DE102015209974A1

DE102015209974A1 - Quer-Längs-kombinierte Trajektorienplanung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015209974A1
Application number: DE102015209974.1A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Gutjahr; Moritz Werling
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2016-12-01

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Ermittlung einer Quer-Längs-Trajektorie für ein Fahrmanöver eines Ego-Fahrzeugs beschrieben. Das Ego-Fahrzeug fährt dabei auf einer Ego-Fahrkurve. Das Verfahren umfasst das Ermitteln, an einem aktuellen Zeitpunkt, von Umfelddaten bezüglich eines Umfelds des Ego-Fahrzeugs. Außerdem umfasst das Verfahren das Detektieren, auf Basis der Umfelddaten, einer Menge von relevanten Objekten im Umfeld des Ego-Fahrzeugs. Dabei umfasst das Detektieren von einem relevanten Objekt das Überprüfen, ob sich an dem aktuellen Zeitpunkt auf der Ego-Fahrkurve in Fahrtrichtung vor dem Ego-Fahrzeug ein Objekt befindet. Außerdem umfasst das Detektieren das Überprüfen, ob innerhalb eines vordefinierten Zeitraums ab dem aktuellen Zeitpunkt, ein Objekt auf der Ego-Fahrkurve erscheinen kann. Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln einer ersten Längs-Trajektorie in Bezug auf ein erstes relevantes Objekt aus der Menge von relevanten Objekten. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln einer ersten Quer-Trajektorie für die erste Längs-Trajektorie. Desweiteren umfasst das Verfahren das Bestimmen einer ersten Quer-Längs-Trajektorie für den aktuellen Zeitpunkt als Kombination aus der ersten Quer-Trajektorie und der ersten Längs-Trajektorie.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Ermittlung einer Trajektorie für die Steuerung und/oder Regelung der Quer/Längsführung eines Fahrzeugs während eines Fahrmanövers.
Die Realisierung eines teil- oder hochautomatisierten Fahrbetriebs eines Fahrzeugs (insbesondere eines Straßen-Kraftfahrzeugs) wird sowohl in der Forschung wie auch verstärkt in der Automobilindustrie vorangetrieben. Ein zentraler Aspekt des teil- oder hochautomatisierten Fahrbetriebs ist die Planung einer möglichst optimalen Trajektorie des Fahrzeugs, durch die Kollisionen mit anderen Verkehrsteilnehmern vermieden werden. Die Ermittlung einer derartigen Trajektorie (z. B. einer Ausweichtrajektorie, einer Trajektorie für eine Folgefahrt und/oder einer Trajektorie für einen Fahrspur-Wechsel) ist mit einem hohen Rechenaufwand verbunden, der von Steuergeräten in einem Fahrzeug typischerweise nicht oder nur begrenzt erbracht werden kann.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine möglichst optimale Quer-Längs-Trajektorie für ein Fahrzeug mit einem reduzierten Rechenaufwand zu ermitteln. Dabei umfasst eine Quer-Längs-Trajektorie typischerweise einen Längs-Anteil und einen Quer-Anteil. Insbesondere soll der Rechenaufwand für die Ermittlung einer Quer-Längs-Trajektorie derart reduziert werden, dass eine Implementierung der Trajektorienplanung auf einem Steuergerät des Fahrzeugs ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung einer Quer-Längs-Trajektorie für ein Fahrmanöver eines Ego-Fahrzeugs (insbesondere eines Straßen-Kraftfahrzeugs) beschrieben. Dabei fährt das Ego-Fahrzeug auf einer Ego-Fahrkurve (z. B. auf einer Ego-Fahrspur einer Fahrbahn, wobei die Fahrbahn eine Vielzahl von Fahrspuren aufweisen kann). Bei der Ego-Fahrkurve kann es sich allgemein um eine Referenzkurve handeln, entlang der das Ego-Fahrzeug geführt werden soll. Das Fahrmanöver umfasst typischerweise die Längs- und/oder Querführung des Ego-Fahrzeugs. Das Verfahren kann beispielsweise auf einem Steuergerät des Ego-Fahrzeugs ausgeführt werden. Die ermittelte Quer-Längs-Trajektorie kann dazu verwendet werden, eine automatische Unterstützung eines Fahrers des Ego-Fahrzeugs in Bezug auf die Längs- und/oder Querführung des Ego-Fahrzeugs bereitzustellen. Desweiteren kann die ermittelte Quer-Längs-Trajektorie dazu verwendet werden, das Ego-Fahrzeug in automatischer Weise längs- und/oder querzuführen. Insbesondere kann in Abhängigkeit von der ermittelten Quer-Längs-Trajektorie eine Lenkvorgabe für eine Hilfskraftlenkung (Electronic Power Steering) und/oder für eine Lenkung des Ego-Fahrzeugs und/oder eine Verzögerungsvorgabe für eine Bremsanlage des Ego-Fahrzeugs und/oder ein Vorgabe für einen Antrieb des Ego-Fahrzeugs bestimmt und ggf. geregelt werden.
Das Verfahren umfasst das Ermitteln, an einem aktuellen Zeitpunkt, von Umfelddaten bezüglich eines Umfelds des Ego-Fahrzeugs. Die Umfelddaten können von ein oder mehreren Umfeldsensoren des Ego-Fahrzeugs erfasst werden. Das Umfeld kann in Fahrtrichtung vor und ggf. seitlich zum Ego-Fahrzeug angeordnet sein.
Das Verfahren umfasst weiter das Detektieren, auf Basis der Umfelddaten, einer Menge von relevanten Objekten im Umfeld des Ego-Fahrzeugs. Beispielhafte Objekte sind andere bewegliche Verkehrsteilnehmer (wie z. B. anderer Fahrzeuge, Fußgänger, Fahrradfahrer, etc.) und/oder feststehende Hindernisse. Dabei umfasst bzw. entspricht die Menge von relevanten Objekten typischerweise den Objekten aus dem Umfeld des Ego-Fahrzeugs, die für eine Längsführung des Ego-Fahrzeugs auf der Ego-Fahrkurve (insbesondere auf der Ego-Fahrspur) zum aktuellen Zeitpunkt relevant sind oder in einem vordefinierten Zeitraum (z. B. 5 Sekunden oder weniger) ausgehend vom aktuellen Zeitpunkt relevant werden können. Die Menge von relevanten Objekten kann somit (ggf. nur) die Objekte aus dem Umfeld des Ego-Fahrzeugs umfassen, die für die Planung einer reinen Längs-Trajektorie zum aktuellen Zeitpunkt relevant sind oder relevant werden können. Andere Objekte aus dem Umfeld des Ego-Fahrzeugs können hingegen ignoriert werden.
Das Detektieren von einem relevanten Objekt kann zu diesem Zweck umfassen, das Überprüfen, ob sich an dem aktuellen Zeitpunkt auf der Ego-Fahrkurve (insbesondere auf der Ego-Fahrspur d. h. auf der aktuellen Fahrspur des Ego-Fahrzeugs) in Fahrtrichtung vor dem Ego-Fahrzeug ein Objekt befindet. Wenn dies der Fall ist, so kann dieses Objekt als relevantes Objekt betrachtet werden. Das Detektieren von einem relevanten Objekt kann weiter umfassen das Überprüfen, ob innerhalb eines vordefinierten Zeitraums ab dem aktuellen Zeitpunkt, ein Objekt, welches sich typischerweise an dem aktuellen Zeitpunkt nicht auf der Ego-Fahrkurve befindet, auf der Ego-Fahrkurve erscheinen kann (z. B. durch einen Fahrspur-Wechsel). Ist dies der Fall, so kann ein solches Objekt als relevantes Objekt betrachtet werden. Um ein solches Objekt zu detektieren, kann eine Bewegung des Objekts im Umfeld des Ego-Fahrzeugs prädiziert werden.
Die Menge von relevanten Objekten kann somit insbesondere nur die ein oder mehreren Objekte im Umfeld des Ego-Fahrzeugs umfassen, die sich an dem aktuellen Zeitpunkt auf der Ego-Fahrkurve in Fahrtrichtung vor dem Ego-Fahrzeug befinden oder die innerhalb des vordefinierten Zeitraums ab dem aktuellen Zeitpunkt auf der Ego-Fahrkurve erscheinen können.
Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln einer ersten Längs-Trajektorie in Bezug auf ein erstes relevantes Objekt aus der Menge von relevanten Objekten. Desweiteren umfasst das Verfahren das Ermitteln einer ersten Quer-Trajektorie für die erste Längs-Trajektorie. Insbesondere kann eine erste Quer-Trajektorie unter der Annahme ermittelt werden, dass das Ego-Fahrzeug in Längsrichtung entlang der ersten Längs-Trajektorie fährt. Eine erste Quer-Längs-Trajektorie für den aktuellen Zeitpunkt kann dann als Kombination aus der ersten Quer-Trajektorie und der ersten Längs-Trajektorie bestimmt werden, insbesondere als Überlagerung der ersten Quer-Trajektorie mit der ersten Längs-Trajektorie.
Durch die Ermittlung von ein oder mehreren relevanten Objekten, die für die Längsführung des Ego-Fahrzeugs relevant sind, kann der Aufwand für die Ermittlung von Längs-Trajektorien reduziert werden. Insbesondere kann die Ermittlung von Längs-Trajektorien auf die ein oder mehreren relevanten Objekte beschränkt werden. So kann der Gesamtaufwand für die Ermittlung einer kombinierten Quer-Längs-Trajektorie reduziert werden.
Für das Ermitteln der ersten Längs-Trajektorie können ein oder mehrere andere relevante Objekte aus der Menge von relevanten Objekten unberücksichtigt bleiben. Mit anderen Worten, die erste Längs-Trajektorie kann so ermittelt werden, als würden die ein oder mehreren anderen relevanten Objekte aus der Menge von relevanten Objekten nicht existieren. Dies kann in analoger Weise für die Längs-Trajektorien von anderen relevanten Objekten aus der Menge von relevanten Objekten erfolgen. So kann die Ermittlung einer Längs-Trajektorie vereinfacht werden.
Desweiteren kann für das Ermitteln der ersten Längs-Trajektorie angenommen werden, dass sich das erste relevante Objekt bereits auf der Ego-Fahrkurve befindet, auch wenn sich das erste relevante Objekt an dem aktuellen Zeitpunkt nicht auf der Ego-Fahrkurve befindet. Mit anderen Worten, es kann angenommen werden, dass der Fall eingetreten ist, dass das erste relevante Objekt innerhalb des vordefinierten Zeitraums auf der Ego-Fahrkurve erscheint. Die erste Längs-Trajektorie kann dann für diesen Fall ermittelt werden.
Für das Ermitteln der ersten Quer-Trajektorie werden typischerweise die ein oder mehreren anderen relevanten Objekte aus der Menge von relevanten Objekten berücksichtigt. Insbesondere kann eine erste Quer-Trajektorie ermittelt werden, die nicht mit den ein oder mehreren anderen relevanten Objekte aus der Menge von relevanten Objekten (und auch nicht mit anderen Objekten im Umfeld des Ego-Fahrzeugs) kollidiert.
So kann in Summe eine kollisionsfreie, kombinierte Quer-Längs-Trajektorie mit reduziertem Rechenaufwand ermittelt werden.
Es ist typischerweise ausreichend, dass für jedes der relevanten Objekte aus der Menge von relevanten Objekten maximal eine Längs-Trajektorie ermittelt wird. Desweiteren ist es typischerweise ausreichend, dass für jede Längs-Trajektorie maximal eine Quer-Trajektorie ermittelt wird. Somit kann der Aufwand zur Ermittlung einer kombinierten Quer-Längs-Trajektorie reduziert werden.
Das Verfahren kann umfassen, das Ermitteln einer Menge von Längs-Trajektorien in Abhängigkeit von der Menge von relevanten Objekten. Insbesondere kann für jedes relevante Objekt (maximal oder genau) eine Längs-Trajektorie ermittelt werden. Desweiteren kann eine zu der Menge von Längs-Trajektorien entsprechende Menge von Quer-Trajektorien ermittelt werden (d. h. für jede Längs-Trajektorie genau eine Quer-Trajektorie). Desweiteren kann eine Menge von Quer-Längs-Trajektorien als jeweilige Kombinationen aus Längs-Trajektorie und Quer-Trajektorie bestimmt werden. Die erste Quer-Längs-Trajektorie kann dann aus der Menge von Quer-Längs-Trajektorien ausgewählt werden.
Für die Auswahl einer (optimalen) ersten Quer-Längs-Trajektorie kann eine Menge von Werten eines Längs-Auswahlmaßes (z. B. J_längs) für die entsprechende Menge von Längs-Trajektorien ermittelt werden. Außerdem kann eine Menge von Werten eines Quer-Auswahlmaßes (z. B. J_quer) für die entsprechende Menge von Quer-Trajektorien ermittelt werden. Eine Menge von Werten eines kombinierten Längs-Quer-Auswahlmaßes für die Menge von Quer-Längs-Trajektorien kann dann auf Basis der Menge von Werten des Längs-Auswahlmaßes und auf Basis der Menge von Werten des Quer-Auswahlmaßes ermittelt werden (z. B. jeweils als gewichteter Mittelwert eines Wertes des Längs-Auswahlmaßes und eines entsprechenden Wertes des Quer-Auswahlmaßes). Die erste Quer-Längs-Trajektorie kann dann aus der Menge von Quer-Längs-Trajektorien in Abhängigkeit von der Menge von Werten des kombinierten Längs-Quer-Auswahlmaßes (z. B. als die Quer-Längs-Trajektorie mit dem optimalen Wert des kombinierten Längs-Quer-Auswahlmaßes) ausgewählt werden.
Die Menge von Längs-Trajektorien kann auch eine Längs-Trajektorie für eine Fahrt des Ego-Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit umfassen. Diese Längs-Trajektorie kann insbesondere für den Fall eines (geplanten) Fahrspur-Wechsels als Fahrmanöver verwendet werden.
Das Ermitteln einer Längs-Trajektorie oder einer Quer-Trajektorie für ein Fahrmanöver kann das Ermitteln von Anfangswerten für eine Vielzahl von Zustandsgrößen des Ego-Fahrzeugs an einem Anfangszeitpunkt der Längs-Trajektorie oder der Quer-Trajektorie umfassen. Dabei kann die Vielzahl von Zustandsgrößen eine Position des Ego-Fahrzeugs, eine Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs, eine Beschleunigung des Ego-Fahrzeugs und/oder einen Ruck des Ego-Fahrzeugs umfassen. Die Anfangswerte können sich aus dem aktuellen Zustand des Ego-Fahrzeugs ergeben. Desweiteren können Endwerte zu einem Endzeitpunkt der Längs-Trajektorie oder der Quer-Trajektorie für die Vielzahl von Zustandsgrößen des Fahrzeugs ermittelt werden. Die Endwerte können zumindest teilweise durch das Fahrmanöver vorgegeben sein. Insbesondere können sich die Endwerte für eine Längs-Trajektorie aus der Position und/oder der Geschwindigkeit eines relevanten Objektes ergeben. Desweiteren kann die Längs-Trajektorie oder die Quer-Trajektorie auf Basis der Anfangswerte, der Endwerte, dem Endzeitpunkt und auf Basis von einem Modell der Dynamik des Ego-Fahrzeugs bestimmt werden.
Typischerweise kann die erste Quer-Längs-Trajektorie für eine Sequenz von Zeitpunkten ermittelt werden. Mit anderen Worten, die Quer-Längs-Trajektorie für ein Fahrmanöver eines Fahrzeugs kann wiederholt (z. B. mit einem Takt von 1 Sekunde oder weniger bzw. von 100 ms oder weniger) ermittelt werden. Dazu werden typischerweise zu jedem Zeitpunkt aktuelle Umfelddaten zugrunde gelegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zur Ermittlung einer kombinierten Quer-Längs-Trajektorie für ein Fahrmanöver eines Ego-Fahrzeugs beschrieben, wobei das Ego-Fahrzeug auf einer Ego-Fahrkurve (insbesondere auf einer Ego-Fahrspur einer Fahrbahn) fährt. Die Vorrichtung ist eingerichtet, an einem aktuellen Zeitpunkt, Umfelddaten bezüglich eines Umfelds des Ego-Fahrzeugs zu ermitteln. Außerdem ist die Vorrichtung eingerichtet, auf Basis der Umfelddaten, eine Menge von relevanten Objekten im Umfeld des Ego-Fahrzeugs zu detektieren, durch Überprüfen, ob sich an dem aktuellen Zeitpunkt auf der Ego-Fahrkurve in Fahrtrichtung vor dem Ego-Fahrzeug ein Objekt befindet; und durch Überprüfen, ob innerhalb eines vordefinierten Zeitraums ab dem aktuellen Zeitpunkt, ein Objekt auf der Ego-Fahrkurve erscheinen kann. Die Vorrichtung ist weiter eingerichtet, eine erste Längs-Trajektorie in Bezug auf ein erstes relevantes Objekt aus der Menge von relevanten Objekten zu ermitteln. Außerdem ist die Vorrichtung eingerichtet, eine erste Quer-Trajektorie für die erste Längs-Trajektorie zu ermitteln. Desweiteren ist die Vorrichtung eingerichtet, eine erste Quer-Längs-Trajektorie für den aktuellen Zeitpunkt als Kombination aus der ersten Quer-Trajektorie und der ersten Längs-Trajektorie zu bestimmen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug wie z. B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung zur Ermittlung einer Quer-Längs-Trajektorie für ein Fahrmanöver des Fahrzeugs umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z. B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
1 eine beispielhafte Verkehrssituation, die die Planung einer Trajektorie zur Durchführung eines Fahrmanövers erfordert;
2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung einer Trajektorie;
3 beispielhafte Koordinaten für die Trajektorienplanung; und
4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung einer kombinierten Quer-Längs-Trajektorie für ein Fahrzeug.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der technischen Aufgabe eine kombinierte Quer-Längs-Trajektorie für ein Fahrzeug (welches auch als Ego-Fahrzeug bezeichnet wird) mit reduziertem Rechenaufwand zu ermitteln. In diesem Zusammenhang zeigt 1 eine beispielhafte Verkehrssituation. Das Ego-Fahrzeug 100 fährt auf einer mehrspurigen Fahrbahn 101. Ein Fahrzeug 103 auf der gleichen Fahrspur der Fahrbahn 101 vor dem Ego-Fahrzeug 100 (d. h. ein Fahrzeug 103 auf der Ego-Fahrspur) kann eine relativ geringe Fahrgeschwindigkeit aufweisen. Das Ego-Fahrzeug 100 hat dann z. B. die Möglichkeit auf der Ego-Fahrspur zu verbleiben und gemäß einer Trajektorie 112 abzubremsen oder ein Überholmanöver durchzuführen und entlang einer Trajektorie 112 die Fahrspur zu wechseln, um das Fahrzeug 102 zu überholen. Dabei ist eine Kollision mit anderen Fahrzeugen 102, 104 zu vermeiden.
Zur Durchführung der in 1 dargestellten Manöver kann eine Steuereinheit des Ego-Fahrzeugs 100 eine Trajektorie 112 ermitteln, die ein oder mehrere Randbedingungen erfüllt. Bei der Ermittlung einer Trajektorie 112 können u. a. fahrdynamische Aspekte berücksichtigt werden. Insbesondere kann in Abhängigkeit von ein oder mehreren Fahrzeugparametern und/oder in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrsituation eine Trajektorien 112 ermittelt werden, die mit dem Fahrzeug 100 realistisch gefahren werden kann. Dabei kann eine vom Fahrzeug 100 umsetzbare Krümmung berücksichtigt werden. Weitere Beispiele für Fahrzeugparameter, die berücksichtigt werden können, sind eine (bei der aktuellen Fahrsituation umsetzbare) Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs 100.
Desweiteren wird eine Trajektorie 112 typischerweise derart ermittelt, dass mit der Trajektorie 112 eine Kollision mit den detektierten Objekten 102, 103, 104 in der Umgebung des Ego-Fahrzeugs 100 vermieden werden kann. Beispielsweise kann eine Kollisionswahrscheinlichkeit für eine Vielzahl von möglichen Trajektorien 112 ermittelt werden, und es kann die mögliche Trajektorie 112 mit der geringsten Kollisionswahrscheinlichkeit als Trajektorie 112 ausgewählt werden, mit der das Fahrmanöver durchgeführt wird.
Die so ermittelte Trajektorie 112 kann dann an ein oder mehrere Regler für die Querführung/Längsführung des Fahrzeugs 100 übergeben werden. Insbesondere kann ein Bahnführungsregler verwendet werden, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug 100 entlang der ermittelten Trajektorie 112 fährt. Desweiteren kann ein Fahrzeugführungsregler dafür sorgen, dass die dafür erforderlichen Brems-/Beschleunigungs-/Lenkmomente erbracht werden.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Ermittlung einer Trajektorie (z. B. einer Längs-Trajektorie für die Längsführung oder eine Quer-Trajektorie für die Querführung) für ein Fahrzeug 100. Die Ermittlung einer Trajektorie erfolgt bevorzugt in einem entkrümmten Koordinatensystem, relativ zu einem Fahrbahnverlauf. Das Verfahren 200 kann daher den Schritt umfassen, Zustandsdaten bzw. Werte von Zustandsgrößen des Fahrzeugs 100 (wie z. B. die Position des Fahrzeugs 100, einen Gierwinkel des Fahrzeugs 100 und/oder einen Lenkwinkel des Fahrzeugs 100) aus einem kartesischen Koordinatensystem in ein (entkrümmtes) Frenet-Koordinatensystem zu transformieren.
Die Entkrümmung ist beispielhaft in 3 dargestellt. Für die Entkrümmung werden Messsignale bzgl. des Zustands des Fahrzeugs 100 in ein Fahrspurkoordinatensystem transformiert. Die Trajektorienplanung selbst findet damit nicht in einem kartesischen Koordinatensystem 301 statt, sondern in einem Frenet-Koordinatensystem. Das Frenet-Koordinatensystem wird bezüglich einer Referenzkurve 300 (z. B. der Fahrspurmitte eines Fahrbahnverlaufs) beschrieben. Die Fahrzeugposition wird damit durch die Variablen s(t) 303 in Längsrichtung und d(t) 302 in Querrichtung beschrieben. ṡ(t) und ḋ(t) beschreiben die Längs- und Quergeschwindigkeit und s ..(t) und d ..(t) beschreiben die Längs- und Querbeschleunigungen.
Sowohl die Fahrzeugeigenbewegung als auch die zu berücksichtigenden Verkehrsteilnehmer bzw. Objekte können im Frenet-Koordinatensystem berücksichtigt werden. Anschaulich entspricht diese Transformation der Entkrümmung des Koordinatensystems 301 und erlaubt so die getrennte Optimierung der Längs- und Querbewegung des Fahrzeugs 100.
Die Quer- und Längsbewegung eines Fahrzeugs 100 lässt sich als Optimalsteuerproblem mit Ausgang s(t) = x₁(t) (im Falle der Längsplanung) bzw. d(t) = x₁(t) (im Falle der Querplanung) eines Integratorsystems (d. h. eines Modells der Dynamik eines Fahrzeugs 100) beschreiben. Dabei ist x₁(t) eine erste Zustandsgröße des Fahrzeugs 100, welche die Position des Fahrzeugs 100 (in Längsrichtung bzw. in Querrichtung) beschreibt. Als Eingang des Integratorsystems kann der Ruck x (3) / 1(t) (d. h. die 3^te Ableitung der Zustandsgröße x₁(t)) oder die Ableitung des Rucks x (4) / 1(t) (d. h. die 4^te Ableitung der Zustandsgröße x₁(t)) definiert werden.
Ein beispielhaftes Integratorsystem kann wie folgt definiert werden:
wobei die Eingangsröße u der Ableitung des Rucks x (4) / 1(t) entspricht. Der Zustand eines Fahrzeugs 100 zu einem bestimmten Zeitpunkt t kann durch den Zustandsvektor x^T = [x₁, x₂, x₃, x₄] beschrieben werden, wobei x₂(t) = ẋ₁(t), x₃(t) = ẋ₂(t) und x₄(t) = ẋ₃(t) ist.
Es kann gezeigt werden, dass sich der Zustandsvektor x(t) ergibt als
Dabei beschreiben die o. g. Gleichungen ein Polynom 7. Ordnung in Bezug auf den räumlichen Verlauf x₁(t), d. h. die sich ergebende Längs-Trajektorie oder Quer-Trajektorie kann durch ein Polynom 7. Ordnung beschrieben werden.
Zur Lösung des Optimierungsproblems basierend auf einem Polynom 7. Ordnung kann folgendes Gütefunktional (welches auch als Auswahlmaß bezeichnet wird) zugrundegelegt werden:
Die Parameter c₀₁₂₃ ^T = [c₀, c₁, c₂, c₃] berechnen sich aus den Anfangsbedingungen x(0) = x₀ einer Trajektorie zum Zeitpunkt t = 0 als c₀₁₂₃ = M –1 / 1(0)x₀
Die Parameter c₄₅₆₇ ^T = [c₄, c₅, c₆, c₇] berechnen sich aus den Endbedingungen x(t_f) der Trajektorie zum Zeitpunkt t = t_f als c₄₅₆₇ = M –1 / 2(t_f)(x(t_f) – M₁(t_f)c₀₁₂₃)
Die Endbedingungen können, wie in der obigen Formel, vorgegeben werden. Alternativ kann ein Referenzverlauf beschrieben durch x_ref = [x_1,ref, x_2,ref, x_3,ref, x_4,ref]^T vorgegeben werden. Das Optimierungsziel liegt in dem Fall darin, möglichst nahe an diesen Referenzverlauf zu kommen. In diesem Fall können die Parameter c₄₅₆₇ ^T wie folgt berechnet werden:
Das Optimierungsproblem besteht nun darin sowohl die Endzeit bzw. den Endzeitpunkt t_f als auch ggf. den Endzustand x(t_f) für eine optimale Trajektorie zu bestimmen. Insbesondere sollen durch das Optimierungsproblem typischerweise der Endzeitpunkt t_f und die Position des Fahrzeugs 100 zum Endzeitpunkt t_f, d. h. x₁(t_f), bzw. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 zum Endzeitpunkt t_f, d. h. ẋ₁(t_f), ermittelt werden.
Zur Berechnung einer Quer-Trajektorie kann als gewünschter Endpunkt einer Trajektorie ein Zielbereich d_ziel vorgegeben werden, der z. B. einen Bereich auf einer benachbarten Fahrspur anzeigt (wie in 1 dargestellt). Dieser Zielbereich kann z. B. als gewünschte Endposition des Endzustands x(t_f) festgelegt werden, mit x₁(t_f) = d_ziel
Als Quer-Auswahlmaß oder als Quer-Gütemaß für die Ermittlung einer Trajektorie für die Querführung des Fahrzeugs 100 kann dann folgende Funktion verwendet werden:
Dabei bewertet der erste Ausdruck, die Entwicklung der Ableitung des Rucks entlang der Trajektorie 112. Der zweite Ausdruck bewertet die Abweichung der Endposition d(t_f) von der Zielposition d_ziel. Desweiteren bewertet der dritte Ausdruck die zeitliche Länge der Trajektorie 112. Über die Gewichtungsfaktoren k_q1 und k_q2 kann die Ausprägung der Trajektorie gewichtet werden.
Die Längsplanung kann in ähnlicher Weise erfolgen. Für die Längsplanung kann z. B. folgendes Längs-Auswahlmaß bzw. Längs-Gütemaß verwendet werden
insbesondere wenn eine bestimmte Zielposition s_ziel erreicht werden soll. Alternativ kann das folgende Längs-Auswahlmaß bzw. Längs-Gütemaß verwendet werden
insbesondere wenn eine bestimmte Zielgeschwindigkeit ṡ_ziel erreicht werden soll.
Zur Ermittlung einer optimalen Längs-Trajektorie oder Quer-Trajektorie kann das jeweilige Auswahlmaß J für unterschiedliche Werte von t_f und/oder für unterschiedliche Endzustände x(t_f) berechnet werden. Dazu können die o. g. Formeln verwendet werden. Es ergibt sich somit ein Verlauf des Auswahlmaßes J, wobei ein Minimalwert des Auswahlmaßes J den optimalen Wert für die Zeit t_f und/oder für den Endzustand x(t_f) angibt. In einem weiteren Schritt können dann ein oder mehrere Nebenbedingungen berücksichtigt werden.
Die Nebenbedingungen können somit nachgelagert an die Optimierung berücksichtigt werden. Dazu kann die im Sinne des Kostenfunktionals J (d. h. des Auswahlmaßes) beste Trajektorie ausgewählt und auf Einhaltung der Nebenbedingungen geprüft werden. Werden die Nebenbedingungen eingehalten wird die Trajektorie umgesetzt. Andernfalls wird die nächstbeste Trajektorie ausgewählt und auf die Nebenbedingungen überprüft. Dieses Vorgehen wird solange angewandt bis eine optimale Lösung gefunden wird, die die Nebenbedingungen erfüllt.
Als Nebenbedingungen können Aktuator- und Fahrdynamikbegrenzungen berücksichtigt werden. Desweiteren kann die Kollisionsfreiheit mit prädizierten Objekttrajektorien von anderen Objekten/Fahrzeugen 102, 103, 104 berücksichtigt werden.
Das in 2 veranschaulichte Verfahren 200 zur Ermittlung einer Trajektorie für die Längs- und/oder Querführung eines Fahrzeugs 100 umfasst somit das Ermitteln 201 von Anfangswerten bzw. Anfangsbedingungen x(0) = x₀ für eine Vielzahl von Zustandsgrößen x des Fahrzeugs 100. Die Vielzahl von Zustandsgrößen umfasst dabei eine Position x₁(t) des Fahrzeugs 100, eine Geschwindigkeit ẋ₁(t) des Fahrzeugs 100, eine Beschleunigung ẍ₁(t) des Fahrzeugs 100 und/oder einen Ruck x (3) / 1(t) des Fahrzeugs 100. Dabei gibt x (3) / 1(t) die dritte Ableitung der Position x₁(t) des Fahrzeugs 100 an.
Das Verfahren 200 umfasst außerdem das Ermitteln 202 von Endwerten x(t_f) zu einem Endzeitpunkt t_f für die Vielzahl von Zustandsgrößen x des Fahrzeugs 100. Außerdem umfasst das Verfahren 200 das Bestimmen 203 einer Längs-Trajektorie oder einer Quer-Trajektorie auf Basis der Anfangswerte x(0) = x₀, der Endwerte x(t_f), dem Endzeitpunkt t_f und auf Basis von einem Modell der Dynamik des Fahrzeugs 100.
Zur Ermittlung einer optimalen Längs-Trajektorie oder Quer-Trajektorie (im Sinne eines Längs- oder Quer-Auswahlmaßes J) können die Werte des Auswahlmaßes J für Trajektorien mit unterschiedlichen Endzeitpunkten t_f und/oder mit unterschiedlichen Endwerten x(t_f) der Vielzahl von Zustandsgrößen ermittelt werden. Es kann dann die (Zustands-)Trajektorie ausgewählt werden, die das Auswahlmaß J optimiert. Desweiteren kann überprüft werden, ob ein oder mehrere Nebenbedingungen erfüllt werden (wie oben dargelegt).
Die ermittelte Längs-Trajektorie oder Quer-Trajektorie kann abschließend von dem Frenet-Koordinatensystem zurück in ein kartesisches Koordinatensystem transformiert werden. Desweiteren kann die ermittelte Längs- oder Quer-Trajektorie dazu verwendet werden, das Fahrzeug 100 zu führen (z. B. für ein Ausweichmanöver oder für ein Einparkmanöver).
Zur Ermittlung einer optimalen Quer-Längs-Trajektorie 112, welche sowohl für die Querführung als auch für die Längsführung des Fahrzeugs 100 verwendet werden kann, kann zunächst eine Vielzahl von Längs-Trajektorien (für die Längsführung) und eine entsprechende Vielzahl von Werten eines Längs-Auswahlmaßes J_längs ermittelt werden. Anschließend kann für jede Längs-Trajektorie eine Vielzahl von Quer-Trajektorien und eine entsprechende Vielzahl von Werten eines Quer-Auswahlmaßes J_quer ermittelt werden. Durch eine Kombination der Werte der Auswahlmaße J_längs und J_quer können Werte eines kombinierten Quer-Längs-Auswahlmaße für die kombinierte Quer-Längs-Trajektorienplanung ermittelt werden. Dazu kann z. B. ein gewichteter Mittelwert der Werte der Auswahlmaße J_längs und J_quer ermittelt werden. Es kann dann die Kombination aus Längs-Trajektorie und Quer-Trajektorie mit dem geringsten Wert des kombinierten Quer-Längs-Auswahlmaßes als optimale kombinierte Quer-Längs-Trajektorie 112 ausgewählt werden.
Bei der Ermittlung von 100 Längs-Trajektorien und jeweils 100 Quer-Trajektorien ergeben sich 10000 mögliche Kombinationen. Es ergibt sich somit ein substantieller Rechenaufwand für die Ermittlung einer kombinierten Quer-Längs-Trajektorie 112. Dieser Rechenaufwand kann typischerweise mit einem Steuergerät eines Fahrzeugs 100 nicht realisiert werden.
Zur Reduzierung des Rechenaufwands kann in einem ersten Schritt eine reduzierte Vielzahl von Längsmanövern und eine entsprechende reduzierte Vielzahl von Längs-Trajektorien ermittelt werden. Insbesondere können nur die Längsmanöver ausgewählt werden, die in Anbetracht der aktuellen Umfeldsituation des Ego-Fahrzeugs 100 realistisch zu berücksichtigen sind.
Das Ego-Fahrzeug 100 kann ein oder mehrere Umfeldsensoren (z. B. eine Kamera, einen Radarsensor, einen LIDAR-Sensor, einen Ultraschallsensor, etc.) umfassen, die eingerichtet sind, Umfelddaten in Bezug auf das Umfeld des Ego-Fahrzeugs 100 zu erfassen. Auf Basis der Umfelddaten können Objekte 102, 103, 104 im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 100 detektiert werden. Insbesondere können die Objekte 102, 103, 104 im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 100 detektiert werden, die für die Längsführung des Ego-Fahrzeugs 100 relevant sind (z. B. weil sich das Objekt 103 auf der Ego-Fahrspur des Ego-Fahrzeugs 100 befindet) oder relevant werden können (z. B. weil das Objekt 102, 104, wie in 1 durch die gestrichelten Pfeile angedeutet, auf die Ego-Fahrspur des Ego-Fahrzeugs 100 wechseln könnte). Es kann somit eine Menge von relevanten Objekten 102, 103, 104 ermittelt werden.
Desweiteren kann dann jedes relevante Objekt 102, 103, 104 zunächst isoliert ohne die anderen Objekte 102, 103, 104 im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 100 betrachtet werden. Insbesondere kann für jedes der relevanten Objekte 102, 103, 104 (ggf. genau) eine Längs-Trajektorie ermittelt werden (z. B. durch Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens 200). Für die Ermittlung einer Längs-Trajektorie kann dabei angenommen werden, dass sich das Objekt 102, 104, in Abhängigkeit dessen die Längs-Trajektorie ermittelt wird, bereits auf der Ego-Fahrspur des Ego-Fahrzeugs 100 befindet. Insbesondere kann für jedes relevante Objekt 102, 103, 104 eine Position auf der Ego-Fahrspur und/oder eine Geschwindigkeit auf der Ego-Fahrspur ermittelt werden. Aus diesen Informationen kann für jedes relevante Objekt 102, 103, 104 der Endzustand x(t_f) für eine Längs-Trajektorie ermittelt werden, z. B. um eine Folgefahrt zu einem Fahrzeug 102, 103, 104 umzusetzen und/oder um eine Bremsung vor einem stehenden Hindernis umzusetzen.
Es kann somit für jedes detektierte, relevante Objekt 102, 103, 104 genau eine Längs-Trajektorie ermittelt werden. Insbesondere kann für jedes detektierte, relevante Objekt 102, 103, 104 eine optimale Bremstrajektorie ermittelt werden. Desweiteren kann (ggf. genau) eine weitere Längs-Trajektorie für den Fall einer Fahrt des Ego-Fahrzeugs 100 mit konstanter Geschwindigkeit ermittelt werden.
In Summe ergibt sich somit eine signifikant begrenzte Menge von Längs-Trajektorien. Diese Menge von Längs-Trajektorien kann dadurch weiter reduziert werden, dass überprüft wird, ob die jeweiligen Längs-Trajektorien erforderliche Nebenbedingungen (wie z. B. Fahrbahrkeit durch das Ego-Fahrzeug 100, Umsetzbarkeit der erforderlichen Verzögerung und/oder Kollisionsfreiheit) erfüllt. Längs-Trajektorien, die die erforderlichen Nebenbedingungen nicht erfüllen, können bei der Ermittlung einer Quer-Längs-Trajektorie 112 unberücksichtigt bleiben.
Es kann dann zu jeder Längs-Trajektorie aus der (verbleibenden) Menge von Längs-Trajektorien genau eine (optimale) Quer-Trajektorie ermittelt werden. Dazu kann das in diesem Dokument beschriebene Verfahren 200 verwendet werden. Insbesondere kann für eine Längs-Trajektorie die Quer-Trajektorie gefunden werden, die ein Auswahlmaß J_quer minimiert und die die erforderlichen Nebenbedingungen (wie Kollisionsfreiheit und Fahrbahrkeit) erfüllt. Bei der Ermittlung der Quer-Trajektorie (und insbesondere bei der Überprüfung der Nebenbedingungen) werden dabei typischerweise alle detektierten Objekte 102, 103, 104 im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 100 berücksichtigt. Desweiteren wird bei der Ermittlung einer Quer-Trajektorie für eine bestimmte Längs-Trajektorie typischerweise angenommen, dass das Fahrzeug 100 in Längsrichtung gemäß der bestimmten Längs-Trajektorie bewegt wird.
Für die Menge von Längs-Trajektorien können Werte des Längs-Auswahlmaßes J_längs ermittelt werden, und für die dazu ermittelte entsprechende Menge von Quer-Trajektorien können Werte des Quer-Auswahlmaßes J_quer ermittelt werden. Daraus können Werte eines Gesamt- bzw. Quer-Längs-Auswahlmaßes ermittelt werden (z. B. durch gewichtete Mittelwerte) und es kann die kombinierte Quer-Längs-Trajektorie ausgewählt werden, die das Gesamt-Auswahlmaß optimiert.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zur Ermittlung einer Quer-Längs-Trajektorie 112 für ein Fahrmanöver eines Ego-Fahrzeugs 100. Dabei fährt das Ego-Fahrzeug 100 auf einer Ego-Fahrkurve, insbesondere auf einer Ego-Fahrspur einer Fahrbahn 101. Die Fahrbahn 101 kann noch weitere ein oder mehrere Fahrspuren umfassen, auf denen sich andere Fahrzeuge als beispielhafte Objekte im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 100 befinden können.
Das Verfahren 400 umfasst das Ermitteln 401, an einem aktuellen Zeitpunkt, von Umfelddaten bezüglich eines Umfelds des Ego-Fahrzeugs 100. Außerdem umfasst das Verfahren 400 das Detektieren 402, auf Basis der Umfelddaten, einer Menge von relevanten Objekten 102, 103, 104 im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 100. Das Detektieren 402 von einem relevanten Objekt 102, 103, 104 umfasst dabei das Überprüfen, ob sich an dem aktuellen Zeitpunkt auf der Ego-Fahrkurve in Fahrtrichtung vor dem Ego-Fahrzeug 100 ein Objekt 103 (z. B. ein anderes Fahrzeug oder ein sonstiges Hindernis) befindet. Desweiteren umfasst das Detektieren 402 von einem relevanten Objekt 102, 103, 104 das Überprüfen, ob innerhalb eines vordefinierten Zeitraums ab dem aktuellen Zeitpunkt, ein Objekt 102, 104 (welches sich an dem aktuellen Zeitpunkt typischerweise nicht auf der Ego-Fahrkurve befindet) auf der Ego-Fahrkurve erscheinen kann (wie z. B. ein Fahrzeug, welches die Fahrspur wechselt).
Das Verfahren 400 umfasst weiter das Ermitteln 403 einer ersten Längs-Trajektorie in Bezug auf ein erstes relevantes Objekt 102, 103, 104 aus der Menge von relevanten Objekten 102, 103, 104 (z. B. mittels des Verfahrens 200). Dabei kann die erste Längs-Trajektorie insbesondere isoliert für das erste relevante Objekt 102, 103, 104 ermittelt werden, ohne die anderen relevanten Objekte aus der Menge von relevanten Objekten 102, 103, 104 zu berücksichtigen. Diese anderen Objekte können bei der Ermittlung der ersten Längs-Trajektorie als nicht-existent angenommen werden.
Außerdem umfasst das Verfahren 400 das Ermitteln 404 einer ersten Quer-Trajektorie für die erste Längs-Trajektorie (z. B. mittels des Verfahrens 200). Bei der Ermittlung der ersten Quer-Trajektorie können alle Objekte im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 100 (insbesondere alle relevanten Objekte 102, 103, 104) berücksichtigt werden. Desweiteren umfasst das Verfahren 400 das Bestimmen 405 einer ersten Quer-Längs-Trajektorie für den aktuellen Zeitpunkt als Kombination aus der ersten Quer-Trajektorie und der ersten Längs-Trajektorie. Zum Bestimmen der ersten Quer-Längs-Trajektorie kann die erste Längs-Trajektorie mit der ersten Quer-Trajektorie überlagert werden.
In Summe kann so der Rechenaufwand für die Ermittlung einer Quer-Längs-Trajektorie 112 für ein Fahrmanöver substantiell reduziert werden, ohne substantielle Einbußen in Bezug auf die Optimalität der ermittelten Quer-Längs-Trajektorie 112.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Verfahren (400) zur Ermittlung einer Quer-Längs-Trajektorie (112) für ein Fahrmanöver eines Ego-Fahrzeugs (100), wobei das Ego-Fahrzeug (100) auf einer Ego-Fahrkurve führt, wobei das Verfahren (400) umfasst, – Ermitteln (401), an einem aktuellen Zeitpunkt, von Umfelddaten bezüglich eines Umfelds des Ego-Fahrzeugs (100); – Detektieren (402), auf Basis der Umfelddaten, einer Menge von relevanten Objekten (102, 103, 104) im Umfeld des Ego-Fahrzeugs (100); wobei das Detektieren (402) von einem relevanten Objekt (102, 103, 104) umfasst: Überprüfen, ob sich an dem aktuellen Zeitpunkt auf der Ego-Fahrkurve in Fahrtrichtung vor dem Ego-Fahrzeug (100) ein Objekt (103) befindet; und Überprüfen, ob innerhalb eines vordefinierten Zeitraums ab dem aktuellen Zeitpunkt, ein Objekt (102, 104), welches sich an dem aktuellen Zeitpunkt nicht auf der Ego-Fahrkurve befindet, auf der Ego-Fahrkurve erscheinen kann; – Ermitteln (403) einer ersten Längs-Trajektorie in Bezug auf ein erstes relevantes Objekt (102, 103, 104) aus der Menge von relevanten Objekten (102, 103, 104); und – Ermitteln (404) einer ersten Quer-Trajektorie für die erste Längs-Trajektorie; und – Bestimmen (405) einer ersten Quer-Längs-Trajektorie für den aktuellen Zeitpunkt als Kombination aus der ersten Quer-Trajektorie und der ersten Längs-Trajektorie.
Verfahren (400) gemäß Anspruch 1, wobei die Menge von relevanten Objekten (102, 103, 104), insbesondere nur, die ein oder mehreren Objekte (102, 103, 104) im Umfeld des Ego-Fahrzeugs (100) umfasst, die – sich an dem aktuellen Zeitpunkt auf der Ego-Fahrkurve in Fahrtrichtung vor dem Ego-Fahrzeug (100) befinden; oder – innerhalb des vordefinierten Zeitraums ab dem aktuellen Zeitpunkt auf der Ego-Fahrkurve erscheinen können.
Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – für das Ermitteln (403) der ersten Längs-Trajektorie ein oder mehrere andere relevante Objekte (102, 103, 104) aus der Menge von relevanten Objekten (102, 103, 104) unberücksichtigt bleiben; – für das Ermitteln (403) der ersten Längs-Trajektorie angenommen wird, dass sich das erste relevante Objekt (102, 103, 104) auf der Ego-Fahrbahn befindet; und/oder – für das Ermitteln (404) der ersten Quer-Trajektorie die ein oder mehreren anderen relevanten Objekte (102, 103, 104) aus der Menge von relevanten Objekten (102, 103, 104) berücksichtigt werden.
Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – für jedes der relevanten Objekte (102, 103, 104) aus der Menge von relevanten Objekten (102, 103, 104) maximal eine Längs-Trajektorie ermittelt wird; und – für jede Längs-Trajektorie maximal eine Quer-Trajektorie ermittelt wird.
Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend, – Ermitteln einer Menge von Längs-Trajektorien in Abhängigkeit von der Menge von relevanten Objekten (102, 103, 104); – Ermitteln einer zu der Menge von Längs-Trajektorien entsprechenden Menge von Quer-Trajektorien; – Bestimmen als jeweilige Kombinationen aus Längs-Trajektorie und Quer-Trajektorie einer Menge von Quer-Längs-Trajektorien; und – Auswählen der ersten Quer-Längs-Trajektorie aus der Menge von Quer-Längs-Trajektorien.
Verfahren (400) gemäß Anspruch 5, weiter umfassend, – Ermitteln einer Menge von Werten eines Längs-Auswahlmaßes für die entsprechende Menge von Längs-Trajektorien; – Ermitteln eine Menge von Werten eines Quer-Auswahlmaßes für die entsprechende Menge von Quer-Trajektorien; – Ermitteln einer Menge von Werten eines kombinierten Längs-Quer-Auswahlmaßes für die Menge von Quer-Längs-Trajektorien auf Basis der Menge von Werten des Längs-Auswahlmaßes und auf Basis der Menge von Werten des Quer-Auswahlmaßes; und – Auswählen der ersten Quer-Längs-Trajektorie aus der Menge von Quer-Längs-Trajektorien in Abhängigkeit von der Menge von Werten des kombinierten Längs-Quer-Auswahlmaßes.
Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei die Menge von. Längs-Trajektorien auch eine Längs-Trajektorie für eine Fahrt des Ego-Fahrzeugs (100) mit konstanter Geschwindigkeit umfasst.
Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln einer Längs-Trajektorie und/oder einer Quer-Trajektorie umfasst, – Ermitteln (201) von Anfangswerten für eine Vielzahl von Zustandsgrößen des Ego-Fahrzeugs (100); wobei die Vielzahl von Zustandsgrößen eine Position (x₁(t)) des Ego-Fahrzeugs (100), eine Geschwindigkeit (ẋ₁(t)) des Ego-Fahrzeugs (100), eine Beschleunigung (ẍ₁(t)) des Ego-Fahrzeugs (100) und/oder einen Ruck ( x (3) / 1(t) ) des Ego-Fahrzeugs (100) umfasst; – Ermitteln (202) von Endwerten zu einem Endzeitpunkt für die Vielzahl von Zustandsgrößen des Ego-Fahrzeugs (100); und – Bestimmen (203) einer Längs-Trajektorie und/oder einer Quer-Trajektorie auf Basis der Anfangswerte, der Endwerte, dem Endzeitpunkt und auf Basis von einem Modell der Dynamik des Ego-Fahrzeugs (100).
Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend, Bestimmen einer Lenkvorgabe für eine Hilfskraftlenkung des Ego-Fahrzeugs (100) und/oder einer Verzögerungsvorgabe für eine Bremsanlage des Ego-Fahrzeugs (100) und/oder einer Beschleunigungsvorgabe für einen Antrieb des Ego-Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von der ersten Quer-Längs-Trajektorie.
Vorrichtung zur Ermittlung einer Quer-Längs-Trajektorie (112) für ein Fahrmanöver eines Ego-Fahrzeugs (100), wobei das Ego-Fahrzeug (100) auf einer Ego-Fahrkurve fährt, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, – an einem aktuellen Zeitpunkt, Umfelddaten bezüglich eines Umfelds des Ego-Fahrzeugs (100) zu ermitteln; – auf Basis der Umfelddaten, eine Menge von relevanten Objekten (102, 103, 104) im Umfeld des Ego-Fahrzeugs (100) zu detektieren, durch Überprüfen, ob sich an dem aktuellen Zeitpunkt auf der Ego-Fahrkurve in Fahrtrichtung vor dem Ego-Fahrzeug (100) ein Objekt (103) befindet; und durch Überprüfen, ob innerhalb eines vordefinierten Zeitraums ab dem aktuellen Zeitpunkt, ein Objekt (102, 104) auf der Ego-Fahrkurve erscheinen kann; – eine erste Längs-Trajektorie in Bezug auf ein erstes relevantes Objekt (102, 103, 104) aus der Menge von relevanten Objekten (102, 103, 104) zu ermitteln; – eine erste Quer-Trajektorie für die erste Längs-Trajektorie zu ermitteln; und – eine erste Quer-Längs-Trajektorie für den aktuellen Zeitpunkt als Kombination aus der ersten Quer-Trajektorie und der ersten Längs-Trajektorie zu bestimmen.