DE102021102956A1 - Process for the continuous determination of control signals for controlling actuators of a vehicle - Google Patents
Process for the continuous determination of control signals for controlling actuators of a vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021102956A1 DE102021102956A1 DE102021102956.2A DE102021102956A DE102021102956A1 DE 102021102956 A1 DE102021102956 A1 DE 102021102956A1 DE 102021102956 A DE102021102956 A DE 102021102956A DE 102021102956 A1 DE102021102956 A1 DE 102021102956A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- vehicle
- value
- control signal
- optimal
- unit
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
- G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
- G01C21/34—Route searching; Route guidance
- G01C21/3407—Route searching; Route guidance specially adapted for specific applications
- G01C21/3415—Dynamic re-routing, e.g. recalculating the route when the user deviates from calculated route or after detecting real-time traffic data or accidents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fortlaufenden Bestimmung von Stellsignalen zur Regelung von Stellgliedern eines Fahrzeuges, um eine optimale Pfadfolgeregelung zur Verfügung zu stellen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method for continuously determining control signals for controlling actuators of a vehicle in order to provide optimal path following control. Furthermore, the invention relates to a system for carrying out the method according to the invention.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fortlaufenden Bestimmung von Stellsignalen zur Regelung von Stellgliedern eines Fahrzeuges, sowie ein System zum Ausführen eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for the continuous determination of control signals for controlling actuators of a vehicle, and a system for carrying out such a method.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Fahrzeugflotten für den Transport von Gütern oder Personen, seien es Straßenfahrzeuge, wie Busse oder Wasserfahrzeuge, wie Fähren, von einer übergeordneten Stelle koordiniert werden, d.h. die Routenplanung übergeordnet durchgeführt wird. Dabei können bekannterweise feste Fahrpläne mit Fahrstrecken sowie An- und Abfahrtszeiten festgelegt werden, denen ungeachtet äußerer Umstände gefolgt wird. Diese Systeme sind unflexibel und können die tatsächlich vorliegenden Gegebenheiten nicht oder nur verzögert berücksichtigen.It is known from the prior art that vehicle fleets for the transport of goods or people, be they road vehicles such as buses or watercraft such as ferries, are coordinated by a higher-level body, i.e. the route planning is carried out at a higher level. As is known, fixed timetables with routes and arrival and departure times can be set, which are followed regardless of external circumstances. These systems are inflexible and cannot, or only with a delay, take actual circumstances into account.
Den einzelnen Fahrzeugen, welche Bestandteile der Fahrzeugflotte darstellen, werden ihre jeweiligen Fahrstrecken und Zeiten zugeteilt. Hierbei ist es ebenfalls kaum möglich, auf äußere Umstände zu reagieren, die die Fahrstrecke und/oder die Zeiten beeinflussen würden. So könnte die Anzahl an Passagieren die Kapazität des Fahrzeuges übersteigen, etwaige Hindernisse die Fahrstrecke blockieren oder Wetterverhältnisse die Fahrtdauer verlängern, wodurch die Zeiten und/oder die Fahrstrecke nicht eingehalten werden können.The individual vehicles, which are part of the vehicle fleet, are assigned their respective routes and times. It is also hardly possible to react to external circumstances that would affect the route and/or the times. For example, the number of passengers could exceed the capacity of the vehicle, any obstacles could block the route, or weather conditions could increase the duration of the journey, meaning that the times and/or the route could not be adhered to.
Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie ein entsprechendes System bereitzustellen, mittels welchem die genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden können.It is accordingly the object of the present invention to provide a method and a corresponding system by means of which the disadvantages of the prior art mentioned can be eliminated.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und einem System gemäß Patentanspruch 11.This object is achieved by a method having the features of
Kerngedanke der Erfindung ist ein Verfahren zur fortlaufenden Bestimmung von Stellsignalen zur Regelung von Stellgliedern eines Fahrzeuges, umfassend die Schritte:
- a. Bestimmen und Setzen von Zielkoordinaten und einem Ankunftszeitraum für das Fahrzeug und Senden der Zielkoordinaten und des Ankunftszeitraums an eine Pfadplanungseinheit;
- b. Berechnen von Pfadfolgedaten durch die Pfadplanungseinheit basierend auf den Zielkoordinaten, dem Ankunftszeitraum und einem aktuellen Fahrzeugzustand und Senden der Pfadfolgedaten an eine Optimierungseinheit;
- c. Bestimmen zumindest eines ersten Wertes und eines zweiten Wertes zumindest eines Stellsignals durch die Optimierungseinheit und Senden des zumindest ersten und zweiten Wertes des zumindest einen Stellsignals an eine Modellrecheneinheit;
- d. Berechnen von zumindest einem ersten prädizierten Fahrzeugzustand und einem zweiten prädizierten Fahrzeugzustand über einen Prädiktionszeitraum durch die Modellrecheneinheit mittels einer Fahrzeugmodellsimulationsgleichung, wobei der erste prädizierte Fahrzeugzustand basierend auf dem ersten Wert des zumindest einen Stellsignals und dem aktuellen Fahrzeugzustand und der zweite prädizierte Fahrzeugzustand basierend auf dem ersten und dem zweiten Wert des zumindest einen Stellsignals und dem aktuellen Fahrzeugzustand berechnet wird und Senden des zumindest ersten und zweiten prädizierten Fahrzeugzustands an die Optimierungseinheit;
- e. Berechnen zumindest eines optimalen ersten Wertes und eines optimalen zweiten Wertes des zumindest einen Stellsignals durch die Optimierungseinheit basierend zumindest auf den Pfadfolgedaten, dem zumindest ersten und zweiten prädizierten Fahrzeugzustand und dem aktuellen Fahrzeugzustand, wobei der optimale Wert des zumindest einen Stellsignals derart berechnet wird, dass eine Kostenfunktion minimiert wird;
- f. Senden des optimalen ersten Wertes des zumindest einen Stellsignals an das Stellglied des Fahrzeugs und eine Vergleichseinheit; und
- g. Übernehmen des optimalen ersten Wertes des zumindest einen Stellsignals durch das zumindest eine Stellglied des Fahrzeugs.
- a. determining and setting destination coordinates and an arrival period for the vehicle and sending the destination coordinates and the arrival period to a path planning unit;
- b. calculating path following data by the path planning unit based on the destination coordinates, the arrival period and a current vehicle condition and sending the path following data to an optimization unit;
- c. determining at least a first value and a second value of at least one control signal by the optimization unit and sending the at least first and second value of the at least one control signal to a model computing unit;
- i.e. Calculation of at least a first predicted vehicle state and a second predicted vehicle state over a prediction period by the model computing unit using a vehicle model simulation equation, the first predicted vehicle state based on the first value of the at least one control signal and the current vehicle state and the second predicted vehicle state based on the first and the second value of the at least one control signal and the current vehicle state is calculated and sending the at least first and second predicted vehicle state to the optimization unit;
- e. Calculation of at least one optimal first value and an optimal second value of the at least one control signal by the optimization unit based at least on the path sequence data, the at least first and second predicted vehicle status and the current vehicle condition, wherein the optimal value of the at least one control signal is calculated in such a way that a cost function is minimized;
- f. Sending the optimal first value of the at least one control signal to the actuator of the vehicle and a comparison unit; and
- G. Adoption of the optimal first value of the at least one control signal by the at least one actuator of the vehicle.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Wert eines Stellsignals berechnet, welches dann von einem Stellglied eines Fahrzeugs übernommen wird. Die Berechnung des Wertes des Stellsignals erfolgt unter Berücksichtigung mehrerer Faktoren, die im Folgenden noch näher erläutert werden. Das Verfahren ist dazu vorgesehen, eine optimale Streckenfolge bzw. Pfadfolge des Fahrzeuges auf einer Soll-Strecke bzw. einem Soll-Pfad (ausgedrückt durch die Pfadfolgedaten) zu den Zielkoordinaten zu gewährleisten, indem sensorbezogene als auch anhand eines Modells abgeschätzte und berechnete Daten bzw. Informationen für die Berechnung eines optimalen Wertes eines Stellsignals berücksichtigt werden. Durch die Übernahme des optimalen Wertes des Stellsignals von zumindest einem Stellglied des Fahrzeugs kann wiederum eine optimale Streckenfolge bzw. Pfadfolge des Fahrzeugs erreicht werden. Folglich wird der optimale Wert des Stellsignals für die Ansteuerung des Stellglieds des Fahrzeugs so berechnet, dass dem Soll-Pfad/Weg bzw. der Soll-Strecke zu den Zielkoordinaten situationsabhängig optimal gefolgt werden kann. Dabei fließen in die Optimierungseinheit zur Berechnung des optimalen Wertes des Stellsignals in Schritt e. weitere Daten bzw. Informationen ein, die aus der Vergleichseinheit und der Modellrecheneinheit stammen, wodurch die Berechnung des optimalen Wertes des Stellsignals verbessert bzw. genauer wird. Die Optimierungseinheit löst also ein Optimalsteuerungsproblem auf dem Prädiktionszeitraum (bewegter Horizont), wobei es sich um eine modellprädiktive Regelung handelt, die eine optimierungsbasierte Pfadfolgeregelung realisiert.The method according to the invention calculates the value of an actuating signal, which is then accepted by an actuator of a vehicle. The value of the actuating signal is calculated taking into account several factors, which are explained in more detail below. The method is intended to ensure an optimal route or path sequence of the vehicle on a target route or a target path (expressed by the path sequence data) to the target coordinates by using sensor-related data and data or Information for the calculation of an optimal value of a control signal is taken into account. By taking over the optimum value of the control signal from at least one actuator of the vehicle, an optimum route sequence or path sequence of the vehicle can in turn be achieved. Consequently, the optimal value of the control signal for controlling the actuator of the vehicle is calculated in such a way that the target path/distance or the target route to the target coordinates can be optimally followed depending on the situation. Flow in the optimization unit for calculating the optimal value of the actuating signal in step e. further data or information coming from the comparison unit and the model arithmetic unit, as a result of which the calculation of the optimal value of the control signal is improved or becomes more precise. The optimization unit thus solves an optimal control problem on the prediction period (moving horizon), which is a model predictive control that implements an optimization-based path following control.
Vereinfacht ausgedrückt wird im Schritt c. bei einem ersten Durchlauf des Verfahrens eine triviale (oder auch nicht-triviale, „bessere“) Lösung (Wert) für das Stellsignal angenommen, z.B. „Vollgas“ oder Ruderwinkel = 0° für den gesamten Prädiktionszeitraum. Dabei wird von einem als bekannt angenommenen oder einem geschätzten aktuellen Fahrzeugzustand ausgegangen. In Verbindung mit diesem bestimmten Eingang wird die Fahrzeugmodellsimulationsgleichung in Schritt d. mit dem aktuellen Fahrzeugzustand gelöst/ integriert und man erhält für den Prädiktionszeitraum oder bevorzugt für jedes Prädiktionszeitintervall, in die der Prädiktionszeitraum unterteilt ist, einen zugehörigen, prädizierten Fahrzeugzustand. Diese so berechneten prädizierten Fahrzeugzustände (sogenannter „initial guess“) werden an die Optimierungseinheit übergeben, die dann iterativ die optimale Lösung (optimalen Wert des Stellsignals) für den Prädiktionszeitraum oder bevorzugt für jedes Prädiktionszeitintervall, in die der Prädiktionszeitraum unterteilt ist, bestimmt. Dieser Eingang (optimaler erster Wert des Stellsignals) wird für die Abtastzeit (erstes Zeitintervall) am Stellglied des Fahrzeuges realisiert, wobei sich die gesamte Lösung (von allen Zeitintervallen) des Optimierungsproblems gemerkt/gespeichert wird und der der optimale erste Wert sozusagen verworfen wird, da dieser „jetzt“ Vergangenheit ist. Diese optimalen Werte des Stellsignals (bis auf den optimalen ersten Wert) werden nun als neuer „initial guess“ (Bestimmung in Schritt c.) für die nächste Iteration in Schritt d. (Berechnung der prädizierten Fahrzeugzustände), bevorzugt zusammen mit dem berechneten Schätz-Fahrzeugzustand aus der Vergleichseinheit verwendet, und das Verfahren läuft erneut ab.Put simply, in step c. a trivial (or also non-trivial, "better") solution (value) for the actuating signal is assumed in a first run of the method, e.g. "full throttle" or rudder angle = 0° for the entire prediction period. In this case, it is assumed that the current vehicle state is assumed to be known or is estimated. In connection with this particular input, the vehicle model simulation equation in step d. solved/integrated with the current vehicle state and an associated, predicted vehicle state is obtained for the prediction period or preferably for each prediction time interval into which the prediction period is subdivided. The predicted vehicle states calculated in this way (so-called “initial guess”) are transferred to the optimization unit, which then iteratively determines the optimal solution (optimal value of the control signal) for the prediction period or preferably for each prediction time interval into which the prediction period is divided. This input (optimal first value of the actuating signal) is implemented for the sampling time (first time interval) on the vehicle's actuator, with the entire solution (of all time intervals) of the optimization problem being noted/saved and the optimal first value being discarded, so to speak, since this "now" is past. These optimal values of the actuating signal (apart from the optimal first value) are now used as the new "initial guess" (determined in step c.) for the next iteration in step d. (Calculation of the predicted vehicle states), preferably used together with the calculated estimated vehicle state from the comparison unit, and the method runs again.
Bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein Kraftfahrzeug, wobei ein Land-, Wasser- und/oder Luftfahrzeug geeignet wäre. Besonders bevorzugt wird unter einem Fahrzeug hierbei ein Schiff, insbesondere eine Fähre, verstanden, die zum Transport von Passagieren und/oder Gütern ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist zumindest ein Stellglied auf, wobei unter einem Stellglied bevorzugt ein Aktor verstanden wird, der mittels eines Stellsignals beeinflusst bzw. gezielt eingestellt werden kann. Bevorzugt ist das Stellglied dazu vorgesehen und ausgebildet, den Fahrzeugzustand (siehe unten) zu beeinflussen bzw. zu verändern. Bevorzugt handelt es sich bei einem Stellglied im Sinne der Erfindung um Antriebseinheiten bzw. entsprechende Teile der Antriebseinheit, Lenkeinheiten bzw. entsprechende Teile der Lenkeinheit oder dergleichen, wobei die Stellglieder nicht auf diese Beispiele beschränkt sein sollen.A vehicle according to the invention is preferably a motor vehicle, in which case a land vehicle, water vehicle and/or aircraft would be suitable. A vehicle is particularly preferably understood to mean a ship, in particular a ferry, which is designed to transport passengers and/or goods. The vehicle according to the invention has at least one actuator, an actuator preferably being understood as meaning an actuator which can be influenced or set in a targeted manner by means of an actuating signal. The actuator is preferably provided and designed to influence or change the vehicle state (see below). An actuator within the meaning of the invention is preferably drive units or corresponding parts of the drive unit, steering units or corresponding parts of the steering unit or the like, with the actuators not being limited to these examples.
Eine erfindungsgemäße Modellrecheneinheit ist dazu vorgesehen und ausgebildet, zumindest ein mathematisches Fahrzeugmodell zur Verfügung zu stellen, mittels welchem unter anderem Fahrzeugzustände ausgehend von einem Stellsignalwert prädiziert werden können. Bevorzugt stellt die Modellrecheneinheit einen digitalen Zwilling des realen Fahrzeuges dar. Besonders bevorzugt ist die Modellrecheneinheit so zu verstehen, dass diese ein mathematisches Fahrzeugmodell darstellt bzw. zur Verfügung stellt, auf welches die Optimierungseinheit und die Vergleichseinheit zugreifen können bzw. das Fahrzeugmodell für etwaige Berechnungen nutzen können. Die Modellrecheneinheit stellt der Optimierungseinheit und der Vergleichseinheit bevorzugt das mathematische Fahrzeugmodell für etwaige Berechnungen zur Verfügung. Dabei ist es denkbar, dass die Funktionalität der Modellrecheneinheit zumindest teilweise von der Optimierungseinheit und/oder der Vergleichseinheit übernommen wird und die Modellrecheneinheit nicht als separate Einheit ausgebildet ist, sondern die Funktionalität zumindest teilweise von der Optimierungseinheit und/oder der Vergleichseinheit übernommen wird. Es wäre denkbar, dass die Optimierungseinheit selbst mittels der Fahrzeugmodellsimulationsgleichung die prädizierten Fahrzeugzustände berechnet und/oder die Vergleichseinheit selbst über die Fahrzeugmodellsimulationsgleichung und die Sensormodellsimulationsgleichung Berechnungen durchführt. Dabei können bevorzugt verschiedene Fahrzeugmodelle für die Berechnung situationsbedingt ausgewählt werden, wobei es denkbar wäre, dass die verschiedenen Fahrzeugmodelle eine unterschiedliche Anzahl an Freiheitsgraden aufweisen. So könnte beispielsweise für eine Fähre ein Manövriermodell mit mehr Freiheitsgraden, welches beim An- und Ablegen oder dergleichen, also Manövern mit viel Bewegung bzw. mit erhöhter Schiffsdynamik, der Berechnung zugrunde gelegt werden und ein Autopilotmodell mit weniger Freiheitsgraden, bei im Wesentlichen freier Fahrt, vorgesehen sein, zwischen denen je nach Situation von der Modellrecheneinheit gewählt werden kann. Bevorzugt kann die Modellrecheneinheit aus verschiedenen Fahrzeugmodellen bzw. Fahrzeugmodellsimulationsgleichungen in Abhängigkeit von dem aktuellen Fahrzeugzustand, den Pfadfolgedaten und/oder dem Schätz-Fahrzeugzustand wählen.A model computing unit according to the invention is provided and designed to provide at least one mathematical vehicle model, by means of which, among other things, vehicle states can be predicted based on a control signal value. The model computing unit preferably represents a digital twin of the real vehicle. The model computing unit is particularly preferably to be understood in such a way that it represents or makes available a mathematical vehicle model which the optimization unit and the comparison unit can access or use the vehicle model for any calculations be able. The model computing unit preferably makes the mathematical vehicle model available to the optimization unit and the comparison unit for any calculations. It is conceivable that the functionality of the model arithmetic unit is at least partly taken over by the optimization unit and/or the comparison unit and the model arithmetic unit is not designed as a separate unit, but rather the functionality is at least partly taken over by the optimization unit and/or the comparison unit. It would be conceivable for the optimization unit itself to calculate the predicted vehicle states using the vehicle model simulation equation and/or for the comparison unit itself to carry out calculations using the vehicle model simulation equation and the sensor model simulation equation. In this case, different vehicle models can preferably be selected for the calculation depending on the situation, it being conceivable for the different vehicle models to have a different number of degrees of freedom. For example, for a ferry, a maneuvering model with more degrees of freedom, which is used as a basis for the calculation when docking and casting off or the like, i.e. maneuvers with a lot of movement or with increased ship dynamics, and an autopilot model with fewer degrees of freedom, with essentially free travel, be provided, between which can be selected depending on the situation of the model computing unit. The model computing unit can preferably select from different vehicle models or vehicle model simulation equations depending on the current vehicle status, the path sequence data and/or the estimated vehicle status.
Die prädizierten Fahrzeugzustände werden basierend auf dem Wert des Stellsignals und dem aktuellen Fahrzeugzustand bzw. dem Schätz-Fahrzeugzustand durch die erfindungsgemäße Fahrzeugmodellsimulationsgleichung über den Prädiktionszeitraum berechnet. Die Fahrzeugmodellsimulationsgleichung beschreibt dabei die Änderungsrate des Fahrzeugzustands in Abhängigkeit von dem Wert des Stellsignals und dem aktuellen Fahrzeugzustand/ dem Schätz-Fahrzeugzustand. Dabei handelt es sich bevorzugt um eine fahrzeug-spezifische Differentialgleichung, die unter anderem Fahrzeuggrößen wie Masse, Trägheit und/oder Dämpfungsterme umfasst, um die Zusammenhänge zwischen Fahrzeugzustand und Stellsignal mathematisch abzubilden. Bevorzugt stellt die Fahrzeugmodellsimulationsgleichung die Modellrecheneinheit dar. Die zugrunde gelegte Differentialgleichung kann sich je nach verwendetem Fahrzeugmodell unterscheiden. Die prädizierten Fahrzeugzustände werden bevorzugt durch (numerische) Integration der Fahrzeugmodellsimulationsgleichung (Differentialgleichung) berechnet, wobei über den Prädiktionszeitraum integriert wird. Die prädizierten Fahrzeugzustände geben sozusagen den Verlauf der Fahrzeugzustände wieder und können auch als dynamisches Verhalten des Fahrzeugs bezeichnet werden.The predicted vehicle states are calculated based on the value of the control signal and the current vehicle state or the estimated vehicle state by the vehicle model simulation equation according to the invention over the prediction period. The vehicle model simulation equation describes the rate of change of the vehicle state as a function of the value of the actuating signal and the current vehicle state/the estimated vehicle state. This is preferably a vehicle-specific differential equation, which includes, among other things, vehicle parameters such as mass, inertia and/or damping terms, in order to mathematically map the relationships between the vehicle state and the control signal. The vehicle model simulation equation preferably represents the model arithmetic unit. The underlying differential equation can differ depending on the vehicle model used. The predicted vehicle states are preferably calculated by (numerical) integration of the vehicle model simulation equation (differential equation), integration being carried out over the prediction period. The predicted vehicle states reflect the course of the vehicle states, so to speak, and can also be referred to as the dynamic behavior of the vehicle.
So wird der erste prädizierte Fahrzeugzustand basierend auf dem ersten Wert des zumindest einen Stellsignals und dem aktuellen Fahrzeugzustand und der zweite prädizierte Fahrzeugzustand basierend auf dem ersten und dem zweiten Wert des zumindest einen Stellsignals und dem aktuellen Fahrzeugzustand berechnet. Diese Werte des Stellsignals werden durch die Optimierungseinheit bestimmt, wobei zumindest zwei Werte bestimmt werden, bevorzugt drei Werte, weiter bevorzugt fünf Werte und besonders bevorzugt mehrere Werte. Bevorzugt wird für das Prädiktionszeitintervall, in die der Prädiktionszeitraum unterteilt ist/wird, ein Wert für das Stellsignal bestimmt, wobei die Anzahl der Prädiktionszeitintervalle für die Optimierungseinheit als bekannt angenommen wird oder aber auch durch diese vorgegeben werden könnte.The first predicted vehicle state is calculated based on the first value of the at least one control signal and the current vehicle state, and the second predicted vehicle state is calculated based on the first and second values of the at least one control signal and the current vehicle state. These values of the actuating signal are determined by the optimization unit, with at least two values being determined, preferably three values, more preferably five values and particularly preferably a plurality of values. A value for the actuating signal is preferably determined for the prediction time interval into which the prediction time period is/is subdivided, the number of prediction time intervals for the optimization unit being assumed to be known or could also be predetermined by the optimization unit.
Die Modellrecheneinheit prädiziert also mittels der Fahrzeugmodellsimulationsgleichung die Fahrzeugzustände, welche für den Prädiktionszeitraum bei dem bestimmten Wert für das Stellsignal zu erwarten sind.The model computing unit thus uses the vehicle model simulation equation to predict the vehicle states which are to be expected for the prediction period given the specific value for the control signal.
Der Fahrzeugzustand im Sinne der Erfindung umfasst bevorzugt eine Position (z.B. in einem Koordinatensystem, wie NED), eine Bewegungsrichtung (bei Schiffen, wie Fähren, bevorzugt Heading genannt) und/oder eine Geschwindigkeit (translatorisch und/oder rotatorisch) jeweils des zugehörigen Fahrzeuges, wobei der Fahrzeugzustand nicht darauf beschränkt sein soll. Der genannte Fahrzeugzustand ist insbesondere bevorzugt für die Streckenfolge bzw. die Pfadfolge relevant und ist insbesondere bevorzugt durch das Stellsignal bzw. das Ausführen des Stellsignals durch ein Stellglied des Fahrzeugs beeinflussbar. Das Stellsignal kann einen bestimmten Wert aufweisen, welcher eine bestimmte Einstellung des Stellglieds des Fahrzeuges hervorruft. So könnte bei einer Fähre ein bestimmter Ruderwinkel, von z.B. 10°, durch das Stellsignal vorgegeben werden, der dann durch das Stellglied, in diesem Fall das Ruder der Fähre, übernommen wird, wobei der Ruderwinkel den Fahrzeugzustand (insbesondere Position und Richtung) beeinflusst. Der aktuelle Fahrzeugzustand, welcher in den Schritten b., d. und e. verwendet wird, umfasst zumindest die aktuelle Position und weiter bevorzugt eine Bewegungsrichtung (Heading), wobei die Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zu Beginn des Verfahrens bevorzugt als null angenommen werden können (zumindest bei einem ersten Durchlauf des Verfahrens). Bevorzugt ist der aktuelle Fahrzeugzustand der Optimierungseinheit bekannt (die Optimierungseinheit ist bevorzugt als Teil des Fahrzeugs ausgebildet und der aktuelle Fahrzeugzustand somit auf einfache Weise an die Optimierungseinheit, z.B. mittels einer erfassten Sensorgröße, übermittelbar) oder es wird ein aktueller Schätz-Fahrzeugzustand verwendet.The vehicle status within the meaning of the invention preferably includes a position (e.g. in a coordinate system such as NED), a direction of movement (for ships such as ferries, preferably called heading) and/or a speed (translational and/or rotational) of the associated vehicle, the vehicle condition shall not be limited thereto. The stated vehicle state is particularly preferably relevant for the sequence of routes or the sequence of paths and can particularly preferably be influenced by the control signal or the execution of the control signal by an actuator of the vehicle. The control signal can have a specific value, which causes a specific setting of the actuator of the vehicle. In the case of a ferry, for example, a certain rudder angle, e.g. 10°, could be specified by the actuating signal, which is then taken over by the actuator, in this case the rudder of the ferry, with the rudder angle influencing the vehicle status (particularly position and direction). The current vehicle status, which is determined in steps b., d. and e. is used, includes at least the current position and more preferably a direction of movement (heading), the speeds of the vehicle at the beginning of the method can preferably be assumed to be zero (at least in a first run of the method). The current vehicle status is preferably known to the optimization unit (the optimization unit is preferably designed as part of the vehicle and the current vehicle status can therefore be transmitted to the optimization unit in a simple manner, e.g. by means of a detected sensor variable) or a current estimated vehicle status is used.
Eine erfindungsgemäße Optimierungseinheit ist dazu vorgesehen und ausgebildet, einen optimalen Wert eines Stellsignals anhand der zur Verfügung stehenden Daten bzw. Informationen für den Prädiktionszeitraum (Horizont) zu berechnen, um dem durch die Pfadplanungseinheit vorgegebenen Soll-Pfad optimal zu folgen, d.h. die Kostenfunktion zu minimieren. Die Optimierungseinheit löst dabei das Optimalsteuerungsproblem mittels einer mathematischen Funktion. Die Berechnung erfolgt derart, dass eine Kostenfunktion minimiert wird. Die Kostenfunktion stellt dabei sozusagen eine Summe von einzelnen Kostenwerten dar, die durch eine Abweichung von Daten bzw. Werten, auf denen die Berechnung basiert, entstehen. Bevorzugt können die Kosten bei einer Abweichung Daten- bzw. Wert-spezifisch festgelegt werden. So kann festgelegt sein, dass eine Abweichung von den Pfadfolgedaten, auf denen die Berechnung basiert, sehr hohe Kosten verursacht, wodurch eine möglichst genaue Streckenfolge bzw. Pfadfolge gewährleistet ist. Bevorzugt ist der optimale Wert des Stellsignals der Wert, für den unter den gegebenen Beschränkungen (prädizierte Fahrzeugzustände, Schätz-Fahrzeugzustand, Hindernisdaten, Fahrzeugdaten, und /oder Umgebungsdaten) die Kostenfunktion minimal ist.An optimization unit according to the invention is provided and designed to calculate an optimal value of a control signal based on the available data or information for the prediction period (horizon) in order to optimally follow the target path specified by the path planning unit, i.e. to minimize the cost function . The optimization unit solves the optimal control problem using a mathematical function. The calculation is carried out in such a way that a cost function is minimized. In this case, the cost function represents, so to speak, a sum of individual cost values that arise as a result of a deviation from data or values on which the calculation is based. In the event of a discrepancy, the costs can preferably be specified in a data-specific or value-specific manner. It can thus be determined that a deviation from the path sequence data on which the calculation is based causes very high costs, as a result of which a route sequence or path sequence that is as accurate as possible is ensured. The optimum value of the actuating signal is preferably the value for which the cost function is minimal given the given restrictions (predicted vehicle states, estimated vehicle state, obstacle data, vehicle data and/or environmental data).
Bei Sensorgrößen handelt es sich um Messgrößen, die mittels eines Sensors direkt erfasst werden können oder durch entsprechende Umrechnung der Sensordaten erhalten werden. An und/oder in dem Fahrzeug ist daher mindestens ein Sensor angeordnet, wobei ebenfalls mehrere Sensoren vorgesehen sein können, die unterschiedliche Sensorgrößen erfassen. Dabei kann es sich bei den Sensoren beispielsweise um einen Beschleunigungssensor, einen Wegsensor, GPS-Sensor, Radar, Lidar, AIS, Drehmomentsensor, Drehzahlsensor, optischen Sensor oder dergleichen handeln. Die Sensorgröße wird bevorzugt immer zum aktuellen Zeitpunkt, bevorzugt entsprechend dem ersten Prädiktionszeitintervall, erfasst.Sensor variables are measured variables that can be recorded directly using a sensor or by appropriate conversion of the sensor data can be obtained. At least one sensor is therefore arranged on and/or in the vehicle, it also being possible for a plurality of sensors to be provided which detect different sensor variables. The sensors can be, for example, an acceleration sensor, a displacement sensor, GPS sensor, radar, lidar, AIS, torque sensor, speed sensor, optical sensor or the like. The sensor variable is preferably always recorded at the current point in time, preferably corresponding to the first prediction time interval.
Unter einer berechneten Sensorgröße wird eine Sensorgröße verstanden, die mittels einer Sensorgrößenmodellsimulationsgleichung basierend auf einem optimalen prädizierten Fahrzeugzustand und damit indirekt dem dazugehörigen übernommenen optimalen Wert des zumindest einen Stellsignals berechnet wird. Dabei handelt es sich nicht um eine mittels eines Sensors erfasste Sensorgröße, sondern eine mittels eines Modells berechnete bzw. simulierte Sensorgröße. Durch die Sensorgrößenmodellsimulationsgleichung, die ein mathematisches Modell darstellt, wird bevorzugt eine Sensorgröße berechnet, die von dem Fahrzeugzustand und dem Wert des zumindest einen Stellsignals abhängig ist bzw. von diesen beeinflusst wird. Bevorzugt wird die Sensorgrößenmodellsimulationsgleichung mittels der die Modellrecheneinheit die berechnete Sensorgröße berechnet, an die Sensoren bzw. die erfassten Sensorgrößen des Fahrzeuges angepasst, sodass die berechnete Sensorgröße und die mittels eines Sensors erfasste Sensorgröße dieselbe physikalische Größe angeben und vergleichbar sind.A calculated sensor variable is understood to mean a sensor variable that is calculated using a sensor variable model simulation equation based on an optimal predicted vehicle state and thus indirectly the associated optimal value of the at least one control signal that has been adopted. This is not a sensor variable that is detected by a sensor, but rather a sensor variable that is calculated or simulated using a model. The sensor variable model simulation equation, which represents a mathematical model, preferably calculates a sensor variable that is dependent on the vehicle state and the value of the at least one control signal or is influenced by them. The sensor variable model simulation equation, by which the model computing unit calculates the calculated sensor variable, is preferably adapted to the sensors or the detected sensor variables of the vehicle, so that the calculated sensor variable and the sensor variable detected by a sensor specify the same physical variable and are comparable.
Eine erfindungsgemäße Vergleichseinheit ist als sogenannter aus der Regelungstechnik bekannter Beobachter ausgebildet. Dabei ist die Vergleichseinheit dazu vorgesehen und ausgebildet, einen Fahrzeugzustand (Schätz-Fahrzeugzustand) anhand des Vergleichs der zumindest einen Sensorgröße und der zumindest einen berechneten Sensorgröße zu schätzen. Die Berechnung des Schätz-Fahrzeugzustands erfolgt vorteilhaft für Fahrzeugzustände bzw. Informationen, die der Fahrzeugzustand umfasst, die nicht selbst messbar sind. Bevorzugt wird durch den Vergleich eine Differenz, zwischen der zumindest einen Sensorgröße und der zumindest einen berechneten Sensorgröße bestimmt. Die Berechnung des Schätz-Fahrzeugzustands erfolgt mittels der Fahrzeugmodellsimulationsgleichung, welche auch auf der Modellrecheneinheit vorliegt, und um den gewichtbaren Korrekturterm erweitert ist. Der Korrekturterm ergibt sich dabei aus dem Vergleich der Sensorgrößen bzw. der durch den Vergleich bestimmten Differenz der Sensorgrößen. Dabei ist der Korrekturterm gewichtbar, d.h. dass entweder die erfasste Sensorgröße oder die berechnete Sensorgröße und damit die zugrundeliegende Sensorgrößenmodellsimulationsgleichung als vertrauenswürdiger bzw. als gewichtender eingeschätzt werden kann, und der Korrekturterm die Schätzung bzw. Berechnung des Schätz-Fahrzeugzustandes entsprechend in Richtung der erfassten Sensorgröße oder der berechneten Sensorgröße lenkt. A comparison unit according to the invention is designed as a so-called observer known from control engineering. The comparison unit is provided and designed to estimate a vehicle state (estimated vehicle state) based on the comparison of the at least one sensor variable and the at least one calculated sensor variable. The estimated vehicle state is advantageously calculated for vehicle states or information that the vehicle state includes that cannot itself be measured. A difference between the at least one sensor variable and the at least one calculated sensor variable is preferably determined by the comparison. The estimated vehicle state is calculated using the vehicle model simulation equation, which is also available on the model computing unit and is expanded by the correction term that can be weighted. The correction term results from the comparison of the sensor variables or the difference in the sensor variables determined by the comparison. The correction term can be weighted, i.e. either the detected sensor size or the calculated sensor size and thus the underlying sensor size model simulation equation can be estimated as more trustworthy or weighted, and the correction term estimates or calculates the estimated vehicle state accordingly in the direction of the detected sensor size or of the calculated sensor size.
Bevorzugt ist die Gewichtung vorbestimmbar, wobei die Gewichtung sinngemäß die Fehlerquelle bzw. die Quelle für die Differenz der Sensorgrößen bestimmt. Es ist denkbar, dass die Richtigkeit/Vertrauenswürdigkeit des Fahrzeugmodells bzw. der Fahrzeugmodellsimulationsgleichung und damit der berechneten Sensorgröße als niedrig eingestuft wird, wohingegen die erfasste Sensorgröße durch den Sensor als sehr vertrauenswürdig eingeschätzt wird. Diese Gewichtung kann auch umgekehrt sein, wenn beispielsweise eine Sensorgröße erfasst wird, deren Wert nicht mehr in dem ausgewiesenen Erfassungsbereich des Sensors liegt. Der Schätz-Fahrzeugzustand kann bevorzugt auch als geschätzter Ist-Fahrzeugzustand bezeichnet werden, da er anhand des momentan ausgeführten optimalen Wertes des Stellsignals an dem Stellglied sowie des Vergleichs der erfassten Sensorgröße und der berechneten Sensorgröße berechnet wird, wobei die Sensorgröße zum aktuellen Zeitpunkt erfasst und die berechnete Sensorgröße basierend auf dem zugehörigen optimalen prädizierten Fahrzeugzustand berechnet wird.The weighting can preferably be predetermined, with the weighting correspondingly determining the error source or the source for the difference in the sensor variables. It is conceivable that the correctness/trustworthiness of the vehicle model or the vehicle model simulation equation and thus the calculated sensor variable is classified as low, whereas the sensor variable detected by the sensor is assessed as very reliable. This weighting can also be reversed if, for example, a sensor variable is detected whose value is no longer within the designated detection range of the sensor. The estimated vehicle condition can preferably also be referred to as the estimated actual vehicle condition, since it is calculated using the currently executed optimal value of the actuating signal on the actuator and the comparison of the detected sensor variable and the calculated sensor variable, with the sensor variable being recorded at the current time and the calculated sensor size is calculated based on the associated optimal predicted vehicle state.
Bei dem Schätz-Fahrzeugzustand handelt es sich erfindungsgemäß um einen mittels der Vergleichseinheit berechneten bzw. geschätzten Zustand des Fahrzeuges. Unter einem Schätz-Fahrzeugzustand, wird, wie unter dem Fahrzeugzustand, bevorzugt eine Position, eine Bewegungsrichtung (bei Schiffen, wie Fähren, bevorzugt Heading genannt) und/oder eine Geschwindigkeit (translatorisch und/oder rotatorisch) jeweils des zugehörigen Fahrzeuges verstanden, wobei der Schätz-Fahrzeugzustand nicht darauf beschränkt sein soll. Der Schätzfahrzeugzustand wird verwendet, wenn die Position, die Bewegungsrichtung und/oder eine Geschwindigkeit nicht selbst messbar/erfassbar sind.According to the invention, the estimated vehicle state is a state of the vehicle that is calculated or estimated by means of the comparison unit. An estimated vehicle condition, like the vehicle condition, is preferably understood to mean a position, a direction of movement (for ships such as ferries, preferably called heading) and/or a speed (translational and/or rotational) of the associated vehicle, with the Estimated vehicle condition should not be limited to this. The estimated vehicle status is used when the position, the direction of movement and/or a speed cannot be measured/detected by itself.
Die erfindungsgemäße Pfadplanungseinheit ist dazu vorgesehen und ausgebildet, Pfadfolgedaten wiederholt zu berechnen, wodurch aktuelle oder neue Daten in die Berechnung miteinbezogen werden können, wobei die Pfadfolgedaten jeweils an die Optimierungseinheit gesendet werden und dort zur Berechnung der Werte der Stellsignale verwendet werden. Unter Pfadfolgedaten gemäß der vorliegenden Erfindung werden Daten verstanden, welche die Strecken- bzw. die Routen- bzw. die Pfadfolgung des Fahrzeugs betreffen. Hierunter sollen neben Daten, die die Strecke selbst betreffen (z.B. Koordinaten), auch Daten verstanden werden, die angeben, wie der Strecke gefolgt werden soll (z.B. Geschwindigkeit).The path planning unit according to the invention is provided and designed to repeatedly calculate path sequence data, whereby current or new data can be included in the calculation, with the path sequence data being sent to the optimization unit and used there to calculate the values of the control signals. According to the present invention, path sequence data is understood to be data which relates to the route or the route or path following of the vehicle. In addition to data relating to the route itself (e.g. coordinates), this should also include data that how to follow the route (e.g. speed).
Bevorzugt können die Zielkoordinaten und der Ankunftszeitraum von einem Fahrer oder einer übergeordnet koordinierenden Einrichtung gesetzt bzw. bestimmt werden. Bei dem Ankunftszeitraum handelt es sich um einen Zeitraum, innerhalb welchem das Fahrzeug von Startkoordinaten (bevorzugt umfasst von dem Fahrzeugzustand) zu den Zielkoordinaten gelangt sein soll. The destination coordinates and the arrival time can preferably be set or determined by a driver or a higher-level coordinating device. The arrival period is a period within which the vehicle is supposed to have reached the destination coordinates from the starting coordinates (preferably comprised by the vehicle state).
Bevorzugt kann es sich anstelle eines Ankunftszeitraums auch um einen Ankunftszeitpunkt, beispielsweise eine Uhrzeit handeln. Die aktuelle Position des Fahrzeugs kann mittels des zumindest einen Sensors oder durch einen weiteren Sensor erfassbar sein, z.B. in Form von GPS-Daten, oder durch die Vergleichseinheit, von dem Schätz-Fahrzeugzustand umfasst, berechenbar sein. Ferner wäre es denkbar, dass die aktuelle Position zusammen mit den Zielkoordinaten und dem Ankunftszeitraum an die Pfadplanungseinheit gesendet werden, wobei diese durch einen Fahrer eingegeben werden könnte oder durch eine externe koordinierende Einrichtung zur Verfügung gestellt werden. Die aktuelle Position stellt sozusagen die Startkoordinaten dar. Die aktuelle Position wird als bekannt angenommen.Instead of an arrival period, it can preferably also be an arrival time, for example a time. The current position of the vehicle can be detected using the at least one sensor or by a further sensor, e.g. in the form of GPS data, or can be calculated by the comparison unit, which is included in the estimated vehicle state. It would also be conceivable for the current position to be sent to the path planning unit together with the destination coordinates and the time of arrival, which could be entered by a driver or made available by an external coordinating device. The current position represents the start coordinates, so to speak. The current position is assumed to be known.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Schritte c. bis g. des Verfahrens jeweils nach einem ersten Zeitintervall fortlaufend wiederholt durchgeführt. Bevorzugt sind bei einer ersten Durchführung der Schritte c. bis g. der aktuelle Fahrzeugzustand ein vorgegebener Fahrzeugzustand ist und der zumindest erste und zweite Wert des zumindest einen Stellsignals jeweils ein vorgegebener Wert. Bevorzugt ist der vorgegebene Fahrzeugzustand bekannt oder wird abgeschätzt. Es ist denkbar, dass der vorgegebene Fahrzeugzustand zumindest teilweise durch einen Sensor erfassbar ist (Sensorgröße) oder ein letzter bekannter Fahrzeugzustand gespeichert wird und bei jeder ersten Durchführung des Verfahrens verwendet wird. Bevorzugt handelt e sich bei dem vorgegebenen Wert um einen beliebig ausgewählten Wert, wie z.B. „Vollgas“, „0 km/h bzw. Knoten oder Ruderwinkel = 0°, wobei der Wert leidlich dazu dient, die Optimierung starten zu können. Es wäre denkbar, dass der vorgegebene Wert als gespeicherter Wert vorliegt und bei jeder ersten Durchführung des Verfahrens verwendet wird. Bevorzugt ergibt sich in Schritt e. jeweils aus dem optimalen ersten Wert des zumindest einen Stellsignals ein optimaler erster prädizierter Fahrzeugzustand und aus dem optimalen ersten und dem optimalen zweiten Wert des zumindest einen Stellsignals ein optimaler zweiter prädizierter Fahrzeugzustand. Bevorzugt wird der optimale erste prädizierte Fahrzeugzustand an die Modellrecheneinheit gesendet. Die wiederholte Durchführung des Verfahrens gewährleistet, dass immer neue optimale Werte für das Stellsignal berechnet werden, wobei immer aktuelle Daten einfließen, so dass eine optimale Pfadfolge ermöglicht wird, die an sich ändernde Bedingungen angepasst ist. Bevorzugt wird davon ausgegangen, dass sich durch die Berechnung der optimalen Werte für das Stellsignal in Schritt e. auch jeweils ein dazugehöriger optimaler prädizierter Fahrzeugzustand ergibt. Es wird davon ausgegangen, dass das Verfahren mit der Durchführung des Schrittes a. von neuem beginnt, d.h. eine erste Durchführung startet.According to a preferred embodiment, steps c. to g. of the method is carried out continuously and repeatedly after a first time interval. In a first implementation of steps c. to g. the current vehicle status is a predefined vehicle status and the at least first and second values of the at least one actuating signal are each a predefined value. The predefined vehicle state is preferably known or is estimated. It is conceivable that the predefined vehicle state can be at least partially detected by a sensor (sensor variable) or that a last known vehicle state is stored and used the first time the method is carried out. The specified value is preferably an arbitrarily selected value, such as “full throttle”, “0 km/h or knots or rudder angle=0°, with the value only being used to be able to start the optimization. It would be conceivable that the specified value is available as a stored value and is used the first time the method is carried out. In step e. an optimal first predicted vehicle state from the optimal first value of the at least one control signal and an optimal second predicted vehicle state from the optimal first and the optimal second value of the at least one control signal. The optimal first predicted vehicle state is preferably sent to the model arithmetic unit. The repeated implementation of the method ensures that new, optimal values for the control signal are always calculated, current data always flowing in, so that an optimal path sequence is made possible, which is adapted to changing conditions. It is preferably assumed that the calculation of the optimal values for the actuating signal in step e. an associated optimum predicted vehicle state also results in each case. It is assumed that the method with the implementation of step a. begins again, i.e. a first execution starts.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist bei einer wiederholten Durchführung der Schritte c. bis g. der aktuelle Fahrzeugzustand ein Schätz-Fahrzeugzustand. Bevorzugt wird der Schätz-Fahrzeugzustand bei jeder wiederholten Durchführung der Schritte c. bis g. wie folgt berechnet:
- h. Berechnen von zumindest einer berechneten Sensorgröße durch die Modellrecheneinheit mittels zumindest einer Sensorgrößenmodellsimulationsgleichung basierend auf dem optimalen ersten prädizierten Fahrzeugzustand und Senden der zumindest einen berechneten Sensorgröße an die Vergleichseinheit;
- i. Erfassen von zumindest einer Sensorgröße durch zumindest einen Sensor des Fahrzeugs (1) und Senden der zumindest einen Sensorgröße an die Vergleichseinheit;
- j. Berechnen des Schätz-Fahrzeugzustands durch die Vergleichseinheit basierend auf dem optimalen ersten Wert des zumindest einen Stellsignals mittels der Fahrzeugmodellsimulationsgleichung, welche um einen gewichtbaren Korrekturterm erweitert ist, wobei der Korrekturterm basierend auf einem Vergleich der zumindest einen Sensorgröße und der zumindest einen berechneten Sensorgröße durch die Vergleichseinheit bestimmt wird, und Senden des Schätz-Fahrzeugzustands an die Optimierungseinheit, die Modellrecheneinheit und die Pfadplanungseinheit.
- H. Calculating at least one calculated sensor variable by the model computing unit using at least one sensor variable model simulation equation based on the optimal first predicted vehicle state and sending the at least one calculated sensor variable to the comparison unit;
- i. Detection of at least one sensor variable by at least one sensor of the vehicle (1) and sending the at least one sensor variable to the comparison unit;
- j. Calculation of the estimated vehicle state by the comparison unit based on the optimal first value of the at least one control signal using the vehicle model simulation equation, which is expanded to include a weightable correction term, the correction term being based on a comparison of the at least one sensor variable and the at least one calculated sensor variable by the comparison unit is determined, and sending the estimated vehicle state to the optimization unit, the model calculation unit and the path planning unit.
Bevorzugt werden die Schritte h. bis j. vor dem Schritt d. durchgeführt. Durch das Berechnen eines Schätz-Fahrzeugzustands, wobei die Berechnung bevorzugt mit jedem neuen optimalen prädizierten Fahrzeugzustand und entsprechend aktuellen erfassten Sensorgrößen wiederholt ausgeführt wird. So liegt immer ein aktueller Schätz-Fahrzeugzustand vor, der als aktueller Fahrzeugzustand verwendet werden kann, wobei so auch nicht messbare Daten bzw. Informationen von dem Schätz-Fahrzeugzustand umfasst sind.Steps h. to j. before step d. carried out. By calculating an estimated vehicle state, the calculation preferably being carried out repeatedly with each new optimal predicted vehicle state and corresponding current sensor variables that are detected. There is always a current estimated vehicle condition that can be used as the current vehicle condition, with non-measurable data or information from the estimated vehicle condition also being included.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden bei einer wiederholten Durchführung der Schritte c. bis g. der zumindest erste und zweite Wert des zumindest einen Stellsignals in Schritt c. entsprechend dem optimalen zweiten Wert des zumindest einen Stellsignals aus der vorangegangenen Durchführung des Schrittes e. bestimmt. Somit wird bei einer wiederholten Durchführung der erste Wert gleich dem optimalen zweiten Wert aus dem zuvor durchgeführten Schritt e. bestimmt und der zweite Wert bei einer wiederholten Durchführung gleich dem optimalen zweiten Wert aus dem zuvor durchgeführten Schritt e. bzw. dem ersten Wert des Schrittes c. der wiederholten momentanen Durchführung bestimmt. Somit können bei jeder wiederholten Durchführung des Verfahrens die Werte des Stellsignals in Schritt c. anhand des optimalen zweiten Wertes des zumindest einen Stellsignals bestimmt werden, der in dem vorigen Durchlauf des Verfahrens in Schritt e. berechnet wurde, da dieser Wert den optimalen Ausgangspunkt für die erneute Berechnung darstellt. Der optimale erste Wert des zumindest einen Stellsignals aus der vorigen Durchführung wird hierzu bevorzugt nicht verwendet, da dieser durch das Stellglied des Fahrzeuges bereits übernommen wurde und damit kein zukünftiger optimierbarer Wert mehr ist. Bevorzugt werden die Werte in Schritt c. bei einer wiederholten Durchführung, wenn mehr als zwei Werte bestimmt werden, wie folgt bestimmt: bei einer wiederholten Durchführung wird ein erster Wert gleich einem optimalen zweiten Wert aus dem zuvor durchgeführten Schritt e. bestimmt, ein zweiter Wert gleich einem optimalen dritten Wert aus dem zuvor durchgeführten Schritt e., usw., wobei ein letzter Wert gleich einem optimalen letzten Wert aus dem zuvor durchgeführten Schritt e. bzw. dem vorletzten Wert des Schrittes c. der wiederholten momentanen Durchführung.According to a preferred embodiment, if steps c. to g. the at least first and second Value of the at least one control signal in step c. corresponding to the optimal second value of the at least one control signal from the previous execution of step e. definitely. Thus, if it is carried out repeatedly, the first value will be equal to the optimal second value from the previously carried out step e. determined and the second value in a repeated implementation equal to the optimal second value from the previously performed step e. or the first value of step c. the repeated instantaneous execution determined. Thus, with each repeated implementation of the method, the values of the control signal in step c. be determined on the basis of the optimal second value of the at least one control signal, which in the previous run of the method in step e. was calculated, since this value represents the optimal starting point for the new calculation. The optimal first value of the at least one control signal from the previous implementation is preferably not used for this purpose, since this has already been taken over by the actuator of the vehicle and is therefore no longer a value that can be optimized in the future. The values in step c are preferred. when performed repeatedly, if more than two values are determined, determined as follows: when performed repeatedly, a first value becomes equal to an optimal second value from the previously performed step e. determined, a second value equal to an optimal third value from previously performed step e., etc., with a last value equal to an optimal last value from previously performed step e. or the penultimate value of step c. of repeated instantaneous execution.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Prädiktionszeitraum von einem aktuellen Zeitpunkt bis zu einem bestimmten zukünftigen Endzeitpunkt. Bevorzugt ist der Prädiktionszeitraum zumindest in ein erstes und ein zweites Prädiktionszeitintervall unterteilt. Bevorzugt weisen die Prädiktionszeitintervalle die gleiche Zeitdauer auf. Bevorzugt erstreckt sich das erste Prädiktionszeitintervall von dem aktuellen Zeitpunkt bis zu einem zukünftigen ersten Zeitpunkt und das zweite Prädiktionszeitintervall von dem ersten Zeitpunkt bis zu dem Endzeitpunkt. Bevorzugt werden der erste Wert des zumindest einen Stellsignals für den ersten Zeitpunkt und zweite Wert des zumindest einen Stellsignals für den Endzeitpunkt bestimmt. Bevorzugt wird der erste prädizierte Fahrzeugzustand für den ersten Zeitpunkt und der zweite prädizierte Fahrzeugzustand für den Endzeitpunkt berechnet. Bevorzugt stimmt die Zeitdauer der Prädiktionszeitintervalle mit einer Zeitdauer des ersten Zeitintervalls überein. Es ist möglich, den Prädiktionszeitraum in beliebig viele Prädiktionszeitintervalle unterteilen, wobei je mehr Prädiktionsintervalle vorgesehen sind, desto genauer werden die prädizierten Fahrzeugzustände (dies hängt auch vom Integrationsverfahren ab), jedoch erhöht sich so der Rechenaufwand, so dass eine abwägende Auswahl der Anzahl an Prädiktionszeitintervallen erfolgen muss. Bevorzugt ist der zukünftige Zeitpunkt des Prädiktionszeitraums beliebig wählbar, wobei die Stabilität der Regelung durch die Länge des Prädiktionszeitraums beeinflusst werden kann, da die prädizierten Fahrzeugzustände weiter in die Zukunft berechnet werden. Je länger der Prädiktionszeitraum desto mehr prädizierte Fahrzeugzustände werden berechnet bzw. weiter in die Zukunft werden die prädizierten Fahrzugzustände berechnet, wobei die Rechenleistung und -zeit entsprechend ansteigt, sodass auch hier ein Optimum zu finden ist. Sind mehr als zwei Prädiktionszeitintervalle vorgesehen, z.B. drei Prädiktionszeitintervalle erstreckt sich das erste Prädiktionszeitintervall von dem aktuellen Zeitpunkt bis zu einem zukünftigen ersten Zeitpunkt, das zweite Prädiktionszeitintervall von dem von dem ersten Zeitpunkt bis zu einem zukünftigen zweiten Zeitpunkt und das dritte Prädiktionszeitintervall von dem zweiten Zeitpunkt bis zu dem Endzeitpunkt. Bevorzugt schließt das zweite Prädiktionszeitintervall zeitlich immer an den das erste Prädiktionszeitintervall, das mit dem aktuellen Zeitpunkt beginnt, an und das letzte Prädiktionszeitintervall erstreckt sich jeweils bis zu dem Endzeitpunkt.According to a preferred embodiment, the prediction period extends from a current point in time to a specific future end point in time. The prediction period is preferably subdivided into at least a first and a second prediction time interval. The prediction time intervals preferably have the same duration. The first prediction time interval preferably extends from the current point in time to a future first point in time and the second prediction time interval from the first point in time to the end point in time. The first value of the at least one control signal for the first point in time and the second value of the at least one control signal for the end point in time are preferably determined. The first predicted vehicle state is preferably calculated for the first point in time and the second predicted vehicle state for the end point in time. The duration of the prediction time intervals preferably corresponds to a duration of the first time interval. It is possible to subdivide the prediction period into any number of prediction time intervals, with the more prediction intervals provided, the more accurate the predicted vehicle states will be (this also depends on the integration method), but this increases the computational effort, so that a careful selection of the number of prediction time intervals must take place. The future point in time of the prediction period can preferably be selected as desired, with the stability of the regulation being able to be influenced by the length of the prediction period, since the predicted vehicle states are calculated further into the future. The longer the prediction period, the more predicted vehicle states are calculated or the further into the future the predicted vehicle states are calculated, with the computing power and time increasing accordingly, so that an optimum can also be found here. If more than two prediction time intervals are provided, e.g. three prediction time intervals, the first prediction time interval extends from the current time to a future first time, the second prediction time interval from the first time to a future second time and the third prediction time interval from the second time to at the end time. The second prediction time interval preferably always follows the first prediction time interval, which begins with the current time, and the last prediction time interval extends to the end time in each case.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt b. des Verfahrens jeweils nach einem zweiten Zeitintervall fortlaufend wiederholt durchgeführt. Bevorzugt ist bei einer ersten Durchführung des Schrittes b. der aktuelle Fahrzeugzustand der vorgegebene Fahrzeugzustand. Weiter bevorzugt ist bei einer wiederholten Durchführung des Schrittes b. der aktuelle Fahrzeugzustand der Schätz-Fahrzeugzustand und bevorzugt der in dem zuletzt durchgeführten Schritt j. berechnete Schätz-Fahrzeugzustand, d.h. der aktuelle Schätz-Fahrzeugzustand. Bevorzugt ist das zweite Zeitintervall länger als das erste Zeitintervall. Somit können immer neue Pfadfolgedaten für die Berechnung des Wertes des Stellsignals berücksichtigt werden und der Wert optimal daran angepasst werden.According to a preferred embodiment, step b. of the method is carried out continuously and repeatedly after a second time interval. In a first implementation of step b. the current vehicle status the specified vehicle status. It is further preferred if step b is carried out repeatedly. the current vehicle status, the estimated vehicle status and preferably that in step j performed last. calculated estimated vehicle state, i.e. the current estimated vehicle state. The second time interval is preferably longer than the first time interval. In this way, new path sequence data can always be taken into account for the calculation of the value of the control signal and the value can be optimally adapted to it.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform berechnet die Pfadplanungseinheit die Pfadfolgedaten zusätzlich basierend auf Umgebungsdaten und/oder Hindernisdaten. Bevorzugt umfassen die Pfadplanungsdaten Wegkoordinaten und Geschwindigkeitsparameter. Bevorzugt werden durch die Pfadplanungseinheit ausgewählte Hindernisdaten von der Pfadplanungseinheit an die Optimierungseinheit gesendet und für die Berechnung in Schritt e. verwendet. Bevorzugt wird die Berechnung in Schritt e. zusätzlich basierend auf Fahrzeugdaten durchgeführt. Bevorzugt beschränken die Fahrzeugdaten den berechenbaren optimalen Wert des Stellsignals. Bevorzugt stellen die Wegkoordinaten einzelne Punkte/Positionen entlang des Soll-Pfades/Weges bzw. der Route zwischen den Start- und Zielkoordinaten dar, welchem/welcher das Fahrzeug folgen soll. Der Geschwindigkeitsparameter ist bevorzugt eine optimale (Soll-)Betriebsgeschwindigkeit des Fahrzeugs mit der dem Soll-Pfad/Weg bzw. der Route gefolgt werden soll. Bevorzugt umfassen die Umgebungsdaten Verkehrsregeln, Fahrverbotszonen, Kollisionsverhütungsregeln (KVR), Wetterdaten oder dergleichen, also Daten, die die Strecke bzw. den Pfad/Weg des Fahrzeugs beeinflussen könnten, wobei die Umgebungsdaten nicht auf die ausgeführten Beispiele beschränkt sein sollen. Weiter bevorzugt umfassen die Hindernisdaten, insbesondere sensorbezogene, Daten bzw. Informationen über andere Verkehrsteilnehmer, wie AIS-, GPS-, Radar, Lidar-, Kameradaten oder dergleichen. Insbesondere bevorzugt kann aus den Hindernisdaten auf die Position und/oder den Pfad/Weg bzw. die Route der anderen Verkehrsteilnehmer geschlossen werden. Es wird davon ausgegangen, dass die genannten anderen Verkehrsteilnehmer, für die/den zu planende(n) Pfad/Weg bzw. Route relevant sind, d.h. dieser in einer Weise nahekommen, die den Pfad/Weg bzw. Route des Fahrzeuges beeinflussen. Bevorzugt wählt die Pfadplanungseinheit Hindernisdaten aus, die an die Optimierungseinheit gesendet werden, wobei die Hindernisdaten insbesondere die Positionen, die geplanten Pfade bzw. Routen und die ungefähren Abmessungen (wie Länge, Breite, Höhe, etc.) der Verkehrsteilnehmer umfassen. Bevorzugt erfolgt die Auswahl der Hindernisdaten durch die Pfadplanungseinheit hinsichtlich des räumlichen Einflusses auf das Fahrzeug und die damit verbundene Pfadplanung (Berechnung der Pfadfolgedaten). Durch die Einbeziehung von Umgebungsdaten und Hindernisdaten in die Berechnung der Streckendaten können deutlich mehr relevante Umstände miteinbezogen werden, die den Pfad/Weg des Fahrzeuges beeinflussen und somit die Pfadplanung deutlich besser und genauer stattfinden. Weiterhin kann die Optimierungseinheit durch Erhalt der durch die Pfadplanungseinheit ausgewählten bzw. bestimmten Hindernisdaten, den Pfad/Weg dahingehend optimal abstimmen bzw. berechnen. Bevorzugt stellen die Hindernisdaten und die Umgebungsdaten Beschränkungen für die Kostenfunktion dar, die eingehalten werden müssen bzw. hohe Kosten verursachen können. Dabei ist es auch denkbar, dass die Hindernisdaten bzw. die entsprechenden Verkehrsteilnehmer (Hindernisse) als kreisförmig oder als polygonförmig durch die Optimierungseinheit berücksichtigt bzw. implementiert werden. Die Hindernisdaten fließen als sog. „soft constraints“ in die Berechnung des Wertes des Stellsignals (Optimierung) und/oder Kostenfunktion ein. Bevorzugt beschränken die Fahrzeugdaten den berechenbaren Wert des Stellsignals bzw. die Kostenfunktion. Auf diese Weise können fahrzeug-spezifische Beschränkungen für die Berechnung berücksichtigt werden, wobei es sich beispielsweise um eine maximal mögliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine maximal mögliche Beschleunigung oder dergleichen handelt. Somit können nicht realisierbare Werte für das Stellsignal aufgrund fahrzeug-spezifischer Beschränkungen vermieden werden und als eine mögliche Lösung (Wert des Stellsignals) der Kostenfunktion ausgeschlossen werden.According to a preferred embodiment, the path planning unit additionally calculates the path sequence data based on environmental data and/or obstacle data. The path planning data preferably includes path coordinates and speed parameters. Obstacle data selected by the path planning unit are preferably sent from the path planning unit to the optimization unit and used for the calculation in step e. used. The calculation in step e is preferred. additionally carried out based on vehicle data. The vehicle data preferably limit the calculable optimal value of the control signal. Preference set the path coordinates individual points/positions along the target path/way or route between the start and destination coordinates, which the vehicle should follow. The speed parameter is preferably an optimal (target) operating speed of the vehicle at which the target path/path or route is to be followed. The environmental data preferably includes traffic rules, no-driving zones, collision avoidance rules (KVR), weather data or the like, ie data that could affect the route or the path/path of the vehicle, with the environmental data not being limited to the examples given. More preferably, the obstacle data include, in particular sensor-related, data or information about other road users, such as AIS, GPS, radar, lidar, camera data or the like. Particularly preferably, the position and/or the path/way or the route of the other road users can be inferred from the obstacle data. It is assumed that the other road users mentioned are relevant to the path/path or route to be planned, ie come close to it in a way that influences the path/path or route of the vehicle. The path planning unit preferably selects obstacle data that is sent to the optimization unit, the obstacle data including in particular the positions, the planned paths or routes and the approximate dimensions (such as length, width, height, etc.) of the road users. The obstacle data is preferably selected by the path planning unit with regard to the spatial influence on the vehicle and the associated path planning (calculation of the path sequence data). By including environmental data and obstacle data in the calculation of the route data, significantly more relevant circumstances can be included that influence the path/path of the vehicle and path planning can therefore take place much better and more precisely. Furthermore, by receiving the obstacle data selected or determined by the path planning unit, the optimization unit can optimally coordinate or calculate the path/path to that effect. The obstacle data and the environmental data preferably represent restrictions for the cost function, which must be complied with or which can cause high costs. It is also conceivable that the obstacle data or the corresponding road users (obstacles) are taken into account or implemented by the optimization unit as circular or as polygonal. The obstacle data are included as so-called "soft constraints" in the calculation of the value of the control signal (optimization) and/or cost function. The vehicle data preferably limit the calculable value of the control signal or the cost function. In this way, vehicle-specific restrictions can be taken into account for the calculation, for example a maximum possible speed of the vehicle, a maximum possible acceleration or the like. Thus, values for the control signal that cannot be realized due to vehicle-specific restrictions can be avoided and excluded as a possible solution (value of the control signal) of the cost function.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vergleichseinheit als Kalman-Filter, einer Variante des Kalman-Filter oder als Moving Horizon Estimator ausgebildet. Besonders bevorzugt handelt es sich bei einer Variante des Kalman-Filter um ein erweitertes Kalman-Filter, ein Unscented Kalman-Filter oder dergleichen. Die Funktionsweise eines Kalman-Filters ist aus dem Stand der Technik und in Zusammenhang mit dem Schätzen von nicht direkt messbaren Systemgrößen bei der Pfadplanung bekannt (Verwendung als Beobachter), weshalb hier keine näheren Ausführungen stattfinden sollen. Daher, dass die Zeitdauer des ersten Zeitintervalls dem des ersten Prädiktionszeitintervalls entspricht, liegt nach jedem ersten Prädiktionszeitintervall ein neu berechneter optimaler Wert für das Stellsignal vor.According to a preferred embodiment, the comparison unit is designed as a Kalman filter, a variant of the Kalman filter or as a moving horizon estimator. A variant of the Kalman filter is particularly preferably an extended Kalman filter, an unscented Kalman filter or the like. The functioning of a Kalman filter is known from the prior art and in connection with the estimation of system variables that cannot be measured directly during path planning (use as an observer), which is why no more detailed explanations are given here. Because the duration of the first time interval corresponds to that of the first prediction time interval, a newly calculated optimal value for the control signal is available after each first prediction time interval.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Berechnung der optimalen Werte des zumindest einen Stellsignals in Schritt e. derart durchgeführt, dass eine Abweichung von den Pfadfolgedaten durch das Übernehmen des berechneten optimalen ersten Wertes des zumindest einen Stellsignals durch das zumindest eine Stellglied des Fahrzeugs in Schritt g. minimiert wird. Somit wird sichergestellt, dass dem vorgegebenen Pfad (anhand der Wegkoordinaten und Betriebsgeschwindigkeiten) bestmöglich gefolgt wird. Eine Abweichung von den Pfadfolgedaten verursacht in Bezug auf die Berechnung des Wertes des Stellsignals sehr hohe Kosten (Kostenfunktion).According to a preferred embodiment, the optimal values of the at least one control signal are calculated in step e. carried out in such a way that a deviation from the path following data due to the at least one actuator of the vehicle adopting the calculated optimum first value of the at least one actuating signal in step g. is minimized. This ensures that the specified path (based on the path coordinates and operating speeds) is followed as best as possible. A deviation from the path sequence data causes very high costs (cost function) in relation to the calculation of the value of the control signal.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt j. zusätzlich zumindest eine Schätz-Störgröße durch die Vergleichseinheit mittels einer Störgrößenmodellsimulationsgleichung basierend auf dem Vergleich der zumindest einen Sensorgröße und der zumindest einen berechneten Sensorgröße berechnet. Bevorzugt wird die zumindest eine Schätz-Störgröße an die Optimierungseinheit gesendet und die Berechnung der optimalen Werte des zumindest einen Stellsignals in Schritt e. basiert zusätzlich auf der Schätz-Störgröße. Bevorzugt kann anhand der durch den Vergleich der Sensorgrößen bestimmten Differenz zwischen der zumindest einen Sensorgröße und der zumindest einen berechneten Sensorgröße mittels der Störgrößenmodellsimulationsgleichung auf eine Störgröße geschlossen werden, die auf das Fahrzeug einwirkt. So wäre es denkbar, dass eine Geschwindigkeit (erfasste Sensorgröße) geringer ist als die berechnete Geschwindigkeit (berechnete Sensorgröße), wobei so mittels der Störgrößenmodellsimulationsgleichung beispielsweise auf Gegenwind geschlossen werden könnte, die die erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs gegenüber der berechneten reduziert. Die berechnete Schätz-Störgröße kann dann für die Berechnung des Wertes für das Stellsignal in Schritt e. berücksichtigt werden und so z.B. aufgrund des Gegenwindes eine höhere Geschwindigkeit (als entsprechender Wert des Stellsignals) vorgesehen werden. Bei einer Störgröße handelt es sich bevorzugt um einen äußeren Umstand/Einfluss, der die erfasste Sensorgröße bzw. den Fahrzeugzustand beeinflusst und somit die Pfadfolgung beeinflusst.According to a preferred embodiment, in step j. additionally calculates at least one estimated disturbance variable by the comparison unit using a disturbance variable model simulation equation based on the comparison of the at least one sensor variable and the at least one calculated sensor variable. The at least one estimated disturbance variable is preferably sent to the optimization unit and the optimal values of the at least one control signal are calculated in step e. is also based on the estimated disturbance variable. Preferably, based on the difference between the at least one sensor variable and the at least one calculated sensor variable determined by comparing the sensor variables, the disturbance variable model simulation equation can be used to infer a disturbance variable that affects the vehicle. So it would be conceivable that a speed (detected Sen sensor variable) is less than the calculated speed (calculated sensor variable), in which case, for example, headwind could be inferred by means of the disturbance variable model simulation equation, which reduces the detected speed of the vehicle compared to the calculated one. The calculated estimated disturbance variable can then be used to calculate the value for the actuating signal in step e. be taken into account and a higher speed (as a corresponding value of the control signal) can be provided, for example, due to the headwind. A disturbance variable is preferably an external circumstance/influence that influences the detected sensor variable or the vehicle state and thus influences the path following.
Bevorzugt ist das zweite Zeitintervall länger als das erste Zeitintervall. Bevorzugt ist das zweite Zeitintervall länger als der Prädiktionszeitraum. Auf diese Weise werden immer aktuelle Daten für die Berechnung berücksichtigt und die Werte für das Stellsignal können flexibel und zeitnah an sich ändernde Umstände angepasst werden.The second time interval is preferably longer than the first time interval. The second time interval is preferably longer than the prediction period. In this way, current data is always taken into account for the calculation and the values for the actuating signal can be flexibly and promptly adapted to changing circumstances.
Bevorzugt kann das erste Zeitintervall und das erste Prädiktionszeitintervall variiert werden, d.h. es ist einstellbar, wobei das erste Zeitintervall und das erste Prädiktionszeitintervall kürzer gewählt werden, also viele Berechnungen von Stellwertsignalen durchgeführt werden, wenn sich das Fahrzeug weiter weg von dem Soll-Pfad (den Wegkoordinaten) befindet und umgekehrt, das erste Zeitintervall und das erste Prädiktionszeitintervall kürzer gewählt werden, wenn sich das Fahrzeug nah an dem Soll-Pfad (den Wegkoordinaten) befindet.Preferably, the first time interval and the first prediction time interval can be varied, i.e. it is adjustable, with the first time interval and the first prediction time interval being selected to be shorter, i.e. many calculations of control value signals are carried out if the vehicle is further away from the target path (the Path coordinates) is located and vice versa, the first time interval and the first prediction time interval are chosen to be shorter when the vehicle is close to the target path (the path coordinates).
Bevorzugt wird der optimale erste Wert des zumindest einen Stellsignals durch das zumindest eine Stellglied des Fahrzeugs für das erste Prädiktionszeitintervall übernommen. Der Wert des Stellsignals wird durch das Stellglied in Schritt g. also für das erste Prädiktionszeitintervall übernommen, wobei dies auch für jede Wiederholung des Schrittes g. zutrifft. Das erste Prädiktionszeitintervall kann auch als Abtastzeit bezeichnet werden.The optimal first value of the at least one control signal is preferably adopted by the at least one actuator of the vehicle for the first prediction time interval. The value of the control signal is set by the actuator in step g. So taken for the first prediction time interval, this also for each repetition of step g. applies. The first prediction time interval can also be referred to as the sampling time.
Bevorzugt wird in Schritt j. zusätzlich zumindest eine Schätz-Störgröße durch die Vergleichseinheit mittels einer Störgrößenmodellsimulationsgleichung basierend auf dem Vergleich der zumindest einen Sensorgröße und der zumindest einen berechneten Sensorgröße berechnet/geschätzt. Bevorzugt wird die zumindest eine Schätz-Störgröße an die Optimierungseinheit gesendet und die Berechnung der optimalen Werte des zumindest einen Stellsignals in Schritt e. basiert zusätzlich auf der Schätz-Störgröße. Bevorzugt kann anhand der durch den Vergleich der Sensorgrößen bestimmten Differenz zwischen der zumindest einen Sensorgröße und der zumindest einen berechneten Sensorgröße mittels der Störgrößenmodellsimulationsgleichung auf eine Störgröße geschlossen werden, die auf das Fahrzeug einwirkt. So wäre es denkbar, dass eine Geschwindigkeit (erfasste Sensorgröße) geringer ist als die berechnete Geschwindigkeit (berechnete Sensorgröße), wobei so mittels der Störgrößenmodellsimulationsgleichung beispielsweise auf Gegenwind geschlossen werden könnte, die die erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs gegenüber der berechneten reduziert. Die berechnete Schätz-Störgröße kann dann in die Berechnung des Wertes für das Stellsignal berücksichtigt werden und so z.B. aufgrund des Gegenwindes eine höhere Geschwindigkeit (als entsprechender Wert des Stellsignals) vorgesehen werden. Bei einer Störgröße handelt es sich bevorzugt um einen äußeren Umstand/Einfluss, der die erfasste Sensorgröße bzw. den Fahrzeugzustand beeinflusst und somit die Pfadfolgung beeinflusst.In step j. in addition, at least one estimated disturbance variable is calculated/estimated by the comparison unit using a disturbance variable model simulation equation based on the comparison of the at least one sensor variable and the at least one calculated sensor variable. The at least one estimated disturbance variable is preferably sent to the optimization unit and the optimal values of the at least one control signal are calculated in step e. is also based on the estimated disturbance variable. Preferably, based on the difference between the at least one sensor variable and the at least one calculated sensor variable determined by comparing the sensor variables, the disturbance variable model simulation equation can be used to infer a disturbance variable that affects the vehicle. It would be conceivable that a speed (detected sensor size) is lower than the calculated speed (calculated sensor size), in which case the disturbance model simulation equation could be used to infer headwind, for example, which reduces the detected speed of the vehicle compared to the calculated one. The calculated estimated disturbance variable can then be taken into account in the calculation of the value for the control signal and thus, for example, due to the headwind, a higher speed (as the corresponding value of the control signal) can be provided. A disturbance variable is preferably an external circumstance/influence that influences the detected sensor variable or the vehicle state and thus influences the path following.
Bevorzugt wird durch die Optimierungseinheit bei der Berechnung des Wertes des Stellsignals durch Minimierung der Kostenfunktion zusätzlich eine Pfadparametersimulationsgleichung berücksichtigt, welche bevorzugt einen Freiheitsgrad darstellt. In diese Pfadparametersimulationsgleichung gehen die Pfadfolgedaten mit ein, also die Wegkoordinaten und Geschwindigkeitsparameter. Bevorzugt ergibt sich der Freiheitsgrad dadurch, dass von dem Geschwindigkeitsparameter (Soll-Betriebsgeschwindigkeit) abgewichen werden kann, wobei der Geschwindigkeitsparameter angibt, wie schnell den Wegkoordinaten bzw. dem Soll-Pfad gefolgt werden soll. Bevorzugt wird die Abweichung von dem Geschwindigkeitsparameter desto größer, je größer der Abstand des Fahrzeuges von den Wegkoordinaten ist, da zunächst versucht wird, den Abstand von den Wegkoordinaten zu minimieren.A path parameter simulation equation, which preferably represents a degree of freedom, is preferably additionally taken into account by the optimization unit when calculating the value of the actuating signal by minimizing the cost function. The path sequence data, ie the path coordinates and speed parameters, are also included in this path parameter simulation equation. The degree of freedom preferably results from the fact that it is possible to deviate from the speed parameter (desired operating speed), with the speed parameter indicating how quickly the path coordinates or the desired path should be followed. The deviation from the speed parameter is preferably greater the greater the distance between the vehicle and the path coordinates, since an attempt is initially made to minimize the distance from the path coordinates.
Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein System zur Durchführung eines Verfahrens zur fortlaufenden Bestimmung von Stellsignalen zur Regelung von Stellgliedern eines Fahrzeuges, umfassend:
- - ein Fahrzeug;
- - zumindest ein Stellglied des Fahrzeugs;
- - zumindest einen Sensor zum Erfassen zumindest einer Sensorgröße;
- - eine Modellrecheneinheit zur Berechnung von prädizierten Fahrzeugzuständen und zumindest einer berechneten Sensorgröße;
- - eine Vergleichseinheit zur Berechnung eines Schätz-Fahrzeugzustands;
- - eine Optimierungseinheit zur Berechnung optimaler Werte zumindest eines Stellsignals zum Übernehmen durch das zumindest eine Stellglied; und
- - eine Pfadplanungseinheit zur Berechnung von Pfadfolgedaten.
- - a vehicle;
- - at least one actuator of the vehicle;
- - At least one sensor for detecting at least one sensor variable;
- - a model computing unit for computing predicted vehicle states and at least one computed sensor variable;
- - a comparison unit for calculating an estimated vehicle state;
- - an optimization unit for calculating optimal values of at least one actuating signal for acceptance by the at least one actuator; and
- - a path planning unit for calculating path sequence data.
Bevorzugt dient das System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ebenso bevorzugt sind die Einheiten und Sensoren des Systems entsprechend signaltechnisch verbunden, um Signale bzw. Daten empfangen und/oder senden zu können.The system is preferably used to carry out the method according to the invention. The units and sensors of the system are also preferably connected in terms of signal technology in order to be able to receive and/or transmit signals or data.
Bevorzugt sind die Modellrecheneinheit, die Vergleichseinheit, die Optimierungseinheit und die Pfadplanungseinheit an und/oder in dem Fahrzeug angeordnet. Es wäre aber auch denkbar, dass einzelne Einheiten, insbesondere die Pfadplanungseinheit, extern des Fahrzeuges angeordnet sind. Weiter bevorzugt sind die Modellrecheneinheit, die Vergleichseinheit, die Optimierungseinheit und die Pfadplanungseinheit als Teile einer gemeinsamen Recheneinheit ausgebildet und sind zumindest teilweise signaltechnisch verbunden. Bevorzugt stellt die Modellrecheneinheit die Fahrzeugmodellsimulationsgleichung dar, wobei die Optimierungseinheit und die Vergleichseinheit auf diese Fahrzeugmodellsimulationsgleichung zugreifen können. Bevorzugt ist die Funktionalität der Modellrecheneinheit zumindest teilweise in der Optimierungseinheit und/oder der Vergleichseinheit integriert.The model computing unit, the comparison unit, the optimization unit and the path planning unit are preferably arranged on and/or in the vehicle. However, it would also be conceivable for individual units, in particular the path planning unit, to be arranged outside of the vehicle. The model arithmetic unit, the comparison unit, the optimization unit and the path planning unit are also preferably designed as parts of a common arithmetic unit and are at least partially connected in terms of signal technology. The model computing unit preferably represents the vehicle model simulation equation, with the optimization unit and the comparison unit being able to access this vehicle model simulation equation. The functionality of the model computing unit is preferably at least partially integrated in the optimization unit and/or the comparison unit.
Die obigen Ausführungen und Merkmale bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen mutatis mutandis auch für das erfindungsgemäße System und umgekehrt gelten. Die Begriffe „übertragen“ und „senden“ werden synonym verwendet.The above explanations and features relating to the method according to the invention should also apply mutatis mutandis to the system according to the invention and vice versa. The terms "transmit" and "send" are used interchangeably.
Die Erfindung ist nicht anhand eines Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern umfasst vielmehr jedes Merkmal sowie jede Merkmalskombination.The invention is not limited by an exemplary embodiment, but rather includes every feature and every combination of features.
Weitere Ziele, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen zu entnehmen. Hierbei zeigen:
-
1 ein Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; -
2 ein System zum Durchführen des Verfahrens nach1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a method according to a preferred embodiment of the invention; -
2 a system for performing themethod 1 according to a preferred embodiment of the invention.
In
Das dargestellte Verfahren 100 zur fortlaufenden Bestimmung von Stellsignalen zur Regelung von Stellgliedern 2 eines Fahrzeuges 1, umfasst die Schritte:
- a. Bestimmen und Setzen von Zielkoordinaten kx und einem Ankunftszeitraum kt
für das Fahrzeug 1 und Senden der Zielkoordinaten kx und des Ankunftszeitraums kt aneine Pfadplanungseinheit 7; - b. Berechnen von Pfadfolgedaten a durch die
Pfadplanungseinheit 7 basierend auf den Zielkoordinaten kx, dem Ankunftszeitraum kt und einem aktuellen Fahrzeugzustand und Senden der Pfadfolgedaten a aneine Optimierungseinheit 4; - c. Bestimmen zumindest eines ersten Wertes und eines zweiten Wertes zumindest eines Stellsignals u durch die
Optimierungseinheit 4 und Senden des zumindest ersten und zweiten Wertes des zumindest einen Stellsignals u aneine Modellrecheneinheit 3; - d. Berechnen von zumindest einem ersten prädizierten Fahrzeugzustand x'1 und einem zweiten prädizierten Fahrzeugzustand x'2 über einen Prädiktionszeitraum durch die
Modellrecheneinheit 3 mittels einer Fahrzeugmodellsimulationsgleichung f1, wobei der erste prädizierte Fahrzeugzustand x'1 basierend auf dem ersten Wert des zumindest einen Stellsignals u und dem aktuellen Fahrzeugzustand und der zweite prädizierte Fahrzeugzustand x'2 basierend auf dem ersten und dem zweiten Wert des zumindest einen Stellsignals u und dem aktuellen Fahrzeugzustand berechnet wird und Senden des zumindest ersten x'1 und zweiten prädizierten Fahrzeugzustands x'2 andie Optimierungseinheit 4; - e. Berechnen zumindest eines optimalen ersten Wertes und eines optimalen zweiten Wertes des zumindest einen Stellsignals u durch die
Optimierungseinheit 4 basierend zumindest auf den Pfadfolgedaten a, dem zumindest ersten x'1 und zweiten prädizierten Fahrzeugzustand x'2 und dem aktuellen Fahrzeugzustand, wobei der optimale Wert des zumindest einen Stellsignals u derart berechnet wird, dass eine Kostenfunktion minimiert wird; - f. Senden des optimalen ersten Wertes des zumindest einen Stellsignals u an
das Stellglied 2 desFahrzeugs 1 und eine Vergleichseinheit 7; und - g. Übernehmen des optimalen ersten Wertes des zumindest einen Stellsignals u durch das
zumindest eine Stellglied 2 desFahrzeugs 1.
- a. determining and setting destination coordinates k x and an arrival period kt for the
vehicle 1 and sending the destination coordinates k x and the arrival period kt to apath planning unit 7; - b. Calculating path following data a by the
path planning unit 7 based on the destination coordinates k x , the arrival period kt and a current vehicle condition and sending the path following data a to anoptimization unit 4; - c. Determining at least a first value and a second value of at least one control signal u by the
optimization unit 4 and sending the at least first and second value of the at least one control signal u to amodel computing unit 3; - i.e. Calculation of at least a first predicted vehicle state x'1 and a second predicted vehicle state x'2 over a prediction period by the
model computing unit 3 using a vehicle model simulation equation f1, the first predicted vehicle state x'1 based on the first value of the at least one control signal u and the current vehicle state and the second predicted vehicle state x'2 is calculated based on the first and the second value of the at least one control signal u and the current vehicle state and sending the at least first x'1 and second predicted vehicle state x'2 to theoptimization unit 4; - e. Calculation of at least one optimal first value and an optimal second value of the at least one control signal u by the
optimization unit 4 based at least on the path sequence data a, the at least first x'1 and second predicted vehicle state x'2 and the current vehicle state, with the optimal value of the at least one control signal u is calculated in such a way that a cost function is minimized; - f. Sending the optimal first value of the at least one control signal u to the
actuator 2 of thevehicle 1 and acomparison unit 7; and - G. Adoption of the optimal first value of the at least one control signal u by the at least one
actuator 2 of thevehicle 1.
Die dargestellten Pfeile zeigen hierbei den Verlauf des Verfahrens an, wobei das Bestimmen und Setzen der Zielkoordinaten kx und dem Ankunftszeitraum kt für das Fahrzeug 1 und das Senden an die Pfadplanungseinheit 7, der Ausgangspunkt bzw. der Start des Verfahrens ist. Die Schritte c. bis g. werden bevorzugt solange wiederholt durchgeführt, bis das Fahrzeug 1 die Zielkoordinaten kx erreicht hat. Die dargestellten Pfeile sind teilweise mit Bezugszeichen versehen, diese Bezugszeichen geben Daten oder Informationen wieder, welche in diesem Zuge zwischen den jeweiligen Einheiten und Sensoren gesendet werden, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen.The arrows shown here indicate the course of the method, with the determination and setting of the destination coordinates k x and the arrival period kt for the
Weiterhin ist dargestellt, dass ein Schätz-Fahrzeugzustand xs durch die Vergleichseinheit 5 berechnet wird, wobei der Schätz-Fahrzeugzustand xs bei jeder wiederholten Durchführung der Schritte c. bis g. wie folgt berechnet wird:
- h. Berechnen von zumindest einer berechneten Sensorgröße yp durch die
Modellrecheneinheit 3 mittels zumindest einer Sensorgrößenmodellsimulationsgleichung f2 basierend auf einem optimalen ersten prädizierten Fahrzeugzustand x'1o, wobei sich der optimale erste prädizierte Fahrzeugzustand x'1o in Schritt e. aus dem optimalen ersten Wert des zumindest einen Stellsignals u ergibt undvon der Optimierungseinheit 4 andie Modellrecheneinheit 3 gesendet wird, und Senden der zumindest einen berechneten Sensorgröße yp andie Vergleichseinheit 5; - i. Erfassen von zumindest einer Sensorgröße ye durch zumindest einen Sensor 6 des
Fahrzeugs 1 und Senden der zumindest einen Sensorgröße ye andie Vergleichseinheit 5; - j. Berechnen des Schätz-Fahrzeugzustands xs durch die
Vergleichseinheit 5 basierend auf dem optimalen ersten Wert des zumindest einen Stellsignals u mittels der Fahrzeugmodellsimulationsgleichung f1, welche um einen gewichtbaren Korrekturterm erweitert ist, wobei der Korrekturterm basierend auf einem Vergleich der zumindest einen Sensorgröße ye und der zumindest einen berechneten Sensorgröße yp durch dieVergleichseinheit 5 bestimmt wird, und Senden des Schätz-Fahrzeugzustands xs andie Optimierungseinheit 4, dieModellrecheneinheit 3 und diePfadplanungseinheit 7, wobei bei einer wiederholten Durchführung der Schritte c. bis g. der aktuelle Fahrzeugzustand der Schätz-Fahrzeugzustand xs ist.
- H. Calculation of at least one calculated sensor variable y p by the
model computing unit 3 using at least one sensor variable model simulation equation f2 based on an optimal first predicted vehicle state x'1o, the optimal first predicted vehicle state x'1o in step e. results from the optimal first value of the at least one control signal u and is sent from theoptimization unit 4 to themodel computing unit 3, and sending the at least one calculated sensor variable y p to thecomparison unit 5; - i. Detection of at least one sensor variable y e by at least one sensor 6 of the
vehicle 1 and sending the at least one sensor variable y e to thecomparison unit 5; - j. Calculation of the estimated vehicle state xs by the
comparison unit 5 based on the optimal first value of the at least one control signal u using the vehicle model simulation equation f1, which is expanded to include a weightable correction term, the correction term being based on a comparison of the at least one sensor variable y e and the at least a calculated sensor variable y p is determined by thecomparison unit 5, and sending the estimated vehicle state xs to theoptimization unit 4, themodel calculation unit 3 and thepath planning unit 7, with a repeated implementation of steps c. to g. the current vehicle state is the estimated vehicle state x s .
Die Schritte h. bis j. werden bei einer wiederholten Durchführung des Verfahrens bevorzugt vor dem Schritt d. durchgeführt.The steps h. to j. are preferably carried out before step d if the method is repeated. carried out.
Ferner wird gezeigt, dass eine Schätz-Störgröße ds, welche durch die Vergleichseinheit 5 mittels einer Störgrößenmodellsimulationsgleichung f3 basierend auf dem Vergleich der zumindest einen Sensorgröße ye und der zumindest einen berechneten Sensorgröße yp berechnet wird, an die Optimierungseinheit 4 gesendet wird. Die Schätz-Störgröße ds wird für die Berechnung desoptimalen Wertes des zumindest einen Stellsignals u in Schritt e. verwendet. Es wird davon ausgegangen, dass die Störgrößenmodellsimulationsgleichung f3 auf der Vergleichseinheit 5 vorliegt.It is also shown that an estimated disturbance variable ds, which is calculated by the
Gemäß des in
In
- -
ein Fahrzeug 1; - -
zumindest ein Stellglied 2 desFahrzeugs 1; - - zumindest einen Sensor 6 zum Erfassen zumindest einer Sensorgröße ye;
- -
eine Modellrecheneinheit 3 zur Berechnung von prädizierten Fahrzeugzuständen x'1, x'2 und zumindest einer berechneten Sensorgröße yp; - -
eine Vergleichseinheit 5 zur Berechnung eines Schätz-Fahrzeugzustands xs; - -
eine Optimierungseinheit 4 zur Berechnung optimaler Werte zumindest eines Stellsignals u zum Übernehmen durch daszumindest eine Stellglied 2; und - -
eine Pfadplanungseinheit 7 zur Berechnung von Pfadfolgedaten a.
- - a
vehicle 1; - - At least one
actuator 2 of thevehicle 1; - - At least one sensor 6 for detecting at least one sensor variable y e ;
- - a
model computing unit 3 for computing predicted vehicle states x'1, x'2 and at least one computed sensor variable y p ; - - a
comparison unit 5 for calculating an estimated vehicle state xs; - - an
optimization unit 4 for calculating optimal values of at least one actuating signal u for acceptance by the at least oneactuator 2; and - - A
path planning unit 7 for calculating path sequence data a.
Die signaltechnischen Verbindungen der Einheiten, des Stellglieds und des Sensors sind durch gestrichelte Linien dargestellt.The signaling connections of the units, actuator and sensor are shown by dashed lines.
Gemäß des in
Im Folgenden sollen die Fahrzeugmodellsimulationsgleichung f1, die Berechnung der prädizierten Fahrzugzustände x'1,x'2 mittels des Fahrzeugmodellsimulationsgleichung f1 und die Kostenfunktion gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt werden.In the following, the vehicle model simulation equation f1, the calculation of the predicted vehicle states x′1,x′2 using the vehicle model simulation equation f1 and the cost function are to be presented according to a preferred embodiment.
Die Fahrzeugmodellsimulationsgleichung f1 beschreibt die Änderungsrate der Fahrzeugzustände in Abhängigkeit von dem Wert des Stellsignals u und dem Fahrzeugzustand x, wobei der Fahrzeugzustand x der aktuelle Fahrzeugzustand oder der erste prädizierte Fahrzeugzustand x'1 ist:
Durch die numerische Integration der Fahrzeugmodellsimulationsgleichung f1 dxdt = f1 (x, u) erhält man die prädizierten Fahrzeugzustände. Es wird also formal x(t) integriert, wobei x(t) dem Integral über den Prädiktionszeitraum f1 (x,u)dt entspricht:
k=0,...,N-1;
ti entspricht dem aktuellen Zeitpunkt;
xk ist der prädizierte Fahrzeugzustand x' zum Zeitpunkt tk mit tk = kΔtm und k = 0, ..., N; Δtm ist die Abtastzeit, d.h. das Prädiktionszeitintervall bzw. das erste Zeitintervall.The predicted vehicle states are obtained by numerical integration of the vehicle model simulation equation f1 dxdt = f1 (x, u). Thus x(t) is formally integrated, where x(t) corresponds to the integral over the prediction period f1 (x,u)dt:
k=0,...,N-1;
t i corresponds to the current time;
x k is the predicted vehicle state x' at time t k with t k = kΔt m and k = 0,...,N; Δt m is the sampling time, ie the prediction time interval or the first time interval.
Der Prädiktionszeitraum thor ergibt sich wie folgt:
Die Kostenfunktion, welche die Optimierungseinheit 4 verwendet, kann wie folgt dargestellt sein:
- - prädizierte Fahrzeugzustände aus Fahrzeugmodellsimulationsgleichung: x' = f1(x,u)
- - Pfadparameter aus Pfadparametermodellsimulationsgleichung („timing law“): θ' = q(θ,x)
- - aktuelle Zustand oder Schätz-Fahrzeugzustand xs
- - Hindernisdaten h: h(x) ≤ 0 (die Hindernisse können als Kreise oder Polygone eingehen)
- - Fahrzeugdaten (geben zulässigen Bereich für den Wert des Stellsignals an):
- Umin ≤ u ≤ u̇max; |u̇| ≤ u̇max (Ratenschranke für den Wert des Stellsignals, die das Stellglied innerhalb der Abtastzeit realisieren kann)
- - predicted vehicle states from vehicle model simulation equation: x' = f1(x,u)
- - Path parameters from path parameter model simulation equation (“timing law”): θ' = q(θ,x)
- - current condition or estimated vehicle condition xs
- - Obstacle data h: h(x) ≤ 0 (obstacles can be entered as circles or polygons)
- - Vehicle data (specify permissible range for the value of the control signal):
- Umin ≤ u ≤ u̇ max; |u̇| ≤ u̇ max (rate limit for the value of the control signal that the actuator can realize within the sampling time)
Die verschiedenen Ausführungsformen mit all ihren Merkmalen sind dabei beliebig kombinierbar und austauschbar.The various embodiments with all their features can be combined and exchanged as desired.
Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.The applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided they are new compared to the prior art, either individually or in combination. It is also pointed out that the individual figures also describe features which can be advantageous in and of themselves. The person skilled in the art recognizes immediately that a specific feature described in a figure can also be advantageous without adopting further features from this figure. Furthermore, the person skilled in the art recognizes that advantages can also result from a combination of several features shown in individual figures or in different figures.
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Verfahrenprocedure
- 10001000
- Systemsystem
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Stellgliedactuator
- 33
- Modellrecheneinheitmodel arithmetic unit
- 44
- Optimierungseinheitoptimization unit
- 55
- Vergleichseinheitcomparison unit
- 66
- Sensorsensor
- 77
- Pfadplanungseinheitpath planning unit
- uand
- Stellsignal; Wert des Stellsignalscontrol signal; Value of the actuating signal
- aa
- Pfadfolgedatenpath following data
- hH
- Hindernisdatenobstacle data
- x',x'1,x'2x',x'1,x'2
- prädizierter Fahrzeugzustandpredicted vehicle condition
- x'1o,x'2ox'1o,x'2o
- optimaler prädizierter Fahrzeugzustandoptimal predicted vehicle condition
- xsxs
- Schätz-FahrzeugzustandEstimate vehicle condition
- ktct
- Ankunftszeitraumarrival period
- kxkx
- Zielkoordinatentarget coordinates
- dSdS
- Schätz-Störgrößeestimate disturbance variable
- yeye
- erfasste Sensorgrößedetected sensor size
- ypyp
- berechnete Sensorgrößecalculated sensor size
- f1f1
- Fahrzeugmodellsimulationsgleichungvehicle model simulation equation
- f2f2
- SensorgrößenmodellsimulationsgleichungSensor size model simulation equation
- f3f3
- StörgrößenmodellsimulationsgleichungDisturbance Model Simulation Equation
Claims (11)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020134818 | 2020-12-23 | ||
DE102020134803 | 2020-12-23 | ||
DE102020134818.5 | 2020-12-23 | ||
DE102020134803.7 | 2020-12-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021102956A1 true DE102021102956A1 (en) | 2022-06-23 |
Family
ID=81847181
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021102956.2A Withdrawn DE102021102956A1 (en) | 2020-12-23 | 2021-02-09 | Process for the continuous determination of control signals for controlling actuators of a vehicle |
DE102021102977.5A Withdrawn DE102021102977A1 (en) | 2020-12-23 | 2021-02-09 | Process for the continuous determination of control signals for controlling actuators of a vehicle |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021102977.5A Withdrawn DE102021102977A1 (en) | 2020-12-23 | 2021-02-09 | Process for the continuous determination of control signals for controlling actuators of a vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE102021102956A1 (en) |
-
2021
- 2021-02-09 DE DE102021102956.2A patent/DE102021102956A1/en not_active Withdrawn
- 2021-02-09 DE DE102021102977.5A patent/DE102021102977A1/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
F. Deng, H.-L. Yang, L.-J. Wang, W.-M. Yang: UKF Based Nonlinear Offset-free Model Predictive Control for Ship Dynamic Positioning under Stochastic Disturbances. In: International Journal of Control, Automation and Systems 17, 2019, 3079-3090. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s12555-019-0036-2.pdf |
H. Zheng, R. R. Negenborn, G. Lodewijks: Robust Distributed Predictive Control of WaterborneAGVs—A Cooperative and Cost-Effective Approach. In: IEEE Transactions on Cybernetics, 48, 2018, 8, 2449-2461. https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8019801&tag=1 [abgerufen am 23.08.2021] |
Y. Dai, S. Yu, Y. Yan: An Adaptive EKF-FMPC for the Trajectory Tracking of UVMS. In: IEEE Journal of Oceanic Engineering , 45, Juli 2020, 3, 699-713. https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8675963&tag=1 [abgerufen am 23.08.2021] |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102021102977A1 (en) | 2022-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112017000787B4 (en) | METHOD FOR CONTROLLING THE MOTION OF A VEHICLE AND VEHICLE CONTROL SYSTEM | |
DE10353320B4 (en) | Vehicle speed control method | |
DE102019133861A1 (en) | AUTONOMOUS VEHICLE AND VEHICLE DRIVE CONTROL METHOD USING THIS | |
EP0433351B1 (en) | Automatic anti-collision process and device for autonomous vehicles | |
DE112007002946B4 (en) | Vehicle control device | |
EP1276626B1 (en) | Distance-related method for controlling the speed of a vehicle | |
DE102019201124A1 (en) | A system for a vehicle | |
DE102018101106A1 (en) | REDUCING AND PREVENTING COLLISIONS | |
DE102015114464A1 (en) | Uniform motion planner for an autonomous vehicle while avoiding a moving obstacle | |
DE102020130387A1 (en) | VEHICLE ROUTING | |
DE102018104011A1 (en) | TRAVEL SUPPORT DEVICE FOR VEHICLES | |
DE102014223000B4 (en) | Adjustable trajectory planning and collision avoidance | |
DE102015221920A1 (en) | A method, computer program product, apparatus, and vehicle comprising the apparatus for controlling a trajectory planning of an ego vehicle | |
DE102019129232A1 (en) | VOICE PROCESSING FOR A VEHICLE | |
DE102015114465A1 (en) | Method for path planning for an evasive steering maneuver | |
DE102018125207A1 (en) | VEHICLE INTERNAL TRANSPORT ASSISTANCE | |
DE102018101228A1 (en) | REDUCING AND PREVENTING COLLISIONS | |
DE102019102012A1 (en) | COLLISION PREVENTION AND REDUCTION | |
DE102020102962A1 (en) | VEHICLE TARGET TRACKING | |
DE10345380A1 (en) | Control system for following a preceding vehicle | |
DE102020215780B4 (en) | Method for selecting an automated driving process using a driver assistance system | |
WO2020177958A1 (en) | Method and control unit for detecting a vehicle moving in or out | |
DE102015221626A1 (en) | Method for determining a vehicle trajectory along a reference curve | |
DE102020104427A1 (en) | VEHICLE PATH PROCESSING | |
EP3530537B1 (en) | Motor vehicle control device and method for operating the control device for autonomous driving of a motor vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60W0040100000 Ipc: B60W0040120000 |
|
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60W0040120000 Ipc: G05B0013040000 |
|
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |