WO2019011536A1 - Method, device, computer program and a machine-readable storage medium for operating a vehicle - Google Patents

Method, device, computer program and a machine-readable storage medium for operating a vehicle Download PDF

Info

Publication number
WO2019011536A1
WO2019011536A1 PCT/EP2018/064859 EP2018064859W WO2019011536A1 WO 2019011536 A1 WO2019011536 A1 WO 2019011536A1 EP 2018064859 W EP2018064859 W EP 2018064859W WO 2019011536 A1 WO2019011536 A1 WO 2019011536A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
collision
vehicle
trajectory
probability
collision object
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/064859
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Lich
Thomas GUSSNER
Thomas Schlender
Original Assignee
Robert Bosch 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
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2019011536A1 publication Critical patent/WO2019011536A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/08Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/09Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/08Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0062Adapting control system settings
    • B60W2050/0075Automatic parameter input, automatic initialising or calibrating means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00Input parameters relating to objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00Input parameters relating to data
    • B60W2556/10Historical data

Definitions

  • VRU Vulnerable Road Users
  • Collision object neglected because there are dependencies between future and historical movement behavior that can assist in a decision-making (Dodge or brakes). Thus, it can occur when initiating full braking or avoidance operations due to - possibly
  • the present invention provides and provides a method, apparatus, computer program, and machine-readable
  • Storage medium for operating a vehicle for operating a vehicle.
  • the present invention provides a method of operating a vehicle, comprising the steps of:
  • a collision object is understood to mean an object detected by the sensor system of the vehicle with which a collision is likely to take place if neither the movement of the vehicle nor, if possible, the movement of the object change. It is advantageous if, from the set of recognized objects only those for the method of the present invention are pursued, which approach the vehicle in critical.
  • a critical approximation can be understood as an approximation in which the approximation parameters, such as type of object, direction, distance, speed, etc., are mapped to a criticality value and this
  • Criticality value exceeds a predetermined threshold for a critical approach.
  • collision object can also be an increased risk
  • a prediction model for the collision object is a
  • Understood calculation rule which derives based on measurements of, for example, sensors of the vehicle a probability of residence of the collision object.
  • an avoidance trajectory is understood as a movement path for the vehicle which is suitable for avoiding a collision with the collision object with high probability.
  • a collision trajectory is understood to mean a movement path for the vehicle which is suitable in the event that a collision with the vehicle
  • Collision object based on the underlying model is inevitable, too a collision whose consequences are minimal, based on the underlying model.
  • the result of the collision can be mitigated by appropriately influencing the movement of the vehicle.
  • the collision object is a vehicle
  • this vehicle could be made such that optimal absorption of the collision energy is enabled.
  • the consequences for the occupants of the vehicles involved can be minimized.
  • Such movement paths can be converted into sequences for the means for longitudinal or lateral acceleration of the vehicle.
  • both the positive acceleration i. the actual increase in the speed of the
  • transverse acceleration is understood to mean the movement of the vehicle transversely to the longitudinal orientation of the vehicle.
  • the lateral acceleration may also be due to steering or braking
  • the motion history of the collision object is taken into account in the prediction model.
  • An evasion trajectory is considered to be more optimal in accordance with the present invention if it is capable of minimizing the probability of collision with the collision object while minimizing the effect on the movement of the vehicle.
  • a collision trajectory is considered to be more optimal in accordance with the present invention if it is capable of minimizing the collision sequences.
  • the predicted model considers the predicted impact point of the collision object on the vehicle.
  • the consideration of the predicted impact point leads to an improved determination of the probability of the collision object, since it has been shown that depending on the predicted impact point, the future behavior of the collision object, especially if the collision object is a pedestrian, is significantly influenced.
  • certain movement states of the pedestrian or, more generally, of the collision object may possibly be disregarded, this reduces the calculation resources for the avoidance trajectory and leads overall to a more accurate determination of the avoidance trajectory.
  • the collision area of the vehicle in which the predicted impact point of the vehicle in which the predicted impact point of the vehicle
  • Collision object on the vehicle is considered.
  • the predicated one may be any predicated one.
  • Impact point be assigned to a collision area (Near Side, Center Area, Far Side) of the vehicle. This reduces the computation resources because the predicated behavior of the collision object is uniform within a collision area.
  • Multi-objective optimization determined. It is beneficial as goals of minimizing the
  • This embodiment has the advantage that methods for multi-objective optimization can be carried out efficiently.
  • Multi-objective optimization also has at least one of the following constraints:
  • the avoidance trajectory or the collision trajectory is represented as an nth-order polynomial, in particular of the 5th order.
  • An nth-order polynomial can be solved iteratively quickly by known efficient methods.
  • the collision probability is determined as a function of a passing point.
  • the passing point is understood to be the point at which the vehicle moves during the evasive maneuver or the collision at the height of the vehicle
  • Pedestrian is located.
  • the prediction model is updatable.
  • This embodiment of the method offers the advantage that the prediction model can be adapted in advance. For example. then, if more recent findings are available or if more up-to-date data is available. The updating of the prediction model can take place, for example, during a service visit to a workshop. Also conceivable is an implementation of the updatability by a so-called. Flash Over the Air method. It will be over
  • Radio transmission technologies corresponding updates performed on the vehicle or vehicles.
  • Another aspect of the present invention is an apparatus adapted to carry out an embodiment of the method of the present invention.
  • a device may be a controller or a
  • Control unit network of the vehicle act.
  • various aspects of the method are performed by different controllers.
  • the controllers exchange data with each other.
  • the data exchange takes place via one of the communication networks in the vehicle, for example via the CAN or FlexRay bus.
  • Another aspect of the present invention is a computer program configured to carry out an embodiment of the method of the present invention.
  • Another aspect of the present invention is a machine-readable one
  • Storage medium on which the computer program according to the present invention is stored.
  • Show it 1 is an illustration of a prediction model according to the present invention.
  • FIG. 2 shows an example of a prediction model according to the present invention
  • FIG. 3 shows another example of a prediction model according to the present invention
  • FIG. 4 is a flowchart of a method according to the present invention.
  • Evidence trajectory based on the described model can be performed.
  • the future position of a pedestrian is determined by probability distributions Pi (x, y) for several equidistant times t, up to a maximum
  • Prediction horizon t n shown. These distributions are a weighted sum of normal distributions with standard deviations Ok and mean values k
  • V ⁇ x. y) ELiW fc , / v (x, y, a fc ⁇ fc ).
  • the three components Wi, W2, Wa of the distribution represent three possible and exemplary states of movement of the pedestrian:
  • the standard deviations ⁇ result from the prediction uncertainty for the respective state of motion resulting from the uncertainty of the
  • Position measurement and velocity measurement propagated over the prediction period result. Distributions are also assumed for the states in which the pedestrian accelerates or stops.
  • Possible distributions may be, for example, Tiemann, N. et al: "Predictive Pedestrian
  • Fig. 1 shows the illustration of a prediction model according to the present invention.
  • the illustrated prediction model is based on the three previously introduced
  • Each dimension Wi, W2, W3 is assigned a weight which reflects the probability with which the collision object will be in the respective movement state or will change into it.
  • the parameters can be collected based on accident data from near misses or real accidents.
  • the choice of weights Wk which in turn has a significant impact on the outcome of
  • the weights Wk are not fixed, but chosen depending on the situation.
  • the weights are chosen depending on the predicted impact point y C0 n.
  • the front area of the vehicle can, for example, be divided into three areas. Center Area, ie the central area of the vehicle front, as well as the Near Side and the Far Side. The near side is the side area of the
  • Vehicle front which is closer to the pedestrian. That is, when the pedestrian approaches the vehicle from the right, the area to the right of the center area.
  • the far side is corresponding to the side area of the vehicle front, which is located farther away from the pedestrian.
  • Velocity of the EGO Vehicle The determination of the avoidance trajectories or collision trajectory is carried out according to an embodiment of the present invention by means of a multi-objective optimization. Typical optimization goals are included
  • constraints In addition to the optimization of the above goals, constraints must be met.
  • a typical selection constraints are:
  • a collision risk is understood to mean a value to which
  • a limit can be predetermined which, when using the
  • Avoidance trajectory on the vehicle may not be exceeded.
  • the risk of collision with the pedestrian to be evaded can be determined according to the present invention depending on the passing point (XPP, VPP).
  • the travel corridor can be determined in such a way that it is guaranteed that no (other) collision with static and dynamic obstacles, e.g. Oncoming traffic, takes place,
  • the predetermined limit for the lateral acceleration can be physically motivated.
  • the limit values for stable guidance of the vehicle must be taken into account, e.g. Stiction, loads.
  • the predetermined limit for the transverse offset may, for example, be based on the typical or current track width.
  • n-order polynomial has proved to be an efficient way to determine the avoidance trajectory.
  • a polynomial of the 5th order has proved to be an efficient way to determine the avoidance trajectory.
  • FIGS. 2 and 3 show by way of example two different situations
  • an evasion trajectory 20 ' is selected as the evasion trajectory 20', which provides a lateral offset to the right for the vehicle.
  • the corresponding probabilities can be based on empirical data and, accordingly, applied as parameters and updated as needed or in the presence of new findings or more recent data.
  • the table in Fig. 4 shows a flow chart of a method according to the present invention.
  • step 401 a collision object 2, in particular an increased risk
  • VRU Road users (VRU), such as a pedestrian, on the sensors of the
  • Vehicle 1 or the like recognized. After the detection of a collision object 2, it is necessary to determine an optimal counteraction which, if possible, should be used to prevent the collision while minimizing the risk of further traffic, including the driver and the occupants of the vehicle 1. For this purpose, first in step 402 a probability of residence of
  • Collision object 2 determines. If the determination of the probability of residence is based on the prediction model according to the present invention, a particularly accurate determination of the probability of residence takes place
  • step 403 based on the determined probability of residence of the collision object, an optimal avoidance trajectory 20, 20 'can be determined or determined.
  • the corresponding longitudinal and lateral acceleration means of the vehicle 1 are controlled in step 404 such that the vehicle 1 substantially follows the evasion trajectory.

Abstract

A method (400) for operating a vehicle (1), comprising the steps: - detecting (401) a collision object (2), particularly a road user at increased risk, particularly a pedestrian; - determining (402) a stay probability of the collision object (2), particularly according to a prediction model for the collision object (2); - determining (403) an evasion trajectory (20, 20') in order to avoid a collision with the collision object (2) or a collision trajectory according to the determined stay probability; - controlling (404) the vehicle (1) such that the vehicle (1) is guided, automatically at least in part, along the determined evasion trajectory (20, 20') or the collision trajectory.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Verfahren, Vorrichtung, Computerprogramm und ein maschinenlesbares  Method, device, computer program and a machine-readable
Speichermedium zum Betreiben eines Fahrzeugs Storage medium for operating a vehicle
Stand der Technik State of the art
Im Markt befinden sich bereits viele Systeme, die durch eine automatische Notbremsung Unfälle mit anderen Verkehrsteilnehmern, insbesondere mit Fahrzeugen im Längsverkehr und mit erhöht gefährdeten Verkehrsteilnehmern, sog. Vulnerable Road User (VRU), vermeiden bzw. mindern können. There are already many systems in the market that can prevent or reduce accidents with other road users, in particular with vehicles in longitudinal traffic and with vulnerable road users, known as Vulnerable Road Users (VRU), by means of automatic emergency braking.
Allerdings kann, gerade bei höheren Geschwindigkeiten, eine Kollision u.U. durch ein Ausweichmanöver vermieden werden, wenn eine Notbremsung nur noch durch die Reduktion der Geschwindigkeit die Unfallfolgen mindert. However, especially at higher speeds, a collision may u. be avoided by an evasive maneuver when an emergency braking reduces the consequences of accidents only by reducing the speed.
Aus Keller, CG. et al: "Active Pedestrian Safety by Automatic Braking and Evasive Steering", IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems Vol 12 (4), 2011 sind Systeme bekannt, die durch ein automatisches oder fahrerinitiiertes Ausweichmanöver Unfälle vermeiden können. From cellar, CG. et al: "Active Pedestrian Safety by Automatic Braking and Evasive Steering," IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems Vol 12 (4), 2011 systems are known that can avoid accidents by an automatic or driver-initiated evasive maneuver.
Eine wichtige Frage, die über die Durchführbarkeit eines Ausweichmanövers entscheidet, ist, wie sich das Kollisionsobjekt, z.B. der erhöht gefährdeter Verkehrsteilnehmer, z.B. der Fußgänger, dem ausgewichen werden soll, in Zukunft bewegen wird. Hierzu existieren bereits Modelle, die das An important question that determines the feasibility of an evasive maneuver is how the collision object, e.g. the increased vulnerable road user, e.g. the pedestrian to be evaded will move in the future. Models already exist for this purpose
Bewegungsverhalten des Kollisionsobjekts beschreiben. Allerdings sind diese Modelle statischer Natur und berücksichtigen, dass bei einer möglichen Describe the movement behavior of the collision object. However, these models are static in nature and take into account that at one possible
Auslöseentscheidung für eine automatische Vollbremsung oder einem Tripping decision for an automatic emergency stop or one
Ausweichvorgang das Kollisionsobjekt, wenn es sich bspw. um einen Fußgänger handelt, plötzlich stehen bleibt oder flüchtet lediglich in einer Worst-Case Dodge the collision object, if it is, for example, a pedestrian acts, suddenly stops or flees only in a worst case
Betrachtung. Die verschiedenen Reaktionsmöglichkeiten des Kollisionsobjekts, insbesondere, wenn es sich um dabei um einen Fußgänger handelt, wird daher nicht differenziert betrachtet. Ebenfalls wird die Bewegungshistorie des Consideration. The different reaction possibilities of the collision object, in particular if it is a pedestrian, are therefore not considered differentiated. Also the movement history of the
Kollisionsobjekts vernachlässigt, da es Abhängigkeiten zwischen zukünftigem und historischem Bewegungsverhalten gibt, die bei einer Entscheidungsfindung (Ausweichen oder Bremsen) unterstützen können. Somit kann es beim Einleiten von Vollbremsungen bzw. Ausweichvorgängen aufgrund der - ggf. Collision object neglected because there are dependencies between future and historical movement behavior that can assist in a decision-making (Dodge or brakes). Thus, it can occur when initiating full braking or avoidance operations due to - possibly
unangebrachten - Worst-Case-Betrachtung dazu kommen, dass viel heftiger als notwendig eingegriffen wird. Inappropriate - Worst-case consideration to come that much harder than necessary action is taken.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund setzt die vorliegende Erfindung an und schafft ein Verfahren, ferner eine Vorrichtung, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Against this background, the present invention provides and provides a method, apparatus, computer program, and machine-readable
Speichermedium zum Betreiben eines Fahrzeugs. Storage medium for operating a vehicle.
Würde man die möglichen Reaktionen des Kollisionsobjekts bzw. dessen Would the possible reactions of the collision object or its
Bewegungshistorie auch bei der Planung von Ausweichtrajektorien berücksichtigen, wäre ein sicheres Ausweichmanöver nur in sehr wenigen Fällen überhaupt möglich und würde in der Regel deutlich zu breit ausfallen, da die ungünstigste mögliche Bewegungsänderung des Kollisionsobjekts einkalkuliert werden müsste. Considering movement history also in the planning of avoidance trajectories, a safe avoidance maneuver would only be possible in very few cases and would generally be too wide, since the most unfavorable possible change in movement of the collision object would have to be calculated.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, mit den Schritten: Against this background, the present invention provides a method of operating a vehicle, comprising the steps of:
• Erkennen eines Kollisionsobjekts;  • detecting a collision object;
• Bestimmen einer Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Kollisionsobjekts,  Determining a probability of residence of the collision object,
insbesondere abhängig von einem Prädiktionsmodell für das Kollisionsobjekt; in particular depending on a prediction model for the collision object;
• Bestimmen einer Ausweichtrajektorie zur Vermeidung einer Kollision mit dem Kollisionsobjekt oder einer Kollisionstrajektorie in Abhängigkeit von der bestimmten Aufenthaltswahrscheinlichkeit; • Steuern des Fahrzeugs derart, dass das Fahrzeug zumindest teilweise automatisiert entlang der bestimmten Ausweichtrajektorie oder Determining a avoidance trajectory for avoiding a collision with the collision object or a collision trajectory as a function of the determined probability of residence; Controlling the vehicle such that the vehicle is at least partially automated along the determined avoidance trajectory or
Kollisionstrajektorie geführt wird.  Collision trajectory is performed.
Unter einem Kollisionsobjekt ist vorliegend ein durch die Sensorik des Fahrzeugs erkanntes Objekt zu verstehen, mit dem eine Kollision mit hoher Wahrscheinlichkeit stattfinden wird, wenn sich weder die Bewegung des Fahrzeugs noch - falls möglich - die Bewegung des Objekts ändern. Von Vorteil ist dabei, wenn aus der Menge der erkannten Objekte nur diejenigen für das Verfahren der vorliegenden Erfindung weiterverfolgt werden, die sich dem Fahrzeug in kritisch annähern. In the present case, a collision object is understood to mean an object detected by the sensor system of the vehicle with which a collision is likely to take place if neither the movement of the vehicle nor, if possible, the movement of the object change. It is advantageous if, from the set of recognized objects only those for the method of the present invention are pursued, which approach the vehicle in critical.
Unter einer kritischen Annäherung kann vorliegend eine Annäherung verstanden werden, bei dem die Annäherungsparameter, wie Art des Objekt, Richtung, Abstand, Geschwindigkeit, etc. auf einen Kritikalitätswert abgebildet werden und dieser In this case, a critical approximation can be understood as an approximation in which the approximation parameters, such as type of object, direction, distance, speed, etc., are mapped to a criticality value and this
Kritikalitätswert einen vorbestimmten Grenzwert für eine kritische Annäherung überschreitet. Als Kollisionsobjekt kann auch ein erhöht gefährdeter Criticality value exceeds a predetermined threshold for a critical approach. As collision object can also be an increased risk
Verkehrsteilnehmer verstanden werden. Road users are understood.
Unter einem erhöht gefährdeten Verkehrsteilnehmer werden vorliegend all diejenigen Teilnehmer am Straßenverkehr verstanden, die nicht von einer schützenden Hülle einer Karosserie umgeben sind. Dazu zählen u.a. Motorradfahrer, Fahrradfahrer und im besonderen Maße Fußgänger. Under an increased vulnerable road users are presently understood all those participants in the road that are not surrounded by a protective shell of a body. These include u.a. Motorcyclists, cyclists and, in particular, pedestrians.
Unter einem Prädiktionsmodell für das Kollisionsobjekt wird vorliegend eine In the present case, a prediction model for the collision object is a
Berechnungsvorschrift verstanden, die basierend auf Messwerten von bspw. Sensoren des Fahrzeugs eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Kollisionsobjekts ableitet. Understood calculation rule, which derives based on measurements of, for example, sensors of the vehicle a probability of residence of the collision object.
Unter einer Ausweichtrajektorie wird vorliegend ein Bewegungspfad für das Fahrzeug verstanden, der dazu geeignet ist, eine Kollision mit dem Kollisionsobjekt die mit hoher Wahrscheinlichkeit zu vermeiden. In the present case, an avoidance trajectory is understood as a movement path for the vehicle which is suitable for avoiding a collision with the collision object with high probability.
Unter einer Kollisionstrajektorie wird vorliegend ein Bewegungspfad für das Fahrzeug verstanden, der dazu geeignet ist, im Falle, dass eine Kollision mit dem In the present case, a collision trajectory is understood to mean a movement path for the vehicle which is suitable in the event that a collision with the vehicle
Kollisionsobjekt ausgehend von dem zugrundeliegenden Modell unausweichlich ist, zu einer Kollision zu führen, deren Folgen ausgehend von dem zugrundeliegenden Modell minimal sind. Collision object based on the underlying model is inevitable, too a collision whose consequences are minimal, based on the underlying model.
In Situationen, in denen eine Kollision unausweichlich ist, kann durch eine geeignete Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs das Ergebnis der Kollision abgemildert werden. Bspw. könnte, wenn es sich bei dem Kollisionsobjekt um ein Fahrzeug handelt, dieses Fahrzeug derart getroffen werden, dass eine optimale Absorption der Kollisionsenergie ermöglicht wird. Dadurch können die Folgen für die Insassen der beteiligten Fahrzeuge minimiert werden. In situations where a collision is unavoidable, the result of the collision can be mitigated by appropriately influencing the movement of the vehicle. For example. could, if the collision object is a vehicle, this vehicle could be made such that optimal absorption of the collision energy is enabled. As a result, the consequences for the occupants of the vehicles involved can be minimized.
Solche Bewegungspfade (Ausweichtrajektorie, Kollisionstrajektorie) können dabei in Abläufe für die Mittel zur Längs- bzw. Querbeschleunigung des Fahrzeugs umgesetzt werden. Unter einer Längsbeschleunigung wird dabei vorliegend sowohl die positive Beschleunigung, d.h. die tatsächliche Vergrößerung der Geschwindigkeit des Such movement paths (evasion trajectory, collision trajectory) can be converted into sequences for the means for longitudinal or lateral acceleration of the vehicle. In this case, under a longitudinal acceleration, both the positive acceleration, i. the actual increase in the speed of the
Fahrzeugs verstanden, als auch die negative Beschleunigung, d.h. das tatsächliche Verringern der Geschwindigkeit, d.h. ein Abbremsen des Fahrzeugs, verstanden. Unter einer Querbeschleunigung wird vorliegend das Bewegen des Fahrzeugs quer zur Längsausrichtung des Fahrzeugs verstanden. Die Querbeschleunigung kann dabei je nach Antriebskonzept des Fahrzeugs durch Lenk- oder Brems- ggf. auch Vehicle, as well as the negative acceleration, i. actually reducing the speed, i. a slowing down of the vehicle, understood. In the present case, transverse acceleration is understood to mean the movement of the vehicle transversely to the longitudinal orientation of the vehicle. Depending on the drive concept of the vehicle, the lateral acceleration may also be due to steering or braking
Beschleunigungsaktionen einzelner Räder des Fahrzeugs erfolgen. Acceleration actions of individual wheels of the vehicle take place.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird in dem Prädiktionsmodell die Bewegungshistorie des Kollisionsobjekts berücksichtigt. According to one embodiment of the method, the motion history of the collision object is taken into account in the prediction model.
Die Berücksichtigung der Bewegungshistorie in dem Prädiktionsmodell führt zu einer verbesserten Bestimmung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Kollisionsobjekts. Sodass sich eine optimalere Ausweichtrajektorie bestimmen lässt. The consideration of the movement history in the prediction model leads to an improved determination of the probability of residence of the collision object. So that a more optimal avoidance trajectory can be determined.
Eine Ausweichtrajektorie gilt gemäß der vorliegenden Erfindung als optimaler, wenn sie dazu geeignet ist, die Kollisionswahrscheinlichkeit mit dem Kollisionsobjekt zu minimieren bei gleichzeitiger Minimierung der Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs. Eine Kollisionstrajektorie gilt gemäß der vorliegenden Erfindung als optimaler, wenn sie dazu geeignet ist, die Kollisionsfolgen zu minimieren. An evasion trajectory is considered to be more optimal in accordance with the present invention if it is capable of minimizing the probability of collision with the collision object while minimizing the effect on the movement of the vehicle. A collision trajectory is considered to be more optimal in accordance with the present invention if it is capable of minimizing the collision sequences.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird in dem Prädiktionsmodell der prädizierte Aufprallpunkt des Kollisionsobjekts auf das Fahrzeug berücksichtigt. According to one embodiment of the method, the predicted model considers the predicted impact point of the collision object on the vehicle.
Die Berücksichtigung des prädizierten Aufprallpunkts führt zu einer verbesserten Bestimmung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Kollisionsobjekts, da sich gezeigt hat, dass abhängig von dem prädizierten Aufprallpunkt das zukünftige Verhalten des Kollisionsobjekts, insbesondere, wenn es sich bei dem Kollisionsobjekt um einen Fußgänger handelt, maßgeblich beeinflusst wird. Bei der Berücksichtigung des prädizierten Aufprallpunkts können unter Umständen bestimmte Bewegungszustände des Fußgängers bzw. allgemeiner des Kollisionsobjekts, unberücksichtigt bleiben, dies reduziert die Berechnungsressourcen für die Ausweichtrajektorie und führt insgesamt betrachtet zu einer genaueren Bestimmung der Ausweichtrajektorie. The consideration of the predicted impact point leads to an improved determination of the probability of the collision object, since it has been shown that depending on the predicted impact point, the future behavior of the collision object, especially if the collision object is a pedestrian, is significantly influenced. When considering the predicted impact point, certain movement states of the pedestrian or, more generally, of the collision object may possibly be disregarded, this reduces the calculation resources for the avoidance trajectory and leads overall to a more accurate determination of the avoidance trajectory.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird in dem Prädiktionsmodell der Kollisionsbereich des Fahrzeugs, in dem der prädizierte Aufprallpunkt des According to one embodiment of the method, in the prediction model, the collision area of the vehicle in which the predicted impact point of the vehicle
Kollisionsobjekts auf das Fahrzeug liegt, berücksichtigt. Collision object on the vehicle is considered.
Zur weiteren Minimierung der Berechnungsressourcen kann der prädizierte To further minimize computational resources, the predicated one may be
Aufprallpunkts einem Kollisionsbereich (Near Side, Center Area, Far Side) des Fahrzeugs zuordnet werden. Dies verringert dadurch die Berechnungsressourcen, da das prädizierte Verhalten des Kollisionsobjekts innerhalb eines Kollisionsbereichs gleichförmig abläuft. Impact point be assigned to a collision area (Near Side, Center Area, Far Side) of the vehicle. This reduces the computation resources because the predicated behavior of the collision object is uniform within a collision area.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird im Schritt des Bestimmens die Ausweichtrajektorie oder der Kollisionstrajektorie mittels eines Verfahrens zur According to one embodiment of the method, in the step of determining the avoidance trajectory or the collision trajectory by means of a method for
Mehrzieloptimierung bestimmt. Von Vorteil ist als Ziele der Minimierung die Multi-objective optimization determined. It is beneficial as goals of minimizing the
Kollisionswahrscheinlichkeit mit dem Kollisionsobjekt bzw. die Minimierung der Gesamtausweichbreite bzw. die Minimierung der Querbeschleunigung bzw. im Falle einer unausweichlichen Kollision, die Minimierung der Kollisionsfolgen zu verwenden. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass Verfahren zur Mehrzieloptimierung effizient ausgeführt werden können. Collision probability with the collision object or the minimization of the total evasion width or the minimization of the lateral acceleration or, in the case of an unavoidable collision, to use the minimization of the collision sequences. This embodiment has the advantage that methods for multi-objective optimization can be carried out efficiently.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens enthält das Verfahren zur According to one embodiment of the method, the method for
Mehrzieloptimierung ferner mindestens eine der folgenden Nebenbedingungen: Multi-objective optimization also has at least one of the following constraints:
• Verbleib der Kollisionswahrscheinlichkeit unterhalb eines vorbestimmten  • The probability of collision remains below a predetermined one
Grenzwertes für das Kollisionsrisiko;  Limit value for collision risk;
• Verbleib in einem vorbestimmten Fahrkorridor;  • stay in a predetermined driving corridor;
• Verbleib der Querbeschleunigung unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes für die Querbeschleunigung;  • remaining the lateral acceleration below a predetermined limit for the lateral acceleration;
• Verbleib des Querversatzes unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes für den Querversatz;  • The remaining of the transverse offset below a predetermined limit value for the transverse offset;
• Verbleib der Kollisionsfolgen unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes für die Kollisionsfolgen.  • Finding the collision sequences below a predetermined limit for the collision sequences.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Ausweichtrajektorie oder die Kollisionstrajektorie als ein Polynom n-ter Ordnung, insbesondere 5-ter Ordnung dargestellt. According to one embodiment of the method, the avoidance trajectory or the collision trajectory is represented as an nth-order polynomial, in particular of the 5th order.
Ein Polynom n-ter Ordnung kann mittels bekannter effizienter Verfahren schnell iterativ gelöst werden. An nth-order polynomial can be solved iteratively quickly by known efficient methods.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Kollisionswahrscheinlichkeit abhängig von einem Passierpunkt ermittelt. According to one embodiment of the method, the collision probability is determined as a function of a passing point.
Unter dem Passierpunkt wird vorliegend der Punkt verstanden, an dem sich das Fahrzeug während des Ausweichmanövers oder der Kollision auf Höhe des In the present case, the passing point is understood to be the point at which the vehicle moves during the evasive maneuver or the collision at the height of the vehicle
Fußgängers befindet. Pedestrian is located.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Prädiktionsmodell aktualisierbar. According to one embodiment of the method, the prediction model is updatable.
Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet den Vorteil, dass das Prädiktionsmodell vorlaufend angepasst werden kann. Bspw. dann, wenn neuere Erkenntnisse vorliegen oder wenn aktuellere Daten vorliegen. Die Aktualisierung des Prädiktionsmodells kann bspw. bei einem Servicebesuch in einer Werkstatt erfolgen. Ebenso denkbar ist eine Umsetzung der Aktualisierbarkeit durch ein sog. Flash Over the Air Verfahren. Dabei werden über This embodiment of the method offers the advantage that the prediction model can be adapted in advance. For example. then, if more recent findings are available or if more up-to-date data is available. The updating of the prediction model can take place, for example, during a service visit to a workshop. Also conceivable is an implementation of the updatability by a so-called. Flash Over the Air method. It will be over
Funkübertragungstechnologien entsprechende Updates an dem bzw. den Fahrzeugen durchgeführt. Radio transmission technologies corresponding updates performed on the vehicle or vehicles.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung auszuführen. Another aspect of the present invention is an apparatus adapted to carry out an embodiment of the method of the present invention.
Bei einer solchen Vorrichtung kann es sich um ein Steuergerät oder einen In such a device may be a controller or a
Steuergeräteverbund des Fahrzeugs handeln. Bei einem Steuergeräteverbund werden verschiedene Aspekte des Verfahrens von unterschiedlichen Steuergeräten durchgeführt. Wo notwendig tauschen die Steuergeräte untereinander Daten aus. Der Datenaustausch erfolgt dabei über eines der Kommunikationsnetzwerke im Fahrzeug, bspw. über den CAN- oder FlexRay-Bus. Control unit network of the vehicle act. In a control unit network, various aspects of the method are performed by different controllers. Where necessary, the controllers exchange data with each other. The data exchange takes place via one of the communication networks in the vehicle, for example via the CAN or FlexRay bus.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung auszuführen. Another aspect of the present invention is a computer program configured to carry out an embodiment of the method of the present invention.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein maschinenlesbares Another aspect of the present invention is a machine-readable one
Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung gespeichert ist. Storage medium on which the computer program according to the present invention is stored.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and drawings.
Zeichnungen drawings
Es zeigen Fig. 1 Illustration eines Prädiktionsmodells gemäß der vorliegenden Erfindung; Show it 1 is an illustration of a prediction model according to the present invention;
Fig. 2 ein Beispiel für ein Prädiktionsmodell gemäß der vorliegenden Erfindung; FIG. 2 shows an example of a prediction model according to the present invention; FIG.
Fig. 3 ein weiteres Beispiel für ein Prädiktionsmodell gemäß der vorliegenden 3 shows another example of a prediction model according to the present invention
Erfindung;  Invention;
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. 4 is a flowchart of a method according to the present invention.
Im Folgenden wird zunächst das Prädiktionsmodell für Fußgänger beschrieben. Anschließend wird beschrieben, wie Parameter zur genauen Ausgestaltung des Prädiktionsmodells mit Hilfe von Erkenntnissen aus der Unfallforschung festgelegt werden können. Schließlich wird beschrieben, wie eine Bestimmung einer In the following, the prediction model for pedestrians will first be described. It then describes how parameters for the exact design of the prediction model can be determined with the aid of findings from accident research. Finally, it describes how a determination of a
Ausweichtrajektorie basierend auf dem beschriebenen Modell durchgeführt werden kann. Evidence trajectory based on the described model can be performed.
Die zukünftige Position eines Fußgängers wird durch Wahrscheinlichkeitsverteilungen Pi(x,y) für mehrere äquidistante Zeitpunkte t, bis zu einem maximalen The future position of a pedestrian is determined by probability distributions Pi (x, y) for several equidistant times t, up to a maximum
Prädiktionshorizont tn dargestellt. Diese Verteilungen sind dabei eine gewichtete Summe von Normalverteilungen mit Standardabweichungen Ok und Mittelwerten k Prediction horizon t n shown. These distributions are a weighted sum of normal distributions with standard deviations Ok and mean values k
V^x. y) = ELiWfc ,/v(x, y, afc^fc). V ^ x. y) = ELiW fc , / v (x, y, a fc ^ fc ).
Dabei gilt It applies
Σ =Λ = 1· Σ = Λ = 1 ·
Die drei Komponenten Wi, W2, Wa der Verteilung repräsentieren drei mögliche und beispielhafte Bewegungszustände des Fußgängers: The three components Wi, W2, Wa of the distribution represent three possible and exemplary states of movement of the pedestrian:
• Stehenbleiben;  • stopping;
• mit konstanter Geschwindigkeit Weiterlaufen; • Beschleunigen. • continue at constant speed; • Accelerate.
Es ist denkbar und möglich weitere Komponenten in das Prädiktionsmodell It is conceivable and possible to include further components in the prediction model
aufzunehmen, die weitere Bewegungszustände des Fußgängers repräsentierten; z. B. Rückwärtsgehen. which represented further states of motion of the pedestrian; z. B. going backwards.
Die Standardabweichungen σκ hingegen ergeben sich aus der Prädiktionsunsicherheit für den jeweiligen Bewegungszustand, die sich aus der Unsicherheit der The standard deviations σκ, on the other hand, result from the prediction uncertainty for the respective state of motion resulting from the uncertainty of the
Positionsmessung und Geschwindigkeitsmessung, die über den Prädiktionszeitraum propagiert werden, ergeben. Für die Zustände, in denen der Fußgänger beschleunigt bzw. stehenbleibt werden ebenfalls Verteilungen angenommen. Position measurement and velocity measurement propagated over the prediction period result. Distributions are also assumed for the states in which the pedestrian accelerates or stops.
Mögliche Verteilungen können bspw. Tiemann, N. et al: "Predictive Pedestrian Possible distributions may be, for example, Tiemann, N. et al: "Predictive Pedestrian
Protection - Situation Analysis with a Pedestrian Motion Model", AVEC 2010 Protection - Situation Analysis with a Pedestrian Motion Model ", AVEC 2010
entnommen werden. be removed.
Fig. 1 zeigt die Illustration eines Prädiktionsmodells gemäß der vorliegenden Erfindung.Fig. 1 shows the illustration of a prediction model according to the present invention.
In der in Fig. 1 dargestellten Situation liegt eine erhöhte Kollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs 1 mit dem erhöht gefährdeten Verkehrsteilnehmer 2 vor. In the situation illustrated in FIG. 1, there is an increased probability of collision of the vehicle 1 with the road user 2 at heightened risk.
Das illustrierte Prädiktionsmodell basiert auf den drei vorstehend eingeführten  The illustrated prediction model is based on the three previously introduced
Dimension Stehenbleiben Wi, Weiterlaufen W2, Beschleunigen W3.  Dimension Stuck Wi, Continue W2, Accelerate W3.
Jeder Dimension Wi, W2, W3 wird ein Gewicht zugeordnet, das die Wahrscheinlichkeit wiedergibt, mit der sich das Kollisionsobjekt im jeweiligen Bewegungszustand aufhält bzw. in diesen wechseln wird.  Each dimension Wi, W2, W3 is assigned a weight which reflects the probability with which the collision object will be in the respective movement state or will change into it.
Die Parameter können auf Basis von Unfalldaten von Beinaheunfällen oder echten Unfällen erhoben werden. Neben den prädizierten Verteilungsfunktionen für jeden Bewegungszustand ist ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung die Wahl der Gewichte Wk, die wiederum einen wesentlichen Einfluss auf das Ergebnis der The parameters can be collected based on accident data from near misses or real accidents. In addition to the predicted distribution functions for each state of motion is an essential part of the invention, the choice of weights Wk, which in turn has a significant impact on the outcome of
Bestimmung der Ausweichtrajektorien hat. Die Gewichte Wk werden nicht fix, sondern situationsabhängig gewählt. Determination of evasion trajectories. The weights Wk are not fixed, but chosen depending on the situation.
Zum Beispiel werden die Gewichte abhängig vom prädizierten Aufprallpunkt yC0n gewählt. Die Funktionsvorschrift wk = f y coii k = ^2'3 mit dem prädizierten Kollisionspunkt ycon kann dabei empirisch bspw. basierend auf der Auswertung von realen Unfällen bestimmt werden. For example, the weights are chosen depending on the predicted impact point y C0 n. The function rule w k = k = CoII fy ^ 2 '3 with the predicted collision point y co n can empirically for example. Be determined based on the analysis of real accident.
Als im besonderen Maße relevant für die zukünftige Aufenthaltswahrscheinlichkeit Pi(x,y) des Fußgängers hat sich die Zuordnung des Aufprallpunkts yC0n zu einem Kollisionsbereich ergeben. Dabei kann der Frontbereich des Fahrzeugs bspw. in drei Bereiche eingeteilt werden. Center Area, d.h. der mittige Bereich der Fahrzeugfront, sowie die Near Side und die Far Side. Die Near Side ist der Seitenbereich der As particularly relevant for the future probability of residence Pi (x, y) of the pedestrian, the assignment of the impact point y C0 n has resulted in a collision area. In this case, the front area of the vehicle can, for example, be divided into three areas. Center Area, ie the central area of the vehicle front, as well as the Near Side and the Far Side. The near side is the side area of the
Fahrzeugfront, die näher zum Fußgänger gelegen ist. D.h., wenn sich der Fußgänger von rechts dem Fahrzeug nähert der Bereich rechts der Center Area. Die Far Side ist entsprechend der Seitenbereich der Fahrzeugfront, die entfernter zum Fußgänger gelegen ist. Vehicle front, which is closer to the pedestrian. That is, when the pedestrian approaches the vehicle from the right, the area to the right of the center area. The far side is corresponding to the side area of the vehicle front, which is located farther away from the pedestrian.
Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist die Gewichte Wk abhängig von empirischen Beobachtungen des Verhaltens von erhöht gefährdeten Verkehrsteilnehmern (VRU), bspw. Fußgängern, bei Realunfällen zu erstellen. It has been shown that it is advantageous to create the weights Wk depending on empirical observations of the behavior of increased vulnerable road users (VRU), for example pedestrians, in real accidents.
Neben dem Kollisionspunkt ycon können auch weitere Einflussgrößen z, verwendet werden, sodass In addition to the collision point y co n, other influencing variables z can also be used, so that
Wk = f ~{ycolv z1, z2, ... ), k = 1,2,3 gilt. Wk = f ~ {y colv z 1 , z 2 , ...), k = 1,2,3 holds.
Beispiele für weitere Einflussgrößen z, sind: Examples of further influencing variables z are:
• Kopforientierung des Fußgängers  • Head orientation of the pedestrian
• Breite der Fahrbahn  • Width of the roadway
• Gegenverkehr • Annäherungswinkel an die Fahrbahn • oncoming traffic • Approach angle to the road
• Zebrastreifen  • Crosswalk
• Lichtzeichenanlage  • Traffic light system
• Kurvenradius  • Curve radius
· Licht- und Sichtverhältnisse · Light and visibility
• Fahrt auf innerstädtischen oder außerstädtischen Straßen  • Driving on inner-city or extra-urban roads
• Vorausfahrender Verkehr (Verkehrsdichte)  • preceding traffic (traffic density)
• Geschwindigkeit des EGO Fahrzeugs Die Bestimmung der Ausweichtrajektorien oder Kollisionstrajektorie erfolgt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mittels einer Mehrzieloptimierung. Typische Optimierungsziele sind dabei  Velocity of the EGO Vehicle The determination of the avoidance trajectories or collision trajectory is carried out according to an embodiment of the present invention by means of a multi-objective optimization. Typical optimization goals are included
• Minimierung des Kollisionsrisikos mit dem Fußgänger;  • minimizing the risk of collision with the pedestrian;
• Minimierung der Gesamtausweichbreite;  • Minimization of the total evasion width;
· Minimierung der Querbeschleunigung; · Minimization of lateral acceleration;
• im Falle einer unausweichlichen Kollision, Minimierung der Kollisionsfolgen.  • in case of an inevitable collision, minimizing collision consequences.
Neben der Optimierung der vorstehenden Ziele müssen Nebenbedingungen eingehalten werden. Eine typische Auswahl Nebenbedingungen sind dabei: In addition to the optimization of the above goals, constraints must be met. A typical selection constraints are:
· das Kollisionsrisiko bleibt kleiner als eine vorbestimmte Grenze (Maximalwert);· The collision risk remains smaller than a predetermined limit (maximum value);
• Verbleib in einem Fahrkorridor; • stay in a driving corridor;
• Querbeschleunigung verbleibt unterhalb einer vorbestimmten Grenze;  • lateral acceleration remains below a predetermined limit;
• Maximaler Querversatz ist kleiner als eine vorbestimmte Grenze  • Maximum lateral offset is less than a predetermined limit
• Im Falle einer unausweichlichen Kollision, die Kollisionsfolgen verbleiben  • In case of an inevitable collision, the collision sequences remain
unterhalbe einer vorbestimmten Grenze.  under a predetermined limit.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Minimierung des An important aspect of the present invention is the minimization of the
Kollisionsrisikos bzw. die Beschränkung desselben auf einen Maximalwert. Unter einem Kollisionsrisiko wird vorliegend ein Wert verstanden, auf den Kollisionsrisikos or the restriction of the same to a maximum value. In the present case, a collision risk is understood to mean a value to which
kollisionsrelevante Faktoren, wie bspw. Sensorwerte, abgebildet werden. Für diesen Wert kann eine Grenze vorbestimmt werden, die bei Anwendung der collision-relevant factors, such as sensor values, are mapped. For this value, a limit can be predetermined which, when using the
Ausweichtrajektorie auf das Fahrzeug nicht überschritten werden darf. Das Kollisionsrisiko mit dem Fußgänger, dem ausgewichen werden soll, kann gemäß der vorliegenden Erfindung abhängig von dem Passierpunkt (XPP, VPP) bestimmt werden. Avoidance trajectory on the vehicle may not be exceeded. The risk of collision with the pedestrian to be evaded can be determined according to the present invention depending on the passing point (XPP, VPP).
Mit dem oben beschriebenen Fußgängermodell ergibt sich aus einem gegebenen Passierpunkt ein Kollisionsrisiko mittels der Integration der With the pedestrian model described above results from a given Passierpunkt a collision risk by means of the integration of
Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte p(x,y) über den entsprechenden Probability density p (x, y) over the corresponding
Aufenthaltsbereich des Fahrzeugs. Stay area of the vehicle.
Der Fahrkorridor kann dabei so bestimmt sein, dass garantiert ist, dass keine (andere) Kollision mit statischen und dynamischen Hindernissen, z.B. Gegenverkehr, stattfindet, The travel corridor can be determined in such a way that it is guaranteed that no (other) collision with static and dynamic obstacles, e.g. Oncoming traffic, takes place,
Die vorbestimmte Grenze für die Querbeschleunigung kann dabei physikalisch motiviert sein. Dabei sind die Grenzwerte für eine stabile Führung des Fahrzeugs zu berücksichtigen, z.B. Haftreibung, Belastungen. The predetermined limit for the lateral acceleration can be physically motivated. The limit values for stable guidance of the vehicle must be taken into account, e.g. Stiction, loads.
Die vorbestimmte Grenze für den Querversatz kann sich bspw. an der typischen oder aktuellen Spurbreite orientieren. The predetermined limit for the transverse offset may, for example, be based on the typical or current track width.
Als effizienter Weg zur Bestimmung der Ausweichtrajektorie hat sich ein Polynom n-ter Ordnung erwiesen. Insbesondere ein Polynom 5-ter Ordnung. An efficient n-order polynomial has proved to be an efficient way to determine the avoidance trajectory. In particular, a polynomial of the 5th order.
Setzt man für die Ausweichtrajektorie bzw. Kollisionstrajektorie ein Polynom 5-ter Ordnung an, erhält man If one uses a polynomial of the 5th order for the avoidance trajectory or collision trajectory, one obtains
y(x(t)) = 0 + atx + a2x2 + ... + 5 x5 mit x(t) = v t wobei v die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit ist. So kann dieses y (x (t)) = 0 + a t x + a 2 x 2 + ... + 5 x 5 where x (t) = v t where v is the instantaneous vehicle speed. This is how it works
Optimierungsproblem iterativ gelöst werden. Das Ergebnis sind die Koeffizienten a, des Polynoms. Fig. 2 und 3 zeigen exemplarisch zwei unterschiedliche Situationen mit Optimization problem can be solved iteratively. The result is the coefficients a, of the polynomial. FIGS. 2 and 3 show by way of example two different situations
unterschiedlichen Werten für die Gewichte Wi, W2, W3 und im Ergebnis verschiedenen Ausweichtrajektorien. different values for the weights Wi, W2, W3 and as a result different evasion trajectories.
Im ersten Fall (Fig. 2) ist es deutlich wahrscheinlicher, dass der Fußgänger 2 stehen bleibt (Wi) oder mit gleicher Geschwindigkeit weiterläuft (W2) als dass der Fußgänger 2 beschleunigt (W3). Mit einer entsprechend gewählten Schranke für die In the first case (Figure 2), it is much more likely that the pedestrian 2 stops (Wi) or continues to run at the same speed (W2) as that the pedestrian 2 accelerates (W3). With an appropriately selected barrier for the
Kollisionswahrscheinlichkeit kann dadurch implizit der Fall, dass der Fußgänger beschleunigt (W3) außer Acht gelassen werden. The probability of collision can thereby be implicitly ignored if the pedestrian accelerates (W3).
Im ersten Fall (Fig. 2) wird daher als Ausweichtrajektorie 20 eine Bewegungsvorschrift gewählt, die für das Fahrzeug einen seitlichen Versatz nach links vorsieht. Im zweiten Fall (Fig. 3) verhält es sich umgekehrt. Hier kann der Fall vernachlässigt werden, dass der Fußgänger stehen bleibt (Wi), da dies im Verhältnis zu den beiden anderen Dimensionen unwahrscheinlich ist. In the first case (FIG. 2), therefore, an evasion trajectory 20 is selected which provides the vehicle with a lateral offset to the left. In the second case (FIG. 3), the situation is reversed. Here the case can be neglected that the pedestrian stops (Wi), as this is unlikely in relation to the other two dimensions.
Im ersten Fall (Fig. 3) wird daher als Ausweichtrajektorie 20' eine Bewegungsvorschrift gewählt, die für das Fahrzeug einen seitlichen Versatz nach rechts vorsieht. In the first case (FIG. 3), an evasion trajectory 20 'is selected as the evasion trajectory 20', which provides a lateral offset to the right for the vehicle.
Die entsprechenden Wahrscheinlichkeiten können dabei auf empirische Daten basieren und dementsprechend als Parameter appliziert und bei Bedarf oder beim Vorliegen neuer Erkenntnisse oder aktuellerer Daten aktualisiert werden. The corresponding probabilities can be based on empirical data and, accordingly, applied as parameters and updated as needed or in the presence of new findings or more recent data.
Die Tabelle in Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. The table in Fig. 4 shows a flow chart of a method according to the present invention.
In Schritt 401 wird ein Kollisionsobjekt 2, insbesondere ein erhöht gefährdeter In step 401, a collision object 2, in particular an increased risk
Verkehrsteilnehmer (VRU), wie bspw. ein Fußgänger, über die Sensorik des Road users (VRU), such as a pedestrian, on the sensors of the
Fahrzeugs 1 odgl. erkannt. Nach der Erkennung eines Kollisionsobjekts 2 gilt es eine optimale Gegenaktion zu bestimmen, die nach Möglichkeit zu einer Verhinderung der Kollision bei gleichzeitiger minimaler Gefährdung des weiteren Verkehrs, inklusive des Fahrers und der Insassen des Fahrzeugs 1 zu bestimmen. Dazu wird zunächst in Schritt 402 eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Vehicle 1 or the like recognized. After the detection of a collision object 2, it is necessary to determine an optimal counteraction which, if possible, should be used to prevent the collision while minimizing the risk of further traffic, including the driver and the occupants of the vehicle 1. For this purpose, first in step 402 a probability of residence of
Kollisionsobjekts 2 bestimmt. Erfolgt die Bestimmung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit auf dem Prädiktionsmodell gemäß der vorliegenden Erfindung, so erfolgt eine besonders genaue Bestimmung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit unter Collision object 2 determines. If the determination of the probability of residence is based on the prediction model according to the present invention, a particularly accurate determination of the probability of residence takes place
Berücksichtigung der relevantesten Faktoren für die Bestimmung derselben. Consideration of the most relevant factors for the determination of the same.
In Schritt 403 kann basierend auf der bestimmten Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Kollisionsobjekts eine optimale Ausweichtrajektorie 20, 20' ermittelt bzw. bestimmt werden. In step 403, based on the determined probability of residence of the collision object, an optimal avoidance trajectory 20, 20 'can be determined or determined.
Mittels der bestimmten Ausweichtrajektorie werden in Schritt 404 die entsprechenden Längs- und Querbeschleunigungsmittel des Fahrzeugs 1 derart angesteuert, dass das Fahrzeug 1 im Wesentlichen der Ausweichtrajektorie folgt. By means of the determined avoidance trajectory, the corresponding longitudinal and lateral acceleration means of the vehicle 1 are controlled in step 404 such that the vehicle 1 substantially follows the evasion trajectory.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren (400) zum Betreiben eines Fahrzeugs (1), mit den Schritten: A method (400) for operating a vehicle (1), comprising the steps of:
• Erkennen (401) eines Kollisionsobjekts (2), insbesondere eines erhöht gefährdeten Verkehrsteilnehmers, insbesondere eine Fußgängers;  • detecting (401) a collision object (2), in particular an increased vulnerable road user, in particular a pedestrian;
• Bestimmen (402) einer Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Kollisionsobjekts (2), insbesondere abhängig von einem Prädiktionsmodell für das Kollisionsobjekt (2);  Determining (402) a residence probability of the collision object (2), in particular dependent on a prediction model for the collision object (2);
• Bestimmen (403) einer Ausweichtrajektorie (20, 20') zur Vermeidung einer Kollision mit dem Kollisionsobjekt (2) oder einer Kollisionstrajektorie in Abhängigkeit von der bestimmten Aufenthaltswahrscheinlichkeit; Determining (403) an evasion trajectory (20, 20 ') for avoiding a collision with the collision object (2) or a collision trajectory as a function of the determined probability of residence;
• Steuern (404) des Fahrzeugs (1) derart, dass das Fahrzeug (1) zumindest teilweise automatisiert entlang der bestimmten Ausweichtrajektorie (20, 20') oder Kollisionstrajektorie geführt wird. • Controlling (404) of the vehicle (1) in such a way that the vehicle (1) is guided at least partly automatically along the determined avoidance trajectory (20, 20 ') or collision trajectory.
2. Verfahren (400) nach Anspruch 1, wobei in dem Prädiktionsmodell die The method (400) of claim 1, wherein in the prediction model the
Bewegungshistorie des Kollisionsobjekts (2) berücksichtigt wird.  Movement history of the collision object (2) is taken into account.
3. Verfahren (400) nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Prädiktionsmodell der prädizierte Aufprallpunkt des Kollisionsobjekts (2) auf das Fahrzeug (1) berücksichtigt wird. 3. Method (400) according to claim 1 or 2, wherein in the prediction model the predicted impact point of the collision object (2) on the vehicle (1) is taken into account.
4. Verfahren (400) nach Anspruch 3, wobei in dem Prädiktionsmodell der The method (400) of claim 3, wherein in the prediction model the
Kollisionsbereich des Fahrzeugs (1), in dem der prädizierte Aufprallpunkt des Kollisionsobjekts (2) auf das Fahrzeug (1) berücksichtigt wird.  Collision area of the vehicle (1), in which the predicted impact point of the collision object (2) on the vehicle (1) is taken into account.
5. Verfahren (400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt des Bestimmens die Ausweichtrajektorie (20, 20') oder der Kollisionstrajektorie mittels eines Verfahrens zur Mehrzieloptimierung bestimmt wird, insbesondere mit den Zielen Minimierung der Kollisionswahrscheinlichkeit mit dem 5. Method (400) according to claim 1, wherein in the step of determining the evasion trajectory (20, 20 ') or the collision trajectory is determined by means of a method for multi-objective optimization, in particular with the goals minimizing the collision probability with the
Kollisionsobjekt und/oder Minimierung der Gesamtausweichbreite und/oder Minimierung der Querbeschleunigung und/oder Minimierung der zu erwartenden Kollisionsfolgen.  Collision object and / or minimization of the total evasion width and / or minimization of the lateral acceleration and / or minimization of the expected collision sequences.
6. Verfahren (400) nach Anspruch 5, wobei das Verfahren zur Mehrzieloptimierung ferner mindestens eine der folgenden Nebenbedingungen enthält: The method (400) of claim 5, wherein the method of multi-objective optimization further includes at least one of the following constraints:
• Verbleib der Kollisionswahrscheinlichkeit unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes für das Kollisionsrisiko.  • The probability of collision remains below a predetermined collision risk limit.
• Verbleib in einem vorbestimmten Fahrkorridor;  • stay in a predetermined driving corridor;
• Verbleib der Querbeschleunigung unterhalb eines vorbestimmten  • Finding the lateral acceleration below a predetermined
Grenzwertes für die Querbeschleunigung;  Limit value for the lateral acceleration;
• Verbleib des Querversatzes unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes für den Querversatz;  • The remaining of the transverse offset below a predetermined limit value for the transverse offset;
• Verbleib der Kollisionsfolgen unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes für die Kollisionsfolgen.  • Finding the collision sequences below a predetermined limit for the collision sequences.
7. Verfahren (400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die 7. The method (400) according to one of the preceding claims, wherein the
Ausweichtrajektorie (20, 20') oder Kollisionstrajektorie als ein Polynom n-ter Ordnung, insbesondere 5-ter Ordnung dargestellt wird.  Ausweichtrajektorie (20, 20 ') or collision trajectory is represented as an n-th order polynomial, in particular 5-th order.
8. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die 8. The method (400) according to any one of claims 5 to 7, wherein the
Kollisionswahrscheinlichkeit abhängig von einem Passierpunkt ermittelt wird.  Collision probability is determined depending on a passing point.
9. Verfahren (400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das 9. The method (400) according to any one of the preceding claims, wherein the
Prädiktionsmodell aktualisierbar ist.  Predictive model is updatable.
10. Vorrichtung, die dazu eingerichtet ein Verfahren (400) nach einem der Apparatus for setting up a method (400) according to any one of
vorhergehenden Ansprüche auszuführen.  previous claims.
11. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist ein Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprog gemäß Anspruch 11 gespeichert ist. 11. Computer program that is configured to execute a method (400) according to one of claims 1 to 9. A machine-readable storage medium on which the computer program according to claim 11 is stored.
PCT/EP2018/064859 2017-07-11 2018-06-06 Method, device, computer program and a machine-readable storage medium for operating a vehicle WO2019011536A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017211815.6 2017-07-11
DE102017211815.6A DE102017211815A1 (en) 2017-07-11 2017-07-11 A method, apparatus, computer program and a machine-readable storage medium for operating a vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019011536A1 true WO2019011536A1 (en) 2019-01-17

Family

ID=62684752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/064859 WO2019011536A1 (en) 2017-07-11 2018-06-06 Method, device, computer program and a machine-readable storage medium for operating a vehicle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017211815A1 (en)
WO (1) WO2019011536A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110826275A (en) * 2019-10-31 2020-02-21 清华大学 Optimization method of design parameters of vehicle front cabin cover
CN113895460A (en) * 2021-11-11 2022-01-07 中国第一汽车股份有限公司 Pedestrian trajectory prediction method, device and storage medium
CN116223056A (en) * 2022-12-14 2023-06-06 清华大学 Virtual collision test method, apparatus, device, storage medium, and program product

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007037610A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-19 Siemens Restraint Systems Gmbh A method of determining a probable range of motion of a living being
DE102013202463A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for determining movement model of vulnerable road user i.e. motorized road user e.g. electrical bicycle riders, involves determining predicted position of vulnerable road user by motion model of vulnerable road user
DE102014103579A1 (en) * 2013-03-29 2014-10-02 Denso Corporation Driving assistance system
DE102014201382A1 (en) * 2014-01-27 2015-07-30 Robert Bosch Gmbh Method for operating a driver assistance system and driver assistance system
US20160101779A1 (en) * 2013-05-31 2016-04-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Movement trajectory predicting device and movement trajectory predicting method
US20170120902A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-04 Zoox, Inc. Resilient safety system for a robotic vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007037610A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-19 Siemens Restraint Systems Gmbh A method of determining a probable range of motion of a living being
DE102013202463A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for determining movement model of vulnerable road user i.e. motorized road user e.g. electrical bicycle riders, involves determining predicted position of vulnerable road user by motion model of vulnerable road user
DE102014103579A1 (en) * 2013-03-29 2014-10-02 Denso Corporation Driving assistance system
US20160101779A1 (en) * 2013-05-31 2016-04-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Movement trajectory predicting device and movement trajectory predicting method
DE102014201382A1 (en) * 2014-01-27 2015-07-30 Robert Bosch Gmbh Method for operating a driver assistance system and driver assistance system
US20170120902A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-04 Zoox, Inc. Resilient safety system for a robotic vehicle

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHRISTOPH G KELLER ET AL: "Active Pedestrian Safety by Automatic Braking and Evasive Steering", IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, vol. 12, no. 4, 1 December 2011 (2011-12-01), pages 1292 - 1304, XP011379326, ISSN: 1524-9050, DOI: 10.1109/TITS.2011.2158424 *
KELLER, C.G. ET AL.: "Active Pedestrian Safety by Automatic Braking and Evasive Steering", IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS, vol. 12, no. 4, 2011, XP011379326, DOI: doi:10.1109/TITS.2011.2158424
TIEMANN, N. ET AL.: "Predictive Pedestrian Protection - Situation Analysis with a Pedestrian Motion Model", AVEC 2010, January 2010 (2010-01-01)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110826275A (en) * 2019-10-31 2020-02-21 清华大学 Optimization method of design parameters of vehicle front cabin cover
CN113895460A (en) * 2021-11-11 2022-01-07 中国第一汽车股份有限公司 Pedestrian trajectory prediction method, device and storage medium
CN113895460B (en) * 2021-11-11 2023-01-13 中国第一汽车股份有限公司 Pedestrian trajectory prediction method, device and storage medium
CN116223056A (en) * 2022-12-14 2023-06-06 清华大学 Virtual collision test method, apparatus, device, storage medium, and program product
CN116223056B (en) * 2022-12-14 2024-03-12 清华大学 Virtual collision test method, apparatus, device, storage medium, and program product

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017211815A1 (en) 2019-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2881829B1 (en) Method for automatically controlling a vehicle, device for generating control signals for a vehicle and vehicle
EP3663146B1 (en) Driving assistance system for a motor vehicle, motor vehicle and method for operating a motor vehicle
DE102015223890B4 (en) DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING AUTONOMOUS NAVIGATION
EP1926646B1 (en) Method and device for carrying out a deviating manoeuvre
DE102012009555A1 (en) Method for assisting driver during guiding vehicle in crossing area, involves detecting objects present in surrounding of vehicle and determining crossing situation
EP1486933A1 (en) Driver assistance System
DE102014212478A1 (en) Method for creating an environment model of a vehicle
DE102016007899B4 (en) Method for operating a device for traffic situation analysis, motor vehicle and data processing device
EP3552921B1 (en) Autonomous speed planning of a mobile actor limited to a predetermined path
DE102014223000A1 (en) Adjustable trajectory planning and collision avoidance
DE102019103106A1 (en) Control system and control method for the interaction-based long-term determination of trajectories for motor vehicles
DE102018130243A1 (en) Extended scenario for motorway assistants
DE102013019027A1 (en) Method for operating a safety system of a motor vehicle and motor vehicle
DE102004056027A1 (en) Method and vehicle assistance system for preventing collisions or reducing the collision strength of a vehicle
DE102014003343A1 (en) Method for determining a lane change requirement of a system vehicle
EP4052178A1 (en) Method for training at least one algorithm for a control device of a motor vehicle, computer program product, and motor vehicle
WO2019011536A1 (en) Method, device, computer program and a machine-readable storage medium for operating a vehicle
WO2020069812A1 (en) Method for guiding a motor vehicle on a roadway in an at least partly automated manner
DE102015209974A1 (en) Cross-longitudinal combined trajectory planning for a vehicle
WO2020002100A1 (en) Method for operating an at least partially automated vehicle
DE102020215780A1 (en) Method for selecting an automated driving process using a driver assistance system
DE102018210065A1 (en) Device and method for the predictive control of the speed of a vehicle
EP2964503B1 (en) Estimation of the future speed and/or distance of a vehicle from a reference point and estimation of the future acceleration
DE102016003231A1 (en) Method for controlling an at least partially autonomously operated motor vehicle and motor vehicle
DE102016203522A1 (en) Method and device for predicting trajectories of a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18732685

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18732685

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1