WO2020001710A1

WO2020001710A1 - Fahrerassistenzsystem zur auswahl eines bewegungsparametersatzes

Info

Publication number: WO2020001710A1
Application number: PCT/DE2019/200061
Authority: WO
Inventors: Steen Kristensen; Christoph Brand
Original assignee: Conti Temic Microelectronic Gmbh
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2019-06-07
Publication date: 2020-01-02
Also published as: DE102018210585A1; DE112019002502A5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem (400) für ein Fahrzeug, aufweisend eine Sensoranordnung (411, 412, 413), eingerichtet zur Erfassung von Fahrzeug- und Umfelddaten und eine Prozessoranordnung (431, 432, 433, 450). Die Prozessoranordnung (431, 432, 433, 450) ist eingerichtet zur Ermittlung zumindest einer ersten und einer zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen des Fahrzeugs aus den Fahrzeug- und Umfelddaten. Die Prozessoranordnung ist weiterhin zur Bestimmung einer Schnittmenge aus mindestens der ersten und zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen, zur Auswahl eines Bewegungsparametersatzes aus der Schnittmenge und zur Verwendung des ausgewählten Bewegungsparametersatzes zum Bewegen des Fahrzeugs eingerichtet.

Description

Fahrerassistenzsystem zur Auswahl eines

Bewegungsparametersatzes

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug zur Auswahl eines optimalen und kollisionsfreien Bewegungsparametersatzes. Das Fahrerassistenzsystem kann Teil eines autonomen Systems sein. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzverfahren, ein Fahrzeug, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.

Zur Steuerung von Fahrzeugen im Fahrerassistenzbetrieb oder im autonomen Betrieb werden Systeme verwendet die in drei

Komponenten aufgeteilt werden können. Die erste Komponente beinhaltet Sensoren, wie zum Beispiel die Frontkamera, das Front Radar, Seitenradar, Ultraschallsensoren, und weitere Analog-/ Digital Messungen. Die Sensordaten werden zum Beispiel für die Objekterfassung verwendet und finden Eingang in das

Umfeldmodell, wo die erfassten Objekte extrahiert, fusioniert und klassifiziert werden. Hier werden zum Beispiel auch die Fahrbahn oder Hindernisse erkannt. Das finale perzeptive Modell der Umgebung findet zusammen mit der Fahrerabsicht und z.B. der erfassten Geschwindigkeit Eingang in mehrere

Planungskomponenten. Die Planungskomponenten beurteilen die Situation und berechnen zum Beispiel die weitere Trajektorie für das Fahrzeug. Weiterhin werden zum Beispiel die kinematischen Parameter und weitere Bewegungsparameter bestimmt. Aus den Planungskomponenten erhält man verschiedene Optionen, die dann der dritten Komponente, dem Entscheiden, auch „ Arbiter genannt, zugeführt werden. Der Entscheiden wählt die passenden Parameter aus und führt sie der Fahrzeugsteuerung zu.

Der klassische Ablauf der Entscheidung ist: erstens Eingänge vergleichen, zweitens abweichende Eingänge ausschließen, drittens den Ausgang zu dem höchst priorisierten, noch gültigen Eingangssignal zu setzen. Hieraus resultiert ein Problem für zukünftige Fahrerassistenzsysteme und autonome Systeme, da die verschiedenen Optionen der unterschiedlichen/redundanten Planungskomponenten nicht direkt miteinander verglichen werden können aber in sich selbst jeweils zu konsistenten Lösungen führen können. Daher ist eine eindeutige Auswahl nicht mehr unmittelbar möglich.

Der Entscheider gibt die ausgewählten Parameter an die

Fahrzeugsteuerung, bzw. die Aktuatorensteuerung weiter, die zum Beispiel das elektronische Bremssystem, die elektrische

Leistungsnachführung, den Motor, das Mensch - Maschinen - Interface, das Getriebe, etc. ansteuert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bewegungsparametersatz zur Steuerung des Fahrzeugs auszuwählen.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen

Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung, sowie der Figuren.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, aufweisend: eine Sensoranordnung, eingerichtet zur Erfassung von Fahrzeug- und Umfelddaten und eine Prozessoranordnung, eingerichtet zur Ermittlung zumindest einer ersten und einer zweiten Menge an zulässigen nächsten

Bewegungsparametersätzen des Fahrzeugs aus den Fahrzeug- und Umfelddaten. Die Prozessoranordnung ist weiterhin zur Bestimmung einer Schnittmenge aus mindestens der ersten und zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen, zur Auswahl eines Bewegungsparametersatzes aus der Schnittmenge und zur Verwendung des ausgewählten Bewegungsparametersatzes zum Bewegen des Fahrzeugs eingerichtet. Das Fahrerassistenzsystem kann auch in einem autonomen Fahrzeug bzw. einem Fahrzeug in bzw. während eines autonomen Betriebes Anwendung finden. Das Fahrzeug kann zum Beispiel ein Kfz, ein LKW, ein Schiff, ein Flugzeug oder eine Drohne sein. Somit wird ein Fahrerassistenzsystem bzw. ein autonomes System für ein Fahrzeug zur Auswahl eines optimalen und kollisionsfreien Bewegungsparametersatzes bereitgestellt .

Die Sensoranordnung kann in unterschiedliche Sensorgruppen aufgeteilt sein. Jede Sensorgruppe gibt seine erfassten Daten an die Prozessoranordnung weiter. Die Prozessoranordnung kann aus einem oder mehreren Prozessoren bestehen. Es wäre zum Beispiel möglich, dass jede Sensorgruppe seine Daten an einen jeweiligen Prozessor sendet, der die Daten bearbeitet oder dass die Daten der Sensorgruppen durch verschiedene Threads auf einem Prozessor bearbeitet werden. Somit erhält man mehrere Planungspfade, in denen jeweils die Sensordaten bearbeitet werden und jeweils eine Menge an zulässigen Bewegungsparametersätzen ermittelt werden.

Es ist ferner auch möglich, dass ein Planungspfad Sensordaten von unterschiedlichen Sensorgruppen erhält, so dass beispielsweise Daten einer Kamera oder eines Radars Eingang in unterschiedliche Planungspfade finden.

Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Ermittlung zumindest einer ersten und einer zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen des Fahrzeugs aus den Fahrzeug- und Umfelddaten die Ermittlung einer Trajektorie, wobei die zulässigen nächsten Bewegungsparametersätze aus der Trajektorie abgeleitet werden.

Unter zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen sind solche zu verstehen, die das Fahrzeug in einen nächsten sicheren Zustand führen. Die Bewegungsparameter können z.B. von einer oder mehreren ermittelten möglichen Trajektorien abgeleitet werden, die beispielsweise Wegpunkte und -Zeiten beschreiben. Daraus ergeben sich ein oder mehrere Bewegungsparametersätze pro Planungspfad. Aus diesen jeweiligen Mengen pro Planungspfad wird eine Schnittmenge über die Mengen aller Planungspfade hinweg gebildet und ein Bewegungsparametersatz zum Bewegen des

Fahrzeugs ausgewählt. Hierunter fallen generell nicht nur die richtungsbezogene Geschwindigkeit und negative bzw. positive Beschleunigung, sondern sämtliche Parameter zur Ansteuerung der Aktuatoren, wie z.B. des Motors, des Getriebes, der Bremssysteme etc .

Gemäß einer Ausführungsform enthält die erste und zweite Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen jeweils einen optimalen Bewegungsparametersatz, und bei der Auswahl des Bewegungsparametersatzes wird einer der optimalen

Bewegungsparametersätze ausgewählt, falls dieser optimale Bewegungsparametersatz in der Schnittmenge enthalten ist.

Gemäß einer Ausführungsform können Kriterien zur Ermittlung eines optimalen Bewegungsparametersatz ein minimaler

Energieaufwand, ein maximaler Abstand zu Hindernissen, eine minimale Zeit, oder z.B. eine maximale Glätte der Trajektorie sein. Somit erhält man einen Bewegungsparametersatz, der innerhalb eines Planungspfades optimal ist und dennoch auch von den anderen Planungspfaden als zulässig eingestuft wird.

Gemäß einer Ausführungsform betrifft die Auswahl des

Bewegungsparametersatzes denjenigen optimalen

Bewegungsparametersatz, der den kleinsten Abstand zu dem Durchschnitt der weiteren optimalen Bewegungsparametersätzen in der Schnittmenge aufweist.

Gemäß einer Ausführungsform wird der ersten und zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen jeweils eine Priorität zugeordnet, und die Auswahl des

Bewegungsparametersatzes betrifft denjenigen optimalen

Bewegungsparametersatz aus den optimalen

Bewegungsparametersätzen in der Schnittmenge, dessen Menge, der er zugehört, die höchste Priorität aufweist. In anderen Worten ausgedrückt, wird jedem Planungspfad, bzw. jeder Menge eines Planungspfades eine Priorität zugeordnet.

Gemäß einer Ausführungsform erfordert die Ermittlung der ersten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen mehr Rechenleistung als die Ermittlung der zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen .

Beispielsweise erfolgt die Zuweisung der Prioritäten somit in Abhängigkeit der jeweilig verfügbaren Ressourcen, z.B.

Sensorik, Prozessorkraft etc., zur Ermittlung der Mengen an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen. Zum Beispiel wird eine Trajektorie, die einen Überholvorgang darstellt, typischerweise in einem höher priorisierten Pfad generiert als eine, die aus Sicherheitsaspekten bloß für eine Folgefahrt in der eigenen Spur geplant ist.

Der am höchsten priorisierte Pfad wird auch als Hauptpfad, Primärpfad oder Leistungspfad bezeichnet, und die weniger performanten Pfade als Rückfallpfad, Sekundärpfad oder

Sicherheitspfad .

Gemäß einer Ausführungsform ist die Prozessoranordnung zur Bestimmung eines Bewegungsparametersatzes unter

Berücksichtigung der Größe der Schnittmenge eingerichtet.

Die Größe der Schnittmenge stellt ein Maß für die Kritikalität der aktuellen Situation dar. Die Menge wird schrumpfen, wenn entweder sehr viele Hindernisse vorhanden sind, oder wenn die einzelnen, unabhängigen Pfade wenig Übereinstimmung der sicheren Zustände aufweisen. Beides ist kritisch, weshalb die

Schnittmengengröße z.B. dafür verwendet werden kann, die Geschwindigkeit zu regeln.

Somit beinhaltet, gemäß einem Ausführungsbeispiel der

Bewegungsparametersatz einen Geschwindigkeits- oder

Geschwindigkeitsänderungsvektor .

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrerassistenzverfahren für ein Fahrzeug bereitgestellt, aufweisend die Schritte: Erfassen von Fahrzeug- und Umfelddaten; Ermitteln zumindest einer ersten und einer zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen des Fahrzeugs aus den Fahrzeug- und Umfelddaten; Bestimmen einer Schnittmenge aus mindestens der ersten und zweiten Menge an zulässigen nächsten

Bewegungsparametersätzen; Auswählen eines

Bewegungsparametersatzes aus der Schnittmenge; und Verwenden des ausgewählten Bewegungsparametersatzes zum Bewegen des

Fahrzeugs .

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das ein Fahrerassistenzsystem wie oben beschrieben aufweist.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Programmelement

bereitgestellt, das, wenn es auf einer Steuereinheit eines Fahrzeugs ausgeführt wird, das Fahrzeug anweist, die Schritte des Fahrerassistenzverfahrens durchzuführen .

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein computerlesbares Medium bereitgestellt, auf welchem ein solches Programmelement gespeichert ist.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 ein Fahrerassistenzsystem mit einzelnen

Planungspfadergebnissen,

Fig. 2 eine Planungskomponente mit einzelnem

Planungspfadergebnis ,

Fig. 3 eine Planungskomponente mit einer Menge an

Planungspfadergebnissen,

Fig. 4 ein Fahrerassistenzsystem mit einer Menge an

Planungspfadergebnissen,

Fig. 5 ein Fahrerassistenzverfahren,

Fig. 6 ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem, Fig. 7 ein beispielhaftes Szenario,

Fig. 8 eine Menge an Bewegungsparametersätzen eines ersten

Planungspfades des beispielhaften Szenarios,

Fig. 9 eine Menge an Bewegungsparametersätzen eines zweiten

Planungspfades des beispielhaften Szenarios,

Fig. 10 die Auswahl eines Bewegungsparametersatzes durch den

Entscheiden in dem beispielhaften Szenario.

In der folgenden Beschreibung wird der Begriff „

Fahrerassistenzsystem “ global als Gesamtsystem verwendet und einzelne, herkömmlich als „ Assistenzsysteme “ bezeichnete Funktionen wie z.B. Abstandsregeltempomat (Adaptive Cruise Control, ACC) , Spurhalteassistent (Lane Keeping Assisting System, LKSA) und Notbremssytem (Emergency Break System, EBA) zur Unterscheidung zum Gesamtsystem als „

Fahrerassistenz-Funktionen “ bezeichnet.

Die unterschiedlichen Fahrerassistenz-Funktionen können einzeln betrieben werden, wobei ein Entscheiden zu jedem Zeitpunkt entscheidet, welche Funktion zu einer gegebenen Zeit das Fahrzeug kommandieren darf. Das Fahrerassistenzsystem kann aber auch redundant ausgelegt sein. In diesem Fall gibt es nur eine Funktion, welche alle Szenarien abdeckt. Fig. 1 zeigt solch ein System mit den redundanten Pfaden 111---141, 112---142, bzw. 113 143, wobei jeder Pfad eine Sensorgruppe 111, 112 bzw. 113 und eine Planungseinheit 131, 132 bzw. 133 aufweist. Die Daten aus den Sensorgruppen 111, 112 bzw. 113 gelangen jeweils zu den Planungseinheiten 131, 132 bzw. 133, und die Daten aus den Planungseinheiten 131, 132 bzw. 133 gelangen wiederum jeweils zu dem Entscheider 150. Aufgrund der Sicherheit und möglicher Fehlerfälle muss es mindestens eine Rückfall-Instanz geben, welche im Fehlerfall eingreifen kann. Da aber weiterhin nur eine Instanz das Fahrzeug am Ende regeln kann, wird wiederum eine Arbitrierung benötigt, die Aufgabe des Entscheiders 150 ist.

Der „ klassische “ Ablauf der Arbitrierung bei redundant ausgelegten sicherheitskritischen Systemen ist:

1. Vergleiche Eingänge

2. Exkludiere abweichende Eingänge

3. Setze Ausgang zu höchst-priorisiertem, noch gültigem Eingangssignal .

Typischerweise gibt es eine feste Hierarchie der Eingänge. Z.B. könnte der Eingang mit der niedrigsten Nummer (z.B. Eingang 141 in Fig. 1) Priorität haben. Es wird generell als vorteilhaft betrachtet, wenn der Pfad, der über die meisten Ressourcen verfügt (Sensorik, Prozessorkraft etc., z.B. 111---141), die höchste Priorität bekommt und so fort. Dieser Pfad 111---141 wird üblicherweise als Haupt-, Primär- oder Leistungspfad bezeichnet , und die weniger performanten Pfade 112---142, 113···143 als Rückfall-, Sekundär- oder Sicherheitspfade. Entsprechend werden die Planungseinheiten 131 in den höher priorisierten Pfaden 111 141 die „ mutigsten “ Trajektorien generieren. Zum Beispiel wird eine Trajektorie, die einen Überholvorgang darstellt, typischerweise in einem höher priorisierten Pfad 111---141 generiert als eine, die aus Sicherheitsaspekten bloß für Folgefahrt in der eigenen Spur geplant ist.

Prinzipiell muss die Arbitrierung nicht am Ende der

Berechnungskette angesiedelt sein. Z.B. könnte die Auswahl auch zwischen den Ausgängen 121, 122 bzw. 123 der Sense-Blöcke stattfinden und dann lediglich eine Planung anhand dem ausgewählten Ergebnis vorgenommen werden. Allerdings sind diese Schnittstellen deutlich komplexer. Z.B. können über 100 Objekte (Verkehrsteilnehmer, Hindernisse etc . ) an die Planung übertragen werden, was einen Vergleich und die Detektion eines

Fehlverhaltens deutlich erschwert. Zum anderen ist die

Schnittstelle recht weit von der Aktuatoransteuerung 160, und damit von den Sicherheitszielen, entfernt. Zudem können zwei Sense-Komponenten 111, 112, 113 im Nicht-Fehlerfall auch ähnliche Ergebnisse repräsentieren und es ist im Allgemeinen nicht möglich zu entscheiden, welche „ korrekter “ oder sicherer ist. Im Vergleich dazu sind die Schnittstellen nach den

Planungseinheiten 131, 132, 133 deutlich einfacher, und die Signale sind deutlich enger mit den Sicherheitszielen (siehe unten) verbunden. Es wird im Folgenden deshalb nur die

Arbitrierung für die Ausgänge 141, 142, 143 der Planungseinheiten 131, 132, 133 als vorteilhafte Lösung betrachtet.

Abhängig von der Systempartitionierung kann die Schnittstelle zwischen Planung und Arbitrierung entweder die gesamte

Trajektorie oder nur die daraus abgeleiteten Bewegungsparameter für den nächsten Zeitschritt enthalten. Unabhängig davon ist es aber, wie oben dargestellt, im Generellen nicht möglich für die Arbitrierung zu entscheiden, ob einer der Pfade fehlerbehaftet ist und somit den entsprechenden Eingang bei der Auswahl zu ignorieren .

Das übergeordnete Sicherheitsziel jedes AD-Systems kann als „ Durchgängig sicheres Fahren und Anhalten “ beschrieben werden. Für die Fahrstrategie bedeutet dies:

1. Kollisionen vermeiden

2. Halte das Fahrzeug auf befahrbarem Untergrund Aufgabe der Planung ist es also, anhand des Zustandes der Umgebung und der aktuellen Fahrzeug-Dynamik und -Position, eine kollisionsfreie Trajektorie innerhalb der Straße zu generieren. Es gibt dafür i.d.R. eine sehr große Menge an Möglichkeiten, weswegen eine Teilaufgabe der Planung darin besteht, eine „ optimale “ Lösung zu finden.

Die Optimalitätskriterien sind vielfältig. Typische Beispiele sind: minimaler Energieaufwand, maximaler Abstand zu

Hindernissen, minimale Zeit, maximale Glätte der Trajektorie etc. So kann, wie in Fig. 2 dargestellt, die Planung in der Planungseinheit 200 als eine zweigeteilte Aufgabe beschrieben werden :

Schritt 1: Ermittle aus dem Umweltstatus 203 und der

Fahrzeugposition und -dynamik 204 in der Einheit 201 die Menge 205 an zulässigen Traj ektorien .

Schritt 2: Bestimme aus der in Schritt 1 ermittelten Menge 205 in der Einheit 202 unter Berücksichtigung der

Optimalitätskriterien 206 die optimale Trajektorie 207.

Da die Arbitrierung aber einen „ single point of failure darstellt, ist sie möglichst einfach zu gestalten. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass als Eingang für den Entscheiden nicht die Menge an zulässigen Traj ektorien, sondern lediglich die für den nächsten Zeitschritt daraus abgeleiteten Zustände (hier: Bewegungsparameter) verwendet wird. Dies vereinfacht zwar, aber löst nicht das Problem der Nicht-Vergleichbarkeit der Eingänge der Arbitrierung. Die Lösung dieses Problems führt zu der in Fig. 4 dargestellten Planungseinheit 300. Zunächst wird wieder aus dem Umweltstatus 305 und der Fahrzeugposition und -dynamik 305 in der Einheit 301 die Menge 307, 308 an zulässigen Trajektorien ermittelt und sowohl an die Einheit 302 als auch 304 weitergegeben. Die Einheit 302 ermittelt unter Berücksichtigung der Optimalitätskriterien 309 die optimale Traj ektorien . Somit liegen in den Einheiten 303 bzw. 304 die optimale bzw. die gesamte Menge an Trajektorien vor. Die Einheiten 303 bzw. 304 ermitteln nun aus diesen Trajektorien die Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametern und geben diese parallel über die

Schnittstellen 310 bzw. 311 an den Entscheiden weiter.

Fig. 4 zeigt das Gesamt-Fahrerassistenzsystem 400 zum Bewegen eines Fahrzeugs. Die Sensorgruppen 411, 412 bzw. 413 senden über die Schnittstellen 421, 422 bzw. 423 ihre Daten an die

Plaungseinheiten 431, 432 bzw. 433. Die Sensorgruppen können ihre Daten auch z.B. über die Schnittstellen 424, 425 an weitere Planungseinheiten 432 senden. Die Planungseinheiten wiederum senden, wie anhand von Fig. 3 erläutert, ihre Ergebnismengen, also ihre ermittelten Mengen an zulässigen

Bewegungsparametersätzen, an den Entscheiden 450, der eine Auswahl eines Bewegungsparametersatzes trifft und diesen an die Aktuatoren 460 weiterleitet.

Die Menge 441, 451 an Bewegungsparametersätzen der

Planungseinheit 431 enthält die gesamte Menge 451 sowie die optimale Lösung 441 dieses Planungspfades 4x1 (x steht für die Ziffern 1, 2, 3, 4, 5) sowie die suboptimalen, aber zulässigen Lösungen 451. Entsprechend sind in Fig. 4 die optimalen Lösungen 442, bzw. 443 und die suboptimalen, aber zulässigen Lösungen 452 bzw. 453 für die Planungseinheiten 432 bzw. 433 gezeigt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird nun die Schnittmenge der sicheren Zustände für den nächsten Zeitschritt gebildet, unter Berücksichtigung aller Parallelpfade. Das Resultat ist ein erreichbarer Zustandsraum, der die Bedingungen aller Systempfade erfüllt. Als einfachste Möglichkeit wird der Eingang mit der höchsten Priorität, dessen optimales Ergebnis innerhalb dieses zulässigen Zustandsraum liegt, als Ergebnis auf den Ausgang gelegt .

Alternativ kann ein Eingang gewählt werden, der die im zulässigen Zustandsraum sich befindende optimalen Lösungen am besten repräsentiert. Dies könnte zum Beispiel der optimale Zustand sein, der im Zustandsraum den kleinsten durchschnittlichen Abstand zu allen optimalen Lösungen hat.

Eine andere Möglichkeit wäre, die Lösung zu wählen, die sich „ mittiger “ im Zustandsraum befindet, da dies maximale „

Bewegungsfreiheit “ bietet; also Sicherheit durch Maximierung der zulässigen Manöver. Da die Mächtigkeit des gemeinsamen sicheren Zustandsraumes die Menge an möglichen Trajektorien wiedergibt, können hieraus auch Rückschlüsse auf kritische Szenarien getroffen werden.

Weitere Auswahlverfahren sind vorstellbar. Entscheidend ist, dass eine Lösung ausgegeben wird, die zu einem sicheren nächsten Zustand führt, und die von einem Planer als optimal eingestuft worden ist.

Damit wird sichergestellt, dass eine (abhängig von der

Planungseinheit) optimale Trajektorie abgefahren wird, und dies gleichzeitig von allen Pfaden als sicher eingestuft wird. Es ist wichtig zu bemerken, dass es keine Übereinstimmung über die ganze Trajektorie geben muss, lediglich der nächste Schritt muss als sicher gelten. Effektiv bedeutet dies, dass zum Beispiel einer Trajektorie gefolgt werden kann, welche einen Überholvorgang darstellt, solange der „ kurzsichtigere “ bzw. konservativere Sekundärpfad den nächsten Bewegungsschritt „ mitgehen “ kann; sprich der Sekundärpfad wird angesichts des Bewegungsschritts noch das Fahrzeug in einen, aus seiner Sicht, sicheren Zustand bringen können.

Zusammengefasst ist der Ablauf der Arbitrierung also wie folgt:

1. Bilde die Schnittmenge von allen Inputmengen von sicher eingestuften Zuständen.

2. Exkludiere Traj ektorien, deren nächster Schritt zu einem Zustand außerhalb dieser Menge führt.

3. Wähle eine „ optimale “ Trajektorie aus der Menge der „ sicheren “ Traj ektorien .

Der Fall, dass keiner der optimalen nächsten Bewegungsschritte innerhalb der Schnittmenge der sicheren Bewegungen liegt bzw. dass die Schnittmenge die leere Menge ist, wird als Ausnahme abgefangen und führt zu einer entsprechenden Systemreaktion.

Fig. 5 zeigt ein Fahrerassistenzverfahren (500) für ein Fahrzeug (600), aufweisend die Schritte:

- Erfassen 501 von Fahrzeug- und Umfelddaten;

- Ermitteln 502 zumindest einer ersten und einer zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen des Fahrzeugs aus den Fahrzeug- und Umfelddaten;

- Bestimmen 503 einer Schnittmenge aus mindestens der ersten und zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen;

- Auswählen 504 eines Bewegungsparametersatzes aus der

Schnittmenge; und

- Verwenden 505 des ausgewählten Bewegungsparametersatzes zum Bewegen des Fahrzeugs.

Fig. 6 zeigt ein Fahrzeug 600, das ein Fahrerassistenzsystem 400 gemäß obiger Beschreibung aufweist. Das Fahrerassistenzsystem wird im Folgenden anhand eines Beispiels und den Fig. 7 bis 10 sowie Fig. 4 erläutert.

In dem Szenario gemäß Fig. 7 fährt ein Fahrzeug 701 auf einer zweispurigen Autobahn 700 ohne Notspur. Nicht-überfahrbare Objekte 702 werden auf der eigenen Spur erkannt. Aus Gründen der Einfachheit wird in diesem Beispiel ein System mit nur zwei Planungspfaden 4x1, 4x2 betrachtet.

Der primäre Pfad 4x1 verfügt über mehr Eingangsdaten 421 und Prozessorkraft, und hat somit einen weiteren Horizont als der sekundäre Pfad 4x2, der hauptsächlich für Kollisionsvermeidung ausgelegt ist.

Die Menge der sicheren nächsten Bewegungsschritte 451 und der optimale nächste Bewegungsschritt 441 aus Sicht des

Primär-Pfades 4x1 kann wie in Fig. 8 gezeigt im Zustandsraum 800 (in diesem Fall mit den Fahrzeug- Längs- und

Quergeschwindigkeiten repräsentiert) dargestellt werden. Die Menge der möglichen (sicheren) nächsten Zustände

(Geschwindigkeiten V_lat, V_long) sind als geschlossenes Polygon 801 dargestellt. Laterale Geschwindigkeiten bzgl. der

Fahrtrichtung nach rechts sind generell nicht zulässig, da diese das Fahrzeug zu nahe an die Leitplanke lenken würden. Verzögern ist möglich, allerdings bevorzugt die Planungseinheit 431 den Punkt 803, d.h., das Hindernis 702 mit unveränderter

Geschwindigkeit in Längsrichtung links zu umfahren.

Die Planungseinheit 432 des sekundären Pfades 4x2 ist eher für Kollisionsvermeidung ausgelegt und hat auf der Eingangsseite 422 nicht die gleichen Informationen und demzufolge sieht das Ergebnis wie folgt aus.

Der Sekundär-Planungseinheit 432 hat, wie in Fig. 9 gezeigt, eine kleinere Menge 452, 901 an zulässigen Bewegungsparametern ermittelt und bevorzugt das Fahrzeug 701 in der Spur kräftig zu verzögern, wie als Punkt 902 dargestellt. Der Entscheider 450 kann jetzt die Schnittmenge der sicheren Zustände bilden und der Reihe nach überprüfen, welche der für den nächsten Parametersatz bevorzugten Punkte in dieser Menge enthalten sind. In dem Beispiel wäre der Vorschlag 803 von der primären Planungseinheit 431 noch enthalten, und somit würde das Fahrzeug eine Linksumfahrung des Objekts 702 einleiten.

Falls der optimale Punkt 803 von der primären Planungseinheit 431 nach der Schnittmengenbildung nicht in der sicheren Menge enthalten wäre, könnte alternativ überlegt werden, den Punkt in diese Menge „ hineinzuziehen “. Dies würde effektiv bedeuten, dass der Entscheider 450 einen sicheren, aber sub-optimalen Plan auswählen würde. Da der Entscheider 450 nicht wissen kann, warum dieser Plan nicht als optimal ausgewählt wurde (z.B. Limitierung der Beschleunigungen) wird diese Möglichkeit explizit als nicht gewünscht angesehen. In Ausnahmefälle kann dies allerdings noch bevorzugt werden, wenn die einzige andere Alternative wäre, kräftig zu bremsen oder die Funktion kurzfristig zu beenden.

Claims

Ansprüche

1. Fahrerassistenzsystem (400) für ein Fahrzeug, aufweisend:

- eine Sensoranordnung (411, 412, 413), eingerichtet zur Erfassung von Fahrzeug- und Umfelddaten;

- eine Prozessoranordnung (431, 432, 433, 450), eingerichtet zur

- Ermittlung zumindest einer ersten und einer zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen des Fahrzeugs aus den Fahrzeug- und Umfelddaten;

- Bestimmung einer Schnittmenge aus mindestens der ersten und der zweiten Menge an zulässigen nächsten

Bewegungsparametersätzen;

- Auswahl eines Bewegungsparametersatzes aus der

Schnittmenge; und

- Verwendung des ausgewählten Bewegungsparametersatzes zum Bewegen des Fahrzeugs.

2. Fahrerassistenzsystem (400) nach Anspruch 1, wobei die erste und zweite Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen jeweils einen optimalen Bewegungsparametersatz enthält, und wobei bei der Auswahl des Bewegungsparametersatzes einer der optimalen Bewegungsparametersätze ausgewählt wird, falls dieser optimale Bewegungsparametersatz in der Schnittmenge enthalten ist .

3. Fahrerassistenzsystem (400) nach Anspruch 2 , wobei die Auswahl des Bewegungsparametersatzes denjenigen optimalen

Bewegungsparametersatz betrifft, der den kleinsten Abstand zu dem Durchschnitt der weiteren optimalen Bewegungsparametersätze in der Schnittmenge aufweist.

4. Fahrerassistenzsystem (400) nach Anspruch 2, wobei der ersten und zweiten Menge an zulässigen nächsten

Bewegungsparametersätzen jeweils eine Priorität zugeordnet wird, und die Auswahl des Bewegungsparametersatzes denjenigen optimalen Bewegungsparametersatz aus den optimalen

Bewegungsparametersätzen in der Schnittmenge betrifft, dessen Menge, der er zugehört, die höchste Priorität aufweist.

5. Fahrerassistenzsystem (400) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Prozessoranordnung (102) zur Bestimmung eines Bewegungsparametersatzes unter Berücksichtigung der Größe der Schnittmenge eingerichtet ist.

6. Fahrerassistenzsystem (400) nach Anspruch 5, wobei der Bewegungsparametersatz einen Geschwindigkeits- oder

Geschwindigkeitsänderungsvektor beinhaltet .

7. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ermittlung der ersten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen mehr Rechenleistung erfordert als die Ermittlung der zweiten Menge an zulässigen nächsten

Bewegungsparametersätzen .

8. Fahrerassistenzverfahren (400) für ein Fahrzeug (600), aufweisend die Schritte:

- Erfassen von Fahrzeug- und Umfelddaten;

- Ermitteln zumindest einer ersten und einer zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen des Fahrzeugs aus den Fahrzeug- und Umfelddaten;

- Bestimmen einer Schnittmenge aus mindestens der ersten und zweiten Menge an zulässigen nächsten Bewegungsparametersätzen;

- Auswählen eines Bewegungsparametersatzes aus der Schnittmenge; und

- Verwenden des ausgewählten Bewegungsparametersatzes zum Bewegen des Fahrzeugs.

9. Fahrzeug (600), das ein Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.

10. Programmelement, das, wenn es auf einer Steuereinheit (431, 432, 433, 450) eines Fahrzeugs (600) ausgeführt wird, das Fahrzeug anweist, die Schritte des Anspruchs 8 durchzuführen.

11. Computerlesbares Medium, auf welchem ein Programmelement nach Anspruch 10 gespeichert ist.