CN107719363A - 用于沿着路径引导机动车辆的控制系统和控制方法 - Google Patents

用于沿着路径引导机动车辆的控制系统和控制方法 Download PDF

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Abstract

用于沿着路径引导机动车辆的控制系统和控制方法。用于本机动车辆中的控制系统被配置并计划用于基于从与本机动车辆关联的至少一个环境传感器获得的环境数据来识别在前面、在旁边和/或在后面行驶的机动车辆和优选地位于前面的静止物体。至少一个环境传感器被配置用于给控制系统的电子控制器提供表示在本机动车辆前面的区域的环境数据。控制系统至少被配置并计划用于：根据本机动车辆的驾驶情形来改变所述预定数量的轨迹、轨迹的长度和/或轨迹的路线，以及生成辅助本机动车辆的驾驶员控制本机动车辆以便沿着这些轨迹中的所选择的一个引导本机动车辆的至少一个信号，或者生成使本机动车辆跟随无碰撞轨迹中的至少一个的至少一个相关控制命令。

Description

用于沿着路径引导机动车辆的控制系统和控制方法
技术领域
在本文中公开了用于沿着路径引导机动车辆并且用于在车道改变期间避免与前方机动车辆碰撞的控制系统和控制方法。此控制系统和控制方法具体地基于本(host)机动车辆中的环境传感器系统，并且辅助驾驶员或自主地驾驶的机动车辆。目标是针对GOU和自主地控制的机动车辆来提高机动车辆的乘员的安全。
背景技术
目前的驾驶员辅助系统(高级驾驶员辅助系统(ADAS))在机动车辆中提供许多监视和信息功能以便使驾驶机动车辆变得更安全。机动车辆的环境基于从位于该机动车辆上的一个或更多个环境传感器获得的环境数据而关于本机动车辆的行驶路线被以此方式监视。
已知的驾驶员辅助系统确定例如机动车辆是否存在于车道内，以及驾驶员是否无意地漂移到车辆的一侧或者将离开车道。这些驾驶员辅助系统从所获得的环境数据生成道路的和具体地车道的“图”。在该过程中，诸如路缘、车道边界线、方向箭头等的物体在驾驶期间被识别和跟踪。
目前的驾驶员辅助系统也包括所称的“盲点监视器”。这些监视器例如借助于雷达、LIDAR、视频等来确定另一机动车辆、道路用户或物体是否位于机动车辆旁边和/或后面，在此情况下通过本机动车辆的车道改变或转弯可能导致与另一机动车辆、道路用户或物体碰撞。
另外，本机动车辆的自动速度控制在所称的自适应巡航控制(ACC)系统中被适配为前方机动车辆的速度。意图是总是与前方机动车辆维持一定距离。出于此目的，这些类型的系统确定前方机动车辆的移动方向和/或速度，以便避免本机动车辆和前方机动车辆的路径交叉使得出现临界情形。这一方面涉及车道改变或转弯操作，并且另一方面涉及后端碰撞的避免。
在机动车辆中控制离前方机动车辆的距离的速度控制器以及机动车辆中的紧急制动助理是对其它道路用户(例如，其它机动车辆或行人)作出反应的驾驶员辅助系统。出于此目的，最相关的道路用户被选择以便执行适当的动作。
这个所称的路线选择或目的地选择通过估计本机动车辆的轨迹并且选择存在于此轨迹上的道路用户而频繁地发生。估计轨迹通常基于本机动车辆的速度和偏航率的知识，以及诸如道路标记的其它可用信息。
碰撞避免系统或自动驾驶中的一个过程包括针对本机动车辆的路径或轨迹的计算以及用于经由控制器沿着该路径/轨迹引导车辆的后续尝试。然而，在规划期间，通常未正确地考虑闭合控制回路的动态特性，并且设计车辆控制器是复杂的。另选地，有时使用模型预测方法，该模型预测方法在一个步骤中解决两个方面并且足够准确地考虑控制动态特性。然而，这需要非常高水平的计算努力，这在任何情况下对可预见未来来说在成批生产车辆方面是不合理的。
另一方法是模型预测轨迹设置方法。然而，此方法由于控制序列的其相对粗糙离散化而仅为最优控制问题提供次优解决方案。然而，规划和控制在一个步骤中执行，并且明确地考虑动态真实模型。
在由人驾驶的机动车辆中，驾驶员辅助系统通常提供信息功能以便向驾驶员报警临界情形或适当的机动，或者以便向驾驶员建议针对本机动车辆的适合的机动。类似地，也可以在自主地控制的机动车辆中使用驾驶员辅助系统以便给自主控制系统提供适当的环境数据。
在Keller,M.、Haβ,C.、Seewald,A.和Bertram,T在Automotive meetsElectronics,February 24-25,2015,Dortmund,February 2015中的出版物“EinPlanungs-und Fahrzeugquerregelungsverfahren zurKollisionsvermeidung durch”[一种用于通过紧急逃避机动来避免碰撞的模型预测规划和车辆横向控制方法]以及Keller,M.、Haβ,C.、Seewald,A.和Bertram,T.在IEEE Intelligent Transportation System Conference,Las Palmas deGran Canaria,September 2015中的“A Model Predictive Approach to EmergencyManeuvers in Critical Traffic Situations”中讨论了这方面的技术背景。
发明内容
基本问题
在在行驶方向上具有多个车道的车行道上，如果在通过本机动车辆的车道改变期间，前方机动车辆的行为被本机动车辆的驾驶员或驾驶员辅助系统不正确地评估、不正确地识别或者识别太迟，则通过机动车辆的车道改变可具有致命的后果。这例如适用于正改变到相邻车道的本机动车辆能“被捕捉(get caught)”的前方机动车辆的减速。这例如在改变到相邻车道的本机动车辆通常正从“较慢”车道移动到“较快”车道中(即，在欧洲大陆或美国，例如，从右车道到左车道中)时起作用。在德国，例如，可以在“较慢”车道上的前方机动车辆与“较快”车道上的跟随机动车辆之间存在大速度差，改变到相邻车道的本机动车辆必须克服该大速度差，使得例如，较快车道中的跟随车辆未被阻挡。
由于要实现的这种速度差，例如不正确的或太迟的本机动车辆的车道改变的错误判断或发起可以导致与前方机动车辆碰撞。仅强制动或避免机动可能可防止后端碰撞。对正跟随本机动车辆的机动车辆来说，这可以导致通过跟随机动车辆的本来不必要的制动操作和/或驾驶机动。这些不必要的制动操作和/或驾驶机动也可以危及其它道路用户和/或不利地影响驾驶舒适。
因此，目的是为机动车辆提供用于沿着路径引导该机动车辆并且用于在车道改变期间避免与前方机动车辆碰撞的控制系统和控制方法。
提出的解决方案
此目的通过具有相应的独立权利要求的特征的控制系统和控制方法来实现。
一种被配置并计划用于本机动车辆中的控制系统基于从与该本机动车辆关联的至少一个环境传感器获得的环境数据来识别在前面的机动车辆和优选地位于前面的静止物体。所述至少一个环境传感器被配置用于给所述控制系统的电子控制器提供表示在所述本机动车辆前面的区域的环境数据。所述控制系统至少被配置并计划用于：从瞬时位置开始，针对所述本机动车辆的可能的路径来确定具有预定数量的轨迹的集合，所述预定数量的轨迹在其长度和/或其路线方面是不同的，其中，相邻轨迹的所述路线在所述本机动车辆的可能不同的转向角度之间相差预定差；以及用于根据所述本机动车辆的驾驶情形来改变所述预定数量的轨迹、所述轨迹的长度和/或所述轨迹的路线。所述控制系统被至少配置并计划用于生成辅助所述本机动车辆的驾驶员控制所述本机动车辆以便沿着这些轨迹中的所选择的一个引导所述本机动车辆的至少一个信号，或者用于生成使所述本机动车辆跟随这些轨迹中的所选择的一个的至少一个相关控制命令。
一个方面涉及被配置并计划用于本机动车辆中的所述控制系统。被配置并计划用于此目的的所述控制系统可以根据所述本机动车辆的驾驶情形的以下方面来改变所述预定数量的轨迹、所述轨迹的长度和/或所述轨迹的路线：(i)所述本机动车辆的速度、(ii)使用道路的另一机动车辆相对于所述本机动车辆的横向、后面和/或前面距离、(iii)使用道路的另一机动车辆与所述本机动车辆之间的相对速度和/或(iv)在所述本机动车辆前面的道路路线。
在针对所述本机动车辆的可能的路径来确定所述轨迹时，在第一离散化步骤中(i)可以将轨迹的数量指定为大约3至15的第一数量，并且/或者(ii)可以通过被配置并计划用于此目的的所述控制系统来将所述本机动车辆的可能不同的转向角度之间的差指定为保持相同或者随着渐增的不同的转向角度而增加。
在针对所述本机动车辆的可能的路径来确定所述轨迹时，在接下来的离散化步骤中所述控制系统也可以被配置并计划用于(i)将轨迹的数量指定为大约3至5的第二更低数量，并且/或者(ii)减小所述本机动车辆的可能的不同的转向角度之间的差。
与常规的驾驶员辅助系统相比，这里所呈现的方法改进所述本机动车辆相对于前方机动车辆的车道改变的低风险执行。所述本机动车辆以此方式优选地从“较慢”车道改变到“较快”车道。车道改变的此低风险执行被具体地实现的原因是所述控制系统能够确定“不正确的”或“不利的”轨迹，并且被配置用于阻止所述驾驶员使用这些“不正确的”或“不利的”轨迹。
另外，所述系统可以仅仅建议所述驾驶员从被瞬时评估为临界的轨迹改变到不太临界的或甚至有利的或甚至瞬时最优的轨迹。因此，所述系统的使用不限于“紧急情形”，并且替代地可以被用在许多情形下。通过所述系统的一个(半)自主干预选项是转向扭矩叠加。
另选地或附加地，所述驾驶员可以由所述系统以光学方式、以触觉方式或者以听觉方式通知离开这样的临界轨迹。
能够在所有可以想象的情形(特别是紧急情形)下确定“最好的”轨迹的系统例如需要传感器和计算资源的大量支出。例如，必须在多车道高速公路上处理极其复杂的情形。在相当多的场景中，为所述本机动车辆确定“最好的”轨迹由于缺少涉及所有可能的障碍轨迹的信息而根本是不可能的。
因此，这里所呈现的系统采取不同的方法。这不涉及把所述本机动车辆带到被瞬时评估为“正确的”轨迹的轨迹。替代地，所述本机动车辆从被瞬时评估为“不正确的”的轨迹转移。
这里所呈现的系统识别“不正确的”或“不利的”轨迹并且(i)将此发信号通知给所述驾驶员或者(ii)例如通过所述本机动车辆中的制动或转向扭矩叠加来(半)自主地干预驾驶行为。
因此，所述系统的使用不限于“紧急情形”，并且替代地可以被用在许多情形下。也可想象使用除所述转向扭矩叠加以外的被控变量。
出于此目的，一种被配置并计划用于本机动车辆中的控制系统用于基于从与该本机动车辆关联的至少一个环境传感器获得的环境数据来识别前方机动车辆和优选地位于前面的静止物体，其中所述至少一个环境传感器被配置用于给所述控制系统的电子控制器提供表示在所述本机动车辆前面、靠近所述本机动车辆或者在所述本机动车辆后面的区域的环境数据，并且其中所述控制系统被至少配置并计划用于借助于所述至少一个环境传感器来检测在所述本机动车辆前面的使用道路的另一机动车辆，以及确定所述另一机动车辆相对于(i)其中存在所述另一机动车辆或所述本机动车辆的车道或者(ii)所述本机动车辆的移动。从瞬时位置开始，所述控制系统针对所述本机动车辆的可能的路径来确定具有预定数量的轨迹(关于其长度和/或其路线不同)的集合，其中相邻轨迹的所述路线在所述本机动车辆的可能不同的转向角度之间相差预定差。
所述控制系统被配置并计划用于使针对所述本机动车辆的可能的路径所确定的轨迹的所述路线与所提供的环境数据关联，将所确定的轨迹分类为(i)涉及碰撞的轨迹、(ii)无碰撞轨迹和/或(iii)最优轨迹，确定所述本机动车辆的瞬时行驶轨迹并且将它与所分类的轨迹相比较，以及基于针对所述本机动车辆的此情形识别，作出干预决定，并且生成辅助所述本机动车辆的驾驶员控制所述本机动车辆以便至少沿着无碰撞轨迹引导所述本机动车辆的至少一个信号，或者生成使所述本机动车辆跟随所述无碰撞轨迹中的至少一个的至少一个相关控制命令。
所述控制系统被配置并计划用于所述信号以发起所述本机动车辆中的间歇制动或转向扭矩叠加，其中连续单独的叠加按时间间隔隔开，使得所述驾驶员将它们感知为转向建议或方向信息方面的单独的干预。
在一个变体中，所述信号被设计为脉冲，所述脉冲的上升比所述脉冲的下降更快。锯齿脉冲是驾驶员用来清楚地将该脉冲感知为本机动车辆中的制动或转向扭矩叠加的一个可能的信号形式。然而，其它脉冲形式也是可能的。
这些系统变体在紧急情形下允许碰撞避免并且识别明确的驾驶员错误；例如，如果驾驶员引导本机动车辆朝向障碍物或者使本机动车辆不稳定，则信号被发射来向驾驶员报警，或者本机动车辆中的制动或转向扭矩叠加立即发生。例如，在弯曲公路上的右行交通中，如果驾驶员在紧张曲线上向左抄近路并且处于与接近车辆碰撞的风险下，则信号被发射以向驾驶员报警，或者本机动车辆中的制动或转向扭矩叠加立即发生。例如，如果驾驶员切曲线并且处于接触路缘的风险下，则信号被发射以向驾驶员报警，或者本机动车辆中的制动或转向扭矩叠加立即发生。例如，如果驾驶员开始通过高速公路并且未能观察到相邻车道中的交通，则信号被发射以向驾驶员报警，或者本机动车辆中的制动或转向扭矩叠加立即发生。
这允许驾驶安全和驾驶舒适的增加，因为在通过主机动车道的车道改变期间，由于前方其它机动车辆而导致的可能的问题被正确地且以及时方式识别，并且本机动车辆的速度自适应和/或驾驶机动因此可以由驾驶员或者由驾驶员辅助系统来执行以便避免事故。
自适应被控变量的离散化可以由系统在确定轨迹时执行，所述离散化表示在机动车辆中实现的一个重要方面。针对固定离散化，轨迹可具有仅固定的离散曲率半径或驾驶本机动车辆沿着的轨迹长度。如果例如本机动车辆正在具有碰巧不是轨迹的可能的曲率半径的离散量的一部分的道路的曲率半径的公路出口上行驶，则必须连续地在轨迹的两个(不适合的)曲率半径之间来回地作出切换以便至少近似道路的曲率半径。这导致本机动车辆中的振荡，并且因此，导致不适合的驾驶行为。
在这里所呈现的自适应离散化中，在第一离散化步骤中指定本机动车辆的轨迹的瞬时可能的或采用的控制范围。然后在第二离散化步骤中执行更精细调谐的离散化。这个两步骤构思允许几乎准连续的再调整。因此，事实上可以以比较少的计算努力并且因此非常快速地实现要行驶的轨迹的任何给定曲率半径。
借助于所述控制系统，同常规的驾驶员辅助系统对比，可以避免或者至少减少对所述另一机动车辆在本机动车辆的车道改变期间的不稳定驾驶行为的错误判断。如果所述控制系统确定例如另一机动车辆相对于其中存在该另一机动车辆的相关车道的横向移动，则这在可能的轨迹的确定中可以被视为“临界的”。如果本机动车辆的驾驶员将追求这些轨迹中的一个，则这被发信号通知为不利的；在另一个场景中，控制器干预转向/驾驶过程。
在一个变体中，所述控制系统也被配置并计划用于发射适合于向本机动车辆的驾驶员报警临界轨迹的信号。所述控制系统因此可以辅助本机动车辆的驾驶员采取适合的措施。附加地或另选地，所述信号可以适合于执行本机动车辆的自主轨迹自适应和/或速度自适应，并且/或者适合于针对通过本机动车辆的自主车道改变或自主驾驶机动来考虑这个。
所述控制系统可以例如基于诸如车道边界和/或车道标记的环境特征来探知本车道和其它车道。所述控制系统可以基于借助于所述至少一个环境传感器获得的环境数据同样地探知这些环境特征。另外，也可以通过外部系统(例如GPS系统)给所述控制系统提供所述环境特征。
此外，所述控制系统可以被配置并计划用于在预定时间段期间或者连续地借助于所述至少一个环境传感器来检测使用道路的所述另一机动车辆，以便确定所述另一机动车辆的横向移动。所述控制系统因此能够更可靠地确定所述另一机动车辆的瞬时横向移动是否表示车道改变，或者所述另一机动车辆的该瞬时横向移动是否是由于该另一机动车辆的驾驶员的单独的驾驶行为而导致的。
可以基于位置值和/或横向速度值确定所述另一机动车辆的横向移动。
所述控制系统也可以被配置并计划用于确定所述另一机动车辆的横向移动，并且在所述预定时间段期间或者连续地确定所述另一机动车辆的纵轴与中心线、至少一个车道边界或其中存在所述另一机动车辆的相关车道的至少一个车道标记之间的距离的改变。相关车道的中心线和车道边界可以是由所述控制系统确定的相关车道的虚拟瞬时中心线或瞬时车道边界。类似地，所述控制系统可以在所述预定时间段期间或者连续地确定所述另一机动车辆的纵轴与上面存在所述主机动车辆的虚拟或真实车道标记或车道边界之间的距离的改变。
在一个细化实施方式中，所述控制系统可以被配置并计划用于确定使用道路的所述另一机动车辆的瞬时交通情形，并且/或者借助于所述至少一个环境传感器来检测在所述本机动车辆前面的物体。取决于所使用的所述环境传感器，这些其它机动车辆和/或物体可以存在于直接在所述本机动车辆前面的区域中以及在更远距离处的区域中。应理解，也可以在所述控制系统中使用多个环境传感器以便检测所述另一机动车辆、另外的机动车辆、物体和/或所述环境数据所基于的其它环境特征。
所述控制系统也可以确立无另外的机动车辆和/或物体存在于所述本机动车辆前面、靠近所述本机动车辆和/或在所述本机动车辆后面。
所述控制系统可以被配置并计划用于确定在所述另一机动车辆与位于所述另一机动车辆前面的另外的机动车辆或物体之间的距离处的瞬时交通情形以及所述另一机动车辆与位于所述另一机动车辆前面的另外的机动车辆或物体之间的速度差，其中所述另一机动车辆和位于所述另一机动车辆前面的另外的机动车辆或物体存在于相同车道或相邻车道中。
例如，如果所确定的距离小，同时所确定的速度差大，则在这里所呈现的自适应离散化中，在第一离散化步骤中指定本机动车辆的轨迹的瞬时可能的或采用的控制范围。然后在第二离散化步骤中执行更精细调谐的离散化。这允许几乎准连续的再调整。因此，可以以比较少的计算努力并且因此非常快速地按照实际的方式确定针对本机动车辆的瞬时驾驶情形的低风险轨迹的充分选择。
所述控制系统可以被配置并计划用于确定在所述另一机动车辆与在所述另一机动车辆前面偏移的机动车辆或物体之间的距离处的瞬时交通情形，并且用于确定所述另一机动车辆与在所述另一机动车辆前面偏移的机动车辆或物体之间的速度差，其中所述另一机动车辆和在所述另一机动车辆前面偏移的机动车辆或物体存在于不同车道中。例如，偏移的机动车辆或物体可以存在于与本机动车辆相同的车道中。
对本领域技术人员而言显而易见的是，可以在控制系统和/或控制方法中任意地组合以上所描述的方面和特征。尽管已经参照控制系统说明了上述特征中的一些，然而应理解，这些特征也可以适用于控制方法。同样地，以上参照控制方法所描述的特征可以相应地适用于控制系统。
附图说明
参照相关附图，另外的目标、特征、优点和可能的应用由示例性实施方式的以下描述产生，示例性实施方式将不被解释为限制性的。单独或者按照任何组合描述和/或图式地例示的所有特征构成本文所公开的主题。图中所示的组件的尺寸和比例未按比例绘制。
图1示意性地示出了本机动车辆，其中借助于第一控制系统在本机动车辆前面的区域中检测到的一系列轨迹集合被计算，基于此在每种情况下段的轨迹确立本机动车辆的行驶路径。
图2示意性地示出了本机动车辆，其中第二控制系统生成一系列轨迹以及用于经过前方机动车辆的相关信号或控制命令，并且当本机动车辆的可能的行驶路径的轨迹被确定时，发生两步骤自适应离散化。
图3示意性地示出了本机动车辆，其中控制系统仅确定几个不同线性的不同轨迹。
图4示意性地示出了本机动车辆，其中控制系统从本机动车辆的瞬时位置开始，针对本机动车辆的可能的路径来确定具有预定数量的不同轨迹(关于其长度和/或其路线不同)的集合。
图5示出了用于针对本机动车辆的可能的行驶路径来计算轨迹集合的线性等距离散化和两步骤或多步骤自适应离散化的不同效果的图。
具体实施方式
图1示意性地示出了存在于车行道14的右车道12中的本机动车辆10。车行道14的另外的左车道16紧挨着右车道12。车行道14的右车道12和左车道16通过虚线道路标记18彼此分开。
本机动车辆10具有与本机动车辆10关联并且安装在其上的至少一个环境传感器(未示出)。可以例如以相机的形式设计环境传感器，但是其它已知的环境传感器(雷达、LIDAR、超声等)的使用也是可能的。该至少一个环境传感器被配置用于检测在本机动车辆10前面的区域，并且向安装在本机动车辆10中的控制系统(未示出)的电子控制器(未示出)提供表示此区域的环境数据。在图1所示的示例中，第一控制系统借助于至少一个环境传感器来检测其它机动车辆20。本机动车辆10以比其它机动车辆20的速度大的速度朝向其它机动车辆20行驶。由于此原因，本机动车辆10在图1所示的情形下作出从右车道沿着一系列轨迹30到左车道的车道改变。
在下面说明了轨迹30的行驶序列如何由于控制系统而发生。
控制系统借助于至少一个环境传感器来检测在本机动车辆10前面的使用道路的一个或更多个其它机动车辆20，并且确定其它机动车辆20相对于(i)存在有其它机动车辆20或本机动车辆10的车道12、16或者(ii)相对于本机动车辆10的移动。从本机动车辆10的瞬时位置开始，控制系统针对本机动车辆10的可能的路径来确定具有预定数量的轨迹(关于其长度和/或其路线不同)的集合。相邻轨迹的路线在本机动车辆10的可能不同的转向角度之间相差预定差。在控制系统的一个变体中，大约每20ms执行此过程；在此时间段期间大约15个可能的轨迹被计算。
从以这种方式在每种情况下确定的轨迹的集合开始，其预定数量、其长度和/或其路线根据本机动车辆10的驾驶情形而变化。
此变化根据本机动车辆10的驾驶情形的以下方面发生在控制系统中。
(i)本机动车辆(10)的速度—本机动车辆的速度越高，集合的单独计算的轨迹越长；
(ii)相对于本机动车辆10离使用道路的另一机动车辆20的横向、后面和/或前面距离—该距离越小，集合的相邻轨迹之间的角距离越小；
(iii)其它机动车辆20与本机动车辆10之间的相对速度—该相对速度越高，集合的单独计算的轨迹越长，并且集合的相邻轨迹之间的角距离越小；和/或
(iv)在本机动车辆10前面的道路路线—曲率半径越小，集合的单独计算的轨迹越短，并且集合的相邻轨迹之间的角距离越小。
在一个变体中，控制系统在针对本机动车辆10的可能的路径来确定轨迹时执行两步骤过程(参见图2)。在第一离散化步骤中，
(i)轨迹的数量被指定为大约3至15并且
(ii)本机动车辆10的可能不同的转向角度之间的差被指定为保持相同或者随着渐增的不同的转向角度而增加。假定较大转向角度(例如，>+/–20°)与较小转向角度(例如，<+/–20°)相比更可能被采用。
在后续离散化步骤中，为了针对本机动车辆10的可能的路径来确定轨迹，控制系统(i)将轨迹的数量减少至大约3至5，并且(ii)将本机动车辆10的可能不同的转向角度之间的差减小至大约2°。
基于这些轨迹数据，控制系统生成辅助本机动车辆的驾驶员控制本机动车辆以便沿着这些轨迹中的所选择的一个引导本机动车辆10的至少一个信号，或者生成使本机动车辆10跟随这些轨迹中的所选择的一个的至少一个相关控制命令。换句话说：在第一步骤中大约实现曲线(图2中的A)。然后在下一个步骤中围绕此近似解执行小增量的离散化。离散化以所需转向角度“收敛”。因此能够在不用在仅大约匹配的曲率半径之间来回地切换的情况下以稳态方式实现任何可驾驶的曲率(图2中的B)。
与图3相比，此过程的有利效果相对于图2中的情形是清楚的。如果本机动车辆10的控制系统仅确定几个不同轨迹，如图3所示，则为了为所有意外事件准备好，这些轨迹必须在本机动车辆10的相邻可能的转向角度之间提供相对较大的差(在本情况下，大约35°)。当协商曲线时，高度可能的是，预定转向角度中的一个确切地和曲线的曲率匹配。因此，本机动车辆10的控制系统必须使用另一预定转向角度来作出增量的再调整。结果，本机动车辆10将以摆动方式协商曲线(参见图3)。
换句话说：在三个可能的轨迹中，无论哪个都不确切地实现道路路线。必须总是在两个解决方案之间来回地作出切换。
如图4所例示，本机动车辆10的控制系统从本机动车辆10的瞬时位置开始，针对本机动车辆10的可能的路径来确定具有预定数量的轨迹(关于其长度和/或其路线不同)的集合。相邻轨迹的路线在本机动车辆的可能不同的转向角度之间相差预定差。在图4中的示例中，此差在每种情况下是大约4°。另外，本机动车辆10的控制系统使针对本机动车辆10的可能的路径所确定的轨迹的路线与所提供的环境数据关联。如果轨迹中的一个轨迹与物体(其它车辆、道路边界等)碰撞，则它被分类为涉及碰撞的轨迹。如果轨迹在其长度上不会遇到物体，则它被分类为无碰撞轨迹。作为此过程的结果，所有确定的轨迹被分类为(i)涉及碰撞的轨迹、(ii)无碰撞轨迹和/或(iii)最优轨迹，如图4所例示。
在这点上，所指示的参照字符表示如下：a：如果在这些轨迹中的一个上引导本机动车辆，则它将碰撞；b：最优轨迹；c：无碰撞轨迹。
轨迹还被分类为最优轨迹不是强制的。相反，在涉及碰撞的轨迹与无碰撞轨迹之间作出区分是足够的。
本机动车辆10的控制系统随后确定本机动车辆10的瞬时行驶轨迹并且将它与所分类的轨迹相比较。从针对本机动车辆10的此情形识别开始，本机动车辆10的控制系统作出干预决定以生成辅助本机动车辆10的驾驶员控制本机动车辆10以便至少沿着无碰撞轨迹中的一个引导它的至少一个信号。在(半)自主驾驶模式下，至少一个相关控制命令被生成，该至少一个相关控制命令使本机动车辆10跟随无碰撞轨迹中的至少一个。
在控制系统的一个变体中，信号被设计为本机动车辆中的间歇制动或转向扭矩叠加(overlay)，其由适合的致动器(未例示)为转向齿轮或车辆制动系统来设置。在控制系统的一个实施方式中，连续单独的叠加按时间间隔隔开，使得驾驶员在方向盘处将它们感知为在转向建议或方向信息方面的单独的干预。
图5例示了方向盘角度的线性等距离散化与方向盘角度的自适应离散化之间的差异。在此示例中，以50°的间隔从-200°到+200°例示了十个离散转向角度。如果在转向情形下需要90°的转向角度，则为了方向盘角度的线性等距离散化，将设置100°的最近方向盘角度，但是也将计算-200°与+200°之间的其它十个离散方向盘角度的轨迹。在这里所呈现的方向盘角度的自适应离散化中，在下一个步骤中计算-100°到+100°之间的十个离散方向盘角度，由此在90°的瞬时方向盘角度附近而非远离此角度计算更多的轨迹。在-100°处计算一个轨迹，在0°附近计算一个轨迹，并且在200°附近计算一个轨迹；在90°的瞬时方向盘角度附近计算彼此很靠近分布的六个不同的轨迹。例如，此过程允许无碰撞轨迹的非常高效的确定，控制系统可通过发出用于转向扭矩叠加的适当信号来促进此确定。
应理解，以上所说明的示例性实施方式是不详尽的，并且不限制本文所公开的主题。具体地，对本领域技术人员而言显而易见的是，它们可以在因此不脱离本文所公开的主题的情况下将各种实施方式的特征彼此组合并且/或者省略这些实施方式的各种特征。

Claims (8)

1.一种用于本机动车辆(10)中的控制系统，该控制系统被配置并计划用于基于从与该本机动车辆(10)关联的至少一个环境传感器获得的环境数据来识别在前面、在旁边和/或在后面行驶的机动车辆和优选地位于前面的静止物体，其中所述至少一个环境传感器被配置用于给所述控制系统的电子控制器提供表示在所述本机动车辆(10)前面的区域的环境数据，并且所述控制系统至少被配置并计划用于：
-从瞬时位置开始，针对所述本机动车辆(10)的可能的路径来确定具有预定数量的轨迹的集合，所述预定数量的轨迹在其长度和/或其路线方面是不同的，其中，相邻轨迹的所述路线在所述本机动车辆(10)的可能不同的转向角度之间相差预定差，
-根据所述本机动车辆(10)的驾驶情形来改变所述预定数量的轨迹、所述轨迹的长度和/或所述轨迹的路线，以及
-生成辅助所述本机动车辆的驾驶员控制所述本机动车辆以便沿着这些轨迹中的所选择的一个引导所述本机动车辆(10)的至少一个信号，或者生成使所述本机动车辆(10)跟随这些轨迹中的所选择的一个的至少一个相关控制命令。
2.根据权利要求1所述的控制系统，所述控制系统进一步被配置并计划用于根据所述本机动车辆(10)的所述驾驶情形的以下方面来改变所述预定数量的轨迹、所述轨迹的长度和/或所述轨迹的路线：
(i)所述本机动车辆(10)的速度，
(ii)使用道路的另一机动车辆(20)相对于所述本机动车辆(10)的横向、后面和/或前面距离，
(iii)使用道路的另一机动车辆(20)与所述本机动车辆(10)之间的相对速度，和/或
(iv)在所述本机动车辆(10)前面的道路路线。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，所述控制系统在针对所述本机动车辆(10)的可能的路径来确定所述轨迹时，进一步被配置并计划用于在第一离散化步骤中(i)将轨迹的数量指定为大约3至15，并且/或者(ii)将所述本机动车辆(10)的可能不同的转向角度之间的差指定为保持相同或者随着渐增的不同的转向角度而增加。
4.根据前述权利要求中的一项所述的控制系统，所述控制系统在针对所述本机动车辆(10)的可能的路径来确定所述轨迹时，在接下来的离散化步骤中进一步被配置并计划用于(i)将轨迹的数量指定为大约3至5，并且/或者(ii)减小所述本机动车辆(10)的可能的不同的转向角度之间的差。
5.一种用于本机动车辆(10)中的控制方法，该控制方法被配置并计划用于基于从与该本机动车辆(10)关联的至少一个环境传感器获得的环境数据来识别在前面、在旁边和/或在后面行驶的机动车辆和优选地位于前面的静止物体，其中所述至少一个环境传感器被配置用于给控制系统的电子控制器提供表示在所述本机动车辆(10)前面的区域的环境数据，并且所述控制方法至少被配置并计划用于：
-从瞬时位置开始，针对所述本机动车辆(10)的可能的路径来确定具有预定数量的轨迹的集合，所述预定数量的轨迹在其长度和/或其路线方面是不同的，其中，相邻轨迹的所述路线在所述本机动车辆(10)的可能不同的转向角度之间相差预定差，
-根据所述本机动车辆(10)的驾驶情形来改变所述预定数量的轨迹、所述轨迹的长度和/或所述轨迹的路线，以及
-生成辅助所述本机动车辆的驾驶员控制所述本机动车辆以便沿着这些轨迹中的所选择的一个引导所述本机动车辆(10)的至少一个信号，或者生成使所述本机动车辆(10)跟随这些轨迹中的所选择的一个的至少一个相关控制命令。
6.根据权利要求5所述的控制方法，所述控制方法进一步被配置并计划用于根据所述本机动车辆(10)的所述驾驶情形的以下方面来改变所述预定数量的轨迹、所述轨迹的长度和/或所述轨迹的路线：
(i)所述本机动车辆(10)的速度，
(ii)使用道路的另一机动车辆(20)相对于所述本机动车辆(10)的横向、后面和/或前面距离，
(iii)使用道路的另一机动车辆(20)与所述本机动车辆(10)之间的相对速度，和/或
(iv)在所述本机动车辆(10)前面的道路路线。
7.根据权利要求5或6所述的控制方法，所述控制方法在针对所述本机动车辆(10)的可能的路径来确定所述轨迹时，进一步被配置并计划用于在第一离散化步骤中(i)将轨迹的数量指定为大约3至15，并且/或者(ii)将所述本机动车辆(10)的可能不同的转向角度之间的差指定为保持相同或者随着渐增的不同的转向角度而增加。
8.根据权利要求5到7中的一项所述的控制方法，所述控制方法在针对所述本机动车辆(10)的可能的路径来确定所述轨迹时，在接下来的离散化步骤中进一步被配置并计划用于(i)将轨迹的数量指定为大约3至5，并且/或者(ii)减小所述本机动车辆(10)的可能的不同的转向角度之间的差。
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