DE102012214990A1 - System und verfahren für die bestimmung eines kollisionsvermeidungsmanöverwegs mit ruckgrenzwert - Google Patents

System und verfahren für die bestimmung eines kollisionsvermeidungsmanöverwegs mit ruckgrenzwert Download PDF

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Abstract

In einem Fahrzeug kann eine optimale Wegkrümmung, die durch eine oder mehrere Beschränkungen begrenzt ist, bestimmt werden. Die Beschränkungen können sich auf den Querruck und auf eine oder mehrere Fahrzeugdynamikbeschränkungen beziehen. Auf der Grundlage der optimalen Wegkrümmung kann ein optimaler Fahrzeugweg um ein Objekt bestimmt werden. Der optimale Fahrzeugweg kann an ein Kollisionsvermeidungs-Steuersystem ausgegeben werden. Das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem kann veranlassen, dass das Fahrzeug einen bestimmten Weg nimmt.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Bestimmung einer Fahrzeugkollisionsvermeidung z. B. auf der Grundlage von Sensormessdaten, Fahrzeugdynamikbeschränkungen und anderen Informationen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Viele Fahrzeuge sind mit Systemen und Fahrzeugen zum teilautonomen oder autonomen Steuern eines Fahrzeugs zum Vermeiden einer Kollision oder zum Mildern der Schwere einer Kollision ausgestattet. Typische Kollisionsvermeidungs-Steuersysteme können z. B. eine Vorbereitung vor einer Kollision bereitstellen, eine Warnung (Warnungen) an den Fahrer ausgeben, wenn eine Kollisionsgefahr existiert, ein automatisches Bremsen anwenden, vollständig oder teilweise die Fahrzeuglenkung des Fahrzeugs steuern und/oder andere Funktionen ausführen.
  • Kollisionsvermeidungs-Steuersysteme können die Lenkung eines Fahrzeugs steuern, um das Fahrzeug um ein Objekt zu führen, das eine Kollisionsgefahr für das Fahrzeug darstellen kann. Kollisionsvermeidungs-Steuersysteme können z. B. auf der Grundlage von Sensormessdaten einen Fahrzeugweg um ein Objekt bestimmen und den bestimmten Fahrzeugweg für ein automatisches Fahrzeugsteuersystem bereitstellen. Typische Kollisionsvermeidungs-Fahrzeugwege können Fahrzeuginsassen einer hohen Querbeschleunigung, einem Ruck (z. B. der Änderungsrate der Querbeschleunigung) und anderen Arten von Belastungen aussetzen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einem Fahrzeug kann eine optimale Wegkrümmung, die durch eine oder mehrere Beschränkungen begrenzt ist, bestimmt werden. Die Beschränkungen können sich auf den Querruck und auf eine oder mehrere Fahrzeugdynamikbeschränkungen beziehen. Auf der Grundlage der optimalen Wegkrümmung kann ein optimaler Fahrzeugweg um ein Objekt bestimmt werden. Der optimale Fahrzeugweg kann an ein Kollisionsvermeidungs-Steuersystem ausgegeben werden. Das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem kann veranlassen, dass das Fahrzeug einen bestimmten Weg nimmt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Der Gegenstand der Erfindung ist besonders in dem abschließenden Abschnitt der Patentschrift dargelegt und charakteristisch beansprucht. Allerdings kann die Erfindung sowohl hinsichtlich der Organisation als auch des Betriebsverfahrens zusammen mit den Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen davon am besten mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:
  • 1 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs mit einem Kollisionsvermeidungs-Steuersystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 ein schematisches Diagramm eines Kollisionsvermeidungs-Steuersystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 3 ein schematisches Diagramm eines Kollisionsvermeidungs-Steuersystems, das ein Fahrzeug entlang eines optimalen Fahrzeugwegs steuert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist;
  • 4 ein Graph einer Wegkrümmung in Abhängigkeit von der Zeit oder Position, die eine optimale Wegkrümmung um ein Objekt in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung repräsentiert, ist;
  • 5 ein Graph der Fahrzeugquerposition in Abhängigkeit von der Fahrzeuglängsposition, der einen optimalen Fahrzeugweg um ein Objekt repräsentiert, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist;
  • 6 ein Graph der Fahrzeugquerposition in Bezug auf die Fahrzeuglängsposition ist und zeigt, dass eine Ruckbeschränkung eine Wirkung auf Fahrzeugkollisionsvermeidungsmanöver haben kann; und
  • 7 ein Ablaufplan eines Verfahrens in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist.
  • Es ist einzusehen, dass in den Figuren gezeigte Elemente zur Einfachheit und Klarheit der Darstellung nicht notwendig maßstabsgerecht sind. Zum Beispiel können die Dimensionen einiger der Elemente relativ zu anderen Elementen zur Klarheit überhöht sein. Ferner können Bezugszeichen, wo dies für geeignet gehalten wird, zwischen den Figuren wiederholt sein, um einander entsprechende oder analoge Elemente anzugeben.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung sind zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verständnis der Erfindung zu schaffen. Allerdings versteht der Fachmann auf dem Gebiet, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Einzelheiten verwirklicht werden kann. In anderen Fällen sind gut bekannte Verfahren, Prozeduren und Komponenten nicht ausführlich beschrieben worden, um die vorliegende Erfindung nicht zu verdecken.
  • Sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist, ist, wie aus den folgenden Diskussionen hervorgeht, einzusehen, dass sich in der gesamten Patentschrift Diskussionen, die Begriffe wie etwa ”Verarbeiten”, ”mittels Computer Verarbeiten”, ”Speichern”, ”Bestimmen”, ”Auswerten”, ”Berechnen”, ”Messen”, ”Bereitstellen”, ”Übertragen” oder dergleichen nutzen, auf die Aktion und/oder auf Prozesse eines Computers oder Computersystems oder einer ähnlichen elektronischen Computervorrichtung beziehen, die Daten, die innerhalb der Register und/oder Speicher des Computersystems als physikalische wie etwa elektronische Größen repräsentiert sind, in andere Daten, die ähnlich innerhalb der Speicher, Register oder anderer solcher Informationsspeicherungs-, Informationsübertragungs- oder Informationsanzeigevorrichtungen des Computersystems als physikalische Größen repräsentiert sind, manipuliert und/oder transformiert.
  • Ein Kollisionsvermeidungs-Steuersystem kann ein teilautonomes Fahrsystem sein, das die Eingabe z. B. in eine automatische Lenkung, Differentialbremsung, automatische Bremsung und/oder andere Systeme steuert. Das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem kann z. B. den relativen Ort von Objekten (z. B. eines Fahrzeugs, eines Hindernisses auf der Straße) in Bezug auf ein Fahrzeug (z. B. ein Trägerfahrzeug oder ein anderes Fahrzeug) messen. Der relative Ort von Objekten in Bezug auf ein Fahrzeug kann z. B. relativ zu dem Fahrzeug bedeuten (wobei relativ zu dem Fahrzeug in einigen Ausführungsformen relativ zu einem spezifischen Punkt innerhalb eines Fahrzeugs, relativ zu einem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS-System) innerhalb des Fahrzeugs, relativ zu der Mitte des Fahrzeugs usw. bedeuten kann). Falls die Relativentfernung zwischen dem Trägerfahrzeug und einem Objekt innerhalb einer vorgegebenen Entfernung liegt und die Relativgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs in Bezug auf das Objekt oder eine andere Referenz innerhalb eines vorgegebenen Werts und/oder Bereichs liegt, kann ein Kollisionsvermeidungs-Steuersystem bestimmen, dass das Objekt eine Kollisionsbedrohung für das Fahrzeug darstellt. Das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem kann in Ansprechen darauf ein Signal an den Fahrer (z. B. eine hörbare Warnung) ausgeben, einen Befehl an ein Bremssystem zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeben, einen Lenkwinkelbefehl an ein automatisches Lenksystem ausgeben und/oder andere Aktionen ausführen.
  • Falls ein Objekt detektiert wird, das eine Kollisionsbedrohung für das Trägerfahrzeug darstellt, kann das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen zunächst ein Signal an den Fahrer ausgeben. Falls der Fahrer die Kollisionsbedrohung nicht mildert, kann das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem das Fahrzeug zum Vermeiden der Kollision oder zum Mildern der Schwere der Kollision steuern. Das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem kann Steuerbefehle an ein automatisches Bremssystem, an ein automatisches Lenksteuersystem und/oder an ein anderes System ausgeben. Zum Beispiel kann eine automatische Bremsung angewendet werden, um eine Kollision zu vermeiden, falls die Relativentfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist. In einigen Ausführungsformen kann das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem für einige Situationen bestimmen, dass das Fahrzeug die Kollision durch Umfahren des Objekts vermeiden könnte.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem einen gewünschten Weg oder Optimalweg um das Objekt berechnen. Wenn er berechnet worden ist, kann das Fahrzeug durch eine Lenkwinkelsteuerung, durch eine Lenkdrehmomentsteuerung oder durch andere Befehle, die an ein automatisches Lenksteuersystem ausgegeben werden, auf dem gewünschten Weg geführt werden.
  • Der gewünschte Weg oder Optimalweg kann z. B. auf der Grundlage einer optimalen Wegkrümmung bestimmt oder berechnet werden. Die optimale Wegkrümmung kann z. B. durch eine stückweise lineare Funktion der Entfernung und/oder der Zeit (z. B. durch eine stückweise lineare optimale Wegkrümmung) repräsentiert werden, definiert werden oder eine solche sein. Zum Beispiel kann die stückweise lineare Funktion die Beziehung zwischen der Weg- oder Trajektorienkrümmung (z. B. in Einheiten von 1/m oder anderen Einheiten) und der Zeit, zwischen der Weg- oder Trajektorienkrümmung und der horizontalen Entfernung und/oder zwischen der Weg- oder Trajektorienkrümmung und einem anderen Parameter oder Parametersatz definieren oder repräsentieren. In einigen Ausführungsformen kann die stückweise lineare Funktion einem oder mehreren vorgegebenen Krümmungswerten oder -beschränkungen, einem oder mehreren Krümmungsratengrenzwerten oder -beschränkungen und/oder anderen Grenzwerten oder Beschränkungen genügen oder durch sie definiert sein. Krümmungsgrenzwerte oder -beschränkungen können z. B. Fahrzeugdynamikbeschränkungen oder -grenzwerte wie etwa einen Fahrzeugquerbeschleunigungs-Grenzwert oder eine Fahrzeugquerbeschleunigungs-Beschränkung repräsentieren oder mit ihnen zusammenhängen. Die Grenzwerte an die Krümmungsrate können z. B. Fahrzeugdynamikbeschränkungen oder -grenzwerte wie etwa einen Querbeschleunigungsraten-Grenzwert oder eine Querbeschleunigungsraten-Beschränkung repräsentieren oder mit ihnen zusammenhängen. Die Querbeschleunigungsrate kann z. B. die Querbeschleunigungs-Änderungsrate oder der Querruck des Fahrzeugs sein. Es können andere Schwellenwerte verwendet werden.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann ein optimaler oder gewünschter Fahrzeugweg auf der Grundlage der bestimmten optimalen Wegkrümmung bestimmt oder berechnet werden. In einigen Ausführungsformen kann der optimale oder gewünschte Fahrzeugweg auf der Grundlage der optimalen Wegkrümmung durch zweimaliges Integrieren der optimalen Wegkrümmung über die Längsposition (z. B. Bestimmen oder Berechnen eines zweimaligen Integrals der optimalen Wegkrümmung) oder unter Verwendung anderer mathematischer Herangehensweisen oder Verfahren berechnet werden. Zum Beispiel kann der optimale Fahrzeugweg mehrere quadratische, kubische Wegsegmente oder Funktion(en) oder solche eines anderen Grades, die durch Wegpunkte oder Anschlusspunkte getrennt sind, sein, sie enthalten, auf ihnen liegen oder durch sie definiert sein. Wegpunkte oder Anschlusspunkte können z. B. Punkte sein, an denen sich der Charakter der optimalen Fahrzeugwegkurve oder einer anderen Kurve ändert, und können Punkte sein, in denen die Funktionen, die den optimalen Weg definieren, die erste Ableitung des optimalen Wegs und die zweite Ableitung des optimalen Wegs stetig sind. Wegpunkte können z. B. durch Anpassungsbedingungen für den optimalen Fahrzeugweg, für die erste Ableitung des optimalen Fahrzeugwegs und für die zweite Ableitung des optimalen Fahrzeugwegs bei den Wegpunkten (z. B. Punkten oder Übergängen zwischen Kurvensegmenten) bestimmt werden.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann der optimale Fahrzeugweg an ein Fahrzeugkollisionsvermeidungs-Steuersystem oder an ein anderes Fahrzeugsteuersystem ausgegeben werden. Das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem kann einen oder mehrere Fahrzeuglenkwinkel-Steuerbefehle, Lenkdrehmomentbefehle oder andere Befehle, um das Fahrzeug auf dem optimalen oder gewünschten Weg zu führen, bestimmen. Das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem kann z. B. Lenkwinkelsteuerbefehle, Lenkdrehmomentbefehle oder andere Befehle an eine elektrische Servolenkung (EPS), an eine aktive Vorderradlenkung (AFS), an eine aktive Hinterradlenkung, an ein Differentialbremssystem oder an ein anderes System zum Führen des Fahrzeugs auf dem optimalen Fahrzeugweg ausgeben.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs mit einem Kollisionsvermeidungs-Steuersystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Fahrzeug oder Trägerfahrzeug 10 (z. B. ein PKW, ein LKW oder ein anderes Fahrzeug) kann ein Kollisionsvermeidungs-Steuersystem oder eine Kollisionsvermeidungs-Steuervorrichtung 100 enthalten. Das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem 100 kann mit einem oder mehreren automatischen Fahrzeugsteuersystemen, autonomen Fahranwendungen oder automatischen Fahrzeuglenksystemen 90 zusammenarbeiten oder getrennt von ihnen arbeiten. Das automatische Fahrzeuglenksystem 90 kann z. B. eine adaptive Fahrspurzentrierung, eine Niedergeschwindigkeits-Fahrspurzentrierung, eine Fahrspureinhaltungshilfe und/oder eine andere Anwendung (andere Anwendungen) sein oder enthalten. Eines oder mehrere automatische Fahrzeuglenksysteme 90 können eine Komponente (Komponenten) des Systems 100 sein, oder das automatische Fahrzeuglenksystem (die automatischen Fahrzeuglenksysteme) 90 kann (können) getrennt von dem System 100 sein. Wenn das automatische Fahrzeuglenksystem 90 eingerückt ist, kann es die Lenkung des Fahrzeugs vollständig oder teilweise steuern und die Lenksteuereingabe durch den Fahrer (z. B. durch den Betreiber des Fahrzeugs) über das Lenkrad 82 und/oder über ein Lenksystem, das ein elektrisches Servolenksystem (EPS-System) und/oder andere Komponenten enthalten kann, ändern oder verringern.
  • An dem Fahrzeug 10 können einer oder mehrere Sensoren befestigt oder ihm zugeordnet sein. Ein Computersehsensor (z. B. eine Kamera) 24, ein Lichtortungs- und Abstandssensor (LIDAR-Sensor) 20 (z. B. ein Laserradarsensor (LADAR-Sensor), ein Funkortungs- und Abstandssensor (RADAR-Sensor) 22 oder eine andere Fernerfassungsvorrichtung kann Daten erhalten, die ermöglichen, dass das System 100 den relativen Ort des Fahrzeugs 10 in Bezug auf Objekte (z. B. andere Fahrzeuge, ein Zielfahrzeug (Zielfahrzeuge), eine Fahrspurmarkierung (Fahrspurmarkierungen), einen Straßenrandstreifen (mehrere Straßenrandstreifen), eine mittlere Leitplanke (mittlere Leitplanken), den Straßenrand und/oder andere Merkmale bestimmt oder misst. Die Kamera 24 kann z. B. die Entfernung zu und/oder die relative Orientierung von Objekten (z. B. Objekten, die eine Kollisionsbedrohung darstellen können) und anderen Fahrzeugen (z. B. Fahrzeugen vor dem Fahrzeug 10, die eine Kollisionsbedrohung darstellen können) messen. Die Kamera 24 kann z. B. den Fahrspurversatz, den Fahrtrichtungswinkel, die Fahrspurkrümmung messen und die Informationen für das System 90 bereitstellen.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Fahrzeug 10 eine oder mehrere Vorrichtungen oder Sensoren zum Messen der Fahrzeuglenkeingabe, der Fahrzeuglenkbedingungen, der Fahrzeuglenkparameter, der Fahrzeugdynamik, der Fahrereingabe oder anderer fahrzeugbezogener Bedingungen oder Messwerte enthalten. Die Fahrzeugdynamik-Messvorrichtung(en) kann (können) einen oder mehrere Lenkwinkelsensoren 70 (die z. B. mit dem Lenkrad 82 und/oder mit einer anderen Komponente des Lenksystems verbunden sind) enthalten. Außerdem kann die Fahrzeugdynamik-Messvorrichtung (können die Fahrzeugdynamik-Messvorrichtungen) einen oder mehrere Beschleunigungsmesser 72, Tachometer 74, Raddrehzahlsensor(en) 76, Trägheitsmesseinheit(en) (IMU) 78, Gangschaltungspositionssensor(en) 84, einen Fahrpedalpositionssensor 86, einen Bremspedalpositionssensor 88 oder andere Vorrichtungen enthalten. Die Fahrzeugdynamik-Messvorrichtung(en) kann (können) eine Fahrereingabe oder Fahrzeugdynamikparameter einschließlich der Querbeschleunigung (z. B. Winkelbeschleunigung oder Zentripetalbeschleunigung), der Längsbeschleunigung, des Querrucks (z. B. der Änderungsrate der Querbeschleunigung, eines Schocks, eines Stoßes, eines Schlingerns), eines Längsrucks, eines Lenkwinkels, eines Lenkdrehmoments, einer Lenkrichtung, einer Gierrate, einer Quer- und Längsgeschwindigkeit, einer Raddrehgeschwindigkeit und -beschleunigung und anderer Fahrzeugdynamikeigenschaften des Fahrzeugs 10 messen. Die gemessenen Fahrzeugdynamiken, Fahrzeugbedingungen, Lenkmesswerte, Lenkbedingungen oder Fahrereingabeinformationen können z. B. über einen Drahtverbindungsbus 40 (z. B. einen Controller-Area-Network-Bus (CAN-Bus), einen Flexray-Bus, ein Ethernet-Kabel) oder eine drahtlose Verbindung an das System 100 gesendet oder übertragen werden. Die gemessenen Fahrzeugdynamiken, Fahrzeugbedingungen, Lenkmesswerte, Lenkbedingungen oder Fahrereingabeinformationsdaten können vom System 100 oder von einem anderen System zum Berechnen der optimalen oder gewünschten Wegkrümmung, des optimalen oder gewünschten Fahrzeugwegs und/oder anderer Parameter verwendet werden.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem 100 eine Computervorrichtung enthalten, die an dem Armaturenbrett des Fahrzeugs, im Fahrgastraum 50 oder im Kofferraum 60 eingebaut ist. In alternativen Ausführungsformen kann sich das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem 100 in einem anderen Teil des Fahrzeugs befinden, kann es sich in mehreren Teilen des Fahrzeugs befinden oder kann sich seine gesamte oder ein Teil seiner Funktionalität fern (z. B. in einem fernen Server oder in einer tragbaren Computervorrichtung wie etwa einem Mobiltelefon) befinden.
  • Obgleich verschiedene Sensoren und Eingaben diskutiert sind, kann in bestimmten Ausführungsformen nur ein Teilsatz von Sensortypen (z. B. ein Sensortyp) verwendet werden.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm eines Kollisionsvermeidungs-Steuersystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem 100 kann einen oder mehrere Prozessoren oder Controller 110, einen Speicher 120, eine Langzeitablage 130, Eingabevorrichtung(en) oder -bereich(e) 140 und Ausgabevorrichtung(en) oder -bereich(e) 150 enthalten. Die Eingabevorrichtung(en) oder -bereich(e) 140 kann (können) z. B. ein Berührungsbildschirm, eine Tastatur, ein Mikrophon, eine Zeigevorrichtung oder eine andere Vorrichtung sein. Die Ausgabevorrichtung(en) oder -bereich(e) 150 kann (können) z. B. eine Anzeige, ein Bildschirm, eine Audiovorrichtung wie etwa ein Lautsprecher oder Kopfhörer oder eine andere Vorrichtung sein. Die Eingabevorrichtung(en) oder Bereich(e) 140 und die Ausgabevorrichtung(en) oder -bereich(e) 150 können z. B. zu einer Berührungsbildschirmanzeige und -eingabe kombiniert sein, die Teil des Systems 100 sein kann.
  • Das System 100 kann eine oder mehrere Datenbanken 170 enthalten, die z. B. einen Querbeschleunigungsgrenzwert (Querbeschleunigungsgrenzwerte), einen Krümmungsgrenzwert (Krümmungsgrenzwerte), einen Querbeschleunigungsraten-Grenzwert (Querbeschleunigungsraten-Grenzwerte) (z. B. Querruckgrenzwerte), einen Krümmungsratengrenzwert (Krümmungsratengrenzwerte), eine Objektbreite (Objektbreiten) (z. B. eine Zielfahrzeugbreite), eine Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und andere Informationen enthalten kann. Die Datenbanken 170 können alle oder teilweise in einem Speicher 120 und/oder in einer Langzeitablage 130 oder in einer anderen Vorrichtung gespeichert sein.
  • Ein Prozessor oder Controller 110 kann z. B. eine Zentraleinheit (CPU), ein Chip oder irgendeine geeignete Computer- oder Rechenvorrichtung sein. Der Prozessor oder Controller 110 kann mehrere Prozessoren enthalten und kann Universalprozessoren und/oder dedizierte Prozessoren wie etwa Graphikverarbeitungschips enthalten. Der Prozessor 110 kann Code oder Anweisungen ausführen, die z. B. im Speicher 120 oder in der Langzeitablage 130 gespeichert sind, um Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auszuführen.
  • Der Speicher 120 kann z. B. ein Schreib-Lese-Speicher (RAM), ein Nur-Lese-Speicher (ROM), ein dynamischer RAM (DRAM), ein synchroner DRAM (SD-RAM), ein Speicherchip mit doppelter Datenrate (DDR-Speicherchip), ein Flash-Speicher, ein flüchtiger Speicher, ein nichtflüchtiger Speicher, ein Cache-Speicher, ein Puffer, eine Kurzzeit-Speichereinheit, eine Langzeit-Speichereinheit oder andere geeignete Speichereinheiten oder Ablageeinheiten sein oder enthalten. Der Speicher 120 kann mehrere Speichereinheiten sein oder enthalten.
  • Die Langzeitablage 130 kann z. B. ein Festplattenlaufwerk, ein Diskettenlaufwerk, ein Kompakt-Disk-Laufwerk (CD-Laufwerk), ein CD-Recordable-Laufwerk (CD-R-Laufwerk), eine Universal-Serial-Bus-Vorrichtung (USB-Vorrichtung) oder eine andere geeignete Wechsel- und/oder Festablageeinheit sein oder enthalten und kann mehrere oder eine Kombination solcher Einheiten enthalten.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm eines Kollisionsvermeidungs-Steuersystems, das ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung entlang eines optimalen Fahrzeugwegs steuert. Das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem 100 kann während des normalen Fahrzeugbetriebs passiv sein oder im Hintergrund arbeiten. Das System 100 kann z. B. dann, wenn Fahrzeugsensordaten eine Wahrscheinlichkeit einer bevorstehenden Kollision angeben, wenn sie eine Kollisionsgefahr angeben oder zu anderen Zeiten aktiv werden. Zum Beispiel kann sich ein Fahrzeug 10 einem Objekt 202 (z. B. einem Fahrzeug, einem feststehenden Objekt oder einem anderen Hindernis mit einer Objekt- oder Fahrzeugbreite 204) auf der Straße annähern oder dieses feststellen. Falls sich das Fahrzeug 10 innerhalb einer vorgegebenen Entfernung zu dem Objekt 202, das eine Kollisionsgefahr darstellt, innerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs und/oder innerhalb eines vorgegebenen Beschleunigungsbereichs befindet, kann das System 100 oder können andere Systeme, die dem Fahrzeug 10 zugeordnet sind, z. B. eine Vorbereitung vor der Kollision und/oder Warnungen an den Fahrer des Fahrzeugs 10 bereitstellen. Die Warnungen an den Fahrer des Fahrzeugs 10 können ein Signal, z. B. eine hörbare Warnung, ein Warnlicht oder eine andere Form einer Warnung sein. Falls der Fahrer die Kollisionsbedrohung nicht mildert, kann das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem 100 das Fahrzeug 10 z. B. durch eine automatische Lenksteuerung, durch eine automatische Bremsung und/oder durch andere Steuerungen oder Manöver steuern, um das Hindernis 202 zu vermeiden oder um den Aufprall zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Objekt 202 zu mildern. Die automatische Bremsung kann z. B. die übliche oder typische Bremsung (z. B. gleichzeitiges Anwenden aller Bremsen), eine Differentialbremsung (z. B. Anwenden von Bremsen an jedem Rad unabhängig von den Bremsen anderer Räder) und/oder ein anderes Bremssystem oder -verfahren enthalten. Die übliche Bremsung kann z. B. verwendet werden, um das Fahrzeug 10 in einer Längsrichtung zu steuern. Die Differentialbremsung kann z. B. zum Steuern des Fahrzeugs 10 sowohl in Längs- als auch in Querrichtung verwendet werden.
  • Welches Ausweichmanöver oder -betätigungssystem (z. B. automatische Lenkung, Differentialbremsung, automatische Bremsung oder ein anderes System) das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem 100 nutzt, kann z. B. auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10, auf der Relativentfernung zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Objekt 202, auf anderen Objekten auf der Straße, auf den Dimensionen der Straße, auf der Krümmung der Straße und auf anderen Faktoren beruhen. Zum Beispiel kann es nicht möglich sein, dass das Fahrzeug 10 fährt, falls das Fahrzeug 10 innerhalb einer vorgegebenen Lenkmanöverschwellenentfernung 210 ist
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem 100 bestimmen, dass das Fahrzeug 10 eine Kollision mit dem Objekt 202 durch Manövrieren um das Objekt vermeiden kann. Das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem 100 kann z. B. einen optimalen oder gewünschten Fahrzeugweg 220 um das Objekt 202 bestimmen oder berechnen. Der optimale Fahrzeugweg 220 kann z. B. ein Weg sein, der das Fahrzeug 10 mit der kleinsten Entfernung zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Objekt 202 um das Objekt 202 führt. Zum Beispiel kann der optimale Weg 220 am Anfang oder zu Beginn des Kollisionsvermeidungsmanövers die Längsentfernung 210 zwischen dem Objekt 202 und dem Fahrzeug 10 minimieren. Die minimale Längsentfernung kann eine Entfernung sein, die die Relativentfernung zwischen dem Fahrzeug 10, das auf dem optimalen Fahrzeugweg 220 fährt, und dem Objekt 202 minimiert. In einigen Ausführungsformen kann in der kleinsten Entfernung zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Objekt 202 ein Spielraum (z. B. 0,5 Meter oder ein anderer Wert) enthalten oder addiert worden sein, um Unsicherheiten (z. B. Sensormessfehler, Straßenbedingungen, Fahrzeugbedingungen und/oder andere Unsicherheiten) zu berücksichtigen und/oder zu kompensieren. Der optimale Weg 220 kann das Fahrzeug 10 vom Objekt 202 weg und auf eine Zieltrajektorie (z. B. in eine Zielfahrspur 230) führen oder lenken.
  • Der optimale Fahrzeugweg 220 kann z. B. ein Weg sein, der das Fahrzeug 10 in der Weise mit der kleinsten Entfernung zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Objekt 202 um das Objekt 202 führt, dass die Fahrzeugkollisionsvermeidung minimal intrusiv ist und nur bei Bedarf aktiviert wird. In einigen Ausführungsformen kann ein Kollisionsvermeidungsmanöver, das dem optimalen Weg 220 folgt, für die Fahrzeuginsassen ein unangenehmes Manöver sein.
  • Der optimale Weg 220 kann z. B. durch Minimieren der Längsentfernung 210 zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Objekt 202 in Abhängigkeit von der Fahrzeugentfernung (z. B. Querbeschleunigung, Querbeschleunigungsrate) und/oder von anderen Grenzwerten oder Beschränkungen bestimmt, berechnet und/oder mittels Computer berechnet werden. Der optimale Weg 220 um das Objekt kann z. B. auf der Grundlage einer optimalen Fahrzeugtrajektorienkrümmung oder einer optimalen Wegkrümmung bestimmt werden. Der optimale Weg 220 kann einer glatten Kurve (z. B. einer Kurve zweiten Grades, einer Parabelkurve und/oder einer stetigen Kurve, die Kurven oder Segmente zweiten Grades, Parabelkurven oder -segmente und/oder Kurven oder Segmente eines anderen Grades enthält) folgen oder auf einer solchen liegen.
  • 4 ist ein Graph einer Wegkrümmung in Abhängigkeit von der Zeit oder Position, der eine optimale Wegkrümmung um ein Objekt in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung repräsentiert. Der optimale Weg 220 kann z. B. auf der Grundlage einer optimalen Wegkrümmung 310 (z. B. einer gewünschten Trajektorienkrümmung, einer gewünschten Wegkrümmung) bestimmt werden. Die optimale oder gewünschte Wegkrümmung 310 kann z. B. die Krümmung oder Trajektorienkrümmung des optimalen Fahrzeugwegs 220 von dem Fahrzeug 202 weg und/oder um es definieren. Die optimale Wegkrümmung 310 kann z. B. eine Funktion der Wegkrümmung oder der Trajektorienkrümmung 312 κ (z. B. in 1/Meter (1/m) oder in anderen Einheiten) und der Zeit 314 (z. B. in Sekunden (s) oder in einer anderen Zeiteinheit) sein oder mit ihr zusammenhängen. In einigen Ausführungsformen kann die optimale Wegkrümmung 310 eine Funktion der Wegkrümmung oder der Trajektorienkrümmung 312, κ, und der Längsentfernung 316 (z. B. in Metern (m) oder in einer anderen Entfernungseinheit) sein oder mit ihr zusammenhängen.
  • Die optimale Wegkrümmung 310 kann z. B. durch Minimieren der Längsentfernung 210 zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Objekt 202 zu Beginn des Fahrzeugmanövers um das Objekt 202 in Abhängigkeit von einer oder von mehreren Beschränkungen, durch sie begrenzt und/oder beschränkt, bestimmt werden. Die Beschränkungen (z. B. die Wegkrümmungsbeschränkung 322, die Wegkrümmungsratenbeschränkung 320) können sich z. B. auf Fahrzeugdynamikbeschränkungen beziehen, die z. B. einen Querbeschleunigungsgrenzwert oder eine Querbeschleunigungsbeschränkung (Querbeschleunigungsgrenzwerte oder Querbeschleunigungsbeschränkungen), aymax, einen Querbeschleunigungsraten- oder Querruckgrenzwert oder eine Querruckbeschränkung (Querruckgrenzwerte oder Querruckbeschränkungen),
    Figure 00170001
    und/oder andere Parameter enthalten können. Es können andere Wegberechnungs- oder Wegbestimmungsverfahren verwendet werden.
  • Es können andere Grenzwerte oder Beschränkungen verwendet werden.
  • Die Längsentfernung 210 zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Objekt 202 kann z. B. auf der Grundlage eines von einem Sensor (z. B. von einem Computersehsensor 24, von einem LIDAR-Sensor 20 oder von einem anderen Sensor (anderen Sensoren)) gemessen relativen Orts des Objekts 202 (z. B. Zielfahrzeugs) in Bezug auf das Fahrzeug 10 (oder des absoluten Orts) bestimmt werden. Eine minimale Längsentfernung 212 zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Objekt 202 zu Beginn eines Manövers um ein Objekt kann auf der Grundlage eines gemessenen relativen Orts des Objekts 202 in Bezug auf das Fahrzeug 10 und/oder der Längsentfernung 210 berechnet werden. Die minimale Längsentfernung 212 kann z. B. eine Entfernung sein, die die Relativentfernung zwischen dem Fahrzeug 10, das auf einem optimalen Fahrzeugweg 220 fährt, und dem Objekt 202 minimiert. Die minimale Längsentfernung 212 kann z. B. durch das System 100 berechnet oder bestimmt werden und kann auf Fahrzeugtests, Fahrzeugdynamikeigenschaften und/oder anderen Faktoren beruhen.
  • Die Querbeschleunigungsbeschränkung, aymax, kann z. B. eine Fahrzeugdynamikbeschränkung sein und kann während Fahrzeugdynamiktests, während der Herstellung, während ergonomischer Untersuchungen und/oder unter Verwendung anderer Verfahren bestimmt werden. Die Querbeschleunigungsbeschränkung kann z. B. auf der Grundlage der Fahrzeugstabilität und/oder von Fahrzeugdynamikparametern bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Querbeschleunigungsbeschränkung, aymax, 6 Meter pro Sekunde zum Quadrat (m/s2), ein anderer Wert oder ein anderer Wertebereich sein. Es können andere Grenzwerte und/oder Beschränkungen verwendet werden.
  • Die Querbeschleunigungsraten-Beschränkung (z. B. die Ruck-, Schock-, Stoß- oder Schlingerbeschränkung) ηmax kann z. B. während Fahrzeugdynamiktests, während der Herstellung, während ergonomischer Untersuchungen und/oder unter Verwendung anderer Verfahren bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Querbeschleunigungsraten-Beschränkung, ηmax, auf der Grundlage von Personensicherheitsuntersuchungen bestimmt werden und z. B. eine Fahrzeug-Querbeschleunigungsrate sein, die Fahrzeuginsassen nicht wesentlich schädigen und/oder beeinflussen würde. Die Querbeschleunigungsraten-Beschränkung, ηmax, kann z. B. 1–2 m/s3 (z. B. 1–2 g/s), ein anderer Wert oder ein anderer Wertebereich sein. Es können andere Grenzwerte und/oder Beschränkungen verwendet werden.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann die Wegkrümmung oder Trajektorienkrümmung 312, κ, mit der Fahrzeugquerbeschleunigung, ay, und mit der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, V, durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa:
    Figure 00180001
  • In einigen Ausführungsformen kann angenommen werden, dass die Größe der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, V, im Verlauf des gesamten oder während des Kollisionsvermeidungsmanövers konstant oder näherungsweise konstant bleiben kann. In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann die Ableitun einer Gleichung, die die Trajektorienkrümmung 312,
    Figure 00190001
    definiert, unter der Annahme bestimmt werden, dass die Größe der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, V, konstant oder nahezu konstant sein kann. In einigen Ausführungsformen kann die Änderungsrate der Wegkrümmung oder die Zeitableitung der Wegkrümmung, dκ / dt , mit der Querbeschleunigungsrate,
    Figure 00190002
    durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa:
    Figure 00190003
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann die Querbeschleunigungsrate, η, durch die Querbeschleunigungsraten-Beschränkung, ηmax, beschränkt sein. Die Größe der Änderungsrate der Wegkrümmung, | dκ / dt |, kann z. B. durch die Querbeschleunigungsraten-Beschränkung, ηmax, und durch die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, V, durch eine Gleichung wie folgt beschränkt sein und/oder mit ihnen zusammenhängen:
    Figure 00190004
  • Der Trajektorienkrümmungsraten-Grenzwert oder die Trajektorienkrümmungsraten-Beschränkung 322,
    Figure 00190005
    kann z. B. eine maximale Änderungsrate der Trajektorienkrümmung sein. Die Größe des Anstiegs der optimalen Wegkrümmung 310 kann z. B. durch die Trajektorienkrümmungsraten-Beschränkung 322,
    Figure 00200001
    begrenzt oder beschränkt sein.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann die Querbeschleunigung, ay, durch eine Querbeschleunigungsbeschränkung, aymax, beschränkt sein. Die Trajektorienkrümmung 312, κ, kann z. B. durch die Querbeschleunigungsbeschränkung, aymax, und durch die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, V, durch eine Gleichung wie folgt begrenzt sein, beschränkt sein und/oder damit zusammenhängen:
    Figure 00200002
  • Der Trajektorienkrümmungsgrenzwert oder die Trajektorienkrümmungsbeschränkung 320,
    Figure 00200003
    kann z. B. eine maximale Größe der Trajektorienkrümmung auf der Grundlage der maximalen Fahrzeugquerbeschleunigung, aymax, der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, V, und/oder anderer Variablen sein. Die Größe der optimalen Wegkrümmung 310 kann z. B. durch den Trajektorienkrümmungsgrenzwert 320,
    Figure 00200004
    begrenzt oder beschränkt sein.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann die optimale Wegkrümmung 310 durch eine stückweise lineare Funktion einer Trajektorienkurve 312 und der Zeit 314, einer Trajektorienkurve 312 und der Längsentfernung 316 oder einer Trajektorienkrümmung 312 und anderer Variablen definiert werden. Die optimale Wegkrümmung 310 kann z. B. mehrere Wegkrümmungssegmente, Trajektorienkrümmungsteile oder Krümmungssegmente (z. B. die Wegkrümmungssegmente 330, 332, 334, 336, 338 und/oder 340 oder andere Krümmungssegmente), die durch Wegpunkte oder Anschlusspunkte (z. B. durch die Wegpunkte 350, 352, 354, 356 und/oder 358 oder andere Wegpunkte) verbunden sind, enthalten. Die Wegpunkte können z. B. die Punkte oder Übergänge zwischen Kurvensegmenten, Punkte, bei denen sich der Anstieg oder die Eigenschaften der optimalen Wegkrümmung 310 ändern, und/oder andere Punkte sein.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann das Trägerfahrzeug 10 während des ersten Wegkrümmungssegments 330 und während des zweiten Wegkrümmungssegments 332 auf die maximale Krümmung oder auf eine andere Krümmung erhöhen, um von dem Objekt 202 wegzulenken. Während des dritten Wegkrümmungssegments 334 kann das Trägerfahrzeug 10 z. B. das Objekt 202 vermieden haben und die Krümmung auf die maximale negative Krümmung oder auf eine andere Krümmung zum Korrigieren und/oder Kompensieren der Wegkrümmung verringern, nachdem das Objekt 202 vermieden worden ist. Während des vierten Wegkrümmungssegments 336 kann die Wegkrümmung z. B. konstant bleiben und kann das Fahrzeug 10 gegenlenken, um die Fahrzeugposition in der Zielfahrspur 230 zu korrigieren oder auszurichten. Während des fünften Wegkrümmungssegments 338 kann die Wegkrümmung z. B. so eingestellt werden, dass sie zu der Zielfahrspur passt. Natürlich können eine andere Wegkrümmung, andere Fahrzeugwege und andere Fahrzeugmanöver verwendet werden.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann ein erstes Wegkrümmungssegment 330 den Anfang des Kollisionsvermeidungsmanövers definieren oder repräsentieren. Im ersten Wegkrümmungssegment 330 kann die Trajektorienkurve 312 z. B. mit einer Rate gleich oder kleiner als die Trajektorienkrümmungsraten-Beschränkung 322,
    Figure 00220001
    oder mit einer anderen Rate auf einen maximalen Trajektorienkrümmungswert (z. B. gleich der Trajektorienkrümmungsbeschränkung 320,
    Figure 00220002
    ) oder auf den Trajektorienkrümmungswert bei dem ersten Wegpunkt 350, x1, zunehmen. Das zweite Wegkrümmungssegment 332 kann durch einen ersten Wegpunkt 350, x1, und durch einen zweiten Wegpunkt 352, x2, beschränkt sein, dazwischenliegen oder sich dazwischen befinden. Im zweiten Wegkrümmungssegment 332 kann die Trajektorienkrümmung 312 z. B. konstant sein und z. B. äquivalent der Trajektorienkrümmungsbeschränkung 320,
    Figure 00220003
    oder einer anderen Trajektorienkrümmung sein.
  • In einem dritten Kurvensegment 334, das beim zweiten Wegpunkt 352, x2, beginnen kann, kann die Trajektorienkrümmung 312 mit einer Rate gleich oder kleiner als die Trajektorienkrümmungsraten-Beschränkung 322,
    Figure 00220004
    oder mit einer anderen Rate auf einen minimalen Trajektorienkrümmungswert (z. B. auf die Trajektorienkrümmungsbeschränkung 320,
    Figure 00220005
    ) oder auf einen anderen Trajektorienkrümmungswert bei einem dritten Wegpunkt 354, x3, abnehmen. In einem vierten Kurvensegment 336, das beim dritten Wegpunkt 354, x3, beginnen kann, kann die Trajektorienkrümmung 312 bei einem minimalen Trajektorienkrümmungswert (z. B. bei der Trajektorienkrümmungsbeschränkung 320,
    Figure 00220006
    ) oder bei einem anderen Trajektorienkrümmungswert bis zu einem vierten Wegpunkt 356, x4, konstant bleiben. In einem fünften Kurvensegment 338, das beim vierten Wegpunkt 356, x4, beginnen kann, kann die Trajektorienkrümmung 312 mit einer Rate gleich oder kleiner als die Trajektorienkrümmungsraten-Beschränkung 322,
    Figure 00230001
    oder mit einer anderen Rate bis zu einem fünften Wegpunkt 358, x5, zunehmen. Das sechste Kurvensegment 340, das beim fünften Wegpunkt 358, x5, beginnen kann, kann auf der Zielfahrspurkrümmung liegen, ihr folgen oder durch sie definiert sein. Die Zielfahrspurkrümmung kann z. B. durch die Fahrspurkrümmung der Zielfahrspur 230 (z. B. einer Fahrspur, die zu einem nahen Objekt 202 oder zu einer anderen Fahrspur benachbart ist oder in ihr liegt) und/oder eines Wegs entlang der Straße definiert sein. Somit können die Wegkrümmungssegmente (z. B. die Segmente 330, 332, 334, 336, 338 und/oder 340) durch eine Trajektorienkrümmungsraten-Beschränkung 322 begrenzt sein und kann die Größe der linearen Segmente des Wegs mit der optimalen Krümmung durch eine Trajektorienkrümmungsbeschränkung 320 begrenzt sein. Es können andere Anzahlen von Wegpunkten und Kurvensegmenten verwendet werden.
  • 5 ist ein Graph einer Fahrzeugquerposition in Abhängigkeit von der Fahrzeuglängsposition, der einen optimalen Fahrzeugweg um ein Objekt in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung repräsentiert. Der optimale oder gewünschte Fahrzeugweg 220 um das Objekt 202 kann im Bezugsystem des Fahrzeugs 10 (z. B. in einem fahrzeuggestützten Bezugsystem) oder in einem anderen Bezugsystem definiert werden. Zum Beispiel kann der Ursprung des Bezugsystems der Schwerpunkt (CG) des Fahrzeugs 10 oder ein anderer Ort im Fahrzeug sein. In einigen Ausführungsformen kann der optimale Fahrzeugweg 220 eine Funktion des Querversatzes, der Querposition oder der Fahrzeugquerposition 402 und -längsposition oder der Fahrzeuglängsposition 404 sein oder damit zusammenhängen.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann der optimale Fahrzeugweg 220 auf der Grundlage der optimalen Wegkrümmung 310 bestimmt oder berechnet werden. In einigen Ausführungsformen kann der optimale Fahrzeugweg 220, y(x), mit der Trajektorienkrümmung 312, κ, durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa:
    Figure 00240001
  • Die Trajektorienkrümmung 312, κ, kann z. B. mit der zweiten Ableitung des optimalen Wegs, y''(x), mit der ersten Ableitung des optimalen Wegs, y'(x), und möglicherweise mit anderen Parametern oder Variablen zusammenhängen. In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann der optimale Weg 220, y(x), auf der Grundlage der optimalen Wegkrümmung 310, die eine Funktion der Trajektorienkrümmung 312, κ, und der Fahrzeuglängsposition 316, x, sein kann oder mit ihnen zusammenhängen kann, berechnet werden. Der optimale Weg 220, y(x), kann z. B. auf der Grundlage der optimalen Krümmung 310 durch zweimaliges Integrieren der Krümmung 310 des optimalen Wegs über die Längsposition 316, x, (z. B. durch Bestimmen oder Berechnen eines zweimaligen Integrals der optimalen Wegkrümmung 310) berechnet werden. Der optimale Fahrzeugweg 220, y(x), der sich durch zweimaliges Integrieren der optimalen Wegkrümmung 310 über die Längsposition 316, x, ergibt, kann z. B. mehrere quadratische, kubische Wegsegmente und/oder andere Funktion(en) oder Wegsegmente (z. B. die Wegsegmente oder Teile 410, 412, 414, 416, 418 und 420 und/oder ein anderes Segment oder Teil (andere Segmente oder Teile)), die durch Wegpunkte (z. B. durch die Wegpunkte 430, 432, 434, 436 und/oder 438 oder durch andere Wegpunkte) getrennt sind, sein. Die Wegpunkte können z. B. durch Anpassungsbedingungen für den optimalen Fahrzeugweg 220, y(x), für die erste Ableitung des optimalen Fahrzeugwegs, y'(x), und für die zweite Ableitung des optimalen Fahrzeugwegs, y''(x), bei den Wegpunkten (z. B. bei den Punkten oder Übergängen zwischen Kurvensegmenten) bestimmt werden.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann der optimale Weg 220 eines oder mehrere Wegsegmente oder Teile enthalten. Das erste Wegsegment oder der erste Teil 410, y1(x), kann z. B. eine kubische Funktion (z. B. eine Funktion dritten Grades) oder eine Funktion eines anderen Typs, die den optimalen Fahrzeugweg 220 von dem Anfangspunkt des Kollisionsvermeidungsmanövers (z. B. von dem Längspunkt x = 0 oder von einem anderen Punkt) bis zu einem ersten Wegpunkt 430, x1, definiert, sein. Das erste Wegsegment 410, y1(x), kann z. B. mit einem Parameter, a1, und mit einer Längsentfernung, x, durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa:
    Figure 00250001
  • Der Parameter, a1, kann z. B. mit der Querbeschleunigungsraten-Beschränkung (z. B. mit dem Ruck), ηmax, und mit der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, V, durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa:
    Figure 00250002
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann der erste Wegpunkt 430, x1, mit der Querbeschleunigungsbeschränkung, aymax, und mit der Querbeschleunigungsraten-Beschränkung (z. B. mit dem Ruck), ηmax, und mit der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, V, durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa:
    Figure 00250003
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann das zweite Wegsegment oder der zweite Wegteil 412, y2(x), z. B. eine quadratische Funktion (z. B. eine Funktion zweiten Grades) oder ein anderer Typ einer Funktion, die einen optimalen Fahrzeugweg 220 von dem ersten Wegpunkt 430, x1, zu dem zweiten Wegpunkt 432, x2, definiert, sein. Das zweite Wegsegment 412, y2(x), kann z. B. mit der Längsentfernung, x, mit dem Parameter, b2, mit dem Parameter, c2, mit dem Parameter, d2, und mit dem ersten Wegpunkt 430, x1, durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa:
    Figure 00260001
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen können der Parameter, b2, der Parameter, c2, und der Parameter, d2, durch Anpassungsbedingungen (z. B. für die Stetigkeit des optimalen Wegs 220, y(x), für die erste Ableitung des optimalen Wegs, y'(x), und für die zweite Ableitung des optimalen Wegs, y''(x)) bei dem ersten Wegpunkt 430, x1, bestimmt oder berechnet werden. Der Parameter, b2, der Parameter, c2, und der Parameter, d2, können z. B. mit dem Parameter, a1, und mit dem ersten Wegpunkt 430, x1, durch Gleichungen zusammenhängen wie etwa: d2 = 1 / 6a1x 3 / 1; c2 = 1 / 2a1x 2 / 1; b2 = a1x1.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann das dritte Wegsegment oder der dritte Wegteil 414, y3(x), z. B. eine kubische Funktion (z. B. eine Funktion dritten Grades) oder ein anderer Typ einer Funktion, die den optimalen Fahrzeugweg 220 von dem zweiten Wegpunkt 432, x2, zu dem dritten Wegpunkt 434, x3, definiert, sein. Das dritte Wegsegment 414, y3(x), kann z. B. mit der Längsentfernung, x, mit dem Parameter, a3, mit dem Parameter, b3, mit dem Parameter, c3, mit dem Parameter, d3, und mit dem zweiten Wegpunkt 432, x2, durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa:
    Figure 00270001
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann der dritte Wegpunkt 434, x3, z. B. mit dem zweiten Wegpunkt 432, x2, und mit dem ersten Wegpunkt 430, x1, durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa: x3 = x2 + 2x1.
  • Die Beziehung zwischen dem dritten Wegpunkt 434, x3, dem zweiten Wegpunkt 432, x2, und dem ersten Wegpunkt 430, x1, kann z. B. in der Weise bestimmt werden, dass eine Symmetrie des optimalen Fahrzeugwegs 220 aufrechterhalten oder angenähert wird.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen können der Parameter, a3, der Parameter, b3, der Parameter, c3, und der Parameter, d3, durch Anpassungsbedingungen (z. B. für die Stetigkeit des optimalen Fahrzeugwegs 220, y(x), für die erste Ableitung des optimalen Fahrzeugwegs, y'(x) und für die zweite Ableitung des optimalen Fahrzeugwegs, y''(x)) bei dem zweiten Wegpunkt 432, x2, bestimmt oder berechnet werden. Der Parameter, a3, der Parameter, b3, der Parameter, c3, und der Parameter, d3, können z. B. mit dem Parameter, a1, mit dem Parameter, b2, mit dem Parameter, c2, mit dem Parameter, d2, mit dem ersten Wegpunkt 430, x1, und mit dem zweiten Wegpunkt 432, x2, durch Gleichungen zusammenhängen wie etwa: d3 = 1 / 2b2(x2 – x1 ) 2 + c2(x2 – x1) + d2; c3 = b2(x2 – x1) + c2; b3 = b2; a3 = –a1.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann das vierte Wegsegment oder der vierte Wegteil 416, y4(x), z. B. eine quadratische Funktion (z. B. eine Funktion zweiten Grades) oder ein anderer Typ einer Funktion, die den optimalen Fahrzeugweg 220 von dem dritten Wegpunkt 434, x3, zu dem vierten Wegpunkt 436, x4, definiert, sein. Das vierte Wegsegment 416, y4(x), kann z. B. mit der Längsentfernung, x, mit dem Parameter, b4, mit dem Parameter, c4, mit dem Parameter, d4, und mit dem dritten Wegpunkt 434, x3, durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa:
    Figure 00280001
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen können der Parameter, b4, der Parameter, c4, und der Parameter, d4, durch Anpassungsbedingungen (z. B. für die Stetigkeit des optimalen Fahrzeugwegs 220, y(x), für die erste Ableitung des optimalen Fahrzeugwegs, y'(x), und für die zweite Ableitung des optimalen Fahrzeugwegs, y''(x)) bei dem dritten Wegpunkt 434, x3, bestimmt oder berechnet werden. Der Parameter, b4, der Parameter, c4, und der Parameter, d4, können z. B. mit dem Parameter, a3, mit dem Parameter, b3, mit dem Parameter, c3, mit dem Parameter, d3, mit dem zweiten Wegpunkt 432, x2, und mit dem dritten Wegpunkt 434, x3, durch Gleichungen zusammenhängen wie etwa: d4 = 1 / 6a3(x3 – x2)3 + 1 / 2b3(x3 – x2)2 + c3(x3 – x2) + d3, c4 = 1 / 2a3(x3 – x2)2 + b3(x3 – x2) + c3; b4 = a3(x3 – x2) + b3.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann das fünfte Wegsegment oder der fünfte Wegteil 418, y5(x), z. B. eine kubische Funktion (z. B. eine Funktion dritten Grades) oder eine Funktion eines anderen Typs, die den optimalen Fahrzeugweg 220 von dem vierten Wegpunkt 436, x4, zu dem fünften Wegpunkt 438, x5, definiert, sein. Das fünfte Wegsegment 418, y5(x), kann z. B. mit der Längsentfernung, x, mit dem Parameter, a5, mit dem Parameter, b5, mit dem Parameter, c5, mit dem Parameter, d5, und mit dem vierten Wegpunkt 436, x4, durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa:
    Figure 00290001
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen können der Parameter, a5, der Parameter, b5, der Parameter, c5, und der Parameter, d5, durch Anpassungsbedingungen (z. B. für die Stetigkeit des optimalen Fahrzeugwegs 220, y(x), für die erste Ableitung des optimalen Fahrzeugwegs, y'(x), und für die zweite Ableitung des optimalen Fahrzeugwegs, y''(x)) bei dem vierten Wegpunkt 436, x4, bestimmt oder berechnet werden. Der Parameter, a5, der Parameter, b5, der Parameter, c5, und der Parameter, d5, können z. B. mit dem Parameter, a1, mit dem Parameter, b4, mit dem Parameter, c4, mit dem Parameter, d4, mit dem dritten Wegpunkt 434, x3, und mit dem vierten Wegpunkt 436, x4, durch Gleichungen zusammenhängen wie etwa: d5 = 1 / 2b4(x4 – x3)2 + c4(x4 – x3) + d4; c5 = b4(x4 – x3) + c4; b5 = b4; a5 = a1.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann das sechste Wegsegment oder der sechste Wegteil 420, y6(x), z. B. an den Weg des Zielfahrspurwegs, ylane(x), (z. B. an die Zielfahrspur 230 oder an die Zielfahrspurmittellinie) angepasst sein, darauf liegen und/oder ihm folgen. Der Zielfahrspurweg, ylane(x), kann z. B. der Weg der Fahrspur, die benachbart und/oder neben dem Objekt 202 ist, sein oder ihn definieren.
  • Das sechste Wegsegment 420, y6(x), kann z. B. mit dem Zielfahrspurweg, ylane(x), durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa: y6(x) = ylane(x), x > x5.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann der Zielfahrspurweg, ylane(x), (z. B. die Zielfahrspur 230 oder die Zielfahrspurmittellinie) z. B. durch eine quadratische Funktion (z. B. durch eine Funktion zweiten Grades) oder durch einen anderen Typ einer Funktion beschrieben oder repräsentiert werden. In einigen Ausführungsformen kann der Zielfahrspurweg, ylane(x), mit der Fahrspurkrümmung, β, mit der Fahrspurfahrtrichtung, γ, mit dem Fahrspurversatz, δ, und mit dem fünften Wegpunkt 438, x5, durch eine Gleichung zusammenhängen wie etwa: ylane = 1 / 2βx 2 / 5 + γx5 + δ.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen können der dritte Wegpunkt 434, x3, der vierte Wegpunkt 436, x4, und der fünfte Wegpunkt 438, x5, durch Anpassungsbedingungen (z. B. für die Stetigkeit des optimalen Wegs 220, y(x), für die erste Ableitung des optimalen Wegs, y'(x), und für die zweite Ableitung des optimalen Wegs, y''(x)) bei dem fünften Wegpunkt 438, x5, bestimmt oder berechnet werden. Der vierte Wegpunkt 436, x4, und der fünfte Wegpunkt 438, x5, können z. B. mit dem Parameter, a5, mit dem Parameter, b5, mit dem Parameter, c5, mit dem Parameter, d5, mit der Fahrspurkrümmung, β, mit der Fahrspurkrümmung, γ, und mit dem Fahrspurversatz, δ, durch Gleichungen zusammenhängen wie etwa: 1 / 6a5(x5 – x4)3 + 1 / 2b5(x5 – x4)2 + c5(x5 – x4) + d5 = 1 / 2βx 2 / 5 + γx5 + δ 1 / 2a5(x5 – x4)2 + b5(x5 – x4) + c5 = βx5 + γ, a5(x5 – x4) + b5 = β
  • Unter Verwendung der obigen Gleichungen kann der fünfte Wegpunkt 438, x5, z. B. durch den vierten Wegpunkt 436, x4, durch die Fahrspurkrümmung, β, durch den Parameter, b2, und durch den Parameter, a1, oder alternativ durch den vierten Wegpunkt 436, x4, durch die Fahrspurkrümmung, β, durch die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, V, durch die Querbeschleunigungsbeschränkung, aymax, und durch die Querbeschleunigungsraten-Beschränkung (z. B. den Ruck), ηmax, unter Verwendung von Gleichungen ausgedrückt werden wie etwa:
    Figure 00310001
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen können der zweite Wegpunkt 432, x2, der vierte Wegpunkt 436, x4, und der fünfte Wegpunkt 438, x5, unter Verwendung von Techniken für die gleichzeitige Lösung von Gleichungen, von Techniken für die gleichzeitige Lösung nichtlinearer Gleichungen, durch numerische Verfahren, durch algebraische Verfahren oder durch eine andere mathematische Herangehensweise bestimmt oder berechnet werden. Zum Beispiel kann der zweite Wegpunkt 432, x2, durch den vierten Wegpunkt 436, x4, und/oder durch andere Variablen oder Parameter ausgedrückt werden. Die Beziehung zwischen dem zweiten Wegpunkt 432, x2, und dem vierten Wegpunkt 436, x4, kann in einigen Ausführungsformen eine lineare Beziehung (z. B. eine Beziehung ersten Grades) oder eine Beziehung eines anderen Grades sein. Um den zweiten Wegpunkt 432, x2, und/oder andere Wegpunkte zu bestimmen, können Techniken zur gleichzeitigen Lösung nichtlinearer Gleichungen oder eine andere mathematische Herangehensweise verwendet werden, um eine quadratische Gleichung für den zweiten Wegpunkt 432, x2, zu berechnen oder zu bestimmen. Die Koeffizienten der quadratischen Gleichung können z. B. unter Verwendung numerischer Lösungstechniken oder einer anderen mathematischen Herangehensweise bestimmt werden. Die quadratische Gleichung kann z. B. explizit gelöst werden, um den zweiten Wegpunkt 432, x2, zu bestimmen. Der dritte Wegpunkt 434, x3, kann z. B. auf der Grundlage des zweiten Wegpunkts 432, x2, und des ersten Wegpunkts 430, x1, bestimmt oder berechnet werden.
  • In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen kann der optimale Weg 220 eine stetig differenzierbare Funktion nach der Zeit und/oder nach der Längsposition sein und das erste Wegsegment 410, y1(x), das zweite Wegsegment 412, y2(x), das dritte Wegsegment 414, y3(x), das vierte Wegsegment 416, y4(x), das fünfte Wegsegment 418, y5(x), und das sechste Wegsegment 420, y6(x), enthalten. Jedes der Wegsegment(e) kann z. B. bei Wegpunkten (z. B. bei den Wegpunkten 430, 432, 434, 436 und/oder 438 oder bei anderen Wegpunkten) mit benachbarten Wegsegmenten verbunden sein oder sie schneiden. Der optimale oder gewünschte Fahrzeugweg 220 kann z. B. an ein Fahrzeugkollisionsvermeidungs-Steuersystem oder an eine Fahrzeugkollisionsvermeidungs-Steuervorrichtung 100 ausgegeben oder übertragen werden.
  • 6 ist ein Graph der Fahrzeugquerposition in Bezug auf die Fahrzeuglängsposition und zeigt, dass eine Ruckbeschränkung eine Wirkung auf Fahrzeugkollisionsvermeidungsmanöver haben kann. Der Graph 500 repräsentiert einen beispielhaften Fahrzeugweg während mehrerer simulierter Kollisionsvermeidungsmanöver. Das Graphensegment 510 und das Graphensegment 520 können z. B. Fahrzeuge repräsentieren, die mit einer Längsgeschwindigkeit, V, oder mit einer Geschwindigkeit von 100 Kilometer pro Stunde (km/h) oder mit einer anderen Geschwindigkeit fahren. Das Graphensegment 510 kann einen Fahrzeugweg während eines Kollisionsvermeidungsmanövers mit einer Beschränkung oder mit einem Grenzwert an die Querbeschleunigungsrate oder an den Querruck (z. B. 4 g/s oder ein anderer Wert) repräsentieren. Das Graphensegment 530 kann einen Fahrzeugweg während eines Kollisionsvermeidungsmanövers mit einer Beschränkung oder mit einem Grenzwert an die Querbeschleunigungsrate oder an den Querruck (z. B. 2 g/s oder ein anderer Wert) repräsentieren. Das Graphensegment 520 kann einen Fahrzeugweg während eines Kollisionsvermeidungsmanövers ohne eine Beschränkung oder einen Grenzwert an die Querbeschleunigungsrate (z. B. an den Querruck) repräsentieren. Der durch das Graphensegment 530 repräsentierte Fahrzeugweg (z. B. der Fahrzeugweg mit einem Ruckgrenzwert oder mit einer Ruckbeschränkung von 2 g/s) kann ein stetigerer Weg als der durch das Graphensegment 510 repräsentierte Fahrzeugweg (z. B. der Fahrzeugweg mit einem Ruckgrenzwert oder mit einer Ruckbeschränkung von 4 g/s) sein. Der durch das Graphensegment 510 repräsentierte Fahrzeugweg (z. B. der Fahrzeugweg mit einer Ruckbeschränkung) kann ein glatterer Weg als der durch das Graphensegment 520 repräsentierte Fahrzeugweg (z. B. der Fahrzeugweg ohne eine Ruckbeschränkung) sein. Das Verringern der Ruckbeschränkung oder des Grenzwerts oder der Beschränkung kann z. B. die Glattheit des optimalen Fahrzeugwegs 220 erhöhen. Das Verringern der Ruckbeschränkung kann z. B. die Zeitdauer, die erforderlich ist, damit das Fahrzeug 10 um das Objekt 202 manövriert, erhöhen. Zum Beispiel kann der durch das Graphensegment 530 repräsentierte Fahrzeugweg eine längere Zeitdauer und Längsentfernung als der durch das Graphensegment 510 repräsentierte Fahrzeugweg erfordern, um um das Objekt 202 zu manövrieren (um z. B. eine Kollision mit dem Objekt zu vermeiden). Zum Beispiel kann der durch das Graphensegment 510 repräsentierte Fahrzeugweg eine längere Zeitdauer (z. B. 0,4–0,6 Sekunden oder eine andere Zeit) und Längsentfernung als der durch das Graphensegment 520 repräsentierte Fahrzeugweg erfordern, um um das Objekt 202 (z. B. zum Vermeiden einer Kollision mit dem Objekt) zu manövrieren. Somit kann das Verringern des Ruckbeschränkungswerts zu einem glatteren Fahrzeugweg 220 führen, aber mehr Zeit erfordern, um um das Objekt 202 zu manövrieren. Natürlich können andere Fahrzeuge und andere Ausführungsformen Graphen mit anderen Daten entsprechen.
  • 7 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Im Betrieb 600 kann eine optimale Wegkrümmung (z. B. die optimale Wegkrümmung 310 aus 4) bestimmt werden, die durch eine oder mehrere Beschränkungen (z. B. durch die Trajektorienkrümmungsbeschränkung 320 und durch die Trajektorienkrümmungsraten-Beschränkung 322 aus 4) begrenzt ist. Die Beschränkungen können sich auf den Querruck und auf eine oder auf mehrere Fahrzeugdynamikbeschränkungen (z. B. auf die Querbeschleunigungsbeschränkung) beziehen. Die optimale Wegkrümmung 310 kann z. B. eines oder mehrere Wegsegmente (z. B. die Wegkrümmungssegmente 330, 332, 334, 336, 338 und/oder 340 aus 4) und einen oder mehrere Wegpunkte (z. B. die Wegpunkte 350, 352, 354, 356 und/oder 358 aus 4) enthalten.
  • Im Betrieb 610 kann auf der Grundlage der optimalen Wegkrümmung ein optimaler Fahrzeugweg (z. B. der optimale Fahrzeugweg 220 aus 3) um ein Objekt (z. B. um das Objekt 202 aus 3) bestimmt werden.
  • Im Betrieb 620 kann der optimale Fahrzeugweg an ein Kollisionsvermeidungs-Steuersystem (z. B. an das Kollisionsvermeidungs-Steuersystem oder an die Kollisionsvermeidungs-Steuervorrichtung 100 aus 1) ausgegeben werden.
  • Im Betrieb 630 kann ein Kollisionsvermeidungs-Steuersystem (z. B. über ein EPS oder über ein AFS) veranlassen, dass das Fahrzeug einen bestimmten Weg nimmt.
  • Es können andere oder unterschiedliche Reihen von Betrieben verwendet werden.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Vorrichtungen zum Ausführen der hier beschriebenen Betriebe enthalten. Solche Vorrichtungen können speziell für die gewünschten Zwecke konstruiert sein oder können Computer oder Prozessoren umfassen, die durch ein in den Computern gespeichertes Computerprogramm selektiv aktiviert oder rekonfiguriert werden. Solche Computerprogramme können in einem computerlesbaren oder prozessorlesbaren nichtflüchtigen Ablagemedium, in irgendeinem Typ einer Platte einschließlich Disketten, optischer Platten, CD-ROMs, magnetooptischer Platten, Nur-Lese-Speicher (ROMs), Schreib-Lese-Speicher (RAMs), elektrisch programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROMs), elektrisch löschbarer und programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EEPROMs), magnetischer oder optischer Karten oder in irgendeinem anderen Typ von Medien, die zum Speichern elektronischer Anordnungen geeignet sind, gespeichert sein. Es ist einzusehen, dass zur Implementierung der wie hier beschriebenen Lehren der Erfindung eine Vielzahl von Programmiersprachen verwendet werden können. Ausführungsformen der Erfindung können einen Artikel wie etwa ein nichtflüchtiges computer- oder prozessorlesbares Ablagemedium wie etwa z. B. einen Speicher, ein Plattenlaufwerk oder einen USB-Flash-Speicher, der bzw. das Anweisungen, z. B. durch einen Computer ausführbare Anweisungen, die, wenn sie durch einen Prozessor oder Controller ausgeführt werden, veranlassen, dass der Prozessor oder Controller hier offenbarte Verfahren ausführt, codiert, enthält oder speichert, enthalten. Die Anweisungen können veranlassen, dass der Prozessor oder Controller Prozesse ausführt, die hier offenbarte Verfahren ausführen.
  • Es werden hier andere Ausführungsformen offenbart. Merkmale bestimmter Ausführungsformen können mit Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden; somit können bestimmte Ausführungsformen Kombinationen von Merkmalen mehrerer Ausführungsformen sein. Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung ist zur Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt worden. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarte genaue Form einschränken. Der Fachmann auf dem Gebiet wird würdigen, dass im Licht der obigen Lehre viele Abwandlungen, Veränderungen, Ersetzungen, Änderungen und Äquivalente möglich sind. Somit sollen die beigefügten Ansprüche selbstverständlich alle solche Abwandlungen und Änderungen, die im wahren Umfang der Erfindung liegen, umfassen.

Claims (10)

  1. Verfahren, das umfasst: Berechnen einer optimalen Trajektorienkrümmung in Abhängigkeit von einer Querbeschleunigungsbeschränkung und von einer Ruckbeschränkung in einem Trägerfahrzeug; Berechnen eines Fahrzeugwegs um ein Zielfahrzeug auf der Grundlage der optimalen Trajektorienkrümmung; und Übertragen des Fahrzeugwegs an eine Fahrzeugkollisionsvermeidungs-Steuervorrichtung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen einer optimalen Trajektorienkrümmung in Abhängigkeit von einer Querbeschleunigungsbeschränkung und von einer Ruckbeschränkung in einem Fahrzeug umfasst: Berechnen einer minimalen Entfernung zwischen dem Trägerfahrzeug und dem Zielfahrzeug; Bestimmen einer stückweise linearen gewünschten Trajektorienkurve, die einen oder mehrere Wegkrümmungsteile umfasst; und Bestimmen eines oder mehrerer Anschlusspunkte, wobei der eine oder die mehreren Anschlusspunkte den einen oder die mehreren Wegkrümmungsteile verbinden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen des Fahrzeugwegs um das Zielfahrzeug auf der Grundlage der optimalen Trajektorienkrümmung umfasst: Berechnen eines oder mehrerer Trajektorienkrümmungsteile; Berechnen eines oder mehrerer Anschlusspunkte unter Verwendung von Lösungstechniken für nichtlineare algebraische Gleichungen; und Berechnen des Fahrzeugwegs auf der Grundlage des einen oder der mehreren Trajektorienkrümmungsteile und des einen oder der mehreren Anschlusspunkte.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen des Fahrzeugwegs um das Zielfahrzeug auf der Grundlage der optimalen Trajektorienkrümmung umfasst: Berechnen eines zweimaligen Integrals der optimalen Trajektorienkrümmung; und Bestimmen des Fahrzeugwegs auf der Grundlage des zweimaligen Integrals der optimalen Trajektorienkrümmung.
  5. System, das umfasst: einen Speicher; und einen Prozessor, der konfiguriert ist zum: Bestimmen einer optimalen Wegkrümmung in Abhängigkeit von einer Querbeschleunigungsbeschränkung und von einer Ruckbeschränkung; Bestimmen eines optimalen Fahrzeugwegs um ein Objekt auf der Grundlage der optimalen Wegkrümmung; und Ausgeben des optimalen Fahrzeugwegs an ein Fahrzeugkollisionsvermeidungs-Steuersystem.
  6. System nach Anspruch 5, wobei der Prozessor zum Bestimmen des optimalen Fahrzeugwegs um das Objekt auf der Grundlage der optimalen Wegkrümmung Folgendes ausführen soll: Bestimmen eines oder mehrerer Wegsegmente; Bestimmen eines oder mehrerer Wegpunkte; und Bestimmen der optimalen Wegkrümmung auf der Grundlage des einen oder der mehreren Wegsegmente und des einen oder der mehreren Wegpunkte.
  7. System nach Anspruch 6, wobei das eine oder die mehreren Wegsegmente eines oder mehrere Wegsegmente umfassen, die durch eine oder mehrere quadratische Funktionen und durch eine oder mehrere kubische Funktionen definiert sind.
  8. System nach Anspruch 5, wobei der Prozessor zum Bestimmen der optimalen Wegkrümmung in Abhängigkeit von einer Querbeschleunigungsbeschränkung und von einer Ruckbeschränkung Folgendes ausführen soll: Bestimmen einer minimalen Längsentfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt; Bestimmen einer stückweise linearen optimalen Wegkrümmung, die eines oder mehrere Wegkrümmungssegmente umfasst; und Bestimmen eines oder mehrerer Wegpunkte, wobei der eine oder die mehreren Wegpunkte das eine oder die mehreren Wegkrümmungssegmente verbinden.
  9. System nach Anspruch 5, wobei ein Anstieg der linearen Segmente mit optimaler Wegkrümmung durch eine Trajektorienkrümmungsraten-Beschränkung begrenzt ist und eine Größe der linearen Segmente mit optimaler Wegkrümmung durch eine Trajektorienkrümmungsbeschränkung begrenzt ist.
  10. System nach Anspruch 5, wobei der Prozessor zum Bestimmen des optimalen Fahrzeugwegs um ein Objekt auf der Grundlage der optimalen Wegkrümmung Folgendes ausführen soll: Berechnen eines zweimaligen Integrals der optimalen Wegkrümmung; und Bestimmen des optimalen Fahrzeugwegs auf der Grundlage des zweimaligen Integrals der optimalen Wegkrümmung.
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