用于使機動車在自動行駛中運行的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于使機動車在自動行駛中運行的方法。本發(fā)明此外涉及一種用 于使機動車在自動行駛中運行的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中公開了駕駛員輔助系統(tǒng)，這種駕駛員輔助系統(tǒng)已經(jīng)不再僅局限于單獨 的縱向和橫向引導。例如像擁堵輔助直至高度自動/獨立地駕駛這類附加功能，使縱向和 橫向調(diào)控統(tǒng)一成機動車的軌跡調(diào)控。
[0003] 為了實現(xiàn)高度自動/獨立行駛，必須始終考慮到控制設(shè)備、傳感機構(gòu)和致動機構(gòu) 的失靈和退化。用于防止系統(tǒng)完全失靈的慣用措施例如是冗余的計算、冗余的數(shù)據(jù)傳輸、 (部分）冗余的傳感機構(gòu)和（部分）冗余的致動機構(gòu)。所提及的措施全部設(shè)置用于可靠 地切斷，并且是使機動車應(yīng)進入到可靠的狀態(tài)中的所謂"Fail-Safe"方法（自動防故障措 施）。在獨立行駛中，駕駛員在一定時間內(nèi)完全離開對機動車的作用圈，從而他對機動車轉(zhuǎn) 變?yōu)榘踩珷顟B(tài)的可靠轉(zhuǎn)變能夠不起作用。
[0004] DE10 2009 020 649A1公開了一種用于通過避讓障礙物來避免碰撞的方法和設(shè) 備。在此，在有碰撞危險的情況下求取到多個可能的避讓軌跡并且給該避讓軌跡分配這樣 的時間間隔限制：該時間間隔限制體現(xiàn)與障礙物的時間間隔，在該時間間隔中，根據(jù)相應(yīng)的 軌跡最晚必須引入避讓操作以避免碰撞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于使機動車在自動行駛中運行的經(jīng)改善的方法。
[0006] 該任務(wù)根據(jù)第一方面以一種用于使機動車在自動行駛中運行的方法得以實現(xiàn)，其 具有以下步驟：
[0007]-求取到標準軌跡，其中，所求取到的標準軌跡在行駛期間借助調(diào)控裝置發(fā)送至機 動車的致動裝置；
[0008]-沿著標準軌跡引導該機動車；以及
[0009]-求取到針對該機動車的安全區(qū)域，其中，所求取到的安全區(qū)域在行駛期間借助調(diào) 控裝置發(fā)送至致動裝置；其中，在該機動車的自動行駛不再被確保的情況下，切換到安全區(qū) 域，由此，機動車借助致動裝置被引導到所述安全區(qū)域中。
[0010] 根據(jù)第二方面，該任務(wù)以一種用于使機動車在自動行駛中運行的設(shè)備得以實現(xiàn)， 其具有：
[0011] -傳感裝置；
[0012] -致動裝置；
[0013]-求取裝置；
[0014]-調(diào)控裝置；以及
[0015]-故障監(jiān)測裝置；
[0016] 其中，借助求取裝置可以求取到標準軌跡和安全區(qū)域，其中，安全區(qū)域借助調(diào)控裝 置可以發(fā)送至機動車的致動裝置，其中，在借助傳感裝置和借助故障監(jiān)測裝置確定了自動 行駛不再被確保的情況下，機動車的致動裝置可以切換到安全區(qū)域，由此，機動車借助致動 裝置可以被引導到安全區(qū)域中。
[0017] 優(yōu)選的是，替代于機動車也可以是一般交通工具。
[0018] 本發(fā)明優(yōu)選的實施方式是從屬權(quán)利要求的主題。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實施方式，安全區(qū)域和標準軌跡基本上被同時求 取。有利的是，由此可以始終將高度當前的數(shù)據(jù)發(fā)送至致動裝置，從而機動車在故障情況下 可以被引導到無危險的安全區(qū)域中。
[0020] 本方法的一種優(yōu)選的實施方式在于，借助故障監(jiān)測裝置求取到針對機動車故障情 況的場景，其中，機動車在出現(xiàn)故障情況時被引導到安全區(qū)域中。這提供的優(yōu)點是，在故障 情況下，針對機動車的車道數(shù)據(jù)已經(jīng)被發(fā)送至致動機構(gòu)，從而機動車現(xiàn)在可以根據(jù)事前所 發(fā)送的數(shù)據(jù)來可靠地引導。
[0021] 本方法的另一優(yōu)選的實施方式在于，視故障情況而定，借助調(diào)控裝置或者借助故 障監(jiān)測裝置來切換到安全區(qū)域。有利的是，由此可以雙重地控制或激活該致動機構(gòu)，這有助 于不同故障情況的處理。在例如用于將軌跡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為致動器數(shù)據(jù)的調(diào)控裝置失靈的情況 下，致動機構(gòu)仍可以替代地借助故障監(jiān)測裝置進行控制。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的方法一種優(yōu)選的實施方式在于，替代于或附加于安全區(qū)域而求取到 安全軌跡，其中，將安全軌跡發(fā)送至致動裝置。這提供的優(yōu)點是，按照這種方式提供了安全 區(qū)域的更專門的設(shè)計，從而由此在故障情況下機動車必要時仍可以更準確地引導到可靠的 區(qū)域中并且在該可靠的區(qū)域之內(nèi)引導。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實施方式在于，在借助致動裝置只能受限地控制 該機動車的情況下，機動車沿著安全軌跡被引導或者被引導到安全區(qū)域中。這對于以下情 況提供了有意義的可能性：即，用于求取車道數(shù)據(jù)的裝置基本上完全正常，從而現(xiàn)在機動車 借助軌跡引導仍可以更精確地引導到安全區(qū)域中。
[0024] 本方法的一種有利的改進方案在于，在自動行駛期間生成了多個安全軌跡和多個 安全區(qū)域，其中，根據(jù)通過故障監(jiān)測裝置進行故障情況的分析來選取所述安全軌跡之一或 者所述安全區(qū)域之一。由此可以有利地選取與各自故障影像最佳相應(yīng)的軌跡或者選取最佳 相應(yīng)的安全區(qū)域，以便使車輛可靠地引導。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實施方式在于，機動車在用于環(huán)境識別的傳感裝 置出現(xiàn)故障的情況下被引導到安全區(qū)域中。在這種沒有適用的取向或定位可能性的特殊故 障情況下，機動車以特別的措施被指令引導到可靠的區(qū)中。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種優(yōu)選的實施方式，求取裝置具有針對標準軌跡的計劃模 塊，其中，借助計劃模塊也可以求取到安全軌跡，其中，該安全軌跡也可以發(fā)送至致動裝置。 由此，借助計劃模塊有利地提供一種安全軌跡，作為安全區(qū)域的更專門的設(shè)計。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種有利的改進方案的特征在于，借助計劃模塊可以基本上 同時求取所述標準軌跡、所述安全區(qū)域和所述安全軌跡。由此可以針對相互緊密匹配的正 常運行以及故障情況來始終求取到高度當前的行駛數(shù)據(jù)。按照這種方式，在具有高概率的 故障情況下，無危險的安全區(qū)域或無危險的安全軌跡可供使用。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種優(yōu)選的實施方式在于，從標準軌跡切換為安全區(qū)域可以 由調(diào)控裝置或者由故障監(jiān)測裝置來執(zhí)行。這有利地提供了兩種不同的可能性方案用于在故 障情況下的切轉(zhuǎn)，從而為切換到所述可靠的數(shù)據(jù)而提供了冗余。
[0029] 通過根據(jù)本發(fā)明的方法能夠使機動車在自動行駛中的安全級別有利地如下提高： 即，在自動行駛期間求取到安全區(qū)域或待可靠駛過的區(qū)域并且發(fā)送至致動機構(gòu)。在自動運 行不再被確保的故障情況下，切換到安全區(qū)域，由此，車輛于是借助致動機構(gòu)被引導到可靠 的區(qū)域中。
【附圖說明】
[0030] 下面依據(jù)多個附圖詳細說明本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。在此，所描述或所示出的 全部特征本身或者以任意組合形成本發(fā)明的主題，與這些特征在權(quán)利要求書中的概述或者 其回引無關(guān)，以及與其在說明書或附圖中的表述或圖示無關(guān)。附圖主要用于說明本發(fā)明的 重要原理。其中：
[0031] 圖1示出機動車在正常模式下和故障情況下根據(jù)本發(fā)明的自動行駛的原理圖；
[0032] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一種實施方式的原理系統(tǒng)圖；以及
[0033] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種實施方式的原理框圖。
【具體實施方式】
[0034] 圖1以原理圖示出處于自動或獨立行駛中的機動車10。這種行駛的特征在于，免 除了駕駛員對該機動車的每一種都要控制干預，從而機動車10在定義的持續(xù)時間內(nèi)全自 動地沿著標準軌跡ST1引導。
[0035] 軌跡是空間-時間-點的相互排列，也就是與時間相關(guān)的空間曲線。以數(shù)學公式 可以將軌跡如下描述：
[0036]
[0037] 其中，xl、yl定義了二維空間中的一個點，e1定義了軌跡在該點中的斜率以使軌 跡平滑，以及tl是該點的有效性（GUltigkeit)的時刻。此外，還可以針對每個點得出速 度。相應(yīng)地適用于三維軌跡。對于時間上等距的點順序來說，可以取消該時刻的顯式發(fā)送 (expliziteUbermittlung) "
[0038] 在故障情況下（在該情況下不再確保機動車10按規(guī)定地自動行駛），機動車根據(jù) 本發(fā)明被引導到安全區(qū)域B中?？商娲兀瑱C動車10也可以沿著安全軌跡ST2被引導。也 就是說，借助本發(fā)明能夠以有利的方式在嚴重的系統(tǒng)故障時將機動車10引入到可自由駕 駛的區(qū)域內(nèi)（安全區(qū)域），例如引導到車道的停車帶上并且然后停住該機動車10。
[0039] 圖2按照原理的方式示出根據(jù)本發(fā)明的方法的系統(tǒng)概覽圖，該方法在識別出機動 車10的自動行駛中系統(tǒng)失靈的情況下生成了安全區(qū)域B并且將其發(fā)送至機動車10的致動 機構(gòu)。
[0040] 在步驟S1中，在行駛時借助不同類型的傳感器（未示出）來基本上持續(xù)地（例如 以短的時間間隔周期性地）檢測所述機動車10的環(huán)境參數(shù)，這些環(huán)境參數(shù)在用于機動車10 的環(huán)境識別以及定位的另一步驟S2中被使用。
[0041] 在步驟S3中，然后利用機動車10環(huán)境的瞬間事實的確定來執(zhí)行情形分析。
[0042] 在步驟S4中，基于前面所執(zhí)行的情形分析來進行機動車10環(huán)境的展望性預測。機 動車10未來的基于高概率的運動性能通過這種方式產(chǎn)生。
[0043] 步驟S5中的性能生成使得必要的行動的計劃成為可能，以便將前面所預測的情 形付諸實施。例如，這可以包括使機動車10的待執(zhí)行的車道變更的計劃或者待執(zhí)行的車速 改變的計劃。
[0044] 現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明，在機動車10自動行駛時，在步驟S6中生成所謂的標準軌跡ST1 并且發(fā)送至調(diào)控裝置40,其中，借助調(diào)控裝置40將軌跡ST1的數(shù)學數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成針對致動裝 置1可處理的數(shù)據(jù)。調(diào)控裝置40將提及的數(shù)據(jù)發(fā)送至機動車10的致動裝置1，該致動裝置 可以包括多個致動器（例如轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)器）。
[0045] 在步驟S6中，基本上同時或時間上相互間隔非常短地（特別是周期性地）產(chǎn)生了 安全區(qū)域B或安全軌跡ST2,所述安全區(qū)域或安全軌跡同樣被發(fā)送至調(diào)控裝置40或由該調(diào) 控裝置發(fā)送至致動裝置1。為了計算出安全區(qū)域B或安全軌跡ST2,必須在考慮到物理上可 能的和大概的運動變化的情況下預測出其它交通參與者的探測到的運動。調(diào)控裝置40因 此不僅在當前時刻上傳送有效的車道數(shù)據(jù)，而且也傳送該安全軌跡ST2的未來數(shù)據(jù)以及