DE102014223000B4 - Adjustable trajectory planning and collision avoidance - Google Patents

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DE102014223000B4 DE102014223000.4A DE102014223000A DE102014223000B4 DE 102014223000 B4 DE102014223000 B4 DE 102014223000B4 DE 102014223000 A DE102014223000 A DE 102014223000A DE 102014223000 B4 DE102014223000 B4 DE 102014223000B4
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Abstract

Verfahren (700) zur Ermittlung einer Trajektorie (112) für die Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren (700) umfasst,- Ermitteln (701) von Werten von ein oder mehreren Trajektorien-Parametern (604), wobei die ein oder mehreren Trajektorien-Parameter (604) eine Dynamik und/oder eine Zielgenauigkeit der zu ermittelnden Trajektorie (112) anzeigen;- Ermitteln (702) von Werten von ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren (502, 503) aus den Werten der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter (604) mittels einer vorbestimmten Kennfunktion (600), wobei die vorbestimmte Kennfunktion (600) für Werte der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter (604) entsprechende Werte der ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren (502, 503) angibt; und- Ermitteln (703) der Trajektorie (112) anhand einer Kostenfunktion, wobei die Kostenfunktion von den ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren (502, 503) abhängt, wobei• die Kostenfunktion eine Dynamik-Komponente umfasst, die von einem Endzeitpunkt der Trajektorie (112) abhängt, und die ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren (502, 503) einen Dynamik-Gewichtungsfaktor (503) umfassen; und/oder• die Kostenfunktion eine Genauigkeits-Komponente umfasst, die von einer Abweichung eines Zielpunktes der Trajektorie (112) von einem Soll-Ziel abhängt, und die ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren (502, 503) einen Genauigkeits-Gewichtungsfaktor (503) umfassen.Method (700) for determining a trajectory (112) for the longitudinal and/or lateral guidance of a vehicle (100), the method (700) comprising determining (701) values of one or more trajectory parameters (604) , wherein the one or more trajectory parameters (604) indicate a dynamic and/or a target accuracy of the trajectory (112) to be determined; - determining (702) values of one or more weighting factors (502, 503) from the values of the one or a plurality of trajectory parameters (604) by means of a predetermined characteristic function (600), the predetermined characteristic function (600) indicating corresponding values of the one or more weighting factors (502, 503) for values of the one or more trajectory parameters (604); and - determining (703) the trajectory (112) based on a cost function, the cost function depending on the one or more weighting factors (502, 503), wherein • the cost function comprises a dynamic component which depends on an end point in time of the trajectory (112). depends, and the one or more weighting factors (502, 503) include a dynamics weighting factor (503); and/or• the cost function comprises an accuracy component which depends on a deviation of a target point of the trajectory (112) from a target target, and the one or more weighting factors (502, 503) comprise an accuracy weighting factor (503).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Planung einer Trajektorie für ein Fahrzeug.The invention relates to a method and a corresponding device for planning a trajectory for a vehicle.

Die Realisierung eines teil- oder hochautomatisierten Fahrbetriebs eines Fahrzeugs (insbesondere eines Straßen-Kraftfahrzeugs) wird sowohl in der Forschung wie auch verstärkt in der Automobilindustrie vorangetrieben. Ein zentraler Aspekt des teil- oder hochautomatisierten Fahrbetriebs ist die Planung einer möglichst optimalen Trajektorie des Fahrzeugs, durch die Kollisionen mit anderen Verkehrsteilnehmern vermieden werden.The realization of partially or highly automated driving of a vehicle (particularly a road motor vehicle) is being promoted both in research and increasingly in the automotive industry. A central aspect of partially or highly automated driving is the planning of the vehicle's trajectory that is as optimal as possible, which avoids collisions with other road users.

Es ist eine Vielzahl von Fahrassistenzfunktionen bekannt, die auf die Querführung und/oder die Längsführung des Fahrzeugs einwirken. Beispielsweise sind Parkassistenz-Systeme mit zumindest automatischer Querführung bekannt, bei denen die Lenkung vom Fahrzeug übernommen wird, ohne dass der Fahrer Lenkvorgaben gibt; optional kann auch die Längsführung vom Fahrzeug automatisch durchgeführt werden. Bei einem Spurhalteassistent wird der Fahrer durch eine Querführungsunterstützung darin unterstützt, das Fahrzeug in der erkannten Fahrspur zu halten. Bei einem Seitenkollisionswarnsystem wird der Fahrer bei kritischer Annäherung an Objekte durch Lenkradvibrationen oder einen Lenkimpuls gewarnt, außerdem kann die ausweichende Lenkbewegung des Fahrers durch das System aktiv unterstützt werden.A variety of driving assistance functions are known that affect the lateral guidance and/or the longitudinal guidance of the vehicle. For example, parking assistance systems with at least automatic lateral guidance are known, in which the steering is taken over by the vehicle without the driver giving steering instructions; Optionally, longitudinal guidance can also be carried out automatically by the vehicle. With a lane keeping assistant, the driver is supported by lateral guidance to keep the vehicle in the recognized lane. With a side collision warning system, the driver is warned by steering wheel vibrations or a steering impulse when a critical approach to objects occurs; the system can also actively support the driver's evasive steering movements.

Die unterschiedlichen Fahrassistenzfunktionen haben typischerweise unterschiedliche Anforderungen an eine Trajektorie, welche durch das Fahrzeug umgesetzt werden soll. Insbesondere können die Dynamik einer umzusetzenden Trajektorie und/oder die Genauigkeit eines mit der Trajektorie zu erreichenden Ziels von der Fahrassistenzfunktion abhängen. Außerdem können unterschiedliche Fahrassistenzfunktionen unterschiedliche Anforderungen in Bezug auf eine Kollisionsvermeidung mit einem Hindernis oder Objekt aufweisen.The different driving assistance functions typically have different requirements for a trajectory that is to be implemented by the vehicle. In particular, the dynamics of a trajectory to be implemented and/or the accuracy of a goal to be achieved with the trajectory can depend on the driving assistance function. In addition, different driving assistance functions may have different requirements in relation to collision avoidance with an obstacle or object.

Beispielsweise beschreibt die DE 10 2012 215 562 A1 ein Verfahren zum Bestimmen einer optimierten Ausweichtrajektorie durch eine Spurwechsel- und/oder Ausweichunterstützung eines Kraftfahrzeugs. Dabei wird die optimierte Ausweichtrajektorie durch Optimieren eines querdynamischen Gütemaßes bestimmt, wofür eine Querbeschleunigung und/oder ein Querruck des Kraftfahrzeugs herangezogen wird bzw. werden.For example, describes the DE 10 2012 215 562 A1 a method for determining an optimized avoidance trajectory through lane change and/or avoidance support of a motor vehicle. The optimized avoidance trajectory is determined by optimizing a lateral dynamic quality measure, for which a lateral acceleration and/or a lateral jerk of the motor vehicle is or are used.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, welches es ermöglicht, unterschiedliche Anforderungen von Fahrassistenzfunktionen an eine Fahrzeug-Trajektorie in effizienter Weise zu berücksichtigen.This document deals with the technical task of providing a method that makes it possible to efficiently take into account different requirements of driving assistance functions on a vehicle trajectory.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The task is solved by the independent claims. Advantageous embodiments include: described in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung einer Trajektorie für die Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs beschrieben. Die ermittelte Trajektorie kann zur Bereitstellung einer Fahrassistenzfunktion verwendet werden, die in die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs eingreift. Das Fahrzeug kann ein Straßenfahrzeug, z. B. einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Motorrad, umfassen.According to one aspect, a method for determining a trajectory for the longitudinal and/or lateral guidance of a vehicle is described. The determined trajectory can be used to provide a driving assistance function that intervenes in the longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle. The vehicle can be a road vehicle, e.g. B. include a passenger car, a truck or a motorcycle.

Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Werten von ein oder mehreren Trajektorien-Parametern, wobei die ein oder mehreren Trajektorien-Parameter eine Dynamik und/oder eine Zielgenauigkeit der zu ermittelnden Trajektorie anzeigen. Beispielsweise können die ein oder mehreren Trajektorien-Parameter einen Dynamik-Parameter umfassen, der eine Soll-Dynamik der Trajektorie anzeigt. Insbesondere kann der Dynamik-Parameter einen Zielzeitpunkt anzeigen, an dem ein Zielpunkt der Trajektorie erreicht wird. Alternativ oder ergänzend können die ein oder mehreren Trajektorien-Parameter einen Genauigkeits-Parameter umfassen, der eine Soll-Genauigkeit anzeigt, mit der ein Zielpunkt der Trajektorie mit einem Soll-Ziel übereinstimmt. Insbesondere kann durch die Soll-Genauigkeit eine maximal zulässige relative Abweichung des Zielpunktes der Trajektorie von dem Soll-Ziel der Trajektorie angezeigt werden.The method includes determining values of one or more trajectory parameters, wherein the one or more trajectory parameters indicate a dynamic and/or a target accuracy of the trajectory to be determined. For example, the one or more trajectory parameters may include a dynamics parameter that indicates a target dynamics of the trajectory. In particular, the dynamics parameter can indicate a target time at which a target point of the trajectory is reached. Alternatively or additionally, the one or more trajectory parameters may include an accuracy parameter that indicates a target accuracy with which a target point of the trajectory corresponds to a target target. In particular, the target accuracy can be used to display a maximum permissible relative deviation of the target point of the trajectory from the target target of the trajectory.

Das Fahrzeug kann eine Vielzahl von Fahrassistenzfunktionen umfassen, die jeweils in die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs eingreifen. Die Werte der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter können von der Fahrassistenzfunktion abhängen, für die eine Trajektorie ermittelt wird. Somit können anhand der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter in effektiver Weise Zielvorgaben der unterschiedlichen Fahrassistenzfunktionen an eine Trajektorienplanung übergeben werden.The vehicle can include a variety of driving assistance functions, each of which intervenes in the longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle. The values of the one or more trajectory parameters can depend on the driving assistance function for which a trajectory is determined. This means you can use of the one or more trajectory parameters, targets of the different driving assistance functions are effectively transferred to a trajectory planning.

Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln von Werten von ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren für eine Kostenfunktion aus den Werten der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter mittels einer vorbestimmten Kennfunktion. Die vorbestimmte Kennfunktion kann auch eine Abfolge von einer Vielzahl von Kennfunktionen umfassen. Durch die Kennfunktion bzw. durch die Abfolge von Kennfunktionen kann eine Übersetzung der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter (und deren Bedeutung innerhalb einer Fahrassistenzfunktion) in ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren (und deren Bedeutung für eine Kostenfunktion zur Ermittlung einer Trajektorie) durchgeführt werden. Somit wird es ermöglicht, im Rahmen der Fahrassistenzfunktion Werte für ein oder mehreren Trajektorien-Parameter festzulegen, die eine direkte Bedeutung für die Dynamik und/oder für die Zielgenauigkeit der zu ermittelnden Trajektorie haben, und entsprechende Werte für ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren zu ermitteln, durch die gewährleistet wird, dass bei der Trajektorienplanung eine Trajektorie ermittelt wird, welche auch tatsächlich die gewünschte Dynamik und/oder Zielgenauigkeit aufweist.The method further includes determining values of one or more weighting factors for a cost function from the values of the one or more trajectory parameters using a predetermined characteristic function. The predetermined identification function can also include a sequence of a plurality of identification functions. The characteristic function or the sequence of characteristic functions can be used to translate the one or more trajectory parameters (and their meaning within a driving assistance function) into one or more weighting factors (and their meaning for a cost function for determining a trajectory). This makes it possible, as part of the driving assistance function, to set values for one or more trajectory parameters that have a direct significance for the dynamics and/or for the target accuracy of the trajectory to be determined, and to determine corresponding values for one or more weighting factors which ensures that during trajectory planning a trajectory is determined which actually has the desired dynamics and/or target accuracy.

Die vorbestimmte Kennfunktion kann von einer Vielzahl von Test-Trajektorien abhängen, die anhand der Kostenfunktion berechnet wurden. Beispielsweise können Test-Trajektorien für unterschiedliche Werte der ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren ermittelt werden. Desweiteren können für die Test-Trajektorien entsprechende Werte der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter bestimmt werden. Es kann dann eine Kennfunktion ermittelt werden, die für Werte der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter entsprechende Werte der ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren angibt.The predetermined characteristic function may depend on a variety of test trajectories that were calculated based on the cost function. For example, test trajectories can be determined for different values of one or more weighting factors. Furthermore, corresponding values of the one or more trajectory parameters can be determined for the test trajectories. A characteristic function can then be determined which indicates corresponding values of the one or more weighting factors for values of the one or more trajectory parameters.

Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln der Trajektorie anhand einer Kostenfunktion, wobei die Kostenfunktion von den ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren abhängt. Insbesondere kann eine Trajektorie ermittelt werden, welche in Bezug auf die Kostenfunktion optimal ist. Beispielsweise können eine Vielzahl von Trajektorien und entsprechende Werte der Kostenfunktion ermittelt werden. Es kann dann die Trajektorie ausgewählt und ggf. für die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs verwendet werden, welche eine optimalen (z.B. minimalen) Wert der Kostenfunktion aufweist.The method further includes determining the trajectory using a cost function, the cost function depending on the one or more weighting factors. In particular, a trajectory can be determined which is optimal with respect to the cost function. For example, a large number of trajectories and corresponding values of the cost function can be determined. The trajectory can then be selected and, if necessary, used for the longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle, which has an optimal (e.g. minimum) value of the cost function.

Die Kostenfunktion kann eine Dynamik-Komponente umfassen, die von einem Endzeitpunkt der Trajektorie abhängt. Die ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren können einen Dynamik-Gewichtungsfaktor umfassen, wobei der Dynamik-Gewichtungsfaktor die Dynamik-Komponente der Kostenfunktion gewichtet. In einem Beispiel ist die Kennfunktion derart, dass ein Wert des Dynamik-Parameters in einen entsprechenden Wert des Dynamik-Gewichtungsfaktors umgerechnet werden kann.The cost function may include a dynamics component that depends on an end point in the trajectory. The one or more weighting factors may include a dynamics weighting factor, where the dynamics weighting factor weights the dynamics component of the cost function. In one example, the characteristic function is such that a value of the dynamics parameter can be converted into a corresponding value of the dynamics weighting factor.

Alternativ oder ergänzend kann die Kostenfunktion eine Genauigkeits-Komponente umfassen, die von einer Abweichung eines Zielpunktes der Trajektorie von einem Soll-Ziel abhängt. Die ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren können einen Genauigkeits-Gewichtungsfaktor umfassen, der die Genauigkeits-Komponente gewichtet. In einem Beispiel ist die Kennfunktion derart, dass ein Wert des Genauigkeits-Parameters in einen entsprechenden Wert des Genauigkeits-Gewichtungsfaktors umgerechnet werden kann.Alternatively or additionally, the cost function can include an accuracy component that depends on a deviation of a target point of the trajectory from a target target. The one or more weighting factors may include an accuracy weighting factor that weights the accuracy component. In one example, the characteristic function is such that a value of the precision parameter can be converted into a corresponding value of the precision weighting factor.

Die ein oder mehreren Trajektorien-Parameter können z.B. Werte zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert annehmen. Die Werte der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter können dann Soll-Werten zwischen einem minimalen Soll-Wert und einem maximalen Soll-Wert der Dynamik und/oder der Zielgenauigkeit der zu ermittelnden Trajektorie entsprechen. Beispielsweise kann der minimale Wert des Dynamik-Parameters einem maximalen Soll-Wert der Soll-Dynamik der Trajektorie entsprechen. Desweiteren kann der maximale Wert des Dynamik-Parameters einem minimalen Soll-Wert der Soll-Dynamik der Trajektorie entsprechen. Der Zusammenhang zwischen Dynamik-Parameter und Soll-Dynamik kann proportional oder umgekehrt proportional sein. Dabei kann die Soll-Dynamik von einem Soll-Endzeitpunkt einer Trajektorie abhängen bzw. dem Soll-Endzeitpunkt einer Trajektorie entsprechen.The one or more trajectory parameters can, for example, assume values between a minimum value and a maximum value. The values of the one or more trajectory parameters can then correspond to target values between a minimum target value and a maximum target value of the dynamics and/or the target accuracy of the trajectory to be determined. For example, the minimum value of the dynamics parameter can correspond to a maximum target value of the target dynamics of the trajectory. Furthermore, the maximum value of the dynamics parameter can correspond to a minimum target value of the target dynamics of the trajectory. The relationship between dynamic parameters and target dynamics can be proportional or inversely proportional. The target dynamics can depend on a target end time of a trajectory or correspond to the target end time of a trajectory.

Das Verfahren kann weiter umfassen, das Ermitteln, ob die Trajektorie mit einem Objekt in einer Umgebung des Fahrzeugs kollidiert. Wenn ermittelt wird, dass die Trajektorie mit dem Objekt kollidiert, kann eine Zeitdauer bis zu der Kollision mit dem Objekt ermittelt werden. Die Zeitdauer kann mit einem Schwellenwert verglichen werden. Dabei kann der Schwellenwert (auch als TTC, Time-to-Collision, Schwellenwert bezeichnet) von der Fahrassistenzfunktion abhängen, für die eine Trajektorie ermittelt wird. Die Trajektorie kann dann für die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs verwendet werden, wenn die Zeitdauer größer als oder gleich wie der Schwellenwert ist. So kann durch eine Fahrassistenzfunktion in effizienter Weise ein Zeitpunkt für eine Veränderung einer aktuell verwendeten Trajektorie definiert werden. Alternativ oder ergänzend kann durch eine überlagerte Planung eine Veränderung der aktuell verwendeten Trajektorie bewirkt werden.The method may further include determining whether the trajectory collides with an object in an environment of the vehicle. If it is determined that the trajectory collides with the object, a time period until the collision with the object can be determined. The time period can be compared to a threshold value. The threshold value (also referred to as TTC, time-to-collision, threshold value) can depend on the driving assistance function for which a trajectory is determined. The trajectory can then be used for longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle if the time period is greater than or equal to the threshold value. A driving assistance function can therefore efficiently define a time for a change in a currently used trajectory. Alternatively or In addition, a change in the trajectory currently used can be effected through superimposed planning.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung einer Trajektorie für die Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs beschrieben. Die in diesem Dokument beschriebenen Merkmale zur Trajektorienplanung können auch für dieses Verfahren verwendet werden. Das Verfahren umfasst das Detektieren eines Objektes in einer Umgebung des Fahrzeugs, auf Basis von Umfelddaten bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs. Desweiteren umfasst das Verfahren das Ermitteln einer Vielzahl von Trajektorien anhand einer Kostenfunktion, wobei sich die Trajektorien der Vielzahl von Trajektorien in Bezug auf einen Zielpunkt und/oder in Bezug auf eine Dynamik (z.B. in Bezug auf einen Zielzeitpunkt) unterscheiden.According to a further aspect, a method for determining a trajectory for the longitudinal and/or lateral guidance of a vehicle is described. The trajectory planning features described in this document can also be used for this method. The method includes detecting an object in an environment of the vehicle based on environmental data relating to an environment of the vehicle. Furthermore, the method includes determining a plurality of trajectories based on a cost function, wherein the trajectories of the plurality of trajectories differ in relation to a target point and/or in relation to a dynamic (e.g. in relation to a target point in time).

Das Verfahren umfasst weiter das Auswählen einer ersten Trajektorie aus der Vielzahl von Trajektorien, in Abhängigkeit von einem ersten Wert der Kostenfunktion für die erste Trajektorie. Insbesondere kann die Trajektorie ausgewählt werden, die einen optimalen Wert der Kostenfunktion aufweist. Mit anderen Worten, für die Vielzahl von Trajektorien kann eine entsprechende Vielzahl von Werten der Kostenfunktion berechnet werden, wobei der erste Wert dem Wert aus der Vielzahl von Werten für die erste Trajektorie aus der Vielzahl von Trajektorien entspricht. Der erste Wert kann der kleinste Wert aus der Vielzahl von Werten sein, und somit kann die erste Trajektorie im Vergleich zu den anderen Trajektorien aus der Vielzahl von Trajektorien ein Minimum an Kosten aufweisen. Desweiteren kann ermittelt werden, ob die erste Trajektorie mit dem detektierten Objekt kollidiert. Wenn dies ermittelt wird, dann kann eine Zeitdauer bis zu der Kollision mit dem detektierten Objekt ermittelt werden. Die ermittelte Zeitdauer kann mit einem Schwellenwert verglichen werden. Die erste Trajektorie kann dann, in Abhängigkeit von dem Vergleich, für die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs verwendet werden.The method further includes selecting a first trajectory from the plurality of trajectories depending on a first value of the cost function for the first trajectory. In particular, the trajectory can be selected that has an optimal value of the cost function. In other words, a corresponding plurality of values of the cost function can be calculated for the plurality of trajectories, where the first value corresponds to the value from the plurality of values for the first trajectory from the plurality of trajectories. The first value may be the smallest value of the plurality of values, and thus the first trajectory may have a minimum cost compared to the other trajectories of the plurality of trajectories. Furthermore, it can be determined whether the first trajectory collides with the detected object. If this is determined, then a time period until the collision with the detected object can be determined. The determined period of time can be compared with a threshold value. The first trajectory can then, depending on the comparison, be used for the longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle.

Es wird somit ermöglicht, eine Trajektorie für die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs zu verwenden, die eine Kollision mit einem anderen Objekt aufweist, wenn diese Kollision in ausreichend entfernter Zukunft liegt. Somit können Trajektorien ermittelt werden, welche optimaler für eine bestimmte Fahrassistenzfunktion sind. Der Zeitpunkt des Abweichens von der optimalen Trajektorie kann von der Fahrassistenzfunktion in effizienter Weise durch Festlegen eines Schwellenwertes festgelegt werden. Das Verfahren ermöglicht es somit, die Kollisionsprüfung bei der Ermittlung einer Trajektorie zu parametrisieren.This makes it possible to use a trajectory for the longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle that includes a collision with another object if this collision is sufficiently distant in the future. This makes it possible to determine trajectories which are more optimal for a specific driving assistance function. The time of deviation from the optimal trajectory can be determined efficiently by the driving assistance function by setting a threshold value. The method therefore makes it possible to parameterize the collision check when determining a trajectory.

Das Verfahren kann weiter umfassen, das Ermitteln einer alternativen Trajektorie, wenn die Zeitdauer bis zu der Kollision mit dem detektierten Objekt kleiner als der Schwellenwert ist. Dabei kann die alternative Trajektorie einen Wert der Kostenfunktion aufweisen, der größer ist als der erste Wert. Mit anderen Worten, es kann eine nächst beste alternative Trajektorie ermittelt bzw. ausgewählt werden.The method may further include determining an alternative trajectory if the time until the collision with the detected object is less than the threshold value. The alternative trajectory can have a value of the cost function that is greater than the first value. In other words, a next best alternative trajectory can be determined or selected.

Die erste Trajektorie kann z.B. an einem ersten Zeitpunkt ausgewählt werden. Das Verfahren kann weiter umfassen, das Ermitteln, an einem zweiten Zeitpunkt, ob die erste Trajektorie weiterhin mit dem detektierten Objekt kollidiert. Dabei folgt der zweite Zeitpunkt dem ersten Zeitpunkt nach. Der zweite Zeitpunkt kann dabei derart sein, dass die verbleibende Zeitdauer bis zu dem ursprünglich prädizierten Zeitpunkt der Kollision des Fahrzeugs mit dem detektierten Objekt größer als oder gleich wie der Schwellenwert ist. Mit anderen Worten, der zweite Zeitpunkt kann derart gewählt werden, dass auch zum zweiten Zeitpunkt durch einen Wechsel der Trajektorie ein Ausweichen des detektierten Objekts möglich ist. Andererseits kann durch ein Überprüfen einer Kollision zum zweiten Zeitpunkt möglicherweise die ursprünglich ausgewählte erste Trajektorie beibehalten bleiben. Beispielsweise kann sich das detektierte Objekt zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt derart bewegt haben, dass auf der ersten Trajektorie keine Kollision mehr mit dem detektierten Objekt vorliegt. In diesem Fall kann die erste Trajektorie weiterverfolgt werden.The first trajectory can be selected, for example, at a first point in time. The method may further include determining, at a second time, whether the first trajectory continues to collide with the detected object. The second point in time follows the first point in time. The second point in time can be such that the remaining time until the originally predicted point in time of the collision of the vehicle with the detected object is greater than or equal to the threshold value. In other words, the second point in time can be selected in such a way that the detected object can also evade at the second point in time by changing the trajectory. On the other hand, checking for a collision at the second time point may allow the originally selected first trajectory to be retained. For example, the detected object may have moved between the first time and the second time in such a way that there is no longer a collision with the detected object on the first trajectory. In this case, the first trajectory can be followed further.

Andererseits kann das Verfahren weiter umfassen, das Ermitteln einer alternativen Trajektorie, wenn die erste Trajektorie auch am zweiten Zeitpunkt weiterhin mit dem detektierten Objekt kollidiert. Dabei kann weiter berücksichtigt werden, ob die verbleibende Zeitdauer ab dem zweiten Zeitpunkt bis zur Kollision mit dem detektierten Objekt kleiner als der Schwellenwert ist. Die alternative Trajektorie kann insbesondere dann ermittelt (z.B. aus der Vielzahl von Trajektorien ausgewählt) werden, wenn die verbleibende Zeitdauer gleich wie oder ggf. kleiner als der Schwellenwert ist.On the other hand, the method can further include determining an alternative trajectory if the first trajectory continues to collide with the detected object at the second point in time. It can also be taken into account whether the remaining time from the second point in time until the collision with the detected object is less than the threshold value. The alternative trajectory can be determined in particular (e.g. selected from the large number of trajectories) if the remaining time period is the same as or possibly smaller than the threshold value.

Gemäß einem weiteren Aspekt werden eine Steuereinheit und/oder ein Trajektorienplaner für ein Fahrzeug beschrieben, wobei die Steuereinheit und/oder der Trajektorienplaner eingerichtet sind, eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a control unit and/or a trajectory planner for a vehicle are described, wherein the control unit and/or the trajectory planner are set up to carry out one of the methods described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, welches eine in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit und/oder einen in diesem Dokument beschriebene Trajektorienplaner umfasst.According to a further aspect, a vehicle (eg a passenger car, a truck or a motorcycle) is described which includes a control unit described in this document and/or a trajectory planner described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät) ausgeführt zu werden, und um dadurch eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a software (SW) program is described. The SW program can be set up to run on a processor (e.g. on a control unit) and thereby carry out one of the procedures described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a storage medium is described. The storage medium may include a SW program configured to be executed on a processor and thereby carry out one of the methods described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that the methods, devices and systems described in this document can be used both alone and in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, devices and systems described in this document can be combined with one another in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in a variety of ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

  • 1 eine beispielhafte Fahrsituation mit beispielhaften Trajektorien;
  • 2 ein Blockdiagram eines beispielhaften Systems zur Quer- und/oder Längsführung eines Fahrzeugs;
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung einer Trajektorie;
  • 4 beispielhafte Koordinaten zur Entkrümmung einer Fahrsituation;
  • 5a einen beispielhaften Zusammenhang zwischen den Gewichtungsfaktoren einer Kostenfunktion und einer geplanten Zielquerablage;
  • 5b einen beispielhaften Zusammenhang zwischen den Gewichtungsfaktoren einer Kostenfunktion und einem geplanten Endzeitpunkt;
  • 6 einen beispielhaften Zusammenhang zwischen einem Gewichtungsfaktor einer Kostenfunktion und einem Dynamik-Parameter; und
  • 7 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung einer Trajektorie.
The invention is further described in more detail using exemplary embodiments. Show it
  • 1 an exemplary driving situation with exemplary trajectories;
  • 2 a block diagram of an exemplary system for lateral and/or longitudinal guidance of a vehicle;
  • 3 a flowchart of an exemplary method for determining a trajectory;
  • 4 exemplary coordinates for decurvature of a driving situation;
  • 5a an exemplary relationship between the weighting factors of a cost function and a planned target transverse offset;
  • 5b an exemplary relationship between the weighting factors of a cost function and a planned end point;
  • 6 an exemplary relationship between a weighting factor of a cost function and a dynamic parameter; and
  • 7 a flowchart of an exemplary method for determining a trajectory.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der technischen Aufgabe, die Planung einer Trajektorie für ein Fahrzeug in effizienter Weise an unterschiedliche Anforderungen von unterschiedlichen Fahrassistenzfunktionen anzupassen.As explained at the beginning, the present document deals with the technical task of adapting the planning of a trajectory for a vehicle in an efficient manner to the different requirements of different driving assistance functions.

In diesem Zusammenhang zeigt 1 eine beispielhafte Verkehrssituation. Das Ego-Fahrzeug 100 fährt auf einer mehrspurigen Straße 101. Ein Fahrzeug 102 auf der gleichen Fahrspur der Straße 101 vor dem Ego-Fahrzeug 102 bremst ab, so dass das Ego-Fahrzeug 100 reagieren muss, um eine Kollision zu vermeiden. Das Ego-Fahrzeug 100 hat nun die Möglichkeit auf der gleichen Fahrspur zu bleiben und abzubremsen oder entlang einer Trajektorie 111 die Fahrspur zu wechseln, um dem abbremsenden Fahrzeug 102 auszuweichen. Dabei ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Trajektorien 111, 112 für die unterschiedlichen Optionen möglich. 1 zeigt drei unterschiedliche Trajektorien 111 für unterschiedliche Fahr-Optionen (Ausweichen nach links, Abbremsen auf der gleichen Fahrbahn, Ausreichen nach rechts). Die unterschiedlichen Trajektorien 111 unterscheiden sich unter anderem in Hinblick auf die Fahrdynamik und in Hinblick auf ein Kollisionsrisiko mit einem anderen Fahrzeug 102. Desweiteren zeigt 1 unterschiedliche Trajektorien 112 für eine bestimmte Fahr-Option. Die unterschiedlichen Trajektorien 112 unterscheiden sich insbesondere in Hinblick auf die Fahrdynamik und den Zielpunkten der Trajektorien 112.In this context shows 1 an exemplary traffic situation. The ego vehicle 100 drives on a multi-lane road 101. A vehicle 102 in the same lane of the road 101 in front of the ego vehicle 102 brakes, so that the ego vehicle 100 has to react in order to avoid a collision. The ego vehicle 100 now has the option of staying in the same lane and braking or changing lanes along a trajectory 111 in order to avoid the braking vehicle 102. A large number of different trajectories 111, 112 are possible for the different options. 1 shows three different trajectories 111 for different driving options (avoidance to the left, braking on the same road, reaching to the right). The different trajectories 111 differ, among other things, with regard to the driving dynamics and with regard to the risk of collision with another vehicle 102. Furthermore, it shows 1 different trajectories 112 for a specific driving option. The different trajectories 112 differ in particular with regard to the driving dynamics and the target points of the trajectories 112.

Wie bereits dargelegt, weist ein Fahrzeug 100 häufig unterschiedliche Fahrassistenzfunktionen auf, die auf die Querführung und/oder die Längsführung des Fahrzeugs 100 einwirken. Dies ist in 2 veranschaulicht. 2 zeigt ein System 200 zur Regelung der Längs-/Querführung eines Fahrzeugs 100. Das System 200 erhält Anfragen zur automatischen Längs-/Querführung durch eine Fahrassistenzfunktion 201 aus einer Vielzahl von Fahrassistenzfunktionen 201. Insbesondere wird eine umzusetzende Fahraufgabe (z.B. ein Einparkmanöver) an eine Trajektorienplanung 202 des Systems 200 übergeben. Die Trajektorienplanung 202 ermittelt eine Trajektorie 111, 112 zur Umsetzung der Fahraufgabe. Dabei können spezifische Anforderungen der Fahrassistenzfunktion 201 berücksichtigt werden, wie z.B. Dynamik der geplanten Trajektorie 111, 112, Zielgenauigkeit der Trajektorie 111, 112, und/oder Anforderungen an die Kollisionsvermeidung.As already explained, a vehicle 100 often has different driving assistance functions that affect the lateral guidance and/or the longitudinal guidance of the vehicle 100. This is in 2 illustrated. 2 shows a system 200 for controlling the longitudinal/lateral guidance of a vehicle 100. The system 200 receives requests for automatic longitudinal/lateral guidance by a driving assistance function 201 from a variety of driving assistance functions 201. In particular, a driving task to be implemented (e.g. a parking maneuver) is sent to a trajectory planning 202 of the system 200. The trajectory plan tion 202 determines a trajectory 111, 112 for implementing the driving task. Specific requirements of the driving assistance function 201 can be taken into account, such as dynamics of the planned trajectory 111, 112, target accuracy of the trajectory 111, 112, and/or requirements for collision avoidance.

Die geplante Trajektorie 111, 112 kann durch ein oder mehrere Soll-Trajektorien-Größen (wie z.B. eine Soll-Krümmung, einen Soll-Kurswinkel, eine Soll-Querablage) beschrieben werden. Die in 2 dargestellte Reglerstruktur kann z.B. für eine Querführung bewirken, dass die Soll-Trajektorien-Größen durch das Fahrzeug 100 (d.h. durch ein oder mehrere Aktoren des Fahrzeugs z.B. durch eine elektromotorische Hilfskraftlenkung 205 (EPS - electric power steering), durch einen Antrieb und/oder durch eine Bremsung des Fahrzeugs 100) umgesetzt werden. Zu diesem Zweck kann das System 200 einen Bahnführungsregler 203 und einen Fahrzeugführungsregler 204 umfassen. Der Bahnführungsregler 203 kann eingerichtet sein, auf Basis der ein oder mehreren Soll-Trajektorien-Größen und auf Basis von ein oder mehreren entsprechenden Ist-Trajektorien-Größen, eine Krümmungsvorgabe oder eine Lenkwinkelvorgabe als Reglerausgangsgröße für den nachgelagerten Fahrzeugführungsregler 204 zu bestimmen. Der Fahrzeugführungsregler 204 kann eingerichtet sein, anhand der Krümmungsvorgabe bzw. der Lenkwinkelvorgabe eine Lenkvorgabe für die Hilfskraftlenkung 205 des Fahrzeugs 100 als Reglerausgangsgröße zu bestimmen. In analoger Weise kann eine Reglerstruktur für die Längsführung bereitgestellt werden, durch die bewirkt wird, dass das Fahrzeug 100 ein oder mehrere Soll-Trajektorien-Größen (insbesondere bzgl. der Fahrgeschwindigkeit) einer geplanten Trajektorie 111, 112 umsetzt.The planned trajectory 111, 112 can be described by one or more target trajectory variables (such as a target curvature, a target heading angle, a target transverse offset). In the 2 For example, for lateral guidance, the controller structure shown can cause the target trajectory variables to be controlled by the vehicle 100 (ie by one or more actuators of the vehicle, for example by an electric power steering system 205 (EPS), by a drive and/or by braking of the vehicle 100) can be implemented. For this purpose, the system 200 may include a web guidance controller 203 and a vehicle guidance controller 204. The path guidance controller 203 can be set up to determine a curvature specification or a steering angle specification as a controller output variable for the downstream vehicle guidance controller 204 based on the one or more target trajectory variables and based on one or more corresponding actual trajectory variables. The vehicle control controller 204 can be set up to determine a steering specification for the power steering 205 of the vehicle 100 as a controller output variable based on the curvature specification or the steering angle specification. In an analogous manner, a controller structure can be provided for the longitudinal guidance, which causes the vehicle 100 to implement one or more target trajectory variables (in particular with regard to the driving speed) of a planned trajectory 111, 112.

Somit stellt die Planung einer geeigneten Trajektorie 112 durch den Trajektorienplaner 202 als Grundlage für die Regelung einen wichtigen Aspekt für die Umsetzung der Fahraufgabe einer Fahrassistenzfunktion 201 dar. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Ermittlung einer Trajektorie 112 für ein Fahrzeug 100. Das Verfahren 300 kann z.B. durch den Trajektorienplaner 202 ausgeführt werden. Die Ermittlung einer Trajektorie 112 erfolgt bevorzugt in einem entkrümmten Koordinatensystem, relativ zu einem Fahrbahnverlauf. Das Verfahren 300 kann daher den Schritt umfassen, Zustandsdaten bzw. Werte von Zustandsgrößen des Fahrzeugs 100 (wie z.B. die Position des Fahrzeugs 100, einen Gierwinkel des Fahrzeugs 100 und/oder einen Lenkwinkel des Fahrzeugs 100) aus einem kartesischen Koordinatensystem in ein (entkrümmtes) Frenet-Koordinatensystem zu transformieren.The planning of a suitable trajectory 112 by the trajectory planner 202 as a basis for the control therefore represents an important aspect for the implementation of the driving task of a driving assistance function 201. 3 shows a flowchart of an exemplary method 300 for determining a trajectory 112 for a vehicle 100. The method 300 can be carried out, for example, by the trajectory planner 202. The determination of a trajectory 112 is preferably carried out in a non-curved coordinate system, relative to the course of the road. The method 300 can therefore include the step of converting state data or values of state variables of the vehicle 100 (such as the position of the vehicle 100, a yaw angle of the vehicle 100 and/or a steering angle of the vehicle 100) from a Cartesian coordinate system into a (decurved) Frenet coordinate system to transform.

Die Entkrümmung ist beispielhaft in 4 dargestellt. Für die Entkrümmung werden Messsignale bezüglich des Zustands des Fahrzeugs 100 in ein Fahrspurkoordinatensystem transformiert. Die Trajektorienplanung selbst findet damit nicht in einem kartesischen Koordinatensystem 401 statt, sondern in einem Frenet-Koordinatensystem. Das Frenet-Koordinatensystem wird bezüglich einer Referenzkurve 400 (z.B. der Fahrspurmitte eines Straßenverlaufs) beschrieben. Die Fahrzeugposition wird damit durch die Variablen s(t) 403 in Längsrichtung und d(t) 402 in Querrichtung beschrieben. ṡ(t) und d(t) beschreiben die Längs- und Quergeschwindigkeit und s̈(t) und s̈(t) beschreiben die Beschleunigungen. Sowohl die Fahrzeugeigenbewegung als auch die zu berücksichtigenden Verkehrsteilnehmer werden im Frenet-Koordinatensystem berücksichtigt. Anschaulich entspricht diese Transformation der Entkrümmung des Koordinatensystems 401 und erlaubt so die getrennte Optimierung der Längs- und Querbewegung des Fahrzeugs.The decurvature is exemplary in 4 shown. For the decurvature, measurement signals relating to the state of the vehicle 100 are transformed into a lane coordinate system. The trajectory planning itself does not take place in a Cartesian coordinate system 401, but in a Frenet coordinate system. The Frenet coordinate system is described with respect to a reference curve 400 (eg the middle of the lane of a road). The vehicle position is thus described by the variables s(t) 403 in the longitudinal direction and d(t) 402 in the transverse direction. ṡ(t) and d(t) describe the longitudinal and transverse velocities and s̈(t) and s̈(t) describe the accelerations. Both the vehicle's own movement and the road users to be taken into account are taken into account in the Frenet coordinate system. This transformation clearly corresponds to the decurvature of the coordinate system 401 and thus allows the longitudinal and transverse movement of the vehicle to be optimized separately.

Die Bestimmung einer Trajektorie 112 unter Berücksichtigung von physikalischen, technischen sowie komfortorientierten Randbedingungen resultiert in einem Optimierungsproblem mit Nebenbedingungen. Das resultierende Optimierungsproblem weißt aufgrund von harten Randbedingungen (wie z.B. fahrdynamischen Begrenzungen, Aktuatorbegrenzungen und Kollisionsfreiheit) Gleichungs- wie Ungleichungsnebenbedingungen auf. Diese Tatsache macht die Lösung des Optimierungsproblems zu einem komplexen Problem, vor allem dann wenn sich die Anzahl und Gestalt der Nebenbedingungen ändert. Dies kann insbesondere aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen von unterschiedlichen Fahrerassistenzfunktionen 201 auftreten.The determination of a trajectory 112 taking into account physical, technical and comfort-oriented boundary conditions results in an optimization problem with secondary conditions. The resulting optimization problem has equation and inequality constraints due to hard boundary conditions (such as driving dynamics limitations, actuator limitations and collision freedom). This fact makes solving the optimization problem a complex problem, especially when the number and shape of the constraints change. This can occur in particular due to the different requirements of different driver assistance functions 201.

Zur Sicherstellung der Konvergenz der Optimierung und zur Bestimmung des globalen Optimums ist typischerweise die Konvexität des Optimierungsproblems nachzuweisen, was aufgrund der vorliegenden Nebenbedingungen typischerweise nicht gewährleistet werden kann. Somit müsste die Optimierung mit unterschiedlichen Initialbedingungen durchgeführt werden, um letztendlich das beste Ergebnis zu erreichen. Desweiteren ist bei Anwendung eines Optimierungsalgorithmus die maximale Anzahl an Iterationen und damit die erforderliche Rechenzeit schwer abzuschätzen, was für ein Steuergerät eines Fahrzeugs 100, welches Trajektorien 112 in Echtzeit berechnen soll, zu substantiellen Problemen führen kann.To ensure the convergence of the optimization and to determine the global optimum, the convexity of the optimization problem typically has to be proven, which typically cannot be guaranteed due to the existing constraints. The optimization would therefore have to be carried out with different initial conditions in order to ultimately achieve the best result. Furthermore, when using an optimization algorithm, the maximum number of iterations and thus the required computing time is difficult to estimate, which can lead to substantial problems for a control unit of a vehicle 100, which is supposed to calculate trajectories 112 in real time.

Aus den genannten Gründen wird im Folgenden eine alternative Lösung des Optimierungsproblems herangezogen, welche die Struktur des gesamten Optimierungsproblems und das Wissen über die Beschränktheit der möglichen Lösungen ausnutzt. Damit kann eine erhebliche Reduktion des Rechenaufwands erreicht werden.For the reasons mentioned, an alternative solution to the optimization problem is used below, which takes into account the structure of the entire optimization problem and the knowledge about it exploits the limitation of possible solutions. This allows a significant reduction in the computational effort to be achieved.

Die Quer- und Längsbewegung eines Fahrzeugs 100 lässt sich als Optimalsteuerproblem mit Ausgang s(t) = x1(t) (im Falle der Längsplanung) bzw. d(t) = x1(t) (im Falle der Querplanung) eines Integratorsystems (d.h. eines Fahrzeugmodells) beschreiben. Dabei ist x1(t) eine erste Zustandsgröße des Fahrzeugs 100, welche die Position des Fahrzeugs 100 (in Längsrichtung bzw. in Querrichtung) beschreibt. Als Eingang des Integratorsystems kann der Ruck x 1 ( 3 ) ( t )

Figure DE102014223000B4_0001
(d.h. die 3te Ableitung der Zustandsgröße x1(t)) definiert werden. In diesem Dokument wird jedoch vorgeschlagen, als Eingang die Ableitung des Rucks x 1 ( 4 ) ( t )
Figure DE102014223000B4_0002
(d.h. die 4te Ableitung der Zustandsgröße x1(t)) zu verwenden. Damit können, wie im Folgenden gezeigt, Polynome 7. Ordnung als Ansatz verwendet werden. Insbesondere kann damit die Anzahl der Freiheitsgrade (z.B. die Anzahl der Randbedingungen) erhöht werden, was insbesondere in Bezug auf die Querführung des Fahrzeugs 100 vorteilhaft ist.The transverse and longitudinal movement of a vehicle 100 can be described as an optimal control problem with output s(t) = x 1 (t) (in the case of longitudinal planning) or d(t) = x 1 (t) (in the case of transverse planning) of an integrator system (ie a vehicle model). Here x 1 (t) is a first state variable of the vehicle 100, which describes the position of the vehicle 100 (in the longitudinal direction or in the transverse direction). The jerk can be used as an input to the integrator system x 1 ( 3 ) ( t )
Figure DE102014223000B4_0001
(ie the 3rd derivative of the state variable x 1 (t)). However, in this document it is proposed to use the derivative of the jerk as input x 1 ( 4 ) ( t )
Figure DE102014223000B4_0002
(ie the 4th derivative of the state variable x 1 (t)). This means that 7th order polynomials can be used as an approach, as shown below. In particular, the number of degrees of freedom (eg the number of boundary conditions) can be increased, which is particularly advantageous with regard to the lateral guidance of the vehicle 100.

Das z.B. für die Querplanung verwendete Integratorsystem kann wie folgt definiert werden: x ˙ = [ 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 ] x + [ 0 0 0 1 ] u

Figure DE102014223000B4_0003
wobei die Eingangsröße u der Ableitung des Rucks x 1 ( 4 ) ( t )
Figure DE102014223000B4_0004
entspricht. Der Zustand eines Fahrzeugs 100 zu einem bestimmten Zeitpunkt t kann durch den Zustandsvektor xT = [x1, x2, x3, x4] beschrieben werden, wobei x2(t) = ẋ1(t), x3(t) = ẋ2(t) und x4(t) = ẋ3(t).The integrator system used, for example, for cross-planning can be defined as follows: x ˙ = [ 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 ] x + [ 0 0 0 1 ] u
Figure DE102014223000B4_0003
where the input size u is the derivative of the jerk x 1 ( 4 ) ( t )
Figure DE102014223000B4_0004
corresponds. The state of a vehicle 100 at a specific time t can be described by the state vector x T = [x 1 , x 2 , x 3 , x 4 ], where x 2 (t) = ẋ 1 (t), x 3 (t ) = ẋ 2 (t) and x 4 (t) = ẋ 3 (t).

Es kann gezeigt werden, dass sich der Zustandsvektor x(t) ergibt als x ( t ) = [ 1 t t 2 t 3 0 1 2 t 3 t 2 0 0 2 6 t 0 0 0 6 ] = : M 1 ( t ) c 0123 + [ t 4 t 5 t 6 t 7 4 t 3 5 t 4 6 t 5 7 t 6 12 t 2 20 t 3 30 t 4 42 t 5 24 t 60 t 2 21 120 t 3 210 t 4 ] = : M 2 ( t ) c 4567

Figure DE102014223000B4_0005
It can be shown that the state vector x(t) is given as x ( t ) = [ 1 t t 2 t 3 0 1 2 t 3 t 2 0 0 2 6 t 0 0 0 6 ] = : M 1 ( t ) c 0123 + [ t 4 t 5 t 6 t 7 4 t 3 5 t 4 6 t 5 7 t 6 12 t 2 20 t 3 30 t 4 42 t 5 24 t 60 t 2 21 120 t 3 210 t 4 ] = : M 2 ( t ) c 4567
Figure DE102014223000B4_0005

Dabei beschreiben die o.g. Gleichungen ein Polynom 7.Ordnung in Bezug auf den räumlichen Verlauf x1(t).The above equations describe a 7th order polynomial with respect to the spatial course x 1 (t).

Zur Lösung des Optimierungsproblems basierend auf einem Polynom 7. Ordnung kann folgendes Gütefunktional (auch als Kostenfunktion bezeichnet) zugrundegelegt werden: J = 1 2 0 t f ( x ( 4 ) ( t ) ) 2 d t + k 1 ( x r e f x 1 ) 2 + k 2 t f

Figure DE102014223000B4_0006
To solve the optimization problem based on a 7th order polynomial, the following quality functional (also referred to as a cost function) can be used: J = 1 2 0 t f ( x ( 4 ) ( t ) ) 2 d t + k 1 ( x r e f x 1 ) 2 + k 2 t f
Figure DE102014223000B4_0006

Die Parameter c0123 T = [c0, c1, c2, c3] berechnen sich aus den Anfangsbedingungen x(0) = x0 der Trajektorie 112 zum Zeitpunkt t = 0 als c 0123 = M 1 1 ( 0 ) x 0

Figure DE102014223000B4_0007
The parameters c 0123 T = [c 0 , c 1 , c 2 , c 3 ] are calculated from the initial conditions x(0) = x 0 of the trajectory 112 at time t = 0 as c 0123 = M 1 1 ( 0 ) x 0
Figure DE102014223000B4_0007

Die Parameter c4567 T = [c4, c5, c6, c7] berechnen sich aus den Endbedingungen x(tf) der Trajektorie 112 zum Zeitpunkt t = tf als c 4567 = M 2 1 ( t f ) ( x ( t f ) ) M 1 ( t f ) c 0123

Figure DE102014223000B4_0008
The parameters c 4567 T = [c 4 , c 5 , c 6 , c 7 ] are calculated from the end conditions x(t f ) of the trajectory 112 at time t = t f as c 4567 = M 2 1 ( t f ) ( x ( t f ) ) M 1 ( t f ) c 0123
Figure DE102014223000B4_0008

Die Endbedingungen können, wie in der obigen Formel, vorgegeben werden. Alternativ kann ein Referenzverlauf beschrieben durch xref = [x1,ref, x2,ref, x3,ref, x4,ref]T vorgegeben werden. Das Optimierungsziel liegt in dem Fall darin, möglichst nahe an diesen Referenzverlauf zu kommen. In diesem Fall können die Parameter c4567 T wie folgt berechnet werden:  c 4567 = M 3 ( t f ) 1 ( x r e f M 1 ( t f ) c 0123 ) mit  M 3 ( t f ) = M 2 ( t f ) ( 0 0 0 5040 k 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ) .

Figure DE102014223000B4_0009
The end conditions can be specified as in the above formula. Alternatively, a reference course described by x ref = [x 1,ref , x 2,ref , x 3,ref , x 4,ref ] T can be specified. The optimization goal In this case, the aim is to get as close as possible to this reference curve. In this case, the parameters c 4567 T can be calculated as follows: c 4567 = M 3 ( t f ) 1 ( x r e f M 1 ( t f ) c 0123 ) with M 3 ( t f ) = M 2 ( t f ) ( 0 0 0 5040 k 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ) .
Figure DE102014223000B4_0009

Das Optimierungsproblem besteht nun darin sowohl die Endzeit bzw. den Endzeitpunkt tf als auch ggf. den Endzustand x(tf) für eine optimale Trajektorie 112 zu bestimmen.The optimization problem now consists in determining both the end time or the end time t f and, if necessary, the end state x(t f ) for an optimal trajectory 112.

Insbesondere zur Berechnung einer Quer-Trajektorie können Polynome 7. Ordnung gewählt werden, um so die 3. Ableitung der Trajektorie 112 am Anfang und Ende der Trajektorie 112 vorgeben zu können. So kann deutlich exakter ein Lenkwinkel am Anfang und am Ende der Trajektorie 112 vorgegeben werden. Als gewünschter Endpunkt einer Trajektorie 112 kann ein Zielbereich dziel verwendet werden, der z.B. einer ausgewählten Fahr-Option (siehe 1) entspricht. Dieser Zielbereich kann z.B. als Endposition des Endzustands x(tf) festgelegt werden, mit x1(tf) = dziel. Insbesondere können unterschiedliche Trajektorien 112 in einem Zielfenster ermittelt werden, wobei das Zielfenster einer ausgewählten Fahr-Option entspricht.In particular, to calculate a transverse trajectory, 7th order polynomials can be selected in order to be able to specify the 3rd derivative of the trajectory 112 at the beginning and end of the trajectory 112. In this way, a steering angle at the beginning and at the end of the trajectory 112 can be specified much more precisely. A target area d target can be used as the desired end point of a trajectory 112, which, for example, corresponds to a selected driving option (see 1 ) corresponds. This target area can, for example, be defined as the end position of the final state x(t f ), with x 1 (t f ) = d target . In particular, different trajectories 112 can be determined in a target window, the target window corresponding to a selected driving option.

Als Auswahlmaß oder als Gütemaß für die Ermittlung einer Trajektorie 112 (auch als Kostenfunktion bezeichnet) für die Querführung des Fahrzeugs 100 kann folgende Funktion verwendet werden: J q u e r = 1 2 0 t f ( d 4 ( t ) ) 2 d t + k q 1 ( d z i e l d ( t f ) ) 2 + k q 2 t f

Figure DE102014223000B4_0010
The following function can be used as a selection measure or as a quality measure for determining a trajectory 112 (also referred to as a cost function) for the lateral guidance of the vehicle 100: J q u e r = 1 2 0 t f ( d 4 ( t ) ) 2 d t + k q 1 ( d e.g i e l d ( t f ) ) 2 + k q 2 t f
Figure DE102014223000B4_0010

Dabei bewertet der erste Ausdruck, die Entwicklung der Ableitung des Rucks entlang der Trajektorie 112. Der zweite Ausdruck bewertet die Abweichung der Endposition d(tf) von der Zielposition dziel und kann auch als Genauigkeits-Komponente der Kostenfunktion bezeichnet werden. Desweiteren bewertet der dritte Ausdruck die zeitliche Länge der Trajektorie 112 (und damit die Dynamik der Trajektorie 112) und kann auch als Dynamik-Komponente der Kostenfunktion bezeichnet werden. Über die Gewichtungsfaktoren kq1 und kq2 kann die Ausprägung der Trajektorie 112 gewichtet werden. Dabei kann der Gewichtungsfaktor kq1 als Genauigkeits-Gewichtungsfaktor und der Gewichtungsfaktor kq2 als Dynamik-Gewichtungsfaktor bezeichnet werden.The first expression evaluates the development of the derivative of the jerk along the trajectory 112. The second expression evaluates the deviation of the final position d(t f ) from the target position d target and can also be referred to as the accuracy component of the cost function. Furthermore, the third expression evaluates the time length of the trajectory 112 (and thus the dynamics of the trajectory 112) and can also be referred to as the dynamics component of the cost function. The expression of the trajectory 112 can be weighted using the weighting factors k q1 and k q2 . The weighting factor k q1 can be referred to as the precision weighting factor and the weighting factor k q2 as the dynamics weighting factor.

Die Längsplanung kann in ähnlicher Weise erfolgen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass für die Längsplanung ein Polynom 4. oder 5. Ordnung ausreichend ist. Desweiteren kann durch eine Kombination (z.B. eine Summenbildung) der Auswahlmaße für die Querführung und für die Längsführung eine kombinierte Längs- und Querplanung erfolgen.Longitudinal planning can be done in a similar manner. However, it has been shown that a 4th or 5th order polynomial is sufficient for longitudinal planning. Furthermore, combined longitudinal and transverse planning can be carried out by combining (e.g. summing) the selection dimensions for the transverse guidance and for the longitudinal guidance.

Zur Ermittlung einer optimalen Trajektorie, kann das Auswahlmaß (d.h. die Kostenfunktion) J für unterschiedliche Werte von tf (d.h. für unterschiedliche Dynamiken) und/oder für unterschiedliche Endzustände x(tf) (d.h. für unterschiedliche Ziele bzw. Zielgenauigkeiten) berechnet werden. Dazu können die o.g. Formeln verwendet werden. Es ergibt sich somit ein Verlauf des Auswahlmaßes J, wobei ein Minimalwert des Auswahlmaßes J den optimalen Wert für die Zeit tf und/oder für den Endzustand x(tf) angibt. In einem weiteren Schritt können dann ein oder mehrere Nebenbedingungen berücksichtigt werden.To determine an optimal trajectory, the selection measure (ie the cost function) J can be calculated for different values of t f (ie for different dynamics) and/or for different end states x(t f ) (ie for different goals or target accuracies). The above formulas can be used for this. This results in a progression of the selection measure J, whereby a minimum value of the selection measure J indicates the optimal value for the time t f and/or for the final state x(t f ). In a further step, one or more additional conditions can then be taken into account.

Die Nebenbedingungen können somit nachgelagert an die Optimierung berücksichtigt werden. Dazu kann die im Sinne der Kostenfunktion J (d.h. des Auswahlmaßes) beste Trajektorie 112 ausgewählt und auf Einhaltung der Nebenbedingungen geprüft werden. Werden die Nebenbedingungen eingehalten wird die Trajektorie 112 umgesetzt. Andernfalls wird die nächstbeste Trajektorie 112 ausgewählt und auf die Nebenbedingungen überprüft. Dieses Vorgehen wird solange angewandt bis eine optimale Lösung gefunden wird, die die Nebenbedingungen erfüllt.The additional conditions can therefore be taken into account downstream of the optimization. For this purpose, the best trajectory 112 in terms of the cost function J (i.e. the selection measure) can be selected and checked for compliance with the secondary conditions. If the secondary conditions are met, the trajectory 112 is implemented. Otherwise, the next best trajectory 112 is selected and checked for the constraints. This procedure is used until an optimal solution is found that meets the additional conditions.

Als Nebenbedingungen können Aktuator- und Fahrdynamikbegrenzungen berücksichtigt werden. Desweiteren kann die Kollisionsfreiheit mit prädizierten Objekttrajektorien von anderen Objekten / Fahrzeugen 102 berücksichtigt werden.Actuator and driving dynamics limitations can be taken into account as secondary conditions. Furthermore, the freedom from collision with predicted object trajectories of other objects/vehicles 102 can be taken into account.

Das in 3 veranschaulichte Verfahren 300 zur Ermittlung einer Trajektorie 112 für die Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs 100 umfasst das Ermitteln 301 von Anfangswerten bzw. Anfangsbedingungen x(0) = x0 für eine Vielzahl von Zustandsgrößen x des Fahrzeugs 100. Die Vielzahl von Zustandsgrößen umfasst dabei z.B. eine Position x1(t) des Fahrzeugs 100, eine Geschwindigkeit ẋ1(t) des Fahrzeugs 100, eine Beschleunigung ẍ1(t) des Fahrzeugs 100 und einen Ruck x 1 ( 3 ) ( t )

Figure DE102014223000B4_0011
des Fahrzeugs 100. Dabei gibt x 1 ( 3 ) ( t )
Figure DE102014223000B4_0012
die dritte Ableitung der Position x1(t) des Fahrzeugs 100 an.This in 3 Illustrated method 300 for determining a trajectory 112 for the longitudinal and/or transverse guidance of a vehicle 100 includes determining 301 initial values or initial conditions x(0) = x 0 for a plurality of state variables x of the vehicle 100. The plurality of state variables includes For example, a position x 1 (t) of the vehicle 100, a speed ẋ 1 (t) of the vehicle 100, an acceleration ẍ 1 (t) of the vehicle 100 and a jerk x 1 ( 3 ) ( t )
Figure DE102014223000B4_0011
of the vehicle 100. There is x 1 ( 3 ) ( t )
Figure DE102014223000B4_0012
the third derivative of the position x 1 (t) of the vehicle 100.

Das Verfahren 300 umfasst außerdem das Ermitteln 302 von Endwerten x(tf) zu einem Endzeitpunkt tf für die Vielzahl von Zustandsgrößen x des Fahrzeugs 100. Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Bestimmen 303 einer Trajektorie 112 auf Basis der Anfangswerte x(0) = x0, der Endwerte x(tf), dem Endzeitpunkt tf und auf Basis von einem Polynom mit 7. oder höherer/niederer Ordnung. Das Polynom mit 7. oder höherer/niederer Ordnung kann die Position x1(t) des Fahrzeugs 100 als Funktion der Zeit t zwischen der Anfangsposition x1(0) und der Endposition x1(tf) der Trajektorie 112 beschreiben. Zur Berechnung der (Zustands-)Trajektorie x(t) 112 können die oben wiedergegebenen Formeln für c0123 T, c4567 T und x(t) verwendet werden. Insbesondere durch die Formel für x(t) wird die Position x1(t) des Fahrzeugs 100 durch ein Polynom mit 7.Ordnung beschrieben.The method 300 also includes determining 302 final values x(t f ) at an end time t f for the plurality of state variables x of the vehicle 100. The method 300 also includes determining 303 a trajectory 112 based on the initial values x(0) = x 0 , the final values x(t f ), the final time t f and based on a polynomial with 7th or higher/lower order. The 7th or higher/lower order polynomial may describe the position x 1 (t) of the vehicle 100 as a function of the time t between the initial position x 1 (0) and the final position x 1 (t f ) of the trajectory 112. To calculate the (state) trajectory x(t) 112, the formulas given above for c 0123 T , c 4567 T and x(t) can be used. In particular, the formula for x(t) describes the position x 1 (t) of the vehicle 100 by a 7th order polynomial.

Zur Ermittlung einer optimalen (Zustands-)Trajektorie 112 (im Sinne eines Auswahlmaßes J) können die Werte des Auswahlmaßes J für (Zustands-)Trajektorien 112 mit unterschiedlichen Endzeitpunkte tf und/oder mit unterschiedlichen Endwerten x(tf) der Vielzahl von Zustandsgrößen ermittelt werden. Es kann dann die (Zustands-)Trajektorie 112 ausgewählt werden, die das Auswahlmaß J optimiert. Desweiteren kann überprüft werden, ob ein oder mehrere Nebenbedingungen erfüllt werden (wie oben dargelegt).To determine an optimal (state) trajectory 112 (in the sense of a selection measure J), the values of the selection measure J for (state) trajectories 112 with different end times t f and/or with different end values x(t f ) of the multitude of state variables be determined. The (state) trajectory 112 can then be selected, which optimizes the selection measure J. Furthermore, it can be checked whether one or more additional conditions are met (as explained above).

Die ermittelte Trajektorie 112 kann abschließend von dem Frenet-Koordinatensystem zurück in ein kartesisches Koordinatensystem transformiert werden. Desweiteren kann die ermittelte Trajektorie 112 dazu verwendet werden, das Fahrzeug 100 anhand des Systems 200 zu führen (z.B. für ein Ausweichmanöver oder für ein Einparkmanöver).The determined trajectory 112 can finally be transformed from the Frenet coordinate system back into a Cartesian coordinate system. Furthermore, the determined trajectory 112 can be used to guide the vehicle 100 using the system 200 (e.g. for an evasive maneuver or for a parking maneuver).

Wie oben dargelegt, weisen unterschiedliche Fahrassistenzfunktionen 201 unterschiedliche Anforderungen an die Fahrdynamik und/oder an die Zielgenauigkeit einer zu fahrenden Trajektorie 112 auf. Dies Parameter „Fahrdynamik“ und „Zielgenauigkeit“ können im Prinzip durch die Gewichtungsfaktoren kq1 und kq2 verändert werden. Dabei ist jedoch unklar, wie sich die Veränderung eines Gewichtungsfaktors kq1, kq2 auf die Fahrdynamik und/oder auf die Zielgenauigkeit auswirkt.As explained above, different driving assistance functions 201 have different requirements for the driving dynamics and/or the target accuracy of a trajectory 112 to be driven. These parameters “driving dynamics” and “target accuracy” can in principle be changed using the weighting factors k q1 and k q2 . However, it is unclear how changing a weighting factor k q1 , k q2 affects the driving dynamics and/or the target accuracy.

5a zeigt einen beispielhaften Zusammenhang zwischen der Endposition d(tf) 501 einer Trajektorie 112 und den Werten der Gewichtungsfaktoren kq1 503 und kq2 502. Es kann aus 5a entnommen werden, dass insbesondere durch Erhöhung des Gewichtungsfaktors kq1 503 bewirkt werden kann, dass die Endposition d(tf) eine erhöhte Genauigkeit in Bezug auf eine Zielposition dziel aufweist. Desweiteren kann durch eine Erhöhung des Gewichtungsfaktors kq1 503 die Umsetzung einer höheren Zielposition dziel 501 bewirkt werden. 5a shows an exemplary relationship between the end position d(t f ) 501 of a trajectory 112 and the values of the weighting factors k q1 503 and k q2 502. It can be from 5a It can be seen that, in particular, by increasing the weighting factor k q1 503, the end position d(t f ) can be caused to have increased accuracy in relation to a target position d target . Furthermore, the implementation of a higher target position d target 501 can be achieved by increasing the weighting factor k q1 503.

In analoger Weise zeigt 5b einen beispielhaften Zusammenhang zwischen dem Endzeitpunkt tf 504 einer Trajektorie 112 und den Werten der Gewichtungsfaktoren kq1 503 und kq2 502. Aus 5b ist insbesondere zu entnehmen, dass der zu erreichende Endzeitpunkt tf 504 primär von dem Gewichtungsfaktor kq2 502 abhängt. Insbesondere können durch eine Erhöhung des Gewichtungsfaktors kq2 502 frühere bzw. kürzere Endzeitpunkte tf 504 bewirkt werden. Mit anderen Worten, durch eine Erhöhung des Gewichtungsfaktors kq2 502 kann eine Erhöhung der Dynamik einer Trajektorie 112 bewirkt werden.Shows in an analogous way 5b an exemplary relationship between the end time t f 504 of a trajectory 112 and the values of the weighting factors k q1 503 and k q2 502. Off 5b In particular, it can be seen that the end time t f 504 to be achieved primarily depends on the weighting factor k q2 502. In particular, by increasing the weighting factor k q2 502, earlier or shorter end times t f 504 can be brought about. In other words, an increase in the dynamics of a trajectory 112 can be achieved by increasing the weighting factor k q2 502.

6 zeigt eine Kennlinie (auch als Kennfunktion bezeichnet) 600 durch die ein Dynamik-Parameter 604 in einen Gewichtungsfaktor kq2 502 umgerechnet werden kann (bzw. umgekehrt). Der Zusammenhang zwischen Dynamik-Parameter 604 und Gewichtungsfaktor kq2 502 kann auch durch eine Folge von Kennfunktionen beschrieben werden, z.B. durch eine erste Kennfunktion, um einen Dynamik-Parameter 604 in eine gewünschte Soll-Größe (z.B. in den gewünschten Endzeitpunkt tf 504) umzurechnen, und in eine zweite Kennfunktion, um die gewünschte Soll- Größe in einen Gewichtungsfaktor kq2 502 umzurechnen, durch den eine optimale Trajektorie 112 ermittelt werden kann, die (zumindest näherungsweise) die gewünschte Soll- Größe aufweist. 6 shows a characteristic curve (also referred to as a characteristic function) 600 through which a dynamic parameter 604 can be converted into a weighting factor k q2 502 (or vice versa). The relationship between dynamic parameter 604 and weighting factor k q2 502 can also be described by a sequence of characteristic functions, for example by a first characteristic function, to convert a dynamic parameter 604 into a desired target value (for example into the desired end time t f 504). to convert, and into a second characteristic function in order to convert the desired target size into a weighting factor k q2 502, through which an optimal trajectory 112 can be determined, which has (at least approximately) the desired target size.

Die Kennlinie 600 (bzw. die o.g. zweite Kennfunktion) kann auf Basis der gemessenen Zusammenhänge aus 5a und/oder 5b ermittelt werden. Der Dynamik-Parameter 604 kann auf Werte zwischen 0 und 1 normiert sein. Dabei kann z.B. ein fester Wert für eine Zielposition dziel (insbesondere für eine Querablage) gewählt werden, so dass sich aus dziel/tf ein Maß für die Dynamik einer Trajektorie 112 (insbesondere für die Querdynamik einer Trajektorie 112) ergibt. Der Dynamik-Parameter 604 kann z.B. proportional zu dziel/tf sein, und somit eine mittlere Dynamik einer Trajektorie 112 anzeigen. Der Dynamik-Parameter 604 mit dem Wert 0 kann eine minimale mittlere Dynamik anzeigen und der Wert 1 kann eine maximale mittlere Dynamik anzeigen. Zwischen 0 und 1 kann die mittlere Dynamik linear von der minimalen mittleren Dynamik bis zu der maximalen mittleren Dynamik ansteigen.The characteristic curve 600 (or the second characteristic function mentioned above) can be based on the measured relationships 5a and/or 5b can be determined. The dynamics parameter 604 can be standardized to values between 0 and 1. For example, a fixed value can be selected for a target position d target (in particular for a transverse shelf), so that d target /t f results in a measure for the dynamics of a trajectory 112 (in particular for the transverse dynamics of a trajectory 112). The dynamics parameter 604 can, for example, be proportional to d target /t f , and thus display an average dynamics of a trajectory 112. The dynamics parameter 604 with a value of 0 can indicate a minimum average dynamics and a value of 1 can indicate a maximum average dynamics. Between 0 and 1, the mean dynamics can increase linearly from the minimum mean dynamics to the maximum mean dynamics.

Eine Fahrassistenzfunktion 201 kann somit einen Wert für den Dynamik-Parameter 604 vorgeben, um eine mittlere Dynamik einer Trajektorie 112 vorzugeben. Mittels der Kennlinie 600 kann dann ein entsprechender Wert des Gewichtungsfaktors kq2 502 ermittelt werden, und bei der Ermittlung einer Trajektorie 112 durch das Verfahren 300 verwendet werden. So kann gewährleistet werden, dass die resultierende Trajektorie 112 die gewünschte mittlere Dynamik aufweist.A driving assistance function 201 can thus specify a value for the dynamics parameter 604 in order to specify an average dynamics of a trajectory 112. Using the characteristic curve 600, a corresponding value of the weighting factor k q2 502 can then be determined and used in determining a trajectory 112 by the method 300. This makes it possible to ensure that the resulting trajectory 112 has the desired average dynamics.

In analoger Weise kann eine Kennlinie bereitgestellt werden, die eine Zielgenauigkeit in Bezug auf eine Zielposition dziel festlegt, Der Genauigkeits-Parameter kann zwischen 0 und 1 normiert sein. Die Kennlinie kann z.B. auf Basis der gemessenen Zusammenhänge aus 5a und/oder 5b ermittelt werden. Die Kennlinie kann für einen Genauigkeits-Parameter einen entsprechenden Gewichtungsfaktor kq1 503 bereitstellen. Der Genauigkeits-Parameter kann zwischen einer minimalen (relativen) Abweichung und einer maximalen (relativen) Abweichung in linear ansteigender Weise (relative) Abweichungen anzeigen. Beispielsweise kann der Wert 0 des Genauigkeits-Parameters die maximale (relative) Abweichung anzeigen und der Wert 1 des Genauigkeits-Parameters die minimale (relative) Abweichung anzeigen.In an analogous manner, a characteristic curve can be provided that defines a target accuracy in relation to a target position d target . The accuracy parameter can be standardized between 0 and 1. The characteristic curve can, for example, be based on the measured relationships 5a and/or 5b can be determined. The characteristic curve can provide a corresponding weighting factor k q1 503 for an accuracy parameter. The accuracy parameter can indicate (relative) deviations in a linearly increasing manner between a minimum (relative) deviation and a maximum (relative) deviation. For example, the value 0 of the accuracy parameter may indicate the maximum (relative) deviation and the value 1 of the precision parameter may indicate the minimum (relative) deviation.

Eine Fahrassistenzfunktion 201 kann dann einen Genauigkeits-Parameter (auch als Zielgenauigkeits-Parameter bezeichnet) vorgeben, der mittels einer Kennlinie in einen Gewichtungsfaktor kq1 503 umgerechnet wird. Der Gewichtungsfaktor kq1 503 kann dann im Verfahren 300 verwendet werden, um eine Trajektorie 112 zu ermitteln, die die gewünschte Zielgenauigkeit (d.h. Abweichung) aufweist.A driving assistance function 201 can then specify an accuracy parameter (also referred to as a target accuracy parameter), which is converted into a weighting factor k q1 503 using a characteristic curve. The weighting factor k q1 503 can then be used in method 300 to determine a trajectory 112 that has the desired target accuracy (ie, deviation).

Alternativ oder ergänzend kann eine kombinierte Kennlinie bereitgestellt werden (auf Basis der gemessenen Zusammenhänge aus 5a und/oder 5b), durch die für die Werte eines Dynamik-Parameters und eines Zielgenauigkeits-Parameters, Werte für die Gewichtungsfaktoren kq1 503 und kq2 502 bereitgestellt werden. Diese Werte können dann in der Kostenfunktion Jquer verwendet werden, um eine Trajektorie 112 zu ermitteln. Der Dynamik-Parameter und der Zielgenauigkeits-Parameter können zusammenfassend auch als Trajektorien-Parameter bezeichnet werden.Alternatively or additionally, a combined characteristic curve can be provided (based on the measured relationships 5a and/or 5b), through which values for the weighting factors k q1 503 and k q2 502 are provided for the values of a dynamic parameter and a target accuracy parameter. These values can then be used in the cost function J across to determine a trajectory 112. The dynamics parameter and the targeting accuracy parameter can also be collectively referred to as trajectory parameters.

Wie bereits dargelegt, ist eine transparente Applikation des Führungsverhaltens einer auszuprägenden Fahrzeugführungsfunktion bzw. Fahrassistenzfunktion 201 eine wichtige Anforderung an die Regelungsstruktur. Durch einen Dynamik-Parameter wird eine lineare Applikation der Dynamik ermöglicht. Dabei wird das Störverhalten des Systems 200 typischerweise nur unwesentlich beeinflusst und im Gegenzug beeinflusst die Applikation des Störverhaltens typischerweise das Führungsverhalten nur unwesentlich. Dies erlaubt eine transparente und getrennt einstellbare Führungsdynamik des Systems 200.As already explained, a transparent application of the leadership behavior of a vehicle guidance function or driving assistance function 201 to be developed is an important requirement for the control structure. A dynamic parameter enables a linear application of the dynamics. The disruptive behavior of the system 200 is typically only marginally influenced and, in return, the application of the disruptive behavior typically only marginally influences the management behavior. This allows for transparent and separately adjustable management dynamics of the System 200.

Das Führungsverhalten wird maßgebend durch die geplante Trajektorie 112 bestimmt, deren Dynamik durch die Gewichtungsfaktoren kq1 503 und kq2 502 des Gütefunktionals Jquer für die Querführung, und durch entsprechende Gewichtungsfaktoren eines Gütefunktionals für die Längsführung bestimmt wird. Beispielhaft wird in den 5a, 5b und 6 die Applikation der Querführungstrajektorie betrachtet. Die Vorgehensweise kann in analoger Weise auf die Applikation von Längsführungstrajektorien übertragen werden. 5a und 5b zeigen die Auswirkung der Veränderung der Gewichtungsfaktoren kq1 503 und kq2 502 (in Intervallen [0, 200]) auf die erreichte Zielquerablage 501 und auf die dafür benötige Zeit tf. Dabei wurde für die Zielquerablage dziel = 3m±0.5m und für die erlaubte Zeit tf ∈ [0.4, 6] sec. gewählt. Die 5a und 5b können auf Basis eine Vielzahl von ermittelten Test-Trajektorien 112 bereitgestellt werden.The guidance behavior is largely determined by the planned trajectory 112, the dynamics of which are determined by the weighting factors k q1 503 and k q2 502 of the quality functional J transverse for the transverse guidance, and by corresponding weighting factors of a quality functional for the longitudinal guidance. An example is given in the 5a , 5b and 6 the application of the lateral guidance trajectory is considered. The procedure can be transferred in an analogous manner to the application of longitudinal guidance trajectories. 5a and 5b show the effect of changing the weighting factors k q1 503 and k q2 502 (at intervals [0, 200]) on the achieved target transverse offset 501 and on the time t f required for this. The target transverse position was chosen as d target = 3m ± 0.5m and for the permitted time t f ∈ [0.4, 6] sec. The 5a and 5b A variety of determined test trajectories 112 can be provided based on this.

Die 5a und 5b zeigen, dass die benötigte Zeit zum Abbau der Querablage insbesondere von dem Gewichtungsfaktor kq2 502 bestimmt wird. Der Gewichtungsfaktor kq1 503 beeinflusst entsprechend dem Gütefunktional primär die erreichte Zielquerablage 501. Die Zielquerablage 501 ist darüber hinaus relativ stark von dem gewählten Gewichtungsfaktor kq2 502 abhängig. Wie in 5a gezeigt, ist es zur Erreichung der Zielquerablage 501 erforderlich, den Gewichtungsfaktor kq1 503 ausreichend hoch zu wählen. Damit kann anschließend die gewünschte Dynamik mit dem Gewichtungsfaktor kq2 502 weitgehend unabhängig eingestellt werden.The 5a and 5b show that the time required to dismantle the transverse shelf is determined in particular by the weighting factor k q2 502. The weighting factor k q1 503 primarily influences the achieved target transverse offset 501 in accordance with the quality functional. The target transverse offset 501 is also relative strongly dependent on the selected weighting factor k q2 502. As in 5a shown, in order to achieve the target transverse offset 501 it is necessary to choose the weighting factor k q1 503 sufficiently high. This means that the desired dynamics can then be set largely independently using the weighting factor k q2 502.

5b und 5 zeigen, dass der Zusammenhang zwischen der Zeit 504 zur Erreichung der Endquerablage 501 und dem Gewichtungsfaktor kq2 502 annähern dem Verhalten von 1/kq2 entspricht. Dieses Verhalten ist weitgehend unabhängig von dem Gewichtungsfaktor kq1 503. Diese Tatsache erlaubt es, einen linearen Zusammenhang zwischen einem Zielzeitpunkt 504 und einem abstrakten Dynamik-Parameter 604 zu erreichen. Zu diesem Zweck wird der mittlere Wert der Schar aus 5b zu Grunde gelegt und das resultierende Kennfeld invertiert. 5b and 5 show that the relationship between the time 504 to reach the final transverse shelf 501 and the weighting factor k q2 502 corresponds approximately to the behavior of 1/k q2 . This behavior is largely independent of the weighting factor k q1 503. This fact allows a linear relationship between a target time 504 and an abstract dynamic parameter 604 to be achieved. For this purpose, the mean value of the group is taken from 5b as a basis and the resulting map is inverted.

Durch die Verwendung von Kennlinien 600 und von einem abstrakten Dynamik-Parameter und/oder einem abstrakten Zielgenauigkeits-Parameter wird eine transparente Applikation für unterschiedliche Fahrassistenzfunktionen 201 erreicht. Die beschriebene Methodik kann auch auf die Längsführung übertragen werden. Auch für die Längsführung zeigt sich weitestgehend eine Unabhängigkeit der beiden Gewichtungsfaktoren einer Kostenfunktion für die Längsführung bei Freifahrt und für die Längsführung bei Folgefahrt.By using characteristic curves 600 and an abstract dynamic parameter and/or an abstract accuracy parameter, a transparent application for different driving assistance functions 201 is achieved. The methodology described can also be transferred to longitudinal guidance. For longitudinal guidance, the two weighting factors of a cost function for longitudinal guidance during free travel and for longitudinal guidance during subsequent travel are also largely independent.

7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 700 zur Ermittlung einer Trajektorie 112 für die Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs 100. Das Verfahren 700 umfasst das Ermitteln 701 von Werten von ein oder mehreren Trajektorien-Parametern 604, wobei die ein oder mehreren Trajektorien-Parameter 604 eine Dynamik und/oder eine Zielgenauigkeit der zu ermittelnden Trajektorie 112 anzeigen. Die ein oder mehreren Trajektorien-Parameter 605 können insbesondere einen Dynamik-Parameter und/oder einen Zielgenauigkeits-Parameter umfassen. Das Verfahren 700 umfasst weiter das Ermitteln 702 von Werten von ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren 502, 503 aus den Werten der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter 604 mittels einer vorbestimmten Kennfunktion oder eines vorbestimmten Kennfelds 600. Außerdem umfasst das Verfahren 700 das Ermitteln, insbesondere das Auswählen, 703 der Trajektorie 112 anhand einer Kostenfunktion (auch als Gütefunktional bezeichnet), wobei die Kostenfunktion von den ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren 502, 503 abhängt. 7 shows a flowchart of an exemplary method 700 for determining a trajectory 112 for the longitudinal and/or lateral guidance of a vehicle 100. The method 700 includes determining 701 values of one or more trajectory parameters 604, wherein the one or more trajectory parameters 604 display a dynamic and/or a target accuracy of the trajectory 112 to be determined. The one or more trajectory parameters 605 can in particular include a dynamics parameter and/or a targeting accuracy parameter. The method 700 further includes determining 702 values of one or more weighting factors 502, 503 from the values of the one or more trajectory parameters 604 using a predetermined characteristic function or a predetermined characteristic map 600. The method 700 also includes determining, in particular selecting , 703 of the trajectory 112 based on a cost function (also referred to as a quality functional), the cost function depending on the one or more weighting factors 502, 503.

Nach Ermittlung einer Vielzahl von Trajektorien 112 mittels eines Gütefunktionals, kann überprüft werden, welche der Vielzahl von Trajektorien 112 die ein oder mehreren Nebenbedingungen für ein Fahrmanöver erfüllt. Insbesondere kann überprüft werden, ob zumindest eine Trajektorie 112 aus der Vielzahl von Trajektorien 112 die Anforderungen der Fahrassistenzfunktion 201 in Bezug auf eine Kollisionsvermeidung erfüllen.After determining a large number of trajectories 112 using a quality functional, it can be checked which of the large number of trajectories 112 fulfills the one or more secondary conditions for a driving maneuver. In particular, it can be checked whether at least one trajectory 112 from the plurality of trajectories 112 meet the requirements of the driving assistance function 201 with regard to collision avoidance.

Auch in Bezug auf die Kollisionsvermeidung ist es wünschenswert, eine transparente Einstellbarkeit des Reaktionszeitpunkts auf eine bevorstehende Kollision bereitzustellen. Insbesondere ist typischerweise eine zu frühe Reaktion auf ein Hindernis 102 für einen Fahrer des Fahrzeugs 100 nicht nachvollziehbar. Desweiteren kann sich eine bevorstehende Kollision durch die Bewegung des Hindernisses 102 wieder von selbst auflösen (z.B. durch einen Spurwechsel, durch einen kurzzeitigen Versatz eines Vorderfahrzeugs, etc.).With regard to collision avoidance, it is also desirable to provide transparent adjustability of the reaction time to an impending collision. In particular, a too early reaction to an obstacle 102 is typically not understandable for a driver of the vehicle 100. Furthermore, an impending collision can resolve itself again due to the movement of the obstacle 102 (e.g. due to a lane change, a brief displacement of a vehicle in front, etc.).

Im Rahmen der Trajektorienplanung werden typischerweise eine oder mehrere Trajektorien ermittelt, und eine Trajektorie 112 ausgewählt, die kollisionsfrei ist. Jede Trajektorie 112 kann dabei auf Kollision mit statischen und dynamischen Hindernissen 102 geprüft werden. Kollidiert eine berechnete Trajektorie 112, kann der früheste Kollisionszeitpunkt berechnet werden, bei dem die Trajektorie 112 kollidiert. Wenn dieser Zeitpunkt unterhalb einer einstellbaren Grenze liegt, wird die Trajektorie 112 als „Kollision nicht vermeidbar“ erkannt und typischerweise verworfen. Andernfalls kann die Trajektorie 112 als „kollidierende aber kollisions-vermeidbare Trajektorie“ klassifiziert werden. Eine solche Trajektorie 112 kann zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgewählt werden. Es muss jedoch zu einem zukünftigen Zeitpunkt überprüft werden, ob diese Trajektorie 112 weiterhin zulässig ist. Ist dies nicht der Fall, so muss eine andere Trajektorie 112 ausgewählt werden. Diese Informationen können an die Fahrassistenzfunktion 201 übermittelt werden.As part of trajectory planning, one or more trajectories are typically determined and a trajectory 112 that is collision-free is selected. Each trajectory 112 can be checked for collisions with static and dynamic obstacles 102. If a calculated trajectory 112 collides, the earliest collision time at which the trajectory 112 collides can be calculated. If this point in time is below an adjustable limit, the trajectory 112 is recognized as a “collision cannot be avoided” and is typically rejected. Otherwise, the trajectory 112 can be classified as a “colliding but collision-avoidable trajectory”. Such a trajectory 112 can be selected at a specific time. However, it must be checked at a future point in time whether this trajectory 112 is still permitted. If this is not the case, another trajectory 112 must be selected. This information can be transmitted to the driving assistance function 201.

Das oben beschriebene Verfahren ermöglicht es einer Fahrassistenzfunktion 201 einen Time-To-Collision (TTC) Schwellenwert festzulegen, durch den ein Zeitpunkt festgelegt werden kann, an dem ein Fahrmanöver bzw. der Wechsel einer Trajektorie ausgelöst wird. Insbesondere kann für eine Trajektorie 112 ermittelt werden, ob

  1. a) die Trajektorie 112 eine Kollision mit einem Hindernis 102 aufweist; und
  2. b) zu welchem Zeitpunkt (oder nach welcher Zeitdauer) entlang der Trajektorie 112 es zu einer Kollision mit dem Hindernis 102 kommt. Mit anderen Worten, die TTC der Trajektorie 112 kann ermittelt werden.
The method described above enables a driving assistance function 201 to set a time-to-collision (TTC) threshold, through which a point in time can be determined at which a driving maneuver or the change in trajectory is triggered. In particular, it can be determined for a trajectory 112 whether
  1. a) the trajectory 112 has a collision with an obstacle 102; and
  2. b) at what point in time (or after what period of time) along the trajectory 112 a collision with the obstacle 102 occurs. In other words, the TTC of trajectory 112 can be determined.

Daraufhin kann die TTC der Trajektorie 112 mit dem TTC-Schwellenwert (der von der Fahrassistenzfunktion 201 vorgegeben werden kann) verglichen werden. Liegt der TTC unterhalb von dem TTC-Schwellenwert, so wird die Trajektorie 112 ausgeschlossen bzw. verworfen. Andererseits kann die Trajektorie 112 berücksichtigt werden und ggf. für die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 100 verwendet werden, wenn ihr TTC gleich wie oder größer als der TTC-Schwellenwert ist.The TTC of the trajectory 112 can then be compared with the TTC threshold value (which can be specified by the driving assistance function 201). If the TTC is below the TTC threshold, the trajectory 112 is excluded or rejected. On the other hand, the trajectory 112 can be taken into account and possibly used for the longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle 100 if its TTC is equal to or greater than the TTC threshold.

Das Fahrzeug 100 kann dann gemäß der ausgewählten Trajektorie 112 geführt werden. Zu einem späteren Zeitpunkt (die Trajektorienplanung kann mit einer vordefinierten Frequenz von x Berechnungen pro Sekunde wiederholt werden) kann eine neue Trajektorie 112 ermittelt werden. Es kann dann erneut der TTC einer Trajektorie 112 mit dem TTC-Schwellenwert verglichen werden. Wenn das Hindernis 102 weiterhin besteht, kann das dazu führen, dass eine Trajektorie 112, die zuvor ausgewählt wurde, zu dem späteren Zeitpunkt einen TTC aufweist, der unterhalb von dem TTC-Schwellenwert liegt, so dass die Trajektorie 112 verworfen wird, und eine andere Trajektorie 112 ausgewählt wird (z.B. eine Trajektorie 112 durch die das Hindernis 102 umfahren wird).The vehicle 100 can then be guided according to the selected trajectory 112. At a later time (the trajectory planning can be repeated at a predefined frequency of x calculations per second) a new trajectory 112 can be determined. The TTC of a trajectory 112 can then be compared again with the TTC threshold value. If the obstacle 102 continues to exist, this may result in a trajectory 112 that was previously selected having a TTC that is below the TTC threshold at the later time, so that the trajectory 112 is discarded, and another Trajectory 112 is selected (e.g. a trajectory 112 through which the obstacle 102 is avoided).

Es ist somit möglich, eine (gemäß dem Gütefunktional) optimale Trajektorie 112 möglichst lange zu verwenden und erst zu einem einstellbaren Zeitpunkt eine weniger optimale (Ausweich-)Trajektorie 112 auszuwählen. Beispielsweise kann eine Fahrsituation vorliegen, bei dem das Fahrzeug 100 auf ein Hindernis 102 (z.B. auf ein Vorder-Fahrzeug 102, siehe 1) zufährt, und darüber hinaus eine Kollisionsgefahr mit einem weiteren Objekt 102 (z.B. mit einem weiteren Fahrzeug 102 auf der rechten Fahrspur, siehe 1) vorliegt. Priorität hat typischerweise die Vermeidung einer Kollision mit dem ersten Objekt 102. Nach Ausweichen von dem ersten Objekt 102 kann ein passendes Manöver für das zweite Objekt 102 (z.B. bremsen, weiter ausweichen, etc.) bestimmt werden. Das Manöver zum Ausweichen des ersten Objekts 102 kann dennoch ausgewählt werden, da die TTC der Trajektorie 112 oberhalb von einem vordefinierten TTC-Schwellenwert liegt. Die Festlegung eines TTC-Schwellenwertes ermöglicht somit die sequentielle Aneinanderreihung von möglichst optimalen Fahrmanövern.It is therefore possible to use an optimal trajectory 112 (according to the quality functional) for as long as possible and only select a less optimal (avoidance) trajectory 112 at an adjustable time. For example, there may be a driving situation in which the vehicle 100 hits an obstacle 102 (eg a front vehicle 102, see 1 ) is closing, and there is also a risk of collision with another object 102 (eg with another vehicle 102 in the right lane, see 1 ) is available. The priority is typically to avoid a collision with the first object 102. After avoiding the first object 102, a suitable maneuver for the second object 102 (eg brake, continue to avoid, etc.) can be determined. The maneuver to avoid the first object 102 can still be selected because the TTC of the trajectory 112 is above a predefined TTC threshold. The definition of a TTC threshold value thus enables the sequential series of driving maneuvers that are as optimal as possible.

Ein weiteres Beispiel ist der Übergang von einer Freifahrt zu einer Folgefahrt. Wenn ein langsames Fahrzeug 102 vor dem Ego-Fahrzeug 100 fährt, kann von einer Fahrzeugsollgeschwindigkeit auf die langsamere Geschwindigkeit verzögert werden. Dazu wird eine Schar von Trajektorien 112 geplant, welche aus einer Mischung von geschwindigkeitsbasierten- und ortbasierten Trajektorien 112 besteht. Die geschwindigkeitsbasierten Trajektorien 112 werden z.B. auf die Fahrzeugsollgeschwindigkeit geplant und führen somit zu einer zukünftigen Kollision. Trotzdem kann von einer Fahrassistenzfunktion 201 vorgegeben werden, dass das Ego-Fahrzeug 100 so weit wie möglich mit der Sollgeschwindigkeit fährt und nicht zu früh abgebremst wird. Der Zeitpunkt für den Übergang von einer geschwindigkeitsbasierten Trajektorie 112 auf eine ortsbasierte (abgebremste oder ausweichende) Trajektorie 112 kann durch den TTC-Schwellenwert eingestellt werden. Insbesondere kann über den parametrierbaren „spätesten akzeptierbaren kollidierenden Zeitpunkt“, d.h. über den TTC-Schwellenwert, solange eine geschwindigkeitsbasierte Trajektorie 112 akzeptiert werden, bis noch eine (z.B. über den Dynamik-Parameter) definierte Verzögerung möglich ist.Another example is the transition from a free trip to a subsequent trip. If a slow vehicle 102 is traveling in front of the ego vehicle 100, deceleration can be made from a target vehicle speed to the slower speed. For this purpose, a group of trajectories 112 is planned, which consists of a mixture of speed-based and location-based trajectories 112. The speed-based trajectories 112 are, for example, planned to the target vehicle speed and thus lead to a future collision. Nevertheless, a driving assistance function 201 can specify that the ego vehicle 100 travels as far as possible at the target speed and is not braked too early. The timing of the transition from a speed-based trajectory 112 to a location-based (decelerated or evasive) trajectory 112 can be adjusted by the TTC threshold. In particular, via the parameterizable “latest acceptable colliding point in time”, i.e. via the TTC threshold value, a speed-based trajectory 112 can be accepted until a defined delay (e.g. via the dynamics parameter) is still possible.

In diesem Dokument wurde ein Parameter (d.h. insbesondere der TTC-Schwellenwert) beschrieben, mit dem eine Kollisionsvermeidung einstellbar gemacht werden kann. Der beschriebene Parameter ist unabhängig applizierbar und unabhängig von der Trajektorienplanung. Durch den Parameter wird eine verbesserte und nachvollziehbare Reaktion auf Hindernisse ermöglicht.This document describes a parameter (i.e. in particular the TTC threshold value) with which collision avoidance can be made adjustable. The parameter described can be applied independently and independent of the trajectory planning. The parameter enables an improved and comprehensible reaction to obstacles.

Desweiteren wurden Parameter (d.h. die Trajektorien-Parameter) beschrieben, mit denen insbesondere die Dynamik einer Trajektorie in linearer und transparenter Weise eingestellt werden kann. Dies ermöglicht eine effiziente Berücksichtigung von Dynamikvorgaben bei der Trajektorienplanung.Furthermore, parameters (i.e. the trajectory parameters) were described with which the dynamics of a trajectory in particular can be adjusted in a linear and transparent manner. This enables dynamic specifications to be taken into account efficiently in trajectory planning.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not limited to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed methods, devices and systems.

Claims (11)

Verfahren (700) zur Ermittlung einer Trajektorie (112) für die Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren (700) umfasst, - Ermitteln (701) von Werten von ein oder mehreren Trajektorien-Parametern (604), wobei die ein oder mehreren Trajektorien-Parameter (604) eine Dynamik und/oder eine Zielgenauigkeit der zu ermittelnden Trajektorie (112) anzeigen; - Ermitteln (702) von Werten von ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren (502, 503) aus den Werten der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter (604) mittels einer vorbestimmten Kennfunktion (600), wobei die vorbestimmte Kennfunktion (600) für Werte der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter (604) entsprechende Werte der ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren (502, 503) angibt; und - Ermitteln (703) der Trajektorie (112) anhand einer Kostenfunktion, wobei die Kostenfunktion von den ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren (502, 503) abhängt, wobei • die Kostenfunktion eine Dynamik-Komponente umfasst, die von einem Endzeitpunkt der Trajektorie (112) abhängt, und die ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren (502, 503) einen Dynamik-Gewichtungsfaktor (503) umfassen; und/oder • die Kostenfunktion eine Genauigkeits-Komponente umfasst, die von einer Abweichung eines Zielpunktes der Trajektorie (112) von einem Soll-Ziel abhängt, und die ein oder mehreren Gewichtungsfaktoren (502, 503) einen Genauigkeits-Gewichtungsfaktor (503) umfassen.Method (700) for determining a trajectory (112) for the longitudinal and/or transverse guidance of a vehicle (100), the method (700) comprising, - Determining (701) values of one or more trajectory parameters (604), the one or more trajectory parameters (604) indicating a dynamic and/or a target accuracy of the trajectory (112) to be determined; - Determining (702) values of one or more weighting factors (502, 503) from the values of the one or more trajectory parameters (604) by means of a predetermined characteristic function (600), the predetermined characteristic function (600) being for values of one or more trajectory parameters (604). indicates values of the one or more weighting factors (502, 503) corresponding to several trajectory parameters (604); and - determining (703) the trajectory (112) based on a cost function, the cost function depending on the one or more weighting factors (502, 503), wherein • the cost function comprises a dynamic component which depends on an end point in time of the trajectory (112). depends, and the one or more weighting factors (502, 503) include a dynamics weighting factor (503); and/or • the cost function comprises an accuracy component which depends on a deviation of a target point of the trajectory (112) from a target target, and the one or more weighting factors (502, 503) comprise an accuracy weighting factor (503). Verfahren (700) gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Kennfunktion (600) von einer Vielzahl von Test-Trajektorien abhängt, die anhand der Kostenfunktion berechnet wurden.Procedure (700) according to Claim 1 , wherein the predetermined characteristic function (600) depends on a plurality of test trajectories that were calculated based on the cost function. Verfahren (700) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die ein oder mehreren Trajektorien-Parameter (604) Werte zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert annehmen können; und - die Werte der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter (604) Soll-Werten zwischen einem minimalen Soll-Wert und einem maximalen Soll-Wert der Dynamik und/oder der Zielgenauigkeit der zu ermittelnden Trajektorie (112) entsprechen.Method (700) according to one of the preceding claims, wherein - the one or more trajectory parameters (604) can assume values between a minimum value and a maximum value; and - the values of the one or more trajectory parameters (604) correspond to target values between a minimum target value and a maximum target value of the dynamics and / or the target accuracy of the trajectory (112) to be determined. Verfahren (700) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ein oder mehreren Trajektorien-Parameter (604) - einen Dynamik-Parameter umfassen, der eine Soll-Dynamik der Trajektorie (112) anzeigt; und/oder - einen Genauigkeits-Parameter umfassen, der eine Soll-Genauigkeit anzeigt, mit der ein Zielpunkt der Trajektorie (112) mit einem Soll-Ziel übereinstimmt.Method (700) according to one of the preceding claims, wherein the one or more trajectory parameters (604) - include a dynamics parameter that displays a target dynamics of the trajectory (112); and or - include an accuracy parameter that indicates a target accuracy with which a target point of the trajectory (112) matches a target target. Verfahren (700) gemäß Anspruch 4 mit Rückbezug auf Anspruch 3, wobei - der minimale Wert des Dynamik-Parameters einem maximalen Soll-Wert der Soll-Dynamik der Trajektorie (112) entspricht; und - der maximale Wert des Dynamik-Parameters einem minimalen Soll-Wert der Soll-Dynamik der Trajektorie (112) entspricht.Procedure (700) according to Claim 4 with reference back to Claim 3 , whereby - the minimum value of the dynamics parameter corresponds to a maximum target value of the target dynamics of the trajectory (112); and - the maximum value of the dynamics parameter corresponds to a minimum target value of the target dynamics of the trajectory (112). Verfahren (700) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst, - Ermitteln, ob die Trajektorie (112) mit einem Objekt (102) kollidiert; - wenn ermittelt wird, dass die Trajektorie (112) mit dem Objekt (102) kollidiert, Ermitteln einer Zeitdauer bis zu der Kollision mit dem Objekt (102); - Vergleichen der Zeitdauer mit einem Schwellenwert; und - Verwenden der Trajektorie (112) für die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs (100), wenn die Zeitdauer größer als oder gleich wie der Schwellenwert ist.Method (700) according to one of the preceding claims, wherein the method comprises: - Determine whether the trajectory (112) collides with an object (102); - if it is determined that the trajectory (112) collides with the object (102), determining a time period until the collision with the object (102); - Comparing the time period with a threshold value; and - Using the trajectory (112) for the longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle (100) if the time period is greater than or equal to the threshold value. Verfahren (700) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Fahrzeug (100) eine Vielzahl von Fahrassistenzfunktionen (201) umfasst, die in die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs (100) eingreifen; und - die Werte der ein oder mehreren Trajektorien-Parameter (604) von der Fahrassistenzfunktion (201) abhängen, für die eine Trajektorie (112) ermittelt wird.Method (700) according to one of the preceding claims, wherein - the vehicle (100) comprises a plurality of driving assistance functions (201) which intervene in the longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle (100); and - The values of the one or more trajectory parameters (604) depend on the driving assistance function (201) for which a trajectory (112) is determined. Verfahren zur Ermittlung einer Trajektorie (112) für die Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren umfasst, - Detektieren eines Objektes (102) in einer Umgebung des Fahrzeugs (100), auf Basis von Umfelddaten bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs (100); - Ermitteln einer Vielzahl von Trajektorien (112) anhand einer Kostenfunktion, wobei sich die Vielzahl von Trajektorien in Bezug auf einen Zielpunkt und/oder in Bezug auf eine Dynamik unterscheiden; - Auswählen einer ersten Trajektorie (112) aus der Vielzahl von Trajektorien (112), in Abhängigkeit von einem Wert der Kostenfunktion für die erste Trajektorie (112); - Ermitteln, ob die erste Trajektorie (112) mit dem detektierten Objekt (102) kollidiert; - wenn ermittelt wird, dass die erste Trajektorie (112) mit dem detektierten Objekt (102) kollidiert, Ermitteln einer Zeitdauer bis zu der Kollision mit dem detektierten Objekt (102); - Vergleichen der Zeitdauer mit einem Schwellenwert; und - Verwenden der ersten Trajektorie (112) für die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs (100), in Abhängigkeit von dem Vergleich.Method for determining a trajectory (112) for the longitudinal and/or transverse guidance of a vehicle (100), the method comprising - detecting an object (102) in an environment of the vehicle (100), based on environment data relating to an environment of the vehicle (100); - Determining a plurality of trajectories (112) based on a cost function, the plurality of trajectories differing in relation to a target point and/or in relation to a dynamic; - Selecting a first trajectory (112) from the plurality of trajectories (112), depending on a value of the cost function for the first trajectory (112); - Determine whether the first trajectory (112) collides with the detected object (102); - if it is determined that the first trajectory (112) collides with the detected object (102), determining a time period until the collision with the detected object (102); - Comparing the time period with a threshold value; and - using the first trajectory (112) for the longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle (100), depending on the comparison. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei - die erste Trajektorie (112) an einem ersten Zeitpunkt ausgewählt wird; - das Verfahren weiter umfasst, Ermitteln, an einem zweiten Zeitpunkt, ob die erste Trajektorie (112) weiterhin mit dem detektierten Objekt (102) kollidiert; - der zweite Zeitpunkt dem ersten Zeitpunkt nachfolgt; und - das Verfahren weiter umfasst, Ermitteln einer alternativen Trajektorie, wenn die erste Trajektorie (112) weiterhin mit dem detektierten Objekt (102) kollidiert.Procedure according to Claim 8 , wherein - the first trajectory (112) is selected at a first point in time; - the method further comprises determining, at a second point in time, whether the first trajectory (112) continues to collide with the detected object (102); - the second point in time follows the first point in time; and - the method further comprises determining an alternative trajectory if the first trajectory (112) continues to collide with the detected object (102). System (200) zur Quer- und/oder Längsführung eines Fahrzeugs (100), wobei das System (200) eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.System (200) for transverse and/or longitudinal guidance of a vehicle (100), wherein the system (200) is set up to carry out a method according to one of the preceding claims. Software-Programm, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.Software program which is designed to be executed on a processor and thereby implements a method according to one of the Claims 1 until 9 to carry out.
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