DE102019217282A1 - Process for predicting the driving behavior of other road users - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prädiktion des Fahrverhaltens anderer Verkehrsteilnehmer. Um ein Verfahren vorzuschlagen, das eine Prädiktion des Fahrverhaltens anderer Verkehrsteilnehmer mit einer hinreichenden Wahrscheinlichkeit erlaubt, ist vorgesehen, dass das eigene Fahrverhalten mit einem Ego-Fahrzeug auf der Grundlage von verkehrssituationsabhängigen Eingangsdaten mittels einer Lernsoftware analysiert wird. Anschließend wird das Fahrverhalten anderer Verkehrsteilnehmer prädiziert wird, indem für die anderen Verkehrsteilnehmer verkehrssituationsabhängige Eingangsdaten ermittelt werden, so dass die Lernsoftware mittels dieser Eingangsdaten eine wahrscheinliche verkehrsabhängige Trajektorie ermittelt.The present invention relates to a method for predicting the driving behavior of other road users. In order to propose a method that allows the driving behavior of other road users to be predicted with a sufficient degree of probability, provision is made for one's own driving behavior with an ego vehicle to be analyzed using learning software on the basis of input data that is dependent on the traffic situation. The driving behavior of other road users is then predicted by determining traffic situation-dependent input data for the other road users, so that the learning software uses these input data to determine a probable traffic-dependent trajectory.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prädiktion des Fahrverhaltens anderer Verkehrsteilnehmer.The present invention relates to a method for predicting the driving behavior of other road users.
Die stetig voranschreitende Entwicklung von Fahrassistenzsystemen und Systemen zum automatisierten Fahren erfordern eine immer genaue Vorhersage oder Prädiktion, wie sich andere Verkehrsteilnehmer im Umfeld eines Ego-Fahrzeugs im Straßenverkehr verhalten, oder zumindest mit einer hohen Wahrscheinlichkeit verhalten werden. Hierzu sind bereits unterschiedliche Ansätze bekannt, die eine Vorhersage des Fahrverhaltens anderer Verkehrsteilnehmer jedoch nur unzureichend erlauben.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, das eine Prädiktion des Fahrverhaltens anderer Verkehrsteilnehmer mit einer hinreichenden Wahrscheinlichkeit erlaubt.It is therefore the object of the present invention to propose a method which allows the driving behavior of other road users to be predicted with a sufficient degree of probability.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Hiernach ist zunächst vorgesehen, dass das eigene Fahrverhalten mit einem Ego-Fahrzeug auf der Grundlage von verkehrssituationsabhängigen Eingangsdaten mittels einer Lernsoftware analysiert wird. Anschließend wird das Fahrverhalten anderer Verkehrsteilnehmer prädiziert, indem für die anderen Verkehrsteilnehmer verkehrssituationsabhängige Eingangsdaten ermittelt werden, so dass die Lernsoftware mittels dieser Eingangsdaten eine wahrscheinliche verkehrsabhängige Trajektorie ermittelt.This object is achieved by the method according to
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich mithin in eine Lernphase und eine anschließende Anwendungsphase unterteilen. Während der Lernphase werden im Straßenverkehr gefahrene Trajektorien verkehrssituationsabhängig analysiert, wozu das Ego-Fahrzeug Eingangsdaten zusammenstellt und der Lernsoftware übermittelt. Als Lernsoftware kann beispielsweise „Generative Adversarial Imitation Learning“ (GAIL) verwendet werden. Zur Erfassung der Eingangsdaten besitzt das Ego-Fahrzeug geeignete Sensoren. Ein Teil der Sensoren sind dabei als Umfelderfassungssensoren ausgebildet und erfassen fahrzeugexterne Daten. Weitere Sensoren sind ausgebildet, um fahrzeuginterne Daten zu erfassen. Alle Sensoren sind zumindest mittelbar mit der Lernsoftware verbunden, um die verkehrssituationsabhängigen Eingangsdaten des Ego-Fahrzeugs an die Lernsoftware weiterleiten zu können.The method according to the invention can therefore be divided into a learning phase and a subsequent application phase. During the learning phase, trajectories driven in road traffic are analyzed depending on the traffic situation, for which purpose the ego vehicle compiles input data and transmits it to the learning software. For example, “Generative Adversarial Imitation Learning” (GAIL) can be used as learning software. The ego vehicle has suitable sensors to record the input data. Some of the sensors are designed as surroundings detection sensors and detect data from outside the vehicle. Further sensors are designed to capture vehicle-internal data. All sensors are at least indirectly connected to the learning software in order to be able to forward the traffic situation-dependent input data of the ego vehicle to the learning software.
In der Anwendungsphase werden mittels der Sensoren des Ego-Fahrzeugs Daten ermittelt, die den Eingangsdaten der anderen Verkehrsteilnehmern entsprechen. Diese Eingangsdaten werden durch das Ego-Fahrzeug an die Lernsoftware gesendet, so dass die Lernsoftware auf der Grundlage des angelernten Verhaltens wahrscheinliche Trajektorien bestimmt, auf denen sich die anderen Verkehrsteilnehmer voraussichtlich bewegen werden.In the application phase, the sensors of the ego vehicle are used to determine data that correspond to the input data of the other road users. These input data are sent by the ego vehicle to the learning software so that the learning software determines probable trajectories on which the other road users are likely to move on the basis of the learned behavior.
Mit anderen Worten, durch die allgemeine und abstrakte Beschreibung der Eingangsdaten kann das angelernte Verhalten auf andere Verkehrsteilnehmer übertragen werden, indem alle Eingangsdaten bezogen auf diesen Verkehrsteilnehmer definiert werden. Durch das selbst angelernte Verhalten können dadurch alle anderen ähnlichen Verkehrsteilnehmer prädiziert und deren Verhalten modelliert und vorhergesagt werden.In other words, through the general and abstract description of the input data, the learned behavior can be transferred to other road users by defining all input data related to this road user. Through the self-learned behavior, all other similar road users can be predicted and their behavior can be modeled and predicted.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend und in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments of the present invention are given below and in the subclaims.
Es wurde bereits beschrieben, dass sowohl während der Lernphase als auch während der Anwendungsphase unterschiedliche Eingangsdaten des Ego-Fahrzeugs und der anderen Verkehrsteilnehmer erfasst werden, die von der Lernsoftware empfangen und verarbeitet werden. Insbesondere erfassen Umfelderfassungssensoren, wie beispielsweise Kameras, Radar- und/oder Lidar-Sensoren, fahrzeugexterne Objekte, insbesondere andere Verkehrsteilnehmer, aber auch Straßenmarkierungen, Hindernisse, Verkehrszeichen und dergleichen, woraus sich ein vollständiges Bild der vorhandenen Verkehrssituation ergibt und woraus ein Umfeldmodell der Verkehrssituation erstellt werden kann. Ferner werden durch fahrzeuginterne Sensoren Eigenbewegungen des Ego-Fahrzeugs registriert, woraus sich ggf. unter Berücksichtigung von Navigationsdaten des Ego-Fahrzeugs die in einer bestimmten Verkehrssituation gefahrenen Trajektorien ergeben. Ergänzend registrieren fahrzeuginterne Sensoren vorzugsweise verkehrssituationsabhängige Wankmomente, Giermomente und/oder das Bremsverhalten des Ego-Fahrzeugs, was das Fahrverhalten insbesondere in kritischen Situationen, wie beispielsweise bei Ausweichmanövern oder einer Vollbremsung, charakterisiert. Während die fahrzeuginternen Eingangsdaten, insbesondere Wankmomente, Giermomente und/oder das Bremsverhalten, während der Lernphase ohne weiteres berücksichtigt werden können, sind diese Eingangsdaten während der Anwendungsphase nicht ohne weiteres durch Sensoren zu bestimmen. Diese Eingangsdaten - sofern sich mit der erforderlichen Genauigkeit nicht durch das Ego-Fahrzeug messbar sind - können beispielsweise durch eine zwischen den Fahrzeugen eingerichtete car2car-Kommunikation abgerufen und der Lernsoftware weitergeleitet werden.It has already been described that different input data from the ego vehicle and the other road users are recorded both during the learning phase and during the application phase, and are received and processed by the learning software. In particular, sensors such as cameras, radar and / or lidar sensors detect objects outside the vehicle, in particular other road users, but also road markings, obstacles, traffic signs and the like, from which a complete picture of the existing traffic situation is obtained and from which an environment model of the traffic situation is created can be. In addition, vehicle-internal sensors register the ego vehicle's own movements, from which, if necessary, taking into account navigation data of the ego vehicle, the trajectories driven in a certain traffic situation result. In addition, vehicle-internal sensors register roll moments, yaw moments and / or the braking behavior of the ego vehicle, which are dependent on the traffic situation, which characterize the driving behavior in particular in critical situations, such as evasive maneuvers or full braking. While the vehicle-internal input data, in particular rolling moments, yawing moments and / or the braking behavior, can easily be taken into account during the learning phase, these input data cannot easily be determined by sensors during the application phase. These input data - if they cannot be measured with the required accuracy by the ego vehicle - can, for example, be called up by a car2car communication set up between the vehicles and forwarded to the learning software.
Um die Genauigkeit der vorhergesagten Trajektorien anderer Verkehrsteilnehmer zu verbessern, ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die verkehrsabhängigen Trajektorien in Abhängigkeit von unterschiedlichen Fahrzeuggruppen ermittelt werden, so dass das Fahrverhalten anderer Verkehrsteilnehmer fahrzeuggruppenabhängig prädizierbar ist. Fahrzeuggruppen können dabei in unterschiedlicher Weise gebildet werden, wobei sich eine Gruppierung nach der Leistung der Fahrzeuge, Fahrzeugtypen, Fahrzeuggröße und/oder Fahrzeugmasse als bevorzugt erwiesen hat, da feststellbar ist, dass sich charakteristische Verhaltensweisen der Fahrzeugteilnehmer ähneln, sofern die Verkehrsteilnehmer Fahrzeuge derselben Gruppe verwenden.In order to improve the accuracy of the predicted trajectories of other road users, a preferred embodiment of the invention provides that the traffic-dependent trajectories are determined as a function of different vehicle groups, so that the driving behavior of other road users can be predicted as a function of the vehicle group. Vehicle groups can be formed in different ways, whereby a grouping according to the performance of the vehicles, vehicle types, vehicle size and / or vehicle mass has proven to be preferred, since it can be determined that characteristic behaviors of the vehicle participants are similar if the road users use vehicles from the same group .
Konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Figuren erläutert. Dabei zeigen:
-
1 ein Flussdiagramm des Verfahrens und -
2 einen schematisch dargestelltes Anwendungsbeispiel des Verfahrens.
-
1 a flow chart of the method and -
2 a schematically illustrated application example of the method.
In der Anwendungsphase
Zur Verdeutlichung zeigt
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Ego-FahrzeugEgo vehicle
- 2, 2'2, 2 '
- EingangsdatenInput data
- 33
- ObjektdatenObject data
- 44th
- EigenbewegungenOwn movements
- 55
- UmfeldmodelleEnvironment models
- 66th
- NavigationsdatenNavigation data
- 77th
- WankmomenteRolling moments
- 88th
- GiermomenteYaw moments
- 99
- BeschleunigungswerteAcceleration values
- 1010
- BremsverhaltenBraking behavior
- 1111
- LernsoftwareEducational software
- 1212th
- VerkehrsteilnehmerRoad users
- 1313th
- TrajektorieTrajectory
- 1414th
- dreispurige Autobahnthree lane highway
- 151,2151.2
- Fahrzeuge vehicles
- AA.
- LernphaseLearning phase
- BB.
- AnwendungsphaseApplication phase
- v1,2v1.2
- Geschwindigkeitspeed
- v1,2'v1.2 '
- Geschwindigkeitspeed
- vDiffvDiff
- DifferenzgeschwindigkeitDifferential speed
- vDiff'vDiff '
- DifferenzgeschwindigkeitDifferential speed
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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