-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum teilweise oder vollständig autonomen Steuern eines Kraftfahrzeugs. Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug sowie eine Kraftfahrzeug-Steuereinheit für ein solches Kraftfahrzeug.
-
Für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge ist es essentiell, andere Verkehrsteilnehmer zu erfassen, deren zukünftige Aktionen zu prognostizieren, insbesondere zu antizipieren, und die Aktionen des eigenen Kraftfahrzeugs, auch Ego-Kraftfahrzeug genannt, daran anzupassen. Eine Herausforderung dabei besteht in der Ungewissheit über zukünftige Aktionen der anderen Verkehrsteilnehmer, welche sich zudem untereinander beeinflussen. Hierbei gibt es eine sehr hohe Anzahl an Möglichkeiten, die einzelnen Bewegungsmöglichkeiten, beispielsweise Bewegungsrichtungen, Geschwindigkeiten und Bewegungspfade, mehrerer Verkehrsteilnehmer zu kombinieren. Um die eigene Bewegung des Kraftfahrzeugs, insbesondere Ego-Fahrzeug, zu planen, beispielsweise durch Bestimmen einer Trajektorie, müssen die jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten und die für die Zukunft als möglich erfassten Bewegungsmöglichkeiten der anderen Verkehrsteilnehmer berücksichtigt werden.
-
Gemäß Stand der Technik ist es üblich, Zukunftshypothesen für jeden Verkehrsteilnehmer einzeln aufzustellen und basierend darauf das Kraftfahrzeug (Ego-Fahrzeug) zu steuern. Werden dem Verkehrsteilnehmer mehrere Bewegungsmöglichkeiten zugeordnet, beispielsweise geradeaus fahren, links abbiegen und rechts abbiegen, so werden dem Verkehrsteilnehmer beide Bewegungsmöglichkeiten als Zukunftshypothesen zugeordnet. Beim Planen der zukünftigen Bewegung des Kraftfahrzeugs, also dem Ego-Fahrzeug, müssen dann selbstverständlich alle Zukunftshypothesen für alle Verkehrsteilnehmer berücksichtigt werden.
-
Zur Analyse einer Verkehrssituation zwischen zumindest einem Fahrzeug und zumindest einem weiteren Verkehrsteilnehmer an Straßenkreuzungen oder Straßeneinmündungen sieht die
DE 10 2013 005 362 A1 vor, dass zunächst relevante Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des zumindest einen Fahrzeugs gefiltert werden. Anschließend kann eine Lokalisation und spurgenaue Zuordnung der relevanten Verkehrsteilnehmer erfolgen. In einem anderen Schritt erfolgt eine Vorhersage eines künftigen Bewegungsverhaltens in Form von Bewegungstrajektorien des zumindest einen Fahrzeugs und lokalisierter Verkehrsteilnehmer.
-
Die
DE 10 2012 009 297 A1 beschreibt die Risikobewertung und die Bestimmung einer Kollisionsgefahr für mehrere zuvor prognostizierte konkurrierende Situationshypothesen zwischen einem Fahrzeug und anderen Verkehrsteilnehmern.
-
Die
DE 10 2007 042 792 A1 offenbart ein Verfahren zur Umfeldüberwachung für ein Kraftfahrzeug. Dabei werden jeweilige Fahrbetriebsgrößen eines ersten und eines zweiten Fremdfahrzeugs bestimmt. Ein primäres Kollisionsrisiko wird für eine Kollision zwischen dem ersten und dem zweiten Fremdfahrzeug abgeschätzt. Abhängig davon kann eine Reaktion eines der Fremdfahrzeuge prädiziert werden. Ein sekundäres Kollisionsrisiko für eine Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug und einem der Fremdfahrzeuge wird dann in Abhängigkeit von der prädizierten Reaktion des jeweiligen Fremdfahrzeugs abgeschätzt.
-
Die
DE 10 2017 217 056 A1 betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems. Dabei werden mehrere Objekte in einer Umgebung erkannt und hinsichtlich einer jeweiligen Objektklasse identifiziert. Abhängig von den Objektklassen wird eine Bewegungsgleichung für eine Prädiktion der Bewegung erstellt.
-
Die
DE 11 2016 005 851 T5 betrifft ein Fahrassistenzsystem umfassend eine Querungserfassungseinheit zum Erfassen eines Fußgängers, der im Begriff ist, eine Fahrbahn zu queren, auf der ein Fahrzeug fährt; und umfassend eine Verhaltenserfassungseinheit zum Erfassen als ein Verhalten eines Fahrzeugs in der Nähe, von relativer Beschleunigung eines folgenden Fahrzeugs bezüglich dem Fahrzeug, wobei das folgende Fahrzeug das Fahrzeug in der Nähe ist, das hinter dem des Fahrzeugs fährt.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes teilweise oder vollständig autonomes Steuern eines Kraftfahrzeugs durch eine verbesserte Prognose eines zukünftigen Verhaltens anderer Verkehrsteilnehmer zu ermöglichen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft das Verfahren zum teilweise oder vollständig autonomen Steuern eines Kraftfahrzeugs. Dabei weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:
- - Erfassen von Zustandsdaten mehrerer von dem Kraftfahrzeug unterschiedlicher Verkehrsteilnehmer;
- - Erfassen eines Straßenverlaufs in der Umgebung des Kraftfahrzeugs;
- - Bestimmen jeweiliger Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer basierend auf dem Straßenverlauf und/oder den Zustandsdaten, und
- - Bestimmen zumindest eines ersten und zumindest eines zweiten Gesamtszenarios basierend auf den jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer,
- - wobei sich die mehreren Verkehrsteilnehmer in dem zumindest einen ersten und dem zumindest einen zweiten Gesamtszenario (angenommenermaßen) jeweils entsprechend genau einer ausgewählten der für den jeweiligen Verkehrsteilnehmer bestimmten Bewegungsmöglichkeiten bewegen und die jeweils für das zumindest eine erste und das zweite zumindest eine Gesamtszenario ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten der Verkehrsteilnehmer unter Berücksichtigung der Zustandsdaten und/oder dem Straßenverlauf untereinander entsprechend vorbestimmter Bewegungsnebenbedingungen als kollisionsfrei befahrbar gelten, und wobei
- - für das zumindest einen erste und das zumindest eine zweite Gesamtszenario jeweils zumindest teilweise unterschiedliche Bewegungsmöglichkeiten ausgewählt werden, und
- - Planen der teilweise oder vollständig autonome Bewegung des Kraftfahrzeugs basierend auf dem zumindest einen ersten und dem zumindest einen zweiten Gesamtszenario, insbesondere ohne die jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer einzeln zu berücksichtigen.
-
Dabei ist vorgesehen, dass das zweite Gesamtszenario basierend auf dem ersten Gesamtszenario bestimmt wird. Dies kann insbesondere durch Variation der im ersten Gesamtszenario ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten erfolgen. Mit anderen Worten kann das zweite Gesamtszenario beziehungsweise das zumindest eine zweite Gesamtszenario aus dem zumindest einen zweiten Gesamtszenario abgeleitet werden. In diesem Fall kann beispielsweise vorgesehen sein, dass teilweise dieselben Bewegungsmöglichkeiten für das zweite Gesamtszenario ausgewählt werden, wobei eine Variation der im ersten Gesamtszenario ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten erfolgt. Beispielsweise kann eine jeweilige Bewegungsmöglichkeit durch zeitliches Verschieben von dessen Eintrittszeitpunkt oder durch räumliche Variation eines der Bewegungsmöglichkeit zugrunde liegenden Bewegungspfades oder einer der Bewegungsmöglichkeit zugrunde liegenden Trajektorie erfolgen. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorhersage eines zukünftigen Verkehrsgeschehens weiter zu verbessern.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Variation der im ersten Gesamtszenario ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten durch Berücksichtigung, insbesondere heuristische Berücksichtigung, vorbestimmter unerwarteter Ereignisse erfolgt, wobei als unerwartete Ereignisse unerwartete Bewegungen eines oder mehrerer der Verkehrsteilnehmer, welche anhand der Zustandsdaten und/oder des Straßenverlaufs zuvor nicht prognostiziert wurden, dadurch berücksichtigt werden, dass den Verkehrsteilnehmern durch eine Heuristik ein virtueller Verkehrsteilnehmer mit einer oder mehreren zugeordneten Bewegungsmöglichkeiten hinzugefügt wird. Solche unerwarteten Ereignisse können unerwartete Bewegungen eines oder mehrerer der Verkehrsteilnehmer sein, welche anhand der Zustandsdaten und/oder des Straßenverlaufs zuvor nicht prognostiziert wurden. Solche unerwarteten Ereignisse können beispielsweise auf einem Speichermedium gespeichert sein. Das unerwartete Ereignis kann dann aus dem Speicher geladen und zum Variieren des ersten Gesamtszenarios genutzt werden. Ein solches unerwartetes Ereignis kann beispielsweise eine unerwartete Vollbremsung eines anderen Verkehrsteilnehmers oder ein unerwartet auf die Straße laufender Fußgänger sein. Beispielsweise ist als unerwartetes Ereignis abgespeichert, dass an einem Bus, welcher am Straßenrand hält, aussteigende Fahrgäste unerwartet auf die Straße laufen. In diesem Fall kann das zweite Gesamtszenario aus dem ersten Gesamtszenario abgeleitet werden, indem das erste Gesamtszenario durch Berücksichtigung eines auf die Straße laufenden Fußgängers erweitert beziehungsweise variiert wird. Selbstverständlich können mehrere zweite Gesamtszenarien aus demselben ersten Gesamtszenario und/oder unterschiedlichen ersten Gesamtszenarien durch entsprechende Variation abgeleitet werden. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, kritische, unerwartete Ereignisse beim Planen der Bewegung des Kraftfahrzeugs zu berücksichtigen, obwohl diese nur selten auftreten und anhand der erfassten Zustandsdaten und des erfassten Straßenverlaufs nicht prognostizierbar sind.
-
Bei den mehreren Verkehrsteilnehmern kann es sich um untereinander unterschiedliche Arten von Verkehrsteilnehmern handeln. Beispielsweise können die mehreren Verkehrsteilnehmer zumindest Fußgänger, andere Kraftfahrzeuge, Busse, Einsatzfahrzeuge, Radfahrer, Motorräder, Lastkraftwagen oder Straßenbahnen sein. Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein, die jeweils unterschiedlichen Verkehrsteilnehmer entsprechend ihrer Art unterschiedlich zu behandeln, für diese unterschiedliche Zustandsdaten zu erfassen sowie deren jeweilige Art zu bestimmen. Beispielsweise kann bei Radfahrern oder Fußgängern berücksichtigt werden, dass diese zu impulsiven oder unerwarteten Handlungen neigen, während sich Kraftfahrzeuge mit höherer Wahrscheinlichkeit an geltende Verkehrsregeln halten.
-
Die Zustandsdaten der Verkehrsteilnehmer können beispielsweise anhand von Sensordaten eines oder mehrerer Sensoren des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Beispielsweise können die Zustandsdaten eine Relativposition, eine Relativgeschwindigkeit oder eine relative Bewegungsrichtung, jeweils relativ zum Kraftfahrzeug, beinhalten. Alternativ oder zusätzlich können die Zustandsdaten eine absolute Position, beispielsweise bezogen auf den Straßenverlauf in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, eine Angabe, auf welcher Spur der jeweilige Verkehrsteilnehmer sich befindet, Informationen, die das Zusammenspiel mit anderen der Verkehrsteilnehmer betreffen, oder sonstige absolute Daten, welche unabhängig von dem Kraftfahrzeug sein können, beinhalten. In manchen Ausführungsformen werden die Zustandsdaten zumindest teilweise über Kommunikation, beispielsweise über WiFi, Mobilfunk, Car-to-X oder Car-to-Car, von einem oder mehreren der Verkehrsteilnehmer empfangen.
-
Das Erfassen des Straßenverlaufs kann sowohl durch Auswerten der Sensordaten, durch Auswerten von Informationen, welche, wie oben beschrieben, aus den anderen Kraftfahrzeugen empfangen wurden, anhand von Straßendaten, insbesondere Kartendaten, beispielsweise aus einem Navigationssystem, und/oder auf beliebige andere Art und Weise erfasst werden. Als Teil des Straßenverlaufs können auch Verkehrsregeln sowie Vorrangregelungen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Beispielsweise wird als Teil von entsprechenden Daten, welchen den Straßenverlauf in der Umgebung des Kraftfahrzeugs betreffen, ein jeweiliger Verlauf einzelner Spuren von Straßen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst, Informationen über jeweils auf einzelnen Spuren mögliche Fahrtrichtungen, Position und/oder Schaltzustand von Verkehrszeichen sowie Lichtzeichenanlagen (Ampeln) und/oder Information, welche Straßen und/oder Spuren Vorrang gegenüber anderen Straßen oder Spuren haben, insbesondere in Abhängigkeit von jeweils einer oder mehrerer auf der entsprechenden Straße oder Spur möglichen Fahrtrichtungen.
-
Für die mehreren Verkehrsteilnehmer werden basierend auf dem Straßenverlauf und/oder den Zustandsdaten die jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten bestimmt. Beispielsweise wird für jeden der Verkehrsteilnehmer bestimmt, auf welche Art und Weise dieser seine Bewegungen in der Zukunft fortsetzen könnte. Insbesondere erfolgt das Bestimmen der jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer sowohl basierend auf dem Straßenverlauf als auch den Zustandsdaten. Beispielsweise wird anhand des Straßenverlaufs und der Zustandsdaten bestimmt, welche Bewegungsmöglichkeiten ausgehend von der momentanen Position, Geschwindigkeit sowie der momentan durch einen Verkehrsteilnehmer befahrenen Spur und/oder Straße für den Verkehrsteilnehmer möglich sind. Beispielsweise handelt es sich bei der befahrenen Spur um eine Linksabbiegerspur oder bei der befahrenen Straße um eine mehrspurige Straße, welche einen Spurwechsel ermöglicht. Auch können dabei Geschwindigkeit sowie Fahrtrichtung des entsprechenden Verkehrsteilnehmers berücksichtigt werden. In weiterer Ausgestaltung können alternativ oder zusätzlich ein Lenkeinschlag und/oder ein Zustand von Lichtzeichenanlagen, beispielsweise eines Blinkers oder eines Bremslichtes, für die Verkehrsteilnehmer erfasst werden. Dies kann dann zusätzlich beim Bestimmen der jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten berücksichtigt werden.
-
Bei dem Bestimmen der jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer kann den jeweils bestimmten Bewegungsmöglichkeiten zusätzlich ein jeweiliger Wahrscheinlichkeitswert zugeordnet werden. Beispielsweise wird für jeden der Verkehrsteilnehmer jeweils eine oder mehrere Bewegungsmöglichkeiten bestimmt. Zusätzlich kann jeder der Bewegungsmöglichkeiten ein Wahrscheinlichkeitswert zugeordnet werden, welcher angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit der entsprechende Verkehrsteilnehmer diese Bewegungsmöglichkeit in der Zukunft auswählen wird beziehungsweise mit welcher Wahrscheinlichkeit sich der entsprechende Verkehrsteilnehmer in Zukunft entsprechend der jeweiligen Bewegungsmöglichkeit verhalten wird.
-
Anschließend erfolgt das Bestimmen der Gesamtszenarien. Dabei können sich das zumindest eine erste sowie das zumindest eine zweite Gesamtszenario hinsichtlich ihrer Art des Bestimmens unterscheiden. Dies wird später weiter ausgeführt. Es kann vorgesehen sein, dass nur ein einziges erstes Gesamtszenario oder mehrere erste Gesamtszenarien bestimmt werden. Analog kann vorgesehen sein, dass nur ein einziges zweites Gesamtszenario oder mehrere zweite Gesamtszenarien bestimmt werden. Das Bestimmen der Gesamtszenarien, sowohl der ersten als auch der zweiten, erfolgt insbesondere basierend auf den Zustandsdaten und dem Straßenverlauf. In jedem der Gesamtszenarien wird für jeden der mehreren Verkehrsteilnehmer genau eine Bewegungsmöglichkeit ausgewählt, entsprechend welcher sich der entsprechende Verkehrsteilnehmer in dem jeweiligen Gesamtszenario bewegen wird. Dabei ist darauf zu achten, dass die jeweiligen Gesamtszenarien in sich plausibel sind. Das bedeutet, dass eine Bewegung aller Verkehrsteilnehmer, die in dem jeweiligen Gesamtszenario berücksichtigt sind, entsprechend ihrer ausgewählten Bewegungsmöglichkeit möglich ist und diese relativ zueinander den Bewegungsnebenbedingungen genügen. Durch die Bewegungsnebenbedingungen können beispielsweise ein nicht zu unterschreitender Mindestabstand zwischen den Verkehrsteilnehmern, die Beachtung von Verkehrsregeln durch die jeweiligen Verkehrsteilnehmer, eine jeweilige Bewegung entlang des Straßenverlaufs sowie beliebige Bedingungen, welche im Verhalten der einzelnen Verkehrsteilnehmer relativ zueinander als sinnvoll erscheinen, um die jeweiligen Gesamtszenarien einem in der Realität möglichen Verkehrsgeschehen anzupassen. Beispielsweise beinhalten die Bewegungsnebenbedingungen, dass sich ein Verkehrsteilnehmer, der die Vorfahrt eines anderen Verkehrsteilnehmers zu beachten hat, in seiner Bewegung nach dem Verkehrsteilnehmer mit Vorrang richtet. In weiterer Ausgestaltung kann alternativ oder zusätzlich berücksichtigt werden, dass jeder der Verkehrsteilnehmer zur Vermeidung einer Kollision seine zukünftige Bewegung anpasst, auch wenn ihm beispielsweise die Vorfahrt durch einen anderen Verkehrsteilnehmer genommen wurde.
-
Beispielsweise kann das Bestimmen des zumindest einen ersten und/oder zumindest zweiten Gesamtszenarios anhand einer vorbestimmten Vorschrift erfolgen. Insbesondere umfasst eine solche vorbestimmte Vorschrift das schrittweise Zusammensetzen des jeweiligen Gesamtszenarios aus den Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer. In diesem Fall können die Gesamtszenarien beispielsweise durch kombinatorisches Zusammensetzen der Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer bestimmt werden, wobei die vorbestimmten Bewegungsnebenbedingungen einzuhalten sind. Alternativ oder zusätzlich kann das Bestimmen der Gesamtszenarien durch ein künstliches neuronales Netz erfolgen. In diesem Fall kann ein künstliches neuronales Netz zunächst angelernt werden, anhand der erfassten Zustandsdaten und/oder anhand des erfassten Straßenverlaufs und/oder anhand der zuvor bestimmten Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer entsprechende Gesamtszenarien zu erstellen beziehungsweise zu bestimmen. In diesem Fall kann auch das Bestimmen der jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer durch das künstliche neuronale Netz durchgeführt werden. Mit anderen Worten kann das Bestimmen der jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten anhand der Zustandsdaten und/oder dem Straßenverlauf durch ein entsprechend angelerntes künstliches neuronales Netz erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Bestimmen des zumindest einen ersten und/oder zumindest einen zweiten Gesamtszenarios basierend auf den Zustandsdaten, dem Straßenverlauf und/oder den zuvor bestimmen jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer durch ein entsprechend angelerntes künstliches neuronales Netz erfolgen. Das jeweilige Anlernen des künstlichen neuronalen Netzes erfolgt dabei insbesondere anhand eines jeweiligen Trainingsdatensatzes, welcher die entsprechenden Eingangsdaten, also insbesondere die Zustandsdaten, den Straßenverlauf und/oder die Bewegungsmöglichkeiten, beinhaltet. Anhand eines solchen Trainingsdatensatzes kann dann das künstliche neuronale Netz Zusammenhänge zwischen den jeweiligen Eingangsgrößen erlernen und zum Bestimmen der Gesamtszenarien heranziehen.
-
Zentraler Gedanke hinsichtlich der Gesamtszenarien ist, dass die mehreren Bewegungsmöglichkeiten der Verkehrsteilnehmer nicht für sich genommen beim Planen der teilweise oder vollständig autonomen Bewegung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden, sondern stattdessen die Gesamtszenarien erstellt werden, wobei diese die jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten der mehreren Verkehrsteilnehmer miteinander verknüpfen. Dadurch kann sich die Anzahl an zu berücksichtigender Bewegungsmöglichkeiten verringern, da sich im Rahmen der Gesamtszenarien aufgrund der Bewegungsnebenbedingungen einzelne Bewegungsmöglichkeiten der Verkehrsteilnehmer untereinander ausschließen können. Ausgehend von den Gesamtszenarien, also dem zumindest einen ersten und dem zumindest einen zweiten Gesamtszenario, wird die teilweise oder vollständig autonome Bewegung des Kraftfahrzeugs geplant. Insbesondere wird die teilweise oder vollständig autonome Bewegung des Kraftfahrzeugs ausschließlich basierend auf den Gesamtszenarien geplant. Mit anderen Worten werden die jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer einzeln in vorteilhaften Ausführungsformen nicht berücksichtigt. Auf diese Weise werden nur die Gesamtszenarien beziehungsweise die darin ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten beim Planen der zukünftigen Bewegung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt. Vorteilhafterweise werden jedoch auch die ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten nicht für sich genommen betrachtet, sondern nur als Teil des jeweiligen Gesamtszenarios. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass die Planung der teilweise oder vollständig autonomen Bewegung des Kraftfahrzeugs ausschließlich anhand der Gesamtszenarien, also dem zumindest einen ersten und dem zumindest einen zweiten Gesamtszenario, erfolgt.
-
Bei dem Planen der teilweise oder vollständig autonomen Bewegung des Kraftfahrzeugs kann vorgesehen sein, dass eine Trajektorie oder ein Bewegungspfad für das Kraftfahrzeug bestimmt oder berechnet wird. Bei einem Bewegungspfad handelt es sich um einen zweidimensionalen beziehungsweise räumlichen Verlauf, entsprechend welchem das Kraftfahrzeug später gesteuert wird. Bei einer Trajektorie ist zudem der zeitliche Ablauf festgelegt. Mit anderen Worten kann eine Trajektorie angeben, zu welcher Zeit an welchem Ort das Kraftfahrzeug in Zukunft sein wird. Basierend auf der geplanten Bewegung des Kraftfahrzeugs, insbesondere dem Bewegungspfad oder der Trajektorie, können anschließend ein Antriebssystem, insbesondere Motor und Getriebe, ein Bremssystem, insbesondere mehrere Bremsen des Kraftfahrzeugs, und/oder eine Lenkung des Kraftfahrzeugs gesteuert werden.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass dem zumindest einen ersten und dem zumindest einen zweiten Gesamtszenario jeweils eine Eintrittswahrscheinlichkeit zugeordnet wird, wobei die jeweiligen Eintrittswahrscheinlichkeiten aller zuvor bestimmten Gesamtszenarien insbesondere auf einen vorbestimmten Wert normalisiert werden. Mit anderen Worten kann den Gesamtszenarien eine jeweilige Eintrittswahrscheinlichkeit zugeordnet werden. Optionalerweise kann die jeweilige Eintrittswahrscheinlichkeit der Gesamtszenarien auf einen vorbestimmten Wert, insbesondere insgesamt 100%, normalisiert werden. Die jeweilige Eintrittswahrscheinlichkeit der Gesamtszenarien kann aus den jeweiligen Wahrscheinlichkeitswerten der darin ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten der mehreren Verkehrsteilnehmer abgeleitet werden. Beispielsweise wird die Eintrittswahrscheinlichkeit eines jeweiligen Gesamtszenarios durch Multiplikation der Wahrscheinlichkeitswerte aller darin ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten berechnet. Anschließend kann optional das Normalisieren der Gesamtszenarien erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann ein zusätzlicher Wahrscheinlichkeitswert bestimmt werden, welcher eine Restwahrscheinlichkeit angibt, mit welcher keines der zuvor bestimmten Gesamtszenarien eintreten wird. Auf diese Weise kann abgeschätzt werden, wie sicher die Prognose anhand der Gesamtszenarien das zukünftige Verkehrsgeschehen charakterisiert. Insgesamt wird durch die Eintrittswahrscheinlichkeit und das optionale Normalisieren die Sicherheit der Vorhersage verbessert.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass mehrere erste und/oder mehrere zweite Gesamtszenarien für das Kraftfahrzeug bestimmt werden, wobei insbesondere die jeweils ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten variiert werden. Mit anderen Worten kann das Bestimmen der Gesamtszenarien durch Variation der jeweils ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten unter Berücksichtigung der Bewegungsnebenbedingungen erfolgen. Beispielsweise handelt es sich bei den Verkehrsteilnehmern um zwei sich entgegenkommende Kraftfahrzeuge. In diesem Fall können entweder beide geradeaus fahren, beide links abbiegen oder nur eines der beiden Kraftfahrzeuge links abbiegen und das andere geradeaus fahren. Im Falle eines links Abbiegens ist jedoch anhand der Bewegungsnebenbedingungen gefordert, dass das jeweils links abbiegende Kraftfahrzeug dem anderen Vorrang einräumt und dementsprechend wartet. Auf diese Weise kann durch Kombinatorik das Bestimmen der ersten und/oder zweiten Gesamtszenarien erfolgen.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei dem Bestimmen des zumindest einen ersten und/oder zumindest einen zweiten Gesamtszenarios zunächst eine Rangfolge unter den Verkehrsteilnehmern bestimmt wird, wobei für die Verkehrsteilnehmer die jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten entsprechend der Rangfolge nacheinander ausgewählt werden. Mit anderen Worten erfolgt das Auswählen der jeweiligen Bewegungsmöglichkeit für die Verkehrsteilnehmer für ein jeweiliges Gesamtszenario nacheinander entsprechend der Rangfolge. Diese Rangfolge wird zunächst bestimmt. Entsprechend der Rangfolge wird beim Bestimmen eines jeweiligen Gesamtszenarios zunächst eine Bewegungsmöglichkeit für einen ersten der Verkehrsteilnehmer ausgewählt, anschließend für einen zweiten der Verkehrsteilnehmer usw. Auf diese Weise ist eine Gesetzmäßigkeit bereitgestellt, nach welcher die Bewegungsmöglichkeiten ausgewählt werden.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Auswählen der Bewegungsmöglichkeit eines Verkehrsteilnehmers, welcher in der Rangfolge nach zumindest einem ranghöheren Verkehrsteilnehmer folgt, in Abhängigkeit von der zuvor ausgewählten Bewegungsmöglichkeit des zumindest einen ranghöheren Verkehrsteilnehmers erfolgt. Mit anderen Worten wird entsprechend der Rangfolge zunächst eine Bewegungsmöglichkeit für einen ersten Verkehrsteilnehmer ausgewählt. Anschließend wird für einen in der Rangfolge folgenden Verkehrsteilnehmer eine Bewegungsmöglichkeit ausgewählt, wobei dies in Abhängigkeit von der zuvor ausgewählten Bewegungsmöglichkeit des zumindest einen ranghöheren Verkehrsteilnehmers erfolgt. Beim Auswählen einer Bewegungsmöglichkeit für einen rangniederen Verkehrsteilnehmer erfolgt dies vorteilhafterweise abhängig von den jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten aller ranghöheren Verkehrsteilnehmer. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Gesamtszenarien in sich jeweils konsistent sind, da entsprechend der Rangfolge die jeweils ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten der mehreren Verkehrsteilnehmer aneinander angepasst sind.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von den erfassten Zustandsdaten der Verkehrsteilnehmer und/oder des erfassten Straßenverlaufs bestimmt wird, welche der Verkehrsteilnehmer Vorrang gegenüber anderen der Verkehrsteilnehmer haben und basierend darauf die Rangfolge erstellt wird. Mit anderen Worten wird beim Erstellen der Rangfolge der Vorrang der Verkehrsteilnehmer untereinander berücksichtigt.
-
Insbesondere werden beim Erstellen der Rangfolge Verkehrsteilnehmer, welche Vorrang gegenüber anderen Verkehrsteilnehmern haben, ranghöher eingestuft als solche Verkehrsteilnehmer, welche anderen Verkehrsteilnehmern Vorrang gewähren müssen. Beispielsweise kann ein jeweiliger Verkehrsteilnehmer entsprechend der Rangfolge danach eingestuft werden, wie vielen Verkehrsteilnehmern er Vorrang gewähren muss und gegenüber wie vielen Verkehrsteilnehmern er Vorrang hat. Auf diese Weise kann besonders zielstrebig das Bestimmen der Gesamtszenarien erfolgen, da berücksichtigt wird, dass sich Verkehrsteilnehmer ohne Vorrang nach Verkehrsteilnehmern mit Vorrang richten müssen.
-
In weiterer Ausgestaltung kann auch eine Permutation der Rangfolge unter den Verkehrsteilnehmern vorgesehen sein. Mit anderen Worten kann die Rangfolge variiert werden, um unterschiedliche Gesamtszenarien zu bestimmen. Auf diese Weise kann beispielsweise auch berücksichtigt werden, dass ein Verkehrsteilnehmer einem anderen die Vorfahrt nimmt oder der Vorrang abhängig von den jeweils ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten ist.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Bestimmen des zumindest einen ersten und des zumindest einen zweiten Gesamtszenarios mittels eines zuvor angelernten neuronalen Netzes erfolgt. Wie oben bereits beschrieben wurde, weist das Bestimmen der jeweiligen Gesamtszenarien mittels eines künstlichen neuronalen Netzes Vorteile auf. Insbesondere kann ein künstliches neuronales Netz dadurch, dass es anhand der Trainingsdaten angelernt wird, lernen, unterschiedlichste Verkehrssituationen vorteilhaft einzuschätzen.
-
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Steuereinheit, welche dazu ausgebildet ist, ein Kraftfahrzeug teilweise oder vollständig autonom zu steuern. Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Steuereinheit ist dazu ausgebildet, das vorliegende Verfahren zum teilweise oder vollständig autonomen Steuern eines Kraftfahrzeugs durchzuführen. Beispielsweise kann die Steuereinheit jeweilige Schnittstellen zum Erfassen der Zustandsdaten und des Straßenverlaufs aufweisen. Außerdem kann die Kraftfahrzeug-Steuereinheit eine Steuerschnittstelle zum Ausgeben einer entsprechend des Verfahrens berechneten Trajektorie oder eines Bewegungspfades aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Kraftfahrzeug-Steuereinheit zum Steuern einer Fahrfunktion, insbesondere Beschleunigung, Bremsen, Lenkung des Kraftfahrzeugs, über die Steuerschnittstelle ausgebildet sein.
-
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches dazu ausgebildet ist, eine teilweise oder vollständig autonome Bewegung durchzuführen und diese Bewegung mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum teilweise oder vollständig autonomen Steuern eines Kraftfahrzeugs zu planen. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug die oben beschriebene Kraftfahrzeug-Steuereinheit aufweisen.
-
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
-
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
-
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine beispielhafte Verkehrssituation mit mehreren anderen Verkehrsteilnehmer aus Sicht eines Kraftfahrzeugs;
- 2 mehrere Gesamtszenarien gemäß einer ersten beispielhaften Ausprägungsform;
- 3 mehrere Gesamtszenarien gemäß einer zweiten beispielhaften Ausprägungsform;
- 4 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum teilweise oder vollständig autonomen Steuern eines Kraftfahrzeugs;
- 5 die Berücksichtigung überraschender Ereignisse anhand einer beispielhafte Verkehrssituation;
- 6 mehrere beispielhafte Möglichkeiten, Gesamtszenarien zu erstellen, anhand eines Flussdiagramms; und
- 7 mehrere Gesamtszenarien zu erstellen und deren Eintrittswahrscheinlichkeit.
-
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
-
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, auch Ego-Fahrzeug genannt, in einer Umgebung U. Das Kraftfahrzeug 1 ist dazu ausgebildet, sich teilweise oder vollständig autonom zu bewegen. Hierzu weist das Kraftfahrzeug 1 eine Kraftfahrzeug-Steuereinheit 10 auf. Bei dem Kraftfahrzeug 1 handelt es sich insbesondere um einen Kraftwagen, insbesondere einen Lastkraftwagen, einen Personenkraftwagen oder einen Bus. Bei dem Kraftfahrzeug 1 kann es sich hinsichtlich seines Antriebs beispielsweise um ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug, vorzugsweise einen sogenanntes Plug-In-Hybridfahrzeug, oder ein ausschließlich durch eine Verbrennungskraftmaschine angetriebenes Kraftfahrzeug handeln.
-
Die teilweise oder vollständig autonome Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 verlangt eine Rücksichtnahme auf andere Verkehrsteilnehmer 2. Das Kraftfahrzeug 1 ist hierbei explizit nicht Teil der Menge an anderen Verkehrsteilnehmern 2. Um eine Bewegung des Kraftfahrzeug 1 planen zu können, ist es notwendig, die zukünftige Bewegung der anderen Verkehrsteilnehmer 2 zu prognostizieren. Bei den anderen Verkehrsteilnehmern kann es sich beispielsweise um Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, Radfahrer oder Fußgänger handeln. Für die Bewegung der anderen Verkehrsteilnehmer 2 gibt es vorliegend jeweils mehrere unterschiedliche Bewegungsmöglichkeit 3. Beispielsweise können die in der 1 beispielhafte dargestellten Verkehrsteilnehmer 2 geradeaus fahren, nach links abbiegen und einer der beiden Verkehrsteilnehmer auch nach rechts abbiegen. Die teilweise oder vollständig autonome Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 muss mit Rücksicht auf die zukünftige Bewegung der anderen Verkehrsteilnehmer 2 geplant werden. Beispielsweise wird beim Planen der Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 ein Bewegungspfad und/oder eine Trajektorie für das Kraftfahrzeug 1 berechnet. Eine Trajektorie kann dabei den Bewegungspfad enthalten und zusätzlich den zeitlichen Ablauf einer Bewegung entlang diesem festlegen. Anschließend kann das Kraftfahrzeug 1 entsprechend der zuvor geplanten Bewegung, insbesondere dem Bewegungspfad und/oder Trajektorie, teilweise oder vollständig autonom gesteuert werden.
-
4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zum teilweise oder vollständig autonomen Steuern des Kraftfahrzeugs 1. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- S1: Erfassen von Zustandsdaten mehrerer von dem Kraftfahrzeug 1 unterschiedlicher Verkehrsteilnehmer 2.
- S2: Erfassen eines Straßenverlaufs in der Umgebung U des Kraftfahrzeugs 1.
- S3: Bestimmen jeweiliger Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer 2 basierend auf den jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer.
- S4: Bestimmen zumindest eines ersten und zumindest eines zweiten Gesamtszenarios 4 basierend auf den Zustandsdaten und/oder dem Straßenverlauf, wobei sich die mehreren Verkehrsteilnehmer 2 in dem zumindest einen ersten und dem zumindest einen zweiten Gesamtszenario 4 angenommenermaßen jeweils entsprechend genau einer ausgewählten der für den jeweiligen Verkehrsteilnehmer 2 bestimmten Bewegungsmöglichkeiten 3 bewegen und die jeweils für das zumindest eine erste und das zweite zumindest eine Gesamtszenario 4 ausgewählten Bewegungsmöglichkeiten 3 der Verkehrsteilnehmer 2 unter Berücksichtigung der Zustandsdaten und/oder dem Straßenverlauf untereinander entsprechend vorbestimmter Bewegungsnebenbedingungen als kollisionsfrei befahrbar gelten, und wobei für das zumindest einen erste und das zumindest eine zweite Gesamtszenario 4 jeweils zumindest teilweise unterschiedliche Bewegungsmöglichkeiten 3 ausgewählt werden.
- S5: Planen der teilweise oder vollständig autonome Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 basierend auf dem zumindest einen ersten und dem zumindest einen zweiten Gesamtszenario 4, insbesondere ohne die jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer 2 einzeln zu berücksichtigen.
-
Das Erfassen der Zustandsdaten kann beispielsweise durch Empfangen und/oder Auswerten entsprechender Sensordaten aus einer oder mehrerer Sensoreinheiten des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise Kameras, Stereo-Kameras, Radar-Sensoren, Lidar-Sensoren und/oder Ultraschallsensor, erfolgen. Dabei sind die entsprechenden Sensoreinheiten insbesondere am Kraftfahrzeug 1 selbst angeordnet. Beispielsweise können die Zustandsdaten eine Relativposition, eine Relativgeschwindigkeit oder eine relative Bewegungsrichtung, jeweils relativ zum Kraftfahrzeug 1, umfassen. Alternativ oder zusätzlich können die Zustandsdaten eine absolute Position, beispielsweise bezogen auf den Straßenverlauf in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 1, eine Angabe, auf welcher Spur der jeweilige Verkehrsteilnehmer 2 sich befindet, Informationen, die das Zusammenspiel mit anderen der Verkehrsteilnehmer betreffen, oder sonstige absolute Daten, welche unabhängig von dem Kraftfahrzeug 1 sein können, beinhalten. Als Teil der Zustandsdaten kann auch erfasst werden, ob der jeweilige Verkehrsteilnehmer 2 in eine bestimmte Richtung lenkt, den Blinker betätigt hat oder ein Bremslicht aufleuchtet. In manchen Ausführungsformen werden die Zustandsdaten zumindest teilweise über Kommunikation, beispielsweise über WiFi, Mobilfunk, Car-to-X oder Car-to-Car, von einem oder mehreren der Verkehrsteilnehmer empfangen.
-
Das Erfassen des Straßenverlaufs kann erfolgen durch: Auswerten der Sensordaten; Auswerten von Informationen, welche, wie oben beschrieben, aus den anderen Kraftfahrzeugen empfangen wurden; Auswerten von Straßendaten, insbesondere Kartendaten, beispielsweise aus einem Navigationssystem; und/oder auf beliebige andere Art und Weise. Als Teil des Straßenverlaufs können auch Verkehrsregeln sowie Vorrangregelungen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Beispielsweise wird als Teil von entsprechenden Daten, welchen den Straßenverlauf in der Umgebung des Kraftfahrzeugs betreffen, ein jeweiliger Verlauf einzelner Spuren von Straßen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst, Informationen über jeweils auf einzelnen Spuren mögliche Fahrtrichtungen, Position und/oder Schaltzustand von Verkehrszeichen sowie Lichtzeichenanlagen (Ampeln) und/oder Information, welche Straßen und/oder Spuren Vorrang gegenüber anderen Straßen oder Spuren haben, insbesondere in Abhängigkeit von jeweils einer oder mehrerer auf der entsprechenden Straße oder Spur möglichen Fahrtrichtungen.
-
Im Beispiel der beispielhaften Verkehrssituationen in 1 werden Pfeile 11 auf der Fahrbahn erfasst, welche angegeben, welche Bewegungsmöglichkeit auf der entsprechenden Spur möglich sind. Die Pfeile 11 können anhand der Kartendaten und/oder anhand der Sensordaten erfasst werden. Dies kann zum Bestimmen der Bewegungsmöglichkeit herangezogen werden.
-
Beispielhafte Gesamtszenarien 4 sind in 2 und 3 dargestellt. 2 zeigt drei Gesamtszenarien 4, in welchen für die beiden Verkehrsteilnehmer 2 jeweils eine ausgewählte Bewegungsmöglichkeit 5 ausgewählt wurde. Mit anderen Worten ist in jedem der Gesamtszenarien 4 für jeden Verkehrsteilnehmer 2 genau eine der Bewegungsmöglichkeiten 3 als ausgewählte Bewegungsmöglichkeit 5 berücksichtigt. Die ausgewählten Bewegungsmöglichkeit 5 in einem Gesamtszenario 4 sind dabei zumindest teilweise entsprechend den Bewegungsnebenbedingungen ausgewählt. Insbesondere umfassen die Bewegungsnebenbedingungen Verkehrsregeln, einen nötigen Sicherheitsabstand unter den Verkehrsteilnehmern 2 und andere Nebenbedingungen, welche im Falle einer Relativbewegung zweier oder mehrerer Verkehrsteilnehmer entsprechend einem Gesamtszenario 4 zu beachten wären. Auf diese Weise werden in den Gesamtszenarien 4 nur diejenigen Bewegungsmöglichkeiten 3 kombiniert, welche gemeinsam auftreten können. Beispielsweise ist das links Abbiegen der beiden Verkehrsteilnehmer 2 unabhängig voneinander, da diese dabei Rücksicht aneinander geben müssen. Innerhalb eines Gesamtszenarios 4 kann also berücksichtigt werden, dass die Auswahl einer Bewegungsmöglichkeit für einen der Verkehrsteilnehmer 2 Implikationen für einen oder mehrere andere Verkehrsteilnehmer 2 haben kann. Die Gesamtszenarien 4 von 2 und 3 unterscheiden sich darin, dass die ausgewählten Bewegungsmöglichkeit 5 in 2 durch Bewegungspfade beziehungsweise Trajektorien und in 3 durch Wahrscheinlichkeitsverteilungen, auch Wahrscheinlichkeitsteppich genannt, repräsentiert sind.
-
Zum Planen der zukünftigen, teilweise oder vollständig autonomen Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 ist es vorgesehen, vorteilhafterweise Weise ausschließlich die Gesamtszenarien 4 als Ganzes zu berücksichtigen. Mit anderen Worten werden nur die ausgewählten Bewegungsmöglichkeit 5 im Gesamtkontext ihres jeweils enthaltenden Gesamtszenarios 4 für das Planen berücksichtigt. Die Bewegungsmöglichkeiten 3, welche zuvor erfasst wurden, werden vorteilhafterweise explizit nicht berücksichtigt. Jedes der Gesamtszenarien 4 kann somit als Prädiktion der gemeinsamen Bewegung aller betrachteter Verkehrsteilnehmer 2 angesehen werden. In jedem der Gesamtszenarien 4 wird eine eindeutig Bewegung der Verkehrsteilnehmer 2 entsprechend der jeweils ausgewählten Bewegungsmöglichkeit 5, welche innerhalb eines Gesamtszenarios 4 entsprechend der Bewegungsnebenbedingungen aufeinander abgestimmt sind, reduziert.
-
Wie in 2 zu entnehmen ist, weisen die einzelnen Bewegungsmöglichkeit 3 jeweilige Wahrscheinlichkeitswerte auf. Die Wahrscheinlichkeitswerte können insbesondere aus den Zustandsdaten und/oder dem Straßenverlauf abgeleitet sein. Insbesondere kann bei dem Bestimmen der Wahrscheinlichkeitswerte auf Informationen wie Geschwindigkeitsveränderungen, Lenkeinschläge, Betätigung des Blinkers und/oder der Bremse zurückgegriffen werden. Diese werden wie oben beschrieben vorteilhafterweise als Teil der Zustandsdaten erfasst. Die Wahrscheinlichkeitswerte der einzelnen Bewegungsmöglichkeit 3 werden dabei insbesondere für jeden der Verkehrsteilnehmer 2 einzeln und unabhängig bestimmt. Mit anderen Worten ist in manchen Ausführungsformen beim Bestimmen der Wahrscheinlichkeitswerte noch keine Berücksichtigung der Implikationen zwischen den mehreren Verkehrsteilnehmer 2 vorgesehen.
-
Den jeweiligen Gesamtszenarien 4 können jeweilige Eintrittswahrscheinlichkeiten zugeordnet werden. Diese Eintrittswahrscheinlichkeiten können basierend auf den Wahrscheinlichkeitswerte der in dem jeweiligen Gesamtszenario 4 berücksichtigten Bewegungsmöglichkeit 3 bestimmt werden.
-
Im Folgenden wird die Generierung der Gesamtszenarien 4 in einer weiter konkretisierten Abfolge von Verfahrensschritten beispielhaft erläutert:
- In einem ersten Bearbeitungsmodul werden zunächst die jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten 3 für die mehreren Verkehrsteilnehmer 2 bestimmt beziehungsweise erzeugt. Dies kann auch als Erzeugung multimodaler Einzelprädiktionen bezeichnet werden. Die Bewegungsmöglichkeiten 3 beziehungsweise die multimodalen Einzelprädiktionen können durch das erste Bearbeitungsmodul zudem hinsichtlich ihrer Wahrscheinlichkeit bewertet werden, dies stellt das oben genannte Bestimmen der Wahrscheinlichkeitswerte für die Bewegungsmöglichkeit 3 dar. Das erste Bearbeitungsmodul kann beispielsweise durch vorbestimmte Heuristiken, ein zuvor an gelerntes künstliches neuronales Netz oder eine Kombination aus beiden bereitgestellt sein.
-
Durch ein zweites Bearbeitungsmodul kann anschließend die Gesamtszenarien 4 erzeugt beziehungsweise bestimmt. Aufgrund ihrer Art können die Gesamtszenarien 4 als „mögliche zukünftige Welten“ bezeichnet werden, da jede dieser „Welten“ in sich schlüssig und abgeschlossen ist. Durch das zweite Bearbeitungsmodul wird zunächst eine Rangfolge beziehungsweise Aktionsreihenfolge zwischen den mehreren Verkehrsteilnehmer 2 festgelegt. Diese Rangfolge beziehungsweise Aktionsreihenfolge kann aus den jeweiligen Vorrangbeziehungen zwischen den Verkehrsteilnehmern bestimmt werden, wobei die Vorrangbeziehungen anhand von Verkehrsregeln abgeleitet werden können. Alternativ kann die Rangfolge beziehungsweise Aktionsreihenfolge willkürlich festgelegt werden. Diesem Fall ist insbesondere vorgesehen, dass eine Permutation der Verkehrsteilnehmer 2 hinsichtlich der Rangfolge erfolgt, um alle möglichen Entwicklungen abzudecken. Anschließend erfolgt eine Generierung Beziehungen sie Bestimmung der Gesamtszenarien 4 durch Permutation und/oder Kombination der Bewegungsmöglichkeit 3 aller Verkehrsteilnehmer 2. Dabei kann für jede der Kombinationsmöglichkeiten ein jeweiliges Gesamtszenario 4 erstellt werden. Das Auswählen beziehen Weise Kombinieren der Bewegungsmöglichkeit 3 der Verkehrsteilnehmer 2 erfolgt entsprechend der Rangfolge beziehungsweise Aktionsreihenfolge. Dabei wird jeweils angenommen, dass sich rangniedere Verkehrsteilnehmer 2 an ranghöhere Verkehrsteilnehmer 2 anpassen. Beispielsweise lässt in der Planung ein rangniederer Verkehrsteilnehmer 2 einen ranghöheren Verkehrsteilnehmer 2 passieren, wenn eine Kollision oder ein Verstoß gegen die Bewegungsnebenbedingungen bevorsteht. Nachdem für eine bestimmte Aktionsreihenfolge beziehungsweise Rangfolge alle in einem jeweiligen Gesamtszenario 4 berücksichtigt sind, kann das oben beschriebene Permutieren der Aktionsreihenfolge beziehungsweise Rangfolge erfolgen. Auch das zweite Bearbeitungsmodul kann beispielsweise durch vorbestimmte Heuristiken, ein zuvor an gelerntes künstliches neuronales Netz oder eine Kombination aus beiden bereitgestellt sein.
-
Zuletzt kann durch ein drittes Bearbeitungsmodul ein Gewichten der Gesamtszenarien 4 erfolgen. Dabei wird jedem der Gesamtszenarien für die Eintrittswahrscheinlichkeit zugeordnet. Beispielsweise erfolgt dies durch Gewichten der jeweils enthaltenen Bewegungsmöglichkeit 3 beziehungsweise derer Wahrscheinlichkeitswerte. Dieser Vorgang des Gewichten ist anhand von 7 dargestellt. Gemäß 7 sind 4 verschiedene Gesamtszenarien 4 vorgesehen. Innerhalb aller Gesamtszenarien 4 ergibt sich ein gesamtes Gewicht von 70% + 60% im ersten Gesamtszenario, 20% + 60% im zweiten Gesamtszenario, 70% + 40% im dritten Gesamtszenario und 20% + 40% im vierten Gesamtszenario. Dies ergibt über alle Gesamtszenarien 4 ein Gesamtgewicht von 380 %. Damit kann beispielsweise für das erste Gesamtszenario eine Eintrittswahrscheinlichkeit von (70% + 60%) / 380 = 34% und für das zweite Gesamtszenario eine Eintrittswahrscheinlichkeit von (70% + 40%) / 380 = 28% bestimmt werden. Auch das dritte Bearbeitungsmodul kann beispielsweise durch vorbestimmte Heuristiken, ein zuvor an gelerntes künstliches neuronales Netz oder eine Kombination aus beiden bereitgestellt sein.
-
5 zeigt eine zusätzliche Berücksichtigung überraschender Ereignisse. Beispielsweise wird ein virtueller Verkehrsteilnehmer 7, im Beispiel ein Kraftwagen und ein Fußgänger, hinzugefügt. Einem solchen virtuellen Verkehrsteilnehmer 7 wird zudem eine oder mehrere jeweilige Bewegungsmöglichkeiten 8 zugeordnet. Beispielsweise wird der Fußgänger als virtueller Verkehrsteilnehmer 7 im Falle eines Zebrastreifens 9 durch eine entsprechende Heuristik den Verkehrsteilnehmern 2 hinzugefügt, obwohl der virtuelle Verkehrsteilnehmer 7 nicht erfasst wurde. Auf diese Weise kann das überraschende Auftauchen eines Fußgängers 7 und dessen Überquerung der Straße am Zebrastreifen 9 berücksichtigt werden, um die Verkehrssicherheit des Kraftfahrzeugs 1 zu verbessern. Dies kann beispielhaft auch sinnvoll sein, wenn ein Bus, beispielsweise Schulbus oder Linienbus, an einer Haltestelle steht. Diesem Fall kann ein virtueller Verkehrsteilnehmer 7, insbesondere ein Fußgänger, erzeugt werden, der Möglichkeit repräsentiert, dass ein aussteigender Fahrgast aus dem Bus überraschend auf die Straße läuft.
-
Zuletzt zeigt 6 mehrere beispielhafte Möglichkeiten, die Gesamtszenarien 4 zu erzeugen widmete zu bestimmen. Gemäß einer ersten Ausführungsform werden in einem einzigen Schritt 20 die Gesamtszenarien 4 sowie deren Eintrittswahrscheinlichkeit gemeinsam bestimmt. Dies erfolgt beispielsweise basierend auf den Zustandsdaten, dem Straßenverlauf und/oder den Bewegungsmöglichkeiten für die Verkehrsteilnehmer 2.
-
Gemäß einer zweiten Ausführungsform werden in einem Schritt 21 zunächst die Gesamtszenarien 4 anhand der Bewegungsmöglichkeiten 3 für die Verkehrsteilnehmer 2 erzeugt. Insbesondere werden in diesem Beispiel die Gesamtszenarien 4 ausschließlich anhand der Bewegungsmöglichkeit 3 für die Verkehrsteilnehmer 2 bestimmt beziehungsweise erzeugt. Die Bewegungsmöglichkeiten 3 können zuvor basierend auf den Zustandsdaten und/oder dem Straßenverlauf bestimmt worden sein. Anschließend werden in einem Schritt 22 die Gesamtszenarien 4 hinsichtlich ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit bewertet.
-
Alternativ wird gemäß einer dritten Ausführungsform zunächst in einem Schritt 23 bestimmt, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine Bewegung entsprechend den Bewegungsmöglichkeiten 3 durch die jeweiligen Verkehrsteilnehmer 2 erfolgen wird. Anschließend wird in einem Schritt 24 ein einziges oder mehrere Gesamtszenarien 4 bestimmt, worin die Bewegungsmöglichkeit 3 sowie deren Wahrscheinlichkeit bereits berücksichtigt sind.
-
Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein verbessertes teilweise oder vollständig autonomes Steuern eines Kraftfahrzeugs durch eine verbesserte Prognose eines zukünftigen Verhaltens anderer Verkehrsteilnehmer ermöglicht wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Verkehrsteilnehmer
- 3
- Bewegungsmöglichkeit
- 4
- Gesamtszenario
- 5
- ausgewählte Bewegungsmöglichkeit
- 7
- Verkehrsteilnehmer
- 8
- Bewegungsmöglichkeiten
- 9
- Zebrastreifen
- 10
- Kraftfahrzeug-Steuereinheit
- 11
- Pfeile
- 20... 24
- Schritte
- S1... S5
- Schritte
