CN104755343A - 用于协调全自动驾驶的机动车运行的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于协调全自动驾驶的机动车运行的方法，包括以下步骤：通过机动车的机动车系统由自我信息和环境信息确定通过至少一个行驶干预描述的用于机动车的轨迹，自我信息描述包括目标位置的机动车的状态，环境信息描述机动车的环境；通过机动车的机动车系统确定至少一个表示必需协调的协调条件是否存在，假如存在协调条件或协调条件至少之一，执行下列步骤：通过每辆机动车的机动车自有通信装置的通信连接交换描述轨迹的轨迹数据，检查机动车的轨迹数据是否存在由于至少两辆机动车的轨迹的空间和时间重叠和/或机动车至少之一未到达目标位置导致的冲突，假如存在冲突，则基于由仲裁装置评估的至少一条仲裁规则调整参与冲突的至少一辆机动车的轨迹，并且由每辆机动车执行由各自轨迹描述的行驶干预。

Description

用于协调全自动驾驶的机动车运行的方法
技术领域
本发明涉及一种用于协调全自动驾驶或行驶的机动车运行的方法。
背景技术
在现代机动车中，驾驶员辅助系统越来越重要，例如纵向引导的驾驶员辅助系统(特别是ACC系统“自适应巡航控制”)或横向引导的驾驶员辅助系统(特别是LKA系统“车道保持辅助”)。通过这些系统的继续开发，预计会有越来越多地使用自主或全自动地行驶的机动车。可以自主地在狭窄空间中行驶的机动车正处于开发之中，但也仅是处于监视之下并且分别作为唯一起作用的系统。用于多辆全自动机动车的自主或全自动的行驶的第一应用可以是引导在为此规定的平面上自主或全自动停车。
对于机动车的行驶而言，自主行驶和全自动驾驶的概念可替换使用，其中驾驶员不需要直接监控行驶。命名为全自动驾驶是根据由德国联邦公路研究所(BASt)引入的自动化行驶功能的命名和分级进行的(Stand06.09.2010)。
自主或全自动驾驶的机动车具有很多优点。因此可以通过完美地调整驾驶行为而实现避开拥堵和事故。自主或全自动驾驶的机动车预计首先在封闭的区域内，例如在停车场中自主泊车入位时使用。
在自主或全自动驾驶中，通常为每辆机动车独立地由机动车所处的信息确定一条轨迹。这种方式在相对开放的平面和较小的交通密度时能良好地工作，而在汽车密度较高时在独立确定轨迹时很容易产生不能或仅非常慢地化解拥堵的情形。因此，为了利用自主或全自动驾驶，例如较好的交通流量和较高的可能机动车密度的优点，有必要考虑其它自主或全自动驾驶的机动车的行为。
当在较狭窄的空间内，例如在停车场内存在较高的机动车密度时，或者当出现未预见的行驶状况是，例如在狭窄的位置上存在停驶的机动车时，这种考虑就特别重要。迄今为止的方法中，通过识别其它机动车的运动进行这种考虑，为此可以使用合适的传感器。但是这在上述情形下可能导致出现所谓的死锁，即出现其中没有任何一辆机动车可以进行期望的运动的情形，或者导致拥堵状况仅能非常缓慢地得以化解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相对改善的用于控制自主或全自动驾驶的机动车的运行的方法。
为了实现该目的，规定一种开头所述类型的方法，其包括以下步骤：
-通过机动车的机动车系统由自我信息和环境信息确定通过至少一个行驶干预描述的用于每辆机动车的轨迹，所述自我信息描述包括目标位置的机动车的状态，所述环境信息描述机动车的环境，
-通过机动车的机动车系统确定至少一个表示必需协调的协调条件是否存在，
-假如存在所述协调条件或所述协调条件至少之一，执行下列步骤：
●通过每辆机动车的机动车自有通信装置经由通信连接交换描述所述轨迹的轨迹数据，
●检查所述机动车的轨迹数据是否存在由于至少两辆机动车的轨迹在空间和时间上重叠和/或所述机动车至少之一未到达目标位置导致的冲突，
●假如存在冲突：
则基于由仲裁装置评估的至少一条仲裁规则调整参与所述冲突的至少一辆机动车的轨迹，以及
-由每辆机动车执行由各自轨迹描述的行驶干预。
根据本发明的方法基于两个中心构思：
一方面，在机动车的行驶运动的协调是合理或必要的，即存在协调条件的情况下，在机动车和仲裁装置之间交换轨迹数据，其中，仲裁装置也可以是或包含机动车系统。由此不仅可以评价当前可识别的行驶机动动作，还可以把将来设置的行驶机动动作一起纳入到轨迹计算中。另一方面，在根据本发明的方法中基于在仲裁装置上评估的仲裁规则而进行至少一条轨迹的调整。这是很重要的，因为不同的机动车可能使用不同的规则组来确定轨迹。由此即便在其中所有参与冲突机动车都识别到并希望避免该冲突的情况下，不同的避免策略也可能导致新的冲突。如果所有的轨迹调整通过一个仲裁装置基于一个规则组实施，则可以避免该问题。
通常单独的机动车在多数行驶状况下在自主或全自动驾驶时使用已知的功能以确定轨迹。因此针对每辆机动车在考虑机动车系统所处的自我和环境信息的情况下单独确定机动车的轨迹。根据本发明的用于协调自主或全自动驾驶的机动车运行的方法因此与传统的用于机动车的自主或全自动驾驶的方法的不同仅在于特别的行驶状况，其中如上所述对机动车的行驶运动的协调是合理或必要的。
这样一种行驶状况就是所谓的“死锁”，即如下行驶状况，其在独立确定单个机动车的轨迹时不能化解，因为机动车会相互堵塞。同样的也适用于如下状况，当没有进行机动车的行驶运动的协调时状况仅能非常缓慢地化解时也同样适用。但是也可能的是，机动车系统确定了对该机动车有利的一条轨迹，而这条轨迹使得与其它机动车进行协调成为必要。在这种情况下，机动车的机动车系统可以启动实施根据本发明的方法。在多辆机动车在较窄的空间内活动的情况下，基本上可以在某些区域内使用根据本发明的方法。
在这种方法中，首先如通常所进行地确定轨迹，其中但是也可能确定可以在不进行机动车之间的协调的情况下不能实施的额定轨迹。该轨迹在机动车的机动车系统中得到确定。为了确定该轨迹，首先使用传感器信息，但是也使用来自其它来源的环境信息和自我信息。该轨迹描述通往预定目的地的已规划路径。特别在该轨迹是额定轨迹时，该已规划路径不必必然没有其它机动车或其预计的轨迹。在这种情况下会出现在根据本发明的方法的进一步进程中得到化解的冲突。
为了确定该轨迹可以使用不同的策略。例如可以设置特别谨慎或节能的行驶，但是也可以设置目的在于尽可能快速地到达目的地的行驶方式。相对应的是也有区别地考虑其它机动车。这些策略可以以不同的类型设置。因此可以随机选择一种策略，或者通过操作元件进行设置。
确定之后检查机动车之间的协调对于快速到达机动车的目的地而言是否合理或必要，也就是检查是否存在协调条件。机动车之间的协调首先在以下状况中是有利的，其中多辆自主或全自动驾驶的机动车在狭窄的空间内活动。为了确定协调条件，可以使用下面还会详细介绍的多种方法。但是应该已经提到过，当在不改变其它机动车至少之一的位置或由机动车系统预测的运动的情况下不可能实现的轨迹得到确定时，这样一种协调是特别有利的。这种方法特别可以通过单个的机动车，多辆机动车和/或一个中心单元而引入。
如果不存在协调条件，则实施多辆机动车中的各个机动车的轨迹的行驶干预。不言而喻的是，像在通常的方法中一样，特别在考虑到安全方面的情况下持续地检查该轨迹并在需要时进行调整，特别是重新计算。
如果确定存在协调条件，则将已确定的轨迹传送给参与该方法的至少一辆机动车或仲裁装置。参与该方法的机动车的确定可以通过多种方法得以实现。在最简单的情况下，这些机动车由引入协调方法的机动车的机动车系统确定。但是也可能的是，位于一个特定区域内部的所有机动车都参与到这种方法之中。该区域特别可以是被指明用于自主或全自动驾驶的区域。因此，可以释放在停车位或停车场，或者也释放特定的道路或道路路段上运行自主或全自动的机动车。在这种情况下可以有利地在该方法中将所有机动车包括在这个区域中。
轨迹数据的传送可以通过机动车到机动车通信(car2car通信)或通过机动车到基础设施通信(car2x通信)实现。为了实现对另一机动车的轨迹数据的解读，这些数据应该以预定义的格式存在。在最简单的情况下，其可以是具有已分配时间间隔的行驶干预的列表。但是也可以将这条轨迹作为位置信息的列表而传送。行驶干预，位置和时间也可以以公差间隔(Toleranzintervall)进行传输。由此为机动车得出一个由该机动车占用的“轨道容积”。
在传输轨迹数据之后，可以在所述机动车的每一个中或在仲裁装置侧检查是否存在轨迹之间的冲突。首先当两辆机动车在轨迹的某个时刻具有小于机动车大小和比要时的安全距离的距离时，则存在冲突。这种安全距离在此也可以针对行驶和/或环境条件进行调整。如果存在这样一个冲突，则在机动车在这条轨迹上运动时存在碰撞的危险。但是当至少一辆机动车的至少这条轨迹不能到达目标位置时，也可以确定存在冲突。在这两种情况下有必要调整至少一辆机动车的轨迹。
在这种情况下，在根据本发明的方法中通过由仲裁装置评估至少一条仲裁规则而调整至少一辆机动车的轨迹。为了调整至少一辆机动车的轨迹，可以使用机动车的轨迹数据以及环境信息和一般存在的机动车自我信息作为用于仲裁规则的输入数据。仲裁规则特别包括机动车的优先确定和用于轨迹确定的规则。通过在输入数据上使用仲裁规则而产生包括至少一辆机动车的轨迹的至少一次调整的输出数据。
为了选择仲裁装置以及仲裁规则，可以设想多个下面更详细介绍的方法。重要的是使用一个规则组以化解冲突。可以设想多个规则组。例如可以进行优化将单个机动车尽快带到目的地，但是也可以发现对所有机动车而言实现最少耗时的解决方案。仲裁规则也可以包括冲突解决规则，例如在十字路口处的左让右规则。为了解决这种存在多个参与方的寻路问题，存在多个解决方法并且会发生所用算法的持续改善。所以仲裁规则本身在此不再详细描述并且给出的示例仅用于阐述该原则。
仲裁规则可以存储在仲裁装置自身中。但是也可以将仲裁规则存储在另一系统中并且由仲裁装置例如通过机动车到基础设施通信装置加载。这种加载已经在启动仲裁装置或当发生冲突时发生。如果仲裁装置是一个机动车系统，则也可能在驶入设计用于自主或全自动驾驶的区域中时加载用于该区域的规则组。
如果仲裁装置基于至少一条仲裁规则发现化解冲突的、至少一条轨迹的调整，则将该至少一条调整的轨迹通过通信装置传送给所分配的机动车。所分配的机动车然后实施已调整的轨迹的行驶干预。要么轨迹的实施继续被监控，使得与导致解决冲突的轨迹的偏差可以被修正，要么该方法在传输已调整的轨迹之后被结束。假如在第二种情况下导致与预定的轨迹出现偏差，则可以在需要时通过机动车之一重新开始轨迹数据的交换和仲裁。
机动车之间的协调在很多情况下都是有利的。因此，协调条件或协调条件之一可以是通过机动车系统确定表示堵塞的堵塞条件，其中，存在堵塞条件时所述机动车系统特别构造为用于确定一条轨迹，该轨迹根据所述环境信息在没有发生位置或者由机动车系统预测的其它机动车至少之一的运动的变化时不能实施。堵塞条件通常在机动车系统可以确定另一机动车至少部分封闭自有机动车的期望轨迹的情况下给出。特别是当没有仲裁的自主或全自动驾驶导致不能或仅非常慢地到达预定目标位置时给出堵塞条件。在这种情况下有利的是已经向其它机动车传送了用于自有机动车的额定轨迹。这种额定轨迹首先不可实施，因为其没有考虑其它机动车的各自位置或预测的运动，但是可以预定仲裁的期待结果。
这可以在其中两辆机动车相向运动的丁字路口的示例中得到阐述。如果在确定该机动车的轨迹时考虑了包括相应其它机动车的预计轨迹的所有现存环境信息，如果不存在现行规则，则两辆机动车必须制动以避免碰撞。在这种情况下两辆机动车将等待，直到另一机动车已经路过该丁字路口，这将导致两辆机动车的持久停顿。现在，如果在机动车停顿之后两辆机动车之一的至少一个机动车系统确定存在表示堵塞的堵塞条件，则这就是协调条件并且其进行机动车的轨迹的交换，检查轨迹冲突(其中在此存在冲突，因为没有机动车到达其目标位置)和仲裁。
为了确定堵塞，可以通过机动车之一的机动车系统使用多个堵塞条件。在最简单的情况下，该堵塞条件或堵塞条件之一是在一个预定或可预定的时段内反复确定未到达目标位置的轨迹。利用这种条件可靠地识别经典的“死锁”，因为此处不能计算通往目的地的轨迹。但是这种条件不识别周期性重复的交通状况或仅能非常缓慢地得到化解的堵塞状况。因此也不能通过仲裁化解这种交通状况。
但是也可能的是，所述堵塞条件或者所述堵塞条件之一是在一个预定或可预定的时间间隔内机动车和目标位置之间的距离从不小于这个时间间隔开始之前机动车和目标位置之间的最小距离。利用这种堵塞条件识别特别是周期性重复的循环交通状况。
可选或额外的，所述堵塞条件或者所述堵塞条件之一也可能是与理想轨迹的时间或空间偏差，该偏差大于预定或者可预定的时间或空间偏差，其中，在忽略至少一辆机动车的情况下计算所述理想轨迹。利用这种堵塞条件例如可以避免此外不被感知为堵塞的大范围绕行或较长等待时间。
有利的是，机动车系统也构成为用于确定根据环境信息在没有发生其它机动车至少之一的位置或者由机动车系统预计的运动的变化时不能实施的轨迹。如果例如在机动车系统中计算不考虑其它机动车至少之一的位置或者由机动车系统预测的运动的轨迹导致基本上快速到达目的地，因此可以使用这种轨迹。因为不能在考虑安全方面的情况下直接实施这种轨迹，所以应该在确定这种轨迹之后与其它机动车交换这条轨迹。由此可给出协调条件。由此机动车系统可以确定存在冲突并且可以进行仲裁。在很多情况下，可以作为仲裁的结果取得用于机动车的总体上改善的轨迹。要注意的是，在根据本发明的方法中在存在协调条件时轨迹仅在检查当前冲突的轨迹之后和当有必要通过仲裁调整至少一条轨迹时并由此去除冲突而得以实施。
特别是在其中多个自主或全自动驾驶的机动车在狭小的空间内活动的交通状况中，协调的行驶通常可以导致基本上更快速地到达机动车的目标位置。因此可能的是，协调条件或者协调条件之一是机动车在构造用于协调行驶的区域内停顿，其中机动车装置构造用于特别是用于使用定位装置和/或通信装置的数据确定在这样一个区域内的停顿。
在这种情况下可以提前识别并化解潜在的冲突，也就是包括多辆机动车的这种冲突。特别是也可能在构造用于协调行驶的区域内存在检查机动车的轨迹冲突并在需要时调整机动车的轨迹的中央装置。
在根据本发明的方法中可以使用多个不同的系统作为仲裁装置。有利的是，仲裁装置可以是机动车，特别是参与冲突的机动车的机动车系统，并且至少一条已调整的轨迹的轨迹数据通过机动车自有的通信装置传送给该轨迹所分配到的机动车。在这种情况下不需要额外的基础设施用于实施根据本发明的方法。现代的机动车通常有具有足够的计算能力以解决复杂问题的机动车系统。由此至少一条轨迹的调整的计算可以直接在参与冲突的机动车之一的机动车系统中进行。如果该机动车此外还配备有用于机动车到机动车通信的装置，则在两辆或更多机动车的轨迹之间出现冲突时可以在任意时间和在任意地方进行根据本发明的方法。
如果如上所述使用特别是参与冲突的机动车的、用于确定至少一条轨迹的调整的机动车系统，则有必要清楚地确定这个机动车系统。在最简单的情况下，可以随机确定其机动车系统是仲裁装置的机动车。因此例如所有参与冲突的机动车的机动车系统可以产生随机数，并且已经确定最大数及最小数的机动车系统被确定用于仲裁装置。也可以设想其它随机确定。
但是也可能的是，通过机动车至少之一的通信装置传输用于确定其机动车系统是仲裁装置的机动车的确定信息，特别是优先级信息。由此可能特定的机动车，特别是救助机动车，例如救助牵引车或抢险车的机动车系统基本上被确定用于仲裁装置。由此在这种情况下使用一条特别的仲裁规则，该规则确保这辆救助机动车特别迅速地到达其使用地点。但是也可能是例如传输其机动车系统的效率/能力的机动车。在这种情况下可以确定最有效率的机动车系统用于仲裁装置，由此可以实施路线的复杂调整以获得最佳的结果或者更快地计算轨迹调整。具有最好的环境信息的机动车系统也可以通过向仲裁装置传输确定信息得以确定。
可选的是，仲裁装置是一种中央装置，其中所述中央装置包括通信装置或者通过通信网络连接通信装置，该中央装置与至少两辆机动车的通信装置通信，并且至少一条调整的轨迹的轨迹数据通过这个通信装置传送给所述轨迹分配到的机动车。这种中央装置特别可以设置在构造用于自主或全自动驾驶的区域内。中央装置作为仲裁装置基本上是中立的，就是说不会由于仲裁装置的选择而发生机动车的优待。此外，规则组一直由中央装置使用，就是说在较短的时间间隔内不会由于矛盾的仲裁导致新的冲突。此外，中央装置的使用还具有以下优点，即中央装置可以独立地确定信息，并且潜在地具有整体交通状况的最佳模型。首先在受控环境中，例如在停车场内，可以由此可靠地化解冲突状况。但是可选的是，也可能中央装置负责大的地区并且假如轨迹之间出现冲突，则机动车例如通过移动无线电联系这个中央装置。使用中央装置作为仲裁装置此外还具有以下优点，即在复杂的状况中也可以直接动用工作人员，以排除这种状况。如果例如由于停车场内任意停放的机动车而存在其中不能实现至少一条轨迹的调整的交通状况，使得机动车到达其目的地，所以中央装置可以通知工作人员移开该任意停放的机动车。可选的是，这种中央装置也可以动用自动系统，例如自动牵引系统。
但是仲裁装置也可以构成为一个去中心化的网络，所述去中心化的网络特别包括参与冲突的那些机动车的机动车系统，或所有机动车的机动车系统。因此例如可以实现机动车之间的仲裁规则的协调。具体规则可以通过多数决定或随机确定。也可能的是，各个机动车的机动车系统建议轨迹调整，其中，其它机动车的机动车系统可以同意或者拒绝这些建议。也可以实现冲突解决的分布式计算。由此存在更多的计算能力可用并且可以更快地解决复杂的冲突。
特别可能的是，至少一辆机动车的机动车系统为至少一辆另外的机动车确定期望轨迹并且通过去中心化的网络交换该期望轨迹。这首先在其中存在具有双方优点的解决可能性的交通状况中是可能的。其示例是当由于任意停放的机动车使得前行不可能时的共同倒车，或其中一辆机动车需要更多的空间驶出停车位而另一辆机动车希望驶入即将空出的停车位的状况。
因为在根据本发明的方法中，仲裁装置应该实施轨迹的所有必要调整，但是可能的是，单个的机动车可以具有对仲裁装置而言不可用的环境信息或其它信息，有利的是通过至少一辆机动车的通信装置传输至少一条机动车信息，特别是机动车的位置、机动车特别在一个时间窗口内应该到达的目标位置、描述可能的行驶机动动作的行驶可能性信息和/或用作用于调整至少一条轨迹的仲裁规则的输入参数的优先级信息。
为了化解冲突，使用关于每个参与冲突的机动车的尽可能具体的信息。因此可以传送关于各个机动车的可能的大转弯或可达到的最大加速度的信息。也可以使用优先级信息用于调整轨迹。因此例如可以这样调整轨迹，使得救助机动车，如救助牵引车或抢险车顺利地开往其使用地点。也可以设想“服务质量”信息。由此例如可以在停车场内在支付附加费用时实现更快的驶入或驶出。传输的机动车信息也可以包括单个机动车是否能特别快或特别节能地到达其目标地点的信息。
仅利用尽可能完整的环境模型可以尽可能良好地调整至少一条轨迹。因此可以通过机动车至少之一的通信装置传输至少一条环境信息，特别是机动车或障碍物的至少一个确定位置。这特别可以直接通过传感器信息实现。
在个别情况中可能不能基于至少一条仲裁规则调整导致到达机动车的目标位置的至少一条轨迹。在这种情况下可以进行确定另一仲裁装置，其中该另一仲裁装置特别是迄今未参与仲裁过程的机动车的机动车系统或一个中央装置。由此可以实现多级的方法。例如首先可以寻求在去中心化的网络中由参与冲突的机动车的机动车系统共同同等权限地获取结果。因为这个过程相对复杂，其可能在预定时间间隔内不能找到解决方案。在这种情况下然后可以确定参与的机动车之一的机动车装置用作仲裁装置。如果在此也没找到解决方案，则仲裁可以转到中央装置或未参与的机动车处。
在不能基于至少一条仲裁规则调整至少一条轨迹以到达机动车的目标位置的情况下，也可以激活通过声音信号，视觉信号或通信网络通知到人的警报装置。这样的状况例如可能在独立于轨迹而实际上不能化解冲突时存在，例如由于机动车在一个狭窄位置上停留。但是也可能存在复杂的状况，其中预定的算法不能在预定的时间间隔内得到解决方案。在这种情况下人为干预也是很有帮助的，因为在此可以针对这种状况进行更灵活的调整。
如果基于至少一条仲裁规则不能调整至少一条轨迹以到达机动车的目标位置，机动车也可以停车。机动车的继续运行在这种情况下仅会导致对安全性的潜在威胁和更多的能量消耗。因此如果该机动车停车，则其尽可能停在尽量少阻挡其它机动车的位置上。
如开始所述，根据本发明的方法在确定至少一条轨迹的调整和将这条轨迹传输给所分配的机动车之后才结束。如果机动车完美地沿轨迹行车，则首先没必要继续调整所述轨迹。如果出现新的冲突(或者新的堵塞)，则将其识别出来并且进行新的轨迹替换并通过调整至少一辆机动车的轨迹消除冲突。但是在复杂的行驶状况中在较短的时间间隔内轻微偏离所述轨迹也可能导致新的冲突状况。如果在这类状况中每次都重新实施根据本发明的方法并且在此潜在地切换仲裁装置，则由此也可能改变使用的规则组。在个别情况下在此不同的仲裁装置因此彼此相对地工作。因此有利的是，通过仲裁装置调整所述至少一条轨迹之后，特别通过接收传送的位置数据和/或通过传感器数据监控该轨迹的行驶干预的实施，并且在机动车至少之一偏离所分配的轨迹时调整至少一条轨迹并且通过为仲裁装置分配的通信装置将其传送给为该轨迹分配的机动车。
在这种情况下避免了切换仲裁装置。与所述轨迹的偏离可以得到修正并且可以继续原有的预测成功的计划以化解冲突。在此特别有利的是，要么向仲裁装置连续地传输传感器信息或抽象的环境信息，要么参与的机动车识别新的可能的重要环境数据并将其传送给仲裁装置。
除了上述方法本发明还涉及一种机动车，其包括至少一个传感器，以及用于机动车到机动车和/或机动车到基础设施通信的通信装置以及构造用于参与前述方法的机动车系统。关于根据本发明的方法的所有实施方式都可以类似地转用到根据本发明的机动车上。
附图说明
本发明的其它优点和细节由如下所述实施例以及借助附图得出。其中：
图1示出具有协调的自主或全自动驾驶的流程图，
图2示出根据本发明的用于通过仲裁协调自主或全自动驾驶的机动车的方法的流程图，
图3示出根据本发明的方法的一种实施例的交通状况，
图4示出根据本发明的方法的一种实施例的另一交通状况，
图5示出根据本发明的方法的一种实施例的第三交通状况，
图6示出根据本发明的方法的一种实施例的第四交通状况，
图7示出根据本发明的方法的一种实施例的第五交通状况，和
图8示出根据本发明的机动车。
具体实施方式
图1示出具有协调的自主或全自动驾驶的流程图。开始方法S101之后，在步骤S102中首先确定用于每辆机动车的轨迹。在此，机动车的机动车系统使用描述机动车环境的环境信息和描述包括目标位置的机动车状态的自我信息，以确定根据现有信息尽可能有利的轨迹从而到达机动车的目标位置。因为在后续方法中可以进行轨迹的协调，所以在这个步骤中可以确定根据环境信息在没有发生其它机动车至少之一的位置或者由机动车系统预计的运动的变化时不能实施的轨迹。这特别在以下情况下有利，其中存在堵塞状况，因此不能到达至少在期待路径上的目的地，或者其中确定的轨迹特别有利。因此机动车系统除了由实际环境信息计算出的轨迹之外也可以计算出包括其它机动车的预计轨迹的变体的轨迹，并且当这些例如快速到达目的地的某些标准比正常确定的轨迹明显更好地得到满足时使用这种可选的轨迹。但是在这种情况下有必要进行协调并且由此满足步骤S103中的协调条件。
在步骤S103中通过机动车系统确定是否应该进行多辆机动车的行驶运动的协调。这种协调特别在另一机动车或中央装置已经启动这种方法时进行。这特别也在构造用于协调的行驶的区域内可以实现。在这种情况下，这种协调可以通过该区域的、启动这种方法的中央装置进行。但是也可能例如在驶入构造用于协调的行驶的、但是不具有中央装置的区域内时或者确定堵塞条件时，机动车系统本身启动这种方法。如果不能进行行驶运动的协调，则该方法可以在步骤S105中通过实施轨迹的行驶干预继续执行。
否则在步骤S104中通过仲裁实施轨迹的协调。随后对此进行具体的描述。如果机动车的轨迹这样获得，即不存在冲突，就是说不存在轨迹在时间和空间上的重叠并且所有机动车的轨迹都到达各自的目标位置，则仅在确定这种事实时存在协调。如果轨迹之间存在冲突，则协调导致仲裁并且由此导致参与冲突的机动车至少之一的轨迹的调整。在步骤S105中实施轨迹的行驶干预。预定的时间间隔之后，在步骤S106中检查是否到达机动车的行驶目的地。如果是这种情况，则在步骤S107中确定地结束行程并且该方法在步骤S109中结束。如果尚未到达该目的地，则在步骤S108中更新机动车的自我信息和环境信息并且自步骤S102开始重复该方法，其中仅当新确定的自我及环境信息显示迄今的轨迹并非有利时有必要重新确定轨迹。
图2是在步骤S104中实施的协调和仲裁步骤的流程图。在开始方法S201之后，在步骤S202中发生轨迹数据的交换。机动车的轨迹数据以已定义的格式存在。轨迹数据是行驶干预的时间顺序。由此可以轻易地确定轨迹的地点变化过程。轨迹数据的交换通过通信装置由直接的机动车到机动车通信进行。
在步骤S203中通过机动车的机动车系统检查在自身机动车的轨迹和在步骤S202中确定的其它机动车的轨迹之间是否存在冲突。为此检查轨迹之间在每个时刻的距离。如果轨迹之间的距离下降到小于该机动车的大小和可以取决于环境条件以及机动车状态，特别是速度的安全距离的数值，则确定轨迹之间存在冲突。当机动车的轨迹没有到达相应的目标位置时，也确定存在冲突。如果不存在冲突，则该方法直接继续步骤S207并且结束。如果在轨迹之间存在冲突，则该冲突应该通过仲裁和通过调整参与该冲突的机动车至少之一的轨迹而被消除。
为此，首先在步骤S204中确定仲裁装置。在这种实施例中，参与冲突的机动车的机动车系统被用作仲裁装置。确定使用哪个机动车系统是通过分析机动车系统的数字可解读标记实现的。仲裁装置的这种选择可以通过优先信号例如由中央装置或救助机动车被改变。
确定仲裁装置之后，在步骤S205中基于至少一条仲裁规则调整参与冲突的机动车至少之一的轨迹。该仲裁规则存储在被选为仲裁装置的机动车系统中或者例如由本地的中心系统或者通过因特网加载。存在有用于多种状况的多个仲裁规则。各个规则在此仅示例性介绍。规则可以包括某些机动车的优先权，冲突状况通过简单的交通规则，例如“左让右”而化解并且包括通常的寻路算法。机动车的规则组可以简单地改变，以实施例如新的寻路或规则系统。
随后在步骤S206中检查基于所述至少一条仲裁规则调整至少一条轨迹是否导致到达机动车的目标位置。如果是这种情况，则在步骤207中结束该方法，随后可以实施行驶干预的执行(S105)。如果没有发现机动车由其到达目标位置的至少一条轨迹的调整，则在步骤S208中进行异常处理。在异常处理的范围内可以选择另一仲裁装置，向人报警，或者在其中没有其它方案可以解决冲突的情况下使机动车停车。
图3示出了用于协调自主或全自动驾驶的机动车的运行的方法的实施例的一种交通状况。在此，机动车2停在狭窄的行车道路1上。另外两辆机动车3和4位于停驶的机动车2后方。机动车4检测不到机动车2停驶并且因此在机动车3后方等待，因为其还想继续向前运动。机动车3的机动车系统识别出此处存在堵塞状况，因为经过较长时间之后不能计算出到达目标位置的轨迹。此外，机动车3的机动车系统识别出机动车2停驶并且因此不能实现向前定向的轨迹。因为存在堵塞条件，所以机动车3的机动车系统确定根据环境信息在没有发生机动车4的位置变化时不能实施的、向后定向的轨迹。
由于存在堵塞条件，机动车3的机动车系统为此引入轨迹的协调。首先发生轨迹的替换。机动车3的机动车系统借助其通信装置将自身的轨迹传送给机动车4并且请求其轨迹。机动车4的轨迹表示停车状态，机动车3的轨迹为向后行驶。
因此，在两辆机动车的轨迹之间形成冲突。由此有必要在机动车之间进行协调。由机动车3和4的机动车系统构成的去中心化的网络被确定为仲裁装置。首先在如此处所示的、其中行驶运动对于所有参与运动的机动车而言都有利的行驶状况中，仲裁可以直截了当地通过传输期望轨迹而实现。在这种情况下机动车3向机动车4传输希望机动车4向后运动的期望以及不可能向前行驶的信息，因为行驶路径1被停驶的机动车2阻挡。机动车4的机动车系统于是分析该交通状况，同样确定不可能向前行驶并且因此向后行驶。由此消除这种冲突状况。
图4示出用于协调自主或全自动驾驶的机动车的运行的方法的实施例的另一交通状况。在十字路口5处，机动车6和机动车8都希望直线穿过十字路口5。机动车6和8的机动车系统识别出由于各自另一机动车而不能一直向前行驶并且确定各自一条描述机动车3，4的停驶状态的轨迹。在不进行前行调节的情况下则再次存在堵塞状况。两辆机动车3，4识别出这种状况并且各自确定一条轨迹7，9。因为不可能安全地实施这些轨迹7，9，所以存在协调条件。因此交换轨迹7，9并且通过机动车6，8的机动车装置检查冲突。如果两辆机动车6，8沿其轨迹7，9行车，则在冲突点10处形成冲突。机动车6，8的机动车系统确定这种冲突并且引入仲裁。
在这种实施例中，仲裁装置是机动车系统并且为每辆机动车分配一个清楚的，数字可解读的标记。通过分析机动车的数字可解读的标记实现用作仲裁装置的机动车系统的选择。在此，机动车6具有较低的标记。由此机动车6的机动车系统用作仲裁装置。使用由通用的交通规则引入的仲裁规则，即从右侧驶来的机动车具有优先行驶权。这种规则的使用导致机动车6的轨迹的调整。该轨迹这样进行调整，使得机动车6首先停车，直到机动车8已经穿过十字路口5。随后机动车6穿过十字路口5。
现在假设图4中的十字路口5位于构造用于自主或全自动驾驶的机动车的协调行驶的区域内。此外，机动车6和8的机动车传感器首先尚未检测到所示交通状况中的各自另一机动车。在这种情况下机动车6，8首先确定轨迹7和9。但是因为在构造用于协调行驶的区域中要一直进行机动车之间的协调，所以轨迹7，9由机动车的通信系统进行交换并且其可以提前确定轨迹7，9在冲突点10处的冲突。由此已经可以如上所述化解这种冲突。在这种情况下这种冲突可以在两辆机动车6，8停车之前得到化解。在及时确定冲突的情况下例如可以这样调整机动车6的轨迹，使得速度仅轻微降低，但是由此机动车8可以在机动车6驶抵该十字路口之前路过该十字路口。
图5示出了用于协调自主或全自动驾驶的机动车的运行的方法的实施例的第三交通状况。在十字路口5处，现在有四辆自主或全自动驾驶的机动车11，12，13和14。在这种情况下所有机动车也都希望直线穿过十字路口5。因为这是不可能的，所以机动车11，12，13，14停车并且形成堵塞状况。这种状况由机动车11，12，13，14的机动车系统确定并且因此机动车系统确定各自一条描述直线驶过十字路口5的轨迹并且这些轨迹通过机动车11，12，13，14的各自通信装置交换。因为存在冲突，所以必须确定仲裁装置。
基于机动车13的标记，机动车13的机动车系统被确定为仲裁装置。该机动车系统在此也寻求使用在图4的实施例中使用的左让右规则。利用这种仲裁规则在此不能化解冲突。因为机动车13的机动车系统不包括针对这种交通状况的其它仲裁规则，所以在错误处理的范围内确定另一仲裁装置，此处为中央装置15。中央装置15动用为十字路口5的不同入口分配固定的优先权的另一仲裁规则。由此可以化解这种冲突。
图6示出用于协调自主或全自动驾驶的机动车的运行的方法的实施例的第四交通状况。这种交通状况非常类似于图4中示出的交通状况。但是机动车17是一辆救护车。在此，两辆机动车16，17也希望直线穿过十字路口5。首先如上所述确定堵塞，确定轨迹并将其进行传输以及确定仲裁装置。分析机动车16，17的标记之后首先确定机动车16的机动车装置为仲裁装置。但是机动车17，即救护车发送改写仲裁装置原先的选择并且确定机动车17的机动车系统作为仲裁装置的优先信号。因为其是救护车，所以机动车17的机动车系统使用的仲裁规则不同于在其它机动车中使用的仲裁规则。这些仲裁规则唯一地设置用于在同时确保安全的情况下实现救护车尽可能快速的优先行驶权。由此在此解决这种冲突，其方法在于机动车17的机动车装置为机动车16确定新的轨迹，其表明机动车16首先停车直到机动车17已经穿过十字路口5并且随后才穿过十字路口5。
图7示出用于协调自主或全自动驾驶的机动车的运行的方法的实施例的第五交通状况。在停车场18内，机动车19正在寻找停车位20。机动车19检测到机动车23离开停车位20并且希望驶入停车位20。因此机动车19首先确定表示停车状态的轨迹。机动车23的机动车系统确定机动车19如此靠近停车位20以至于通过轨迹24不能驶出停车位。因此机动车23首先也确定表示停车状态的轨迹。机动车19的机动车系统确定这是潜在的堵塞状况并且启动协调，其方法在于机动车19将其轨迹(停车状态)传送给机动车23并且请求其轨迹(停车状态)。首先由机动车19和23的机动车系统组成的去中心化的网络被确定为仲裁装置。在这样一种去中心化的网络中可能一辆机动车的机动车系统将期望轨迹，即另一辆机动车应该执行的轨迹传送给另一辆机动车的机动车系统。在此，机动车23的机动车系统分析这种交通状况并且确定机动车19的两部分的期望轨迹，该期望轨迹通过机动车19，23的通信系统传送。
两部分的期望轨迹在图7中示出。在期望轨迹25的第一部分中，寻找停车位20的机动车19应该倒车。然后其应该等待直到机动车23已经离开停车位20并且然后在期望轨迹26的第二部分中寻找停车位的机动车19驶入停车位20。利用这种调整的轨迹可以实现机动车23的驶出。
寻找停车位20的机动车19的机动车系统确定可以通过这种轨迹实现驶入停车位的目标。由此采取这种轨迹并且将其传送给驶出的机动车23。由此化解这种冲突。
图8示出一种机动车，其包括构造用于参与用于协调自主或全自动驾驶的机动车运行的方法的机动车系统。机动车30包括多个例如示出为摄像头31的传感器。这些传感器通过CAN总线32与机动车系统28通信。机动车系统28使用由这些传感器，例如摄像头31获取的环境信息，以及机动车的自我信息，例如目标位置，以确定一条轨迹。轨迹的确定可以通过多种不同的策略实现，例如可以期待特别节能地或特别快速地到达目的地。策略的选择可以自动，例如随机地或者通过利用操作元件33进行选择得以实施。如果通过传感器之一，例如摄像头31或者通过由通信装置29接收通信数据在环境中检测到另一机动车，则可以在满足协调条件时通过通信装置29将机动车轨迹传送给该另一机动车。机动车系统28和通信装置29之间的通信同样通过CAN总线32实现。可选的是在其中设置自主或全自动驾驶并且已经提供定中央装置用于机动车30之间的仲裁的区域内可以通过通信装置29将轨迹信息传输给这个中央装置。此外可以通过通信装置29接收其它机动车的轨迹数据并且通过CAN总线32传输给机动车系统28。
机动车系统28构造为用于检查在自有轨迹和这些轨迹之一之间存在冲突时接收的轨迹信息。也可以通过通信装置28接收中央装置的信息，即存在这样一个冲突。
机动车系统28构造用于参与仲裁方法。这种参与要么作为仲裁装置要么被动地实现。如果汽车系统28在仲裁方法的范围内确定为仲裁装置，则其构造为分析参与这个冲突的所有机动车的轨迹数据以及所有可用的自我和环境信息并且通过使用一条仲裁规则调整这些轨迹至少之一。如果调整的轨迹不是自有轨迹，则该调整的轨迹通过CAN总线32传送给通信装置29，并且由此传送给这条轨迹所属的机动车。如果机动车系统28不被确定为仲裁装置，则仅有必要的是，机动车系统28可以评估和实施通过通信装置29接收的建议或预写入的轨迹。

Claims (19)

1.一种用于协调全自动驾驶的机动车运行的方法，该方法包括以下步骤：
-通过机动车的机动车系统由自我信息和环境信息为每辆机动车确定通过至少一个行驶干预描述的轨迹，所述自我信息描述包括目标位置的机动车状态，所述环境信息描述机动车的环境，
-通过机动车的机动车系统确定至少一个表示必需协调的协调条件是否存在，
-假如存在所述协调条件或所述协调条件至少之一，执行下列步骤：
●通过每辆机动车的机动车自有通信装置经由通信连接交换描述所述轨迹的轨迹数据，
●检查所述机动车的轨迹数据是否存在由于至少两辆机动车的轨迹的空间和时间重叠和/或所述机动车至少之一未到达目标位置导致的冲突，
●假如存在冲突：
则基于由仲裁装置评估的至少一条仲裁规则调整参与所述冲突的至少一辆机动车的轨迹，以及
-由每辆机动车执行由各自轨迹描述的行驶干预。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述协调条件或所述协调条件之一是通过所述机动车系统确定表示堵塞的堵塞条件，其中，所述机动车系统特别构造为用于在存在堵塞条件时确定一条轨迹，该轨迹根据所述环境信息在没有发生其它机动车至少之一的位置或者由所述机动车系统预计的运动的变化时不能实施。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述堵塞条件或者所述堵塞条件之一是在预定或可预定的时段内反复确定未到达目标位置的轨迹。
4.根据权利要求2或3的方法，其特征在于，所述堵塞条件或者所述堵塞条件之一是在预定或可预定的时间间隔内机动车和目标位置之间的距离从不小于所述时间间隔开始之前机动车和目标位置之间的最小距离。
5.根据权利要求2至4之一的方法，其特征在于，所述堵塞条件或者所述堵塞条件之一是与理想轨迹的时间或空间偏差大于预定或者可预定的时间或空间偏差，其中，在忽略至少一辆机动车的情况下计算出所述理想轨迹。
6.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述协调条件或者所述协调条件之一是机动车在设计用于协调的行驶的区域中停留，其中，机动车装置设计用于特别是利用定位装置和/或通信装置的数据确定在所述区域中的停留。
7.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述仲裁装置是机动车的机动车系统，特别是参与冲突的机动车的机动车系统，以及通过机动车自有的通信装置将至少一条调整后的轨迹的轨迹数据传输到分配到所述轨迹的机动车。
8.根据权利要求8的方法，其特征在于，随机确定其机动车系统是仲裁装置的机动车。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，通过所述机动车至少之一的通信装置传输用于确定其机动车系统是仲裁装置的所述机动车的确定信息，特别是优先级信息。
10.根据权利要求1至7之一的方法，其特征在于，所述仲裁装置是一中央装置，其中，所述中央装置包括通信装置或者通过通信网络与通信装置连接，所述中央装置与至少两辆机动车的通信装置通信，至少一条调整过的轨迹的轨迹数据通过所述通信装置传送给分配到所述轨迹的机动车。
11.根据权利要求1至7之一的方法，其特征在于，所述仲裁装置是一去中心化的网络，所述去中心化的网络特别包括参与冲突的那些机动车的机动车系统，或所有机动车的机动车系统。
12.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述机动车至少之一的机动车系统为至少一辆另外的机动车确定期望轨迹，以及通过所述去中心化的网络交换该期望轨迹。
13.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，通过至少一辆机动车的通信装置传输至少一条机动车信息，特别是机动车的位置、所述机动车特别是在一时间窗口内应该到达的目标位置、描述可能的行驶机动动作的行驶可能性信息和/或优先级信息，将所述机动车信息用作调整至少一条轨迹的仲裁规则的输入参数。
14.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，通过所述机动车至少之一的通信装置传输至少一条环境信息，特别是机动车或障碍物的至少一个已确定的位置。
15.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在不能基于至少一条仲裁规则调整所述至少一条轨迹以到达机动车的目标位置的情况下，进行确定另一仲裁装置，其中，所述另一仲裁装置特别是迄今尚未参与到仲裁过程中的机动车的机动车系统或者中央装置。
16.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在不能基于至少一条仲裁规则调整所述至少一条轨迹以到达机动车的目标位置的情况下，激活通过声音信号，视觉信号或通信网络通知人员的报警装置。
17.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在不能基于至少一条仲裁规则调整所述至少一条轨迹以到达机动车的目标位置的情况下，进行所述机动车的停顿。
18.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在通过所述仲裁装置调整所述至少一条轨迹之后，特别是通过接收传输的位置数据和/或通过传感器数据监测对所述轨迹的行驶干预的实施，在所述机动车至少之一偏离所属的轨迹时调整至少一条轨迹以及将该至少一条轨迹通过分配给所述仲裁装置的通信装置传输到分配到所述轨迹的机动车。
19.一种机动车(30)，包括至少一个传感器(31)以及用于机动车到机动车和/或机动车到基础设施通信的通信装置(29)以及设计用于参与按前述权利要求之一所述的方法的机动车系统(28)。
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