EP4323247A1 - Verfahren zur verbesserung der funktionalen sicherheit kooperativer fahrmanöver und elektronische kontrollvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur verbesserung der funktionalen sicherheit kooperativer fahrmanöver und elektronische kontrollvorrichtung

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Publication number
EP4323247A1
EP4323247A1 EP22717727.6A EP22717727A EP4323247A1 EP 4323247 A1 EP4323247 A1 EP 4323247A1 EP 22717727 A EP22717727 A EP 22717727A EP 4323247 A1 EP4323247 A1 EP 4323247A1
Authority
EP
European Patent Office
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vehicle
sensor
object data
trajectory
planned trajectory
Prior art date
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Pending
Application number
EP22717727.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Strunck
Johannes Eck
Thomas Grotendorst
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.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the disclosure relates to a method for improving the functional safety of cooperative driving maneuvers and a corresponding electronic control device and the use of the device.
  • V2X vehicle-to-X
  • a second vehicle creates V2X messages from sensor-based data and from its own maneuver planning, whereby it is assumed that the second vehicle initially did not use any external trajectories in its own planning.
  • the first vehicle takes the data received with the V2X message as the basis for planning its own maneuver.
  • the numbers are assumed values and are only intended to demonstrate concatenation:
  • the data is generated with the help of environment sensors for detecting the environment of a vehicle (do) and the data from several sensors, especially those that overlap in the detection area, is merged (df) and an object list is generated, in which there is an entry in the object list for each real object.
  • the data of the object list can then be transmitted to other vehicles using a cooperative perception message (“CPM”), in particular using vehicle-to-X communication (dc2).
  • CCM cooperative perception message
  • dc2 vehicle-to-X communication
  • the object list is received by the second vehicle and must be reconciled with the sensor data from the sensors of the second vehicle, which results in the further fusion step (df1_2).
  • the maneuver planning then takes place using a corresponding computing device in the second vehicle (dm1).
  • Delays for example as a result of the engine control or the actuators or the driver's reaction, etc., are not yet taken into account here.
  • the basis for a decision is therefore based on data that is at least approximately 500 ms old.
  • a vehicle already covers a distance of almost 7 m at the 50 km/h usually permitted in cities, which can be safety-critical for a pedestrian who suddenly enters the road traveled on.
  • Planned trajectories to be traveled by road users are expected to be exchanged between road users in the future using maneuver coordination messages (“MCM”).
  • MCM maneuver coordination messages
  • the trajectories can be based, for example, on an environment model that is composed of the company's own sensor data and/or of third-party sensor data that was provided, for example, using a CPM as already described.
  • the sensor data on which the maneuver planning is based and the resulting trajectory are already out of date due to the delay chain, regardless of any further coordination process by the communicating road users.
  • changes in the traffic situation or the environment that have occurred within the delay time can result in a received trajectory possibly no longer being drivable.
  • a maneuver planning that takes these received trajectories into account can be correspondingly incorrect.
  • the object of the invention is to improve functional safety for cooperative driving maneuvers.
  • a method for execution by an electronic control device of a first vehicle and in particular for ensuring functional safety for cooperative driving maneuvers of vehicles having the steps:
  • sensor information provided by a sensor can already be present as object data.
  • the planned trajectory is checked by the checking device of the first vehicle on the basis of data in which a delay chain does not result in a delay:
  • the invention is based on the idea of securing the journey of the first vehicle as part of a cooperative maneuver planning with a temporal Flozont, which could also allow a corresponding reaction in an improved way, by ensuring that a cooperatively coordinated between the first vehicle and the second vehicle , but subject to latency, the trajectory of the first vehicle, in particular to describe a planned route to be traveled over a defined period of time, is verified by means of a testing device in the first vehicle and only data is used in which a time delay between the acquisition and analysis of the data is as small as possible slightly reduced.
  • a signal for initiating safety measures can be output, for example, if the check reveals that a safety-critical situation is imminent or exists when the trajectory is being executed.
  • the cooperatively planned trajectory is calculated in particular by a computing device of the first vehicle on the basis of information exchanged with the second vehicle, for example as part of a cooperative maneuver planning method.
  • the second vehicle can expediently also calculate a trajectory to be traveled by the second vehicle on the basis of the information exchanged as part of the cooperative maneuver planning method.
  • the check by the checking device of the first vehicle can accordingly be preceded by a provision of the planned trajectory of the first vehicle by a trajectory planning device of the first vehicle and a detection of the planned trajectory by the checking device of the first vehicle.
  • a safety-critical traffic situation is in particular a risk of a collision with the second road user and/or another road user and/or another obstacle if the trajectory is carried out as planned.
  • the data used are therefore not affected by latencies, in particular as a result of the creation of object data from sensor information from at least one sensor of the second vehicle by the second vehicle (do2) and the fusion of object data from multiple sensors of the first vehicle (df2) and a maneuver planning by the first Vehicle (dm2) and a vehicle to X communication (dc2) of the result of the maneuver planning or fused object data and a fusion of the received fused object data of the second vehicle and the created object data of the first vehicle (df1) and a maneuver planning by the second vehicle (dm1) .
  • the principle can also be used for exclusively local maneuver planning, which would calculate for a comparatively long time on comparatively weak hardware.
  • the planned trajectory would be checked for a safety-critical traffic situation using a checking device in the first vehicle based on object data from a fusion of sensor information from at least one sensor in the first vehicle (do1+df1).
  • the planned trajectory is already cooperative between the first vehicle and the second vehicle coordinated planned trajectory, the trajectory in particular taking into account or including information on a driving maneuver planned between the first vehicle and the second vehicle.
  • a trajectory can also define, for example, interventions in the driving dynamics, for example at a defined point or after a planned distance covered.
  • steps for cooperative maneuver planning between the first vehicle and the second vehicle for determining the planned trajectory can already have taken place in advance.
  • a cooperative exchange of object information and/or information relating to the trajectories, for example, takes place in particular by means of vehicle-to-X communication.
  • the planned trajectory of the first vehicle is checked by means of the checking device of the first vehicle on the basis of data in which the delay chain causes a delay as a result of data processing, in particular essentially by creating object data from sensor information of at least one sensor of the first vehicle by the first vehicle (do1) or by a delay as a result of data processing by the first vehicle creating object data from sensor information of at least one sensor of the first vehicle and a fusion of the received object data of the second vehicle and the created object data of the first vehicle by the first vehicle (do1 +df1 ) is determined.
  • the use of the expression "substantially” seems appropriate insofar as further delays may in principle be possible.
  • the trajectory of the first vehicle is checked on the basis of data in which the delay chain also does not include any delay as a result of data processing by a fusion of the object data from sensor information of at least one sensor of the first vehicle by the first vehicle (df1). .
  • the first vehicle can therefore react much more quickly and, if necessary, Take action.
  • road users who are not uncommon in sudden changes of direction are better protected in this way.
  • the at least one sensor of the first vehicle and/or a section of a detection range of the at least one sensor of the first vehicle are selected from a plurality of sensors of the first vehicle to create the object data (df1), which is used for the planned trajectory as is assessed as relevant.
  • the object data obtained in a targeted manner in this way can be used to check the planned trajectory for safety-critical traffic situations.
  • the planned trajectory can thus in particular be checked again by a current sensor-based environment model and adjusted if necessary.
  • the sensor(s) or environmental area of the environmental model of the first vehicle is selected, which enables at least partial, in particular complete, detection of the path of the planned trajectory. If the path of the planned trajectory is only partially recorded, the previously not recorded path part of the trajectory can be checked in a further step.
  • a signal for initiating a safety measure is output if a potentially safety-critical traffic situation is identified when checking the planned trajectory.
  • a signal for executing the planned trajectory is output if no potentially safety-critical traffic situation is identified when the planned trajectory is checked.
  • the planned trajectory is replanned, for example an avoidance maneuver and/or emergency braking and/or a minimum risk maneuver (“MRM”) can be provided.
  • MRM minimum risk maneuver
  • the basic goal of initiating the security measure is to avoid or eliminate the security-critical traffic situation.
  • the signal for initiating a safety measure is output in particular by means of a signal interface to a corresponding vehicle device for carrying out the safety measure.
  • the delay chain in the event that the delay chain essentially consists only of the creation of object data from sensor information of the second vehicle and the fusion of the received object data of the first vehicle and the object data of the second vehicle (do1 + df1), in a merges the objects in the first step and carries out the collision check in a second step. This means that the collision check no longer needs to be carried out for the sensor information of each individual sensor.
  • a vehicle can be a motor vehicle, in particular a passenger vehicle, a truck, a motorcycle, an electric vehicle or a hybrid vehicle, a watercraft or an aircraft.
  • an electronic control device for a first vehicle comprising:
  • a checking device configured to check a planned trajectory of the first vehicle with regard to a potential safety-critical traffic situation of the first vehicle based on sensor information from at least one sensor of the first vehicle (do1) and/or based on object data from a fusion of sensor information from at least two sensors of the first vehicle (do1 +df1 ), the planned trajectory having been received by means of a vehicle-to-X communication device of the first vehicle;
  • the device is set up to carry out a method according to at least one of the above embodiments.
  • a computing unit can be any device that is designed to process at least one of the signals mentioned.
  • the processing unit can be a processor, a digital signal processor, a main processor (CPU: "Central Processing Unit"), a multi-purpose processor (MPP: “Multi Purpose Processor”) or the like.
  • the specified device has a memory and a processor.
  • the specified method is stored in the memory in the form of a computer program and the processor is provided for executing the method when the computer program is loaded from the memory into the processor.
  • a computer program comprises program code means in order to carry out all the steps of one of the specified methods when the computer program is run on a computer or one of the specified devices.
  • a computer program product contains a program code which is stored on a computer-readable data medium and which, when it is executed on a data processing device, carries out one of the specified methods.
  • Show in schematic representation: 1 shows a flowchart of an embodiment of the method for improving the functional safety of cooperative driving maneuvers
  • FIG 2 shows an embodiment of the electronic control device.
  • step 102 a trajectory of the first vehicle that is planned cooperatively with a second vehicle is checked with regard to a potential safety-critical traffic situation using a checking device in the first vehicle based on sensor information from at least one sensor in the first vehicle (do1) and/or based on object data from a fusion of sensor information from at least one sensor of the first vehicle (do1 +df1 ).
  • a signal is also output for initiating a safety measure or executing the planned trajectory.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the electronic control device 200 for a first vehicle.
  • the control device 200 includes a checking device 226, which is configured to check a planned trajectory of the first vehicle with regard to a potential safety-critical traffic situation of the first vehicle based on sensor information from at least one sensor 240, 242 of the first vehicle (do1) and/or based on object data from a fusion of sensor information from at least two sensors 240, 242 of the first vehicle (do1 +df1).
  • the planned trajectory was received by a second vehicle using a vehicle-to-X communication device 230 .
  • the electronic control device 200 can include a fusion device 228 for the fusion of the sensor information from a plurality of sensors 240, 242.
  • the testing device 228 by a control unit 220 includes, wherein the controller may have a processor 222 and a data memory 224.
  • the control device 200 also includes a signal interface 250 configured to output a signal for initiating a safety measure or executing the planned trajectory depending on a result of the check. According to the example, the output is sent to a control device 260 included in the first vehicle for influencing the vehicle dynamics of the first vehicle.
  • vehicle-to-X communication means, in particular, direct communication between vehicles and/or between vehicles and infrastructure facilities.
  • it can be vehicle-to-vehicle communication or vehicle-to-infrastructure communication. If reference is made to communication between vehicles in the context of this application, this can in principle take place, for example, in the context of vehicle-to-vehicle communication, which typically takes place without being mediated by a mobile radio network or a similar external infrastructure and which is therefore different from other solutions, which are based, for example, on a mobile radio network.
  • vehicle-to-X communication can occur using the IEEE 802.11p or IEEE 1609.4 standards.
  • Vehicle-to-X communication can also be referred to as C2X communication or V2X communication.
  • the sub-areas can be referred to as C2C (Car-to-Car), V2V (Vehicle-to-Vehicle) or C2I (Car-to-Infrastructure), V2I (Vehicle-to-Infrastructure).
  • C2C Car-to-Car
  • V2V Vehicle-to-Vehicle
  • C2I Car-to-Infrastructure
  • V2I Vehicle-to-Infrastructure
  • the invention does not explicitly exclude vehicle-to-X communication with switching, for example via a mobile radio network.

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Abstract

Die Offenbarung betrifft ein Verfahren (100) zur Ausführung durch eine elektronische Kontrollvorrichtung eines ersten Fahrzeugs, aufweisend die Schritte: - Prüfung (102) einer mit einem zweiten Fahrzeug kooperativ geplanten Trajektorie des ersten Fahrzeugs hinsichtlich einer potenziellen sicherheitskritischen Verkehrssituation mittels einer Prüfungseinrichtung des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs (do1) und/oder auf Grundlage von Objektdaten aus einer Fusion von Sensorinformationen von zumindest zwei Sensoren des ersten Fahrzeugs (do1+df1); und - Ausgabe (104) eines Signals zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme oder Ausführung der geplanten Trajektorie in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Prüfung. Weiterhin betrifft die Offenbarung eine korrespondierende elektronische Kontrollvorrichtung (200).

Description

Beschreibung
Verfahren zur Verbesserung der funktionalen Sicherheit kooperativer Fahrmanöver und elektronische Kontrollvorrichtung
Die Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der funktionalen Sicherheit kooperativer Fahrmanöver und eine korrespondierende elektronische Kontrollvorrichtung sowie die Verwendung der Vorrichtung.
Das kooperative Fahren basiert darauf, dass Fahrzeuge Informationen austauschen. In der aktuellen Diskussion sind das für die Fahrzeug-zu-X (V2X) Kommunikation vorwiegend dynamische Objektdaten, basierend auf Sensorinformationen und Manöver-/Trajektorieninformationen. Wenn als Ergebnis einer kooperativen Abstimmung eine Trajektorie oder eine Abfolge von Manövern berechnet wurde, ist die sensorbasierte Grundlage der Berechnungen üblicherweise bereits verhältnismäßig alt, weil die Einzelverzögerungen sich zu einer Verzögerungskette aufsummieren.
Anhand des nachfolgenden Beispiels einer Verzögerungskette aus Perspektive eines ersten Fahrzeugs soll dies veranschaulicht werden. H ierbei erstellt ein zweites Fahrzeug aus sensorbasierten Daten und aus der eigenen Manöverplanung V2X Nachrichten, wobei hierfür davon ausgegangen wird, dass das zweite Fahrzeug in der eigenen Planung zunächst keine Fremdtrajektorien eingesetzt hat. Das erste Fahrzeug nimmt die mit der V2X Nachricht empfangenen Daten als Grundlage für die eigene Planung eines Manövers. Die Zahlen sind angenommene Werte und sollen nur die Verkettung demonstrieren:
- Zweites Fahrzeug: Erstellung von Objektdaten aus Sensorinformationen: do2 = 100ms
- Zweites Fahrzeug: Fusion der Objektdaten mehrerer Sensoren: df2 = 100ms
- Zweites Fahrzeug: Manöverplanung: dm2 = 100ms
- Zweites Fahrzeug: V2X Kommunikation des Ergebnisses der Manöverplanung: dc2 = 70ms - Erstes Fahrzeug: Erstellung von Objektdaten aus Sensorinformationen: do1 = 100ms
- Erstes Fahrzeug: Fusion der empfangenen Objektdaten des ersten Fahrzeugs und der Objektdaten des zweiten Fahrzeugs: df1_2 = 100ms
- Erstes Fahrzeug: Manöverplanung: dm1 = 100ms
Die Daten werden mit Hilfe von Umfeldsensorik zur Erfassung des Umfelds eines Fahrzeugs erzeugt (do) und die Daten von mehreren und insbesondere sich im Erfassungsbereich überlappenden Sensoren fusioniert (df) und eine Objektliste generiert, bei der je realem Objekt ein Eintrag in der Objektliste existiert. Anschließend können die Daten der Objektliste unter Verwendung einer Kooperativen Perzeptionsnachricht („Cooperative Perception Message“, „CPM“) an andere Fahrzeuge insbesondere unter Verwendung von Fahrzeug zu X Kommunikation übermittelt werden (dc2). Die Objektliste wird durch das zweite Fahrzeug empfangen und muss mit den Sensordaten der Sensoren des zweiten Fahrzeugs in Einklang gebracht werden, woraus der weitere Fusionsschritt (df1_2) resultiert. Anschließend findet die Manöverplanung durch eine entsprechende Recheneinrichtung im zweiten Fahrzeug (dm1) statt.
Die Verzögerungskette, ausgehend von den ermittelten Sensordaten durch das erste Fahrzeug, beispielsweise als Kooperative Perzeptionsnachricht („Cooperative Perception Message“) bis zur geplanten Trajektorie im zweiten Fahrzeug, ergibt sich damit zu: do2 + df2 + dc2 + df1_2 + dm1 = 470 ms
Die Verzögerungskette der Fremdtrajektorie ergibt sich zu: do2 + df2 + dm2 + dc2 + dm1 = 470 ms
Dabei sind Verzögerungen beispielsweise in Folge der Motoransteuerung oder der Aktorik oder der Fahrerreaktion, etc. hierbei noch nicht berücksichtigt. Die Grundlage für eine Entscheidung basiert in diesem Beispiel somit also auf wenigstens annähernd 500 ms alten Daten. Innerhalb dieser Zeitdauer legt ein Fahrzeug bei in Städten üblicherweise erlaubten 50 km/h bereits eine Strecke von fast 7 m zurück, welche für einen die befahrene Straße plötzlich betretenden Fußgänger sicherheitskritisch sein kann.
Geplante zu fahrende Trajektorien von Verkehrsteilnehmern werden zukünftig voraussichtlich unter Verwendung von Manöver Koordinierungsnachrichten („Maneuver Coordination Message“, „MCM“) zwischen den Verkehrsteilnehmern ausgetauscht werden. Die Trajektorien können beispielsweise auf einem Umfeldmodell basieren, welches sich aus eigenen Sensordaten und/oder aus Fremdsensordaten zusammensetzt, die zum Beispiel mittels einer wie bereits beschriebenen CPM bereitgestellt wurden. Sobald die durch eine Manöverplanung erstellten Trajektorien berechnet und beim Empfänger angekommen sind, sind die der Manöverplanung zugrunde gelegten Sensordaten sowie die hieraus resultierenden Trajektorie aufgrund der Verzögerungskette bereits unabhängig von einem darüber hinausgehenden Abstimmungsprozess der kommunizierenden Verkehrsteilnehmer veraltet. Insbesondere innerhalb der Verzögerungszeit eingetretene Änderungen der Verkehrssituation bzw. des Umfelds, können dazu führen, dass eine empfangene Trajektorie ggf. nicht mehr fahrbar ist. Eine Manöverplanung, welche diese empfangenen Trajektorien berücksichtigt, kann entsprechend fehlerhaft sein.
Dadurch kann es Vorkommen, dass eine entsprechende von einem ersten Fahrzeug ausgesandte Trajektorie als Grundlage für eine Manöverplanung eines die Trajektorie empfangenden zweiten Fahrzeugs herangezogen und basierend hierauf eine fehlerhafte Trajektorie für das zweite Fahrzeug berechnet wird. Muss anschließend unter Umständen eine Umplanung vorgenommen werden, wird wiederrum durch das erste Fahrzeug die vom zweiten Fahrzeug ausgesandte latenzbehaftete Trajektorie herangezogen. Innerhalb der üblicherweise kurzen vorhandenen Zeit zur Manöverplanung kann daher gegebenenfalls kein kollisionsfreies Ergebnis ermittelt werden, wodurch die Verkehrssicherheit der beteiligten Verkehrsteilnehmer aber auch weiterer lediglich mittelbar beteiligter Verkehrsteilnehmer gefährdet sein kann.
Aufgabe der Erfindung ist es die funktionale Sicherheit ( functional safety) für kooperative Fahrmanöver zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Ausführung durch eine elektronische Kontrollvorrichtung eines ersten Fahrzeugs und insbesondere Sicherstellung der funktionalen Sicherheit für kooperativen Fahrmanöver von Fahrzeugen beschrieben, aufweisend die Schritte:
- Prüfung einer mit einem zweiten Fahrzeug kooperativ geplanten Trajektorie des ersten Fahrzeugs hinsichtlich einer potentiellen sicherheitskritischen Verkehrssituation mittels einer Prüfungseinrichtung des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs (do1 ) und/oder auf Grundlage von Objektdaten aus einer Fusion von Sensorinformationen von zumindest zwei Sensors des ersten Fahrzeugs (do1 +df1 ); und
- Ausgabe eines Signals zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme oder Ausführung der geplanten Trajektorie in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Prüfung.
Grundsätzlich können von einem Sensor bereitgestellte Sensorinformationen bereits als Objektdaten vorliegen.
Die in Klammern angegebenen Bezeichnungen sind in Übereinstimmung mit den in der Beschreibungseinleitung verwendeten Verzögerungen, wobei diese lediglich der einfacheren Nachvollziehbarkeit dienlich sein sollen und keine Einschränkung des unter Schutz gestellten Gegenstands darstellen. Entsprechend zumindest einer Ausführungsform erfolgt die Prüfung der geplanten Trajektorie mittels der Prüfungseinrichtung des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Daten, bei denen eine Verzögerungskette keine Verzögerung in Folge:
- einer Erstellung von Objektdaten aus Sensorinformationen zumindest eines Sensors des zweiten Fahrzeugs durch das zweite Fahrzeug (do2), und
- keine zeitlichen Verzögerungen in Folge einer Fusion von Objektdaten mehrerer Sensoren des zweiten Fahrzeugs (df2), und
- keine Manöverplanung durch das zweite Fahrzeug (dm2), und
- keine Fahrzeug zu X Kommunikation (dc2) des Ergebnisses der Manöverplanung oder fusionierten Objektdaten, und
- keine Fusion der empfangenen fusionierten Objektdaten des zweiten Fahrzeugs und von aus Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs erstellten Objektdaten (df1_2), und
- keine Manöverplanung durch das erste Fahrzeug (dm1) umfasst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Absicherung der Fahrt des ersten Fahrzeugs im Rahmen einer kooperativen Manöverplanung mit einem zeitlichen Florizont, der in verbesserter Weise auch eine entsprechende Reaktion erlauben könnte, dadurch sicherzustellen, dass eine zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug kooperativ abgestimmte, jedoch latenzbehaftete Trajektorie des ersten Fahrzeugs, insbesondere zur Beschreibung einer geplanten zu fahrenden Wegstrecke über eine definierte Zeit, mittels einer Prüfungseinrichtung des ersten Fahrzeugs verifiziert wird und dabei lediglich Daten herangezogen werden, bei denen eine Zeitverzögerung zwischen der Erfassung und Verwertung der Daten auf ein möglichst geringes Maß reduziert ist. In Abhängigkeit eines Ergebnisses dieser Prüfung kann ein Signal zur Einleitung von Sicherheitsmaßnahmen ausgegeben werden beispielsweise, wenn die Prüfung ergibt, dass eine sicherheitskritische Situation bei Ausführung der Trajektorie droht bzw. besteht. Die kooperativ geplante Trajektorie wird insbesondere durch eine Recheneinrichtung des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von mit dem zweiten Fahrzeug beispielsweise im Rahmen eines kooperativen Manöverplanungsverfahrens ausgetauschten Informationen berechnet. Zweckmäßigerweise kann das zweite Fahrzeug ebenfalls auf Basis, der im Rahmen des kooperativen Manöverplanungsverfahrens ausgetauschten Informationen eine durch das zweite Fahrzeug zu fahrende Trajektorie berechnen. Der Prüfung durch die Prüfungseinrichtung des ersten Fahrzeugs kann dementsprechend eine Bereitstellung der geplanten Trajektorie des ersten Fahrzeugs durch eine Trajektorienplanungseinrichung des ersten Fahrzeugs und eine Erfassung der geplanten Trajektorie durch die Prüfungseinrichtung des ersten Fahrzeugs vorausgehen.
Eine sicherheitskritische Verkehrssituation ist insbesondere eine Gefahr einer Kollision mit dem zweiten Verkehrsteilnehmer und/oder einem weiteren Verkehrsteilnehmer und/oder einem sonstigen Hindernis, wenn die Trajektorie wie geplant ausgeführt wird.
Die herangezogenen Daten sind somit nicht betroffen von Latenzen insbesondere in Folge der Erstellung von Objektdaten aus Sensorinformationen zumindest eines Sensors des zweiten Fahrzeugs durch das zweite Fahrzeug (do2) und der Fusion von Objektdaten mehrerer Sensoren des ersten Fahrzeugs (df2) und einer Manöverplanung durch das erste Fahrzeug (dm2) und einer Fahrzeug zu X Kommunikation (dc2) des Ergebnisses der Manöverplanung oder fusionierten Objektdaten und eine Fusion der empfangenen fusionierten Objektdaten des zweiten Fahrzeugs und der erstellten Objektdaten des ersten Fahrzeugs (df1) und eine Manöverplanung durch das zweite Fahrzeug (dm1 ).
Das Prinzip kann ebenfalls bei ausschließlich lokaler Manöverplanung eingesetzt werden, die auf vergleichsweise rechenschwacher Hardware vergleichsweise lange rechnen würde. In diesem Fall würde entsprechend einer Ausführungsform die Prüfung der geplanten Trajektorie hinsichtlich einer sicherheitskritischen Verkehrssituation mittels einer Prüfungseinrichtung des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Objektdaten aus einer Fusion von Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs (do1 +df1) erfolgen.
Weiterbildungsgemäß handelt es sich bei der geplanten Trajektorie um eine zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug bereits kooperativ abgestimmte geplante Trajektorie, wobei die Trajektorie insbesondere Informationen eines zwischen dem ersten Fahrzeug und zweiten Fahrzeug geplanten Fahrmanövers berücksichtigt oder umfasst. Eine Trajektorie kann in diesem Sinne somit beispielweise auch Eingriffe in die Fahrdynamik beispielsweise an einem definierten Punkt bzw. nach einer geplanten zurückgelegten Wegstrecke definieren. Somit können bereit Schritte zur kooperativen Manöverplanung zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug zur Bestimmung der geplanten Trajektorie im Vorfeld stattgefunden haben. Ein kooperativer Austausch beispielsweise von Objektinformationen und/oder Informationen die Trajektorien betreffend erfolgt insbesondere mittels Fahrzeug zu X Kommunikation.
Entsprechend wenigstens einer Ausführungsform erfolgt die Prüfung der geplanten Trajektorie des ersten Fahrzeugs mittels der Prüfungseinrichtung des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Daten, bei denen die Verzögerungskette eine Verzögerung in Folge einer Datenverarbeitung insbesondere im Wesentlichen durch eine Erstellung von Objektdaten aus Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs durch das erste Fahrzeug (do1) oder durch eine Verzögerung in Folge einer Datenverarbeitung durch eine Erstellung von Objektdaten aus Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs durch das erste Fahrzeug und einer Fusion der empfangenen Objektdaten des zweiten Fahrzeugs und der erstellten Objektdaten des ersten Fahrzeugs durch das erste Fahrzeug (do1 +df1 ) bestimmt wird. Die Verwendung des Ausdrucks „im Wesentlichen“ erscheint insofern angemessen als das grundsätzlich weitere Verzögerungen möglich sein können.
Somit erfolgt entsprechend wenigstens einer Ausführungsform die Prüfung der Trajektorie des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Daten, bei denen die Verzögerungskette außerdem keine Verzögerung in Folge einer Datenverarbeitung durch eine Fusion der Objektdaten aus Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs durch das erste Fahrzeug (df1 ) umfasst.
Durch die geringere Verzögerung in der sicherheitsrelevanten Planungsebene kann das erste Fahrzeug daher erheblich schneller reagieren und ggf. notwendige Maßnahmen ergreifen. Insbesondere Verkehrsteilnehmer, bei denen plötzliche Richtungswechsel nicht unüblich sind, werden so besser geschützt.
Entsprechend wenigstens einer Ausführungsform werden aus einer Mehrzahl an Sensoren des ersten Fahrzeugs der zumindest eine Sensor des ersten Fahrzeugs und/oder ein Ausschnitt eines Erfassungsbereichs des zumindest einen Sensors des ersten Fahrzeugs zur Erstellung der Objektdaten (df1) ausgewählt wird, welcher für die geplante Trajektorie als relevant bewertet wird. Die solchermaßen gezielt gewonnenen Objektdaten können entsprechend für die Prüfung der geplanten Trajektorie auf sicherheitskritische Verkehrssituationen herangezogen werden. Die geplante Trajektorie kann somit insbesondere nochmal durch ein aktuelles sensorbasiertes Umfeldmodell gegengeprüft und ggf. angepasst werden. Insbesondere werden der oder die Sensoren bzw. Umfeldbereich des Umfeldmodells des ersten Fahrzeugs ausgewählt, welche eine zumindest teilweise, insbesondere vollständige, Erfassung des Pfades der geplanten Trajektorie ermöglichen. Liegt nur eine teilweise Erfassung des Pfades der geplanten Trajektorie vor, kann in einem weiteren Schritt, der zuvor nicht erfasste Pfadteil der Trajektorie überprüft werden.
Ein Signal zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme wird entsprechend wenigstens einer Ausführungsform ausgegeben, wenn bei der Prüfung der geplanten Trajektorie eine potenziell sicherheitskritische Verkehrssituation identifiziert wird.
Ein Signal zur Ausführung der geplanten Trajektorie wird entsprechend wenigstens einer Ausführungsform ausgegeben, wenn bei der Prüfung der geplanten Trajektorie keine potenziell sicherheitskritische Verkehrssituation identifiziert wird.
Entsprechend wenigstens einer Ausführungsform erfolgt weiterbildungsgemäß eine Umplanung der geplanten Trajektorie, bspw. ein Ausweichmanöver, und/oder eine Notbremsung und/oder ein Minimalrisikomanöver („Minimum Risk Maneuver“, „MRM“) vorgesehen sein können. Grundsätzliches Ziel der Einleitung der Sicherheitsmaßnahme ist die Vermeidung bzw. Beseitigung der sicherheitskritische Verkehrssituation. Das Signal zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme wird dabei insbesondere mittels einer Signalschnittstelle an eine entsprechende Fahrzeugvorrichtung zur Ausführung der Sicherheitsmaßnahme ausgegeben.
Entsprechend wenigstens einer Ausführungsform wird im Fall, dass die Verzögerungskette im Wesentlichen lediglich aus der Erstellung von Objektdaten aus Sensorinformationen des zweiten Fahrzeugs und der Fusion der empfangenen Objektdaten des ersten Fahrzeugs und der Objektdaten des zweiten Fahrzeugs (do1 +df1 ) bestehen soll, werden in einem ersten Schritt die Objekte fusioniert und in einem zweiten Schritt die Kollisionsprüfung vorgenommen. Somit braucht die Kollisionsprüfung nicht mehr für die Sensorinformationen jedes einzelnen Sensors zu erfolgen.
Ein Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug, ein Lastkraftfahrzeug, ein Motorrad, ein Elektrokraftfahrzeug oder ein Hybridkraftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine elektronische Kontrollvorrichtung für ein erstes Fahrzeug beschrieben, umfassend:
- eine Prüfungseinrichtung, konfiguriert eine Prüfung einer geplanten Trajektorie des ersten Fahrzeugs hinsichtlich einer potenziellen sicherheitskritischen Verkehrssituation des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs (do1 ) und/oder auf Grundlage von Objektdaten aus einer Fusion von Sensorinformationen von zumindest zwei Sensoren des ersten Fahrzeugs (do1 +df1 ) vorzunehmen, wobei die geplante Trajektorie mittels einer Fahrzeug zu X Kommunikationsvorrichtung des ersten Fahrzeugs empfangen wurde; und
- eine Signalschnittstelle, konfiguriert ein Signal zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme oder Ausführung der geplanten Trajektorie in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Prüfung auszugeben. Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Vorrichtung eingerichtet, ein Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ausführungsformen durchzuführen.
Eine Recheneinheit kann jedwede Einrichtung sein, die ausgebildet ist, um zumindest eines der genannten Signale zu verarbeiten. Beispielsweise kann die Recheneinheit ein Prozessor, ein digitaler Signalprozessor, ein Hauptprozessor (CPU von engl.: „Central Processing Unit"), ein Multizweckprozessor (MPP von engl.: „Multi Purpose Prozessor") oder Ähnliches sein.
In einer Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt.
Einige besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
In schematischer Darstellung zeigen: Fig. 1 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zur Verbesserung der funktionalen Sicherheit kooperativer Fahrmanöver, und
Fig. 2 eine Ausführungsform der elektronischen Kontrollvorrichtung.
Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Verfahrens 100 zur Ausführung durch eine elektronische Kontrollvorrichtung eines ersten Fahrzeugs. In einem Schritt 102 erfolgt dabei eine Prüfung einer mit einem zweiten Fahrzeug kooperativ geplanten Trajektorie des ersten Fahrzeugs hinsichtlich einer potenziellen sicherheitskritischen Verkehrssituation mittels einer Prüfungseinrichtung des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs (do1 ) und/oder auf Grundlage von Objektdaten aus einer Fusion von Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs (do1 +df1 ).
In Abhängigkeit eines Ergebnisses der Prüfung erfolgt in einem Schritt 104 außerdem die Ausgabe eines Signals zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme oder Ausführung der geplanten Trajektorie.
Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der elektronischen Kontrollvorrichtung 200 für ein erstes Fahrzeug.
Die Kontrollvorrichtung 200 umfasst eine Prüfungseinrichtung 226, welche konfiguriert ist eine Prüfung einer geplanten Trajektorie des ersten Fahrzeugs hinsichtlich einer potenziellen sicherheitskritischen Verkehrssituation des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Sensorinformationen zumindest eines Sensors 240, 242 des ersten Fahrzeugs (do1 ) und/oder auf Grundlage von Objektdaten aus einer Fusion von Sensorinformationen von zumindest zwei Sensoren 240, 242 des ersten Fahrzeugs (do1 +df1 ) vorzunehmen. Die geplante Trajektorie wurde dabei mittels einer Fahrzeug zu X Kommunikationsvorrichtung 230 von einem zweiten Fahrzeug empfangen. Für die Fusion der Sensorinformationen mehrerer Sensoren 240, 242 kann die elektronische Kontrollvorrichtung 200 eine Fusionseinrichtung 228 umfassen. Beispielsgemäß die Prüfungseinrichtung 228 durch ein Steuergerät 220 umfasst, wobei das Steuergerät einen Prozessor 222 und einen Datenspeicher 224 aufweisen kann.
Die Kontrollvorrichtung 200 umfasst weiterhin eine Signalschnittstelle 250, konfiguriert ein Signal zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme oder Ausführung der geplanten Trajektorie in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Prüfung auszugeben. Beispielsgemäß erfolgt die Ausgabe an eine durch das erste Fahrzeug umfasste Kontrollvorrichtung 260 zur Beeinflussung der Fahrzeugdynamik des ersten Fahrzeugs.
Sofern sich im Laufe des Verfahrens herausstellt, dass ein Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen nicht zwingend nötig ist, so wird anmelderseitig bereits jetzt eine Formulierung zumindest eines unabhängigen Anspruchs angestrebt, welcher das Merkmal oder die Gruppe von Merkmalen nicht mehr aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs oder um eine durch weitere Merkmale eingeschränkte Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs handeln. Derartige neu zu formulierende Ansprüche oder Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass Ausgestaltungen, Merkmale und Varianten der Erfindung, welche in den verschiedenen Ausführungen oder Ausführungsbeispielen beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigt sind, beliebig untereinander kombinierbar sind. Einzelne oder mehrere Merkmale sind beliebig gegeneinander austauschbar. Hieraus entstehende Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
Rückbezüge in abhängigen Ansprüchen sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Diese Merkmale können auch beliebig mit anderen Merkmalen kombiniert werden. Merkmale, die lediglich in der Beschreibung offenbart sind oder Merkmale, welche in der Beschreibung oder in einem Anspruch nur in Verbindung mit anderen Merkmalen offenbart sind, können grundsätzlich von eigenständiger erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Sie können deshalb auch einzeln zur Abgrenzung vom Stand der Technik in Ansprüche aufgenommen werden.
Allgemein sei darauf hingewiesen, dass unter Fahrzeug-zu-X Kommunikation insbesondere eine direkte Kommunikation zwischen Fahrzeugen und/oder zwischen Fahrzeugen und Infrastruktureinrichtungen verstanden wird. Beispielsweise kann es sich also um Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation oder um Fahrzeug-zu-lnfrastruktur Kommunikation handeln. Sofern im Rahmen dieser Anmeldung auf eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen Bezug genommen wird, so kann diese grundsätzlich beispielsweise im Rahmen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation erfolgen, welche typischerweise ohne Vermittlung durch ein Mobilfunknetz oder eine ähnliche externe Infrastruktur erfolgt und welche deshalb von anderen Lösungen, welche beispielsweise auf ein Mobilfunknetz aufbauen, abzugrenzen ist. Beispielsweise kann eine Fahrzeug-zu-X Kommunikation unter Verwendung der Standards IEEE 802.11 p oder IEEE 1609.4 erfolgen. Eine Fahrzeug-zu-X Kommunikation kann auch als C2X-Kommunikation oder V2X-Kommunikation bezeichnet werden. Die Teilbereiche können als C2C (Car-to-Car), V2V (Vehicle-to-Vehicle) oder C2I (Car-to-lnfrastructure), V2I (Vehicle-to-lnfrastructure) bezeichnet werden. Die Erfindung schließt jedoch Fahrzeug-zu-X Kommunikation mit Vermittlung beispielsweise über ein Mobilfunknetz explizit nicht aus.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren (100) zur Ausführung durch eine elektronische Kontrollvorrichtung eines ersten Fahrzeugs, aufweisend die Schritte:
- Prüfung (102) einer mit einem zweiten Fahrzeug kooperativ geplanten Trajektorie des ersten Fahrzeugs hinsichtlich einer potenziellen sicherheitskritischen Verkehrssituation mittels einer Prüfungseinrichtung des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs (do1) und/oder auf Grundlage von Objektdaten aus einer Fusion von Sensorinformationen von zumindest zwei Sensoren des ersten Fahrzeugs (do1+df1); und
- Ausgabe (104) eines Signals zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme oder Ausführung der geplanten Trajektorie in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Prüfung.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei die Prüfung der geplanten Trajektorie mittels der Prüfungseinrichtung des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Daten erfolgt, bei denen eine Verzögerungskette keine Erstellung von Objektdaten aus Sensorinformationen zumindest eines Sensors des zweiten Fahrzeugs durch das zweite Fahrzeug (do2) und keine zeitlichen Verzögerungen in Folge einer Fusion von Objektdaten mehrerer Sensoren des zweiten Fahrzeugs (df2) und keine Manöverplanung durch das zweite Fahrzeug (dm2) und keine Fahrzeug zu X Kommunikation (dc2) eines Ergebnisses der Manöverplanung oder fusionierten Objektdaten und keine Fusion der empfangenen fusionierten Objektdaten des zweiten Fahrzeugs und von aus Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs erstellten Objektdaten (df1) und keine Manöverplanung durch das erste Fahrzeug (dm1) umfasst.
3. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prüfung der Trajektorie des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Daten erfolgt, bei denen die Verzögerungskette außerdem keine Verzögerung in Folge einer Datenverarbeitung durch eine Fusion der Objektdaten aus Sensorinformationen zumindest eines Sensors des ersten Fahrzeugs durch das erste Fahrzeug (df1 ) umfasst.
4. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aus einer Mehrzahl an Sensoren des ersten Fahrzeugs der zumindest eine Sensor des ersten Fahrzeugs und/oder ein Ausschnitt eines Erfassungsbereichs des zumindest einen Sensors des ersten Fahrzeugs zur Erstellung der Objektdaten (df1 ) ausgewählt wird, welcher für die geplante Trajektorie als relevant bewertet wird.
5. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Signal zur Ausführung der geplanten Trajektorie ausgegeben wird, wenn bei der Prüfung der geplanten Trajektorie keine potenziell sicherheitskritische Verkehrssituation identifiziert wird.
6. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Signal zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme ausgegeben wird, wenn bei der Prüfung der geplanten Trajektorie eine potenziell sicherheitskritische Verkehrssituation identifiziert wird.
7. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Sicherheitsmaßnahme eine Umplanung der geplanten Trajektorie, bspw. ein Ausweichmanöver, und/oder eine Notbremsung und/oder ein Minimalrisikomanöver vorgesehen sein können.
8. Elektronische Kontrollvorrichtung (200) für ein erstes Fahrzeug, umfassend:
- eine Prüfungseinrichtung (226), konfiguriert eine Prüfung einer geplanten
Trajektorie des ersten Fahrzeugs hinsichtlich einer potenziellen sicherheitskritischen Verkehrssituation des ersten Fahrzeugs auf Grundlage von Sensorinformationen zumindest eines Sensors (240,242) des ersten Fahrzeugs (do1) und/oder auf Grundlage von Objektdaten aus einer Fusion von Sensorinformationen von zumindest zwei Sensoren (240,242) des ersten Fahrzeugs (do1+df1) vorzunehmen, wobei die geplante Trajektorie mittels einer Fahrzeug zu X Kommunikationsvorrichtung (230) des ersten Fahrzeugs empfangen wurde; und
- eine Signalschnittstelle (250), konfiguriert ein Signal zur Einleitung einer Sicherheitsmaßnahme oder Ausführung der geplanten Trajektorie in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Prüfung auszugeben.
9. Elektronische Kontrollvorrichtung gemäß Anspruch 8, konfiguriert ein Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen. 10. Verwendung der Vorrichtung gemäß zum indest einem der Ansprüche 8 oder
9.
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