DE102015007657A1 - Method for automatically controlling a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs (2) während einer Erprobungsfahrt auf einem Testgelände, wobei in einem Normalbetriebsmodus eine Positionsbestimmung zu einer satellitengestützten Spurhaltesteuerung des Fahrzeugs (2) mittels eines Navigationssatellitensystems erfolgt. Erfindungsgemäß erfolgt bei einem Funktionsausfall des Navigationssatellitensystems ein Wechsel in einen Alternativbetriebsmodus, wobei in dem Alternativbetriebsmodus mittels einer kameragestützten Spurhaltesteuerung eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs (2) relativ zu einer Fahrspur anhand von mittels zumindest einer Kamera (7) erfassten Umgebungsbildern des Fahrzeugs (2) durchgeführt wird.The invention relates to a method for the automatic control of a vehicle (2) during a test drive on a test area, wherein in a normal operating mode, a position determination to a satellite-based lane departure control of the vehicle (2) by means of a navigation satellite system. According to the invention, in the event of a malfunction of the navigation satellite system, a change to an alternative operating mode is carried out, wherein in the alternative operating mode a position determination of the vehicle relative to a driving lane is carried out by means of a camera-based lane keeping control using environmental images of the vehicle detected by at least one camera ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for automatic control of a vehicle according to the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, dass automatisch gesteuerte Fahrzeuge auf Testgeländen entlang des geplanten Kurses anhand von GPS-Signalen (englisch: GPS = Global Positioning System) geführt werden. Bei einem Ausfall von GPS-Signalen, d. h. bei einer Nicht-Verfügbarkeit von GPS-Signalen, wird die Bewegung des Fahrzeuges anhand von zusätzlich mit dem Fahrzeug mitgeführten hochgenauen und hochauflösenden Inertialsensoren ermittelt und gesteuert.From the prior art it is well known that automatically controlled vehicles on test grounds along the planned course using GPS signals (GPS = Global Positioning System) are performed. In case of failure of GPS signals, d. H. in the case of non-availability of GPS signals, the movement of the vehicle is determined and controlled by means of high-precision and high-resolution inertial sensors additionally carried by the vehicle.

Aus der DE 103 22 765 B4 ist ein automatisierter Speditionshof für autonom fahrbare Verkehrsmittel bekannt. Der Speditionshof umfasst verschiedene Stationen, zwischen denen das Verkehrsmittel autonom bewegt wird. Eine fahrzeugfeste Lage- und Positionsbestimmungseinrichtung arbeitet mit einem Satelliten-Navigationsempfänger, der am Verkehrsmittel angebracht ist. Der Satelliten-Navigationsempfänger ist ein GPS-Empfänger oder ein differenzieller GPS-Empfänger. Bei einer alternativen Ausführungsform weist die Lage- und Positionsbestimmungseinrichtung eine Bilderkennungseinrichtung auf, die mit einer Kamera arbeitet. Mittels der Kamera werden Kamerabilder erzeugt, die mit gespeicherten Bildern des Speditionshofs verglichen werden. Aus dem Vergleich werden die aktuelle Lage und Position des Verkehrsmittels innerhalb des Speditionshofs bestimmt. Dabei sind die Bilderkennungseinrichtung und die Kameras am Verkehrsmittel angebracht. Bei einer anderen Alternative weist die Lage- und Positionsbestimmungseinrichtung eine Spurerkennungseinrichtung auf, die zumindest eine Kamera umfasst. Die Spurerkennungseinrichtung sowie die zumindest eine Kamera sind am Verkehrsmittel installiert. Die Spurerkennungseinrichtung erkennt Fahrbahnmarkierungen und unterscheidet mehrere Fahrbahnmarkierungen voneinander.From the DE 103 22 765 B4 is an automated freight yard for autonomous mobile transport known. The Speditionshof includes various stations between which the means of transport is moved autonomously. A vehicle-mounted position and position determining device works with a satellite navigation receiver, which is attached to the transport. The satellite navigation receiver is a GPS receiver or a differential GPS receiver. In an alternative embodiment, the position and position determination device has an image recognition device which operates with a camera. By means of the camera camera images are generated, which are compared with stored images of the freight yard. From the comparison, the current location and position of the means of transport within the freight yard are determined. The image recognition device and the cameras are attached to the means of transport. In another alternative, the position and position determination device has a track recognition device which comprises at least one camera. The lane detection device and the at least one camera are installed on the means of transport. The lane detection device detects lane markings and distinguishes a plurality of lane markings from each other.

Auf Basis dieser Fahrbahnmarkierungen ermittelt die Spurerkennungseinrichtung die aktuelle Lage und Position des Verkehrsmittels.On the basis of these lane markings, the lane detection device determines the current position and position of the means of transport.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs während einer Erprobungsfahrt auf einem Testgelände anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved method for automatically controlling a vehicle during a test drive on a test area.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved by a method having the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

In einem Verfahren zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs während einer Erprobungsfahrt auf einem Testgelände erfolgt in einem Normalbetriebsmodus eine Positionsbestimmung zu einer satellitengestützten Spurhaltesteuerung des Fahrzeugs mittels eines Navigationssatellitensystems.In a method for automatically controlling a vehicle during a test drive on a test area, in a normal operating mode, a position determination is made for a satellite-supported lane keeping control of the vehicle by means of a navigation satellite system.

Erfindungsgemäß erfolgt bei einem Funktionsausfall des Navigationssatellitensystems ein Wechsel in einen Alternativbetriebsmodus, wobei in dem Alternativbetriebsmodus mittels einer kameragestützten Spurhaltesteuerung eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs relativ zu einer Fahrspur anhand von mittels zumindest einer Kamera erfassten Umgebungsbildern des Fahrzeugs durchgeführt wird.According to the invention, in the event of a malfunction of the navigation satellite system, a changeover to an alternative operating mode takes place, wherein in the alternative operating mode, a position determination of the vehicle relative to a driving lane is carried out by means of a camera-based lane keeping control using environmental images of the vehicle detected by means of at least one camera.

Unter einem Funktionsausfall des Navigationssatellitensystems wird dabei ein Zustand verstanden, in welchem der satellitengestützten Spurhaltesteuerung keine satellitengestützt ermittelten Positionsdaten zur Spurhaltesteuerung zur Verfügung stehen.A functional failure of the navigation satellite system is understood to be a state in which the satellite-supported lane keeping control does not have any satellite-assisted position data for tracking control.

Mittels des Verfahrens ist eine robuste Positionsbestimmung eines Fahrzeugs bei einem Funktionsausfall des Navigationssatellitensystems, beispielsweise einem Ausfall von GPS-Signalen, mit geringem Kosten- und Materialaufwand realisierbar. Gleichzeitig kann aufgrund der Umgebungserfassung mittels der zumindest einen Kamera eine Kollisionsvermeidungsfunktionalität realisiert werden.By means of the method, a robust position determination of a vehicle in the event of a functional failure of the navigation satellite system, for example a failure of GPS signals, can be realized with a low cost and material outlay. At the same time, due to the environmental detection by means of the at least one camera, a collision avoidance functionality can be realized.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch ein Blockschaltbild eines Systems zur Durchführung eines Verfahrens zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs nach dem Stand der Technik, 1 2 is a schematic block diagram of a system for carrying out a method of automatically controlling a vehicle according to the prior art;

2 schematisch ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines Systems zur Durchführung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs, 2 FIG. 2 schematically a block diagram of a first exemplary embodiment of a system for carrying out a first exemplary embodiment of a method according to the invention for the automatic control of a vehicle, FIG.

3 schematisch ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Systems zur Durchführung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs, und 3 schematically a block diagram of a second embodiment of a system for carrying out a second embodiment of a method according to the invention for the automatic control of a vehicle, and

4 schematisch ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels eines Systems zur Durchführung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs. 4 schematically a block diagram of a third embodiment of a system for Implementation of a third embodiment of a method according to the invention for the automatic control of a vehicle.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In 1 ist ein Blockschaltbild eines Systems 1 zur Durchführung eines Verfahrens zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs 2 auf einem Testgelände nach dem Stand der Technik dargestellt.In 1 is a block diagram of a system 1 to carry out a method of automatically controlling a vehicle 2 shown on a test area according to the prior art.

Das System 1 umfasst eine Positionsbestimmungseinheit 3 zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs 2 auf dem Testgelände und eine Fahrzeugsteuerung 4 zur autonomen oder teilautonomen Steuerung des Fahrzeugs 2 auf dem Testgelände.The system 1 includes a position determination unit 3 for determining the position of the vehicle 2 on the test area and a vehicle control 4 for the autonomous or semi-autonomous control of the vehicle 2 on the test area.

Derartige automatisch gesteuerte Fahrzeuge 2 werden in einer satellitengestützten Spurhaltesteuerung auf Testgeländen entlang eines geplanten Kurses anhand von Signalen eines Navigationssatellitensystems, insbesondere anhand von GPS-Signalen, geführt. Hierzu umfasst die Positionsbestimmungseinheit 3 einen Empfänger 5 zum Empfang der Signale. Die Positionsbestimmungseinheit 3 und der Empfänger 5 sind dabei derart ausgebildet, dass diese ein Differential-GPS (englisch: GPS = Global Positioning System) bilden, welches eine Fahrzeugposition POS, insbesondere einschließlich einer Fahrzeugausrichtung, auch als ”Heading” bezeichnet, ermittelt. In Abhängigkeit dieser Fahrzeugposition POS wird das Fahrzeug 2 mittels der Fahrzeugsteuerung 4 gesteuert, welche zu diesem Zweck Steuerbefehle SB, insbesondere zu erzeugende Lenkmomente und Sollbeschleunigungen, an das Fahrzeug 2 übermittelt.Such automatically controlled vehicles 2 are guided in a satellite-based lane departure control on test areas along a planned course on the basis of signals of a navigation satellite system, in particular based on GPS signals. For this purpose, the position determination unit comprises 3 a receiver 5 to receive the signals. The position determination unit 3 and the receiver 5 are designed such that they form a differential GPS (GPS = Global Positioning System), which a vehicle position POS, in particular including a vehicle orientation, also referred to as "Heading" determined. Depending on this vehicle position POS becomes the vehicle 2 by means of the vehicle control 4 controlled, which for this purpose control commands SB, in particular to be generated steering torque and target accelerations to the vehicle 2 transmitted.

Bei einem Ausfall von GPS-Signalen, d. h. bei einer Nicht-Verfügbarkeit von GPS-Signalen, wird die Bewegung des Fahrzeugs 2 mittels einer zusätzlichen Inertialmesssensorik 6 ermittelt und gesteuert. Die Inertialmesssensorik 6 ist dabei insbesondere derart ausgebildet, dass anhand den von der Inertialmesssensorik 6 erfassten Daten bei Ausfall der GPS-Signale und daraus folgendem Ausfall der satellitengestützten Spurhaltesteuerung die Fahrzeugposition POS mit hinreichender Genauigkeit weiterhin bestimmt werden kann und das Fahrzeug 2 zumindest sicher zum Stillstand geführt werden kann. Um die Fahrzeugposition POS in dieser Art über einen längeren Zeitraum bestimmen zu können, beispielsweise bei einem Abbremsen des Fahrzeugs 2 aus hohen Geschwindigkeiten, muss die Inertialmesssensorik 6 aus aufwändigen und kostenintensiven hochgenauen und hochauflösenden Sensoren sowie Verarbeitungseinheiten gebildet sein. Hierbei muss insbesondere ein Kurswinkel des Fahrzeugs 2 sehr genau ermittelt werden, da schon bei kleinen Abweichungen der gemessenen Größe zur realen Größe signifikante Kursabweichungen des Fahrzeugs 2 bei der automatischen Steuerung desselben auftreten können, woraus sich große Sicherheitsrisiken ergeben. Bei weniger aufwändigen und kostenintensiven Inertialmesssensoriken 6 verrauschen ermittelte Sensordaten stark und sind nicht exakt mittelwertfrei, so dass ein Fehler der ermittelten Fahrzeugposition POS im Laufe der Zeit stark zunimmt.In the event of a failure of GPS signals, ie in the case of non-availability of GPS signals, the movement of the vehicle becomes 2 by means of an additional inertial measuring sensor 6 determined and controlled. The inertial measuring sensor 6 is in particular designed such that on the basis of the Inertialmesssensorik 6 recorded data in case of failure of the GPS signals and consequent failure of the satellite-based lane departure control, the vehicle position POS with reasonable accuracy can continue to be determined and the vehicle 2 at least certainly can be brought to a standstill. In order to be able to determine the vehicle position POS in this way over a relatively long period of time, for example when the vehicle is being decelerated 2 from high speeds, the inertial measurement sensor must 6 be formed of complex and costly high-precision and high-resolution sensors and processing units. In particular, this requires a heading angle of the vehicle 2 be determined very accurately, since even with small deviations of the measured size to the real size significant deviations in the vehicle 2 can occur in the automatic control of the same, resulting in large security risks. For less complex and expensive inertial sensor systems 6 Noise detected sensor data strongly and are not exactly averaging, so that an error of the determined vehicle position POS increases greatly over time.

Zur Überwindung dieser Nachteile ist es in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass bei einem Funktionsausfall des Navigationssatellitensystems, d. h. bei einer Nicht-Verfügbarkeit von Signalen des Navigationssatellitensystems, insbesondere GPS-Signalen, während einer Erprobungsfahrt auf dem Testgelände ein Wechsel in einen Alternativbetriebsmodus erfolgt. In diesem Alternativbetriebsmodus wird eine Positionsbestimmung mittels einer kameragestützten Spurhaltesteuerung des Fahrzeugs 2 relativ zu einer Fahrspur anhand von mittels zumindest einer Kamera 7 erfassten Umgebungsbildern des Fahrzeugs 2 durchgeführt.To overcome these disadvantages, it is provided in the method according to the invention that, in the event of a malfunction of the navigation satellite system, ie if the signals of the navigation satellite system, in particular GPS signals, are not available, a change to an alternative operating mode takes place during a test drive on the test area. In this alternative mode of operation, a position determination is made by means of a camera-based lane departure control of the vehicle 2 relative to a lane by means of at least one camera 7 captured environmental images of the vehicle 2 carried out.

2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems 1 zur Durchführung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Steuerung des Fahrzeugs 2 auf einem Testgelände. 2 shows a first embodiment of a system 1 for carrying out a first embodiment of a method according to the invention for the automatic control of the vehicle 2 on a test site.

Auf solchen Testgeländen sind im Allgemeinen Fahrbahn- und/oder Fahrspurbegrenzungen, d. h. Fahrbahn- und/oder Fahrspurmarkierungen sowie eine Fahrbahn und/oder Fahrspur begrenzende Objekte, wie beispielsweise Bordsteine oder Leitplanken, entlang des geplanten Kurses, d. h. einer Solltrajektorie, vorhanden und für die Kamera 7, beispielsweise eine so genannte Spurkamera, sicher erfassbar. Die Kamera 7 ist dabei Bestandteil der Positionsbestimmungseinheit 3, wobei innerhalb der Positionsbestimmungseinheit 3 Parametrierungsmöglichkeiten für eine Höhe der in Fahrtrichtung und/oder in Richtung einer Fahrbahnoberfläche gerichteten Kamera 7 hinterlegt sind. Insbesondere sind auch Daten, betreffend eine relative Lage der Kamera 7 zu einer Inertialmesssensorik 9, hinterlegt.On such test areas are generally lane and / or lane boundaries, ie lane and / or lane markings as well as a lane and / or lane delimiting objects, such as curbs or crash barriers, along the planned course, ie a desired trajectory available and for the camera 7 , For example, a so-called tracking camera, safely detectable. The camera 7 is part of the position determination unit 3 , wherein within the position determination unit 3 Parameterization options for a height of the camera in the direction of travel and / or in the direction of a road surface 7 are deposited. In particular, there are also data concerning a relative position of the camera 7 to an inertial measuring sensor 9 , deposited.

Hierbei werden die mittels der zumindest einen Kamera 7 erfassten Umgebungsbilder, insbesondere mittels zwei Spurkameras erfasste Umgebungsbilder, mittels einer Auswerteeinheit 8 bezüglich einer Lage einer Fahrspur ausgewertet, auf welcher sich das Fahrzeug 2 auf der Solltrajektorie befinden soll. Diese Auswertung ermöglicht aufgrund einer genauen Kenntnis einer Kameraposition am Fahrzeug 2 und einer Kameraoptik, dass eine absolute Querentfernung zu vom Fahrzeug 2 aus gesehen rechts- und linksseitig befindlichen Fahrspurbegrenzungen und daraus folgend eine relative Position des Fahrzeugs 2 zur Fahrspur ermittelbar ist. Insbesondere ist auch die Fahrzeugausrichtung (”Heading”) in Relation zur Richtung der Fahrspurbegrenzungen ermittelbar. Auch ohne Kenntnis der Kameraposition und Kameraoptik ist die relative Position zu zwei gleichzeitig sichtbaren Fahrspurbegrenzungen anhand geeigneter Verfahren bestimmbar. Bei bekannter Spurbreite ist somit auch eine Selbstkalibrierung der Auswerteeinheit 8 möglich. Beide aus den Umgebungsbildern ermittelten, die Fahrspurbegrenzungen betreffenden Signale sind dabei unabhängig voneinander zur Ermittlung der relativen Position des Fahrzeugs 2 zur Fahrspur und somit zur Durchführung des Alternativbetriebsmodus mit der Positionsbestimmung mittels einer kameragestützten Spurhaltesteuerung des Fahrzeugs 2 geeignet.Here are the means of at least one camera 7 captured environment images, in particular detected by two track cameras surrounding images, by means of an evaluation 8th evaluated with respect to a location of a lane on which the vehicle 2 should be located on the target trajectory. This evaluation allows for a precise knowledge of a camera position on the vehicle 2 and a camera look that is an absolute lateral distance to the vehicle 2 seen from right and left side lane boundaries and consequently a relative position of the vehicle 2 to the lane can be determined. In particular, the vehicle orientation (" Heading ") in relation to the direction of the lane boundaries determined. Even without knowledge of the camera position and camera optics, the relative position to two simultaneously visible lane boundaries can be determined by suitable methods. With known track width is thus also a self-calibration of the evaluation 8th possible. Both determined from the environmental images, the traffic lane limits related signals are independent of each other to determine the relative position of the vehicle 2 to the lane and thus to carry out the alternative mode of operation with the position determination by means of a camera-based lane departure control of the vehicle 2 suitable.

Insbesondere wird der Fahrzeugsteuerung 4 hierbei als relative Spurposition SPOS eine absolute Querlage der Kamera 7 zur rechten Fahrspurbegrenzung und/oder eine absolute Querlage der Kamera 7 zur linken Fahrspurbegrenzung und/oder eine relative Lage der Kamera 7 und somit des Fahrzeugs 2 zwischen den beiden Fahrspurbegrenzungen zur Verfügung gestellt. Bei einem Funktionsausfall des Navigationssatellitensystems ist mittels dieser relativen Spurposition SPOS eine exakte Positionsbestimmung des Fahrzeugs 2 auf der Solltrajektorie auf dem Testgelände und somit eine sehr genaue Steuerung des Fahrzeugs 2 möglich. Die relative Spurposition SPOS ist dabei sehr einfach, exakt und wirtschaftlich aus den Umgebungsbildern der zumindest einen Kamera 7 ermittelbar.In particular, the vehicle control 4 here as relative track position SPOS an absolute transverse position of the camera 7 to the right lane boundary and / or an absolute transverse position of the camera 7 to the left lane boundary and / or a relative position of the camera 7 and thus the vehicle 2 provided between the two lane boundaries. In case of a malfunction of the navigation satellite system by means of this relative track position SPOS an exact position determination of the vehicle 2 on the target trajectory on the test area and thus a very precise control of the vehicle 2 possible. The relative track position SPOS is very simple, accurate and economical from the surrounding images of the at least one camera 7 determined.

Aufgrund dieser exakten Ermittlung der Spurposition SPOS kann in besonders vorteilhafter Weise eine einfache und kostengünstige Inertialmesssensorik 9 verwendet werden, deren Daten zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs 2 berücksichtigt werden. Insbesondere kann eine fahrzeugeigene Inertialmesssensorik 9 verwendet werden, deren Auflösung deutlich geringer ist, als die aus dem Stand der Technik gemäß 1 bekannte und verwendete Inertialmesssensorik 6. Mittels der von der Inertialmesssensorik 9 ermittelten Daten ist zusätzlich zu einer Spurhaltesteuerung, d. h. einer Quersteuerung des Fahrzeugs 2, auch eine Längssteuerung des Fahrzeugs 2 möglich. Ferner ist es mittels der Inertialmesssensorik 9 möglich, Fahrzeugbewegungen, wie beispielsweise ein starkes Einnicken und daraus resultierende Änderungen der Lage der Kamera 7 gegenüber der Fahrspurbegrenzungen zu erfassen, so dass daraus entstehende Effekte korrigiert werden können.Due to this exact determination of the track position SPOS, a simple and inexpensive inertial measuring sensor system can be used in a particularly advantageous manner 9 be used, their data for determining the position of the vehicle 2 be taken into account. In particular, an on-vehicle inertial measurement sensor system 9 be used, the resolution of which is significantly lower than that of the prior art according to 1 known and used Inertialmesssensorik 6 , By means of the Inertialmesssensorik 9 determined data is in addition to a lane departure control, ie a lateral control of the vehicle 2 , also a longitudinal control of the vehicle 2 possible. Furthermore, it is by means of the inertial measuring sensor 9 possible, vehicle movements, such as a strong Einnicken and resulting changes in the position of the camera 7 to detect against the lane boundaries, so that resulting effects can be corrected.

Alternativ ist jedoch auch eine nicht dargestellte Ausführung möglich, gemäß welcher zumindest bei einem Funktionsausfall des Navigationssatellitensystems lediglich eine Fahrzeugquerführung anhand der ermittelten relativen Spurposition SPOS und eine Bremsung des Fahrzeugs 2 bis zum Stillstand erfolgen.Alternatively, however, a non-illustrated embodiment is possible, according to which at least in a functional failure of the navigation satellite system, only a vehicle transverse guidance based on the determined relative track position SPOS and braking of the vehicle 2 to a standstill.

Vor der Durchführung einer Erprobungsfahrt des Fahrzeugs 2 auf dem Testgelände erfolgt zunächst eine Durchführung zumindest einer Lernfahrt des Fahrzeugs 2, wobei während der Lernfahrt eine digitale Karte erzeugt wird. Dabei wird ein Verlauf der Fahrzeugposition POS mittels Daten des Navigationssatellitensystems ermittelt und als gelernte Solltrajektorie in der Form eines Verlaufs von Soll-Fahrzeugpositionen POSsoll in der digitalen Karte gespeichert. Die Solltrajektorie beschreibt hierbei eine Strecke auf dem Testgelände, auf welcher das Fahrzeug 2 wiederholt automatisiert, d. h. autonom oder teilautonom, bewegt werden soll. Zusätzlich zu dem mittels Daten des Navigationssatellitensystems ermittelten Verlauf der Fahrzeugposition POS werden während einer solchen Lernfahrt auch die Umgebungsbilder mittels der zumindest einen Kamera 7 erfasst und geeignete Informationen, wie beispielsweise die relative Lage der Kamera 7 und somit des Fahrzeugs 2 zwischen den beiden Fahrspurbegrenzungen online extrahiert und gespeichert. Somit wird zu jeder Soll-Fahrzeugposition POSsoll eine zugehörige relative Soll-Spurposition SPOSsoll d. h. insbesondere ein Sollabstand des Fahrzeugs und eine Soll-Fahrzeugausrichtung (”Soll-Heading”) zu den Fahrspurbegrenzungen, gespeichert. Wenn es während einer automatisierten Fahrt zu einem Funktionsausfall des Navigationssatellitensystems kommt, kann die Fahrzeugsteuerung 4 auf die mittels der Kamera 7 erfassten Daten, d. h. den Verlauf der Soll-Spurpositionen SPOSsoll, zurückgreifen und das Fahrzeug 2 derart steuern, dass dieses entsprechend der aus dem Verlauf der Soll-Fahrzeugpositionen POSsoll gebildeten Solltrajektorie innerhalb der Fahrspur gehalten wird und zum Stillstand gebracht wird bzw. zumindest mit geringer Geschwindigkeit weitergeführt wird.Before carrying out a test drive of the vehicle 2 At first, at least one learning run of the vehicle takes place on the test area 2 in which a digital map is generated during the learning journey. In this case, a course of the vehicle position POS is determined by means of data of the navigation satellite system and stored as a learned target trajectory in the form of a course of desired vehicle positions POS is to be stored in the digital map. The target trajectory here describes a track on the test area on which the vehicle 2 repeatedly automated, ie autonomous or semi-autonomous, to be moved. In addition to the course of the vehicle position POS ascertained by means of data of the navigation satellite system, the surroundings images are also acquired by means of the at least one camera during such a learning journey 7 captured and appropriate information, such as the relative position of the camera 7 and thus the vehicle 2 extracted and stored online between the two lane boundaries. Thus, for each desired vehicle position POS soll, an associated relative setpoint track position SPOS , ie in particular a setpoint distance of the vehicle and a setpoint vehicle orientation ("set heading") to the lane boundary, are stored. If a malfunction of the navigation satellite system occurs during an automated journey, the vehicle control can 4 on the by means of the camera 7 recorded data, ie the course of the desired track positions SPOS soll , and the vehicle 2 control such that this is held within the lane in accordance with the target trajectory formed from the course of the desired vehicle positions POS soll and is brought to a standstill or is continued at least at low speed.

In 3 ist ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des Systems 1 zur Durchführung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Steuerung des Fahrzeugs 2 dargestellt, wobei zusätzlich zu dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel Hindernisse auf der Solltrajektorie auf dem Testgelände erkannt werden und als Hindernissignale HS an die Fahrzeugsteuerung 4 übersendet werden.In 3 is a block diagram of a second embodiment of the system 1 for carrying out a second embodiment of the method according to the invention for the automatic control of the vehicle 2 in which, in addition to the in 2 illustrated obstacles on the target trajectory on the test area are detected and as obstacle signals HS to the vehicle control 4 be sent.

Dabei werden bei einer wiederholten Befahrung der Solltrajektorie in einem Vergleich mit den mittels der Kamera 7 auf der Lernfahrt erfassten Umgebungsbildern Objekte und Hindernisse erkannt, welche sich auf der Fahrbahn befinden. Mittels des Vergleichs des gespeicherten Umgebungsbildes an einer Position und einem aktuell erfassten Umgebungsbild werden die Objekte bzw. Hindernisse erkannt und zu einer Kollisionswarnung verwendet.In this case, the target trajectory is repeated in a comparison with the by means of the camera 7 Environmental images captured on the learning drive recognize objects and obstacles that are on the road. By means of the comparison of the stored environmental image at a position and a currently acquired environmental image, the objects or obstacles are detected and used for a collision warning.

4 zeigt ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels des Systems 1 zur Durchführung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Steuerung des Fahrzeugs 2. Im Unterschied zu dem in 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt zusätzlich zu einer Verbesserung der Ortung des Fahrzeugs 2 in Längsrichtung eine Auswertung von Radsignalen RS, welche vom Fahrzeug 2 selbst zur Verfügung gestellt werden. Dabei wird zusätzlich zur Inertialmesssensorik 9 eine Positonsveränderung des Fahrzeugs 2 in Längsrichtung robust und zuverlässig ermittelt. In Verbindung mit der kamerabasierten Auswertung der Fahrzeugumgebung, d. h. der kameragestützten Spurhaltesteuerung, ist eine vollständige und genaue Positionsermittlung sowohl in Fahrzeugquer- als auch in Fahrzeuglängsrichtung möglich. 4 shows a block diagram of a third embodiment of the system 1 to Implementation of a third embodiment of the method according to the invention for the automatic control of the vehicle 2 , Unlike the in 3 illustrated second embodiment is in addition to an improvement of the location of the vehicle 2 in the longitudinal direction an evaluation of wheel signals RS, which from the vehicle 2 self-provided. In addition to the inertial measuring sensor system 9 a change in position of the vehicle 2 determined robust and reliable in the longitudinal direction. In conjunction with the camera-based evaluation of the vehicle environment, ie the camera-based lane departure control, a complete and accurate position determination in both vehicle transverse and in the vehicle longitudinal direction is possible.

Für alle dargestellten Ausführungsbeispiele ist es möglich, dass in den Umgebungsbildern vorhandene Artefakte durch Schattenwurf oder witterungsbedingte Unterschiede durch eine Erweiterung des Systems 1 mit einer Stereokamera behoben werden können. Weiterhin ist es in nicht dargestellter Weise möglich, dass eine zweite, in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten gerichtete Kamera ebenfalls die Lage des Fahrzeugs 2 in der Spur vermisst. Somit ist die Umgebungserfassung robust gegen Blendungen.For all illustrated embodiments, it is possible that in the environmental images existing artifacts by shadows or weather-related differences by extending the system 1 Can be fixed with a stereo camera. Furthermore, it is possible in a manner not shown that a second, in the vehicle longitudinal direction rear-facing camera also the position of the vehicle 2 missing in the track. Thus, the environmental detection is robust against glare.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Systemsystem
22
Fahrzeugvehicle
33
PositionsbestimmungseinheitPosition Determination Entity
44
Fahrzeugsteuerungvehicle control
55
Empfängerreceiver
66
InertialmesssensorikInertialmesssensorik
77
Kameracamera
88th
Auswerteeinheitevaluation
99
InertialmesssensorikInertialmesssensorik
HSHS
Hindernissignalobstacle signal
POSPOS
Fahrzeugpositionvehicle position
POSsoll POS should
Soll-FahrzeugpositionTarget vehicle position
RSRS
Radsignalwheel signal
SBSB
Steuerbefehlcommand
SPOSSPOS
relative Spurpositionrelative track position
SPOSsoll SPOS should
relative Soll-Spurpositionrelative target track position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10322765 B4 [0003] DE 10322765 B4 [0003]

Claims (5)

Verfahren zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs (2) während einer Erprobungsfahrt auf einem Testgelände, wobei in einem Normalbetriebsmodus eine Positionsbestimmung zu einer satellitengestützten Spurhaltesteuerung des Fahrzeugs (2) mittels eines Navigationssatellitensystems erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Funktionsausfall des Navigationssatellitensystems ein Wechsel in einen Alternativbetriebsmodus erfolgt, wobei in dem Alternativbetriebsmodus mittels einer kameragestützten Spurhaltesteuerung eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs (2) relativ zu einer Fahrspur anhand von mittels zumindest einer Kamera (7) erfassten Umgebungsbildern des Fahrzeugs (2) durchgeführt wird.Method for automatically controlling a vehicle ( 2 during a test drive on a test area, wherein in a normal operating mode, a position determination to a satellite-based lane keeping control of the vehicle ( 2 ) takes place by means of a navigation satellite system, characterized in that, in the event of a malfunction of the navigation satellite system, a change to an alternative operating mode takes place, wherein in the alternative operating mode by means of a camera-based tracking control a position determination of the vehicle ( 2 ) relative to a lane by means of at least one camera ( 7 ) captured environmental images of the vehicle ( 2 ) is carried out. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Positionsbestimmung Daten einer fahrzeugeigenen Inertialmesssensorik (9) berücksichtigt werden.Method according to Claim 1, characterized in that, during the position determination, data of an in-vehicle inertial measuring sensor system ( 9 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erprobungsfahrt nach einer Durchführung zumindest einer Lernfahrt des Fahrzeugs (2) durchgeführt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the test drive after performing at least one learning run of the vehicle ( 2 ) is carried out. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der Lernfahrt eine digitale Karte erzeugt wird, wobei ein Verlauf einer Fahrzeugposition (POS) mittels Daten des Navigationssatellitensystems ermittelt und als gelernte Solltrajektorie in der digitalen Karte gespeichert wird.A method according to claim 3, characterized in that during the learning journey, a digital map is generated, wherein a course of a vehicle position (POS) is determined by means of data of the navigation satellite system and stored as learned target trajectory in the digital map. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der Lernfahrt des Fahrzeugs (2) eine digitale Karte erzeugt wird, wobei anhand der Umgebungsbilder der zumindest einen Kamera (7) Positionen von Objekten und/oder Fahrspurbegrenzungen in der digitalen Karte gespeichert werden.Method according to claim 3 or 4, characterized in that during the learning run of the vehicle ( 2 ) a digital map is generated, whereby on the basis of the environmental images of the at least one camera ( 7 ) Positions of objects and / or lane boundaries are stored in the digital map.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019201697A1 (en) * 2019-02-11 2020-06-25 Zf Friedrichshafen Ag Method for stopping an autonomous vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10322765B4 (en) 2003-05-19 2008-06-05 Daimler Ag Automated freight yard

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