DE102018216423A1

DE102018216423A1 - Bestimmung eines Ansteuerungssignals für ein teilautonomes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018216423A1
Application number: DE102018216423.1A
Authority: DE
Inventors: Oliver F. Schwindt; Jason Scott Hardy; Joerg Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2020-03-26
Also published as: CN110949379A; US20200094822A1; US11292463B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Bestimmung eines Ansteuerungssignals für ein Fahrzeug. Ein System (200), z.B. für ein zumindest teilweise automatisiert fahrendes Fahrzeug (110), zum Bestimmen eines Ansteuerungssignals (370) für ein Steuerungssystem (380), weist einen Sensor (300) auf, der dazu eingerichtet ist, ein Objekt (120) in einer Umgebung (100) zu erfassen und als Objektrepräsentation (420) zu speichern. Ferner weist das System (200) ein Planungsmodul (500) auf, das dazu eingerichtet ist, in Reaktion auf die Objektrepräsentation (420) eine erste Trajektorie (501) und eine erste Kollisionswahrscheinlichkeit (521) der ersten Trajektorie (501) für das Fahrzeug (110) zu bestimmen. Außerdem weist es ein Überwachungsmodul (600) auf, das dazu eingerichtet ist, beim Überschreiten einer vordefinierten Kollisionswahrscheinlichkeit (530) der ersten Kollisionswahrscheinlichkeit (521) eine der folgenden Aktionen durchzuführen: Mittels des Planungsmoduls (500), in Reaktion auf die Objektrepräsentation (420), eine weitere Trajektorie (502, 503, 504) mit einer weiteren Kollisionswahrscheinlichkeit (522, 523, 524) und einer maximalen Verzögerung (542, 543, 544) der weiteren Trajektorie (502, 503, 504) zu bestimmen, oder die Objektrepräsentation (420) des Objekts (120), mittels des Sensors (300), zu überprüfen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Bestimmung eines Ansteuerungssignals für ein Fahrzeug, z.B. ein teilautonomes oder vollautonomes Fahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren für ein zumindest teilweise automatisiert fahrendes Fahrzeug zum Bestimmen eines Steuerdatums für ein Steuerungssystem, ein Verfahren, ein Programmelement und ein Speichermedium. Das Ansteuerungssignal kann beispielsweise verwendet werden, um das Fahrzeug zu steuern, wobei das Fahrzeug zumindest zeitweise mit Assistenzsystemen gesteuert wird und das insbesondere teilautomatisiert, hochautomatisiert oder vollautomatisiert ausgelegt ist.
Stand der Technik
Bei Fahrzeugen mit Assistenzsystemen kann es vorkommen, dass diese Fahrzeug - z.B. zur Kollisionsvermeidung - durch die Assistenzsysteme stark gebremst, beschleunigt oder gelenkt werden. In manchen Fällen kann es vorkommen, dass die geschätzten Objekte, mit denen das Fahrzeug zu kollidieren droht, in der realen Welt nicht existieren, sondern durch die Sensoren erzeugte, fälschlich erkannte Objektrepräsentation sind; diese werden gelegentlich „Artefakte“ oder „ghosts“ genannt. Diese Effekte können zu einer Verminderung der Sicherheit und/oder des Komforts führen.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zumindest teilweise zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der folgenden Beschreibung und der Figuren.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein System für ein zumindest teilweise automatisiert fahrendes Fahrzeug zum Bestimmen eines Ansteuerungssignals für ein Steuerungssystem weist einen Sensor, der dazu eingerichtet ist, ein Objekt in einer Umgebung zu erfassen und als Objektrepräsentation in einem Speicher zu speichern, ein Planungsmodul, das dazu eingerichtet ist, in Reaktion auf die Objektrepräsentation eine erste Trajektorie und eine erste Kollisionswahrscheinlichkeit der ersten Trajektorie für das Fahrzeug zu bestimmen. Das System weist weiterhin ein Überwachungsmodul auf, das dazu eingerichtet ist, wenn die erste Kollisionswahrscheinlichkeit eine vordefinierte Kollisionswahrscheinlichkeit überschreitet, eine der folgenden Aktionen durchzuführen: Mittels des Planungsmoduls, in Reaktion auf die Objektrepräsentation eine weitere Trajektorie mit einer weiteren Kollisionswahrscheinlichkeit und einer maximalen Verzögerung der weiteren Trajektorie zu bestimmen, oder die Objektrepräsentation des Objekts, mittels des Sensors, zu überprüfen.
Ein Ansteuerungssignal wird dazu verwendet, um ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug zu steuern, d.h. beispielsweise das Bremssystem, den Antriebsstrang oder die Lenkung zu beeinflussen. Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie ein Auto, einen Bus oder einen Lastkraftwagen. Das Ansteuerungssignal für eine konkrete Situation wird z.B. aus berechneten Trajektorien abgeleitet; dies kann - als Beispiel für einen beliebigen Zeitpunkt beliebigen bzw. für eine beliebige konkrete Situation - folgende Anweisung bedeuten: „aktuelles Drehmoment = 75 Nm; aktuelle Lenkstellung = 1,5° rechts; aktuelle Bremskraft = 0“. Um eine Trajektorie zu berechnen, wird - neben anderen Daten wie z.B. eine Zielbestimmung - ein Sensor benötigt, der dazu eingerichtet ist, ein Objekt in einer Umgebung, d.h. ein Objekt der realen Welt wie ein Haus, Straße, eine Person oder ein Fahrzeug, zu erfassen. Der Sensor kann einen oder mehrere einzelne Sensoren aufweisen, der Sensor kann auch ein Subsystem umfassen, das die Daten mehrerer Sensoren und/oder mehrerer Sensortypen (z.B. Kamera und Radar) zusammenfasst und als zusammengefasste Repräsentation dem System zur Verfügung stellt. Das durch den Sensor erfasste Objekt wird in dem System als Objektrepräsentation in einem Speicher gespeichert, beispielsweise in Form einer geometrischen Beschreibung oder als attributiertes Objekt. In zumindest einigen Fällen kann es sein, dass das durch den Sensor erfasste Objekt ein „ghost“ ist, d.h. in der realen Welt nicht existiert, aber als Objektrepräsentation in dem Speicher gespeichert ist.
Das System weist weiterhin ein Planungsmodul auf, das dazu eingerichtet ist, in Reaktion auf die Objektrepräsentation eine erste Trajektorie und eine erste Kollisionswahrscheinlichkeit der ersten Trajektorie für das Fahrzeug zu bestimmen. Die erste Trajektorie kann beispielsweise beschreiben, die nächsten 5 m mit gleichbleibender Geschwindigkeit geradeaus zu fahren. Die erste Trajektorie kann z.B. aus der Zielbestimmung unter Verwendung eines Navigationssystems, zusammen mit den Daten von dem Sensor, abgeleitet sein. Das Planungsmodul bestimmt außerdem eine Kollisionswahrscheinlichkeit für die erste Trajektorie. Die Kollisionswahrscheinlichkeit kann auch ein Kollisionsrisiko sein, d.h. die Bewertung (z.B. durch Multiplikation) der Kollisionswahrscheinlichkeit mit dem potentiellen Schaden. Im Folgenden schließt das Wort „Kollisionswahrscheinlichkeit“ die Bedeutung „Kollisionsrisiko“ mit ein. In einer konkreten Ausführungsform kann zwischen diesen Berechnungsalternativen gewählt werden.
Die Kollisionswahrscheinlichkeit kann z.B. aus den Objektrepräsentationen der Objekte abgeleitet sein, beispielsweise unter Verwendung eines Prädiktionsmoduls. Ein einfaches Prädiktionsmodul kann z.B. die Bewegung aller Objekte, für die eine Objektrepräsentation vorliegt, linear verlängern, z.B. für einen Zeitraum, in dem das Fahrzeug 5 m zurücklegt. Es können dann Fälle bestimmt werden, bei denen der prädizierte Weg eines oder mehrerer Objekte sich mit dem Weg, den das Fahrzeug gemäß der ersten Trajektorie zurücklegt, schneidet, d.h. potentiell eine Kollision stattfindet. Die potentiellen Kollisionen der ersten Trajektorie werden in der Kollisionswahrscheinlichkeit für die erste Trajektorie zusammengefasst. In vielen Situationen kann die Kollisionswahrscheinlichkeit Null sein.
Das System weist ferner ein Überwachungsmodul auf, das dazu eingerichtet ist, beim Überschreiten einer vordefinierten Kollisionswahrscheinlichkeit eine vordefinierte Aktion durchzuführen. Als erste Alternative umfasst die Aktion, mittels des Planungsmoduls, in Reaktion auf die Objektrepräsentation, eine weitere Trajektorie mit einer weiteren Kollisionswahrscheinlichkeit und einer maximalen Verzögerung der weiteren Trajektorie zu bestimmen. Ist z.B. eine Kollision mit einem von rechts kommenden Objekt prädiziert, so kann die weitere Trajektorie eine leichte Abweichung nach links beinhalten. Dadurch kann beispielsweise die Kollisionswahrscheinlichkeit auf Null sinken. Wenn dies der Fall ist, dann wird diese Trajektorie ausgewählt, und aus dieser weiteren Trajektorie wird das Ansteuerungssignal für das Steuerungssystem abgeleitet. Damit kann auf effiziente Weise eine tatsächliche Kollision verhindert werden.
Wenn mehrere weitere Trajektorien berechnet werden, die zu einer gleichen oder sehr ähnlichen Kollisionswahrscheinlichkeit führen, dann wird diejenige Trajektorie ausgewählt, welche die geringste maximale Verzögerung aufweist. Dies erhöht die Sicherheit und den Komfort des Fahrzeugs, weil damit - nach Möglichkeit - ruckartige Vollbremsungen deutlich seltener werden.
Als zweite Alternative umfasst die Aktion, die Objektrepräsentation des Objekts, mittels des Sensors, zu überprüfen. Es ist ja möglich, zumindest in einigen Fällen, dass das durch den Sensor erfasste Objekt ein „ghost“ ist, d.h. in der realen Welt nicht existiert, aber als Objektrepräsentation in dem Speicher gespeichert ist. Wenn mit einem solchen „ghost“-Objekt keine Kollision droht, dann stören derartige Objekt auch nicht; eine Überprüfung ist in diesem Fall - zumindest bei einigen Konstellationen - überflüssig. Auch wird aus Sicherheitsgründen ein „Falsch-negativ-Objekt“ von dem Sensor als noch kritischer angesehen als ein „Falsch-positiv-Objekt“, d.h. ein reales Objekt, das möglicherweise übersehen wird. Für den Fall einer potenziellen Kollision ist es sinnvoll, das Objekt der potenziellen Kollision zu überprüfen und nur auf diese Weise verifizierte Objekte für die Bestimmung einer Reaktion auf die potenzielle Kollision zuzulassen.
Das System hat den Vorteil, dass keine Einschränkungen bei der Kollisionsüberwachung und Kollisionsreaktion erforderlich sind. Außerdem sind die Kollisionsreaktionen maßvoll und nahe bei einer idealen menschlichen Kollisionsreaktion. Weiterhin wird nur dann eine hohe Rechenleistung erforderlich, wenn die Kollisionsüberwachung auch für die menschliche Intuition als schwierig beurteilt werden würde.
In einer Ausführungsform ist der Sensor eine Kamera, eine Vielzahl von Kameras, ein Radar-Sensor, ein Lidar-Sensor, ein Ultraschall-Sensor oder ein Subsystem, das eine fusionierte Ansicht von mindestens zwei der genannten Sensoren zur Verfügung stellt. Der Sensor kann also einen oder mehrere einzelne Sensoren aufweisen, der Sensor kann auch ein Subsystem umfassen, das die Daten mehrerer Sensoren und/oder mehrerer Sensortypen wie (z.B. Kamera und Radar) zusammenfasst und als zusammengefasste Repräsentation dem System zur Verfügung stellt.
In einer Ausführungsform ist die Objektrepräsentation eine verifizierte Objektrepräsentation oder eine nicht-verifizierte Objektrepräsentation. Bei der verifizierten Objektrepräsentation wird das Objekt vor der Verwendung durch das System mindestens ein weiteres Mal von dem Sensor oder von einem anderen Sensor und/oder von einem anderen Sensortyp erfasst. Dadurch können z.B. manche transienten Fehler ausgeschlossen werden. In einer Ausführungsform werden die Objektrepräsentationen mehrfach überprüft, z.B. durch Überprüfung mittels einer Sensor-Historie, z.B. einer Kamera-Historie oder auch der Historie von fusionierten Objekten. Die nicht-verifizierte Objektrepräsentation ist hingegen eine Objektrepräsentation, die nicht ein weiteres Mal von dem Sensor (bzw. Sensorsystem) überprüft wird.
In einer Ausführungsform ist das Überwachungsmodul dazu eingerichtet, wenn die erste Kollisionswahrscheinlichkeit eine vordefinierte Kollisionswahrscheinlichkeit überschreitet, Aktionen gemäß folgender Regeln durchzuführen:

a) Wenn die zweite Kollisionswahrscheinlichkeit der zweiten Trajektorie von dem Überwachungsmodul als akzeptabel beurteilt wird, verwenden der zweiten Trajektorie statt der ersten Trajektorie.
b) Wenn die zweite Kollisionswahrscheinlichkeit der zweiten Trajektorie von dem Überwachungsmodul als nicht-akzeptabel beurteilt wird, verwenden einer dritten Trajektorie mit einer dritten vordefinierten Kollisionswahrscheinlichkeit, wobei die dritte Trajektorie ausschließlich die verifizierte Objektrepräsentation des Objekts verwendet.
c) Wenn die dritte Kollisionswahrscheinlichkeit der dritten Trajektorie von dem Überwachungsmodul als nicht-akzeptabel beurteilt wird, bestimmen einer vierten Trajektorie mit einer vierten Kollisionswahrscheinlichkeit und auswählen der niedrigeren Kollisionswahrscheinlichkeit, aus der dritten Kollisionswahrscheinlichkeit und der vierten Kollisionswahrscheinlichkeit.
d) Wenn die dritte Kollisionswahrscheinlichkeit und die vierte Kollisionswahrscheinlichkeit ungefähr gleich sind, auswählen der Kollisionswahrscheinlichkeit mit der geringeren Bremsverzögerung.

Gemäß der Regel a) wird also zunächst eine zweite Trajektorie berechnet, zusammen mit einer zweiten Kollisionswahrscheinlichkeit. Wird die zweite Kollisionswahrscheinlichkeit von dem Überwachungsmodul als akzeptabel beurteilt - z.B. wenn die zweite Kollisionswahrscheinlichkeit gleich Null ist -, dann wird diese Trajektorie ausgewählt, und aus dieser zweiten Trajektorie wird das Ansteuerungssignal für das Steuerungssystem abgeleitet. Damit kann auf effiziente Weise eine tatsächliche Kollision verhindert werden.
Für die Anwendung der Regel b) wird die zweite Kollisionswahrscheinlichkeit von dem Überwachungsmodul als nicht-akzeptabel beurteilt. Das kann beispielsweise der Fall sein, wenn das Fahrzeug durch das Ausweichmanöver (die zweite Trajektorie) auf eine Gegenfahrbahn geraten würde, auf der viele andere Fahrzeuge sich bewegen. In diesem Fall überprüft das Überwachungsmodul die Objektrepräsentation des Objekts der potenziellen Kollision. Die dritte Trajektorie verwendet ausschließlich die verifizierte Objektrepräsentation des Objekts. Durch die Überprüfung kann die potenzielle Kollision verschwinden, insbesondere in einem Fall, wenn die Objektrepräsentation ein „ghost“ war. Durch diese Regel wird also eine unangemessen starke Reaktion aufgrund eines „ghost“-Objekts verhindert. Wenn das Objekt der potenziellen Kollision ein reales Objekt ist (wenn also die Objektrepräsentation einem Objekt in der realen Welt entspricht), dann kann die dritte Trajektorie gleich der zweiten Trajektorie sein.
Wenn gemäß Regel c) die dritte Trajektorie, die unter Verwendung einer verifizierten Objektrepräsentation des Objekts bestimmt wurde, als nicht-akzeptabel beurteilt wird, wird eine vierten Trajektorie mit einer vierten Kollisionswahrscheinlichkeit bestimmt. Liegen beide Trajektorien (die dritte und die vierte Trajektorie) und beide Kollisionswahrscheinlichkeiten vor, dann wird die Trajektorie mit der niedrigsten Kollisionswahrscheinlichkeit verwendet. Das Bestimmen einer alternativen Trajektorie ist verhältnismäßig rechenintensiv, so dass dies nur in bestimmten Fällen nötig wird, z.B. in Fällen, wie sie durch die Regel c) definiert sind.
Wenn gemäß Regel d) beide Kollisionswahrscheinlichkeiten (d.h. die Kollisionswahrscheinlichkeiten der dritten und der vierten Trajektorie) ungefähr gleich sind, dann wird die Trajektorie mit der geringeren maximalen Bremsverzögerung ausgewählt. Dies erhöht die Sicherheit und den Komfort des Fahrzeugs, weil dadurch nach Möglichkeit ruckartige Vollbremsungen deutlich seltener werden.
Insgesamt führt also dieses hierarchische oder kaskadierte Regelsystem zu sinnvollen Reaktionen, einem effizienten Einsatz der Rechenleistung und damit zu schnellen Reaktionen und auch zu einem nachvollziehbaren Verhalten des Systems und letztlich damit des Fahrzeugs.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug mit einem System, wie es oben beschrieben ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen eines Ansteuerungssignals für ein Steuerungssystem für ein zumindest teilweise automatisiert fahrendes Fahrzeug, mittels eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten:

- Erfassen eines Objekts in einer Umgebung und speichern des Objekts als Objektrepräsentation in einem Speicher;
- Bestimmen, in Reaktion auf die Objektrepräsentation, mittels eines Planungsmoduls, einer ersten Trajektorie und einer ersten Kollisionswahrscheinlichkeit der ersten Trajektorie für das Fahrzeug;
- Wenn eine vordefinierte Kollisionswahrscheinlichkeit überschritten ist, durchführen, mittels eines Überwachungsmoduls, einer der folgenden Aktionen: Bestimmen, mittels des Planungsmoduls, in Reaktion auf die Objektrepräsentation eine weitere Trajektorie mit einer weiteren Kollisionswahrscheinlichkeit und einer maximalen Verzögerung der weiteren Trajektorie, oder Überprüfen der Objektrepräsentation des Objekts, mittels des Sensors.

In einer Ausführungsform wird das genannte Verfahren unter Anwendung folgender Regel, mittels des Überwachungsmoduls, verfeinert:

a) wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit der zweiten Trajektorie von dem Überwachungsmodul als akzeptabel beurteilt wird, verwenden der zweiten Trajektorie statt der ersten Trajektorie.

In einer Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin folgende Regel auf:

b) wenn die zweite Kollisionswahrscheinlichkeit der zweiten Trajektorie von dem Überwachungsmodul als nicht-akzeptabel beurteilt wird, verwenden einer dritten Trajektorie mit einer dritten vordefinierten Kollisionswahrscheinlichkeit und einer dritten maximalen Verzögerung, wobei die dritte Trajektorie ausschließlich die verifizierte Objektrepräsentation des Objekts verwendet.

In einer Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin folgende Regel auf:

c) wenn die dritte Kollisionswahrscheinlichkeit der dritten Trajektorie von dem Überwachungsmodul als nicht-akzeptabel beurteilt wird, bestimmen einer vierten Trajektorie mit einer vierten Kollisionswahrscheinlichkeit und einer vierten maximalen Verzögerung und auswählen der niedrigeren Kollisionswahrscheinlichkeit, aus der dritten Kollisionswahrscheinlichkeit und der vierten Kollisionswahrscheinlichkeit.

In einer Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin folgende Regel auf:

d) wenn die dritte Kollisionswahrscheinlichkeit und die vierte Kollisionswahrscheinlichkeit ungefähr gleich sind, auswählen der Kollisionswahrscheinlichkeit mit der geringeren Bremsverzögerung.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Programmelement, welches, wenn es auf einer Prozessoreinheit ausgeführt wird, dazu eingerichtet ist, eines der genannten Verfahren durchzuführen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein computerlesbares Medium, auf dem das genannte Programmelement gespeichert ist.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
Ausführungsbeispiele
Es zeigen:

1 schematisch ein System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 schematisch eine Übersicht über Trajektorien, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt wurden;
3 ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

1 zeigt schematisch ein System 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei wird ein Objekt 120, das sich in einer realen Umgebung 100 befindet, von dem Sensor 300 erfasst. Der Sensor 300 kann einen oder mehrere einzelne Sensoren aufweisen, der Sensor 300 kann auch ein Subsystem umfassen, das die Daten mehrerer Sensoren und/oder mehrerer Sensortypen (z.B. Kamera und Radar) zusammenfasst und als zusammengefasste Repräsentation dem System zur Verfügung stellt. Das durch den Sensor erfasste Objekt 120 wird an ein Steuergerät 250 geleitet, das zur Bestimmung eines Ansteuerungssignals 370 dient. Das Ansteuerungssignal 370 steuert ein Steuerungssystem 380 für ein Fahrzeug 110 (nicht abgebildet). Das Steuergerät 250 umfasst einen Speicher 400. In diesem Speicher 400 wird das durch den Sensor erfasste Objekt 120 als Objektrepräsentation 420 gespeichert, beispielsweise in Form einer geometrischen Beschreibung oder als attributiertes Objekt. In zumindest einigen Fällen kann es sein, dass das durch den Sensor erfasste Objekt 120 ein „ghost“ ist, d.h. in der realen Welt nicht existiert, aber als Objektrepräsentation 420 in dem Speicher 400 gespeichert ist. In vielen Fällen wird eine Vielzahl von Objekten 120 von dem Sensor 300 erfasst und ist als Vielzahl von Objektrepräsentationen 420 in dem Speicher 400 gespeichert. Die Objektrepräsentation 420 kann als eine verifizierte Objektrepräsentation 425 oder eine nicht-verifizierte Objektrepräsentation 422 gespeichert sein. Bei einer verifizierten Objektrepräsentation 425 wird das Objekt 120 mindestens noch ein weiteres Mal von dem Sensor 300 oder von einem anderen Sensor und/oder von einem anderen Sensortyp erfasst.
Ein Planungsmodul 500 verwendet die Objektrepräsentation 420, bzw. die Vielzahl von Objektrepräsentationen 420, um daraus - unter Verwendung weiterer Informationen, z.B. von einem Navigationssystem - eine erste Trajektorie 501 und eine erste Kollisionswahrscheinlichkeit 521, ggf. auch eine erste maximale Verzögerung 541, der ersten Trajektorie 501 für das Fahrzeug 110 zu bestimmen. Abhängig von dem Wert der ersten Kollisionswahrscheinlichkeit 521 kann das Planungsmodul 500 auch noch weitere Trajektorien 502, 503, 504 bestimmen. Die weiteren Trajektorien 502, 503, 504 können z.B. gleichzeitig mit der ersten Trajektorie bestimmt werden oder erst nach der Überprüfung der Kollisionswahrscheinlichkeiten und/oder gemäß der Anwendung der oben genannten Regeln. Zu jeder der Trajektorien 502, 503, 504 werden die entsprechenden Kollisionswahrscheinlichkeiten 522, 523, 524 bestimmt. Zu zumindest mancher der Trajektorien 502, 503, 504 werden die entsprechenden maximalen Verzögerungen 542, 543, 544 bestimmt.
Das System 200 weist weiterhin ein Überwachungsmodul 600 auf, das dazu eingerichtet ist, wenn die erste Kollisionswahrscheinlichkeit 521 eine vordefinierte Kollisionswahrscheinlichkeit 530 überschreitet, eine der folgenden Aktionen durchzuführen: Mittels des Planungsmoduls 500, in Reaktion auf die Objektrepräsentation 420, eine weitere Trajektorie 502, 503, 504 mit einer weiteren Kollisionswahrscheinlichkeit 522, 523, 524 und einer maximalen Verzögerung 542, 543, 544 der weiteren Trajektorie 502, 503, 504 zu bestimmen, oder die Objektrepräsentation 420 des Objekts 120, mittels des Sensors 300, zu überprüfen so dass das die Objektrepräsentation 420 entweder aus dem Speicher 400 verschwindet oder von einer nicht-verifizierten Objektrepräsentation 422 in eine verifizierte Objektrepräsentation 425 umgewandelt wird. Durch die Auswahl einer der Trajektorien 501, 502, 503, 504 wird das Ansteuerungssignal 370 bestimmt. Dies kann z.B. von einem Steuerungssystem 380 (gepunktet dargestellt) verwendet werden, um das Fahrzeug 110 zu steuern.
2 zeigt schematisch eine Übersicht über Trajektorien 501, 502, 503, 504, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt wurden. Dabei ist die, durch die 501, 502, 503, 504 zu steuernde Geschwindigkeit v über der Zeit t angetragen. Dabei ist deutlich sichtbar, dass die ersten Trajektorien 501 (von denen eine Vielzahl als Beispiel angetragen ist), eine Beschleunigung und eine Verzögerung zulassen. Würde eine der Trajektorien 501 potenziell zu einer Kollision führen, d.h. wenn die erste Kollisionswahrscheinlichkeit 521 eine vordefinierte Kollisionswahrscheinlichkeit 530 überschreitet, dann werden zweite Trajektorien 502 bestimmt. Wird deren Kollisionswahrscheinlichkeit 522 von dem Überwachungsmodul 600 als nicht-akzeptabel beurteilt, dann werden dritte Trajektorien 503 bestimmt; die dritten Trajektorien 503 verwenden dabei ausschließlich die verifizierte Objektrepräsentation 425 des Objekts 120. Wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit 523 der dritten Trajektorien 503 als nicht-akzeptabel beurteilt wird, dann werden vierte Trajektorien 504 und die maximalen Bremsverzögerungen 543, 544 bestimmt. Wenn die Kollisionswahrscheinlichkeiten 523, 524 der dritten und der vierten Trajektorie 503, 504 ungefähr gleich sind, dann wird die Trajektorie mit der geringeren maximalen Bremsverzögerung 543, 544 (d.h. die Trajektorie mit der geringeren negativen Steigung) ausgewählt. Dies erhöht die Sicherheit und den Komfort des Fahrzeugs, weil dadurch nach Möglichkeit ruckartige Vollbremsungen deutlich seltener werden.
3 zeigt ein Verfahren 700 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren wird auf einem System 200 für ein zumindest teilweise automatisiert fahrendes Fahrzeug 110 ausgeführt. Das System 200 kann Teil einer Prozessoreinheit sein. Das Verfahren dient zum Bestimmen eines Ansteuerungssignals 370 für ein Steuerungssystem 380. In einem Schritt 701 wird, mittels eines Sensors 300 (siehe 1), ein Objekt 120 in einer Umgebung 100 erfasst und als Objektrepräsentation 420 in einem Speicher 400 gespeichert. In einem Schritt 702 wird, in Reaktion auf die Objektrepräsentation 420, mittels eines Planungsmoduls 500, eine erste Trajektorie P1 501 und eine erste Kollisionswahrscheinlichkeit 521 der ersten Trajektorie 501 für das Fahrzeug 110 bestimmt. In einem Schritt 703 wird überprüft, ob die erste Kollisionswahrscheinlichkeit P1 521 eine vordefinierte Kollisionswahrscheinlichkeit P 530 überschreitet. Ist dies nicht der Fall, wird, in einem Schritt 704, die erste Trajektorie 501 ausgewählt. Wird die vordefinierte Kollisionswahrscheinlichkeit P 530 überschritten, dann wird, von dem Überwachungsmodul 600 (siehe 1), eine der folgenden Aktionen durchgeführt: In einem Schritt 705 wird, mittels des Planungsmoduls 500, in Reaktion auf die Objektrepräsentation 420, eine weitere Trajektorie 502, 503, 504 mit einer weiteren Kollisionswahrscheinlichkeit 522, 523, 524 und einer maximalen Verzögerung 542, 543, 544 der weiteren Trajektorie 502, 503, 504 zu bestimmt. Oder es wird, in einem Schritt 706, die Objektrepräsentation 420 des Objekts 120, mittels des Sensors 300, überprüft.

Claims

System (200) für ein zumindest teilweise automatisiert fahrendes Fahrzeug (110) zum Bestimmen eines Ansteuerungssignals (370) für ein Steuerungssystem (380), wobei das System (200) aufweist: einen Sensor (300), der dazu eingerichtet ist, ein Objekt (120) in einer Umgebung (100) zu erfassen und als Objektrepräsentation (420) zu speichern, ein Planungsmodul (500), das dazu eingerichtet ist, in Reaktion auf die Objektrepräsentation (420) eine erste Trajektorie (501) und eine erste Kollisionswahrscheinlichkeit (521) der ersten Trajektorie (501) für das Fahrzeug (110) zu bestimmen, ein Überwachungsmodul (600), das dazu eingerichtet ist, beim Überschreiten einer vordefinierten Kollisionswahrscheinlichkeit (530) der ersten Kollisionswahrscheinlichkeit (521) eine der folgenden Aktionen durchzuführen: - mittels des Planungsmoduls (500), in Reaktion auf die Objektrepräsentation (420), eine weitere Trajektorie (502, 503, 504) mit einer weiteren Kollisionswahrscheinlichkeit (522, 523, 524) und einer maximalen Verzögerung (542, 543, 544) der weiteren Trajektorie (502, 503, 504) zu bestimmen, oder - die Objektrepräsentation (420) des Objekts (120), mittels des Sensors (300), zu überprüfen.
System (200) nach Anspruch 1, wobei der Sensor (300) eine Kamera, eine Vielzahl von Kameras, ein Radar-Sensor, ein Lidar-Sensor, ein Ultraschall-Sensor oder ein Subsystem, das eine fusionierte Ansicht von mindestens zwei der genannten Sensoren zur Verfügung stellt, ist.
System (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Objektrepräsentation (420) eine verifizierte Objektrepräsentation (425) oder eine nicht-verifizierte Objektrepräsentation (422) ist.
System (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Überwachungsmodul (600) dazu eingerichtet ist, wenn die erste Kollisionswahrscheinlichkeit (521) eine vordefinierte Kollisionswahrscheinlichkeit (530) überschreitet, Aktionen gemäß folgender Regeln durchzuführen: a) wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit (522) der zweiten Trajektorie (502) von dem Überwachungsmodul (600) als akzeptabel beurteilt wird, verwenden der zweiten Trajektorie (502) statt der ersten Trajektorie (501), b) wenn die zweite Kollisionswahrscheinlichkeit (522) der zweiten Trajektorie (502) von dem Überwachungsmodul (600) als nicht-akzeptabel beurteilt wird, verwenden einer dritten Trajektorie (503) mit einer dritten vordefinierten Kollisionswahrscheinlichkeit (523), wobei die dritte Trajektorie (503) ausschließlich die verifizierte Objektrepräsentation (425) des Objekts (120) verwendet, c) wenn die dritte Kollisionswahrscheinlichkeit (523) der dritten Trajektorie (503) von dem Überwachungsmodul (600) als nicht-akzeptabel beurteilt wird, bestimmen einer vierten Trajektorie (504) mit einer vierten Kollisionswahrscheinlichkeit (524) und auswählen der niedrigeren Kollisionswahrscheinlichkeit, aus der dritten Kollisionswahrscheinlichkeit (523) und der vierten Kollisionswahrscheinlichkeit (524), und d) wenn die dritte Kollisionswahrscheinlichkeit (523) und die vierte Kollisionswahrscheinlichkeit (524) ungefähr gleich sind, auswählen der Kollisionswahrscheinlichkeit mit der geringeren Bremsverzögerung.
Zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug mit einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Bestimmen eines Ansteuerungssignals (370) für ein Steuerungssystem (380) für ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug (110), mit den Schritten: - Erfassen eines Objekts (120) in einer Umgebung (100) und speichern des Objekts (120) als Objektrepräsentation (420); - Bestimmen, in Reaktion auf die Objektrepräsentation (420), mittels eines Planungsmoduls (500), einer ersten Trajektorie (501) und einer ersten Kollisionswahrscheinlichkeit (521) der ersten Trajektorie (501) für das Fahrzeug (110); - Wenn eine vordefinierte Kollisionswahrscheinlichkeit (530) überschritten ist, durchführen, mittels eines Überwachungsmoduls (600), einer der folgenden Aktionen: Bestimmen, mittels des Planungsmoduls (500), in Reaktion auf die Objektrepräsentation (420) eine weitere Trajektorie (502, 503, 504) mit einer weiteren Kollisionswahrscheinlichkeit (522, 523, 524) und einer maximalen Verzögerung (542, 543, 544) der weiteren Trajektorie (502, 503, 504), oder Überprüfen der Objektrepräsentation (420) des Objekts (120), mittels des Sensors (300).
Verfahren nach Anspruch 6, unter Anwendung folgender Regel, mittels des Überwachungsmoduls (600): a) wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit (522) der zweiten Trajektorie (502) von dem Überwachungsmodul (600) als akzeptabel beurteilt wird, verwenden der zweiten Trajektorie (502) statt der ersten Trajektorie (501).
Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin unter Anwendung folgender Regel, mittels des Überwachungsmoduls (600): b) wenn die zweite Kollisionswahrscheinlichkeit (522) der zweiten Trajektorie (502) von dem Überwachungsmodul (600) als nicht-akzeptabel beurteilt wird, verwenden einer dritten Trajektorie (503) mit einer dritten vordefinierten Kollisionswahrscheinlichkeit (523) und einer dritten maximalen Verzögerung (534), wobei die dritte Trajektorie (503) ausschließlich die verifizierte Objektrepräsentation (425) des Objekts (120) verwendet.
Verfahren nach Anspruch 8, weiterhin unter Anwendung folgender Regel, mittels des Überwachungsmoduls (600): c) wenn die dritte Kollisionswahrscheinlichkeit (523) der dritten Trajektorie (503) von dem Überwachungsmodul (600) als nicht-akzeptabel beurteilt wird, bestimmen einer vierten Trajektorie (504) mit einer vierten Kollisionswahrscheinlichkeit (524) und einer vierten maximalen Verzögerung (544) und auswählen der niedrigeren Kollisionswahrscheinlichkeit, aus der dritten Kollisionswahrscheinlichkeit (523) und der vierten Kollisionswahrscheinlichkeit (524).
Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin unter Anwendung folgender Regel, mittels des Überwachungsmoduls (600): d) wenn die dritte Kollisionswahrscheinlichkeit (523) und die vierte Kollisionswahrscheinlichkeit (524) ungefähr gleich sind, auswählen der Kollisionswahrscheinlichkeit mit der geringeren Bremsverzögerung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der Sensor (300) eine Kamera, eine Vielzahl von Kameras, ein Radar-Sensor, ein Lidar-Sensor, ein Ultraschall-Sensor oder ein Subsystem, das eine fusionierte Ansicht von mindestens zwei der genannten Sensoren zur Verfügung stellt, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Objektrepräsentation (420) eine verifizierte Objektrepräsentation (425) oder eine nicht-verifizierte Objektrepräsentation (422) ist.
Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11 auszuführen.
Programmelement, welches, wenn es auf einer Prozessoreinheit ausgeführt wird, dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11 durchzuführen.
Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement nach Anspruch 14 gespeichert ist.