DE102014221007A1

DE102014221007A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014221007A1
Application number: DE102014221007.0A
Authority: DE
Inventors: Oliver Pink; Stefan Nordbruch; Christoph Schroeder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2016-04-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs, umfassend eine erste Verarbeitungseinrichtung, die eingerichtet ist, basierend auf einem Fahrzeugumfeld entsprechende Umfelddaten eine erste Standard-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs zu ermitteln, eine zweite Verarbeitungseinrichtung, die eingerichtet ist, basierend auf den gleichen Umfelddaten und unabhängig von dem Ermitteln der ersten Standard-Solltrajektorie eine zweite Standard-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs zu ermitteln, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, die erste und die zweite Standard-Solltrajektorie miteinander zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich entweder die erste oder die zweite Standard-Solltrajektorie auszuwählen, so dass das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Standard-Solltrajektorie zumindest teilautomatisiert geführt werden kann.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren sowie ein System zum Betreiben eines Fahrzeugs und ein Computerprogramm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung sowie ein System zum Betreiben eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm.
Stand der Technik
Bekannt ist ein Fahrerassistenzsystem, welches eine Staupilotfunktion hat. Das heißt, dass der Staupilot automatisch im Stau auf Autobahnen und autobahnähnlichen Straßen fährt, ohne dass ein Fahrer eingreifen muss. Das heißt, dass der Staupilot explizit Nebentätigkeiten erlaubt. Die Herausforderung bei der Staupilotfunktion ist insbesondere, dass der Staupilot die Verantwortung besitzt. Das heißt, dass kein Fahrer bei Fehlern eingreifen kann. Es besteht daher ein Bedarf, eine redundante und diversitäre „Überwachungsfunktion“ bereitzustellen, die die berechneten Trajektorien (Standard und Notlauf) auf Kollisionsfreiheit überprüft.
Bekannt ist es, dass eine Hauptfunktion eine Standardtrajektorie berechnet und ein Überwacher die berechnete Standardtrajektorie auf Kollisionsfreiheit überprüft. Sollte der Überwacher im Gegensatz zur Hauptfunktion eine mögliche Kollision feststellen, ist es bekannt, dass die Hauptfunktion entscheidet, was im Weiteren zu tun ist. Beispiele wären eine Neuberechnung oder eine Einschränkung der Funktionalität.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, eine verbesserte Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitzustellen, das den bekannten Stand der Technik erweitert und verbessert.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann des Weiteren darin gesehen werden, ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs anzugeben.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann ferner darin gesehen werden, ein entsprechendes System zum Betreiben eines Fahrzeugs anzugeben.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann des Weiteren darin gesehen werden, ein entsprechendes Computerprogramm anzugeben.
Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt wird eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend eine erste Verarbeitungseinrichtung, die eingerichtet ist, basierend auf einem Fahrzeugumfeld entsprechende Umfelddaten eine erste Standard-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs zu ermitteln, eine zweite Verarbeitungseinrichtung, die eingerichtet ist, basierend auf den gleichen Umfelddaten und unabhängig von dem Ermitteln der ersten Standard-Solltrajektorie eine zweite Standard-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs zu ermitteln, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, die erste und die zweite Standard-Solltrajektorie miteinander zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich entweder die erste oder die zweite Standard-Solltrajektorie auszuwählen, so dass das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Standard-Solltrajektorie zumindest teilautomatisiert geführt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei eine erste Standard-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs basierend auf einem Fahrzeugumfeld entsprechende Umfelddaten ermittelt wird, wobei unabhängig von dem Ermitteln der ersten Standard-Solltrajektorie eine zweite Standard-Solltrajektorie für die zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeug basierend auf den gleichen Umfelddaten ermittelt wird, wobei die erste und die zweite Standard-Solltrajektorie miteinander verglichen werden, wobei abhängig von dem Vergleich entweder die erste oder die zweite Standard-Solltrajektorie ausgewählt wird, so dass das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Standard-Solltrajektorie zumindest teilautomatisiert geführt wird.
Nach noch einem Aspekt wird ein System zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend eine Umfeldsensorik zum Erfassen eines Fahrzeugumfelds und zum Bereitstellen von dem erfassten Fahrzeugumfeld entsprechende Umfelddaten, eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs, eine Fahrzeugaktorik, die eingerichtet ist, ansprechend auf eine der ausgewählten Solltrajektorie basierenden Ansteuerung das Fahrzeug zumindest teilautomatisiert zu führen.
Nach noch einem Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs umfasst, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Die Erfindung umfasst also insbesondere den Gedanken, dass unabhängig voneinander basierend auf den gleichen Umfelddaten eine erste Standard-Solltrajektorie und eine zweite Standard-Solltrajektorie ermittelt werden. Diese werden miteinander verglichen, wobei abhängig von dem Vergleich entweder die erste oder die zweite Standard-Solltrajektorie ausgewählt wird. Die dann ausgewählte Standard-Solltrajektorie wird für die Führung des Fahrzeugs verwendet. Dadurch, dass zwei Standard-Solltrajektorien unabhängig voneinander basierend auf den gleichen Umfelddaten ermittelt werden, wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine Redundanz hinsichtlich der Ermittlung der Standard-Solltrajektorie gegeben ist. Es ist somit ferner in vorteilhafter Weise eine Überprüfung der ersten Standard-Solltrajektorie mittels oder auf Basis der zweiten Standard-Solltrajektorie ermöglicht. Die erste Verarbeitungseinrichtung wird somit in vorteilhafter Weise auf mögliche Fehler oder Fehlfunktionen überwacht. Denn im Normallfall sollten die beiden Standard-Solltrajektorien in etwa identisch oder zumindest sehr ähnlich sein. Deutliche Abweichungen deuten auf eine mögliche Fehlberechnung hin. In einem solchen Fall ist dann insbesondere vorgesehen, dass die Standard-Solltrajektorie mittels der ersten Verarbeitungseinrichtung neu berechnet wird. Alles in allem wird somit in vorteilhafter Weise eine Fahrzeugsicherheit erhöht.
Die beiden Standard-Solltrajektorien werden nach einer Ausführungsform auf unterschiedlichen Algorithmen berechnet.
Der Vergleich umfasst nach einer Ausführungsform, dass auf Kollisionen mit Objekten geprüft wird und/oder auf Komfortmaße (zum Beispiel Beschleunigung Gierrate etc.) und/oder darauf, dass die Trajektorie jeweils im fahrbaren Bereich (laut jeweils eigenem Umfeldmodell) liegt.
Üblicherweise wird vorzugsweise die erste (von der Hauptfunktion) Standard-Solltrajektorie ausgewählt, sie sollte nur dann schlechter als die zweite Standard-Solltrajektorie sein, wenn ein Fehler im ersten System vorliegt (Programmierfehler, Exception, SW(Software)-Fehler). Detektion des (impliziten) Fehlers über den Vergleich der beiden Trajektorien. Dann wird die zweite abgefahren. Notlauftrajektorien werden ab diesem Zeitpunkt auch nur noch vom Überwacher akzeptiert.
Dass das Fahrzeug zumindest teilautomatisiert geführt wird, umfasst insbesondere den Fall einer vollautomatisierten Führung. In einer vollautomatisierten Führung des Fahrzeugs muss ein Fahrer keinen Eingriff in die Führung des Fahrzeugs mehr vornehmen. Das Fahrzeug fährt autonom, also selbstständig und automatisch.
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Verarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, basierend auf den Umfelddaten eine erste Notlauf-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs im Notfall zu ermitteln, wobei die zweite Verarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, basierend auf den gleichen Umfelddaten und unabhängig von dem Ermitteln der ersten Notlauf-Solltrajektorie eine zweite Notlauf-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs im Notfall zu ermitteln, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, die erste und die zweite Notlauf-Solltrajektorie miteinander zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich entweder die erste oder die zweite Notlauf-Solltrajektorie auszuwählen, so dass das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Notlauf-Solltrajektorie im Notfall zumindest teilautomatisiert geführt werden kann.
Ausführungen, die im Zusammenhang mit Standard-Solltrajektorien gemacht wurden, gelten analog für Notlauf-Solltrajektorien.
Durch das Vorsehen einer Notlauf-Solltrajektorie ist in vorteilhafter Weise bewirkt, dass im Notfall noch eine Solltrajektorie zur Verfügung steht, basierend auf welcher das Fahrzeug zumindest teilautomatisiert geführt werden kann. Das heißt also insbesondere, dass auch im Notfall das Fahrzeug weiterhin zumindest teilautonom, insbesondere vollautonom, fährt, so dass ein Fahrer in der Regel keinen Eingriff in die Fahrzeugführung vornehmen muss. Auch hier wird das Ermitteln der ersten Solltrajektorie mittels der ersten Verarbeitungseinrichtung seitens der zweiten Verarbeitungseinrichtung auf mögliche Fehler überwacht. Dies insbesondere, indem die zweite Verarbeitungseinrichtung ebenfalls eine Notlauf-Solltrajektorie, die zweite Notlauf-Solltrajektorie, ermittelt, so dass die beiden Notlauf-Solltrajektorien miteinander verglichen werden können. Analog zu der Standard-Solltrajektorie sollten auch hier beide ermittelten Notlauf-Solltrajektorien in etwa identisch oder zumindest sehr ähnlich sein. Größere Abweichungen deuten auf Fehler bei der Ermittlung oder Berechnung hin. Entsprechend ist dann beispielsweise vorgesehen, dass die Notlauf-Solltrajektorien neu berechnet werden.
Ein Notfall im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere ein Auftreten oder ein Vorliegen eines Fehlers in einer der Verarbeitungseinrichtungen. Insbesondere umfasst ein Notfall ein Vorliegen oder Auftreten eines Fehlers in einem Bauteil des Fahrzeugs. Beispielsweise ist das Bauteil ein Sensor, ein Steuergerät oder ein Aktor. Das heißt also insbesondere, dass bei einem Fehler oder einer Fehlfunktion eines Bauteils des Fahrzeugs ein Notfall vorliegt. Bei einem Vorliegen eines Notfalls ist also insbesondere vorgesehen, dass nicht mehr die Standard-Solltrajektorie abgefahren wird, sondern vielmehr die Notlauf-Solltrajektorie.
Dass das Fahrzeug basierend auf der Solltrajektorie (entweder der Standard-Solltrajektorie oder der Notlauf-Solltrajektorie) geführt wird, heißt insbesondere, dass eine Isttrajektorie des Fahrzeugs basierend auf der entsprechenden Solltrajektorie geregelt oder gesteuert wird. Die entsprechende Führung des Fahrzeugs umfasst insbesondere eine Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Verarbeitungseinrichtung und/oder die zweite Verarbeitungseinrichtung ausgebildet sind, die jeweiligen ermittelten Solltrajektorien miteinander zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich eine der miteinander verglichenen Solltrajektorien auszuwählen.
Das heißt also insbesondere, dass der Vergleich und die Entscheidung entweder in der ersten und/oder in der zweiten Verarbeitungseinrichtung durchgeführt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Entscheidung in der zweiten Verarbeitungseinrichtung durchgeführt wird, wohingegen der Vergleich in der ersten Verarbeitungseinrichtung durchgeführt wird und umgekehrt.
Nach einer Ausführungsform ist eine einzige Vergleichseinrichtung vorgesehen. Sollte diese ausfallen, so wird nach einer weiteren Auführungsform immer die andere (zweite) Trajektorie abgefahren.
Es ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass die erste und die zweite Verarbeitungseinrichtung jeweils eine Kommunikationsschnittstelle umfassen. Dieses jeweilige Kommunikationsschnittstelle ist insbesondere eingerichtet, Daten über ein Kommunikationsnetzwerk, zum Beispiel ein CAN-Bus, zu empfangen und/oder auszusenden. Somit können also in vorteilhafter Weise die beiden Verarbeitungseinrichtungen über das Kommunikationsnetzwerk miteinander kommunizieren. Daten umfassen beispielsweise die ermittelten Solltrajektorien (Standard- und Notlauf-Solltrajektorien) sowie Ergebnisse des Vergleichs und/oder Ergebnisse der Entscheidung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Verarbeitungseinrichtung und die zweite Verarbeitungseinrichtung jeweils eine Ansteuerungseinrichtung zum Ansteuern einer Fahrzeugaktorik basierend auf der ausgewählten Solltrajektorie umfassen, so dass mittels der Fahrzeugaktorik das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Solltrajektorie zumindest teilautomatisiert, vorzugsweise vollautomatisiert, geführt werden kann.
Dadurch ist in vorteilhafter Weise der technische Vorteil bewirkt, dass eine Redundanz hinsichtlich einer Ansteuerungsmöglichkeit der Fahrzeugaktorik gegeben ist. Sowohl die erste als auch die zweite Verarbeitungseinrichtung können in vorteilhafter Weise mittels der Ansteuerungseinrichtung die Fahrzeugaktorik ansteuern. Das heißt also insbesondere, sollte die erste Verarbeitungseinrichtung eine Fehlfunktion aufweisen, kann immer noch mittels der zweiten Verarbeitungseinrichtung, hier genauer mittels der Ansteuerungseinrichtung der zweiten Verarbeitungseinrichtung, die Fahrzeugaktorik angesteuert werden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Fahrzeugsicherheit erhöht.
Die beiden Ansteuerungseinrichtungen unterscheiden sich nach einer Ausführungsform. Vorzugsweise ist die Ansteuerungseinrichtung der ersten Verarbeitungseinrichtung das Primärsystem mit maximaler Leistungsfähigkeit und vorzugsweise ist die Ansteuerungseinrichtung der zweiten Verarbeitungseinrichtung ein redundantes Sekundärsystem mit reduzierter Leistungsfähigkeit, welches nur im Notfall aktiviert wird. Es kann aber auch nach einer anderen Ausführungsform umgekehrt sein, so dass beide Ansteuerungseinrichtungen zusammen erst die benötigte Leistung für den Normalbetrieb liefern (und somit immer zusammen laufen müssen) und im Notlauf eine für sich einen Notmodus realisieren kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Verarbeitungseinrichtung und die zweite Verarbeitungseinrichtung eingerichtet sind, ihre jeweiligen ermittelten Solltrajektorien auf Kollisionsfreiheit zu überprüfen. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass mögliche Kollisionen des Fahrzeugs mit Objekten oder weiteren Fahrzeugen im Umfeld des Fahrzeugs vermieden werden können beim Abfahren der entsprechenden Solltrajektorie. In der Regel sollten im Normalfall, also insbesondere wenn kein Notfall vorliegt, beide Solltrajektorien kollisionsfrei sein. Wenn bei einer Solltrajektorie eine Kollision festgestellt wird, wohingegen die andere eine Kollision aufweist, so ist dies ein Zeichen dafür, dass ein Fehler oder eine Fehlfunktion vorliegt. Entsprechend ist beispielsweise vorgesehen, dass dann die Solltrajektorien neu berechnet werden.
Wenn im Sinne der vorliegenden Erfindung von einer Solltrajektorie ganz allgemein gesprochen wird, so soll stets die Standard- und/oder die Notlauf-Solltrajektorie mitgelesen werden.
Nach einer Ausführungsform ist die Vorrichtung als ein Staupilot ausgebildet. Das heißt also insbesondere, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, das Fahrzeug zumindest teilautomatisiert, insbesondere vollautomatisiert, während eines Staus zu führen. Dies insbesondere in einem Stau auf einer Autobahn oder einer autobahnähnlichen Straße. Entsprechend ist dann nach einer Ausführungsform insbesondere vorgesehen, dass das Verfahren nur dann durchgeführt wird, wenn ein Stau vorliegt.
Insbesondere ist zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt, damit der Staupilot automatisch im Stau das Fahrzeug zumindest teilautomatisiert, insbesondere vollautomatisiert, führt:

– Kolonne (mehr als zwei Fahrzeuge in eigener Fahrspur)
– Kolonnengeschwindigkeit maximal 60 km/h
– rechts und links befinden sich entweder • Kolonnen mit gleicher Fahrtrichtung oder • Randbebauungen
– die Nachbarkolonnen fahren mit einer max. Differenzgeschwindigkeit von 30 km/h
– es gibt keinen Querverkehr
– der Freiraum um das Fahrzeug hat eine Mindestbreite von 1 m mehr als die Fahrzeugbreite

Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Staupilot nicht mit einem Anhänger durchfährt, durch Mautstellen oder über Landesgrenzen fährt.
Der Staupilot erlaubt somit in vorteilhafter Weise explizit Nebentätigkeiten,

– soweit möglich ohne zeitliche Beschränkung
– vorzugsweise wird im höheren Geschwindigkeitsbereich (30 km/h aufwärts. Der Geschwindigkeitsbereich ist definiert über den Bremsweg und die sichere Vorausschau des Systems. Bei 30km/h ist der Bremsweg und damit die benötigte sichere Vorausschau klein, so dass bekannte Sensoren mit sehr hoher Verfügbarkeit und Robustheit die Objektdetektion durchführen können.
– ) ein regelmäßiges „Bestätigen“ der Funktion durch den Fahrer erfolgen (Potentialtrigger)

Zum Funktionsende und Übernahmeaufforderung an den Fahrer führen vorzugsweise zumindest eine der folgenden Bedingungen:

– zu geringe Breite des eigenen Fahrkorridors
– Wegfall der eigenen Fahrspur (Reißverschluss)
– Stau-Ende (Geschwindigkeit > 60 km/h)
– Erreichen von Landesgrenzen oder Mautstellen

Der Staupilot ist nicht gleichzeitig mit LKS (Lane keeping support, auf Deutsch: Spurhalteassistent) oder ACC aktiv, sondern löst diese situations- und fahrergetriggert ab. Hierbei bedeutet die Abkürzung „ACC“ „Automatic Cruise Control“, auf deutsch adaptive Geschwindigkeitsregelung.
Ausführungen, die im Zusammenhang mit dem Verfahren gemacht wurden, gelten analog für die Vorrichtung und für das System und umgekehrt. Das heißt also insbesondere, dass sich Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen hinsichtlich des Verfahrens in analoger Weise aus der Vorrichtung respektive System und umgekehrt in beliebiger Kombination ergeben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
1 eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs,
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs,
3 ein System zum Betreiben eines Fahrzeugs und
4 ein weiteres System zum Betreiben eines Fahrzeugs.
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
1 zeigt eine Vorrichtung 101 zum Betreiben eines Fahrzeugs (nicht gezeigt).
Die Vorrichtung 101 umfasst eine erste Verarbeitungseinrichtung 103, die eingerichtet ist, eine Standard-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs basierend auf einem Fahrzeugumfeld entsprechende Umfelddaten zu ermitteln. Die Vorrichtung 101 umfasst ferner eine zweite Verarbeitungseinrichtung 105, die eingerichtet ist, basierend auf den gleichen Umfelddaten und unabhängig von dem Ermitteln der ersten Standard-Solltrajektorie eine zweite Standard-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs zu ermitteln.
Hierbei ist die Vorrichtung 101 eingerichtet, die erste und die zweite Standard-Solltrajektorie miteinander zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich entweder die erste oder die zweite Standard-Solltrajektorie auszuwählen, so dass das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Standard-Solltrajektorie zumindest teilautomatisiert geführt werden kann.
Das Vergleichen kann beispielsweise mittels der ersten und/oder zweiten Verarbeitungseinrichtung durchgeführt werden. Insbesondere kann das Auswählen der ersten oder der zweiten Standard-Solltrajektorie durch die erste oder zweite Verarbeitungseinrichtung durchgeführt werden.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs. Die erfindungsgemäßen Schritte können beispielsweise auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.
In einem Schritt 201 wird eine erste Standard-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs basierend auf einem Fahrzeugumfeld entsprechend Umfelddaten ermittelt. Zeitgleich, zeitlich vorher oder zeitlich anschließend nach dem Schritt 201 wird in einem Schritt 203 eine zweite Standard-Solltrajektorie ermittelt. Dies unabhängig von dem Ermitteln der ersten Standard-Solltrajektorie und basierend auf den gleichen Umfelddaten. In einem Schritt 205 werden die erste und die zweite Standard-Solltrajektorie miteinander verglichen. In einem Schritt 207 wird abhängig von dem Vergleich entweder die erste oder die zweite Standard-Solltrajektorie ausgewählt, so dass gemäß einem Schritt 209 das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Standard-Solltrajektorie zumindest teilautomatisiert, insbesondere vollautomatisiert, geführt wird.
3 zeigt ein System 301 zum Betreiben eines Fahrzeugs (nicht gezeigt).
Das System 301 umfasst eine Umfeldsensorik 303 zum Erfassen eines Fahrzeugumfelds. Die Umfeldsensorik 303 umfasst einen Radarsensor 305 und einen weiteren Radarsensor 307. Die beiden Radarsensoren 305 und 307 sind für unterschiedliche Reichweiten ausgebildet. Das heißt also, dass der Radarsensor 305 für eine Radarerfassung ab einer Distanz von etwa 200 m ausgebildet ist. Der Radarsensor 307 ist für eine Radarerfassung auf mittlerer Distanz ausgebildet. Das heißt also, bis zu einer Distanz von etwa 50 m bis 100 m. Die Umfeldsensorik 303 umfasst weiterhin einen Lidarsensor 309, einen Videosensor 311 sowie einen Ultraschallsensor 313. In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass mehr oder weniger als die vorstehend genannten Umfeldsensoren vorgesehen sind.
Das System 301 umfasst ferner eine Aktuatorik 315 des Fahrzeugs. Von der Aktuatorik 315 sind beispielsweise eine EPS-Aktuatorik 317, eine ESP-Aktuatorik 319 sowie eine weitere Aktuatorik 321 umfasst. Hierbei steht „ESP“ für „Elektronisches Stabilitätsprogramm“. „EPS“ steht für „Electric Power Steering“, das heißt elektrische Servolenkung. Die Aktuatorik 321 ist beispielsweise eine ABS-Aktuatorik. Hierbei steht „ABS“ für „Antiblockiersystem“. Die den Aktuatoriken zugeordneten Aktuatoren des Fahrzeugs sind insbesondere ausgebildet, eine Quer- und/oder eine Längsführung des Fahrzeugs zu steuern und/oder zu regeln.
Das System 301 umfasst ferner eine erste Verarbeitungseinrichtung 323 und eine zweite Verarbeitungseinrichtung 325. Das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten des Systems 301 wird nachfolgend näher erläutert.
Die Umfeldsensorik 303 stellt Umfelddaten bereit, die dem mittels der Umfeldsensoren 305, 307, 309, 311 und 313 erfassten Fahrzeugumfeld entsprechen. Die Umfeldsensorik 303 stellt diese Umfelddaten den beiden Verarbeitungseinrichtungen 323 und 325 bereit. In den beiden Verarbeitungseinrichtungen 323, 325 findet dann eine Fusion 327 der Umfelddaten statt. Das heißt also, dass die Umfelddaten der einzelnen Umfeldsensoren 305, 307, 309, 311, 313 miteinander fusioniert werden. Basierend auf der jeweiligen Fusion 327 wird in beiden Verarbeitungseinrichtungen 323 und 325 eine Umfeldinterpretation 329 durchgeführt. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass ein Umfeldmodell ermittelt oder berechnet wird. Beispielsweise ist in der Umfeldinterpretation 329 vorgesehen, dass ein Belegungsgitter ermittelt wird, welches dem erfassten Fahrzeugumfeld entspricht.
Ferner ist in beiden Verarbeitungseinrichtungen 323 und 325 vorgesehen, dass basierend auf der Umfeldinterpretation 329 eine Solltrajektorienberechnung oder -ermittlung 331 durchgeführt wird. Hierbei ist jeweils vorgesehen, dass eine Standard-Solltrajektorie und eine Notlauf-Solltrajektorie ermittelt oder berechnet wird.
Das heißt also, dass beide Verarbeitungseinrichtungen 323, 325 basierend auf den gleichen Umfelddaten jeweils eine Standard-Solltrajektorie und eine Notlauf-Solltrajektorie ermitteln oder berechnen. Ferner ist vorgesehen, dass die ermittelten Solltrajektorien auf Kollisionsfreiheit überprüft werden. Das Ermitteln des jeweiligen Umfeldmodells und der jeweiligen Solltrajektorien findet in den beiden Verarbeitungseinrichtungen 323, 325 unabhängig von einander statt, wobei als Basis aber die gleichen Umfelddaten der Umfeldsensorik 303 verwendet werden.
Die zweite Verarbeitungseinrichtung 325 stellt ihre ermittelten Solltrajektorien der ersten Verarbeitungseinrichtung 323 bereit. Dies beispielsweise über eine hier nicht gezeigte Kommunikationsschnittstelle. Das Empfangen dieser Solltrajektorien wird mittels einer hier ebenfalls nicht gezeigten Kommunikationsschnittstelle der ersten Verarbeitungseinrichtung 323 durchgeführt.
Die erste Verarbeitungseinrichtung 323 vergleicht die jeweiligen ermittelten Standard-Solltrajektorien und Notlauf-Solltrajektorien miteinander und entscheidet, welche der ermittelten Solltrajektorien für eine Führung des Fahrzeugs verwendet wird. Dies gemäß dem Funktionsblock 333. Basierend auf der ausgewählten Solltrajektorie (Standard-Solltrajektorie im Normalfall oder Notlauf-Solltrajektorie im Notfall) steuert eine Ansteuerungseinrichtung 335 der ersten Verarbeitungseinrichtung 323 die einzelnen Aktuatoriken 317, 319 und 321 einzeln oder in beliebiger Kombination.
Das heißt also insbesondere, dass eine redundante und diversitäre Berechnung oder Ermittlung der von Solltrajektorien seitens der zweiten Verarbeitungseinrichtung 325 durchgeführt wird. Ferner findet eine Überprüfung der ermittelten Solltrajektorien auf Kollision statt. Insbesondere ist vorgesehen, dass im Notfall (zum Beispiel bei einem Ausfall eines Hauptsteuerungsgeräts (Electronic Control Unit, ECU)) die Notlauftrajektorie aus dem letzten Berechnungsschritt (also aus dem vorangegangen Zyklus des Verfahrens) abgefahren wird. Der Vergleich und die Entscheidung gemäß dem Funktionsblock 333 ist in einer nicht gezeigten Ausführungsform auch in der zweiten Verarbeitungseinrichtung 325 vorgesehen.
4 zeigt ein weiteres System 401 zum Betreiben eines Fahrzeugs (nicht gezeigt).
Das System 401 ist im Wesentlichen analog zu dem System 301 der 3 aufgebaut. Als ein Unterschied ist hier die zweite Verarbeitungseinrichtung mit dem Bezugszeichen 403 gekennzeichnet. Dies deshalb, da als ein Unterschied zu der zweiten Verarbeitungseinrichtung 325 des Systems 301 der 3 die Entscheidung, welche der ermittelten Solltrajektorien für die Fahrzeugführung verwendet werden soll, in der zweiten Verarbeitungseinrichtung 403 durchgeführt wird. Dies gemäß dem Funktionsblock 405. Die zweite Verarbeitungseinrichtung 403 umfasst ferner eine Ansteuerungseinrichtung 403, so dass auch die zweite Verarbeitungseinrichtung 403 die einzelnen Aktuatoriken 317, 319 und 321 entsprechend der ausgewählten Solltrajektorie ansteuern kann. Somit ist hinsichtlich der Ansteuerung der einzelnen Aktoren des Fahrzeugs eine Redundanz gegeben. Beispielsweise ist vorgesehen, dass die Ansteuerung seitens der zweiten Verarbeitungseinrichtung 403 mit einer verringerten Funktionalität bezogen auf eine Funktionalität bei einer Ansteuerung seitens der ersten Verarbeitungseinrichtung 323 durchgeführt wird.
Zusammenfassend umfasst die Erfindung also insbesondere den Gedanken, dass sowohl in einer Hauptfunktion als auch in einer Überwachungsfunktion oder in einem Überwachungszweig basierend auf den gleichen Umfelddaten Solltrajektorien für die Führung des Fahrzeugs berechnet werden, wobei diese berechneten Solltrajektorien miteinander verglichen werden, wobei abhängig von dem Vergleich eine Solltrajektorie für die Führung des Fahrzeugs ausgewählt wird. Das heißt, dass eine von den ermittelten Solltrajektorien abgefahren wird. Somit steht in vorteilhafter Weise im Notfall immer eine aktuelle Notlauftrajektorie zur Verfügung. Des Weiteren existiert insbesondere in der Ausführungsform gemäß 4 weiterhin eine Ansteuerung der Aktuatoren des Fahrzeugs, insofern die zweite Verarbeitungseinrichtung eine eigene Ansteuerungseinrichtung umfasst. Die zweite Verarbeitungseinrichtung kann allgemein insbesondere als ein Überwachungszweig (oder eine Überwachungseinrichtung) aufweisend eine Überwachungsfunktion bezeichnet werden. Die erste Verarbeitungseinrichtung kann allgemein insbesondere als eine Hauptverarbeitungseinrichtung bezeichnet werden.

Claims

Vorrichtung (101) zum Betreiben eines Fahrzeugs, umfassend: – eine erste Verarbeitungseinrichtung (103, 323), die eingerichtet ist, basierend auf einem Fahrzeugumfeld entsprechende Umfelddaten eine erste Standard-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs zu ermitteln, – eine zweite Verarbeitungseinrichtung (105, 325, 403), die eingerichtet ist, basierend auf den gleichen Umfelddaten und unabhängig von dem Ermitteln der ersten Standard-Solltrajektorie eine zweite Standard-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs zu ermitteln, wobei – die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, die erste und die zweite Standard-Solltrajektorie miteinander zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich entweder die erste oder die zweite Standard-Solltrajektorie auszuwählen, so dass das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Standard-Solltrajektorie zumindest teilautomatisiert geführt werden kann.
Vorrichtung (101) nach Anspruch 1, wobei die erste Verarbeitungseinrichtung (103, 323) eingerichtet ist, basierend auf den Umfelddaten eine erste Notlauf-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs im Notfall zu ermitteln, wobei die zweite Verarbeitungseinrichtung (105, 325, 403) eingerichtet ist, basierend auf den gleichen Umfelddaten und unabhängig von dem Ermitteln der ersten Notlauf-Solltrajektorie eine zweite Notlauf-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs im Notfall zu ermitteln, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, die erste und die zweite Notlauf-Solltrajektorie miteinander zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich entweder die erste oder die zweite Notlauf-Solltrajektorie auszuwählen, so dass das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Notlauf-Solltrajektorie im Notfall zumindest teilautomatisiert geführt werden kann.
Vorrichtung (101) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Verarbeitungseinrichtung (103, 323) und/oder die zweite Verarbeitungseinrichtung (105, 325, 403) ausgebildet sind, die jeweiligen ermittelten Solltrajektorien miteinander zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich eine der miteinander verglichenen Solltrajektorien auszuwählen.
Vorrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Verarbeitungseinrichtung (103, 323) und die zweite Verarbeitungseinrichtung (105, 325, 403) jeweils eine Ansteuerungseinrichtung zum Ansteuern einer Fahrzeugaktorik (315) basierend auf der ausgewählten Solltrajektorie umfassen, so dass mittels der Fahrzeugaktorik (315) das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Solltrajektorie zumindest teilautomatisiert geführt werden kann.
Vorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Verarbeitungseinrichtung (103, 323) und die zweite Verarbeitungseinrichtung (105, 325, 403) eingerichtet sind, ihre jeweiligen ermittelten Solltrajektorien auf Kollisionsfreiheit zu überprüfen.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, wobei: – eine erste Standard-Solltrajektorie für eine zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeugs basierend auf einem Fahrzeugumfeld entsprechende Umfelddaten ermittelt (201) wird, wobei – unabhängig von dem Ermitteln der ersten Standard-Solltrajektorie eine zweite Standard-Solltrajektorie für die zumindest teilautomatisierte Führung des Fahrzeug basierend auf den gleichen Umfelddaten ermittelt (203) wird, wobei – die erste und die zweite Standard-Solltrajektorie miteinander verglichen (205) werden, wobei – abhängig von dem Vergleich entweder die erste oder die zweite Standard-Solltrajektorie ausgewählt (207) wird, so dass – das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Standard-Solltrajektorie zumindest teilautomatisiert geführt (209) wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei basierend auf den Umfelddaten eine erste Notlauf-Solltrajektorie für eine Führung des Fahrzeugs im Notfall ermittelt wird, wobei basierend auf den gleichen Umfelddaten und unabhängig von dem Ermitteln der ersten Notlauf-Solltrajektorie eine zweite Notlauf-Solltrajektorie für die Führung des Fahrzeugs im Notfall ermittelt wird, wobei die erste und die zweite Notlauf-Solltrajektorie miteinander verglichen werden, wobei basierend auf dem Vergleich entweder die erste oder die zweite Notlauf-Solltrajektorie ausgewählt wird, so dass das Fahrzeug basierend auf der ausgewählten Notlauf-Solltrajektorie im Notfall zumindest teilautomatisiert geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die ermittelten Solltrajektorien auf Kollisionsfreiheit überprüft werden.
System (301, 401) zum Betreiben eines Fahrzeugs, umfassend – eine Umfeldsensorik (303) zum Erfassen eines Fahrzeugumfelds und zum Bereitstellen von dem erfassten Fahrzeugumfeld entsprechende Umfelddaten, – eine Vorrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, – eine Fahrzeugaktorik (315), die eingerichtet ist, ansprechend auf eine der ausgewählten Solltrajektorie basierenden Ansteuerung das Fahrzeug zumindest teilautomatisiert zu führen.
Computerprogramm, umfassend Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.