DE102018220379A1 - Method and device for operating an automated vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren (300) und Vorrichtung zum Betreiben (340) eines automatisierten Fahrzeugs umfassend einen Schritt des Erfassens (310) eines Ist-Betriebszustands des automatisierten Fahrzeugs, einen Schritt des Bestimmens (320) eines Soll-Betriebszustands des automatisierten Fahrzeugs, abhängig von dem Ist-Betriebszustands, einen Schritt des Bestimmens (330) einer Fahrstrategie derart, dass das automatisierten Fahrzeug automatisiert von dem Ist-Betriebszustand in den Soll-Betriebszustand überführt wird, und einen Schritt des Betreibens (340) des automatisierten Fahrzeugs, abhängig von der Fahrstrategie, zum automatisierten Überführen des automatisierten Fahrzeugs in den Soll-Betriebszustand.Method (300) and device for operating (340) an automated vehicle comprising a step of detecting (310) an actual operating state of the automated vehicle, a step of determining (320) a target operating state of the automated vehicle, depending on the actual Operating state, a step of determining (330) a driving strategy such that the automated vehicle is automatically transferred from the current operating state to the target operating state, and a step of operating (340) the automated vehicle, depending on the driving strategy, to the automated one Transfer of the automated vehicle to the target operating state.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft wenigstens ein Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs, wobei das Verfahren einen Schritt des Erfassens eines Ist-Betriebszustands des automatisierten Fahrzeugs und einen Schritt des Bestimmens eines Soll-Betriebszustands des automatisierten Fahrzeugs umfasst. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt des Bestimmens einer Fahrstrategie derart, dass das automatisierten Fahrzeug automatisiert von dem Ist-Betriebszustand in den Soll-Betriebszustand überführt wird, und einen Schritt des Betreibens des automatisierten Fahrzeugs, abhängig von der Fahrstrategie.The present invention relates to at least one method for operating an automated vehicle, the method comprising a step of detecting an actual operating state of the automated vehicle and a step of determining a target operating state of the automated vehicle. Furthermore, the method comprises a step of determining a driving strategy such that the automated vehicle is automatically converted from the actual operating state to the target operating state, and a step of operating the automated vehicle, depending on the driving strategy.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs umfasst einen Schritt des Erfassens eines Ist-Betriebszustands des automatisierten Fahrzeugs und einen Schritt des Bestimmens eines Soll-Betriebszustands des automatisierten Fahrzeugs, abhängig von dem Ist-Betriebszustands. Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt des Bestimmens einer Fahrstrategie derart, dass das automatisierten Fahrzeug automatisiert von dem Ist-Betriebszustand in den Soll-Betriebszustand überführt wird, und einen Schritt des Betreibens des automatisierten Fahrzeugs, abhängig von der Fahrstrategie, zum automatisierten Überführen des automatisierten Fahrzeugs in den Soll-Betriebszustand.The method according to the invention for operating an automated vehicle comprises a step of detecting an actual operating state of the automated vehicle and a step of determining a target operating state of the automated vehicle, depending on the actual operating state. The method further comprises a step of determining a driving strategy such that the automated vehicle is automatically transferred from the actual operating state to the target operating state, and a step of operating the automated vehicle, depending on the driving strategy, for the automated transfer of the automated vehicle in the target operating state.
Unter einem automatisierten Fahrzeug ist ein Fahrzeug, welches gemäß einem der SAE-Level 1 bis 5 ausgebildet ist, zu verstehen (siehe Norm SAE J3016).An automated vehicle is a vehicle that is designed according to one of SAE levels 1 to 5 (see standard SAE J3016).
Unter einem Betreiben des automatisierten Fahrzeugs ist zu verstehen, dass das automatisierte Fahrzeug teil-, hoch- oder vollautomatisiert - entsprechend einem der SAE-Level - betrieben wird. Dabei umfasst das Betreiben beispielsweise das Bestimmen einer Trajektorie für das automatisierte Fahrzeug und/oder das Abfahren der Trajektorie mittels einer automatisierten Quer- und/oder Längssteuerung und/oder das Ausführen sicherheitsrelevanter Fahrfunktionen etc.Operating the automated vehicle is understood to mean that the automated vehicle is operated in a partially, highly or fully automated manner, in accordance with one of the SAE levels. The operation includes, for example, determining a trajectory for the automated vehicle and / or traversing the trajectory by means of automated lateral and / or longitudinal control and / or performing safety-relevant driving functions etc.
Das erfindungsgemäße Verfahren löst vorteilhafterweise die Aufgabe, ein zuverlässiges und somit ein sicheres Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs bereitzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren löst diese Aufgabe, indem ein Ist-Betriebszustand - welcher beispielsweise eine mangelhafte Zuverlässigkeit zur Folge hat - erkannt wird und das automatisierte Fahrzeug anschließend - ohne menschliches Zutun - eine Fahrstrategie bestimmt und ausführt (Betreiben des Fahrzeugs abhängig von der Fahrstrategie), so dass beispielsweise ein Soll-Betriebszustand herbeigeführt wird, welcher eine verbesserte Zuverlässigkeit und somit beispielsweise eine verbessere Sicherheit für das automatisierte Fahrzeug zur Folge hat. Dies steigert auch die Akzeptanz des automatisierten Fahrens insgesamt.The method according to the invention advantageously achieves the object of providing reliable and thus safe operation of an automated vehicle. The method according to the invention solves this task in that an actual operating state - which, for example, results in poor reliability - is recognized and the automated vehicle then determines and executes a driving strategy without human intervention (operation of the vehicle depending on the driving strategy), so that, for example, a target operating state is brought about, which results in improved reliability and thus, for example, improved safety for the automated vehicle. This also increases the overall acceptance of automated driving.
Vorzugsweise umfasst der Ist-Betriebszustand eine erste Positionsunschärfe des automatisierten Fahrzeugs und der Soll-Betriebszustand eine zweite Positionsunschärfe des und/oder umfasst der Ist-Betriebszustand einen ersten Sensorzustand wenigstens eines Sensors des automatisierten Fahrzeugs und der Soll-Betriebszustand einen zweiten Sensorzustand des wenigstens einen Sensors des automatisierten Fahrzeugs und/oder umfasst der Ist-Betriebszustand einen ersten Fahrzeugdynamikzustand des automatisierten Fahrzeugs und der Soll-Betriebszustand einen zweiten Fahrzeugdynamikzustand des automatisierten Fahrzeugs umfasst.The actual operating state preferably comprises a first position blur of the automated vehicle and the target operating state a second position blur of and / or the actual operating state comprises a first sensor state of at least one sensor of the automated vehicle and the target operating state a second sensor state of the at least one sensor of the automated vehicle and / or the actual operating state comprises a first vehicle dynamic state of the automated vehicle and the target operating state comprises a second vehicle dynamic state of the automated vehicle.
Unter einer Positionsunschärfe ist beispielsweise eine Genauigkeit zu verstehen, mir der eine Position des automatisierten Fahrzeugs - beispielsweise bezogen auf einen bestimmten Punkt am oder im Fahrzeug - beschrieben wird. Dabei ist die zweite Positionsunschärfe derart gering, dass die Position des automatisierten Fahrzeugs einer hochgenauen Position entspricht. Unter einer hochgenauen Position ist eine Position zu verstehen, welche innerhalb eines vorgegebenen Koordinatensystems, beispielsweise GNSS-Koordinaten, derart genau ist, dass diese Position eine maximal zulässige Unschärfe nicht überschreitet. Dabei kann die maximale Unschärfe beispielsweise von der Umgebung des automatisierten Fahrzeugs abhängen. Weiterhin kann die maximale Unschärfe beispielsweise davon abhängen, ob das automatisierte Fahrzeug teil-, hoch- oder vollautomatisiert betrieben wird. Grundsätzlich ist die maximale Unschärfe so gering, dass ein sicheres Betreiben des automatisierten Fahrzeugs gewährleistet ist. Für ein vollautomatisiertes Betreiben des automatisierten Fahrzeugs liegt die maximale Unschärfe beispielsweise in einer Größenordnung von etwa 10 Zentimeter. Die erste Positionsunschärfe ist gegenüber der zweiten Positionsunschärfe wenigstens so viel größer, dass beispielsweise ein automatisiertes Betreiben - zumindest gemäß einem gewünschten bzw. vorgegebenen SAE-Level - nicht gewährleistet und sicher umgesetzt werden kann.A position blur is understood to mean, for example, an accuracy with which a position of the automated vehicle is described, for example in relation to a specific point on or in the vehicle. The second position blur is so small that the position of the automated vehicle corresponds to a highly accurate position. A highly precise position is to be understood as a position which is so precise within a given coordinate system, for example GNSS coordinates, that this position does not exceed a maximum permissible blur. The maximum blur may depend on the environment of the automated vehicle, for example. Furthermore, the maximum blur may depend, for example, on whether the automated vehicle is operated in a partially, highly or fully automated manner. Basically, the maximum blur is so low that safe operation of the automated vehicle is guaranteed. For a fully automated operation of the automated vehicle, the maximum blur, for example, is of the order of about 10 centimeters. The first position blur is at least so much greater than the second position blur that, for example, automated operation - at least according to a desired or specified SAE level - cannot be guaranteed and implemented safely.
Unter einem Fahrzeugdynamikzustand ist beispielsweise ein Zustand des automatisierten Fahrzeugs während des Fahrbetriebs, abhängig von beispielsweise Anzahl der Insassen und/oder Gesamtmasse (aufgrund Insassen und/oder Ladung) und/oder ein Zustand des Bremssystems und/oder ein Zustand der Fahrassistenzsysteme und/oder weitere Zustände - abhängig von der Fahrdynamik des automatisierten Fahrzeugs - zu verstehen.A vehicle dynamic state includes, for example, a state of the automated vehicle during driving, depending on, for example, the number of occupants and / or total mass (due to occupants and / or cargo) and / or a state of the braking system and / or a state of the driver assistance systems and / or others Understand states - depending on the driving dynamics of the automated vehicle.
Hierin zeigt sich der Vorteil, dass das Betreiben des Fahrzeugs mit einer Optimierung des automatisierten Fahrzeugs - also einem Überführen des Ist-Betriebszustands in den Soll-Betriebszustand - verknüpft wird. Dies steigert die Zuverlässigkeit und somit die Sicherheit des automatisierten Fahrzeugs sowie die Akzeptanz des automatisierten Fahrens insgesamt. This shows the advantage that the operation of the vehicle is linked to an optimization of the automated vehicle - that is, a conversion of the actual operating state into the target operating state. This increases the reliability and thus the safety of the automated vehicle as well as the acceptance of automated driving as a whole.
Vorzugsweise umfasst die Fahrstrategie eine Fahrroute für das automatisierte Fahrzeug.The driving strategy preferably includes a driving route for the automated vehicle.
Hierin zeigt sich der Vorteil, dass ohne vielen - beispielsweise externen - Aufwand (Werkstatt, Einstellungen durch einen Betreiber, zusätzliche Lokalisierungsverfahren, etc.) eine Überführung des automatisierten Fahrzeugs in den Soll-Betriebszustand herbeigeführt werden kann. Dies verringert Kosten und steigert die Zufriedenheit eines Betreibers des automatisierten Fahrzeugs.This shows the advantage that the automated vehicle can be brought into the desired operating state without much (for example external) effort (workshop, settings by an operator, additional localization methods, etc.). This reduces costs and increases the satisfaction of an operator of the automated vehicle.
Vorzugsweise wird die Fahrtroute mittels einer digitalen Karte bestimmt, wobei die digitale Karte Umgebungsmerkmale umfasst, wobei das Betreiben des automatisierten Fahrzeugs zum automatisierten Überführen des automatisierten Fahrzeugs in den Soll-Betriebszustand abhängig von den Umgebungsmerkmalen erfolgt, welche mittels einer Umfeldsensorik des automatisierten Fahrzeugs erfasst werden.The route is preferably determined by means of a digital map, the digital map comprising environmental features, the automated vehicle being operated for the automated transfer of the automated vehicle into the desired operating state depending on the environmental features, which are detected by an environmental sensor system of the automated vehicle.
Unter einer Umfeldsensorik ist beispielsweise wenigstens ein Video- und/oder Radar- und/oder Lidar- und/oder Ultraschall- und/oder wenigstens ein weiterer Sensor zu verstehen, welcher dazu ausgebildet ist, Umgebungsmerkmale zu erfassen. In einer Ausführungsform ist unter einer Umfeldsensorik der wenigstens eine Sensor sowie eine geeignete Software zum Auswerten der erfassten Daten zu verstehen, beispielsweise um die Umgebungsmerkmale zu erkennen und/oder zu klassifizieren und/oder eine Position des automatisierten Fahrzeugs relativ zu den Umgebungsmerkmalen, beispielsweise durch Angabe eines Abstands und/oder einer Richtung, zu bestimmen.An environment sensor system is to be understood, for example, as at least one video and / or radar and / or lidar and / or ultrasound and / or at least one further sensor, which is designed to detect environmental features. In one embodiment, an environment sensor system means the at least one sensor and suitable software for evaluating the recorded data, for example in order to recognize and / or classify the environmental features and / or a position of the automated vehicle relative to the environmental features, for example by specifying it a distance and / or a direction.
Vorzugsweise wird die Fahrtroute derart bestimmt, dass eine Anzahl der Umgebungsmerkmale, welche mittels der Umfeldsensorik erfasst werden, maximal wird.The route is preferably determined in such a way that a number of the environmental features, which are detected by means of the environmental sensor system, becomes maximum.
Darunter ist zu verstehen, dass alle in Frage kommenden Fahrtrouten - beispielsweise die schnellste Fahrtroute und/oder die kürzeste Fahrtroute und/oder eine weitere Fahrtroute (die Kriterien können beispielsweise vorab von einem Hersteller und/einem Besitzer und/oder einem Betreiber des automatisierten Fahrzeugs ausgewählt werden) - bestimmt werden und anschließend die Fahrtroute ausgewählt wird, welche am meisten Umgebungsmerkmale - die Informationen dazu werden beispielsweise von der digitalen Karte umfasst - derart umfasst, dass diese mittels der Umfeldsensorik des automatisierten Fahrzeugs erfasst werden können.This means that all possible routes - for example the fastest route and / or the shortest route and / or another route (the criteria can be selected in advance by a manufacturer and / or an owner and / or an operator of the automated vehicle, for example are determined) and then the route is selected which comprises the most environmental features - the information on this is included, for example, by the digital map - in such a way that these can be detected by the environment sensors of the automated vehicle.
Hierin zeigt sich der Vorteil, dass die Informationsdichte, basierend auf Umgebungsmerkmalen, maximiert wird, was beispielsweise dazu führt, dass das automatisierte Fahrzeug genauer und/oder schneller und/oder effektiver in den Soll-Betriebszustand überführt wird.This shows the advantage that the information density is maximized based on environmental features, which leads, for example, to the automated vehicle being converted more precisely and / or faster and / or more effectively into the desired operating state.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere eine Recheneinheit bzw. Steuergerät, ist dazu eingerichtet, alle Schritte des Verfahrens gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen.The device according to the invention, in particular a computing unit or control unit, is set up to carry out all steps of the method according to one of the method claims.
Weiterhin wird ein Computerprogramm beansprucht, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen.Furthermore, a computer program is claimed, comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to execute a method according to one of the method claims.
Weiterhin wird ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, beansprucht.Furthermore, a machine-readable storage medium on which the computer program is stored is claimed.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung aufgeführt.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims and listed in the description.
FigurenlisteFigure list
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und -
2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Ablaufdiagramms.
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1 an embodiment of the inventive method and the inventive device; and -
2nd an embodiment of the method according to the invention in the form of a flow chart.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Dabei werden beispielsweise drei unterschiedliche Fahrtrouten gezeigt, wobei sich entlang jeder der unterschiedlichen Fahrtrouten Umgebungsmerkmale (hier gezeigt durch die Punkte) befinden. Dabei kann jede der der unterschiedlichen Fahrtrouten besonders geeignet sein, um ein automatisiertes Fahrzeug von einem Ist-Betriebszustand in einen Soll-Betriebszustand zu überführen, indem das automatisierte Fahrzeug beispielsweise entlang einer Fahrtroute betrieben wird, welche besonders viele Umgebungsmerkmale umfasst. Unter einer Fahrtroute ist allgemein eine für das automatisierte Fahrzeug befahrbare Strecke zwischen einem Startpunkt (
Die Umgebungsmerkmale können dabei unterschiedlich ausgebildet sein, je nach Ausgestaltung des Ist-Betriebszustands, der erfasst wird. Beispielsweise handelt es sich bei den Umgebungsmerkmalen um Bodenunebenheiten und Höhenprofile, die die Fahrzeugdynamik anregen. Weiterhin kann die Fahrtroute beispielsweise durch Orte führen, die eine Re-Kalibrierung der GNSS Abweichungen ermöglichen, also beispielsweise eine Anpassung und/Korrektur eines Sensorzustands. Hierbei kann die Fahrtroute beispielsweise auch abhängig von einer Ausgestaltung des wenigstens einen Sensors des automatisierten Fahrzeugs ausgewählt werden. Beispielsweise umfasst eine Fahrtroute mehr Umgebungsmerkmale, welche dazu ausgebildet sind, mittels eines Radarsensors erfasst zu werden.The environmental features can be designed differently, depending on the configuration of the actual operating state that is detected. For example, the environmental features are uneven floors and height profiles that stimulate vehicle dynamics. Furthermore, the route can lead, for example, to locations that enable the GNSS deviations to be recalibrated, that is to say, for example, to adapt and / or correct a sensor state. Here, the route can also be selected, for example, depending on the configuration of the at least one sensor of the automated vehicle. For example, a route includes more environmental features that are designed to be detected by means of a radar sensor.
In einer Ausführungsform ist beispielsweise eine laterale Position des automatisierten Fahrzeugs hochgenau bestimmt, aber eine longitudinale Position dagegen nicht oder mit einer höheren Unschärfe. Hier ist eine Fahrtroute geeignet, die Umgebungsmerkmale derart umfasst, dass die longitudinale Position hochgenau bestimmt werden kann. In einer weiteren Ausführungsform kann so beispielsweise Winkel einer Fahrzeugpose des automatisierten Fahrzeugs bestimmt werden bzw. die Genauigkeit der bestimmten Winkel verbessert werden.In one embodiment, for example, a lateral position of the automated vehicle is determined with high precision, but a longitudinal position is not, however, or with a higher degree of blur. Here, a route is suitable that includes environmental features in such a way that the longitudinal position can be determined with high precision. In a further embodiment, for example, angles of a vehicle pose of the automated vehicle can be determined or the accuracy of the determined angles can be improved.
In einer weiteren Ausführungsform kann - je nach teilweiser Unsicherheit der Fahrzeugdynamik - eine andere Anregung und/oder Konstellation besser oder schlechter geeignet sein, um möglichst gut und/oder schnell die Fahrzeugdynamik zu bestimmen. Weiterhin kann beispielsweise mittels einer hochgenauen Karte vorab berechnet werden, welche Umgebungsmerkmale bzgl. welcher Fahrtroute und/oder bzgl. welcher Ausgestaltung der Umgebung (z.B. zugeparkte Bordsteine, Hausfassaden, etc.) mit der Umfeldsensorik (evtl. gleichzeitig) wahrnehmbar sind oder welche Unebenheiten mit welcher Wahrscheinlichkeit unter den sonst geltenden Kritikalitätsmaßen der Auswahl einer Fahrtroute befahren werden. Ebenso kann die Konstellation der Umgebungsmerkmale eine Rolle spielen, wenn nur mit mehreren - gleichzeitig und/oder in kurzem zeitlichem Abstand auftretenden - sichtbaren Umgebungsmerkmalen beispielsweise eine Kalibrierung und/oder eine Lokalisierung und/oder ein Bestimmen der Fahrzeugdynamik ermöglichen oder bei gewissen Konstellationen wenigstens besser und/oder schneller ermöglichen.In a further embodiment, depending on the partial uncertainty of the vehicle dynamics, another excitation and / or constellation may be more or less suitable in order to determine the vehicle dynamics as well and / or quickly as possible. Furthermore, for example, a highly precise map can be used to calculate in advance which environmental features with regard to which route and / or with respect to which configuration of the environment (e.g. parked curbs, house facades, etc.) can be perceived (possibly at the same time) with the environmental sensor system or which bumps are present the likelihood that a route will be selected based on the criticality measures otherwise applicable. Likewise, the constellation of the environmental features can play a role if only with several visible environmental features occurring simultaneously and / or at short intervals, for example, enable calibration and / or localization and / or determination of the vehicle dynamics, or at least better and in certain constellations / or enable faster.
In Schritt
In Schritt
In Schritt
In Schritt
In Schritt
In Schritt
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- 2019-10-14 WO PCT/EP2019/077711 patent/WO2020108837A1/en active Application Filing
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Also Published As
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