DE102017207097A1 - Method and device for controlling a vehicle - Google Patents

Method and device for controlling a vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102017207097A1
DE102017207097A1 DE102017207097.8A DE102017207097A DE102017207097A1 DE 102017207097 A1 DE102017207097 A1 DE 102017207097A1 DE 102017207097 A DE102017207097 A DE 102017207097A DE 102017207097 A1 DE102017207097 A1 DE 102017207097A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
database
driving
trajectory
stored
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017207097.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Marlon Ramon Ewert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102017207097.8A priority Critical patent/DE102017207097A1/en
Publication of DE102017207097A1 publication Critical patent/DE102017207097A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/10Path keeping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/14Adaptive cruise control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/0088Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0062Adapting control system settings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00Input parameters relating to data
    • B60W2556/45External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/50External transmission of data to or from the vehicle for navigation systems

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug ist, das autonom oder weitgehendst automatisch ohne Fahrereingriff geführt wird, und dem Umfeldinformationen von Umfeldsensoren und aus einer digitalen Karte zugeführt werden und mit den Umfeldinformationen mindestens eine Fahrtrajektorie für die Führung des Fahrzeugs geplant wird. Die mindestens eine geplante Trajektorie wird durch Ansteuerung von Aktoren zur Fahrzeugführung unter Verwendung einer Berechnungseinrichtung eingeregelt, wobei in einer ersten Datenbank physikalische Regeln hinterlegt sind und in einer zweiten Datenbank fahrzeugspezifische Daten hinterlegt sind und die Berechnungseinrichtung die mindestens eine einzuregelnde Fahrtrajektorie unter Verwendung der Inhalte der ersten und der zweiten Datenbank berechnet und/oder plausibilisiert.

Figure DE102017207097A1_0000
The invention relates to a method and a device for controlling a vehicle, wherein the vehicle is a motor vehicle, which is autonomously or largely automatically guided without driver intervention, and the environment information from environmental sensors and supplied from a digital map and with the environment information at least one driving trajectory for the guidance of the vehicle is planned. The at least one planned trajectory is adjusted by activating actuators for vehicle guidance using a calculation device, wherein physical rules are stored in a first database and vehicle-specific data are stored in a second database and the calculation device stores the at least one travel trajectory to be adjusted using the contents of the first and the second database calculated and / or plausibility.
Figure DE102017207097A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug ist, das autonom oder weitgehendst automatisch ohne Fahrereingriff geführt wird und dem Umfeldinformationen von Umfeldsensoren oder aus einer digitalen Karte zugeführt werden und mit den Umfeldinformationen mindestens eine Fahrtrajektorie für die Führung des Fahrzeugs geplant wird. Die mindestens eine geplante Trajektorie wird in einer Berechnungseinrichtung ermittelt und durch Ansteuerung von Aktoren zur Fahrzeugführung eingeregelt, wobei in einer ersten Datenbank physikalische Regeln hinterlegt sind und in einer zweiten Datenbank fahrzeugspezifische Daten hinterlegt sind und die Berechnungseinrichtung, die mindestens eine einzuregelnde Fahrtrajektorie unter Verwendung der Inhalte der ersten und der zweiten Datenbank festlegt und/oder plausibilisiert.The present invention relates to a method and a device for controlling a vehicle, wherein the vehicle is a motor vehicle, which is autonomously or largely automatically guided without driver intervention and the environment information from environmental sensors or from a digital map supplied and the environment information at least one driving trajectory for the guidance of the vehicle is planned. The at least one planned trajectory is determined in a calculation device and adjusted by controlling actuators for vehicle guidance, wherein in a first database physical rules are stored and stored in a second database vehicle-specific data and the calculation device, the at least one einzjegelnde driving trajectory using the contents the first and the second database and / or made plausible.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 100 18 556 A1 ist ein Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs bekannt, bei dem im zu regelnden Fahrzeug die Gier- oder Drehrate, insbesondere zur Ermittlung der Krümmung der eigenen Fahrtrajektorie, erfasst wird und bei dem mit einem Abstands- oder Positionssensor mindestens ein vorausfahrendes Fahrzeug oder mindestens ein sonstiges Objekt innerhalb eines Sensorerfassungsbereichs detektiert wird. Derartige Voraussagen der zukünftigen Gier- oder Drehrate können zur Begrenzung der Kurvengeschwindigkeit des geregelten Fahrzeugs verwendet werden, um eine auf die Situation angepasste Fahrgeschwindigkeit einzuhalten und die Sicherheit zu erhöhen.From the DE 100 18 556 A1 a method for controlling the speed of a vehicle is known in which the yawing or yaw rate, in particular for determining the curvature of the driver's own trajectory is detected in the vehicle to be controlled and in which with a distance or position sensor at least one preceding vehicle or at least one other object is detected within a sensor detection area. Such predictions of future yaw rate or yaw rate may be used to limit the cornering speed of the controlled vehicle to maintain a speed adapted to the situation and to increase safety.

Bei momentan in Entwicklung befindlichen Fahrzeugen, die autonom oder zumindest hochautomatisiert im Straßenverkehr gesteuert werden, muss ebenfalls eine auf die Umfeldsituation angepasst Fahrgeschwindigkeit eingehalten werden. Eine Vorhersage der zukünftigen Gier- oder Drehrate der zu erwartenden Fahrbahnkrümmung ist hierbei jedoch nicht ausreichend um die Sicherheit der Insassen und der anderen Verkehrsteilnehmer zu gewährleisten.For vehicles currently under development which are autonomously or at least highly automated in road traffic, a driving speed adjusted to the surrounding situation must also be maintained. However, a prediction of the future yaw or yaw rate of the expected road curvature here is not sufficient to ensure the safety of the occupants and the other road users.

Kern und Vorteil der ErfindungCore and advantage of the invention

Der Kern der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs anzugeben, das in der Lage ist, Fahrtrajektorien vorauszuberechnen und Fahrgeschwindigkeiten und Lenkverhalten des Fahrzeugs flexibel an sämtliche, zu erwartende Umfeldbedingungen des autonom geführten oder zumindest hochautomatisiert geführten Fahrzeugs anzupassen.The essence of the present invention is to provide a method and a device for controlling a vehicle, which is able to predict driving trajectories and flexibly adapt driving speeds and steering behavior of the vehicle to all the expected ambient conditions of the autonomously guided or at least highly automated guided vehicle.

Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention this is achieved by the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements emerge from the subclaims.

Erfindungsgemäß erfolgt die Ansteuerung von Aktoren zur Fahrzeugführung unter Verwendung einer Berechnungseinrichtung, wobei durch die Berechnungseinrichtung Daten einer ersten Datenbank herangezogen werden, in der physikalische Regeln hinterlegt sind und Daten einer zweiten Datenbank verwendet werden, in der fahrzeugspezifische Daten hinterlegt sind und die Berechnungseinrichtung die mindestens eine einzuregelnde Fahrtrajektorie unter Verwendung der Inhalte der ersten und der zweiten Datenbank berechnet und/oder plausibilisiert. Hierdurch ist es möglich, ein Fahrzeugsteuersystem zu realisieren, das flexibel auf sämtliche zu erwartende Umfeldbedingungen und Fahrtrajektorien reagieren kann.According to the invention, the actuation of actuators for vehicle guidance is carried out using a calculation device, wherein the calculation device uses data from a first database in which physical rules are stored and data from a second database are used in which vehicle-specific data are stored and the calculation device stores the at least one calculated driving trajectory using the contents of the first and the second database calculated and / or plausibility. This makes it possible to realize a vehicle control system that can react flexibly to all expected environmental conditions and Fahrtrajektorien.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Berechnungseinrichtung eine künstliche Intelligenz aufweist. Dabei kann die künstliche Intelligenz insbesondere durch Verwendung eines künstlichen, neuronalen Netzwerks erfolgen. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das künstliche, neuronale Netz Entscheidungskoeffizienten aufweist, die im Fahrbetrieb veränderbar sind. Durch die Veränderung der Entscheidungskoeffizienten während dem Betrieb des künstlichen, neuronalen Netzwerkes ist es möglich, dass das künstliche neuronale Netzwerk sich auf aktuelle und/oder zukünftige Veränderungen des Umfelds anpassen kann. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass in einer Verifikationsvorrichtung die getroffenen Entscheidungen des neuronalen Netzwerks im Nachhinein verifiziert werden, um die Entscheidungskoeffizienten des künstlichen, neuronalen Netzwerks mittels der verifizierten, vorher getroffenen Entscheidungen weiter anzulernen und die Qualität der Entscheidungen im Laufe des Betriebs zu erhöhen.Furthermore, it is advantageous that the calculation device has an artificial intelligence. In this case, the artificial intelligence can be done in particular by using an artificial, neural network. Furthermore, it is advantageous for the artificial neural network to have decision coefficients that can be changed while driving. By changing the decision coefficients during operation of the artificial neural network, it is possible for the artificial neural network to adapt to current and / or future changes in the environment. For this purpose it can be provided that the decisions of the neural network made in a verification device are subsequently verified in order to further learn the decision coefficients of the artificial neural network by means of the verified, previously made decisions and to increase the quality of the decisions in the course of operation.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die in der ersten Datenbank hinterlegten, physikalischen Regeln naturwissenschaftliche Gesetzmäßigkeiten beschreiben, die insbesondere die Mechanik betreffen. So kann es vorgesehen sein, dass in der ersten Datenbank physikalische Regeln für ein Feder-Masse-Modell hinterlegt sind, für den Energieerhaltungssatz Berechnungsregeln hinterlegt sind, Bewegungsgleichungen für gleichförmige Bewegungen abgelegt sind, Bewegungsgleichungen für die Bewegung eines gleichförmig beschleunigten Körpers hinterlegt sind, Bewegungsgleichungen für den freien Fall abgelegt sind, physikalische Regeln bezüglich des Impulserhaltungssatzes abgelegt sind, sowie Gleichungen zur Beschreibung gleichförmiger Kreisbewegungen von Körpern und/oder Gleichungen zur Beschreibung von Rotationsbewegungen starrer Körper abgelegt sind. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass in dieser ersten Datenbank eine fahrdynamische Gleichung hinterlegt ist, Gleichungen der Mechanik abgelegt sind sowie weitere Gleichungen zur Beschreibung der Mechanik starrer Körper vorgesehen sind.Furthermore, it is advantageous that the physical rules stored in the first database describe scientific laws that relate in particular to mechanics. Thus, it may be provided that in the first database physical rules for a spring-mass model are deposited for the conservation of energy set calculation rules are stored, equations of motion for uniform movements are stored, equations of motion for the movement of a uniformly accelerated body are stored, equations of motion for the free fall are stored, physical rules regarding the conservation of momentum are stored, and equations for describing uniform circular motion of bodies and / or equations for describing rotational movements of rigid bodies are stored. Furthermore, it can be provided that in This first database is a driving dynamics equation deposited equations of mechanics are stored and other equations are provided for the description of the mechanics of rigid bodies.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass in der zweiten Datenbank fahrzeugspezifische Daten hinterlegt sind. Diese fahrzeugspezifischen Daten betreffen beispielsweise, das Leergewicht des Fahrzeugs, das Gesamtgewicht des Fahrzeugs bei maximal zulässiger Beladung, das Gesamtgewicht des Fahrzeugs bei halber Beladung, den Radstand, also den Abstand zwischen der Vorderachse und der Hinterachse, den Raddurchmesser, die Motorleistung oder drehzahlabhängige Motorkennlinien für abgegebene Leistung und/oder abgegebenes Drehmoment, die Einbauhöhe der Scheinwerfer, Positionen und Erfassungsbereiche der verbauten Umfeldsensoren, die insbesondere als Radarsensoren, Ultraschallsensoren, Videosensoren oder als Lidarsensoren ausgeführt sein können, sowie weitere fahrzeugspezifische Größen umfassen. Die erfolgte Aufzählung der fahrzeugspezifischen Daten soll dabei jedoch nicht abschließend sein sondern alle naheliegenden Fahrzeuggrößen umfassen.Furthermore, it is advantageous for vehicle-specific data to be stored in the second database. These vehicle-specific data relate to, for example, the empty weight of the vehicle, the total weight of the vehicle at maximum load, the total weight of the vehicle at half load, the wheelbase, ie the distance between the front and rear axle, the wheel diameter, the engine power or speed-dependent engine characteristics for delivered power and / or torque output, the installation height of the headlights, positions and detection ranges of the built environment sensors, which may be designed in particular as radar sensors, ultrasonic sensors, video sensors or as Lidarsensoren, and other vehicle-specific variables. However, the listing of the vehicle-specific data should not be exhaustive but include all obvious vehicle sizes.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass unter Verwendung der Information der ersten Datenbank und der Information der zweiten Datenbank die vorausberechneten Fahrtrajektorien plausibilisiert werden und nicht plausible Fahrtrajektorien verworfen werden.Furthermore, it is advantageous that, using the information of the first database and the information of the second database, the precalculated driving trajectories are made plausible and non-plausible driving trajectories are discarded.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass bei Erkennung einer unplausiblen Fahrtrajektorie die bereits berechnete Trajektorie unter Verwendung des Datenbankinhalts der ersten Datenbank und der zweiten Datenbank so lange verändert wird, bis diese unter Verwendung der physikalischen Gesetze der ersten Datenbank und der fahrzeugspezifischen Größen der zweiten Datenbank, die Plausibilitätskriterien erfüllt. Unter plausibler Fahrtrajektorie wird hierbei eine Fahrtrajektorie für das eigene Fahrzeug verstanden, die die vorgegebenen, physikalischen Gesetze einhält und damit eine Fahrtrajektorie ist, die das Fahrzeug aufgrund der Fahrzeugphysik fahren kann bzw. unter Einhaltung vorgegebener Komfortkriterien fahren kann. Unplausible Fahrtrajektorien sind damit vorausberechnete Fahrtrajektorien, die unter Einhaltung physikalischer Grenzen nicht gefahren werden können oder bei denen vorgegebene Komfortkriterien oder Sicherheitskriterien wie Beschleunigungen in Längs-, Quer- oder Hochrichtung nicht erfüllt werden können.Furthermore, it is advantageous that, when an implausible driving trajectory is detected, the already calculated trajectory is changed using the database content of the first database and the second database until it is determined using the physical laws of the first database and the vehicle-specific variables of the second database Plausibility criteria met. A plausible driving trajectory is here understood to mean a driving trajectory for one's own vehicle, which complies with the prescribed physical laws and is thus a driving trajectory that the vehicle can drive on the basis of vehicle physics or can drive in compliance with predefined comfort criteria. Implausible driving trajectories are thus precalculated driving trajectories that can not be driven in compliance with physical limits or in which predetermined comfort criteria or safety criteria such as accelerations in the longitudinal, transverse or vertical direction can not be met.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass nur plausibilisierte Fahrtrajektorien zur Ansteuerung der Aktoren des Fahrzeugs verwendet werden. Dies stellt sicher, dass nur die Fahrtrajektorien, die die vorgegebenen Bedingungen erfüllen, für die Fahrzeugsteuerung herangezogen werden, um damit die vorgesehene Fahrsicherheit und der vorgesehene Fahrkomfort eingehalten wird.Furthermore, it is advantageous that only plausible driving trajectories are used to control the actuators of the vehicle. This ensures that only the driving trajectories that fulfill the given conditions are used for the vehicle control, so that the intended driving safety and the intended driving comfort is maintained.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Umfeldinformation die relativen Positionen von Objekten im Fahrzeugumfeld betrifft, die mittels mindestens eines Radarsensors, mittels mindestens eines Lidarsensors, mittels mindestens eines Videosensors, mittels mindestens eines Ultraschallsensors, mittels mindestens eines Ultraschallsensors oder einer Kombination aus einem oder mehreren der genannten Sensorarten, detektiert wurden. Durch die Berücksichtigung der relativen Positionen von Objekten im Fahrzeugumfeld ist es zum einen möglich, die eigene Fahrzeugposition hochgenau zu bestimmen sowie bewegliche Objekte im Fahrzeugumfeld bei der Planung der eigenen Fahrtrajektorie zu berücksichtigen, um Kollisionen und kritische Annäherungen zu vermeiden und die eigene Fahrsicherheit und die Fahrsicherheit der anderen Objekte bzw. Verkehrsteilnehmer sicherzustellen.Furthermore, it is advantageous that the environment information relates to the relative positions of objects in the vehicle environment, by means of at least one radar sensor, by means of at least one lidar sensor, by means of at least one video sensor, by means of at least one ultrasonic sensor, by means of at least one ultrasonic sensor or a combination of one or more of Sensor types mentioned were detected. By taking into account the relative positions of objects in the vehicle environment, it is possible on the one hand to determine one's own vehicle position with high precision and to take into account moving objects in the vehicle environment when planning one's own driving trajectory, in order to avoid collisions and critical approaches and to ensure the driver's own driving safety and driving safety the other objects or road users.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Umfeldinformation Karteninformation einer statischen Umfeldkarte und/oder Karteninformation einer dynamischen Umgebungskarte ist. Unter Umfeldinformation einer statischen Karte ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Inhalt digitaler Karten zu verstehen, die den Straßenverlauf, die Straßenumgebung und Objekte im Straßenumfeld beinhalten, die zeitlich weitgehendst unveränderlich sind. Dies können beispielsweise Geo-Positionen bezüglich Kreuzungen, Bordsteinen oder Straßenschilder sein oder Geo-Positionen des Straßenverlaufs, insbesondere von Straßenbiegungen oder besonderen Infrastruktureinrichtungen, wie beispielsweise Brücken, Gebäuden oder Kanalisationsdeckel sein. Im Gegensatz hierzu wird unter der dynamischen Karteninformation Umfeldinformation verstanden, die Objekte in oder an der Fahrbahn betrifft, der nur zeitlich beschränkt zu berücksichtigen sind. Dies können beispielsweise haltende oder parkende Fahrzeuge am Fahrbahnrand sein, die zu einem bestimmten Zeitpunkt abgestellt wurden und jederzeit wieder anfahren können und damit nur zeitlich beschränkt für die Planung der Fahrtrajektorie des eigenen Fahrzeugs berücksichtigt werden müssen. Weiterhin können dynamische Karteninhalte beispielsweise Fahrbahnverlegungen von Baustellen sein, bei denen der Fahrbahnverlauf zeitlich befristet verlegt wird und zu einem späteren Zeitpunkt wieder auf den ursprünglichen Fahrbahnverlauf zurückverlegt wird. Je nachdem, ob es sich um statische Karteninhalte oder dynamische Karteninhalte handelt, ist es vorteilhaft, dass diese Information entweder im Fahrzeug selbst als Datenbank vorgehalten wird oder über eine Funkschnittstelle durch das Fahrzeug von einem Infrastrukturdienst abgerufen wird, um Information über den vorausliegenden Fahrbahnverlauf, insbesondere die momentan aktuelle Informationen bezüglich des momentanen Fahrbahnverlaufs bereitzuhalten. Hierzu kann beispielsweise ein Datendienst eines Mobilfunknetzes benutzt werden.Furthermore, it is advantageous that the environment information is map information of a static environment map and / or map information of a dynamic environment map. In the context of the present invention, environment information of a static map is to be understood as meaning the content of digital maps which contain the road course, the road environment and objects in the road environment which are largely immutable in terms of time. These may, for example, be geo-positions with regard to intersections, curbs or street signs or geo-positions of the road course, in particular of road bends or special infrastructure facilities, such as, for example, bridges, buildings or sewerage covers. In contrast to this, dynamic map information refers to surroundings information that relates to objects in or on the roadway, which are to be considered only for a limited time. This can be, for example, holding or parked vehicles on the edge of the road, which were parked at a certain time and can start again at any time and thus need only be considered for a limited time for the planning of the driving trajectory of the own vehicle. Furthermore, dynamic map contents can be, for example, roadway installations from construction sites, in which the roadway course is laid for a limited time and later returned to the original roadway course. Depending on whether it is static map content or dynamic map content, it is advantageous that this information is either kept in the vehicle itself as a database or retrieved via a radio interface by the vehicle from an infrastructure service to information about the underlying road course, in particular the current information regarding the current Road course ready. For this purpose, for example, a data service of a mobile network can be used.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass als Aktoren zur Fahrzeugführung entlang der geplanten Trajektorie eine Lenkeinrichtung des Fahrzeugs, eine Beschleunigungseinrichtung des Fahrzeugs und/oder eine Verzögerungseinrichtung des Fahrzeugs angesteuert wird. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, dass das Fahrzeug hinsichtlich seiner Fahrzeuggeschwindigkeit beschleunigt oder verzögert wird sowie durch Ansteuerung der Lenkaktoren das Fahrzeug hinsichtlich seiner Fahrtrichtung so gesteuert wird, dass vorausberechnete Fahrtrajektorien abgefahren werden und dabei die für die Fahrtrajektorien vorausberechnete Fahrdynamik mittels der Aktoren eingestellt und umgesetzt wird.Furthermore, it is advantageous that a steering device of the vehicle, an acceleration device of the vehicle and / or a deceleration device of the vehicle are actuated as actuators for vehicle guidance along the planned trajectory. This refinement makes it possible for the vehicle to be accelerated or decelerated with respect to its vehicle speed, and the vehicle is controlled with respect to its direction of travel by driving the steering actuators in such a way that predicted driving trajectories are traversed and the driving dynamics predicted for the driving trajectories are set and implemented by means of the actuators becomes.

Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer autonomen Fahrzeugregelung oder zumindest hochautomatisierten Fahrzeugregelung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm gespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor oder Signalprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt, wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen.Of particular importance is the realization of the method according to the invention in the form of a control element which is provided for a control device of an autonomous vehicle control or at least highly automated vehicle control of a motor vehicle. In this case, a program is stored on the control, which is executable on a computing device, in particular on a microprocessor or signal processor, and suitable for carrying out the method according to the invention. In this case, therefore, the invention is realized by a program stored on the control program, so that this provided with the program control in the same way represents the invention, as the method to whose execution the program is suitable. In particular, an electrical storage medium can be used as the control.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject of the invention, regardless of their combination in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawings.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen

  • 1 ein erstes schematisches Blockschaltbild zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 2 ein weiteres Blockschaltbild zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Hereinafter, embodiments of the invention will be explained with reference to drawings. Show it
  • 1 a first schematic block diagram for explaining the device according to the invention and the inventive method and
  • 2 a further block diagram for explaining a further embodiment of the method according to the invention or the device according to the invention.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

In 1 ist ein Blockschaltbild gezeigt, bei dem eine Steuerungseinrichtung 1 dargestellt ist. Diese Steuerungseinrichtung 1 kann beispielsweise ein Steuergerät sein, das speziell zur Bahnplanung einer autonomen Fahrfunktion oder zumindest einer hochautomatisierten Fahrfunktion vorgesehen ist. Alternativ kann das Steuergerät auch ein Steuergerät einer anderen Funktion sein, das zusätzlich zur Bahnplanung von Fahrtrajektorien für autonome oder hochautomatisierte Fahrfunktionen dient. Die Steuerungseinrichtung 1 weist eine Eingangsschaltung 2 auf, mittels der dem Steuerungsgerät 1 Eingangssignale zuführbar sind. Als ein erstes Eingangssignal ist der Eingangsschaltung 2 der Steuerungseinrichtung 1 mindestens ein Signal einer Umfeldsensorik 3 zuführbar. Diese Umfeldsensorik kann aus einem Radarsensor, einem Lidarsensor, einem Ultraschallsensor, einem Videosensor, bestehen, oder aus einer Kombination einer oder mehrerer der aufgezählten Sensorarten bestehen. Diese Umfeldsensorik 3 erfasst das unmittelbare Fahrzeugumfeld und kann Relativpositionen vorhandener Objekte innerhalb des Erfassungsbereich der Umfeldsensorik 3 bestimmen und der Eingangsschaltung 2 der Steuereinrichtung 1 zuführen. Weiterhin ist als Eingangssignal das Ausgangssignal einer Kartendatenbank 4 vorgesehen. Diese Kartendatenbank kann beispielsweise Teil eines Navigationssystems sein. Diese Kartendaten 4 beinhalten Informationen hinsichtlich des Straßenverlaufs der befahrbaren Straßen, Straßennamen, Kreuzungen und weitere, meist zeitinvariante Kartendaten. Weiterhin ist als Eingangssignal der Eingangsschaltung 2 der Steuereinrichtung 1 ein Signal vorgesehen, das dynamische Kartendaten 5 bereitstellt. Diese dynamischen Kartendaten 5 können Karteninformationen sein, die nur für eine bestimmte Zeit gültig sind und sich relativ schnell verändern können. Dies können beispielsweise Informationen bezüglich am Fahrbahnrand abgestellter Fahrzeuge sein, Fahrspurverlegungen von temporärer Dauer aufgrund einer Baustelle auf der Straße sein oder Positionen anderer Verkehrsteilnehmer wie Fußgänger sein, die sich in Bezug zu Kraftfahrzeugen vergleichsweise langsam bewegen. Derartige dynamische Kartendaten werden generiert, indem ein oder mehrere Fahrzeuge die betreffende Stelle passieren und ihre ermittelten Objektinformationen bereitstellen. Daher ist es notwendig, dass auch das eigene Fahrzeug seine ermittelten Umfelddaten, die mittels der Umfeldsensorik 3 ermittelt wurden, der dynamischen Kartendatenbank zur Verfügung stellt, um das Vorhandensein der zeitlich begrenzten Objekte zu bestätigen oder Veränderungen dieser dynamischen Kartendaten anzuzeigen. Aufgrund der Überlagerung der statischen Kartendaten 4 und der dynamischen Kartendaten 5 sowie der Umfeldsensorikdaten 3 kann die momentane Umfeldsituation des Fahrzeugs sehr genau beschrieben werden. Als weitere Eingangsgrößen sind beispielsweise auch Daten von anderen Verkehrsteilnehmern denkbar, die beispielsweise über Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(C2C)-Schnittstellen 6 oder Infrastrukturr-zu Fahrzeug-(12C)-Schnittstellen 6 von anderen Verkehrsteilnehmern beziehungsweise aus der umliegenden Infrastruktur an das eigene Fahrzeug übermittelt werden. Diese Daten können beispielsweise Bewegungsdaten von Objekten sein, die das eigene Fahrzeug nicht erfasst, da diese durch das die Daten sendende Fahrzeug verdeckt werden.In 1 a block diagram is shown in which a control device 1 is shown. This control device 1 For example, it may be a control device that is specially provided for the path planning of an autonomous driving function or at least a highly automated driving function. Alternatively, the control unit may also be a control unit of another function, which additionally serves for the path planning of driving trajectories for autonomous or highly-automated driving functions. The control device 1 has an input circuit 2 on, by means of the control device 1 Input signals can be fed. As a first input signal is the input circuit 2 the control device 1 at least one signal from an environment sensor 3 fed. This environment sensor system may consist of a radar sensor, a lidar sensor, an ultrasonic sensor, a video sensor, or consist of a combination of one or more of the enumerated sensor types. This environment sensor 3 detects the immediate vehicle environment and can relative positions of existing objects within the detection range of environment sensors 3 determine and the input circuit 2 the control device 1 respectively. Furthermore, the input signal is the output signal of a map database 4 intended. This map database may for example be part of a navigation system. This map data 4 include information regarding the road layout of the passable roads, street names, intersections and other, mostly time-invariant map data. Furthermore, as input signal of the input circuit 2 the control device 1 a signal is provided, the dynamic map data 5 provides. This dynamic map data 5 can be map information that is only valid for a certain time and can change relatively quickly. This may, for example, be information regarding vehicles parked at the edge of the lane, lane-laying of temporary duration due to a construction site on the road, or positions of other road users such as pedestrians moving comparatively slowly in relation to motor vehicles. Such dynamic map data is generated by one or more vehicles passing through the site concerned and providing their determined object information. Therefore, it is necessary that the own vehicle its determined environment data, by means of environment sensors 3 which provides dynamic map database to confirm the existence of the temporary objects or changes of these dynamic map data display. Due to the overlay of the static map data 4 and the dynamic map data 5 as well as the environment sensor data 3 The current environment situation of the vehicle can be described very precisely. As further input variables, for example, data from other road users are also conceivable, for example via vehicle-to-vehicle (C2C) interfaces 6 or infrastructure-to-vehicle (12C) interfaces 6 from other road users or from the surrounding infrastructure to their own Vehicle to be transmitted. This data can be, for example, movement data of objects that the own vehicle does not detect, since these are hidden by the vehicle transmitting the data.

Weiterhin ist es möglich, dass der Eingangsschaltung 2 Signale eines GNSS-Sensors (GNSS = Global Navigation Satellite System) oder eines VMPS-Sensors (VMPS = Vehicle Motion and Position Sensor) 18 zugeführt werden, womit das Fahrzeug seine momentane Position und Bewegung sehr genau bestimmen kann. In verbindung mit den statischen Kartendaten 4 und dynamischen Kartendaten 5 ist eine sehr genaue Positionsbestimmung und Bahnplanung im vorausliegenden Fahrzeugumfeld mittels einer vorausgeplanten Fahrtrajektorie möglich.Furthermore, it is possible that the input circuit 2 Signals of a GNSS sensor (GNSS = Global Navigation Satellite System) or a VMPS sensor (VMPS = Vehicle Motion and Position Sensor) are supplied 18, with which the vehicle can determine its current position and movement very accurately. In connection with the static map data 4 and dynamic map data 5 is a very accurate position determination and path planning in the vehicle environment ahead by means of a pre-planned driving trajectory possible.

Die Eingangssignale, die der Steuerungseinrichtung 1 über die Eingangsschaltung 2 zugeführt wurden, werden an eine Berechnungseinrichtung 7 weitergeleitet. Diese Berechnungseinrichtung kann beispielsweise ein Prozessor sein, auf dem Fahrtrajektorien für das eigene Fahrzeug berechnet und vorausgeplant werden. Hierzu werden Straßenverläufe sowie Positionen von Objekten berücksichtigt, so dass eine kollisionsfreie und möglichst gefährdungsarme Fahrtrajektorie vorausgeplant wird, sowie deren fahrdynamisches Profil vorausgeplant wird. Idealerweise wird diese vorausgeplante Fahrtrajektorie sowie deren fahrdynamisches Profil an nachgelagerte Aktoren ausgegeben, die diese Information in Aktorsignale umsetzen und das Fahrzeug entlang der Fahrtrajektorie steuern. Da die Berechnung der Fahrtrajektorie in der Berechnungseinrichtung 7 oftmals keine eindeutige Lösung hat, ist es durchaus sinnvoll, mehrere mögliche Fahrtrajektorien vorauszuberechnen. Dabei ist es möglich, dass auch Fahrtrajektorien ermittelt werden, die aufgrund der Fahrphysik oder aufgrund von Sicherheitsvorgaben in dieser Form nicht umgesetzt werden sollen, da die Trajektorien nicht fahrbar sind oder nur mit einem hohen Verkehrsrisiko fahrbar sind. Um derartige Fahrtrajektorien zu erkennen und möglichst zu vermeiden, greift die Berechnungseinrichtung 7 auf eine erste Datenbank 8 sowie eine zweite Datenbank 9 zurück, die beispielsweise in Speichereinrichtungen der Steuerungseinrichtung 1 abgelegt sein können. Dabei umfasst die erste Datenbank 8 physikalische Gesetze, die die Fahrzeugbewegung beschreiben. Die zweite Datenbank 9, auf die die Berechnungseinrichtung 7 ebenfalls zugreift, beinhaltet fahrzeugspezifische Größen, womit die physikalischen Gesetze der ersten Datenbank berechnet werden können. Dabei ist es vorteilhaft, wenn Parameter des eigenen Fahrzeugs bei verschiedenen Beladungen oder bei verschiedenen fahrdynamischen Fahrmanövern hinterlegt sind und das Fahrzeug die momentan passenden Fahrparameter oder Zustandsparameter auswählt, um damit die Fahrtrajektorien zu berechnen. Dabei ist es möglich, dass Fahrtrajektorien als nicht fahrbar oder nur mit einer Verkehrsgefährdung befahrbar sind. In diesem Fall können die Fahrtrajektorien plausibilisiert werden und bei Unplausibilität ist es möglich, dass die ungeeigneten Fahrtrajektorien verworfen werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die unplausiblen Fahrtrajektorien so lange verändert werden, bis diese als plausible Fahrtrajektorien verifiziert wurden, beispielsweise indem Lenkradien vergrößert werden oder geplante Geschwindigkeiten verringert werden, um fahrbare und verkehrssichere Fahrtrajektorien bereitzustellen. Die von der Berechnungseinrichtung 7 am geeignetsten ausgewählte Fahrtrajektorie wird an eine Ausgangsschaltung 10 weitergeleitet, die Stellbefehle für nachgelagerte Fahrzeugaktoren 11, 12, 13, 14 ausgibt. Diese Ausgangssignale betreffen beispielsweise Steuersignale für einen Lenkaktor 11, der einen momentanen Lenkeinschlag an die Lenkungssteuerung ausgibt, um das Fahrzeug entsprechend der vorausberechneten Fahrtrajektorie zu lenken. Weiterhin ist als Ausgangssignal ein Steuersignal für einen Beschleunigungsaktor 12 vorgesehen, der beispielsweise als elektrisch ansteuerbare Drosselklappe, als elektrisch steuerbare Kraftstoffmengenzumesseinrichtung oder als Leistungstransistor einer elektrischen Antriebsmaschine ausgeführt sein kann und das Fahrzeug entsprechend dem fahrdynamischen Profil der Fahrtrajektorie beschleunigen kann. Weiterhin ist als Ausgangssignal der Ausgangsschaltung 10 der Steuerungseinrichtung 1 ein Signal für einen Verzögerungsaktor 13 vorgesehen, der beispielsweise einem elektrisch steuerbaren Bremssystem oder Verzögerungssystem zugeführt werden kann. Mittels diesem Verzögerungsaktor 13 kann das Fahrzeug gemäß dem fahrdynamischen Profil der Fahrtrajektorie verzögert werden, um die Geschwindigkeit des geregelten Fahrzeugs zu verringern und das fahrdynamische Profil des Fahrzeugs gemäß der Vorausberechnung einzustellen. Als weiteres Ausgangssignal können Signale an Signaleinrichtungen 14 ausgegeben werden, die beispielsweise die Fahrtrichtungsanzeiger ansteuern und somit dem Verkehrsumfeld bevorstehende Lenkmanöver mitteilen. Alternativ können die Signaleinrichtungen 14 auch die Bremslichter des Fahrzeugs sein und somit das Verkehrsumfeld bezüglich bevorstehender Bremsungen oder Gefahrensituationen informieren. Weiterhin ist es denkbar, dass als Signaleinrichtungen 14 die Hupe des Fahrzeugs ansteuerbar ist, so dass das Fahrzeug im Gefahrenfall sein Verkehrsumfeld durch akustische Signale warnen kann. Neben den Fahrtrichtungsanzeigern, Bremslichter oder der Hupe ist es auch möglich, dass als Signaleinrichtung 14 die Scheinwerfer des Fahrzeugs ansteuerbar sind, so dass das Fahrzeug, beispielsweise im Gefahrenfall durch Lichthupensignale sein Umfeld informieren kann.The input signals to the controller 1 via the input circuit 2 are fed to a computing device 7 forwarded. This calculation device can be, for example, a processor on which travel trajectories for the own vehicle are calculated and planned in advance. For this purpose, road courses and positions of objects are taken into account, so that a collision-free and as low-risk driving trajectory is planned in advance, and their driving dynamics profile is planned in advance. Ideally, this pre-planned driving trajectory and its dynamic driving profile are output to downstream actuators, which convert this information into actuator signals and control the vehicle along the driving trajectory. Since the calculation of the driving trajectory in the calculation device 7 often has no clear solution, it makes perfect sense to predict several possible driving trajectories. It is possible that also Fahrtrajektorien be determined, which should not be implemented due to the physics of driving or due to safety requirements in this form, since the trajectories are not mobile or only with a high traffic risk mobile. In order to recognize such driving trajectories and to avoid as far as possible, the calculation device takes effect 7 on a first database 8th and a second database 9 back, for example, in memory devices of the control device 1 can be stored. This includes the first database 8th physical laws that describe vehicle movement. The second database 9 to which the calculation device 7 also accesses, includes vehicle-specific variables, with which the physical laws of the first database can be calculated. It is advantageous if parameters of the own vehicle are stored at different loads or in different driving dynamics driving maneuvers and the vehicle selects the currently appropriate driving parameters or state parameters in order to calculate the driving trajectories. It is possible that Fahrtrajektorien are not passable or only with a traffic hazard passable. In this case, the driving trajectories can be made plausible and, in the case of implausibility, it is possible to discard the inappropriate driving trajectories. Alternatively, however, it is also possible for the implausible driving trajectories to be changed until these have been verified as plausible driving trajectories, for example by increasing steering radii or reducing planned speeds in order to provide mobile and traffic-safe driving trajectories. The of the calculation device 7 most suitably selected travel trajectory is sent to an output circuit 10 forwarded, the control commands for downstream vehicle actuators 11 . 12 . 13 . 14 outputs. These output signals relate, for example, control signals for a steering actuator 11 which outputs a current steering angle to the steering control to steer the vehicle according to the pre-calculated driving trajectory. Furthermore, the output signal is a control signal for an acceleration actuator 12 provided, for example, can be designed as electrically controllable throttle, as electrically controllable Kraftstoffmengenzumesseinrichtung or as a power transistor of an electric drive machine and can accelerate the vehicle according to the dynamic driving profile of the driving trajectory. Furthermore, as the output signal of the output circuit 10 the control device 1 a signal for a delay actuator 13 provided, which can be supplied, for example, an electrically controllable braking system or deceleration system. By means of this delay actuator 13 For example, the vehicle can be decelerated in accordance with the driving dynamics profile of the driving trajectory in order to reduce the speed of the controlled vehicle and to adjust the vehicle dynamics profile of the vehicle according to the precalculation. As a further output signal signals to signaling devices 14 output, for example, the direction indicator and thus inform the traffic environment impending steering maneuvers. Alternatively, the signaling devices 14 also be the brake lights of the vehicle and thus inform the traffic environment regarding upcoming stunts or dangerous situations. Furthermore, it is conceivable that as signaling devices 14 the horn of the vehicle can be controlled, so that the vehicle can warn its traffic environment in case of danger by acoustic signals. In addition to the direction indicators, brake lights or the horn, it is also possible that as a signaling device 14 the headlights of the vehicle are controlled, so that the vehicle, for example, in the event of danger by flare signals its environment can inform.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es ist wiederum die Steuerungseinrichtung 1 zu erkennen, die über eine Eingangsschaltung 2 verfügt. Der Eingangsschaltung 2 können Eingangssignale einer Umfeldsensorik 3, Eingangssignale bezüglich statischer Kartendaten 4, Eingangssignale bezüglich dynamischer Kartendaten 5 sowie Daten 6 von anderen Verkehrsteilnehmern oder einer Fahrzeuginfrastruktur zugeführt werden, wie es bezüglich 1 bereits ausgeführt wurde.In 2 a further embodiment of the device according to the invention and the method according to the invention is shown. It is again the control device 1 to recognize that via an input circuit 2 features. The input circuit 2 can input signals of environment sensors 3 , Input signals related to static map data 4 , Input signals regarding dynamic map data 5 as well as data 6 be supplied by other road users or a vehicle infrastructure, as regards 1 already executed.

Die der Eingangsschaltung 2 zugeführten Eingangssignale werden über eine Datenaustauscheinrichtung 15 einer Berechnungseinrichtung 16 zugeführt, die als Mikroprozessor, Signalprozessor oder als ASIC ausgeführt sein kann und in der das erfindungsgemäße Verfahren als Software abläuft. Über die Datenaustauscheinrichtung 15 sind der Berechnungseinrichtung 16 Informationen einer Speichereinrichtung 17 zuführbar. Die Speichereinrichtung 17 kann dabei in mindestens zwei Bereiche 17a und 17b unterteilt sein, wobei im Speicherbereich 17a eine erste Datenbank 8 mit physikalischen Gesetzen gespeichert ist, die der Berechnungseinrichtung 16 bereitgestellt werden. Der weitere Speicherbereich 17b beinhaltet eine zweite Datenbank 9, in der die fahrzeugspezifischen Größen abgelegt sind und ebenfalls der Berechnungseinrichtung 16 über die Datenaustauscheinrichtung 15 bereitgestellt werden. Die in der Berechnungseinrichtung 16 ermittelten Ausgangssignale werden über die Datenaustauscheinrichtung 15, die beispielsweise als internes Bus-System der Steuerungseinrichtung 1 ausgeführt sein kann, an eine Ausgangsschaltung 10 weitergeleitet. Über die Ausgangsschaltung 10 können die Ausgangssignale der nachgeordneten Aktoren wie einen Lenkaktor 11, einen Beschleunigungsaktor 12, einen Verzögerungsaktor 13 und/oder eine Signaleinrichtung 14, wie bereits bezüglich 1 beschrieben, zugeführt werden. Wie in 2 weiterhin dargestellt, kann als weiteres Ausgangssignal ein Stellsignal für eine Signaleinrichtung 14 bereitgestellt werden, wobei die Signaleinrichtung 14 beispielsweise als Fahrtrichtungsanzeiger, als Bremslicht, als Hupe oder als Scheinwerfersteuerung ausgeführt sein kann und mit entsprechenden Ausgangssignalen angesteuert wird. Hierdurch ist es wieder, ähnlich wie zu 1 beschrieben, möglich, dass das Fahrzeug entlang einer vorausberechneten Fartrajektorie mit einem vorbestimmtendynamikprofil bewegt wird und sein Fahrzeugumfeld im Bedarfsfall über bevorstehende Fahrmanöver oder Gefahrensituationen informiert.The input circuit 2 supplied input signals are via a data exchange device 15 a calculation device 16 fed, which can be implemented as a microprocessor, signal processor or ASIC and in which the inventive method runs as software. About the data exchange device 15 are the calculation device 16 Information of a storage device 17 fed. The storage device 17 can do it in at least two areas 17a and 17b be divided, wherein in the memory area 17a a first database 8th stored with physical laws, that of the calculation device 16 to be provided. The further memory area 17b includes a second database 9 in which the vehicle-specific variables are stored and also the calculation device 16 via the data exchange device 15 to be provided. The in the calculation device 16 determined output signals are via the data exchange device 15 , for example, as the internal bus system of the control device 1 can be executed, to an output circuit 10 forwarded. About the output circuit 10 can the output signals of the downstream actuators as a steering actuator 11 , an acceleration factor 12 , a delay actuator 13 and / or a signaling device 14 as already re 1 described, be supplied. As in 2 Furthermore, as a further output signal, an actuating signal for a signaling device can be represented 14 be provided, wherein the signaling device 14 For example, as a direction indicator, as a brake light, as a horn or headlight control can be designed and is driven with appropriate output signals. This is it again, similar to 1 described, possible that the vehicle is moved along a pre-calculated Fartrajektorie with a predetermined dynamic profile and informs his vehicle environment in case of need about impending driving maneuvers or dangerous situations.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Bestimmung der tatsächlichen Masse eines autonomen Fahrzeugs, indem beim Beschleunigen, Verzögern oder Kurvenfahren nach dem Einschaltvorgang mithilfe der Auslenkung der Stoßdämpfer des Fahrzeugs unter Verwendung der Wegmessung und des Feder-Masse-Modells die Fahrzeugmasse berechnet wird. Unter Verwendung der nun bestimmten tatsächlichen Masse des Fahrzeugs kann eine Plausibilisierung der Fahrzeugtrajektorien, ein Schutz der Fahrzeuginsassen, sowie das Erlernen von Fahrfunktionen mithilfe der hinterlegten physikalischen Gesetze noch genauer und schneller erfolgen.In another embodiment of the invention, a determination is made of the actual mass of an autonomous vehicle by calculating the vehicle mass during acceleration, deceleration or cornering after the power-on using the deflection of the vehicle's shock absorber using the displacement measurement and the spring-mass model. Using the now determined actual mass of the vehicle, a plausibility check of the vehicle trajectories, a protection of the vehicle occupants, as well as the learning of driving functions using the stored physical laws can be done even more accurately and faster.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die hinterlegten physikalischen Gesetze der KI (künstlichen Intelligenz) verwendet um ein defektes Fahrzeug zu erkennen. Werden beispielsweise die hinterlegten Grenzwerte bestimmter physikalischer Gesetze auf dem Fahrzeug permanent überschritten, obwohl dies nicht zur gewünschten Aktuatoranschteuerung des Fahrzeugs passt, so ist von einem defekten Fahrzeug auszugehen. Das Fahrzeug versetzt sich anschließend soweit möglich selbst in einen sicheren Zustand, indem es beispielsweise selbständig an den rechten Fahrbahnrand heranfährt und über eine Car-to-X-Kommunikation, die beispielsweise ein Datendienst eines Mobilfunkanbieters sein kann, einen Notruf absetzt, sodass eine Reparatur erfolgen kann und eine Gefährdung weiterer Verkehrsteilnehmer vermieden wird.In a further embodiment of the invention, the stored physical laws of AI (artificial intelligence) are used to detect a defective vehicle. If, for example, the stored limit values of certain physical laws on the vehicle are permanently exceeded, although this does not match the desired actuator control of the vehicle, a defective vehicle can be assumed. The vehicle then moves as far as possible even in a safe state by, for example, drove independently to the right edge of the road and a car-to-X communication, which may be, for example, a data service of a mobile operator, sends an emergency call, so a repair done can be avoided and a threat to other road users.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Umlenkung des Fahrzeugs vor einer bevorstehen Kollision mit Hilfe der hinterlegten physikalischen Gesetze in einer Art und Weise, dass die Fahrzeuginsassen möglichst gut geschützt werden, sprich die Kräfte auf die Fahrzeuginsassen gering ausfallen.In a further embodiment of the invention, the vehicle is deflected before an imminent collision with the aid of the stored physical laws in such a manner that the vehicle occupants are protected as well as possible, that is to say the forces on the vehicle occupants are low.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10018556 A1 [0002]DE 10018556 A1 [0002]

Claims (14)

Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug ist, das autonom oder automatisch ohne Fahrereingriff geführt wird, und dem Umfeldinformationen von Umfeldsensoren und/oder von einer digitalen Karte zugeführt werden und mit den Umfeldinformationen mindestens eine Fahrtrajektorie für die Führung des Fahrzeugs geplant wird, und die mindestens eine geplante Trajektorie durch Ansteuerung von Aktoren zur Fahrzeugführung unter Verwendung einer Berechnungseinrichtung eingeregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Datenbank physikalische Regeln hinterlegt sind, in einer zweiten Datenbank fahrzeugspezifische Daten hinterlegt sind und die Berechnungseinrichtung die mindestens eine einzuregelnde Fahrtrajektorie unter Verwendung der Inhalte der ersten und der zweiten Datenbank berechnet und/oder plausibilisiert.A method for controlling a vehicle, wherein the vehicle is a motor vehicle, which is guided autonomously or automatically without driver intervention, and the environment information from environment sensors and / or supplied by a digital map and the environment information is planned at least one driving trajectory for the guidance of the vehicle , and the at least one planned trajectory is regulated by controlling actuators for vehicle guidance using a calculation device, characterized in that physical rules are stored in a first database, vehicle-specific data are stored in a second database and the calculation device stores the at least one travel trajectory to be adjusted Use of the contents of the first and second database calculated and / or plausibility. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung eine künstliche Intelligenz aufweist.Method according to Claim 1 , characterized in that the calculation means comprises artificial intelligence. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die künstliche Intelligenz ein künstliches, neuronales Netzwerk ist.Method according to Claim 1 or Claim 2 , characterized in that the artificial intelligence is an artificial neural network. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das künstliche neuronale Netz Entscheidungskoeffizienten aufweist, die im Fahrbetrieb veränderbar sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the artificial neural network has decision coefficients which can be changed while driving. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der ersten Datenbank hinterlegten physikalische Regeln, - ein Feder-Masse-Modell, - den Energieerhaltungssatz, - Bewegungsgleichungen für gleichförmige Bewegungen - Bewegungsgleichungen für gleichförmig beschleunigte Bewegungen, Bewegungsgleichungen für den freien Fall, - den Impulserhaltungssatz, - Gleichungen für gleichförmige Kreisbewegungen, - Gleichungen für Rotationsbewegungen starrer Körper, - die fahrdynamische Gleichung - Grundgleichungen der Mechanik, - und weitere Gleichungen umfassen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the physical rules stored in the first database, - a spring-mass model, - the energy conservation law, - equations of motion - equations of motion for uniformly accelerated movements, equations of motion for free fall, - the law of momentum conservation, - equations for uniform circular motions, - equations for rotational motions of rigid bodies, - the dynamic equation - basic equations of mechanics, - and other equations. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der zweiten Datenbank hinterlegten fahrzeugspezifischen Daten - das Leergewicht des Fahrzeugs, - das Gesamtgewicht des Fahrzeugs bei voller Beladung, - das Gesamtgewicht des Fahrzeugs bei halber Beladung, - der Radstand, - der Raddurchmesser, - die Motorleistung oder die Motorkennlinie, - die Einbauhöhe der Scheinwerfer, - Positionen und Erfassungsbereiche der verbauten Umfeldsensoren - weitere fahrzeugspezifische Größen umfassen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that stored in the second database vehicle-specific data - the curb weight of the vehicle, - the total weight of the vehicle at full load, - the total weight of the vehicle at half load, - the wheelbase, - the wheel diameter , - the engine power or the engine characteristic curve, - the installation height of the headlights, - positions and detection ranges of the installed environment sensors - further vehicle-specific variables. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unplausible Fahrtrajektorien verworfen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that implausible driving trajectories are discarded. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennung einer unplausiblen Fahrtrajektorie die geplante Trajektorie unter Verwendung des Datenbankinhalts der ersten Datenbank und zweiten Datenbank so lange verändert wird, bis diese plausibel ist.Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that upon detection of an implausible driving trajectory the planned trajectory using the database content of the first database and second database is changed until it is plausible. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur plausibilisierte Fahrtrajektorien zur Ansteuerung der Aktoren des Fahrzeugs verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that only plausibilized Fahrtrajektorien be used to control the actuators of the vehicle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfeldinformation die relativen Positionen von Objekten im Fahrzeugumfeld betrifft, die - mittels mindestens eines Radarsensors, - mittels mindestens eines Lidarsensors, - mittels mindestens eines Videosensors, - mittels mindestens eines Ultraschallsensors, - mittels eines GNSS Sensors, - oder einer Kombination hieraus detektiert wurden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the environment information relates to the relative positions of objects in the vehicle environment, - by means of at least one radar sensor, - by means of at least one Lidarsensors, - by means of at least one video sensor, - by means of at least one ultrasonic sensor, - by means of a GNSS sensors, - or a combination of these were detected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfeldinformation Karteninformation einer statischen Karte und/oder Karteninformation einer dynamischen Umgebungskarte ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the environment information is map information of a static map and / or map information of a dynamic environment map. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Aktoren zur Fahrzeugführung entlang der geplanten Trajektorie - eine Lenkeinrichtung, - eine Beschleunigungseinrichtung - eine Verzögerungseinrichtung und - eine Signaleinrichtung angesteuert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that actuators for vehicle guidance along the planned trajectory - a steering device, - an acceleration device - a deceleration device and - a signaling device are controlled. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug ist, das autonom oder weitgehendst automatisch ohne Fahrereingriff durch die Vorrichtung geführt wird, wobei der Vorrichtung Umfeldinformationen von Umfeldsensoren und/oder aus einer digitalen Karte zugeführt werden und die Vorrichtung mit den Umfeldinformationen mindestens eine Fahrtrajektorie für die Führung des Fahrzeugs plant, und die Vorrichtung die mindestens eine geplante Trajektorie durch Ansteuerung von Aktoren zur Fahrzeugführung unter Verwendung einer Berechnungseinrichtung einregelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine erste Speichereinrichtung aufweist, in der physikalische Regeln gespeichert sind, dass die Vorrichtung eine zweite Speichereinrichtung aufweist, in der fahrzeugspezifische Daten gespeichert sind, und die Berechnungseinrichtung die mindestens eine einzuregelnde Fahrtrajektorie unter Verwendung der Daten aus der ersten Speichereinrichtung und der zweiten Speichereinrichtung plausibilisiert.Device for controlling a vehicle, wherein the vehicle is a motor vehicle, which is guided autonomously or largely automatically without driver intervention by the device, wherein the device environment information from environment sensors and / or from a digital map are supplied and the device with the environment information at least one driving trajectory for the leadership of the Vehicle plans, and the device which controls at least one planned trajectory by driving actuators for vehicle guidance using a calculation device, characterized in that the device comprises a first memory device, are stored in the physical rules that the device has a second memory device, in the vehicle-specific data is stored, and the calculation device makes the at least one driving trajectory to be regulated plausible using the data from the first storage device and the second storage device. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidungseinrichtung ein künstliches neuronales Netz aufweist, dessen Entscheidungskoeffizienten im Fahrbetrieb veränderbar sind.Device after Claim 13 , characterized in that the decision means comprises an artificial neural network whose decision coefficients are variable during driving.
DE102017207097.8A 2017-04-27 2017-04-27 Method and device for controlling a vehicle Pending DE102017207097A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017207097.8A DE102017207097A1 (en) 2017-04-27 2017-04-27 Method and device for controlling a vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017207097.8A DE102017207097A1 (en) 2017-04-27 2017-04-27 Method and device for controlling a vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017207097A1 true DE102017207097A1 (en) 2018-10-31

Family

ID=63797580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017207097.8A Pending DE102017207097A1 (en) 2017-04-27 2017-04-27 Method and device for controlling a vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017207097A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018220510A1 (en) * 2018-11-28 2020-05-28 Robert Bosch Gmbh Situation-dependent calculation of a target vehicle speed
DE102019206847A1 (en) * 2019-05-10 2020-11-12 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an automated vehicle
DE102019213185A1 (en) * 2019-09-02 2021-03-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Lateral guidance of a vehicle using environmental data recorded from other vehicles
EP3805998A1 (en) * 2019-10-11 2021-04-14 Elektrobit Automotive GmbH Processing of sensor data in a motor vehicle
CN112955361A (en) * 2018-11-06 2021-06-11 罗伯特·博世有限公司 Prediction of expected driving behavior
US11851052B2 (en) 2022-01-31 2023-12-26 Ford Global Technologies, Llc Vehicle path verification

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10018556A1 (en) 2000-04-14 2001-10-18 Bosch Gmbh Robert Regulating vehicle speed involves determining course offsets of preceding vehicle in cycles, delaying by defined time, deriving historical course offset from curvature of vehicle trajectory

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10018556A1 (en) 2000-04-14 2001-10-18 Bosch Gmbh Robert Regulating vehicle speed involves determining course offsets of preceding vehicle in cycles, delaying by defined time, deriving historical course offset from curvature of vehicle trajectory

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112955361A (en) * 2018-11-06 2021-06-11 罗伯特·博世有限公司 Prediction of expected driving behavior
DE102018220510A1 (en) * 2018-11-28 2020-05-28 Robert Bosch Gmbh Situation-dependent calculation of a target vehicle speed
DE102019206847A1 (en) * 2019-05-10 2020-11-12 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an automated vehicle
US11480978B2 (en) 2019-05-10 2022-10-25 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an automated vehicle
DE102019213185A1 (en) * 2019-09-02 2021-03-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Lateral guidance of a vehicle using environmental data recorded from other vehicles
EP3805998A1 (en) * 2019-10-11 2021-04-14 Elektrobit Automotive GmbH Processing of sensor data in a motor vehicle
US11851052B2 (en) 2022-01-31 2023-12-26 Ford Global Technologies, Llc Vehicle path verification

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018129197B4 (en) Traffic signal detection device and system for autonomous driving
DE102017207097A1 (en) Method and device for controlling a vehicle
DE102008036131B4 (en) Method and device for detecting the traffic situation in a vehicle environment
DE102011002275B4 (en) Method for predicting the driving behavior of a vehicle driving ahead
DE102016117438A1 (en) Method and apparatus for controlling movement of a vehicle and vehicle motion control system
DE102018104011A1 (en) TRAVEL SUPPORT DEVICE FOR VEHICLES
DE112016003585T5 (en) Vehicle control device, vehicle control method and vehicle control program
DE102016121691A1 (en) Method and system for operating a motor vehicle
DE102012005272A1 (en) Method for determining risk probability of situation between two vehicles, for issuing different driver warnings, involves determining space for maneuvering between vehicles for determining risk probability, based on size of each space
EP3197737B1 (en) Method for driver information and motor vehicle
EP3243717B1 (en) Motor vehicle control device and method for operating the control device for autonomous driving of a motor vehicle
DE102017205508A1 (en) Method for automatic movement control of a vehicle
DE102013013747A1 (en) Driver assistance system, vehicle with a driver assistance system and method for operating a driver assistance system
DE102013215100A1 (en) Providing an environment model in case of failure of a sensor of a vehicle
DE102020200183A1 (en) Method for creating a probabilistic free space map with static and dynamic objects
WO2018033308A1 (en) Automated operation of a motor vehicle
DE102018209183A1 (en) Method and device for assisting a driver in a vehicle
DE102017213071A1 (en) Device for reducing a speed of a motor vehicle
DE102015015302A1 (en) Method for partially or fully autonomous operation of a vehicle and driver assistance device
DE102013021337A1 (en) Method for operating vehicle, involves outputting lane change recommendation when vehicle accident is prevented on currently traveling lane, fast driving on adjacent lane is performed and safe lane change on adjacent lane is performed
DE102015115163A1 (en) Method for situation-dependent selection of trajectories for driver assistance systems of vehicles
DE102019215657A1 (en) Vehicle control system and method
DE102018113314A1 (en) Driving Assistance System
DE102018219665A1 (en) Method and control unit for operating an autonomous vehicle
DE102019215815A1 (en) VEHICLE CONTROL SYSTEM AND METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed