DE102018217775A1 - A method for preparing and performing a maneuver planning of at least one vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Vorbereiten einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs (10, 20), aufweisend die Schritte:
- Ermitteln von Trajektoriendaten eines ersten Fahrzeugs (10) in Form einer definierten Anzahl von raum-zeitlichen Parametern des ersten Fahrzeugs (10) mit jeweils zugeordneter Wahrscheinlichkeitsverteilung, wobei für definierte Zeitpunkte jeweils Bereiche mit zugeordneter Wahrscheinlichkeit (p10) ermittelt werden; und
- Übertragen der Trajektoriendaten mittels Fahrzeug-Kommunikation an wenigstens ein weiteres Fahrzeug (20).
Method for preparing a maneuver planning of at least one vehicle (10, 20), comprising the steps:
- Determining trajectory data of a first vehicle (10) in the form of a defined number of spatiotemporal parameters of the first vehicle (10), each with associated probability distribution, wherein for defined times each areas with associated probability (p 10 ) are determined; and
- Transferring the trajectory data by means of vehicle communication to at least one other vehicle (20).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Vorbereiten einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method for preparing a maneuver planning of at least one vehicle. The invention relates to a method for carrying out a maneuver planning of at least one vehicle. The invention further relates to a device for preparing a maneuver planning of at least one vehicle. The invention further relates to an apparatus for performing a maneuver planning of at least one vehicle. The invention further relates to a computer program product.
Stand der TechnikState of the art
Während klassische Systeme, die automatisiertes Verfahren ermöglichen sollen, Fahrzeugtrajektorien nur für das Ego-Fahrzeug unter Berücksichtigung von Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer planen müssen, gibt es Bestrebungen, Vehicle to X (V2X) Kommunikation zu verwenden, um eine kooperative Manöverplanung und -umsetzung zu realisieren. V2X Kommunikation umfasst sowohl die V2V-Kommunikation (Vehicle to Vehicle) bzw. Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation als auch die V21-Kommunikation (Vehicle to Infrastructure) zwischen einem Fahrzeug und einer Infrastruktureinheit. Das Ziel besteht dabei darin, die Sicherheit und den Komfort zu erhöhen sowie den Treibstoffverbrauch zu reduzieren. Eine erste Umsetzung dieser Vision soll zum Beispiel im Rahmen des öffentlich geförderten Projekts IMAGinE („Intelligente Manöverautomatisierung kooperative Gefahrenvermeidung in Echtzeit“), untersucht und realisiert werden.While classic systems that are to enable automated procedures must plan vehicle trajectories only for the ego vehicle, taking into account behavior of other road users, there is an effort to use vehicle to X (V2X) communication to realize cooperative maneuver planning and implementation. V2X communication includes both vehicle-to-vehicle (V2V) communication and vehicle-to-infrastructure (V21) communication between a vehicle and an infrastructure unit. The goal is to increase safety and comfort and reduce fuel consumption. An initial implementation of this vision is to be investigated and implemented, for example, in the context of the publicly funded project IMAGinE ("Intelligent maneuver automation cooperative risk prevention in real time").
Bekannt sind im Stand der Technik eine kooperative Manöverabstimmung, - planung und -umsetzung. So wird zum Beispiel in
In
Diese Idee wird in
Ein Nachteil des in
Außerdem sind Ansätze bekannt, bei denen zum Zwecke einer Manöverplanung eine Verteilung von möglichen Trajektorien anderer Fahrzeuge bei der eigenen Manöverplanung berücksichtigt werden, wie z.B. in
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Manöverplanung für Fahrzeuge bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide an improved method of maneuver planning for vehicles.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum Vorbereiten einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs, aufweisend die Schritte:
- - Ermitteln von Trajektoriendaten eines ersten Fahrzeugs in Form einer definierten Anzahl von raum-zeitlichen Parametern des ersten Fahrzeugs mit jeweils zugeordneter Wahrscheinlichkeitsverteilung, wobei für definierte Zeitpunkte jeweils Bereiche mit zugeordneter Wahrscheinlichkeit ermittelt werden; und
- - Übertragen der Trajektoriendaten mittels Fahrzeug-Kommunikation an wenigstens ein weiteres Fahrzeug.
- - Determining trajectory data of a first vehicle in the form of a defined number of space-time parameters of the first vehicle, each with associated probability distribution, wherein for defined times each areas are determined with an associated probability; and
- - Transferring the trajectory data by means of vehicle communication to at least one other vehicle.
Die Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum Durchführen einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs, aufweisend die Schritte:
- - Empfangen von Trajektoriendaten eines ersten Fahrzeugs in Form einer definierten Anzahl von raum-zeitlichen Parametern des ersten Fahrzeugs mit jeweils zugeordneter Wahrscheinlichkeitsverteilung, wobei für definierte Zeitpunkte jeweils Bereiche mit zugeordneter Wahrscheinlichkeit ermittelt werden, durch ein zweites Fahrzeug; und
- - Verwenden der Trajektoriendaten des ersten Fahrzeugs zum Durchführen einer Manöverplanung des zweiten Fahrzeugs.
- - Receiving trajectory data of a first vehicle in the form of a defined number of spatiotemporal parameters of the first vehicle, each with associated probability distribution, wherein for defined times each areas are determined with an associated probability, by a second vehicle; and
- Use the trajectory data of the first vehicle to perform a maneuver planning of the second vehicle.
Dadurch kann eine Manöverplanung eines Fahrzeugs verbessert durchgeführt werden. Erreicht wird dies dadurch, dass eine Ermittlung einer Trajektorie auf nicht-deterministische Art und Weise durchgeführt wird, indem die Trajektorie nicht als eine Liste von Zuständen, z.B. Positionen oder Posen (Position plus Orientierung), aber auch Geschwindigkeit, Beschleunigung, usw., sondern als eine Liste von Wahrscheinlichkeitsverteilungen ermittelt wird. Durch ein Übermitteln der Trajektoriendaten an wenigstens ein benachbartes Fahrzeug wird für das benachbarte Fahrzeug eine verbesserte Manöverplanung ermöglicht. As a result, a maneuver planning of a vehicle can be improved. This is accomplished by performing a trajectory determination in a non-deterministic fashion by not defining the trajectory as a list of states, eg, positions or poses (position plus orientation), but also velocity, acceleration, etc., but is determined as a list of probability distributions. By transmitting the trajectory data to at least one adjacent vehicle, improved maneuver planning is enabled for the adjacent vehicle.
Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung zum Vorbereiten einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs, aufweisend:
- - eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln von Trajektoriendaten eines ersten Fahrzeugs, wobei die Trajektoriendaten als eine definierte Anzahl von raum-zeitlichen Aufenthaltsbereichen des ersten Fahrzeugs mit einer zugeordneten Wahrscheinlichkeitsverteilung erstellt werden, wobei für definierte Zeitpunkte jeweils Bereiche pro zugeordneter Wahrscheinlichkeit ermittelt werden; und
- - eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen der Trajektoriendaten per Fahrzeug-Kommunikation an wenigstens ein weiteres Fahrzeug.
- a determination device for determining trajectory data of a first vehicle, wherein the trajectory data are generated as a defined number of space-time location areas of the first vehicle with an associated probability distribution, wherein for defined points in time areas are determined per assigned probability; and
- a transmission device for transmitting the trajectory data by vehicle communication to at least one further vehicle.
Gemäß einem vierten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung zum Durchführen einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs, aufweisend:
- - eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Trajektoriendaten eines ersten Fahrzeugs, wobei die Trajektorie als eine definierte Anzahl von raum-zeitlichen Aufenthaltsbereichen des ersten Fahrzeugs mit einer zugeordneten Wahrscheinlichkeitsverteilung erstellt werden, wobei für definierte Zeitpunkte jeweils Bereiche pro zugeordneter Wahrscheinlichkeit ermittelt werden; und
- - eine Planungseinrichtung zum Planen der Manöverplanung des Fahrzeugs mittels der empfangenen Trajektoriendaten des ersten Fahrzeugs.
- a receiving device for receiving trajectory data of a first vehicle, wherein the trajectory are created as a defined number of space-time location areas of the first vehicle with an associated probability distribution, wherein for defined points in time areas are determined per assigned probability; and
- a planning device for planning the maneuver planning of the vehicle by means of the received trajectory data of the first vehicle.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.Advantageous developments of the method are the subject of dependent claims.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Trajektoriendaten wenigstens einen der folgenden Zustandsverläufe des ersten Fahrzeugs über der Zeit umfassen: Position, Orientierung, Geschwindigkeit, Beschleunigung. Die Trajektorien repräsentieren somit eigentlich Zustandsverläufe über der Zeit. Vorgesehen ist, statt eines konkreten, deterministischen Zustands eine Verteilung des Zustands im Zustandsraum zu verwenden. Dadurch ist der Geschwindigkeitsvektor kein Vektor an sich, sondern eine Verteilung über die Vektoren, wodurch vorteilhaft unterstützt ist, dass zu definierten Zeitpunkten Zwischenpositionen der Fahrzeuge noch besser berechnet werden können.An advantageous development of the method provides that the trajectory data comprise at least one of the following state profiles of the first vehicle over time: position, orientation, speed, acceleration. The trajectories actually represent state curves over time. It is intended to use a distribution of the state in the state space instead of a concrete, deterministic state. As a result, the velocity vector is not a vector per se, but a distribution over the vectors, which advantageously supports that intermediate positions of the vehicles can be calculated even better at defined times.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Trajektoriendaten nach einer Gauss-Mischverteilung in Längs- und Querrichtung dargestellt werden. Dadurch lässt sich insbesondere eine Darstellung der Fahrzeuge in Querpositionen bzw. in Kurvenbereichen besser realisieren.A further advantageous development of the method provides that the trajectory data are displayed according to a Gaussian mixing distribution in the longitudinal and transverse directions. As a result, in particular a representation of the vehicles in transverse positions or in curve areas can be better realized.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Trajektoriendaten eine Matrix von Belegungswahrscheinlichkeiten von Zellen, in die die Umgebung eingeteilt wird, umfassen. Dabei sind die Zellen nicht zwingend gleichmäßig ausgebildet. Auf diese Weise ist vorteilhaft unterstützt, dass Kollisionswahrscheinlichkeiten effizienter berechnet werden können, weil zu diesem Zweck an sich bekannte Algorithmen verwendet werden können.A further advantageous development of the method provides that the trajectory data comprise a matrix of occupancy probabilities of cells into which the environment is divided. The cells are not necessarily uniform. In this way, it is advantageously supported that collision probabilities can be calculated more efficiently, because algorithms known per se can be used for this purpose.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Ermittlung der Trajektoriendaten eine definierte Kollisionswahrscheinlichkeit des ersten Fahrzeugs mit dem wenigstens einen weiteren Fahrzeug berücksichtigt wird. Dadurch lassen sich die Trajektorien der Fahrzeuge unter Berücksichtigung einer definierten Kollisionswahrscheinlichkeit ermitteln.A further advantageous development of the method is characterized in that a defined collision probability of the first vehicle with the at least one further vehicle is taken into account for determining the trajectory data. As a result, the trajectories of the vehicles can be determined taking into account a defined collision probability.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass ein gegenseitiges Austauschen der Trajektoriendaten zwischen dem ersten Fahrzeug und dem wenigstens einen weiteren Fahrzeug durchgeführt wird. Auf diese Weise kann eine Manöverplanung für die beiden Fahrzeuge noch besser durchgeführt werden.A further advantageous development of the method provides that a mutual replacement of the trajectory data between the first vehicle and the at least one further vehicle is performed. In this way, a maneuver planning for the two vehicles can be performed even better.
Im Ergebnis kann dadurch auf einfache Weise eine kooperative Manöverplanung zwischen dem ersten Fahrzeug und dem wenigstens einen weiteren Fahrzeug durchgeführt werden. Mittels der kooperativen Manöverplanung werden Trajektoriendaten zwischen Fahrzeugen ausgetauscht, wodurch ein Verkehrsszenario mit mehreren Fahrzeugen vorteilhaft optimiert ist.As a result, a cooperative maneuver planning between the first vehicle and the at least one further vehicle can be carried out in a simple manner. By means of the cooperative maneuver planning, trajectory data is exchanged between vehicles, whereby a traffic scenario with several vehicles is advantageously optimized.
Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren detailliert beschrieben. 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 Figuren.The invention will be described in detail below with further features and advantages with reference to several figures. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their Relation, as well as regardless of their formulation or representation in the description or in the figures.
Offenbarte Merkmale und Vorteile der Vorrichtung ergeben sich in analoger Weise aus offenbaren Merkmalen und Vorteilen des Verfahrens und umgekehrt.Disclosed features and advantages of the device result in an analogous manner from apparent features and advantages of the method and vice versa.
In den Figuren zeigt:
-
1 eine prinzipielle Darstellung einer ersten Variante zur Ermittlung von Trajektorien eines Fahrzeugs; -
2 eine prinzipielle Darstellung einer zweiten Variante zur Ermittlung von Trajektorien eines Fahrzeugs; -
3 eine prinzipielle Darstellung einer dritten Variante zur Ermittlung von Trajektorien eines Fahrzeugs; -
4 eine prinzipielle Darstellung einer kooperativen Manöverplanung zweier Fahrzeuge; -
5 ein prinzipielles Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Vorbereiten einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs; -
6 ein prinzipielles Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Durchführen einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs; und -
7 einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens zum Vorbereiten einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs.
-
1 a schematic representation of a first variant for determining trajectories of a vehicle; -
2 a schematic representation of a second variant for determining trajectories of a vehicle; -
3 a schematic representation of a third variant for determining trajectories of a vehicle; -
4 a schematic representation of a cooperative maneuver planning of two vehicles; -
5 a schematic block diagram of an apparatus for preparing a maneuver planning of at least one vehicle; -
6 a schematic block diagram of an apparatus for performing a maneuver planning of at least one vehicle; and -
7 a basic sequence of an embodiment of the proposed method for preparing a maneuver planning of at least one vehicle.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Ein Kerngedanke der Erfindung ist es insbesondere, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen einer Manöverplanung wenigstens eines Fahrzeugs bereitzustellen.In particular, it is an object of the invention to provide an improved method and apparatus for performing maneuver planning of at least one vehicle.
Vorgeschlagen wird ein Verfahren, welches Fahrzeugtrajektorien als eine Liste von raum-zeitlichen Bereichen (Position und Orientierung, und optional Geschwindigkeiten, im Zeitablauf) mit Wahrscheinlichkeitsverteilungen darstellt und Daten betreffend diese Fahrzeugtrajektorien über eine Drahtloskommunikation (z.B. V2X) an wenigstens ein anderes Fahrzeug im Umfeld des Ego-Fahrzeugs übermittelt. Dies ermöglicht den Austausch von beliebig langen Trajektorien zwischen den Fahrzeugen, um dezentral kooperative Fahrmanöver innerhalb einer Gruppe von Fahrzeugen abzustimmen.A method is proposed which represents vehicle trajectories as a list of space-time areas (position and orientation, and optionally speeds, over time) with probability distributions and data relating to these vehicle trajectories via a wireless communication (eg V2X) to at least one other vehicle in the vicinity of Ego vehicle transmitted. This allows the replacement of arbitrarily long trajectories between the vehicles to tune decentralized cooperative driving maneuvers within a group of vehicles.
Das vorgeschlagene Verfahren umfasst eine kooperative Manöverabstimmung innerhalb einer Gruppe von wenigstens zwei oder mehr Fahrzeugen unter Verwendung von V2V- bzw. V2X- Kommunikation. Die Manöverabstimmung erfolgt über den Austausch der Trajektorien zwischen benachbarten Fahrzeugen. Die Fahrzeuge benutzen die erhaltenen Daten der Trajektorien, um eine Trajektorie für sich selbst („Ego-Trajektorie“) zu planen, die mit den Trajektorien der anderen Fahrzeuge nicht kollidiert. Eine wichtige Aufgabe bei der Manöverplanung ist es, möglichst kollisionsfreie Trajektorienschaare (bestehend aus Ego-Trajektorie und Trajektorien der anderen Fahrzeuge) zu berechnen.The proposed method includes cooperative maneuvering within a group of at least two or more vehicles using V2V or V2X communication, respectively. The maneuvering takes place via the exchange of trajectories between adjacent vehicles. The vehicles use the data obtained from the trajectories to plan a trajectory for themselves ("ego trajectory") that does not collide with the trajectories of the other vehicles. An important task in maneuver planning is to calculate collision-free trajectory pairs (consisting of ego trajectory and trajectories of other vehicles).
Vorgeschlagen wird dabei, die Trajektorien als eine zeitlich geordnete Liste von raum-zeitlichen Bereichen (Position und Orientierung, und optional Geschwindigkeiten, im Zeitablauf) mit ihren jeweiligen Wahrscheinlichkeitsverteilungen darzustellen und per drahtloser Kommunikation zu versenden, anstelle einer Liste von Zeit-Positions-Punkten, wie in bekannten Standardansätzen gemäß
Das Fahrzeug berechnet dann eine Kollisionswahrscheinlichkeit als Funktion der Wahrscheinlichkeitsverteilungen aller empfangenen Trajektorien, wobei bei der Planung die Kollisionswahrscheinlichkeit der Ego-Trajektorie mit den anderen berechnet wird. Dies erlaubt, die Manöverplanung als ein Optimierungsproblem zu formulieren, in dem die Kollisionswahrscheinlichkeit beispielsweise minimiert wird. In der Regel wird eine Kostenfunktion minimiert/Belohnungsfunktion maximiert und die Einhaltung einer Schranke an Kollisionswahrscheinlichkeit (z.B. Kollisionswahrscheinlichkeit < 0.001) gefordert.The vehicle then calculates a collision probability as a function of the probability distributions of all received trajectories, wherein the collision probability of the ego trajectory with the others is calculated in the planning. This allows maneuver planning to be formulated as an optimization problem in which the collision probability is minimized, for example. As a rule, a cost function is minimized / reward function maximized and compliance with a limit of collision probability (eg collision probability <0.001) is required.
Dieser Ansatz bietet mehrere Vorteile gegenüber den Standardansätzen gemäß Stand der Technik.This approach offers several advantages over the standard approaches of the prior art.
Zum einen kann ein Schwellwert für die Kollisionswahrscheinlichkeit verwendet werden, um zu erkennen, wann die Trajektorienberechnung nicht erfolgreich war, sodass unter Umständen ein Notmodus für das Fahrzeug eingeleitet werden kann. Mit diesem Ansatz kann eine gültige Ego-Trajektorie gefunden werden (zum Beispiel mit einer sehr niedrigen Kollisionswahrscheinlichkeit), die mit einem Standardansatz verworfen würde, weil sie nicht komplett kollisionsfrei ist.First, a collision probability threshold may be used to detect when the trajectory calculation was unsuccessful, so that an emergency mode for the vehicle may be initiated. With this approach, a valid ego trajectory can be found (for example, with a very low collision probability) that would be discarded with a standard approach because it is not completely collision free.
Bei Unsicherheiten in der Zustandsschätzung (Lokalisierung und andere Größen) gibt es eigentlich keine deterministischen Trajektorien. Vernachlässigt man die Unsicherheiten bei der Planung und plant deterministisch, kann es passieren, dass man eine Kollision produziert, weil die geplante deterministische Trajektorie zu optimistisch ist und den Sicherheitsabstand genau einhält, während eine unter Berücksichtigung der Kollisionswahrscheinlichkeit geplante Trajektorie diesen aufbläht. Des Weiteren kann mit dem vorgeschlagenen Ansatz eine unsichere Lokalisierung der Fahrzeuge einheitlich abgebildet werden.With uncertainties in the state estimation (localization and other quantities), there are actually no deterministic trajectories. Neglecting the uncertainties in planning and planning deterministically, it can happen that a collision is produced because the planned deterministic trajectory is too optimistic and exactly complies with the safety margin, whereas a collision probability planned trajectory inflates it. Furthermore, with the proposed approach, an insecure localization of vehicles can be uniformly mapped.
Schließlich führt die wahrscheinlichkeitsbasierte Berechnung der Ego-Trajektorie zu einem stabilen Ergebnis der Manöverabstimmung und vermeidet „Schwingen“ zwischen unterschiedlichen berechneten Trajektorien. Finally, the probability-based calculation of the ego trajectory leads to a stable result of the maneuvering adjustment and avoids "swinging" between different calculated trajectories.
Eine Umsetzung der Manöverabstimmung kann beispielsweise mittels des in
Das vorgeschlagene Verfahren wird nachfolgend anhand eines Auffahrszenarios auf eine Autobahn oder eine Schnellstraße beschrieben. Es wird dabei ein Szenario betrachtet, in welchem ein zweites Fahrzeug
Das erste Fahrzeug
Dazu kann das erste Fahrzeug
Erkennbar sind jeweils zwei strichlierte und punktierte Bereiche für die Zeitpunkte t = 2 s und t = 5s. Die Umrandungen stellen Positionen des ersten Fahrzeugs
In einer zweiten Variante, die in
Eine dritte Variante der Erstellung der Trajektorie des ersten Fahrzeugs
Für jede der oben genannten Varianten kann optional noch eine Verteilung über den Geschwindigkeitsvektor pro Zeitpunkt v(t) in der Trajektorie enthalten sein, sodass auf diese Weise zu definierten Zeitpunkten Zwischenpositionen zwischen den Örtlichkeiten noch leichter ermittelt werden können.Optionally, a distribution over the velocity vector per time point v (t) in the trajectory can be contained for each of the variants mentioned above, so that intermediate positions between the locations can be determined even more easily at defined times.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens, der nicht in Figuren dargestellt ist, erfolgt der Empfang der Trajektoriendaten und eine Berechnung der möglichen Ego-Trajektorien. Das Ego-Fahrzeug empfängt dabei die Trajektoriendaten der ausgestatteten Fahrzeuge und berechnet mehrere mögliche Ego-Trajektorien für sich selbst. Danach wird ein Kollisionsbereich als Schnittmenge der Trajektorien definiert. Die Kollisionswahrscheinlichkeit ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Fahrzeuggeometrien berühren oder sogar überlagern. Eine Möglichkeit, dies zu testen, besteht darin, aus den Zustandswahrscheinlichkeitsdichten der beiden Fahrzeuge, die die jeweiligen Trajektorien repräsentieren, Samples zu ziehen (z.B. mittels Unscented Kalman Filter, Random, Randomized Unscented Kalman Filter, Localized Cumulative Distribution, usw.) und dann zu prüfen, ob sich die Fahrzeuggeometrien an diesen Samples überlagern oder berühren, oder ein Sicherheitsabstand, der nicht zwingend in alle Richtungen gleichmäßig sein muss, unterschritten wird.In a further step of the method, which is not illustrated in figures, the reception of the trajectory data and a calculation of the possible ego trajectories takes place. The ego vehicle receives the trajectory data of the equipped vehicles and calculates several possible ego trajectories for itself. Then a collision area is defined as the intersection of the trajectories. The probability of collision is the probability that the vehicle geometries will touch or even overlap. One way to test this is to pull samples from the state probability densities of the two vehicles representing the respective trajectories (eg, using Unscented Kalman Filter, Random, Randomized Unscented Kalman Filter, Localized Cumulative Distribution, etc.) and then to Check whether the vehicle geometries overlap or touch one another at these samples, or whether the safety distance is not necessarily uniform in all directions.
Falls man für das benachbarte Fahrzeug die Geometrie nur geschätzt hat, kann man daraus ebenfalls Samples ziehen. Anschließend teilt man die Anzahl aller Samples mit Kollision durch die Gesamtzahl der Samples. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, über das Produkt der Wahrscheinlichkeitsmassen zu integrieren.If one has only estimated the geometry for the neighboring vehicle, one can also draw samples from it. Then you divide the number of all samples with collision by the total number of samples. Another possibility is to integrate over the product of the probability masses.
In einem dritten Schritt erfolgt eine Auswahl und Übertragung der angepassten Daten der Ego-Trajektorie: für die Auswahl der Ego-Trajektorie können unterschiedliche Kriterien definiert werden, wie z.B. niedrigste Kollisionswahrscheinlichkeit, Kollisionswahrscheinlichkeit niedriger als ein zeitabhängiger Schwellenwert, Kollisionswahrscheinlichkeit = 0 für den längsten Zeitraum, usw. Je nach Modellierung der Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Fahrzeugzustände (z.B. bei Gauss) ist eine Kollisionswahrscheinlichkeit = 0 gar nicht möglich. Die ausgewählte Trajektorie wird an eine Fahrzeug-Aktorik weitergeleitet und gleichzeitig per Drahtloskommunikation (z.B. per V2X-Kommunikation) als neue Ego-Trajektorie versendet.In a third step, a selection and transmission of the adapted data of the ego trajectory takes place: for the selection of the ego trajectory different criteria can be defined, such as e.g. lowest collision probability, collision probability lower than a time-dependent threshold, collision probability = 0 for the longest period, etc. Depending on the modeling of the probability distributions of the vehicle states (for example in Gauss), a collision probability = 0 is not possible. The selected trajectory is forwarded to a vehicle actuator and simultaneously sent via wireless communication (e.g., via V2X communication) as a new ego trajectory.
Das beschriebene Abstimmungsverfahren lässt sich auch auf andere Szenarien anwenden, in denen eine Kooperation zwischen Fahrzeugen sinnvoll ist, z.B. Ein- und Abbiegeszenarien, Überholmanöver, Verkehrsumleitung aufgrund einer Stausituation oder zur Reduktion der Belastung durch Abgasemission, usw.The described voting procedure can also be applied to other scenarios in which cooperation between vehicles makes sense, e.g. Entry and exit scenarios, overtaking maneuvers, traffic diversion due to a traffic jam situation or to reduce the burden of exhaust emissions, etc.
Obwohl die oben erläuterten Szenarien jeweils nur für ein erstes und zweites Fahrzeug
In einem Schritt
In einem Schritt
Vorteilhaft lassen sich die erfindungsgemäßen Verfahren als Software implementieren, die beispielsweise auf den elektronischen Vorrichtungen
Im Ergebnis können mit den vorgeschlagenen Verfahren ein Sicherheitsniveau im Straßenverkehr vorteilhaft erhöht und ein homogener Verkehrsfluss bereitgestellt sein.As a result, the proposed methods can advantageously increase a safety level in traffic and provide a homogeneous traffic flow.
Obwohl vorgehend die vorgeschlagenen Verfahren ausschließlich anhand von Rechtsverkehr beschrieben wurden, versteht es sich von selbst, dass das vorgeschlagene Verfahren auch bei Linksverkehr verwendbar ist, wobei in diesem Fall vorgehend genannte Richtungs-/Orientierungsangaben entsprechend angepasst werden müssen.Although the proposed methods have been described above exclusively on the basis of legal traffic, it goes without saying that the proposed method can also be used for left-hand traffic, in which case the direction / orientation information mentioned above must be adapted accordingly.
Der Fachmann wird die Merkmale der Erfindung in geeigneter Weise abändern und/oder miteinander kombinieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.One skilled in the art will suitably modify and / or combine the features of the invention without departing from the gist of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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