DE102022203122B4

DE102022203122B4 - Verfahren zum Ermitteln einer Bewegungstrajektorie für eine Steuerung einer Bewegung einer Maschine

Info

Publication number: DE102022203122B4
Application number: DE102022203122.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Schneider; Roman Gansch; Vera Schumacher; Andreas Heyl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2024-04-18
Anticipated expiration: 2042-03-31
Also published as: DE102022203122A1

Abstract

Verfahren zum Ermitteln einer Bewegungstrajektorie für eine Steuerung einer Bewegung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges, wobei erste Umfelddaten vorgesehen sind, die erste Informationen über ein Umfeld der Maschine beinhalten, wobei zweite Umfelddaten vorgesehen sind, die zweite Informationen über das Umfeld der Maschine beinhalten, wobei die zweiten Umfelddaten für wenigstens eine zweite Information über das Umfeld einen Unsicherheitswert aufweisen, wobei abhängig von der ersten Information wenigstens eine erste Bewegungstrajektorie für eine vorgegebene Bewegung der Maschine ermittelt wird, wobei abhängig von der zweiten Information und dem Unsicherheitswert wenigstens eine zweite Bewegungstrajektorie für die vorgegebene Bewegung der Maschine ermittelt wird, wobei die erste Bewegungstrajektorie mit der zweiten Bewegungstrajektorie verglichen wird, und wobei die erste Bewegungstrajektorie und/oder die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt wird, wenn die erste und die zweite Bewegungstrajektorie eine vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen, wobei weder die erste Bewegungstrajektorie noch die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt wird, wenn die erste und die zweite Bewegungstrajektorie nicht die vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Bewegungstrajektorie für eine Steuerung einer Bewegung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges. Zudem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Bewegungstrajektorie für eine Steuerung einer Bewegung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogramm.
Stand der Technik
Im Stand der Technik ist es bekannt, die Bewegung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges, entlang einer Trajektorie mithilfe von Verfahren zu steuern, die eine hohe Sicherheit sowohl bei der Hardware als auch bei der Software in Bezug auf eine korrekte Steuerung der Bewegung der Maschine aufweisen.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Ermitteln einer Bewegungstrajektorie für eine Steuerung einer Bewegung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges, bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Ermitteln einer Bewegungstrajektorie für eine Steuerung einer Bewegung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind Weiterbildungen des Verfahrens und/oder der Vorrichtung angegeben.
Es wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Bewegungstrajektorie für eine Steuerung einer Bewegung einer Maschine bereitgestellt. Es sind erste Umfelddaten vorgesehen, die wenigstens eine erste Information über ein Umfeld der Maschine beinhalten. Es sind zweite Umfelddaten vorgesehen, die wenigstens eine zweite Information über das Umfeld der Maschine beinhalten. Zudem weisen die zweiten Umfelddaten für wenigstens eine zweite Information über das Umfeld wenigstens einen Unsicherheitswert auf. Der Unsicherheitswert gibt beispielsweise an, wie zuverlässig die zweite Information ist. Beispielsweise kann der Unsicherheitswert angeben, wie groß die Wahrscheinlichkeit ist, dass die zweite Information tatsächlich der realen Umgebung entspricht.
Das Verfahren ermittelt abhängig von der ersten Information wenigstens eine erste Bewegungstrajektorie für eine vorgegebene Bewegung der Maschine, insbesondere für eine kollisionsfreie Bewegung der Maschine. Die erste Bewegungstrajektorie kann eine erste Bewegungsbahn für wenigstens einen Teil der Maschine oder für die gesamte Maschine darstellen. Das Teil der Maschine kann z. B. ein Arm eines Roboters sein. Zudem kann die erste Bewegungstrajektorie zusätzlich zur Bewegungsbahn auch eine Geschwindigkeit für den Teil der Maschine und/oder der gesamten Maschine beinhalten. Weiterhin wird abhängig von der zweiten Information und dem Unsicherheitswert wenigstens eine zweite Bewegungstrajektorie für die vorgegebene Bewegung, insbesondere die kollisionsfreie Bewegung wenigstens des Teils der Maschine, insbesondere der gesamten Maschine, ermittelt. Die erste und die zweite Information können gleiche und/oder unterschiedliche Umfelddaten der Maschine beinhalten. Zudem können die erste und die zweite Information von dem gleichen Sensor oder von verschiedenen Sensoren geliefert werden. Zudem können die erste und die zweite Information von dem gleichen Sensortyp oder von verschiedenen Sensortypen geliefert werden. Die vorgegebene Bewegung ist beispielsweise die Bewegung der Maschine oder wenigstens eines Teils der Maschine zu einer Zielposition.
Die erste und die zweite Information können das Vorhandensein eines Objektes in einer bestimmten Entfernung und/oder Richtung zur Maschine darstellen. Dabei kann beispielsweise der Unsicherheitswert angeben, mit welcher Wahrscheinlichkeit sich das Objekt in einer vorgegebenen Entfernung bzw. in einem vorgegebenen Entfernungsbereich oder in einer vorgegebenen Richtung bzw. in einem vorgegebenen Richtungsbereich relativ zur Maschine befindet. Zudem kann die erste und/oder die zweite Information auch eine Größe des Objektes und/oder eine Bewegungsrichtung des Objektes und/oder einer Geschwindigkeit der Bewegung des Objektes beinhalten. Diese genannten Informationen können sich auch auf einen zu bewegenden Teil der Maschine beziehen.
Die erste und die zweite Bewegungstrajektorie werden miteinander verglichen. Ergibt der Vergleich, dass die erste Bewegungstrajektorie und die zweite Bewegungstrajektorie eine vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen, so werden die erste Bewegungstrajektorie und/oder die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt. Beispielsweise kann die vorgegebene Ähnlichkeit ein maximaler Abstand senkrecht zur Bewegungsrichtung der ersten und der zweiten Bewegungstrajektorie darstellen. Die vorgegebene Ähnlichkeit kann sich auch auf eine Richtung der Bewegungstrajektorien und/oder auf einen gemeinsamen Bewegungsraum beziehen.
Ein Ziel des Vergleiches der Bewegungstrajektorien besteht darin, die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die erste und die zweite Bewegungstrajektorie auf korrekten Umfelddaten ermittelt wurden. Dies ist insbesondere bei sicherheitsrelevanten Bewegungen einer Maschine wie z.B. dem automatisierten Steuern einer Bewegung eines Fahrzeuges wichtig, um Unfälle zu vermeiden.
Durch den Vergleich der ersten Bewegungstrajektorie mit der zweiten Bewegungstrajektorie wird zusätzlich zu der ersten Information und der zweiten Information auch der Unsicherheitswert der zweiten Information berücksichtigt. Auf diese Weise werden Umfelddaten der Maschine für die Ermittlung einer Bewegungstrajektorie berücksichtigt werden, die mit einem Unsicherheitswert behaftet sind. Versuche haben gezeigt, dass dadurch eine höhere Wahrscheinlichkeit für eine korrekte Erfassung der Umfelddaten der Maschine erreicht wird. Somit wird die Wahrscheinlichkeit für die Ermittlung einer Bewegung der Maschine, insbesondere einer kollisionsfreien Bewegung der Maschine, entlang einer Bewegungstrajektorie erreicht, wobei die Bewegung an die reale Umgebung der Maschine angepasst ist.
Ergibt der Vergleich zwischen der ersten und der zweiten Bewegungstrajektorie, dass die vorgegebene Ähnlichkeit für wenigstens eine vorgegebene Ähnlichkeit zwischen der ersten und der zweiten Bewegungstrajektorie nicht erfüllt ist, dann wird weder die erste noch die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt. Dahinter verbirgt sich die Überlegung, dass die ersten Umfelddaten und die zweiten Umfelddaten eine zu unterschiedliche Umgebung der Maschine darstellen. Somit können die ersten Umfelddaten nicht verwendet werden, um die zweiten Umfelddaten zu bestätigen und umgekehrt bzw. das Ergebnis des Vergleichs deutet eher darauf hin, dass die ersten Umfelddaten und/oder die zweiten Umfelddaten fehlerhaft sind und somit die Umgebung der Maschine nicht richtig wiedergeben.
Die erste und die zweite Bewegungstrajektorie können für eine festgelegte Distanz und/oder für einen festgelegten Zeitraum unter Berücksichtigung einer Geschwindigkeit des Teils der Maschine bzw. der Maschine ermittelt werden. Beispielsweise werden die erste und/oder die zweite Bewegungstrajektorie in vorgegebenen Zeitabständen oder in vorgegebenen Distanzen, die ein Teil der Maschine bzw. der Maschine entlang einer gesteuerten Bewegung zurücklegt, durchgeführt.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform wird nicht nur eine erste Bewegungstrajektorie, sondern es werden mehrere erste Bewegungstrajektorien anhand der ersten Information ermittelt und für den Vergleich mit der wenigstens einen zweiten Bewegungstrajektorie berücksichtigt. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der Einfluss der individuellen Planung der ersten Bewegungstrajektorie reduziert wird.
Zudem können auch mehrere zweite Bewegungstrajektorien anhand der zweiten Information und dem Unsicherheitswert ermittelt werden, wobei die mehreren zweiten Bewegungstrajektorien für den Vergleich mit der ersten Bewegungstrajektorie berücksichtigt werden. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der Einfluss der individuellen Planung der zweiten Bewegungstrajektorie reduziert wird.
Bei diesem Verfahren werden die ersten Bewegungstrajektorien mit den zweiten Bewegungstrajektorien verglichen. Ergibt der Vergleich zwischen den ersten Bewegungstrajektorien und den zweiten Bewegungstrajektorien eine vorgegebene Ähnlichkeit für wenigstens eine erste Bewegungstrajektorie und eine zweite Bewegungstrajektorie, so werden die ersten Bewegungstrajektorien und die zweiten Bewegungstrajektorien, die die vorgegebene Ähnlichkeit erfüllen, für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt. Dabei können Paare einer ersten und einer zweiten Bewegungstrajektorie ermittelt werden, wobei jeweils ein Paar bestehend aus einer ersten Bewegungstrajektorie und aus einer zweiten Bewegungstrajektorie in Bezug auf die vorgegebene Ähnlichkeit verglichen werden. Erfüllt das Paar der ersten Bewegungstrajektorie und der zweiten Bewegungstrajektorie die vorgegebene Ähnlichkeit, so wird das Paar für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt. Abhängig von der Anzahl der ersten Bewegungstrajektorien und/oder der zweiten Bewegungstrajektorien können eine Vielzahl von Paaren bestehend jeweils aus einer ersten Bewegungstrajektorie und einer zweiten Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt werden. Erfüllt keines der Paare bestehend aus einer ersten Bewegungstrajektorie und einer zweiten Bewegungstrajektorie die vorgegebene Ähnlichkeit, so werden alle ersten Bewegungstrajektorien und alle zweiten Bewegungstrajektorien verworfen und nicht für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt.
Wird kein Paar mit einer ersten Bewegungstrajektorie und einer zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt, dann können weitere erste Umfelddaten und/oder weitere zweite Umfelddaten mit ersten Informationen über das Umfeld der Maschine bzw. mit zweiten Informationen über das Umfeld der Maschine und Unsicherheitswerte berücksichtigt werden, um eine neue erste Bewegungstrajektorie und eine neue zweite Bewegungstrajektorie für eine vorgegebene Bewegung, insbesondere eine kollisionsfreie Bewegung der Maschine zu ermitteln.
Zudem kann abhängig von der gegebenen Situation eine weitere Bewegung der Maschine gestoppt oder auf einen Sicherheitsbereich beschränkt werden, wenn keine erste Bewegungstrajektorie und keine zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt werden. Der Sicherheitsbereich kann sich auf einen vorgegebenen Raum und/oder auf vorgegebene Wertebereiche von Steuerparametern der Maschine und/oder auf vorgegebene Bereiche von Bewegungsparameter der Maschine wie z.B. Beschleunigung, Geschwindigkeit usw. beziehen.
Durch die Verwendung mehrerer erster Bewegungstrajektorien und/oder mehrerer zweiter Bewegungstrajektorien kann die Sicherheit erhöht werden, die vorgegebene Bewegung, insbesondere die kollisionsfreie Bewegung der Maschine präziser zu ermitteln.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die erste Information und/oder die zweite Information wenigstens eine der folgenden Informationen darstellen: ein Objekt ist vorhanden; ein bewegliches Objekt ist vorhanden; ein Abstand zwischen dem Objekt und der Maschine; eine relative Geschwindigkeit des Objektes gegenüber der Maschine; eine Bewegungsrichtung des Objektes; eine Anzahl von Objekten; eine Art des Objektes; das Objekt ist ein Fahrzeug; das Objekt ist ein Lastwagen; das Objekt ist ein PKW; das Objekt ist ein Motorrad; das Objekt ist ein Radfahrer; das Objekt ist ein Fußgänger; das Objekt ist ein Erwachsener; das Objekt ist ein Kind; Beschaffenheit einer Straße; Breite einer Straße; Steigung/Gefälle einer Straße; Straßenführung; Beschaffenheit einer Umgebung der Maschine; Eis in der Umgebung der Maschine; Schnee in der Umgebung der Maschine; Regen in der Umgebung der Maschine; Nebel in der Umgebung der Maschine. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die erste und/oder die zweite Information auch andere Informationen beinhalten.
Der Unsicherheitswert der zweiten Information kann in Form eines prozentualen Wertes die Sicherheit für die Richtigkeit der zweiten Information angeben. Zudem kann der Unsicherheitswert eine Wahrscheinlichkeitsverteilung der zweiten Information, wie zum Beispiel einen relativen Abstand zwischen einem Objekt und der Maschine, einer relativen Geschwindigkeit zwischen einem Objekt und der Maschine, einer Bewegungsrichtung des Objektes, einer Steigung / eines Gefälles einer Straße, einer Straßenführung, das heißt einer Straßenrichtung, darstellen.
Wie bereits ausgeführt, kann die erste Information anhand einer ersten Sensorart ermittelt werden. Die zweite Information und der Unsicherheitswert können anhand einer zweiten Sensorart ermittelt werden. Beispielsweise kann die erste Sensorart ein Laserradar und die zweite Sensorart einen LiDAR-Sensor darstellen. Zudem kann eine Sensorart in Form eines Kamerabildes oder eines Videobildes realisiert sein. Zudem kann eine Sensorart in Form eines Ultraschallsensors realisiert sein. Die Aufzählung der Sensorarten ist nicht abschließend.
Weiterhin kann die erste Information mithilfe eines ersten Auswerteverfahrens aus ersten Sensordaten ermittelt werden. Zudem können die zweite Information und der Unsicherheitswert mithilfe eines zweiten Auswerteverfahrens aus zweiten Sensordaten ermittelt werden. Die ersten Sensordaten und die zweiten Sensordaten können identisch sein oder sich auf verschiedene Werte- oder Zeitbereiche oder auch auf verschiedene Sensorarten beziehen.
Durch die Verwendung verschiedener Auswerteverfahren kann die Sicherheit erhöht werden, systematische Auswertefehler von Sensordaten zu reduzieren, insbesondere zu vermeiden. Weiterhin kann durch die Verwendung von ersten Informationen und zweiten Informationen und Unsicherheitswerten auf Basis verschiedener Sensorarten die Sicherheit erhöht werden, systematische Fehler einer Sensorart zu reduzieren. Zudem kann die Information über das Umfeld der Maschine unter Berücksichtigung verschiedener Sensorarten erhöht werden. Beispielsweise können verschiedene Sensorarten für verschiedene Informationen unterschiedliche Genauigkeiten aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Unsicherheitswert der zweiten Information mit einem Vergleichswert verglichen. Ergibt der Vergleich, dass der Unsicherheitswert den Vergleichswert überschreitet, so wird eine hohe Unsicherheit der zweiten Information erkannt und vorzugsweise die Steuerung der Maschine zum Ausführen der Bewegungstrajektorie unterbunden oder auf vorgegebene Sicherheitswerte begrenzt. Dieses Verfahren wird auch ausgeführt, wenn der Vergleich der Ähnlichkeit zwischen der wenigstens ersten Bewegungstrajektorie und der wenigstens zweiten Bewegungstrajektorie ein ähnliches Paar ermittelt. Somit kann eine Fehlfunktion der Maschine reduziert bzw. verhindert werden.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann eine weitere Bewegung der Maschine unterbunden werden, wenn der Unsicherheitswert den Vergleichswert überschreitet. Beispielsweise kann bei einer autonomen Steuerung eines Fahrzeuges das Fahrzeug in eine Sicherheitsposition, beispielsweise am Fahrbahnrand, gelenkt werden und angehalten werden, wenn der Unsicherheitswert den Vergleichswert überschreitet.
In einer weiteren Ausführungsform werden Sensordaten zur Bildung der zweiten Information verwendet, die einen Sensorunsicherheitswert aufweisen. Der Sensorunsicherheitswert wird mit einem Sensorvergleichswert verglichen. Ergibt der Vergleich, dass der Sensorunsicherheitswert den Sensorvergleichswert überschreitet, so wird die Steuerung der Maschine zum Ausführen der Bewegungstrajektorie auf Sicherheitswerte begrenzt. Auf diese Weise werden bereits Unsicherheiten der Sensordaten, die auf eine unsichere Erkennung der Umgebung der Maschine hindeuten, für eine Steuerung der Maschine berücksichtigt. Dadurch wird insgesamt die Steuerung der Maschine in Bezug auf die reale Umgebung verbessert.
In einer weiteren Ausführungsform werden die erste Information und die zweite Information mit dem Unsicherheitswert aus einer weiteren ersten Information und einer weiteren zweiten Information und einem weiteren Unsicherheitswert ermittelt. Auf diese Weise kann eine weitere Verbesserung des Verfahrens erreicht werden. Auf diese Weise kann durch eine Signalvorverarbeitung eine verbesserte Abbildung der realen Umgebung erreicht werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird anhand der ausgewählten ersten Bewegungstrajektorie und/oder der ausgewählten zweiten Bewegungstrajektorie ein Steuersignal für wenigstens einen Aktor der Maschine ermittelt, um die Maschine bzw. einen Teil der Maschine gemäß der ausgewählten ersten Bewegungstrajektorie oder der ausgewählten zweiten Bewegungstrajektorie zu bewegen.
In einer weiteren Ausführungsform werden die ausgewählte erste Bewegungstrajektorie und die ausgewählte zweite Bewegungstrajektorie in Bezug mit einem vorgegebenen Auswahlparameter verglichen. Es wird diejenige Bewegungstrajektorie ausgewählt, die den ausgewählten Auswahlparameter besser erfüllt. Beispielsweise kann ein Auswahlparameter einen vorgegebenen Energieverbrauch, eine kürzeste Strecke, eine geringe Querbeschleunigung, eine geringe Längsbeschleunigungen usw. darstellen. Somit besteht die Möglichkeit, zusätzlich zu der vorgegebenen Bewegung, insbesondere der sicheren kollisionsfreien Bewegung, weitere Auswahlparameter für die Auswahl der ersten oder zweiten Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Maschine zu berücksichtigen.
Es wird eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Bewegungstrajektorie für eine Steuerung einer Bewegung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges, vorgeschlagen, wobei der Vorrichtung über eine Schnittstelle erste Umfelddaten zugeführt werden, wobei die ersten Umfelddaten erste Informationen über ein Umfeld der Maschine beinhalten, wobei der Vorrichtung über die Schnittstelle zweite Umfelddaten zugeführt werden, wobei die zweiten Umfelddaten zweite Informationen über das Umfeld der Maschine beinhalten, wobei die zweiten Umfelddaten für wenigstens eine zweite Information einen Unsicherheitswert aufweisen, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Trajektorieneinheit aufweist, wobei die Trajektorieneinheit abhängig von der ersten Information wenigstens eine erste Bewegungstrajektorie für eine vorgegebene Bewegung der Maschine ermittelt, wobei die Trajektorieneinheit abhängig von der zweiten Information und dem Unsicherheitswert wenigstens eine zweite Bewegungstrajektorie für die vorgegebene Bewegung der Maschine ermittelt, wobei die Vorrichtung eine Vergleichseinheit aufweist, wobei die Vergleichseinheit die erste Bewegungstrajektorie mit der zweiten Bewegungstrajektorie in Bezug auf einen Vergleichsparameter vergleicht, und wobei die Vergleichseinheit die erste Bewegungstrajektorie oder die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine auswählt, wenn die erste und die zweite Bewegungstrajektorie eine vorgegebene Ähnlichkeit für den Vergleichsparameter aufweisen, und wobei die Vergleichseinheit weder die erste Bewegungstrajektorie noch die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine auswählt, wenn die erste und die zweite Bewegungstrajektorie nicht die vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen.
In einer Ausführung ermittelt die Trajektorieneinheit mehrere erste Bewegungstrajektorien anhand der ersten Information und/oder mehrere zweite Bewegungstrajektorien anhand der zweiten Information und dem Unsicherheitswert, wobei die Vergleichseinheit die ersten Bewegungstrajektorien mit den zweiten Bewegungstrajektorien vergleicht, wobei wenigstens eine erste Bewegungstrajektorie und wenigstens eine zweite Bewegungstrajektorie von der Vergleichseinheit ausgewählt werden, wenn die erste Bewegungstrajektorie und die zweite Bewegungstrajektorie eine vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen, wobei die Vorrichtung eine Auswahleinheit aufweist, wobei die Auswahleinheit die wenigstens eine ausgewählte erste Bewegungstrajektorie und die wenigstens eine ausgewählte zweite Bewegungstrajektorie in Bezug auf einen Auswahlparameter vergleicht, und wobei die Auswahleinheit die ausgewählte erste Bewegungstrajektorie oder die ausgewählte zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Maschine auswählt, die den Auswahlparameter besser erfüllt.
In einer Ausführung ist eine Verarbeitungseinheit vorgesehen, wobei der Verarbeitungseinheit über eine Schnittstelle erste Sensordaten einer ersten Sensorart zugeführt werden, wobei die Verarbeitungseinheit die erste Information anhand der ersten Sensordaten ermittelt, wobei der Verarbeitungseinheit über die Schnittstelle zweite Sensordaten einer zweiten Sensorart zugeführt werden, wobei die Verarbeitungseinheit die zweite Information und den Unsicherheitswert anhand der zweiten Sensordaten ermittelt.
In einer Ausführung ist eine Verarbeitungseinheit vorgesehen, wobei der Verarbeitungseinheit über eine Schnittstelle erste Sensordaten und zweite Sensordaten zugeführt werden, wobei die Verarbeitungseinheit die erste Information mithilfe eines ersten Auswerteverfahrens aus den ersten Sensordaten und die zweite Information und den Unsicherheitswert mithilfe eines zweiten Auswerteverfahrens aus den zweiten Sensordaten ermittelt.
In einer Ausführung der Vorrichtung ist eine Überwachungseinheit vorgesehen, wobei der Überwachungseinheit der Unsicherheitswert der zweiten Information zugeführt wird, wobei die Überwachungseinheit den Unsicherheitswert mit einem Vergleichswert vergleicht, wobei, wenn der Unsicherheitswert den Vergleichswert überschreitet, die Überwachungseinheit die Steuerung der Maschine zum Ausführen der Bewegungstrajektorie auf Sicherheitswerte begrenzt.
Es wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das beschriebene Verfahren auszuführen.
In einer Ausführung weisen Sensordaten, die zur Bildung der zweiten Information verwendet werden, einen Sensorunsicherheitswert aufweisen, wobei der Sensorunsicherheitswert der Überwachungseinheit zugeführt wird, wobei die Überwachungseinheit den Sensorunsicherheitswert mit einem Sensorvergleichswert vergleicht, wobei, wenn der Sensorunsicherheitswert den Sensorvergleichswert überschreitet, die Überwachungseinheit die Steuerung der Maschine zum Ausführen der Bewegungstrajektorie auf Sicherheitswerte begrenzt wird.
In einer weiteren Ausführung werden die erste Information und die zweite Information mit dem Unsicherheitswert aus einer weiteren ersten Information und einer weiteren zweiten Information und einem weiteren Unsicherheitswert ermittelt, wobei der weitere Unsicherheitswert der Überwachungseinheit zugeführt wird, wobei, wenn der weitere Unsicherheitswert einen weiteren Vergleichswert überschreitet, die Überwachungseinheit die Steuerung der Maschine zum Ausführen der Bewegungstrajektorie auf Sicherheitswerte begrenzt.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Ausführungsformen, Merkmalen und Vorteilen anhand von Figuren beschrieben. Dabei bilden die beschriebenen oder dargestellten Merkmale jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung der Beschreibung bzw. in den Figuren.
In den Figuren zeigt:

1 eine Maschine am Beispiel eines Fahrzeuges;
2 eine schematische Darstellung eine schematische Darstellung eines Programmablaufes zum Durchführen des Verfahrens;
3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß 2;
4 eine schematische Darstellung eines Programmablaufes, der mithilfe der Vorrichtung gemäß 5 abgearbeitet wird; und
5 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zum Durchführen des Programmablaufes gemäß 4.

Beschreibung von Ausführungsformen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Fahrzeuges 1 als Maschine näher erläutert. Jedoch kann als Maschine auch jedes andere bewegbare Objekt, insbesondere ein Fahrrad, ein Motorrad, ein Zug, ein Flugzeug, ein Roboter oder ein Roboterarm verwendet werden.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1 von oben. Das Fahrzeug 1 bewegt sich auf einer Fahrbahn 6 in einer Bewegungsrichtung 8, wobei sich in der Bewegungsrichtung 8 vor dem Fahrzeug 1 ein Objekt 5 beispielsweise in Form eines weiteren Fahrzeuges befindet. Das Fahrzeug 1 weist eine Recheneinheit 2 auf, die mit wenigstens einem Sensor 3 in Verbindung steht. Die Sensoren 3 sind ausgebildet, um Umfelddaten in der Umgebung des Fahrzeuges 1 zu erfassen. Der Sensor 3 kann beispielsweise als LiDAR-Sensor, als Radar-sensor, als Kamerasensor oder als Ultraschallsensor ausgebildet sein. Die Recheneinheit stellt z.B. einen Computer dar.
2 zeigt eine schematischen Verfahrensablauf, mit dem die Bewegung des Fahrzeuges 1 gesteuert wird.
Bei Programmpunkt 301 werden erste Umfelddaten über das Umfeld des Fahrzeuges 1 vom Sensor 3 erfasst und bei Programmpunkt 302 entweder direkt vom Sensor 3 oder nach einer Vorverarbeitung als erste Informationen an die Recheneinheit 2 übermittelt. Die erste Information kann das Vorhandensein des Objektes 5 und beispielsweise der Abstand zwischen dem Objekt 5 und dem Fahrzeug 1 und/oder eine relative Geschwindigkeit des Objektes gegenüber dem Fahrzeug 1 und/oder eine Bewegungsbahn des Objektes 5 usw. sein.
Die Recheneinheit 2 ist ausgebildet, um bei Programmpunkt 303 abhängig von den Umfelddaten erste Informationen und/oder abhängig von den ersten Informationen eine Bewegungstrajektorie für eine vorgegebene Bewegung des Fahrzeuges 1 in Richtung auf eine Zielposition 50 zu ermitteln. Die vorgegebene Bewegung kann die Bewegung des Fahrzeuges 1 oder wenigstens eines Teils des Fahrzeuges 1 zu der Zielposition 50 sein. Die vorgegebene Bewegung kann insbesondere eine kollisionsfreie Bewegung des Fahrzeuges 1 zu der Zielposition 50 sein.
Der wenigstens eine Sensor 3 kann bei Programmpunkt 304 zweite Umfelddaten über die Umgebung des Fahrzeuges 1 und einen Unsicherheitswert der zweiten Umfelddaten ermitteln. Der Unsicherheitswert kann in Prozent angeben, wie zuverlässig die zweiten Umfelddaten sind. Zudem kann der Sensor eine Vorverarbeitung der zweiten Umfelddaten durchführen und anhand der zweiten Umfelddaten zweite Informationen über das Umfeld des Fahrzeuges 1 und einen Unsicherheitswert für die zweiten Information ermitteln. Der Unsicherheitswert kann in Prozent angeben, wie zuverlässig die zweite Information ist.
Der Sensor 3 übermittelt bei Programmpunkt 305 die zweiten Umfelddaten und den Unsicherheitswert oder die zweite Information und den Unsicherheitswert an die Recheneinheit 2. Die zweite Information kann das Vorhandensein des Objektes 5 und beispielsweise der Abstand zwischen dem Objekt 5 und dem Fahrzeug 1 und/oder eine relative Geschwindigkeit des Objektes gegenüber dem Fahrzeug und/oder eine Bewegungsbahn des Objektes 5 usw. sein. Die Programmpunkte 304 und 305 können parallel zu den Programmpunkten 301 und 302 ablaufen. Zudem können die Programmpunkte 301 und 302 bzw. 304 und 305 von verschiedenen Sensoren ausgeführt, wobei die verschiedenen Sensoren mit gleichen oder mit verschiedenen physikalischen Messwerten arbeiten.
Die Recheneinheit 2 ist ausgebildet, um bei Programmpunkt 306 abhängig von den zweiten Umfelddaten und dem Unsicherheitswert oder abhängig von der zweiten Information und dem Unsicherheitswert eine zweite Bewegungstrajektorie für die vorgegebene Bewegung, insbesondere die kollisionsfreie Bewegung des Fahrzeuges 1 zu einer vorgegebenen Zielposition 50 zu ermitteln, die in Bewegungsrichtung vor dem Objekt 5 liegt.
Die Recheneinheit 2 vergleicht bei Programmpunkt 307 die erste Bewegungstrajektorie mit der zweiten Bewegungstrajektorie. Dabei überprüft die Recheneinheit 2 eine vorgegebene Ähnlichkeit zwischen der ersten Bewegungstrajektorie und der zweiten Bewegungstrajektorie. Beispielsweise kann die Ähnlichkeit einen vorgegebenen maximalen lateralen Abstand senkrecht zur Längsrichtung der Bewegungstrajektorie zwischen der ersten und der zweiten Bewegungstrajektorie darstellen. Die vorgegebene Ähnlichkeit kann sich auch auf eine Richtung der Bewegungstrajektorien und/oder auf einen gemeinsamen Bewegungsraum beziehen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können jedoch auch andere Ähnlichkeiten überprüft werden, um die Ähnlichkeit der ersten und der zweiten Bewegungstrajektorie zu überprüfen.
Ergibt die Überprüfung bei Programmpunkt 307, dass die erste und die zweite Bewegungstrajektorie die vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen, so werden bei Programmpunkt 308 die erste und/oder die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung des Fahrzeuges 1 ausgewählt.
In einer einfachen Ausführungsform wählt die Recheneinheit 2 bei Programmpunkt 308 zufällig die erste ausgewählte oder die zweite ausgewählte Bewegungstrajektorie aus, um die Bewegung des Fahrzeuges 1 gemäß der ausgewählten ersten oder ausgewählten zweiten Bewegungstrajektorie zur Zielposition 50 zu steuern.
Die Recheneinheit 2 steht mit wenigstens einem Aktor 4 des Fahrzeuges 1 in Verbindung. Der Aktor 4 ist ausgebildet, um die Bewegung des Fahrzeuges 1, insbesondere eine longitudinale Bewegung, eine Rotationsbewegung, eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges 1 und/oder eine Bewegungsrichtung des Fahrzeuges 1 zu steuern. Zur Steuerung der vorgegebenen Bewegung des Fahrzeuges 1 gibt die Recheneinheit 2 bei Programmpunkt 309 entsprechende Steuersignale an den Aktor 4 ab. Als Folge davon steuert die Recheneinheit 2 das Fahrzeug 1 mithilfe des Aktors 4 entlang der ausgewählten ersten oder zweiten Bewegungstrajektorie 7 zur Zielposition 50, insbesondere ohne eine Kollision mit dem Objekt 5.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Recheneinheit 2 die Bewegung des Fahrzeuges 1 gemäß einer Kombination aus der ausgewählten ersten und ausgewählten zweiten Bewegungstrajektorie zur Zielposition 50 steuern.
In einer weiteren Ausführung kann die Recheneinheit die wenigstens eine ausgewählte erste Bewegungstrajektorie und die wenigstens eine ausgewählte zweite Bewegungstrajektorie mit einem vorgegebenen Auswahlparameter vergleichen und die ausgewählte erste Bewegungstrajektorie oder die ausgewählte zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung des Fahrzeuges 1 auswählen, die den Auswahlparameter besser erfüllt. Als Folge davon steuert die Recheneinheit 2 das Fahrzeug 1 entlang der ausgewählten ersten oder zweiten Bewegungstrajektorie 7 zur Zielposition 50.
Weisen die erste und die zweite Bewegungstrajektorie bei Programmpunkt 307 nicht die vorgegebene Ähnlichkeit auf, so werden bei Programmpunkt 310 weder die erste Bewegungstrajektorie noch die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung des Fahrzeuges 1 ausgewählt. In diesem Fall kann abhängig von der gegebenen Situation insbesondere bei einer autonomen Steuerung des Fahrzeuges eine weitere Bewegung des Fahrzeuges auf einen Sicherheitsbereich beschränkt werden. Der Sicherheitsbereich kann sich auf einen vorgegebenen Raum und/oder auf vorgegebene Wertebereiche von Steuerparametern des Fahrzeuges und/oder auf vorgegebene Bereiche von Bewegungsparameter des Fahrzeuges beziehen. Zudem kann in diesem Fall die Steuerung der Bewegung des Fahrzeuges an einen Fahrer des Fahrzeuges übergeben werden. Weiterhin kann zu Programmpunkt 301 zurückverzweigt werden und das Verfahren erneut abgearbeitet werden.
Die erste Information und/oder die zweite Information können wenigstens eine der folgenden Informationen darstellen: ein Objekt vorhanden; ein bewegliches Objekt vorhanden; Abstand zwischen dem Objekt und des Fahrzeuges 1; Geschwindigkeit des Objektes; Bewegungsrichtung des Objektes; Anzahl der Objekte; Art des Objektes; Fahrzeug; Lastwagen; PKW; Motorrad; Radfahrer; Fußgänger; Erwachsener; Kind; Beschaffenheit einer Straße; Breite einer Straße; Steigung/Gefälle einer Straße; Straßenführung; Beschaffenheit einer Umgebung des Fahrzeuges 1; Eis in der Umgebung des Fahrzeuges 1; Schnee in der Umgebung des Fahrzeuges 1; Regen in der Umgebung des Fahrzeuges 1; Nebel in der Umgebung des Fahrzeuges 1.
Die zweite Information kann identisch zur ersten Information sein, wobei jedoch zudem ein Unsicherheitswert über die Richtigkeit der zweiten Information vorliegt. Der Unsicherheitswert kann beispielsweise vom Sensor selbst oder durch die Sensorart festgelegt sein. Beispielsweise kann der Unsicherheitswert eine Wahrscheinlichkeitsverteilung für einen vom Sensor gemessenen Wert, insbesondere einen Abstand eines Objektes von des Fahrzeuges 1, eine Geschwindigkeit des Objektes oder eine Bewegungsrichtung des Objektes darstellen. Zudem kann der Unsicherheitswert auch eine Unsicherheit über eine Art des Objektes wie zum Beispiel Fahrzeug, Lastwagen, PKW, Motorrad, Radfahrer, Fußgänger, Erwachsener oder Kind darstellen.
Abhängig von der gewählten Ausführung kann die zweite Information auch unterschiedlich zur ersten Information sein. Insbesondere können die ersten Umfelddaten gleich oder unterschiedlich zu den zweiten Umfelddaten sein.
Zudem können abhängig von der gewählten Ausführungsform bei den Programmpunkten 303 und 306 auch mehrere erste und/oder zweite Bewegungstrajektorien von der Recheneinheit 2 ermittelt werden. Dabei ermittelt die Recheneinheit 2 mehrere erste Bewegungstrajektorien anhand der ersten Information und/oder mehrere zweite Bewegungstrajektorien anhand der zweiten Information und dem Unsicherheitswert, wobei die Recheneinheit 2 die ersten Bewegungstrajektorien bei Programmpunkt 307 mit den zweiten Bewegungstrajektorien vergleicht, wobei wenigstens eine erste Bewegungstrajektorie und wenigstens eine zweite Bewegungstrajektorie bei Programmpunkt 308 ausgewählt werden, wenn die erste Bewegungstrajektorie und die zweite Bewegungstrajektorie eine vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen. Anschließend kann die wenigstens eine ausgewählte erste Bewegungstrajektorie und die wenigstens eine ausgewählte zweite Bewegungstrajektorie mit einem Auswahlparameter verglichen werden, und wobei die ausgewählte erste Bewegungstrajektorie oder die ausgewählte zweite Bewegungstrajektorie bei Programmpunkt 309 für die Steuerung des Fahrzeuges 1 ausgewählt wird, die den Auswahlparameter besser erfüllt. Anschließend kann wieder zu Programmpunkt 301 zurückverzweigt werden. Die vorgegebene Bewegung kann mithilfe dieses Verfahrens in vorgegebenen Zeitabstände, beispielsweise alle 10 ms oder alle 100 ms, wiederholt ermittelt werden. Zudem kann sich natürlich auch die Zielposition 50 mit der Zeit ändern. Die Zielposition kann beispielsweise von einem Fahrer des Fahrzeuges oder von einem Navigationssystem des Fahrzeuges vorgegeben werden.
3 zeigt in einer schematischen Darstellung in Form von Programmblöcken einen möglichen Aufbau der Recheneinheit 2, mit der das in 2 beschriebene Verfahren zur Ermittlung der ersten und zweiten Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung des Fahrzeuges durchgeführt werden kann. Die Programmblöcke können in Hardware und/oder Software realisiert sein. Die Programmblöcke können wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, in der Recheneinheit 2 ausgeführt werden. Abhängig von der gewählten Ausführung können auch Programmblöcke außerhalb der Recheneinheit 2 ausgeführt werden.
Die Recheneinheit 2 weist eine Trajektorieneinheit 200 auf, wobei der Trajektorieneinheit 200 über eine Schnittstelle 201 erste Informationen S1 und zweite Informationen S2 zugeführt werden. Zudem können zu den zweiten Informationen S2 auch ein Unsicherheitswert für die zweiten Informationen über die Schnittstelle 201 an die Trajektorieneinheit 200 übermitttelt werden. Der Unsicherheitswert kann von dem Sensor 3 selbst bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Unsicherheitswert für die Art des Sensors 3 vorgegeben sein oder vom sensor 3 ermittelt werden. Die ersten Informationen und die zweiten Informationen können von den Sensoren 3 anhand von ersten Umfelddaten und zweiten Umfelddaten ermittelt und von den Sensoren 3 bereitgestellt werden. Die ersten Umfelddaten beinhalten erste Informationen über das Umfeld des Fahrzeuges 1. Die zweiten Umfelddaten beinhalten zweite Informationen über das Umfeld des Fahrzeuges 1 und Unsicherheitswerte über die zweiten Informationen.
Die ersten Informationen S1 werden einem ersten Trajektorienblock 211 zugeführt. Der erste Trajektorienblock 211 ermittelt nach vorgegebenen Verfahren abhängig von den ersten Informationen eine erste Bewegungstrajektorie H1, mit der das Fahrzeug 1 ausgehend von der aktuellen Position eine vorgegebene Zielposition mit einer vorgegebenen Bewegung, insbesondere mit einer kollisionsfreien Bewegung, erreicht. Für die Ermittlung der ersten Bewegungstrajektorie werden bekannte Verfahren verwendet, wie beispielsweise in „Safe Vehicle Trajectory Planning in an Autonomous Decision Support Framework for Emergency Situations" Wei Xu et al., Applied Sciences 2021, 11, 6373, https://doi.org/10.3390/app11146373 beschrieben ist.
Die ermittelte erste Bewegungstrajektorie H1 wird an eine Vergleichseinheit 220 weitergegeben.
Die zweite Information und der Unsicherheitswert werden einem zweiten Trajektorienblock 212 zugeführt. Der zweite Trajektorienblock 212 ermittelt aus der zweiten Information und dem Unsicherheitswert nach vorgegebenen Verfahren eine zweite Bewegungstrajektorie H2, mit der das Fahrzeug 1 ausgehend von der aktuellen Position die vorgegebene Zielposition mit der vorgegebenen Bewegung, insbesondere mit der kollisionsfreien Bewegung, erreicht. Der zweite Trajektorienblock berücksichtigt dabei sowohl die zweite Information als auch die Unsicherheit. Je größer die Unsicherheit, desto unsicherer ist die zweite Information. In einer einfachen Ausführungsform wird nur die zweite Information berücksichtigt, die eine Unsicherheit aufweist, die kleiner als beispielsweise 20 % ist.
Der zweite Trajektorienblock 212 kann zur Ermittlung der zweiten Bewegungstrajektorie H2 das gleiche Verfahren wie der erste Trajektorienblock verwenden, wobei z.B. die zweite Information nur verwendet wird, wenn der Unsicherheitswert unter einer vorgegebenen Schwelle liegt. Zudem kann der zweite Trajektorienblock 212 auch abhängig von der zweiten Information und dem Unsicherheitswert gemäß einem Verfahren eine zweite Bewegungstrajektorie ermitteln wie beispielsweise in „AM-RRT: Informed Sampling-based Planning with Assisting Metric", Daniel Armstrong et al., https://arxiv.org/abs/2010.14693 beschrieben ist. Die zweite Bewegungstrajektorie H2 wird der Vergleichseinheit 220 zugeführt.
Die Vergleichseinheit 220 überprüft, ob die erste und die zweite Bewegungstrajektorie eine vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen. Weisen die erste und die zweite Bewegungstrajektorie die vorgegebene Ähnlichkeit auf, so werden die erste und die zweite Bewegungstrajektorie H1, H2 als mögliche Bewegungstrajektorien für die Steuerung der Bewegung des Fahrzeuges 1 zur Zielposition ausgewählt. Die Recheneinheit 2 verwendet nun die erste oder die zweite Bewegungstrajektorie H1, H2, um Steuersignale zur Ansteuerung des Aktors 4 zu generieren, damit das Fahrzeug 1 der ersten und/oder der zweiten Bewegungstrajektorie folgt. Die Recheneinheit 2 kann auch eine abschnittsweise Kombination aus der ersten und der zweiten Bewegungstrajektorie H1, H2 auswählen, um Steuersignale zur Ansteuerung des Aktors 4 zu generieren, damit das Fahrzeug 1 zur Zielposition zu bewegen.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann optional eine Auswahleinheit 230 vorgesehen sein, die die ausgewählte erste und zweite Bewegungstrajektorie H1, H2 mit einem weiteren Auswahlparameter vergleicht. Die Auswahleinheit 230 wählt diejenige Bewegungstrajektorie aus, die den vorgegebenen Auswahlparameter am besten erfüllt. Der Auswahlparameter kann beispielsweise ein Energieverbrauch des Fahrzeuges 1, eine kürzeste Strecke des Fahrzeuges 1, eine geringste Seiten- oder Längsbeschleunigung des Fahrzeuges 1 usw. auf der Bewegungstrajektorie darstellen. Je nachdem, welche der zwei Bewegungstrajektorien den vorgegebenen Auswahlparameter am besten erfüllt, diese Bewegungstrajektorie gibt die Auswahleinheit 230 weiter. Die Recheneinheit verwendet die von der Auswahleinheit 230 ausgegebene Bewegungstrajektorie, um Steuerwerte für den Aktor 4 zu generieren, damit das Fahrzeug 1 der ausgewählten Bewegungstrajektorie folgt.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Recheneinheit 2 über eine Überwachungseinheit 40 verfügen, wobei der Überwachungseinheit 40 die Unsicherheit der zweiten Information der zweiten Umfelddaten zugeführt werden. Die Überwachungseinheit 40 vergleicht den Unsicherheitswert der zweiten Information mit einem vorgegebenen Vergleichswert. Überschreitet der Unsicherheitswert den Vergleichswert, so gibt die Überwachungseinheit 40 ein Alarmsignal 41 an die Recheneinheit 2 aus. Erfasst die Recheneinheit 2 das Alarmsignal 41, so begrenzt die Recheneinheit 2 die Steuerung des Fahrzeuges 1 zum Ausführen der Bewegungstrajektorie auf vorgegebene Sicherheitswerte. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann bei Empfang des Alarmsignals 41 die Recheneinheit 2 eine weitere Bewegung des Fahrzeuges 1 unterbinden oder das Fahrzeug 1 zumindest in eine Sicherheitsposition bewegen. Beispielsweise kann bei der Steuerung eines autonomen Fahrzeuges bei Auftreten des Alarmsignals 41 das autonome Fahrzeug mit begrenzten Lenkeinschlägen und/oder mit begrenzten Beschleunigungs- oder Verzögerungswerten an den Fahrbahnrand gefahren und dort abgestellt werden.
Wie bereits ausgeführt, können die ersten und die zweiten Umfelddaten bzw. die ersten Informationen und die zweiten Informationen und die Unsicherheitswerte der zweiten Informationen von gleichen oder verschiedenen Sensoren, insbesondere von Sensoren der gleichen Art oder von Sensoren, die verschiedene physikalische Messprinzipien verwenden, ermittelt werden.
4 zeigt in schematischen Darstellungen die Funktion des ersten und des zweiten Trajektorienblockes anhand von graphischen Darstellungen. In einer schematischen Darstellung sind für eine Umgebung des Fahrzeuges 1 erste Umfelddaten bzw. erste Informationen 110 grafisch dargestellt. Die ersten Informationen 110 sind in einem zweidimensionalen räumlichen Raster dargestellt, das eine Umgebung des Fahrzeuges 1 darstellt. Das Raster kann eine Fläche von z.B. 20m × 20m darstellen. Die ersten Informationen sind in Form von hellen oder dunklen Quadraten schematisch dargestellt. Ein dunkles Quadrat bedeutet das Vorhandensein eines Objektes auf dem Quadrat. Ein weißes Quadrat bedeutet, dass kein Objekt auf dem Quadrat vorhanden ist. Soll das Fahrzeug 1 nun von dem dargestellten Ausgangspunkt in Richtung auf einen Zielpunkt 50 bewegt werden, wobei eine vorgegebene Strecke nicht überschritten werden darf und Quadrate mit Objekten nicht befahren werden dürfen, so werden vom ersten Trajektorienblock 211 zwei erste Bewegungstrajektorien 131, 132 ermittelt, um das Fahrzeug 1 in Richtung auf die Zielposition 50 zu bewegen.
In 4 sind zudem zweite Umfelddaten bzw. zweite Informationen 140 ebenfalls in Form von Quadraten für die erste Umgebung des Fahrzeuges 1 dargestellt. Die zweiten Informationen sind in einem zweidimensionalen räumlichen Raster dargestellt, das eine Umgebung des Fahrzeuges 1 darstellt. Das Raster kann eine Fläche von z.B. 20m × 20m darstellen. Die zweiten Informationen 140 sind in Form von hellen, grauen oder dunklen Quadraten schematisch dargestellt. Ein dunkles Quadrat bedeutet das Vorhandensein eines Objektes auf dem Quadrat mit einem Unsicherheitswert von beispielsweise 10%. Ein weißes Quadrat bedeutet, dass kein Objekt vorhanden ist mit einem Unsicherheitswert von beispielsweise 10%. Hellgraue Quadrate bedeuten, dass kein Objekt vorhanden ist mit einem Unsicherheitswert von beispielsweise 30 %. Dunkelgraue Quadrate bedeuten, dass ein Objekt mit einem Unsicherheitswert von beispielsweise 30 % vorhanden ist. Soll das Fahrzeug 1 nun von dem dargestellten Ausgangspunkt in Richtung auf einen Zielpunkt 50 bewegt werden, wobei eine vorgegebene Strecke nicht überschritten werden darf und Quadrate mit Objekten nicht befahren werden dürfen, so werden vom zweiten Trajektorienblock 212 die zwei dargestellten zweiten Bewegungstrajektorien 141, 142 ermittelt, um das Fahrzeug 1 in Richtung auf die Zielposition 50 zu bewegen.
4 zeigt in einem weiteren Raster die Überlagerung 150 der ersten Umfelddaten 110, der zweiten Umfelddaten 140, der ersten Bewegungstrajektorie 131, der weiteren ersten Bewegungstrajektorie 132, der zweiten Bewegungstrajektorie 141 und der weiteren zweiten Bewegungstrajektorie 142. Anhand dieser graphischen Darstellung ist erkennbar, dass die erste Bewegungstrajektorie 131 und die zweite Bewegungstrajektorie 141 nahezu den gleichen Verlauf aufweisen. Vergleicht nun die Vergleichseinheit 220 die Bewegungstrajektorien in Bezug auf einen ähnlichen Verlauf, so ist erkennbar, dass die Vergleichseinheit 220 die erste Bewegungstrajektorie 131 und die zweite Bewegungstrajektorie 141 als ähnliche Bewegungstrajektorien auswählen wird.
5 zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführungsform für den Aufbau der Recheneinheit 2. In dieser Ausführung werden die ersten Umfelddaten S1 und die zweiten Umfelddaten S2, die von wenigstens einem Sensor 3 ermittelt werden, von der Recheneinheit 2 aufbereitet, bevor diese an die Trajektorieneinheit 200 übermittelt werden. Der Sensor 3 kann beispielsweise in Form einer Stereokamera ausgebildet sein. Die Stereokamera liefert erste Umfelddaten S1 in Form von Bilddaten und zweite Umfelddaten S2 in Form von Bilddaten.
Die ersten Umfelddaten S1 werden in einer ersten Verarbeitungseinheit 11 zu Umfeldinformationen verarbeitet. Die Umfeldinformationen können z.B. eine der folgenden Informationen darstellen: ein Objekt vorhanden; ein bewegliches Objekt vorhanden; Abstand zwischen dem Objekt und des Fahrzeuges 1; Geschwindigkeit des Objektes; Bewegungsrichtung des Objektes; Anzahl der Objekte; Art des Objektes; Fahrzeug; Lastwagen; PKW; Motorrad; Radfahrer; Fußgänger; Erwachsener; Kind; Beschaffenheit einer Straße; Breite einer Straße; Steigung/Gefälle einer Straße; Straßenführung; Beschaffenheit einer Umgebung des Fahrzeuges 1; Eis in der Umgebung des Fahrzeuges 1; Schnee in der Umgebung des Fahrzeuges 1; Regen in der Umgebung des Fahrzeuges 1; Nebel in der Umgebung des Fahrzeuges 1.
Dabei wird beispielsweise anhand der ersten Umfelddaten S1 als erste Information ein erster optischer Fluss ermittelt. Der erste optische Fluss stellt beispielsweise eine zeitliche Änderung eines Bildobjektes dar. Ein mögliches Verfahren zum Ermitteln des optischen Flusses ist beispielsweise aus „6D-Vision: Fusion of Stereo and Motion for Robust Environment Perception", Uwe Frank et al., https://www.researchgate.net/publication/221113391_6D-Vision_Fusion_of_Stereo_and_Motion_for_Robust_Environment_Perception bekannt. Auf Basis des optischen Flusses können in der ersten Verarbeitungseinheit 11 dann Umfeldinformationen in Form von beispielsweise Objektinformationen erzeugt werden. Die erste Verarbeitungseinheit 11 gibt die Umfeldinformationen S1 an die zweite Verarbeitungseinheit 12 weiter.
Gleichzeitig können mit einer weiteren ersten Verarbeitungseinheit 13 die zweiten Umfelddaten mit Unsicherheitswerten S2 verarbeitet werden. In diesem Fall ermittelt die weitere erste Verarbeitungseinheit 13 aus den zweiten Umfelddaten, die z.B. als Bilddaten vorliegen, einen zweiten optischen Fluss und die Unsicherheitswerten S2 für den zweiten optischen Fluss. Auf Basis des zweiten optischen Flusses und der dazugehörigen Unsicherheitswerten können in der Verarbeitungseinheit 11 dann Umfeldinformationen in Form von beispielsweise Objektinformationen mit Unsicherheitswerten erzeugt werden. Die erste Verarbeitungseinheit 11 gibt die Umfeldinformationen S1 an die zweite Verarbeitungseinheit 12 weiter.
Abhängig von der gewählten Ausführung kann die weitere erste Verarbeitungseinheit 13 als eine Erweiterung der ersten Verarbeitungseinheit 11 ausgebildet sein, um die ermittelten Umfeldinformationen um Unsicherheitswerte zu erweitern. In der weiteren ersten Verarbeitungseinheit 13 werden die eingehenden zweiten Umfelddaten und deren Unsicherheitswerte algorithmisch zu Umfeldinformationen und Unsicherheitswerte verarbeitet und die Ergebnisse (analog zu den genannten Video-basierten Verfahren) als Objektklassifikationen (z.B. Fahrzeug, Ampel, ...) und ihre Attribute (z.B. Position, Geschwindigkeit, andere Zustände) mit entsprechenden Unsicherheitswerten an die zweite Verarbeitungseinheit 12 übermittelt.
Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführung die weitere erste Verarbeitungseinheit 13 auch andere Verfahren zur Ermittlung der Umfeldinformationen und der Unsicherheitswerten verwenden, wie beispielsweise eine Stereo-Videobasierte Disparitätskarte mit Unsicherheitsmaßen wie sie z.B. bekannt ist aus: https://www.researchgate.net/publication/239975042_Estimating_uncertainty_in_dense_stereo_disparity_maps.
Der Sensor 3 kann auch als Radar-Sensor oder Lidar-Sensor ausgeführt werden. In diesem Fall werden dann erste Umfelddaten in Form von Radar- oder Lidar-Messpunktwolken als erste Umfelddaten erfasst und pro Messpunkt oder Messbereichssegment z.B. als Signal-Rausch-Abstand oder Winkelauflösungsunsicherheit als erste Umfelddaten S1 an die erste Verarbeitungseinheit 11 übertragen. Zudem werden in diesem Fall dann zweite Umfelddaten in Form von Radar- oder Lidar-Messpunktwolken erfasst und inkl. Unsicherheitsmaßen pro Messpunkt oder Messbereichssegment z.B. als Signal-Rausch-Abstand oder Winkelauflösungsunsicherheit als zweite Umfelddaten S2 an die weitere erste Verarbeitungseinheit 13 übertragen.
In der ersten Verarbeitungseinheit 11 werden die eingehenden Messpunktewolken algorithmisch zu Umfeldinformationen verarbeitet und die Ergebnisse (analog zu den genannten Video-basierten Verfahren) als Objektklassifikationen (z.B. Fahrzeug, Ampel, ...) und ihre Attribute (z.B. Position, Geschwindigkeit, andere Zustände) an die zweite Verarbeitungseinheit 12 übermittelt.
In der weiteren ersten Verarbeitungseinheit 13 werden die eingehenden Messpunktewolken und deren Unsicherheitswerte algorithmisch zu Umfeldinformationen und Unsicherheitswerte verarbeitet und die Ergebnisse (analog zu den genannten Video-basierten Verfahren) als Objektklassifikationen (z.B. Fahrzeug, Ampel, ...) und ihre Attribute (z.B. Position, Geschwindigkeit, andere Zustände) mit entsprechenden Unsicherheitswerten an die zweite Verarbeitungseinheit 12 übermittelt.
In der zweiten Verarbeitungseinheit 12 werden alle ersten Umfeldinformationen S1 und alle zweiten Umfeldinformationen mit Unsicherheitswerten S2 zusammengeführt. Beispielsweise kann in der Verarbeitungseinheit 12 eine Filterung der ersten Umfeldinformation S1 mit zeitlich vorher erfassten Umfeldinformationen S1 ausgeführt werden. Die Filterung der Daten in der Verarbeitungseinheit 12 kann beispielsweise mithilfe eines Kalman-Filters oder mithilfe mehrerer Kalman-Filter realisiert sein, wobei beispielsweise ein Mittelwert der Umfeldinformationen über die Zeit gebildet wird, der von der Verarbeitungseinheit 12 an die Trajektorieneinheit 200 ausgegeben wird. Dabei kann beispielsweise für jedes Feld eines Raumgitters die Information festgelegt werden, ob ein Objekt vorhanden ist oder nicht. Zudem kann für jedes Feld eines Raumgitters beispielsweise ein Geschwindigkeitsvektor, eine Klassifizierung eines Objektes usw. zugeordnet werden.
In analoger Weise kann die zweite Verarbeitungseinheit 12 auch die zweiten Umfeldinformationen S2 über die Zeit mit zeitlich früher ermittelten Umfeldinformationen mitteln und gemittelte zweite Umfeldinformationen S2 an die Trajektorieneinheit 200 ausgeben. Zudem kann die zweite Verarbeitungseinheit 12 auch die Unsicherheitswerte der zweiten Umfeldinformation über die Zeit mit zeitlich früher ermittelten Unsicherheitswerten der zweiten Umfeldinformation mitteln und gemittelte Unsicherheitswerte an die Trajektorieneinheit 200 ausgeben. Mithilfe der zeitlichen Filterung können einzelne Fehldaten der Sensoren herausgefiltert werden. Ein mögliches Verfahren zum Herausfiltern von Fehldaten ist beispielsweise aus „The Labelled Multi-Bernoulli Filter", Stephan Reuter et al., IEEE Trans. Signal Processing, Vol. 62, No. 12, pp. 3246-3260, 2014 bekannt.
Die zweite Verarbeitungseinheit 12 kann zeitlich nacheinander ermittelte Umfeldinformationen und Unsicherheitswerte S2 mittels einer geeigneten Selektions- und/oder Kombinationsfunktion typischerweise mit unterschiedlichen Gewichtungen zu einer gemittelten Umfeldinformation und zu einem gemittelten Unsicherheitswert kombinieren. Dabei kann beispielsweise für jedes Feld eines Raumgitters die Information festgelegt werden, ob ein Objekt vorhanden ist oder nicht und wie groß der Unsicherheitswert für diese Information ist.
Zudem kann für jedes Feld eines Raumgitters beispielsweise ein Geschwindigkeitsvektor des im Feld befindlichen Objektes, eine Klassifizierung eines Objektes usw. zugeordnet werden und festgelegt werden, wie groß der jeweilige Unsicherheitswert für diese Information ist. Unsicherheitswerte können beispielsweise als Varianzen, Wahrscheinlichkeiten oder Multi-Hypothesen-Matrizen (z.B. „zu 60% Ampel“; „zu 30% Stop-Schild“; „zu 9% Straßenlaterne“; „zu 1 % andere“) ausgeführt sein. Gleichzeitig kann jedem Raumraster, das heißt jedem Quadrat einer Umfeldrepräsentation, ein Unsicherheitswert zugeordnet werden. Entsprechende Verfahren sind beispielsweise in „Fusion of Object Tracking and Dynamic Occupancy Grid Map", Nils Rexin et al., https://arxiv.org/abs/1904.08701 beschrieben.
Ein weiteres Verfahren zur Ermittlung einer probabilistischen Umfeldrepräsentation ist aus „A Random Finite Set Approach for Dynamic Occupancy Grid Maps with Real-Time Application", Dominik Nuss et al., https://arxiv.org/abs/1605.02406 bekannt.
Die auf diese Art von der zweiten Verarbeitungseinheit 12 ausgegebenen ersten Informationen S1 und zweiten Informationen mit Unsicherheitswert S2 werden an die Trajektorieneinheit 200 weitergegeben und, wie anhand von 2 und 3 erläutert, weiterverarbeitet.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform werden die Unsicherheitswerte der zweiten Umfelddaten S2 bereits direkt nach der Ausgabe durch den Sensor 3 an die Überwachungseinheit 40 weitergegeben. Die Überwachungseinheit 40 überwacht die Unsicherheitswerte und vergleicht diese mit vorgegebenen Vergleichswerten. Überschreiten die Unsicherheitswerte der Umfelddaten den vorgegebenen Vergleichswert, so wird ein Alarmsignal 41 an die Recheneinheit ausgegeben.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die ersten Umfelddaten S1 auch von einem anderen Sensortyp als die zweiten Umfelddaten S2 ermittelt werden. Weiterhin können die ersten Umfelddaten S1 und die zweiten Umfelddaten S2 von verschiedenen ersten Verarbeitungseinheiten 11 a weiterverarbeitet werden. Beispielsweise können die ersten Umfelddaten S1 von einer klassischen ersten Verarbeitungseinheit 11 a verarbeitet werden, wie oben erläutert. Zudem können die zweiten Umfelddaten S2 von einer weiteren Verarbeitungseinheit 11 a verarbeitet werden, die beispielsweise mithilfe eines trainierten neuronalen Netzes realisiert ist.
Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform sowohl die erste Verarbeitungseinheit 11 als auch die zweite Verarbeitungseinheit 12 Unsicherheitswerte der zweiten Umfelddaten an die Überwachungseinheit 40 übermitteln.
Zudem kann auch in der Ausführungsform der 2 die Trajektorieneinheit 200 einen Unsicherheitswert für die zweiten Umfelddaten an die Überwachungseinheit 40 übermitteln.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Überwachungseinheit 40 die Unsicherheitswerte der verschiedenen Einheiten einzeln oder in Summe beispielsweise auch gewichtet berücksichtigen und mit einem entsprechenden Vergleichswert vergleichen. Ergibt dieser Vergleich, dass ein zu hoher Unsicherheitswert vorliegt, so gibt die Überwachungseinheit 40 das Alarmsignal 41 an die Recheneinheit 2 ab.
Beispielsweise kann die Überwachungseinheit 40 einen Vergleichswert für den Unsicherheitswert für das Vorliegen eines Objektes in der ersten Verarbeitungseinheit aufweisen, der bei 60 % liegt. Weiterhin kann die Überwachungseinheit 40 einen Vergleichswert für eine Varianz der Position eines Objektes von beispielsweise 25 % aufweisen. Zudem kann die Überwachungseinheit 40 einen Vergleichswert für die Existenz eines Objektes von beispielsweise 70 % aufweisen. Zudem können auch Vergleichswerte für zeitlich gemittelte Unsicherheitswerte der zweiten Information verwendet werden. Beispielsweise kann für die Varianz einer Position eines Objektes bei vier nacheinander erfolgten Messungen ein Vergleichswert von 50 % für die Summe der Unsicherheitswerte der Vermessungen vorgesehen sein. Zudem können auch Vergleichswerte für zwei Verarbeitungseinheiten vorgesehen sein. Überschreitet ein Unsicherheitswert der zweiten Information einen dieser Vergleichswerte, so gibt die Überwachungseinheit 40 das Alarmsignal 41 an die Recheneinheit 2 ab.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Überwachungseinheit 40 in Form eines Bayes'schen Netzwerkes realisiert sein. Auf diese Weise kann ein systemübergreifendes Unbestimmtheitsmaß aggregiert und berücksichtigt werden. Beispielsweise können Unbestimmtheitswerte mehrerer zweiter Informationen proportional zum funktionalen Einfluss gewichtet und aufsummiert werden.
Die Recheneinheit und/oder die erste Verarbeitungseinheit und/oder die zweite Verarbeitungseinheit und/oder die weitere erste Verarbeitungseinheit und/oder die Überwachungseinheit und/oder die Trajektorieneinheit und/oder der erste Trajektorienblock und/oder der zweite Trajektorienblock und/oder die Vergleichseinheit und/oder die Auswahleinheit sind z. B. als Prozessor oder ein elektronisches Gerät, das über Hardwareschaltungen, Software und/oder Firmware zur Verarbeitung von Daten konfiguriert ist, ausgebildet. Beispielsweise können die Prozessoren einem Mikroprozessor, einer CPU oder einer anderen integrierten Schaltung (IC) entsprechen. Der Prozessor ist so programmiert und/oder weist entsprechende elektronische Schaltungen auf, um die beschriebenen/beanspruchten Prozesse oder Funktionen der Recheneinheit und/oder der ersten Verarbeitungseinheit und/oder der zweiten Verarbeitungseinheit und/oder der weiteren ersten Verarbeitungseinheit und/oder der Überwachungseinheit und/oder der Trajektorieneinheit und/oder des ersten Trajektorienblocks und/oder des zweiten Trajektorienblocks und/oder der Vergleichseinheit und/oder der Auswahleinheit auszuführen. Dazu sind ausführbare Anweisungen vorgesehen, die in einem Speicher in Form von Software und/oder Firmware gespeichert sind, um einen solchen beschriebenen/beanspruchten Prozess oder eine solche Funktion auszuführen; und/oder einem IC entsprechen kann, der mit einer Verarbeitungsschaltung fest verdrahtet ist (z. B. ein FPGA oder ASIC IC), um einen solchen beschriebenen/beanspruchten Prozess oder eine solche Funktion auszuführen.
Der Speicher des Computers kann einen internen oder externen flüchtigen Speicher (z.B. Hauptspeicher, CPU-Cache und/oder RAM) aufweisen, der in dem Computer enthalten ist und/oder in operativer Verbindung mit dem Computer steht. Ein solcher Speicher kann auch einem nichtflüchtigen Speicher entsprechen (z.B. Flash-Speicher, SSD, Festplatte oder ein anderes Speichergerät oder nichttransitorisches computerlesbares Medium), der in operativer Verbindung mit dem Computer steht. Die beschriebenen Verfahren können in Form von ausführbaren Computer-/Prozessoranweisungen in einem nicht-transitorischen computerlesbaren Medium in einer beliebigen Form gespeichert sein. Die Schnittstelle kann in Form eines Datenbus, insbesondere in Form eines CAN-Bus ausgebildet sein.

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer Bewegungstrajektorie für eine Steuerung einer Bewegung einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges, wobei erste Umfelddaten vorgesehen sind, die erste Informationen über ein Umfeld der Maschine beinhalten, wobei zweite Umfelddaten vorgesehen sind, die zweite Informationen über das Umfeld der Maschine beinhalten, wobei die zweiten Umfelddaten für wenigstens eine zweite Information über das Umfeld einen Unsicherheitswert aufweisen, wobei abhängig von der ersten Information wenigstens eine erste Bewegungstrajektorie für eine vorgegebene Bewegung der Maschine ermittelt wird, wobei abhängig von der zweiten Information und dem Unsicherheitswert wenigstens eine zweite Bewegungstrajektorie für die vorgegebene Bewegung der Maschine ermittelt wird, wobei die erste Bewegungstrajektorie mit der zweiten Bewegungstrajektorie verglichen wird, und wobei die erste Bewegungstrajektorie und/oder die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt wird, wenn die erste und die zweite Bewegungstrajektorie eine vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen, wobei weder die erste Bewegungstrajektorie noch die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine ausgewählt wird, wenn die erste und die zweite Bewegungstrajektorie nicht die vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere erste Bewegungstrajektorien anhand der ersten Information und/oder mehrere zweite Bewegungstrajektorien anhand der zweiten Information und dem Unsicherheitswert ermittelt werden, wobei die ersten Bewegungstrajektorien mit den zweiten Bewegungstrajektorien verglichen werden, wobei wenigstens eine erste Bewegungstrajektorie und wenigstens eine zweite Bewegungstrajektorie ausgewählt werden, wenn die erste Bewegungstrajektorie und die zweite Bewegungstrajektorie eine vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen, wobei die wenigstens eine ausgewählte erste Bewegungstrajektorie und die wenigstens eine ausgewählte zweite Bewegungstrajektorie mit wenigstens einem Auswahlparameter verglichen werden, und wobei die ausgewählte erste Bewegungstrajektorie oder die ausgewählte zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Maschine ausgewählt wird, die wenigstens einen Auswahlparameter besser erfüllt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Information und/oder die zweite Information wenigstens eine der folgenden Informationen darstellen: ein Objekt vorhanden; ein bewegliches Objekt vorhanden; Abstand zwischen dem Objekt und der Maschine; Geschwindigkeit des Objektes; Bewegungsrichtung des Objektes; Anzahl der Objekte; Art des Objektes; Fahrzeug; Lastwagen; PKW; Motorrad; Radfahrer; Fußgänger; Erwachsener; Kind; Beschaffenheit einer Straße; Breite einer Straße; Steigung/Gefälle einer Straße; Straßenführung; Beschaffenheit einer Umgebung der Maschine; Eis in der Umgebung der Maschine; Schnee in der Umgebung der Maschine; Regen in der Umgebung der Maschine; Nebel in der Umgebung der Maschine.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Information anhand einer ersten Sensorart ermittelt wurde, und wobei die zweite Information und der Unsicherheitswert anhand einer zweiten Sensorart ermittelt wurden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Information mithilfe eines ersten Auswerteverfahrens aus ersten Sensordaten und die zweite Information und der Unsicherheitswert mithilfe eines zweiten Auswerteverfahrens aus zweiten Sensordaten ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Information und die zweite Information und der Unsicherheitswert aus Sensordaten wenigstens einer Sensorart oder mehrerer Sensorarten ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Unsicherheitswert der zweiten Information mit einem Vergleichswert verglichen wird, wobei, wenn der Unsicherheitswert den Vergleichswert überschreitet, die Steuerung der Maschine zum Ausführen der Bewegungstrajektorie auf Sicherheitswerte begrenzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei Sensordaten, die zur Bildung der zweiten Information verwendet werden, einen Sensorunsicherheitswert aufweisen, wobei der Sensorunsicherheitswert mit einem Sensorvergleichswert verglichen wird, wobei, wenn der Sensorunsicherheitswert den Sensorvergleichswert überschreitet, die Steuerung der Maschine zum Ausführen der Bewegungstrajektorie auf Sicherheitswerte begrenzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die erste Information und die zweite Information mit dem Unsicherheitswert aus einer weiteren ersten Information und einer weiteren zweiten Information und einem weiteren Unsicherheitswert ermittelt werden.
Vorrichtung (2) zum Ermitteln einer Bewegungstrajektorie für eine Steuerung einer Bewegung einer Maschine (1), insbesondere eines Fahrzeuges, wobei der Vorrichtung über eine Schnittstelle (201) erste Umfelddaten (S1) zugeführt werden, wobei die ersten Umfelddaten (S1) erste Informationen über ein Umfeld der Maschine (1) beinhalten, wobei der Vorrichtung (2) über die Schnittstelle (201) zweite Umfelddaten (S2) zugeführt werden, wobei die zweiten Umfelddaten (S2) zweite Informationen über das Umfeld der Maschine (1) beinhalten, wobei die zweiten Umfelddaten (S2) für wenigstens eine zweite Information einen Unsicherheitswert aufweisen, wobei die Vorrichtung (2) wenigstens eine Trajektorieneinheit (200) aufweist, wobei die Trajektorieneinheit (200) abhängig von der ersten Information wenigstens eine erste Bewegungstrajektorie für eine vorgegebene Bewegung der Maschine (2) ermittelt, wobei die Trajektorieneinheit (200) abhängig von der zweiten Information und dem Unsicherheitswert wenigstens eine zweite Bewegungstrajektorie für die vorgegebene Bewegung der Maschine (1) ermittelt, wobei die Vorrichtung (2) eine Vergleichseinheit (220) aufweist, wobei die Vergleichseinheit (220) die erste Bewegungstrajektorie mit der zweiten Bewegungstrajektorie in Bezug auf wenigstens einen Vergleichsparameter vergleicht, und wobei die Vergleichseinheit (220) die erste Bewegungstrajektorie oder die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine (1) auswählt, wenn die erste und die zweite Bewegungstrajektorie eine vorgegebene Ähnlichkeit für den Vergleichsparameter aufweisen, und wobei die Vergleichseinheit (220) weder die erste Bewegungstrajektorie noch die zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Bewegung der Maschine (1) auswählt, wenn die erste und die zweite Bewegungstrajektorie nicht die vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Trajektorieneinheit (200) mehrere erste Bewegungstrajektorien anhand der ersten Information und/oder mehrere zweite Bewegungstrajektorien anhand der zweiten Information und dem Unsicherheitswert ermittelt, wobei die Vergleichseinheit (220) die ersten Bewegungstrajektorien mit den zweiten Bewegungstrajektorien vergleicht, wobei wenigstens eine erste Bewegungstrajektorie und wenigstens eine zweite Bewegungstrajektorie von der Vergleichseinheit (220) ausgewählt werden, wenn die erste Bewegungstrajektorie und die zweite Bewegungstrajektorie eine vorgegebene Ähnlichkeit aufweisen, wobei die Vorrichtung eine Auswahleinheit (230) aufweist, wobei die Auswahleinheit (230) die wenigstens eine ausgewählte erste Bewegungstrajektorie und die wenigstens eine ausgewählte zweite Bewegungstrajektorie in Bezug auf wenigstens einen Auswahlparameter vergleicht, und wobei die Auswahleinheit (230) die ausgewählte erste Bewegungstrajektorie oder die ausgewählte zweite Bewegungstrajektorie für die Steuerung der Maschine (1) auswählt, die wenigstens einen Auswahlparameter besser erfüllt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei eine Verarbeitungseinheit (11, 13) vorgesehen ist, wobei der Verarbeitungseinheit (11, 13) über eine Schnittstelle (201) erste Sensordaten einer ersten Sensorart zugeführt werden, wobei die Verarbeitungseinheit (11, 13) die erste Information anhand der ersten Sensordaten ermittelt, wobei der Verarbeitungseinheit (11, 13) über die Schnittstelle (201) zweite Sensordaten einer zweiten Sensorart zugeführt werden, wobei die Verarbeitungseinheit (11, 13) die zweite Information und den Unsicherheitswert anhand der zweiten Sensordaten ermittelt
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei eine Verarbeitungseinheit (11, 13) vorgesehen ist, wobei der Verarbeitungseinheit (11, 13) über eine Schnittstelle (201) erste Sensordaten und zweite Sensordaten zugeführt werden, wobei die Verarbeitungseinheit (11, 13) die erste Information mithilfe eines ersten Auswerteverfahrens aus den ersten Sensordaten und die zweite Information und den Unsicherheitswert mithilfe eines zweiten Auswerteverfahrens aus den zweiten Sensordaten ermittelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei eine Überwachungseinheit (40) vorgesehen ist, wobei der Überwachungseinheit (40) der Unsicherheitswert der zweiten Information zugeführt wird, wobei die Überwachungseinheit (40) den Unsicherheitswert mit einem Vergleichswert vergleicht, wobei, wenn der Unsicherheitswert den Vergleichswert überschreitet, die Überwachungseinheit (40) die Steuerung der Maschine (1) zum Ausführen der Bewegungstrajektorie auf Sicherheitswerte begrenzt.
Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer (2) diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.