【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成横向偏移轨迹的方法
技术介绍
[0001]在通常情况下，在非常晚的时间点、也就是说在潜在碰撞之前不久，才能触发用于避免道路交通中的事故的紧急避让机动，由此得出对机动的动力学的高要求。一方面，在许多情形中，所参与的对象在非常晚的时间点才可以传感器方式检测到，例如因为行人从视线遮蔽处走到车道上；另一方面，传感器不确定性和检测到的情形的其他流程的不确定性的总和经常非常高，因为例如可能很难预测相交错的行人的突然运动变化。
[0002]因此，值得去追求完全利用可供使用的动力学、尤其是车辆动力学。
技术实现思路
[0003]在规划针对驾驶辅助功能的车辆横向动力学的干预设计时，大多选择相对应的车辆轨迹，使得得出与干预的舒适性有关的最优变化过程，其中例如控制横向加速度限制和/或横向晃动限制(Querruckbeschraenkung)。为了遵守可控性极限值，轨迹被选择为使得，全局偏航率最大值与可控性的偏航率极限值相一致。
[0004]由此产生具有全局最大值的偏航率变化过程。为了在自动控制地干预车辆动力学时通过驾驶员手动干涉来保证对车辆的可控性(这些干涉潜在地可能有错误)，要遵守动力学干预的极限值，这些极限值已在针对各种执行器和车辆的实验研究的范围中被确定。
[0005]已经表明，这些涉及执行器的与车辆横向动力学有关的极限值可以被转移到针对相应车辆的例如偏航率的与系统无关的极限值上。
[0006]在开发这种驾驶辅助功能时，通常从与系统无关的可控性极限值(如例如偏航率)中导出系统特定的执行器极限值。>[0007]可是，执行器的设定相对应的被控变量(Stellgroessen)的极限值和必要时对系统行为的可通过所谓的状态变量描述的其他所需的限制通常不是直接在轨迹规划中予以考虑，而是在下游通过相对应地应用轨迹规划才涌入到功能实现中。这提高了应用开销。
[0008]如果必须从偏航率极限值中导出执行器特定的被控变量极限值，那么在功能实施内直接考虑偏航率极限值可能会出问题。由于微分关系或者非线性关系，这通常不能无简化地进行。但是，这种简化可能导致在借此假设的车辆动力学与真实的车辆动力学相比之间的显著偏差。由此又可能产生在机动的偏航率变化过程中超过可控性极限值，接着必须利用提高的下游应用开销来防止这些超过。
[0009]开发这种能够实现在轨迹规划之内直接考虑限制的驾驶辅助功能通常基于优化方法，并且因而在通常情况下由于所需的高计算能力而只可有条件地集成到用于批量生产的移动平台的控制设备中。
[0010]借此，根据现有技术，用于避免事故的潜能未被利用，因为只在轨迹的变化过程之内的数个时间点达到最大偏航率或偏航率极限值。
[0011]根据本专利技术的多个方面，建议了根据独立权利要求的特征的一种用于生成横向偏移轨迹的方法、一种用于提供控制信号的方法、该方法的应用、一种控制设备、一种计算机程序产品和一种机器可读的存储介质。有利的构建方案是从属权利要求以及随后的描述的
主题。
[0012]在本专利技术的整个描述中，方法步骤次序表示为使得，该方法可容易理解。但是，本领域技术人员将认识到，也可以以其他顺序遍历这些方法步骤中的许多方法步骤，并且这些方法步骤中的许多方法步骤导致相同的或者相对应的结果。在这个意义上，方法步骤的顺序可以相对应地被改变。数个特征配备有计数词，以便改进可读性或者使分配关系(Zuordnung)更明确，但是这并不意味着存在确定的特征。
[0013]建议了一种用于确定针对至少部分自动化移动平台的横向偏移轨迹的方法，该方法具有下列步骤：
[0014]在一个步骤中，提供目标横向偏移。在另一步骤中，使移动平台的所提供的动力学模型反演。在另一步骤中，提供动力学模型的系统变量的至少一个限制，以确定横向偏移轨迹。在另一步骤中，利用状态变量滤波器(基于对系统变量的至少一个限制)，并且利用目标横向偏移作为输入信号，确定针对所反演的动力学模型的横向偏移轨迹点的时间序列，其中以分析方式来确定横向偏移轨迹的时间序列的每个点。在另一步骤中，借助所反演的动力学模型，并且借助横向偏移轨迹点的时间序列作为针对所反演的动力学模型的输入信号，确定针对移动平台的至少一个被控变量的值的时间序列，以生成横向偏移轨迹。
[0015]根据一个方面，状态变量滤波器具有不受限制的期望动力学(Wunschdynamik)。
[0016]换言之，在这种方法中，借助所反演的动力学模型来确定被控变量，所述被控变量接着用作真实的动力学系统(如例如移动平台)的输入信号。可以由移动平台根据至少一个被控变量的值的时间序列来执行横向偏移轨迹。
[0017]如下内容要与以分析方式确定的特征有关地被广义解释，并且尤其是要由近似方法和优化方法来确定界线：借助状态变量滤波器，以分析方式确定横向偏移轨迹的时间序列的每个点。尤其是，以分析方式确定至少包括：在运行时间期间和在任何时间点都确定具有固定步长的积分。以分析方式确定因此尤其是不包括在优化方法意义上的对各个点的递归确定。尤其是，以分析方式确定包括遍历n重积分器链，其中n描述了系统阶次，所述系统阶次表征动力学模型。这种以分析方式确定横向偏移轨迹的时间序列的点例如可以借助计算机和经过相对应配置的计算机程序来进行。
[0018]尤其是，利用至少一个被控变量的值的所确定的时间序列，可以生成针对另一调节回路的预期预设(Sollvorgabe)，以例如通过转向角或转向角速率的预设、横向偏移轨迹来控制移动平台(对应于前馈控制)。
[0019]这种方法使得能够，基于用于描述移动平台的动力学模型的微分平坦系统和状态变量滤波器，在直接考虑至少一个系统变量限制的情况下进行在线轨迹规划，其中尤其是被控变量限制和/或状态变量限制可以直接在进行在线轨迹规划时予以考虑。
[0020]在此，通过对平坦坐标wz中的目标横向偏移进行n次时间微分，用于在线轨迹规划的状态变量滤波器确定横向偏移轨迹点的时间序列。此外，利用这种方法，通过提供至少一个被控变量的值的时间序列，可以实现基于平坦性的前馈控制和/或调节，也就是说利用这种方法以值序列的形式提供至少一个被控变量，移动平台可以利用该值序列被控制和/或被调节。
[0021]通过使用微分平坦系统来描述动力学模型和尤其是状态变量滤波器，所有系统理论变量都可以被参数化，并且移动平台的动力学模型可以借此被反演，以便建立针对移动
平台的控制和/或调节。这尤其是适用于移动平台的线性可控的动力学模型，而且如果移动平台的非线性动力学模型是微分平坦的，则尤其是适用于所述移动平台的非线性动力学模型。在此，线性可控模型始终是微分平坦的，在非线性可控模型中，平坦性特性必须分开地被证明。
[0022]有利地，利用这种方法可能直接考虑移动平台的动力学模型的所有现存的状态
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和被控变量限制，作为在线轨迹规划的构成整体的组成部分；和/或可以提供基于平坦性的前馈控制，以最大化自动避让功能的功能效用。作为结果，在最优利用状态变量(如例如偏航率)和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于生成用于至少部分自动化移动平台的横向偏移轨迹的方法，其具有步骤：提供(S 1)目标横向偏移(110)；使所述移动平台的所提供的动力学模型反演；提供(S4)所述动力学模型的系统变量(120)的至少一个限制，以确定所述横向偏移轨迹；基于所述系统变量(120)的至少一个限制，利用状态变量滤波器(140，142)，并且利用所述目标横向偏移(110，130)作为输入信号，针对所反演的动力学模型(150)确定横向偏移轨迹点的时间序列；其中以分析方式确定所述横向偏移轨迹的时间序列的每个点；和借助所述所反演的动力学模型(150)，并且借助所述横向偏移轨迹点的时间序列作为针对所述所反演的动力学模型(150)(S5)的输入信号，确定(S6)针对所述移动平台的至少一个被控变量(160)的值的时间序列，以生成所述横向偏移轨迹。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述状态变量滤波器(140，142)具有预先给定的目标动力学，并且尤其是所述预先给定的目标动力学利用所述移动平台的扩展单轨模型来表征。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述移动平台的所述动力学模型被变换到平坦坐标中；并且尤其是所述状态变量滤波器的系统和所述动力学模型的系统具有相同的系统阶次。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助微分方程的数值解，以分析方式确定所述横向偏移轨迹的时间序列的相应点。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助所述状态变量滤波器(142)的至少一个系统变量的多面体状态限制，限制基于平坦性的动力学模型(150)的至少一个系统变量。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述动力学模型的系统变量的至少一个限制涉及所述动力学模型的被控变量...
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