DE102022123120A1 - METHOD AND DEVICE FOR MANEUVER PLANNING FOR AN AUTOMATED MOTOR VEHICLE - Google Patents

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Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Manöverplanung für ein automatisiertes Kraftfahrzeug. Das Verfahren umfasst ein Eingeben (S4) einer mittels V2X-Kommunikation an dem Kraftfahrzeug (1) empfangenen geplanten ersten Trajektorie für ein weiteres Kraftfahrzeug (2) und einer von dem Kraftfahrzeug (1) ermittelten geplanten zweiten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug (2) in ein Manöverplanungsmodul (3), und ein Bestimmen (S5) einer von dem weiteren Kraftfahrzeug (2) geplanten Trajektorie basierend auf der mittels V2X-Kommunikation empfangenen geplanten ersten Trajektorie und der von dem Kraftfahrzeug (1) ermittelten geplanten zweiten Trajektorie mittels dem Manöverplanungsmodul (3).A method for maneuver planning for an automated motor vehicle is provided. The method includes entering (S4) a planned first trajectory for a further motor vehicle (2) received by means of V2X communication on the motor vehicle (1) and a planned second trajectory for the further motor vehicle (2) determined by the motor vehicle (1). a maneuver planning module (3), and determining (S5) a trajectory planned by the further motor vehicle (2) based on the planned first trajectory received via V2X communication and the planned second trajectory determined by the motor vehicle (1) using the maneuver planning module (3 ).

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Manöverplanung für ein automatisiertes Kraftfahrzeug, ein Verfahren zum Trainieren eines Manöverplanungsmoduls zur Verwendung in dem Verfahren und eine Datenverarbeitungsvorrichtung, die ausgestaltet ist, um das Verfahren zumindest teilweise auszuführen. Ferner wird ein automatisiertes Kraftfahrzeug mit der Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt. Zusätzlich oder alternativ wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren zumindest teilweise auszuführen. Zusätzlich oder alternativ wird ein computerlesbares Medium bereitgestellt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren zumindest teilweise auszuführen.The present disclosure relates to a method for maneuver planning for an automated motor vehicle, a method for training a maneuver planning module for use in the method, and a data processing device configured to at least partially carry out the method. Furthermore, an automated motor vehicle with the data processing device is provided. Additionally or alternatively, a computer program is provided which includes commands which, when the program is executed by a computer, cause it to at least partially carry out the method. Additionally or alternatively, a computer-readable medium is provided which includes instructions which, when the instructions are executed by a computer, cause it to at least partially carry out the method.

Die EP 3 457 382 A1 betrifft ein Verfahren zur Planung eines Kollisionsvermeidungsmanövers, das in den Szenarien des kooperativen Fahrens oder des autonomen Fahrens verwendet werden kann. Das Verfahren umfasst die Schritte des Beobachtens der Umgebung eines Fahrzeugs, des Bestimmens des Risikos einer Kollision, wenn ein Kollisionsrisiko besteht, und des Startens einer Informationsaustauschphase für die beteiligten Fahrzeuge. Während der Informationsaustauschphase übermittelt ein beteiligtes Fahrzeug den beteiligten Fahrzeugen seinen selbst ermittelten Fahrschlauch. Es beginnt eine Bewertungsphase, in der ein Fahrzeug seine eigenen und die von den anderen beteiligten Fahrzeugen erhaltenen Fahrschläuche bewertet. Außerdem wird ein gemeinsamer sicherer Bereich für die beteiligten Fahrzeuge bestimmt, den sie zur Vermeidung der Kollision ansteuern sollen. Dieser kann den beteiligten Fahrzeugen zur Überprüfung mit den eigenen Sicherheitsanforderungen vorgelegt werden. Sind die Sicherheitsanforderungen nicht erfüllt, führt das Fahrzeug einen Zustandswechsel vom Kollisionsvermeidungszustand zum Kollisionsminimierungszustand durch und informiert die anderen beteiligten Fahrzeuge über den Zustandswechsel.The EP 3 457 382 A1 relates to a method for planning a collision avoidance maneuver that can be used in the scenarios of cooperative driving or autonomous driving. The method includes the steps of observing the surroundings of a vehicle, determining the risk of a collision if there is a risk of collision, and starting an information exchange phase for the vehicles involved. During the information exchange phase, a vehicle involved transmits its self-determined driving route to the vehicles involved. An evaluation phase begins in which a vehicle evaluates its own driving tubes and those received from the other vehicles involved. In addition, a common safe area is determined for the vehicles involved to approach in order to avoid the collision. This can be presented to the vehicles involved for checking against their own safety requirements. If the safety requirements are not met, the vehicle carries out a state change from the collision avoidance state to the collision minimization state and informs the other vehicles involved about the state change.

Die US 2013/325306 A1 betrifft eine verteilte Steuerung von Fahrzeugen mit koordinierenden Fahrzeugen, die eine kooperative Steuerungsmethode anwenden, und nicht koordinierenden Fahrzeugen, von denen angenommen wird, dass sie einer vorhersehbaren Dynamik folgen. Eine kooperative Steuerungsmethode kann eine verteilte Steuerung mit zurückliegendem Horizont für eine optimierungsbasierte Bahnplanung und Rückmeldung mit einer Logik auf höherer Ebene kombinieren, um sicherzustellen, dass die implementierten Pläne kollisionsfrei sind. Die kooperative Methode kann vollständig verteilt und teilweise synchron ausgeführt werden und bietet Zeit für Kommunikation und Berechnungen - Eigenschaften, die für die Implementierung auf realen Autobahnen erforderlich sind. Das Verfahren kann auf Konflikte prüfen und optimierte Trajektorien durch Anpassung der Parameter in den Endzustandsbeschränkungen eines optimalen Steuerungsproblems berechnen.The US 2013/325306 A1 concerns distributed control of vehicles with coordinating vehicles that apply a cooperative control method and non-coordinating vehicles that are assumed to follow predictable dynamics. A cooperative control method can combine distributed, back-horizon control for optimization-based path planning and feedback with higher-level logic to ensure that implemented plans are collision-free. The cooperative method can be fully distributed and partially synchronous, providing time for communication and computation - characteristics required for implementation on real highways. The method can check for conflicts and calculate optimized trajectories by adjusting the parameters in the end-state constraints of an optimal control problem.

Die DE 10 2018 216 082 A1 betrifft ein Verfahren zur Manöverplanung und - durchführung eines Fahrzeugs durch ein fahrzeuginternes Steuergerät, wobei das Steuergerät eine strategische Planungsebene zum Durchführen einer Routenplanung, eine taktische Planungsebene zum Bereitstellen von spurgenauen Trajektorien zu möglichen Zielpunkten und eine operative Planungsebene zum Auswählen eines Zielpunkts und einer fahrbaren Trajektorie zum ausgewählten Zielpunkt aufweist, wobei die Planungsebenen kaskadenartig ausgeführt werden und bei Ausführung jeder Planungsebene ein Informationsaustausch mit benachbarten Fahrzeugen über eine Kommunikationsverbindung zum Ermitteln von Kollisionen durchgeführt wird, wobei bei einer ermittelten Kollision in mindestens einer Planungsebene eine Manöverabstimmung zwischen den Fahrzeugen über die Kommunikationsverbindung durchgeführt wird.The DE 10 2018 216 082 A1 relates to a method for maneuver planning and execution of a vehicle by an in-vehicle control device, wherein the control device has a strategic planning level for carrying out route planning, a tactical planning level for providing precise trajectories to possible destination points and an operational planning level for selecting a destination point and a drivable trajectory selected target point, wherein the planning levels are executed in a cascade manner and when each planning level is executed, an exchange of information with neighboring vehicles is carried out via a communication link to determine collisions, with a maneuver coordination between the vehicles being carried out via the communication link in the event of a detected collision in at least one planning level.

Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche jeweils geeignet sind, den Stand der Technik zu bereichern.Against the background of this prior art, the task of the present disclosure is to specify a device and a method, which are each suitable for enriching the prior art.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die nebengeordneten Ansprüche und die Unteransprüche haben optionale Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The task is solved by the features of the independent claim. The independent claims and the subclaims contain optional developments of the invention.

Danach wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Manöverplanung für ein automatisiertes Kraftfahrzeug gelöst.The task is then solved by a procedure for maneuver planning for an automated motor vehicle.

Bei dem Verfahren kann es sich um ein computer-implementiertes Verfahren handeln, d.h. einer, mehrere oder alle Schritte des Verfahrens können zumindest teilweise von einem Computer bzw. einer Vorrichtung zur Datenverarbeitung ausgeführt werden.The method can be a computer-implemented method, i.e. one, several or all steps of the method can be carried out at least partially by a computer or a data processing device.

Das Verfahren umfasst ein Eingeben einer mittels V2X-Kommunikation an dem Kraftfahrzeug empfangenen geplanten ersten Trajektorie für ein weiteres Kraftfahrzeug und einer von dem Kraftfahrzeug ermittelten geplanten zweiten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug in ein Manöverplanungsmodul.The method includes entering a planned first trajectory for a further motor vehicle, received by means of V2X communication on the motor vehicle, and a planned second trajectory for the further motor vehicle, determined by the motor vehicle, into a maneuver planning module.

Unter V2X-Kommunikation oder Car2x kann eine Datenübertragungstechnik verstanden werden, bei der (Kraft-) Fahrzeuge mit ihrer Umwelt („x“) und/oder untereinander kommunizieren. Der Datenaustausch zwischen benachbarten Fahrzeugen ist ein Sonderfall von Car2x und heißt Car2Car bzw. V2V-Kommunikation. Die Übertragung kann bei Car2x in beide Richtungen möglich sein, also vom Fahrzeug an die Umwelt und umgekehrt. Car2x soll die Verkehrssicherheit erhöhen, zu Energieeinsparungen führen und die Effizienz der Verkehre stärken.V2X communication or Car2x can be understood as a data transmission technology in which (motor) vehicles communicate with their environment (“x”) and/or with each other. The data exchange between neighboring vehicles is a special case of Car2x and is called Car2Car or V2V communication. With Car2x, transmission can be possible in both directions, i.e. from the vehicle to the environment and vice versa. Car2x is intended to increase traffic safety, lead to energy savings and strengthen transport efficiency.

Unter einer Trajektorie kann ein Pfad verstanden werden, entlang welchem sich ein Kraftfahrzeug bewegt bzw. bewegen wird. Neben Orts- bzw. Positionsinformationen kann die Trajektorie eine zeitliche Komponente umfassen, d.h. wann ist das Kraftfahrzeug wo bzw. wann wird das Kraftfahrzeug wo sein.A trajectory can be understood as a path along which a motor vehicle moves or will move. In addition to location or position information, the trajectory can include a temporal component, i.e. when is the motor vehicle where or when will the motor vehicle be where.

Unter einem Manöver kann ein Fahrmanöver verstanden werden, d.h. eine Änderung und/oder Beibehaltung einer Geschwindigkeit und/oder einer Fahrtrichtung.A maneuver can be understood as a driving maneuver, i.e. a change and/or maintenance of a speed and/or a direction of travel.

Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer von dem weiteren Kraftfahrzeug geplanten Trajektorie basierend auf der mittels V2X-Kommunikation empfangenen geplanten ersten Trajektorie und der von dem Kraftfahrzeug ermittelten geplanten zweiten Trajektorie mittels dem Manöverplanungsmodul.The method includes determining a trajectory planned by the further motor vehicle based on the planned first trajectory received via V2X communication and the planned second trajectory determined by the motor vehicle using the maneuver planning module.

Mit anderen Worten, Berücksichtigung finden sowohl die mit V2X ausgetauschten Trajektorien als auch intern vorhergesagte Trajektorien für andere Verkehrsteilnehmer, um basierend darauf eine zuverlässigere Manöverauswahl treffen zu können. Beide Trajektorien als Eingaben für einen Manöverplaner und einen Selektor zu haben, führt im Vergleich zu den herkömmlichen Ansätzen zu mehr Redundanz und Zuverlässigkeit.In other words, both the trajectories exchanged with V2X and internally predicted trajectories for other road users are taken into account in order to be able to make a more reliable maneuver selection based on this. Having both trajectories as inputs to a maneuver planner and a selector results in more redundancy and reliability compared to the traditional approaches.

Nachfolgend werden mögliche Weiterbildungen des obigen Verfahrens im Detail erläutert.Possible further developments of the above method are explained in detail below.

Das Verfahren kann ein Bestimmen einer Soll-Trajektorie für das Kraftfahrzeug basierend auf der mittels dem Manöverplanungsmodul bestimmten geplanten Trajektorie des weiteren Kraftfahrzeugs umfassen. Dies kann mit dem Manöverplanungsmodul erfolgen.The method may include determining a target trajectory for the motor vehicle based on the planned trajectory of the further motor vehicle determined using the maneuver planning module. This can be done using the maneuver planning module.

Das Verfahren kann ein Steuern einer Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs umfassen, sodass das Kraftfahrzeug der Soll-Trajektorie automatisiert folgt.The method can include controlling a longitudinal and/or transverse guidance of the motor vehicle so that the motor vehicle automatically follows the target trajectory.

Das Manöverplanungsmodul kann zum Bestimmen der geplanten Trajektorie des weiteren Kraftfahrzeugs und/oder zum Bestimmen der Trajektorie des Kraftfahrzeugs einen auf künstlicher Intelligenz beruhenden Algorithmus aufweisen. Denkbar ist ein Machine Learning Algorithmus. Der Algorithmus kann ein oder mehrere künstliche neuronale Netze umfasse.The maneuver planning module can have an algorithm based on artificial intelligence for determining the planned trajectory of the further motor vehicle and/or for determining the trajectory of the motor vehicle. A machine learning algorithm is conceivable. The algorithm may include one or more artificial neural networks.

Das Verfahren kann ein Empfangen der geplanten ersten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug mittels V2X-Kommunikation an dem Kraftfahrzeug umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren ein Bestimmen der geplanten zweiten Trajektorie basierend auf mittels einem Sensorsystem des Kraftfahrzeugs detektierten Sensordaten umfassen.The method may include receiving the planned first trajectory for the further motor vehicle using V2X communication on the motor vehicle. Additionally or alternatively, the method may include determining the planned second trajectory based on sensor data detected by a sensor system of the motor vehicle.

Das oben beschriebene Verfahren bietet eine Reihe von Vorteilen, da beide Inputs, d.h. die vom Kraftfahrzeug intern bestimmte Trajektorie für ein weiteres Kraftfahrzeug und die von dem weiteren Kraftfahrzeug erhaltene Trajektorie, zur Entscheidungsfindung von dem Manöverplanungsmodul verwendet werden. Das Manöverplanungsmodul, welches auch als Entscheidungsfindungsmodul bezeichnet werden kann, kann sich demnach auf eine oder beide Inputs bzw. Informationsquellen (Vorhersage und Kooperation) stützen, um eine angemessene Entscheidung zu treffen, die Sicherheit und Komfort gewährleistet.The method described above offers a number of advantages since both inputs, i.e. the trajectory determined internally by the motor vehicle for another motor vehicle and the trajectory received from the further motor vehicle, are used by the maneuver planning module to make a decision. The maneuver planning module, which can also be referred to as the decision-making module, can therefore rely on one or both inputs or information sources (prediction and cooperation) to make an appropriate decision that ensures safety and comfort.

Weiterhin betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Trainieren eines auf künstlicher Intelligenz beruhenden Algorithmus eines Manöverplanungsmoduls für ein Kraftfahrzeug, welches auch als Trainingsverfahren bezeichnet werden kann. Der Algorithmus ist ausgestaltet, um eine von einem weiteren Kraftfahrzeug geplante Trajektorie basierend auf einer mittels V2X-Kommunikation empfangenen geplanten ersten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug und einer von dem Kraftfahrzeug ermittelten geplanten zweiten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug zu bestimmen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Trainieren mittels einem Trainingsdatensatz erfolgt, der mehrere geplante erste Trajektorien für das weitere Kraftfahrzeug und jeweils zugehörige mehrere geplante zweite Trajektorien für das weitere Kraftfahrzeug umfasst.Furthermore, the disclosure relates to a method for training an artificial intelligence-based algorithm of a maneuver planning module for a motor vehicle, which can also be referred to as a training method. The algorithm is designed to determine a trajectory planned by a further motor vehicle based on a planned first trajectory for the further motor vehicle received via V2X communication and a planned second trajectory for the further motor vehicle determined by the motor vehicle. The method is characterized in that the training is carried out using a training data set which comprises a plurality of planned first trajectories for the further motor vehicle and associated several planned second trajectories for the further motor vehicle.

Mit anderen Worten, das vorgeschlagene Machine-Learning-Modell kann mit beiden Inputs trainiert werden, um in dem oben beschriebenen Verfahren verwendet werden zu können.In other words, the proposed machine learning model can be trained with both inputs to be used in the method described above.

Das oben mit Bezug zum Verfahren zur Manöverplanung Beschriebene gilt analog auch für das Trainingsverfahren und umgekehrt.What was described above with reference to the maneuver planning procedure also applies analogously to the training procedure and vice versa.

Ferner wird ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, zumindest eines der oben beschriebenen Verfahren zumindest teilweise aus- bzw. durchzuführen, bereitgestellt.Furthermore, a computer program comprising instructions which, when the program is executed by a computer, causes it to carry out at least one of the methods described above to be carried out or carried out at least partially.

Ein Programmcode des Computerprogramms kann in einem beliebigen Code vorliegen, insbesondere in einem Code, der für Steuerungen von Kraftfahrzeugen geeignet ist.A program code of the computer program can be in any code, in particular in a code that is suitable for motor vehicle controls.

Das oben mit Bezug zu den Verfahren Beschriebene gilt analog auch für das Computerprogramm und umgekehrt.What has been described above with reference to the procedures also applies analogously to the computer program and vice versa.

Ferner wird eine Datenverarbeitungsvorrichtung, z.B. ein Steuergerät, für ein automatisiertes Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung bzw. das Steuergerät dazu eingerichtet ist, zumindest eines der oben beschriebenen Verfahren zumindest teilweise aus- bzw. durchzuführen.Furthermore, a data processing device, for example a control device, is provided for an automated motor vehicle, wherein the data processing device or the control device is set up to at least partially implement or carry out at least one of the methods described above.

Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann Teil eines Fahrassistenzsystems sein oder dieses darstellen. Bei der Datenverarbeitungsvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine elektronische Steuereinheit (engl. ECU = electronic control unit) handeln. Das elektronische Steuergerät kann eine intelligente prozessorgesteuerte Einheit sein, die z.B. über ein Central Gateway (CGW) mit anderen Modulen kommunizieren kann und die ggf. über Feldbusse, wie den CAN-Bus, LIN-Bus, MOST-Bus und FlexRay oder über Automotive-Ethernet, z.B. zusammen mit Telematiksteuergeräten und/oder einer Umfeldsensorik das Fahrzeugbordnetz bilden kann. Denkbar ist, dass das Steuergerät für das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs relevante Funktionen, wie die Motorsteuerung, die Kraftübertragung, das Bremssystem und/oder das Reifendruck-Kontrollsystem, steuert. Außerdem können Fahrerassistenzsysteme, wie beispielsweise ein Parkassistent, eine angepasste Geschwindigkeitsregelung (ACC, engl. Adaptive Cruise Control), ein Spurhalteassistent, ein Spurwechselassistent, eine Verkehrszeichenerkennung, eine Lichtsignalerkennung, ein Anfahrassistent, ein Nachtsichtassistent und/oder ein Kreuzungsassistent, von dem Steuergerät gesteuert werden.The data processing device can be part of or represent a driving assistance system. The data processing device can be, for example, an electronic control unit (ECU = electronic control unit). The electronic control unit can be an intelligent processor-controlled unit that can communicate with other modules, for example via a central gateway (CGW) and, if necessary, via field buses such as the CAN bus, LIN bus, MOST bus and FlexRay or via automotive Ethernet, for example together with telematics control devices and/or environmental sensors, can form the vehicle on-board network. It is conceivable that the control unit controls functions relevant to the driving behavior of the motor vehicle, such as the engine control, the power transmission, the braking system and/or the tire pressure monitoring system. In addition, driver assistance systems, such as a parking assistant, an adapted cruise control (ACC), a lane keeping assistant, a lane change assistant, traffic sign recognition, light signal recognition, a starting assistant, a night vision assistant and/or an intersection assistant, can be controlled by the control unit .

Das oben mit Bezug zu den Verfahren und zum Computerprogramm Beschriebene gilt analog auch für die Datenverarbeitungsvorrichtung und umgekehrt.What has been described above with reference to the methods and the computer program also applies analogously to the data processing device and vice versa.

Ferner wird ein Kraftfahrzeug, umfassend die oben beschriebene Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt.Furthermore, a motor vehicle comprising the data processing device described above is provided.

Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um einen Personenkraftwagen, insbesondere ein Automobil, motorisiertes Zwei- oder Dreirad, oder ein Nutzfahrzeug, wie einen Lastkraftwagen, handeln.The motor vehicle can be a passenger car, in particular an automobile, a motorized two- or three-wheeler, or a commercial vehicle, such as a truck.

Das Kraftfahrzeug kann automatisiert sein. Das Kraftfahrzeug kann ausgestaltet sein, um eine Längsführung und/oder eine Querführung bei einem automatisierten Fahren des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise zu übernehmen.The motor vehicle can be automated. The motor vehicle can be designed to at least partially and/or at least temporarily take over longitudinal guidance and/or transverse guidance during automated driving of the motor vehicle.

Das automatisierte Fahren kann so erfolgen, dass die Fortbewegung des Kraftfahrzeugs (weitgehend) autonom erfolgt. Das automatisierte Fahren kann zumindest teilweise und/oder zeitweise durch die Datenverarbeitungsvorrichtung gesteuert werden.Automated driving can be carried out in such a way that the movement of the motor vehicle is (largely) autonomous. The automated driving can be controlled at least partially and/or temporarily by the data processing device.

Das Kraftfahrzeug kann ein Kraftfahrzeug der Autonomiestufe 1 sein, d.h. bestimmte Fahrerassistenzsysteme aufweisen, die den Fahrer bei der Fahrzeugbedienung unterstützen, wie beispielsweise der Abstandsregeltempomat (ACC).The motor vehicle can be a motor vehicle with autonomy level 1, i.e. have certain driver assistance systems that support the driver in operating the vehicle, such as adaptive cruise control (ACC).

Das Kraftfahrzeug kann ein Kraftfahrzeug der Autonomiestufe 2 sein, d.h. so teilautomatisiert sein, dass Funktionen wie automatisches Einparken, Spurhalten bzw. Querführung, allgemeine Längsführung (insb. Anfahren), Beschleunigen und/oder Abbremsen von Fahrerassistenzsystemen übernommen werden können.The motor vehicle can be a motor vehicle with autonomy level 2, i.e. be partially automated so that functions such as automatic parking, lane keeping or lateral guidance, general longitudinal guidance (especially starting off), acceleration and/or braking can be taken over by driver assistance systems.

Das Kraftfahrzeug kann ein Kraftfahrzeug der Autonomiestufe 3 sein, d.h. so bedingungsautomatisiert, dass der Fahrer das System Fahrzeug nicht durchgehend überwachen muss. Das Kraftfahrzeug führt selbstständig Funktionen wie das Auslösen des Blinkers, Spurwechsel und/oder Spurhalten durch. Der Fahrer kann sich anderen Dingen zuwenden, wird aber bei Bedarf innerhalb einer Vorwarnzeit vom System aufgefordert die Führung zu übernehmen.The motor vehicle can be a motor vehicle of autonomy level 3, i.e. conditionally automated so that the driver does not have to continuously monitor the vehicle system. The motor vehicle independently carries out functions such as triggering the turn signal, changing lanes and/or keeping in lane. The driver can turn his attention to other things, but if necessary the system will ask him to take over within a warning period.

Das Kraftfahrzeug kann ein Kraftfahrzeug der Autonomiestufe 4 sein, d.h. so hochautomatisiert, dass die Führung des Fahrzeugs dauerhaft vom System Fahrzeug übernommen wird. Werden die Fahraufgaben vom System nicht mehr bewältigt, kann der Fahrer aufgefordert werden, die Führung zu übernehmen.The motor vehicle can be a motor vehicle with autonomy level 4, i.e. so highly automated that control of the vehicle is permanently taken over by the vehicle system. If the system can no longer handle the driving tasks, the driver can be asked to take over the lead.

Das Kraftfahrzeug kann ein Kraftfahrzeug der Autonomiestufe 5 sein, d.h. so vollautomatisiert, dass der Fahrer zum Erfüllen der Fahraufgabe nicht erforderlich ist. Außer dem Festlegen des Ziels und dem Starten des Systems ist kein menschliches Eingreifen erforderlich. Das Kraftfahrzeug kann ohne Lenkrad und Pedale auskommen.The motor vehicle can be a motor vehicle with autonomy level 5, i.e. so fully automated that the driver is not required to fulfill the driving task. No human intervention is required other than setting the target and starting the system. The motor vehicle can do without a steering wheel and pedals.

Das oben mit Bezug zum Verfahren, zur Datenverarbeitungsvorrichtung und zum Computerprogramm Beschriebene gilt analog auch für das Kraftfahrzeug und umgekehrt.What has been described above with reference to the method, the data processing device and the computer program also applies analogously to the motor vehicle and vice versa.

Ferner wird ein computerlesbares Medium, insbesondere ein computerlesbares Speichermedium, bereitgestellt. Das computerlesbare Medium umfasst Befehle, die bei der Ausführung der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das oben beschriebene Verfahren zumindest teilweise auszuführen.Furthermore, a computer-readable medium, in particular a computer-readable storage medium, is provided. The computer-readable medium includes instructions that, when executed by a computer, cause the computer to at least partially carry out the method described above.

Das heißt, es kann ein computerlesbares Medium bereitgestellt werden, das ein oben definiertes Computerprogramm umfasst. Bei dem computerlesbaren Medium kann es sich um ein beliebiges digitales Datenspeichergerät handeln, wie zum Beispiel einen USB-Stick, eine Festplatte, eine CD-ROM, eine SD-Karte oder eine SSD-Karte.That is, a computer-readable medium may be provided that includes a computer program as defined above. The computer-readable medium can be any digital data storage device, such as a USB flash drive, hard drive, CD-ROM, SD card, or SSD card.

Das Computerprogramm muss nicht zwingend auf einem solchen computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, um dem Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt zu werden, sondern kann auch über das Internet oder anderweitig extern bezogen werden.The computer program does not necessarily have to be stored on such a computer-readable storage medium in order to be made available to the motor vehicle, but can also be obtained externally via the Internet or otherwise.

Das oben mit Bezug zum Verfahren, zur Datenverarbeitungsvorrichtung, zum Computerprogramm und zum Kraftfahrzeug Beschriebene gilt analog auch für das computerlesbare Medium und umgekehrt.What has been described above with reference to the method, the data processing device, the computer program and the motor vehicle also applies analogously to the computer-readable medium and vice versa.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform mit Bezug zu 1 beschrieben.

  • 1 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Manöverplanung mit vorgelagertem Verfahren zum Trainieren eines Algorithmus, der in dem Verfahren zur Manöverplanung verwendet wird, und
  • 2 zeigt schematisch ein das Verfahren zur Manöverplanung ausführendes Kraftfahrzeug.
An embodiment is described below with reference to 1 described.
  • 1 schematically shows a flowchart of the maneuver planning method with an upstream method for training an algorithm that is used in the maneuver planning method, and
  • 2 shows schematically a motor vehicle carrying out the maneuver planning procedure.

Wie sich aus 1 ergibt, weist das Verfahren zur Manöverplanung fünf Schritte S2 - S7 mit einem vorgelagerten Schritt S1 auf, in welchem ein Trainieren eines in dem Verfahren zur Manöverplanung genutzter auf künstlicher Intelligenz beruhender Algorithmus trainiert wird.How out 1 results, the procedure for maneuver planning has five steps S2 - S7 with an upstream step S1, in which an artificial intelligence-based algorithm used in the procedure for maneuver planning is trained.

In dem ersten Schritt S1 erfolgt ein Trainieren des Algorithmus mittels einem Trainingsdatensatz, der mehrere mittels V2X-Kommunikation empfangene geplante erste Trajektorien für ein weiteres Kraftfahrzeug und mehrere jeweils dazu korrespondierende von einem Kraftfahrzeug ermittelten geplante zweite Trajektorien für das weitere Kraftfahrzeug umfasst. Denkbar ist, dass ein überwachtes Lernen zum Einsatz kommt. Überwachtes Lernen ist ein Teilgebiet des maschinellen Lernens. Mit Lernen ist dabei die Fähigkeit einer künstlichen Intelligenz gemeint, Gesetzmäßigkeiten nachzubilden. Die Ergebnisse sind durch Naturgesetze oder Expertenwissen bekannt und werden benutzt, um das System anzulernen. Genutzt werden kann ein Lernalgorithmus, der eine Hypothese findet, die möglichst zielsichere Voraussagen trifft. Unter Hypothese ist dabei eine Abbildung zu verstehen, die jedem Eingabewert den vermuteten Ausgabewert zuordnet. Nach dem ersten Schritt S1 ist der Algorithmus geeignet, um eine von einem weiteren Kraftfahrzeug geplante Trajektorie basierend auf einer mittels V2X-Kommunikation empfangenen geplanten ersten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug und einer von dem Kraftfahrzeug ermittelten geplanten zweiten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug zu bestimmen. Ferner ist der Algorithmus geeignet, um eine Soll-Trajektorie für ein Kraftfahrzeug basierend auf der mittels dem Manöverplanungsmodul bestimmten geplanten Trajektorie des weiteren Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Dies wird nachfolgend auch im Detail mit Bezug zu 2 beschrieben.In the first step S1, the algorithm is trained using a training data set, which includes several planned first trajectories for another motor vehicle received via V2X communication and several corresponding planned second trajectories for the further motor vehicle, each determined by a motor vehicle. It is conceivable that supervised learning could be used. Supervised learning is a branch of machine learning. Learning refers to the ability of an artificial intelligence to reproduce regularities. The results are known through natural laws or expert knowledge and are used to train the system. A learning algorithm can be used that finds a hypothesis that makes predictions that are as accurate as possible. Hypothesis is a mapping that assigns the assumed output value to each input value. After the first step S1, the algorithm is suitable for determining a trajectory planned by a further motor vehicle based on a planned first trajectory for the further motor vehicle received via V2X communication and a planned second trajectory for the further motor vehicle determined by the motor vehicle. Furthermore, the algorithm is suitable for determining a target trajectory for a motor vehicle based on the planned trajectory of the other motor vehicle determined by the maneuver planning module. This will also be discussed in detail below with reference to 2 described.

In der in 2 in der Vogelperspektive dargestellten Fahrsituation befindet sich das automatisierte Kraftfahrzeug 1 auf einer Auffahrspur 4 und ein weiteres Kraftfahrzeug 2 befindet sich seitlich von dem Kraftfahrzeug 1 auf einer Fahrspur 5, auf die das Kraftfahrzeug 1 wechseln soll. Um zu bestimmen wie, d.h. wann und wo, der Fahrspurwechsel erfolgen soll, umfasst das Kraftfahrzeug 1 ein Manöverplanungsmodul 3 umfassend den in oben beschriebenen Schritt S1 trainierten Algorithmus und führt das nachfolgend im Detail beschriebene Verfahren zur Manöverplanung für ein automatisiertes Kraftfahrzeug aus.In the in 2 In the driving situation shown in the bird's eye view, the automated motor vehicle 1 is in a drive-on lane 4 and another motor vehicle 2 is located to the side of the motor vehicle 1 in a lane 5 to which the motor vehicle 1 is to change. In order to determine how, ie when and where, the lane change should take place, the motor vehicle 1 includes a maneuver planning module 3 comprising the algorithm trained in step S1 described above and carries out the procedure for maneuver planning for an automated motor vehicle described in detail below.

In einem ersten Schritt S2 des Verfahrens empfängt das Kraftfahrzeug 1 eine geplante erste Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug 2 mittels V2X-Kommunikation von dem weiteren Kraftfahrzeug 2.In a first step S2 of the method, the motor vehicle 1 receives a planned first trajectory for the further motor vehicle 2 from the further motor vehicle 2 by means of V2X communication.

In einem zweiten Schritt S3 des Verfahrens bestimmt das Kraftfahrzeug 2 basierend auf mittels einem Sensorsystem 6 des Kraftfahrzeugs 1 detektierten Sensordaten eine geplante zweite Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug.In a second step S3 of the method, the motor vehicle 2 determines a planned second trajectory for the further motor vehicle based on sensor data detected by a sensor system 6 of the motor vehicle 1.

In einem dritten Schritt S4 erfolgt ein Eingeben der mittels V2X-Kommunikation an dem Kraftfahrzeug 1 empfangenen geplanten ersten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug 2 und der von dem Kraftfahrzeug 1 ermittelten geplanten zweiten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug 2 in das Manöverplanungsmodul 3.In a third step S4, the planned first trajectory for the further motor vehicle 2 received by means of V2X communication on the motor vehicle 1 and the planned second trajectory for the further motor vehicle 2 determined by the motor vehicle 1 are entered into the maneuver planning module 3.

In einem vierten Schritt S5 erfolgt ein Bestimmen einer von dem weiteren Kraftfahrzeug 2 geplanten Trajektorie basierend auf der mittels V2X-Kommunikation empfangenen geplanten ersten Trajektorie und der von dem Kraftfahrzeug 1 ermittelten geplanten zweiten Trajektorie mittels dem Manöverplanungsmodul 3.In a fourth step S5, a trajectory planned by the further motor vehicle 2 is determined based on the planned first trajectory received by means of V2X communication and that determined by the motor vehicle 1 th planned second trajectory using the maneuver planning module 3.

In einem fünften Schritt S6 erfolgt ein Bestimmen einer Soll-Trajektorie für das Kraftfahrzeug 1 basierend auf der mittels dem Manöverplanungsmodul 3 in dem vierten Schritt S5 bestimmten geplanten Trajektorie des weiteren Kraftfahrzeugs 2. Dabei sind diese beiden Schritten S5, S6 nicht als getrennte bzw. separate Schritte in dem Sinne zu betrachten, dass nach dem vierten Schritt S5 ein Zwischenprodukt vorliegt, das dann in dem fünften Schritt S6 weiterverarbeitet wird. Vielmehr kann das Manöverplanungsmodul 3 direkt aus den beiden Input-Trajektorien die Soll-Trajektorie des Kraftfahrzeugs 1 bestimmen, ohne dass dafür explizit die geplante Trajektorie des weiteren Kraftfahrzeugs 2 bestimmt wird.In a fifth step S6, a target trajectory for the motor vehicle 1 is determined based on the planned trajectory of the further motor vehicle 2 determined by means of the maneuver planning module 3 in the fourth step S5. These two steps S5, S6 are not separate Steps should be considered in the sense that after the fourth step S5 there is an intermediate product which is then further processed in the fifth step S6. Rather, the maneuver planning module 3 can determine the target trajectory of the motor vehicle 1 directly from the two input trajectories, without the planned trajectory of the other motor vehicle 2 being explicitly determined.

Konkret kann dies vorliegend bedeuten, dass die erste und die zweite geplante Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug 2 vom Manöverplanungsmodul 3 ausgewertet werden, um zu entscheiden, welches Manöver für das Kraftfahrzeug 1 am besten geeignet ist, d.h. z.B. die Auffahrspur halten, zu warten, bis das hintere bzw. weitere Kraftfahrzeug vorbeigefahren ist und dann wechseln, oder vor dem weiteren Kraftfahrzeug 2 einzuscheren.In concrete terms, this can mean in the present case that the first and second planned trajectories for the other motor vehicle 2 are evaluated by the maneuver planning module 3 in order to decide which maneuver is best suited for the motor vehicle 1, i.e., for example, keep in the approach lane, wait until that the rear or other motor vehicle has passed and then change, or to cut in front of the other motor vehicle 2.

In einem sechsten Schritt S7 erfolgt ein Steuern einer Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs 1, sodass das Kraftfahrzeug 1 der Soll-Trajektorie automatisiert folgt. Dies kann durch das Manöverplanungsmodul 3 oder durch eine andere dazu eingerichtete Steuereinheit des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen.In a sixth step S7, a longitudinal and/or transverse guidance of the motor vehicle 1 is controlled, so that the motor vehicle 1 automatically follows the target trajectory. This can be done by the maneuver planning module 3 or by another control unit of the motor vehicle 1 that is set up for this purpose.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
automatisiertes Kraftfahrzeugautomated motor vehicle
22
weiteres Kraftfahrzeuganother motor vehicle
33
ManöverplanungsmodulManeuver planning module
44
Auffahrspuraccess lane
55
Fahrspurlane
66
Sensorsystem Sensor system
S1 - S7S1 - S7
VerfahrensschritteProcedural steps

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Verfahren zur Manöverplanung für ein automatisiertes Kraftfahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: - Eingeben (S4) einer mittels V2X-Kommunikation an dem Kraftfahrzeug (1) empfangenen geplanten ersten Trajektorie für ein weiteres Kraftfahrzeug (2) und einer von dem Kraftfahrzeug (1) ermittelten geplanten zweiten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug (2) in ein Manöverplanungsmodul (3), und - Bestimmen (S5) einer von dem weiteren Kraftfahrzeug (2) geplanten Trajektorie basierend auf der mittels V2X-Kommunikation empfangenen geplanten ersten Trajektorie und der von dem Kraftfahrzeug (1) ermittelten geplanten zweiten Trajektorie mittels dem Manöverplanungsmodul (3).Method for maneuver planning for an automated motor vehicle (1), characterized in that the method comprises: - Entering (S4) a planned first trajectory for another motor vehicle (2) received via V2X communication on the motor vehicle (1) and one of the Motor vehicle (1) determined planned second trajectory for the further motor vehicle (2) in a maneuver planning module (3), and - determining (S5) a trajectory planned by the further motor vehicle (2) based on the planned first trajectory received via V2X communication and the planned second trajectory determined by the motor vehicle (1) using the maneuver planning module (3). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Bestimmen (S6) einer Soll-Trajektorie für das Kraftfahrzeug (1) basierend auf der mittels dem Manöverplanungsmodul (3) bestimmten geplanten Trajektorie des weiteren Kraftfahrzeugs (2) umfasst.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the method includes determining (S6) a target trajectory for the motor vehicle (1) based on the planned trajectory of the further motor vehicle (2) determined by the maneuver planning module (3). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Steuern (S7) einer Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs (1) umfasst, sodass das Kraftfahrzeug (1) der Soll-Trajektorie automatisiert folgt.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the method includes controlling (S7) a longitudinal and/or transverse guidance of the motor vehicle (1), so that the motor vehicle (1) automatically follows the target trajectory. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Manöverplanungsmodul (3) zum Bestimmen der geplanten Trajektorie des weiteren Kraftfahrzeugs (2) und, soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, zum Bestimmen der Trajektorie des Kraftfahrzeugs (1) einen auf künstlicher Intelligenz beruhenden Algorithmus aufweist.Procedure according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the maneuver planning module (3) for determining the planned trajectory of the other motor vehicle (2) and, as far as Claim 2 related back, for determining the trajectory of the motor vehicle (1) has an algorithm based on artificial intelligence. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: - Empfangen (S2) der geplanten ersten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug (2) mittels V2X-Kommunikation an dem Kraftfahrzeug (1), und/oder - Bestimmen (S3) der geplanten zweiten Trajektorie basierend auf mittels einem Sensorsystem (6) des Kraftfahrzeugs (1) detektierten Sensordaten.Procedure according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the method comprises: - receiving (S2) the planned first trajectory for the further motor vehicle (2) by means of V2X communication on the motor vehicle (1), and / or - determining (S3) the planned second trajectory based on sensor data detected by a sensor system (6) of the motor vehicle (1). Verfahren zum Trainieren (S1) eines auf künstlicher Intelligenz beruhenden Algorithmus eines Manöverplanungsmoduls (3) für ein Kraftfahrzeug (1), der ausgestaltet ist, um eine von einem weiteren Kraftfahrzeug (2) geplante Trajektorie basierend auf einer mittels V2X-Kommunikation empfangenen geplanten ersten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug (2) und einer von dem Kraftfahrzeug (1) ermittelten geplanten zweiten Trajektorie für das weitere Kraftfahrzeug (2) zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass das Trainieren mittels einem Trainingsdatensatz erfolgt, der mehrere geplante ersten Trajektorien für das weitere Kraftfahrzeug (2) und jeweils zugehörige mehrere geplante zweite Trajektorien für das weitere Kraftfahrzeug (2) umfasst.Method for training (S1) an algorithm based on artificial intelligence of a maneuver planning module (3) for a motor vehicle (1), which is designed to implement a trajectory planned by another motor vehicle (2) based on a planned first trajectory received via V2X communication for the further motor vehicle (2) and a planned second trajectory for the further motor vehicle (2) determined by the motor vehicle (1), characterized in that the training is carried out using a training data set which contains several planned first trajectories for the further motor vehicle ( 2) and each associated several planned second trajectories for the further motor vehicle (2). Datenverarbeitungsvorrichtung (3) für ein Kraftfahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung (3) ausgestaltet ist, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.Data processing device (3) for a motor vehicle (1), characterized in that the data processing device (3) is designed to carry out the method according to one of Claims 1 until 6 to carry out. Kraftfahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug die Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7 umfasst.Motor vehicle (1), characterized in that the motor vehicle uses the data processing device Claim 7 includes. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.Computer program, characterized in that the computer program comprises commands which, when the program is executed by a computer, cause it to carry out the method according to one of the Claims 1 until 6 to carry out. Computerlesbares Medium, dadurch gekennzeichnet, dass das computerlesbare Medium Befehle umfasst, die bei der Ausführung der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.Computer-readable medium, characterized in that the computer-readable medium comprises instructions which, when the instructions are executed by a computer, cause it to carry out the method according to one of the Claims 1 until 6 to carry out.
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