WO2019063343A1 - Steuerung mit vorgabe eines geschwindigkeitsprofils - Google Patents

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WO2019063343A1
WO2019063343A1 PCT/EP2018/075125 EP2018075125W WO2019063343A1 WO 2019063343 A1 WO2019063343 A1 WO 2019063343A1 EP 2018075125 W EP2018075125 W EP 2018075125W WO 2019063343 A1 WO2019063343 A1 WO 2019063343A1
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vehicle
speed
trajectory
assistance system
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PCT/EP2018/075125
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Dominik Lenk
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
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    • B62D15/027—Parking aids, e.g. instruction means
    • B62D15/0285—Parking performed automatically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W—CONJOINT 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
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    • B60W30/0956—Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to traffic or environmental parameters
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    • B60W2050/0002—Automatic control, details of type of controller or control system architecture
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/10—Longitudinal speed
    • B60W2720/103—Speed profile

Definitions

  • the present invention relates to a method for maneuvering a vehicle with specification of a velocity profile along a trajectory, comprising the steps of determining the trajectory for moving the vehicle, subdividing the trajectory into a plurality of sections, determining a maximum speed for each section of the trajectory for forming the velocity profile, Maneuvering the vehicle along the trajectory, comprising determining a desired speed change taking into account the speed profile.
  • the present invention also relates to a driver assistance system for a vehicle, in particular as a parking assistance system for performing an autonomous
  • the present invention relates to a vehicle having an above
  • Driver assistance systems are known for a wide variety of tasks, for example for parking the vehicle along a trajectory in a parking position.
  • parking positions can be detected, for example with the aid of environmental sensors.
  • the environment can also be detected. Based on this information, a trajectory can be determined from a current position of the vehicle for parking the vehicle in the parking space.
  • the parking position can be learned with an associated trajectory of the vehicle, for example by a corresponding parking operation with the Vehicle is carried out and a trajectory used is stored.
  • Environmental information captures and provides environmental information.
  • Driver assistance system is semi-autonomously parked in the parking position, and also leaves the parking position again.
  • the driver assistance system may, for example, take over an intervention in the steering, i. a transverse guide of the vehicle, and the driver of the vehicle operates accelerator pedal and brake to control longitudinal movement of the vehicle, i. to control a longitudinal guidance of the vehicle.
  • driver assistance systems are known in which the vehicle is autonomously or fully autonomously parked in the parking position.
  • the driver assistance system of the vehicle takes over the longitudinal guidance during the parking process in addition to the transverse guidance.
  • Driver assistance system also performs an intervention in the drive and / or the brake system of the vehicle in addition to an intervention in the steering.
  • an intervention in the drive and / or the brake system of the vehicle in addition to an intervention in the steering.
  • a course of the steering angle for the movement of the motor vehicle along the trajectory is predicted.
  • the speed profile can be created by dividing the trajectory into several sections. This subdivision can be done, for example, depending on the course of the steering angle. Based on this, a maximum speed can be specified for each section, which in combination with the
  • Velocity profile for the trajectory as a whole.
  • DE 10 2004 054 437 B4 discloses a method for the automatic control and / or regulation of a movement of a vehicle during a parking process.
  • the method of automatic control and / or regulating a movement of a vehicle during a parking operation is performed by means of a parking system.
  • the parking system comprises at least one control and / or regulating device.
  • the method comprises the following steps: determining a target distance to be followed by the vehicle during a parking operation; Calculate by means of the control and / or
  • Transverse motion parameter is calculated as a function of the longitudinal movement parameter and / or the position of the vehicle along the desired distance.
  • Rangierassistenzbacter for a motor vehicle known.
  • Monitoring the distance of a motor vehicle to an obstacle comprises the following steps Predicting a first trajectory along which the
  • Moving motor vehicle Detecting an obstacle; Determining the predicted distance of the motor vehicle to the obstacle when the motor vehicle moves along the first trajectory; Determine a maximum allowable
  • Passing speed as a function of the predicted distance with which the motor vehicle may pass the obstacle along the first trajectory; Determining a predicted actual speed at which the motor vehicle has passed the obstacle along the first trajectory; If the predicted actual speed exceeds the maximum permissible passing speed, delay the
  • Motor vehicle with a delay which is chosen so that the speed is reduced to the maximum passing speed when the motor vehicle passes the obstacle along the first trajectory.
  • the invention is therefore based on the object, a method for maneuvering a vehicle with specification of a Velocity profile along a trajectory, a driver assistance system for a vehicle for performing this method and a vehicle with such a driver assistance system indicate that a reliable longitudinal guidance of a
  • a method for maneuvering a vehicle with specifying a velocity profile along a trajectory comprising the steps of determining the trajectory for moving the vehicle, subdividing the trajectory into a plurality of sections, determining a maximum speed for each section of the trajectory for forming the velocity profile, Maneuvering the vehicle along the trajectory, comprising determining a
  • Target speed change taking into account the speed profile, wherein the method comprises an additional step of establishing a prediction of a position of the vehicle along the trajectory and a speed of the
  • Target speed change with additional consideration of the prediction of the position of the vehicle along the trajectory and the speed of the vehicle includes.
  • a driver assistance system for a vehicle is also specified, in particular as a parking assistance system for carrying out an autonomous parking operation for the vehicle, wherein the driver assistance system is designed to carry out the above method.
  • a vehicle is specified with an above driver assistance system.
  • the basic idea of the present invention is thus to avoid errors in the implementation of the speed profile in the longitudinal control of the vehicle, in that the longitudinal control by the prognosis, ie a foresighted determination of the position of the vehicle, provides a tolerance to a real behavior of the vehicle
  • Vehicle has.
  • the target acceleration there may be significant delays and errors due to the vehicle. Foresight thus compensates for the inertia of the longitudinal guidance of the vehicle, for example.
  • the forecasting system makes the system more tolerant of errors in implementing the target acceleration.
  • the target acceleration there may be significant delays and errors due to the vehicle. Foresight thus compensates for the inertia of the longitudinal guidance of the vehicle, for example. Also, the forecasting system makes the system more tolerant of errors in implementing the target acceleration. In addition, the
  • the delays can only be determined in advance to a very limited extent and can already be taken into account in advance when implementing the control.
  • errors can only be taken into account in advance in the longitudinal control.
  • the maneuvering of the vehicle concerns in essence the longitudinal control of the vehicle
  • Vehicle i. Accelerate and decelerate the vehicle.
  • a lateral control can take place, i. the vehicle is steered autonomously.
  • the trajectory is a given distance from the vehicle with the
  • corresponding driver assistance system is to cover, so a route that usually comprises a total of short driving distance of less than one kilometer in current driver assistance systems.
  • the trajectory can also cover a longer distance of more than one kilometer.
  • the trajectory can be determined by the driver assistance system itself or learned, for example.
  • the trajectory can be transmitted via a server to the driver assistance system.
  • the subdivision of the trajectory into a plurality of sections relates to a subdivision into a section with a constant maximum speed, for example straight-ahead driving sections or cornering sections. Based on this, the maximum speed can be determined for each section. The maximum speed is usually less for cornering than for straight ahead driving.
  • the desired speed change is determined based on the velocity profile, particularly at the transition of one segment to another.
  • a difference of the actual speed to the target speed is determined, and based on a difference, the target speed change is determined.
  • Creating a prediction of a position of the vehicle along the trajectory and a speed of the vehicle involves a look ahead at which point the vehicle will be at a future time. Accordingly, a setpoint speed at the time of the prediction can be determined according to the speed profile and additionally used for determining a current setpoint speed change.
  • Target speed change includes. Based on one or more of the parameter position, current speed and current
  • Target speed change can be determined, for example, a future position of the vehicle according to the speed profile. From this, in particular a future target speed can be determined with a high degree of safety.
  • Delay time corresponds to a usual inertia of the vehicle for implementation a desired speed change. This may vary depending on the model, the vehicle used, or even environmental conditions.
  • the delay time is chosen to be large enough to cover these factors.
  • the delay time specifies a value that is below a time for the forecast.
  • the look-ahead is thus chosen at least slightly larger than the delay time to typically occurring
  • the step of creating a prognosis, taking into account a delay time of the vehicle for changing the speed comprises creating the prognosis taking into account a
  • Delay time for accelerating the vehicle and an independent delay time for decelerating the vehicle includes.
  • the delay time may be different in practice for accelerating and decelerating the
  • these different delay times may be taken into account individually for acceleration and deceleration by making the prognosis dependent on a detected acceleration or deceleration
  • Delay times are used as the default value for all driving situations. In each case the prognosis reaches further than the corresponding delay time.
  • the step of creating a prognosis taking into account a delay time of the vehicle for changing the speed, comprises creating the prognosis taking into account a constant deceleration time of the vehicle.
  • the delay time is thus set independently of ambient conditions, vehicle, direction of travel, intended acceleration or deceleration, or the like, so that the prognosis always goes beyond this delay time. This allows a simple implementation of the prognosis and the longitudinal control based thereon.
  • the step of generating the prognosis taking into account a delay time of the vehicle for changing the speed comprises a parameterization of the delay time.
  • the delay time can be parameterized, for example, depending on at least one condition from a group of conditions
  • Ambient conditions, vehicle, direction of travel, intended acceleration or deceleration, or the like can be parameterized, the forecast always goes beyond the parameterized delay time. This allows a particularly reliable implementation of the forecast and the based on it
  • the driver assistance system has an interface for connection to an acceleration interface of the vehicle.
  • the vehicle has a
  • Acceleration interface for connecting the vehicle with an interface of the driver assistance system.
  • Such an acceleration interface is nowadays being provided in more and more vehicles to implement one
  • the interface is designed to transfer commands for both positive and negative acceleration.
  • a longitudinal control of the vehicle with the driver assistance system can be realized in a simple manner via the interface.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a vehicle according to a first preferred embodiment with a driver assistance system for automatically parking the vehicle in a plan view
  • 2 shows a representation of the vehicle from FIG. 1 in a surrounding area with a trajectory for the automatic parking of the vehicle in a parking position as plan view
  • FIG. 1 is a schematic representation of a vehicle according to a first preferred embodiment with a driver assistance system for automatically parking the vehicle in a plan view
  • 2 shows a representation of the vehicle from FIG. 1 in a surrounding area with a trajectory for the automatic parking of the vehicle in a parking position as plan view
  • FIG. 1 is a schematic representation of a vehicle according to a first preferred embodiment with a driver assistance system for automatically parking the vehicle in a plan view
  • 2 shows a representation of the vehicle from FIG. 1 in a surrounding area with a trajectory for the automatic parking of the vehicle in a parking position as plan view
  • FIG. 1 is a schematic representation of a vehicle according to a first preferred embodiment with a driver assistance system for automatically parking the
  • Fig. 3 is a flowchart for maneuvering the vehicle of the first
  • FIG. 4 is a diagram of an exemplary first course of a
  • Velocity profile for driving along the trajectory and a determined actual speed
  • FIG. 5 is a diagram of an exemplary second course of a
  • FIG. 6 is a diagram of an exemplary third course of a
  • FIG. 1 shows a vehicle 10 according to a first preferred embodiment of the present invention in a plan view.
  • the vehicle 10 includes a driver assistance system 12.
  • the driver assistance system 12 in turn comprises a control device 14, which comprises, for example, an electronic control unit (ECU) of the vehicle 10.
  • the driver assistance system 12 includes eight environmental sensors 16, which are each designed as ultrasonic sensors. There are four
  • Environmental sensors 16 arranged at a rear portion 22 of the vehicle 10.
  • the environmental sensors 16 are adapted to objects 24 in one
  • the environmental sensors 16 are used in particular to determine a relative position between objects 24 and the vehicle 10.
  • the environmental sensors 16 are in this embodiment corresponding passage openings arranged in bumpers of the vehicle 10. In an alternative embodiment, the environmental sensors 16 are concealed behind the bumpers.
  • the driver assistance system 12 has an interface (not explicitly shown here) for connection to an acceleration interface (not shown) of the vehicle 10.
  • the interface is for transmitting commands for positive as well as negative acceleration for longitudinal control of the vehicle 10 with the
  • Driver assistance system 12 executed.
  • the driver assistance system 12 is in this embodiment as
  • Parking assistance system for carrying out an autonomous parking operation for the
  • the trajectory 30 is a learned trajectory 30 in this embodiment.
  • the trajectory 30 is a predetermined distance to be covered by the vehicle 30 with the driver assistance system 12.
  • the trajectory 30 is shown by way of example in FIG. With the help of
  • the vehicle 10 is to be parked autonomously in a parking position 32.
  • the trajectory 30 is a learned trajectory 30, the vehicle 10 by a controller with the
  • Control device 12 moves off. In this case, the surrounding area 26 is monitored continuously with the environmental sensors 16 of the vehicle 10.
  • Environmental sensors 16 monitored area 34 is exemplified for the front portion 20 and the rear portion 22 of the vehicle 10.
  • the method is performed with the vehicle 10 and the driver assistance system 12 of the first embodiment.
  • the method begins in step S100 with determining the trajectory 30 for moving the vehicle 10.
  • the trajectory 30 is selected from a learned trajectory memory 30.
  • the trajectory 30 is subdivided into a plurality of sections 42, 44, 46.
  • a first section 42 of the trajectory 30 is designed as a curve
  • a second section 44 of the trajectory 30 is designed as a straight line that can be driven at an increased speed
  • a third section 46 of the trajectory 30 is designed as a straight line Speed can be driven to stop the vehicle 10 in the parking position 32
  • step S120 a maximum velocity for each section 42, 44, 46 of the trajectory 30 to form the velocity profile 40 is determined. Accordingly, the trajectory 30 in sections 42, 44, 46 with a constant
  • step S130 the vehicle 10 is maneuvered along the trajectory 30.
  • the maneuvering of the vehicle 10 here relates to lateral control of the vehicle 10, i. the vehicle 10 is steered autonomously, together with a longitudinal control of the
  • Vehicle 10 i. Acceleration and deceleration of the vehicle 10.
  • vehicle 10 i. Acceleration and deceleration of the vehicle 10.
  • longitudinal control of the vehicle 10 is to be considered here.
  • a prediction of a position of the vehicle 10 along the trajectory 10 and a speed of the vehicle 10 is respectively created. There is a look-ahead, at which point of the trajectory and thus the speed profile 40, the vehicle 10 is at a future time.
  • the forecast is based on a current position, a current speed and a current one
  • the prognosis is prepared in consideration of a delay time of the vehicle 10 for changing the speed.
  • the delay time corresponds to a conventional inertia of the vehicle 10 to implement a
  • the delay time specifies a value below is a time for the forecast, so that the forecast beyond the period of the delay time.
  • the delay time is used as a constant delay time of the vehicle 10.
  • the delay time can be parameterized.
  • the parameterization takes place here, for example, depending on at least one condition from a group of conditions including environmental conditions, vehicle 10, direction of travel, intended acceleration or deceleration. The prognosis always goes beyond the parameterized delay time.
  • a setpoint speed at the time of the prediction is determined according to the speed profile 40 and additionally used for determining a current setpoint speed change.
  • the desired speed change is determined based on the speed profile 40 and with additional consideration of the prediction of the position of the vehicle 10 along the trajectory 30 and the speed of the vehicle 10.
  • the desired speed change is especially at the transition between two
  • Speed profile 40 changes. However, the setpoint speed change is to be determined continuously, since there can always be a difference between an actual speed 48 and the setpoint speed. The desired speed change is thus based on a difference between the desired speed and the actual speed 48, wherein the forecast is also taken into account.
  • FIGS. 4 to 6 Conversions of the longitudinal control are shown in FIGS. 4 to 6, which respectively show a profile of the speed profile 40 and the determined actual speed of the vehicle 10 when traveling along the trajectory 30.
  • Target speed is determined by a respective continuous change of
  • Vehicle 10 via its acceleration interface, which in practice due to the Delay time and errors in the speed control is difficult to achieve.
  • Fig. 5 shows the velocity profile 40 in the longitudinal control, wherein the
  • Fig. 6 shows the velocity profile 40 in the longitudinal control, wherein the
  • the actual speed 48 first oscillates about the respective setpoint speed in accordance with the speed profile 40.
  • vibration stops and an approximately stable actual speed 48 sets in.
  • Such a longitudinal control can be achieved in practice with the described method and the described driver assistance system 12.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Manövrieren eines Fahrzeugs (10) mit Vorgabe eines Geschwindigkeitsprofils (40) entlang einer Trajektorie (30), umfassend die Schritte Bestimmen der Trajektorie (30) zum Bewegen des Fahrzeugs (10), Unterteilen der Trajektorie (30) in eine Mehrzahl Abschnitte (42, 44, 46), Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit für jeden Abschnitt (42, 44, 46) der Trajektorie (30) zur Bildung des Geschwindigkeitsprofils (40), Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (30), umfassend ein Bestimmen einer Sollgeschwindigkeitsänderung unter Berücksichtigung des Geschwindigkeitsprofils (40), wobei das Verfahren einen zusätzlichen Schritt eines Erstellens einer Prognose einer Position des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (30) und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) umfasst, und das Bestimmen einer Sollgeschwindigkeitsänderung unter Berücksichtigung des Geschwindigkeitsprofils (40) ein Bestimmen der Sollgeschwindigkeitsänderung unter zusätzlicher Berücksichtigung der Prognose der Position des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (30) und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) umfasst. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrerassistenzsystem (12) für ein Fahrzeug (10), insbesondere als Parkassistenzsystem (12) zur Durchführung eines autonomen Parkvorgangs für das Fahrzeug (10), wobei das Fahrerassistenzsystem (12) ausgeführt ist, das obige Verfahren durchzuführen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug (10) mit einem obigen Fahrerassistenzsystem (12).

Description

Steuerung mit Vorgabe eines Geschwindigkeitsprofils
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Manövrieren eines Fahrzeugs mit Vorgabe eines Geschwindigkeitsprofils entlang einer Trajektorie, umfassend die Schritte Bestimmen der Trajektorie zum Bewegen des Fahrzeugs, Unterteilen der Trajektorie in eine Mehrzahl Abschnitte, Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit für jeden Abschnitt der Trajektorie zur Bildung des Geschwindigkeitsprofils, Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie, umfassend ein Bestimmen einer Sollgeschwindigkeitsänderung unter Berücksichtigung des Geschwindigkeitsprofils.
Auch betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, insbesondere als Parkassistenzsystem zur Durchführung eines autonomen
Parkvorgangs für das Fahrzeug, wobei das Fahrerassistenzsystem ausgeführt ist, das obige Verfahren durchzuführen.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einem obigen
Fahrerassistenzsystem.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren bekannt, um einen Führer eines Fahrzeugs in verschiedenen Fahrsituationen zu unterstützen. Solche Verfahren werden üblicherweise mit einem Fahrerassistenzsystem für solche Fahrzeuge bereitgestellt.
Solche Verfahren zur Manövrieren eines Fahrzeugs und entsprechende
Fahrerassistenzsysteme sind für verschiedenste Aufgaben bekannt, beispielsweise zum Parken des Fahrzeugs entlang einer Trajektorie in einer Parkposition. Dabei können beispielsweise mit Hilfe von Umgebungssensoren Parkpositionen erkannt werden. Darüber hinaus kann auch die Umgebung erfasst werden. Ausgehend von diesen Informationen kann eine Trajektorie von einer aktuellen Position des Fahrzeugs zum Einparken des Fahrzeugs in der Parklücke bestimmt werde.
Auch kann die Parkposition mit einer dazugehörigen Trajektorie von dem Fahrzeug gelernt werden, beispielsweise indem ein entsprechender Parkvorgang mit dem Fahrzeug durchgeführt und eine dabei genutzte Trajektorie gespeichert wird. Dabei werden von Umgebungssensoren Umgebungsinformationen erfasst und bereitgestellt.
Dabei ist es beispielsweise bekannt, dass das Fahrzeug mit Hilfe des
Fahrerassistenzsystems semi-autonom in der Parkposition geparkt wird, und auch wieder die Parkposition verlässt. In diesem Fall kann das Fahrerassistenzsystem beispielsweise einen Eingriff in die Lenkung übernehmen, d.h. eine Querführung des Fahrzeugs, und der Führer des Fahrzeugs betätigt Gaspedal und Bremse, um eine Bewegung des Fahrzeugs in Längsrichtung zu steuern, d.h. eine Längsführung des Fahrzeugs zu steuern.
Darüber hinaus sind Verfahren und Fahrerassistenzsysteme bekannt, bei denen das Fahrzeug autonom bzw. vollautonom in der Parkposition geparkt wird. In diesem Fall übernimmt das Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs zusätzlich zu der Querführung auch die Längsführung beim Einparkvorgang. Dies bedeutet, dass das
Fahrerassistenzsystem zusätzlich zu einem Eingriff in die Lenkung auch einen Eingriff in den Antrieb und/oder die Bremsanlage des Fahrzeugs durchführt. Dabei ist unter anderem bekannt, dass ausgehend von der ermittelten Trajektorie zum Einparken des Kraftfahrzeugs in der Parklücke ein Verlauf des Lenkwinkels für die Bewegung des Kraftfahrzeugs entlang der Trajektorie vorhergesagt wird. Zusätzlich kann ein
Geschwindigkeitsprofil für die Bewegung des Kraftfahrzeugs entlang der Trajektorie ermittelt werden.
Dabei kann das Geschwindigkeitsprofil erstellt werden, indem die Trajektorie in mehrere Abschnitte unterteilt wird. Diese Unterteilung kann beispielsweise in Abhängigkeit von dem Verlauf des Lenkwinkels erfolgen. Darauf basierend kann für jeden Abschnitt eine Maximalgeschwindigkeit vorgegeben werden, woraus sich in Kombination das
Geschwindigkeitsprofil für die Trajektorie insgesamt bestimmen lässt. Zusätzlich kann für Übergänge zwischen aufeinanderfolgenden Abschnitten eine
Geschwindigkeitsänderung zwischen den Maximalgeschwindigkeiten der benachbarten Abschnitte vorgegeben werden.
In diesem Zusammenhang ist aus der DE 10 2004 054 437 B4 ein Verfahren zur automatischen Steuerung und/oder Regelung einer Bewegung eines Fahrzeugs während eines Einparkvorgangs bekannt. Das Verfahren zur automatischen Steuerung und/oder Regelung einer Bewegung eines Fahrzeuges während eines Einparkvorganges wird mittels eines Einparksystems durchgeführt. Das Einparksystem umfasst zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte Festlegen einer Soll-Strecke, der von dem Fahrzeug während eines Einparkvorganges gefolgt werden soll; Berechnen mittels der Steuer- und/oder
Regeleinrichtung von zumindest einem Sollwert eines Längsbewegungsparameters in Abhängigkeit von zumindest einem Querbewegungsparameter und einer Position des Fahrzeugs entlang der Soll-Strecke, wobei der Längsbewegungsparameter eine Längsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs und der Querbewegungsparameter einen Lenkwinkel des Fahrzeugs und/oder einen Lenkwinkel eines Mittels zur Beeinflussung des Lenkwinkels des Fahrzeugs beschreibt; und Vollautomatisches Steuern und/oder Regeln des Längsbewegungsparameters und des Querbewegungsparameters mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung, wobei zumindest zeitweise während des Einparkvorgangs zumindest ein Sollwert einer zeitlichen Ableitung des
Querbewegungsparameters in Abhängigkeit von dem Längsbewegungsparameter und/oder der Position des Fahrzeugs entlang der Soll-Strecke berechnet wird.
Außerdem sind aus der DE 10 2014 220 300 A1 ein Rangierassistent und ein
Rangierassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug bekannt. Ein Verfahren zum
Überwachen des Abstandes eines Kraftfahrzeuges zu einem Hindernis umfasst folgende Schritte Prädizieren einer ersten Trajektorie, entlang der sich das
Kraftfahrzeug bewegen wird; Erfassen eines Hindernisses; Ermitteln des prädizierten Abstandes des Kraftfahrzeuges zu dem Hindernis, wenn sich das Kraftfahrzeug entlang der ersten Trajektorie bewegt; Ermitteln einer maximal zulässigen
Passiergeschwindigkeit in Abhängigkeit des prädizierten Abstandes, mit dem das Kraftfahrzeug entlang der ersten Trajektorie das Hindernis passieren darf; Ermitteln einer prädizierten Ist-Geschwindigkeit, mit der sich das Kraftfahrzeug entlang der ersten Trajektorie das Hindernis passieren wurde; Falls die prädizierte Ist-Geschwindigkeit die maximal zulässige Passiergeschwindigkeit überschreitet, Verzögern des
Kraftfahrzeuges mit einer Verzögerung, die so gewählt ist, dass die Geschwindigkeit auf die maximale Passiergeschwindigkeit reduziert wird, wenn das Kraftfahrzeug entlang der ersten Trajektorie das Hindernis passiert.
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Manövrieren eines Fahrzeugs mit Vorgabe eines Geschwindigkeitsprofils entlang einer Trajektorie, ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug zur Durchführung dieses Verfahrens und ein Fahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem anzugeben, die eine zuverlässige Längsführung eines
Fahrzeugs gemäß eines bestimmten Geschwindigkeitsprofils ermöglichen und
Abweichungen einer Istgeschwindigkeit des Fahrzeug von dem Geschwindigkeitsprofil wie auch Schwingen der Istgeschwindigkeit zu reduzieren oder darüber hinaus zu vermeiden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der
unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren zum Manövrieren eines Fahrzeugs mit Vorgabe eines Geschwindigkeitsprofils entlang einer Trajektorie angegeben, umfassend die Schritte Bestimmen der Trajektorie zum Bewegen des Fahrzeugs, Unterteilen der Trajektorie in eine Mehrzahl Abschnitte, Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit für jeden Abschnitt der Trajektorie zur Bildung des Geschwindigkeitsprofils, Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie, umfassend ein Bestimmen einer
Sollgeschwindigkeitsänderung unter Berücksichtigung des Geschwindigkeitsprofils, wobei das Verfahren einen zusätzlichen Schritt eines Erstellens einer Prognose einer Position des Fahrzeugs entlang der Trajektorie und einer Geschwindigkeit des
Fahrzeugs umfasst, und das Bestimmen einer Sollgeschwindigkeitsänderung unter Berücksichtigung des Geschwindigkeitsprofils ein Bestimmen der
Sollgeschwindigkeitsänderung unter zusätzlicher Berücksichtigung der Prognose der Position des Fahrzeugs entlang der Trajektorie und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfasst.
Erfindungsgemäß ist außerdem ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug angegeben, insbesondere als Parkassistenzsystem zur Durchführung eines autonomen Parkvorgangs für das Fahrzeug, wobei das Fahrerassistenzsystem ausgeführt ist, das obige Verfahren durchzuführen.
Weiter ist erfindungsgemäß ein Fahrzeug mit einem obigen Fahrerassistenzsystem angegeben. Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, Fehler bei der Umsetzung des Geschwindigkeitsprofils bei der Längssteuerung des Fahrzeugs zu vermeiden, indem die Längssteuerung durch die Prognose, d.h. eine vorausschauende Ermittlung der Position des Fahrzeugs, eine Toleranz gegenüber einem realen Verhalten des
Fahrzeugs aufweist. Beim Umsetzen der Sollbeschleunigung kann es fahrzeugbedingt zu deutlichen Verzögerungen und Fehlern kommen. Durch die Vorausschau wird somit beispielsweise eine Kompensation der Trägheit der Längsführung des Fahrzeugs erreicht. Auch ist das System durch die Vorausschau insgesamt toleranter gegenüber Fehlern bei einer Umsetzung der Sollbeschleunigung. Darüber hinaus sind die
Verzögerungen und Fehler nicht nur abhängig von einem Fahrzeugtyp, d.h.
beispielsweise einem Hersteller und einem Modell, sondern darüber hinaus von jedem einzelnen Fahrzeug. Zusätzlich können Umwelteinflüsse wie beispielsweise Regen oder Schnee zu Verzögerungen und Fehlern führen. Dadurch können die Verzögerungen nur sehr eingeschränkt vorab bestimmt und bei einer Umsetzung der Steuerung bereits vorab berücksichtigt werden. Fehler können generell nur sehr eingeschränkt vorab berücksichtigt werden bei der Längssteuerung.
Bei der Längssteuerung des Fahrzeugs ist es darüber hinaus wichtig, dass das
Fahrzeug Limitierungen in Beschleunigung und Beschleunigungsänderung einhält, um beispielsweise einen spürbaren„Ruck" beim Fahren zu vermeiden. Dies kann mit der Prognose und der darauf basierenden Längssteuerung zuverlässig umgesetzt werden.
Das Manövrieren des Fahrzeugs betrifft hier im Kern die Längssteuerung des
Fahrzeugs, d.h. Beschleunigen und Verzögern des Fahrzeugs. Allerdings kann zusätzlich eine Quersteuerung erfolgen, d.h. das Fahrzeug wird autonom gelenkt.
Die Trajektorie ist eine vorgegebene Strecke, die von dem Fahrzeug mit dem
entsprechenden Fahrerassistenzsystem zurückzulegen ist, also eine Route, die bei aktuellen Fahrerassistenzsystemen meist eine insgesamt kurze Fahrtstrecke von weniger als einem Kilometer umfasst. Prinzipiell kann die Trajektorie aber auch eine längere Strecke von mehr als einem Kilometer umfassen. Die Trajektorie kann von dem Fahrerassistenzsystem selber ermittelt oder beispielsweise gelernt werden. Auch kann die Trajektorie über einen Server an das Fahrerassistenzsystem übertragen werden. Das Unterteilen der Trajektorie in eine Mehrzahl Abschnitte betrifft eine Unterteilung in Abschnitt mit einer gleichbleibenden Maximalgeschwindigkeit, beispielsweise Abschnitte zur Geradeausfahrt oder Abschnitte zur Kurvenfahrt. Darauf basierend kann für jeden Abschnitt die Maximalgeschwindigkeit ermittelt werden. Die Maximalgeschwindigkeit ist für Kurvenfahrt üblicherweise geringer als für Geradeausfahrt.
Um das Fahrzeug entlang der Trajektorie zu manövrieren, wird basierend auf dem Geschwindigkeitsprofil, insbesondere beim Übergang eines Abschnitts zu einem anderen, die Sollgeschwindigkeitsänderung bestimmt. Es wird eine Differenz der Istgeschwindigkeit zu der Sollgeschwindigkeit ermittelt, und basierend auf einer Differenz wird die Sollgeschwindigkeitsänderung bestimmt.
Das Erstellen einer Prognose einer Position des Fahrzeugs entlang der Trajektorie und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs betrifft eine Vorausschau, an welcher Stelle sich das Fahrzeug zu einem zukünftigen Zeitpunkt befindet. Entsprechend kann eine Sollgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Prognose gemäß des Geschwindigkeitsprofils bestimmt und zusätzlich zur Bestimmung einer aktuellen Sollgeschwindigkeitsänderung herangezogen werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Erstellens einer Prognose einer Position des Fahrzeugs entlang der Trajektorie und einer
Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein Erstellen der Prognose basierend auf einer aktuellen Position, einer aktuellen Geschwindigkeit und/oder einer aktuellen
Sollgeschwindigkeitsänderung umfasst. Basierend auf einem oder mehreren der Parameter Position, aktuelle Geschwindigkeit und aktuelle
Sollgeschwindigkeitsänderung kann die beispielsweise eine zukünftige Position des Fahrzeugs gemäß des Geschwindigkeitsprofils bestimmt werden. Daraus kann insbesondere eine zukünftige Sollgeschwindigkeit mit einer hohen Sicherheit bestimmt werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Erstellens einer Prognose einer Position des Fahrzeugs entlang der Trajektorie und einer
Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein Erstellen der Prognose unter Berücksichtigung einer Verzögerungszeit des Fahrzeugs zur Änderung der Geschwindigkeit. Die
Verzögerungszeit entspricht einer üblichen Trägheit des Fahrzeugs zur Umsetzung einer Sollgeschwindigkeitsänderung. Die kann abhängig von dem Modell, dem verwendeten Fahrzeug selber oder auch Umgebungsbedingungen unterschiedlich sein. Vorzugsweise ist die Verzögerungszeit entsprechend groß gewählt, um diese Faktoren abzudecken. Vorzugsweise gibt die Verzögerungszeit einen Wert an, der unterhalb eines Zeitpunkt für die Prognose liegt. Damit greift die Prognose über den Zeitraum der möglichen Verzögerungszeit hinaus, wodurch eine entsprechende Steuerung zuverlässig und stabil implementiert werden kann. Die Vorausschau ist also zumindest geringfügig größer gewählt als die Verzögerungszeit, um typisch auftretende
Verzögerungen kompensieren zu können.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Erstellens Prognose unter Berücksichtigung einer Verzögerungszeit des Fahrzeugs zur Änderung der Geschwindigkeit ein Erstellen der Prognose unter Berücksichtigung einer
Verzögerungszeit zum Beschleunigen des Fahrzeugs und einer davon unabhängigen Verzögerungszeit zum Verzögern des Fahrzeugs umfasst. Die Verzögerungszeit kann in der Praxis unterschiedlich sein für das Beschleunigen und das Verzögern des
Fahrzeugs. Diese unterschiedlichen Verzögerungszeiten können beispielsweise individuell für das Beschleunigen und das Verzögern berücksichtigt werden, indem die Prognose abhängig von einer ermittelten Beschleunigung oder Verzögerung
unterschiedlich ausgeführt wird. Alternativ kann die größere der beiden
Verzögerungszeiten als Standardwert für alle Fahrsituationen herangezogen werden. Die Prognose greift in jedem Fall weiter als die entsprechende Verzögerungszeit.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Erstellens Prognose unter Berücksichtigung einer Verzögerungszeit des Fahrzeugs zur Änderung der Geschwindigkeit ein Erstellen der Prognose unter Berücksichtigung einer konstanten Verzögerungszeit des Fahrzeugs. Die Verzögerungszeit wird also unabhängig von Umgebungsbedingungen, Fahrzeug, Fahrtrichtung, beabsichtigter Beschleunigung oder Verzögerung, oder ähnlichem fest eingestellt, so dass die Prognose immer über diese Verzögerungszeit hinausgeht. Dies ermöglicht eine einfache Implementierung der Prognose und der darauf basierenden Längssteuerung.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Erstellens der Prognose unter Berücksichtigung einer Verzögerungszeit des Fahrzeugs zur Änderung der Geschwindigkeit ein Parametrisieren der Verzögerungszeit. Durch das Parametrisieren kann die Verzögerungszeit beispielsweise abhängig von wenigstens einer Bedingung aus einer Gruppe von Bedingungen umfassend
Umgebungsbedingungen, Fahrzeug, Fahrtrichtung, beabsichtigter Beschleunigung oder Verzögerung, oder ähnlichem parametrisiert werden, wobei die Prognose immer über die parametrisierte Verzögerungszeit hinausgeht. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Implementierung der Prognose und der darauf basierenden
Längssteuerung. In Simulation und Praxis hat sich dabei herausgestellt, dass mit einer parametrisierten Verzögerungszeit auch unter zusätzlicher von möglichen Fehlern einer nachfolgenden Regelung zur Umsetzung der Sollgeschwindigkeitsänderung, d.h. das Fahrzeug setzt mal eine größere Beschleunigung/Verzögerung um als gefordert, und mal eine geringere, sehr gute Ergebnisse erzielt werden können.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Fahrerassistenzsystem eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Beschleunigungsschnittstelle des Fahrzeugs auf. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Fahrzeug eine
Beschleunigungsschnittstelle zur Verbindung des Fahrzeugs mit einer Schnittstelle des Fahrerassistenzsystems auf. Eine solche Beschleunigungsschnittstelle wird heutzutage in immer mehr Fahrzeugen zur Verfügung gestellt, um eine Implementierung
verschiedener Fahrerassistenzsysteme zu ermöglichen. Die Schnittstelle ist für eine Übertragung von Befehlen für eine positive wie auch eine negative Beschleunigung ausgeführt. Über die Schnittstelle kann somit auf einfache Weise eine Längssteuerung des Fahrzeugs mit dem Fahrerassistenzsystem realisiert werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele sind übertragebar von einem Ausführungsbeispiel auf ein anderes.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform mit einem Fahrerassistenzsystem zum automatischen Parken des Fahrzeugs in einer Draufsicht, Fig. 2 eine Darstellung des Fahrzeugs aus Fig. 1 in einem Umgebungsbereich mit einer Trajektorie zum automatischen Parken des Fahrzeugs in einer Parkposition als Draufsicht,
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zum Manövrieren des Fahrzeugs der ersten
Ausführungsform mit Vorgabe eines Geschwindigkeitsprofils entlang der Trajektorie,
Fig. 4 ein Diagramm eines beispielhaften ersten Verlaufs eines
Geschwindigkeitsprofils zum Fahren entlang der Trajektorie und eine ermittelte Istgeschwindigkeit,
Fig. 5 ein Diagramm eines beispielhaften zweiten Verlaufs eines
Geschwindigkeitsprofils zum Fahren entlang der Trajektorie und eine ermittelte Istgeschwindigkeit, und
Fig. 6 ein Diagramm eines beispielhaften dritten Verlaufs eines
Geschwindigkeitsprofils zum Fahren entlang der Trajektorie und eine ermittelte Istgeschwindigkeit.
Die Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 10 gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht.
Das Fahrzeug 10 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 12. Das Fahrerassistenzsystem 12 umfasst wiederum eine Steuerungseinrichtung 14, welche beispielsweise ein elektronisches Steuergerät (ECU - Electronic Control Unit) des Fahrzeugs 10 umfasst. Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 12 acht Umgebungssensoren 16, die jeweils als Ultraschallsensoren ausgebildet sind. Dabei sind vier
Umgebungssensoren 16 an einem Frontbereich 20 des Fahrzeugs 10 und vier
Umgebungssensoren 16 an einem Heckbereich 22 des Fahrzeugs 10 angeordnet. Die Umgebungssensoren 16 sind dazu ausgebildet, Objekte 24 in einem
Umgebungsbereich 26 des Fahrzeugs 10 zu erfassen. Die Umgebungssensoren 16 dienen insbesondere dazu, eine relative Lage zwischen Objekten 24 und dem Fahrzeug 10 zu bestimmen. Die Umgebungssensoren 16 sind in diesem Ausführungsbeispiel an entsprechenden Durchgangsöffnungen in Stoßfängern des Fahrzeugs 10 angeordnet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Umgebungssensoren 16 verdeckt hinter den Stoßfängern angeordnet.
Das Fahrerassistenzsystem 12 weist eine hier nicht explizit dargestellte Schnittstelle zur Verbindung mit einer nicht gezeigten Beschleunigungsschnittstelle des Fahrzeugs 10 auf. Die Schnittstelle ist für eine Übertragung von Befehlen für eine positive wie auch eine negative Beschleunigung zur Längssteuerung des Fahrzeugs 10 mit dem
Fahrerassistenzsystem 12 ausgeführt.
Das Fahrerassistenzsystem 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als
Parkassistenzsystem zur Durchführung eines autonomen Parkvorgangs für das
Fahrzeug 10 gemäß einer Trajektorie 30 ausgeführt. Die Trajektorie 30 ist eine gelernte Trajektorie 30 in diesem Ausführungsbeispiel. Die Trajektorie 30 ist eine vorgegebene Strecke, die von dem Fahrzeug 30 mit dem Fahrerassistenzsystem 12 zurückzulegen ist.
Die Trajektorie 30 ist beispielshaft in Figur 2 dargestellt. Mit Hilfe des
Fahrerassistenzsystems 12 soll das Fahrzeug 10 autonom in einer Parkposition 32 geparkt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Trajektorie 30 eine gelernte Trajektorie 30, die das Fahrzeug 10 durch eine Steuerung mit der
Steuerungseinrichtung 12 abfährt. Dabei wird der Umgebungsbereich 26 kontinuierlich mit den Umgebungssensoren 16 des Fahrzeugs 10 überwacht. Ein von den
Umgebungssensoren 16 überwachter Bereich 34 ist für den Frontbereich 20 und den Heckbereich 22 des Fahrzeugs 10 beispielshaft dargestellt.
Nachstehend wird ein in Fig. 3 dargestelltes Verfahren zum Manövrieren des Fahrzeugs 10 mit Vorgabe eines Geschwindigkeitsprofils 40 entlang der Trajektorie 30
beschrieben. Das Verfahren wird mit dem Fahrzeug 10 und dem Fahrerassistenzsystem 12 der ersten Ausführungsform durchgeführt.
Das Verfahren beginnt in Schritt S100 mit einem Bestimmen der Trajektorie 30 zum Bewegen des Fahrzeugs 10. Im vorliegenden Fall wird die Trajektorie 30 aus einem Speicher für gelernte Trajektorien 30 ausgewählt. In Schritt S1 10 wird die Trajektorie 30 in eine Mehrzahl Abschnitte 42, 44, 46 unterteilt. Ein erster Abschnitt 42 der Trajektorie 30 ist als Kurve ausgeführt, ein zweiter Abschnitt 44 der Trajektorie 30 ist als Gerade ausgeführt, die mit einer erhöhten Geschwindigkeit gefahren werden kann, und ein dritter Abschnitt 46 der Trajektorie 30 ist als Gerade ausgeführt, die mit einer niedrigen Geschwindigkeit gefahren werden kann, um das Fahrzeug 10 in der Parkposition 32 zu stoppen
In Schritt S120 wird eine Maximalgeschwindigkeit für jeden Abschnitt 42, 44, 46 der Trajektorie 30 zur Bildung des Geschwindigkeitsprofils 40 bestimmt. Entsprechend wird die Trajektorie 30 in Abschnitte 42, 44, 46 mit einer gleichbleibenden
Maximalgeschwindigkeit unterteilt. Darauf wird für jeden Abschnitt 42, 44, 46 die jeweilige Maximalgeschwindigkeit ermittelt, wie oben bereits ausgeführt wurde. Die Maximalgeschwindigkeit ist für Kurvenfahrt in dem ersten Abschnitt 42 geringer als für Geradeausfahrt in dem zweiten Abschnitt 44, und für die Geradeausfahrt des dritten Abschnitts 46 vor dem Erreichen der Parkposition 32 niedriger als für die
Geradeausfahrt in dem zweiten Abschnitt 44.
Gemäß Schritte S130 wird das Fahrzeug 10 entlang der Trajektorie 30 manövriert. Das Manövrieren des Fahrzeugs 10 betrifft hier Quersteuerung des Fahrzeugs 10, d.h. das Fahrzeug 10 wird autonom gelenkt, zusammen mit einer Längssteuerung des
Fahrzeugs 10, d.h. Beschleunigen und Verzögern des Fahrzeugs 10. Hier soll jedoch lediglich die Längssteuerung des Fahrzeugs 10 betrachtet werden.
Beim Manövrieren des Fahrzeugs 10 entlang der Trajektorie 30 wird jeweils eine Prognose einer Position des Fahrzeugs 10 entlang der Trajektorie 10 und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 erstellt. Es erfolgt eine Vorausschau, an welcher Stelle der Trajektorie und damit des Geschwindigkeitsprofils 40 sich das Fahrzeug 10 zu einem zukünftigen Zeitpunkt befindet. Die Prognose wird basierend auf einer aktuellen Position, einer aktuellen Geschwindigkeit und einer jeweils aktuellen
Sollgeschwindigkeitsänderung erstellt.
Dabei wird die Prognose unter Berücksichtigung einer Verzögerungszeit des Fahrzeugs 10 zur Änderung der Geschwindigkeit erstellt. Die Verzögerungszeit entspricht einer üblichen Trägheit des Fahrzeugs 10 zur Umsetzung einer
Sollgeschwindigkeitsänderung. Die Verzögerungszeit gibt einen Wert an, der unterhalb eines Zeitpunkt für die Prognose liegt, so dass die Prognose über den Zeitraum der Verzögerungszeit hinausgreift.
Die Verzögerungszeit wird dabei als konstante Verzögerungszeit des Fahrzeugs 10. Dabei kann die Verzögerungszeit parametrisiert. Das Parametrisieren erfolgt hier beispielsweise abhängig von wenigstens einer Bedingung aus einer Gruppe von Bedingungen umfassend Umgebungsbedingungen, Fahrzeug 10, Fahrtrichtung, beabsichtigter Beschleunigung oder Verzögerung. Die Prognose geht dabei immer über die parametrisierte Verzögerungszeit hinaus.
Basierend auf der Prognose wird eine Sollgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Prognose gemäß des Geschwindigkeitsprofils 40 bestimmt und zusätzlich zur Bestimmung einer aktuellen Sollgeschwindigkeitsänderung herangezogen.
Die Sollgeschwindigkeitsänderung wird dabei basierend auf dem Geschwindigkeitsprofil 40 und unter zusätzlicher Berücksichtigung der Prognose der Position des Fahrzeugs 10 entlang der Trajektorie 30 und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 bestimmt. Die Sollgeschwindigkeitsänderung ist insbesondere beim Übergang zwischen zwei
Abschnitten 42, 44, 46 relevant, da sich hier die Geschwindigkeit gemäß
Geschwindigkeitsprofil 40 ändert. Allerdings ist die Sollgeschwindigkeitsänderung kontinuierlich zu ermitteln, da immer eine Differenz einer Istgeschwindigkeit 48 zu der Sollgeschwindigkeit vorliegen kann. Die Sollgeschwindigkeitsänderung basiert somit auf einer Differenz zwischen Sollgeschwindigkeit und Istgeschwindigkeit 48, wobei zusätzlich die Prognose berücksichtigt wird.
Umsetzungen der Längssteuerung sind in den Figuren 4 bis 6 dargestellt, die jeweils einen Verlauf des Geschwindigkeitsprofils 40 und die ermittelte Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 beim Fahren entlang der Trajektorie 30 zeigen.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, wird das Geschwindigkeitsprofil 40 bei der Längssteuerung eingehalten. Zum Zeitpunkt t=0 und zum Zeitpunkt t1 erfolgt jeweils eine Änderung der Sollgeschwindigkeit gemäß Geschwindigkeitsprofil 40. Die Änderung der
Sollgeschwindigkeit wird durch eine jeweils kontinuierliche Änderung der
Istgeschwindigkeit erreicht. Dies entspricht einer idealen Längssteuerung des
Fahrzeugs 10 über dessen Beschleunigungsschnittstelle, die in der Praxis aufgrund der Verzögerungszeit und von Fehlern bei der Geschwindigkeitssteuerung kaum zu erreichen ist.
Fig. 5 zeigt das Geschwindigkeitsprofil 40 bei der Längssteuerung, wobei die
Längssteuerung mit einer Prognose unterhalb der Verzögerungszeit erstellt wird. Zum Zeitpunkt t=0 und zum Zeitpunkt t2 erfolgt jeweils eine Änderung der
Sollgeschwindigkeit gemäß Geschwindigkeitsprofil 40. Dabei schwingt die
Istgeschwindigkeit 48 jeweils um die Sollgeschwindigkeit gemäß Geschwindigkeitsprofil 40. Es stellt sich keine stabile Istgeschwindigkeit 48 ein. Eine solche Längssteuerung des Fahrzeugs 10 ist nicht wünschenswert, da eine zumindest näherungsweise konstante Istgeschwindigkeit 48 wünschenswert ist.
Fig. 6 zeigt das Geschwindigkeitsprofil 40 bei der Längssteuerung, wobei die
Längssteuerung mit einer Prognose, d.h. einer Vorausschau, oberhalb der
Verzögerungszeit erstellt wird. Zum Zeitpunkt t=0 und zum Zeitpunkt t3 erfolgt jeweils eine Änderung der Sollgeschwindigkeit gemäß Geschwindigkeitsprofil 40. Zum
Zeitpunkt der Änderung der Sollgeschwindigkeit schwingt die Istgeschwindigkeit 48 zunächst um die jeweilige Sollgeschwindigkeit gemäß Geschwindigkeitsprofil 40.
Allerdings klingt die Schwingung ab und es stellt sich eine näherungsweise stabile Istgeschwindigkeit 48 ein. Eine solche Längssteuerung kann in der Praxis mit dem beschriebenen Verfahren und dem beschriebenen Fahrassistenzsystem 12 erreicht werden.
Bezugszeichenliste
10 Fahrzeug
12 Fahrerassistenzsystem, Parkassistenzsystem
14 Steuerungseinrichtung
16 Umgebungssensor, Ultraschallsensor
20 Frontbereich
22 Heckbereich
24 Objekt
26 Umgebungsbereich
30 Trajektorie
32 Parkposition
34 überwachter Bereich
40 Geschwindigkeitsprofil
42 erster Abschnitt
44 zweiter Abschnitt
46 dritter Abschnitt
48 Istgeschwindigkeit

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Manövrieren eines Fahrzeugs (10) mit Vorgabe eines
Geschwindigkeitsprofils (40) entlang einer Trajektorie (30), umfassend die Schritte Bestimmen der Trajektorie (30) zum Bewegen des Fahrzeugs (10),
Unterteilen der Trajektorie (30) in eine Mehrzahl Abschnitte (42, 44, 46),
Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit für jeden Abschnitt (42, 44, 46) der Trajektorie (30) zur Bildung des Geschwindigkeitsprofils (40),
Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (30), umfassend ein Bestimmen einer Sollgeschwindigkeitsänderung unter Berücksichtigung des Geschwindigkeitsprofils (40),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren einen zusätzlichen Schritt eines Erstellens einer Prognose einer Position des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (30) und einer
Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) umfasst, und
das Bestimmen einer Sollgeschwindigkeitsänderung unter Berücksichtigung des Geschwindigkeitsprofils (40) ein Bestimmen der Sollgeschwindigkeitsänderung unter zusätzlicher Berücksichtigung der Prognose der Position des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (30) und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) umfasst.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
der Schritt des Erstellens einer Prognose einer Position des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (30) und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) ein Erstellen der Prognose basierend auf einer aktuellen Position, einer aktuellen Geschwindigkeit und/oder einer aktuellen Sollgeschwindigkeitsänderung umfasst.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass
der Schritt des Erstellens einer Prognose einer Position des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (30) und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) ein Erstellen der Prognose unter Berücksichtigung einer Verzögerungszeit des Fahrzeugs (10) zur Änderung der Geschwindigkeit umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schritt des Erstellens Prognose unter Berücksichtigung einer
Verzögerungszeit des Fahrzeugs (10) zur Änderung der Geschwindigkeit ein Erstellen der Prognose unter Berücksichtigung einer Verzögerungszeit zum Beschleunigen des Fahrzeugs (10) und einer davon unabhängigen
Verzögerungszeit zum Verzögern des Fahrzeugs (10) umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass
der Schritt des Erstellens Prognose unter Berücksichtigung einer
Verzögerungszeit des Fahrzeugs (10) zur Änderung der Geschwindigkeit ein Erstellen der Prognose unter Berücksichtigung einer konstanten Verzögerungszeit des Fahrzeugs (10) umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass
der Schritt des Erstellens der Prognose unter Berücksichtigung einer
Verzögerungszeit des Fahrzeugs (10) zur Änderung der Geschwindigkeit ein Parametrisieren der Verzögerungszeit umfasst.
7. Fahrerassistenzsystem (12) für ein Fahrzeug (10), insbesondere als
Parkassistenzsystem (12) zur Durchführung eines autonomen Parkvorgangs für das Fahrzeug (10), wobei
das Fahrerassistenzsystem (12) ausgeführt ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
8. Fahrerassistenzsystem (12) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (12) eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Beschleunigungsschnittstelle des Fahrzeugs (10) aufweist.
9. Fahrzeug (10) mit einem Fahrerassistenzsystem (12) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8.
10. Fahrzeug (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) eine Beschleunigungsschnittstelle zur Verbindung des Fahrzeugs (10) mit einer Schnittstelle des Fahrerassistenzsystems (12) aufweist.
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