DE102015220356A1 - Method for selecting an optimized driving trajectory - Google Patents

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Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Signals zur Überführung eines hoch- oder vollautomatisierten Fahrzeugs (201) in einen sicheren Systemzustand an einer Zielpose (204) vorgestellt. Zunächst findet eine Ermittlung einer Notwendigkeit zur Überführung des Fahrzeugs (201) in einen sicheren Systemzustand statt. Anschließend wird ein Fahrzustand bestimmt, wobei der Fahrzustand die aktuelle Fahrzeugposition umfasst. Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Ausführung der folgenden Schritte: Ermittlung der verfügbaren Restenergie des Fahrzeugs; Ermittlung wenigstens einer Zielpose (204); Ermittlung von Fahrtrajektorien (205) von der aktuellen Fahrzeugposition zu der wenigstens einen Zielpose (204); Auswahl einer der Fahrtrajektorien (205) und Erzeugung des Signals auf Basis der ausgewählten Fahrtrajektorie (205).According to the invention, a method for generating a signal for transferring a highly or fully automated vehicle (201) to a safe system state at a target pose (204) is presented. First, a determination is made of a need to transfer the vehicle (201) to a safe system state. Subsequently, a driving state is determined, wherein the driving state includes the current vehicle position. The core of the method according to the invention lies in the execution of the following steps: determination of the available residual energy of the vehicle; Determining at least one target pose (204); Determining travel trajectories (205) from the current vehicle position to the at least one destination pose (204); Selecting one of the driving trajectories (205) and generating the signal based on the selected driving trajectory (205).

Figure DE102015220356A1_0001
Figure DE102015220356A1_0001

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein System zur Erhöhung der Sicherheit hoch- oder vollautomatisierter Fahrzeuge im Falle eines Systemfehlers.The invention relates to a system for increasing the safety of highly or fully automated vehicles in the event of a system error.

In DE 10 2012 008 090 A1 wird ein Verfahren bzw. ein Nothalteassistent zum Durchführen eines abgesicherten Nothaltemanövers eines fahrenden Kraftfahrzeugs offenbart. Bei diesem wird der Fahrer überwacht und es werden Fahrerzustandsdaten erzeugt, aus welchen der Grad der Fahrtüchtigkeit bestimmt wird. Anschließend erfolgt ein Überführen des Fahrzeugs in einen automatischen Fahrmodus, falls der Grad der Fahrtüchtigkeit des Fahrers eine vorgegebene Schwelle unterschreitet sowie ein Ausführen eines abgesicherten Nothaltemanövers. Hierbei wird eine risikominimalistische Anhalteposition aus prädiktiven Streckendaten des zukünftigen Streckenverlaufs des Fahrzeugs für den Nothalt des Fahrzeugs bestimmt und diese Anhalteposition mit dem automatischen Fahrmodus angefahren, wobei das abgesicherte Nothaltemanöver durchgeführt wird.In DE 10 2012 008 090 A1 discloses a method or emergency stop assistant for performing a safe emergency stop maneuver of a moving motor vehicle. In this, the driver is monitored and driver status data is generated, from which the degree of driving ability is determined. Subsequently, a transfer of the vehicle takes place in an automatic driving mode, if the degree of driving ability of the driver falls below a predetermined threshold and running a safe emergency stop maneuver. In this case, a risk minimum stop position is determined from predictive distance data of the future route of the vehicle for the emergency stop of the vehicle and this stop position is approached with the automatic drive mode, wherein the secured emergency stop maneuver is performed.

In der Veröffentlichung von Davison et. al ( Davison, A. J.; Murray, D. W., "Simultaneous localization and map-building using active vision", Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEE Transactions on, vol. 24, no. 7, pp. 865–880, Jul 2002 ) wird ein Standardansatz zur Bestimmung von möglichen Fahrtrajektorien zu einer Zielpose beschrieben. Bei der Bestimmung werden aufgezeichnete Bilddaten verwendet, um eine autonome Lokalisierung zu ermöglichen.In the publication of Davison et. al ( Davison, AJ; Murray, DW, "Simultaneous localization and map-building using active vision", Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEE Transactions on, vol. 24, no. 7, pp. 865-880, Jul 2002 ) describes a standard approach for determining possible driving trajectories for a target pose. In the determination, recorded image data is used to enable autonomous localization.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Signals zur Überführung eines hoch- oder vollautomatisierten Fahrzeugs in einen sicheren Systemzustand an einer Zielpose vorgestellt. Zunächst findet eine Ermittlung einer Notwendigkeit zur Überführung des Fahrzeugs in einen sicheren Systemzustand statt. Anschließend wird ein Fahrzustand bestimmt, wobei der Fahrzustand die aktuelle Fahrzeugposition umfasst. Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Ausführung der folgenden Schritte:

  • – Ermittlung der verfügbaren Restenergie des Fahrzeugs;
  • – Ermittlung wenigstens einer Zielpose;
  • – Ermittlung von Fahrtrajektorien von der aktuellen Fahrzeugposition zu der wenigstens einen Zielpose;
  • – Auswahl einer der Fahrtrajektorien;
  • – Erzeugung des Signals auf Basis der ausgewählten Fahrtrajektorie.
According to the invention, a method for generating a signal for transferring a highly or fully automated vehicle into a safe system state at a destination pose is presented. First, there is a determination of a need to transfer the vehicle to a safe system state. Subsequently, a driving state is determined, wherein the driving state includes the current vehicle position. The essence of the method according to the invention lies in the execution of the following steps:
  • - determination of the available residual energy of the vehicle;
  • Determination of at least one target pose;
  • Determination of driving trajectories from the current vehicle position to the at least one target pose;
  • - selecting one of the driving trajectories;
  • - Generation of the signal based on the selected travel trajectory.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Bestimmung der Restenergie des Fahrzeugs, der Ermittlung von Zielposen und der Auswahl einer Fahrtrajektorie. Mit Hilfe dieser Schritte ist es möglich, angepasst an die verfügbare Restenergie des Fahrzeugs eine Zielpose zu ermitteln, die vom Fahrzeug entlang der ausgewählten Trajektorie angefahren werden kann. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass speziell hoch- und höher automatisierte Fahrzeuge nicht an ungünstigen Positionen liegen bleiben und dadurch eine Behinderung für andere Verkehrsteilnehmer darstellen. Zudem kann die Zielpose so ausgewählt werden, dass die Wahrscheinlichkeit einer Verkehrsbehinderung minimiert wird. Unter einem sicheren Systemzustand wird in diesem Verfahren der Stillstand des Fahrzeugs nach dem Erreichen der Zielpose verstanden, wobei sicher hier relativ zu verstehen ist. Je nach vorliegendem Zustand des Fahrzeugs und/oder Zustand des Fahrers können sich die Prioritäten bezüglich der Sicherheit verändern. Liegt keine unmittelbare Gefahrensituation vor, so würde beispielsweise ein geeigneter Parkplatz angefahren werden oder gegebenenfalls sogar eine Werkstatt, falls diese von Nöten sein sollte. Liegt hingegen eine Notsituation vor, kann unter einer sicheren Parkposition auch ein Halten auf der Straße verstanden werden, wenn die Situation als sicherer eingeschätzt wird, als eine Weiterfahrt unter den gegebenen Bedingungen, die sich aus dem Zustand des Fahrzeugs und/oder dem Zustand des Fahrers ergeben. Unter dem aktuellen Fahrzustand können zusätzlich zur Position des Fahrzeugs beispielsweise auch die Fahrtrichtung, die Geschwindigkeit, die aktuell befahrene Fahrspur, Informationen über weitere Verkehrsteilnehmer und die aktuelle Verkehrslage verstanden werden.The advantage of the method according to the invention lies in the determination of the residual energy of the vehicle, the determination of target positions and the selection of a driving trajectory. With the help of these steps, it is possible, in accordance with the available residual energy of the vehicle, to determine a target pose which can be approached by the vehicle along the selected trajectory. This can ensure that especially high and higher automated vehicles do not remain in unfavorable positions and thus constitute a hindrance to other road users. In addition, the target pose can be selected to minimize the likelihood of traffic obstruction. A safe system state in this method is understood to mean the standstill of the vehicle after reaching the target pose, it being understood that this is to be understood relatively. Depending on the current state of the vehicle and / or driver's condition, safety priorities may change. If there is no immediate danger situation, for example, a suitable parking space would be approached or, if necessary, even a workshop if it was necessary. If, on the other hand, there is an emergency situation, a safe parking position can also be understood to mean stopping on the road if the situation is deemed to be safer than continuing under the given conditions resulting from the condition of the vehicle and / or the condition of the driver result. Under the current driving state, in addition to the position of the vehicle, it is also possible, for example, to understand the direction of travel, the speed, the currently traveled lane, information about other road users and the current traffic situation.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden bei der Ermittlung von Fahrtrajektorien benötigte Energiemengen zum Befahren wenigstens eines Fahrtrajektorienabschnitts berechnet.In an advantageous embodiment of the method, energy quantities required to drive at least one driving trajectory section are calculated when ascertaining driving trajectories.

Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil, dass bei der Ermittlung der Fahrtrajektorien berücksichtigt wird, wie groß die benötigten Energiemengen zum Befahren der Fahrtrajektorien oder zumindest von Fahrtrajektorienabschnitten sind. Hierdurch lassen sich die Fahrtrajektorien beispielweise anhand der benötigten Energiemengen bewerten. Für die Berechnung der benötigten Energiemengen z.B. zur Ansteuerung der für ein jedes Fahrmanöver benötigten Aktuatoren werden in einem ersten Schritt die notwendigen Fahrhandlungen zum Befahren der Fahrtrajektorie oder Fahrtrajektorienabschnitten bestimmt. Unter Fahrhandlungen können hierbei verschiedene Fahrmanöver verstanden werden, wie bspw. das Beschleunigen und Bremsen des Fahrzeugs. Hierbei können auch unterschiedliche Steigungen bei den Fahrmanövern berücksichtigt werden. Zudem kann unter einer Fahrhandlung das Fahren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten verstanden werden, wobei hier auch der Einfluss von Reibwerten des Untergrunds berücksichtigt werden kann. Auch Kurvenfahrten und die hierfür nötigen Ansteuerungen von Aktuatoren können ein Bestandteil von Fahrhandlungen sein. In einem zweiten Schritt kann dann die Berechnung der benötigten Energiemengen mit Hilfe von hinterlegten Werten durchgeführt werden, welche den Energieverbrauch für bestimmte Fahrhandlungen und/oder den Betrieb von Energieverbrauchern im Fahrzeug und/oder die Ansteuerung bestimmter Aktuatoren angeben. Es können auch regenerative Effekte berücksichtigt werden (Rekuperation), beispielsweise die Energiegewinnung beim Bremsen.This embodiment of the method offers the advantage that, when determining the driving trajectories, it is taken into account how large the required amounts of energy are to drive on the driving trajectories or at least of driving trajectory sections. In this way, the driving trajectories can be evaluated, for example, based on the required amounts of energy. For the calculation of the required amounts of energy, for example for controlling the actuators required for each driving maneuver, the necessary driving actions for driving on the driving trajectory or driving trajectory sections are determined in a first step. Under driving actions here can be understood various maneuvers, such as, for example, the acceleration and braking of the vehicle. In this case, different gradients in the driving maneuvers can be considered. In addition, under a driving action Driving at different speeds are understood, in which case the influence of friction coefficients of the ground can be considered. Even cornering and the necessary controls of actuators can be a part of driving actions. In a second step, the calculation of the required amounts of energy can then be carried out with the aid of stored values which indicate the energy consumption for certain driving actions and / or the operation of energy consumers in the vehicle and / or the activation of specific actuators. Regenerative effects can also be taken into account (recuperation), for example energy generation during braking.

Anstatt diese Werte im Fahrzeug zu hinterlegen, könnten diese auch im Fahrbetrieb ermittelt werden, beispielsweise durch Bestimmung von Mittelwerten bei der Durchführung entsprechender Fahrhandlungen und/oder dem Betrieb von Energieverbrauchern und/oder der Ansteuerung bestimmter Aktuatoren. Ansteuerbare Aktuatoren im Fahrzeug können beispielsweise die Servolenkung, die Bremse, die Benzin- und/oder Luftzufuhr und/oder ansteuerbare Sensoren sein. Unter Energieverbrauchern können alle Komponenten, Sensoren und Geräte im Fahrzeug verstanden werden, die auf eine beliebige Art Energie verbrauchen. Hierunter fallen vor allem die elektrischen Verbraucher im Fahrzeug, bspw. die Elektronik zur Ansteuerung und zum Betreiben von Fahrzeugsensorik, die Klimaanlage, Displays und Multimediakomponenten, wie das Autoradio und die Boxen. Außerdem kann die Elektronik im Fahrzeug betrachtet werden, die zur Ansteuerung des Motors, zur Zündung des Motors und zum Betreiben von Systemen wie dem ESP und/oder dem ABS notwendig sind.Instead of storing these values in the vehicle, these could also be determined while driving, for example by determining average values during the execution of corresponding driving actions and / or the operation of energy consumers and / or the activation of specific actuators. Controllable actuators in the vehicle may be, for example, the power steering, the brake, the gasoline and / or air supply and / or controllable sensors. Energy consumers can be understood as all components, sensors and devices in the vehicle that consume energy in any way. These include, in particular, the electrical consumers in the vehicle, for example the electronics for controlling and operating vehicle sensors, the air conditioning, displays and multimedia components, such as the car radio and the speakers. In addition, the electronics in the vehicle can be considered, which are necessary for driving the engine, to ignite the engine and to operate systems such as the ESP and / or the ABS.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden zur Berechnung der benötigten Energiemengen Karteninformationen verwendet.In a preferred embodiment of the method, map information is used to calculate the required amounts of energy.

Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Fahrtrajektorien mit Hilfe von Karteninformationen analysiert werden können. Hierbei können unter anderem Steigungen, Gefälle, Kurven, Geschwindigkeitsbeschränkungen, Reibwerte und weitere Details der Strecke entlang der Fahrtrajektorie einfließen. Zudem besteht die Möglichkeit, dass die Karte bereits Informationen über benötigte Energiemengen zum Befahren von Streckenabschnitten enthält. Diese können beispielsweise auf das entsprechende Fahrzeug angepasst sein oder durch Mittelwerte ausgedrückt werden. Ist bekannt, wie hoch der Energiebedarf des Fahrzeugs im Vergleich zu diesem Mittelwert ist, lassen sich die benötigten Energiemengen für unterschiedliche Fahrtrajektorien effizient mit Hilfe der Karteninformationen berechnen oder ggf. einfach aus den Karteninformationen entnehmen.This embodiment of the invention offers the advantage that the driving trajectories can be analyzed by means of map information. Among other things, inclines, gradients, curves, speed limits, coefficients of friction and other details of the route along the travel trajectory can be incorporated. In addition, there is the possibility that the card already contains information about required amounts of energy for driving on sections. These may, for example, be adapted to the corresponding vehicle or be expressed by mean values. If it is known how high the energy requirement of the vehicle is compared to this mean value, the required amounts of energy for different driving trajectories can be calculated efficiently with the help of the map information or, if necessary, simply taken from the map information.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Ermittlung von Fahrtrajektorien unter Berücksichtigung der verfügbaren Restenergie und der berechneten benötigten Energiemengen.In a further embodiment of the method, the determination of driving trajectories takes place taking into account the available residual energy and the calculated required amounts of energy.

Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil, dass bei Berücksichtigung der verfügbaren Restenergie und der berechneten Energiemengen ermittelt werden kann, welche Fahrtrajektorien mit der verfügbaren Restenergie befahren werden können und für welche Fahrtrajektorien die Restenergie nicht ausreicht. Werden beispielsweise die benötigten Energiemengen schrittweise für Fahrtrajektorienabschnitte bestimmt, kann die Ermittlung von Fahrtrajektorien, für welche die Restenergie ausreicht, noch effizienter gestaltet werden. Hierbei können schrittweise Fahrtrajektorienabschnitte von möglichen Fahrtrajektorien ausgewertet und die benötigten Energiemengen auf diesen Streckenabschnitten berechnet werden. Überschreiten die benötigten Energiemengen die verfügbare Restenergie nicht, so kann ein nächster Fahrtrajektorienabschnitt entlang der entsprechenden Fahrtrajektorie betrachtet werden. Wird die verfügbare Restenergie überschritten, so scheidet die entsprechende Fahrtrajektorie bereits frühzeitig aus.This embodiment of the method offers the advantage that, taking into account the available residual energy and the calculated amounts of energy, it is possible to determine which driving trajectories can be traveled with the available residual energy and for which driving trajectories the residual energy is insufficient. If, for example, the required amounts of energy are determined step by step for driving trajectory sections, the determination of driving trajectories for which the residual energy suffices can be made even more efficient. In this case, stepwise driving trajectory sections of possible driving trajectories can be evaluated and the required amounts of energy calculated on these route sections. If the required amounts of energy do not exceed the available residual energy, a next driving trajectory section along the corresponding driving trajectory can be considered. If the available residual energy is exceeded, the corresponding driving trajectory is eliminated early.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Auswahl der Fahrtrajektorie anhand einer zuvor durchgeführten Bewertung der Fahrtrajektorien, wobei diese Bewertung auf der verfügbaren Restenergie und den berechneten benötigten Energiemengen basiert.In a further embodiment of the method, the selection of the driving trajectory takes place on the basis of a previously carried out evaluation of the driving trajectories, whereby this evaluation is based on the available residual energy and the calculated required amounts of energy.

Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil, dass zunächst mehrere Fahrtrajektorien ermittelt und die benötigten Energiemengen zum Befahren dieser Fahrtrajektorien berechnet werden können. Anschließend können die unterschiedlichen Fahrtrajektorien anhand der berechneten Energiemengen und der verfügbaren Restenergie bewertet werden. Hierdurch kann beispielsweise eine Priorisierung der Fahrtrajektorien im Hinblick auf den Energieverbrauch beim Befahren der Fahrtrajektorien durchgeführt werden. Je kleiner die Differenz zwischen verfügbarer Restenergie und den berechneten Energiemengen ist, desto schlechter kann beispielsweise die Bewertung der Fahrtrajektorien ausfallen.This embodiment of the method offers the advantage that initially several driving trajectories are determined and the required amounts of energy for driving on these driving trajectories can be calculated. Subsequently, the different driving trajectories can be evaluated on the basis of the calculated amounts of energy and the available residual energy. In this way, for example, a prioritization of the driving trajectories with regard to the energy consumption when driving on the driving trajectories can be carried out. For example, the smaller the difference between the available residual energy and the calculated amounts of energy, the worse the evaluation of the driving trajectories may be.

In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden zur Ermittlung der Notwendigkeit der Fahrzeugzustand und/oder der Fahrerzustand ermittelt.In a preferred embodiment of the method, the vehicle state and / or the driver state are determined to determine the necessity.

Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Notwendigkeit sowohl in Abhängigkeit des Fahrzeugzustands als auch des Fahrerzustands entstehen kann. Hierdurch wird gewährleistet, dass Insassen des Fahrzeugs und andere Verkehrsteilnehmer bestmöglich geschützt werden.This embodiment offers the advantage that the need for both vehicle condition and driver condition can arise. This ensures that the occupants of the vehicle and other road users are best protected.

Für die Ermittlung des Fahrerzustands kann eine Überwachung des Fahrers erfolgen, beispielsweise mit gängigen Methoden der Innenraumsensierung, bestehend aus Kameras und ggf. Sensoren zur Messung des Gesundheitszustands des Fahrers. Unter dem Begriff Fahrer muss hier nicht zwangsläufig eine einzelne Person verstanden werden, es können auch alle sich im Fahrzeug befindlichen Insassen unter diesem Begriff zusammengefasst werden. Bei hochautomatisierten Fahrzeugen muss der Begriff ohnehin weiter gefasst werden, da möglicherweise kein Fahrer mehr notwendig ist und somit in dieser Ausführungsform des Verfahrens der Zustand von wenigstens einem Fahrzeuginsassen überwacht wird. Diese Überwachung kann dazu verwendet werden, den Zustand des Fahrzeuginsassen und/oder des Fahrers auszuwerten, wobei anhand dieses Zustands eine Notwendigkeit zur Überführung des Fahrzeugs in einen sicheren Systemzustand abgeleitet werden kann. Fällt der Fahrzeuginsasse beispielsweise in Ohnmacht oder erleidet einen Herzinfarkt oder einen Schlaganfall, so wäre eine Notwendigkeit gegeben. Die Ermittlung des Fahrerzustandes könnte darüber hinaus auch über die Auswertung von Eingaben eines Fahrzeuginsassen geschehen, beispielsweise in Form von Sprachbefehlen oder der Betätigung einer Notfalltaste.For the determination of the driver state, a monitoring of the driver can be carried out, for example, using common methods of interior sensing, consisting of cameras and possibly sensors for measuring the health of the driver. The term driver does not necessarily mean a single person, and all occupants in the vehicle can be grouped under this term. In the case of highly automated vehicles, the term must anyway be broader, since possibly no driver is necessary any more and thus, in this embodiment of the method, the condition of at least one vehicle occupant is monitored. This monitoring can be used to evaluate the condition of the vehicle occupant and / or the driver, whereby a need for the transfer of the vehicle to a safe system state can be derived from this condition. For example, if the vehicle occupant faints or suffers a heart attack or stroke, a need would be present. The determination of the driver state could also be done via the evaluation of inputs of a vehicle occupant, for example in the form of voice commands or the operation of an emergency button.

Anstelle oder zusätzlich zu der Berücksichtigung des Zustands wenigstens eines Fahrzeuginsassen kann auch der Fahrzeugzustand in die Ermittlung der Notwendigkeit einfließen. Hierunter fällt z.B. die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs. Ist diese eingeschränkt, kann ebenfalls eine Notwendigkeit entstehen. Unter der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs kann beispielsweise die Funktionsfähigkeit aller im und/oder am Fahrzeug vorhandenen Sensoren verstanden werden, insbesondere von vorhandener Umfeldsensorik, welche wesentlich für die Ausführung einer bestimmten automatischen Fahrfunktionen ist. Zudem kann eine Überwachung der Funktionsfähigkeit aller mechanischen Funktionen und Aktuatoren durchgeführt werden, die beispielsweise eine Einschränkung in der Servolenkung, der Bremse oder von Komponenten des Antriebsstrangs feststellen kann. Auch Ausfälle oder Einschränkungen von Fahrerassistenzsystemen oder hochautomatischen Fahrzeugfunktionen fallen unter den Begriff der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs. Von besonderer Bedeutung für dieses Verfahren sind Störungen und/oder Einschränkungen und/oder Ausfälle der Energieversorgung.Instead of or in addition to the consideration of the state of at least one vehicle occupant, the vehicle state can also be used to determine the necessity. This includes e.g. the functionality of the vehicle. If this is limited, there may also be a need. The functionality of the vehicle can be understood, for example, to mean the functionality of all sensors present in and / or on the vehicle, in particular of existing surroundings sensors, which is essential for the execution of a specific automatic driving function. In addition, a monitoring of the functioning of all mechanical functions and actuators can be carried out, which can detect, for example, a limitation in the power steering, the brake or components of the drive train. Even failures or limitations of driver assistance systems or highly automated vehicle functions fall under the concept of the functioning of the vehicle. Of particular importance for this method are disturbances and / or restrictions and / or failures of the power supply.

Darüber hinaus kann der Fahrzeugzustand auch die Informationen des Fahrzustands umfassen, also unter anderem die Position, Fahrtrichtung, Geschwindigkeit und Informationen über die Verkehrssituation. Auch kann der Fahrzeugzustand außergewöhnliche Ereignisse umfassen, wie einen geplatzten Reifen, Steinschlag oder einen Brand des Fahrzeugs. In addition, the vehicle state may also include the information of the driving state, that is, among other things, the position, direction of travel, speed and information about the traffic situation. Also, the vehicle condition may include exceptional events, such as a burst tire, stone chipping or a fire of the vehicle.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird für die Ermittlung der wenigstens einen Zielpose ein Wahrscheinlichkeitswert verwendet, welcher aus einer Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit anderen Verkehrsteilnehmern und/oder einer Behinderung anderer Verkehrsteilnehmer an dieser Zielpose berechnet wird.In a further embodiment of the method, a probability value which is calculated from a probability of a collision with other road users and / or a hindrance of other road users at this destination pose is used for the determination of the at least one destination pose.

Diese Ausführungsform des Verfahrens trägt vorteilhaft dazu bei, dass eine möglichst sichere Zielpose angesteuert und die Wahrscheinlichkeit für Behinderungen anderer Verkehrsteilnehmer oder Unfälle verringert wird. Für die Berechnung des Wahrscheinlichkeitswertes können beispielsweise Daten der Unfallforschung verwendet werden, mit welchen Statistiken über Unfallwahrscheinlichkeiten an unterschiedlichen Haltepositionen bzw. Zielposen erstellt werden können.This embodiment of the method advantageously contributes to ensuring that the target pose is as secure as possible and that the probability of hindrances to other road users or accidents is reduced. For example, data from accident research can be used to calculate the probability value with which statistics about accident probabilities at different stop positions or target positions can be created.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird für die Ermittlung der wenigstens einen Zielpose ein Flussraten-Wahrscheinlichkeitswert verwendet, welcher Auswirkungen auf Flussraten des Umgebungsverkehrs bei einer Überführung des Fahrzeugs an diese Zielpose berücksichtigt.In an advantageous embodiment of the method, a flow rate probability value is used for determining the at least one target pose, which takes into account effects on flow rates of the surrounding traffic when the vehicle is transferred to this target pose.

Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil, dass unter Berücksichtigung der Restenergie Zielposen ermittelt werden können, an welchen der Umgebungsverkehr so wenig wie möglich negativ beeinflusst wird. Das bedeutet beispielsweise, dass Rückstaus auf Hauptstraßen und/oder stärker ausgelastet Straßen minimiert werden. Zudem kann die Akzeptanz für teil- oder hochautomatisierte Fahrzeuge gesteigert werden, wenn auch bei einem Systemfehler oder -teilausfall keine zusätzlichen Behinderungen des Umgebungsverkehrs durch diese Fahrzeuge zu erwarten sind.This embodiment of the method offers the advantage that, taking into account the residual energy, target poses can be determined at which the surrounding traffic is negatively influenced as little as possible. This means, for example, that backpressures on main roads and / or more busy roads are minimized. In addition, the acceptance of semi-or highly automated vehicles can be increased, even if in a system error or partial failure no additional obstructions of the surrounding traffic are expected by these vehicles.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird eine Ermittlung des aktuellen Umgebungsverkehrs durchgeführt, wobei der aktuelle Umgebungsverkehr in den Flussraten-Wahrscheinlichkeitswert einfließt.In an advantageous embodiment of the method, a determination of the current surrounding traffic is carried out, wherein the current surrounding traffic flows into the flow rate probability value.

Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil, dass auf aktuelle Verkehrsinformationen des Umgebungsverkehrs zurückgegriffen werden kann und somit situativ eine bestmögliche Zielpose ermittelt werden kann. Der Fokus bei der Ermittlung liegt hierbei wieder in der Minimierung von Verkehrsbehinderungen für andere Verkehrsteilnehmer. Zudem können die ermittelten Informationen über den aktuellen Umgebungsverkehr entlang der Fahrtrajektorie bei der Berechnung der benötigten Energiemengen berücksichtigt werden. Mittels dieser Informationen kann z.B. abgeschätzt werden, wie oft angefahren werden und gebremst werden muss und wie lange das Fahrzeug voraussichtlich nicht bewegt werden muss, da es beispielsweise in einem Stau und/oder an einer Ampel und/oder an einer Baustelle warten muss. This embodiment of the method offers the advantage that current traffic information of the surrounding traffic can be used, and thus a best possible target pose can be determined in situ. The focus of the investigation is again on minimizing traffic delays for other road users. In addition, the information obtained about the current environment traffic along the Fahrtrajektorie be considered in the calculation of the required amounts of energy. By means of this information, it can be estimated, for example, how often it has to be approached and braked and how long it is not necessary to move the vehicle because it has to wait, for example, in a traffic jam and / or at a traffic light and / or at a construction site.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden eine erste und wenigstens eine zweite Zielpose ermittelt, wobei eine Bewertung der ermittelten Zielposen durchgeführt wird.In a further embodiment of the method, a first and at least one second target pose are determined, wherein an evaluation of the determined target poses is carried out.

Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass mehrere Zielposen und somit auch eine größere Anzahl an Fahrtrajektorien bewertet werden können. Hierdurch steigt wiederum die Wahrscheinlichkeit, eine unter dem Aspekt des Energieverbauchs und der Behinderung von weiteren Verkehrsteilnehmern möglichst optimale Zielpose und Fahrtrajektorie zu ermitteln.This embodiment offers the advantage that a plurality of target poses and thus also a larger number of driving trajectories can be evaluated. This in turn increases the likelihood of determining an optimal target pose and driving trajectory from the perspective of energy consumption and the obstruction of other road users.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Bewertung der ermittelten Zielposen mit Hilfe des Wahrscheinlichkeitswertes und/oder des Flussraten-Wahrscheinlichkeitswertes durchgeführt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Bewertung anhand von definierten Kriterien durchgeführt werden kann. Hierdurch lässt sich die Wahrscheinlichkeit für eine Behinderung anderer Verkehrsteilnehmer, des Verkehrsflusses und für einen Unfall weiter reduzieren.In a further embodiment of the method, the evaluation of the determined target poses is carried out with the aid of the probability value and / or the flow rate probability value. This embodiment has the advantage that the evaluation can be carried out on the basis of defined criteria. This further reduces the likelihood of obstruction of other road users, traffic flow and an accident.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Auswahl einer der Fahrtrajektorien zusätzlich anhand der Bewertung der wenigstens zwei ermittelten Zielposen.In a preferred embodiment of the method, the selection of one of the driving trajectories is additionally based on the evaluation of the at least two determined target poses.

Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass bei der Auswahl der Fahrtrajektorien auch eine Bewertung der Zielposen mit einfließt. Bevorzugt sollen Zielposen ermittelt werden, welche den Verkehrsfluss möglichst nicht negativ beeinflussen. Hierfür bieten sich mehrere Kriterien an. Die ausgewählten Verkehrswege auf denen eine Zielpose ermittel werden soll, sollten beispielweise mindestens zweispurig in beide Fahrtrichtungen sein. Zudem können Haupt- und Nebenstraßen ermittelt werden, wobei für eine Zielpose die Nebenstraße bevorzugt würde. Auch kann die Verkehrsauslastung der Straßen mit einbezogen werden. Hierbei bieten sich entweder aktuelle Verkehrsinformationen oder Erfahrungswerte an, die beispielsweise im Fahrzeug hinterlegt sein können. Desweiteren kann die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit und/oder Behinderung von anderen Verkehrsteilnehmern in die Bewertung der Zielpose eingehen. Zu bevorzugende Zielposen wären beispielsweise Parkieranlagen, Stand-/Parkstreifen, freie Parkflächen, mehrspurige Nebenstraßen mit geringer Verkehrsauslastung, Freiflächen mit beschränkter Fahrerlaubnis oder Nothaltebuchten. Als erweiterndes Kritierium kann für die Bewertung einer Wahrscheinlichkeit bzgl. der zu bevorzugenden Infrastrukturumgebung zur Ermittlung einer Zielpose unter Berücksichtigung zu erwartender Kollisionen auch die nach Erreichen der Zielpose verbleibende Breite des restlichen Verkehrsweges ggf. in Kombination mit dessen Auslastung verwendet werden. This embodiment has the advantage that in the selection of the driving trajectories also an assessment of the target poses is included. Targeted poses should preferably be determined which do not adversely affect the traffic flow as far as possible. There are several criteria for this. The selected traffic routes on which a target pose is to be determined should, for example, be at least two lanes in both directions of travel. In addition, main and side roads can be determined, for a Zielpose the side street would be preferred. Also, the traffic load of the streets can be included. Here are either up-to-date traffic information or experience, which may be stored for example in the vehicle. Furthermore, the likelihood of a collision with and / or obstruction of other road users may be included in the assessment of the target pose. Preferential Zielposen would be, for example, parking facilities, parking / parking strips, free parking areas, multi-lane side roads with low traffic, open spaces with limited driving or emergency stop bays. As an expanding criterion, the width of the remaining traffic route remaining after reaching the destination pose, if appropriate in combination with its utilization, can also be used for the evaluation of a probability with regard to the preferred infrastructure environment for determining a target pose taking into account expected collisions.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden bei der Ermittlung der wenigstens einen Zielpose kartengestützte Ortsdaten berücksichtigt.In an advantageous embodiment of the method, map-based location data are taken into account when determining the at least one destination pose.

Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil, dass vorteilhafte Zielposen sehr effizient ermittelt werden können. Diese können beispielsweise schon abgespeichert vorliegen oder anhand von den oben genannten Kriterien bestimmt werden. Unter kartengestüzten Ortsdaten können hierbei alle Arten von modernen digitalen Karten verstanden werden. Informationen über erreichbare Zielposen können z.B. auch von einem Kartenserver angefordert werden.This embodiment of the method offers the advantage that advantageous target poses can be determined very efficiently. These can for example already be stored or determined on the basis of the criteria mentioned above. Card-based location data can be understood to mean all types of modern digital maps. Information about achievable destination poses may e.g. also be requested from a map server.

Erfindungsgemäß wird außerdem eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Signals zur Überführung eines hoch- oder vollautomatisierten Fahrzeugs in einen sicheren Systemzustand an einer Zielpose beansprucht, welche dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.According to the invention, a device is also claimed for generating a signal for transferring a highly or fully automated vehicle into a safe system state at a destination pose, which is set up to carry out the method according to the invention.

Zudem wird ein Computerprogramm beansprucht, welches eingerichtet ist, alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.In addition, a computer program is claimed, which is set up to carry out all the steps of the method according to the invention.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen, Vorteile und Wirkungen auf Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung und aus den Zeichnungen. Further details, features, combinations of features, advantages and effects based on the invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments of the invention and from the drawings.

1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens. 1 shows an exemplary embodiment of the method.

2 zeigt eine mögliche Fahrsituation mit möglicher Fahrtrajektorie zu einer Zielpose. 2 shows a possible driving situation with possible driving trajectory to a Zielpose.

Ausführungsbeispielembodiment

In 1 ist ein beispielhafter Ablauf des offenbarten Verfahrens in einem hoch- oder alternativ vollautomatischem Fahrzeug 201 dargestellt. Das Fahrzeug 201 ist hierbei mit einer entsprechenden ersten Vorrichtung ausgestattet auf welcher ein Computerprogramm eingerichtet ist, um das Verfahren auszuführen. Das Fahrzeug 201 ist darüber hinaus mit Sensoren zur Umfeld- und optional auch Sensoren zur Innenraumsensierung ausgestattet. Außerdem kann eine zweite Vorrichtung im Fahrzeug 201 vorgesehen sein, welche das auf Basis einer ausgewählten Fahrtrajektorie 205 erzeugte Signal der ersten Vorrichtung empfängt und basierend auf diesem Signal eine Ansteuerung entsprechender Aktuatoren des Fahrzeugs 201 durchführt, um dieses automatisiert entlang der ausgewählten Trajektorie zu führen. Alternativ kann das von der ersten Vorrichtung erzeugte Signal direkt zur Ansteuerung der entsprechenden Aktuatoren verwendet werden.In 1 is an exemplary flow of the disclosed method in a highly or alternatively fully automatic vehicle 201 shown. The vehicle 201 is equipped with a corresponding first device on which a computer program is set up to carry out the method. The vehicle 201 is also equipped with sensors for ambient and optionally sensors for interior sensing. In addition, a second device in the vehicle 201 be provided, which on the basis of a selected Fahrtrajektorie 205 generated signal of the first device receives and based on this signal, a drive corresponding actuators of the vehicle 201 to automate this along the selected trajectory. Alternatively, the signal generated by the first device can be used directly to drive the corresponding actuators.

Das Verfahren startet in Schritt 101.The procedure starts in step 101 ,

In Schritt 102 findet eine Ermittlung der Notwendigkeit zur Überführung des Fahrzeugs 201 in einen sicheren Systemzustand statt. Hierfür wird der Fahrerzustand und/oder der Fahrzeugzustand ermittelt. Für die Ermittlung des Fahrerzustands wird die Innenraumsensierung des Fahrzeugs 201 verwendet. Die Überwachung des Fahrerzustands, bzw. des Zustands eines Fahrzeuginsassen, erfolgt hierbei mittels bekannter Methoden. Der Fahrzeuginsasse wird mit einer Innenraumkamera beobachtet und dessen Zustand anhand der Kamerabilder ausgewertet. Diese können beispielsweise die Augenbewegung, die Körpertemperatur, die Körperhaltung, ungewöhnliche Bewegungsabläufe und weitere Details liefern. Zudem können im Fahrzeug 201 Sensoren vorgesehen sein, welche aktuelle und für medizinische Diagnosen sinnvolle Werte des Fahrzeuginsassen messen, darunter seinen Blutdruck, seinen Zuckerspiegel und seine Körpertemperatur.In step 102 finds a determination of the need to transfer the vehicle 201 into a safe system state. For this purpose, the driver state and / or the vehicle state is determined. For the determination of the driver state, the interior sensing of the vehicle 201 used. The monitoring of the driver state, or the state of a vehicle occupant, takes place here by means of known methods. The vehicle occupant is observed with an interior camera and evaluated its state based on the camera images. These can provide, for example, eye movement, body temperature, posture, unusual movements and other details. In addition, in the vehicle 201 Sensors are provided, which measure current and for medical diagnoses meaningful values of the vehicle occupant, including his blood pressure, his sugar level and body temperature.

Für die Ermittlung des Fahrzeugzustands werden alle wichtigen Fahrfunktionen und Sensoren und die Energieversorgung auf ihre Funktionsfähigkeit untersucht. Wird bei der Ermittlung des Fahrzeugzustands festgestellt, dass beispielsweise eine Defekt in der Energieversorgung vorliegt, so wird folglich eine Notwendigkeit zur Überführung des Fahrzeugs 201 in einen sicheren Systemzustand festgestellt. Das gleiche gilt für den Fall, dass bei der Ermittlung des Fahrerzustands festgestellt wird, dass der Fahrer beispielsweise aufgrund von gesundheitlichen Problemen nicht mehr in der Lage ist, die Kontrolle über das Fahrzeug 201 zu übernehmen oder Hilfe benötigt.For determining the vehicle condition, all important driving functions and sensors and the energy supply are examined for their functionality. If it is determined in the determination of the vehicle state, for example, that there is a defect in the power supply, so is a need for transfer of the vehicle 201 detected in a safe system state. The same applies to the case in which it is determined in the determination of the driver's condition that the driver is no longer able to control the vehicle, for example because of health problems 201 to take over or help needed.

Je nach Ausführungsform können sowohl der Fahrer- als auch der Fahrzeugzustand ermittelt werden. Es kann alternativ auch nur der Fahrer- oder nur der Fahrzeugzustand ermittelt werden oder eine Notwendigkeit auf Basis von anderen Informationen ermittelt werden. Beispielsweise durch Signale von außen, z.B. von anderen Fahrzeugen, die beispielsweise einen Schaden am Fahrzeug 201 feststellen oder von autorisierten Personen wie der Polizei. Generell kann die Ermittlung, ob der aktuell vorliegende Zustand eine solche Notwendigkeit erzeugt, anhand von hinterlegten Szenarien erfolgen.Depending on the embodiment, both the driver and the vehicle state can be determined. Alternatively, only the driver or only the vehicle state can be determined or a need can be determined on the basis of other information. For example, by signals from the outside, for example from other vehicles, for example, damage to the vehicle 201 or by authorized persons such as the police. In general, the determination as to whether the current state generates such a need can be based on stored scenarios.

Wird in Schritt 102 festgestellt, dass eine Notwendigkeit zur Überführung des Fahrzeugs 201 in einen sicheren Systemzustand besteht, so wird in Schritt 103 der Fahrzustand des Fahrzeugs 201 bestimmt. Hierbei werden die aktuelle Fahrzeugposition, die Fahrtrichtung und optional die aktuell befahrene Spur, die aktuelle Geschwindigkeit und die aktuelle Verkehrslage ermittelt. Für die Ermittlung der Verkehrslage können alle Informationen über die in der näheren Umgebung befindlichen Strecken, welche vom Fahrzeug 201 befahren werden könnten, eingeholt werden. Die Informationen beinhalten bspw. Staus, Baustellen und ähnliche Verkehrsbehinderungen bzw. Fahrzeuganhäufungen.Will in step 102 found that a need to transfer the vehicle 201 is in a safe system state, so in step 103 the driving condition of the vehicle 201 certainly. Here, the current vehicle position, the direction of travel and optionally the currently traveled lane, the current speed and the current traffic situation are determined. For the determination of the traffic situation, all information about the routes located in the immediate vicinity of the vehicle 201 be caught up. The information includes, for example, traffic jams, construction sites and similar traffic obstructions or vehicle accumulations.

In Schritt 104 erfolgt eine Ermittlung der verfügbaren Restenergie des Fahrzeugs 201. In diesem Schritt wird die Energieversorgung des Fahrzeugs 201 detailliert untersucht. Handelt es sich um ein Elektrofahrzeug wird bestimmt, wie groß die verbleibenden nutzbaren Energiereserven in den verwendbaren Batterien sind und ob diese mittels der funktionsfähigen Bordelektronik ausgeschöpft/verwendet werden können. Zudem können alle Leitungen auf Schäden überprüft werden, beispielweise in dem die Leitfähigkeit bestimmt und mit hinterlegten Erwartungswerten verglichen wird. Wird das Fahrzeug 201 mittels einer anderen Energiequelle betrieben, beispielsweise mit Benzin, Diesel, Gas oder Wasserstoff, so wird entsprechend diese Art der Versorgung untersucht. Hierbei können beispielsweise die Restmengen der Energieträger (des Treibstoffs) bestimmt werden und der mögliche Wirkungsgrad bestimmt werden, welcher sich möglicherweise bei einem Teilsystemausfall verändert haben kann. Fallen alle Antriebsmöglichkeiten aus, so entspricht die verfügbare Restenergie bei ebenem Fahrbahnverlauf der kinetischen Energie des Fahrzeugs 201, welche sich aus der Fahrzeugmasse und der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 201 ergibt. Befindet sich das Fahrzeug 201 auf einem Streckenabschnitt mit einer Steigung, so kann dies ebenfalls mit einberechnet werden, wodurch zusätzlich zur kinetischen Energie noch potenzielle Energie des Fahrzeugs 201 hinzukommen kann.In step 104 a determination is made of the available residual energy of the vehicle 201 , In this step, the power supply of the vehicle 201 examined in detail. In the case of an electric vehicle, it is determined how large the remaining usable energy reserves are in the batteries that can be used and whether they can be utilized / used by the functioning on-board electronics. In addition, all lines can be checked for damage, for example, in which the conductivity is determined and compared with stored expected values. Will the vehicle 201 operated by another source of energy, such as gasoline, diesel, gas or hydrogen, so this type of supply is examined accordingly. In this case, for example, the residual amounts of the energy (the fuel) can be determined and the possible efficiency can be determined, which may have changed in a subsystem failure. If all drive options fail, the available residual energy in the case of a flat road course corresponds to the kinetic energy of the vehicle 201 which is based on the vehicle mass and the current speed of the vehicle 201 results. Is the vehicle located 201 on a stretch of track with a slope, this can also be taken into account, which in addition to the kinetic energy still potential energy of the vehicle 201 can be added.

In Schritt 105 werden anschließend Zielposen 204 ermittelt, welche beispielsweise nach den Kriterien eines minimalen Kollisionsrisikos und/oder eines minimalen Risikos der Behinderung weiterer Verkehrsteilnehmer und der Erreichbarkeit in Bezug auf die Restenergie ausgewählt werden. Für die Ermittlung kann beispielsweise ein Wahrscheinlichkeitswert verwendet werden, welcher aus einer Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit anderen Verkehrsteilnehmern und/oder einer Behinderung anderer Verkehrsteilnehmer an dieser Zielpose 204 berechnet wird. Die Berechnung dieser Wahrscheinlichkeit kann hierbei auf Daten der Unfallforschung basieren, mit welchen für gewisse Zielposen 204 anhand von Unfalldaten bestimmt werden kann, wie häufig an einer vergleichbaren Zielpose 204 (beispielsweise ein Standstreifen) Unfälle passieren. Der Wahrscheinlichkeitswert muss hierbei nicht in Prozent ausgedrückt werden, sondern kann beispielsweise drei Stufen enthalten, Wahrscheinlichkeit gering, mittel oder hoch. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein Flussraten-Wahrscheinlichkeitswert zur Ermittlung der Zielposen 204 verwendet werden, welcher Auswirkungen auf Flussraten des Umgebungsverkehrs bei einer Überführung des Fahrzeugs 201 an diese Zielpose 204 berücksichtigt. Hierbei können Informationen über den Umgebungsverkehr, beispielsweise durch eine Ermittlung des aktuellen Umgebungsverkehrs erfolgen, z.B. mit Hilfe der verbauten Umfeldsensorik und/oder über gängige Empfangssysteme für Verkehrsnachrichten. Beispielsweise kann der Umgebungsverkehr mittels Radiowellen und/oder über GPS-Signale und/oder das mobile Internet erfolgen. Denkbar ist auch die Verwendung von Bildmaterial, welches beispielsweise von aktuellen Satelliten, Verkehrskameras, Helikoptern, Flugzeugen oder Drohnen aufgezeichnet und gesendet werden kann. Eine weitere Möglichkeit wäre eine Car-to-Car-Kommunikation, mit welcher ein Austausch über die Verkehrslage umsetzbar ist. Alternativ zu einer Ermittlung des aktuellen Umgebungsverkehrs können beispielsweise auch Erfahrungsdaten für bestimmte Streckenabschnitte im Fahrzeug 201 hinterlegt sein, die beispielsweise angeben, wie hoch die Auslastung bestimmter Streckenabschnitte an bestimmten Tagen zu bestimmten Uhrzeiten ist. Für die Bestimmung des Flussraten-Wahrscheinlichkeitswertes können dann entsprechende Informationen – entweder abgelegte oder aktuelle – verwendet werden. Je weniger Verkehr auf einem Streckenabschnitt zu erwarten ist und je mehr befahrbare Spuren zur Verfügung stehen, desto niedriger wird die Wahrscheinlichkeit einer Behinderung des Verkehrs und einer Verringerung der Flussraten. Eine Flussrate auf einem Streckenabschnitt bezeichnen in diesem Fall die Anzahl der Fahrzeuge, die pro Zeiteinheit diesen Streckenabschnitt passieren. Werden mehrere Zielposen 204 ermittelt, können diese nach unterschiedlichen Kriterien bewertet werden. Beispielweise nach Entfernung, nach Versorgungsmöglichkeiten in der Nähe der Zielpose 204 (Krankenhaus, Werkstatt) oder nach den bereits beschriebenen Kriterien, welche das Kollisionsrisiko minimieren und/oder Behinderungen anderer Verkehrsteilnehmer vermeiden und/oder Senkungen des Verkehrsflusses verhindern sollen.In step 105 then become target poses 204 determines which, for example, are selected according to the criteria of a minimum collision risk and / or a minimum risk of obstruction of other road users and the availability in terms of the residual energy. For example, a probability value can be used for the determination, which consists of a probability of a collision with other road users and / or a hindrance of other road users on this target pose 204 is calculated. The calculation of this probability can be based on data from accident research, with which for certain target poses 204 Based on accident data can be determined how often a comparable Zielpose 204 (for example, a hard shoulder) Accidents happen. The probability value does not have to be expressed as a percentage, but may, for example, contain three levels, probability low, medium or high. Additionally or alternatively, a flow rate probability value may also be used to determine the target poses 204 which affects the flow rates of the surrounding traffic when the vehicle is transferred 201 to this target pose 204 considered. In this case, information about the surrounding traffic, for example, by a determination of the current surrounding traffic done, for example, using the built environment sensors and / or common reception systems for traffic news. For example, the surrounding traffic can be done by means of radio waves and / or via GPS signals and / or the mobile Internet. It is also conceivable to use image material which can be recorded and transmitted, for example, by current satellites, traffic cameras, helicopters, airplanes or drones. Another possibility would be car-to-car communication, with which an exchange on the traffic situation can be implemented. As an alternative to a determination of the current surrounding traffic, for example, experience data for certain route sections in the vehicle 201 For example, you can specify how high the utilization of certain sections on certain days is at certain times. For the determination of the flow rate probability value corresponding information - either stored or current - can then be used. The less traffic is expected on a stretch of road and the more passable lanes are available, the lower the likelihood of obstruction of traffic and a reduction in flow rates. A flow rate on a link section in this case designates the number of vehicles that pass this route section per unit of time. Become several target poses 204 determined, these can be evaluated according to different criteria. For example, by distance, by supply options near the target pose 204 (Hospital, workshop) or according to the criteria already described, which should minimize the risk of collision and / or prevent obstruction of other road users and / or prevent reductions in traffic flow.

Bei der Ermittlung der Zielposen 204 können kartengestützte Ortsdaten verwendet werden, wodurch eine sehr effiziente Ermittlung möglich ist. Bevorzugte Zielposen 204 wären beispielsweise Orte, welche eine minimale Auswirkung auf die Flussraten des Umgebungsverkehrs haben, Freiflächen mit eingeschränkter Fahrerlaubnis und/oder Parkerlaubnis, freie Parkflächen oder mindestens zweispurige Nebenstraßen mit geringer Verkehrsauslastung, wobei Nebenstraßen gegenüber Hauptstraßen bevorzugt werden.When determining the target poses 204 Card-based location data can be used, which makes a very efficient determination possible. Preferred target poses 204 For example, locations that have a minimal impact on the flow rates of the surrounding traffic would be open spaces with limited driving and / or parking permits, free parking areas or at least two lane side streets with low traffic load, with minor roads being preferred over main roads.

In Schritt 106 erfolgt die Ermittlung von Fahrtrajektorien 205 von der aktuellen Fahrposition zu der wenigstens einen Zielpose 204. In diesem Ausführungsbeispiel werden bei der Ermittlung die benötigten Energiemengen berechnet, die zum Befahren der Fahrtrajektorien 205 oder Fahrtrajektorienabschnitte benötigt werden. Hierfür wird in einem ersten Schritt ermittelt, welche Fahrhandlungen zum Befahren der Fahrtrajektorie 205 oder der Fahrtrajektorienabschnitte durchgeführt werden müssen. Hierbei können vor allem Distanzen, Geschwindigkeiten, Steigungen, die Verkehrsauslastung entlang der Fahrtrajektorie 205 oder dem Fahrtrajektorienabschnitt und Kurvenfahrten berücksichtigt werden. Die Bestimmung von notwendigen Fahrhandlungen kann beispielsweise mit Karteninformationen stattfinden, welche Steigungen, genaue Streckenverläufe und ggf. Informationen über den Umgebungsverkehr liefern. In einem zweiten Schritt werden auf Basis der ermittelten Fahrhandlungen die benötigten Energiemengen berechnet, die zum Befahren der Fahrtrajektorien 205 oder den Fahrtrajektorienabschnitten benötigt werden. Diese Berechnung kann mit Hilfe von im Fahrzeug 201 hinterlegten Werten stattfinden, welche angeben, wie viel Energie bei einer bestimmten Fahrhandlung verbraucht wird. Alternativ können diese Werte auch im Fahrzeugbetrieb, beispielsweise über eine Mittelwertbildung bestimmt werden. Unterstützend können Karteninformationen bei der Berechnung mit einbezogen werden, welche detaillierte Informationen über die Strecken – wie Höhenprofile – entlang der Fahrtrajektorien 205 oder Fahrtrajektorienabschnitte liefern können. Alternativ kann die Berechnung der benötigten Energiemengen zum Befahren wengistens einer Fahrtrajektorie 205 auch ausschließlich anhand von Karteninformationen und der entsprechenden Fahrtrajektorie 205 erfolgen. Ist in den Karteninformationen beispielsweise zusätzlich hinterlegt, wie viel Energie zum Befahren unterschiedlicher Strecken notwendig ist, so kann diese Information direkt aus den Karteninformationen entnommen und im Verfahren verwendet werden. Sind die in den Karteninformationen abgespeicherten Werte auf andere Fahrzeuge angepasst, so können die Werte beispielsweise vor der Verwendung auf das entsprechende Fahrzeug 201 umgerechnet werden. Denkbar wäre an dieser Stelle auch, dass Wetterinformationen in die Berechnung mit einfließen, die beispielsweise einen Hinweis darauf geben, ob Energieverbraucher wie die Klimaanlage verwendet werden müssen oder ob sich Reibwerte auf den Streckenentlang der Fahrtrajektorien 205 verändern. In step 106 the determination of driving trajectories takes place 205 from the current driving position to the at least one target pose 204 , In this embodiment, the required quantities of energy are calculated during the determination, which are necessary for driving on the driving trajectories 205 or driving trajectory sections are needed. For this purpose, it is determined in a first step, which driving actions for driving the driving trajectory 205 or the Fahrtrajektorienabschnitte must be performed. In particular, distances, speeds, gradients, traffic utilization along the driving trajectory can be used 205 or the Fahrtrajektorienabschnitt and cornering. The determination of necessary driving actions can take place, for example, with map information, which provides inclines, exact route courses and possibly information about the surrounding traffic. In a second step, the required amounts of energy are calculated on the basis of the determined driving actions, which are used for driving the driving trajectories 205 or the Fahrtrajektorienabschnitten be needed. This calculation can be done with the help of in the vehicle 201 stored values, which indicate how much energy is consumed in a particular driving action. Alternatively, these values can also be determined in vehicle operation, for example by averaging. Supporting map information can be included in the calculation, which provides detailed information about the routes - such as height profiles - along the Fahrtrajektorien 205 or driving trajectory sections. Alternatively, the calculation of the required amounts of energy for driving on at least one driving trajectory 205 also exclusively on the basis of map information and the corresponding driving trajectory 205 respectively. If in the map information, for example, additionally deposited, how much energy is necessary for driving on different routes, this information can be taken directly from the map information and used in the process. If the values stored in the map information are adapted to other vehicles, for example, the values may be applied to the corresponding vehicle before use 201 be converted. It would also be conceivable at this point that weather information is included in the calculation, which, for example, give an indication as to whether energy consumers, such as the air conditioning system, must be used or whether there are friction coefficients on the routes along the driving trajectories 205 change.

In Schritt 107 erfolgt die Auswahl einer der Fahrtrajektorien 205, welche zur Überführung des Fahrzeugs 201 in einen sicheren Systemzustand an einer der Zielposen 204 dient. Diese Auswahl kann beispielsweise anhand einer zuvor durchgeführten Bewertung der Fahrtrajektorien 205 stattfinden, wobei diese Bewertung anhand der benötigten Energiemengen zum Befahren der Fahrtrajektorien 205 durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann die Fahrtrajektorie 205 gewählt werden, bei der die berechneten benötigten Energiemengen am kleinsten sind. Zusätzlich kann auch die Bewertung der Zielposen 204 mit in die Bewertung der Fahrtrajektorien 205 einfließen. Werden beispielsweise für zwei Fahrtrajektorien 205 zu unterschiedlichen Zielposen 204 etwa die gleichen Energiemengen benötigt, so wird die Fahrtrajektorie 205 ausgewählt, bei der die Zielpose 204 besser bewertet wurde. Die Gewichtung der Bewertungen kann hierbei beliebig angepasst werden. Beispielsweise kann die Auswahl aus allen Fahrtrajektorien 205, bei denen die benötigten Energiemengen deutlich kleiner als die verfügbare Restenergie des Fahrzeugs 201 sind, allein anhand der Bewertungen der Zielposen 204 erfolgen. In diesem Ausführungsbeispiel wird bei der Auswahl der Fahrtrajektorien 205 nur eine Fahrtrajektorie 205 ausgewählt, bei welcher die berechneten benötigten Energiemengen die verfügbare Restenergie nicht überschreiten. In step 107 the selection of one of the driving trajectories takes place 205 which is used to transfer the vehicle 201 into a safe system state at one of the destination poses 204 serves. This selection can, for example, based on a previously carried out evaluation of the driving trajectories 205 take place, this evaluation on the basis of the required amounts of energy to drive on the Fahrtrajektorien 205 can be carried out. For example, the driving trajectory 205 are chosen, in which the calculated required amounts of energy are smallest. In addition, the evaluation of the target poses 204 in the evaluation of the driving trajectories 205 incorporated. For example, for two Fahrtrajektorien 205 to different target poses 204 about the same amount of energy needed, so is the Fahrtrajektorie 205 selected at which the target pose 204 was rated better. The weighting of the ratings can be adjusted as desired. For example, the selection of all driving trajectories 205 in which the required amounts of energy are significantly smaller than the available residual energy of the vehicle 201 are based solely on the ratings of the target poses 204 respectively. In this embodiment, in the selection of the driving trajectories 205 only a driving trajectory 205 selected, in which the calculated required amounts of energy do not exceed the available residual energy.

In Schritt 108 erfolgt die Erzeugung eines Signals auf Basis der in Schritt 107 ausgewählten Fahrtrajektorie 205. Das Signal kann hierbei Informationen über Wegpunkte, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen enthalten. Diese Angaben können im Fahrzeugbezugssystem oder in einem Kartenbezugssystem gemacht werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Fahrzeugbezugssystem verwendet, da hierdurch auch ein sicheres Befahren ohne Kartenmaterial mit Hilfe der Umfeldsensorik des Fahrzeugs 201 möglich ist.In step 108 the generation of a signal is based on the in step 107 selected driving trajectory 205 , The signal may include information about waypoints, velocities, and accelerations. This information can be made in the vehicle reference system or in a map reference system. In this embodiment, the vehicle reference system is used, as this also safe driving without maps with the help of the environment sensor of the vehicle 201 is possible.

Je nach Ausführungsform und Verwendung des Verfahrens kann das Signal direkt an einen entsprechenden Fahrzeugregler gesendet werden, welcher entsprechende Aktuatoren des Fahrzeugs 201 ansteuert, sodass dieses entlang der Fahrtrajektorie 205 gesteuert wird. Alternativ kann das Signal auch an ein weiteres Steuergerät gesendet werden, das die Informationen verarbeitet und anschließend eine automatisierte Fahrt entlang der Fahrtrajektorie 205 einleitet.Depending on the embodiment and use of the method, the signal can be sent directly to a corresponding vehicle controller, which corresponding actuators of the vehicle 201 controls, so this along the Fahrtrajektorie 205 is controlled. Alternatively, the signal can also be sent to another control unit, which processes the information and then an automated drive along the Fahrtrajektorie 205 initiates.

Das Verfahren endet in Schritt 109.The procedure ends in step 109 ,

Die Reihenfolge der Schritte kann in diesem Verfahren auch verändert werden. The order of the steps can also be changed in this procedure.

In 2 ist eine mögliche Situation dargestellt, in welcher eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz kommt. In einem hoch- oder vollautomatisierten Fahrzeug 201 wird ein Systemfehler festgestellt, wodurch gleichzeitig eine Notwendigkeit zur Überführung des Fahrzeugs 201 in einen sicheren Systemzustand ermittelt wird. Es erfolgt eine Bestimmung des aktuellen Fahrzustands, bei welcher die Position des Fahrzeugs 201, die befahrene Straßenseite auf der zweispurigen Straße 202, der Umgebungsverkehr über im Fahrzeug 201 vorhandene Umfeldsensorik und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 201 ermittelt werden. Im nächsten Schritt wird die verfügbare Restenergie des Fahrzeugs 201 bestimmt, welche in diesem Beispiel der kinetischen Energie des Fahrzeugs 201 entspricht, da ein Defekt im Antriebstrang vorliegt. Mit Hilfe der Umfeldsensorik wird eine Zielpose 204 ermittelt, welche eine möglichst geringe Beeinflussung des Umgebungsverkehrs ermöglicht, da sie sich auf dem Standstreifen 203 einer zweispurigen Straße 202 befindet. Optional verwendbare Karteninformationen bestätigen in diesem Beispiel die Eignung der Zielpose 204 und den geringen Einfluss auf die Flussraten des aktuellen Umgebungsverkehrs.In 2 shows a possible situation in which an exemplary embodiment of the method according to the invention is used. In a highly or fully automated vehicle 201 a system error is detected, whereby at the same time a need to transfer the vehicle 201 is determined in a safe system state. A determination is made of the current driving state, in which the position of the vehicle 201 , the busy road side on the two-lane road 202 , the surrounding traffic over in the vehicle 201 existing environment sensors and the speed of the vehicle 201 be determined. In the next step, the available residual energy of the vehicle 201 determines which in this example the kinetic energy of the vehicle 201 corresponds because there is a defect in the drive train. With the help of environment sensors becomes a target pose 204 determined, which allows the least possible impact on the surrounding traffic, as they are on the hard shoulder 203 a two-lane road 202 located. Optional map information confirms the suitability of the target pose in this example 204 and the small impact on the flow rates of the current surrounding traffic.

Im nächsten Schritt wird eine Fahrtrajektorie 205 von der aktuellen Position des Fahrzeugs 201 zur Zielpose 204 ermittelt, wobei die benötigte Energie zum Befahren der Fahrtrajektorie 205 kleiner ist als die verfügbare Restenergie des Fahrzeugs 201 und somit befahren werden kann. Da in diesem Beispiel eine Fahrtrajektorie 205 für eine sichere Überführung des Fahrzeugs 201 an eine sichere Zielpose 204 ausreichend ist, wird im Schritt des Auswählens diese eine Fahrtrajektorie 205 ausgewählt. Basierend auf dieser Auswahl wird im Fahrzeug 201 ein Signal erzeugt, mit welchem entsprechende Aktuatoren angesteuert werden, um das Fahrzeug 201 entlang der ausgewählten Fahrtrajektorie 205 an der Zielpose 204 in einen sicheren Systemzustand zu überführen.The next step is a driving trajectory 205 from the current position of the vehicle 201 to the target pose 204 determined, where the energy required to drive on the driving trajectory 205 less than the available residual energy of the vehicle 201 and thus can be used. Because in this example a driving trajectory 205 for a safe transfer of the vehicle 201 to a safe target pose 204 is sufficient, in the step of selecting this becomes a driving trajectory 205 selected. Based on this selection will be in the vehicle 201 generates a signal with which corresponding actuators are driven to the vehicle 201 along the selected driving trajectory 205 at the destination pose 204 into a safe system state.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012008090 A1 [0002] DE 102012008090 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Claims (15)

Verfahren zur Erzeugung eines Signals (108) zur Überführung eines hoch- oder vollautomatisierten Fahrzeugs (201) in einen sicheren Systemzustand an einer Zielpose (204), welches folgende Schritte umfasst: – Ermittlung einer Notwendigkeit (102) zur Überführung des Fahrzeugs (201) in einen sicheren Systemzustand; – Bestimmung eines Fahrzustands (103), wobei der Fahrzustand die aktuelle Fahrzeugposition umfasst, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Ermittlung der verfügbaren Restenergie (104) des Fahrzeugs (201); – Ermittlung wenigstens einer Zielpose (105, 204); – Ermittlung von Fahrtrajektorien (106, 205) von der aktuellen Fahrzeugposition zu der wenigstens einen Zielpose (204); – Auswahl einer der Fahrtrajektorien (107, 205); – Erzeugung des Signals (108) auf Basis der ausgewählten Fahrtrajektorie (205).Method for generating a signal ( 108 ) for the transfer of a fully or fully automated vehicle ( 201 ) into a safe system state at a target pose ( 204 ), which comprises the following steps: - identification of a need ( 102 ) for the transfer of the vehicle ( 201 ) into a safe system state; Determination of a driving state ( 103 ), wherein the driving state comprises the current vehicle position, characterized by the following steps: - determination of the available residual energy ( 104 ) of the vehicle ( 201 ); Determination of at least one target pose ( 105 . 204 ); - Determination of driving trajectories ( 106 . 205 ) from the current vehicle position to the at least one target pose ( 204 ); - Selection of one of the driving trajectories ( 107 . 205 ); - generation of the signal ( 108 ) based on the selected driving trajectory ( 205 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung von Fahrtrajektorien (106, 205) benötigte Energiemengen zum Befahren wenigstens eines Fahrtrajektorienabschnitts berechnet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the determination of driving trajectories ( 106 . 205 ) required amounts of energy for driving at least one Fahrtrajektorienabschnitts be calculated. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der benötigten Energiemengen Karteninformationen verwendet werden.A method according to claim 2, characterized in that card information is used to calculate the required amounts of energy. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung von Fahrtrajektorien (106, 205) unter Berücksichtigung der verfügbaren Restenergie und der berechneten benötigten Energiemengen erfolgt.Method according to claim 2 or 3, characterized in that the determination of driving trajectories ( 106 . 205 ) taking into account the available residual energy and the calculated required amounts of energy. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 2–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der Fahrtrajektorie (107, 205) anhand einer zuvor durchgeführten Bewertung der Fahrtrajektorien (205) erfolgt, wobei diese Bewertung auf der verfügbaren Restenergie und der berechneten benötigten Energiemengen basiert. Method according to at least one of claims 2-4, characterized in that the selection of the driving trajectory ( 107 . 205 ) based on a previous evaluation of the driving trajectories ( 205 ), this rating being based on the available residual energy and the calculated amount of energy required. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Notwendigkeit (102) der Fahrzeugzustand und/oder der Fahrerzustand ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that to determine the necessity ( 102 ) the vehicle condition and / or the driver condition can be determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung der wenigstens einen Zielpose (105, 204) ein Wahrscheinlichkeitswert verwendet wird, welcher aus einer Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit anderen Verkehrsteilnehmern und/oder einer Behinderung anderer Verkehrsteilnehmer an dieser Zielpose (204) berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the determination of the at least one target pose ( 105 . 204 ) a probability value is used, which consists of a probability of a collision with other road users and / or a hindrance of other road users on this target pose ( 204 ) is calculated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung der wenigstens einen Zielpose (105, 204) ein Flussraten-Wahrscheinlichkeitswert verwendet wird, welcher Auswirkungen auf Flussraten des Umgebungsverkehrs bei einer Überführung des Fahrzeugs (201) an diese Zielpose (204) berücksichtigt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the determination of the at least one target pose ( 105 . 204 ) a flow rate probability value is used, which effects on flow rates of the surrounding traffic during a transfer of the vehicle ( 201 ) to this target pose ( 204 ) considered. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ermittlung des aktuellen Umgebungsverkehrs durchgeführt wird, wobei der aktuelle Umgebungsverkehr in den Flussraten-Wahrscheinlichkeitswert einfließt.A method according to claim 8, characterized in that a determination of the current surrounding traffic is performed, wherein the current surrounding traffic flows into the flow rate probability value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste und wenigstens eine zweite Zielpose ermittelt werden, wobei eine Bewertung der ermittelten Zielposen durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a first and at least one second target pose are determined, wherein an evaluation of the determined target poses is performed. Verfahren nach Anspruch 10 und wenigstens einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung der ermittelten Zielposen mit Hilfe des Wahrscheinlichkeitswertes und/oder des Flussraten-Wahrscheinlichkeitswertes durchgeführt wird.Method according to claim 10 and at least one of claims 7-9, characterized in that the evaluation of the determined target poses is carried out with the aid of the probability value and / or the flow rate probability value. Verfahren nach Anspruch 10 und/oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl einer der Fahrtrajektorien (107) zusätzlich anhand der Bewertung der wenigstens zwei ermittelten Zielposen erfolgt.Method according to claim 10 and / or 11, characterized in that the selection of one of the driving trajectories ( 107 ) additionally takes place on the basis of the evaluation of the at least two determined target poses. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der wenigstens einen Zielpose (105, 204) kartengestützte Ortsdaten berücksichtigt werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in determining the at least one target pose ( 105 . 204 ) map-based location data are taken into account. Vorrichtung zur Erzeugung eines Signals zur Überführung eines hoch- oder vollautomatisierten Fahrzeugs (201) in einen sicheren Systemzustand an einer Zielpose (204), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–13 durchzuführen.Device for generating a signal for transferring a highly or fully automated vehicle ( 201 ) into a safe system state at a target pose ( 204 ), characterized in that the device is adapted to perform a method according to any one of claims 1-13. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–13 auszuführen.Computer program configured to perform all the steps of the method according to any one of claims 1-13.
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