DE102017011831A1

DE102017011831A1 - Method and device for operating an autonomously driving vehicle

Info

Publication number: DE102017011831A1
Application number: DE102017011831.0A
Authority: DE
Inventors: Hannes Omasreiter
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2018-07-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs (1).Erfindungsgemäß ist das Fahrzeug (1) in einem für einen bemannten Betrieb vorgesehenen ersten Betriebsmodus und in einem für einen unbemannten Betrieb vorgesehenen zweiten Betriebsmodus betreibbar, wobei in beiden Betriebsmodi eine Situationsanalyse zur Erkennung einer Kollisionsgefahr mit ungeschützten Verkehrsteilnehmern durchgeführt wird und wobei in beiden Betriebsmodi beim Erkennen einer Kollisionsgefahr mit zumindest einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebsmodus eine Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen ermittelt wird.Des Weiteren umfasst die Erfindung eine Vorrichtung (3) zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for operating an autonomously moving vehicle (1). According to the invention, the vehicle (1) is operable in a first operating mode provided for a manned operation and in a second operating mode provided for an unmanned operation, wherein a situation analysis for the two operating modes Detecting a risk of collision with unprotected road users is carried out and wherein in both operating modes when detecting a risk of collision with at least one unprotected road user depending on the respective operating mode a strategy for avoiding or mitigating collision consequences is determined.Des Furthermore, the invention comprises a device (3) for performing of the procedure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for operating an autonomously driving vehicle according to the features of the preamble of claim 1 and to an apparatus for carrying out the method.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs bekannt.Methods and devices for operating an autonomously driving vehicle are already known from the prior art.

In der DE 100 36 276 A1 wird ein automatisches Brems- und Lenksystem für ein Fahrzeug beschrieben, welches eine Sensoreinheit zur Erfassung von Fahrzeug-Zustandsgrößen und Fahrzeug-Kenngrößen und von Umgebungsbedingungen beinhaltet. Darüber hinaus sind eine Regel- und Steuereinheit und Stelleinrichtungen zur Einstellung der Fahrzeugbremse und/oder der Fahrzeuglenkung vorgesehen. Im Falle eines Hindernisses im Fahrweg wird eine Ausweichroute ermittelt, wobei für den Fall, dass in der Ausweichroute ein weiteres Hindernis liegt, die Strategie zur Ermittlung der Ausweichroute nochmals angewandt wird. Ist eine kollisionsfreie Ausweichroute nicht auffindbar, wird diejenige Route gewählt, bei der die Differenz von verbleibendem Bremsweg und verbleibender Distanz zum Hindernis am geringsten ist.In the DE 100 36 276 A1 An automatic braking and steering system for a vehicle is described, which includes a sensor unit for detecting vehicle state variables and vehicle characteristics and environmental conditions. In addition, a control and control unit and adjusting devices for adjusting the vehicle brake and / or the vehicle steering are provided. In the case of an obstacle in the infrastructure, an alternative route is determined, and in the event that there is another obstacle in the alternative route, the strategy for determining the alternative route is applied again. If a collision-free alternative route can not be found, the route is selected in which the difference between the remaining braking distance and the remaining distance to the obstacle is the lowest.

Aus der DE 10 2014 008 662 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zumindest zur Minderung der Folgen einer Kollision eines Fahrzeugs bekannt. Aus einer Menge von zumindest drei verschiedenen Kollisionsvermeidungs-Betriebsarten wird zumindest eine Kollisionsvermeidungs-Betriebsart aktiviert. Bei Aktivierung einer ersten Kollisionsvermeidungs-Betriebsart wird ein Bremsmanöver durchgeführt. Bei Aktivierung einer zweiten Kollisionsvermeidungs-Betriebsart wird ein Ausweichmanöver durchgeführt. Bei Aktivierung einer dritten Kollisionsvermeidungs-Betriebsart werden gleichzeitig ein Bremsmanöver und ein Ausweichmanöver durchgeführt. Die jeweilige Kollisionsvermeidungs-Betriebsart wird in Abhängigkeit einer eigenen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Verkehrssituation und/oder eines verfügbaren Freiraums in einer Fahrzeugumgebung aktiviert.From the DE 10 2014 008 662 A1 For example, a method and a device for at least mitigating the consequences of a collision of a vehicle are known. Out of a set of at least three different collision avoidance modes, at least one collision avoidance mode is activated. Upon activation of a first collision avoidance mode, a braking maneuver is performed. Upon activation of a second collision avoidance mode, an evasive maneuver is performed. When a third collision avoidance mode is activated, a braking maneuver and an evasive maneuver are simultaneously performed. The respective collision avoidance operating mode is activated as a function of the vehicle's own driving speed, a traffic situation and / or an available free space in a vehicle environment.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved method for operating an autonomously driving vehicle and an apparatus for performing the method.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 9.The object is achieved according to the invention by a method for operating an autonomously driving vehicle having the features of claim 1 and an apparatus for carrying out the method having the features of claim 9.

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

In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug in einem für einen bemannten Betrieb vorgesehenen ersten Betriebsmodus und in einem für einen unbemannten Betrieb vorgesehenen zweiten Betriebsmodus betreibbar ist, wird in beiden Betriebsmodi eine Situationsanalyse zur Erkennung einer Kollisionsgefahr mit ungeschützten Verkehrsteilnehmern durchgeführt und in beiden Betriebsmodi wird beim Erkennen einer Kollisionsgefahr mit zumindest einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebsmodus eine Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen ermittelt.In a method according to the invention for operating an autonomously driving vehicle, wherein the vehicle is operable in a first operating mode provided for manned operation and in a second operating mode provided for unmanned operation, a situation analysis for detecting a risk of collision with unprotected road users is carried out in both operating modes and in both operating modes, when a collision hazard is detected with at least one unprotected road user, a strategy for avoiding or reducing collision consequences is determined as a function of the respective operating mode.

Die Ermittlung der Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen entspricht dabei der Ermittlung eines Fahrmanövers, das zur Umsetzung der Strategie, d.h. zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen, durchzuführen ist, und sie umfasst vorteilhafterweise die Bestimmung von Parametern, Randbedingungen und/oder Entscheidungskriterien, die der Ermittlung eines solchen Fahrmanövers zugrunde zu legen sind.The determination of the strategy for avoiding or reducing collision consequences corresponds to the determination of a driving maneuver that is necessary for the implementation of the strategy, i. to avoid or reduce collision consequences, and advantageously includes the determination of parameters, boundary conditions and / or decision criteria, which are to be based on the determination of such a driving maneuver.

Mittels des Verfahrens kann ein Risiko für eine Gesundheit des zumindest einen ungeschützten Verkehrsteilnehmers zumindest verringert werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Fahrzeug in dem zweiten Betriebsmodus betrieben wird, in welchem das Fahrzeug unbemannt ist. Hierbei wird zugunsten des zumindest einen ungeschützten Verkehrsteilnehmers eine Beschädigung des Fahrzeugs in Kauf genommen. Eine Verkehrssicherheit kann mittels des Verfahrens somit gegenüber dem Stand der Technik signifikant erhöht werden. Kategorisiert als ungeschützte Verkehrsteilnehmer werden insbesondere Fußgänger und/oder Radfahrer. Des Weiteren können beispielsweise andere Zweiradfahrer, beispielsweise Motorradfahrer, als ungeschützte Verkehrsteilnehmer kategorisiert werden. Beispielsweise werden als ungeschützte Verkehrsteilnehmer alle Personen kategorisiert, welche nicht von einer Fahrzeugkarosserie eines mehrspurigen Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, im Wesentlichen umschlossen sind.By means of the method, a risk for a health of the at least one unprotected road user can at least be reduced. This is the case in particular when the vehicle is operated in the second operating mode in which the vehicle is unmanned. In this case, damage to the vehicle is accepted in favor of the at least one unprotected road user. Road safety can thus be significantly increased by means of the method compared to the prior art. Categorized as unprotected road users are in particular pedestrians and / or cyclists. Furthermore, for example, other cyclists, for example motorcyclists, can be categorized as unprotected road users. For example, all persons who are not substantially surrounded by a vehicle body of a multi-lane vehicle, in particular a motor vehicle, are categorized as unprotected road users.

Vorzugsweise wird bei der Ermittlung der Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen in beiden Betriebsmodi primär die Vermeidung von Kollisionsfolgen angestrebt und die Minderung von Kollisionsfolgen wird erst sekundär angestrebt, wenn Kollisionsfolgen unvermeidbar sind.Preferably, in the determination of the strategy for avoiding or reducing collision consequences in both operating modes, the avoidance of collision sequences is primarily aimed for and the minimization of collision consequences is only secondarily sought if collision sequences are unavoidable.

Zweckmäßigerweise unterscheiden sich die Strategien zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen, welche im ersten und zweiten Betriebsmodus bei unvermeidbaren Kollisionsfolgen ermittelt werden, voneinander.Expediently, the strategies for avoiding or reducing collision sequences differ in the first and second Operating mode in unavoidable collision sequences are determined from each other.

Im ersten Betriebsmodus wird die Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen vorteilhafterweise derart ermittelt, dass die Kollisionsfolgen sowohl für Fahrzeuginsassen als auch für den zumindest einen ungeschützten Verkehrsteilnehmer vermieden oder gemindert werden. Hierbei ist das Fahrzeug im benannten Betriebsmodus und der Fokus wird sowohl auf einen Schutz der Fahrzeuginsassen als auch auf einen Schutz des zumindest einen ungeschützten Verkehrsteilnehmer gesetzt.In the first operating mode, the strategy for avoiding or reducing collision sequences is advantageously determined in such a way that the collision consequences for both vehicle occupants and the at least one unprotected road user are avoided or reduced. In this case, the vehicle is in the designated operating mode and the focus is placed both on protection of the vehicle occupants and on protection of the at least one unprotected road user.

Im zweiten Betriebsmodus wird die Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen vorteilhafterweise derart ermittelt, dass die Kollisionsfolgen für ungeschützte Verkehrsteilnehmer vermieden oder gemindert werden. Hierbei ist das Fahrzeug im unbenannten Betriebsmodus und der Fokus wird auf den Schutz des zumindest einen ungeschützten Verkehrsteilnehmer gesetzt. Kollisionsschäden am Fahrzeug werden dabei in Kauf genommen. Da das Fahrzeug hier unbemannt ist, sind materielle Schäden am Fahrzeug weniger kritisch einzustufen als eine schwere Verletzung der ungeschützten Verkehrsteilnehmer. Die Verkehrssicherheit, insbesondere für ungeschützte Verkehrsteilnehmer außerhalb des Fahrzeugs, wird somit insbesondere im zweiten Betriebsmodus signifikant gegenüber dem Stand der Technik erhöht.In the second operating mode, the strategy for avoiding or reducing collision sequences is advantageously determined in such a way that the collision consequences for unprotected road users are avoided or reduced. In this case, the vehicle is in the unnamed operating mode and the focus is placed on the protection of the at least one unprotected road user. Collision damage to the vehicle will be accepted. Since the vehicle is unmanned here, material damage to the vehicle is less critical than a serious injury to unprotected road users. Traffic safety, in particular for unprotected road users outside the vehicle, is thus significantly increased, in particular in the second operating mode, compared to the prior art.

Der jeweilige Betriebsmodus kann beispielsweise manuell vorgegeben oder automatisch ausgewählt werden. Vorzugsweise wird der jeweilige Betriebsmodus automatisch ausgewählt, wobei zur Erkennung einer Belegung des Fahrzeugs beispielsweise eine Kamera oder eine weitere Sensorik, z. B. ein Sensor zur Erfassung einer Kohlenstoffdioxid-Konzentration in einem Fahrzeuginnenraum, ein Sensor in einem Gurtschloss eines Sicherheitsgurtes oder ein Sitzbelegungssensor, vorgesehen ist.The respective operating mode can for example be specified manually or automatically selected. Preferably, the respective operating mode is automatically selected, wherein for detecting an occupancy of the vehicle, for example, a camera or another sensor, for. B. a sensor for detecting a carbon dioxide concentration in a vehicle interior, a sensor in a belt buckle of a seat belt or a seat occupancy sensor, is provided.

Zweckmäßigerweise werden/wird eine Lenkvorrichtung, eine Bremsvorrichtung und/oder ein Antriebsstrang des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der ermittelten Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen gesteuert und/oder geregelt. Damit können mit geeigneten quer- und längsdynamischen Fahrzeugeingriffen automatisierte Fahrmanöver durchgeführt werden, mit denen die ermittelte Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen umgesetzt wird.Expediently, a steering device, a braking device and / or a drive train of the vehicle is / are controlled and / or regulated as a function of the determined strategy for avoiding or reducing collision sequences. In this way, automated driving maneuvers can be carried out with suitable transversely and longitudinally dynamic vehicle interventions with which the determined strategy for avoiding or reducing collision consequences is implemented.

Vorzugsweise wird die ermittelte Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen autonom umgesetzt, das heißt, das der Strategie entsprechende Fahrmanöver wird autonom eingeleitet und autonom durchgeführt.The determined strategy for avoiding or reducing collision sequences is preferably implemented autonomously, that is to say the driving maneuver corresponding to the strategy is initiated autonomously and carried out autonomously.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Betriebsmodusinformation an zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer übermittelt, wodurch eine Verkehrssicherheit weiter verbesserbar ist. Damit kann der andere Verkehrsteilnehmer beispielsweise entscheiden, dass eine Kollision mit einem unbemannten Fahrzeug weniger kritisch ist als eine Kollision mit einem bemannten Fahrzeug oder einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer.In an advantageous embodiment, an operating mode information is transmitted to at least one other road user, whereby road safety can be further improved. Thus, the other road user can decide, for example, that a collision with an unmanned vehicle is less critical than a collision with a manned vehicle or an unprotected road user.

Insbesondere wird in einer vorteilhaften Ausführungsform eine Betriebsmodusinformation von zumindest einem anderen Verkehrsteilnehmer empfangen und bei der Ermittlung der Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen berücksichtigt. Auch hier kann auf diese Weise entschieden werden, dass eine Kollision mit einem unbemannten anderen Fahrzeug weniger kritisch ist als eine Kollision mit einem bemannten anderen Fahrzeug oder einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer. Insbesondere in Situationen, in welchen alternative Kollisionsszenarien einer bevorstehenden Kollision wären, mit einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer, mit einem starren Hindernis oder mit einem unbemannten anderen Fahrzeug zu kollidieren, sind derartige Informationen, ob es sich um ein unbemanntes oder bemanntes anderes Fahrzeug handelt, besonders vorteilhaft. Aufgrund Energieabsorptionsstrukturen bei Fahrzeugen kann es wesentlich vorteilhafter sein, mit einem anderen Fahrzeug als mit einem starren Hindernis zu kollidieren. Liegt in einem solchen Fall die Information vor, dass das andere Fahrzeug unbemannt ist, so kann aus der Situationsanalyse resultieren, zum Schutz des zumindest einen ungeschützten Verkehrsteilnehmers und zudem zum Schutz des oder der eigenen Fahrzeuginsassen mit dem unbemannten anderen Fahrzeug zu kollidieren und dadurch eine Kollision mit dem ungeschützten Verkehrsteilnehmer und mit dem starren Hindernis zu vermeiden. Auf diese Weise können die Kollisionsfolgen für den zumindest einen ungeschützten Verkehrsteilnehmer und zudem für die Fahrzeuginsassen des eigenen Fahrzeugs vermieden oder zumindest reduziert werden.In particular, in one advantageous embodiment, operating mode information is received from at least one other road user and taken into account when determining the strategy for avoiding or reducing collision consequences. Again, it may be decided in this way that a collision with an unmanned other vehicle is less critical than a collision with a manned other vehicle or an unprotected road user. Particularly in situations where alternative collision scenarios of an impending collision would be to collide with an unprotected road user, with a rigid obstacle or with an unmanned other vehicle, such information, whether an unmanned or manned other vehicle, is particularly advantageous. Due to energy absorption structures in vehicles, it may be much more advantageous to collide with a vehicle other than a rigid obstacle. If, in such a case, the information that the other vehicle is unmanned, it can result from the situation analysis, to collide with the unmanned other vehicle to protect the at least one unprotected road user and also to protect his or her own vehicle occupants and thus a collision with the unprotected road user and with the rigid obstacle to avoid. In this way, the collision consequences for the at least one unprotected road user and also for the vehicle occupants of the own vehicle can be avoided or at least reduced.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Durchführung dieses Verfahrens ausgebildet. Mittels der derart ausgebildeten Vorrichtung wird eine Verkehrssicherheit gegenüber dem Stand der Technik signifikant verbessert.A device according to the invention is designed to carry out this method. By means of the device designed in this way, traffic safety over the prior art is significantly improved.

Zweckmäßigerweise umfasst die Vorrichtung zumindest eine Einrichtung zum Betreiben des Fahrzeugs im autonomen Fahrbetrieb, in welchem das Fahrzeug im für den bemannten Betrieb vorgesehenen ersten Betriebsmodus und im für den unbemannten Betrieb vorgesehenen zweiten Betriebsmodus betreibbar ist, zumindest eine Situationsanalyseeinrichtung zur Durchführung der Situationsanalyse zur Erkennung einer Kollisionsgefahr mit ungeschützten Verkehrsteilnehmern und zumindest eine Strategieermittlungseinrichtung zur Ermittlung der Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen beim Erkennen einer Kollisionsgefahr mit zumindest einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebsmodus. Die Bestandteile der Vorrichtung können modulartig ausgeführt werden und sind auf einfache Art und Weise miteinander koppelbar.The device expediently comprises at least one device for operating the vehicle in autonomous driving operation, in which the vehicle is operable in the first operating mode provided for manned operation and in the second operating mode provided for unmanned operation, at least one situation analysis device for carrying out the situation analysis for detecting a risk of collision With unprotected road users and at least one strategy determination device for determining the strategy for avoiding or reducing collision consequences when detecting a risk of collision with at least one unprotected road user as a function of the respective operating mode. The components of the device can be executed in a modular manner and can be coupled to one another in a simple manner.

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

Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines bemannten autonom fahrenden Fahrzeugs,
2 eine schematische Darstellung eines unbemannten autonom fahrenden Fahrzeugs und
3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs.

Showing:

1 a schematic representation of a manned autonomously driving vehicle,
2 a schematic representation of an unmanned autonomously driving vehicle and
3 a block diagram of an apparatus for carrying out a method for operating an autonomously driving vehicle.

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

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1, welches mit einem Fahrzeuginsassen 2 besetzt ist und autonom fahrend ist. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugs 1, welches unbemannt und ebenfalls autonom fahrend ist. 1 shows a schematic representation of a vehicle 1 which with a vehicle occupant 2 is busy and is autonomous driving. 2 shows a schematic representation of the vehicle 1 , which is unmanned and also autonomous driving.

Das Fahrzeug 1 ist beispielsweise ein Transportfahrzeug, insbesondere ein Lastkraftwagen, oder ein Personenkraftwagen und in einem für einen bemannten Betrieb vorgesehenen ersten Betriebsmodus, wie es 1 zeigt, und in einem für einen unbemannten Betrieb vorgesehenen zweiten Betriebsmodus, wie es 2 zeigt, betreibbar. Ein unbemannter Personenkraftwagen kann beispielsweise für eine Fahrt von einer aktuellen Position, insbesondere von einem Parkplatz, einem Taxistand oder einer sonstigen Warteposition oder von einer Produktionsstätte, einer Werkstatt oder einem Servicecenter zu einem Kunden oder andersherum eingesetzt werden.The vehicle 1 is, for example, a transport vehicle, in particular a truck, or a passenger car and in a provided for a manned operation first mode of operation, as it 1 and in a second mode of operation intended for unmanned operation such as 2 shows, operable. An unmanned passenger vehicle can be used, for example, for a journey from a current position, in particular from a parking space, a taxi rank or another waiting position or from a production facility, a workshop or a service center to a customer or vice versa.

In kritischen Verkehrssituationen kann der Fall eintreten, dass das autonom fahrende Fahrzeug 1 ein Fahrmanöver zur Entschärfung der Verkehrssituation einleiten und durchführen muss, beispielsweise ein Bremsmanöver, ein Ausweichmanöver, ein Beschleunigungsmanöver oder eine Kombination dieser Fahrmanöver. Im optimalen Fall führt dies zu einer Kollisionsvermeidung, d.h. es werden jegliche Personenschäden und Fahrzeugschäden vermieden. Wenn eine Kollisionsvermeidung jedoch nicht möglich ist, dann soll das Fahrmanöver zumindest geeignet sein, Kollisionsfolgen zu mindern.In critical traffic situations, the case may occur that the autonomously driving vehicle 1 initiate and carry out a driving maneuver to defuse the traffic situation, for example a braking maneuver, an evasive maneuver, an acceleration maneuver or a combination of these driving maneuvers. In the optimal case, this leads to a collision avoidance, ie it will be avoided any personal injury and vehicle damage. However, if a collision avoidance is not possible, then the driving maneuver should at least be suitable for reducing collision consequences.

Besonders kritisch sind Kollisionsfolgen bei einer Kollision mit ungeschützten Verkehrsteilnehmern. Daher wird in beiden Betriebsmodi mittels einer in 3 gezeigten Situationsanalyseeinrichtung 10 eine Situationsanalyse zur Erkennung einer Kollisionsgefahr mit einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer durchgeführt. Bei der Situationsanalyse wird auch untersucht, ob und ggf. welche Handlungsoptionen bestehen, um eine Kollision mit dem ungeschützten Verkehrsteilnehmer, mit anderen Verkehrsteilnehmern oder mit sonstigen Hindernissen zu vermeiden oder um Kollisionsfolgen zu mindern. In Fällen, in denen die Situationsanalyse ergibt, dass eine Kollisionsgefahr des Fahrzeugs 1 mit einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer besteht, wird mittels einer in 3 gezeigten Strategieermittlungseinrichtung 11 eine Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen ermittelt, d.h. es wird bestimmt, mit welchem Fahrmanöver das Fahrzeug auf die ermittelte Kollisionsgefahr reagieren soll. Die Vermeidung jeglicher Kollisionsschäden ist dabei primäres Ziel der Strategie. Die Minderung von Kollisionsfolgen im Falle einer unvermeidbaren Kollision ist nachrangiges Ziel.Particularly critical are collision consequences in a collision with unprotected road users. Therefore, in both modes of operation by means of a in 3 shown situation analysis device 10 a situation analysis carried out to detect a risk of collision with an unprotected road user. The situation analysis also examines whether and if so which options for action exist in order to avoid a collision with the unprotected road user, with other road users or with other obstacles, or to reduce collision consequences. In cases where the situation analysis indicates that there is a risk of collision of the vehicle 1 with an unprotected road user is by means of an in 3 shown strategy determination device 11 a strategy for avoiding or reducing collision consequences is determined, ie it is determined with which driving maneuver the vehicle is to react to the determined risk of collision. The avoidance of any collision damage is the primary goal of the strategy. The reduction of collision consequences in case of an unavoidable collision is a secondary objective.

Die Strategie wird, wie in den nachfolgenden Fallkonstellationen beschrieben, in Abhängigkeit des Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 und in Abhängigkeit des Ergebnisses der Situationsanalyse ermittelt:

Fall a) Wenn das Fahrzeug 1 im ersten Betriebsmodus betrieben wird, also bemannt wie es 1 zeigt, und wenn die Situationsanalyse ergibt, dass eine Situation vorliegt, in der eine Kollision vermeidbar ist, wird ein kollisionsvermeidendes Fahrmanöver identifiziert und es wird bestimmt, dass das Fahrzeug 1, dieses Fahrmanöver durchführen soll.
Fall b) Wenn das Fahrzeug 1 im ersten Betriebsmodus betrieben wird und wenn die Situationsanalyse ergibt, dass eine Situation vorliegt, in der eine Kollision unvermeidbar ist, d.h. das Fahrzeug 1 wird mit Sicherheit kollidieren, entweder mit dem ungeschützten Verkehrsteilnehmer oder mit einem anderen Verkehrsteilnehmer oder sonstigem Hindernis, wird bestimmt, dass das Fahrzeug 1 ein kollisionsfolgenminderndes Fahrmanöver durchführen soll, bei dem das Fahrzeug 1 maximal abgebremst wird und in einer aktuell befahrenen Fahrspur gehalten wird.
Fall c) Wenn das Fahrzeug 1 im zweiten Betriebsmodus betrieben wird, also unbemannt wie es 2 zeigt, und wenn die Situationsanalyse ergibt, dass eine Kollision vermeidbar ist, wird wie im Fall a) verfahren, d.h. es wird ein kollisionsvermeidendes Fahrmanöver identifiziert und es wird bestimmt, dass das Fahrzeug 1, dieses Fahrmanöver durchführen soll.
Fall d) Wenn das Fahrzeug 1 im zweiten Betriebsmodus betrieben wird und wenn die Situationsanalyse ergibt, dass eine Situation vorliegt, in der eine Kollision zwar unvermeidbar ist, in der jedoch Kollisionen mit dem ungeschützten Verkehrsteilnehmer und mit anderen Verkehrsteilnehmern vermeidbar sind, wird ein kollisionsfolgenminderndes Fahrmanöver identifiziert, mit dem, wenn es durchgeführt wird, jegliche Kollision mit dem ungeschützten Verkehrsteilnehmer und mit anderen Verkehrsteilnehmern vermieden wird, und es wird bestimmt, dass das Fahrzeug 1 dieses Fahrmanöver durchführen soll. Der Schutz des Fahrzeugs 1 tritt hierbei in den Hintergrund. Die unvermeidbare Kollision hat in diesen Fall lediglich Sachschäden zur Folge, da das Fahrzeug 1 unbemannt betrieben wird und da keine Verkehrsteilnehmer an der Kollision beteiligt sind.
Fall e) Wenn das Fahrzeug 1 im zweiten Betriebsmodus betrieben wird und wenn die Situationsanalyse ergibt, dass eine Situation vorliegt, in der eine Kollision unvermeidbar ist und in der es auch nicht möglich ist, eine Kollision mit dem ungeschützten Verkehrsteilnehmer oder mit anderen Verkehrsteilnehmern zu vermeiden, wird entschieden, dass wie in Fall b) verfahren werden soll. Das heißt, es wird bestimmt, dass das Fahrzeug 1 ein kollisionsfolgenminderndes Fahrmanöver durchführen soll, bei dem es maximal abgebremst wird und in seiner aktuell befahrenen Fahrspur gehalten wird. Wenn in diesem Fall bei der Situationsanalyse jedoch festgestellt werden kann, dass es sich bei einem der anderen Verkehrsteilnehmer um ein unbemanntes Fahrzeug handelt, dann wird dieses unbemannte Fahrzeug nicht als Verkehrsteilnehmer behandelt sondern als sonstiges Hindernis, mit dem das Fahrzeug 1 zugunsten des Schutzes des ungeschützten Verkehrsteilnehmers kollidieren darf. Die Feststellung, ob ein Fahrzeug unbemannt betrieben wird, kann beispielsweise über eine Fahrzeugzu-Fahrzeug-Kommunikation erfolgen.

The strategy, as described in the following case constellations, depending on the operating mode of the vehicle 1 and determined as a function of the result of the situation analysis:

Case a) If the vehicle 1 operated in the first operating mode, so mans as it 1 shows, and if the situation analysis shows that there is a situation in which a collision is avoidable, a collision avoiding driving maneuver is identified and it is determined that the vehicle 1 to perform this driving maneuver.
Case b) If the vehicle 1 is operated in the first operating mode and if the situation analysis shows that there is a situation in which a collision is unavoidable, ie the vehicle 1 will collide with certainty, either with the unprotected road user or with another road user or other obstacle, it is determined that the vehicle 1 is to perform a collision sequence-reducing driving maneuver in which the vehicle 1 is braked to a maximum and is kept in a currently traveled lane.
Case c) If the vehicle 1 is operated in the second operating mode, so unmanned as it 2 shows, and if the situation analysis shows that a collision is avoidable, as in the case a) is moved, ie a collision avoiding driving maneuver is identified and it is determined that the vehicle 1 to perform this driving maneuver.
Case d) If the vehicle 1 Operates in the second mode of operation and if the situation analysis shows that a situation exists in which a collision is unavoidable, but in which collisions with the unprotected road users and other road users are avoidable, a collision sequence-reducing driving maneuver is identified, with which, if any collision with the unprotected road user and with other road users is avoided, and it is determined that the vehicle 1 to perform this maneuver. The protection of the vehicle 1 occurs in the background. The inevitable collision in this case only material damage to the result, since the vehicle 1 is operated unmanned and no road users are involved in the collision.
Case e) When the vehicle 1 operating in the second mode of operation and if the situation analysis indicates that a situation exists in which a collision is unavoidable and in which it is also not possible to avoid a collision with the unprotected road user or with other road users, it is decided that as in Case b) is to be moved. That is, it is determined that the vehicle 1 a collision sequence-reducing driving maneuver should perform, in which it is braked maximum and is held in its currently traveled lane. However, if, in this case, it can be established in the situation analysis that one of the other road users is an unmanned vehicle, then that unmanned vehicle will not be treated as a road user but as an other obstacle with which the vehicle 1 in favor of the protection of the unprotected road user. The determination of whether a vehicle is operated unmanned, for example, via a vehicle-to-vehicle communication.

3 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 3 zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben eines autonom fahrenden Fahrzeugs 1. 3 shows a block diagram of a device 3 for carrying out a method for operating an autonomously driving vehicle 1 ,

Die Vorrichtung 3 umfasst eine Einrichtung 4 zum Betreiben des Fahrzeugs 1 in einem autonomen Fahrbetrieb, in welchem das Fahrzeug 1 in dem für den bemannten Betrieb vorgesehenen ersten Betriebsmodus und in dem für den unbemannten Betrieb vorgesehenen zweiten Betriebsmodus betreibbar ist. Die Einrichtung 4 ist insbesondere ein Fahrerassistenzsystem, welches zur Steuerung und Regelung einer Querdynamik des Fahrzeugs 1 mit einer Lenkvorrichtung 5 und zur Steuerung und Regelung einer Längsdynamik des Fahrzeugs 1 mit einer Bremsvorrichtung 6 und/oder mit einem Antriebsstrang 7 des Fahrzeugs 1 verbunden ist.The device 3 includes a device 4 to operate the vehicle 1 in an autonomous driving operation in which the vehicle 1 is operable in the first mode of operation provided for the manned operation and in the second operating mode provided for the unmanned operation. The device 4 is in particular a driver assistance system, which is used to control and regulate a lateral dynamics of the vehicle 1 with a steering device 5 and for controlling and regulating a longitudinal dynamics of the vehicle 1 with a braking device 6 and / or with a powertrain 7 of the vehicle 1 connected is.

Die Vorrichtung 3 umfasst weiterhin eine Sensorik 8 zur Erfassung einer Personenbelegung im Fahrzeug 1. Die Sensorik 8 ist mit der Einrichtung 4 zum Betreiben des Fahrzeugs 1 gekoppelt und umfasst beispielsweise eine Kamera, insbesondere eine Innenraumkamera, und/oder einen Sensor zur Erfassung einer Kohlenstoffdioxid-Konzentration in einem Fahrzeuginnenraum und/oder eine Anzahl entsprechend weiterer geeigneter Sensoren, z. B. einen Sensor im Gurtschloss oder einen Sitzbelegungssensor, insbesondere einen Gewichtssensor in Fahrzeugsitzen, zur Erfassung einer Personenbelegung des Fahrzeugs 1. Alternativ oder zusätzlich kann die Belegung des Fahrzeugs 1 auch manuell, z. B. über eine Tasteneingabe oder einem Menüeintrag in ein Kombiinstrument des Fahrzeugs 1, erfolgen. Ferner umfasst die Vorrichtung 3 eine weitere Sensorik 9 zur Erfassung von Verkehrsteilnehmern in einer äußeren Umgebung des Fahrzeugs 1. Die weitere Sensorik 9 umfasst beispielsweise Radar- und/oder Lidarsensoren und/oder Kameras und ist ebenfalls mit der Einrichtung 4 zum Betreiben des Fahrzeugs 1 gekoppelt.The device 3 further includes a sensor 8th for recording a person occupancy in the vehicle 1 , The sensors 8th is with the device 4 to operate the vehicle 1 coupled and includes, for example, a camera, in particular an interior camera, and / or a sensor for detecting a carbon dioxide concentration in a vehicle interior and / or a number corresponding to other suitable sensors, eg. B. a sensor in the buckle or a seat occupancy sensor, in particular a weight sensor in vehicle seats, for detecting a passenger occupancy of the vehicle 1 , Alternatively or additionally, the occupancy of the vehicle 1 also manually, z. B. via a key input or a menu entry in an instrument cluster of the vehicle 1 , respectively. Furthermore, the device comprises 3 another sensor 9 for detecting road users in an external environment of the vehicle 1 , The other sensors 9 includes, for example, radar and / or Lidarsensoren and / or cameras and is also with the device 4 to operate the vehicle 1 coupled.

Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 3 eine Situationsanalyseeinrichtung 10 zur Durchführung einer Situationsanalyse zur Erkennung einer Kollisionsgefahr mit in der Umgebung des Fahrzeugs 1 erfassten, ungeschützten Verkehrsteilnehmern und eine Strategieermittlungseinrichtung 11 zur Ermittlung einer Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen beim Erkennen einer Kollisionsgefahr mit einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebsmodus.Furthermore, the device comprises 3 a situation analysis device 10 to perform a situation analysis to detect a collision hazard with in the vicinity of the vehicle 1 covered, vulnerable road users and a policy-setting facility 11 for determining a strategy for avoiding or reducing collision consequences when detecting a risk of collision with an unprotected road user depending on the respective operating mode.

Das heißt, in beiden Betriebsmodi wird eine Umgebung des Fahrzeugs 1 mittels der weiteren Sensorik 9 erfasst und erfasste Daten der weiteren Sensorik 9 mittels der Einrichtung 4 ausgewertet. Wird mittels der Situationsanalyseeinrichtung 10 anhand der ausgewerteten Daten eine Kollisionsgefahr mit einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer erkannt, wird mittels der Strategieermittlungseinrichtung 11 eine Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 ermittelt. Bei der Ermittlung der Strategie wird grundsätzlich eine Entscheidung zur Vermeidung von jeglichen Kollisionsfolgen getroffen, d.h. Kollisionsfolgen sollen grundsätzlich sowohl für das Fahrzeug 1 und den sich ggf. darin befindenden Fahrzeuginsassen 2 als auch für den ungeschützten Verkehrsteilnehmer vermieden werden. Ist eine derartige auf die Vermeidung von jeglichen Kollisionsfolgen ausgerichtete Entscheidung jedoch nicht möglich, wird bei der Ermittlung der Strategie, wie bereits beschrieben, eine Entscheidung zur Kollisionsfolgenminderung getroffen und in Abhängigkeit des Betriebsmodus des Fahrzeugs 1 bestimmt, mit welchem Fahrmanöver diese Entscheidung umgesetzt werden soll. Daten der Situationsanalyseeinrichtung 10 und der Strategieermittlungseinrichtung 11 werden an die Einrichtung 4 übermittelt, welche in Abhängigkeit der übermittelten Daten die Lenkvorrichtung 5, die Bremsvorrichtung 6 und/oder den Antriebsstrang 7 des Fahrzeugs 1 steuert und/oder regelt. Damit wird ein Fahrmanöver, das der ermittelten Strategie entspricht, autonom eingeleitet und autonom durchführt.That is, in both modes of operation becomes an environment of the vehicle 1 by means of the other sensors 9 recorded and recorded data of the other sensors 9 by means of the device 4 evaluated. Is by means of the situation analysis device 10 Based on the evaluated data detected a risk of collision with an unprotected road users, by means of the strategy determination device 11 a strategy for avoiding or reducing collision consequences as a function of the respective operating mode of the vehicle 1 determined. When determining the strategy, a decision is always made to avoid any collision consequences, ie collision sequences should basically apply both to the vehicle 1 and the vehicle occupants possibly located therein 2 as well as for the unprotected road user. However, if such a decision directed to the avoidance of any collision sequences is not possible, a determination of the collision sequence reduction is made in determining the strategy, as already described, and depending on the operating mode of the collision sequence vehicle 1 determines with which maneuver this decision should be implemented. Data of the situation analysis device 10 and the policy discovery engine 11 be to the institution 4 transmitted, which depending on the transmitted data, the steering device 5 , the braking device 6 and / or the powertrain 7 of the vehicle 1 controls and / or regulates. Thus, a driving maneuver that corresponds to the determined strategy is initiated autonomously and carried out autonomously.

Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 3 eine Kommunikationseinrichtung 12, mittels der das Fahrzeug 1 eine Betriebsmodusinformation, welche die Information umfasst, ob das Fahrzeug 1 bemannt oder unbemannt ist, an zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer übermittelt. Diese Betriebsmodusinformation wird von dem zumindest einen anderen Verkehrsteilnehmer empfangen und kann von diesem bei der Ermittlung einer eigenen Strategie zur Vermeidung oder Minderung von Kollisionsfolgen berücksichtigt werden. Da eine Kollision mit dem Fahrzeug 1 weniger kritisch ist, wenn dieses im zweiten Betriebsmodus und somit unbemannt ist, kann mit der Übermittlung der Betriebsmodusinformation an den anderen Verkehrsteilnehmer oder an weitere andere Verkehrsteilnehmer eine Verkehrssicherheit weiter erhöht werden. Denkbar ist auch, dass das Fahrzeug 1 von anderen Verkehrsteilnehmern Betriebsmodusinformationen abruft, sofern es sich bei diesen ebenfalls um autonom fahrende Fahrzeuge handelt, die für den bemannten und unbemannten Betrieb eingerichtet sind. Wenn auf diese Weise festgestellt werden konnte, dass ein anderer Verkehrsteilnehmer ein unbemanntes Fahrzeug ist, wird dieser andere Verkehrsteilnehmer bei der Ermittlung der Strategie zur Kollisionsvermeidung oder Kollisionsfolgenminderung vorteilhafterweise wie ein sonstiges Hindernis behandelt. Das heißt, wenn das Fahrzeug 1 unbemannt ist, wird eine Kollision zwischen dem Fahrzeug 1 und dem ebenfalls unbemannten anderen Verkehrsteilnehmer zugunsten der Vermeidung einer Kollision zwischen dem Fahrzeug 1 und dem ungeschützten Verkehrsteilnehmer in Kauf genommen.Furthermore, the device comprises 3 a communication device 12 , by means of the vehicle 1 operating mode information including the information as to whether the vehicle is 1 manned or unmanned, transmitted to at least one other road user. This operating mode information is received by the at least one other road user and can be considered by him in the determination of their own strategy for avoiding or reducing collision consequences. Because a collision with the vehicle 1 is less critical, if this is in the second operating mode and thus unmanned, with the transmission of the operating mode information to the other road users or other other road users traffic safety can be further increased. It is also conceivable that the vehicle 1 retrieves operating mode information from other road users, provided that these are also autonomous vehicles equipped for manned and unmanned operation. If it could thus be determined that another road user is an unmanned vehicle, this other road user is advantageously treated as another obstacle when determining the collision avoidance or collision avoidance strategy. That is, when the vehicle 1 Unmanned, there will be a collision between the vehicle 1 and the likewise unmanned other road users in favor of avoiding a collision between the vehicle 1 and the unprotected road user accepted.

Die Übermittlung der Betriebsmodusinformation kann direkt vom Fahrzeug 1 an den anderen Verkehrsteilnehmer erfolgen. Alternativ kann die Betriebsmodusinformation auch indirekt übertragen werden. Beispielsweise wird die Betriebsmodusinformation vom Fahrzeug 1 an eine externe Datenverarbeitungseinheit übermittelt, welche diese Betriebsmodusinformation speichert und an den anderen Verkehrsteilnehmer übermittelt. Denkbar ist auch, dass der andere Verkehrsteilnehmer die Betriebsmodusinformation von der externen Datenverarbeitungseinheit abruft.The transmission of the operating mode information can be directly from the vehicle 1 on the other road users. Alternatively, the operation mode information may also be transmitted indirectly. For example, the operation mode information becomes from the vehicle 1 transmitted to an external data processing unit, which stores this operating mode information and transmitted to the other road users. It is also conceivable that the other road user retrieves the operating mode information from the external data processing unit.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10036276 A1 [0003]
DE 102014008662 A1 [0004]

Claims

Method for operating an autonomously driving vehicle (1), characterized in that the vehicle (1) is operable in a first mode of operation intended for manned operation and in a second mode of operation provided for unmanned operation, wherein in both modes of operation a situation analysis for detection a risk of collision with unprotected road users is carried out and wherein in both operating modes when detecting a risk of collision with at least one unprotected road user depending on the respective operating mode, a strategy for avoiding or reducing collision consequences is determined.

Method according to Claim 1 , characterized in that the strategies determined in the first and second operating modes for avoiding or reducing collision sequences differ from one another in an unavoidable collision.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that in the first operating mode, the strategy for avoiding or reducing collision consequences is determined such that the collision sequences for both vehicle occupants (2) and for the at least one unprotected road user are avoided or mitigated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the second operating mode, the strategy for avoiding or reducing collision sequences is determined such that the collision sequences for unprotected road users are avoided or mitigated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the second operating mode, the strategy for avoiding or reducing collision consequences is determined such that the reduction of the collision consequences for the at least one unprotected road user is prioritized over the reduction of collision sequences for the vehicle (2) ,

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a steering device (5), a braking device (6) and / or a drive train (7) of the vehicle (1) controlled in dependence on the determined strategy for avoiding or reducing collision consequences and / / or will be regulated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the respective operating mode is selected automatically.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an operating mode information is transmitted to at least one other road user.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an operating mode information is received from at least one other road user and is considered by him in the determination of their own strategy for avoiding or reducing collision consequences.

Device (3) for carrying out a method according to one of the preceding claims, comprising at least one device (4) for operating the vehicle (1) in an autonomous driving operation, in which the vehicle (1) is operable in a first operating mode provided for a manned operation and in a second operating mode provided for an unmanned operation, at least one situation analysis device (10) for carrying out a situation analysis for detecting a risk of collision with unprotected road users and at least one strategy determination device (11) for determining a strategy for avoiding or reducing collision consequences when detecting a risk of collision with at least one unprotected road user as a function of the respective operating mode.