EP4320494A1 - Verfahren zum planen des verhaltens eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum planen des verhaltens eines fahrzeugs

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Publication number
EP4320494A1
EP4320494A1 EP22722431.8A EP22722431A EP4320494A1 EP 4320494 A1 EP4320494 A1 EP 4320494A1 EP 22722431 A EP22722431 A EP 22722431A EP 4320494 A1 EP4320494 A1 EP 4320494A1
Authority
EP
European Patent Office
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vehicle
area
phantom object
probability
length
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP22722431.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Chi Zhang
Florian Steinhauser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60W2554/80—Spatial relation or speed relative to objects

Definitions

  • the invention relates to a method for planning the behavior of a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a system, a vehicle, a computer program and a computer-readable medium according to the independent claims.
  • the field of autonomous driving which typically includes various degrees of automated driving, such as B. assisted driving, semi-autonomous driving or fully autonomous driving, is an area with continuous technical development.
  • One reason for this is that moving a vehicle in an automated manner is usually a very complex task and presents a high number of technical challenges.
  • methods for automatic behavior planning of autonomous vehicles usually calculate probability values that express the probabilities for the occurrence of certain traffic situations, and then their planning is based at least in part on such probabilities.
  • DE 10 2019 108 142 A1 describes the use of certain probabilities when choosing options for actions of an automated vehicle.
  • An occlusion scenario is a traffic situation during which a certain part of the surroundings of a vehicle is blocked due to the fact that this part of the surroundings is occluded by an object. is not visible.
  • An occlusion scenario the field of view of a vehicle for which automated behavior is planned is occluded by an object.
  • objects can, for example, other vehicles such. B. cars, buses or trucks, or permanent infrastructure components, such. B. bridges, walls, buildings or the like.
  • the object of the invention is to overcome or at least mitigate the disadvantages mentioned above.
  • the problem is solved by a method for planning a behavior of a vehicle with respect to one or more occluded areas along a navigation path of the vehicle, the method comprising a step of identifying an occluded area where the occluded area(s) is/are identified, and comprises a step for generating a phantom object, in which at least one phantom object is generated for at least one of the occluded areas, wherein the occluded area(s) ) based on information from a catalog of pre-defined occlusion scenarios.
  • the method is usually a computer-implemented method.
  • the vehicle is typically an autonomous vehicle, ie the vehicle is capable of at least one type of autonomous driving, such as e.g. B. assisted driving, semi-autonomous driving or fully autonomous driving is configured.
  • assisted driving e.g. B. assisted driving, semi-autonomous driving or fully autonomous driving is configured.
  • the term "behaviour” describes a vehicle's response to an occluded area, such as slowing down when approaching and/or passing an object causing the occluded area, or gradually creeping forward when passing an object creating the occluded area. In typical embodiments, some occluded areas are identified along the navigation path.
  • a "navigation path" is typically a route that the vehicle is expected to follow.
  • Identifying an occluded area typically means detecting that an occluded area is at least likely to occur in the navigation path. In general, the identification can be carried out by analyzing map data or by analyzing sensor data, in particular sensor data from the vehicle, or a combination of both occur.
  • a "phantom object” is a virtual object located in a covered area. Examples of phantom objects are other vehicles or pedestrians.
  • the phrase "defined based on information from a catalog of predefined concealment scenarios" may, for example, mean matching the identified covered area to a predefined type of covered area found in the covert scenario catalog and/or specifying certain variables and/or constants corresponding to the chosen type of hidden area to include certain values.
  • Such a method for planning the behavior of a vehicle thus generalizes the management of occlusion scenarios in the behavior planning of autonomous vehicles, making it possible to easily and reliably deal with occluded areas along a navigation path of the vehicle.
  • the occlusion scenario catalog includes different occlusion scenarios and scenario information for each occlusion scenario.
  • the concealment scenario catalog can contain different types of concealed areas as concealment scenarios and/or information about each of these types of concealed areas, such as e.g. B. variables or constants that describe the different types of hidden areas include.
  • the occlusion scenario catalog includes one or more of the following types of occlusion areas: a bus stop, a pedestrian crossing, a school, a taxi rank, a lane, or an intersection.
  • the occlusion scenario catalog includes all possible occlusion scenarios that need to be managed by the vehicle.
  • the concealment scenario catalog is defined, typically offline, and includes definitions of various risky concealed areas.
  • the concealment scenario catalog is then used, usually online, to complete the step of identifying the concealed area, for example by accessing map data and/or sensor data and/or navigation data of the vehicle and by defining the concealed area(s) based on these data and information found in the occlusion scenario catalogue.
  • the step of generating the phantom object includes calculating a probability of appearance for the phantom object, the probability of appearance describing the probability of the phantom object emerging from its concealed area into a field of view of the vehicle.
  • its occluded area is typically understood to refer to the particular occluded area in which the phantom object has been virtually placed.
  • the calculation of such a probability of occurrence has the advantage that it makes it possible to find an appropriate compromise between traffic safety on the one hand and traffic flow on the other hand when operating the vehicle.
  • the probability of appearance includes a static component, wherein the static component preferably takes into account a map and/or road topology information, and/or wherein the static component is preferably dependent on an initial environment probability and/or a phantom object distance and/or a distance threshold.
  • the initial environment probability is typically a value between 0 and 1 and is typically defined in the occlusion scenario catalog for each type of occluded area.
  • the initial environment probability is an example of the aforementioned scenario information.
  • the "phantom object distance" typically describes a distance between a beginning of a braid risk area, which is in a covered area, and the phantom object.
  • a high-risk area is typically the area of particular interest in a covert area of some type.
  • the high-risk area is typically the crosswalk itself, while the pedestrian crossing type covert area also includes areas near the Pedestrian crossing may include, but which are not part of the pedestrian crossing itself. Similar definitions apply to the other high-risk areas, such as B. bus stops, taxi ranks, intersections or the like, too.
  • the "Distance Threshold" is a special value of the phantom object distance, after which the static component has a value of 0.
  • the distance threshold is preferably outside the high risk area but within the covered area.
  • the static component has the value of the initial environment probability throughout the high risk areas.
  • the static component falls, preferably linearly, from one end of the high risk area to the other Distance threshold where it takes the value 0.
  • the probability of appearance includes a dynamic component, the dynamic component preferably at least indirectly taking into account a geometric modification of the covered area between two points in time and/or the dynamic component preferably being dependent on a length of a phantom object, the length of a phantom object being considered as a Length within a covered area, within which exactly one phantom object is expected, is defined, with the length of a phantom object preferably being measured in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle and/or with the dynamic component preferably being dependent on an increase in the field of vision, with the Field of view increase is preferably a length measured in a direction perpendicular to a longitudinal axis of the vehicle, the length of a phantom object and the field of view increase being typically parallel.
  • a dynamic component is a particularly advantageous way of achieving a good compromise between road safety and traffic flow.
  • the static component is calculated according to the following equation where Penv(d) is the static component, Kenv is the static component
  • the dynamic component is preferably calculated according to the following equation where PFOV(U) is the dynamic component, u is the field of view increase and L is the length of a phantom object, and/or the appearance probability is preferably calculated according to the following equation
  • a system for planning the behavior of a vehicle with respect to one or more obscured area(s) along a navigation path of the vehicle the system being configured to identify the obscured area(s) and at least create a phantom object for at least one of the occluded areas, the system being configured to define the occluded area(s) based on information from a catalog of predefined occlusion scenarios.
  • the system is preferably configured to carry out a method according to one of the previously described embodiments.
  • the system includes a occluded area identification module and/or a phantom object generation module and/or a
  • Appearance probability calculation module configured to calculate the above-mentioned appearance probability, which typically includes the static component and/or the dynamic component.
  • at least one of these modules, preferably all of these modules, is/are implemented by software code.
  • the system typically comprises means for performing at least one method according to one of the above-mentioned embodiments, in particular computer hardware means, such as e.g. B. processing units, memory devices or the like to participate in the various methods and/or steps mentioned above.
  • a computer program in a typical embodiment of the invention, comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to perform a method according to any of the above-mentioned embodiments.
  • the term "computer” should be understood to refer to any device or structure capable of executing the instructions.
  • the computer program can also be referred to as a computer program product.
  • a computer-readable medium comprises computer program code for performing a method according to one of the above-mentioned embodiments and/or comprises a computer program according to the above-mentioned embodiment.
  • the term “computer-readable medium” should be understood to include, but is not limited to, hard drives and/or servers and/or memory sticks and/or flash drives and/or DVDs and/or Blu-ray discs and/or or CDs.
  • the term “computer-readable medium” can also refer to a data stream that is brought about, for example, when a computer program and/or a computer program product is downloaded from the Internet.
  • Figure 1 a flowchart of an embodiment of a method according to the invention
  • Figure 2 a schematic drawing explaining the static component of the probability of appearance
  • Figure 3 a first schematic drawing that explains the dynamic component of the probability of occurrence
  • Figure 4 a second schematic drawing explaining the dynamic component of the appearance probability
  • FIG. 5 a schematic drawing that visualizes a length L of a phantom object. Description of preferred embodiments
  • FIG. 1 shows a flow chart of an embodiment of a method according to the invention.
  • the method includes a hidden area identification step S1 and a phantom object generation step S2.
  • steps S1, S2 are carried out continuously, typically by means of an endless loop.
  • certain embodiments do not require the method to be performed in an infinite loop.
  • steps S1 and S2 it is also possible for the method with steps S1 and S2 to be carried out only on request at certain points in time.
  • occluded area identification step S1 occluded areas are identified along a navigation path of the autonomous vehicle, in particular by analyzing map data and by analyzing sensor data provided by sensors present in the autonomous vehicle.
  • this map data and sensor data is matched to the content of a concealment scenario catalog such that the detected concealed areas along the vehicle's navigation path are matched to generalized types of concealed areas found in the concealment scenario catalogue.
  • the step S1 for identifying a covered area further comprises setting typical variables and/or constants for the different identified covered areas based on information that can be found in the concealment scenario catalogue.
  • phantom objects are generated for at least one of the identified covered areas, typically for all of the covered areas.
  • the generation of the phantom objects is typically based at least in part on information from the catalog of concealment scenarios and/or on the map data and/or on the sensor data.
  • the phantom object generation step S2 includes the calculation of the appearance probability(s) for the phantom object(s).
  • Figure 2 shows a schematic drawing explaining the static component of the appearance probability.
  • Figure 2 shows a vehicle 1 on a street 8.
  • a pedestrian crossing 7 goes across the street 8.
  • the vehicle 1 is located next to a blind 2, which is also referred to as an obscuring object. Because of the obstacle 2, the vehicle 1 is not in the Able to detect its complete surroundings: In particular, the obstacle generated
  • FIG. 2 also shows new pedestrians 4, only one of whom is provided with a reference number for the sake of simplicity.
  • Each pedestrian 4 has a hypothetical path 6 crossing the street 8 in a direction perpendicular to a longitudinal axis 5 of the vehicle 1 .
  • FIG. 1 also shows a representation of the static component Penv(d) for the traffic situation that is represented in FIG.
  • the pedestrian crossing 7 has a width Wz .
  • the static component Penv (d) has a constant value Kenv, namely the initial environment probability.
  • Initial environment probability Kenv is determined, for example, based on information from the catalog of concealment scenarios and/or on the map data.
  • the diagram in the lower part of FIG. 2 shows the static component Penv(d) of the probability of appearance as a function of the phantom object distance d. It can be seen that d is measured from the beginning of the pedestrian crossing 7 (the pedestrian crossing 7 itself is a high risk area). “Beginning” means the edge of the pedestrian crossing 7 that is closest to the vehicle 1.
  • FIG. 2 also shows a distance threshold D s that is outside of the actual high-risk area/pedestrian crossing 7 . Between the pedestrian crossing 7 and the distance threshold Ds, the static component Penv (d) of the appearance probability linearly decreases from the initial environment probability Kenv to 0. At points further than the distance threshold D s away from the pedestrian crossing 7, the static component Penv(d) corresponds to the occurrence probability 0.
  • FIG. 3 shows a first schematic drawing explaining the dynamic component of the appearance probability.
  • FIG. 3 shows a vehicle 1, but at two different points in time.
  • the vehicle 1ti is the vehicle at the current time ti
  • the vehicle 1to is the vehicle at a previous time, namely the time to.
  • the vehicle 1to, the vehicle 1ti is located on a street 8 over which a pedestrian crossing 7 goes.
  • the vehicle 1to, 1ti has a longitudinal axis 5.
  • the vehicle 1to, 1ti drives past the obstacle 2.
  • the obstacle 2 creates an occluded area
  • FIG. 3 for the 1ti vehicle.
  • FIG. 3 also shows two edges of a previously covered area 9.1, 9.2, namely the covered area as it was for the vehicle 1to.
  • FIG. 3 also shows a pedestrian 4 and an increase in the field of view ui.
  • the Field of view increase ui is a distance (typically measured in meters) measured in the direction perpendicular to the longitudinal axis 5 of the vehicle 1ti.
  • the increase in field of view ui is also measured in the direction of the hypothetical walking path 6 of the pedestrian 4 .
  • the field of view increase ui corresponds to the field of view increase at the height of the pedestrian 4.
  • the dynamic component of the appearance probability for the pedestrian 4 (which is a phantom object) after the time jump between the times to and ti becomes with a field of view increase ui calculated as shown in FIG. It can also be said that ui is the length of the hypothetical walking path 6 of the pedestrian 4 that is uncovered from the concealed area 3 between the times to and ti. In the case of FIG. 3, ui is large enough for pedestrian 4 to move out of covered area 3 . In other words, the dynamic component takes the value 1 according to the situation shown in FIG.
  • FIG. 4 shows a situation similar to the situation shown in FIG. However, in FIG. 4 the vehicle 1to, 1ti has moved a shorter distance along the obstacle 2 than in FIG.
  • the increase in field of view U2 is therefore smaller than the increase in field of view ui shown in FIG.
  • the increase in field of view U2 shown in FIG. 4 is such that the probability of the pedestrian 4 appearing is still so low that the pedestrian 4 remains in the concealed area 3 .
  • FIG. 5 shows a schematic drawing that visualizes the length L of a phantom object.
  • FIG. 5 shows how the length L of a phantom object is determined at a certain point in the horizontal direction of FIG.
  • the length L of a phantom object is the length measured in the direction of the hypothetical path 6 of the pedestrian 4 that contains exactly one pedestrian 4 .
  • vehicle 2 obstacle also known as obscured object
  • Penv(d) static component (of the probability of occurrence)

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Planen des Verhaltens eines Fahrzeugs (1, 1t0, 1t1) in Bezug auf einen oder mehrere verdeckte(n) Bereich(e) (3) entlang einem Navigationspfad des Fahrzeugs, wobei das Verfahren einen Schritt (S1) zur Identifizierung eines verdeckten Bereichs, bei dem der bzw. die verdeckte(n) Bereich(e) (3) identifiziert wird bzw. werden, und einen Schritt (S2) zur Erzeugung eines Phantomobjekts, bei dem mindestens ein Phantomobjekt (4) für mindestens einen der verdeckten Bereiche (3) erzeugt wird, umfasst, der bzw. die verdeckte(n) Bereich(e) während des Schritts (S1) zur Identifizierung eines verdeckten Bereichs basierend auf Informationen aus einem Katalog von im Voraus definierten Verdeckungsszenarien definiert wird bzw. werden.

Description

Verfahren zum Planen des Verhaltens eines Fahrzeugs
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Planen des Verhaltens eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein System, ein Fahrzeug, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium gemäß den nebengeordneten Ansprüchen.
Stand der Technik
Das Gebiet des autonomen Fahrens, das in der Regel verschiedene Grade von automatisiertem Fahren, wie z. B. unterstütztes Fahren, teilautonomes Fahren oder auch vollautonomes Fahren, umfasst, ist ein Gebiet mit fortwährender technischer Weiterentwicklung. Ein Grund dafür besteht darin, dass das Bewegen eines Fahrzeugs auf automatisierte Art und Weise in der Regel eine sehr komplexe Aufgabe ist und eine hohe Anzahl an technischen Herausforderungen stellt.
Beispielsweise muss entsprechende Verkehrssicherheit garantiert sein, wenn automatisierte Fahrzeuge am Verkehr teilnehmen. Andererseits muss ein gewisser Verkehrsfluss auch garantiert sein: Zum Vermeiden von Staus müssen beispielsweise Deadlocks und andere Blockierungen vermieden werden.
Zum Erzielen eines angemessenen Kompromisses zwischen Verkehrssicherheit einerseits und Verkehrsfluss andererseits werden bei Verfahren zur automatischen Verhaltensplanung von autonomen Fahrzeugen in der Regel Wahrscheinlichkeitswerte berechnet, die Wahrscheinlichkeiten für das Auftreten gewisser Verkehrssituationen ausdrücken, und dann ihre Planung zumindest zum Teil auf solchen Wahrscheinlichkeiten basieren. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2019 108 142 A1 die Verwendung gewisser Wahrscheinlichkeiten bei der Wahl von Optionen für Handlungen eines automatisierten Fahrzeugs.
Diese bekannten Verfahren und Systeme weisen jedoch einige Nachteile auf. Ein Problem besteht darin, dass bis jetzt keine zufriedenstellenden Lösungen zur automatischen Handhabung verschiedener Arten von Verdeckungsszenarien auf verallgemeinerte Art und Weise angeboten wurden. Ein Verdeckungsszenario ist eine Verkehrssituation, während der ein gewisser Teil der Umgebung eines Fahrzeugs aufgrund der Tatsache, dass dieser Teil der Umgebung durch ein Objekt verdeckt wird, nicht sichtbar ist. Anders ausgedrückt wird in einem Verdeckungsszenario das Sichtfeld eines Fahrzeugs, für das automatisiertes Verhalten geplant wird, durch ein Objekt verdeckt. Solche Objekte können beispielsweise andere Fahrzeuge, wie z. B. PKW, Busse oder LKW, oder auch beständige Infrastrukturkomponenten, wie z. B. Brücken, Wände, Gebäude oder dergleichen, sein. Weiterhin fehlen noch immer zufriedenstellende probabilistische Beschreibungen von Situationen, die bei Verdeckungsszenarien auftreten können.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben erwähnten Nachteile zu überwinden oder zumindest zu mindern.
Das Problem wird durch ein Verfahren zum Planen eines Verhaltens eines Fahrzeugs in Bezug auf einen oder mehrere verdeckte(n) Bereich(e) entlang einem Navigationspfad des Fahrzeugs gelöst, wobei das Verfahren einen Schritt zur Identifizierung eines verdeckten Bereichs, bei dem der bzw. die verdeckte(n) Bereich(e) identifiziert wird bzw. werden, und einen Schritt zur Erzeugung eines Phantomobjekts, bei dem mindestens ein Phantomobjekt für mindestens einen der verdeckten Bereiche erzeugt wird, umfasst, wobei der bzw. die verdeckte(n) Bereich(e) basierend auf Informationen aus einem Katalog von im Voraus definierten Verdeckungsszenarien definiert wird bzw. werden.
Das Verfahren ist in der Regel ein computerimplementiertes Verfahren. Das Fahrzeug ist in der Regel ein autonomes Fahrzeug, d. h., dass das Fahrzeug für mindestens eine Art von autonomem Fahren, wie z. B. unterstütztes Fahren, teilautonomes Fahren oderauch vollautonomes Fahren, konfiguriert ist. Der Ausdruck „Verhalten“ beschreibt eine Reaktion des Fahrzeugs auf einen verdeckten Bereich, beispielsweise Verlangsamen beim Annähern und/oder Vorbeifahren an einem Objekt, das für den verdeckten Bereich verantwortlich ist, oder schrittweises Vorwärtskriechen beim Vorbeifahren an einem Objekt, das den verdeckten Bereich erzeugt. Bei typischen Ausführungsformen werden einige verdeckte Bereiche entlang dem Navigationspfad identifiziert. Ein „Navigationspfad“ ist in der Regel eine Route, der das Fahrzeug erwartungsgemäß folgen kann. „Identifizieren“ eines verdeckten Bereichs bedeutet typischerweise, dass detektiert wird, dass ein verdeckter Bereich zumindest wahrscheinlich in dem Navigationspfad auftreten wird. Im Allgemeinen kann die Identifizierung durch die Analyse von Kartendaten oder durch eine Analyse von Sensordaten, insbesondere Sensordaten des Fahrzeugs, oder eine Kombination aus beiden erfolgen.
Ein „Phantomobjekt“ ist ein virtuelles Objekt, das sich in einem verdeckten Bereich befindet. Beispiele für Phantomobjekte sind andere Fahrzeuge oder auch Fußgänger.
Der Ausdruck „definiert basierend auf Informationen aus einem Katalog von im Voraus definierten Verdeckungsszenarien“ kann beispielsweise Abgleichen des identifizierten verdeckten Bereichs mit einer im Voraus definierten Art von verdeckten Bereich, die in dem Verdeckungsszenarienkatalog zu finden ist, und/oder Festlegen gewisser Variablen und/oder Konstanten entsprechend der gewählten Art von verdecktem Bereich auf gewisse Werte umfassen.
Durch solch ein Verfahren zum Planen des Verhaltens eines Fahrzeugs wird die Flandhabung von Verdeckungsszenarien bei der Verhaltensplanung von autonomen Fahrzeugen also verallgemeinert, wodurch es möglich wird, mit verdeckten Bereichen entlang einem Navigationspfad des Fahrzeugs leicht und zuverlässig umzugehen.
Bei gewissen Ausführungsformen umfasst der Verdeckungsszenarienkatalog verschiedene Verdeckungsszenarien und Szenarioinformationen für jedes Verdeckungsszenario. Beispielsweise kann der Verdeckungsszenarienkatalog verschiedene Arten von verdeckten Bereichen als Verdeckungsszenarien und/oder Informationen zu jeder dieser Arten von verdeckten Bereichen, wie z. B. Variablen oder Konstanten, die die verschiedenen Arten von verdeckten Bereichen beschreiben, umfassen. Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Verdeckungsszenarienkatalog eine oder mehrere der folgenden Arten von verdeckten Bereichen: eine Bushaltestelle, einen Fußgänger über Weg, eine Schule, einen Taxistand, eine Spur oder eine Kreuzung. Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Verdeckungsszenarienkatalog alle möglichen Verdeckungsszenarien, die von dem Fahrzeug bewältigt werden müssen. Bei typischen Ausführungsformen wird der Verdeckungsszenarienkatalog, in der Regel offline, definiert und umfasst Definitionen von verschiedenen risikobehafteten verdeckten Bereichen. Der Verdeckungsszenarienkatalog wird dann, in der Regel online, dazu verwendet, den Schritt der Identifizierung des verdeckten Bereichs, beispielsweise durch Zugriff auf Kartendaten und/oder Sensordaten und/oder Navigationsdaten des Fahrzeugs und durch Definieren des bzw. der verdeckten Bereichs/Bereiche basierend auf diesen Daten und Informationen, die in dem Verdeckungsszenarienkatalog zu finden sind, durchzuführen. Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Schritt der Erzeugung des Phantomobjekts die Berechnung einer Erscheinungswahrscheinlichkeit für das Phantomobjekt, wobei die Erscheinungswahrscheinlichkeit die Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Phantomobjekt aus seinem verdeckten Bereich in ein Sichtfeld des Fahrzeugs hervortritt, beschreibt. Der Ausdruck „sein verdeckter Bereich“ ist in der Regel so zu verstehen, dass er sich auf den bestimmten verdeckten Bereich, in den das Phantomobjekt virtuell platziert worden ist, bezieht. Die Berechnung solch einer Erscheinungswahrscheinlichkeit hat den Vorteil, dass es ermöglicht wird, einen angemessenen Kompromiss zwischen Verkehrssicherheit einerseits und Verkehrsfluss andererseits beim Betrieb des Fahrzeugs zu finden.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Erscheinungswahrscheinlichkeit eine statische Komponente, wobei die statische Komponente vorzugsweise eine Karte und/oder Straßentopologieinformationen berücksichtigt, und/oder wobei die statische Komponente vorzugsweise von einer Ausgangsumgebungswahrscheinlichkeit und/oder von einem Phantomobjektabstand und/oder von einem Abstandsschwellenwert abhängig ist. Die Ausgangsumgebungswahrscheinlichkeit ist typischerweise ein Wert zwischen 0 und 1 und wird typischerweise in dem Verdeckungsszenarienkatalog für jede Art von verdecktem Bereich definiert. Die Ausgangsumgebungswahrscheinlichkeit ist ein Beispiel für die zuvor erwähnten Szenarioinformationen. Der „Phantomobjektabstand“ beschreibt typischerweise einen Abstand zwischen einem Anfang eines Flochrisikobereichs, der sich in einem verdeckten Bereich befindet, und dem Phantomobjekt. Ein Hochrisikobereich ist typischerweise der Bereich von besonderem Interesse in einem verdeckten Bereich einer gewissen Art. Beispielsweise ist der Hochrisikobereich innerhalb eines verdeckten Bereichs der Art „Fußgängerüberweg“ typischerweise der Fußgängerüberweg selbst, wobei der verdeckte Bereich der Art „Fußgängerüberweg“ auch Bereiche in der Nähe des Fußgängerüberwegs umfassen kann, die jedoch an sich nicht Teil des Fußgängerüberwegs sind. Ähnliche Definitionen treffen auf die anderen Hochrisikobereiche, wie z. B. Bushaltestellen, Taxistände, Kreuzungen oder dergleichen, zu. Der „Abstandsschwellenwert“ ist ein besonderer Wert des Phantomobjektabstands, nach dem die statische Komponente den Wert 0 hat. Der Abstandsschwellenwert befindet sich vorzugsweise außerhalb des Hochrisikobereichs, jedoch innerhalb des verdeckten Bereichs. Bei typischen Ausführungsformen hat die statische Komponente den Wert der Ausgangsumgebungswahrscheinlichkeit über den gesamten Hoch risikobereichen weg. Bei bevorzugten Ausführungsformen fällt die statische Komponente, vorzugsweise linear, von einem Ende des Hochrisikobereichs zu dem Abstandsschwellenwert, wo sie den Wert 0 annimmt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Erscheinungswahrscheinlichkeit eine dynamische Komponente, wobei die dynamische Komponente vorzugsweise zumindest indirekt eine geometrische Modifikation des verdeckten Bereichs zwischen zwei Zeitpunkten berücksichtigt und/oder wobei die dynamische Komponente vorzugsweise von einer Länge eines Phantomobjekts abhängig ist, wobei die Länge eines Phantomobjekts als eine Länge innerhalb eines verdeckten Bereichs, innerhalb derer genau ein Phantomobjekt erwartet wird, definiert wird, wobei die Länge eines Phantomobjekts vorzugsweise in einer senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs laufenden Richtung gemessen wird und/oder wobei die dynamische Komponente vorzugsweise von einer Sichtfeldzunahme abhängig ist, wobei die Sichtfeldzunahme vorzugsweise eine Länge ist, die in einer zu einer Längsachse des Fahrzeugs senkrechten Richtung gemessen wird, wobei die Länge eines Phantomobjekts und die Sichtfeldzunahme typischerweise parallel gerichtet sind. Die Erfinder haben herausgefunden, dass solch eine dynamische Komponente eine besonders vorteilhafte Möglichkeit zur Erzielung eines guten Kompromisses zwischen Verkehrssicherheit und Verkehrsfluss ist.
Bei typischen Ausführungsformen wird die statische Komponente gemäß der folgenden Gleichung berechnet wobei Penv(d) die statische Komponente ist, Kenv die
Ausgangsumgebungswahrscheinlichkeit ist, Ds der Abstandsschwellenwert ist und d der Phantomobjektabstand ist, und/oder die dynamische Komponente wird vorzugsweise gemäß der folgenden Gleichung berechnet wobei PFOV(U) die dynamische Komponente ist, u die Sichtfeldzunahme ist und L die Länge eines Phantomobjekts ist, und/oder die Erscheinungswahrscheinlichkeit wird vorzugsweise gemäß der folgenden Gleichung berechnet
Pa(d,u) = min((Penv(d) + P FoV(n)), 1).
Das Problem wird weiterhin durch ein System zur Planung des Verhaltens eines Fahrzeugs bezüglich eines oder mehrerer verdeckter/verdeckten Bereichs/Bereiche entlang einem Navigationspfad des Fahrzeugs gelöst, wobei das System dazu konfiguriert ist, den bzw. die verdeckten Bereich(e) zu identifizieren und mindestens ein Phantomobjekt für mindestens einen der verdeckten Bereiche zu erzeugen, wobei das System dazu konfiguriert ist, den bzw. die verdeckten Bereich(e) basierend auf Informationen aus einem Katalog von im Voraus definierten Verdeckungsszenarien zu definieren.
Das System ist vorzugsweise dazu konfiguriert, ein Verfahren gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Bei typischen Ausführungsformen umfasst das System ein Modul zur Identifizierung eines verdeckten Bereichs und/oder ein Phantomobjekterzeugungsmodul und/oder ein
Erscheinungswahrscheinlichkeitsberechnungsmodul, das dazu konfiguriert ist, die oben erwähnte Erscheinungswahrscheinlichkeit, die typischerweise die statische Komponente und/oder die dynamische Komponente umfasst, zu berechnen. Bei typischen Ausführungsformen wird/werden mindestens eines dieser Module, vorzugsweise alle dieser Module, durch Softwarecode implementiert. Das System umfasst typischerweise Mittel zum Durchführen mindestens eines Verfahrens gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen, insbesondere Computerhardwaremittel, wie z. B. Verarbeitungseinheiten, Speichervorrichtungen oder dergleichen zur Teilnahme an den verschiedenen Verfahren und/oder Schritten, die oben angeführt werden.
Das Problem wird weiterhin durch ein Fahrzeug gelöst, wobei das Fahrzeug ein System nach einer der oben erwähnten Ausführungsformen umfasst und/oder wobei das Fahrzeug dazu konfiguriert ist, eines der oben erwähnten Verfahren durchzuführen. Ein Computerprogramm umfasst bei einer typischen Ausführungsform der Erfindung Anweisungen, die, wenn das Programm von einem Computer ausgeführt wird, verursachen, dass der Computer ein Verfahren nach einer der oben erwähnten Ausführungsformen durchführt. Der Ausdruck „Computer“ soll so verstanden werden, dass er sich auf eine beliebige Vorrichtung oder Struktur, die zur Ausführung der Anweisungen in der Lage ist, bezieht. Das Computerprogramm kann auch als ein Computerprogrammprodukt bezeichnet werden.
Ein computerlesbares Medium umfasst bei einer Ausführungsform der Erfindung Computerprogrammcode zum Durchführen eines Verfahrens nach einer der oben erwähnten Ausführungsformen und/oder umfasst ein Computerprogramm nach der oben erwähnten Ausführungsform. Der Ausdruck „computerlesbares Medium“ ist so zu verstehen, dass er sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf Festplatten und/oder Server und/oder Speichersticks und/oder Flash -Laufwerke und/oder DVDs und/oder Blu-ray-Disks und/oder CDs bezieht. Weiterhin kann sich der Ausdruck „computerlesbares Medium“ auch auf einen Datenstrom beziehen, der beispielsweise herbeigeführt wird, wenn ein Computerprogramm und/oder ein Com puterprogramm produkt aus dem Internet heruntergeladen wird.
Kurze Beschreibung von Figuren
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert; in den Figuren zeigen:
Figur 1 : ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung,
Figur 2: eine schematische Zeichnung, die die statische Komponente der Erscheinungswahrscheinlichkeit erläutert,
Figur 3: eine erste schematische Zeichnung, die die dynamische Komponente der Erscheinungswahrscheinlichkeit erläutert,
Figur 4: eine zweite schematische Zeichnung, die die dynamische Komponente der Erscheinungswahrscheinlichkeit erläutert, und
Figur 5: eine schematische Zeichnung, die eine Länge L eines Phantom Objekts visualisiert. Beschreibung bevorzugter Ausführunqsformen
Figur 1 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung. Das Verfahren umfasst einen Schritt S1 zur Identifizierung eines verdeckten Bereichs und einen Phantomobjekterzeugungsschritt S2. Während des Betriebs eines autonomen Fahrzeugs (in Figur 1 nicht gezeigt) werden die Schritte S1 , S2 fortwährend durchgeführt, typischerweise mittels einer Endlosschleife. Bei gewissen Ausführungsformen ist es jedoch nicht erforderlich, dass das Verfahren in einer Endlosschleife durchgeführt wird. Beispielsweise ist es auch möglich, dass das Verfahren mit den Schritten S1 und S2 nur auf Anfrage zu gewissen Zeitpunkten durchgeführt wird. Während des Schritts S1 zur Identifizierung eines verdeckten Bereichs werden verdeckte Bereiche entlang einem Navigationspfad des autonomen Fahrzeugs identifiziert, insbesondere durch Analysieren von Kartendaten und durch Analysieren von Sensordaten, die von in dem autonomen Fahrzeug vorhandenen Sensoren bereitgestellt werden. Weiterhin werden diese Kartendaten und Sensordaten mit dem Inhalt eines Verdeckungsszenarienkatalogs abgeglichen, so dass die detektierten verdeckten Bereiche entlang dem Navigationspfad des Fahrzeugs mit verallgemeinerten Arten von verdeckten Bereichen, die in dem Verdeckungsszenarienkatalog zu finden sind, abgeglichen werden. Der Schritt S1 zur Identifizierung eines verdeckten Bereichs umfasst des Weiteren Festlegen typischer Variablen und/oder Konstanten für die verschiedenen identifizierten verdeckten Bereiche basierend auf Informationen, die in dem Verdeckungsszenarienkatalog zu finden sind.
Bei dem Phantomobjekterzeugungsschritt S2 werden Phantomobjekte für mindestens einen der identifizierten verdeckten Bereiche, typischerweise für alle der verdeckten Bereiche, erzeugt. Die Erzeugung der Phantomobjekte basiert typischerweise zumindest zum Teil auf Informationen aus dem Verdeckungsszenarienkatalog und/oder auf den Kartendaten und/oder auf den Sensordaten. Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Phantomobjekterzeugungsschritt S2 die Berechnung der Erscheinungswahrscheinlichkeit/-wahrscheinlichkeiten für das bzw. die Phantomobjekt(e).
Figur 2 zeigt eine schematische Zeichnung, die die statische Komponente der Erscheinungswahrscheinlichkeit erläutert. Insbesondere zeigt Figur 2 ein Fahrzeug 1 auf einer Straße 8. Ein Fußgängerüberweg 7 geht quer über die Straße 8. Das Fahrzeug 1 befindet sich neben einem Flindernis 2, das auch als ein verdeckendes Objekt bezeichnet wird. Aufgrund des Hindernisses 2 ist das Fahrzeug 1 nicht in der Lage, seine komplette Umgebung zu detektieren: Insbesondere erzeugt das Hindernis
2 einen verdeckten Bereich 3, der von dem Fahrzeug 1 nicht „gesehen“ werden kann.
Figur 2 zeigt des Weiteren neuen Fußgänger 4, von denen der Einfachheit halber lediglich einer mit einem Bezugszeichen versehen ist. Jeder Fußgänger 4 hat einen hypothetischen Laufweg 6, der die Straße 8 in einer Richtung überquert, die zu einer Längsachse 5 des Fahrzeugs 1 senkrecht ist. Figur 1 zeigt auch eine Darstellung der statischen Komponente Penv(d) für die Verkehrssituation, die in Figur 2 dargestellt wird. Der Fußgängerüberweg 7 hat eine Breite Wz. Über diese gesamte Breite Wz hinweg hat die statische Komponente Penv(d) einen konstanten Wert Kenv, und zwar die Ausgangsumgebungswahrscheinlichkeit. Diese
Ausgangsumgebungswahrscheinlichkeit Kenv wird beispielsweise basierend auf Informationen aus dem Verdeckungsszenarienkatalog und/oder auf den Kartendaten bestimmt. Das Diagramm im unteren Teil von Figur 2 zeigt die statische Komponente Penv(d) der Erscheinungswahrscheinlichkeit als Funktion des Phantomobjektabstands d. Es ist zu sehen, dass d von dem Anfang des Fußgängerüberwegs 7 ausgemessen wird (der Fußgängerüberweg 7 selbst ist ein Hochrisikobereich). „Anfang“ bedeutet den Rand des Fußgängerüberwegs 7, der dem Fahrzeug 1 am nächsten ist. Figur 2 zeigt auch einen Abstandsschwellenwert Ds, der sich außerhalb des tatsächlichen Hochrisikobereichs/Fußgängerüberwegs 7 befindet. Zwischen dem Fußgängerüberweg 7 und dem Abstandsschwellenwert Ds nimmt die statischen Komponente Penv(d) der Erscheinungswahrscheinlichkeit von der Ausgangsumgebungswahrscheinlichkeit Kenv bis auf 0 linear ab. An Punkten, die weiter als der Abstandsschwellenwert Ds von dem Fußgängerüberweg 7 weg liegen, entspricht die statischen Komponente Penv(d) der Erscheinungswahrscheinlichkeit 0.
Figur 3 zeigt eine erste schematische Zeichnung, die die dynamische Komponente der Erscheinungswahrscheinlichkeit erläutert. Insbesondere zeigt Figur 3 ein Fahrzeug 1 , jedoch zu zwei verschiedenen Zeitpunkten. Das Fahrzeug 1ti ist das Fahrzeug zum derzeitigen Zeitpunkt ti, und das Fahrzeug 1 to ist das Fahrzeug zu einem vorherigen Zeitpunkt, und zwar dem Zeitpunkt to. Wie in Figur 2 befindet sich das Fahrzeug 1to, das Fahrzeug 1ti auf einer Straße 8, über die hinweg ein Fußgängerüberweg 7 geht. Das Fahrzeug 1to, 1ti hat eine Längsachse 5. Das Fahrzeug 1to, 1ti fährt an dem Hindernis 2 vorbei. Zum Zeitpunkt ti erzeugt das Hindernis 2 einen verdeckten Bereich
3 für das Fahrzeug 1ti. Figur 3 zeigt auch zwei Ränder eines vorherigen verdeckten Bereichs 9.1 , 9.2, und zwar des verdeckten Bereichs, wie er für das Fahrzeug 1to war. Figur 3 zeigt auch einen Fußgänger 4 und eine Sichtfeldzunahme ui. Die Sichtfeldzunahme ui ist ein Abstand (typischerweise in Metern gemessen), der in der zur Längsachse 5 des Fahrzeugs 1ti senkrecht verlaufenden Richtung gemessen wird. In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel wird die Sichtfeldzunahme ui auch in der Richtung des hypothetischen Laufpfads 6 des Fußgängers 4 gemessen. Die Sichtfeldzunahme ui entspricht der Zunahme des Sichtfelds auf der Höhe des Fußgängers 4. Anders ausgedrückt: Die dynamische Komponente der Erscheinungswahrscheinlichkeit für den Fußgänger 4 (wobei es sich um ein Phantomobjekt handelt) nach dem Zeitsprung zwischen den Zeitpunkten to und ti wird mit einer Sichtfeldzunahme ui gemäß der Darstellung in Figur 3 berechnet. Man kann auch sagen, dass ui die Länge des hypothetischen Laufpfads 6 des Fußgängers 4 ist, die zwischen den Zeitpunkten to und ti aus dem verdeckten Bereich 3 aufgedeckt wird. Im Falle von Figur 3 ist ui groß genug, dass sich der Fußgänger 4 aus dem verdeckten Bereich 3 bewegt. Anders ausgedrückt nimmt die dynamische Komponente entsprechend der Situation, die in Figur 3 gezeigt wird, den Wert 1 an.
Figur 4 zeigt eine Situation, die der in Figur 3 gezeigten Situation ähnelt. In Figur 4 hat sich jedoch das Fahrzeug 1to, 1ti eine kürzere Strecke entlang dem Hindernis 2 als in Figur 3 bewegt. Somit ist die Sichtfeldzunahme U2 kleiner als die in Figur 3 gezeigte Sichtfeldzunahme ui. Insbesondere ist die in Figur 4 gezeigte Sichtfeldzunahme U2 derart, dass die Erscheinung Wahrscheinlichkeit des Fußgängers 4 weiterhin so gering ist, dass der Fußgänger 4 in dem verdeckten Bereich 3 bleibt.
Figur 5 zeigt eine schematische Zeichnung, die die Länge L eines Phantomobjekts visualisiert. Insbesondere zeigt Figur 5, wie die Länge L eines Phantomobjekts an einer gewissen Stelle in der horizontalen Richtung von Figur 5 bestimmt wird. Die Länge L eines Phantomobjekts ist die in der Richtung des hypothetischen Laufpfads 6 des Fußgängers 4 gemessene Länge, die genau einen Fußgänger 4 enthält.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Schutzumfang wird durch die Ansprüche definiert. Ferner wird angemerkt, dass in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbarte Verfahren durch eine Vorrichtung implementiert werden können, die Mittel zum Durchführen jedes der jeweiligen Vorgänge dieser Verfahren aufweist.
Bezuqszeichenliste
1 , 1 to, 1n Fahrzeug 2 Hindernis (auch als verdeckten des Objekt bezeichnet)
3 verdeckter Bereich
4 Fußgänger
5 Längsachse (des Fahrzeugs)
6 hypothetischer Laufpfad
7 Fußgängerüberweg
8 Straße
9.1, 9.2 Ränder des vorherigen verdeckten Bereichs
51 Schritt der Identifizierung des verdeckten Bereichs
52 Phantomobjekterzeugungsschritt ui, U2 Sichtfeldzunahme
Penv(d) statische Komponente (der Erscheinungswahrscheinlichkeit)
Kenv Ausgangsumgebungswahrscheinlichkeit
Ds Abstandsschwellenwert d Phantomobjektabstand
Wz Fußgängerüberwegbreite
L Länge eines Phantomobjekts

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Planen des Verhaltens eines Fahrzeugs (1 , 1 to, 1ti) in Bezug auf einen oder mehrere verdeckte(n) Bereich(e) (3) entlang einem Navigationspfad des Fahrzeugs, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: einen Schritt (S1 ) zur Identifizierung eines verdeckten Bereichs, bei dem der bzw. die verdeckte(n) Bereich(e) (3) identifiziert wird bzw. werden, und einen Schritt (S2) zur Erzeugung eines Phantom Objekts, bei dem mindestens ein Phantomobjekt (4) für mindestens einen der verdeckten Bereiche (3) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schritts (S1) zur Identifizierung eines verdeckten Bereichs der bzw. die verdeckte(n) Bereich(e) basierend auf Informationen aus einem Katalog von im Voraus definierten Verdeckungsszenarien definiert wird bzw. werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Verdeckungsszenarienkatalog verschiedene Verdeckungsszenarien und Szenarioinformationen für jedes Verdeckungsszenario umfasst.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S2) zur Erzeugung eines Phantomobjekts die Berechnung einer Erscheinungswahrscheinlichkeit für das Phantomobjekt (4) umfasst, wobei die Erscheinungswahrscheinlichkeit die Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Phantomobjekt (4) aus seinem verdeckten Bereich (3) in ein Sichtfeld des Fahrzeugs (1 , 1 to, 1ti) hervortritt, beschreibt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Erscheinungswahrscheinlichkeit eine statische Komponente (Penv(d)) umfasst, wobei die statische Komponente (Penv(d)) vorzugsweise eine Karte und/oder Straßentopologieinformationen berücksichtigt, und/oder wobei die statische Komponente (Penv(d)) vorzugsweise von einer
Ausgangsumgebungswahrscheinlichkeit (Kenv) und/oder von einem Phantomobjektabstand (d) und/oder von einem Abstandsschwellenwert (Ds) abhängig ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erscheinungswahrscheinlichkeit eine dynamische Komponente (PFOV(U)) umfasst, wobei die dynamische Komponente (PFOV(U)) vorzugsweise zumindest indirekt eine geometrische Modifikation des verdeckten Bereichs (3) zwischen zwei Zeitpunkten berücksichtigt und/oder wobei die dynamische Komponente (PFOV(U)) vorzugsweise von einer Länge (L) eines Phantomobjekts abhängig ist, wobei die Länge (L) eines Phantomobjekts als eine Länge innerhalb eines verdeckten Bereichs (3), innerhalb derer genau ein Phantomobjekt (4) erwartet wird, definiert wird, wobei die Länge (L) eines Phantom Objekts vorzugsweise in einer senkrecht zur Längsachse (5) des Fahrzeugs (1 , 1to, 1n) laufenden Richtung gemessen wird und/oder wobei die dynamische Komponente (PFOV(U)) vorzugsweise von einer Sichtfeldzunahme (u) abhängig ist, wobei die Sichtfeldzunahme (u) vorzugsweise eine Länge ist, die in einer zu einer Längsachse (5) des Fahrzeugs (1 , 1to, 1ti) senkrechten Richtung gemessen wird, wobei die Länge (L) eines Phantomobjekts und die Sichtfeldzunahme (u) typischerweise parallel gerichtet sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-5, dadurch gekennzeichnet, dass - die statische Komponente gemäß der folgenden Gleichung berechnet wird und/oder
- die dynamische Komponente vorzugsweise gemäß der folgenden Gleichung berechnet wird und/oder
- die Erscheinungswahrscheinlichkeit vorzugsweise gemäß der folgenden Gleichung berechnet wird
Pa(d,u) = min((Penv(d) + P FoV(n)), 1).
7. System zur Planung des Verhaltens eines Fahrzeugs (1 , 1 to, 1ti) bezüglich eines oder mehrerer verdeckter/verdeckten Bereichs/Bereiche (3) entlang einem Navigationspfad des Fahrzeugs (1 , 1to, 1ti), wobei das System dazu konfiguriert ist, den bzw. die verdeckten Bereich(e) (3) zu identifizieren und mindestens ein Phantomobjekt (4) für mindestens einen der verdeckten Bereiche (3) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das System dazu konfiguriert ist, den bzw. die verdeckten Bereich(e) (3) basierend auf Informationen aus einem Katalog von im Voraus definierten Verdeckungsszenarien zu definieren.
8. Fahrzeug (1 , 1 to, 1ti), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1 , 1 to, 1ti) ein System nach Anspruch 7 umfasst, und/oder das Fahrzeug (1 , 1 to, 1ti) dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6 durchzuführen.
9. Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, die, wenn das Programm von einem Computer ausgeführt wird, verursachen, dass der Computer ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -6 durchführt.
10. Computerlesbares Medium, das Computerprogrammcode zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 -6 umfasst und/oder ein Computerprogramm nach Anspruch 9 umfasst.
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