CN103661399B - 用于确定用于机动车的避让轨迹的方法以及安全装置或安全系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过机动车的安全装置或安全系统、尤其是车道变换支持装置和/或避让支持装置确定优化的避让轨迹的方法，通过所述方法向车辆驾驶员输出优化的避让轨迹和/或使机动车的路线必要时部分地匹配于优化的避让轨迹，通过横向动态的品质度量的优化确定优化的避让轨迹，为此考虑机动车的横向加速度和/或横向冲击。本发明还涉及一种用于机动车的安全装置或安全系统、尤其是车道变换支持装置和/或避让支持装置，其中通过安全装置或安全系统可实施和/或实施根据本发明的方法。本发明还涉及根据本发明的方法、根据本发明的安全装置或根据本发明的安全系统在驾驶员辅助系统中的应用，用于提高道路交通中的主动安全性和/或被动安全性。

Description

用于确定用于机动车的避让轨迹的方法以及安全装置或安全 系统
技术领域
本发明涉及一种用于通过机动车的安全装置或安全系统、尤其是车道变换支持装置和/或避让支持装置来确定优化的避让轨迹的方法。此外，本发明涉及一种用于机动车的安全装置或安全系统、尤其是用于机动车的车道变换支持装置和/或避让支持装置，以及根据本发明的方法、根据本发明的安全装置或根据本发明的安全系统的应用。
背景技术
主动安全性是当前的和将来的机动车系统的发展中的重点之一。在机动车乘员的主动安全性的领域中(即为了避免相关的机动车事故)的已知的安全辅助系统或驾驶员辅助系统例如是用于通过行驶动态边界区域中的制动干预来稳定机动车的电子稳定程序ESP(Electronic Stability Programme：电子稳定程序)以及作为通过附加的转向干预扩展ESP的VDM(Vehicle Dynamic Management：车辆动态管理)。这种安全系统的已知安全装置例如是用于机动车的车道变换支持装置或避让支持装置。
在这种安全装置的设计中或者在这种安全装置的上级安全系统中应注意：一般的机动车驾驶员在危险状况中经常存在通过合适的转向操纵来避让障碍物的问题。因此，例如在驾驶安全训练中表明：一般的机动车驾驶员过晚、过快或者过慢、过多或者过少，或根本不进行转弯，此外例如在两次车道变换——即又返回到原来的车道上——的情况下错误地执行或根本不执行反向转向。这或者导致与障碍物的碰撞或者导致不稳定性，在严重的情形中导致机动车的侧滑。因此，存在多种驾驶员辅助系统(FAS或ADAS(Advanced DriverAssistance Systems：高级驾驶员辅助系统))作为机动车中的电子的或者机电的附加装置用于在危急的驾驶状况中支持车辆驾驶员。
EP 970 875 A2教导一种用于机动车的安全系统，通过所述安全系统基于距离传感器的信息可如此影响机动车的线控转向系统的转向执行机构，使得至少可以阻止机动车驾驶员调整导致碰撞的转向角。在此，安全系统必要时可以自动调整避让路线。在所述安全系统中，通过安全系统决定是否避让、什么时候避让和向哪个方向避让并且代替机动车驾驶员。然而，除用于避让路线的固定转向角以外，没有实现避让轨迹的确定。
EP 1 735 187 B2公开一种用于机动车的安全系统，其具有转向与制动装置，其中为了机动车的紧急状况中的避让支持由安全系统检测和评估与机动车前方的障碍物的碰撞危险。这基于关于机动车的内部信息和基于传感器等等的外部信息实现。如果机动车的碰撞危险高，则一旦车辆驾驶员开始避让操纵或者过犹豫的避让操纵，则通过安全系统触发转向支持。为此，计算避让轨迹并且将其以转向力矩、触觉信号或可加载的附加转向角的形式通知车辆驾驶员。通过安全系统预给定的避让轨迹可能由机动车驾驶员过度转向。没有公开用于避让轨迹的标准或者优化标准。
发明内容
本发明的任务是，说明一种用于确定用于机动车的车道变换支持和/或避让支持的避让轨迹的改善方法。在此，通过所确定的或者所计算的避让轨迹应能够可靠地防止机动车与障碍物的碰撞危险，其中机动车驾驶员应保留对机动车的转向行为的控制。此外，由背景技术出发，如此进一步发展开始提到的类型的安全装置、安全系统以及所述方法，使得进一步改进由机动车驾驶员或由机动车自身进行的避让操纵。
本发明的任务通过以下解决：用于通过机动车的安全装置或安全系统、尤其是通过驾驶员辅助系统——例如车道变换支持装置和/或避让支持装置来确定期望轨迹或者优化的避让轨迹的方法；用于机动车的安全装置或安全系统、尤其是车道变换支持装置和/或避让支持装置；根据本发明的方法、根据本发明的安全装置或根据本发明的安全系统的应用。本发明的有利的扩展方案、附加特征和/或优点由以下描述得出。
在根据本发明的方法中，向车辆驾驶员输出必要时当前的(周期性逼近)期望轨迹或者优化的避让轨迹和/或使机动车的路线(Bahnkurve)必要时部分地匹配于期望轨迹或者优化的避让轨迹，其中通过横向动态的品质度量的优化来确定期望轨迹或者优化的避让轨迹，为此优选考虑机动车的横向加速度和/或横向冲击(Querruck)。以下基本上仅仅谈及优化的避让轨迹，术语“期望轨迹”在此应由术语“优化的避让轨迹”包含。
在根据本发明的方法中，优选对于一批避让轨迹确定横向动态的品质度量，其中优化的避让轨迹通过所确定的横向动态的品质度量的最小值、尤其是全局最小值表征。根据本发明，对于优化的避让轨迹的开始或实际的避让操纵的开始在时间上的提前或推后，可以在横向动态的品质度量中进行与路径相关的加权，其中在横向动态的品质度量中通过参数进行优选指数加权。
可以通过数学的近似解来实施根据本发明的方法，其中优化的解优选在形式上以泰勒级数、尤其二阶泰勒级数展开。此外，在所述方法中可以根据轮胎/行车道系统之间的摩擦系数调整加权参数，其中在相对较小的摩擦系数的情况下可以在时间上推后优化的避让轨迹，在相对较高的摩擦系数的情况下可以在时间上提前优化的避让轨迹。此外，在所述方法中可以根据直至潜在碰撞的持续时间来调整加权参数。在此，优选由与障碍物的间距和由机动车与障碍物之间的速度差来求取直至潜在碰撞的持续时间。
为了在触发之后一次性实施用于避让支持的校正干预，例如可应用以下步骤。首先确定机动车的位置参数并且随后使加权参数匹配于摩擦系数和/或匹配于直至潜在碰撞的持续时间。在时间上随后可以进行优化的避让轨迹的计算。为了实施用于周期性地直至操纵结束的避让支持的校正干预，例如可应用以下步骤。首先确定当前的车辆位置，并且在时间上随后由避让轨迹或者当前的避让轨迹计算机动车的期望位置，其中在时间上随后确定校正偏转力矩，所述校正偏转力矩被换算成用于机动车的控制量。
附图说明
以下根据实施例参考附图更详细地解释本发明。
图1以二维示意性俯视图示出两车道的道路或行车道上的机动车的车道变换操纵或者避让操纵；
图2示出对于加权参数的不同值的优化的避让轨迹的函数图，通过所述加权参数可影响机动车的避让操纵的开始时刻；
图3示出代表机动车的轮胎/行车道系统的摩擦系数和加权参数之间的关系的函数图；
图4进一步示出到碰撞的时间(TimeToCollision)、即车辆与障碍物的碰撞时刻和加权参数之间的关系的函数图；
图5以曲率弧长图示出图2中的优化的避让轨迹的函数图。
具体实施方式
下面借助在行驶方向上待跨越的间距xE和在相对于行驶方向的横向上待跨越的间距yE的情况下的避让操纵更详细地解释本发明(见图1)。这符合机动车由于相对于所述机动车位于远前方的障碍物——例如车辆(未示出)的车道变换操纵。本发明当然不限于这种实施方式，而是可以应用到一个车辆或者多个车辆的多种其他驾驶操纵。
因此，例如可能的是，不仅将本发明应用于相对简单的车道变换操纵而且应用于机动车的避让操纵，其中对此相对较少的时间可供使用并且车辆驾驶员和驾驶员辅助系统——例如安全装置或安全系统、尤其是车道变换支持装置和/或避让支持装置侧的快速且果断的行动是必须的。此外可能的是，将本发明应用到运动的障碍物上，例如在车辆超车的情况下或在行人或骑车者横穿道路的情况下或在突然出现障碍物的情况下。
为此，下面依照根据本发明的品质度量J或者品质标准J，从一批车道变换轨迹或者避让轨迹中选出期望轨迹或者优化的或者最佳的车道变换轨迹或者避让轨迹。在本说明书的范畴内，基本上仅仅谈及“优化的”和“避让轨迹”，术语“最佳的”或者“期望轨迹/车道变换轨迹”应由前面的术语包括。此外，术语“优化的”在此表示可能的、更好的避让轨迹，其中根据品质度量J从所述一批避让轨迹中选出所述优化的避让轨迹。所述优化的避让轨迹在此不一定表示最佳的避让轨迹，特别是品质度量J还可以不同地定义。
优化的避让轨迹是通过驾驶员辅助系统选出的并且对于即将来临的避让操纵向机动车驾驶员建议的路线。也就是说，车辆不久会行驶所述避让轨迹或者路线。在此，驾驶员辅助系统还可以如此设置，使得所述驾驶员辅助系统至少暂时地强使机动车驾驶员接受优化的避让轨道，但这仅仅适合于已经以很大的概率探测到的紧急情况，例如机动车驾驶员发通知这一情况。在此，驾驶员辅助系统必要时可以如此设计，使得不允许机动车驾驶员未超过避让轨迹但允许机动车驾驶员超过避让轨迹。
这种驾驶员辅助系统、即也可以称作“防碰撞装置”或者“防碰撞系统”的安全装置或安全系统可以是基本上电子的装置或基本上电子的系统，其操作机动车的传统的机械装置和调节器(Steller)。此外可能的是，这种装置或这种系统附加地设有机械的装置和调节器。这种装置或者这种系统在EP 1 735 187 B2中公开，在此应明确地包括其公开内容。为了优化的避让轨迹的计算或者避让轨迹的计算，首先必须探测障碍物。这例如可以根据EP1 735 187 B2来实现(参考以下段落以及EP 1 735 187 B2的段落[0029]和段落[0030])。
在第一步骤中，检测内部条件和外部条件、即机动车的参数和周围环境。为了实现所述功能，安全系统具有用于周围环境检测的检测单元；所述检测单元基于雷达传感器和/或视频传感器工作。此外，在检测单元的范畴内，借助其他传感器附加地检测关于所行驶的道路的数据和信息，例如关于车道的数量和宽度以及关于自身车辆和潜在的碰撞方相对于车道的位置的数据和信息。还可以将例如导航系统的数字地图的数据和信息包括到周围环境检测中。作为其他的信息源，车辆通信、车辆/基础设施通信和自身机动车的数据也是可能的。此外，还参见EP 1 735 187B2的计算模块26。
在车道变换或者避让操纵中，机动车会相对于其原始运动方向横向地改变其路线或轨迹。避让轨迹的描述优选在地固坐标中以函数表示y(x)实现，参见图1。优选如此设置坐标系xy，使得机动车、尤其其重心在避让操纵开始时位于坐标系xy的原点处，也就是说参数x＝0并且参数y＝0。此外，坐标系的x轴应平行于机动车的原始纵轴线定向，即在避让操纵即将开始之前。此外，避让轨迹在操纵开始时不应是弯曲的。因此，得到初始条件：
y(0)＝0，y'(0)＝0，y”(0)＝0
具有撇的记号(')在此表示相对位置的数学导数。在此，y是机动车或者避让轨迹的轮辙偏移量(Spurversatz)，y'是避让轨迹相对于x轴的角度，并且y"是避让轨迹在坐标系原点处的曲率。在车道变换结束时，机动车应横向地偏移yE、在与车道变换即将开始之前相同的方向上行驶并且同样又位于没有弯曲的路线上。因此，最终条件与初始条件类似：
y(xE)＝yE，y'(xE)＝0，y”(xE)＝0
现在，根据本发明，规划、确定、计算或者给出避让轨迹，所述避让轨迹在车辆驾驶员允许的前提下安全地引导车辆并且尽可能舒适地引导乘员。也就是说，在遵循所述边界条件的情况下规划避让轨道，所述避让轨迹对于乘员而言尽可能舒适。机动车或者乘员的横向加速度a适于评估驾驶舒适性。根据本发明提出，通过横向动态的品质度量J或者品质标准J的优化来计算避让轨迹。用于横向动态的品质度量J的第一方式是：
在此，横向加速度a求平方且在车道变换区间[0，xE]上求积分。替代地，还可以类似地、即在求平方和求积分的情况下评估横向冲击
可以通过边界条件的值xE和yE使两个品质度量J的优化的或者最佳的解匹配于距离和障碍物的宽度。通过以下方式得到优化的解：分别建立一批横向动态的品质度量J并且搜索其最小值、尤其是全局最小值。
附加的匹配可能性能够实现转入相邻车道的时刻提前或向后推迟。这通过在品质度量J中引入与路径相关的加权实现，例如通过根据用于横向冲击的
的指数加权来实现。对于横向加速度a相应地有：
下面的实施仅仅涉及横向冲击但类似地可应用于横向加速度a。
如果在此选择加权参数α>0，则横向冲击的值在较大的x的情况下更强地加权。优化在这种情况下保证机动车更早地变换车道。在α<0的情况下与此相反。在这种情形中，横向冲击的值在较大的x的情况下更弱地加权。这导致更晚的车道变换。图2在此示出对于不同的加权参数值α(-5/xE、-2/xE、-1/xE、0、+1/xE、+2/xE、+5/xE)的最佳车道变换轨迹。根据本发明，可以借助α有效地向前或向后移动车道变换点。
然而，对于应用不利的是，路径相关的品质度量J的解以公式表示时实际上很难得到，这可以借助近似解规避。为此，优选将优化的解y(x,α)在形式上以泰勒级数展开，优选直到关于加权参数α的第二阶：
在此，泰勒系数计算成：
此外，根据本发明提出，根据所估计的摩擦系数μ调整加权参数α。物理上可行驶的避让轨迹大大取决于轮胎/行车道系统所具有的摩擦系数μ。在相对较小的摩擦系数μ的情况下(例如在结冰的道路的情况下)，必须向后推移期望轨迹、即优化的避让轨迹(更迟的横向偏移)，在相对较大的摩擦系数μ的情况下(例如，干燥的沥青)，可以向前推移期望轨迹。由此得出摩擦系数μ和加权参数α之间以下的关系：在μ小的情况下α是负的，在摩擦系数μ大的情况下加权参数α是正的。在此之间优选线性地过渡(见图3)。
此外根据本发明提出，根据直至潜在碰撞的持续时间(TimeToCollision TTC：至碰撞的时间)调整加权参数α。由与障碍物的间距x障碍物以及由速度差Δv计算TTC：
先前提出的避让轨迹(5次多项式)具有以下特征：在相对较大的TTC的情况下，在避让操纵开始时，要求相对较小的横向偏移量。与此相反地，车辆驾驶员典型地尝试立即产生相对于障碍物的较大的横向偏移量。因此，对于相对较大的TTC必须在时间上向前推移期望轨迹或者避让轨迹并且对于相对较小的TTC必须在时间上向后推移期望轨迹或者避让轨迹。由此对于加权参数α得出：加权参数对于相对较大的TTC是正的并且对于相对较小的TTC是负的。图4说明所述关系。
所确定的或者所计算的避让轨道例如可以借助下面的调节器实现：电子助力转向器、叠加转向器、线控转向系统和/或ESP的单侧制动干预。
对于用于避让支持装置的校正干预的实施，根据本发明，一次触发之后，提出下面的步骤：例如由周围环境传感机构(例如，雷达、视频传感器、激光雷达)确定参数xE、yE，使加权参数α匹配于所识别的摩擦系数μ和/或至碰撞的时间(TimeToCollision)以及计算期望避让轨迹或者优化的避让轨迹。
对于直至避让操纵结束时的周期逼近通过例如以下方式实现。首先确定当前的x坐标和y坐标(零点：在触发时的车辆位置)。随后由期望轨迹y(x)或者根据当前的x坐标的当前避让轨迹来计算y期望。随后，由差y期望-y确定校正偏转力矩Mz。现在进行校正偏转力矩Mz到根据调节器中的一个或多个的控制量的换算。这例如是电子助力转向器的转向力矩、叠加转向器或线控转向系统的转向角或者ESP的制动压力。
替代地，在此为了由差y期望-y计算校正偏转力矩Mz，将函数表示y(x)换算成曲率弧长表示：
κ＝κ(s)
曲率κ和弧长s是直接与车辆运动相关的平滑曲线的几何特征参量。通过机动车中作为估计量可用的车辆速度v的积分得到弧长：
如果存在作为κ期望(s)的(期望)避让轨迹，则可以由操纵开始后的当前行驶的弧长求取当前的期望曲率κ期望。通过与车辆速度v的乘积，由期望曲率κ期望获得偏转比率，所述偏转比率作为期望偏转比率可以施加到在后连接的驾驶动态调节器上：
在具有接近于0的侧偏角的低动态车辆运动的边界情形中，即对于ay接近于0，也可以直接计算用于转向角调节系统(叠加转向器、线控转向系统)的期望车轮转向角δ期望：
δ期望＝arctan(Lκ期望)
在此，L是机动车的轴距。
为了将避让轨迹的描述由地固坐标y(x)变换成曲率弧长表示κ(s)，使用下面的已知公式：
其中
图5示出图2中的优化的避让轨迹的结果。
此外，当然也可借助相反的方式实施根据本发明的方法。

Claims (18)

1.一种用于通过机动车的安全装置或安全系统来确定优化的避让轨迹的方法，其中，所述安全装置或安全系统是车道变换支持装置和/或避让支持装置，其中，
通过所述方法向车辆驾驶员输出所述优化的避让轨迹和/或使所述机动车的路线部分地匹配于所述优化的避让轨迹，其特征在于，
通过横向动态的品质度量(J)的优化来确定所述优化的避让轨迹，为此考虑所述机动车的横向加速度(a)和/或横向冲击
对于所述优化的避让轨迹的开始或者实际的避让操纵的开始在时间上的提前或者推后，在所述横向动态的品质度量(J)中进行与路径相关的加权，其中，在所述横向动态的品质度量(J)中通过加权参数(α)实现指数加权。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于一批避让轨迹确定所述横向动态的品质度量(J)，并且所述优化的避让轨迹通过所确定的横向动态的品质度量(J)的最小值表征。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助数学的近似解来实施所述方法，其中，避让轨迹的优化的解被展开。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据轮胎/行车道系统之间的摩擦系数(μ)调整所述加权参数(α)，其中，在相对较小的摩擦系数(μ)的情况下在时间上推后所述优化的避让轨迹，并且在相对较大的摩擦系数(μ)的情况下在时间上提前所述优化的避让轨迹。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据直至潜在碰撞的持续时间(TTC)来调整所述加权参数(α)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，由与障碍物的间距(x障碍物)和由所述机动车和所述障碍物之间的速度差(Δv)来计算所述直至潜在碰撞的持续时间(TTC)。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据直至潜在碰撞的持续时间(TTC)来调整所述加权参数(α)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，由与障碍物的间距(x障碍物)和由所述机动车和所述障碍物之间的速度差(Δv)来计算所述直至潜在碰撞的持续时间(TTC)。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，首先确定所述机动车的期望位置参数(xE，yE)并且随后使所述加权参数(α)匹配于所述摩擦系数(μ)，其中，在时间上随后进行所述优化的避让轨迹的计算。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，首先确定所述机动车的期望位置参数(xE，yE)并且随后使所述加权参数(α)匹配于所述直至潜在碰撞的持续时间(TTC)，其中，在时间上随后进行所述优化的避让轨迹的计算。
11.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，首先确定所述机动车的期望位置参数(xE，yE)并且随后使所述加权参数(α)匹配于所述摩擦系数(μ)和所述直至潜在碰撞的持续时间(TTC)，其中，在时间上随后进行所述优化的避让轨迹的计算。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，首先确定当前的车辆位置，并且在时间上随后由所述优化的避让轨迹或者当前的避让轨迹进行所述机动车的期望位置(y期望)的计算，其中，在时间上随后确定校正偏转力矩(Mz)，所述校正偏转力矩被换算成用于所述机动车的控制量。
13.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述最小值是全局最小值。
14.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，避让轨迹的优化的解在形式上以泰勒级数展开。
15.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，避让轨迹的优化的解在形式上以二阶泰勒级数展开。
16.一种用于机动车的安全装置，其特征在于，通过所述安全装置能够实施和/或实施根据权利要求1至15中任一项所述的方法。
17.根据权利要求16所述的用于机动车的安全装置，其特征在于，所述安全装置是车道变换支持装置和/或避让支持装置。
18.根据权利要求1至15中任一项所述的方法或根据权利要求16或17所述的安全装置在驾驶员辅助系统中的应用，用于提高道路交通中的主动安全性和/或被动安全性。
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013203216A1 (de) * 2013-02-27 2014-08-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei einem Kollisionsvermeidungsmanöver
SE537674C2 (sv) * 2013-03-19 2015-09-29 Scania Cv Ab Reglersystem för autonoma fordon, och en metod för reglersystemet
DE102014008353B4 (de) * 2014-06-04 2016-09-15 Audi Ag Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems zur automatisierten Führung eines Kraftfahrzeugs sowie zugeordnetes Kraftfahrzeug
US9428187B2 (en) * 2014-06-05 2016-08-30 GM Global Technology Operations LLC Lane change path planning algorithm for autonomous driving vehicle
DE102014215244A1 (de) * 2014-08-01 2016-02-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kollisionsfreie Quer-/Längsführung eines Fahrzeugs
DE102014016567A1 (de) 2014-11-08 2016-05-12 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren zum Bestimmen einer Ausweichtrajektorie und Fahrerassistenzsystem dafür
DE102014223000B4 (de) * 2014-11-11 2024-03-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Einstellbare Trajektorienplanung und Kollisionsvermeidung
DE102014017594A1 (de) * 2014-11-27 2016-06-02 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren zur Durchführung eines Ausweichmanövers, Computerprogrammprodukt sowie Kraftfahrzeug
CA3067177A1 (en) * 2015-02-10 2016-08-18 Mobileye Vision Technologies Ltd. Sparse map for autonomous vehicle navigation
DE102016210848A1 (de) * 2015-07-06 2017-01-12 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeuges mit einem Objekt, sowie Fahrassistenzsystem
DE102015217742A1 (de) * 2015-09-16 2017-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Assistenzsystem zum Steuern eines technischen Systems
DE102015217891A1 (de) * 2015-09-17 2017-03-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Bestimmen einer Soll-Trajektorie für ein Fahrzeug
CN108025714A (zh) * 2015-09-28 2018-05-11 法拉第未来公司 转向补偿的系统和方法
DE102015221626A1 (de) * 2015-11-04 2017-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Ermittlung einer Fahrzeug-Trajektorie entlang einer Referenzkurve
DE102016220945A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-11 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zum Unterstützen eines Manövriervorganges eines Kraftfahrzeuges
DE102015016531A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 Adam Opel Ag Fahrerassistenzsystem und Verfahren zur Kollisionsvermeidung
DE102015016544A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 Adam Opel Ag Verfahren zum Finden einer Ausweichtrajektorie für ein Fahrzeug
DE102016202070A1 (de) * 2016-02-11 2017-08-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug-Steuervorrichtung und Verfahren zum Ermitteln von Ausweichtrajektorien für ein kollisionsfreies Ausweichmanöver mehrerer Kraftfahrzeuge
DE102016202951A1 (de) * 2016-02-25 2017-08-31 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren für einen Geschwindigkeitsregler
DE102016009763A1 (de) * 2016-08-11 2018-02-15 Trw Automotive Gmbh Steuerungssystem und Steuerungsverfahren zum Bestimmen einer Trajektorie und zum Erzeugen von zugehörigen Signalen oder Steuerbefehlen
DE102016009764A1 (de) * 2016-08-11 2018-02-15 Trw Automotive Gmbh Steuerungssystem und Steuerungsverfahren zum Führen eines Kraftfahrzeugs entlang eines Pfades und zum Vermeiden einer Kollision mit einem anderen Kraftfahrzeug
DE102016218121A1 (de) 2016-09-21 2018-03-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuervorrichtung zur Planung einer zumindest teilautomatischen Längs- und/oder Querführung
JP6569659B2 (ja) * 2016-12-22 2019-09-04 トヨタ自動車株式会社 衝突回避支援装置
US10754029B2 (en) * 2017-03-31 2020-08-25 Ford Global Technologies, Llc Vehicle human machine interface control
DE102017212373A1 (de) * 2017-07-19 2019-01-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung einer Trajektorie für eine autonom fahrendes Kraftfahrzeug, Steuereinrichtung und Kraftfahrzeug
JP7116355B2 (ja) 2017-09-28 2022-08-10 トヨタ自動車株式会社 運転支援装置
US11354458B1 (en) * 2018-02-22 2022-06-07 Hexagon Manufacturing Intelligence, Inc. Automated vehicle safety simulation using safety quotient method
FR3083766B1 (fr) * 2018-07-13 2020-06-26 Renault S.A.S. Procede d'elaboration d'une consigne de commande predictive apte a etre implantee dans une unite de commande de trajectoire d'un vehicule automobile
DE102018215509A1 (de) * 2018-09-12 2020-03-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines zumindest teilweise automatisiert betriebenen ersten Fahrzeugs
DE102019110217B4 (de) 2019-04-17 2021-09-16 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum automatisierten Steuern eines Kraftfahrzeugs
CN110329263B (zh) * 2019-07-05 2020-08-21 西南交通大学 自动驾驶车辆自适应换道轨迹规划方法
CN110299027B (zh) * 2019-07-12 2021-12-14 山东交通学院 基于轨迹数据和地图数据的车辆变道监测与安全预警方法
CN110597245B (zh) * 2019-08-12 2020-11-20 北京交通大学 基于二次型规划和神经网络的自动驾驶换道轨迹规划方法
US11685440B2 (en) * 2019-10-10 2023-06-27 Steering Solutions Ip Holding Corporation System and method for shared control for emergency steering
RU2745804C1 (ru) 2019-11-06 2021-04-01 Общество с ограниченной ответственностью "Яндекс Беспилотные Технологии" Способ и процессор для управления перемещением в полосе движения автономного транспортного средства
IT202000016243A1 (it) 2020-07-06 2022-01-06 Webravo S R L Metodo per la gestione di transazioni nei siti di commercio elettronico
DE102020214203A1 (de) 2020-11-11 2022-05-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen einer Spurwechselintention eines sich in einer unmittelbaren Umgebung eines Kraftfahrzeugs befindlichen weiteren Kraftfahrzeugs, sowie Assistenzsystem
CN112612273B (zh) * 2020-12-21 2021-08-24 南方电网电力科技股份有限公司 一种巡检机器人避障路径规划方法、系统、设备和介质
CN113022699A (zh) * 2021-04-15 2021-06-25 一汽奔腾轿车有限公司 一种自适应调节转向助力的方法及装置
CN114030474B (zh) * 2021-08-19 2022-08-12 东南大学 基于驾驶员主观风险感受的行车安全场构建方法
US20230099555A1 (en) * 2021-09-28 2023-03-30 Aptiv Technologies Limited Self-learning-based interpretation of driver's intent for evasive steering

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6095277A (en) * 1996-12-05 2000-08-01 Daimlerchrysler Ag Vehicle steering system
CN101636304A (zh) * 2007-03-16 2010-01-27 罗伯特.博世有限公司 用于计算车辆的驾驶策略所用的避撞轨迹的方法
CN102421645A (zh) * 2009-05-07 2012-04-18 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 用于执行车辆驾驶稳定性的闭环或开环控制的方法和设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19831071C2 (de) 1998-07-10 2000-10-05 Daimler Chrysler Ag Lenksystem für Kraftfahrzeuge
WO2005037592A1 (de) * 2003-09-23 2005-04-28 Daimlerchrysler Ag Verfahren und vorrichtung zur erkennung von spurwechselvorgängen für ein fahrzeug
DE102004008894A1 (de) 2004-02-24 2005-09-08 Robert Bosch Gmbh Sicherheitssystem für ein Fortbewegungsmittel sowie hierauf bezogenes Verfahren
JP5130638B2 (ja) * 2006-03-22 2013-01-30 日産自動車株式会社 回避操作算出装置、回避制御装置、各装置を備える車両、回避操作算出方法および回避制御方法
US8224564B2 (en) * 2007-02-14 2012-07-17 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Vehicle drive assist system
WO2010101749A1 (en) 2009-03-05 2010-09-10 Massachusetts Institute Of Technology Predictive semi-autonomous vehicle navigation system
WO2012020069A1 (de) * 2010-08-10 2012-02-16 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und system zur regelung der fahrstabilität
DE102010042048B4 (de) * 2010-10-06 2020-11-12 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei einem Fahrmanöver
US9318023B2 (en) * 2011-08-31 2016-04-19 GM Global Technology Operations LLC System and method for collision avoidance maneuver path determination with jerk limit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6095277A (en) * 1996-12-05 2000-08-01 Daimlerchrysler Ag Vehicle steering system
CN101636304A (zh) * 2007-03-16 2010-01-27 罗伯特.博世有限公司 用于计算车辆的驾驶策略所用的避撞轨迹的方法
CN102421645A (zh) * 2009-05-07 2012-04-18 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 用于执行车辆驾驶稳定性的闭环或开环控制的方法和设备

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