DE102019216816A1 - Method for operating an automated vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs (100), aufweisend die Schritte:
- Sensorisches Erfassen eines Umfelds des automatisierten Fahrzeugs;
- Prädizieren eines Fahrverhaltens des automatisierten Fahrzeugs und eines anderen sensorisch erfassten Verkehrsteilnehmers für einen definierten zukünftigen Zeitabschnitt in einem Simulationsbaum, wobei eine Interaktion des automatisierten Fahrzeugs mit dem wenigstens einen anderen sensorisch erfassten Verkehrsteilnehmer und/oder eine Interaktion des automatisierten Fahrzeugs mit dem sensorisch erfassten Umfeld ohne sensorisch erfassten Verkehrsteilnehmer simuliert wird; wobei
- ein Verzweigen des prädizierten Fahrverhaltens im Simulationsbaum jeweils erst nach Vorliegen von wenigstens einem definierten zeitlichen und/oder räumlichen Umstand des automatisierten Fahrzeugs oder des Umfelds durchgeführt wird; und
- wobei das automatisierte Fahrzeug gemäß einem definierten Ergebnis des prädizierten Fahrverhaltens geführt wird.
A method for operating an automated vehicle (100), comprising the steps:
- Sensory detection of an environment of the automated vehicle;
- Predicting a driving behavior of the automated vehicle and another sensory-sensed road user for a defined future time segment in a simulation tree, with an interaction of the automated vehicle with the at least one other sensory-sensed road user and / or an interaction of the automated vehicle with the sensor-sensed environment without road users detected by sensors are simulated; in which
branching of the predicted driving behavior in the simulation tree is only carried out after the presence of at least one defined temporal and / or spatial circumstance of the automated vehicle or of the surroundings; and
- The automated vehicle is guided according to a defined result of the predicted driving behavior.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm. Die Erfindung betrifft ferner ein maschinenlesbares Speichermedium.The invention relates to a method for operating an automated vehicle. The invention also relates to a device for operating an automated vehicle. The invention also relates to a computer program. The invention also relates to a machine-readable storage medium.
Stand der TechnikState of the art
Für das automatisierte Fahren ist es sinnvoll, eine sogenannte Verhaltensplanung bzw. Vorausberechnung des Verhaltens des Egofahrzeugs und anderer sensorisch erfasster Fahrzeuge („Prädiktion“) für einen definierten zukünftigen Zeithorizont durchzuführen. Diese Verhaltensplanung hat die Aufgabe, die Auswirkungen von verschiedenen möglichen Verhalten (z.B. Spur halten, Spur wechseln nach links/nach rechts, usw.) voraus zu berechnen. Dazu wird üblicherweise eine Vorwärts-Simulation durchgeführt, welche das Verhalten des Egofahrzeugs und die Wechselwirkung mit allen relevanten anderen Verkehrsteilnehmern simuliert. Im Anschluss können die Auswirkungen eines Verhaltens bewertet werden (zum Beispiel Zeitgewinn durch Überholen des Vorderfahrzeugs), und das am besten bewertete Verhalten ausgeführt werden. Dadurch ergibt sich auch eine bessere Vorausschau des Ego-Fahrzeugs: es kann damit frühzeitig auf etwaige kritische Situationen reagieren (welche sich aus der Vorwärts-Simulation ergeben) und diese Äste vermeiden.For automated driving, it makes sense to carry out a so-called behavior planning or pre-calculation of the behavior of the host vehicle and other vehicles detected by sensors (“prediction”) for a defined future time horizon. This behavior planning has the task of calculating in advance the effects of various possible behaviors (e.g. staying in lane, changing lane to the left / to the right, etc.). For this purpose, a forward simulation is usually carried out, which simulates the behavior of the host vehicle and the interaction with all other relevant road users. The effects of a behavior can then be assessed (for example, time saved by overtaking the vehicle in front) and the behavior that is best assessed can be carried out. This also results in a better foresight for the ego vehicle: it can react early to any critical situations (which result from the forward simulation) and avoid these branches.
Zur Umsetzung der genannten Verhaltensplanung wird dazu in der Regel ein Entscheidungs- bzw. Simulationsbaum eingesetzt. Die „Zweige“ des Entscheidungs- bzw. Simulationsbaums sind dabei die verschiedenen möglichen Verhaltensmuster, wobei zu verschiedenen Zeitpunkten Verzweigungen möglich sind, zum Beispiel: Zweig 1 = Spur halten, Zweig 2 = Spurwechsel nach links, Zweig 3 = Spurwechsel nach rechts.A decision or simulation tree is usually used to implement the behavior planning mentioned. The "branches" of the decision or simulation tree are the different possible behavior patterns, whereby branches are possible at different times, for example:
Dabei tritt allerdings das Problem auf, dass solche Verzweigungen theoretisch zu jedem Zeitpunkt stattfinden können (zum Beispiel Spurwechselbeginn etwas früher oder später). Dadurch droht die Größe des Entscheidungsbaums und damit die Rechenzeit für die Simulation der Äste zu „explodieren“, d.h. dass die Komplexität stark ansteigt.In this case, however, the problem arises that such branches can theoretically take place at any point in time (for example, the beginning of lane change a little earlier or later). This threatens to "explode" the size of the decision tree and thus the computing time for the simulation of the branches, i.e. the complexity increases sharply.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs bereitzustellen.It is an object of the invention to provide an improved method for operating an automated vehicle.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs, aufweisend die Schritte:
- - Sensorisches Erfassen eines Umfelds des automatisierten Fahrzeugs;
- - Prädizieren eines Fahrverhaltens des automatisierten Fahrzeugs und eines anderen sensorisch erfassten Verkehrsteilnehmers für einen definierten zukünftigen Zeitabschnitt in einem Simulationsbaum, wobei eine Interaktion des automatisierten Fahrzeugs mit dem wenigstens einen anderen sensorisch erfassten Verkehrsteilnehmer und/oder eine Interaktion des automatisierten Fahrzeugs mit dem sensorisch erfassten Umfeld ohne sensorisch erfassten Verkehrsteilnehmer simuliert wird; wobei
- - ein Verzweigen des prädizierten Fahrverhaltens im Simulationsbaum jeweils erst nach Vorliegen von wenigstens einem definierten zeitlichen und/oder räumlichen Umstand des automatisierten Fahrzeugs oder des Umfelds durchgeführt wird; und
- - wobei das automatisierte Fahrzeug gemäß einem definierten Ergebnis des prädizierten Fahrverhaltens geführt wird.
- - Sensory detection of an environment of the automated vehicle;
- - Predicting a driving behavior of the automated vehicle and another sensory-sensed road user for a defined future time segment in a simulation tree, with an interaction of the automated vehicle with the at least one other sensory-sensed road user and / or an interaction of the automated vehicle with the sensor-sensed environment without road users detected by sensors are simulated; in which
- branching of the predicted driving behavior in the simulation tree is only carried out after the presence of at least one defined temporal and / or spatial circumstance of the automated vehicle or of the surroundings; and
- - The automated vehicle is guided according to a defined result of the predicted driving behavior.
Auf diese Weise wird, basierend auf vorliegenden Sensorinformationen für einen definierten Zeitraum, eine Vorwärtsplanung des automatisierten Fahrzeugs und der anderen Verkehrsteilnehmer durchgeführt. Eine Verzweigung der Vorwärtsplanung im Simulationsbaum wird dabei jeweils nur bei Vorliegen von definierten Bedingungen durchgeführt, was im Ergebnis vorteilhaft einen reduzierten Rechenaufwand zur Berechnung des Simulationsbaums bedeutet, weil dieser gegenüber konventionellen Verfahren nur wenige Zweige aufweist. Dadurch wird der Simulationsbaum event-getriggert verzweigt und aufgebaut, und nicht, wie im Stand der Technik, in einem starren Zeitraster verzweigt, wodurch der Simulationsaufwand vorteilhaft gering gehalten werden kann. Vorteilhaft kann dadurch für das automatisierte Fahrzeug eine Entscheidung für eine tatsächlich zu fahrende Variante früher getroffen werden, was ein Sicherheitsniveau in einem Verkehrsszenario bedeutsam erhöhen kann. Im Ergebnis wird mit dem vorgeschlagenen Verfahren ein prädizierender, generischer Ansatz verfolgt, der sich mit Null bis n sensorisch erfassten Verkehrsteilnehmern umsetzen lässt.In this way, based on available sensor information for a defined period of time, forward planning of the automated vehicle and the other road users is carried out. A branching of the forward planning in the simulation tree is only carried out if defined conditions are present, which advantageously means a reduced computational effort for calculating the simulation tree because it has only a few branches compared to conventional methods. As a result, the simulation tree is branched and set up in an event-triggered manner, and not, as in the prior art, branched in a rigid time grid, whereby the simulation effort can advantageously be kept low. In this way, a decision for a variant to be actually driven can advantageously be made earlier for the automated vehicle, which can significantly increase a safety level in a traffic scenario. As a result, a predictive, generic approach is pursued with the proposed method, which can be implemented with zero to n traffic participants detected by sensors.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Verhalten des automatisierten Fahrzeugs durch die Vorgabe der exakten Entscheidungs-Events vorhersehbar ist, was eine Validierung der Funktion erleichtert bzw. erst ermöglicht.Another advantage is that the behavior of the automated vehicle is predictable by specifying the exact decision events, which makes validation of the function easier or possible in the first place.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs, die ausgebildet ist, das vorgeschlagene Verfahren durchzuführen.According to a second aspect, the object is achieved with a device for operating an automated vehicle which is designed to carry out the proposed method.
Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Computerprogramm, welches ausgebildet ist, das vorgeschlagene Verfahren auszuführen.According to a third aspect, the object is achieved with a computer program which is designed to carry out the proposed method.
Gemäß einem vierten Aspekt wird das die Aufgabe gelöst mit einem maschinenlesbaren Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.According to a fourth aspect, the object is achieved with a machine-readable storage medium on which the computer program is stored.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.Advantageous further developments of the method are the subject of the dependent claims.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Fahrverhalten im Simulationsbaum verzweigt wird, wenn sich das automatisierte Fahrzeug während des Prädizierens einem Vorderfahrzeug nähert, dessen Geschwindigkeit geringer ist als die Zielgeschwindigkeit des automatisierten Fahrzeugs ist und eine Distanzschwelle zum Vorderfahrzeug unterschritten wurde. Dies kann in Kombination mit weiteren Bedingungen für das Triggern/Auslösen des Events „Spurwechsel“ bei einem Überholmanöver verwendet werden.An advantageous development of the method provides that the driving behavior is branched in the simulation tree if the automated vehicle approaches a vehicle in front during the prediction, the speed of which is lower than the target speed of the automated vehicle and a distance threshold to the vehicle in front has been undershot. This can be used in combination with other conditions for triggering the event “lane change” during an overtaking maneuver.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, wobei im Falle, dass während des Prädizierens des Fahrverhaltens eine Spurwechsel-Triggerdistanz zu einem Vorderfahrzeug erreicht ist und ein von hinten auf einer Nachbarspur das Fahrzeug annäherndes Fahrzeug sensorisch erfasst wird, das Durchführen eines Spurwechsels für das automatisierte Fahrzeug auf der Nachbarspur nicht freigegeben wird.Another advantageous development of the method provides, in the event that a lane change trigger distance to a vehicle in front is reached during the prediction of the driving behavior and a vehicle approaching the vehicle from behind in an adjacent lane is detected by sensors, the implementation of a lane change for the automated Vehicle in the neighboring lane is not released.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der Spurwechsel für das automatisierte Fahrzeug nur dann freigegeben wird, wenn das von hinten sich annähernde Fahrzeug nicht stärker bremsen muss, als ein definierter Schwellenwert. Auch auf diese Weise ist ein sicheres und flüssiges Verkehrsgeschehen unterstützt.A further advantageous development of the method provides that the lane change is only released for the automated vehicle if the vehicle approaching from behind does not have to brake more than a defined threshold value. In this way, too, a safe and fluid traffic situation is supported.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Spurwechsel-Triggerdistanz erreicht ist und sensorisch erfasst wird, dass sich von hinten kein Fahrzeug auf der Nachbarspur annähert, das Durchführen eines Spurwechsels für das automatisierte Fahrzeug auf der Nachbarspur freigegeben wird. Auch auf diese Weise ist ein sicheres und flüssiges Verkehrsgeschehen unterstützt.A further advantageous development of the method provides that the lane change trigger distance is reached and it is detected by sensors that no vehicle in the neighboring lane is approaching from behind, and that the automated vehicle in the neighboring lane can perform a lane change. In this way, too, a safe and fluid traffic situation is supported.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Fahrverhalten des automatisierten Fahrzeugs im Simulationsbaum verzweigt wird, wenn eine Sollposition des automatisierten Fahrzeugs in Relation zu einer Lücke eines Fahrzeugverbunds ermittelt worden ist und das automatisierte Fahrzeug die Lücke erreicht hat und im Wesentlich gleich schnell fährt wie die Lücke. Auf diese Weise ist das vorgeschlagene Verfahren vorteilhaft auch für ein Einfädeln des Fahrzeugs in eine fahrende Fahrzeugkolonne geeignet.Another advantageous development of the method is characterized in that the driving behavior of the automated vehicle is branched in the simulation tree when a target position of the automated vehicle has been determined in relation to a gap in a vehicle group and the automated vehicle has reached the gap and is essentially the same drives fast like the gap. In this way, the proposed method is advantageously also suitable for threading the vehicle into a moving column of vehicles.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass mittels einer definierten Berechnungsvorschrift ermittelt wird, an welcher Position das automatisierte Fahrzeug in die Lücke einfahren soll. Vorteilhaft können dadurch beim vorgeschlagenen Verfahren unterschiedliche Fahrstile des Ego-Fahrzeugs und der beteiligten Fahrzeuge, welche die Lücke erzeugen, berücksichtigt werden.Another advantageous development of the method is characterized in that a defined calculation rule is used to determine the position at which the automated vehicle is to enter the gap. In this way, different driving styles of the ego vehicle and of the vehicles involved, which generate the gap, can advantageously be taken into account in the proposed method.
Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren detailliert beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren. Die Figuren sind vor allem dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen und sind nicht notwendigerweise maßstabgetreu ausgeführt.The invention is described in detail below with further features and advantages on the basis of several figures. All of the features described or shown, individually or in any combination, form the subject of the invention, regardless of how they are summarized in the patent claims or their reference, and regardless of their wording or representation in the description or in the figures. The figures are primarily intended to clarify the principles essential to the invention and are not necessarily drawn to scale.
In den Figuren zeigt:
-
1-6 mehrere Darstellungen von Szenarien zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens; und -
7 eine prinzipielle Darstellung einer Funktionsweise einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs.
-
1-6 several representations of scenarios for carrying out the proposed method; and -
7th a basic illustration of a mode of operation of an embodiment of the proposed method for operating an automated vehicle.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Im Folgenden wird der Begriff automatisiertes Fahrzeug synonym in den Bedeutungen teilautomatisiertes Fahrzeug, autonomes Fahrzeug und teilautonomes Fahrzeug verwendet.In the following, the term automated vehicle is used synonymously in the meanings of partially automated vehicle, autonomous vehicle and partially autonomous vehicle.
Ein Kerngedanke der Erfindung ist es insbesondere, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen einer verbesserten Verhaltensplanung bzw. eines verbesserten Betreibens für ein automatisiertes Fahrzeug bereitzustellen.A core concept of the invention is in particular to provide an improved method and a device for performing improved behavior planning or improved operation for an automated vehicle.
Vorgeschlagen wird ein Verfahren, welches mögliche Zeitpunkte von Verzweigungen eines in einem Simulationsbaum durchgeführten prädizierten Fahrverhaltens und deren Anzahl so weit wie möglich reduziert, ohne dabei „gute“ Zeitpunkte zu „verpassen“. Unter einem „guten Zeitpunkt“ wird dabei ein Zeitpunkt verstanden, zu dem eine unmittelbare Entscheidung betreffend ein Fahrverhalten des automatisierten Fahrzeugs ansteht.A method is proposed which reduces the possible points in time of branches of a predicted driving behavior carried out in a simulation tree and their number as much as possible without "missing" "good" points in time. A “good point in time” is understood to mean a point in time at which an immediate decision regarding the driving behavior of the automated vehicle is due.
Ein Kerngedanke dabei ist, dass beim Durchführen der Verhaltensplanung bzw. Vorwärtssimulation (Prädiktion) Verzweigungen im Simulationsbaum nur bei Vorliegen von eindeutigen räumlichen und zeitlichen Ereignissen (Verzweigungs-Bedingungen) zugelassen werden. Dadurch reduziert sich vorteilhafter Weise die Zahl der möglichen Verzweigungen im Simulationsbaum stark und dadurch auch die Rechenzeit zur Berechnung des Simulationsbaum in entsprechender Weise. Auf diese Weise ist vorteilhaft unterstützt, dass trotz begrenzter Rechenkapazität dennoch viele (oder sogar alle momentan möglichen bzw. sinnvollen) Baumverzweigungen in der Simulation durchgerechnet werden und daraus ein Optimum gefunden werden kann. Im Ergebnis wird ein Betreiben des automatischen Fahrzeugs mit den optimalen Simulationsergebnissen auch tatsächlich in die Praxis umgesetzt.A key idea here is that when the behavior planning or forward simulation (prediction) is carried out, branches in the simulation tree are only permitted if clear spatial and temporal events (branch conditions) are present. This advantageously greatly reduces the number of possible branches in the simulation tree and thus also the computing time for calculating the simulation tree in a corresponding manner. This advantageously supports the fact that, despite limited computing capacity, many (or even all currently possible or sensible) tree branches are calculated in the simulation and an optimum can be found therefrom. As a result, operating the automatic vehicle with the optimal simulation results is actually put into practice.
In einer Variante des vorgeschlagenen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Verzweigungs-Bedingungen aus einem definierten „Fahrstil“ (feste Regeln und Gleichungen) abgeleitet werden. Durch den definierten Fahrstil wird es z.B. möglich, verschiedene, nachfolgend exemplarisch genannte Anforderungen zu erfüllen:
- - Anforderungen an funktionale Sicherheit und Validation (z.B. Mindestabstände, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsgrenzen, technische Aktuatormöglichkeiten, usw.)
- - Gesetzliche Vorgaben, wie zum Beispiel länderspezifische Vorgaben zu Geschwindigkeiten, Abständen, Reißverschluss-Verfahren, usw.
- - Fahrstil-Vorgaben des Fahrzeugherstellers zum Beispiel, z.B. sportlich, komfortabel, Stadtverkehr, usw.
- - Fahrstil-Auswahl des Fahrzeugnutzers während der Fahrt (z.B. komfortabel, zeitoptimiert, usw.
- - Requirements for functional safety and validation (e.g. minimum distances, speed and acceleration limits, technical actuator options, etc.)
- - Legal requirements, such as country-specific requirements for speeds, distances, zipper processes, etc.
- - Driving style specifications of the vehicle manufacturer, for example, e.g. sporty, comfortable, city traffic, etc.
- - Driving style selection of the vehicle user while driving (e.g. comfortable, time-optimized, etc.
Durch die Fahrstil-Vorgabe kann mit dem vorgeschlagenen Verfahren vorteilhaft eine automatisierte Fahrfunktion des Fahrzeugs sicherer und attraktiver ausgestaltet werden.By specifying the driving style, the proposed method can advantageously make an automated driving function of the vehicle safer and more attractive.
Unter einer „Verzweigung innerhalb des Simulationsbaums“ wird verstanden, dass in diesem Fall eine neue Aktion des Fahrverhaltens prädiziert wird, in Abweichung vom bisher prädizierten Fahrverhalten des automatisierten Fahrzeugs. Der Simulationsbaum wird somit quasi „in Echtzeit“, d.h. sehr oft und sehr schnell aufgebaut bzw. durchlaufen, wobei der gesamte Simulationsbaum z.B. in 20ms durchlaufen bzw. durchsimuliert wird. Der Zeitraum 20ms ist dabei lediglich exemplarisch zu verstehen.A “branch within the simulation tree” is understood to mean that in this case a new driving behavior action is predicted, in deviation from the previously predicted driving behavior of the automated vehicle. The simulation tree is thus set up or run through quasi "in real time", i.e. very often and very quickly, with the entire simulation tree being run through or simulated in 20 ms, for example. The period of 20 ms is only to be understood as an example.
Im Folgenden werden für das vorgeschlagene Verfahren drei Beispiele näher erläutert.In the following, three examples are explained in more detail for the proposed method.
Beispiel 1: Überholvorgang mit freier ÜberholspurExample 1: Overtaking maneuver with a free passing lane
Ein Spurwechsel nach links zum Zwecke eines Überholvorgangs darf beispielsweise nur dann durchgeführt werden, wenn:
- a) sich das Fahrzeug einem Vorderfahrzeug nähert, dessen Geschwindigkeit langsamer als die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, und
- b) eine Distanzschwelle zum Vorderfahrzeug gemäß folgender Bedingung unterschritten wurde
- dSP
- Spurwechsel-Triggerdistanz
- vF
- Geschwindigkeit des Fahrzeugs
- vV
- Geschwindigkeit Vorderfahrzeug
- aV
- Beschleunigung Vorderfahrzeug
Dabei ist f(..) eine Funktion, welche die genannten Eingangssignale (und gegebenenfalls auch noch weitere Eingangssignale), und dazu einige Parameter enthält. Entsprechend kann nach dem Überholvorgang auch ein Einscher-Abstand als Funktion vorgegeben werden.A lane change to the left for the purpose of overtaking may only be carried out, for example, if:
- a) the vehicle approaches a vehicle in front whose speed is slower than the speed of the vehicle, and
- b) a distance threshold to the vehicle in front was not reached in accordance with the following condition
- dSP
- Lane change trigger distance
- vF
- Vehicle speed
- vV
- Front vehicle speed
- aV
- Acceleration of the vehicle in front
Here, f (..) is a function which contains the input signals mentioned (and possibly also further input signals) and a number of parameters. Accordingly, a cut-in distance can also be specified as a function after the overtaking maneuver.
Ferner darf ein Spurwechsel nach rechts zum Zwecke einer Abfahrt von der Autobahn beispielsweise nur ab dem Moment durchgeführt werden, wenn das Fahrzeug eine Autobahnausfahrt erreicht hat, auf welcher es abfahren soll, wobei weitere Bedingungen erfüllt sein müssen.Furthermore, a lane change to the right for the purpose of exiting the freeway, for example, may only be carried out from the moment when the vehicle has reached a freeway exit on which it is to depart, further conditions having to be met.
Dabei ist wenigstens einer der genannten Sensoren im Front- und im Heckbereich angeordnet, um auf der Straße
Hier wird im Simulationsbaum (nicht dargestellt) eine Verzweigung der Vorwärts-simulation bzw. Prädiktion durchgeführt und auch ein Spurwechsel nach links simuliert. Auf der Überholspur angekommen, wechselt das Fahrzeug
Beispiel 2: Überholvorgang mit blockierter ÜberholspurExample 2: Overtaking maneuver with a blocked overtaking lane
Dieses Szenario ist in den
Dadurch ist für das automatisierte Fahrzeug
Das automatisierte Fahrzeug
Möglich wäre das genannte Überholmanöver im Szenario von
Im anderen Fall wird aufgrund der erfassten Geschwindigkeit des Fahrzeugs
Beispiel 3: EinfädelnExample 3: threading
Ein komplexes Fahrmanöver zum Einfädeln des automatisierten Fahrzeugs
Zu jeder Lücke
Das Einfädeln des automatisierten Fahrzeugs
- (i) Anfahren der Sollposition mit Anpassung der Geschwindigkeit an die Lücke
- (ii) Beim Erreichen der Sollposition an der Entscheidungsposition EP3 erfolgt ein Einfahren des automatisierten Fahrzeugs
100 in die LückeS2
- (i) Approaching the target position with adaptation of the speed to the gap
- (ii) When the target position is reached at the decision position EP 3 , the automated vehicle is retracted
100 into the gapS2
Für jede der Lücken
Mit der Fahrstilvorgabe bzw. Berechnungsvorschrift kann z.B. vorgegeben werden, in welchem Bereich der Lücke
In
Gemäß einem allgemeinen Prinzip versteht es sich, dass mögliche räumliche und zeitliche Bedingungen für das Verzweigen zu alternativen Verhalten innerhalb einer Vorwärtssimulation nahezu unendlich sind. Im Folgenden werden deshalb mögliche Entscheidungsbedingungen lediglich exemplarisch aufgelistet, wobei Kombinationen der genannten Möglichkeiten ebenfalls möglich sind.
- - Abstand des automatisierten Fahrzeugs
100 zu anderen Fahrzeugen - - Differenzgeschwindigkeiten zwischen Fahrzeugen (relativ zum Ego-Fahrzeug und zu anderen Fahrzeugen
- - absolute Geschwindigkeiten der Fahrzeuge (Ego-Fahrzeug und andere Fahrzeuge)
- - absolute oder relative Position auf einer Karte (zum Beispiel 100m vor einer Ausfahrt)
- - Position in der Lücke zwischen Fahrzeugen
- - Geschwindigkeit einer Lücke (Fahrgeschwindigkeit der beiden Fahrzeuge)
- - Öffnungs-/Schließgeschwindigkeit einer Lücke (Relativgeschwindigkeit der Fahrzeuge)
- - Breite einer Spur (Verengung, Split, Vereinigung, usw.)
- - Typ einer Fahrspur (z.B. Ein-/Ausfädelspur, Standstreifen, usw.).
- - Geschwindigkeitsbegrenzung einer Fahrspur
- - Wetterbedingungen (z.B. Sichtweite, Seitenwind, Fahrbahn-Reibwert, usw.).
- - Energievorrat (Füllstand Benzintank, Akku-Ladestand, usw.)
- - Distance of the
automated vehicle 100 to other vehicles - - Differential speeds between vehicles (relative to the ego vehicle and to other vehicles
- - absolute speeds of the vehicles (ego vehicle and other vehicles)
- - absolute or relative position on a map (for example 100m before an exit)
- - Position in the gap between vehicles
- - Speed of a gap (driving speed of the two vehicles)
- - Opening / closing speed of a gap (relative speed of the vehicles)
- - Width of a track (narrowing, split, union, etc.)
- - Type of a lane (e.g. entry / exit lane, hard shoulder, etc.).
- - Limiting the speed of a lane
- - Weather conditions (e.g. visibility, cross wind, road friction coefficient, etc.).
- - Energy reserve (fill level of the petrol tank, battery charge level, etc.)
Die genannten Entscheidungsbedingungen können programmtechnisch implementiert und in jedem Vorwärtszyklus des Simulationsbaums ausgewertet werden. Bei Erfüllen von definierten Bedingungen wird im Simulationsbaum jeweils eine Verzweigung in der oben erläuterten Weise durchgeführt.The decision conditions mentioned can be implemented in the program and evaluated in each forward cycle of the simulation tree. If defined conditions are met, a branch is carried out in the simulation tree in the manner explained above.
Falls keine Vorwärts-Simulation verwendet wird, können die gleichen Bedingungen auch für eine Entscheidung für oder gegen ein Verhalten in der Gegenwart verwendet werden (Skalierbarkeit herunter auf Systeme ohne jegliche Vorwärts-Simulation).If no forward simulation is used, the same conditions can also be used for a decision for or against a behavior in the present (scalability down to systems without any forward simulation).
Aus dem vollständig simulierten Simulationsbaum wird dann die beste Fahrstrategie ermittelt, die dann vom automatisierten Fahrzeug
In einem Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
Im Ergebnis können mit dem vorgeschlagenen Verfahren ein Sicherheitsniveau im Straßenverkehr vorteilhaft erhöht und ein homogener Verkehrsfluss unterstützt sein.As a result, the proposed method can advantageously increase a safety level in road traffic and support a homogeneous flow of traffic.
Vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren als eine Software implementieren, die beispielsweise auf einer elektronischen Vorrichtung in Form eines Steuergeräts des automatisierten Fahrzeugs
Obwohl vorgehend das vorgeschlagene Verfahren ausschließlich anhand von Rechtsverkehr beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, dass das vorgeschlagene Verfahren auch bei Linksverkehr verwendbar ist, wobei in diesem Fall vorgehend genannte Richtungs-/Orientierungsangaben entsprechend angepasst werden müssen.Although the proposed method was previously described exclusively on the basis of right-hand traffic, it goes without saying that the proposed method can also be used in left-hand traffic, in which case the previously mentioned direction / orientation information must be adapted accordingly.
Der Fachmann wird die Merkmale der Erfindung in geeigneter Weise abändern und/oder miteinander kombinieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.The person skilled in the art will modify the features of the invention in a suitable manner and / or combine them with one another without departing from the essence of the invention.
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