DE102020207782A1 - Method for determining an emergency trajectory - Google Patents

Method for determining an emergency trajectory Download PDF

Info

Publication number
DE102020207782A1
DE102020207782A1 DE102020207782.7A DE102020207782A DE102020207782A1 DE 102020207782 A1 DE102020207782 A1 DE 102020207782A1 DE 102020207782 A DE102020207782 A DE 102020207782A DE 102020207782 A1 DE102020207782 A1 DE 102020207782A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
robot
trajectory
determined
emergency
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020207782.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Heyl
Jakob Siegel
Oliver F. Schwindt
Axel Gern
Dominik Petrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102020207782.7A priority Critical patent/DE102020207782A1/en
Publication of DE102020207782A1 publication Critical patent/DE102020207782A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/09Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00Brake-action initiating means
    • B60T7/12Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/22Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger initiated by contact of vehicle, e.g. bumper, with an external object, e.g. another vehicle, or by means of contactless obstacle detectors mounted on the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/095Predicting travel path or likelihood of collision
    • B60W30/0953Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to vehicle dynamic parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/095Predicting travel path or likelihood of collision
    • B60W30/0956Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to traffic or environmental parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W60/00Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/02Active or adaptive cruise control system; Distance control
    • B60T2201/022Collision avoidance systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/10Automatic or semi-automatic parking aid systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/227Position in the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00Input parameters relating to objects
    • B60W2554/40Dynamic objects, e.g. animals, windblown objects
    • B60W2554/404Characteristics
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16Anti-collision systems
    • G08G1/165Anti-collision systems for passive traffic, e.g. including static obstacles, trees
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16Anti-collision systems
    • G08G1/166Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung einer Nottrajektorie für einen automatisierten Roboter und umfassend die folgenden Schritte:• Empfangen (102) von Umfelddaten;• Erfassen (103) wenigstens eines Objektes und/oder eines mittels des Roboters befahrbaren Bereichs basierend auf den Umfelddaten;• Ermitteln (104) eines Verzögerungswertes für das erfasste Objekt und/oder den mittels des Roboters befahrbaren Bereich;• Bestimmen (105) einer Nottrajektorie durch das ermittelte Objekt und/oder entlang des mittels des Roboters befahrbaren Bereichs basierend auf dem ermittelten Verzögerungswert.The invention describes a method for determining an emergency trajectory for an automated robot and comprising the following steps: • receiving (102) environment data; Determining (104) a deceleration value for the detected object and / or the area that can be driven by the robot; determining (105) an emergency trajectory through the determined object and / or along the area that can be driven by the robot based on the determined deceleration value.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Nottrajektorie für einen automatisierten Roboter, eine zur Ausführung des Verfahrens eingerichtete Vorrichtung, ein Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem dieses Computerprogramm gespeichert ist.The invention relates to a method for determining an emergency trajectory for an automated robot, a device set up for executing the method, a computer program for executing the method, and a machine-readable storage medium on which this computer program is stored.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Ermittlung von Nottrajektorien bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2016 211 587 A1 ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs. Hierbei wird ein Kollisionssignal eingelesen, das eine drohende Kollision des Fahrzeugs mit zumindest einem Kollisionsobjekt repräsentiert. Anschließend wird unter Verwendung des Kollisionssignals eine Nottrajektorie ausgewählt.Methods for determining emergency trajectories are known from the prior art. For example, the DE 10 2016 211 587 A1 a method of controlling a vehicle. In this case, a collision signal is read in, which represents an impending collision of the vehicle with at least one collision object. An emergency trajectory is then selected using the collision signal.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung einer Nottrajektorie für einen automatisierten Roboter und umfasst die folgenden Schritte:

  • • Empfangen von Umfelddaten;
  • • Erfassen wenigstens eines Objektes und/oder eines mittels des Roboters befahrbaren Bereichs basierend auf den Umfelddaten;
  • • Ermitteln eines Verzögerungswertes für das erfasste Objekt und/oder den mittels des Roboters befahrbaren Bereich;
  • • Bestimmen einer Nottrajektorie durch das ermittelte Objekt und/oder entlang des mittels des Roboters befahrbaren Bereichs basierend auf dem ermittelten Verzögerungswert.
The invention describes a method for determining an emergency trajectory for an automated robot and comprises the following steps:
  • • Receiving environmental data;
  • • Detection of at least one object and / or an area that can be traveled by the robot based on the surroundings data;
  • • Determination of a deceleration value for the detected object and / or the area that can be traveled by the robot;
  • • Determination of an emergency trajectory through the determined object and / or along the area that can be driven by the robot based on the determined deceleration value.

Bei den Umfelddaten kann es sich beispielsweise um mittels eines Sensors aufgezeichnete Daten des Roboterumfelds handeln. Bei den Sensoren kann sich beispielsweise um Roboter-eigene Sensoren handeln, wie Video-, Radar, Lidar- und/oder Ultraschallsensoren. Es kann sich auch um akustische Daten von Mikrofonen handeln. Insbesondere kann es sich um Daten von einer Kamera handeln, die eine hohe Sensitivität im Infrarotbereich, insbesondere in fernen Infrarotbereich aufweist. Die Sensoren können auch an weiteren Robotern und/oder an Infrastruktureinrichtungen angebracht sein.The environment data can be, for example, data of the robot environment recorded by means of a sensor. The sensors can be, for example, robots' own sensors, such as video, radar, lidar and / or ultrasonic sensors. It can also be acoustic data from microphones. In particular, it can be data from a camera which has a high sensitivity in the infrared range, in particular in the far infrared range. The sensors can also be attached to other robots and / or to infrastructure facilities.

Darüber hinaus kann es sich bei den Umfelddaten auch um bereits ausgewertete Daten von anderen Robotern und/oder einem externen Server handeln. Beispielsweise können auf einem Server bereits mehrere von diesem Server empfangene Daten aggregiert und ausgewertet worden sein.In addition, the environment data can also be data from other robots and / or an external server that have already been evaluated. For example, several data received from this server can already have been aggregated and evaluated on a server.

Bei dem Objekt kann es sich um ein beliebiges Objekt im Erfassungsbereich handeln. Bevorzugt sind Objekte von Interesse, die das Fahrzeug zum Zeitpunkt der Erfassung noch ansteuern könnte und die folglich in einer möglichen Nottrajektorie des Fahrzeugs liegen. Bei dem erfassten Bereich handelt es sich vorzugsweise auch um einen Bereich, der sich entlang einer möglichen Nottrajektorie befindet.The object can be any object in the detection area. Objects of interest are preferred which the vehicle could still drive at the time of detection and which consequently lie in a possible emergency trajectory of the vehicle. The recorded area is preferably also an area that is located along a possible emergency trajectory.

Bei dem Objekt kann es sich beispielsweise um Sträucher, Hecken, Bäume, Straßenschilder, weitere Fahrzeuge, insbesondere geparkte Fahrzeuge und/oder Fahrzeuge ohne Insassen, Mauern, Häuser, Straßenlaternen, Leitplanken oder dergleichen handeln.The object can be, for example, bushes, hedges, trees, street signs, other vehicles, in particular parked vehicles and / or vehicles without occupants, walls, houses, street lamps, crash barriers or the like.

Bei den Bereichen kann es sich insbesondere um Bereiche abseits von vorgesehenen Verkehrswegen handeln. Mögliche Bereiche sind Grünflächen, Ackerflächen, Gräben, Gewässer aller Art, Sandflächen, Gehwege und dergleichen.The areas can in particular be areas away from the intended traffic routes. Possible areas are green areas, arable land, ditches, bodies of water of all kinds, sandy areas, sidewalks and the like.

Für die Ermittlung eines Verzögerungswertes für ein erfasstes Objekt und/oder einen erfassten Bereich können verschiedene Verfahren zum Einsatz kommen. Beispielsweise können die Größe, Maße und das Gewicht von Objekten geschätzt werden und auf diesen Werten und dem Impulserhaltungssatz wahrscheinliche Verzögerungen ermittelt werden. Auch können die Steifigkeit von Objekten, beispielsweise in Kombination mit Bodenverankerungen, beispielsweise relevant für Pflanzen und Infrastruktureinrichtungen, wie Leitpfosten, Straßenlaternen, Ampeln und Schildern, als Grundlage für eine Berechnung einer Verzögerung des Roboters herangezogen werden. Die Steifigkeit spielt insbesondere auch bei sehr schweren Objekten eine entscheidende Rolle für die Ermittlung einer Beschleunigung des Roboters. Anstelle die Daten von Objekten zu schätzen, können auch Messdaten, insbesondere Bilder der Objekte mit einer Datenbank verglichen werden und hierdurch nähere Informationen über die Objekte bestimmt werden. Insbesondere Algorithmen die mittels maschineller Lernverfahren trainiert wurden, bieten sich hierbei für die Klassifikation der Objekte und auch Bereiche an.Various methods can be used to determine a delay value for a detected object and / or a detected area. For example, the size, dimensions and weight of objects can be estimated and probable delays can be determined on the basis of these values and the law of conservation of momentum. The rigidity of objects, for example in combination with ground anchors, for example relevant for plants and infrastructure facilities such as delineator posts, street lamps, traffic lights and signs, can be used as the basis for calculating a delay of the robot. The rigidity plays a decisive role in determining the acceleration of the robot, especially in the case of very heavy objects. Instead of estimating the data of objects, measurement data, in particular images of the objects, can also be compared with a database and, as a result, more detailed information about the objects can be determined. In particular, algorithms that have been trained using machine learning processes are ideal for classifying objects and areas.

Für die Ermittlung eines Verzögerungswertes eines Bereiches können beispielsweise die Reibwerte der Bereiche geschätzt oder ermittelt werden und als Berechnungsgrundlage dienen. Dies kann fahrzeugintern als auch Fahrzeug extern erfolgen, beispielsweise über einen Abgleich von erfassten Bildern mit entsprechenden Datenbanken. Für komplexere Untergründe können auch komplexere Modelle, Simulationen oder mittels maschinellen Trainingsverfahren trainierte Algorithmen zum Einsatz kommen.For the determination of a deceleration value of an area, for example, the coefficient of friction of the areas can be estimated or determined and serve as a basis for calculation. This can be done inside the vehicle or external to the vehicle, for example by comparing captured images with corresponding databases. For more complex substrates, more complex models, simulations or algorithms trained using machine training methods can be used.

Die Bestimmung der Nottrajektorie erfolgt basierend auf dem ermittelten Verzögerungswert. Je nach aktueller Fahrsituation können hierbei unterschiedliche Verzögerungen gewünscht sein. Falls Personen und/oder andere Lebewesen vom Roboter transportiert werden, sollten vordefinierte Beschleunigungsgrenzwerte nicht überschritten werden, sodass schwere Verletzungen oder sogar der Tod von Personen oder anderen Lebewesen verhindert werden kann. Ziel ist es jedoch in den meisten Notsituationen, einen Roboter schnellstmöglich in eine sichere Position zu bringen, was in vielen Fällen durch ein Stehenbleiben des Roboters gewährleistet werden kann. Somit kann bei der Ermittlung der Nottrajektorie beispielsweise ein primäres Ziel sein, den Roboter schnellstmöglich zum Stehen zu bringen, wobei vordefinierte Beschleunigungsschwellenwerte nicht zu überschreiten sind.The determination of the emergency trajectory is based on the determined deceleration value. Ever Depending on the current driving situation, different delays may be required. If people and / or other living beings are transported by the robot, predefined acceleration limit values should not be exceeded, so that serious injuries or even the death of people or other living beings can be prevented. In most emergency situations, however, the aim is to get a robot into a safe position as quickly as possible, which in many cases can be guaranteed by stopping the robot. Thus, when determining the emergency trajectory, a primary goal can be, for example, to bring the robot to a standstill as quickly as possible, with predefined acceleration threshold values not having to be exceeded.

Besteht jedoch die Gefahr, weitere Lebewesen, die sich entlang der Trajektorie aufhalten oder aufhalten könnten zu verletzen, so kann auch eine Anpassung der Schwellenwerte erfolgen, sodass der Gesamtschaden aller Verkehrsteilnehmer/ Lebewesen minimiert wird.However, if there is a risk of injuring other living beings that are or could be along the trajectory, the threshold values can also be adjusted so that the overall damage to all road users / living beings is minimized.

Transportiert der Roboter keine Lebewesen oder Gefahrenstoffe, wie Sprengstoffe, Säuren, Treibstoff oder dergleichen, geht mit einer möglichst schnellen Verzögerung des Roboters keine Gefahr für einen Schaden für Personen oder Lebewesen einher. Es zu Situationen kommen, in denen es von Vorteil sein kann, den Roboter schnellstmöglich in einen Stillstand zu verzögern, ohne Einhaltung vordefinierter Schwellenwerte. Dies ist in Fällen möglich, in denen der Roboter keine Lebewesen oder Gefahrenstoffe transportiert. Dann könnte beispielsweise ein als automatisiertes Fahrzeug ausgebildeter Roboter in einer Notsituation an einen Baum gesteuert werden, um sich in seiner Umgebung befindlicher Personen und/oder sonstige Lebewesen nicht zu gefährden.If the robot does not transport living beings or hazardous substances, such as explosives, acids, fuel or the like, there is no danger of harm to people or living beings when the robot is decelerated as quickly as possible. There are situations in which it can be advantageous to decelerate the robot to a standstill as quickly as possible without adhering to predefined threshold values. This is possible in cases where the robot is not transporting living beings or hazardous substances. Then, for example, a robot designed as an automated vehicle could be steered to a tree in an emergency situation so as not to endanger people and / or other living beings in its vicinity.

Bei dem automatisierten Roboter kann es sich um einen zumindest teilautomatisierten Roboter handeln, welcher als Industrieroboter, Rasenmäher, Wasserfahrzeug, Schienenfahrzeug, Kraftfahrzeug, Bus, Shuttle, fahrerloses Fahrzeug, Flugzeug, Drohne und/oder Helikopter ausgebildet sein kann. Insbesondere handelt es sich bei dem Roboter um ein assistiert, teil-, hoch- oder vollautomatisiert betriebenes Fahrzeug. Bevorzugt ist das Fahrzeug hoch- oder vollautomatisiert gesteuert und kann auch vollkommen ohne einen Eingriff eines menschlichen Fahrers betrieben werden.The automated robot can be an at least partially automated robot, which can be designed as an industrial robot, lawn mower, watercraft, rail vehicle, motor vehicle, bus, shuttle, driverless vehicle, aircraft, drone and / or helicopter. In particular, the robot is an assisted, partially, highly or fully automated vehicle. The vehicle is preferably controlled in a highly or fully automated manner and can also be operated completely without the intervention of a human driver.

Das hier beschriebene Verfahren bietet den Vorteil, dass die Sicherheit von Fahrzeuginsassen sowie weiterer Personen, insbesondere Verkehrsteilnehmer, erhöht wird. Durch eine kontinuierliche Bestimmung einer Nottrajektorie während einer Fahrt eines automatisierten Roboters, kann im laufenden Betrieb ein vordefiniertes Sicherheitsmaß eingehalten werden, welches letztlich zu einer Freigabe eines entsprechend automatisierten Fahrzeugs führen kann. Durch das konkrete Abfahren einer ermittelten Nottrajektorie können dann in ein Notsituationen Verletzungen, Schäden und gefährliche Situationen für sich um Umfeld des Roboters befindliche Lebewesen reduziert oder vermieden werden.The method described here offers the advantage that the safety of vehicle occupants and other people, in particular road users, is increased. By continuously determining an emergency trajectory while an automated robot is driving, a predefined safety measure can be maintained during operation, which can ultimately lead to a release of a correspondingly automated vehicle. By actually following a determined emergency trajectory, injuries, damage and dangerous situations for living beings around the robot can then be reduced or avoided in an emergency.

Das Verfahren verfolgt unter anderem das Ziel, ein System bereitzustellen, dass die Trajektorie mit der voraussichtlich geringsten Crashschwere bestimmt und bereitstellt, wenn das Befahren einer „klassischen“ Trajektorie auf einem für den Roboter vorgesehenen Verkehrsweg und/oder einer Trajektorie ohne einen Zusammenstoß mit anderen Objekten in keiner ausreichend geringen Crashschwere resultieren würde. Folglich können für die Bestimmung der Nottrajektorie Bereiche abseits von befestigten und/oder vorgehenden Verkehrswegen mit einbezogen werden. Hierbei werden insbesondere Off-Road Trajektorien mit einem geringen Kollisionsrisiko oder Trajektorien mit kleinstmöglicher Crashschwere bevorzugt. Zudem kann es je nach Gefahrensituation notwendig sein, den Roboter schnellstmöglich in den Stand zu bringen, beispielsweise um das Befahren von nicht erfassten Bereichen zu vermeiden, in denen sich potentiell Lebewesen aufhalten könnten. Das Verzögern des Roboters kann in diesen Fällen beispielsweise durch das Überfahren von rauen Oberflächen, wie Wiesen, Feldern, matschigen Bereichen oder dergleichen ermöglicht werden. Zudem können Kollisionen mit Objekten, wie Büschen, Sträuchern und ggf. Bäumen zur Verzögerung des Roboters angefahren werden.One of the aims of the method is to provide a system that determines the trajectory with the likely lowest crash severity and makes it available when a “classic” trajectory on a traffic route provided for the robot and / or a trajectory without a collision with other objects is carried out would not result in a sufficiently low crash severity. Consequently, areas away from paved and / or preceding traffic routes can be included for the determination of the emergency trajectory. In particular, off-road trajectories with a low risk of collision or trajectories with the smallest possible crash severity are preferred. In addition, depending on the dangerous situation, it may be necessary to bring the robot to a standstill as quickly as possible, for example in order to avoid driving into unrecognized areas in which living beings could potentially be. The robot can be decelerated in these cases, for example, by driving over rough surfaces such as meadows, fields, muddy areas or the like. In addition, collisions with objects such as bushes, shrubs and possibly trees can be approached to delay the robot.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens liegt das Objekt und/oder der mittels des Roboters befahrbare Bereich außerhalb einer regulär für den Roboter vorgesehenen Fahrbahn.In a further embodiment of the method, the object and / or the area that can be driven on by means of the robot lies outside a roadway that is normally provided for the robot.

Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Anzahl möglicher Nottrajektorien erhöht wird, da der Raum, in welchem diese ermittelt werden, vergrößert wird. Zudem bieten insbesondere diese Bereiche das Potential, Nottrajektorien zu ermitteln, die weiter entfernt von anderen Verkehrsteilnehmern sind. Auch befinden sich in diesen Bereichen unterschiedlichste Objekte, die nicht für die Ansteuerung durch Roboter konzipiert sind. Hierdurch bietet sich insbesondere neues und bislang nicht ausgeschöpftes Potential, die Bewegungen eines Roboters in Notsituationen zu optimieren.This embodiment of the invention offers the advantage that the number of possible emergency trajectories is increased, since the space in which these are determined is increased. In addition, these areas in particular offer the potential to determine emergency trajectories that are further away from other road users. In these areas there are also a wide variety of objects that are not designed to be controlled by robots. This opens up new and previously untapped potential for optimizing the movements of a robot in emergency situations.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Umgebung des Roboters in Teilbereiche eingeteilt, wobei den Teilbereichen ein Teilbereichsverzögerungswert basierend auf wenigstens der einen Ermittlung des Verzögerungswertes zugeordnet wird, wobei das Bestimmen der Nottrajektorie basierend auf den Teilbereichsverzögerungswerten erfolgt.In a further embodiment of the method, the surroundings of the robot are divided into partial areas, the partial areas being assigned a partial area delay value based on at least one determination of the delay value, the determination of the emergency trajectory based on the sub-range delay values.

Für eine effiziente Trajektorienplanung bietet es sich an, die durch den Roboter befahrbaren Bereiche aufzuteilen und zu klassifizieren, bzw. ihnen einen Teilbereichsverzögerungswert zuzuweisen. Wird eine Nottrajektorie durch einen solchen Bereich gelegt, kann sehr effizient und schnell ermittelt werden, welche Verzögerung das Be- oder Durchfahren durch diesen Bereich beim Roboter bewirkt. Wird der Roboter in einem Bereich nicht in den Stillstand verzögert, kann der Teilbereichsverzögerungswert des angrenzenden Bereichs mitberücksichtigt werden, und entsprechende weitere Bereiche. Hierdurch lassen sich zahlreiche mögliche Nottrajektorien und deren Auswirkung auf den Roboter in wenigen Millisekunden berechnen, wodurch ein geschwindigkeitsoptimiertes Ermitteln einer Nottrajektorie ermöglich wird.For efficient trajectory planning, it is advisable to divide and classify the areas that can be traveled by the robot, or to assign a partial area delay value to them. If an emergency trajectory is laid through such an area, it can be determined very efficiently and quickly what delay the robot has when driving in or through this area. If the robot is not decelerated to a standstill in one area, the sub-area deceleration value of the adjacent area can also be taken into account, and corresponding other areas. As a result, numerous possible emergency trajectories and their effects on the robot can be calculated in a few milliseconds, which enables a speed-optimized determination of an emergency trajectory.

Zur Ermittlung des Verzögerungswert können unterschiedliche Größen herangezogen werden. In einer Ausführungsform der Erfindungen basiert die Ermittlung auf einer Masse, Größe und/oder Steifigkeit eines Objektes und/oder einer Untergrundgegebenheit eines Bereichs. Durch das Miteinbeziehen dieser Größen kann die Genauigkeit einer Vorhersage für die Verzögerung des Roboters erhöht werden. Insbesondere können für die Bestimmung der Impulssatz oder Verfahren aus der Mehrkörperdynamik zum Einsatz kommen. Auch intern oder extern durchgeführte Simulationen können zum Einsatz kommen. Handelt es sich hierbei um zeitintensive Simulationen, können auch nur deren Eingangsparameter und Ergebnisse für die Ermittlung herangezogen werden.Different variables can be used to determine the delay value. In one embodiment of the invention, the determination is based on a mass, size and / or rigidity of an object and / or a subsurface condition of an area. By taking these variables into account, the accuracy of a prediction for the deceleration of the robot can be increased. In particular, the set of impulses or methods from multi-body dynamics can be used to determine the momentum. Simulations carried out internally or externally can also be used. If this involves time-consuming simulations, only their input parameters and results can be used for the determination.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses den zusätzlichen Schritt des Ermittelns einer Besetzung des automatisierten Roboters mit Lebewesen und/oder Gefahrengütern. Die Bestimmung der Nottrajektorie erfolgt hierbei basierend auf der ermittelten Besetzung.In a further embodiment of the method, this includes the additional step of determining whether the automated robot is occupied with living beings and / or dangerous goods. The determination of the emergency trajectory is based on the occupancy determined.

Handelt es sich bei dem Roboter beispielsweise um ein Fahrzeug, kann unter einer Besetzung eine Anzahl von Personen, deren Positionen, Sitzhaltung, deren Alter und dergleichen verstanden werden. Transportiert der Roboter zudem Ladung, kann deren Inhalt, deren Position, Masse, Gefährdungspotential und dergleichen unter Besetzung verstanden werden.If the robot is, for example, a vehicle, an occupation can be understood to mean a number of people, their positions, sitting postures, their ages and the like. If the robot also transports cargo, its content, position, mass, hazard potential and the like can be understood as occupation.

Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Nottrajektorie Situationsabhängig ermittelt werden kann. Je nach Besetzung des Roboters kommen, wie oben ausgeführt, unterschiedliche Nottrajektorien und/oder Maximalbeschleunigungen des Roboters infrage. Durch den Schritt des Ermittelns der Besetzung wird die Auswahl der Nottrajektorie optimiert.This embodiment of the invention offers the advantage that the emergency trajectory can be determined as a function of the situation. Depending on the occupation of the robot, as explained above, different emergency trajectories and / or maximum accelerations of the robot come into question. The selection of the emergency trajectory is optimized by the step of determining the occupation.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses den zusätzlichen Schritt des Ermittelns einer Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit einem Menschen und/oder einem anderen Lebewesen, wobei die Bestimmung der Nottrajektorie basierend auf der ermittelten Wahrscheinlichkeit erfolgt.In a further embodiment of the method, this includes the additional step of determining a probability of a collision with a person and / or another living being, the emergency trajectory being determined based on the determined probability.

Für die Ermittlung der Wahrscheinlichkeit können insbesondere Umfelddaten und/oder die Daten des Roboters, wie dessen Geschwindigkeit, Beschleunigungspotential, und/oder Masse herangezogen werden. Von besonderem Interesse sind hierbei Positionen der Menschen und/oder Lebewesen und ggf. deren prädizierte Bewegungsverläufe. Sowohl für die Bewegungsverläufe der Lebewesen als auch des Roboters können unterschiedliche Optionen zur Ermittlung der Wahrscheinlichkeit einer Kollision herangezogen werden.For the determination of the probability, in particular, environmental data and / or the data of the robot, such as its speed, acceleration potential, and / or mass, can be used. Of particular interest here are the positions of people and / or living beings and, if applicable, their predicted courses of movement. Different options for determining the likelihood of a collision can be used for both the movements of the living beings and the robot.

Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil, dass die Nottrajektorie basierend auf einer abgeschätzten realen Gefahr basiert. Somit können unnötige Schäden am Roboter vermieden werden, bei gleichzeitiger Optimierung der Sicherheit von Lebewesen.This embodiment of the method offers the advantage that the emergency trajectory is based on an estimated real danger. In this way, unnecessary damage to the robot can be avoided, while at the same time optimizing the safety of living beings.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird als Nottrajektorie eine Trajektorie mit hohem, insbesondere größtmöglichen, Verzögerungspotential ausgewählt, wenn der Roboter keine Lebewesen und/oder Gefahrgüter transportiert und eine Wahrscheinlichkeit für eine Kollision mit einem Menschen und/oder einem anderen Lebewesen entlang dieser Trajektorie einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet, wobei das Verzögerungspotential der Trajektorie basierend auf wenigstens einem ermittelten Verzögerungswert für einen Bereich oder ein Objekt entlang der Trajektorie ermittelt wird.In a further embodiment of the method, a trajectory with a high, in particular the greatest possible, delay potential is selected as the emergency trajectory if the robot is not transporting any living beings and / or dangerous goods and a predefined probability of a collision with a person and / or another living being along this trajectory Exceeds threshold value, the delay potential of the trajectory being determined based on at least one determined delay value for a region or an object along the trajectory.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird als Nottrajektorie eine Trajektorie mit größtmöglichem aber einen vordefinierten maximalen Schwellenwert unterschreitendem, Verzögerungspotential ausgewählt, wenn der Roboter Lebewesen und/oder Gefahrgüter transportiert und eine Wahrscheinlichkeit für eine Kollision mit einem Menschen und/oder einem anderen Lebewesen entlang dieser Trajektorie einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet, wobei das Verzögerungspotential der Trajektorie basierend auf wenigstens einem ermittelten Verzögerungswert für einen Bereich oder ein Objekt entlang der Trajektorie ermittelt wird.In a further embodiment of the method, a trajectory with the greatest possible delay potential that is below a predefined maximum threshold value is selected as the emergency trajectory if the robot transports living beings and / or dangerous goods and a probability of a collision with a person and / or another living being along this trajectory exceeds a predefined threshold value, the delay potential of the trajectory being determined based on at least one determined delay value for a region or an object along the trajectory.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses den zusätzlichen Schritt des Ausgebens eines Steuersignals zur Steuerung des Roboters entlang der Nottrajektorie. Hierdurch wird die Nottrajektorie vom Roboter angesteuert und/oder abgefahren.In a further embodiment of the method, this includes the additional step of outputting a control signal for controlling the robot along the emergency trajectory. As a result, the robot controls and / or traverses the emergency trajectory.

Das Verfahren kann hierbei kontinuierlich im Roboter durchgeführt werden, um jederzeit eine Nottrajektorie parat zu haben, falls eine Notsituation eintritt, in welcher es gilt, einen Schaden für Lebewesen und/oder Gefahrengüter zu minimieren.The method can be carried out continuously in the robot in order to have an emergency trajectory ready at any time in the event of an emergency situation in which it is important to minimize damage to living beings and / or dangerous goods.

Kontinuierlich heißt hierbei nicht zwingend, dass die Überprüfung in gleichen Zeitabständen erfolgen muss. Es können jedoch maximale Zeiten angegeben werden, in welchen eine Neubestimmung einer Nottrajektorie erfolgen soll. Es ist auch möglich, dass lediglich in spezifischen Fahrsituationen Nottrajektorien berechnet werden. Beispielsweise immer dann, wenn weitere Verkehrsteilnehmer detektiert wurden oder eine Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein von weiteren Verkehrsteilnehmern einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet.Continuous does not necessarily mean that the check must take place at the same time intervals. However, maximum times can be specified in which a new determination of an emergency trajectory is to take place. It is also possible that emergency trajectories are only calculated in specific driving situations. For example, whenever other road users have been detected or a probability for the presence of other road users exceeds a predefined threshold value.

Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass ein sicherer Betrieb des Roboters gewährleistet werden kann.This embodiment of the invention offers the advantage that safe operation of the robot can be ensured.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The approach presented here also creates a device which is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. The object on which the invention is based can also be achieved quickly and efficiently by means of this embodiment variant of the invention in the form of a device.

Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.For this purpose, the device can have at least one processing unit for processing signals or data, at least one storage unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading in sensor signals from the sensor or for outputting data or control signals to the Have an actuator and / or at least one communication interface for reading in or outputting data, which are embedded in a communication protocol. The computing unit can be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the storage unit can be a flash memory, an EEPROM or a magnetic storage unit. The communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and / or wired, a communication interface that can read in or output wired data, for example, can read this data electrically or optically from a corresponding data transmission line or output it into a corresponding data transmission line.

Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device can be understood to mean an electrical device that processes sensor signals and outputs control and / or data signals as a function thereof. The device can have an interface which can be designed in terms of hardware and / or software. In the case of a hardware design, the interfaces can, for example, be part of a so-called system ASIC which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In the case of a software-based design, the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.A computer program with program code, which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out, implement and / or control the steps of the method according to one of the embodiments described above, is also advantageous especially if the program product or program is executed on a computer or device.

Es wird ebenfalls ein maschinenlesbares Speichermedium beansprucht, auf welchem dieses Computerprogramm gespeichert ist.A machine-readable storage medium is also claimed on which this computer program is stored.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt ein schematisches Verfahrensdiagramm. 1 shows a schematic process diagram.

AusführungsbeispieleWorking examples

In einem ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Roboter um ein automatisiert betriebenes Kraftfahrzeug zum Transport von Personen. Das Fahrzeug ist mit mehreren Umfeldsensoren, darunter Kameras, Lidar-Sensoren, Radar-Sensoren, Ultraschallsensoren und Mikrofonen, ausgestattet. Das Fahrzeug weißt mehrere Steuergeräte auf, in denen Daten der Umfeldsensoren verarbeitet werden und die das Fahrzeug zumindest teilweise ohne menschlichen Eingriff im Straßenverkehr steuern können. Zur Erhöhung der Sicherheit von Fahrzeuginsassen und weiteren Verkehrsteilnehmern läuft im Fahrzeug das in 1 dargestellte Verfahren zur Ermittlung einer Nottrajektorie ab. Das Verfahren hat das Ziel, dass in Situationen, in denen ein Crash oder ein Abkommen von einer Fahrbahn unausweichlich erscheint, eine bestmögliche Nottrajektorie zur Verfügung zu stellen, die in einer möglichst niedrigen Crash-Schwere und/oder in möglichst geringen Auswirkungen für Lebewesen resultiert.In a first exemplary embodiment, the robot is an automatically operated motor vehicle for transporting people. The vehicle is equipped with several environmental sensors, including cameras, lidar sensors, radar sensors, ultrasonic sensors and microphones. The vehicle has several control units in which data from the environment sensors are processed and which can control the vehicle, at least in part, without human intervention in traffic. In order to increase the safety of vehicle occupants and other road users, the in 1 presented method for determining an emergency trajectory. The aim of the method is to provide the best possible emergency trajectory in situations in which a crash or a departure from a lane appears inevitable, resulting in the lowest possible crash severity and / or the lowest possible impact on living beings.

Das Verfahren startet in Schritt 101.The procedure starts in step 101 .

In Schritt 102 werden vom Fahrzeug Umfelddaten empfangen. Hierbei werden zum einen Sensordaten der fahrzeugeigenen Sensoren empfangen, zum anderen über eine kabellose Schnittstelle weitere Daten von einem externen Server. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um Kartendaten, die bereits einige Informationen über sich im Umfeld des Fahrzeugs befindliche Objekte umfassen. Es werden beispielsweise Informationen Leitpfosten, Schilder, Ampeln und Bäume empfangen.In step 102 environmental data are received from the vehicle. On the one hand Receive sensor data from the vehicle's own sensors, as well as additional data from an external server via a wireless interface. In this exemplary embodiment, this is map data that already includes some information about objects located in the vicinity of the vehicle. Information such as delineator posts, signs, traffic lights and trees are received.

In Schritt 103 wird basierend auf den empfangenen Umfelddaten ein Objekt und/oder ein mittels des Roboters befahrbarer Bereich erfasst. Hierfür kommen Klassifikationsalgorithmen Zustande, die mittels maschinellen Lernverfahren trainiert wurdenIn step 103 an object and / or an area that can be traveled by the robot is detected based on the received environment data. For this purpose, there are classification algorithms that have been trained using machine learning processes

In Schritt 104 wird ein Verzögerungswerte für das erfasste Objekt und/oder den mittels des Roboters befahrbaren Bereich ermittelt. In diesem Ausführungsbeispiel wird hierbei auf eine Datenbank zurückgegriffen, die unterschiedlichen Objekten und Untergründen entsprechende Verzögerungswerte zuordnen. Für Objekte, die nicht einem Objekt der Datenbank zugeordnet werden können, wird in diesem Ausführungsbeispiel anhand der Größe des Objekts, und der Größe eines Verankerungspunktes des Objektes (beispielsweise am Boden oder einer Mauer) ein Verzögerungswert geschätzt.In step 104 a deceleration value is determined for the detected object and / or the area that can be driven over by the robot. In this exemplary embodiment, use is made of a database which assigns corresponding delay values to different objects and substrates. For objects that cannot be assigned to an object in the database, a delay value is estimated in this exemplary embodiment on the basis of the size of the object and the size of an anchoring point of the object (for example on the floor or a wall).

In Schritt 105 wird eine Nottrajektorie durch das ermittelte Objekt und/oder entlang des mittels des Roboters befahrbaren Bereichs basierend auf dem ermittelten Verzögerungswert bestimmt. Hierbei wird in diesem Ausführungsbeispiel je nach aktueller Verkehrssituation oder Gefahrensituation eine maximale Strecke, nach der der Roboter zum Stehen gekommen sein sollte, eine Absolute Position, an welcher der Roboter zum Stehen kommen sollte, ein Bereich, der von dem Roboter nicht mehr erreicht werden soll oder eine gewünschte Verzögerung des Roboters vorgegeben. Basierend auf dieser Vorgabe wird die Nottrajektorie durch das erfasste Objekt, mehrere erfasste Objekte oder durch den erfassten vom Roboter befahrbaren Bereich oder mehrere Bereiche bestimmt.In step 105 an emergency trajectory through the determined object and / or along the area that can be driven by the robot is determined based on the determined deceleration value. In this exemplary embodiment, depending on the current traffic situation or dangerous situation, a maximum distance after which the robot should have come to a standstill is an absolute position at which the robot should come to a stop, an area which the robot should no longer be able to reach or a desired delay of the robot is specified. Based on this specification, the emergency trajectory is determined by the detected object, several detected objects or the area or areas detected by the robot.

Das Verfahren endet in Schritt 106.The process ends in step 106 .

In einem weiteren Beispiel läuft das Verfahren in einem Lastkraftwagen ab, der Personen und zudem gefährliche Güter transportiert, in diesem Fall Kerosin. Durch die Auswertung von mittels einer Umfeldsensorik des Lastwagens aufgezeichneten Sensordaten wurde ein kritischer Bereich ermittelt, der vom Lastkraftwagen keinesfalls befahren werden sollte, da sich im Bereich Fußgänger aufhalten. Durch eine Verzögerung auf der für den Lastkraftwagen vorgesehenen Straße kann jedoch keine ausreichende Verzögerung erreicht werden. Um die Personen im Fahrzeug und die Gefahrengüter zu schützen, wird im Verfahren vor der Bestimmung der Nottrajektorie ein maximaler Verzögerungswert für den Lastkraftwagen festgelegt, der nicht überschritten werden darf. Eine Trajektorie, die durch einen soliden Baum führen würde, wodurch der maximale Verzögerungswert voraussichtlich überschritten würde, kommt in diesem Ausführungsbeispiel folglich nicht als Nottrajektorie in Betracht. Stattdessen wird in diesem Ausführungsbeispiel eine Nottrajektorie bestimmt, die den Lastkraftwagen durch eine Leitplanke in ein Feld lenkt, sodass der Lastkraftwagen durch den Aufprall mit der Leitplanke und durch das Durchfahren des Feldes verzögert wird und letztlich zum Stillstand kommt, ohne den kritischen Bereich zu befahren.In a further example, the method takes place in a truck that transports people and also dangerous goods, in this case kerosene. By evaluating the sensor data recorded by means of an environment sensor system of the truck, a critical area was determined which the truck should not drive into under any circumstances, since there are pedestrians in the area. However, deceleration on the road intended for the truck cannot provide sufficient deceleration. In order to protect the people in the vehicle and the dangerous goods, a maximum deceleration value for the truck, which must not be exceeded, is specified in the method before the determination of the emergency trajectory. A trajectory that would lead through a solid tree, as a result of which the maximum deceleration value would presumably be exceeded, is consequently not considered as an emergency trajectory in this exemplary embodiment. Instead, in this exemplary embodiment, an emergency trajectory is determined that steers the truck through a crash barrier into a field so that the truck is decelerated by the crash with the crash barrier and by driving through the field and ultimately comes to a standstill without entering the critical area.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel transportiert ein automatisiert betriebener PKW weder Gefahrengüter noch Lebewesen. Auch in diesem Fahrzeug wird, wie im vorherigen Beispiel ein Bereich identifiziert, welcher nicht vom Fahrzeug befahren werden darf. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist ein Abbremsen auf der für das Fahrzeug vorgesehenen Straße nicht mehr möglich. Auch eine Kollision mit weiteren Fahrzeugen auf dem regulären Verkehrsweg kommt als Nottrajektorie nicht in Betracht, da anhand der empfangenen Umgebungssignale nicht ausgeschlossen werden kann, ob sich in diesen Fahrzeugen Personen oder Gefahrengüter befinden. Basierend auf den empfangenen Umfelddaten wird in diesem Ausführungsbeispiel ein Baum mit einem Stammdurchmesser von mehr als 40cm erfasst. Durch einen Abgleich mit einer Datenbank wird dessen Verzögerungswert ermittelt, welcher ausreichend groß ist, dass Fahrzeug vollständig in den Stillstand zu versetzen. Die Nottrajektorie wird basierend auf diesem Verzögerungswert und der Vorgabe, das Fahrzeug schnellstmöglich in den Stillstand zu versetzen derart bestimmt, dass das Fahrzeug mit dem Baum kollidiert. Um eine mögliche Verletzung von weiteren Lebewesen zu vermeiden wird folglich ein Totalschaden des Fahrzeugs in Kauf genommen.In a further exemplary embodiment, an automatically operated car transports neither dangerous goods nor living beings. In this vehicle, too, as in the previous example, an area is identified which the vehicle is not allowed to drive into. Due to the high speed of the vehicle, it is no longer possible to brake on the road intended for the vehicle. A collision with other vehicles on the regular traffic route is also out of the question as an emergency trajectory, as the ambient signals received cannot be used to rule out whether there are people or dangerous goods in these vehicles. Based on the received environment data, a tree with a trunk diameter of more than 40 cm is recorded in this exemplary embodiment. A comparison with a database is used to determine its deceleration value, which is sufficiently large to bring the vehicle to a complete standstill. The emergency trajectory is determined based on this deceleration value and the specification to bring the vehicle to a standstill as quickly as possible in such a way that the vehicle collides with the tree. In order to avoid possible injury to other living beings, a total loss of the vehicle is accepted.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Umgebung des Roboters in einzelne Bereiche eingeteilt („grid map“), wobei beim Ablauf des Verfahrens zur Ermittlung einer Nottrajektorie jedem Bereich ein Bereichsverzögerungswert zugeordnet wird. Hierdurch lässt sich die Nottrajektorie allein anhand der Bereichsverzögerungswerte schnell und effizient bestimmen. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Bereichsverzögerungswert nicht exakt, sondern in drei verschiedenen Graden angegeben, hohe, mittlere und niedrige Verzögerung. Zudem wird ein Kollisionsschwere-Wert angegeben, keine Kollision, geringe, mittlere oder starke Kollisionsschwere. Sowohl die Bereichsverzögerungswerte als auch die Kollisionsschwere-Werte werden basierend auf den erfassten Objekten und/oder vom Roboter befahrbaren Bereichen ermittelt. Die Berechnung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel im Fahrzeug, wobei auch die Option besteht, diese Berechnung von einem externen Rechner ausführen zu lassen und lediglich eine „grid map“ mit entsprechenden Werten zu erhalten.In a further exemplary embodiment, the surroundings of the robot are divided into individual areas (“grid map”), with an area delay value being assigned to each area during the course of the method for determining an emergency trajectory. This allows the emergency trajectory to be determined quickly and efficiently using the range delay values alone. In this embodiment, the range delay value is not specified exactly, but in three different degrees, high, medium and low delay. In addition, a collision severity value is specified, no collision, low, medium or high collision severity. Both the area delay values and the collision severity values are determined based on the detected objects and / or areas that the robot can drive into. The calculation takes place in this Embodiment in the vehicle, whereby there is also the option of having this calculation carried out by an external computer and only receiving a "grid map" with corresponding values.

In diesem Ausführungsbeispiel wird zudem die Fracht des Roboters klassifiziert. Hierfür werden Innenraumsensoren, wie Kameras und Gewichtsmatten eingesetzt. Es werden hierbei die Klassen, „schützenswerte Fracht“, Personen, Gefahrengüter, weitere Lebewesen, sowie die Klasse „nicht schützenswerte Fracht“, keine Lebewesen oder Gefahrengüter eingeführt.In this exemplary embodiment, the cargo of the robot is also classified. Indoor sensors such as cameras and weight mats are used for this. The classes "cargo worthy of protection", persons, dangerous goods, other living beings, as well as the class "cargo not worth protecting", no living beings or dangerous goods are introduced.

Die Bestimmung der Nottrajektorie erfolgt basierend auf einer Bewertung der Verkehrssituation. Hierbei werden unterschiedliche Kriterien für die Wahl der optimierten Nottrajektorie vorgegeben, darunter:

  • - kleinstes Kollisionsrisiko, falls die gesamte Umgebung einsehbar ist und keine Gefahr für Lebewesen, insbesondere Menschen besteht
  • - kleinste Kollisionsschwere, falls die gesamte Umgebung einsehbar ist und keine Gefahr für Lebewesen, insbesondere Menschen besteht, eine Kollision jedoch unausweichlich ist
  • - maximale Geschwindigkeitsreduktion ohne Kollision, falls die gesamte Umgebung einsehbar ist und eine Gefahr für Lebewesen, insbesondere Menschen besteht, und der Roboter Personen oder Gefahrengüter transportiert
  • - maximale Geschwindigkeitsreduktion ohne Kollision, falls nicht die gesamte Umgebung einsehbar und der Roboter Personen oder Gefahrengüter transportiert
  • - maximale Geschwindigkeitsreduktion mit Kollision, falls die gesamte Umgebung einsehbar ist und eine Gefahr für Lebewesen, insbesondere Menschen besteht, und der Roboter keine Personen oder Gefahrengüter transportiert
  • - maximale Geschwindigkeitsreduktion mit Kollision, falls nicht die gesamte Umgebung einsehbar ist und der Roboter keine Personen oder Gefahrengüter transportiert.
The determination of the emergency trajectory is based on an assessment of the traffic situation. Different criteria are specified for the choice of the optimized emergency trajectory, including:
  • - Smallest risk of collision if the entire environment can be seen and there is no danger to living beings, especially people
  • - Smallest collision severity, if the entire environment can be seen and there is no danger to living beings, especially people, but a collision is inevitable
  • - Maximum speed reduction without collision, if the entire environment can be seen and there is a danger to living beings, especially people, and the robot is transporting people or dangerous goods
  • - Maximum speed reduction without collision, if the entire environment cannot be seen and the robot is transporting people or dangerous goods
  • - Maximum speed reduction with collision, if the entire environment can be seen and there is a danger to living beings, especially people, and the robot is not transporting any people or dangerous goods
  • - Maximum speed reduction with collision if the entire area cannot be seen and the robot is not transporting any people or dangerous goods.

In diesem Ausführungsbeispiel endet das Verfahren mit dem Ausgeben eines Signals zur Ansteuerung des Roboters entlang der bestimmten Nottrajektorie.In this exemplary embodiment, the method ends with the output of a signal for controlling the robot along the specific emergency trajectory.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016211587 A1 [0002]DE 102016211587 A1 [0002]

Claims (13)

Verfahren zur Ermittlung einer Nottrajektorie für einen automatisierten Roboter, umfassend die Schritte: • Empfangen (102) von Umfelddaten; • Erfassen (103) wenigstens eines Objektes und/oder eines mittels des Roboters befahrbaren Bereichs basierend auf den Umfelddaten; • Ermitteln (104) eines Verzögerungswertes für das erfasste Objekt und/oder den mittels des Roboters befahrbaren Bereich; • Bestimmen (105) einer Nottrajektorie durch das ermittelte Objekt und/oder entlang des mittels des Roboters befahrbaren Bereichs basierend auf dem ermittelten Verzögerungswert.Method for determining an emergency trajectory for an automated robot, comprising the steps: • Receiving (102) of environment data; • Detecting (103) at least one object and / or an area that can be traveled by the robot based on the surroundings data; • Determination (104) of a deceleration value for the detected object and / or the area that can be traveled by the robot; • Determination (105) of an emergency trajectory through the determined object and / or along the area that can be driven by the robot based on the determined deceleration value. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Objekt und/oder der mittels des Roboters befahrbare Bereich außerhalb einer regulär für den Roboter vorgesehenen Fahrbahn liegt.Procedure according to Claim 1 , wherein the object and / or the area that can be driven by the robot lies outside a roadway that is normally provided for the robot. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Umgebung des Roboters in Teilbereiche eingeteilt wird und den Teilbereichen ein Teilbereichsverzögerungswert basierend auf wenigstens der einen Ermittlung des Verzögerungswertes zugeordnet wird, wobei das Bestimmen der Nottrajektorie basierend auf den Teilbereichsverzögerungswerten erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein an environment of the robot is divided into partial areas and the partial areas are assigned a partial area delay value based on at least one determination of the delay value, the emergency trajectory being determined based on the partial area delay values. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verzögerungswert basierend auf einer Masse, Größe und/oder Steifigkeit eines Objektes und/oder einer Untergrundgegebenheit eines Bereichs ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the deceleration value is determined based on a mass, size and / or rigidity of an object and / or a subsurface condition of an area. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt des Ermittelns einer Besetzung des automatisierten Roboters mit Lebewesen und/oder Gefahrengütern, wobei die Bestimmung der Nottrajektorie basierend auf der ermittelten Besetzung erfolgt.Method according to one of the preceding claims, with the step of determining an occupation of the automated robot with living beings and / or dangerous goods, wherein the determination of the emergency trajectory takes place based on the determined occupation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt des Ermittelns einer Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit einem Menschen und/oder einem anderen Lebewesen, wobei die Bestimmung der Nottrajektorie basierend auf der ermittelten Wahrscheinlichkeit erfolgt.Method according to one of the preceding claims, with the step of determining a probability of a collision with a person and / or another living being, the emergency trajectory being determined based on the determined probability. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, wobei als Nottrajektorie eine Trajektorie mit hohem, insbesondere größtmöglichen, Verzögerungspotential ausgewählt wird, wenn der Roboter keine Lebewesen und/oder Gefahrgüter transportiert und eine Wahrscheinlichkeit für eine Kollision mit einem Menschen und/oder einem anderen Lebewesen entlang dieser Trajektorie einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet, wobei das Verzögerungspotential der Trajektorie basierend auf wenigstens einem ermittelten Verzögerungswert für einen Bereich oder ein Objekt entlang der Trajektorie ermittelt wird.Procedure according to Claim 5 and 6th , a trajectory with a high, in particular the greatest possible, delay potential being selected as the emergency trajectory if the robot is not transporting living beings and / or dangerous goods and a probability of a collision with a person and / or another living being along this trajectory exceeds a predefined threshold value, with the delay potential of the trajectory is determined based on at least one determined delay value for a region or an object along the trajectory. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, wobei als Nottrajektorie eine Trajektorie mit größtmöglichem aber einen vordefinierten maximalen Schwellenwert unterschreitendem, Verzögerungspotential ausgewählt wird, wenn der Roboter Lebewesen und/oder Gefahrgüter transportiert und eine Wahrscheinlichkeit für eine Kollision mit einem Menschen und/oder einem anderen Lebewesen entlang dieser Trajektorie einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet, wobei das Verzögerungspotential der Trajektorie basierend auf wenigstens einem ermittelten Verzögerungswert für einen Bereich oder ein Objekt entlang der Trajektorie ermittelt wird.Procedure according to Claim 5 and 6th , whereby a trajectory with the greatest possible but below a predefined maximum threshold value, delay potential is selected as the emergency trajectory if the robot transports living beings and / or dangerous goods and a probability of a collision with a person and / or another living being along this trajectory exceeds a predefined threshold value , wherein the delay potential of the trajectory is determined based on at least one determined delay value for a region or an object along the trajectory. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem zusätzlichen Schritt des Ausgebens eines Steuersignals zur Steuerung des Roboters entlang der Nottrajektorie.Method according to one of the preceding claims, with the additional step of outputting a control signal for controlling the robot along the emergency trajectory. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Roboter als Industrieroboter, Rasenmäher, Wasserfahrzeug, Schienenfahrzeug, Kraftfahrzeug, Bus, Shuttle, fahrerloses Fahrzeug, Flugzeug, Drohne und/oder Helikopter ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the robot is designed as an industrial robot, lawn mower, watercraft, rail vehicle, motor vehicle, bus, shuttle, driverless vehicle, airplane, drone and / or helicopter. Vorrichtung, die eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Device which is set up to carry out a method according to one of the preceding claims. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.Computer program, comprising instructions which cause the computer program to be executed by a computer, a method according to one of the Claims 1 until 10 to execute. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.Machine-readable storage medium on which the computer program is based Claim 12 is stored.
DE102020207782.7A 2020-06-23 2020-06-23 Method for determining an emergency trajectory Pending DE102020207782A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020207782.7A DE102020207782A1 (en) 2020-06-23 2020-06-23 Method for determining an emergency trajectory

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020207782.7A DE102020207782A1 (en) 2020-06-23 2020-06-23 Method for determining an emergency trajectory

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020207782A1 true DE102020207782A1 (en) 2021-12-23

Family

ID=78823053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020207782.7A Pending DE102020207782A1 (en) 2020-06-23 2020-06-23 Method for determining an emergency trajectory

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020207782A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19741631A1 (en) 1997-09-20 1999-03-25 Volkswagen Ag Method and device for avoiding and / or minimizing conflict situations in road traffic
DE102013206915A1 (en) 2013-04-17 2014-10-23 Continental Teves Ag & Co. Ohg Apparatus, system and method for identifying busy traffic objects and use of the system
DE102015215605A1 (en) 2015-08-17 2017-02-23 Siemens Aktiengesellschaft Method for controlling a traffic control system
DE102016211587A1 (en) 2016-06-28 2017-12-28 Robert Bosch Gmbh Method and device for controlling a vehicle
DE102018217828A1 (en) 2017-10-26 2019-05-02 Robert Bosch Gmbh Method and device for adapting a driving behavior of a partially, fully or fully automated vehicle
DE102018112518A1 (en) 2018-05-24 2019-11-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Emergency assistant "Braking in case of suddenly detected too low friction coefficient"
DE102019100731A1 (en) 2019-01-14 2020-07-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method, system and computer program for reducing kinetic energy in a vehicle

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19741631A1 (en) 1997-09-20 1999-03-25 Volkswagen Ag Method and device for avoiding and / or minimizing conflict situations in road traffic
DE102013206915A1 (en) 2013-04-17 2014-10-23 Continental Teves Ag & Co. Ohg Apparatus, system and method for identifying busy traffic objects and use of the system
DE102015215605A1 (en) 2015-08-17 2017-02-23 Siemens Aktiengesellschaft Method for controlling a traffic control system
DE102016211587A1 (en) 2016-06-28 2017-12-28 Robert Bosch Gmbh Method and device for controlling a vehicle
DE102018217828A1 (en) 2017-10-26 2019-05-02 Robert Bosch Gmbh Method and device for adapting a driving behavior of a partially, fully or fully automated vehicle
DE102018112518A1 (en) 2018-05-24 2019-11-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Emergency assistant "Braking in case of suddenly detected too low friction coefficient"
DE102019100731A1 (en) 2019-01-14 2020-07-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method, system and computer program for reducing kinetic energy in a vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3627386A1 (en) Method and device for providing an image of the vicinity of a mobile device and motor vehicle comprising such a device
DE102014219691A1 (en) Method for monitoring a rail track environment and monitoring system
DE102014016815A1 (en) Method for operating a vehicle
DE102019202026A1 (en) Method and control device for vehicle collision avoidance
DE102010023603A1 (en) Method for transmitting and processing information of e.g. pedestrian, at roadside, involves transmitting position and form of object with respect to vehicle to determine position of object and hazard potential with respect to vehicle
EP3766744A1 (en) Triggering of at least one impact air bag of an unmanned vehicle
DE102015116542A1 (en) Method for determining a parking area for parking a motor vehicle, driver assistance system and motor vehicle
DE102017211387A1 (en) System and method for automated maneuvering of an ego vehicle
DE102016220450A1 (en) Apparatus, means of transport and method for estimating a collision probability between a means of locomotion and an environment object
DE102021203014A1 (en) Obstacle detection for a rail vehicle
DE102018127061B3 (en) Method for operating an assistance system of a vehicle, device for carrying out the method and vehicle
DE102020207782A1 (en) Method for determining an emergency trajectory
DE102016012342A1 (en) Device for detecting the environment of a vehicle
DE102019218349A1 (en) Method for classifying at least one ultrasonic echo from echo signals
WO2019137864A1 (en) Method for preventing a critical situation for a motor vehicle, wherein a distance between a motor vehicle contour and an object contour is determined, driver assistance system and motor vehicle
DE102019201690A1 (en) Procedure and assistance system for monitoring the surroundings of an ego vehicle
DE102021127028A1 (en) SYSTEMS AND PROCEDURES FOR CUSTOMIZABLE REAR COLLISION ALERTS
DE102017105721A1 (en) Method for identifying at least one parking space for a vehicle and parking assistance system of a vehicle
DE102016013601A1 (en) Method for operating a vehicle
DE102020005763A1 (en) Method for controlling a vehicle
DE102004047122A1 (en) Sensor and guidance system for road vehicle has four different types of sensor in front of vehicle, building up picture of environment in front of vehicle, including IR and video sensors
DE102022207574B3 (en) Method for controlling an at least partially autonomous motor vehicle in a parked state
DE102019008079A1 (en) Method for detecting at least one object in a driving area of a vehicle, device set up to carry out such a method, and vehicle with such a device
DE102019201297A1 (en) Autonomous operation of a vehicle within a safe work area
DE102018207752A1 (en) Adapting a control behavior of a vehicle as a function of a risk situation of the passengers

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60W0030095000

Ipc: B60W0030080000

R163 Identified publications notified