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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des kürzesten
Transitionsweges innerhalb eines zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes
von einem Ausgangspunkt zu einem Zielpunkt zur Steuerung zumindest
eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Fahrerassistenzsysteme
zur Unterstützung des Fahrers bei der Fahrzeugführung
sind hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise
sind so genannte Abstandsregelassistenten bekannt, bei denen die
rückseitige und/oder vorderseitige Umgebung des Fahrzeugs
mittels geeigneter Sensoranordnungen überwacht wird, die
einen über die Breite des Fahrzeugs hinausragenden Erfassungsbereich
aufweisen, um sowohl Objekte auf der momentanen Fahrspur als auch
Objekte auf der Überholspur oder Gegenfahrbahn zu detektieren. Abhängig
von den jeweils ermittelten Abstandsdaten sowie Fahrzeugdaten wird
die Fahrzeuglängsbewegung des Fahrzeuges gesteuert, insbesondere
eine voreingestellter Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug durch
geeignete Beschleunigungs- und Bremsmanöver in Fahrrichtung
ohne Eingriff des Fahrzeugführers gehalten.
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Als
weitere Fahrerassistenzsysteme können beispielsweise Spurerkennungssysteme
zur Detektion der jeweiligen Fahrspurmarkierungen einer Fahrspur
in einem Fahrzeug vorgesehen sein, welche auch zur Ermittlung der
aktuellen Fahrzeugposition innerhalb einer Fahrspur eingesetzt werden.
Durch ein derartiges System wird insbesondere auch die Querbewegung
eines Fahrzeuges erfasst und bei einem drohenden Ausbrechen aus
der vorgegebenen Fahrspur wird mittels des Spurerkennungssystems eine
geeignete Gegenlenkbewegung eingeleitet, um das Fahrzeug in der
Fahrspur zu halten.
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Mittels
derartiger Fahrerassistenzsysteme werden somit neben der Beschleunigung
bzw. Verzögerung eines Fahrzeuges und dem Abstand zu einem
voraus- und/oder hinterherfahrenden Fahrzeug auch der Lenkwinkel
des Fahrzeugs und dessen Querbeschleunigung automatisch, d. h. ohne
manuellen Fahrereingriff steuerbar.
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Nachteilig
wird bei den beschriebenen Fahrerassistenzsystemen keinesfalls überprüft,
ob die vom Fahrer erzeugten Steuerbefehle, beispielsweise der mittels
dem Lenkrad aktuell vorgegebene Lenkeinschlag, die durch die Betätigung
des Gaspedals gewählte Beschleunigung etc. angesichts der
aktuellen Fahrsituation, insbesondere des Abstandes zum Gegenverkehr
und der Fahrzeuggeschwindigkeit angemessen sind und unter Berücksichtigung
dieser ein sicheres Fahrmanöver darstellen.
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Aus
der
DE 10 2006
009 191 A1 ist beispielsweise ein Steuerungssystem für
Fahrzeuge bekannt, welches derartige fehlerhafte Fahrmanöver
eines Fahrzeugführers erkennt und einen automatischen sicheren Übergang
von der manuellen zur maschinellen Steuerung des Fahrzeuges einleitet.
Hierzu wird die aktuelle Fahranweisung des Fahrzeugführers
und/oder die Fahranweisung eines Fahrerassistenzsystems mittels
einer Schnittstelleneinheit analysiert und ggf. zu einer anderen
Anweisung übergangen, sofern ein vorgegebener Sicherheitsbereich
aufgrund der aktuelle vorliegenden Fahranweisungen verlassen werden
würde. Durch ein im Fahrzeug vorgesehenes Steuersystem
wird mittels einer Delaunay-Triangulation der kürzest mögliche
Transitionsweg innerhalb des vorgegebenen Sicherheitsbereiches bestimmt
und somit der Übergang von der einen Fahranweisung zu der
nächsten Fahranweisung eine Transition in Abhängigkeit
von der tatsächlichen Fahrzeugdynamik vorgenommen. Zur
Ermittlung des Lösungsweges bzw. kürzesten Transitionsweges wird
ein iteratives Verfahren eingesetzt, welches den Echtzeitanforderungen
in einem Fahrzeug nicht genügt.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Ermittlung des kürzesten Transitionsweges innerhalb
eines zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes be reitzustellen, welches
eine zuverlässige Steuerung des Fahrzeugs innerhalb vorgegebener
Sicherheitsgrenzen in Echtzeit ermöglicht. Die Aufgabe
wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1
durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
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Der
wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist darin zu sehen, dass zur Ermittlung zumindest eines abgesicherten
Transitionsweges innerhalb eines zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes
von einem Ausgangspunkt zu einem Zielpunkt, wobei das zweidimensionale
Sicherheitskennfeld unter Verwendung einer Delaunay-Triangulation
in eine Vielzahl aneinander anschließender Dreiecke unterteilt
wird, folgende Schritte durchgeführt werden:
- (a) Ermittle jeweils die Abstände eines Dreiecks zum
Ausgangs- und Zielpunkt;
- (b) Ordne jedem Dreieck dessen unmittelbar benachbarten Dreiecke
zu, und zwar geordnet nach dem jeweils ermittelten Abstand zum Zielpunkt;
- (c) Wähle das den geringsten Abstand zum Ausgangspunkt
aufweisende Dreieck als Startdreieck und das den geringsten Abstand
zum Zielpunkt aufweisende Dreieck als Zieldreieck aus;
- (d) Wähle aus den dem Startdreieck zugeordneten Dreiecken
das Dreieck mit dem geringsten Abstand zum Zielpunkt als neues Startdreieck aus;
- (e) Wähle aus den dem neuem Startdreieck zugeordneten
Dreiecken das Dreieck mit dem geringsten Abstand zum Zielpunkt als
neues Startdreieck aus;
- (f) Führe den Schritt (e) solange durch bis das ausgewählte
neue Startdreieck mit dem Zieldreieck übereinstimmt und
- (g) Bestimme einen abgesicherten Transitionsweg ausgehend vom
Startdreieck über die ausgewählten, aneinander
anschließenden neuen Startdreiecke zum Zieldreieck.
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Vorteilhaft
wird hierdurch ein rekursives Verfahren zur Ermittlung zumindest
eines abgesicherten Transitionsweges innerhalb eines zweidimensionalen
Sicherheitskennfeldes beschrieben, welches eine zuverlässige
Steuerung des Fahrzeugs innerhalb vorgegebener Sicherheitsgrenzen
in Echtzeit ermög licht. Insbesondere werden durch dieses
direkte Verfahren die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile
bestehender iterativer Verfahren vermieden.
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Besonders
vorteilhaft wird der abgesicherte Transitionsweg durch die Seitenmitten
derjenigen Dreieckseiten des Start- und Zieldreiecks sowie der ausgewählten,
aneinander anschließenden neuen Startdreiecke geführt,
die jeweils zweien benachbarten Dreiecken gemeinsamen sind. Hierdurch
wird sichergestellt, dass der bestehende Abstand zu den Außenkonturen
des ermittelten zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes ausreichend
groß gewählt ist.
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Ferner
wird innerhalb des Start- und Zieldreiecks sowie der ausgewählten,
aneinander anschließenden neuen Startdreiecken ein Streckenabschnitt des
abgesicherten Transitionsweg bestimmt. Die Steuerung der Bewegungsvektoren
des Fahrzeuges kann somit vorteilhaft abschnittsweise durchgeführt werden.
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Weiterhin
vorteilhaft werden im Rahmen der Delaunay-Triangulation mehrere
Stützpunkte innerhalb des zweidimensionalen Sicherheitskennfeld
ermittelt, welche die innerhalb des zweidimensionalen Sicherheitskennfeld
angeordneten Eckpunkte der Dreiecke bilden.
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Zur
Ermittlung der Abstände eines Dreiecks zum Ausgangs- bzw.
Zielpunkt wird vorteilhaft der Abstand derjenigen, zwei Stützpunkte
miteinander verbindenden Dreiecksseite eines Dreieckes zum Ausgangs-
bzw. Zielpunkt bestimmt, die dem Ausgangs- bzw. Zielpunkt am nächsten
liegt.
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Weitere
vorteilhafte Ausbildungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind den weiteren abhängigen Ansprüchen
zu entnehmen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 beispielhaft
eine Draufsicht auf eine Verkehrssituation,
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2 beispielhaft
ein Blockschaltbild einer Schnittstelleneinheit,
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3 beispielhaft
ein zweidimensionales Sicherheitskennfeld in einer Beschleunigungs-Lenkeinschlag-Ebene,
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4 beispielhaft
eine Delaunay-Triangulation des zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes,
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5 beispielhaft
eine Delaunay-Triangulation eines zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes basierend
auf sieben Stützpunkten,
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6 beispielhaft
eine Tabelle der bestehenden Verknüpfungen zwischen den
Dreiecken der Delaunay-Triangulation gemäß 5,
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7 beispielhaft
eine grafische Darstellung in Form einer Baumstruktur der Verknüpfungen
zwischen den Dreiecken der Delaunay-Triangulation gemäß 5 und
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8 beispielhaft
ein Blockschaltbild einer Regelroutine RR zur Steuerung des Fahrzeugs
entlang des ermittelten abgesicherten Transitionsweges.
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In 1 ist
beispielhaft eine Fahrsituation dargestellt, bei welcher ein Fahrzeug
F von vorausfahrenden und nachfolgenden Fahrzeugen F1 bis F3 umgeben
ist. Das Fahrzeug F kann mittels von Fahrer erzeugten Fahranweisungen
FA manuell und/oder von zumindest einem Fahrerassistenzsystem erzeugten
Fahranweisungen FA* automatisiert gesteuert werden.
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Zur
Auswertung der jeweils zur Steuerung des Fahrzeuges F mittels vom
Fahrer erzeugter oder von einem Fahrerassistenzsystem erzeugten
Fahranweisungen FA, FA* ist eine Schnittstelleneinheit SU gemäß 2 vorgesehen,
welche abhängig von den vorliegenden Fahranweisungen FA,
FA*, insbesondere betreffend die Beschleunigung a und/oder den Lenkeinschlag
s Transitionsanweisungen TA erzeugt, anhand derer das Fahrzeug F
gesteuert werden kann.
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Hierzu
werden der Schnittstelleneinheit SU neben den vom Fahrer erzeugten
Fahranweisungen FA und/oder der von zumindest einen Fahrerassistenzsystem
erzeugten Fahranweisungen FA* den aktuellen Fahrtzustand angebende
Zustandsinformationen ZI als Eingangsgrößen zugeführt,
welche in der Schnittstelleneinheit SU einer Auswertung unterzogen
werden. Ausgehend von den vorliegenden Zustandsinformationen ZI
wird die vom Fahrer vorgegebene Fahranweisung FA bewertet und ggf.
ein sicherer Übergang zu einer maschinell erzeugten Fahranweisung
FA* eingeleitet. Über die Schnittstelleneinheit SU werden
die zur Steuerung des Fahrzeugs gemäß der ausgewählten
Fahranweisungen FA, FA* erforderliche Transitionsanweisungen TA
erzeugt.
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Hierzu
wird zunächst der Ausgangspunkt A, an dem sich das Fahrzeug
F zum Zeitpunkt der Fahranweisungen FA, FA* aktuell befindet, ermittelt
und anschließend der aufgrund der Fahranweisung FA des
Fahrers gewünschte Zielpunkt Z bestimmt. Zum Erreichen
des Zielpunktes Z vom Ausgangspunkt A sind unterschiedliche Transitionswege
TW möglich, die sich hinsichtlich Länge und Sicherheitsgrad
unterscheiden.
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Zur
Ermittlung eines derartigen Transitionsweges TW ist zunächst
die Beschreibung des für die Fahrzeugbewegung zur Verfügung
stehenden Bewegungsraumes erforderlich, und zwar mittels so genannter
Bewegungsvektoren. Sämtliche möglichen Bewegungsvektoren
spannen hierbei ein zweidimensionales Kennfeld betreffend wenigstens
die Beschleunigung a des Fahrzeuges F und den Lenkeinschlag s auf.
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Zur
Ermittlung der möglichen Bewegungsvektoren wird durch die
im Fahrzeug F vorgesehenen Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise
ein Abstandsregelsystem und/oder ein Spurerkennungssystem, die maximale
und minimal mögliche Beschleunigung a bzw. Lenkeinschläge
s ermittelt, bei deren Vorliegen eine Kollision mit den weiteren
Verkehrsteilnehmern F1 bis F3 gerade noch ausgeschlossen werden
kann. Hierzu wird ausgehend von den Zustandsinformationen ZI wie
beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit, Abstand zur vorausfahrenden
Fahrzeugen F1, F2, aktueller Lenkeinschlag s des Fahrzeuges F etc.
ein zweidimensionales Sicherheitskennfeld SK ermittelt, das sämtliche
hinsichtlich der Beschleunigung a und dem Lenkeinschlag s möglichen
Bewegungsvektoren umfasst.
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In 3 ist
beispielhaft ein derartiges Sicherheitskennfeld SK dargestellt,
und zwar für die in 1 beschriebene
Verkehrssituation. Die Grenzen des zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes
SK bilden die angesichts der aktuellen Fahrsituation zulässigen
Mindest- und Höchstbeschleunigungen und/oder zulässigen
minimalen und maximalen Lenkeinschläge.
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Wird
durch die Schnittstelleneinheit SU ein bei Ausführung der
aktuellen Fahranweisung FA des Fahrers drohendes Verlassen des zweidimensionales
Sicherheitskennfeld SK ermittelt, so wird in der Schnittstelleneinheit
SU eine Regelroutine RR zur Bestimmung eines abgesicherten Transitionsweges TWS
und entsprechenden Steuerung des Fahrzeuges F entlang des ermittelten
abgesicherten Transitionsweges TWS gestartet. Der abgesicherten
Transitionsweges TWS ermöglicht einen sicheren Übergang
des Fahrzeuges F innerhalb des zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes
SK vom Ausgangspunkt A zum Zielpunkt Z möglich ist.
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In 3 sind
der Ausgangspunkt A sowie der Zielpunkt Z beispielhaft in einem
zwei überlappende quadratische Bereiche aufweisenden zweidimensionalen
Sicherheitskennfeld SK dargestellt. Der kürzeste Transitionsweg
TW vom Ausgangspunkt A zum Zielpunkt Z ist durch eine direkte Verbindungsgerade
gegeben, welche in 4 mittels einer punktiert gezeichneten
Linie angedeutet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird jedoch bei einer derartigen geradlinigen Verbindung des Ausgangspunktes A
mit dem Zielpunkt Z das zweidimensionale Sicherheitskennfeld SK
verlassen, d. h. es besteht ein potentielles Kollisionsrisiko mit
den weiteren Fahrzeugen F1 bis F3.
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Zur
Vermeidung eines derartig hohen Kollisionsrisikos ist ein abgesicherter
Transitionsweg TWS innerhalb des Sicherheitsbereiches SB zwischen dem
Ausgangspunkt A und dem Zielpunkt Z zu ermitteln. Zur Ermittlung
eines derartigen abgesicherten Transitionsweges TWS wird zunächst
eine so genannte Delaunay-Triangulation des zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes
SK vorgenommen, im Rahmen dessen das zweidimensionale Sicher heitskennfeld
SK in an einander anschließende Dreiecke aufgeteilt wird.
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In 4 ist
beispielhaft eine Delaunay-Triangulation des zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes
SK gemäß 3 dargestellt,
wobei der Ausgangspunkt A am Rand des zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes
SK angeordnet ist, d. h. das Fahrzeug F droht bei Umsetzung der
durch die vom Fahrer gewählten Fahranweisung FA das zweidimensionale
Sicherheitskennfeld SK zu verlassen.
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Nach
erfolgter Definition der in 4 nicht näher
bezeichneten Dreiecke wird eine Ermittlung des abgesicherten Transitionsweges
TWS durchgeführt, und zwar abschnittsweise von Dreieck
zu Dreieck, d. h. der abgesicherte Transitionsweg TWS wird zunächst
anhand der Abfolge der aneinander anschließenden Dreiecke
beschrieben, durch welche der abgesicherte Transitionsweg TWS verläuft.
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Ausgehend
von einem Startdreieck werden die zur Erstellung des abgesicherten
Transitionsweges TWS erforderlichen Dreiecke bis zum Erreichen eines
ebenfalls vorgegebenen Zieldreieckes ermittelt. Anschließend
werden die Mitten der jeweils gemeinsamen Dreiecksseiten zweier
aneinander anschließenden Dreiecke als Streckenpunkte zur
Führung des abgesicherten Transitionsweges TWS bestimmt.
Eine Verbindung der hierdurch bestimmten Streckenpunkte ergibt schließlich
den abgesicherten Transitionsweg TWS vom Ausgangspunkt A zum Zielpunkt
Z. Die Außen- und Innenkonturen des zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes
SK werden hierbei in die Betrachtung nicht einbezogen.
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Wird
ein abgesicherten Transitionsweg TWS gefunden, so wird der aktuelle
Bewegungsvektor des Fahrzeuges F entlang des abgesicherten Transitionsweg
TWS gesteuert. Mittels der im Fahrzeug F vorgesehenen Regelroutine
RR werden beispielsweise für jede Bewegungsachse, d. h.
insbesondere Beschleunigung a und Lenkeinschlag s die aktuellen Bewegungsparameter überprüft
und entsprechend nachgeregelt, um hierdurch schrittwei se die Umsetzung
des abgesicherten Transitionsweges TWS, d. h. einen sicheren Übergang
des Fahrzeuges F entlang des abgesicherten Transitionsweges TWS
vom Ausgangspunkt A zum Zielpunkt Z zu gewährleisten.
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Nachfolgend
wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung
des abgesicherten Transitionsweges TWS innerhalb des zweidimensionalen
Sicherheitskennfeldes SK von dem Ausgangspunkt A zum Zielpunkt Z
unter Verwendung der Delaunay-Triangulation an dem in 5 dargestellten
zweidimensionalen Sicherheitskennfeld SK beispielhaft erläutert.
Das beschriebene Verfahren ist beispielsweise in Form von programmtechnischen
Mittel innerhalb der Regelroutine RR realisiert.
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Ausgehend
von definierten Stützpunkten P1–P7 innerhalb der
Außenkonturen des zweidimensionalen Sicherheitskennfeldes
SK wird gemäß dem hinlänglich aus dem
Stand der Technik bekannten Delaunay-Algorithmus die dargestellte
Dreiecksverteilung ermittelt.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das zweidimensionale
Sicherheitskennfeld SK aus zwei überlappenden, vorzugsweise
rechteckförmigen Teilbereichen und weist einen ersten bis
siebten Stützpunkt P1 bis P7 auf, wobei den vierten und fünften
Stützpunkt P4, P5 die Schnittstellen der Außenkonturen
der überlappenden Teilbereiche des zweidimensionalen Sicherheitskennfeld
SK bilden und der erste Stützpunkt P1 mit dem Zielpunkt
Z zusammenfällt.
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Bei
der dargestellten Delaunay-Triangulation mit sieben Stützpunkten
P1 bis P7 ergeben sich insgesamt sechzehn Dreiecke 1 bis 16,
wobei das erste bis neunte Dreieck 1 bis 9 dem
den Zielpunkt Z aufnehmenden Teilbereich und das zehnte bis sechzehnte
Dreieck 10 bis 16 dem den Ausgangspunkt A aufnehmenden
Teilbereich des zweidimensionale Sicherheitskennfeldes SK zugeordnet
sind.
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Die
im vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehenden Abstände
DA, DZ der jeweiligen Dreiecke 1 bis 16 vom Ausgangs-
bzw. Zielpunkt A, Z innerhalb des zweidimensionalen Sicherheits kennfeldes
SK werden mittels der in 6 dargestellten Tabelle beschrieben,
und zwar in matrixähnlicher Form. In 7 ist
eine grafische Interpretation der in der Tabelle gemäß 6 enthaltenen
Zuordnungen in Form eines Baumdiagramms dargestellt, bei dem die jeweils
aneinander anschließenden, d. h. eine gemeinsame Dreiecksseite
aufweisenden Dreiecke 1 bis 16 miteinander verbunden
sind.
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Zunächst
wird in einem ersten Schritt jeweils der Abstand DA der unterschiedlichen
Dreiecke 1 bis 16 zum Ausgangspunkt A ermittelt
und ausgehend davon das dem Ausgangspunkt A am nächsten
liegende Dreieck als Startdreieck bestimmt. Im vorliegenden Fall
ist dies das zehnte Dreieck 10. Die Dreiecke 1–16 werden
nun abhängig von den ermittelten Abständen DA
zum Ausgangspunkt A sortiert. Hierzu wird ein iteratives Sortierverfahren
zur Ermittlung der kürzesten Distanzen ausgeführt.
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In
der ersten Zeile der Tabelle gemäß 6 werden
nun ausgehend vom Startdreieck 10 sämtliche weiteren
Dreiecke 1 bis 16 aufgelistet, und zwar geordnet
nach ihrem Abstand DA zum Ausgangspunkt A, d. h. das Dreieck mit
dem größten Abstand DA zum Ausgangspunkt A ist
in der letzten Spalte der Tabelle angeordnet. Beispielsweise weist
das erste Dreieck 1 den größten Abstand
DA zum Startdreieck 10 auf und bildet somit den letzten
Eintrag in der ersten Zeile der Tabelle aus.
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Der
Abstand DA eines Dreiecks 1 bis 16 wird hierbei
vorzugsweise mittels derjenigen zwei Stützpunkte P1 bis
P7 verbindende Dreiecksseite bestimmt, die dem Ausgangspunkt A am
nächsten liegt.
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Analog
hierzu werden in einem zweiten Schritt jeweils der Abstand DZ der
unterschiedlichen Dreiecke 1 bis 16 zum Zielpunkt
Z ermittelt und ausgehend davon das dem Zielpunkt Z am nächsten
liegende Dreieck als Zieldreieck bestimmt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
liegt der Zielpunkt Z jedoch auf einem Eckpunkt des ersten, dritten,
vierten, fünften und neunten Dreieckes 1, 3, 4, 5 und 9,
d. h. die genannten Drei ecke 1, 3, 4, 5 und 9 liegen
dem Zielpunkt Z am nächsten und bilden somit mehrere Zieldreiecke
aus.
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In
einem dritten Schritt werden jedem Dreieck 1 bis 16 dessen
unmittelbar benachbarten Dreiecke 1 bis 16 zugeordnet,
und zwar geordnet nach dem jeweils ermittelten Abstand DZ zum Zielpunkt
Z. Demgemäß sind in der zweiten bis vierten Zeile
der Tabelle gemäß 6 jeweils
die zu dem in der ersten Zeile genannten Dreieck benachbarten Dreiecke
eingetragen, und zwar geordnet nach ihrem Abstand DZ zum Zielpunkt
Z. d. h. das den nächstliegenden Abstand DZ zum Zielpunkt
Z aufweisende Dreieck ist in der zweiten Spalte, das weiter entfernt
liegende Dreieck in der dritten Spalte etc. angeordnet.
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Ausgehend
vom Startdreieck 10 wird nun der abgesicherte Transitionsweg
TWS zu einem der Zieldreiecke 1, 3, 4, 5 und 9 ermittelt.
Hierzu wird dasjenige Dreieck ausgewählt, dass dem Startdreieck 10 benachbart
ist und welches den geringsten Abstand DZ zum Zielpunkt Z aufweist.
Gemäß der Tabelle weist das vierzehnte Dreieck 14 von
den am Startdreieck 10 anliegenden vierzehnten und sechzehnten
Dreieck 14 und 16 den geringsten Abstand DZ zum
Zielpunkt Z auf und befindet sich daher in der zweiten Zeile der
ersten Spalte. Es ist nicht möglich, einen Weg zum Zielpunkt
Z über das sechzehnte Dreieck 16 ausgehend vom
Ausgangspunkt A zu finden, der kürzer ist.
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Im
Anschluss daran wird die dem Eintrag des vierzehnten Dreieckes 14 in
der ersten Zeile der Tabelle zugeordnete Spalte ermittelt, und zwar
um die weiteren zum vierzehnten Dreieck 14 benachbarten Dreiecke
zu bestimmen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das
vierzehnte Dreieck 14 in der ersten Zeile und der zweiten
Spalte der Tabelle angeordnet.
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Ausgehend
vom vierzehnten Dreieck 14 wird wiederum dasjenige benachbarte
Dreieck ausgewählt, welches den geringsten Abstand DZ zum
Zielpunkt Z aufweist. Das sechste, zehnte und dreizehnte Dreieck 6, 10, 13 sind
im vorliegenden Ausführungsbeispiel dem vierzehnten Dreieck 14 benachbart,
wobei das in der zweiten Zeile, zweite Spalte genannte sechste Dreieck 6 den
geringsten Abstand DZ zum Zielpunkt Z aufweist. Das beschriebene
Verfahren wird nun rekursiv fortgeführt, bis eines der Zieldreiecke 1, 3, 4, 5 und 9 als
neues Startdreieck ermittelt ist.
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Somit
verläuft der erste Streckenabschnitt S1 des abgesicherten
Transitionsweges TWS über das zehnte Dreieck 10,
der zweite Streckenabschnitt S2 über das vierzehnte Dreieck 14 und
der dritte Streckenabschnitt S3 über das sechste Dreieck 6.
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Demgemäß wird
das dem sechsten Dreieck 6 benachbarte Dreieck ermittelt,
welches den geringsten Abstand DZ zum Zielpunkt Z aufweist. Der Eintrag
des sechsten Dreieckes 6 in der ersten Zeile der Tabelle
befindet sich in der vierten Spalte. Aus den Eintragen in der vierten
Spalte geht hervor, dass das zweite, siebte und vierzehnte Dreieck 2, 7 und 14 dem
sechsten Dreieck 6 benachbart sind. Den geringsten Abstand
DZ zum Zielpunkt Z weist hierbei das siebte Dreieck 7 auf,
entlang dessen der vierte Streckenabschnitt S4 des abgesicherten
Transitionsweges TWS geführt wird.
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Schließlich
wird die dem in der ersten Zeile aufgeführten Eintrag des
siebten Dreieckes 7 zugeordnete siebte Spalte ausgewertet
und die dem siebten Dreieck 7 benachbarten Dreiecke bestimmt.
Dies sind das dritte, sechste und achte Dreieck 3, 6 und 8. Das
in der zweiten Zeile der siebten Spalte genannte dritte Dreieck 3 weist
wiederum den geringsten Abstand DZ zum Zielpunkt Z auf und ist zugleich Zieldreieck.
Der fünfte und letzte Streckenabschnitt S5 des abgesicherten
Transitionsweges TWS verläuft somit über das dritte
Dreieck 3. Der abgesicherte Transitionsweges TWS weist
fünf Streckenabschnitte S1 bis S5 auf und erstreckt sich über
das zehnte, vierzehnte, sechste, siebte und dritte Dreieck 10, 14, 6, 7, 3.
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Der
abgesicherte Transitionsweg TWS wird ausgehend vom Startdreieck 10 über
das ausgewählte vierzehnte, sechste und siebte Dreieck 10, 14, 6, 7 zum
Zieldreieck geführt, und zwar vorzugsweise durch jeweils
die Mitte derjenigen Dreieckseite, die jeweils zwei Stützpunkte
P1 bis P7 miteinander verbindet und jeweils zwei benachbarten Dreiecken
gemeinsamen ist wie in 5 beispielhaft mittels anhand
einer strichlierten Linie angedeutet.
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Die
Ermittlung des abgesicherten Transitionsweges TWS und schrittweise
Steuerung des Bewegungsvektors des Fahrzeuges F entlang des abgesicherten
Transitionsweges TWS erfolgt mittels der beispielhaft in 6 dargestellten
Regelroutine RR, und zwar abschnittsweise entlang der fünf
Streckenabschnitte S1 bis S5.
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Hierzu
weist die Regelroutine RU ein zweistufiges Reglerkonzept zur Ermittlung
des abgesicherten Transitionsweges TWS auf, welches einem üblichen
lokalen Positionsregler im Fahrzeug F vorgeschaltet ist. Die Regelroutine
RR umfasst hierzu einen Streckenregler SR, einen Streckenpositionsregler
SPR und einen lokalen Positionsregler LPR auf, die in Serie geschaltet
sind. Dem Streckenregler SR werden Informationen betreffend den
Zielpunkt Z und die Zustandsinformationen ZI, insbesondere die aktuelle
Beschleunigung a und der aktuelle Lenkeinschlag s, als Eingangsgrößen
zugeführt. Ferner werden durch den Streckenregler SR analog
zum zuvor beschriebenen Verfahren der erste bis fünfte
Streckenabschnitt S1 bis S5 des abgesicherten Transitionsweges TWS
ausgehend vom Ausgangspunkt A nacheinander bestimmt.
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Beispielsweise
werden nach Ermittlung der ersten Streckenabschnittes S1 dessen
Kenndaten an den Streckenpositionsregler SPR zur Bestimmung einzelner
Streckenpunkte auf dem ersten Streckenabschnitt S1 übertragen,
der nach Erreichen des Endes des ersten Streckenabschnittes S1 dies
dem Streckenabschnittsregler SR über eine Endinformation
EI mitteilt, woraufhin durch den Streckenregler SR der jeweils anschließende
Streckenabschnitt S2 bis S5 ermittelt wird und dessen Kenndaten
wiederum an den Streckenpositionsregler SPR übertragen
werden.
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Die
vom Streckenpositionsregler SPR ermittelten einzelnen Streckenpunkte
des jeweiligen Streckenabschnittes S1 bis S5 des abgesicherten Transitionsweges
TWS werden an den lokalen Positionsregler LPR übertragen,
welcher unter Berücksichtigung der als Eingangsgrößen
zur Verfügung gestellten Zustandsinformationen ZI die zur
Ansteuerung der entsprechenden Aggregate im Fahrzeug F erforderlichen
Transitionsanweisungen TA erzeugt.
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Die
Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel
beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Abwandlungen und Änderungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich
sind, ohne hierdurch den Erfindungsgedanken zu verlassen.
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- 1–16
- erstes
bis sechzehntes Dreieck
- A
- Ausgangspunkt
- a
- Beschleunigung
- DA
- Abstand
zum Ausgangspunkt
- DZ
- Abstand
zum Zielpunkt
- EI
- Endinformation
- F
- Fahrzeug
- F1–F3
- weitere
Fahrzeuge
- FA,
FA*
- Fahranweisungen
- LPR
- lokaler
Positionsregler
- P1–P7
- erster
bis siebter Stützpunkt
- RR
- Regelroutine
- RU
- Regeleinheit
- s
- Lenkeinschlag
- S1–S5
- erster
bis fünfter Streckenabschnitt
- SK
- zweidimensionales
Sicherheitskennfeld
- SPR
- Streckenpositionsregler
- SR
- Streckenregler
- SU
- Schnittstelleneinheit
- TA
- Transitionsanweisungen
- TW
- Transitionsweg
- TWS
- abgesicherter
Transitionsweg
- Z
- Zielpunkt
- ZI
- Zustandsinformationen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006009191
A1 [0006]