DE102020110671A1 - Process for automated longitudinal control - Google Patents

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DE102020110671A1 DE102020110671.8A DE102020110671A DE102020110671A1 DE 102020110671 A1 DE102020110671 A1 DE 102020110671A1 DE 102020110671 A DE102020110671 A DE 102020110671A DE 102020110671 A1 DE102020110671 A1 DE 102020110671A1
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Simon Schäfer
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Längsregelung eines Fahrzeuges (1) basierend auf einer Beschleunigungsregelung nach Maßgabe einer Sollbeschleunigung (aSoll_i), die unter Berücksichtigung mindestens eines vor dem Fahrzeug (1) erfassten Führungsfahrzeuges (2, 3) bestimmt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual) des zumindest einen Führungsfahrzeuges (2, 3) ermittelt wird und die Sollbeschleunigung (aSoll_i) in Abhängigkeit der Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual) derart begrenzt wird, dass das Fahrzeug (1) beim Folgen eines Führungsfahrzeuges (2, 3) mit geringer Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual) weniger stark verzögert wird als beim Folgen eines Führungsfahrzeuges (2, 3) mit hoher Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual).The invention relates to a method for the automated longitudinal control of a vehicle (1) based on an acceleration control based on a target acceleration (aSoll_i), which is determined taking into account at least one lead vehicle (2, 3) detected in front of the vehicle (1). According to the invention, it is provided that a probability of existence (ObjQual) of the at least one lead vehicle (2, 3) is determined and the setpoint acceleration (aSoll_i) is limited as a function of the existence probability (ObjQual) in such a way that the vehicle (1) follows a lead vehicle (2 , 3) with a low probability of existence (ObjQual) is delayed less than when following a lead vehicle (2, 3) with a high probability of existence (ObjQual).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Längsregelung eines Fahrzeuges basierend auf einer Beschleunigungsregelung nach Maßgabe einer Sollbeschleunigung, die unter Berücksichtigung mindestens eines vor dem Fahrzeug erfassten Führungsfahrzeuges bestimmt wird.The invention relates to a method for the automated longitudinal control of a vehicle based on an acceleration control based on a setpoint acceleration which is determined taking into account at least one leading vehicle detected in front of the vehicle.

Aus der EP 1 594 714 B1 ist ein Verfahren zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges unter Berücksichtigung von vorausfahrenden Fremdfahrzeugen, deren jeweilige Position und Geschwindigkeit bezüglich dem geregelten Fahrzeug als Bewegungsparameter ermittelt werden, bekannt. Anhand der Bewegungsparameter der vorausfahrenden Fremdfahrzeuge wird in Abhängigkeit der als freier Parameter vorgebbaren Sollbeschleunigung des geregelten Fahrzeuges eine zukünftige Verkehrssituation prädiziert. Weiterhin erfolgt eine Bewertung der zukünftigen Verkehrssituation anhand einer Kostenfunktion, die derart definiert ist, dass ihr Wert mit der Anzahl der vorausfahrenden und für das geregelte Fahrzeug relevanten Fremdfahrzeuge und mit der Relevanz dieser Fremdfahrzeuge zunimmt. Zudem wird ein Beschleunigungswert als Wert der Sollbeschleunigung des geregelten Fahrzeuges ermittelt, bei dem die Kostenfunktion einen Minimalwert annimmt und es wird eine Beschleunigung des geregelten Fahrzeuges auf den Beschleunigungswert geregelt.From the EP 1 594 714 B1 a method is known for regulating the driving speed of a vehicle, taking into account foreign vehicles driving ahead, the respective position and speed of which are determined as movement parameters with respect to the controlled vehicle. A future traffic situation is predicted on the basis of the movement parameters of the third-party vehicles driving ahead as a function of the setpoint acceleration of the regulated vehicle that can be specified as a free parameter. Furthermore, the future traffic situation is assessed on the basis of a cost function which is defined in such a way that its value increases with the number of external vehicles driving ahead and relevant for the controlled vehicle and with the relevance of these external vehicles. In addition, an acceleration value is determined as the value of the target acceleration of the controlled vehicle, at which the cost function assumes a minimum value and an acceleration of the controlled vehicle to the acceleration value is controlled.

Die DE 10 2013 019 130 A1 offenbart eine Fahrerassistenzvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zu deren Steuerung. Das Fahrzeug weist eine Situationsbewertungs- und Entscheidungseinheit auf, mittels welcher zumindest ein Kritikalitätsmaß einer momentanen Fahrzeugsituation ermittelt wird und in Abhängigkeit des zumindest einen ermittelten Kritikalitätsmaßes wird wenigstens ein fahrdynamischer Grenzwert vorgegeben.The DE 10 2013 019 130 A1 discloses a driver assistance device for a vehicle and a method for controlling the same. The vehicle has a situation evaluation and decision unit, by means of which at least one criticality measure of a current vehicle situation is determined and at least one limit value for driving dynamics is specified as a function of the at least one determined criticality measure.

Ein Verfahren zur Existenz- und Zustandsbestimmung von Objekten ist aus der DE 10 2012 024 334 A1 bekannt. Das Verfahren sieht vor, dass mittels mehrerer Sensoren eine Umgebung zeitlich asynchron erfasst werden und mittels der Sensoren zeitlich asynchron erfasste Sensordaten einem Fusionssystem zugeführt und mittels des Fusionssystems zeitlich synchronisiert und fusioniert werden. Bei einer Zuführung von Existenzwahrscheinlichkeiten der Objekte betreffenden, inaktuellen Sensordaten an das Fusionssystem wird eine Retrodiktion der Existenzwahrscheinlichkeiten der Objekte durchgeführt.A method for determining the existence and state of objects is from DE 10 2012 024 334 A1 known. The method provides that an environment is recorded asynchronously in time by means of a plurality of sensors and sensor data recorded asynchronously in time by the sensors are supplied to a fusion system and synchronized in time and merged by means of the fusion system. When out-of-date sensor data relating to the probabilities of existence of the objects are supplied to the fusion system, a retrodiction of the probabilities of existence of the objects is carried out.

Zudem beschreibt die DE 10 2016 014 783 A1 ein Verfahren zur Detektion von Objekten. Mittels einer Stereokamera werden dabei Bilder einer Umgebung erfasst, wobei mittels einer Stereobildverarbeitung in den erfassten Bildern Objekte detektiert werden und zur Auswertung der Bilder wird zumindest ein lernbasiertes Auswerteverfahren verwendet. Das lernbasierte Auswerteverfahren ist ein Deep-Learning-Verfahren, welches mittels eines künstlichen neuronalen Netzwerkes durchgeführt wird. Ein mittels der Auswertung zu lösendes Problem wird als 3-Klassen-Problem beschrieben und zur Detektion der Objekte wird eine Fusion von geometrischen und semantischen Informationen durchgeführt. Im Rahmen der Fusion werden Existenzwahrscheinlichkeiten für alle Objekte berechnet und Disparitätsinformationen eines Stereoalgorithmus genutzt.In addition, the DE 10 2016 014 783 A1 a method for the detection of objects. Using a stereo camera, images of an environment are captured, objects being detected in the captured images using stereo image processing, and at least one learning-based evaluation method is used to evaluate the images. The learning-based evaluation process is a deep learning process that is carried out using an artificial neural network. A problem to be solved by means of the evaluation is described as a 3-class problem and a fusion of geometric and semantic information is carried out to detect the objects. As part of the merger, probabilities of existence are calculated for all objects and disparity information from a stereo algorithm is used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatisierten Längsregelung eines Fahrzeuges anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method for the automated longitudinal control of a vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention by a method which has the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

Ein Verfahren zur automatisierten Längsregelung eines Fahrzeuges basierend auf einer Beschleunigungsregelung nach Maßgabe einer Sollbeschleunigung, die unter Berücksichtigung mindestens eines vor dem Fahrzeug erfassten Führungsfahrzeuges bestimmt wird, sieht erfindungsgemäß vor, dass eine Existenzwahrscheinlichkeit des zumindest einen Führungsfahrzeuges ermittelt wird und die Sollbeschleunigung in Abhängigkeit der Existenzwahrscheinlichkeit derart begrenzt wird, dass das Fahrzeug beim Folgen eines Führungsfahrzeuges mit geringer Existenzwahrscheinlichkeit weniger stark verzögert wird als beim Folgen eines Führungsfahrzeuges mit hoher Existenzwahrscheinlichkeit.A method for the automated longitudinal control of a vehicle based on an acceleration control based on a target acceleration, which is determined taking into account at least one leading vehicle detected in front of the vehicle, provides that a probability of existence of the at least one leading vehicle is determined and the target acceleration is determined as a function of the existence probability it is limited that the vehicle is decelerated less strongly when following a leading vehicle with a low probability of existence than when following a leading vehicle with a high probability of existence.

Durch diese Art der Begrenzung der Sollbeschleunigung erreicht man, dass die bei der Längsregelung umsetzbare Verzögerung umso höher ist, je höher die Existenzwahrscheinlichkeit des Führungsfahrzeugs ist. Das heißt, wenn das Fahrzeug verzögert werden muss, weil es sich einem Führungsfahrzeug schnell nähert, kann die Verzögerung umso höher ausfallen, je höher die Existenzwahrscheinlichkeit des Führungsfahrzeugs ist.This type of limitation of the target acceleration ensures that the deceleration that can be implemented in the longitudinal control is higher, the higher the probability of existence of the leading vehicle. That is, if the vehicle needs to be decelerated because it is rapidly approaching a leading vehicle, the higher the probability of the leading vehicle's existence, the higher the deceleration may be.

Durch Anwendung des Verfahrens wird die automatisierte Längsregelung des Fahrzeuges in Bezug auf mehrere Führungsfahrzeuge unterschiedlicher Existenzwahrscheinlichkeiten ermöglicht.By using the method, the automated longitudinal control of the vehicle is made possible with respect to several leading vehicles with different existence probabilities.

Da die automatisierte Längsregelung mittels des Verfahrens in Bezug auf mehrere Führungsfahrzeuge möglich ist, kann weitestgehend sichergestellt werden, dass das Fahrzeug eine der Existenzwahrscheinlichkeit eines der Führungsfahrzeuge angemessene Reaktion durchführt.Since the automated longitudinal control by means of the method is possible in relation to several lead vehicles, it can be ensured as far as possible that the vehicle is one of the Probability of existence of one of the lead vehicles carries out an appropriate response.

Mittels einer Prädiktion eines Beschleunigungsverlaufes kann eine die Längsregelung begleitende Planung einer Querführung des Fahrzeuges vorausschauend in Bezug auf ihre Parameter angepasst werden.By means of a prediction of an acceleration curve, the planning of a lateral guidance of the vehicle accompanying the longitudinal control can be adapted in advance with regard to its parameters.

In einer Ausführung des Verfahrens wird eine zeitliche Änderung der Sollbeschleunigung in Abhängigkeit der ermittelten Existenzwahrscheinlichkeit des zumindest einen Führungsfahrzeuges vorgegeben. Insbesondere wird die zeitliche Änderung der Sollbeschleunigung unter Aspekten eines Komforts und einer Sicherheit für Insassen des Fahrzeuges vorgegeben. Somit kann im Wesentlichen ausgeschlossen werden, dass ein Insasse erschreckt und in ein Fahrgeschehen eingreift.In one embodiment of the method, a change in the setpoint acceleration over time is specified as a function of the determined existence probability of the at least one lead vehicle. In particular, the change in the setpoint acceleration over time is specified in terms of comfort and safety for occupants of the vehicle. It can thus be essentially ruled out that an occupant is frightened and intervenes in a driving process.

Die zeitliche Änderung der Sollbeschleunigung in Abhängigkeit der ermittelten Existenzwahrscheinlichkeit wird in einer Weiterbildung derart begrenzt, dass das Fahrzeug seine Verzögerung beim Folgen eines Führungsfahrzeuges mit ermittelter geringer Existenzwahrscheinlichkeit langsamer ändert als beim Folgen eines Führungsfahrzeuges mit ermittelter hoher Existenzwahrscheinlichkeit. Das Fahrzeug wird also stärker verzögert, wenn die ermittelte Existenzwahrscheinlichkeit vergleichsweise hoch ist und somit sichergestellt werden kann, dass es sich bei diesem Führungsfahrzeug um das Führungsfahrzeug handelt, in Abhängigkeit dessen die Längsregelung des Fahrzeuges weitestgehend erfolgt.The temporal change in the target acceleration as a function of the determined existence probability is limited in a further development in such a way that the vehicle changes its deceleration more slowly when following a leading vehicle with an ascertained low existence probability than when following a leading vehicle with an ascertained high existence probability. The vehicle is thus decelerated to a greater extent if the determined existence probability is comparatively high and it can thus be ensured that this leading vehicle is the leading vehicle, depending on which the longitudinal control of the vehicle takes place as far as possible.

Insbesondere wird anhand der Längsregelung in Abhängigkeit der Existenzwahrscheinlichkeiten in Bezug auf zumindest ein Führungsfahrzeug erreicht, dass die Längsregelung umso schneller und somit umso empfindlicher auf eine Situationsänderung reagiert, je höher eine Zuverlässigkeit ist, mit der das eine Situation bestimmende Führungsfahrzeug erfasst worden ist.In particular, the longitudinal control, as a function of the existence probabilities with regard to at least one lead vehicle, ensures that the longitudinal control reacts faster and therefore more sensitively to a change in the situation, the higher the reliability with which the lead vehicle determining a situation has been detected.

Eine weitere Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass als Existenzwahrscheinlichkeit ein Gütemaß angegeben wird, wobei das Gütemaß beschreibt, wie hoch eine Zuverlässigkeit einer Detektion des zumindest einen Führungsfahrzeuges ist. Das Gütemaß gibt also an, wie zuverlässig ein Führungsfahrzeug von dem Fahrzeug detektiert wurde. In Abhängigkeit des Gütemaßes erfolgen dann die Begrenzung der Sollbeschleunigung sowie die Verzögerung des Fahrzeuges, das dem Führungsfahrzeug folgt.A further embodiment of the method provides that a quality measure is specified as the probability of existence, the quality measure describing how high the reliability of a detection of the at least one lead vehicle is. The quality measure therefore indicates how reliably a lead vehicle was detected by the vehicle. Depending on the quality measure, the target acceleration is then limited and the vehicle that follows the lead vehicle is decelerated.

In einer Ausbildung ist das Gütemaß von einer Zeitdauer abhängig, während der das zumindest eine Führungsfahrzeug beim Folgen ohne Unterbrechung detektiert wurde. Dabei ist das Gütemaß umso geringer, je geringer die Zeitdauer ist, während der das Führungsfahrzeug ohne Unterbrechung verfolgt und detektiert wurde.In one embodiment, the quality measure is dependent on a period of time during which the at least one lead vehicle was detected while following without interruption. The quality measure is lower, the shorter the period of time during which the lead vehicle was tracked and detected without interruption.

In einer alternativen oder zusätzlichen Ausbildung ist das Gütemaß abhängig von einer Häufigkeit, mit der das zumindest eine Führungsfahrzeug detektiert worden ist. Die Häufigkeit wird vorteilshafterweise auf eine vorgegebene Zeitdauer, insbesondere auf eine vorgegebene Anzahl von zurückliegenden Messzyklen bezogen, und sie gibt an, wievielmal das Führungsfahrzeug innerhalb dieser Zeitdauer, also in dieser vorgegebenen Anzahl von Messzyklen, detektiert worden ist. Beispielsweise wurde das Führungsfahrzeug in den letzten 7 Messzyklen 5 mal detektiert, wobei das Gütemaß umso geringer ist, je seltener das Führungsfahrzeug innerhalb der letzten 7 Messzyklen detektiert worden ist.In an alternative or additional embodiment, the quality measure is dependent on a frequency with which the at least one lead vehicle has been detected. The frequency is advantageously related to a predefined period of time, in particular to a predefined number of previous measurement cycles, and it indicates how many times the lead vehicle has been detected within this period, i.e. in this predefined number of measurement cycles. For example, the lead vehicle was detected 5 times in the last 7 measurement cycles, the less the number of times the lead vehicle was detected within the last 7 measurement cycles, the lower the quality measure.

In einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausbildung des Verfahrens ist das Gütemaß von einer Anzahl und/oder Art von Sensoren abhängig, mittels derer das zumindest eine Führungsfahrzeug erfasst wurde. Dabei ist das Gütemaß umso geringer, je geringer die Anzahl der fahrzeugseitig vorhandenen Sensoren ist, die die Detektion des Führungsfahrzeuges bestätigen, also plausibilisieren, und umgekehrt.In a further alternative or additional embodiment of the method, the quality measure is dependent on a number and / or type of sensors by means of which the at least one lead vehicle was detected. The quality measure is lower, the lower the number of sensors present in the vehicle that confirm the detection of the lead vehicle, that is to say make it plausible, and vice versa.

Auch ist das Gütemaß abhängig von der Art der Sensoren, da unterschiedliche Sensoren, z. B. radarbasierte, lidarbasierte oder kamerabasierte Sensoren unterschiedliche Detektionseigenschaften aufweisen und somit Objekte, insbesondere die Führungsfahrzeuge, mit unterschiedlicher Qualität detektiert werden.The quality measure is also dependent on the type of sensors, since different sensors, e.g. B. radar-based, lidar-based or camera-based sensors have different detection properties and thus objects, in particular the lead vehicles, are detected with different quality.

Erfasste Signale der Anzahl der Sensoren werden in einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens fusioniert, so dass durch die Fusion der Signale, d. h. durch eine Datenfusion, eine höhere Detektionsgüte erreicht werden kann, als bei einer Detektion mit einzelnen Sensoren des Fahrzeuges.In a possible development of the method, detected signals of the number of sensors are merged, so that by merging the signals, i. H. Through a data fusion, a higher detection quality can be achieved than with a detection with individual sensors of the vehicle.

Darüber hinaus sieht das Verfahren in einer weiteren möglichen Ausbildung vor, dass die Existenzwahrscheinlichkeit des zumindest einen Führungsfahrzeuges in mehreren diskreten Stufen ermittelt wird. Dabei kann die Existenzwahrscheinlichkeit in den Stufen sehr gering, gering, mittel, hoch, sehr hoch ermittelt werden, wobei die Begrenzung der Sollbeschleunigung dann ebenfalls stufenweise erfolgt. Im Extremfall kann dabei vorgesehen sein, dass die Begrenzung der Sollbeschleunigung bei einem detektierten Fahrzeug mit sehr geringer Existenzwahrscheinlichkeit so stark ist, dass das Fahrzeug nicht auf das Führungsfahrzeug reagiert.In addition, in a further possible embodiment, the method provides that the probability of the existence of the at least one lead vehicle is determined in several discrete stages. The probability of existence can be determined in the stages very low, low, medium, high, very high, the target acceleration then also being limited in stages. In the extreme case, it can be provided that the limitation of the target acceleration in the case of a detected vehicle with a very low probability of existence is so strong that the vehicle does not react to the lead vehicle.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 schematisch eine Verkehrssituation auf einem Fahrbahnabschnitt mit zwei Fahrspuren und drei Fahrzeugen,
  • 2 schematisch eine weitere Verkehrssituation auf einem Fahrbahnabschnitt mit zwei Fahrspuren und drei Fahrzeugen,
  • 3 schematisch ein Fahrbahnabschnitt mit zwei Fahrspuren und einer Fahrsituation zum Bilden einer Rettungsgasse,
  • 4 schematisch ein Fahrbahnabschnitt mit zwei Fahrspuren und einer weiteren Fahrsituation zum Bilden einer Rettungsgasse und
  • 5 schematisch einen Verfahrensablauf zur Längsregelung eines Fahrzeuges.
Show:
  • 1 schematically a traffic situation on a road section with two lanes and three vehicles,
  • 2 schematically another traffic situation on a road section with two lanes and three vehicles,
  • 3 schematically, a road section with two lanes and a driving situation to form an emergency lane,
  • 4th schematically a section of the roadway with two lanes and a further driving situation to form an emergency lane and
  • 5 schematically a process sequence for longitudinal control of a vehicle.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

1 zeigt eine Verkehrssituation auf einem Fahrbahnabschnitt F mit zwei in dieselbe Richtung verlaufenden Fahrspuren F1, F2, wobei einem Fahrzeug 1 auf einer rechten Fahrspur F1 zwei sogenannte Führungsfahrzeuge 2, 3 vorausfahren. 1 shows a traffic situation on a road section F. with two lanes running in the same direction F1 , F2 , being a vehicle 1 in a right lane F1 two so-called lead vehicles 2 , 3 drive ahead.

Das Fahrzeug 1 verfügt über ein Assistenzsystem zur automatisierten Längsregelung, wobei es sich um eine adaptive Geschwindigkeitsregelung handelt, bei welcher ein Abstand zu einem vorausfahrenden Führungsfahrzeug 2, 3 berücksichtigt wird.The vehicle 1 has an assistance system for automated longitudinal control, which is an adaptive speed control, in which a distance to a leading vehicle ahead 2 , 3 is taken into account.

Dazu werden eine momentane Position und eine Fahrgeschwindigkeit des Führungsfahrzeuges 2, 3 ermittelt und eine Fahrgeschwindigkeit sowie ein Abstand des Fahrzeuges 1 mit einem Eingriff in einen Antriebsstrang oder eine Bremsvorrichtung entsprechend geregelt. Es wird also eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 1 derart geregelt und angepasst, dass der Abstand zu dem vorausfahrenden Führungsfahrzeug 2, 3 eingehalten wird.For this purpose, a current position and a driving speed of the lead vehicle are used 2 , 3 determined and a driving speed as well as a distance of the vehicle 1 regulated accordingly with an intervention in a drive train or a braking device. So it becomes a driving speed of the vehicle 1 regulated and adjusted in such a way that the distance to the leading vehicle in front 2 , 3 is adhered to.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist, da das Führungsfahrzeug 2 beabsichtigt, das weitere Führungsfahrzeug 3 zu überholen und auf eine linke Fahrspur F2 zu wechseln, oder wie in 2 gezeigt ist, das weitere Führungsfahrzeug 3 beabsichtigt, zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Führungsfahrzeug 2 einzuscheren, nicht eindeutig, in Abhängigkeit von welchem Führungsfahrzeug 2, 3 die Längsregelung des Fahrzeuges 1 erfolgt.In the present embodiment according to 1 is as the lead vehicle 2 intends to be the other lead vehicle 3 overtake and move into a left lane F2 to switch, or as in 2 is shown, the further lead vehicle 3 intended between the vehicle 1 and the lead vehicle 2 to cut in, not clear, depending on which lead vehicle 2 , 3 the longitudinal regulation of the vehicle 1 he follows.

Ein unberechtigter Bremseingriff des Assistenzsystems zur Längsregelung liegt insbesondere vor, wenn auf ein Geisterziel, also ein fälschlich erfasstes Objekt oder ein nicht gezeigtes Fahrzeug neben der rechten Fahrspur F1 des Fahrzeuges 1 aufgrund einer fehlerhaften Fahrspurinformation als Führungsfahrzeug 2, 3 zur Längsregelung des Fahrzeuges 1 bestimmt wird.An unauthorized braking intervention by the assistance system for longitudinal regulation is present in particular when a ghost target, that is to say a falsely detected object or a vehicle (not shown) next to the right-hand lane F1 of the vehicle 1 due to incorrect lane information as the lead vehicle 2 , 3 for longitudinal regulation of the vehicle 1 is determined.

Verfügt das Fahrzeug 1 zudem noch über ein Assistenzsystem zur Querführung des Fahrzeuges 1, beispielsweise ein Spurhalteassistent, ist eine Koordination einer Längs- und Querdynamik des Fahrzeuges 1 vergleichsweise wichtig. Beispielsweise erfordert das Assistenzsystem zur Querführung zum Bilden einer Rettungsgasse im Fall einer vorliegenden Stausituation eine Information, wann das Fahrzeug 1 in den Stillstand überführt wird, um die Rettungsgasse rechtzeitig bilden zu können, wie in den 3 und 4 gezeigt ist.Owns the vehicle 1 also via an assistance system for lateral guidance of the vehicle 1 , for example a lane departure warning system, is a coordination of the longitudinal and lateral dynamics of the vehicle 1 comparatively important. For example, in the event of a traffic jam situation, the assistance system for lateral guidance in order to form an emergency lane requires information about when the vehicle will be released 1 is brought to a standstill in order to be able to form the rescue lane in good time, as in the 3 and 4th is shown.

In 3 wird das Fahrzeug 1 derart geführt, dass die Rettungsgasse rechtzeitig gebildet werden kann, wohingegen das Bilden der Rettungsgasse in 4 verspätet eingesetzt hat.In 3 becomes the vehicle 1 guided in such a way that the rescue lane can be formed in time, whereas the formation of the rescue lane in 4th started late.

Um die Längsregelung des Fahrzeuges 1 im Hinblick zumindest auf die oben genannten Fälle im Wesentlichen ohne Komplikationen durchzuführen, ist ein im Folgenden beschriebenes Verfahren vorgesehen, dessen Ablauf in 5 gezeigt ist.To the longitudinal regulation of the vehicle 1 With regard to at least the above-mentioned cases, to be carried out essentially without complications, a method described below is provided, the sequence of which is shown in 5 is shown.

Insbesondere sieht das in einem Verfahrensablauf in 5 dargestellte Verfahren vor, dass eine Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual für Führungsfahrzeuge 2, 3 des Fahrzeuges 1 fortlaufend ermittelt wird.In particular, this is seen in a process flow in 5 presented procedure that a probability of existence ObjQual for guide vehicles 2 , 3 of the vehicle 1 is continuously determined.

Das Assistenzsystem zur Längsregelung des Fahrzeuges 1, insbesondere eine in 5 gezeigte Steuereinheit 4 des Assistenzsystems, ist dazu derart ausgeführt, dass eine Sollbeschleunigung aSoll_i in Abhängigkeit von Bewegungszuständen des Fahrzeuges 1 und eines potentiellen Führungsfahrzeuges 2, 3 ermittelt, d. h. berechnet.The assistance system for longitudinal control of the vehicle 1 , especially one in 5 control unit shown 4th of the assistance system is designed for this purpose in such a way that a target acceleration aSoll_i depending on the vehicle's state of motion 1 and a potential lead vehicle 2 , 3 determined, ie calculated.

Zudem ist vorgesehen, die berechnete Sollbeschleunigung aSoll_i und seinen Gradienten in Abhängigkeit einer Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual eines Führungsfahrzeuges 2, 3 zu begrenzen. Die Begrenzung stellt somit bei einem Führungsfahrzeug 2, 3 mit vergleichsweise niedriger Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual einen Kompromiss zwischen einer ausbleibenden und einer zu starken Bremsreaktion dar.The calculated target acceleration is also provided aSoll_i and its gradient as a function of an existence probability ObjQual a lead vehicle 2 , 3 to limit. The limitation is thus in the case of a lead vehicle 2 , 3 with a comparatively low probability of existence ObjQual represents a compromise between a lack of braking response and an excessive braking response.

In einer Ausführungsform wird die Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual eines jeweiligen Führungsfahrzeuges 2, 3, wie im Stand der Technik ermittelt, wobei die Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual alternativ dazu mittels des in 5 gezeigten Verfahrensablaufes ermittelt werden kann. Dabei kann die Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual mittels eines Gütemaßes angegeben werden, welches abbildet, wie zuverlässig ein Objekt, d. h. ein jeweiliges Führungsfahrzeug 2, 3 anhand erfasster Signale einer Sensorik des Fahrzeuges 1 detektiert wurde.In one embodiment, the probability of existence is ObjQual of a respective lead vehicle 2 , 3 , as determined in the prior art, with the probability of existence ObjQual alternatively, using the in 5 shown process sequence can be determined. Thereby the probability of existence ObjQual by means of a quality measure can be specified, which shows how reliable an object, ie a respective lead vehicle 2 , 3 using detected signals from a vehicle sensor system 1 was detected.

Die Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual ist dabei abhängig von einer Zeitdauer, während der das jeweilige Führungsfahrzeug 2, 3 ohne Unterbrechung getrackt, d. h. detektiert, wird. Alternativ oder zusätzlich ist die Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual von einer Häufigkeit, mit der das jeweilige Führungsfahrzeug 2, 3 detektiert wurde, abhängig. Beispielsweise wurde das Führungsfahrzeug 2, 3 5-mal in den letzten 7 Messzyklen der Sensorik des Fahrzeuges 1 erfasst. Wiederum alternativ oder zusätzlich ist die Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual von einer Anzahl und/oder einer Art von Sensoren der Sensorik abhängig, mittels derer das jeweilige Führungsfahrzeug 2, 3 detektiert wurde.The probability of existence ObjQual is dependent on a period of time during which the respective lead vehicle 2 , 3 is tracked, ie detected, without interruption. Alternatively or additionally, there is the probability of existence ObjQual of a frequency with which the respective lead vehicle 2 , 3 was detected, depending. For example, the lead vehicle was 2 , 3 5 times in the last 7 measuring cycles of the vehicle's sensors 1 detected. Again, alternatively or in addition, is the existence probability ObjQual on a number and / or a type of sensors of the sensor system, by means of which the respective lead vehicle 2 , 3 was detected.

Die Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual ist umso geringer, je geringer die Zeitdauer ist, während der ein Führungsfahrzeug 2, 3 ohne Unterbrechung detektiert wird, je seltener es in den letzten Messzyklen einer vorgegebenen Anzahl detektiert wurde und je geringer die Anzahl der Sensoren ist, die eine Detektion eines Führungsfahrzeuges 2, 3 bestätigen. Die Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual ist auch abhängig von der Art der verwendeten Sensoren. Die Sensoren sind beispielsweise radar-, lidar- oder/oder kamerabasierte Sensoren und weisen somit unterschiedliche Detektionseigenschaften auf, wodurch die Sensoren Objekte, insbesondere Führungsfahrzeuge 2, 3, mit unterschiedlicher Güte detektieren.The probability of existence ObjQual is the lower, the shorter the period of time during which a lead vehicle is 2 , 3 is detected without interruption, the less often it was detected in the last measuring cycles of a predetermined number and the lower the number of sensors that detect a lead vehicle 2 , 3 to confirm. The probability of existence ObjQual also depends on the type of sensors used. The sensors are, for example, radar-, lidar- or / or camera-based sensors and thus have different detection properties, as a result of which the sensors objects, in particular guide vehicles 2 , 3 , detect with different quality.

Durch eine Fusion von erfassten Signalen der Sensoren, mit anderen Worten durch eine Sensordatenfusion, können Vorteile der unterschiedlichen Sensoren bezüglich der Objekterkennung kombiniert werden, so dass durch die Fusion eine höhere Detektionsgüte erzielt werden kann, als bei einer Detektion mit einzelnen Sensoren.By merging the detected signals from the sensors, in other words by merging sensor data, advantages of the different sensors with regard to object detection can be combined so that a higher detection quality can be achieved through the merger than with detection with individual sensors.

Der Ablauf des Verfahrens in Form eines Algorithmus beginnt mit Start S und endet mit Stopp St, wobei bei Entscheidungen ein Ja mit einem j und ein Nein mit einem n dargestellt sind.The sequence of the method in the form of an algorithm begins with Start S and ends with Stop St, with a yes with a y and a no with an n in the case of decisions.

Zu Beginn des Verfahrens, d. h. in einem ersten Verfahrensschritt V1 zu einem Zeitpunkt t0 werden Bewegungszustände, d. h. ein Abstand, momentane Fahrgeschwindigkeiten aller in der Umgebung des Fahrzeuges 1 erfassten Objekte und des Fahrzeuges 1 selbst, anhand aktuell erfasster Signale der Sensoren des Fahrzeuges 1 initialisiert.At the beginning of the method, ie in a first method step V1 at a point in time t 0 are movement states, ie a distance, current driving speeds of all in the vicinity of the vehicle 1 detected objects and the vehicle 1 itself, based on the signals currently recorded by the vehicle's sensors 1 initialized.

Anschließend beginnt in einem zweiten Verfahrensschritt V2 für jeden Zeitschritt ti , d. h. von dem Zeitschritt ti bis zu einem Ende einer Prädiktionszeit eine Prädiktion P.Subsequently, in a second method step V2 begins for each time step t i , ie from the time step t i a prediction up to an end of a prediction time P. .

In einem dritten Verfahrensschritt V3, d. h. zu Beginn eines jeden Zeitschrittes ti , insbesondere Prädiktionszeitschrittes, wird ein Wert einer erforderlichen Sollbeschleunigung aSoll_i mit einem für die automatisierte Längsregelung, d. h. die adaptive Geschwindigkeitsregelung ohne detektiertes Objekt, also ohne Detektion eines Führungsfahrzeuges 2, 3, initialisiert.In a third method step V3, ie at the beginning of each time step t i , in particular the prediction time step, becomes a value of a required target acceleration aSoll_i with one for the automated longitudinal control, ie the adaptive speed control without a detected object, i.e. without detection of a lead vehicle 2 , 3 , initialized.

Wird im weiteren Fahrverlauf des Fahrzeuges 1 ein Objekt, also ein Führungsfahrzeug 2, 3 detektiert, dann startet in einem vierten Verfahrensschritt V4 eine Abarbeitung zur Längsregelung in Bezug auf alle erfassten Objekte, insbesondere Führungsfahrzeuge 2, 3 des Fahrzeuges 1.Will be used in the further course of the vehicle's journey 1 an object, i.e. a command vehicle 2 , 3 is detected, then in a fourth method step V4 a processing for longitudinal regulation with respect to all detected objects, in particular guide vehicles, starts 2 , 3 of the vehicle 1 .

Mittels der Steuereinheit 4 wird in einem fünften Verfahrensschritt V5 aus den Bewegungszuständen des Fahrzeuges 1 zum Zeitschritt ti und des jeweiligen Führungsfahrzeuges 2, 3 als abzuarbeitendes Objekt eine erforderliche oder zulässige Sollbeschleunigung aSollObj berechnet.By means of the control unit 4th becomes in a fifth method step V5 from the movement states of the vehicle 1 to the time step t i and the respective lead vehicle 2 , 3 A required or permissible target acceleration as the object to be processed aSollObj calculated.

Eine für die Existenzwahrscheinlichkeit ObjQual in Bezug auf die Objekterfassung, insbesondere in Bezug auf die Erfassung eines der Führungsfahrzeuge 2, 3, zulässige Beschleunigung kann in einem sechsten Verfahrensschritt V6 gegebenenfalls eine auf das Führungsfahrzeug 2, 3 zulässige Sollbeschleunigung aSollObj begrenzen.One for the probability of existence ObjQual in relation to the detection of objects, in particular in relation to the detection of one of the guide vehicles 2 , 3 In a sixth method step V6, the permissible acceleration can possibly be applied to the lead vehicle 2 , 3 permissible target acceleration aSollObj limit.

Die erforderliche Sollbeschleunigung aSoll_i wird in einem siebenten Verfahrensschritt V7 über alle Objekte, also alle Führungsfahrzeuge 2, 3 zum Zeitschritt ti anhand der auf das Führungsfahrzeug 2, 3 bezogenen zulässigen Sollbeschleunigung aSollObj aktualisiert. Dabei wird immer ein kleinerer Wert verwendet (gleichbedeutend mit einer höheren Verzögerung).The required target acceleration aSoll_i is in a seventh method step V7 over all objects, that is, all lead vehicles 2 , 3 to the time step t i based on the on the lead vehicle 2 , 3 related permissible target acceleration aSollObj updated. A smaller value is always used (synonymous with a higher delay).

Wird in einem achten Verfahrensschritt V8 ermittelt, dass für jeden Zeitschritt ti alle erfassten Objekte abgearbeitet sind, wird in einem neunten Verfahrensschritt V9 mit der berechneten Sollbeschleunigung aSoll_i eine Prädiktion P der Bewegungszustände des Fahrzeuges 1 und des jeweiligen Führungsfahrzeuges 2, 3 durchgeführt und für einen nächsten Zeitschritt fortgeführt.If it is determined in an eighth method step V8 that for each time step t i all detected objects have been processed, in a ninth method step V9 with the calculated target acceleration aSoll_i a prediction P. the state of motion of the vehicle 1 and the respective lead vehicle 2 , 3 carried out and continued for a next time step.

Wird in einem zehnten Verfahrensschritt V10 ermittelt, dass ein sogenannter Prädiktionshorizont abgearbeitet ist, liegt nach Durchführung des Verfahrens ein vollständiger asoll(t)-Vektor zur automatisierten Längsregelung des Fahrzeuges 1 in Bezug auf zumindest eines der Führungsfahrzeuge 2, 3 vor, welcher einem Assistenzsystem zur Querführung des Fahrzeuges 1 zugeführt werden kann. If it is determined in a tenth method step V10 that a so-called prediction horizon has been processed, after the method has been carried out there is a complete setpoint (t) vector for the automated longitudinal control of the vehicle 1 with respect to at least one of the lead vehicles 2 , 3 before, which an assistance system for lateral guidance of the vehicle 1 can be fed.

Insbesondere wird mittels der Steuereinheit 4 zur automatisierten Längsregelung des Fahrzeuges 1 die Sollbeschleunigung aSoll_i als erforderliche Stellgröße in jedem Zeitschritt ti in Bezug auf alle potentiellen Führungsfahrzeuge 2, 3 berechnet. Eine minimale Sollbeschleunigung aSoll_i in Bezug auf alle potentiellen Führungsfahrzeuge 2, 3 wird dann für die Prädiktion P der Bewegungszustände verwendet, die zur Berechnung der Sollbeschleunigung aSoll_i im nächsten Zeitschritt dienen.In particular, by means of the control unit 4th for the automated longitudinal control of the vehicle 1 the target acceleration aSoll_i as the required manipulated variable in each time step t i in relation to all potential lead vehicles 2 , 3 calculated. A minimum target acceleration aSoll_i in relation to all potential lead vehicles 2 , 3 is then used for prediction P. of the motion states used to calculate the target acceleration aSoll_i serve in the next time step.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Fahrzeugvehicle
22
FührungsfahrzeugLead vehicle
33
weiteres Führungsfahrzeuganother lead vehicle
44th
SteuereinheitControl unit
FF.
FahrbahnabschnittLane section
F1F1
rechte Fahrspurright lane
F2F2
linke Fahrspurleft lane
V1 bis V10V1 to V10
VerfahrensschrittProcess step
ObjQualObjQual
ExistenzwahrscheinlichkeitExistence probability
PP
PrädiktionPrediction
aSoll_iaSoll_i
SollbeschleunigungTarget acceleration
aSollObjaSollObj
erforderliche oder zulässige Sollbeschleunigungrequired or permissible target acceleration
t0, tit0, ti
ZeitschrittTime step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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  • DE 102013019130 A1 [0003]DE 102013019130 A1 [0003]
  • DE 102012024334 A1 [0004]DE 102012024334 A1 [0004]
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Claims (10)

Verfahren zur automatisierten Längsregelung eines Fahrzeuges (1) basierend auf einer Beschleunigungsregelung nach Maßgabe einer Sollbeschleunigung (aSoll_i), die unter Berücksichtigung mindestens eines vor dem Fahrzeug (1) erfassten Führungsfahrzeuges (2, 3) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual) des zumindest einen Führungsfahrzeuges (2, 3) ermittelt wird und die Sollbeschleunigung (aSoll_i) in Abhängigkeit der Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual) derart begrenzt wird, dass das Fahrzeug (1) beim Folgen eines Führungsfahrzeuges (2, 3) mit geringer Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual) weniger stark verzögert wird als beim Folgen eines Führungsfahrzeuges (2, 3) mit hoher Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual).Method for the automated longitudinal control of a vehicle (1) based on an acceleration control based on a target acceleration (aSoll_i), which is determined taking into account at least one leading vehicle (2, 3) detected in front of the vehicle (1), characterized in that an existence probability (ObjQual ) of the at least one lead vehicle (2, 3) is determined and the target acceleration (aSoll_i) is limited as a function of the existence probability (ObjQual) in such a way that the vehicle (1) when following a lead vehicle (2, 3) has a low existence probability (ObjQual) is delayed less than when following a lead vehicle (2, 3) with a high probability of existence (ObjQual). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zeitliche Änderung der Sollbeschleunigung (aSoll_i) in Abhängigkeit der ermittelten Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual) des zumindest einen Führungsfahrzeuges (2, 3) vorgegeben wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a temporal change in the setpoint acceleration (aSoll_i) is specified as a function of the determined existence probability (ObjQual) of the at least one lead vehicle (2, 3). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung der Sollbeschleunigung (aSoll_i) in Abhängigkeit der ermittelten Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual) derart begrenzt wird, dass das Fahrzeug (1) seine Verzögerung beim Folgen eines Führungsfahrzeuges (2, 3) mit ermittelter geringer Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual) langsamer ändert als beim Folgen eines Führungsfahrzeuges (2, 3) mit ermittelter hoher Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual).Procedure according to Claim 2 , characterized in that the temporal change in the target acceleration (aSoll_i) is limited as a function of the ascertained existence probability (ObjQual) in such a way that the vehicle (1) slows down its deceleration when following a lead vehicle (2, 3) with ascertained low existence probability (ObjQual) changes than when following a lead vehicle (2, 3) with a determined high probability of existence (ObjQual). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual) ein Gütemaß angegeben wird, wie hoch eine Zuverlässigkeit einer Detektion des zumindest einen Führungsfahrzeuges (2, 3) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the existence probability (ObjQual) specifies a quality measure of how high the reliability of a detection of the at least one guide vehicle (2, 3) is. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gütemaß von einer Zeitdauer abhängig ist, während der das zumindest eine Führungsfahrzeug (2, 3) beim Folgen ohne Unterbrechung detektiert wurde.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the quality measure is dependent on a period of time during which the at least one lead vehicle (2, 3) was detected while following without interruption. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gütemaß von einer Häufigkeit, mit der das zumindest eine Führungsfahrzeug (2, 3) detektiert worden ist, abhängig ist.Procedure according to Claim 4 or 5 , characterized in that the quality measure is dependent on the frequency with which the at least one lead vehicle (2, 3) has been detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gütemaß von einer Anzahl und/oder Art von Sensoren abhängig ist, mittels derer das zumindest eine Führungsfahrzeug (2, 3) erfasst wurde.Method according to one of the Claims 4 to 6th , characterized in that the quality measure is dependent on a number and / or type of sensors by means of which the at least one lead vehicle (2, 3) was detected. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass erfasste Signale der Anzahl der Sensoren fusioniert werden.Procedure according to Claim 7 , characterized in that detected signals of the number of sensors are merged. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Existenzwahrscheinlichkeit (ObjQual) des zumindest einen Führungsfahrzeuges (2, 3) in mehreren diskreten Stufen ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the probability of existence (ObjQual) of the at least one lead vehicle (2, 3) is determined in several discrete stages. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung der Sollbeschleunigung (aSoll_i) stufenweise erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the target acceleration (aSoll_i) is limited in stages.
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