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).
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
In der Veröffentlichung von Davison et. al (
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.
- - 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.
Ausführungsbeispielembodiment
In
Das Verfahren startet in Schritt
In Schritt
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
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
Wird in Schritt
In Schritt
In Schritt
Bei der Ermittlung der Zielposen
In Schritt
In Schritt
In Schritt
Je nach Ausführungsform und Verwendung des Verfahrens kann das Signal direkt an einen entsprechenden Fahrzeugregler gesendet werden, welcher entsprechende Aktuatoren des Fahrzeugs
Das Verfahren endet in Schritt
Die Reihenfolge der Schritte kann in diesem Verfahren auch verändert werden. The order of the steps can also be changed in this procedure.
In
Im nächsten Schritt wird eine Fahrtrajektorie
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
- 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 [0003] 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 [0003]
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