CN112088117A - 用于运行机动车以改善机动车的评估单元的工作条件的方法、用于执行这种方法的控制系统和带有这种控制系统的机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车(1)的方法以及一种控制系统(2)，所述控制系统设置用于执行这种方法。在本发明范畴内确定涉及机动车(1)的控制的请求(20)，该请求导致对多个访问机动车(1)的传感器单元(6)的评估单元(5)的工作条件的改善。基于该请求(20)由冲突检查单元(3)确定用于控制机动车(1)的控制命令(21)。此外，在考虑预先确定的、在各个控制命令(21)相互之间的矛盾方面的检查标准(23)的情况下，冲突检查单元(3)确定所确定的控制命令(21)的可执行性(22)以及各个控制命令(21)的可实施性。此外，冲突检查单元(3)基于可执行性(22)以及所确定的决策标准(25)确定用于车辆控制单元(4)的控制预给定参数(24)。最后按照所确定的控制预给定参数(24)借助车辆控制单元(4)控制机动车(1)。

Description

用于运行机动车以改善机动车的评估单元的工作条件的方 法、用于执行这种方法的控制系统和带有这种控制系统的机 动车

本发明涉及一种用于运行机动车以改善机动车的评估单元的工作条件的方法，所述评估单元访问机动车的多个传感器单元，本发明还涉及一种用于利用这种方法运行机动车的控制系统以及一种具有这种控制系统的机动车。

设计用于自动行驶的机动车通常具有用于规划和控制行驶路线、驾驶动作和行驶轨迹的控制单元。在行驶规划好的行驶轨迹时，借助机动车的相应传感器设备收集关于机动车的当前环境的信息。但在某些情况下例如会存在不利的可视条件，使得传感器设备由于不利的工作条件而不太全面地检测机动车当前的环境。

在文献DE 10 2014 102 762 A1中记载了一种用于改善机动车的传感器视野的方法。在该方法的范围内确定并检查机动车的横向移动是否适于实现传感器视野的改善。

在文献US 9,760,092 B2中记载了一种方法，在机动车的传感器记录视野至少部分被遮挡时，利用所述方法可以改变无人驾驶的机动车的视野。接着确定期望的视野并通过机动车的相应运动、速度变化或定向变化实现该期望的视野能被传感器检测到。

本发明要解决的技术问题是提供一种解决方案，以此可以控制具有多个传感器单元的机动车，以实现用于传感器单元的特别有利和合理的工作条件。

上述技术问题通过用于运行机动车以改善机动车的评估单元的工作条件的方法以及通过用于执行这种方法的控制系统解决。

按照本发明的用于运行机动车的方法设计用于机动车，所述机动车具有多个访问机动车的传感器单元的评估单元、冲突检查单元和用于控制机动车的车辆控制单元。按照本发明的方法包括下述步骤：首先通过评估单元确定涉及机动车的控制的请求，该请求用于改善多个访问传感器单元的评估单元的工作条件。接着将所确定的请求传送给冲突检查单元，并通过冲突检查单元确定用于通过车辆控制单元控制机动车的控制命令，以便实施传送的请求。接着在考虑预先确定的、在各个控制命令相互之间的矛盾方面的检查标准的情况下，确定所确定的控制命令的相应的可执行性以及各个控制命令的可实施性，基于控制命令的所确定的可执行性并在考虑预先确定的决策标准的情况下确定用于机动车的车辆控制单元的控制预给定参数。接着按照所确定的控制预给定参数借助车辆控制单元控制机动车。

因此根据本发明的方法设计用于机动车，所述机动车具有带相应的数据处理组件的车辆传感器系统、用于评估传感器信号的评估组件，所谓的冲突检查单元、至少设计用于制动、加速和转向机动车的控制单元。在按照本发明的范围内，首先机动车的传感器单元的评估单元，即具有相应的数据处理组件的传感器系统确定，多个传感器单元中的至少一个传感器单元的工作条件当前不是理想的。接着，访问该至少一个传感器单元的相关的评估单元给冲突检查单元发出相应的消息，即用于改善评估单元的工作条件的请求。接着冲突检查单元制定驾驶策略，即用于控制机动车的控制指令，以满足评估单元的请求。

但是该控制命令不直接传送给车辆控制器并由车辆控制器执行，而是先进行冲突检查单元的控制步骤。在此考虑的是，通常不只有一个请求被传送给冲突检查单元，而是存在不同的评估单元多个这种请求。在给冲突检查单元发出多个请求的情况下，冲突检查单元在考虑预先规定的规则的情况下评估各个请求是否出现对立，并且这些请求是否一般可以通过机动车的相应控制而实现。因此，在此考虑的预先规定的规则是在先前确定的控制命令的可执行性方面的预先确定的检查标准。

在下一步骤中，确定用于机动车的具体的控制策略，其中，考虑控制指令的先前所确定的可执行性以及另外的目标查找预给定参数，即所谓的预先确定的决策标准。一旦确定了该控制策略，即所谓的用于机动车的车辆控制单元的控制预给定参数，就通过机动车的相应的控制实施该控制预给定参数。

如果机动车例如具有多个外部传感器，例如在机动车的前部、后部和侧部区域中的摄像头、雷达设备或激光雷达设备，其中，各个传感器单元的传感器数据分别由相应的评估单元处理，则可以执行根据本发明的方法的情形例如是，传感器单元的多个评估单元向冲突检查单元传送请求，因为这些传感器单元要求改变车辆控制系统以改善各个传感器单元的工作条件。因此，传感器单元的评估单元例如以通常为几毫秒的预先确定的时间间隔连续地确定是否应改善其当前的工作条件。例如如果在机动车的前不远有其他同向行驶的机动车，则该机动车的前置摄像头的视野会受到限制。同时也可能由于车特别多，在该机动车后不远有行驶在该机动车后方的机动车，使得后置摄像头的视野也受到限制。在这种情况下，两个摄像头单元，即前置摄像头和后置摄像头通过它们相应的评估单元向冲突检查单元发出请求，以改善它们的工作条件。该请求可以以在改变机动车的控制方面的具体的请求的形式传送，例如作为在当前车道上进一步向左行驶的具体命令。相对于此备选的是，用于改善工作条件的请求也可以仅仅包含这样的信息，即在当前的驾驶情况下，前置摄像头和后置摄像头相应的视野受到限制。就是说，用于改善工作条件的请求不一定包含用于实施改善相应的传感器单元的工作条件的措施的具体信息。当这些用于改善工作条件的请求从各个评估单元传送到冲突检查单元后，冲突检查单元确定用于控制机动车的与此对应的具体控制命令，所述控制命令原则上可由车辆控制单元执行。例如这些控制命令具体可以包含机动车在车道上应该再向左行驶多少，或者包含关于为了增加或减少与机动车前方或后方行驶的机动车的距离所需的期望的速度的信息。

在下一步中，冲突检查单元确定各个所确定的控制命令在多大程度上是没有矛盾并且可实施。例如如果冲突检查单元确定，由于前置摄像头的评估单元的请求而降低机动车的速度是有意义的，然而后置摄像头的评估单元的请求却导致机动车的加速，则这两个控制命令是矛盾的并因此不能同时实施。然而如果前置摄像头的评估单元的请求例如要求机动车进一步向左行驶，即改变机动车的转向，而这由于当前的交通状况以及道路的走向是不可行的，则该控制命令就会因为缺少可实施性而不可执行。

因此冲突检查单元在考虑之前确定的所有控制命令的情况下首先确定控制命令的可执行性，然后确定用于机动车的车辆控制系统的具体的控制预给定参数。在此考虑额外的决策标准，这些决策标准例如涉及车辆乘员的安全或对于机动车乘员的舒适度。以此所确定的控制预给定参数接着由车辆控制单元实施。在至此所述的例子中，该控制预给定参数例如可以规定机动车的减速，因为在用于确定控制预给定参数的决策的范畴中已经确定，与改善尾部区域中的视野相比，改善前方的视野对提高行驶安全性更有意义，并且因此以最高优先级实施对前置摄像头的工作条件的改善。

借助于根据本发明的方法，因此可以实现针对机动车的各个传感器单元的最合理的工作条件，其中，实现了机动车的整体行驶特性的优化。利用根据本发明的方法，特别有利地在考虑检查标准和决策标准的情况下实现了在传感器单元的评估单元的大量请求的情况下针对机动车的车辆控制单元的该最佳的控制预给定参数的确定。根据本发明的方法对于设计用于至少部分自动驾驶并且尤其用于完全自动驾驶的机动车特别适宜。这种机动车独立地规划它的动作和行驶轨迹并以该行驶轨迹行驶，其中，总是需要机动车的传感器单元的评估单元的特别有利的工作。因此，根据本发明的方法对于自动行驶的机动车是特别合理和有利的。

在本发明另外的有利设计方案中规定，评估单元分别访问各个传感器单元、传感器系统和/或简单的辅助系统，以确定请求，其中，尤其给评估单元提供存储在机动车中的和/或传输到机动车中的数据。因此各个评估单元可以访问各个传感器、由多个传感器构成的系统和/或驾驶员辅助系统，驾驶员辅助系统即机动车中的用于在确定的行驶情况下支持驾驶员的电子附加设备。此外，评估单元可以访问已经存储在机动车的存储单元中的数据和/或由外部的单元提供给机动车的数据。

各个传感器单元例如是前置摄像头、雷达设备或机动车的各个激光雷达设备。例如若将多个摄像头，例如机动车的前置摄像头、后置摄像头以及侧后视镜中的两个侧向摄像头作为一个传感器系统由单个评估单元管理，则构成一个传感器系统。在单个传感器单元的情况下，例如单个前置摄像头的情况下，评估单元可以直接集成在传感器单元中或者可以布置在机动车的中心位置上并且仅通过与例如前置摄像头的传感器单元的通信连接接收其传感器数据用于评估。评估单元可访问的驾驶员辅助系统例如可以是车道保持辅助系统、泊车辅助系统、速度控制设备、拥堵领航系统(德语：Staupiloten)或速度控制设备。这些驾驶员辅助系统设计用于在执行其辅助功能的框架内确定例如机动车的位置、机动车在环境中的定位或对象在机动车环境中的对象检测。所述请求因此也可以由车辆模块的评估单元确定。这种驾驶员辅助系统或者车辆模块的评估单元的相应请求因此同样力求实现机动车的各个传感器的工作条件的改善。然而在此，改善工作条件的重点在于改善用于评估相应数据的条件，这些数据例如是用于机动车环境中的对象的对象识别的数据、用于在机动车中存储的地图上的机动车定位的传感器数据或用于机动车在车辆环境中定位的数据。

存储在机动车中的，即储存在该处的数据，例如是关于机动车在相同行驶路线上已经完成的行驶的信息，或者是从机动车中存储的地图中预知路线走向。被传送给机动车因此由外部设备提供的数据例如可以是在相同路线上行驶或者说行驶过的车队车辆的数据。也可以是从服务器单元、基础设施管理单元或互联网获取的关于当前的行驶路线或行驶情况的数据。以此例如可以在本方法的范畴内考虑由互联网提供的天气数据或者关于施工地点或者行驶路线上其他可能的障碍物的细节。因此给评估单元提供了特别丰富的数据，以便确定特别有利于改善评估单元的工作条件的请求。

在本发明另外的有利设计方案中规定，在确定控制命令的相应的可执行性时作为预先确定的检查标准考虑的是，是否存在由多个评估单元中的一个评估单元的多个请求导致的相互矛盾的控制命令和/或由不同的评估单元的请求导致的控制命令的目标冲突，和/或由机动车当前的道路状况、交通状况和/或当前的行驶路线而导致的控制命令的可实施性是否可行。因此，冲突检查单元检查控制命令是否以机动车的相反的控制为目的，和/或传感器单元的评估单元借助所确定的控制命令是否力求实现机动车的追寻不同目标的控制。将控制命令定义为是矛盾的和/或控制命令的目标冲突的各个标准通过预先确定的检查标准存储在冲突检查单元中。此外，这些检查标准包含关于可以如何检查控制命令是否实际上可实现的信息。因此额外进行对控制命令的可实施性的检查，以确定控制命令的可执行性。在此考虑机动车所处的当前交通状况，即机动车所行驶的道路的当前状况，以及那里的交通状况。作为其备选或补充，控制命令的可实施性与机动车根据其目的地行驶的行驶路线有关。

因此在确定控制命令的可执行性时，确定各个控制命令的矛盾以及它们的可实施性。矛盾的控制命令例如可以由传感器系统，例如机动车的摄像头系统的评估单元确定。例如若机动车的前置摄像头请求降低行驶速度以改善其可视条件，而后置摄像头要求机动车加速以能够增加其视野，则摄像头系统的评估单元的这两个请求就是矛盾的。然后在检查控制命令的可执行性的范畴内确定这两个相应的、由冲突检查单元基于请求所确定的控制命令的矛盾或者说不一致性。

存在控制命令的目标冲突的情况例如是，前置摄像头为了能够在阴影中行驶并且更少地被晃眼而希望切换到右车道上，而激光雷达设备则认为它可以从左车道检测到更多对象，以此可以更有利地执行机动车在左车道上的定位。在这种情况下，在基于这两个请求的控制命令之间就存在目标冲突。

例如在检查控制命令的可实施性的范畴内，利用存储在机动车中的地图信息，该地图信息例如包含关于道路走向的和可用的车道的细节。此外，在此可以考虑从其他的车队车辆或外部服务器单元获得当前车道上存在可能的障碍物的信息的程度。基于这些信息，由于不能执行该控制命令，因此，认为将变道为由于当前的交通状况，例如事故而不能通行的车道，是不可执行的。此外，在此可以考虑，在确定可执行性的范畴内，同样由于不可实施性，认为在即将要由机动车应按照当前行驶路线驶入的路口前将变道到左车道上以超越另一辆机动车，是不可执行的。因此，借助预先确定的检查标准可以相对准确和可靠地确定各个控制命令可执行的程度或者说它们的可执行性合理的程度。

在本发明另外的有利设计方案中规定，在确定控制预给定参数时针对各个所确定的控制命令分别估计和考虑在执行相应的控制命令时预计的优点，方式是在相应的访问传感器单元的评估单元的工作条件方面分别确定在执行时预计的工作条件改善。因此，针对在考虑控制命令的各个先前所确定的可执行性的情况下确定控制预给定参数，首先评估执行各个控制命令的益处。方式是针对每个所确定的控制命令，确定针对整个系统在机动车的传感器单元上的信息增益，即确定工作条件的期望的改善。如果执行了所确定的控制命令，则会估算针对传感器预计的增益。根据对概率的确定进行对优点的估计，该概率量化了相应传感器单元的工作条件的潜在的改善。除此之外，可以量化并且在确定控制预给定参数时考虑工作条件改善的预计的作用，即预计的信息增益作用。

包含将机动车比以前更慢地行驶以便改善前置摄像头的视野的控制命令例如相较于将机动车加速以便改善后部摄像头的视野而被评估具有更大的优点并且因此具有更大的工作条件改善。为此的原因是，通过改善机动车前部区域中的视线比通过改善后部区域中的视线，对安全和行驶过程的舒适性的优点明显更大。

通过在确定控制预给定参数的范畴中估计各个所确定的控制命令的相应优点，因此可以特别明确地确定各个控制命令实际上对于机动车的控制有多大用处。

在本发明另外的有利设计方案中规定，在确定控制预给定参数时针对各个所确定的控制命令分别估计和考虑缺点，所述缺点是在执行相应的控制命令时预计的。也即评估在执行各个所确定的控制命令时产生的成本。进行该评估的方式是，分别确定执行相应的控制命令时预计的成本增加值。

成本增加值包含例如对通过执行所确定的控制命令而预计的开销的量化、对于车辆乘员的舒适度的降低、对于车辆乘员可能的安全风险以及通过执行相应的控制命令而预计的其他可能的缺点。例如在降低机动车速度以提高前置摄像头的可视性的情况下，成本计算与特别小的收益相关联，因为例如减少了机动车的能耗，以及通过机动车的缓慢行驶降低了针对机动车的乘员的和其他交通参与者的安全性。相反，为了改善后置摄像头的可视性加速机动车具有明显更高的成本提升值，因为一方面机动车加速与一定程度的开销和更高的能耗相关，另一方面通过机动车的快速行驶增加对于乘员和其他交通参与者的安全风险。在确定缺点时，在这种情况下同样会将为改善针对前置摄像头的工作条件而降低机动车速度估计为具有最小缺点的控制命令。因此在确定控制预给定参数时，也针对各个控制命令考虑，含有对机动车的控制的潜在的缺点的程度。因此在确定控制预给定参数时，特别全面地检查控制命令可能的影响，以便能够最终确定最佳的控制预给定参数。

在本发明另外的有利设计方案中规定，在考虑预先确定的评估规则的情况下使针对各个控制命令估计的优点和缺点相互关联并且在确定控制预给定参数时考虑。已经提到的工作条件改善、这些工作条件改善的作用以及相应的、分别与执行所确定的控制命令有关的成本增加值，以此相互关联，以此最终确定所确定的控制命令的成本效益比。为了能将针对优点和缺点的不同的值关联，考虑不同的评估规则，即考虑确定的换算系数。最后这样解决优化问题，即确定针对机动车的控制预给定参数，该控制预给定参数是该优化问题的解决方案并且因此整体上具有最佳的优缺点比。

在这种对估计的优点和缺点的进行关联时例如确定，为了改善前置摄像头的工作条件机动车应以更低的速度控制，并且不应实施用于改善后置摄像头的视野的措施。因此在本例中，作为控制预给定参数确定针对机动车的加速的最佳值。因此在精确评估优点和缺点之间的比例时最终考虑预先确定的规则，这些规则存储在冲突检查单元中，以便能够估计各个估计的优点和缺点相互之间的比例或者关系。

因此在按照本发明的方法的范畴中规定了用于评估各个控制命令的定义的规则集，利用该规则集最终特别有利地确定针对机动车的最佳的控制预给定参数，按照该控制预给定参数接着由车辆控制单元控制机动车。

在本发明另外的有利设计方案中规定，在确定控制预给定参数时，作为预先确定的评估规则，考虑决策标准的排序(Rangfolge)。因此评估规则允许将各个控制命令以其针对优点和缺点的所确定的值相互比较，并且在此使用预先规定的规则以解决优化问题，即评估成本效益比。

决策标准的这种排序例如可以包含，车辆乘员以及其他交通参与者的安全总是比车辆乘员的舒适度具有更高的优先级，其中，该舒适度又比与控制机动车相关的时间增益具有更高的优先级。最后，时间增益可以认为比节能更重要，节能又比减排更重要，所述减排是能利用按照最终所确定的控制预给定参数对机动车的控制实现的。单纯的减排又可以认为比单纯改善传感器的工作方式更重要，工作方式例如可以根据传感器的特征数据量化。借助所述排序可以这样设计评估规则，即在最终作为控制预给定参数的一部分执行的控制命令方面选择期望的优先级。以此实现对机动车的特别合理的控制，该控制导致选择的传感器单元的工作条件的改善，但是同时对于机动车的整体行驶性能是特别合理的。

在本发明另外的有利设计方案中规定，由冲突检查单元考虑下述标准的至少一个标准作为决策标准：针对机动车乘员的安全风险，针对机动车、机动车环境中的人和/或物体的安全风险，针对机动车乘员的舒适度，针对机动车乘员的时间增益，机动车的节能，机动车的减排，相应的评估单元的工作条件的改善，车辆控制单元的与控制命令的控制相关联的开销，机动车的控制在机动车的当前行驶路线方面的作用。因此在确定用于机动车的车辆控制单元的控制预给定参数时最终与各个控制命令的可执行性一起被考虑的预先确定的决策标准可以考虑对于使用者或位于机动车外部的人和其他对象的安全风险的预给定参数。在确定控制预给定参数时同样以预先规定的决策标准的形式被考虑的其他方面涉及到针对机动车的使用者的舒适性，即考虑的是，机动车的驾驶性能对机动车的乘员来说应该是特别舒适的。此外，决策标准还考虑的是，机动车的使用者特别经常希望通过在执行控制预给定参数以改善传感器单元的工作条件时行驶路线的改变对遵循行驶路线的行驶持续时间有积极的影响，即如果可能的话减少行驶时间。另外的决策标准考虑机动车按照控制预给定参数消耗较少能量并且排放特别少。此外，决策标准可以考虑，各个传感器单元的工作条件，即它们的参数被改善或者针对机动车控制的控制开销按照控制预给定参数是尽可能小的。此外考虑机动车当前的行驶路线并且因此根据决策标准考虑尽管改善了传感器单元的工作条件，但是机动车还是或多或少地遵循了机动车的当前行驶路线。因此，可以看到机动车的真正行驶目的。

对于例如下述所确定的可执行的控制命令：″换到左车道″、″换到右车道″、″留在车道中间″、″在相同车道上略微向左行驶″、″提高速度″或″降低速度″，根据决策标准可以考虑在确定控制预给定参数时将这些单独的控制命令保留到何种程度，即，将其作为车辆控制单元的控制预给定参数的一部分考虑。然后针对各个控制命令例如可以确定，执行该控制命令如何影响针对车辆乘员的安全风险。例如变道被评估具有相对较高的安全风险，然而，除了机动车沿行驶路线行驶的一般安全风险之外，机动车停留在车道中间还具有特别小的额外安全风险。与此类似的是，各个控制命令可以与针对机动车、机动车环境中的人和/或物体的所确定的安全风险相关。

机动车乘员的舒适度例如受到变道的相对较大的影响，因为这与略微的方向变化并且因此与针对机动车乘员的舒适度减小相关。相反，稍微改变方向以便在当前车道上进一步向左行驶与针对机动车乘员的明显更高的舒适度相关，因为他们几乎不会感觉到与之相关的机动车的方向变化。

与所确定的控制预给定参数相关的时间增益例如考虑，为改善各个传感器单元的工作条件而变道或甚至改变路线可能导致行驶时间的延长。在节能和减排这两个决策标准中，同样考虑通过实施相应的控制命令延长行驶线路，使得例如在决策时，将与更高的能耗并且也与更高的排放有关的机动车的加速评估为例如与机动车的制动或机动车向当前车道的左边缘方向略微转向不同。

为了改善相应评估单元的工作条件，仅仅确定相应传感器单元的表示传感器数据质量的量度的参数。即作为相应的决策标准考虑的是，各个传感器单元的该参数通过执行相应的控制命令会改善或恶化的程度。变道例如可以实现，更多的光落在摄像头上，以便摄像头能更好地拍摄机动车的环境。因此通过变道获得的更好的视野实现的更高的传感器数据产量，相较于例如仅仅将机动车略微转向当前车道的左侧边缘，得到更高的参数改善，通过后者只能实现略微改善视野并且以此略微改善相应的摄像头的工作条件。

同样被量化的是与控制命令的控制相关的针对车辆控制单元的开销。例如相较于机动车停留在当前车道的中间，变道具有更高的开销。这尤其在更复杂的驾驶操作以改善传感器单元的工作条件的情况中是重要的。如果实施相应的控制命令，也可以量化机动车当前的行驶路线改变的程度。这是很重要的，例如当希望或建议在希望的高速公路出口附近变道时。这样的变道会导致行驶路线的明显延长，因为例如由于机动车在道路的左侧而不是右车道上而错过根据行驶路线规定的期望的出口。最后，上述决策标准允许，在考虑特别多的方面和潜在的影响的情况下确定针对控制机动车的最佳的控制预给定参数。

此外，按照本发明规定一种用于运行机动车的控制系统，其中，所述机动车具有冲突检查单元和用于控制机动车的车辆控制单元。所述控制系统设置用于执行如上所述的用于运行机动车的方法。冲突检查单元和车辆控制单元在此可以是机动车中的两个单独的组件，然而也可以将这两个单元组合在一起，例如两个单元都是机动车的路径规划单元的两个部分。在通过车辆控制单元控制机动车时通常而言具有三个重要的计算步骤。一方面确定机动车的行驶路线，即规定从起点至终点的行驶路径。在车辆控制单元的另外的子单元中进行真正的路径规划，即在该处规划用于遵循行驶路线的详细的行驶预给定参数。在车辆控制单元内部的第三个下级规划步骤中，由控制器确定用于速度、操控和加速的确切的细节。该控制器例如确定针对哪个时期和针对沿所确定的轨迹的哪个行驶路段实施哪个行驶速度以便沿行驶路线控制机动车。冲突检查单元在此可以直接是所述第二个单元，即路径规划的一部分。然而也可行的是，冲突检查单元布置在车辆外部，即由外部服务器执行相应的确定步骤和计算步骤。然后，用于车辆控制单元的所确定的控制预给定参数从外部的服务器单元传送到车辆控制单元上，以便车辆控制单元能够根据所确定的控制预给定参数控制机动车。因此，可以在机动车中实现控制系统的各种实施方式，这使得它特别灵活并且适配性强。

此外，按照本发明规定一种机动车，其带有多个能访问所述机动车的传感器单元的评估单元，所述机动车包括如上所述用于运行机动车的控制系统。此外，所述机动车设计用于至少部分无人驾驶。

本发明也包括按照本发明的方法的改进方案，该改进方案具有如已结合按照本发明的机动车的改进方案所描述的特征。因此，不再赘述按照本发明的方法的相应改进方案。

下面说明本发明的实施例。附图中：

图1示出机动车的示意图，其具有用于运行机动车的控制系统，

图2示出机动车的示意图，其具有用于运行机动车的控制系统，该控制系统具有与外部服务器的通信连接，

图3示出用于运行机动车以便确定控制预给定参数的方法的示意图。

下文所述的实施例是本发明的优选实施方式。在这些实施例中，实施方式的所述组成部分分别是本发明单独的、相互无关联地讨论的特征，这些特征也分别相互无关联地改进本发明，并且以此也单独地或者以与所示组合不同的方式构成本发明的组成部分。此外，所述实施方式也能通过本发明另外的已述特征补充。

附图中功能相同的元素分别配设相同的附图标记。

在图1中示出带有用于运行机动车1的控制系统2的机动车1。控制系统2包括冲突检查单元3以及车辆控制单元4。车辆控制单元4一方面可以介入机动车1的纵向控制和/或横向控制，还可以加速和制动机动车1。机动车1还包括多个传感器单元6，多个传感器单元的传感器数据由评估单元5评估和处理。所述传感器单元6是例如外部摄像头、雷达设备、激光雷达设备、驾驶员辅助系统或车辆模块，它们例如设计用于对机动车1定位、测位或者说定向(德语：Ortung)或对机动车1的环境对象检测。传感器单元6可以作为单独的传感器，例如作为机动车1的单独的外部摄像头存在，或者可以作为传感器系统存在，例如作为包括机动车1的前部、后部和侧面区域中的摄像头的摄像头系统存在。评估单元5可以负责多个这样的传感器单元6，或者必要时可以集成到一个单个的传感器中。评估单元5还可以访问存储在机动车1中的数据，例如存储在机动车1中的地图或在相同行驶路线上的更早的行驶的信息，以及访问车队数据或其他服务器数据或基础设施数据。

在图2中示出机动车1，其具有前置摄像头7，后置摄像头8，两个侧向摄像头9以及距离控制器11作为传感器单元6。在此作为评估单元5还存在距离控制器11的相应的评估组件以及摄像头系统评估单元10。距离控制器11以及摄像头系统评估单元10两者将它们相应的传感器数据从前置摄像头7和后置摄像头8或者说从所有的四个摄像头传送到冲突检查单元3上，冲突检查单元3还得到从外部服务器单元12传送的关于行驶路线以及当前道路和交通状况的信息。

图3示出用于运行机动车1的各个步骤，所述机动车具有多个访问机动车1的传感器单元6的评估单元5，冲突检查单元3和用于控制机动车1的车辆控制单元4。在该方法的范畴内，访问传感器单元6的评估单元5首先确定用于控制机动车1的请求20，该请求的执行或实现导致传感器单元6的评估单元5的工作条件的改善。这些请求20或者可以只包含工作条件不利的信息。例如在前置摄像头7的情况下，摄像头系统评估单元10可以将″光线条件不利″的报告确定为请求20。相对于此备选的是可以由摄像头系统评估单元10以请求20的形式确定例如变道的动作以提高可视性。

以此所确定的请求20接着传送给冲突检查单元3，冲突检查单元3确定用于实施传送的请求20的控制命令21。控制命令21因此将请求20转化成针对机动车1的车辆控制单元4的具体的操纵命令。例如若摄像头系统评估单元10已经确定前置摄像头7在其视野上受到限制，例如被在机动车1的前方行驶的其他机动车1限制，则冲突检查单元3或者从″光线条件不利″的请求20中，或从″进行变道以提高可视性″的请求20中确定用于控制机动车1的实际的控制命令21。这些控制命令21就包含例如用于改善前置摄像头7的工作条件的期望的变道的细节。

在下一步骤中，冲突检查单元3针对各个先前所确定的控制命令21分别确定可执行性22。在此，在考虑预先确定的检查标准23的情况下在矛盾和可实施性方面检查控制命令21。这些检查标准23考虑的是，是否存在由一个评估单元5的多个请求20导致相互矛盾的控制命令21和/或由不同评估单元5的请求20导致的控制命令21的目标冲突。此外，通过预先确定的检查标准23考虑是否有可能基于机动车1当前的道路状况、交通状况和/或当前的行驶路线来实施相应控制命令21。

例如若机动车1在城市内相对拥挤的城市交通中行驶，则车辆传感器的，例如前置摄像头7、后置摄像头8和侧向摄像头9的视野由于拥挤的城市交通而受到限制。在这种情况下适宜的是，自动行驶的车辆暂时增加与在机动车1前方行驶的其他车辆的距离，例如方式是，机动车1在保持在相同车道上的情况下，稍微向左偏转或向右偏转。通过这种向左或向右的偏转，前置摄像头7例如可以更好地估计机动车1前方的交通流量。以此可以更好地预测交通是否会很快停止，以此实现机动车1比较早的和舒适的制动。

摄像头系统评估单元10的第一请求20例如为：″增加与其他对象向前的距离″。此外，摄像头系统评估单元10要求后部摄像头8也需要更大的视野，并且为此传送″增大与后车的距离以增大后部摄像头8的视野″的请求20。然而，这两个请求20是直接矛盾的。因此不能执行这两个与请求20关联的控制命令21。

控制命令21的目标冲突例如存在于，若传感器单元6的多个评估单元5将请求20传送到冲突检查单元3上。例如摄像头系统评估单元10报告，前置摄像头7为了改善可视性而希望变道至右车道上，因为在右车道上机动车1在阴影中行驶并且前置摄像头7因此将不那么晃眼。而激光雷达设备作为另外的传感器单元6则借助相应的请求20报告该设备可以从左车道看到更多对象，而这对于机动车1的定位是有利的。雷达设备又利用它的评估单元5向冲突检查单元3传送机动车1应保持在当前的车道上，因为雷达设备可以从这个位置特别有利地俯瞰其他的交通参与者。因此由于不同的评估单元5的请求20在此就出现控制命令21的目标冲突。因此，两个控制命令21至少不能同时执行。

此外，在考虑例如道路上的车道数量或当前的交通密度的情况下评价控制命令21的可实施性。例如在特别拥挤的城市交通中，当前不能实施变道。因此不存在相应的控制命令21的可实施性。然而在缺少可实施性时，也不存在控制命令21的可执行性22。

在确定了控制命令21的可执行性22之后，确定针对机动车1的车辆控制单元4的控制预给定参数24。控制预给定参数24基于先前所确定的可执行性22以及在考虑预先确定的决策标准25的情况下确定。控制预给定参数24的确定在此最终基于优点-缺点评估，即一种成本效益计算。一个优点例如是量化的值，该值表示如果执行相应的控制命令21，传感器单元6的评估单元5会估计传感器单元6的参数提高了多少。也即基本上针对评估单元5估计工作条件改善，即通过执行相应的控制命令21的信息增益，以及该工作条件改善的期望的作用，即信息增益作用。例如变道的一个优点是，实现对交通更好的观察、对交通流量的更好的估计或者一般来说提高了由前置摄像头7接收的光强度。在确定控制预给定参数24时，以该优点可能出现的概率考虑该优点。因此估计了执行各个控制命令21的潜在的后果。通过根据所确定的控制命令21的执行确定潜在的成本增加值估计所确定的缺点。这种缺点例如是，由于变道暂时导致针对机动车1的乘员的安全风险增加，舒适度降低，并且从长远来看，基于当前的行驶路线的下一个转弯方面的车道选择更不利。这些潜在的缺点同样被量化并且给出了潜在的概率。

优点和缺点接着借助确定的换算系数转换成中性的相同的单位。冲突检查单元3最后确定由优点和缺点量化的优化问题的解决方案，方式是考虑所有的优点和缺点及其与可能的控制命令21的交叉关系。然后，这个优化问题的解决方案就构成了控制预给定参数24，它具有总体最好的优缺点比。接着，控制预给定参数24被传送到车辆控制单元4上，然后车辆控制单元4根据所确定的控制预给定参数24控制机动车1。因此，控制预给定参数24成为机动车控制命令26，该机动车控制命令提供给车辆控制单元4并由车辆控制单元实施。

在估计优点和缺点时，在考虑预先确定的评估规则的情况下，适用决策标准的排序。这种排序称为评估规则并且例如规定了以下优先级排序，从具有最高优先级的决策标准25开始：安全、舒适度、省时、节能、减排、相应评估单元5的工作条件的改善。因此，在最简单的情况下，通过这种简单的规则即该优先级排序解决优化问题。其他可能的决策标准25是针对车辆控制单元4考虑与根据控制命令21控制机动车1相关的开销，以及根据控制命令21控制机动车1在机动车1的当前行驶路线方面的影响。因此，作为控制预给定参数24的一部分例如总是优先包括下述控制命令21，相较于仅仅提高机动车1的乘员的舒适度的控制命令21，该控制命令减少了针对乘员或机动车、机动车1外部的人或物体的安全风险。

在这些实施例中，冲突检查单元3总是机动车1的控制系统2的一部分。然而也可行的是，冲突检查单元3集成在机动车之外，例如集成在服务器单元12中，或者也可以是车辆控制单元4的一部分。

总体上用于运行机动车1的方法实现了，为了改善传感器单元6的评估单元5的工作条件，首先确定相应的请求20，而这些请求20又转换成控制命令21。然后在考虑相应的预先规定的检查标准23的情况下确定控制命令21的可执行性22。在检查了控制命令21的可执行性22后，最后在考虑决策标准25的情况下确定控制预给定参数24，该控制预给定参数24导致由车辆控制单元4对机动车1特别合理和优化的控制。

用于运行机动车1的方法的基本思想是，机动车1中的第一装置，即评估单元5给机动车1中的第二装置，即冲突检查单元3提供关于动作的请求20，冲突检查单元3在考虑其他信息的情况下进一步处理该请求并且其本身向车辆控制单元4或必要时车辆控制单元的动作规划或路径规划提供控制预给定参数24。

评估单元5可以访问传感器单元6，传感器单元6希望通过行驶动作，例如变道来改善其工作条件。例如，前置摄像头7可以追求尽量避免背光的目标，这例如可以通过变道来实施。然而评估单元5也可以访问用于驾驶员辅助系统的功能模块，该驾驶员辅助系统希望通过驾驶动作获得额外的信息，例如以预测行驶路线。例如驾驶员辅助系统可以是希望与它前方行驶的机动车1有更大距离的距离控制器11，以此它最终请求20降低行驶速度。

然而评估单元5也可以是驾驶员辅助系统，该驾驶员辅助系统希望通过从以前的知识中获得的驾驶动作来优化其信息基础。例如为了定位机动车1，以相应的请求20的形式表述由于机动车1的环境的建筑和拓扑结构引起的相应的GPS信号的干扰的最小化。然而以前的知识也可以来源于存储在机动车1中的地图，来源于服务器单元12，例如基于车队数据，或者来源于其他机动车1或车辆环境中的基础设施。

由于多个传感器单元6与其评估单元5可以同时提出不同的请求20并且因此同时存在多个评估单元5，所以冲突检查单元3可以在矛盾和目标冲突方面检查和解释各个请求20。冲突检查单元3还检查请求20的基本的可实施性，所述请求20以冲突检查单元3的定义的控制命令21的形式存在。控制命令21的可实施性包含例如关于行车道上另外的车道的可用信息，以便能够估计变道是否基本上是可行的。然后冲突检查单元3只考虑由评估单元5从请求20提供的控制命令21，该控制命令21的可执行性22的检查在考虑检查标准23的情况下已成功。然后这些可执行的控制命令21可用于请求20的动作规划和路径规划，这导致在考虑决策标准25的情况下确定具体的控制预给定参数24，控制预给定参数24最终传送给车辆控制单元4。这种用于尤其无人驾驶的机动车1的请求20的动作规划装置和路径规划装置原则上可以以非常不同的方式实现。因此原则上有不同的接口用于影响动作规划装置或者路径规划装置。因此建议在请求20(即由控制命令21得到的对动作规划或路径规划的基本要求)和请求20的具体实施，即控制预给定参数24之间进行抽象或者说概念化。因此，冲突检查单元3表示一种界面接口。冲突检查单元3也可以由服务器装置12支持，或者完全集成到服务器单元12中。为此当然需要服务器装置12与机动车1的车辆控制单元4之间的通信连接，例如移动无线电连接。

然而，代替冲突检查单元3，控制预给定参数24的确定也可以直接由实际的动作规划系统或路径规划系统承担，并且以此由车辆控制单元4承担。在这种情况下，冲突检查单元3是车辆控制单元4的，即动作规划系统或路径规划系统的组成部分，而不是独立的车辆组件。

在简单的情况下，评估单元5分别只向冲突检查单元3提出一个请求20，该请求例如包括用于在具体指标已经低于阈值时改善该指标的动作。为此的一个例子是面对不利的光线条件的前置摄像头7。因此建议一种指标，冲突检查单元3用该指标评估其动作，例如移位(或者说绕道)到另一个车道上以改善光线条件。为此，针对每个所考虑的传感器单元6定义具有阈值的质量级别，该传感器单元6可以包括单个传感器单元6、传感器系统和驾驶员辅助系统。在更复杂的情况下，例如机动车1的定位或预测，评估单元5也可以直接要求具体的动作，例如变道。然后冲突检查单元3从这些请求20中确定具体的控制命令21并接着检查这些控制命令21的可执行性22。

在最终确定控制预给定参数24时，冲突检查单元3确定通过哪种动作可以收集更多信息。为此，冲突检查单元3例如借助光线追踪计算从哪个位置可以看到感兴趣的区域。相对于此备选的是，可以将机动车1的局部环境划分为网格并且对于每个网格单元确定机动车1向该网格单元的移动对指标的改善程度。接着将该信息，即所确定的控制预给定参数24传送给车辆控制单元4。相对于此备选的是也可以只将各个信息传送给车辆控制单元4，然后车辆控制单元本身确定控制预给定参数24并且以此确定机动车控制命令26。如果驾驶情况允许并且由于轨迹变化导致的信息增益大于与相应的驾驶性能改变有关的成本，则在控制预给定参数24的范畴内规划相应的轨迹变化并且最终由车辆控制单元4执行机动车1相应的控制。

由于它部分地是与位置有关的统计信息，因此这些统计信息已经可以预先计算并存储在机动车1的存储单元中。由此，冲突检查单元3已经知道可以从一些车道检测到比从其他车道明显更好的定位信息，因此这些车道被选择为特别适宜的车道，该车道在控制预给定参数24的范畴内被优先选择为特别适宜的车道。

若总体上例如作为行驶目的地在机动车1中存储的是，机动车1应从A点行驶到B点，则冲突检查单元3确定哪个是动作的下一个目标，例如超越前面缓慢行驶的车辆是否合理。在此首先估计驾驶动作是否基本上看起来可行。因此检查是否有所有必要的传感器单元信息。在此例如进行实际信息状态与目标信息状态的比较。如果缺少确定的传感器信息，例如未了解迎面而来的车辆以便能够执行驾驶动作，则确定机动车1必须在其当前行驶路线上改变以得到该信息。因此制定请求20，其导致相应的传感器单元6或传感器单元6的评估单元5的工作条件的期望的改善。在这种情况下，结果例如是不同的传感器单元6必须检测机动车1的确定的环境区域。同样可行的是确定必须建立与服务器装置12的互联网连接，以便能够调用有关车道走向的确定的信息。相对于此备选的是，可以询问机动车1的驾驶员例如是否愿意接受例如带来时间损失的绕行，以便以此增加行驶舒适度。这些信息可以来自传感器单元6本身或者来自传感器单元6的评估单元5。

冲突检查单元3收到为改善传感器单元6的工作条件而必须执行的请求20。从这些请求20中确定相应的控制命令21，首先在考虑检查标准23的情况下检查所述控制命令的可执行性22。在此检查是否有冲突以及可实施性。必要时也可以暂时解决冲突，例如方式是先向左偏转，然后在当前车道上向右偏转。如果为了得到缺少的信息有多个可行的控制命令21是可执行的并且合理的，则对每个可能的控制命令21进行优劣计算(或者说优点-缺点计算)，即一种成本-效益估计。借助概率值对潜在的优点和缺点建模并且相互关联。接着选择控制命令21并且以控制预给定参数24的形式再现，该控制预给定参数24表示最佳的优缺点比。然后该控制预给定参数24最终被车辆控制单元4作为机动车控制命令26执行。

附图标记列表：

1 机动车

2 控制系统

3 冲突检查单元

4 车辆控制单元

5 评估单元

6 传感器单元

7 前置摄像头

8 后置摄像头

9 侧向摄像头

10 摄像头系统评估单元

11 距离控制器

12 服务器单元

20 请求

21 控制命令

22 可执行性

23 检查标准

24 控制预给定参数

25 决策标准

26 机动车控制命令

Claims (10)

1.一种用于运行机动车(1)的方法，所述机动车具有多个访问所述机动车(1)的传感器单元(6)的评估单元(5)、冲突检查单元(3)和用于控制所述机动车(1)的车辆控制单元(4)，所述方法包括下述步骤：

-通过相应的评估单元(5)确定涉及所述机动车(1)的控制的请求(20)，所述请求用于改善多个访问传感器单元(6)的评估单元(5)的工作条件，

-将所确定的请求(20)传送给所述冲突检查单元(3)，

-通过所述冲突检查单元(3)确定用于通过所述车辆控制单元(4)控制所述机动车(1)的控制命令(21)，以便实施所传送的请求(20)，

-在考虑预先确定的、各个控制命令(21)相互之间的矛盾方面的检查标准(23)的情况下，确定所确定的控制命令(21)的相应的可执行性(22)以及各个控制命令(21)的可实施性，

-基于控制命令(21)的所确定的可执行性(22)，并在考虑预先确定的决策标准(25)的情况下，确定用于所述机动车(1)的车辆控制单元(4)的控制预给定参数(24)；

-借助车辆控制单元(4)按照所确定的控制预给定参数(24)控制所述机动车(1)。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述评估单元(5)分别访问各个传感器单元(6)、传感器系统和/或驾驶员辅助系统(5)，以确定所述请求(20)，其中，给所述评估单元(5)提供尤其存储在所述机动车(1)中和/或传输到所述机动车(1)的数据。

3.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

在确定控制命令(21)的相应的可执行性(22)时，作为预先确定的检查标准(23)，考虑，

-是否存在由于评估单元(5)之一的多个请求(20)而导致的相互矛盾的控制命令(21)和/或由于不同评估单元(5)的请求(20)而导致的控制命令(21)的目标冲突，和/或

-由于当前的道路状况、交通状况和/或所述机动车(1)的当前的行驶路线而导致的相应的控制命令(21)的可实施性是否可行。

4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

在确定控制预给定参数(24)时，针对所确定的各个控制命令(21)，分别估计和考虑在执行相应的控制命令(21)时预计的优点，方式是分别在相应的访问传感器单元(6)的评估单元的工作条件方面，确定在执行时预计的工作条件改善。

5.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

在确定控制预给定参数(24)时，针对所确定的各个控制命令(21)，分别估计和考虑在执行相应的控制命令(21)时预计的缺点。

6.按照权利要求4和5所述的方法，其特征在于，

在考虑预先确定的评估规则的情况下，将针对各个控制命令(21)估计的优点和缺点相互关联，并且在确定控制预给定参数(24)时，考虑针对各个控制命令(21)估计的优点和缺点。

7.按照权利要求6和其引用所述的方法，其特征在于，

在确定控制预给定参数(24)时，作为预先确定的评估规则，考虑决策标准(25)的排序。

8.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

作为决策标准(25)，所述冲突检查单元(3)考虑下述标准中的至少一个标准：

-针对所述机动车(1)的乘员的安全风险，

-针对所述机动车(1)的环境中的机动车(1)、人和/或物体的安全风险，

-针对机动车(1)的乘员的舒适度，

-针对机动车(1)的乘员的时间增益，

-机动车(1)的节能，

-机动车(1)的减排，

-相应的评估单元(5)的工作条件的改善，

-与控制命令(21)的控制相关联的用于车辆控制单元(4)的开销，

-机动车(1)的控制在机动车(1)的当前行驶路线方面的作用。

9.一种用于运行机动车(1)的控制系统(2)，其具有冲突检查单元(3)和用于控制机动车(1)的车辆控制单元(4)，其中，所述控制系统(2)设置用于执行按照上述权利要求之一所述的方法。

10.一种机动车(1)，其具有多个评估单元(5)，所述评估单元访问所述机动车(1)的传感器单元(6)，所述机动车包括按照权利要求9所述的控制系统(2)。

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