sind.
[0008] Wenn nun im Sinne der Erfindung zumindest teilautomatisierte Fahrzeuge in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich
FGB, KZ, KZ' gesteuert werden sollen, so kämen hierfür gemäß der SAE-Autonomiestufendefinition
im Prinzip nur Fahrzeuge der Klassifizierungsstufen "3" bis "5" in Frage sowie gegebenenfalls
auch solche der Stufe "2".
[0009] Wie könnte jetzt eine solche Fahrzeugsteuerung zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge
in Fahrbahn-Gefahrenbereichen im Straßenverkehr aussehen, wenn nicht mehr die genannten
Verkehrsregelungsmaßnahmen, wie z.B. Ampelanlagen, die das Straßenbild im Industriezeitalter
geprägt haben, maßgebend für ein zukünftiges Verkehrskonzept im Digitalen Zeitalter
sind?
[0010] Gemäß einem Vorschlag des Autorenteams "Tachet Remi;
Santi, Paolo, Sobolevsky Stanislav; Reyes-Castro, Luis Ignacio;, Frazzoli, Emilio,
Helbing, Dirk; Ratti, Carlo" unter dem Titel "Revisiting Street Intersections Using
Slot-Based Systems" publiziert March 16, 2016 im Online-Fachmagazin PLoS ONE 11(3):
e0149607 und https://doi.org/10.1371/journal.pone.0149607 soll der Verkehrsfluss von autonom fahrenden Fahrzeugen im zukünftigen Straßenverkehr
reibungslos und weniger umweltbelastend (Stw.: Abgasausstoß) mit Hilfe eines smarten
Steuerungssystems unter dem Namen "Light Traffic" intelligent im Kreuzungsbereich
des Straßenverkehrs gesteuert werden, ohne dass dabei weiterhin Ampeln zum Einsatz
kommen. Die Kernidee dieses "Light Traffic"-Vorschlages beruht auf dem Ansatz, jedem
autonomen Fahrzeug einen Zeitschlitz zum Passieren der Kreuzung, z.B. einer Vierwegekreuzung,
zuzuweisen. Auf diese Weise rücken die Fahrzeuge verzögerungslos genau dann im Kreuzungsbereich
vor, wenn ein Zeitschlitz frei wird. Dadurch ließe sich nicht nur der Verkehrsfluss
erhöhen, sondern es fände auch eine signifikant geringere CO
2-Emission statt, weil zum einen deutlich mehr Fahrzeuge (ca. doppelt so viele Fahrzeuge)
im Vergleich zur herkömmlichen Ampel-Steuerung an einer Kreuzung diese passieren könnten
und zum anderen bedingt dadurch nahezu keine Stand-Wartezeit mehr auftreten, wie sie
noch an Ampeln herkömmlichen Ampel-Steuerungen von Kreuzungen entstehen.
[0011] Voraussetzung für ein derartiges Konzept ist allerdings, dass erstens die Verkehrsinfrastruktur
angepasst wird, z.B. in Städten durch teure Baumaßnahmen (vgl. Beschreibung von FIGUR
2), und zweitens nahezu ausschließlich autonom betriebene Fahrzeuge am Verkehr teilnehmen,
die zudem mit modernster Kommunikations- und Sensortechnologie ausgerüstet sind.
[0012] In der nachveröffentlichten DE-Patentanmeldung (Anmeldeaktenzeichen:
10 2018 209 790.9) ist eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Fahrzeugs in einem Gefahrenbereich
offenbart, die
- eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln, ob sich das Fahrzeug in dem Gefahrenbereich
oder in einem an dem Gefahrenbereich angrenzenden Übergangsbereich befindet;
- eine Kommunikationseinheit zum Empfangen von Fahrzeugdaten von dem Fahrzeug, falls
die Ermittlungseinheit ermittelt, dass sich das Fahrzeug in dem Gefahrenbereich oder
in dem Übergangsbereich befindet; und
- eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen einer Trajektorie für das Fahrzeug unter Berücksichtigung
der empfangenen Fahrzeugdaten, um das Fahrzeug kollisionsfrei durch den Gefahrenbereich
zu führen;
- eine dem Gefahrenbereich zugehörige Einrichtung ist, die die Steuerung der Fahrzeuge
in dem Gefahrenbereich übernimmt, wodurch Kollisionen in dem Gefahrenbereich verhindert
werden können.
[0013] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren, ein Computer-Programm-Produkt,
eine zentrale Steuerungseinheit und ein Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter
Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen
im Straßenverkehr, anzugeben, bei dem bzw. der die Fahrzeuge derart gesteuert werden,
dass diese in einem fließenden Fahrfluss ohne Anhalt-Anfahr-Unterbrechungen, wie sie
beispielsweise durch zeichengebenden Anlagen, vorzugsweise Ampeln, entstehen, den
Fahrbahn-Gefahrenbereich passieren können.
[0014] In der vorliegenden Patentanmeldung wird dabei von dem Normalfall ausgegangen, bei
dem die zumindest teilautomatisierten Fahrzeuge den Fahrbahn-Gefahrenbereich bzw.
die Kreuzung ohne jegliche Besonderheit, was die Fahrzeugeigenschaft und das Fahrverhalten
im Gefahren-/Kreuzungsbereich anbetrifft, passieren. Liegt hingegen eine Besonderheit
vor, weil z.B. - Spezialfall 1 - das zumindest teilautomatisierte Fahrzeug, was den
Fahrbahn-Gefahrenbereich bzw. die Kreuzung passieren möchte, eine Fahrzeugüberlänge
aufweist oder - Spezialfall 2 - das zumindest teilautomatisierte Fahrzeug, was den
Fahrbahn-Gefahrenbereich bzw. die Kreuzung passieren möchte, die Fahrbahn im Gefahren-/Kreuzungsbereich
beabsichtigt, zu wechseln, so bedarf es in den genannten Sonderfällen gegenüber dem
in der vorliegenden Patentanmeldung behandelten Normalfall einer adaptierten Fahrzeugsteuerung.
Wie diese Adaption in der Fahrzeugsteuerung für die beiden Spezialfälle aussieht,
wird in zeitgleichen parallelen Patentanmeldungen behandelt.
[0015] Bezüglich des Spezialfalls 1 ist es die Patentanmeldung (Anmeldung-Nr......) mit
der Bezeichnung "Verfahren, Computer-Programm-Produkt, Zentrale Steuerungseinheit
und Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge, anteilig
mit Fahrzeugüberlängen, in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen
von Fahrbahnen im Straßenverkehr", deren Inhalt hiermit in der vorliegenden Patentanmeldung
inkludiert und offenbart ist.
[0016] Bezüglich des Spezialfalls 2 ist es die Patentanmeldung (Anmeldung-Nr......) mit
der Bezeichnung "Verfahren, Computer-Programm-Produkt, Zentrale Steuerungseinheit
und Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge, anteilig
mit Fahrbahnwechselabsichten, in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen
von Fahrbahnen im Straßenverkehr", deren Inhalt hiermit in der vorliegenden Patentanmeldung
inkludiert und offenbart ist.
[0017] Die vorstehend bezeichnete Aufgabe wird ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruches
1 definierten Verfahren durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
[0018] Darüber hinaus wird diese Aufgabe ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruches
6 definierten Computer-Programm-Produkt durch die im Kennzeichen des Patentanspruches
6 angegebenen Merkmale gelöst.
[0019] Weiterhin wird diese Aufgabe ausgehend von der im Oberbegriff des Patentanspruches
10 definierten, zentralen Steuerungseinheit durch die im Kennzeichen des Patentanspruches
10 angegebenen Merkmale gelöst.
[0020] Außerdem wird diese Aufgabe ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruches
16 definierten Steuerungssystem durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 16 angegebenen
Merkmale gelöst.
[0021] Die der Erfindung zugrundeliegende Idee gemäß der in den Ansprüchen 1, 6, 10 und
16 jeweils angegebenen technischen Lehre besteht darin, dass zum Steuern zumindest
teilautomatisierter Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen
von Fahrbahnen im Straßenverkehr,
- die Fahrzeuge beim Sich-Nähern des Fahrbahn-Gefahrenbereichs zum Passieren desjenigen
jeweils eine Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung von dynamischen Fahraufgaben
abgeben,
- mit dem Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge von einer zentralen
Steuerungsinstanz ein digitaler Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling erzeugt wird, mittels
dem infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten Fahrzeugbewegungen von jedem
Fahrzeug der Fahrzeuge zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs automatisch, dynamisch,
fahrzeugkoordiniert und kollisionsfrei gesteuert werden.
[0022] Mit einer derartig durchgeführten Steuerung von zumindest teilautomatisierten Fahrzeugen
in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich braucht der Verkehr nicht mehr unterbrochen zu werden.
Darüber hinaus sind keine Verkehrsregelungsmaßnahmen, wie z.B. Ampelanlagen, Verkehrsschilder,
Zebrastreifen für Fußgänger, etc., mehr erforderlich. Weiterhin besteht keine Notwendigkeit
für eine fest vorgegebene Fahrzeugbewegungsrichtung. Diese kann vielmehr genauso wie
die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs dynamisch
je nach Verkehrssituation adaptiert werden.
[0023] Die Fahrzeugverfügungsgewalten werden dabei bevorzugt mit Hilfe von ersten Steuerungsdaten
abgegeben, die jedes Fahrzeug beim Sich-Nähern des Fahrbahn-Gefahrenbereichs der zentralen
Steuerungsinstanz übermittelt.
[0024] Das infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten Steuern der Fahrzeugbewegungen
von jedem Fahrzeug der Fahrzeuge erfolgt bevorzugt mit Hilfe von zweiten Steuerungsdaten,
die jedem Fahrzeug zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs von der zentralen Steuerungsinstanz
übermittelt werden.
[0025] Die zentrale Steuerungsinstanz ist dabei vorzugsweise eine zentrale Steuerungseinheit
bestehend aus Steuereinrichtung mit einem Computer-Programm-Produkt, das einen nicht-flüchtigen,
lesbaren Speicher, in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle eines die Fahrzeugsteuerung
durchführenden Programm-Moduls gespeichert sind, und einem mit dem Speicher verbundenen
Prozessor, der die Steuerprogrammbefehle des Programm-Moduls zur Fahrzeugsteuerung
ausführt, einer Steuerschnittstelle und mindestens einer Kommunikationseinrichtung,
die kommunikationstechnisch entweder mit der Steuereinrichtung und darin mit dem Computer-Programm-Produkt
über die Steuerschnittstelle verbunden ist oder der Steuereinrichtung und dem Computer-Programm-Produkt
darin zugeordnet ist.
[0026] Gemäß der "Oder"-Option ist die Steuereinrichtung vorzugsweise und in vorteilhafter
Weise als eine offene Cloud Computing Plattform ausgebildet.
[0027] Die Kommunikationseinrichtung ist in beiden Fällen in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich
derart angeordnet, dass diese zur Fahrzeugsteuerung jeweils mit einer in den Fahrzeugen
jeweils enthaltenen Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle verbunden ist. Diese Verbindung
ist bevorzugt funktechnischer Natur, so z.B. ausgebildet nach einem Mobilfunkstandard
der Generation 5G. Die Anzahl der Kommunikationseinrichtungen besteht in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich,
z.B. in einer "Doppel-T"-Kreuzung (vgl. FIGUREN 1 und 2), vorzugsweise aus vier einzelnen
Kommunikationseinrichtungen, die an allen vier Kreuzungsecken positioniert sind, um
immer eine optimale Funkverbindung zu den Fahrzeugen bzw. der jeweiligen Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle
zu haben.
[0028] Dynamisch, fahrzeugkoordiniert und kollisionsfrei im Kontext der Erfindung bedeutet
dabei, dass die Fahrzeugbewegungen des jeweiligen Fahrzeugs mit Fahrbewegungen der
übrigen Fahrzeuge in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich mittels des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings
an jeden Ort und zu jedem Zeitpunkt so koordiniert werden, dass das jeweilige Fahrzeug
ohne jegliche Kollision mit den übrigen Fahrzeugen den Fahrbahn-Gefahrenbereich passiert.
Mit Hilfe des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings wird also jedes Fahrzeug
nach Maßgabe eines räumlich-zeitlichen Bewegungsmusters in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich
so bewegt, dass sichergestellt ist, dass alle Fahrzeuge in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich,
die die Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung der dynamischen Fahraufgaben
abgeben haben, diesen kollisionsfrei passieren können.
[0029] Bei dieser Art der Fahrzeugsteuerung ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
von Vorteil, dass bereits im Vorfeld (vgl. Ansprüche 2 und 11), wenn jedes Fahrzeug
sich dem Fahrbahn-Gefahrenbereich nähert, das Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt
mittels eines Handshake-Protokolls zwischen dem jeweiligen Fahrzeug und der zentralen
Steuerungsinstanz vereinbart wird. Im Zuge dieses Handshake-Protokolls erfolgt dann
auch die Übermittlung der ersten Steuerungsdaten.
[0030] Darüber hinaus ist es gemäß einer weiteren Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerung
vorteilhaft (vgl. Ansprüche 3, 7 und 12), dass für die Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings
zur Fahrzeugsteuerung infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalt von jedem Fahrzeug
der Fahrzeuge Fahrzeugtrajektorie und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
[0031] Darüber hinaus ist es für die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerung
zweckmäßig (vgl. Ansprüche 4, 8 und 13), dass mit der Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings
Fahrzeugfahrtinformationen, aus und in welche Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge zum
Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs auf diesen zubewegen, in einem Rasterformat
mit schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern digital repräsentiert werden.
[0032] Bei dieser vorteilhaften, schachbrettartigen Repräsentation, was die Koordination
bei der Fahrzeugsteuerung anbetrifft, repräsentieren ein Kernbereich des Rasterformats
den Fahrbahn-Gefahrenbereich sowie erste Formatfelder des Rasterformats formatfeldwechselabhängig
entweder "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen
oder "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen und zweite Formatfelder
des Rasterformats formatfeldwechselabhängig
entweder "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen
oder "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens
einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld bzw. zweitem Formatfeld.
[0033] Für die auf der Basis des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings durchgeführte
Fahrzeugsteuerung wird jede Fahrzeugbewegung des Fahrzeugs zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs
dadurch infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten automatisch, dynamisch,
fahrzeugkoordiniert und - kollisionsfrei gesteuert, dass korrespondierend zu der Situation
im Fahrbahn-Gefahrenbereich
das Fahrzeug im Kernbereich des Rasterformats gemäß einer Digitalbewegung mit einem
START-Punkt und einem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat, die auf einem Formatfeldwechsel
beruht, entweder
von einem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder als den START-Punkt der Digitalbewegung
auf ein benachbartes zweites Formatfeld der zweiten Formatfelder als den ZIEL-Punkt
der Digitalbewegung, daß kein Fahrzeug der Fahrzeuge repräsentiert - also digital
frei für die Digitalbewegung ist,
oder
von einem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder als den START-Punkt der Digitalbewegung
auf ein benachbartes erstes Formatfeld der ersten Formatfelder als den ZIEL-Punkt
der Digitalbewegung, daß kein Fahrzeug der Fahrzeuge repräsentiert - also digital
frei für die Digitalbewegung ist,
digital bewegt wird.
[0034] Wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat das Fahrzeug digital den
Kernbereich des Rasterformats verlässt und es damit den Fahrbahn-Gefahrenbereich passiert
hat, dann wird für die vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerung
(vgl. Ansprüche 5, 9 und 14), dass die Fahrzeugverfügungsgewalt jedem Fahrzeug von
der zentralen Steuerungsinstanz zurückgegeben. Dies kann auf einfache und in vorteilhafter
Weise mit Hilfe eines weiteren Handshake-Protokolls erreicht werden. Im Zuge dieses
weiteren Handshake-Protokolls werden dem Fahrzeug dann die Rückgabe der Fahrzeugverfügungsgewalt
initiierende, dritte Steuerungsdaten übermittelt.
[0035] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispieles der Erfindung ausgehend von der FIGUR 1, die einen Stand der
Technik zur Fahrzeugsteuerung zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge Kreuzungsbereich
des Straßenverkehrs, zeigt, anhand der FIGUREN 2 bis 6 erläutert. Diese zeigen:
FIGUR 2 auf der Basis von der FIGUR 1 ein Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter
Fahrzeuge in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen
im Straßenverkehr,
FIGUR 3 den prinzipiellen Aufbau einer Steuereinrichtung in einer Steuerungseinheit
des in der FIGUR 2 dargestellten Steuerungssystems zur Fahrzeugsteuerung durch Erzeugung
eines Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings,
FIGUR 4 eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling, bei dessen Erzeugung in
der Steuereinrichtung bzw. dem Computer-Programm-Produkt nach FIGUR 3, geschaffene
erste Digitale Repräsentation einer ersten Verkehrssituation mit einem durch zumindest
teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen und belegten Fahrbahn-Gefahrenbereich
in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung,
FIGUR 5 eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling, bei dessen Erzeugung in
der Steuereinrichtung bzw. dem Computer-Programm-Produkt nach FIGUR 3, geschaffene
zweite Digitale Repräsentation einer zweiten Verkehrssituation mit einem durch zumindest
teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen und belegten Fahrbahn-Gefahrenbereich
in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung,
FIGUR 6 eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling, bei dessen Erzeugung in
der Steuereinrichtung bzw. dem Computer-Programm-Produkt nach FIGUR 3, geschaffene
dritte Digitale Repräsentation einer dritten Verkehrssituation mit einem durch zumindest
teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen und belegten Fahrbahn-Gefahrenbereich
in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung.
FIGUR 2 zeigt auf der Basis von der FIGUR 1 die zukünftige, gegenüber der heutigen
Situation modifizierte Situation bei der Regelung eines Fahrbahnverkehrs, z.B. Straßenverkehrs,
in den Fahrbahn-Gefahrenbereichen FGB in Gestalt einer "DoppelT"-Kreuzung KZ oder
einer "T"-Kreuzung KZ'. Die Modifikation besteht darin, dass der Straßenverkehr in
zumindest teilautomatisierte und motorisierte Verkehrsteilnehmer und solche, die nicht
automatisiert sind und auch unter Umständen nicht motorisiert sind, unterteilt ist
und die Regelung des Fahrbahn-/Straßenverkehrs in den Fahrbahn-Gefahrenbereichen bzw.
Kreuzungen FGB, KZ, KZ' ohne jegliche Verkehrsregelungsmaßnahmen, wie z.B. Ampelanlagen,
Verkehrsschilder, Zebrastreifen für Fußgänger, Überquerungsstreifen für Fußgänger/Fahrradfahrer,
etc. auskommt. Um aber dennoch den Fahrbahn-/Straßenverkehr im Gefahren-/Kreuzungsbereich
FGB, KZ, KZ' regeln zu können ist gemäß der FIGUR 2 zu diesem Zweck ein Steuerungssystem
STGS vorhanden. In diesem Steuerungssystem STGS werden die nicht automatisierten und
bedingt motorisierten Verkehrsteilnehmer, wie Fußgänger, Radfahrer, Elektro-Radfahrer,
etc., in den Fahrbahn-Gefahrenbereichen FGB, KZ, KZ' zur Fahrbahnüberquerung ober-
oder unterhalb der Fahrbahnen für die zumindest teilautomatisierten und motorisierten
Verkehrsteilnehmer geführt.
[0036] Gemäß der FIGUR 2 sind entsprechende Fahrrad- und Fußgängerüberquerungsstreifen unter
die Fahrbahnen im Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ, KZ' gelegt und geführt, was
durch entsprechend gestrichelte Streifenabschnitte in dem Gefahren-/Kreuzungsbereich
FGB, KZ, KZ' dargestellt ist. Diese Vorkehrungen sind z.B. Teil der teuren Baumaßnahmen,
von denen im Beitrag des Online-Fachmagazin PLoS ONE 11(3): e0149607 und
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0149607 die Rede ist.
[0037] Darüber hinaus enthält das in der FIGUR 2 dargestellte Steuerungssystem STGS zum
Steuern einer Anzahl n zumindest teilautomatisierter, motorisierter Fahrzeuge FZ
1...FZ
n mit z.B. n=36 in den Fahrbahn-Gefahrenbereichen bzw. Kreuzungen FGB, KZ, KZ' mindestens
eine zentrale Steuerungseinheit STGE.
[0038] Die zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge FZ
1...FZ
36 verteilen sich in der dargestellten Weise auf die als "Doppel-T"-Kreuzung KZ und
als "T"-Kreuzung KZ' ausgestalteten Fahrbahn-Gefahrenbereiche FGB. Für die Fahrzeugsteuerung
zumindest teilautomatisierter, motorisierter Fahrzeuge im Fahrbahn-Gefahrenbereich
kommen gemäß der Ausführungen im Zusammenhang mit der Beschreibung der FIGUR 1 nur
Fahrzeuge der Klassifizierungsstufen "3" bis "5" in Frage sowie gegebenenfalls auch
solche der Stufe "2".
[0039] Die in der FIGUR 2 exemplarische dargestellte zentrale Steuerungseinheit STGE des
Steuerungssystems STGS ist gemäß dieser Darstellung ausschließlich für die Fahrzeugsteuerung
zumindest teilautomatisierter, motorisierter Fahrzeuge im als "Doppel-T"-Kreuzung
KZ ausgestalteten Fahrbahn-Gefahrenbereich FGB zuständig. Die Fahrzeugsteuerung des
als "T"-Kreuzung KZ' ausgestalteten Fahrbahn-Gefahrenbereiche FGB und jedes weiteren
Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB in dem Steuerungssystem STGS, beides in der FIGUR 2
nicht explizit dargestellt, kann entweder auch von der dargestellten Steuerungseinheit
STGE oder aber jeweils von weiteren, nicht dargestellten Steuerungseinheiten übernommen
werden.
[0040] Im Folgenden soll für die generelle Fahrzeugsteuerung zumindest teilautomatisierter,
motorisierter Fahrzeuge in Fahrbahn-Gefahrenbereichen des Steuerungssystems STGS stellvertretend
der als "Doppel-T"-Kreuzung KZ ausgestaltete Fahrbahn-Gefahrenbereich FGB näher betrachtet
werden. Im Unterschied zu der "Doppel-T"-Kreuzung KZ* in der FIGUR 1 bewegt sich eine
sich dynamisch verändernde und kontinuierlich bewegende Anzahl von Fahrzeugen der
zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge FZ
1...FZ
36, die wieder als Personenkraftwagen und Lastkraftwagen mit unterschiedlichen Fahrzeuglängen
und Motorleistungen sowie als Motorrad in "WEST->OST- oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen
sowie "NORD->SÜD- oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen unterwegs sind, auf
die "Doppel-T"-Kreuzung KZ zu, an der "Doppel-T"-Kreuzung KZ, in der "Doppel-T"-Kreuzung
KZ und von der "Doppel-T"-Kreuzung KZ weg und zwar ohne jegliche Steuerung durch Ampelanlagen,
Verkehrszeichen, etc. und ohne hierdurch entstehende Anhalt-Anfahr-Unterbrechungen
des Verkehrsfluss wie noch bei der Verkehrsregelung gemäß der FIGUR 1. Diese Steuerung
in dem Steuerungssystem STGS soll jetzt durch die zentrale Steuerungseinheit STGE
erfolgen.
[0041] Die zentralen Steuerungseinheit STGE weist für diese Fahrzeugsteuerung eine Steuereinrichtung
STER und mindestens eine Kommunikationseinrichtung KOER auf, die kommunikationstechnisch
entweder miteinander verbunden oder einander zugeordnet sind.
[0042] Gemäß der "Oder"-Option ist die Steuereinrichtung STER vorzugsweise und in vorteilhafter
Weise als eine offene Cloud Computing Plattform ausgebildet.
[0043] Die Kommunikationseinrichtung KOER ist vorzugsweise eine für den Mobilfunkstandard
der 5. Generation (5G) ausgelegte Funkkommunikationseinrichtung und ist in beiden
Fällen ("Entweder"-Option und "Oder"-Option) in dem als "Doppel-T"-Kreuzung KZ ausgestaltete
Fahrbahn-Gefahrenbereich FGB anzahlmäßig und anordnungstechnisch derart angeordnet,
dass der Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ funktechnisch optimal abgedeckt ist und
zwar so, dass die sich in dem Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ befindenden, zumindest
teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge jederzeit zur Fahrzeugsteuerung via Funk
erreich- und ansprechbar sind. Für den dargestellten Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB,
KZ sind es beispielsweise vier einzelne Kommunikationseinrichtungen bzw. Funkkommunikationseinrichtungen
KOER, die an allen vier Kreuzungsecken positioniert sind, um immer eine optimale Funkverbindung
zu den Fahrzeugen im Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ zu haben.
[0044] Stellvertretend für alle Fahrzeuge FZ
i, die zur Fahrzeugsteuerung im Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB erreich- und ansprechbar
sein müssen, sollen im Weiteren für die Erläuterung der Fahrzeugsteuerung durch die
zentrale Steuerungseinheit STGE Fahrzeuge FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 der zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge FZ
1...FZ
36 betrachtet werden. Für die Erreich- und Ansprechbarkeit der betrachteten Fahrzeuge
FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 weisen diese jeweils eine Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle FZKS auf, die vorzugsweise,
wie die Funkkommunikationseinrichtung KOER, eine für den Mobilfunkstandard der 5.
Generation (5G) ausgelegte Fahrzeug-Funkkommunikationsschnittstelle ist.
[0045] Jedes Fahrzeug FZ
i - im Allgemeinen - und die betrachteten Fahrzeuge FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 - im Besonderen - der zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge FZ
1...FZ
36 gibt bzw. geben dann, wenn es bzw. sie sich dem Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ
zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB bzw. der "Doppel-T"-Kreuzung KZ nähert
bzw. nähern, eine Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung von dynamischen Fahraufgaben
in dem jeweiligen Fahrzeug ab.
[0046] Durch das temporäre Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs
FGB bzw. der "DoppelT"-Kreuzung KZ tritt das besagte Fahrzeug die Steuerungshoheit
in Bezug auf das Überqueren des Gefahren-/Kreuzungsbereichs FGB, KZ an eine externe
zentrale Steuerungsinstanz, hier die zentrale Steuerungseinheit STGE, ab. Je nach
Autonomielevel fürs Autonome Fahren bedeutet dies, dass der Fahrer des die Steuerungshoheit
abtretenden Fahrzeugs keine Macht und Kontrolle mehr über sein Fahrzeug KZ hat und
er bestenfalls nur noch Erfüllungsgehilfe ist, was die Fahrzeugsteuerung der dynamischen
Fahraufgaben im Fahrzeug zum Überqueren des Gefahren-/Kreuzungsbereichs FGB, KZ anbetrifft.
[0047] Mit dem Ausdruck "sich nähern" ist gemeint, dass das Fahrzeug rechtzeitig vor dem
Eintritt des Fahrzeugs in den Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ die Fahrzeugverfügungsgewalt
abgegeben haben muss, weil ansonsten eine kollisionsfreie Fahrzeugsteuerung in dem
Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ nicht sichergestellt werden kann. Um die Pufferzone
für das Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt zu erweitern, ist es vorteilhaft, wenn
bereits im Vorfeld des Sich-Näherns das Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt mittels
eines Handshake-Protokolls zwischen jedem Fahrzeug FZ
i, FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 und der zentralen Steuerungsinstanz bzw. der Steuerungseinheit STGE vereinbart wird.
Diese "Handshake-Protokoll"-mäßige Vereinbarung erfolgt kommunikationstechnisch einerseits
über die Funkverbindung zwischen der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle bzw. Fahrzeug-Funkkommunikationsschnittstelle
FZKS und der Kommunikationseinrichtung bzw. Funkkommunikationseinrichtung KOER und
andererseits zwischen der Kommunikationseinrichtung KOER und der Steuereinrichtung
STER.
[0048] Die Fahrzeugverfügungsgewalt wird dabei jeweils bevorzugt mit Hilfe von ersten Steuerungsdaten
STGD
1 abgegeben, die jedes Fahrzeug FZ
i, FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 beim Sich-Nähern des Gefahren-/Kreuzungsbereichs FGB, KZ oder im Vorfeld des Sich-Näherns
kommunikationstechnisch, über den vorstehend aufgezeigten Übertragungsweg der Steuereinrichtung
STER in der zentralen Steuerungseinheit STGE übermittelt. Diese ersten Steuerungsdaten
STGD
1 werden, wenn bereits im Vorfeld des Sich-Näherns das Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt
vereinbart wird, im Zuge des Handshake-Protokolls der Steuereinrichtung STER in der
zentralen Steuerungseinheit STGE übermittelt.
[0049] FIGUR 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Steuereinrichtung STER in der Steuerungseinheit
STGE des in der FIGUR 2 dargestellten Steuerungssystems STGS zur Fahrzeugsteuerung
durch Erzeugung eines Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings FGBZ. Die Steuereinrichtung
STER weist eine Steuerschnittstelle STSS und ein Computer-Programm-Produkt CPP zur
Fahrzeugsteuerung der zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge FZ
i, FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 in dem Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ auf. Das Computer-Programm-Produkt CPP
enthält einen nicht-flüchtigen, lesbaren Speicher SP, in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle
eines die Fahrzeugsteuerung durchführenden Programm-Moduls PGM gespeichert sind, und
einen mit dem Speicher SP verbundenen Prozessor PZ, der die Steuerprogrammbefehle
des Programm-Moduls PGM zur Fahrzeugsteuerung ausführt und mit der Steuerschnittstelle
STSS verbunden ist.
[0050] Mit der Abgabe der Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge FZ
i, FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 gelangen die dazu korrespondierenden, von den Fahrzeugen FZ
i, FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 generierten und der Steuereinrichtung STER übermittelten ersten Steuerungsdaten STGD
1 über die Kommunikationseinrichtung KOER und die Steuerschnittstelle STSS in den Prozessor
PZ. Der Prozessor PZ erzeugt daraufhin mit dem Erhalt der ersten Steuerungsdaten STGD
1 und der Abgabe der Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge FZ
i, FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 den digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling FGBZ, mittels dem infolge der abgegebenen
Fahrzeugverfügungsgewalten Fahrzeugbewegungen der Fahrzeuge FZ
i, FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB bzw. der "Doppel-T"-Kreuzung KZ automatisch,
dynamisch, fahrzeugkoordiniert und - kollisionsfrei gesteuert werden.
[0051] Zu diesem Zweck generiert der Prozessor PZ auf der Basis des erzeugten digitalen
Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling FGBZ zweite Steuerungsdaten STGD
2, die über die Steuerschnittstelle STSS in die Kommunikationseinrichtung KOER bzw.
die Funkkommunikationseinrichtung KOER gelangen und von dort gemäß der Darstellung
in der FIGUR 2 über die Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle bzw. Fahrzeug-Funkkommunikationsschnittstelle
FZKS letztendlich in die Fahrzeuge FZ
i, FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 gelangen, womit diese zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB bzw. der "Doppel-T"-Kreuzung
KZ gesteuert werden.
[0052] Für die Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings FGBZ zur Fahrzeugsteuerung
werden von dem Prozessor PZ bei der Ausführung des Programm-Modul PGM von jedem Fahrzeug
FZ
i, FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 infolge der von den Fahrzeugen FZ
i, FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten und unter Nutzung des Kommunikationspfads
zwischen diesen Fahrzeugen und der Steuereinrichtung STER bzw. dem Computer-Programm-Produkt
CPP Fahrzeugtrajektorie und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt.
[0053] Mit Hilfe des erzeugten, digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings FGBZ zur Fahrzeugsteuerung
wird von dem Prozessor PZ bei der Ausführung des Programm-Modul PGM ermittelt, welche
Fahrzeuge den Fahrbahn-Gefahrenbereich FGB bzw. die "Doppel-T"-Kreuzung KZ passiert
haben. Gemäß der Darstellung in der FIGUR 2 sind dies die Fahrzeuge FZ
i, FZ
3, FZ
16. Die von diesen Fahrzeuge FZ
i, FZ
3, FZ
16 zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB bzw. der "Doppel-T"-Kreuzung KZ abgegebenen
Fahrzeugverfügungsgewalten werden jedem Fahrzeug FZ
i, FZ
3, FZ
16 durch von dem Prozessor PZ erzeugte, über den bestehenden Kommunikationspfad zwischen
diesen Fahrzeugen und der Steuereinrichtung STER bzw. dem Computer-Programm-Produkt
CPP übertragene, dritte Steuerungsdaten STGD
3 zurückgegeben. Das Übertragen der dritte Steuerungsdaten STGD
3 passiert dabei bevorzugt im Zuge eines weiteren Handshake-Protokolls zwischen der
Steuereinrichtung STER via der Kommunikationseinrichtung KOER und dem Fahrzeug FZ
i, FZ
3, FZ
16.
[0054] Wie nun mit Hilfe des erzeugten, digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings FGBZ
zur Fahrzeugsteuerung zunächst die Fahrzeugbewegungen der Fahrzeuge FZ
i, FZ
2, FZ
11, FZ
14, FZ
15, FZ
18, FZ
22, FZ
31 zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs FGB bzw. der "Doppel-T"-Kreuzung KZ automatisch,
dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert werden und dann im Weiteren
erkannt und ermittelt wird, wann ein Fahrzeug den Fahrbahn-Gefahrenbereich FGB bzw.
die "Doppel-T"-Kreuzung KZ passiert hat, wird im Folgenden anhand von FIGUR 4 erläutert.
[0055] FIGUR 4 zeigt eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling FGBZ, bei dessen Erzeugung
in der Steuereinrichtung STER bzw. dem Computer-Programm-Produkt CPP, geschaffene
erste Digitale Repräsentation DRP1 einer ersten Verkehrssituation mit einem durch
zumindest teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen und belegten
Fahrbahn-Gefahrenbereich in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung.
[0056] Die erste Verkehrssituation hat dabei nichts mit der Verkehrssituation in dem in
der FIGUR 2 dargestellten Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ zu tun. Mit der in der
FIGUR 4 dargestellten ersten Digitalen Repräsentation DPR1 soll vielmehr ganz allgemein
erläutert werden, wie Fahrzeugbewegungen der zumindest teilautomatisierten, motorisierten
Fahrzeuge, die die "Doppel-T"-Kreuzung vollständig befahren und belegen, zum Passieren
dieser automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert werden.
[0057] Die erste Digitale Repräsentation DRP1 ist ein Rasterformat RF mit schachbrettartig
abwechselnden Formatfeldern FF1, FF2, bei der
- ein Kernbereich KB des Rasterformats RF die "Doppel-T"-Kreuzung repräsentiert,
- erste Formatfelder FF1 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
"WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
"NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens
einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld FF1 repräsentieren und
- zweite Formatfelder FF2 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
"NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
"WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens
einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld FF2 repräsentieren.
[0058] In dem Rasterformat RF mit den schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern FF1,
FF2 werden Fahrzeugfahrtinformationen zur ersten Verkehrssituation, aus und in welche
Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung auf diese
zubewegen digital repräsentiert.
[0059] Gemäß der in der FIGUR 4 dargestellten ersten Verkehrssituation bewegen sich 30 Fahrzeuge,
dargestellt durch weiße Kreise in den ersten Formatfeldern FF1, digital und unidirektional
in OST->WEST-Richtung und 22 Fahrzeuge, dargestellt durch schwarze Kreise in den zweiten
Formatfeldern FF2, digital und unidirektional in NORD->SÜD-Richtung und das einheitlich
in dem gesamten Rasterformat RF, wobei die Doppelpfeile an den weißen Kreisen und
die Pfeile an den schwarzen Kreisen immer die jeweilige Bewegungsrichtung angeben.
[0060] Bezogen auf den "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr in der FIGUR 2 bedeutet dies, dass die
52 Fahrzeuge, 30 in OST->WEST-Richtung und 22 in NORD->SÜD-Richtung, alle geradeaus
fahren und nicht abbiegen und die Fahrbahn und Fahrtrichtung wechseln, so z.B. aus
der NORD->SÜD-Richtung kommend in die OST->WEST-Richtung wechseln, also links abbiegen.
[0061] Das Abbiegen von Fahrzeugen sind Sonderfälle bezüglich der besagten Fahrzeugsteuerung
im Gefahren-/Kreuzungsbereich, die in der Parallel-Patentanmeldung (Anmeldung-Nr......)
mit der Bezeichnung "Verfahren, Computer-Programm-Produkt, Zentrale Steuerungseinheit
und Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge, anteilig
mit Fahrbahnwechselabsichten, in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen
von Fahrbahnen im Straßenverkehr", behandelt werden.
[0062] Die Formatfelder FF1, FF2 des Rasterformats RF der ersten Digitalen Repräsentation
DRP1 sind so gewählt, dass Fahrzeuge mit normaler, üblicher und definierter Fahrzeuglänge
im Ruhe- und Bewegungszustand ohne sich gegenseitige zu berühren in den Feldern digital
repräsentiert werden.
[0063] Fahrzeuge, die diese normale, übliche und definierte Fahrzeuglänge überschreiten,
also größer sind, stellen weitere Sonderfälle bezüglich der besagten Fahrzeugsteuerung
Gefahren-/Kreuzungsbereich dar. Diese Sonderfälle werden in der Parallel-Patentanmeldung
(Anmeldung-Nr......) mit der Bezeichnung "Verfahren, Computer-Programm-Produkt, Zentrale
Steuerungseinheit und Steuerungssystem zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge,
anteilig mit Fahrzeugüberlängen, in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen
von Fahrbahnen im Straßenverkehr", behandelt.
[0064] Die erste Verkehrssituation gemäß der FIGUR 4, übertragen auf den "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr
in der FIGUR 2, bedeutet, dass zwei Fahrbahnrichtungen mit jeweils 6 parallelen Fahrspuren,
Fahrbahn mit 6 parallelen Fahrspuren in OST->WEST-Richtung und Fahrbahn mit 6 parallelen
Fahrspuren in NORD->SÜD-Richtung, sich kreuzen und im Kreuzungsbereich, entspricht
dem Kenbereich KB des Rasterformats RF (Schachbrett mit 36 Feldern), jeweils 18 Fahrzeuge
in OST->WEST-Richtung und NORD->SÜD-Richtung unterwegs sind.
[0065] Zur Fahrzeugsteuerung in dem "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr wird jede Fahrzeugbewegung
der 36 Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert
und -kollisionsfrei gesteuert, indem dazu korrespondierend
jedes Fahrzeug der 36 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB des Rasterformats RF gemäß einer
Digitalbewegung mit einem START-Punkt und einem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat RF,
die auf einem Formatfeldwechsel beruht, entweder
von einem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder FF1 als den START-Punkt der Digitalbewegung
auf ein benachbartes zweites Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den ZIEL-Punkt
der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der 36 Fahrzeuge repräsentiert - also digital
frei für die Digitalbewegung ist, oder
von einem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den START-Punkt der
Digitalbewegung auf ein benachbartes erstes Formatfeld der ersten Formatfelder FF1
als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, daß kein Fahrzeug der 36 Fahrzeuge repräsentiert
- also digital frei für die Digitalbewegung ist, digital bewegt wird.
[0066] Es findet also in Bezug auf die 36 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB eine endliche
Kettenreaktion von aufeinanderfolgenden Digitalbewegungen statt, die ihren Beginn,
z.B. auf der Basis der FIGUR 4, mit einer ersten Digitalbewegung von einem Formatfeld
FF1
x der ersten Formatfelder FF1, das ein Fahrzeug FZ
x repräsentiert, als START-Punkt zu einem Formatfeld FF2
y der zweiten Formatfelder FF2 als ZIEL-Punkt, das kein Fahrzeug repräsentiert, also
digital frei ist, hat und die ihr Ende dann hat, wenn alle 36 Fahrzeuge, die zu Beginn
im Kernbereich KB des Rasterformats RF waren, den Kenbereich KB des Rasterformats
RF verlassen haben.
[0067] In diesem Zustand, wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat RF
die 36 Fahrzeuge digital den Kernbereich KB des Rasterformats RF verlassen haben und
damit die "Doppel-T"-Kreuzung passiert haben, wird jedem Fahrzeug die Fahrzeugverfügungsgewalt
zurückgegeben, indem gemäß der FIGUR 3 die Steuereinrichtung STER bzw. das Computer-Programm-Produkt
CPP die dritten Steuerungsdaten STGD
3 über den beschriebenen Kommunikationspfad an das jeweilige Fahrzeug überträgt.
[0068] Dies kann gemäß der Beschreibung zur FIGUR 3 auf einfache und in vorteilhafter Weise
mit Hilfe desweiteren Handshake-Protokolls erreicht werden.
[0069] FIGUR 5 zeigt - wie in der FIGUR 4 - eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling
FGBZ, bei dessen Erzeugung in der Steuereinrichtung STER bzw. dem Computer-Programm-Produkt
CPP nach FIGUR 3, geschaffene zweite Digitale Repräsentation DRP2 einer zweiten Verkehrssituation
mit einem durch zumindest teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen
und belegten Fahrbahn-Gefahrenbereich in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung.
[0070] Auch die zweite Verkehrssituation hat nichts mit der Verkehrssituation in dem in
der FIGUR 2 dargestellten Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ zu tun. Mit der in der
FIGUR 5 dargestellten zweiten Digitalen Repräsentation DPR2 soll auch wieder ganz
allgemein erläutert werden, wie Fahrzeugbewegungen der zumindest teilautomatisierten,
motorisierten Fahrzeuge, die die "Doppel-T"-Kreuzung vollständig befahren und belegen,
zum Passieren dieser automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei
gesteuert werden.
[0071] Die zweite Digitale Repräsentation DRP2 weist auch wieder das Rasterformat RF mit
den schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern FF1, FF2, bei der
- der Kernbereich KB des Rasterformats RF die "Doppel-T"-Kreuzung repräsentiert,
- die ersten Formatfelder FF1 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
die "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
die "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils wieder
höchstens einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld FF1 repräsentieren und
- die zweiten Formatfelder FF2 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
die "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
die "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils wieder
höchstens einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld FF2 repräsentieren.
[0072] In dem Rasterformat RF mit den schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern FF1,
FF2 werden Fahrzeugfahrtinformationen zur zweiten Verkehrssituation, aus und in welche
Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung auf diese
zubewegen digital repräsentiert.
[0073] Gemäß der in der FIGUR 5 dargestellten zweiten Verkehrssituation bewegen sich 32
Fahrzeuge, dargestellt durch weiße Kreise in den ersten Formatfeldern FF1, digital
und bidirektional davon 17 Fahrzeuge in OST->WEST-Richtung sowie 15 Fahrzeuge in WEST->OST-Richtung
und 21 Fahrzeuge, dargestellt durch schwarze Kreise in den zweiten Formatfeldern FF2,
digital und bidirektional davon 11 Fahrzeuge in NORD->SÜD-Richtung sowie 10 Fahrzeuge
in SÜD->NORD-Richtung und das einheitlich in dem gesamten Rasterformat RF, wobei die
Doppelpfeile an den weißen Kreisen und die Pfeile an den schwarzen Kreisen immer die
jeweilige Bewegungsrichtung angeben. Bezogen auf den "DoppelT"-Kreuzungsverkehr in
der FIGUR 2 bedeutet dies, dass die 53 Fahrzeuge, 32 in OST<->WEST-Richtung und 21
in NORD<->SÜD-Richtung, alle - wie die 51 Fahrzeuge in der FIGUR 4 - geradeaus fahren
und nicht abbiegen und die Fahrbahn und Fahrtrichtung wechseln, so z.B. aus der NORD->SÜD-Richtung
kommend in die OST->WEST-Richtung wechseln, also links abbiegen. Bezüglich Abbiege-
und Fahrzeuglängen-Problematik wird auf die besagten Parallel-Patentanmeldungen verwiesen.
[0074] Im Unterschied zu der ersten Verkehrssituation in der FIGUR 4 ist die zweite Verkehrssituation
in der FIGUR 5 durch vier Fahrbahnrichtungen mit jeweils 3 parallelen, nebeneinanderliegenden
Fahrspuren - eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nebeneinanderliegenden Fahrspuren in
OST->WEST-Richtung, eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nebeneinanderliegenden Fahrspuren
in der Gegenrichtung, in WEST->OST-Richtung, eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nebeneinanderliegenden
Fahrspuren in NORD->SÜD-Richtung und eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nebeneinanderliegenden
Fahrspuren in der Gegenrichtung, in SÜD->NORD-Richtung - gekennzeichnet, die sich
kreuzen, und bei der im Kreuzungsbereich - entspricht dem Kernbereich KB des Rasterformats
RF (Schachbrett mit 36 Feldern) - jeweils 9 Fahrzeuge in OST->WEST-Richtung, in WEST->OST-Richtung,
in NORD->SÜD-Richtung und SÜD->NORD-Richtung unterwegs sind.
[0075] Zur Fahrzeugsteuerung in dem "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr wird wieder jede Fahrzeugbewegung
der 36 Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert
und -kollisionsfrei gesteuert, indem dazu korrespondierend
jedes Fahrzeug der 36 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB des Rasterformats RF gemäß der
Digitalbewegung mit dem START-Punkt und dem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat RF, die
auf dem Formatfeldwechsel beruht, entweder
von dem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder FF1 als den START-Punkt der Digitalbewegung
auf das benachbarte zweite Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den ZIEL-Punkt
der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der 36 Fahrzeuge repräsentiert - also digital
frei für die Digitalbewegung ist, oder
von dem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den START-Punkt der Digitalbewegung
auf das benachbarte erste Formatfeld der ersten Formatfelder FF1 als den ZIEL-Punkt
der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der 36 Fahrzeuge repräsentiert - also digital
frei für die Digitalbewegung ist,
digital bewegt wird.
[0076] Es findet also in Bezug auf die 36 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB wieder die endliche
Kettenreaktion von aufeinanderfolgenden Digitalbewegungen statt, die ihren Beginn,
z.B. auf der Basis der FIGUR 5, mit der ersten Digitalbewegung von dem Formatfeld
FF1
x der ersten Formatfelder FF1, das das Fahrzeug FZ
x repräsentiert, als START-Punkt zu dem Formatfeld FF2
y der zweiten Formatfelder FF2 als ZIEL-Punkt, das kein Fahrzeug repräsentiert, also
digital frei ist, hat und die ihr Ende dann hat, wenn alle 36 Fahrzeuge, die zu Beginn
im Kernbereich KB des Rasterformats RF waren, den Kenbereich KB des Rasterformats
RF verlassen haben.
[0077] In diesem Zustand, wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat RF
die 36 Fahrzeuge digital den Kernbereich KB des Rasterformats RF verlassen haben und
damit die "Doppel-T"-Kreuzung passiert haben, wird wieder jedem Fahrzeug die Fahrzeugverfügungsgewalt
zurückgegeben, indem gemäß der FIGUR 3 die Steuereinrichtung STER bzw. das Computer-Programm-Produkt
CPP die dritten Steuerungsdaten STGD
3 über den beschriebenen Kommunikationspfad an das jeweilige Fahrzeug überträgt.
[0078] Dies kann gemäß der Beschreibung zur FIGUR 3 wieder auf einfache und in vorteilhafter
Weise mit Hilfe desweiteren Handshake-Protokolls erreicht werden.
[0079] FIGUR 6 zeigt - wie in den FIGUREN 4 und 5 - eine durch den Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling
FGBZ, bei dessen Erzeugung in der Steuereinrichtung STER bzw. dem Computer-Programm-Produkt
CPP nach FIGUR 3, geschaffene dritte Digitale Repräsentation DRP3 einer dritten Verkehrssituation
mit einem durch zumindest teilautomatisierte, motorisierte Fahrzeuge vollständig befahrenen
und belegten Fahrbahn-Gefahrenbereich in Gestalt einer "Doppel-T"-Kreuzung.
[0080] Auch die dritte Verkehrssituation hat - wie die erste und zweite Verkehrssituation
- nichts mit der Verkehrssituation in dem in der FIGUR 2 dargestellten Gefahren-/Kreuzungsbereich
FGB, KZ zu tun. Mit der in der FIGUR 6 dargestellten dritten Digitalen Repräsentation
DPR3 soll auch wieder ganz allgemein erläutert werden, wie Fahrzeugbewegungen der
zumindest teilautomatisierten, motorisierten Fahrzeuge, die die "Doppel-T"-Kreuzung
vollständig befahren und belegen, zum Passieren dieser automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert
und -kollisionsfrei gesteuert werden.
[0081] Die dritte Digitale Repräsentation DRP3 weist auch wieder das Rasterformat RF mit
den schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern FF1, FF2 auf, bei der
- der Kernbereich KB des Rasterformats RF die "Doppel-T"-Kreuzung repräsentiert,
- die ersten Formatfelder FF1 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
die "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
die "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils wieder
höchstens einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld FF1 repräsentieren und
- die zweiten Formatfelder FF2 des Rasterformats RF formatfeldwechselabhängig entweder
die "NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
die "WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils wieder
höchstens einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld FF2 repräsentieren.
[0082] In dem Rasterformat RF mit den schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern FF1,
FF2 werden Fahrzeugfahrtinformationen zur zweiten Verkehrssituation, aus und in welche
Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung auf diese
zubewegen digital repräsentiert.
[0083] Gemäß der in der FIGUR 6 dargestellten dritten Verkehrssituation bewegen sich - wie
in der FIGUR 4 - 26 Fahrzeuge, dargestellt durch weiße Kreise in den ersten Formatfeldern
FF1, digital und bidirektional davon 15 Fahrzeuge in OST->WEST-Richtung sowie 11 Fahrzeuge
in WEST->OST-Richtung und 19 Fahrzeuge, dargestellt durch schwarze Kreise in den zweiten
Formatfeldern FF2, digital und bidirektional davon 11 Fahrzeuge in NORD->SÜD-Richtung
sowie 8 Fahrzeuge in SÜD->NORD-Richtung und das einheitlich in dem gesamten Rasterformat
RF, wobei die Doppelpfeile an den weißen Kreisen und die Pfeile an den schwarzen Kreisen
immer die jeweilige Bewegungsrichtung angeben. Bezogen auf den "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr
in der FIGUR 2 bedeutet dies, dass die 45 Fahrzeuge, 26 in OST<->WEST-Richtung und
19 in NORD<->SÜD-Richtung, alle - wie die 51 Fahrzeuge in der FIGUR 4 und die 53 Fahrzeuge
in der FIGUR 5 - geradeaus fahren und nicht abbiegen und die Fahrbahn und Fahrtrichtung
wechseln, so z.B. aus der NORD->SÜD-Richtung kommend in die OST->WEST-Richtung wechseln,
also links abbiegen. Bezüglich Abbiege- und Fahrzeuglängen-Problematik wird auf die
besagten Parallel-Patentanmeldungen verwiesen.
[0084] Im Unterschied zu der zweiten Verkehrssituation in der FIGUR 5 ist die dritte Verkehrssituation
in der FIGUR 6 durch vier Fahrbahnrichtungen mit jeweils 3 parallelen, nicht alle
nebeneinanderliegenden Fahrspuren - eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nicht alle nebeneinanderliegenden
Fahrspuren in OST->WEST-Richtung, eine Fahrbahn mit 3 parallelen, nicht alle nebeneinanderliegenden
Fahrspuren in der Gegenrichtung, in WEST->OST-Richtung, eine Fahrbahn mit 3 parallelen,
nicht alle nebeneinanderliegenden Fahrspuren in NORD->SÜD-Richtung und eine Fahrbahn
mit 3 parallelen, nicht alle nebeneinanderliegenden Fahrspuren in der Gegenrichtung,
in SÜD->NORD-Richtung - gekennzeichnet, die sich kreuzen, und bei der im Kreuzungsbereich
- entspricht dem Kernbereich KB des Rasterformats RF (Schachbrett mit 36 Feldern)
- 9 Fahrzeuge in OST->WEST-Richtung, 6 Fahrzeuge in WEST->OST-Richtung, 9 Fahrzeuge
in NORD->SÜD-Richtung und 6 Fahrzeuge SÜD->NORD-Richtung unterwegs sind.
[0085] Ein weiterer Unterschied zu der zweiten Verkehrssituation mit der zweiten Digitalen
Repräsentation DRP2 in der FIGUR 5 besteht darin, dass bei der dritten Digitalen Repräsentation
DRP6 gemäß der FIGUR 6 für eine Fahrspur der drei Fahrspuren in SÜD->NORD-Richtung
und eine Fahrspur der drei Fahrspuren in WEST->OST-Richtung jeweils ein Richtungswechsel
vorbereitet wird, indem in dem Kernbereich KB der dritten Digitalen Repräsentation
DRP6 die Formatfelder FF1, FF2 für die jeweilige Fahrspur mit dem Fahrzeugverkehr
in SÜD->NORD-Richtung bzw. WEST->OST-Richtung frei gemacht werden (gestrichelte Pfeile
in der FIGUR 6) und sobald sich auch außerhalb des Kernbereichs KB kein Fahrzeug mehr
befindet - bezogen auf die Situation in der FIGUR 2 sich in die korrespondierenden
Fahrspuren außerhalb des Gefahren-/Kreuzungsbereich FGB, KZ keine Fahrzeuge mehr befinden
- der Richtungswechsel jeweils in Richtung des gestrichelten Pfeils von SÜD->NORD
nach NORD->SÜD bzw. von WEST->OST nach OST->WEST in der dritten Digitalen Repräsentation
DRP6 vollzogen wird.
[0086] Zur Fahrzeugsteuerung in dem "Doppel-T"-Kreuzungsverkehr wird wieder jede Fahrzeugbewegung
der 30 Fahrzeuge zum Passieren der "Doppel-T"-Kreuzung automatisch, dynamisch, fahrzeugkoordiniert
und -kollisionsfrei gesteuert, indem dazu korrespondierend wieder
jedes Fahrzeug der 30 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB des Rasterformats RF gemäß der
Digitalbewegung mit dem START-Punkt und dem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat RF, die
auf dem Formatfeldwechsel beruht, entweder
von dem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder FF1 als den START-Punkt der Digitalbewegung
auf das benachbarte zweite Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den ZIEL-Punkt
der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der 30 Fahrzeuge repräsentiert - also digital
frei für die Digitalbewegung ist, oder
von dem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder FF2 als den START-Punkt der Digitalbewegung
auf das benachbarte erste Formatfeld der ersten Formatfelder FF1 als den ZIEL-Punkt
der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der 30 Fahrzeuge repräsentiert - also digital
frei für die Digitalbewegung ist, digital bewegt wird.
[0087] Es findet also in Bezug auf die 30 Fahrzeuge in dem Kernbereich KB wieder die endliche
Kettenreaktion von aufeinanderfolgenden Digitalbewegungen statt, die ihren Beginn,
z.B. auf der Basis der FIGUR 6, mit der ersten Digitalbewegung von dem Formatfeld
FF1
x der ersten Formatfelder FF1, das das Fahrzeug FZ
x repräsentiert, als START-Punkt zu dem Formatfeld FF2
y der zweiten Formatfelder FF2 als ZIEL-Punkt, das kein Fahrzeug repräsentiert, also
digital frei ist, hat und die ihr Ende dann hat, wenn alle 30 Fahrzeuge, die zu Beginn
im Kernbereich KB des Rasterformats RF waren, den Kenbereich KB des Rasterformats
RF verlassen haben.
[0088] In diesem Zustand, wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat RF
die 30 Fahrzeuge digital den Kernbereich KB des Rasterformats RF verlassen haben und
damit die "Doppel-T"-Kreuzung passiert haben, wird wieder jedem Fahrzeug die Fahrzeugverfügungsgewalt
zurückgegeben, indem gemäß der FIGUR 3 die Steuereinrichtung STER bzw. das Computer-Programm-Produkt
CPP die dritten Steuerungsdaten STGD
3 über den beschriebenen Kommunikationspfad an das jeweilige Fahrzeug überträgt.
[0089] Dies kann gemäß der Beschreibung zur FIGUR 3 auch wieder auf einfache und in vorteilhafter
Weise mit Hilfe des weiteren Handshake-Protokolls erreicht werden.
1. Verfahren zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge (FZ
1...FZ
n) in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB), insbesondere Kreuzungen (KZ, KZ') von Fahrbahnen
im Straßenverkehr,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) jedes Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) der Fahrzeuge (FZ1...FZn) beim Sich-Nähern des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') zum Passieren desjenigen
eine Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung von dynamischen Fahraufgaben abgibt,
b) mit der Abgabe der Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge (FZ1...FZn) von einer zentralen Steuerungsinstanz (STGE, STER, CPP, PZ, SP, PGM) ein digitaler
Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling (FGBZ) erzeugt wird, mittels dem infolge der abgegebenen
Fahrzeugverfügungsgewalten Fahrzeugbewegungen des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch,
fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
im Vorfeld des Sich-Näherns des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') das Abgeben
der Fahrzeugverfügungsgewalt mittels eines Handshake-Protokolls zwischen jedem Fahrzeug
(FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) und der zentralen Steuerungsinstanz (STGE, STER, CPP, PZ, SP, PGM) vereinbart wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
für die Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) zur Fahrzeugsteuerung
infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten von jedem Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) Fahrzeugtrajektorie und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) mit der Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) Fahrzeugfahrtinformationen,
aus und in welche Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge (FZi, FZ1...FZn) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') auf diesen zubewegen,
in einem Rasterformat (RF) mit schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern (FF1,
FF2) digital repräsentiert werden, wobei
a1) ein Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) den Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ,
KZ') repräsentiert,
a2) erste Formatfelder (FF1) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
"WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
"NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens
einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld (FF1) repräsentieren und
a3) zweite Formatfelder (FF2) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
"NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
"WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens
einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld (FF2) repräsentieren; und
b) jede Fahrzeugbewegung des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ23, FZ32) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch,
fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert wird, indem dazu korrespondierend
das Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) im Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) gemäß einer Digitalbewegung mit einem
START-Punkt und einem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat (RF), die auf einem Formatfeldwechsel
beruht, entweder
von einem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1) als den START-Punkt der
Digitalbewegung auf ein benachbartes zweites Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2)
als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist, oder
von einem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2) als den START-Punkt der
Digitalbewegung auf ein benachbartes erstes Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1)
als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist,
digital bewegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Fahrzeugverfügungsgewalt jedem Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16) von der zentralen Steuerungsinstanz (STGE, STER, CPP, PZ, SP, PGM), insbesondere
mittels eines weiteren Handshake-Protokolls, zurückgegeben wird, wenn mit einer letzten
Digitalbewegung in dem Rasterformat (RF) das Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16) digital den Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) verlässt und es damit den Fahrbahn-Gefahrenbereich
(FGB, KZ, KZ') passiert hat.
6. Computer-Programm-Produkt (CPP) zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge
(FZ
1...FZ
n) in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich, insbesondere Kreuzungen von Fahrbahnen im Straßenverkehr,
mit einem nicht-flüchtigen, lesbaren Speicher (SP), in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle
eines die Fahrzeugsteuerung durchführenden Programm-Moduls (PGM) gespeichert sind,
und einem mit dem Speicher (SP) verbundenen Prozessor (PZ), der die Steuerprogrammbefehle
des Programm-Moduls (PGM) zur Fahrzeugsteuerung ausführt,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Prozessor (PZ)
a) erste Steuerungsdaten (STGD1) erhält, mit denen jedes Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) der Fahrzeuge (FZ1...FZn) beim Sich-Nähern des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') zum Passieren desjenigen
eine Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung von dynamischen Fahraufgaben abgibt,
b) mit dem Erhalt der ersten Steuerungsdaten (STGD1) und der Abgabe der Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge (FZ1...FZn) einen digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling (FGBZ) erzeugt, mittels dem infolge
der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten und durch zweite Steuerungsdaten (STGD2) Fahrzeugbewegungen des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch,
fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei steuerbar sind.
7. Computer-Programm-Produkt (CPP) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) derart ausgebildet sind, dass für
die Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) zur Fahrzeugsteuerung
infolge der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten von jedem Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) Fahrzeugtrajektorie und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
8. Computer-Programm-Produkt (CPP) nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) derart ausgebildet sind, dass
a) mit der Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) Fahrzeugfahrtinformationen,
aus und in welche Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge (FZi, FZ1...FZn) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') auf diesen zubewegen,
in einem Rasterformat (RF) mit schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern (FF1,
FF2) digital repräsentiert werden, wobei
a1) ein Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) den Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ,
KZ') repräsentiert,
a2) erste Formatfelder (FF1) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
"WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
"NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens
einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld (FF1) repräsentieren und
a3) zweite Formatfelder (FF2) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
"NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
"WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens
einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld (FF2) repräsentieren; und
b) jede Fahrzeugbewegung des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch,
fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei gesteuert wird, indem dazu korrespondierend
das Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) im Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) gemäß einer Digitalbewegung mit einem
START-Punkt und einem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat (RF), die auf einem Formatfeldwechsel
beruht, entweder
von einem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1) als den START-Punkt der
Digitalbewegung auf ein benachbartes zweites Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2)
als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist, oder
von einem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2) als den START-Punkt der
Digitalbewegung auf ein benachbartes erstes Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1)
als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist,
digital bewegt wird.
9. Computer-Programm-Produkt (CPP) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) derart ausgebildet sind, dass die
Fahrzeugverfügungsgewalt jedem Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16) durch dritte Steuerungsdaten (STGD3) zurückgegeben wird, wenn mit einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat (RF)
das Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16) digital den Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) verlässt und es damit den Fahrbahn-Gefahrenbereich
(FGB, KZ, KZ') passiert hat.
10. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge
(FZ
1...FZ
n) in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB), insbesondere Kreuzungen (KZ, KZ') von Fahrbahnen
im Straßenverkehr,
gekennzeichnet durch
- eine Steuereinrichtung (STER) mit einem Computer-Programm-Produkt (CPP), das einen
nicht-flüchtigen, lesbaren Speicher (SP), in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle
eines die Fahrzeugsteuerung durchführenden Programm-Moduls (PGM) gespeichert sind,
und einem mit dem Speicher (SP) verbundenen Prozessor (PZ), der die Steuerprogrammbefehle
des Programm-Moduls (PGM) zur Fahrzeugsteuerung ausführt, aufweist, und einer Steuerschnittstelle
(STSS) und
- mindestens eine Kommunikationseinrichtung (KOER), die kommunikationstechnisch mit
der Steuereinrichtung (STER) und darin mit dem Computer-Programm-Produkt (CPP) über
die Steuerschnittstelle (STSS) verbunden oder der Steuereinrichtung (STER) und dem
Computer-Programm-Produkt (CPP) darin zugeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung
(STER) und die Kommunikationseinrichtung (KOER) derart in Bezug auf die Fahrzeugsteuerung
zusammenwirken und ausgebildet sind, dass
a) die Kommunikationseinrichtung (KOER) von jedem Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) der Fahrzeuge (FZ1...FZn), wenn es sich dem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') zum Passieren desjenigen
nähert, erste Steuerungsdaten (STGD1) zwecks Abgeben einer Fahrzeugverfügungsgewalt zur Fahrzeugsteuerung von dynamischen
Fahraufgaben empfängt und an die die Steuereinrichtung (STER) weiterleitet,
b) die Steuereinrichtung (STER) mit dem Empfangen der ersten Steuerungsdaten (STGD1) und der dadurch abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten durch die Fahrzeuge (FZ1...FZn) einen digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwilling (FGBZ) erzeugt, mittels dem infolge
der abgegebenen Fahrzeugverfügungsgewalten die Steuereinrichtung (STER) durch zweite
Steuerungsdaten (STGD2) via der Kommunikationseinrichtung (KOER) Fahrzeugbewegungen des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch,
fahrzeugkoordiniert und - kollisionsfrei steuert.
11. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (STER) und die Kommunikationseinrichtung (KOER) derart zusammenwirken
und ausgebildet sind, dass im Vorfeld, wenn sich jedes Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) dem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') nähert, mittels eines Handshake-Protokolls
zwischen dem jeweiligen Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) und der Steuereinrichtung (STER) via der Kommunikationseinrichtung (KOER) das Abgeben
der Fahrzeugverfügungsgewalt und das Senden der Nachricht zum Abgeben der Fahrzeugverfügungsgewalt
vereinbart wird.
12. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (STER) und die Kommunikationseinrichtung (KOER) derart zusammenwirken
und ausgebildet sind, dass die Steuereinrichtung (STER) für die Erzeugung des digitalen
Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) zur Fahrzeugsteuerung infolge der Fahrzeugverfügungsgewalten
via der Kommunikationseinrichtung (KOER) von jedem Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) Fahrzeugtrajektorie und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt.
13. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (STER) und die Kommunikationseinrichtung (KOER) derart zusammenwirken
und ausgebildet sind, dass die Steuereinrichtung (STER)
a) mit der Erzeugung des digitalen Fahrbahn-Gefahrenbereich-Zwillings (FGBZ) Fahrzeugfahrtinformationen,
aus und in welche Fahrtrichtungen sich die Fahrzeuge (FZi, FZ1...FZn) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') auf diesen zubewegen,
in einem Rasterformat (RF) mit schachbrettartig abwechselnden Formatfeldern (FF1,
FF2) digital repräsentiert, wobei
a1) ein Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) den Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ,
KZ') repräsentiert,
a2) erste Formatfelder (FF1) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
"WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
"NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens
einem Fahrzeug pro erstem Formatfeld (FF1) repräsentieren und
a3) zweite Formatfelder (FF2) des Rasterformats (RF) formatfeldwechselabhängig entweder
"NORD->SÜD- und/oder SÜD->NORD"-Fahrzeugbewegungsrichtungen oder
"WEST->OST- und/oder OST->WEST"-Fahrzeugbewegungsrichtungen mit jeweils höchstens
einem Fahrzeug pro zweitem Formatfeld (FF2) repräsentieren; und
b) jede Fahrzeugbewegung des Fahrzeugs (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) zum Passieren des Fahrbahn-Gefahrenbereichs (FGB, KZ, KZ') automatisch, dynamisch,
fahrzeugkoordiniert und -kollisionsfrei steuert, indem dazu korrespondierend
das Fahrzeug (FZi, FZ2, FZ11, FZ14, FZ15, FZ18, FZ22, FZ31) im Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) gemäß einer Digitalbewegung mit einem
START-Punkt und einem ZIEL-Punkt in dem Rasterformat (RF), die auf einem Formatfeldwechsel
beruht, entweder
von einem ersten Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1) als den START-Punkt der
Digitalbewegung auf ein benachbartes zweites Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2)
als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist, oder
von einem zweiten Formatfeld der zweiten Formatfelder (FF2) als den START-Punkt der
Digitalbewegung auf ein benachbartes erstes Formatfeld der ersten Formatfelder (FF1)
als den ZIEL-Punkt der Digitalbewegung, das kein Fahrzeug der Fahrzeuge (FZ1...FZn) repräsentiert - also digital frei für die Digitalbewegung ist,
digital bewegt wird.
14. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (STER) und die Kommunikationseinrichtung (KOER) derart zusammenwirken
und ausgebildet sind, dass die Steuereinrichtung (STER) via der Kommunikationseinrichtung
(KOER) durch dritte Steuerungsdaten (STGD3) die Fahrzeugverfügungsgewalt jedem Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16), insbesondere mittels eines weiteren Handshake-Protokolls, zurückgibt, wenn mit
einer letzten Digitalbewegung in dem Rasterformat (RF) das Fahrzeug (FZi, FZ3, FZ16) digital den Kernbereich (KB) des Rasterformats (RF) verlässt und es damit den Fahrbahn-Gefahrenbereich
(FGB, KZ, KZ') passiert hat.
15. Zentrale Steuerungseinheit (STGE) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (STER) als eine offene Cloud Computing Plattform ausgebildet
ist.
16. Steuerungssystem (STGS) zum Steuern zumindest teilautomatisierter Fahrzeuge (FZ1...FZn) in einem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB), insbesondere Kreuzungen (KZ, KZ') von Fahrbahnen
im Straßenverkehr, mit mindestens einer zentralen Steuerungseinheit (STGE), die zur
Fahrzeugsteuerung jeweils eine Steuereinrichtung (STER) und jeweils mindestens eine
Kommunikationseinrichtung (KOER) enthält, insbesondere jeweils nach einem der Ansprüche
10 bis 15, und einer in den Fahrzeugen (FZ1...FZn) jeweils enthaltenen Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle (FZKS), die zur Fahrzeugsteuerung
mit der Kommunikationseinrichtung (KOER) verbunden ist, das zur Fahrzeugsteuerung
in dem Fahrbahn-Gefahrenbereich (FGB, KZ, KZ') derart ausgebildet ist, dass ein Verfahren
nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchführbar ist.