用于使機(jī)動(dòng)車在自動(dòng)行駛中運(yùn)行的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于使機(jī)動(dòng)車在自動(dòng)行駛中運(yùn)行的方法。本發(fā)明此外涉及一種用 于使機(jī)動(dòng)車在自動(dòng)行駛中運(yùn)行的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中公開了駕駛員輔助系統(tǒng)，這種駕駛員輔助系統(tǒng)已經(jīng)不再僅局限于單獨(dú) 的縱向和橫向引導(dǎo)。例如像擁堵輔助直至高度自動(dòng)/獨(dú)立地駕駛這類附加功能，使縱向和 橫向調(diào)控統(tǒng)一成機(jī)動(dòng)車的軌跡調(diào)控。
[0003] 為了實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)/獨(dú)立行駛，必須始終考慮到控制設(shè)備、傳感機(jī)構(gòu)和致動(dòng)機(jī)構(gòu) 的失靈和退化。用于防止系統(tǒng)完全失靈的慣用措施例如是冗余的計(jì)算、冗余的數(shù)據(jù)傳輸、 (部分）冗余的傳感機(jī)構(gòu)和（部分）冗余的致動(dòng)機(jī)構(gòu)。所提及的措施全部設(shè)置用于可靠 地切斷，并且是使機(jī)動(dòng)車應(yīng)進(jìn)入到可靠的狀態(tài)中的所謂"Fail-Safe"方法（自動(dòng)防故障措 施）。在獨(dú)立行駛中，駕駛員在一定時(shí)間內(nèi)完全離開對(duì)機(jī)動(dòng)車的作用圈，從而他對(duì)機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn) 變?yōu)榘踩珷顟B(tài)的可靠轉(zhuǎn)變能夠不起作用。
[0004] DE10 2009 020 649A1公開了一種用于通過避讓障礙物來避免碰撞的方法和設(shè) 備。在此，在有碰撞危險(xiǎn)的情況下求取到多個(gè)可能的避讓軌跡并且給該避讓軌跡分配這樣 的時(shí)間間隔限制：該時(shí)間間隔限制體現(xiàn)與障礙物的時(shí)間間隔，在該時(shí)間間隔中，根據(jù)相應(yīng)的 軌跡最晚必須引入避讓操作以避免碰撞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于使機(jī)動(dòng)車在自動(dòng)行駛中運(yùn)行的經(jīng)改善的方法。
[0006] 該任務(wù)根據(jù)第一方面以一種用于使機(jī)動(dòng)車在自動(dòng)行駛中運(yùn)行的方法得以實(shí)現(xiàn)，其 具有以下步驟：
[0007]-求取到標(biāo)準(zhǔn)軌跡，其中，所求取到的標(biāo)準(zhǔn)軌跡在行駛期間借助調(diào)控裝置發(fā)送至機(jī) 動(dòng)車的致動(dòng)裝置；
[0008]-沿著標(biāo)準(zhǔn)軌跡引導(dǎo)該機(jī)動(dòng)車；以及
[0009]-求取到針對(duì)該機(jī)動(dòng)車的安全區(qū)域，其中，所求取到的安全區(qū)域在行駛期間借助調(diào) 控裝置發(fā)送至致動(dòng)裝置；其中，在該機(jī)動(dòng)車的自動(dòng)行駛不再被確保的情況下，切換到安全區(qū) 域，由此，機(jī)動(dòng)車借助致動(dòng)裝置被引導(dǎo)到所述安全區(qū)域中。
[0010] 根據(jù)第二方面，該任務(wù)以一種用于使機(jī)動(dòng)車在自動(dòng)行駛中運(yùn)行的設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)， 其具有：
[0011] -傳感裝置；
[0012] -致動(dòng)裝置；
[0013]-求取裝置；
[0014]-調(diào)控裝置；以及
[0015]-故障監(jiān)測(cè)裝置；
[0016] 其中，借助求取裝置可以求取到標(biāo)準(zhǔn)軌跡和安全區(qū)域，其中，安全區(qū)域借助調(diào)控裝 置可以發(fā)送至機(jī)動(dòng)車的致動(dòng)裝置，其中，在借助傳感裝置和借助故障監(jiān)測(cè)裝置確定了自動(dòng) 行駛不再被確保的情況下，機(jī)動(dòng)車的致動(dòng)裝置可以切換到安全區(qū)域，由此，機(jī)動(dòng)車借助致動(dòng) 裝置可以被引導(dǎo)到安全區(qū)域中。
[0017] 優(yōu)選的是，替代于機(jī)動(dòng)車也可以是一般交通工具。
[0018] 本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的主題。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，安全區(qū)域和標(biāo)準(zhǔn)軌跡基本上被同時(shí)求 取。有利的是，由此可以始終將高度當(dāng)前的數(shù)據(jù)發(fā)送至致動(dòng)裝置，從而機(jī)動(dòng)車在故障情況下 可以被引導(dǎo)到無危險(xiǎn)的安全區(qū)域中。
[0020] 本方法的一種優(yōu)選的實(shí)施方式在于，借助故障監(jiān)測(cè)裝置求取到針對(duì)機(jī)動(dòng)車故障情 況的場(chǎng)景，其中，機(jī)動(dòng)車在出現(xiàn)故障情況時(shí)被引導(dǎo)到安全區(qū)域中。這提供的優(yōu)點(diǎn)是，在故障 情況下，針對(duì)機(jī)動(dòng)車的車道數(shù)據(jù)已經(jīng)被發(fā)送至致動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而機(jī)動(dòng)車現(xiàn)在可以根據(jù)事前所 發(fā)送的數(shù)據(jù)來可靠地引導(dǎo)。
[0021] 本方法的另一優(yōu)選的實(shí)施方式在于，視故障情況而定，借助調(diào)控裝置或者借助故 障監(jiān)測(cè)裝置來切換到安全區(qū)域。有利的是，由此可以雙重地控制或激活該致動(dòng)機(jī)構(gòu)，這有助 于不同故障情況的處理。在例如用于將軌跡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為致動(dòng)器數(shù)據(jù)的調(diào)控裝置失靈的情況 下，致動(dòng)機(jī)構(gòu)仍可以替代地借助故障監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行控制。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的方法一種優(yōu)選的實(shí)施方式在于，替代于或附加于安全區(qū)域而求取到 安全軌跡，其中，將安全軌跡發(fā)送至致動(dòng)裝置。這提供的優(yōu)點(diǎn)是，按照這種方式提供了安全 區(qū)域的更專門的設(shè)計(jì)，從而由此在故障情況下機(jī)動(dòng)車必要時(shí)仍可以更準(zhǔn)確地引導(dǎo)到可靠的 區(qū)域中并且在該可靠的區(qū)域之內(nèi)引導(dǎo)。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實(shí)施方式在于，在借助致動(dòng)裝置只能受限地控制 該機(jī)動(dòng)車的情況下，機(jī)動(dòng)車沿著安全軌跡被引導(dǎo)或者被引導(dǎo)到安全區(qū)域中。這對(duì)于以下情 況提供了有意義的可能性：即，用于求取車道數(shù)據(jù)的裝置基本上完全正常，從而現(xiàn)在機(jī)動(dòng)車 借助軌跡引導(dǎo)仍可以更精確地引導(dǎo)到安全區(qū)域中。
[0024] 本方法的一種有利的改進(jìn)方案在于，在自動(dòng)行駛期間生成了多個(gè)安全軌跡和多個(gè) 安全區(qū)域，其中，根據(jù)通過故障監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行故障情況的分析來選取所述安全軌跡之一或 者所述安全區(qū)域之一。由此可以有利地選取與各自故障影像最佳相應(yīng)的軌跡或者選取最佳 相應(yīng)的安全區(qū)域，以便使車輛可靠地引導(dǎo)。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實(shí)施方式在于，機(jī)動(dòng)車在用于環(huán)境識(shí)別的傳感裝 置出現(xiàn)故障的情況下被引導(dǎo)到安全區(qū)域中。在這種沒有適用的取向或定位可能性的特殊故 障情況下，機(jī)動(dòng)車以特別的措施被指令引導(dǎo)到可靠的區(qū)中。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，求取裝置具有針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)軌跡的計(jì)劃模 塊，其中，借助計(jì)劃模塊也可以求取到安全軌跡，其中，該安全軌跡也可以發(fā)送至致動(dòng)裝置。 由此，借助計(jì)劃模塊有利地提供一種安全軌跡，作為安全區(qū)域的更專門的設(shè)計(jì)。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種有利的改進(jìn)方案的特征在于，借助計(jì)劃模塊可以基本上 同時(shí)求取所述標(biāo)準(zhǔn)軌跡、所述安全區(qū)域和所述安全軌跡。由此可以針對(duì)相互緊密匹配的正 常運(yùn)行以及故障情況來始終求取到高度當(dāng)前的行駛數(shù)據(jù)。按照這種方式，在具有高概率的 故障情況下，無危險(xiǎn)的安全區(qū)域或無危險(xiǎn)的安全軌跡可供使用。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種優(yōu)選的實(shí)施方式在于，從標(biāo)準(zhǔn)軌跡切換為安全區(qū)域可以 由調(diào)控裝置或者由故障監(jiān)測(cè)裝置來執(zhí)行。這有利地提供了兩種不同的可能性方案用于在故 障情況下的切轉(zhuǎn)，從而為切換到所述可靠的數(shù)據(jù)而提供了冗余。
[0029] 通過根據(jù)本發(fā)明的方法能夠使機(jī)動(dòng)車在自動(dòng)行駛中的安全級(jí)別有利地如下提高： 即，在自動(dòng)行駛期間求取到安全區(qū)域或待可靠駛過的區(qū)域并且發(fā)送至致動(dòng)機(jī)構(gòu)。在自動(dòng)運(yùn) 行不再被確保的故障情況下，切換到安全區(qū)域，由此，車輛于是借助致動(dòng)機(jī)構(gòu)被引導(dǎo)到可靠 的區(qū)域中。
【附圖說明】
[0030] 下面依據(jù)多個(gè)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。在此，所描述或所示出的 全部特征本身或者以任意組合形成本發(fā)明的主題，與這些特征在權(quán)利要求書中的概述或者 其回引無關(guān)，以及與其在說明書或附圖中的表述或圖示無關(guān)。附圖主要用于說明本發(fā)明的 重要原理。其中：
[0031] 圖1示出機(jī)動(dòng)車在正常模式下和故障情況下根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)行駛的原理圖；
[0032] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式的原理系統(tǒng)圖；以及
[0033] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種實(shí)施方式的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 圖1以原理圖示出處于自動(dòng)或獨(dú)立行駛中的機(jī)動(dòng)車10。這種行駛的特征在于，免 除了駕駛員對(duì)該機(jī)動(dòng)車的每一種都要控制干預(yù)，從而機(jī)動(dòng)車10在定義的持續(xù)時(shí)間內(nèi)全自 動(dòng)地沿著標(biāo)準(zhǔn)軌跡ST1引導(dǎo)。
[0035] 軌跡是空間-時(shí)間-點(diǎn)的相互排列，也就是與時(shí)間相關(guān)的空間曲線。以數(shù)學(xué)公式 可以將軌跡如下描述：
[0036]
[0037] 其中，xl、yl定義了二維空間中的一個(gè)點(diǎn)，e1定義了軌跡在該點(diǎn)中的斜率以使軌 跡平滑，以及tl是該點(diǎn)的有效性（GUltigkeit)的時(shí)刻。此外，還可以針對(duì)每個(gè)點(diǎn)得出速 度。相應(yīng)地適用于三維軌跡。對(duì)于時(shí)間上等距的點(diǎn)順序來說，可以取消該時(shí)刻的顯式發(fā)送 (expliziteUbermittlung) "
[0038] 在故障情況下（在該情況下不再確保機(jī)動(dòng)車10按規(guī)定地自動(dòng)行駛），機(jī)動(dòng)車根據(jù) 本發(fā)明被引導(dǎo)到安全區(qū)域B中?？商娲?，機(jī)動(dòng)車10也可以沿著安全軌跡ST2被引導(dǎo)。也 就是說，借助本發(fā)明能夠以有利的方式在嚴(yán)重的系統(tǒng)故障時(shí)將機(jī)動(dòng)車10引入到可自由駕 駛的區(qū)域內(nèi)（安全區(qū)域），例如引導(dǎo)到車道的停車帶上并且然后停住該機(jī)動(dòng)車10。
[0039] 圖2按照原理的方式示出根據(jù)本發(fā)明的方法的系統(tǒng)概覽圖，該方法在識(shí)別出機(jī)動(dòng) 車10的自動(dòng)行駛中系統(tǒng)失靈的情況下生成了安全區(qū)域B并且將其發(fā)送至機(jī)動(dòng)車10的致動(dòng) 機(jī)構(gòu)。
[0040] 在步驟S1中，在行駛時(shí)借助不同類型的傳感器（未示出）來基本上持續(xù)地（例如 以短的時(shí)間間隔周期性地）檢測(cè)所述機(jī)動(dòng)車10的環(huán)境參數(shù)，這些環(huán)境參數(shù)在用于機(jī)動(dòng)車10 的環(huán)境識(shí)別以及定位的另一步驟S2中被使用。
[0041] 在步驟S3中，然后利用機(jī)動(dòng)車10環(huán)境的瞬間事實(shí)的確定來執(zhí)行情形分析。
[0042] 在步驟S4中，基于前面所執(zhí)行的情形分析來進(jìn)行機(jī)動(dòng)車10環(huán)境的展望性預(yù)測(cè)。機(jī) 動(dòng)車10未來的基于高概率的運(yùn)動(dòng)性能通過這種方式產(chǎn)生。
[0043] 步驟S5中的性能生成使得必要的行動(dòng)的計(jì)劃成為可能，以便將前面所預(yù)測(cè)的情 形付諸實(shí)施。例如，這可以包括使機(jī)動(dòng)車10的待執(zhí)行的車道變更的計(jì)劃或者待執(zhí)行的車速 改變的計(jì)劃。
[0044] 現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明，在機(jī)動(dòng)車10自動(dòng)行駛時(shí)，在步驟S6中生成所謂的標(biāo)準(zhǔn)軌跡ST1 并且發(fā)送至調(diào)控裝置40,其中，借助調(diào)控裝置40將軌跡ST1的數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成針對(duì)致動(dòng)裝 置1可處理的數(shù)據(jù)。調(diào)控裝置40將提及的數(shù)據(jù)發(fā)送至機(jī)動(dòng)車10的致動(dòng)裝置1，該致動(dòng)裝置 可以包括多個(gè)致動(dòng)器（例如轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)器）。
[0045] 在步驟S6中，基本上同時(shí)或時(shí)間上相互間隔非常短地（特別是周期性地）產(chǎn)生了 安全區(qū)域B或安全軌跡ST2,所述安全區(qū)域或安全軌跡同樣被發(fā)送至調(diào)控裝置40或由該調(diào) 控裝置發(fā)送至致動(dòng)裝置1。為了計(jì)算出安全區(qū)域B或安全軌跡ST2,必須在考慮到物理上可 能的和大概的運(yùn)動(dòng)變化的情況下預(yù)測(cè)出其它交通參與者的探測(cè)到的運(yùn)動(dòng)。調(diào)控裝置40因 此不僅在當(dāng)前時(shí)刻上傳送有效的車道數(shù)據(jù)，而且也傳送該安全軌跡ST2的未來數(shù)據(jù)以及