DE102019115330A1

DE102019115330A1 - Echtzeit-Sicherheitspfaderzeugung für hochautomatisiertes Fahrzeugrückfallmanöver

Info

Publication number: DE102019115330A1
Application number: DE102019115330.1A
Authority: DE
Inventors: Keilatt Andriantavison; Ferit Uzer; Gaetan Le-Gall; Ahiad Samia
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2020-12-10

Abstract

Um ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug (1) in einen Zustand minimaler Gefahr zu bringen, wird eine Umgebung (5) des Fahrzeugs (1) mittels eines Sensorsystems (3) während eines Normalbetriebsmodus überwacht. Mittels einer Steuereinheit (4), wird eine Sicherheitstrajektorie während des Normalbetriebszustands abhängig von einem Ergebnis der Überwachung bestimmt. Ein Auslöseereignis wird detektiert und, in Reaktion auf das Auslöseereignis, wird das Fahrzeug von dem Normalbetriebszustand in einen Sicherheitsmodus geschaltet und das Fahrzeug (1) derart gesteuert, dass es der Sicherheitstrajektorie automatisch folgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug in einen Zustand minimaler Gefahr zu bringen, wobei eine Umgebung des Fahrzeugs mittels eines Sensorsystems des Fahrzeugs während eines Normalbetriebsmodus des Fahrzeugs überwacht wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein entsprechendes elektronisches Fahrzeugsteuerungssystem und ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Speichermedium.
Für ein automatisiertes Fahrzeug, beispielsweise mit einem Automatisierungsgrad der Stufe 4 oder Stufe 5 gemäß der SAE J3016 Klassifizierung, kann es notwendig sein, dass das Fahrzeug in eine Sicherheitsposition gebracht wird, beispielsweise falls eines seiner Systeme defekt wird.
Dokument US 9927810 B1 betrifft ein System zur Kartographierung sicherer Haltezonen für ein automatisiertes Fahrzeug. Eine digitale Karte zeigt einen Fahrweg und eine dem Fahrweg benachbarte sichere Haltezone. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, das Host-Fahrzeug im Falle einer Notsituation in die sichere Haltezone zu navigieren.
Gemäß bekannter Herangehensweisen kann bei einer Reaktion des Systems beim Navigieren zu einer sicheren Zone eine Verzögerung zwischen dem Auftreten der Notfallsituation und dem Beginn der Navigation auftreten, was zu einem reduzierten Gesamtsicherheitsgrad führt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept bereitzustellen, um ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug in einen Zustand minimaler Gefahr zu bringen, das eine größere Sicherheit bietet.
Das verbesserte Konzept beruht auf dem Gedanken, eine Sicherheitstrajektorie während eines Normalbetriebsmodus des Fahrzeugs zu bestimmen und im Falle eines Auslöseereignisses das Fahrzeug derart zu steuern, dass es der zuvor bestimmten Sicherheitstrajektorie folgt.
Gemäß einem ersten unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts, wird ein Verfahren bereitgestellt, um ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug in einen Zustand minimaler Gefahr zu bringen. Dabei wird eine Umgebung des Fahrzeugs mittels eines Sensorsystems des Fahrzeugs während eines Normalbetriebszustands des Fahrzeugs, insbesondere eines elektronischen Fahrzeugsteuerungssystems des Fahrzeugs, überwacht. Mittels einer Steuereinheit des Fahrzeugs oder des Fahrzeugsteuerungssystems wird während des Normalbetriebsmodus eine Sicherheitstrajektorie abhängig von einem Ergebnis der Überwachung, insbesondere kontinuierlich oder periodisch während des Normalbetriebsmodus, bestimmt. Ein Auslöseereignis wird mittels der Steuereinheit detektiert und in Reaktion auf das Auslöseereignis wird das Fahrzeug von dem Normalbetriebsmodus in einen Sicherheitsmodus des Fahrzeugs oder des Fahrzeugsteuerungssystems geschaltet. Mittels der Steuereinheit wird das Fahrzeug derart gesteuert, dass es während des Sicherheitsmodus automatisch der Sicherheitstrajektorie, insbesondere einer gegenwärtigen oder einer letzten, während des Normalbetriebsmodus bestimmten Sicherheitstrajektorie, folgt.
Das zumindest teilweise automatisierte Fahrzeug ist insbesondere ein hochautomatisiertes Fahrzeug gemäß Stufe 4 der SAE J3016 Klassifizierung oder ein vollautomatisiertes Fahrzeug gemäß der Stufe 5 der SAE J3016 Klassifizierung.
Der Zustand minimaler Gefahr beinhaltet beispielsweise eine sichere Position für das Fahrzeug. Das heißt, das Fahrzeug kann sich in dem Zustand minimaler Gefahr, ZMG, befinden, wenn das Fahrzeug sich in der sicheren Position befindet. Die sichere Position kann beispielsweise eine Position des Fahrzeugs nahe einer Fahrbahngrenze einer Fahrbahn sein, auf welcher das Fahrzeug fährt.
Ausdrücke wie „während des Normalbetriebs-/Sicherheitsmodus“ können verstanden werden als „während der Normalbetriebs-/Sicherheitsmodus aktiviert ist“. Das heißt, das Fahrzeug und/oder das Fahrzeugsteuerungssystem werden in dem jeweiligen Modus betrieben, während die jeweiligen mit „während des Normalbetriebs-/Sicherheitsmodus“ bezeichneten Verfahrensschritte ausgeführt werden.
Die Überwachung der Umgebung umfasst insbesondere das Erzeugen einer Darstellung oder einer Abbildung der Umgebung oder eines Teils der Umgebung, beispielsweise eines Teils der Umgebung, der einem Sichtfeld des Sensorsystems entspricht, und ein kontinuierliches oder periodisches Aktualisieren der Abbildung der Umgebung oder des Teils der Umgebung.
In ähnlicher Weise kann das Ergebnis der Überwachung als die kontinuierliche oder periodisch aktualisierte Darstellung oder Abbildung der Umgebung oder eines Teils der Umgebung, beispielsweise in Form eines Kamerabildes oder einer Punktwolke, verstanden werden. Die kontinuierlich oder periodisch ausgeführte Überwachung kann beispielsweise so verstanden werden, dass die Abbildung oder Darstellung der Umgebung mit einer vordefinierten Abtastrate aktualisiert wird.
Die Punktwolke umfasst mindestens dreidimensionale Raumkoordinaten für jeden Punkt und kann beispielsweise durch ein aktives optisches Sensorsystem, wie ein Lidar-System, erzeugt werden.
Der Normalbetriebsmodus des Fahrzeugs kann als ein regulärer, fehlerfreier Betrieb des Fahrzeugs oder des elektronischen Fahrzeugsteuerungssystems verstanden werden, derart, dass alle oder zumindest alle unerlässlichen Funktionalitäten zum Ausführen des hoch- oder vollautomatisierten Fahrens verfügbar sind. Während des Normalbetriebsmodus ist es beabsichtigt, dass das Fahrzeugsteuerungssystem das Fahrzeug zumindest teilweise automatisch fährt. Das heißt, das Fahrzeugsteuerungssystem arbeitet während des Normalbetriebsmodus in seinem vordefinierten Fahrbetriebsbereich.
Der Sicherheitsmodus entspricht insbesondere einem Modus, während dem das Fahrzeug aufgrund des Auftretens des Auslöseereignisses in den ZMG gebracht werden soll.
Das Auslöseereignis kann beispielsweise ein Auftreten einer Notsituation, einen Fehler oder einen Defekt, insbesondere einen Fehler oder einen Defekt des Fahrzeugs oder des Fahrzeugsteuerungssystems, insbesondere einen Fehler oder einen Defekt beinhalten, welche eine Funktionalität beeinträchtigt, die verwendet wird oder erforderlich ist, um das hoch- oder vollautomatische Fahren auszuführen.
Das Bestimmen der Sicherheitstrajektorie abhängig vom Ergebnis der Überwachung kann beispielsweise das Ermitteln des ZMG, insbesondere der sicheren Position, abhängig von der Abbildung oder der Darstellung, die kontinuierlich von dem Sensorsystem aktualisiert wird, insbesondere das kontinuierliche oder periodische Ermitteln der sicheren Position, und das insbesondere kontinuierliche oder periodische Berechnen eines Satzes von Parametern, um das Fahrzeug an die sichere Position oder in den ZMG zu führen, beinhalten. Der Satz von Parametern kann beispielsweise so verstanden werden, dass er die Sicherheitstrajektorie darstellt.
Der ZMG, insbesondere die sichere Position, entspricht einem Ziel, einem Zielort oder einer Endposition der Sicherheitstrajektorie, insbesondere eines Wegprofils der Sicherheitstrajektorie. Das Wegprofil umfasst insbesondere einen Satz von Raumpositionen, denen das Fahrzeug folgen soll. Des Weiteren kann die Sicherheitstrajektorie beispielsweise einen Satz von Geschwindigkeiten umfassen, die als Geschwindigkeitsprofil bezeichnet werden können.
Da die Sicherheitstrajektorie während des Normalbetriebsmodus insbesondere kontinuierlich oder periodisch bestimmt wird, und insbesondere das tatsächliche Auftreten oder die Detektion des Auslöseereignisses nicht abgewartet wird, erlaubt das Verfahren nach dem verbesserten Konzept eine schnellere Reaktion auf das Auslöseereignis. Daher kann der ZMG beziehungsweise die sichere Position in kürzerer Zeit oder auf komfortablere oder sicherere Weise erreicht werden. Daher kann eine Gesamtsicherheit durch ein Verfahren gemäß dem verbesserten Konzept erhöht werden.
Insbesondere muss das Sensorsystem gemäß dem verbesserten Konzept im Wesentlichen nur einen Sensortyp, beispielsweise einen Umgebungssensor, umfassen und braucht keinen Inertialsensor oder ähnliches zu umfassen, um die beschriebene Funktionalität zu erfüllen. Insbesondere stützt sich das verbesserte Konzept nicht auf Karteninformationen beziehungsweise braucht keine Lokalisierungsfunktion, wie eine Unterstützung für ein globales Navigationssatellitensystem oder ähnliches. Entsprechend kann das Verfahren gemäß dem verbesserten Konzept auch im Falle eines Fehlers mehrerer Sensoren oder Funktionalitäten des Fahrzeugs funktionieren. Auch deshalb wird die Sicherheit erhöht.
Gemäß mindestens einer Ausführung des Verfahrens gemäß dem verbesserten Konzept wird das Wegprofil für das Fahrzeug bestimmt, um die Sicherheitstrajektorie zu bestimmen.
Das Wegprofil umfasst insbesondere einen Satz von Punkten innerhalb der Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere entlang oder auf einer Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt. Der Satz von Punkten beschreibt eine Route, der das Fahrzeug folgen soll, um die sichere Position oder den ZMG sicher zu erreichen.
Das Wegprofil kann beispielsweise einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, der dem ersten Abschnitt folgt, umfassen. Der erste Abschnitt kann eine laterale Änderung einer Position des Fahrzeugs beschreiben, das heißt, eine laterale Position des Fahrzeugs bezüglich der Fahrbahn oder einer Fahrbahnbegrenzung. Zum Beispiel kann der erste Abschnitt einen Weg von der Anfangsposition des Fahrzeugs, wenn das Auslöseereignis detektiert wird, zu einer Position in einem vorbestimmten Sicherheitsabstand von der Fahrbahnbegrenzung beschreiben. Der zweite Abschnitt kann beispielsweise einen Weg beschreiben, der einem Profil der Fahrbahn oder der Fahrbahnbegrenzung in einem zumindest im Wesentlichen konstanten Abstand von der Fahrbahnbegrenzung folgt.
Das Wegprofil kann zum Beispiel einer Polynomkurve oder einem Teil davon entsprechen, zum Beispiel einer Polynomkurve fünften Grades. Indem das Wegprofil bestimmt wird, wird ein räumlicher Weg, dem das Fahrzeug in dem Sicherheitsmodus folgen soll, bestimmt und bereits im Normalbetriebsmodus definiert, um eine unmittelbare Reaktion auf die Detektion des Auslöseereignisses zu erlauben.
Gemäß mehreren Ausführungen werden Koeffizienten eines Polynoms, insbesondere eines Polynoms fünften Grades, basierend auf dem Ergebnis der Überwachung bestimmt, und insbesondere basierend auf einer Vielzahl von Eingangsparametern. Das Wegprofil wird basierend auf den Koeffizienten des Polynoms bestimmt.
Die Eingangsparameter können beispielsweise Anfangseingangsparameter umfassen, die jeweiligen Parametern zu einem Anfangszeitpunkt entsprechen, wenn das Auslöseereignis detektiert wird und das Fahrzeug von dem Normalbetriebsmodus in den Sicherheitsmodus geschaltet wird. Die Anfangsparameter können beispielsweise eine laterale Anfangsposition umfassen, die durch einen Abstand des Fahrzeugs von der Fahrbahnbegrenzung zu dem Anfangszeitpunkt gegeben ist. Die Anfangsparameter können eine Anfangsgeschwindigkeit umfassen, welche durch eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu dem Anfangszeitpunkt gegeben ist. Die Anfangsparameter können auch einen Anfangszeitversatz umfassen, der zum Beispiel Null sein kann oder jede andere vordefinierte konstante Zeit.
Die Eingangsparameter können auch einen oder mehrere Endparameter umfassen, die Parametern entsprechen nachdem das Wegprofil oder die Sicherheitstrajektorie zu Ende ist und das Fahrzeug eine sichere Position oder einen ZMG erreicht hat. Die Endparameter sind insbesondere gewünschte Endparameter und können daher vordefiniert und bekannt sein, wenn die Koeffizienten des Polynoms bestimmt werden. Die Endparameter können beispielsweise eine gewünschte laterale Endposition umfassen, welche dem Abstand des Fahrzeugs in dem ZMG, insbesondere dem Sicherheitsabstand, entsprechen. Die Endparameter können eine gewünschte Endgeschwindigkeit umfassen, die durch eine gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs in dem ZMG gegeben ist, und beispielsweise Null sein kann. Die Endparameter können eine gewünschte Endbeschleunigung umfassen, die durch eine gewünschte Beschleunigung des Fahrzeugs in dem ZMG gegeben ist, die auch Null sein kann. Die Endparameter können auch eine gewünschte Endzeit umfassen, welche durch die Anfangszeit plus einer gewünschten Dauer des Wegprofils gegeben ist.
Zum Beispiel werden die Koeffizienten des Polynoms einmal oder mehrmals während des Sicherheitsmodus neuberechnet, insbesondere, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sich während des Sicherheitsmodus ändert, insbesondere während es der Sicherheitstrajektorie folgt. Die Neuberechnung kann zum Beispiel basierend auf den jeweiligen gegenwärtigen Koeffizienten des Polynoms, einem oder mehreren der Eingangsparameter und einem oder mehreren Eingangsparametern ausgeführt werden. Die weiteren Eingangsparameter können eine verstrichene Zeit umfassen, die der Zeitdauer zu dem Zeitpunkt der Neuberechnung bezüglich der Anfangszeit entspricht. Außer den gegenwärtigen Koeffizienten und der verstrichenen Zeit, kann die Neuberechnung auf der gewünschten lateralen Endposition und der Endzeit basieren.
Indem das Wegprofil basierend auf den Koeffizienten des Polynoms bestimmt wird, kann das Wegprofil an eine erforderliche Ebenheit des Weges angepasst werden, die einer gewünschten Komfortstufe für den Fahrer entspricht, und/oder kann an verfügbare bekannte Parameterwerte für die Berechnung angepasst werden.
Insbesondere hat es sich erwiesen, dass ein Polynom fünften Grades einen guten Kompromiss zwischen einer gewünschten Ebenheit des Weges und einer relativ niedrigen Menge festzusetzender Parameter bietet. Polynome höherer Ordnung würden mehr unabhängige bekannte Parameter erfordern, die möglicherweise nicht verfügbar sind, und würden nur eine begrenzte Verbesserung der Ebenheit liefern.
Gemäß einigen Ausführungen wird ein Geschwindigkeitsprofil für das Fahrzeug bestimmt, um die Sicherheitstrajektorie zu bestimmen.
Das Geschwindigkeitsprofil kann einen Satz von Geschwindigkeitswerten oder Änderungen der Geschwindigkeitswerte enthalten, damit das Fahrzeug sicher in den ZMG gelangt. Insbesondere kann das Geschwindigkeitsprofil eine Zeitreihe von Geschwindigkeitswerten oder Geschwindigkeitsänderungswerten enthalten, welchen das Fahrzeug folgen soll, um den ZMG sicher zu erreichen.
Insbesondere kann das Geschwindigkeitsprofil mit dem Wegprofil derart zusammenhängen, dass beispielsweise jeder Punkt des Wegprofils einem Wert des Geschwindigkeitsprofils entspricht.
Gemäß einigen Ausführungen wird ein Satz von Datenpunkten, welche die Umgebung beschreiben, als das Ergebnis der Überwachung erzeugt, insbesondere mittels des Sensorsystems. Dabei umfasst jeder der Datenpunkte jeweilige räumliche Koordinaten eines Punktes der Umgebung, insbesondere eines Abtast- oder Datenpunktes. Der Satz von Datenpunkten kann insbesondere als eine Punktwolke betrachtet werden.
Der Satz von Datenpunkten kann insbesondere mittels eines aktiven optischen Sensorsystems, beispielsweise eines Lidar-Systems, erzeugt werden. Ein aktiver optischer Sensor kann als solcher definiert sein, indem er eine Lichtquelle zum Aussenden von Lichtimpulsen und einen Lichtdetektor zum Detektieren von Licht beinhaltet, insbesondere zum Detektieren von reflektierten Teilen der ausgesendeten Lichtimpulse. Das aktive optische Sensorsystem ist insbesondere dazu eingerichtet, eines oder mehrere Sensorsignale basierend auf dem detektierten Teil des Lichts zu erzeugen. Der Ausdruck „Licht“ kann so verstanden werden, dass er elektromagnetische Wellen im sichtbaren Bereich, im Infrarotbereich und/oder im ultravioletten Bereich umfasst. Entsprechend kann der Ausdruck „optisch“ so verstanden werden, dass er sich auf Licht in diesem Sinne bezieht.
Insbesondere kann das aktive optische Sensorsystem oder Lidar-System die Lichtimpulse mit unterschiedlichen Abstrahlwinkeln oder -richtungen aussenden und kann auf diese Weise einen Teil der Umgebung, insbesondere ein Sichtfeld des aktiven optischen Sensorsystems, abtasten. Für jede Abstrahlrichtung wird ein Abtastpunkt gemäß einem Datenpunkt des Satzes von Datenpunkten erfasst.
Punkte des Satzes von Datenpunkten können wie beschrieben beispielsweise mittels eines Cluster-Algorithmus klassifiziert werden, der auf künstlicher Intelligenz oder einem Maschinenlernalgorithmus beruhen kann. Mittels der Klassifizierung können Objekte innerhalb der Umgebung, beispielsweise die Straßenbegrenzung, identifiziert, lokalisiert und/oder, insbesondere im Falle von sich bewegenden Objekten, verfolgt werden.
Gemäß manchen Ausführungen umfasst jeder Datenpunkt des Satzes von Datenpunkten jeweilige Farbkoordinaten des Punktes der Umgebung.
Mittels der Farbkoordinaten und der zugeordneten Farbinformation des jeweiligen Punktes in der Umgebung, kann ein Analyseergebnis oder ein Klassifizierungsergebnis verbessert werden.
Gemäß einigen Ausführungen werden die Datenpunkte des Satzes von Datenpunkten mittels der Steuereinheit analysiert, um eine Teilmenge an statischen Datenpunkten des Satzes an Datenpunkten zu bestimmen. Dabei entsprechen die räumlichen Koordinaten jedes der statischen Datenpunkte jeweiligen räumlichen Koordinaten eines statischen Punktes in der Umgebung.
Ein statischer Punkt kann insbesondere als ein Punkt verstanden werden, der sich in einem Umgebungskoordinatensystem, insbesondere einem Fahrbahnkoordinatensystem, nicht bewegt. Somit bewegt sich der statische Punkt nicht bezüglich der Umgebung oder Fahrbahn.
Die Analyse der Datenpunkte kann zum Beispiel das Filtern oder Klassifizieren des Satzes von Datenpunkten derart beinhalten, dass jeder der Datenpunkte als ein statischer Datenpunkt oder als ein sich bewegender Datenpunkt identifiziert wird, das heißt ein Datenpunkt, der einem Punkt entspricht, der sich bezüglich des Umgebungskoordinatensystems bewegt, oder als ein Datenpunkt unbekannten Typs, das heißt ein Datenpunkt, der nicht mit einer ausreichenden Wahrscheinlichkeit als sich bewegend oder statisch klassifiziert werden kann.
Die Klassifizierung des Satzes von Datenpunkten kann beispielsweise auf der Evidenztheorie beruhen, die zum Beispiel Messungen der Bewegung des Fahrzeugs, wie Beschleunigungsmessungen, Rotationsgeschwindigkeitsmessungen oder Geschwindigkeitsmessungen berücksichtigen kann.
Gemäß einigen Ausführungen wird die Teilmenge von statischen Datenpunkten, welche jeweilige statische Punkte oder Objekte in der Umgebung beschreiben, als das Ergebnis der Überwachung erzeugt oder die Sicherheitstrajektorie wird während des Normalbetriebsmodus abhängig von der Teilmenge statischer Datenpunkte bestimmt.
Indem nur die statischen Objekte oder statischen Datenpunkte zum Bestimmen der Sicherheitstrajektorie berücksichtigt werden, können irrelevante Objekte zum Ermitteln der sicheren Position herausgefiltert werden oder verworfen werden. Sich bewegende Objekte oder sich potentiell bewegende Objekte, wie etwa unbekannte Objekte, können nicht als eine sichere Position darstellend erachtet werden.
Gemäß einigen Ausführungen wird die Fahrbahnbegrenzung mittels der Steuereinheit basierend auf dem Ergebnis der Überwachung bestimmt, beispielsweise basierend auf dem Satz von Datenpunkten, insbesondere auf der Teilmenge von statischen Datenpunkten. Die Sicherheitstrajektorie, insbesondere das Wegprofil und/oder das Geschwindigkeitsprofil, wird abhängig von der Fahrbahnbegrenzung bestimmt.
Das Bestimmen der Fahrbahnbegrenzung umfasst insbesondere das Ermitteln oder Bestimmen eines Satzes von Koordinaten der Fahrbahnbegrenzung und/oder einer mathematischen oder geometrischen Beschreibung oder Annäherung der Fahrbahnbegrenzung. Das Bestimmen der Fahrbahnbegrenzung kann beispielsweise das Bestimmen einer Polynomapproximation an die Fahrbahnbegrenzung, beispielsweise eine Polynomapproximation vierten Grades, umfassen.
Indem die Fahrbahnbegrenzung bestimmt wird, kann insbesondere die Position oder die geometrische Form der Fahrbahnbegrenzung, der ZMG oder die sichere Position ermittelt werden. Insbesondere kann die sichere Position nahe der oder an der Fahrbahnbegrenzung sein, insbesondere in dem Sicherheitsabstand von der Fahrbahnbegrenzung.
Gemäß einigen Ausführungen wird das Fahrzeug während einer ersten Phase des Sicherheitsmodus gesteuert, um einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Fahrbahnbegrenzung zu reduzieren, insbesondere indem dem Wegprofil gefolgt wird, bis der Abstand gleich dem vordefinierten Sicherheitsabstand ist.
Insbesondere wird die Sicherheitstrajektorie während des Normalbetriebsmodus derart bestimmt, dass das Fahrzeug während des Sicherheitsmodus zum Sicherheitsabstand von der Fahrbahnbegrenzung geführt wird, indem es dem Wegprofil folgt.
Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß dem Geschwindigkeitsprofil kann beispielsweise während der ersten Phase konstant sein. Alternativ kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs von dem Fahrzeugsteuerungssystem oder der Steuereinheit gesteuert werden wie im Normalbetriebsmodus. Im letzteren Fall ist das Geschwindigkeitsprofil zum Beispiel während der ersten Phase nicht aktiv.
Während der ersten Phase kann das Fahrzeug aus einer Normalfahrposition auf der Straße entfernt werden, insbesondere wird es von dem normalen Verkehr entfernt, während der Sicherheitsabstand von der Fahrbahngrenze immer noch eingehalten wird.
Gemäß einigen Ausführungen wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs während einer zweiten Phase des Sicherheitsmodus, insbesondere nach der ersten Phase, auf eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit, beispielsweise Null, reduziert. Insbesondere wird die Geschwindigkeit auf eine vordefinierte Mindestgeschwindigkeit reduziert, indem dem Geschwindigkeitsprofil gefolgt wird.
Insbesondere wird die Trajektorie während des Normalbetriebsmodus derart bestimmt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs dem Geschwindigkeitsprofil bis zur Mindestgeschwindigkeit während des Sicherheitsmodus folgen kann. Das Geschwindigkeitsprofil kann beispielsweise während der zweiten Phase aktiv sein. Der laterale Abstand des Fahrzeugs von der Fahrbahnbegrenzung kann während der zweiten Phase beispielsweise annähernd konstant sein.
Gemäß einigen Ausführungen wird ein Übergang von der ersten Phase zur zweiten Phase mittels der Steuereinheit während einer Anpassungsphase des Sicherheitsmodus ausgeführt, wobei die Anpassungsphase zwischen der ersten und der zweiten Phase liegt. Während der Anpassungsphase kann der Abstand von der Fahrbahnbegrenzung und/oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs stabilisiert werden.
Gemäß einigen Ausführungsformen wird ein Fehler oder Defekt eines elektronischen Fahrzeugsteuerungssystems des Fahrzeugs, welches das Sensorsystem und die Steuereinheit umfasst, als das Auslöseereignis detektiert.
Der Fehler oder der Defekt kann beispielsweise einen Fehler oder Defekt des Fahrzeugsteuerungssystems umfassen, das eine Normalsteuerung des automatisierten Fahrzeugs, insbesondere eine Hauptsteuerung, beeinträchtigt.
Gemäß einigen Ausführungen wird ein vorbestimmtes Ende einer automatisierten Fahrperiode als das Auslöseereignis detektiert.
Das vordefinierte Ende der automatischen Fahrperiode kann beinhalten, dass das Fahrzeug oder das elektronische Fahrzeugkontrollsystem an einem Ende des Fahrbetriebsbereichs ankommt, insbesondere gefolgt von einem Ausbleiben einer Reaktion des Benutzers des Fahrzeugs auf eine Übernahmeanfrage des Fahrzeugsteuerungssystems.
Falls die automatisierte Fahrperiode zu Ende ist oder der Fehler oder Defekt des Fahrzeugsteuerungssystems detektiert worden ist, kann es erforderlich sein, das Fahrzeug in die sichere Position oder den ZMG zu bringen.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein elektronisches Fahrzeugsteuerungssystem mit einem Sensorsystem und einer Steuereinheit bereitgestellt. Das Sensorsystem ist dazu eingerichtet, eine Umgebung eines zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugs während eines Normalbetriebsmodus des Fahrzeugsteuerungssystems zu überwachen. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, eine Sicherheitstrajektorie während des Normalbetriebsmodus abhängig von einem Ergebnis der Überwachung zu bestimmen. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, ein Auslöseereignis zu detektieren und, in Reaktion auf das Auslöseereignis, das Fahrzeugsteuerungssystem von dem Normalbetriebsmodus in einen Sicherheitsmodus zu schalten. Die Steuereinheit ist weiter dazu eingerichtet, das Fahrzeug derart zu steuern, dass es automatisch der Sicherheitstrajektorie während des Sicherheitsmodus folgt, um das Fahrzeug in einen Zustand minimaler Gefahr zu bringen.
Gemäß einigen Ausführungen des elektronischen Fahrzeugsteuerungssystems, beinhaltet das Sensorsystem ein aktives optisches Sensorsystem, beispielsweise ein Lidar-System oder ein Kamerasystem, welches dazu eingerichtet ist, einen Satz von Datenpunkten zu erzeugen, welche die Umgebung als das Ergebnis der Überwachung beschreiben.
Gemäß einigen Ausführungen umfasst das aktive optische Sensorsystem mindestens zwei aktive optische Sensoren, die unterschiedliche Sichtfelder aufweisen.
Auf diese Weise kann das Gesamtsichtfeld des Sensorsystems erweitert werden und die Genauigkeit der Fahrbahnbegrenzung verbessert werden. Des Weiteren kann die Ermittlung der sicheren Position beschleunigt werden.
Weitere Ausführungen des elektronischen Fahrzeugsteuerungssystems gemäß dem verbesserten Konzept ergeben sich unmittelbar aus den verschiedenen Ausführungen des Verfahrens zum Verbringen eines Fahrzeugs in einen Zustand minimaler Gefahr und umgekehrt. Insbesondere kann das elektronische Fahrzeugsteuerungssystem dazu eingerichtet oder programmiert sein, ein Verfahren gemäß dem verbesserten Konzept auszuführen oder das Fahrzeugsteuerungssystem führt ein Verfahren gemäß dem verbesserten Konzept aus.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts, wird ein Fahrzeug, insbesondere ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug, bereitgestellt, welches ein elektronisches Fahrzeugsteuerungssystem gemäß dem verbesserten Konzept umfasst.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts, wird ein Computerprogramm bereitgestellt, wobei das Computerprogramm Befehle beinhaltet, die, wenn das Computerprogramm von einem elektronischen Fahrzeugsteuerungssystem gemäß dem verbesserten Konzept ausgeführt wird, insbesondere von einer Steuereinheit des elektronischen Fahrzeugsteuerungssystems, das Fahrzeugsteuerungssystem dazu veranlassen, ein Verfahren gemäß dem verbesserten Konzept auszuführen.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein computerlesbares Medium bereitgestellt, wobei das Speichermedium ein Computerprogramm gemäß dem verbesserten Konzept speichert.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
In den Zeichnungen zeigen

1 ein Flussdiagramm einer beispielhaften Ausführung eines Verfahrens gemäß dem verbesserten Konzept;
2 schematisch einzelne Verfahrensschritte einer weiteren beispielhaften Ausführung eines Verfahrens gemäß dem verbesserten Konzept;
3 ein Fahrzeug, welches eine beispielhafte Ausführung eines elektronischen Fahrzeugsteuerungssystems gemäß dem verbesserten Konzept umfasst;
4 schematisch einzelne Verfahrensschritte einer weiteren beispielhaften Ausführung eines Verfahrens gemäß dem verbesserten Konzept;
5 schematisch weitere einzelne Verfahrensschritte einer weiteren beispielhaften Ausführung eines Verfahrens gemäß dem verbesserten Konzept; und
6 schematisch weitere Verfahrensschritte gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung eines Verfahrens gemäß dem verbesserten Konzept.

3 zeigt ein Fahrzeug 1, insbesondere ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug 1, welches mindestens als Stufe 2 gemäß SAE J3016 klassifiziert ist. Das Fahrzeug 1 umfasst eine beispielhafte Ausführung eines elektronischen Fahrzeugsteuerungssystems 2 gemäß dem verbesserten Konzept.
Das Fahrzeugsteuerungssystem 2 umfasst eine Steuereinheit 4 und ein Sensorsystem. Das Sensorsystem umfasst mindestens ein aktives optisches Sensorsystem, beispielsweise ein Lidar-System 3. Ein Sichtfeld 6 des Lidar-Systems 3 kann vor dem Fahrzeug 1 liegen. Optional kann das Sensorsystem einen oder mehrere weitere Lidar-Systeme 3a, 3b mit jeweiligen Sichtfeldern 6a, 6b umfassen, die sich von dem Sichtfeld 6 des Lidar-Systems 3 unterscheiden. Beispielsweise können die Sichtfelder 6a, 6b hinter oder zumindest teilweise hinter und/oder seitlich des Fahrzeugs 1 liegen.
Während eines Normalbetriebsmodus des Fahrzeugsteuerungssystems 2, kann die Steuereinheit 4 ein vollautomatisiertes oder teilautomatisiertes Fahren des Fahrzeugs 1 steuern. Das Sensorsystem, insbesondere die Lidar-Systeme 3, 3a, 3b können eine Umgebung 5 des Fahrzeugs 1 während des Normalbetriebsmodus überwachen.
Während des Normalbetriebsmodus kann das Steuersystem 2 zum Beispiel kontinuierlich eine Sicherheitstrajektorie abhängig von einer durch die Überwachung mittels der Lidar-Systeme 3, 3a, 3b erzeugten Punktwolke bestimmen. Zu diesem Zweck kann jedes der Lidar-Systeme 3, 3a, 3b beispielsweise eine individuelle Punktwolke erzeugen und die individuellen Punktwolken können beispielsweise von der Steuereinheit 4 zusammengeführt werden, um die Punktwolke oder die Gesamtpunktwolke zu bilden.
Falls ein Auslöseereignis von der Steuereinheit 4 detektiert wird, beispielsweise ein Fehler des Fahrzeugsteuerungssystems 2, der einen regulären Betrieb des automatisierten Fahrens beeinträchtigen kann, kann die Steuereinheit 4 das Fahrzeugsteuerungssystem 2 von dem Normalbetriebsmodus in einen Sicherheitsmodus schalten und das Fahrzeug 1 derart steuern, dass es automatisch der Sicherheitstrajektorie folgt, die zuletzt während des Normalbetriebsmodus bestimmt wurde, um das Fahrzeug in eine sichere Position zu bringen.
Für weitere Einzelheiten des Betriebs und der Funktionalität des elektronischen Steuersystems 2 wird verwiesen auf die Ausführungen betreffend die Figuren 1, 2 und 4 bis 6.
In 1 ist ein Flussdiagramm einer beispielhaften Ausführung eines Verfahrens zum Verbringen des Fahrzeug 1 in eine sichere Position gezeigt.
Die sichere Position kann beispielsweise einer Position des Fahrzeugs 1 nahe einer Fahrbahnbegrenzung 7, wie sie zum Beispiel in 6 gezeigt ist, entsprechen. Beispielsweise kann die sichere Position eine Position des Fahrzeugs 1 mit einem Sicherheitsabstand 8 von der Fahrbahnbegrenzung 7 sein.
Wieder mit Bezug auf 1, wird in Verfahrensschritt 19 die Punktwolke von dem Lidar-System 3 und optional von den weiteren Lidar-Systemen 3a, 3b erzeugt und der Steuereinheit 4 bereitgestellt. Zu diesem Zweck können die Lidar-Systeme 3 beispielsweise die Umgebung 5 des Fahrzeugs 1 durch Abtasten einer Vielzahl von Abtastpunkten mit verschiedenen Abtastrichtungen abtasten. Für jede Abtastrichtung oder jeden Abtastpunkt können jeweilige Lichtimpulse von dem Lidar-System 3 ausgesendet werden und zumindest teilweise von Objekten oder Punkten in der Umgebung 5 reflektiert werden. Das Lidar-System 3 kann die reflektierten Bereiche der Lichtimpulse detektieren und darauf basierend eine Raumkoordinate des jeweiligen Abtastpunktes bestimmen. Die Raumkoordinaten aller Abtastpunkte stellen eine einzelne Punktwolke des Lidarsystems 3 dar. Optional können weitere einzelne Punktwolken in derselben Weise von dem optionalen weiteren Lidar-System 3a, 3b erzeugt werden. Falls dies der Fall ist, können die Lidar-Systeme 3a, 3b ihre einzelnen Punktwolken auch der Steuereinheit 4 bereitstellen, und die Steuereinheit 4 führt die einzelnen Punktwolken aller Lidar-Systeme 3, 3a, 3b zusammen, um die Punktwolke oder die Gesamtpunktwolke zu bilden.
In dem optionalen Verfahrensschritt 20, kann die Steuereinheit 4 eine Klassifizierung oder Punktbewegungsklassifizierung der Gesamtpunktwolke durchführen, insbesondere durch Blockklassifizierung jedes Punktes der Gesamtpunktwolke beispielsweise in eine von drei Kategorien, insbesondere eine Bewegungskategorie, eine statische Kategorie und eine unbekannte Kategorie. Dabei wird ein Punkt als statisch klassifiziert, wenn er sich bezüglich der Fahrbahn nicht bewegt, und wird als sich bewegend klassifiziert, wenn er sich bezüglich der Fahrbahn bewegt. Ein Punkt kann in die unbekannte Klasse kategorisiert werden, wenn er nicht mit ausreichender Wahrscheinlichkeit in die statische oder sich bewegende Klasse eingeordnet werden kann. Die Blockklassifizierung kann beispielsweise auf der Evidenztheorie basieren, beispielsweise Bewegungsparameter des Fahrzeugs 1 berücksichtigen, beispielsweise Beschleunigung, Rotationsgeschwindigkeit und Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1.
In Schritt 21 bestimmt die Steuereinheit 4 eine Darstellung, insbesondere eine annähernde Darstellung, der Fahrbahnbegrenzung 7 basierend auf der Gesamtpunktwolke, insbesondere basierend auf den statischen Punkten der Punktwolke. Die Fahrbahnbegrenzung 7 kann beispielsweise als ein Satz von vier Variablen einschließlich eines lateralen Versatzes des jeweiligen Punktes der Fahrbahnbegrenzung 7 zu einem definierten Punkt des Fahrzeugs 1 sein, beispielsweise ein Mittelpunkt des vorderen Stoßfängers des Fahrzeugs 1, ein Steuerkurswinkel, insbesondere ein Winkel zwischen dem Fahrzeug in einer Längsrichtung und der Fahrbahngrenze, und einer Krümmung der Fahrbahngrenze an dem spezifischen Punkt und optional eine Ableitung der Krümmung.
2 zeigt schematisch Fahrzeug 1 und ein Sichtfeld 6 des Lidar-Systems 3 sowie die Fahrbahnbegrenzung 7. Die Kreuze in 2 stellen statische Punkte der Punktwolke dar, die von der Steuereinheit 4 als ein Teil der Fahrbahnbegrenzung 7 identifiziert werden. Die Fahrbahnbegrenzung 7 kann beispielsweise als ein Polynom, beispielsweise vierten Grades, angenähert werden.
In Verfahrensschritt 22 bestimmt die Steuereinheit eine Sicherheitstrajektorie basierend auf der Punktwolke, insbesondere basierend auf den statischen Punkten, insbesondere basierend auf der Annäherung an die Fahrbahnbegrenzung 7. Das Ziel der Erzeugung der Sicherheitstrajektorie ist es, ein Wegprofil 6 und/oder ein Geschwindigkeitsprofil zu definieren, um das Fahrzeug 1 in die sichere Position zu bringen. Basierend auf der bestimmten Fahrbahnbegrenzung 7, insbesondere der Polynombeschreibung der Fahrbahnbegrenzung 7, bestimmt die Steuereinheit 4 ein Wegprofil 6 der Sicherheitstrajektorie, welches von einem Satz von Punkten entlang der Fahrbahn gegeben ist, die eine Route für das Fahrzeug 1 beschreiben, welcher gefolgt werden soll, falls der Sicherheitsmodus des Fahrzeugs aktiviert ist, um die sichere Position zu erreichen. Des Weiteren kann die Steuereinheit 4 ein Geschwindigkeitsprofil erzeugen, welches beispielsweise dem Wegprofil 6 zugeordnet ist. Das Geschwindigkeitsprofil stellt eine Zeitserie von Geschwindigkeitssollwerten dar, welchen das Fahrzeug 1 folgen soll, um die sichere Position zu erreichen.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Schritte 19 bis 22 während des Normalbetriebsmodus des Fahrzeugsteuerungssystems 2 stattfinden. Rechenschritte der Steuereinheit 4 und Abtastschritte der Lidar-Systeme 3, 3a, 3b während der Verfahrensschritte 19 bis 22 können kontinuierlich oder periodisch während des Normalbetriebsmodus wiederholt werden, um sicherzustellen, dass ein Übergang des Fahrzeugs 1 in die sichere Position unmittelbar möglich ist, sobald es erforderlich ist.
Insbesondere umfasst die Steuereinheit 4 eine Softwarearchitektur und zugeordnete Algorithmen, die konstant die Beschleunigung und die Lenkwinkelanfragen für das Fahrzeug 1 basierend auf der in Echtzeit berechneten Sicherheitstrajektorie berechnen.
Das Wegprofil 6 kann beispielsweise als eine Polynomannäherung an einen Weg bestimmt werden, dem von dem Fahrzeug 1 während der Sicherheitstrajektorie zu folgen ist. Die Polynombeschreibung kann beispielsweise das Berechnen eines Polynoms fünften Grades, welches das Wegprofil darstellt, umfassen.
In 4 ist die Berechnung des Wegprofils 6 schematisch dargestellt. Dabei ist ein Normalbetriebsberechnungsmodul 27 der Steuereinheit 4, welches beispielsweise ein Softwaremodul sein kann, gezeigt. Das Modul 27 weist eine Vielzahl von Eingängen 9 und eine Vielzahl von Ausgängen 11 auf. In dem gezeigten Beispiel hat das Modul 27 beispielsweise acht Eingänge, wobei jeder Eingang 9 einem entsprechenden Eingangsparameter entspricht, und beispielsweise sechs Ausgänge 11, wobei jeder Ausgang einem Polynomkoeffizienten für ein Polynom fünften Grades entspricht. Die Eingangsparameter können beispielsweise eine laterale Anfangsposition des Fahrzeugs 1, eine Anfangsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1, eine Anfangsbeschleunigung des Fahrzeugs 1, eine gewünschte laterale Endposition des Fahrzeugs 1, eine gewünschte Endgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1, eine gewünschte Endbeschleunigung des Fahrzeugs 1, eine Anfangszeit, die auf Null gesetzt werden kann, und eine Endzeit, die durch die Anfangszeit plus einer gewünschten Dauer des Wegprofils 6 gegeben ist, umfassen. Indem Werte für alle Eingangsparameter bereitgestellt werden, kann das Modul 27 wiederholt oder kontinuierlich die Koeffizienten des Polynoms berechnen und diese an den Ausgängen 11 bereitstellen.
Wiederum mit Bezug auf 1 werden die Schritte 19 bis 29 des Verfahrens insbesondere kontinuierlich während des Normalbetriebsmodus wiederholt, so dass eine kontinuierliche Aktualisierung der Sicherheitstrajektorie erfolgt.
Das Fahrzeug 1 kann beispielsweise im Normalbetriebsmodus bleiben bis ein Auslöseereignis detektiert wird. Das Auslöseereignis kann beispielsweise eine sicherheitsrelevante Situation oder einen Fehler detektieren, insbesondere einen Fehler oder ein Defekt des Fahrzeugsteuerungssystems 2.
Wenn das Auslöseereignis mittels der Steuereinheit 4 detektiert wird, fährt das Verfahren mit den Verfahrensschritten 23 und 24 fort.
In Schritt 23 wird die laterale Position des Fahrzeugs 1 gemäß dem Wegprofil 6, insbesondere dem Wegprofil 6 der zuletzt bestimmten Sicherheitstrajektorie gesteuert. Dabei wird die laterale Position des Fahrzeugs 1, insbesondere der laterale Abstand des Fahrzeugs 1 zur Fahrbahnbegrenzung 7, kontinuierlich gemäß dem Wegprofil 6 verringert.
Falls sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 verändert, wenn es dem Wegprofil 6 folgt, kann das Polynom aktualisiert werden. Dies wird in dem rechten Teil von 4 dargestellt. Dort ist ein Sicherheitsmodusmodul 10 gezeigt, welches beispielsweise erste Eingänge 12 zur Aufnahme der berechneten Koeffizienten des Polynoms von den Ausgängen 11 des Moduls 27 und zweite Eingänge 13 zum Aufnehmen weiterer Eingangsparameter aufweist. Die weiteren Eingangsparameter können beispielsweise eine Zeit, die seit dem Beginn des Sicherheitsmodus, insbesondere seit der Anfangszeit, verstrichen ist, die gewünschte laterale Endposition und die Endzeit umfassen. Basierend auf diesen weiteren Eingangsparametern und den Originalkoeffizienten des Polynoms, kann das Polynom entlang des Wegprofils 6 aktualisiert werden und jeweilige aktualisierte Koeffizienten können an einer Ausgabe 14 des Moduls 10 ausgegeben werden.
In Schritt 24, der parallel zu oder gleichzeitig mit Schritt 23 oder alternativ nach Schritt 23 ausgeführt werden kann, wird eine Längssteuerung der Fahrzeugbewegung gemäß dem Geschwindigkeitsprofil ausgeführt. Das heißt, in Schritt 24 kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 gemäß dem Geschwindigkeitsprofil reduziert werden.
Das Geschwindigkeitsprofil definiert wie das Fahrzeug 1 die gewünschte Endgeschwindigkeit am Ende der Sicherheitstrajektorie erreichen soll, insbesondere wenn das Fahrzeug 1 die sichere Position erreicht hat. Insbesondere kann die finale gewünschte Geschwindigkeit Null sein.
In Verfahrensschritt 25 können Steuerbefehle niedriger Stufe von der Steuereinheit 4 erzeugt werden, um beispielsweise das Bremspedal oder ein Gaspedal des Fahrzeugs zu betätigen, um das Geschwindigkeitsprofil auszuführen.
In Schritt 26 kann das Fahrzeug 1 die sichere Position erreichen.
In 5 und 6 wird das Verhalten des Fahrzeugs 1 während des Sicherheitsmodus schematisch in leicht modifizierter Weise dargestellt.
Insbesondere werden in 5 beispielsweise vier Zustände des Fahrzeugsteuerungssystems 2 gezeigt. Zu Beginn, wenn der Normalbetriebszustand beendet ist und der Sicherheitsmodus aktiviert worden ist, befindet sich das Fahrzeugsteuerungssystem 2 in einem nominalen Zustand 15. Der nominale Zustand 15 entspricht dem letzten Zustand des Fahrzeugsteuerungssystems 2, als es sich noch im Normalbetriebszustand befand. Wenn das Fahrzeug 1 sich im nominalen Zustand befindet, fährt es noch regulär auf der Fahrbahn, wie in 6 gezeigt.
Wenn der Sicherheitsmodus aktiviert wird, wird das Fahrzeugsteuerungssystem 2 von dem nominalen Zustand 15 in einen lateralen Steuerzustand 16 geschaltet. Während des lateralen Steuerzustands 16, wird das Fahrzeug 1 in die Nähe der Fahrbahnbegrenzung 7 gebracht, wobei es dem Wegprofil 6 folgt bis der Sicherheitsabstand 8 erreicht ist.
Von dem lateralen Steuermodus kann das Fahrzeugsteuerungssystem 2 in einen Anpassungszustand 17 geschaltet werden, in dem sich das Fahrzeug 1 und das Fahrzeugsteuerungssystem 2 stabilisieren können. Der laterale Steuerzustand 16 und der Anpassungszustand 17 kann iterativ wiederholt werden bis sich der Zustand des Fahrzeugs 1 oder des Fahrzeugsteuerungssystems 2 stabilisiert hat.
Dann kann das Fahrzeugsteuerungssystem 2 in einen Längssteuerzustand 18 geschaltet werden. Während des Längssteuerzustands 18 wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 beispielsweise gemäß dem Geschwindigkeitsprofil reduziert bis das Fahrzeug 1 die gewünschte Endgeschwindigkeit erreicht, beispielsweise bis es mit Geschwindigkeit Null steht. Dann ist das Fahrzeug 1 beispielsweise in dem Sicherheitsabstand 8 zur Fahrbahnbegrenzung 7 positioniert und steht still. Der Zustand minimaler Gefahr oder die sichere Position ist daher erreicht.
Wie beschrieben kann mittels eines Verfahrens oder eines elektronischen Fahrzeugsteuerungssystems gemäß dem verbesserten Konzept eine schnelle Reaktion auf ein Auslöseereignis, beispielsweise eine sicherheitsrelevante Situation, erreicht werden, um das Fahrzeug in den Zustand minimaler Gefahr zu bringen. Daher wird die Sicherheit erhöht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9927810 B1 [0003]

Claims

Verfahren, um ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug (1) in einen Zustand minimaler Gefahr zu bringen, wobei eine Umgebung (5) des Fahrzeugs (1) mittels eines Sensorsystems (3) des Fahrzeugs (1) während eines Normalbetriebsmodus des Fahrzeugs (1) überwacht wird; dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuereinheit (4) des Fahrzeugs (1), - während des Normalbetriebsmodus eine Sicherheitstrajektorie abhängig von einem Ergebnis der Überwachung bestimmt wird; - ein Auslöseereignis detektiert wird und, in Reaktion auf das Auslöseereignis, das Fahrzeug (1) von dem Normalbetriebsmodus in einen Sicherheitsmodus des Fahrzeugs (1) geschaltet wird; und - das Fahrzeug (1) derart gesteuert wird, dass es während des Sicherheitsmodus automatisch der Sicherheitstrajektorie folgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegprofil (6) für das Fahrzeug (1) bestimmt wird, um die Sicherheitstrajektorie zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - Koeffizienten eines Polynoms basierend auf dem Ergebnis der Überwachung bestimmt werden; - das Wegprofil (6) basierend auf den Koeffizienten des Polynoms bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geschwindigkeitsprofil für das Fahrzeug (1) bestimmt wird, um die Sicherheitstrajektorie zu bestimmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Satz von Datenpunkten, welche die Umgebung (5) beschreiben, als das Ergebnis der Überwachung erzeugt wird; - wobei jeder der Datenpunkte jeweilige räumliche Koordinaten eines Punktes der Umgebung (5) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass - die Datenpunkte des Satzes mittels der Steuereinheit (4) analysiert werden, um eine Teilmenge von statischen Datenpunkten des Satzes von Datenpunkten zu bestimmen; - wobei die räumlichen Koordinaten eines jeden der statischen Datenpunkte jeweiligen räumlichen Koordinaten eines statischen Punktes in der Umgebung (5) entsprechen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Fahrbahnbegrenzung (7) mittels der Steuereinheit (4) basierend auf dem Ergebnis der Überwachung bestimmt wird; und - die Sicherheitstrajektorie abhängig von der Straßenbegrenzung (7) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) während einer ersten Phase des Sicherheitsmodus derart gesteuert wird, dass ein Abstand zwischen dem Fahrzeug (1) und der Fahrbahnbegrenzung (7) reduziert wird bis der Abstand gleich einem vordefinierten Sicherheitsabstand (8) ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass während einer zweiten Phase des Sicherheitsmodus eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) auf eine vordefinierte Mindestgeschwindigkeit reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Fehler eines elektronischen Fahrzeugsteuerungssystems (2) des Fahrzeugs (1), welches das Sensorsystem (3) und die Steuereinheit (4) aufweist, als das Auslöseereignis detektiert wird; oder - ein vordefiniertes Ende einer automatisierten Fahrperiode als das Auslöseereignis detektiert wird.
Elektronisches Fahrzeugsteuerungssystem, mit einem Sensorsystem (3), welches dazu eingerichtet ist, eine Umgebung (5) eines zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugs (1) während eines Normalbetriebsmodus des Fahrzeugsteuerungssystems (2) zu überwachen, und einer Steuereinheit (4) ; dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) dazu eingerichtet ist, - eine Sicherheitstrajektorie während des Normalbetriebsmodus abhängig von einem Ergebnis der Überwachung zu bestimmen; - ein Auslöseereignis zu detektieren und, in Reaktion auf das Auslöseereignis, das Fahrzeugsteuerungssystem (2) von dem Normalbetriebsmodus in einen Sicherheitsmodus geschaltet wird; und - das Fahrzeug (1) derart zu steuern, dass es während des Sicherheitsmodus automatisch der Sicherheitstrajektorie folgt, um das Fahrzeug (1) in einen Zustand minimaler Gefahr zu bringen.
Elektronisches Fahrzeugsteuerungssystem gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (3) ein aktives optisches Sensorsystem aufweist, welches dazu eingerichtet ist, einen Satz von Datenpunkten, welche die Umgebung (5) beschreiben, als das Ergebnis der Überwachung zu erzeugen.
Elektronisches Fahrzeugsteuerungssystem gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive optische Sensorsystem mindestens zwei aktive optische Sensoren mit unterschiedlichen Sichtfeldern aufweist.
Computerprogramm, welches Befehle beinhaltet, die, wenn das Computerprogramm von einem elektronischen Fahrzeugsteuerungssystem (2) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 ausgeführt wird, das Fahrzeugsteuerungssystem (2) dazu veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
Computerlesbares Speichermedium, welches ein Computerprogramm gemäß Anspruch 14 speichert.