DE102018006265A1

DE102018006265A1 - Method of laying out a vehicle

Info

Publication number: DE102018006265A1
Application number: DE102018006265.2A
Authority: DE
Inventors: Frank Bonarens; Heiko Bald; Ulrich Eberle; Olaf Schädler
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: STELLANTIS AUTO SAS, FR
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2020-02-13
Also published as: WO2020030333A1; MA53260A; EP3833587A1

Abstract

Ein Verfahren zum Optimieren eines autonomen Fahrzeugs umfasst die Schritte:a) Auswählen eines Verkehrsszenarios, das eine Trajektorie eines Fahrzeugs beschreibt, aus einer Datenbank;b) Festlegen, für eine Folge von Aufenthaltsorten des Fahrzeugs entlang der Trajektorie, von jeweils einem den Aufenthaltsort beinhaltenden zulässigen Aufenthaltsraum (8), in dem sich das Fahrzeug ohne zu kollidieren aufhalten kann;c) Suchen, unter Zugrundelegung eines Wertes wenigstens eines Parameters des autonomen Fahrzeugs, einer Trajektorie des autonomen Fahrzeugs, die durch die Folge der zulässigen Aufenthaltsräume verläuft,d) Bewerten des Fahrzeugs als tauglich für das ausgewählte Szenario, wenn die Suche des Schritts c) erfolgreich ist.A method for optimizing an autonomous vehicle comprises the steps of: a) selecting a traffic scenario describing a trajectory of a vehicle from a database; b) determining, for a sequence of locations of the vehicle along the trajectory, of an admissible location each containing the location Lounge (8) in which the vehicle can stay without colliding; c) Searching, based on a value of at least one parameter of the autonomous vehicle, a trajectory of the autonomous vehicle which runs through the sequence of the permitted lounges, d) evaluating the Vehicle as suitable for the selected scenario if the search of step c) is successful.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslegen eines Fahrzeuges. Damit insbesondere ein autonomes Fahrzeug für den Straßenverkehr zugelassen werden kann, muss mit hohem Aufwand nachgewiesen werden, dass das Fahrzeug praxisrelevante Verkehrsszenarien unfallfrei meistern kann. Ein solcher Nachweis ist mit der nötigen Vollständigkeit aus Zeit- und Kostengründen nicht empirisch führbar, sondern muss im Wesentlichen auf Computersimulationen beruhen. Für einen das Fahrzeug steuernden Computer macht es im Prinzip keinen Unterschied, ob das Fahrzeug simuliert oder real gesteuert wird, sofern die Umgebungsinformation, die er im Falle der Simulation empfängt, realistisch genug ist. Dazu existieren Datenbanken, in denen Daten von realen Verkehrsszenarien zusammengetragen werden, die als Umgebungsinformation und als Fahrzeugdaten im Rahmen solcher Simulationen genutzt werden können. Dies Szenarien und Daten sind in mehrfacher Hinsicht spezifisch für ein Fahrzeug, mit dem sie aufgenommen wurden.The present invention relates to a method for designing a vehicle. In order for an autonomous vehicle to be approved for road traffic in particular, it must be proven at great expense that the vehicle can handle traffic scenarios relevant to practice without an accident. Such proof is not empirically feasible with the necessary completeness due to time and cost reasons, but must essentially be based on computer simulations. In principle, for a computer controlling the vehicle, it makes no difference whether the vehicle is simulated or controlled in real terms, provided that the environmental information that it receives in the case of the simulation is realistic enough. To this end, there are databases in which data from real traffic scenarios are compiled, which can be used as environmental information and as vehicle data in the context of such simulations. These scenarios and data are specific to the vehicle with which they were taken in several respects.

Zum einen sind die aufgenommenen Daten des Szenarios abhängig von der Sensorausstattung des aufnehmenden Fahrzeugs, d.h. wenn eine zu der Sensorausstattung eine Kamera gehört, mit der die Umgebung des aufnehmenden Fahrzeugs überwacht werden kann, dann hängen die Bilder, die eine solche Kamera liefert, und die Schlussfolgerungen, die das Fahrzeug aus den Bildern z.B. hinsichtlich Abstand und Geschwindigkeit anderer Verkehrsteilnehmer zieht, unter anderem vom Einbauort der Kamera am Fahrzeug ab. Wenn daher im Rahmen einer Simulation ein zu optimierendes autonomes Fahrzeug mit Bilddaten eines solchen Szenarios versorgt wird, und diese unter Zugrundelegung seiner eigenen Kameraeinbauposition analysiert, kann dies zu Fehlschlüssen über die Umgebung des Fahrzeugs und in der Konsequenz zu unangemessenen Entscheidungen der autonomen Steuerung des Fahrzeugs führen, die nicht auf Fehler in den der Steuerung zugrundeliegenden Programmen zurückzuführen sind.On the one hand, the recorded data of the scenario depend on the sensor equipment of the receiving vehicle, i.e. if one of the sensor equipment includes a camera with which the surroundings of the receiving vehicle can be monitored, then the images provided by such a camera and the conclusions which the vehicle derives from the images e.g. with regard to the distance and speed of other road users, including the location of the camera on the vehicle. Therefore, if an autonomous vehicle to be optimized is supplied with image data from such a scenario as part of a simulation and is analyzed based on its own camera installation position, this can lead to incorrect conclusions about the surroundings of the vehicle and, as a consequence, to inappropriate decisions by the autonomous control of the vehicle that are not due to errors in the programs on which the control system is based.

Zum anderen unterscheiden sich in der Regel die technischen Leistungsdaten des zu optimierenden Fahrzeugs von denen des Fahrzeugs, mit dem das Szenario aufgenommen wurde, mit der Folge, dass die Trajektorie, die das zu optimierende Fahrzeug wählt, um die Verkehrssituation des Szenarios zu meistern, von der im aufgenommenen Szenario tatsächlich gefahrenen unterscheiden wird, diese Unterschiede aber nicht auf einen Fehler in den Steuerprogrammen des zu optimierenden Fahrzeugs schließen lassen.On the other hand, the technical performance data of the vehicle to be optimized generally differ from that of the vehicle with which the scenario was recorded, with the result that the trajectory that the vehicle to be optimized chooses to master the traffic situation of the scenario is different from will differentiate between those actually driven in the scenario recorded, but these differences do not indicate an error in the control programs of the vehicle to be optimized.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Optimierung einer Fahrzeugauslegung mit Hilfe von Szenarien aus einer Datenbank trotz der oben beschriebenen Probleme zu ermöglichen.An object of the present invention is to enable the optimization of a vehicle design with the aid of scenarios from a database in spite of the problems described above.

Die Aufgabe wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst durch ein Verfahren zum Auslegen eines Fahrzeugs mit den Schritten:

a) Auswählen eines Verkehrsszenarios, das wenigstens eine Trajektorie eines Fahrzeugs enthält, aus einer Datenbank;
b) Festlegen, für eine Folge von Aufenthaltsorten des Fahrzeugs entlang der Trajektorie, von jeweils einem den Aufenthaltsort beinhaltenden zulässigen Aufenthaltsraum, in dem sich das Fahrzeug frei von Zwischenfällen aufhalten kann;
c) Suchen, unter Zugrundelegung eines Wertes wenigstens eines Parameters des autonomen Fahrzeugs, einer Trajektorie des autonomen Fahrzeugs, die durch die Folge der zulässigen Aufenthaltsräume verläuft;
d) Bewerten des Fahrzeugs als tauglich für das ausgewählte Szenario, wenn die Suche des Schritts c) erfolgreich ist.

According to an embodiment of the invention, the object is achieved by a method for designing a vehicle with the steps:

a) selecting a traffic scenario which contains at least one trajectory of a vehicle from a database;
b) determining, for a sequence of whereabouts of the vehicle along the trajectory, of a permissible lounge containing the whereabouts, in which the vehicle can be free of incidents;
c) searching, on the basis of a value of at least one parameter of the autonomous vehicle, of a trajectory of the autonomous vehicle which runs through the sequence of the permissible lounges;
d) evaluating the vehicle as suitable for the selected scenario if the search of step c) is successful.

Ein Zwischenfall im obigen Sinne kann jede Art eines unerwünschten Verhaltens des Fahrzeugs sein, zumindest aber eine Kollision mit einem anderen Verkehrsteilnehmer oder einem stationären Objekt und/oder das Überfahren einer Fahrbahnbegrenzung und/oder Verletzungen einer beliebigen Verkehrsregel oder eines Streckenverbots.An incident in the above sense can be any type of undesirable behavior of the vehicle, but at least a collision with another road user or a stationary object and / or the crossing of a lane boundary and / or violations of any traffic rule or a route ban.

Neben der Trajektorie des Fahrzeugs, von dem die das Szenario bildenden Daten aufgenommen wurden, kann das Szenario noch weitere Daten zum Umfeld dieses Fahrzeugs wie etwa die Trajektorien weiterer Verkehrsteilnehmer, Angaben zum Fahrbahnverlauf, zu Streckenver- und/oder -geboten sowie zu stationären Objekten enthalten.In addition to the trajectory of the vehicle from which the data forming the scenario was recorded, the scenario can also contain further data on the surroundings of this vehicle, such as the trajectories of other road users, information on the course of the road, route restrictions and / or route requirements, and stationary objects ,

Durch die Festlegung der Folge von Aufenthaltsräumen wird der Tatsache Rechnung getragen, dass es nicht Ziel der Optimierung sein kann, eine möglichst große Übereinstimmung zwischen der Trajektorie des ausgewählten Verkehrsszenarios und der für das zu auszulegende Fahrzeug ausgewählten Trajektorie herzustellen, sondern lediglich, dass das zu optimierende Fahrzeug das Szenario meistern muss, ohne in einen Unfall verwickelt zu werden. Dieses Ziel ist erreicht, sobald eine Trajektorie gefunden ist, die das Fahrzeug unter Berücksichtigung seiner Leistungsparameter zu fahren in der Lage ist und auf der es die Aufenthaltsräume nicht verlässt.By specifying the sequence of lounges, the fact is taken into account that the aim of the optimization cannot be to achieve the greatest possible match between the trajectory of the selected traffic scenario and the trajectory selected for the vehicle to be designed, but only that that is to be optimized Vehicle has to master the scenario without being involved in an accident. This goal is achieved as soon as a trajectory is found that the vehicle is able to drive taking into account its performance parameters and on which it does not leave the common rooms.

Wenn die Suche erfolglos ist, kann der Schritt c) unter Verwendung eines abgewandelten Werts des wenigstens einen Parameters wiederholt werden, um schließlich einen Wert zu finden, für den eine durch die Aufenthaltsräume verlaufende Trajektorie existiert.If the search is unsuccessful, step c) can be repeated using a modified value of the at least one parameter to finally find a value for which one trajectory running through the common rooms exists.

Zu den Parametern, die hier variiert werden können, können z.B. Motorleistung oder Bremsverzögerung des Fahrzeugs oder Parameter seines Fahrwerks wie Schräglaufsteifigkeit, Eigenlenkgradient oder Haftbeiwert oder Parameter eines Algorithmus des Systems zählen.For the parameters that can be varied here, e.g. Engine performance or braking deceleration of the vehicle or parameters of its chassis such as slip resistance, self-steering gradient or coefficient of adhesion or parameters of an algorithm of the system count.

Wenn die Untersuchung einer Trajektorie zeigt, dass diese nicht vollständig innerhalb der Aufenthaltsräume verläuft, kann es nötig sein zu entscheiden, ob das autonome Fahrzeug in der untersuchten Trajektorie die Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums in Fahrtrichtung, quer zur Fahrtrichtung oder entgegen der Fahrtrichtung oder quer zur Fahrtrichtung erreicht.If the examination of a trajectory shows that it does not run entirely within the common rooms, it may be necessary to decide whether the autonomous vehicle in the trajectory under investigation is the limit of the permissible common room in the direction of travel, transverse to the direction of travel or opposite to the direction of travel or transverse to the direction of travel reached.

Das Fahrzeug ist für das untersuchte Szenario ungeeignet, d.h. nicht in der Lage, das Szenario ohne Zwischenfall zu fahren, wenn es die Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums in Fahrtrichtung oder quer zur Fahrtrichtung erreicht. Dieser Fall ist gleichbedeutend mit dem Anstoßen oder einer unerlaubt engen Annäherung an ein Objekt neben oder vor dem autonomen Fahrzeug, etwa ein voraus- oder nebenherfahrendes Fahrzeug oder eine Fahrbahnbegrenzung und kann insbesondere dann auftreten, wenn es, um das Szenario überhaupt bis zum Zeitpunkt des Erreichens der Grenze fahren zu können, das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit zu beschleunigen, die sich nun als nicht mehr sicher beherrschbar erweist.The vehicle is unsuitable for the scenario examined, i.e. unable to drive the scenario without incident if it reaches the limit of the allowable lounge in the direction of travel or transverse to the direction of travel. This case is tantamount to bumping or an illegally close approach to an object next to or in front of the autonomous vehicle, such as a vehicle driving in front or alongside or a lane boundary, and can occur in particular if it is about the scenario at all until the time of reaching it to be able to drive across the border, to accelerate the vehicle to a speed that is now no longer manageable.

Umgekehrt kann aber auch der Fall auftreten, dass das autonome Fahrzeug die Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums entgegen der Fahrtrichtung erreicht. Voraussetzung hierfür ist, dass die hintere Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums durch ein hinterherfahrendes Fahrzeug festgelegt ist und dieses schneller fährt als das autonome Fahrzeug. Hier ist zu berücksichtigen, dass das Fahrzeug, mit dem das Szenario ursprünglich aufgenommen wurde, in der Regel eine andere Trajektorie gefahren haben wird als die für das autonome Fahrzeug angenommene, und die Trajektorie des nachfolgenden Fahrzeugs mit derjenigen des aufnehmenden Fahrzeugs abgestimmt worden ist, aber nicht die für das autonome Fahrzeug gewählte Trajektorie berücksichtigt. Mit anderen Worten: wäre das aufnehmende Fahrzeug zum Zeitpunkt der Aufnahme des Szenarios die nun für das autonome Fahrzeug untersuchte Trajektorie gefahren, dann hätte das nachfolgende dies berücksichtigt und ein Auffahren vermieden. Die Tatsache, dass das autonome Fahrzeug die Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums entgegen der Fahrtrichtung erreicht, lässt also nicht den Schluss zu, dass an den Steuerungsalgorithmen oder den Leistungsparametern des autonomen Fahrzeugs etwas geändert werden müsste, damit das Szenario kollisionsfrei gefahren werden kann, sondern allenfalls, dass das betreffende Szenario für die Optimierung des autonomen Fahrzeugs nicht relevant ist.Conversely, the case can also occur that the autonomous vehicle reaches the limit of the permissible lounge opposite to the direction of travel. The prerequisite for this is that the rear limit of the permissible lounge is determined by a vehicle driving behind and that it drives faster than the autonomous vehicle. It should be taken into account here that the vehicle with which the scenario was originally recorded will generally have traveled a different trajectory than the one assumed for the autonomous vehicle, and the trajectory of the following vehicle has been coordinated with that of the receiving vehicle, but does not take into account the trajectory chosen for the autonomous vehicle. In other words: if the receiving vehicle had driven the trajectory now examined for the autonomous vehicle at the time the scenario was recorded, the following vehicle would have taken this into account and avoided collision. The fact that the autonomous vehicle reaches the limit of the permissible lounge opposite to the direction of travel does not allow the conclusion that something needs to be changed in the control algorithms or the performance parameters of the autonomous vehicle so that the scenario can be driven collision-free, but at best, that the scenario in question is not relevant for the optimization of the autonomous vehicle.

Der Schritt c) kann unter Zugrundelegung jeweils unterschiedlicher Werte des wenigstens einen Parameters wiederholt werden. Wenn dabei mehrere durch die zulässigen Aufenthaltsräume verlaufende Trajektorien gefunden werden, sind offensichtlich alle dabei zugrundegelegten Parameterwerte geeignet, um das Szenario zu meistern. Um unter diesen mehreren Parameterwerten einen auszuwählen, kann eine Kostenfunktion des wenigstens einen Parameters definiert und der in Bezug auf diese Kostenfunktion ideale Parameterwert beim Bau des autonomen Fahrzeugs implementiert werden.Step c) can be repeated on the basis of different values of the at least one parameter. If several trajectories running through the permissible common rooms are found, all of the parameter values on which they are based are obviously suitable for mastering the scenario. In order to select one of these several parameter values, a cost function of the at least one parameter can be defined and the ideal parameter value in relation to this cost function can be implemented when the autonomous vehicle is built.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

1 einen Anfangszustand und
2 einen Endzustand eines Szenarios; und
3 ein Flussdiagramm eines Optimierungsverfahrens

Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 an initial state and
2 a final state of a scenario; and
3 a flowchart of an optimization process

1 zeigt als elementares Anwendungsbeispiel der Erfindung eine Verkehrssituation an einer Autobahnauffahrt. Ein Fahrzeug 1 befindet sich auf einer Einfädelspur 2 und muss von dort in den fließenden Verkehr auf einer angrenzenden Fahrspur 3 mit Fahrzeugen 4, 5, 6 einscheren.
Dazu muss es auf der Einfädelspur 2 die Geschwindigkeit des fließenden Verkehrs erreichen und dann in eine Lücke zwischen den Fahrzeugen 4, 5, 6 einscheren. 1 shows as a basic application example of the invention, a traffic situation on a freeway entrance. A vehicle 1 is on a threading track 2 and from there into the flowing traffic on an adjacent lane 3 with vehicles 4 . 5 . 6 Reeve.
To do this, it must be on the threading track 2 reach the speed of flowing traffic and then into a gap between the vehicles 4 . 5 . 6 Reeve.

Ein Szenario, das die Bewegungen der Fahrzeuge 1, 4, 5, 6 beschreibt, liegt vor in Form einer Folge von von einem oder mehreren Umgebungssensoren des Fahrzeugs 1 während des Beschleunigens und Einscherens aufgezeichneten Daten. Als Umgebungssensor kommt insbesondere eine Kamera 7 in Betracht; die Folge der aufgezeichneten Daten kann dann z.B. als Videofilm vorliegen. Das Szenario kann durch Simulation oder durch Erfassen von Umgebungsdaten im Laufe eines Fahrmanövers von realen Fahrzeugen erhalten sein und ist in einer Datenbank hinterlegt, aus der es heruntergeladen wird, um es für die Optimierung eines autonomen Fahrzeugs zu nutzen.A scenario that shows the movements of the vehicles 1 . 4 . 5 . 6 describes, is in the form of a sequence of one or more environmental sensors of the vehicle 1 data recorded during acceleration and reeving. A camera comes in particular as the environmental sensor 7 into consideration; the sequence of the recorded data can then be available, for example, as a video film. The scenario can be obtained by simulation or by capturing environmental data during a driving maneuver of real vehicles and is stored in a database from which it is downloaded in order to use it for the optimization of an autonomous vehicle.

Zur Vorbereitung der Optimierung kann es nötig sein, (entsprechend schritt S1 des Flussdiagramms von 3) die aufgezeichneten Daten des heruntergeladenen Szenarios an die Sensorik des autonomen Fahrzeugs anzupassen. Wenn die Einbaulage der Kamera 7 am autonomen Fahrzeug eine andere ist als beim realen Fahrzeug 1, dann wäre eine korrekte Steuerung des autonomen Fahrzeugs durch dessen Bordcomputer 8 nicht gewährleistet, wenn dieser als Eingangsdaten die originalen Videofilme des hinterlegten Szenarios wären. Da diese die Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs 1 im Laufe der Zeit und der Bewegung des Fahrzeugs 1 aus unterschiedlichen Blickwinkeln zeigen, ist es möglich, die originalen Videofilme zunächst in eine Sequenz von dreidimensionalen Modellen der Umgebung umzurechnen und aus diesem wiederum Videofilme abzuleiten, die die Umgebung aus der Perspektive der Kamera 7 des autonomen Fahrzeugs zeigen und als Eingangsdaten für dessen Bordcomputer 8 verwendet werden können.To prepare for the optimization it may be necessary (according to step S1 of the flowchart of 3 ) adapt the recorded data of the downloaded scenario to the sensors of the autonomous vehicle. When the camera is installed 7 on the autonomous vehicle is different from the real vehicle 1 , would then be a correct control of the autonomous vehicle by its on-board computer 8th not guaranteed if these were the original video films of the stored scenario as input data. Because these are the objects around the vehicle 1 over time and the movement of the vehicle 1 show from different perspectives, it is possible to first convert the original video films into a sequence of three-dimensional models of the surroundings and in turn to derive video films from this that depict the surroundings from the perspective of the camera 7 of the autonomous vehicle and as input data for its on-board computer 8th can be used.

Jedes dieser dreidimensionalen Modelle enthält für einen Zeitpunkt des Szenarios unter anderem die momentanen Koordinaten der Fahrzeuge 4, 5, 6 und deren Abmessungen. Anhand dieser Daten wird jeweils für den betreffenden Zeitpunkt ein zulässiger Aufenthaltsraum für das autonome Fahrzeug berechnet (S2), in dem es Platz finden kann, ohne die anderen Fahrzeuge 4, 5, 6 und die Grenzen der Fahrbahn zu erreichen. Ein solcher zulässiger Aufenthaltsraum 9 umfasst jeweils zu einem gegeben Zeitpunkt des Szenarios den aktuellen Aufenthaltsort des Fahrzeugs 1 sowie Orte der Umgebung, an die das Fahrzeug 1 verschoben werden könnte, ohne dabei die weiteren Fahrzeuge 4, 5, 6 an ihren aktuellen Aufenthaltsorten oder andere Objekte zu berühren. Der zulässige Aufenthaltsraum umfasst z.B., wie in 1, 2 gezeigt, zu Beginn des Szenarios die Einfädelspur 2 vor dem Fahrzeug 1 und gegen Ende den Platz zwischen den Fahrzeugen 5, 6 auf der Fahrspur 3.Each of these three-dimensional models contains the current coordinates of the vehicles for a point in time of the scenario 4 . 5 . 6 and their dimensions. On the basis of this data, a permissible lounge for the autonomous vehicle is calculated for the respective point in time (S2), in which it can find space without the other vehicles 4 . 5 . 6 and reach the limits of the road. Such a permissible lounge 9 includes the current location of the vehicle at a given point in time of the scenario 1 as well as places around the vehicle 1 could be moved without losing the other vehicles 4 . 5 . 6 touching at their current whereabouts or other objects. The permissible lounge includes, for example, as in 1 . 2 shown, the threading track at the beginning of the scenario 2 in front of the vehicle 1 and towards the end the space between the vehicles 5 . 6 in the lane 3 ,

Der Bordcomputer 8 des autonomen Fahrzeugs ist nach einer beliebigen bekannten Technik programmiert, um eine Folge von Lenkbefehlen für Stellglieder, die z.B. die Lenkung, die Kraftstoffdosierung oder den Hub eines Bremszylinders des autonomen Fahrzeugs steuern, so zu erzeugen, dass sie das autonome Fahrzeug von der Einfädelspur 2 kollisionsfrei auf die Fahrspur 3 führen. Im Rahmen der Simulation werden diese Lenkbefehle nicht von realen Komponenten des Fahrzeugs empfangen, sondern von einem ebenfalls computerimplementierten kinematischen Modell, das die aus den Lenkbefehlen resultierende Bewegung des autonomen Fahrzeugs unter Berücksichtigung von fahrzeugspezifischen Parametern wie Motorleistung oder Bremsverzögerung des Fahrzeugs, Schräglaufsteifigkeit, Eigenlenkgradient oder Haftbeiwert berechnet.The on-board computer 8th of the autonomous vehicle is programmed according to any known technique to generate a sequence of steering commands for actuators that control, for example, the steering, fuel metering, or stroke of a brake cylinder of the autonomous vehicle, so that they separate the autonomous vehicle from the threading track 2 collision-free on the lane 3 to lead. As part of the simulation, these steering commands are not received by real components of the vehicle, but by a likewise computer-implemented kinematic model that measures the movement of the autonomous vehicle resulting from the steering commands, taking into account vehicle-specific parameters such as engine performance or braking deceleration of the vehicle, slip resistance, self-steering gradient or grip coefficient calculated.

Im Rahmen des Verfahrens wird für die genannten Parameter jeweils ein realistischer Wert festgelegt (S3), und unter Zugrundelegung dieser Werte wird vom Bordcomputer 8 eine Folge von Lenkbefehlen ermittelt (S4), die das autonome Fahrzeug auf die Fahrspur 3 führen. Wenn die anhand dieser Lenkbefehle von dem kinematischen Modell in Schritt S5 ermittelte Trajektorie des autonomen Fahrzeugs zwischen den Fahrzeugen 5, 6 endet, dann wird überprüft (S6), ob die Trajektorie auf ihrer ganzen Länge innerhalb der zulässigen Aufenthaltsräume 9 verläuft. Wenn ja, dann ist das Fahrzeug mit dem aktuell ausgewählten Satz von Parameterwerten dem Szenario gewachsen. Dann könnte das Verfahren bereits an dieser Stelle abgebrochen und das autonome Fahrzeug mit den ausgewählten Parameterwerten gebaut werden.As part of the process, a realistic value is set for each of the parameters mentioned ( S3 ), and based on these values, the on-board computer 8th determined a sequence of steering commands ( S4 ) that put the autonomous vehicle on the lane 3 to lead. If based on these steering commands from the kinematic model in step S5 determined trajectory of the autonomous vehicle between the vehicles 5 . 6 ends, then it is checked ( S6 ) whether the entire length of the trajectory is within the permissible lounges 9 runs. If so, then the vehicle is up to the scenario with the currently selected set of parameter values. Then the process could be terminated at this point and the autonomous vehicle built with the selected parameter values.

Wenn die Trajektorie nicht auf ihrer gesamten Länge innerhalb der zulässigen Aufenthaltsräume 9 verläuft, wird durch Anpassen der Lenkbefehle (S7) versucht, eine Trajektorie zu finden, die auf ihrer ganzen Länge innerhalb der zulässigen Aufenthaltsräume 9 verläuft. Scheitert dieser Versuch (S8) (auch nach eventuell mehreren Anläufen), dann wird untersucht (S9), wo das autonome Fahrzeug an die Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums stößt. Wenn es an die vordere Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums stößt, dann entspricht dies einem Auffahrunfall auf das vorausfahrende Fahrzeug 6. Wenn dieser nicht zu vermeiden ist, dann ist das autonome Fahrzeug mit dem aktuell ausgewählten Satz von Parameterwerten dem untersuchten Szenario offensichtlich nicht gewachsen.If the trajectory is not along its entire length within the permissible lounges 9 is carried out by adapting the steering commands ( S7 ) tries to find a trajectory that is along its entire length within the allowable lounges 9 runs. If this attempt fails ( S8 ) (even after possibly several attempts), then it is examined ( S9 ), where the autonomous vehicle reaches the limit of the permitted living space. If it hits the front limit of the permitted lounge, then this corresponds to a rear-end collision with the vehicle in front 6 , If this cannot be avoided, then the autonomous vehicle with the currently selected set of parameter values is obviously not up to the scenario being examined.

In diesem Fall wird ein neuer Satz von Parameterwerten ausgewählt (S10), und das Verfahren kehrt zu Schritt S4 zurück. Im Fall des Anstoßens an die vordere Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums kann sich die Änderung der Parameterwerte insbesondere eine Steigerung der Bremsverzögerung, d.h. die Verwendung von leistungsfähigeren Bremsen, beinhalten.In this case, a new set of parameter values is selected (S10) and the process returns to step S4 back. In the event that the front limit of the permissible recreational area is knocked on, the change in the parameter values can include, in particular, an increase in the braking deceleration, ie the use of more powerful brakes.

Falls es zu einem Anstoßen an die seitlichen Grenzen des zulässigen Aufenthaltsraums kommt, so stellt dies ebenfalls einen Unfall dar und macht die Auswahl (S10) eines neuen Satzes von Parameterwerten erforderlich, wobei die in diesem Fall veränderten Parameterwerte vorzugsweise Fahrwerk bzw. Reifen betreffen, wie etwa Schräglaufsteifigkeit, Eigenlenkgradient oder Haftbeiwert des Reifens).If there is an impact on the lateral limits of the permissible lounge, this also represents an accident and makes the selection ( S10 ) a new set of parameter values is required, the parameter values changed in this case preferably relating to the chassis or tires, such as slip resistance, self-steering gradient or grip coefficient of the tire).

Wenn - insbesondere nach mehrmaligem Ändern der Parameterwerte - eine hinreichende Gewissheit besteht, dass ein Anstoßen an die vorderen oder seitlichen Grenzen nicht verhindert werden kann, dann kann daraus der Schluss gezogen werden, dass das autonome Fahrzeug technisch nicht in der Lage ist, das Szenario unfallfrei zu durchfahren (S11).If - especially after changing the parameter values several times - there is sufficient certainty that bumping into the front or side limits cannot be prevented, it can be concluded that the autonomous vehicle is technically unable to handle the scenario without an accident to drive through ( S11 ).

Wenn hingegen das autonome Fahrzeug an die hintere Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums gelangt, dann hat dies nicht mit einem Fahrfehler des autonomen Fahrzeugs zu tun, sondern bedeutet lediglich, dass die Geschwindigkeit des nachfolgenden Fahrzeugs 5 im Szenario vorgegeben ist und die Bewegung des autonomen Fahrzeugs nicht berücksichtigen kann. In diesem Fall ist eine sinnvolle Aussage darüber, ob das autonome Fahrzeug das Szenario unfallfrei fahren kann, nicht möglich, da die Frage, ob es zu einem Unfall kommt, vom Verhalten des nachfolgenden Fahrzeugs 5 abhängt und vom autonomen Fahrzeug nicht unmittelbar beeinflusst werden kann. In diesem Fall ist das Szenario für das autonome Fahrzeug irrelevant (S14), und es sollte für die Optimierung des autonomen Fahrzeugs ein anderes Szenario verwendet werden.If, on the other hand, the autonomous vehicle reaches the rear limit of the permissible lounge, then this does not have to do with a driving error of the autonomous vehicle, but simply means that the speed of the vehicle behind it 5 is specified in the scenario and cannot take into account the movement of the autonomous vehicle. In this case, it is not possible to make a meaningful statement about whether the autonomous vehicle can drive the scenario without an accident, since the question of whether there is an accident depends on the behavior of the following vehicle 5 depends and cannot be directly influenced by the autonomous vehicle. In this case, the scenario for the autonomous vehicle is irrelevant ( S14 ), and another scenario should be used to optimize the autonomous vehicle.

Auch in dem Fall, dass in S5 sich die aktuell ausgewählten Parameterwerte als zum Fahren des Szenarios brauchbar erwiesen haben, kann ein neuer Satz von Parameterwerten ausgewählt (S10) und das Verfahren von Schritt S4 an wiederholt werden, wobei in diesem Fall die Änderung der Parameterwerte auf eine Kostenminimierung abzielen kann.Even in the event that S5 the currently selected parameter values have proven to be useful for driving the scenario, a new set of parameter values can be selected ( S10 ) and the procedure of step S4 be repeated, in which case the change in the parameter values can be aimed at minimizing costs.

Im Laufe des Verfahrens können durch Iterationen der Schritte S4 bis S10 ein oder mehrere Sätze von Parameterwerten gefunden werden, die das Fahren einer Trajektorie erlauben, die vollständig innerhalb der zulässigen Aufenthaltsräume 9 verläuft. Wenn zu den Parametern eine Kostenfunktion hinterlegt ist, die es erlaubt, für eine gegebene Auswahl von Parameterwerten Fertigungskosten oder eine andere zu optimierende Größe zu quantifizieren, dann wird in Schritt S13 unter den mehreren Sätzen derjenige ausgewählt, der den besten Wert der Kostenfunktion erzielt, und das autonome Fahrzeug wird mit den auf diese Weise ausgewählten Parameterwerten gebaut (S14).During the process, iterations through the steps S4 to S10 one or more sets of parameter values are found that allow driving a trajectory that is completely within the allowable lounges 9 runs. If a cost function is stored for the parameters that allows production costs or another size to be optimized for a given selection of parameter values, then in step S13 from among the several sets, the one that achieves the best value of the cost function is selected, and the autonomous vehicle is built with the parameter values selected in this way ( S14 ).

Die im Laufe des Verfahrens generierten, von dem ursprünglich heruntergeladenen abweichenden Szenarien können in die Datenbank hochgeladen werden, um dort zu weiterer Verwendung zur Verfügung zu stehen.The scenarios generated in the course of the method and deviating from the originally downloaded can be uploaded to the database in order to be available there for further use.

Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.It is to be understood that the above detailed description and the drawings represent certain exemplary embodiments of the invention, but that they are only intended for the purpose of illustration and should not be interpreted as limiting the scope of the invention. Various modifications of the described configurations are possible without leaving the scope of the following claims and their range of equivalents. In particular, this description and the figures also show features of the exemplary embodiments which are not mentioned in the claims. Such features can also occur in combinations other than those specifically disclosed here. The fact that several such characteristics are mentioned in the same sentence or in a different kind of context does not therefore justify the conclusion that they can only occur in the specifically disclosed combination; instead, it can generally be assumed that several of such features can also be omitted or modified, provided that this does not call into question the functionality of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Fahrzeugvehicle
22: Einfädelspuracceleration lane
33: Fahrspurlane
44: Fahrzeugvehicle
55: Fahrzeugvehicle
66: Fahrzeugvehicle
77: Kameracamera
88th: Aufenthaltsraumsitting room
99: Bordcomputerboard computer

Claims

Verfahren zum Optimieren eines Fahrzeugs mit den Schritten: a) Auswählen eines Verkehrsszenarios, das eine Trajektorie eines Fahrzeugs (1) beschreibt, aus einer Datenbank; b) Festlegen, für eine Folge von Aufenthaltsorten des Fahrzeugs (1) entlang der Trajektorie, von jeweils einem den Aufenthaltsort beinhaltenden zulässigen Aufenthaltsraum (9), in dem sich das Fahrzeug (1) ohne Zwischenfall aufhalten kann; c) Suchen (S5), unter Zugrundelegung eines Wertes wenigstens eines Parameters des autonomen Fahrzeugs, einer Trajektorie des autonomen Fahrzeugs, die durch die Folge der zulässigen Aufenthaltsräume (9) verläuft, d) Bewerten des Fahrzeugs als tauglich für das ausgewählte Szenario, wenn die Suche des Schritts c) erfolgreich ist.Method for optimizing a vehicle with the steps: a) selecting a traffic scenario describing a trajectory of a vehicle (1) from a database; b) determining, for a sequence of whereabouts of the vehicle (1) along the trajectory, of a permissible lounge (9) containing the whereabouts, in which the vehicle (1) can be present without incident; c) Searching (S5), on the basis of a value of at least one parameter of the autonomous vehicle, a trajectory of the autonomous vehicle which runs through the sequence of the permissible common rooms (9), d) evaluating the vehicle as suitable for the selected scenario if the search of step c) is successful.

Verfahren nach Anspruch 1, mit dem Schritt e) wenn die Suche erfolglos ist, Wiederholen des Schritts c) unter Verwendung eines abgewandelten Werts des wenigstens einen Parameters.Procedure according to Claim 1 , with step e) if the search is unsuccessful, repeating step c) using a modified value of the at least one parameter.

Verfahren nach Anspruch 2, mit dem Schritt f) wenn die Suche erfolglos bleibt, Entscheiden (S9), ob das autonome Fahrzeug in Fahrtrichtung, quer zur Fahrtrichtung oder entgegen der Fahrtrichtung die Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums erreicht.Procedure according to Claim 2 , with step f) if the search is unsuccessful, decide (S9) whether the autonomous vehicle in the direction of travel, transverse to the direction of travel or counter to the direction of travel reaches the limit of the permissible lounge.

Verfahren nach Anspruch 3, mit dem Schritt g) Beurteilen des autonomen Fahrzeugs als für das Szenario ungeeignet (S11), wenn es die Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums (9) in Fahrtrichtung oder quer zur Fahrtrichtung erreicht.Procedure according to Claim 3 , with step g) judging the autonomous vehicle as unsuitable for the scenario (S11) if it is the limit of the permitted lounge (9) in the direction of travel or transverse to the direction of travel.

Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, mit dem Schritt h) Beurteilen (S12) des Szenarios als nicht relevant, wenn das autonome Fahrzeug entgegen der Fahrtrichtung die Grenze des zulässigen Aufenthaltsraums (9) erreicht.Procedure according to Claim 3 or 4 , with step h) assessing (S12) the scenario as not relevant if the autonomous vehicle reaches the limit of the permissible lounge (9) against the direction of travel.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt c) unter Zugrundelegung jeweils unterschiedlicher Werte des wenigstens einen Parameters wiederholt wird, um mehrere Trajektorien zu finden, die in Schritt c) zugrundegelegten Werte anhand einer Kostenfunktion bewertet werden (S13); und die hinsichtlich der Kostenfunktion optimalen Werte der Parameter im realen autonomen Fahrzeug implementiert werden (S14).Method according to one of the preceding claims, in which step c) is repeated on the basis of respectively different values of the at least one parameter in order to find a plurality of trajectories, the values used in step c) are evaluated using a cost function (S13); and the optimal values of the parameters in terms of the cost function are implemented in the real autonomous vehicle (S14).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der wenigstens eine Parameter ausgewählt ist unter Abmessungen des Fahrzeugs; Position und Leistungsparametern eines die Umgebung des Fahrzeugs überwachenden Sensors, Schräglaufsteifigkeit, Haftbeitwert der Reifen; Eigenlenkgradient.Method according to one of the preceding claims, in which the at least one parameter is selected from dimensions of the vehicle; Position and performance parameters of a sensor monitoring the surroundings of the vehicle, slip resistance, tire grip; Self-steering gradient.