WO2024013146A1 - Method for controlling a vehicle - Google Patents

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WO2024013146A1
WO2024013146A1 PCT/EP2023/069141 EP2023069141W WO2024013146A1 WO 2024013146 A1 WO2024013146 A1 WO 2024013146A1 EP 2023069141 W EP2023069141 W EP 2023069141W WO 2024013146 A1 WO2024013146 A1 WO 2024013146A1
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WO
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vehicle
driving
driving task
assigned
parameter values
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/069141
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Inventor
Simon MANUZZI
Martin WOJKOWSKY
Mattis PASCH
Karsten Georg
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • B60W2754/30Longitudinal distance

Definitions

  • the present disclosure relates to methods of controlling a vehicle.
  • a situation analysis is typically carried out followed by a motion control that determines control signals for the vehicle's actuators.
  • Information about the corridor (lateral boundaries, dynamic objects such as other road users) that the movement control must take into account is transmitted via the interface between situation analysis and motion control.
  • Another approach is to combine all dynamic objects into a few boundaries, ie the objects to be taken into account in the control are preselected before the motion control.
  • Driving dynamics limits apply generally for the interface and there is only one driving task (“drive to from”), which generally applies to the interface between situation analysis and motion control.
  • this strong abstraction prevents targeted reactions to individual dynamic objects.
  • the preselection of the relevant objects can lead to implausible overall behavior if the prediction of the dynamic objects is poor and the preselection therefore changes.
  • the invention is based on the object of avoiding the disadvantages of the above approaches and accordingly providing an interface between situation analysis and motion control, which provides an abstraction of a driving task, but at the same time provides the motion controller with all the information required to carry out the driving task comfortably and in the manner of a human driver.
  • a method for controlling a vehicle comprising determining a traffic situation from sensor data, determining, by means of a traffic situation analysis function, a behavior of the vehicle that is suitable for the traffic situation, specifying the determined behavior in the form of one or more driving tasks, each with one or more associated ones Parameter values that indicate the dynamic behavior of the vehicle and / or a distance from a respective reference point, generating, for each driving task, a driving task data set which has an indication of the driving task and the respective one or more associated parameter values, transferring each generated driving task -Data set to a motion control fiction, generating, through the motion control fiction, control signals to fulfill the one or more driving tasks; and
  • the driving task data sets (which are each assigned to an object, for example) provide an object-specific description of each driving task and the movement of the vehicle is limited specifically for each of the objects.
  • the objects do not necessarily have to correspond to real objects, but can be created virtually. This enables flexible and fine adjustment of the vehicle movement, for example to user settings, ie user inputs that are recorded and according to which at least some of the parameter values are set, although generic driving tasks are still specified.
  • the generic driving tasks enable a reduction in the complexity of the motion control (i.e. a motion controller) and enable reusability of individual components of the motion controller for various features (ACC (Adaptive Cruise Control) including predictive ACC, AEB (Autonomous Emergency Braking),... )
  • ACC Adaptive Cruise Control
  • AEB Automatic Emergency Braking
  • Embodiment 1 is a method of controlling a vehicle as described above.
  • Embodiment example 2 is a method according to embodiment example 1, wherein the one or more associated parameter values indicate a limitation of a jerk and/or an acceleration and/or a speed.
  • the driving tasks are parameterized so that they are an abstract representation that can be adapted to a respective traffic situation, i.e. so that the traffic situation is described by the driving task data sets so that the motion control function can control the vehicle in an appropriate manner.
  • Embodiment example 3 is a method according to embodiment example 1 or 2, comprising determining one or more further road users, with at least some of the road users being assigned a respective driving task of the one or more driving tasks.
  • Embodiment 4 is a method according to one of embodiments 1 to 3, wherein for a driving task that is assigned to one of the road users and for the one or more parameter values indicate a distance from a respective reference point, the reference point is a geometric limit that is specified by the other road user.
  • Embodiment 5 is a method according to one of embodiments 1 to 4, wherein at least one of the driving tasks is assigned to a virtual object for which there is no real object in the area surrounding the vehicle.
  • driving tasks such as adhering to a speed limit
  • driving tasks can be implemented or such a driving task can be transferred to the motion control in the form of a driving task data record.
  • Embodiment 6 is a method according to one of embodiments 1 to 5, wherein at least one of the driving tasks is assigned to a stationary object.
  • Embodiment 7 is a vehicle control device that is set up to carry out a method according to one of embodiments 1 to 6.
  • Embodiment 8 is a computer program with instructions that, when executed by a processor, cause the processor to perform a method according to any of Embodiments 1 to 6.
  • Embodiment 9 is a computer-readable medium that stores instructions that, when executed by a processor, cause the processor to perform a method according to any of Embodiments 1 to 6.
  • similar reference numbers generally refer to the same parts throughout the several views. The drawings are not necessarily to scale, emphasis instead being placed generally on illustrating the principles of the invention. In the following description, various aspects will be described with reference to the following drawings.
  • Figure 1 shows a vehicle
  • Figure 2 shows an exemplary traffic scenario with an ego vehicle and several other road users.
  • Figure 3 shows an example of a traffic scenario with an ego vehicle, a first further vehicle with an assigned first geometric limit and a second vehicle with an assigned second geometric limit.
  • Figure 4 shows an example of a traffic scenario with an ego vehicle and another vehicle with an assigned U-shaped geometric boundary.
  • Figure 5 shows a flowchart that represents a method for controlling a vehicle according to an embodiment.
  • Figure 1 shows a vehicle 101.
  • a vehicle 101 for example a car or truck, is provided with a vehicle control device 102.
  • the vehicle control device 102 includes data processing components, e.g. one or more processors (e.g. one or more CPUs (central processing unit) or microcontrollers) 103 and one or more memories 104 for storing control software 107 that is executed by the CPU 103 (i.e. according to which the vehicle control device 102 works) and data processed by the processor 103.
  • processors e.g. one or more CPUs (central processing unit) or microcontrollers
  • memories 104 for storing control software 107 that is executed by the CPU 103 (i.e. according to which the vehicle control device 102 works) and data processed by the processor 103.
  • the stored control software (computer program) 107 has instructions that, when executed by the processor, cause the processor 103 to perform driver assistance functions (or collect driving data) or even control the vehicle autonomously.
  • the data stored in memory 104 may include, for example, sensor data (e.g. image data) captured by one or more sensors 105 (e.g. cameras).
  • sensor data e.g. image data
  • sensors 105 e.g. cameras
  • the vehicle control device 102 can then determine, for example based on the sensor data (e.g. images), whether and which objects, e.g. fixed objects such as traffic signs or road markings or moving objects such as pedestrians, animals and other vehicles (i.e. other road users) are present in the area surrounding the vehicle 101 are, i.e. carry out object detection.
  • the sensor data e.g. images
  • objects e.g. fixed objects such as traffic signs or road markings or moving objects such as pedestrians, animals and other vehicles (i.e. other road users) are present in the area surrounding the vehicle 101 are, i.e. carry out object detection.
  • the vehicle 101 can then be controlled by the vehicle control device 102 according to the results of the object detection.
  • the vehicle control device 102 may control an actuator 106 (e.g. a brake) to control the speed of the vehicle, e.g. to brake the vehicle.
  • an actuator 106 e.g. a brake
  • the vehicle control device 102 can also be implemented in a distributed manner, ie implemented by several data processing devices (eg ECUs (Electronic Control Units) that are connected to one another.
  • the control software 107 for the various driving functions is typically complex and consists of many subcomponents that interact with each other.
  • a control consists of data acquisition (using one or more sensors 105), processing (i.e. decision-making and generation of corresponding control signals) and the actual action according to the generated control signals by the actuators and / or respective controllers, etc.
  • the processing can have the following functional chain for the provision of an automated driving fiction:
  • Movement planning i.e. planning where, at what speed and at what acceleration the vehicle 101 will be moved
  • each function is provided by a respective software component.
  • the functions 3)-5) become the function of a “motion control device” or a “motion controller”, MC 109 in Figure 1, i.e. the function of the “motion control”, i.e. a movement control function, summarized.
  • the architecture for an automated driving fiction typically aims to divide the overall processing into manageable, smaller subtasks. These sub-problems should be able to be developed as independently of one another as possible and the dependencies between them should be as clear and structured as possible.
  • the interface 110 between the situation analysis 108 and the motion controller 109 (also referred to as the corridor interface)
  • An abstraction is desirable in order to be able to implement the motion controller 109 as independently as possible of the specific driving function (ie driving task) and thereby increase its reusability (ie even if a module for perception or situation analysis 108, for example a respective software component, exchanged).
  • the motion controller 109 takes into account a respective “corridor” during processing. This is given by a lateral boundary (based on lanes, road boundaries,%) and dynamic and static objects (other road users such as other vehicles, people, animals and also static obstacles,). The motion controller 109 must generate control signals for the actuators 106 (or respective controllers) in such a way that the vehicle 101 stays within the lateral boundaries and avoids collisions with dynamic objects and maintains a minimum distance therefrom.
  • the information required for this is transmitted from the situation analysis 108 to the motion controller 109 in the form of an abstracted description of (static or dynamic, real or virtual) objects around the (ego) vehicle 101, which is independent of the object type is.
  • driving dynamics limit values are assigned to each of these abstracted objects, which limit the reaction of the vehicle 101 (ego reaction) to this object.
  • each of the objects is assigned an abstracted driving task, which specifies the expected behavior to this object to the movement controller 109.
  • each of the other road users is assigned a driving task data record with the following information on the interface:
  • Driving task for the ego vehicle
  • Geometric limit Dynamic limits Such driving task data sets that contain this or part of this information can also be assigned to other objects, in particular to each of one or more virtual objects.
  • the driving task describes an abstracted target behavior of the ego vehicle towards other road users (or generally the respective object).
  • Possible (abstracted) driving tasks can be:
  • the driving task is assigned to a virtual object without a geometric boundary, for example
  • a specific speed at a specific location (in this case, for example, the driving task is assigned to a virtual object and the geometric boundary indicates, for example, the location at which the speed is to be achieved)
  • Figure 2 shows an exemplary traffic scenario with an ego vehicle 201 and with several other road users 202, 203.
  • the boundaries 204 assigned to the other road users 202 are shown as dashed lines. In this example, they are located (along the course of the road) in front of the ego vehicle 201, each at the rear of another road user 202, 203, but they can also be behind the ego vehicle 202 at the front of road users 202, 203.
  • the boundaries 204 initially have no lateral restriction across the road, but are infinitely extended.
  • a boundary does not need to be assigned exactly to a road user; rather, either several road users can be abstracted by a boundary, such as the two road users 203 here, whose rear is at the same height, or there is no physical equivalent of a geometric boundary (in the case of a virtual one Object to realize a specific driving task, such as the above task of reaching a speed at a specific location).
  • the dynamic limits which can be part of a driving task data set as a third component, are dynamic limits that indicate limitations on the vehicle movement that the movement controller 109 takes into account. Possible limits can be:
  • Minimum and maximum acceleration limits (longitudinal and/or transverse)
  • Minimum and maximum speed limits (longitudinal and/or transverse)
  • Distance requirements (relative or absolute, longitudinal and/or transverse)
  • Comfort level (relative)
  • Figure 3 shows an example of a traffic scenario with an ego vehicle 301, a first further vehicle 302 with an associated first geometric boundary 304 and a second vehicle 303 with an associated second geometric boundary 305.
  • the situation analysis 108 determines here that it should be avoided that the ego vehicle 301 overtakes on the right (e.g. for ACC).
  • Table 1 shows examples of the data set for the first additional vehicle 302 (right column) and the data set for the second additional vehicle 303 (middle column), which the situation analysis 108 transmits to the motion controller 109 via the interface 110.
  • the driving task can also be “reaching a certain speed at a certain place” if one assumes that the vehicle can be overtaken on the right at a certain relative speed.
  • the maximum number of road users (or objects, which can also include virtual objects) for which the situation analysis 108 transmits data sets to the motion controller 109 via the interface 110 is not limited.
  • a data set (for a virtual object) with only one driving task and dynamic limits can also be transferred to the motion controller 109.
  • a simple cruise control can be implemented in which only a desired speed is set.
  • the interface 110 can be expanded for lateral driving functions (i.e. driving tasks).
  • driving tasks i.e. driving tasks
  • the one-dimensional geometric boundary is extended to a two-dimensional U-shape, for example.
  • the other two components are retained, so that a data set that is transmitted on the interface 110 can have the following components in this embodiment:
  • Driving task Geometric limit two-dimensional U-shape
  • the lateral extent of other road users or other objects is taken into account. As in the previous case, these do not have to be real objects (but an object can also be a virtual object) and stationary objects (lost charge, etc.) can also be abstracted.
  • Figure 4 shows an example of a traffic scenario with an ego vehicle 401 and another vehicle 402 with an assigned geometric (U-shaped) boundary 403.
  • the situation analysis 108 determines here that an emergency evasion function should be carried out.
  • Table 2 shows an example of the data record for the additional vehicle 402, which the situation analysis 108 transmits to the motion controller 109 via the interface 110.
  • the interface 110 enables a combined longitudinal and transverse reaction of the ego vehicle 401 to the traffic situation.
  • Figure 5 shows a flowchart 5, which represents a method for controlling a vehicle according to an embodiment.
  • a traffic situation is determined from sensor data (i.e. sensor data is recorded and a traffic situation is determined from it, e.g. using object detection, etc.).
  • a traffic situation analysis function is used to determine vehicle behavior that is suitable for the traffic situation (complete control, depending on the case). of the vehicle or a control to assist the driver, such as maintaining a distance).
  • the determined behavior is specified in the form of one or more driving tasks, each with one or more associated parameter values that indicate the dynamic behavior of the vehicle and/or a distance from a respective reference point (i.e. a geometric limit in the above examples).
  • a driving task data record is created for each driving task, which contains information about the driving task and the respective one or more associated parameter values.
  • the driving task data record can be generated in the form of a predetermined driving task data record structure.
  • the driving task data set structure is, for example, a structure corresponding to one of the two right columns of Table 1 or the right column of Table 2, which has fields (information elements) for the driving tasks and the parameter values, i.e. a data structure such as a struct or a class for each driving task -Record.
  • individual partial information e.g. distance information, acceleration limit,...) for all objects can be packaged in a data type (i.e.
  • the driving task data set structure corresponds to a structure that results when all data structures (each storing one type of information such as distances, limits, etc.) are considered together, i.e. as the structure that contains all such arrays, lists, vectors, etc.
  • the parameter values can also specify ranges, e.g. in the form of an interval or a comfort level as in the examples above.
  • each generated driving task data set is passed to a motion control fiction.
  • the motion control function generates control signals to fulfill the one or more driving tasks.
  • the vehicle is controlled using the control signals generated (ie, for example, the control signals are transferred to actuators or respective controllers, etc.).
  • the method of Figure 5 is computer implemented according to various embodiments and can be carried out by one or more computers with one or more data processing units.
  • the term “data processing unit” can be understood as any type of entity that enables the processing of data or signals.
  • the data or signals may, for example, be treated according to at least one (ie, one or more than one) specific function performed by the data processing unit.
  • a data processing unit may be an analog circuit, a digital circuit, a logic circuit, a microprocessor, a microcontroller, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a digital signal processor (DSP), a programmable gate array integrated circuit (FPGA), or any combination include it or be formed from it. Any other way to implement the functions described herein may also be understood as a data processing unit or logic circuitry.
  • One or more of the method steps described in detail here can be carried out (e.g. implemented) by a data processing unit through one or more special functions that are carried out by the data processing unit.
  • the traffic situation analysis function and the motion control function can be implemented by the same or by separate data processing units or data processing devices.
  • Different embodiments can receive sensor signals from different sensors such as. B. Receive and use video, radar, LiDAR, ultrasound, motion, thermal imaging, etc. to determine the traffic situation.
  • the sensor data can be processed appropriately for this purpose. This may include classifying the sensor data or performing semantic segmentation on the sensor data, for example to detect the presence of objects (in the vicinity of the vehicle).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a method for controlling a vehicle (101), the method comprising: identifying a traffic situation from sensor data; identifying, using a traffic-situation analysis function, a behavior for the vehicle (101) appropriate for the traffic situation; specifying the identified behavior in the form of one or more driving tasks each having one or more associated parameter values which indicate the dynamic behavior of the vehicle (101) and/or a distance from a relevant reference point; generating, for each driving task, a driving-task data record comprising a specification of the driving task and of the relevant one or more associated parameter values; transferring each driving-task data record that has been generated to a movement-control function; generating, by means of the movement-control function, control signals for completing the one or more driving tasks; and controlling the vehicle (101) by means of the control signals that have been generated.

Description

Beschreibung Description
Titel title
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs Method for controlling a vehicle
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs. The present disclosure relates to methods of controlling a vehicle.
Bei der Bereitstellung von Fahrerassistenzfunktionen oder auch Funktionen für das autonome Fahren erfolgt typischerweise eine Situationsanalyse gefolgt von einer Bewegungssteuerung, die Steuersignale für Aktuatoren des Fahrzeugs ermittelt. Über die Schnittstelle zwischen Situationsanalyse und Bewegungssteuerung wird Information über den Korridor (laterale Begrenzungen, dynamische Objekte wie andere Verkehrsteilnehmer), den die Bewegungssteuerung berücksichtigen muss, übertragen. When providing driver assistance functions or functions for autonomous driving, a situation analysis is typically carried out followed by a motion control that determines control signals for the vehicle's actuators. Information about the corridor (lateral boundaries, dynamic objects such as other road users) that the movement control must take into account is transmitted via the interface between situation analysis and motion control.
Ein möglicher Ansatz hierfür ist, dass keine Korridorabstraktion der dynamischen Objekte stattfmdet. Objekte mit ihren realen Fahrzeugeigenschaften und -relationen zur Umwelt (z.B. Spurzuordnung, Fahrzeugtyp) werden der Bewegungssteuerung direkt zur Verfügung gestellt. Dadurch ist eine sehr genaue Adaption an Objekttyp möglich, und indirekt kann eine jeweilige Fahraufgabe durch die Bewegungssteuerung abgeleitet werden. Fahrdynamische Grenzwerte werden der Bewegungssteuerung dabei nicht übermittelt, diese legt die Bewegungssteuerung selbst fest. Dadurch entsteht jedoch eine hohe Abhängigkeit von der Bewegungssteuerung von der Situationsanalyse, ein hoher Applikationsaufwand auf Seite der Bewegungssteuerung und eine komplexe Logik mit vielen Sonderfallen. A possible approach for this is that no corridor abstraction of the dynamic objects takes place. Objects with their real vehicle properties and relationships to the environment (e.g. lane assignment, vehicle type) are made directly available to the motion control. This makes very precise adaptation to the object type possible, and a respective driving task can be derived indirectly through the motion control. Driving dynamic limit values are not transmitted to the motion control; these are determined by the motion control itself. However, this creates a high dependency of the motion control on the situation analysis, a high application effort on the motion control side and a complex logic with many special cases.
Ein weiterer Ansatz ist die Zusammenfassung aller dynamischen Objekte zu wenigen Grenzen, d.h. vor der Bewegungssteuerung werden bereits die bei der Regelung zu berücksichtigenden Objekte vorausgewählt. Dabei gelten fahrdynamische Grenzwerte generell fur die Schnitstelle und es gibt insgesamt nur eine Fahraufgabe („Fahre nach vom“), die generell für die Schnitstelle zwischen Situationsanalyse und Bewegungssteuerung gilt. Diese starke Abstraktion verhindert jedoch zielgerichtetes Reagieren auf einzelne dynamische Objekte. Außerdem kann die Vorauswahl der relevanten Objekte zu nicht plausiblem Gesamtverhalten führen, wenn die Prädiktion der dynamischen Objekte schlecht ist und die Vorauswahl deshalb wechselt. Another approach is to combine all dynamic objects into a few boundaries, ie the objects to be taken into account in the control are preselected before the motion control. Driving dynamics limits apply generally for the interface and there is only one driving task (“drive to from”), which generally applies to the interface between situation analysis and motion control. However, this strong abstraction prevents targeted reactions to individual dynamic objects. In addition, the preselection of the relevant objects can lead to implausible overall behavior if the prediction of the dynamic objects is poor and the preselection therefore changes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile der obigen Ansätze zu vermeiden und dementsprechend eine Schnitstelle zwischen Situationsanalyse und Bewegungssteuerung bereitzustellen, die eine Abstraktion einer Fahraufgabe leistet, dabei aber der Bewegungssteuerung alle benötigten Informationen bereitstellt, um die Fahraufgabe komfortabel und in der Art eines menschlichen Fahrers auszufuhren. The invention is based on the object of avoiding the disadvantages of the above approaches and accordingly providing an interface between situation analysis and motion control, which provides an abstraction of a driving task, but at the same time provides the motion controller with all the information required to carry out the driving task comfortably and in the manner of a human driver.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs bereitgestellt, aufweisend Ermiteln einer Verkehrssituation aus Sensordaten, Ermiteln, durch eine Verkehrssituationsanalysefunktion, eines für die Verkehrssituation geeigneten Verhaltens des Fahrzeugs, Spezifizieren des ermitelten Verhaltens in Form einer oder mehrerer Fahraufgaben mit jeweils ein oder mehreren zugehörigen Parameterwerten, die das dynamische Verhalten des Fahrzeugs und/oder einen Abstand gegenüber einem jeweiligen Bezugspunkt angeben, Erzeugen, für jede Fahraufgabe, eines Fahraufgaben-Datensatzes gemäß, der eine Angabe der Fahraufgabe und der jeweiligen ein oder mehreren zugehörigen Parameterwerte aufweist, Übergeben jedes erzeugten Fahraufgaben-Datensatzes an eine Bewegungssteuerungsfimktion, Erzeugen, durch die Bewegungssteuerungsfimktion, von Steuersignalen zur Erfüllung der einen oder mehreren Fahraufgaben; und According to various embodiments, a method for controlling a vehicle is provided, comprising determining a traffic situation from sensor data, determining, by means of a traffic situation analysis function, a behavior of the vehicle that is suitable for the traffic situation, specifying the determined behavior in the form of one or more driving tasks, each with one or more associated ones Parameter values that indicate the dynamic behavior of the vehicle and / or a distance from a respective reference point, generating, for each driving task, a driving task data set which has an indication of the driving task and the respective one or more associated parameter values, transferring each generated driving task -Data set to a motion control fiction, generating, through the motion control fiction, control signals to fulfill the one or more driving tasks; and
Steuern des Fahrzeugs mitels der erzeugten Steuersignale. Controlling the vehicle using the control signals generated.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren erfolgt durch die Fahraufgaben-Datensätze (die beispielsweise jeweils einem Objekt zugeordnet sind), eine objektspezifische Beschreibung jeder Fahraufgabe und die Bewegung des Fahrzeugs ist spezifisch für jedes der Objekte limitiert. Die Objekte müssen hierbei nicht unbedingt realen Objekten entsprechen, sondern können virtuell gebildet werden. Dies ermöglicht eine flexible und feine Anpassung der Fahrzeugbewegung, z.B. an Benutzereinstellungen, d.h. Benutzereingaben, die erfasst werden, und gemäß denen zumindest ein Teil der Parameterwerte gesetzt wird, obwohl trotzdem generische Fahraufgaben vorgegeben werden. Die generischen Fahraufgaben ermöglichen eine Reduktion der Komplexität der Bewegungssteuerung (d.h. eines Bewegungs-Controllers) und ermöglichen Wiederverwendbarkeit einzelner Komponenten des Bewegungs- Controllers für verschiedene Features (ACC (Adaptive Cruise Control) inkl. prädiktives ACC, AEB (Autonomous Emergency Braking),..) In the method described above, the driving task data sets (which are each assigned to an object, for example) provide an object-specific description of each driving task and the movement of the vehicle is limited specifically for each of the objects. The objects do not necessarily have to correspond to real objects, but can be created virtually. This enables flexible and fine adjustment of the vehicle movement, for example to user settings, ie user inputs that are recorded and according to which at least some of the parameter values are set, although generic driving tasks are still specified. The generic driving tasks enable a reduction in the complexity of the motion control (i.e. a motion controller) and enable reusability of individual components of the motion controller for various features (ACC (Adaptive Cruise Control) including predictive ACC, AEB (Autonomous Emergency Braking),... )
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele angegeben. Various exemplary embodiments are given below.
Ausführungsbeispiel 1 ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, wie oben beschrieben. Embodiment 1 is a method of controlling a vehicle as described above.
Ausfuhrungsbeispiel 2 ist ein Verfahren nach Ausführungsbeispiel 1, wobei die ein oder mehreren zugehörigen Parameterwerte eine Beschränkung eines Rucks und/oder einer Beschleunigung und/oder einer Geschwindigkeit angeben. Embodiment example 2 is a method according to embodiment example 1, wherein the one or more associated parameter values indicate a limitation of a jerk and/or an acceleration and/or a speed.
In anderen Worten sind die Fahraufgaben parametrisiert, sodass sie eine abstrakte Repräsentation, die an eine jeweilige Verkehrssituation angepasst werden können, d.h. sodass die Verkehrssituation durch die Fahraufgaben-Datensätze beschrieben ist, sodass die Bewegungssteuerungsfunktion das Fahrzeug in geeigneterWeise steuern kann. In other words, the driving tasks are parameterized so that they are an abstract representation that can be adapted to a respective traffic situation, i.e. so that the traffic situation is described by the driving task data sets so that the motion control function can control the vehicle in an appropriate manner.
Ausfuhrungsbeispiel 3 ist ein Verfahren nach Ausfuhrungsbeispiel 1 oder 2, aufweisend Ermitteln einer oder mehrerer weiterer Verkehrsteilnehmer, wobei zumindest manchen der Verkehrsteilnehmer eine jeweilige Fahraufgabe der ein oder mehreren Fahraufgaben zugeordnet wird. Embodiment example 3 is a method according to embodiment example 1 or 2, comprising determining one or more further road users, with at least some of the road users being assigned a respective driving task of the one or more driving tasks.
Dies schafft eine abstrakte Repräsentation von Verkehrsteilnehmern als eine (oder auch jeweils mehrere) Fahraufgaben und deren Berücksichtigung bei der Bewegungssteuerung, ohne dass der Bewegungssteuerungsfimktion eine detaillierte Beschreibung der weiteren Verkehrsteilnehmer zu übergeben werden braucht. This creates an abstract representation of road users as one (or several) driving tasks and their consideration in the movement control, without the movement control fiction having to be given a detailed description of the other road users.
Ausführungsbeispiel 4 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 3, wobei für eine Fahraufgabe, die einem der Verkehrsteilnehmer zugeordnet ist und für den die ein oder mehreren Parameterwerte einen Abstand gegenüber einem jeweiligen Bezugspunkt angeben, der Bezugspunkt eine geometrische Grenze ist, die durch den weiteren Verkehrsteilnehmer vorgegeben ist. Embodiment 4 is a method according to one of embodiments 1 to 3, wherein for a driving task that is assigned to one of the road users and for the one or more parameter values indicate a distance from a respective reference point, the reference point is a geometric limit that is specified by the other road user.
Damit kann realisiert werden, dass Grenzen, die durch andere Verkehrsteilnehmer vorgegeben sind (da bei Nichtbeachtung mit ihnen kollidiert werden würde), berücksichtigt werden. This means that boundaries set by other road users (since failure to observe them would result in a collision) are taken into account.
Ausführungsbeispiel 5 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 4, wobei mindestens eine der Fahraufgaben einem virtuellen Objekt zugeordnet ist, für das kein reales Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs vorhanden ist. Embodiment 5 is a method according to one of embodiments 1 to 4, wherein at least one of the driving tasks is assigned to a virtual object for which there is no real object in the area surrounding the vehicle.
Dadurch können Fahraufgaben, wie die Einhaltung eines Tempolimits, realisiert werden, bzw. eine solche Fahraufgabe in Form eines Fahraufgaben-Datensatzes an die Bewegungssteuerung übergeben werden. This means that driving tasks, such as adhering to a speed limit, can be implemented or such a driving task can be transferred to the motion control in the form of a driving task data record.
Ausführungsbeispiel 6 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 5, wobei mindestens eine der Fahraufgaben einem stationären Objekt zugeordnet ist. Embodiment 6 is a method according to one of embodiments 1 to 5, wherein at least one of the driving tasks is assigned to a stationary object.
Damit können Fahraufgaben, die sich nicht aus anderen Verkehrsteilnehmern, sondern aus stationären Gegebenheiten ergeben, wie z.B. die Berücksichtigung eines Fahrbahnendes, in Form eines Fahraufgaben-Datensatzes an die Bewegungssteuerung übergeben werden This means that driving tasks that do not arise from other road users but from stationary conditions, such as taking into account the end of the road, can be transferred to the motion control in the form of a driving task data set
Ausführungsbeispiel 7 ist eine Fahrzeugsteuereinrichtung, die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 6 durchzuführen. Embodiment 7 is a vehicle control device that is set up to carry out a method according to one of embodiments 1 to 6.
Ausführungsbeispiel 8 ist ein Computerprogramm mit Befehlen, die, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 6 durchführt. Embodiment 8 is a computer program with instructions that, when executed by a processor, cause the processor to perform a method according to any of Embodiments 1 to 6.
Ausführungsbeispiel 9 ist ein Computerlesbares Medium, das Befehle speichert, die, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 6 durchführt. In den Zeichnungen beziehen sich ähnliche Bezugszeichen im Allgemeinen auf dieselben Teile in den ganzen verschiedenen Ansichten. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstäblich, wobei die Betonung stattdessen im Allgemeinen auf die Darstellung der Prinzipien der Erfindung gelegt wird. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Aspekte mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Embodiment 9 is a computer-readable medium that stores instructions that, when executed by a processor, cause the processor to perform a method according to any of Embodiments 1 to 6. In the drawings, similar reference numbers generally refer to the same parts throughout the several views. The drawings are not necessarily to scale, emphasis instead being placed generally on illustrating the principles of the invention. In the following description, various aspects will be described with reference to the following drawings.
Figur 1 zeigt ein Fahrzeug. Figure 1 shows a vehicle.
Figur 2 zeigt ein beispielhaftes Verkehrsszenario mit einem Egofahrzeug und mit mehreren weiteren Verkehrsteilnehmern. Figure 2 shows an exemplary traffic scenario with an ego vehicle and several other road users.
Figur 3 zeigt ein Beispiel eines Verkehrsszenarios mit einem Egofahrzeug, einem ersten weiteren Fahrzeug mit zugeordneter erster geometrischer Grenze und einem zweiten Fahrzeug mit zugeordneter zweiter geometrischer Grenze. Figure 3 shows an example of a traffic scenario with an ego vehicle, a first further vehicle with an assigned first geometric limit and a second vehicle with an assigned second geometric limit.
Figur 4 zeigt ein Beispiel eines Verkehrsszenarios mit einem Egofahrzeug und einem weiteren Fahrzeug mit zugeordneter U-förmiger geometrischer Grenze. Figure 4 shows an example of a traffic scenario with an ego vehicle and another vehicle with an assigned U-shaped geometric boundary.
Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs gemäß einer Ausfiihrungsform darstellt. Figure 5 shows a flowchart that represents a method for controlling a vehicle according to an embodiment.
Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die begleitenden Zeichnungen, die zur Erläuterung spezielle Details und Aspekte dieser Offenbarung zeigen, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Andere Aspekte können verwendet werden und strukturelle, logische und elektrische Änderungen können durchgeführt werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Die verschiedenen Aspekte dieser Offenbarung schließen sich nicht notwendigerweise gegenseitig aus, da einige Aspekte dieser Offenbarung mit einem oder mehreren anderen Aspekten dieser Offenbarung kombiniert werden können, um neue Aspekte zu bilden. The following detailed description refers to the accompanying drawings, which show by way of explanation specific details and aspects of this disclosure in which the invention may be practiced. Other aspects may be used and structural, logical and electrical changes may be made without departing from the scope of the invention. The various aspects of this disclosure are not necessarily mutually exclusive, as some aspects of this disclosure may be combined with one or more other aspects of this disclosure to form new aspects.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele genauer beschrieben. Various examples are described in more detail below.
In modernen Fahrzeugen werden immer häufiger automatisierte Fahrfunktionen angeboten, um den Fahrer zu entlasten, beispielsweise Autobahn- oder Parkassistenten bzw. in Zukunft auch pilotierte Funktionen. In modern vehicles, automated driving functions are increasingly being offered to relieve the driver's workload, for example highway or parking assistants or, in the future, piloted functions.
Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 101. Im Beispiel von Figur 1 ist ein Fahrzeug 101, beispielsweise ein PKW oder LKW, mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung 102 versehen. Figure 1 shows a vehicle 101. In the example of Figure 1, a vehicle 101, for example a car or truck, is provided with a vehicle control device 102.
Die Fahrzeugsteuereinrichtung 102 weist Datenverarbeitungskomponenten auf, z.B. einen oder mehrere Prozessoren (z.B. eine oder mehrere CPUs (Zentraleinheit) oder Microcontroller) 103 und einen oder mehrere Speicher 104 zum Speichern von Steuersoftware 107, die von der CPU 103 ausgeführt wird (d.h. gemäß der die Fahrzeugsteuereinrichtung 102 arbeitet) und Daten, die von dem Prozessor 103 verarbeitet werden. The vehicle control device 102 includes data processing components, e.g. one or more processors (e.g. one or more CPUs (central processing unit) or microcontrollers) 103 and one or more memories 104 for storing control software 107 that is executed by the CPU 103 (i.e. according to which the vehicle control device 102 works) and data processed by the processor 103.
Beispielsweise weist die gespeicherte Steuerungssoftware (Computerprogramm) 107 Anweisungen auf, die, wenn der Prozessor sie ausfiihrt, bewirken, dass der Prozessor 103 Fahrerassistenz-Funktionen ausfiihrt (oder auch Fahrdaten sammelt) oder sogar das Fahrzeug autonom steuert. For example, the stored control software (computer program) 107 has instructions that, when executed by the processor, cause the processor 103 to perform driver assistance functions (or collect driving data) or even control the vehicle autonomously.
Die im Speicher 104 gespeicherten Daten können beispielsweise Sensordaten (z.B. Bilddaten) beinhalten, die von einer oder mehreren Sensoren 105 (z.B. Kameras) erfasst werden. The data stored in memory 104 may include, for example, sensor data (e.g. image data) captured by one or more sensors 105 (e.g. cameras).
Die Fahrzeugsteuereinrichtung 102 kann dann beispielsweise basierend auf den Sensordaten (z.B. Bildern) ermitteln, ob und welche Objekte, z.B. feste Objekte wie Verkehrszeichen oder Straßenmarkierungen oder bewegliche Objekte wie Fußgänger, Tiere und andere Fahrzeuge (also weitere Verkehrsteilnehmer) in der Umgebung des Fahrzeugs 101 vorhanden sind, d.h. eine Objektdetektion durchführen. The vehicle control device 102 can then determine, for example based on the sensor data (e.g. images), whether and which objects, e.g. fixed objects such as traffic signs or road markings or moving objects such as pedestrians, animals and other vehicles (i.e. other road users) are present in the area surrounding the vehicle 101 are, i.e. carry out object detection.
Das Fahrzeug 101 kann dann von der Fahrzeugsteuereinrichtung 102 gemäß den Ergebnissen der Objektdetektion gesteuert werden. So kann die Fahrzeugsteuereinrichtung 102 beispielsweise einen Aktuator 106 (z.B. eine Bremse) steuern, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu steuern, z.B. um das Fahrzeug zu bremsen. The vehicle 101 can then be controlled by the vehicle control device 102 according to the results of the object detection. For example, the vehicle control device 102 may control an actuator 106 (e.g. a brake) to control the speed of the vehicle, e.g. to brake the vehicle.
Die Fahrzeugsteuereinrichtung 102 kann auch verteilt implementiert sein, d.h. durch mehrere Datenverarbeitungsvorrichtungen (z.B. ECUs (Electronic Control Units) implementiert werden, die miteinander verbunden sind. Die Steuersoftware 107 für die verschiedenen Fahrftinktionen (Fahrerassistenz oder sogar autonomes Fahren) ist typischerweise komplex und besteht aus vielen Subkomponenten, die in Wechselwirkung zueinander stehen. The vehicle control device 102 can also be implemented in a distributed manner, ie implemented by several data processing devices (eg ECUs (Electronic Control Units) that are connected to one another. The control software 107 for the various driving functions (driver assistance or even autonomous driving) is typically complex and consists of many subcomponents that interact with each other.
Beispielsweise besteht eine Steuerung aus der Datenerfassung (mittels eines oder mehrerer Sensoren 105), der Verarbeitung (d.h. der Entscheidungsfindung und Erzeugung entsprechender Steuersignale) und dem eigentlichen Agieren gemäß der erzeugten Steuersignale durch die Aktuatoren und/oder jeweilige Regler etc. For example, a control consists of data acquisition (using one or more sensors 105), processing (i.e. decision-making and generation of corresponding control signals) and the actual action according to the generated control signals by the actuators and / or respective controllers, etc.
Dabei kann die Verarbeitung die folgende funktionale Kette für die Bereitstellung einer automatisierten Fahrfimktion aufweisen: The processing can have the following functional chain for the provision of an automated driving fiction:
1) Wahrnehmung (z.B. Detektion anderer Fahrzeuge) 1) Perception (e.g. detection of other vehicles)
2) Situationsanalyse (d.h. Analyse der Verkehrssituation), SIT 108 in Figur 12) Situation analysis (i.e. analysis of the traffic situation), SIT 108 in Figure 1
3) Bewegungsplanung (d.h. Planung, wohin, mit welcher Geschwindigkeit und welcher Beschleunigung das Fahrzeug 101 bewegt wird) 3) Movement planning (i.e. planning where, at what speed and at what acceleration the vehicle 101 will be moved)
4) Bewegungssteuerung (d.h. Ermittlung der Steuersignale) 4) Motion control (i.e. determination of control signals)
5) Aktuatorenansteuerung 5) Actuator control
Jede Funktion wird beispielsweise von einer jeweiligen Softwarekomponente bereitgestellt. Dabei werden die Funktionen 3)-5) zu der Funktion einer „Bewegungssteuereinrichtung“ oder auch eines „Bewegungs-Controllers“ (engl. Motion Controller), MC 109 in Figur 1, d.h. zu der Funktion der „Bewegungssteuerung“, d.h. einer Bewegungssteuerungsfunktion, zusammengefasst. For example, each function is provided by a respective software component. The functions 3)-5) become the function of a “motion control device” or a “motion controller”, MC 109 in Figure 1, i.e. the function of the “motion control”, i.e. a movement control function, summarized.
Aufgrund der Komplexität wird für die Architektur für eine automatisierte Fahrfimktion typischerweise angestrebt, dass die Gesamt-Verarbeitung in handhabbare, kleinere Teilaufgaben aufgeteilt wird. Diese Teilprobleme sollten möglichst unabhängig voneinander entwickelbar sein und die Abhängigkeiten dazwischen sollten möglichst klar und strukturiert sein. Due to the complexity, the architecture for an automated driving fiction typically aims to divide the overall processing into manageable, smaller subtasks. These sub-problems should be able to be developed as independently of one another as possible and the dependencies between them should be as clear and structured as possible.
Insbesondere für die Schnittstelle 110 zwischen Situationsanalyse 108 und Bewegungs- Controller 109 (auch als Korridor-Schnittstelle bezeichnet) ist es wünschenswert, dass sie eine Abstraktion der Fahrzeugumgebung erreicht, dabei jedoch alle benötigten Informationen an den Bewegungs-Controller 109 weitergibt, damit dieser die jeweilige (durch die Situationsanalyse gewählte) Fahraufgabe mit einem Höchstmaß an Komfort, Sicherheit und Nachvollziehbarkeit umsetzen kann. Eine Abstraktion ist dabei wünschenswert, um den Bewegungs-Controller 109 möglichst unabhängig von der spezifischen Fahrfunktion (d.h. Fahraufgabe) implementieren zu können und dadurch seine Wiederverwendbarkeit zu erhöhen (d.h. auch wenn ein Modul für die Wahrnehmung oder die Situationsanalyse 108, z.B. eine jeweilige Softwarekomponente, ausgetauscht wird). In particular for the interface 110 between the situation analysis 108 and the motion controller 109 (also referred to as the corridor interface), it is desirable that it achieves an abstraction of the vehicle environment, but at the same time passes on all the necessary information to the motion controller 109 so that it can implement the respective can implement the driving task (selected through the situation analysis) with the highest level of comfort, safety and comprehensibility. An abstraction is desirable in order to be able to implement the motion controller 109 as independently as possible of the specific driving function (ie driving task) and thereby increase its reusability (ie even if a module for perception or situation analysis 108, for example a respective software component, exchanged).
Der Bewegungs-Controller 109 beachtet bei der Verarbeitung einen jeweiligen „Korridor“. Dieser ist gegeben durch eine laterale Begrenzung (basierend auf Spuren, Fahrbahnbegrenzungen,..) und dynamischen und statischen Objekten (weitere Verkehrsteilnehmer wie andere Fahrzeuge, Menschen, Tiere und auch statische Hindernisse, ...). Der Bewegungs-Controller 109 muss Steuersignale für die Aktuatoren 106 (oder jeweilige Regler) derart erzeugen, dass sich das Fahrzeug 101 innerhalb der lateralen Begrenzungen aufhält und Kollisionen mit dynamischen Objekten vermieden sowie ein Mindestabstand dazu eingehalten wird. The motion controller 109 takes into account a respective “corridor” during processing. This is given by a lateral boundary (based on lanes, road boundaries,...) and dynamic and static objects (other road users such as other vehicles, people, animals and also static obstacles,...). The motion controller 109 must generate control signals for the actuators 106 (or respective controllers) in such a way that the vehicle 101 stays within the lateral boundaries and avoids collisions with dynamic objects and maintains a minimum distance therefrom.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen erfolgt die Übertragung der dafür benötigten Informationen von der Situationsanalyse 108 an den Bewegungs-Controller 109 in Form einer abstrahierten Beschreibung von (statischen oder dynamischen, realen oder virtuellen) Objekten um das (Ego-)Fahrzeug 101 herum, die unabhängig vom Objekttyp ist. Gleichzeitig sind jedem dieser abstrahierten Objekte fahrdynamische Grenzwerte zugeordnet, die die Reaktion des Fahrzeugs 101 (Egoreaktion) auf dieses Objekt limitiert Zudem ist jedem der Objekte eine abstrahierte Fahraufgabe zugeordnet, die dem Bewegung-Controller 109 das erwartete Verhalten auf dieses Objekt vorgibt. According to various embodiments, the information required for this is transmitted from the situation analysis 108 to the motion controller 109 in the form of an abstracted description of (static or dynamic, real or virtual) objects around the (ego) vehicle 101, which is independent of the object type is. At the same time, driving dynamics limit values are assigned to each of these abstracted objects, which limit the reaction of the vehicle 101 (ego reaction) to this object. In addition, each of the objects is assigned an abstracted driving task, which specifies the expected behavior to this object to the movement controller 109.
In einer Verkehrssituation mit dem Egofahrzeug 101 und weiteren Verkehrsteilnehmern ist jedem der weiteren Verkehrsteilnehmer ein Fahraufgaben-Datensatz mit folgenden Informationen auf der Schnittstelle zugeordnet: In a traffic situation with the ego vehicle 101 and other road users, each of the other road users is assigned a driving task data record with the following information on the interface:
Fahraufgabe (für das Egofahrzeug) Geometrische Grenze Dynamische Limits Auch anderen Objekten, insbesondere jedem von ein oder mehreren virtuellen Objekten können solche Fahraufgaben-Datensätze, die diese oder einen Teil dieser Informationen enthalten, zugeordnet sein. Driving task (for the ego vehicle) Geometric limit Dynamic limits Such driving task data sets that contain this or part of this information can also be assigned to other objects, in particular to each of one or more virtual objects.
Die Fahraufgabe beschreibt ein abstrahiertes Zielverhalten des Egofahrzeugs dem weiteren Verkehrsteilnehmer (bzw. allgemein dem jeweiligen Objekt) gegenüber. Mögliche (abstrahierte) Fahraufgaben können lauten: The driving task describes an abstracted target behavior of the ego vehicle towards other road users (or generally the respective object). Possible (abstracted) driving tasks can be:
Folgen der geometrischen Grenze mit definiertem Abstand Temporäres Verringern des Abstandes zu der geometrischen Grenze Kollisionsvermeidung mit der geometrischen Grenze Following the geometric boundary with a defined distance Temporarily reducing the distance to the geometric boundary Avoiding collisions with the geometric boundary
Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit unabhängig vom Ort (in diesem Fall ist die Fahraufgabe z.B. einem virtuellen Objekt ohne geometrische Grenze zugeordnet) Reaching a certain speed regardless of location (in this case, the driving task is assigned to a virtual object without a geometric boundary, for example)
Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit an einem bestimmten Ort (in diesem Fall ist die Fahraufgabe z.B. einem virtuellen Objekt zugeordnet und die geometrische Grenze gibt z.B. den Ort an, an dem die Geschwindigkeit zu erreichen ist) Reaching a specific speed at a specific location (in this case, for example, the driving task is assigned to a virtual object and the geometric boundary indicates, for example, the location at which the speed is to be achieved)
Figur 2 zeigt ein beispielhaftes Verkehrsszenario mit einem Egofahrzeug 201 und mit mehreren weiteren Verkehrsteilnehmern 202, 203. Figure 2 shows an exemplary traffic scenario with an ego vehicle 201 and with several other road users 202, 203.
Die den weiteren Verkehrsteilnehmern 202 zugeordneten Grenzen 204 sind als gestrichelte Linien dargestellt. Sie befinden sich in diesem Beispiel (entlang des Straßenverlaufs) vor dem Egofahrzeug 201, jeweils an einem Heck eines weiteren Verkehrsteilnehmers 202, 203 können sich aber auch hinter dem Egofahrzeug 202 an der Spitze von Verkehrsteilnehmern 202, 203 befinden. The boundaries 204 assigned to the other road users 202 are shown as dashed lines. In this example, they are located (along the course of the road) in front of the ego vehicle 201, each at the rear of another road user 202, 203, but they can also be behind the ego vehicle 202 at the front of road users 202, 203.
Die Grenzen 204 haben dabei zunächst keine laterale Beschränkung quer zur Fahrbahn, sondern sind unendlich ausgedehnt. Eine Grenze braucht nicht exakt einem Verkehrsteilnehmer zugeordnet sein, vielmehr lassen sich entweder mehrere Verkehrsteilnehmer durch eine Grenze abstrahieren, wie hier die beiden Verkehrsteilnehmer 203, deren Heck auf gleicher Höhe ist, oder es gibt gar keine physikalische Entsprechung einer geometrischen Grenze (im Falle eines virtuellen Objekts zur Realisierung einer bestimmten Fahraufgabe, wie die obige Aufgabe zum Erreichen einer Geschwindigkeit an einem bestimmten Ort). Die dynamischen Limits, die als dritte Komponente Teil eines Fahraufgaben-Datensatzes sein können, sind dynamische Limits, die Begrenzungen hinsichtlich der Fahrzeugbewegung angeben, die der Bewegung-Controller 109 berücksichtigt. Mögliche Limits können sein: The boundaries 204 initially have no lateral restriction across the road, but are infinitely extended. A boundary does not need to be assigned exactly to a road user; rather, either several road users can be abstracted by a boundary, such as the two road users 203 here, whose rear is at the same height, or there is no physical equivalent of a geometric boundary (in the case of a virtual one Object to realize a specific driving task, such as the above task of reaching a speed at a specific location). The dynamic limits, which can be part of a driving task data set as a third component, are dynamic limits that indicate limitations on the vehicle movement that the movement controller 109 takes into account. Possible limits can be:
Minimale und maximale Rucklimits (längs und/oder quer) Minimum and maximum jerk limits (longitudinal and/or transverse)
Minimale und maximale Beschleunigungslimits (längs und/oder quer) Minimale und maximale Geschwindigkeitslimits (längs und/oder quer) Abstandsbedürfhis (relativ oder absolut, längs und/oder quer) Komfortlevel (relativ) Minimum and maximum acceleration limits (longitudinal and/or transverse) Minimum and maximum speed limits (longitudinal and/or transverse) Distance requirements (relative or absolute, longitudinal and/or transverse) Comfort level (relative)
Figur 3 zeigt ein Beispiel eines Verkehrsszenarios mit einem Egofahrzeug 301, einem ersten weiteren Fahrzeug 302 mit zugeordneter erster geometrischer Grenze 304 und einem zweiten Fahrzeug 303 mit zugeordneter zweiter geometrischer Grenze 305. Figure 3 shows an example of a traffic scenario with an ego vehicle 301, a first further vehicle 302 with an associated first geometric boundary 304 and a second vehicle 303 with an associated second geometric boundary 305.
Die Situationsanalyse 108 ermittelt hier, dass vermieden werden soll, dass das Egofahrzeug 301 rechts überholt (z.B. für ACC). The situation analysis 108 determines here that it should be avoided that the ego vehicle 301 overtakes on the right (e.g. for ACC).
Tabelle 1 zeigt Beispiele für den Datensatz für das erste weitere Fahrzeug 302 (rechte Spalte) und den Datensatz für das zweite weitere Fahrzeug 303 (mittlere Spalte), die die Situationsanalyse 108 über die auf der Schnittstelle 110 an den Bewegungs-Controller 109 übermittelt.
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Table 1 shows examples of the data set for the first additional vehicle 302 (right column) and the data set for the second additional vehicle 303 (middle column), which the situation analysis 108 transmits to the motion controller 109 via the interface 110.
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Tabelle 1 Table 1
Für das Fahrzeug auf der linken Spur (erstes weiteres Fahrzeug 302) kann die Fahraufgabe auch „Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit an einem bestimmten Ort“ sein, wenn man davon ausgeht dass das Fahrzeug mit einer bestimmten Relativgeschwindigkeit rechts überholt werden darf. For the vehicle in the left lane (first additional vehicle 302), the driving task can also be “reaching a certain speed at a certain place” if one assumes that the vehicle can be overtaken on the right at a certain relative speed.
Die maximale Anzahl von Verkehrsteilnehmern (bzw. Objekten, was auch virtuelle Objekte beinhalten kann), für die die Situationsanalyse 108 Datensätze über die Schnittstelle 110 an den Bewegungs-Controller 109 übermittelt, ist nicht begrenzt. Wie oben erwähnt kann auch ein Datensatz (für ein virtuelles Objekt) mit nur einer Fahraufgabe und dynamischen Limits an den Bewegungs-Controller 109 übertragen werden. Beispielsweise lässt sich so ein einfacher Tempomat realisieren, bei dem lediglich eine Wunschgeschwindigkeit eingeregelt wird. The maximum number of road users (or objects, which can also include virtual objects) for which the situation analysis 108 transmits data sets to the motion controller 109 via the interface 110 is not limited. As mentioned above, a data set (for a virtual object) with only one driving task and dynamic limits can also be transferred to the motion controller 109. For example, a simple cruise control can be implemented in which only a desired speed is set.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Schnittstelle 110 für laterale Fahrfunktionen (d.h. Fahraufgaben) erweitern. In diesem Fall wird die eindimensionale geometrische Grenze beispielsweise auf eine zweidimensionale U-Form erweitert. Die beiden anderen Komponenten bleiben erhalten, sodass ein Datensatz, der auf der Schnittstelle 110 übertragen wird, in dieser Ausführungsform folgende Komponenten aufweisen kann: Fahraufgabe Geometrische Grenze (zweidimensionale U-Form) Dynamische Limits In a further embodiment, the interface 110 can be expanded for lateral driving functions (i.e. driving tasks). In this case, the one-dimensional geometric boundary is extended to a two-dimensional U-shape, for example. The other two components are retained, so that a data set that is transmitted on the interface 110 can have the following components in this embodiment: Driving task Geometric limit (two-dimensional U-shape) Dynamic limits
In dieser Ausführungsform wird die laterale Ausdehnung anderer Verkehrsteilnehmer oder sonstiger Objekte berücksichtigt. Wie im vorherigen Fall muss es sich dabei nicht um reale Objekte handeln (sondern ein Objekt kann auch ein virtuelles Objekt sein) und es können auch stationäre Objekte (verlorene Ladung etc.) abstrahiert werden. In this embodiment, the lateral extent of other road users or other objects is taken into account. As in the previous case, these do not have to be real objects (but an object can also be a virtual object) and stationary objects (lost charge, etc.) can also be abstracted.
Figur 4 zeigt ein Beispiel eines Verkehrsszenarios mit einem Egofahrzeug 401 und einem weiteren Fahrzeug 402 mit zugeordneter geometrischer (U-förmiger) Grenze 403. Die Situationsanalyse 108 ermittelt hier, dass eine Notausweichfunktion durchgeführt werden soll. Figure 4 shows an example of a traffic scenario with an ego vehicle 401 and another vehicle 402 with an assigned geometric (U-shaped) boundary 403. The situation analysis 108 determines here that an emergency evasion function should be carried out.
Tabelle 2 zeigt ein Beispiel für den Datensatz für das weitere Fahrzeug 402, den die Situationsanalyse 108 über die auf der Schnittstelle 110 an den Bewegungs-Controller 109 übermittelt.
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Table 2 shows an example of the data record for the additional vehicle 402, which the situation analysis 108 transmits to the motion controller 109 via the interface 110.
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Tabelle 2 Table 2
Für diesen Fall ermöglicht die Schnittstelle 110 eine kombinierte Längs- und Querreaktion des Egofahrzeugs 401 auf die Verkehrssituation. In this case, the interface 110 enables a combined longitudinal and transverse reaction of the ego vehicle 401 to the traffic situation.
Zusammengefasst wird gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein Verfahren bereitgestellt, wie in Figur 5 dargestellt. In summary, according to various embodiments, a method is provided as shown in Figure 5.
Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm 5, das ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform darstellt. Figure 5 shows a flowchart 5, which represents a method for controlling a vehicle according to an embodiment.
In 501 wird aus Sensordaten eine Verkehrssituation ermittelt (d.h. Sensordaten werden erfasst und daraus eine Verkehrssituation ermittelt, z.B. mittels Objektdetektion etc.). In 501, a traffic situation is determined from sensor data (i.e. sensor data is recorded and a traffic situation is determined from it, e.g. using object detection, etc.).
In 502 wird durch eine Verkehrssituationsanalysefunktion ein für die Verkehrssituation geeignetes Verhalten des Fahrzeugs ermittelt (je nachdem eine vollständige Steuerung des Fahrzeugs oder eine Steuerung, um dem Fahrer zu assistieren, wie das Einhalten eines Abstands). In 502, a traffic situation analysis function is used to determine vehicle behavior that is suitable for the traffic situation (complete control, depending on the case). of the vehicle or a control to assist the driver, such as maintaining a distance).
In 503 wird das ermittelte Verhalten in Form einer oder mehrerer Fahraufgaben mit jeweils ein oder mehreren zugehörigen Parameterwerten, die das dynamische Verhalten des Fahrzeugs und/oder einen Abstand gegenüber einem jeweiligen Bezugspunkt (d.h. in den obigen Beispielen eine geometrische Grenze) angeben, spezifiziert. In 503, the determined behavior is specified in the form of one or more driving tasks, each with one or more associated parameter values that indicate the dynamic behavior of the vehicle and/or a distance from a respective reference point (i.e. a geometric limit in the above examples).
In 504 wird für jede Fahraufgabe ein Fahraufgaben-Datensatz, die eine Angabe der Fahraufgabe und der jeweiligen ein oder mehreren zugehörigen Parameterwerte aufweist. Der Fahraufgaben-Datensatz kann in Form einer vorgegebenen Fahraufgaben- Datensatzstruktur erzeugt werden. Die Fahraufgaben-Datensatzstruktur ist beispielsweise eine Struktur entsprechend eine der beiden rechten Spalte von Tabelle 1 oder der rechten Spalte von Tabelle 2, die Felder (Informationselemente) für die Fahraufgaben und die Parameterwerte aufweist, d.h eine Datenstruktur wie ein Struct oder eine Klasse für jeden Fahraufgaben-Datensatz. Alternativ können jeweilige einzelne Teilinformationen (z.B. Abstandsinformation, Beschleunigungslimit,..) für alle Objekte in einem Datentyp verpackt werden (d.h. ein Array, ein Vektoren oder eine Liste jeweils für die Abstandsinformationen aller Objekte, Limits aller Objekte etc.) und diese jeweils für sich (ohne die explizite Verwendung eines Structs) über die Schnittstelle übertragen werden. Dann entspricht die Fahraufgaben-Datensatzstruktur einer Struktur, die sich ergbit, wenn alle Datenstrukturen (die jeweils einen Informationstype wie Abstände, Limits etc. speichern) zusammen betrachtet werden, d.h. als die Strutkur, die alle solche Arrays, Listen, Vektoren etc. enthält. Die Parameterwerte können auch Bereiche angeben, z.B. wie in den obigen Beispielen in Form eines Intervalls oder eines Komfort-Levels. In 504, a driving task data record is created for each driving task, which contains information about the driving task and the respective one or more associated parameter values. The driving task data record can be generated in the form of a predetermined driving task data record structure. The driving task data set structure is, for example, a structure corresponding to one of the two right columns of Table 1 or the right column of Table 2, which has fields (information elements) for the driving tasks and the parameter values, i.e. a data structure such as a struct or a class for each driving task -Record. Alternatively, individual partial information (e.g. distance information, acceleration limit,...) for all objects can be packaged in a data type (i.e. an array, a vector or a list for the distance information of all objects, limits of all objects, etc.) and each individually (without the explicit use of a struct) via the interface. Then the driving task data set structure corresponds to a structure that results when all data structures (each storing one type of information such as distances, limits, etc.) are considered together, i.e. as the structure that contains all such arrays, lists, vectors, etc. The parameter values can also specify ranges, e.g. in the form of an interval or a comfort level as in the examples above.
In 505 wird jeder erzeugte Fahraufgaben-Datensatz an eine Bewegungssteuerungsfimktion übergeben. In 505, each generated driving task data set is passed to a motion control fiction.
In 506 werden durch die Bewegungssteuerungsfimktion Steuersignale zur Erfüllung der einen oder mehreren Fahraufgaben erzeugt. In 506, the motion control function generates control signals to fulfill the one or more driving tasks.
In 507 wird das Fahrzeug mittels der erzeugten Steuersignale gesteuert (d.h. z.B. die Steuersignale an Aktuatoren oder jeweilige Regler etc. übergeben). Das Verfahren von Figur 5 ist gemäß verschiedenen Ausfuhrungsformen computerimplementiert und kann durch einen oder mehrere Computer mit einer oder mehreren Datenverarbeitungseinheiten durchgeführt werden. Der Begriff „Datenverarbeitungseinheit“ kann als irgendein Typ von Entität verstanden werden, die die Verarbeitung von Daten oder Signalen ermöglicht. Die Daten oder Signale können beispielsweise gemäß mindestens einer (d.h. einer oder mehr als einer) speziellen Funktion behandelt werden, die durch die Datenverarbeitungseinheit durchgefuhrt wird. Eine Datenverarbeitungseinheit kann eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, eine Logikschaltung, einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, eine Zentraleinheit (CPU), eine Graphikverarbeitungseinheit (GPU), einen Digitalsignalprozessor (DSP), eine integrierte Schaltung einer programmierbaren Gatteranordnung (FPGA) oder irgendeine Kombination davon umfassen oder aus dieser ausgebildet sein. Irgendeine andere Weise zum Implementieren der hierin beschriebenen Funktionen kann auch als Datenverarbeitungseinheit oder Logikschaltungsanordnung verstanden werden. Es können ein oder mehrere der im Einzelnen hier beschriebenen Verfahrensschritte durch eine Datenverarbeitungseinheit durch eine oder mehrere spezielle Funktionen ausgefuhrt (z. B. implementiert) werden, die durch die Datenverarbeitungseinheit durchgefuhrt werden. Die Verkehrssituationsanalysefunktion und die Bewegungssteuerungsfunktion können von derselben oder von getrennten Datenverarbeitungseinheiten oder Datenverarbeitungsvorrichtungen implementiert werden. In 507, the vehicle is controlled using the control signals generated (ie, for example, the control signals are transferred to actuators or respective controllers, etc.). The method of Figure 5 is computer implemented according to various embodiments and can be carried out by one or more computers with one or more data processing units. The term “data processing unit” can be understood as any type of entity that enables the processing of data or signals. The data or signals may, for example, be treated according to at least one (ie, one or more than one) specific function performed by the data processing unit. A data processing unit may be an analog circuit, a digital circuit, a logic circuit, a microprocessor, a microcontroller, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a digital signal processor (DSP), a programmable gate array integrated circuit (FPGA), or any combination include it or be formed from it. Any other way to implement the functions described herein may also be understood as a data processing unit or logic circuitry. One or more of the method steps described in detail here can be carried out (e.g. implemented) by a data processing unit through one or more special functions that are carried out by the data processing unit. The traffic situation analysis function and the motion control function can be implemented by the same or by separate data processing units or data processing devices.
Verschiedene Ausfuhrungsformen können Sensorsignale von verschiedenen Sensoren wie z. B. Video, Radar, LiDAR, Ultraschall, Bewegung, Wärmeabbildung usw. empfangen und verwenden, um die Verkehrssituation zu ermitteln. Die Sensordaten können dazu geeignet verarbeitet werden. Dies kann die Klassifikation der Sensordaten oder das Durchfuhren einer semantischen Segmentierung an den Sensordaten umfassen, beispielsweise um die Anwesenheit von Objekten (in der Umgebung des Fahrzeugs) zu detektieren. Different embodiments can receive sensor signals from different sensors such as. B. Receive and use video, radar, LiDAR, ultrasound, motion, thermal imaging, etc. to determine the traffic situation. The sensor data can be processed appropriately for this purpose. This may include classifying the sensor data or performing semantic segmentation on the sensor data, for example to detect the presence of objects (in the vicinity of the vehicle).
Obwohl spezielle Ausfuhrungsformen hier dargestellt und beschrieben wurden, wird vom Fachmann auf dem Gebiet erkannt, dass die speziellen Ausfuhrungsformen, die gezeigt und beschrieben sind, gegen eine Vielfalt von alternativen und/oder äquivalenten Implementierungen ausgetauscht werden können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll irgendwelche Anpassungen oder Variationen der speziellen Ausfuhrungsformen abdecken, die hier erörtert sind. Daher ist beabsichtigt, dass diese Erfindung nur durch die Ansprüche und die Äquivalente davon begrenzt ist. Although specific embodiments have been shown and described herein, it will be recognized by those skilled in the art that the specific embodiments shown and described may be substituted for a variety of alternative and/or equivalent implementations without departing from the scope of the present invention. This application is intended to cover any adaptations or variations of the specific embodiments discussed herein. Therefore, it is intended that this invention be limited only by the claims and the equivalents thereof.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, aufweisend: 1. Method for controlling a vehicle, comprising:
Ermitteln einer Verkehrssituation aus Sensordaten; Determining a traffic situation from sensor data;
Ermitteln, durch eine Verkehrssituationsanalysefunktion, eines für die Verkehrssituation geeigneten Verhaltens des Fahrzeugs; Determining, through a traffic situation analysis function, behavior of the vehicle that is suitable for the traffic situation;
Spezifizieren des ermittelten Verhaltens in Form einer oder mehrerer Fahraufgaben mit jeweils ein oder mehreren zugehörigen Parameterwerten, die das dynamische Verhalten des Fahrzeugs und/oder einen Abstand gegenüber einem jeweiligen Bezugspunkt angeben; Specifying the determined behavior in the form of one or more driving tasks, each with one or more associated parameter values that indicate the dynamic behavior of the vehicle and / or a distance from a respective reference point;
Erzeugen, für jede Fahraufgabe, eines Fahraufgaben-Datensatzes, der eine Angabe der Fahraufgabe und der jeweiligen ein oder mehreren zugehörigen Parameterwerte aufweist; Generating, for each driving task, a driving task data set which has an indication of the driving task and the respective one or more associated parameter values;
Übergeben jedes erzeugten Fahraufgaben-Datensatzes an eine Bewegungssteuerungsfunktion; passing each generated driving task record to a motion control function;
Erzeugen, durch die Bewegungssteuerungsfunktion, von Steuersignalen zur Erfüllung der einen oder mehreren Fahraufgaben; und Steuern des Fahrzeugs mittels der erzeugten Steuersignale. Generating, through the motion control function, control signals to fulfill the one or more driving tasks; and controlling the vehicle using the generated control signals.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ein oder mehreren zugehörigen Parameterwerte eine Beschränkung eines Rucks und/oder einer Beschleunigung und/oder einer Geschwindigkeit angeben. 2. The method of claim 1, wherein the one or more associated parameter values indicate a limitation of a jerk and/or an acceleration and/or a speed.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend Ermitteln einer oder mehrerer weiterer Verkehrsteilnehmer, wobei zumindest manchen der Verkehrsteilnehmer eine jeweilige Fahraufgabe der ein oder mehreren Fahraufgaben zugeordnet wird. 3. The method according to claim 1 or 2, comprising determining one or more further road users, with at least some of the road users being assigned a respective driving task of the one or more driving tasks.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei für eine Fahraufgabe, die einem der Verkehrsteilnehmer zugeordnet ist und für den die ein oder mehreren Parameterwerte einen Abstand gegenüber einem jeweiligen Bezugspunkt angeben, der Bezugspunkt eine geometrische Grenze ist, die durch den weiteren Verkehrsteilnehmer vorgegeben ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens eine der Fahraufgaben einem virtuellen Objekt zugeordnet ist, für das kein reales Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs vorhanden ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens eine der Fahraufgaben einem stationären Objekt zugeordnet ist. Fahrzeugsteuereinrichtung, die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen. Computerprogramm mit Befehlen, die, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchführt. Computerlesbares Medium, das Befehle speichert, die, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchführt. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein for a driving task that is assigned to one of the road users and for which the one or more parameter values represent a distance from a respective reference point specify that the reference point is a geometric boundary that is specified by the other road user. Method according to one of claims 1 to 4, wherein at least one of the driving tasks is assigned to a virtual object for which there is no real object in the environment of the vehicle. Method according to one of claims 1 to 5, wherein at least one of the driving tasks is assigned to a stationary object. Vehicle control device which is set up to carry out a method according to one of claims 1 to 6. Computer program having instructions which, when executed by a processor, cause the processor to carry out a method according to any one of claims 1 to 6. A computer-readable medium storing instructions which, when executed by a processor, cause the processor to perform a method according to any one of claims 1 to 6.
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