自动化控制汽车的方法技术

自动化控制汽车的方法。本发明专利技术提出一种自动化控制汽车(10)的方法。所述方法包括以下步骤：产生和/或接收用于所述汽车(10)的参考轨迹(T

【技术实现步骤摘要】
自动化控制汽车的方法
本专利技术涉及一种自动化控制汽车的方法，一种针对用于控制汽车的系统的控制仪，一种汽车以及一种用于实施所述方法的计算机程序。
技术介绍
对汽车的纵向运动和横向运动进行部分自动化控制的驾驶辅助系统，特别是全自动化行驶汽车，的一项主要挑战是，对汽车所处的具体状况进行分析，并且据此实时测定针对汽车的相应合理的行驶策略并加以执行。行驶策略的计算复杂度通常随着各行驶策略的持续时间而增大。如果需要在较长时间(如在三秒以上)内测定不同的行驶策略，或者涉及的是具有多次换道的行驶策略，则现有的方法通常无法实时测定行驶策略。一项重大挑战在于，几乎在每个交通状况中均存在控制汽车的大量不同方案。各种方案例如可能在所需行驶时间方面截然不同。特别是在交通繁忙时，目前所知的方法经常无法从控制汽车的各种方案中选出合适的方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种方法以及一种针对用于控制汽车的系统的控制仪，从而纠正现有技术中的缺点。本专利技术用以达成上述目的的解决方案为一种自动化控制汽车的方法，包括以下步骤：产生和/或接收用于所述汽车的参考轨迹。产生至少两个用于所述汽车的可行轨迹。将所述至少两个可行轨迹与所述参考轨迹进行比较，基于所述至少两个可行轨迹与所述参考轨迹的比较来选择所述至少两个可行轨迹中的一个。所述参考轨迹为空间-时间-曲线且相当于所述汽车应实施的目标行驶策略。“可行轨迹”指的是与汽车在某个预定义时间段内可以实施的行驶策略相符的轨迹。>本专利技术的方法基于以下基本理念：将行驶策略规划与随后的汽车控制分离开来。在第一步骤中，首先在行驶策略规划中产生参考轨迹或者接收参考轨迹。随后在下一步骤中，测定可行轨迹，即汽车在预定义时间段内可以实施的轨迹，并将其与参考轨迹进行比较。一般而言，随后基于这种比较来选择最接近参考轨迹的可行轨迹。通过将这两个步骤分离开来就能大幅加快每个步骤的实施速度，从而整体上缩短测定待实施行驶策略所需时间。根据本专利技术的一个方面，借助所述汽车的数学相似模型来产生所述可行轨迹，特别是其中所述数学相似模型为非线性模型和/或单道模型。使用非线性模型后，数学相似模型即使在纵向和/或横向加速度较高的情况下也能预测汽车的实际动作。而使用单道模型能够减少产生可行轨迹所需的计算时间和/或其他资源。用来产生可行轨迹的数学相似模型的阶数特别是高于用来进行行驶策略规划(即用来产生参考轨迹)的数学相似模型。产生参考轨迹时不太需要模拟汽车的动作细节。为此，举例而言，具有相应辅助条件的简单的汽车点质量模型就足以进一步节约计算时间。根据本专利技术的另一方面，在产生所述可行轨迹时将至少一个输入变量考虑在所述数学相似模型中，其中所述输入变量尤指所述汽车的转向运动，特别是方向盘角、加速度、减速、速度和/或偏转速度。随后基于这些输入变量来测定可行轨迹。这些可行轨迹中的每个特别是对应于刚好一组输入变量。换言之，创建多组输入变量并且针对这些组输入变量中的每组产生一个可行轨迹。亦即，这些可行轨迹是针对预定义的汽车的转向运动，特别是方向盘角、加速度、减速、速度和/或偏转速度，的经预测的轨迹。优选地，将至少一个输入变量，特别是所有输入变量处理成常数，使得这些可行轨迹分别对应于汽车在其转向运动不变，特别是方向盘角不变、加速度不变、减速不变、速度不变和/或偏转速度不变的情况下所实施的行驶策略。根据本专利技术的一种技术方案，所述至少一个输入变量，特别是所有输入变量，是可借助车辆内部的传感器，特别是加速度传感器、转向角传感器、雷达、LIDAR(激光雷达)和/或摄像机而检测到的变量。特别是可以由车辆内部的传感器来检测所有输入变量。因此，可以仅基于汽车本身(具体而言是车辆内部的传感器)所检测到的变量来测定这些可行轨迹。亦即，无需采用从外部(如某个控制中心或其他汽车)传递给该汽车的其他输入变量。优选地，借助成本复合函数为这些可行轨迹分别分配一个成本因子，以便将可行轨迹与参考轨迹进行比较，特别是其中该成本复合函数包括相应可行轨迹上的一点与参考轨迹上的一个对应点的至少一个距离。特别是将相应可行轨迹上与参考轨迹上具有相同时间坐标的点进行比较。亦即，点的“距离”指的是这些点间的空间距离。相应地，可行轨迹上的点与参考轨迹上的对应点间的距离越小，成本因子越小。优选地，选择可行轨迹中的某个轨迹，其所分配的成本因子与其他可行轨迹相比是最小的。进一步优选地，所述相应可行轨迹上的多个点纳入所述成本复合函数，其中借助第一权重函数来对各点对所述成本因子的贡献进行加权。亦即，采用这种方式后，可行轨迹上的各点对成本因子产生不同程度的贡献。通过适宜的Valerie密封函数就能相应地偏重于可行轨迹或参考轨迹的某些区段。举例而言，就行驶策略规划而言不太重要的区段可以权重较低，而就行驶策略规划而言重要的区段权重较强。在本专利技术的另一技术方案中，所述第一权重函数是时间相关的，特别是时间相关的高斯曲线。相应地，可行轨迹上的各点可以根据其未来的距离而被加权。时间上很近的点的权重较强原则上会引起以下情况：汽车更大程度地保持参考轨迹，但会围绕参考轨迹发生汽车振荡。而时间上较远的点的权重较强会引起以下情况：汽车较小程度地保持参考轨迹，但围绕参考轨迹发生的汽车振荡有所减轻。所述可行轨迹可以具有至少三个时间区段，其中在所述时间区段的中部区段中的各点的权重大于在其他时间区段中的各点的权重，特别是其中在所述时间区段的最早区段中的各点的权重大于在所述时间区段的最晚区段中的各点的权重。这种方案在前述保持轨迹的特性与围绕参考轨迹的振荡之间实现了某种折衷。优选地，所述第一权重函数为高斯函数，其预期值处于所述时间区段的中部区段中。在本专利技术的另一技术方案中，基于所述数学相似模型来测定所述汽车在所述可行轨迹期间的轨迹切线角、侧滑角和/或浮动角并考虑在所述成本复合函数中，特别是其中将所述轨迹切线角与侧滑角与浮动角之和的差值考虑在内。相应地，不仅考虑到汽车是否遵循参考轨迹，而且考虑到汽车相对于参考轨迹的定向是否适宜。特定而言，相对轨迹切线角而言侧滑角与浮动角之和较大的轨迹，即例如要求汽车“漂移”的轨迹，的成本因子有所增大。优选地，借助第二权重函数对所述汽车的所测轨迹切线角、所测侧滑角和/或所测浮动角进行加权，特别是其中所述权重函数是时间相关的。上述情形是对可行轨迹与参考轨迹上的不同点的距离进行不同加权，与此类似，通过这种方式也可以在可行轨迹的不同点上对汽车相对于参考轨迹的定向进行不同加权。所述第一权重函数与所述第二权重函数可以相同或者不相同。所述第一和所述第二权重函数特别是均为高斯函数。根据本专利技术的一个方面，基于所选轨迹来至少部分自动，特别是全自动地控制所述汽车。优选通过用于控制汽车的系统来控制该汽车，该系统具有控制仪，该控制仪构建为实施上述方法。本专利技术用以达成上述目的的另一解决方案为一种针对用于控制汽车的系统或者针对汽车的控制仪，其中所述控制仪构建为实施前述用于自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动化控制汽车(10)的方法，包括以下步骤：/n产生和/或接收用于所述汽车(10)的参考轨迹(T

【技术特征摘要】
20190417 DE 102019110217.01.一种自动化控制汽车(10)的方法，包括以下步骤：
产生和/或接收用于所述汽车(10)的参考轨迹(T*)；
产生至少两个用于所述汽车(10)的可行轨迹
将所述至少两个可行轨迹与所述参考轨迹(T*)进行比较；并且
基于所述至少两个可行轨迹与所述参考轨迹(T*)的比较来选择所述至少两个可行轨迹中的一个。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助所述汽车(10)的数学相似模型来产生所述可行轨迹特别是其中所述数学相似模型为非线性模型和/或单道模型。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在产生所述可行轨迹时将至少一个输入变量考虑在所述数学相似模型中，其中所述输入变量尤指所述汽车的转向运动，特别是方向盘角、加速度、减速、速度和/或偏转速度。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个输入变量，特别是所有输入变量，是可借助车辆内部的传感器(22，26)，特别是加速度传感器、转向角传感器、雷达、LIDAR和/或摄像机而检测到的变量。


5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助成本复合函数(Jc)为所述可行轨迹分别分配一个成本因子，以便将所述可行轨迹与所述参考轨迹(T*)进行比较，特别是其中所述成本复合函数(Jc)包括所述相应可行轨迹上的一点与所述参考轨迹(T*)上的一个对应点的至少一个距离。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述相应可行轨迹上的多个点纳入所述成本复合函数(Jc)，其中借助第一权重函数(γd)来对所述各点对所述成本因子的贡献进行加权。


7.根据权利要求6所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·巴斯，M·凯勒，T·伯特伦，C·里恩克，C·维辛，A·霍曼，M·施密特，N·斯坦纳茨，
申请(专利权)人：采埃孚公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE