用于使机动车在自动行驶中运行的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于使机动车在自动行驶中运行的方法。本发明此外涉及一种用 于使机动车在自动行驶中运行的设备。
【背景技术】
[0002] 现有技术中公开了驾驶员辅助系统，这种驾驶员辅助系统已经不再仅局限于单独 的纵向和横向引导。例如像拥堵辅助直至高度自动/独立地驾驶这类附加功能，使纵向和 横向调控统一成机动车的轨迹调控。
[0003] 为了实现高度自动/独立行驶，必须始终考虑到控制设备、传感机构和致动机构 的失灵和退化。用于防止系统完全失灵的惯用措施例如是冗余的计算、冗余的数据传输、 (部分）冗余的传感机构和（部分）冗余的致动机构。所提及的措施全部设置用于可靠 地切断，并且是使机动车应进入到可靠的状态中的所谓"Fail-Safe"方法（自动防故障措 施）。在独立行驶中，驾驶员在一定时间内完全离开对机动车的作用圈，从而他对机动车转 变为安全状态的可靠转变能够不起作用。
[0004] DE10 2009 020 649A1公开了一种用于通过避让障碍物来避免碰撞的方法和设 备。在此，在有碰撞危险的情况下求取到多个可能的避让轨迹并且给该避让轨迹分配这样 的时间间隔限制：该时间间隔限制体现与障碍物的时间间隔，在该时间间隔中，根据相应的 轨迹最晚必须引入避让操作以避免碰撞。
【发明内容】
[0005] 本发明的任务在于，提供一种用于使机动车在自动行驶中运行的经改善的方法。
[0006] 该任务根据第一方面以一种用于使机动车在自动行驶中运行的方法得以实现，其 具有以下步骤：
[0007]-求取到标准轨迹，其中，所求取到的标准轨迹在行驶期间借助调控装置发送至机 动车的致动装置；
[0008]-沿着标准轨迹引导该机动车；以及
[0009]-求取到针对该机动车的安全区域，其中，所求取到的安全区域在行驶期间借助调 控装置发送至致动装置；其中，在该机动车的自动行驶不再被确保的情况下，切换到安全区 域，由此，机动车借助致动装置被引导到所述安全区域中。
[0010] 根据第二方面，该任务以一种用于使机动车在自动行驶中运行的设备得以实现， 其具有：
[0011] -传感装置；
[0012] -致动装置；
[0013]-求取装置；
[0014]-调控装置；以及
[0015]-故障监测装置；
[0016] 其中，借助求取装置可以求取到标准轨迹和安全区域，其中，安全区域借助调控装 置可以发送至机动车的致动装置，其中，在借助传感装置和借助故障监测装置确定了自动 行驶不再被确保的情况下，机动车的致动装置可以切换到安全区域，由此，机动车借助致动 装置可以被引导到安全区域中。
[0017] 优选的是，替代于机动车也可以是一般交通工具。
[0018] 本发明优选的实施方式是从属权利要求的主题。
[0019] 根据本发明的方法的一种优选的实施方式，安全区域和标准轨迹基本上被同时求 取。有利的是，由此可以始终将高度当前的数据发送至致动装置，从而机动车在故障情况下 可以被引导到无危险的安全区域中。
[0020] 本方法的一种优选的实施方式在于，借助故障监测装置求取到针对机动车故障情 况的场景，其中，机动车在出现故障情况时被引导到安全区域中。这提供的优点是，在故障 情况下，针对机动车的车道数据已经被发送至致动机构，从而机动车现在可以根据事前所 发送的数据来可靠地引导。
[0021] 本方法的另一优选的实施方式在于，视故障情况而定，借助调控装置或者借助故 障监测装置来切换到安全区域。有利的是，由此可以双重地控制或激活该致动机构，这有助 于不同故障情况的处理。在例如用于将轨迹数据转换为致动器数据的调控装置失灵的情况 下，致动机构仍可以替代地借助故障监测装置进行控制。
[0022] 根据本发明的方法一种优选的实施方式在于，替代于或附加于安全区域而求取到 安全轨迹，其中，将安全轨迹发送至致动装置。这提供的优点是，按照这种方式提供了安全 区域的更专门的设计，从而由此在故障情况下机动车必要时仍可以更准确地引导到可靠的 区域中并且在该可靠的区域之内引导。
[0023] 根据本发明的方法的一种优选的实施方式在于，在借助致动装置只能受限地控制 该机动车的情况下，机动车沿着安全轨迹被引导或者被引导到安全区域中。这对于以下情 况提供了有意义的可能性：即，用于求取车道数据的装置基本上完全正常，从而现在机动车 借助轨迹引导仍可以更精确地引导到安全区域中。
[0024] 本方法的一种有利的改进方案在于，在自动行驶期间生成了多个安全轨迹和多个 安全区域，其中，根据通过故障监测装置进行故障情况的分析来选取所述安全轨迹之一或 者所述安全区域之一。由此可以有利地选取与各自故障影像最佳相应的轨迹或者选取最佳 相应的安全区域，以便使车辆可靠地引导。
[0025] 根据本发明的方法的一种优选的实施方式在于，机动车在用于环境识别的传感装 置出现故障的情况下被引导到安全区域中。在这种没有适用的取向或定位可能性的特殊故 障情况下，机动车以特别的措施被指令引导到可靠的区中。
[0026] 根据本发明的设备的一种优选的实施方式，求取装置具有针对标准轨迹的计划模 块，其中，借助计划模块也可以求取到安全轨迹，其中，该安全轨迹也可以发送至致动装置。 由此，借助计划模块有利地提供一种安全轨迹，作为安全区域的更专门的设计。
[0027] 根据本发明的设备的一种有利的改进方案的特征在于，借助计划模块可以基本上 同时求取所述标准轨迹、所述安全区域和所述安全轨迹。由此可以针对相互紧密匹配的正 常运行以及故障情况来始终求取到高度当前的行驶数据。按照这种方式，在具有高概率的 故障情况下，无危险的安全区域或无危险的安全轨迹可供使用。
[0028] 根据本发明的设备的一种优选的实施方式在于，从标准轨迹切换为安全区域可以 由调控装置或者由故障监测装置来执行。这有利地提供了两种不同的可能性方案用于在故 障情况下的切转，从而为切换到所述可靠的数据而提供了冗余。
[0029] 通过根据本发明的方法能够使机动车在自动行驶中的安全级别有利地如下提高： 即，在自动行驶期间求取到安全区域或待可靠驶过的区域并且发送至致动机构。在自动运 行不再被确保的故障情况下，切换到安全区域，由此，车辆于是借助致动机构被引导到可靠 的区域中。
【附图说明】
[0030] 下面依据多个附图详细说明本发明的其它特征和优点。在此，所描述或所示出的 全部特征本身或者以任意组合形成本发明的主题，与这些特征在权利要求书中的概述或者 其回引无关，以及与其在说明书或附图中的表述或图示无关。附图主要用于说明本发明的 重要原理。其中：
[0031] 图1示出机动车在正常模式下和故障情况下根据本发明的自动行驶的原理图；
[0032] 图2示出根据本发明的方法的一种实施方式的原理系统图；以及
[0033] 图3示出根据本发明的设备的一种实施方式的原理框图。
【具体实施方式】
[0034] 图1以原理图示出处于自动或独立行驶中的机动车10。这种行驶的特征在于，免 除了驾驶员对该机动车的每一种都要控制干预，从而机动车10在定义的持续时间内全自 动地沿着标准轨迹ST1引导。
[0035] 轨迹是空间-时间-点的相互排列，也就是与时间相关的空间曲线。以数学公式 可以将轨迹如下描述：
[0036]
[0037] 其中，xl、yl定义了二维空间中的一个点，e1定义了轨迹在该点中的斜率以使轨 迹平滑，以及tl是该点的有效性（GUltigkeit)的时刻。此外，还可以针对每个点得出速 度。相应地适用于三维轨迹。对于时间上等距的点顺序来说，可以取消该时刻的显式发送 (expliziteUbermittlung) "
[0038] 在故障情况下（在该情况下不再确保机动车10按规定地自动行驶），机动车根据 本发明被引导到安全区域B中。可替代地，机动车10也可以沿着安全轨迹ST2被引导。也 就是说，借助本发明能够以有利的方式在严重的系统故障时将机动车10引入到可自由驾 驶的区域内（安全区域），例如引导到车道的停车带上并且然后停住该机动车10。
[0039] 图2按照原理的方式示出根据本发明的方法的系统概览图，该方法在识别出机动 车10的自动行驶中系统失灵的情况下生成了安全区域B并且将其发送至机动车10的致动 机构。
[0040] 在步骤S1中，在行驶时借助不同类型的传感器（未示出）来基本上持续地（例如 以短的时间间隔周期性地）检测所述机动车10的环境参数，这些环境参数在用于机动车10 的环境识别以及定位的另一步骤S2中被使用。
[0041] 在步骤S3中，然后利用机动车10环境的瞬间事实的确定来执行情形分析。
[0042] 在步骤S4中，基于前面所执行的情形分析来进行机动车10环境的展望性预测。机 动车10未来的基于高概率的运动性能通过这种方式产生。
[0043] 步骤S5中的性能生成使得必要的行动的计划成为可能，以便将前面所预测的情 形付诸实施。例如，这可以包括使机动车10的待执行的车道变更的计划或者待执行的车速 改变的计划。
[0044] 现在根据本发明，在机动车10自动行驶时，在步骤S6中生成所谓的标准轨迹ST1 并且发送至调控装置40,其中，借助调控装置40将轨迹ST1的数学数据转换成针对致动装 置1可处理的数据。调控装置40将提及的数据发送至机动车10的致动装置1，该致动装置 可以包括多个致动器（例如转向调节器）。
[0045] 在步骤S6中，基本上同时或时间上相互间隔非常短地（特别是周期性地）产生了 安全区域B或安全轨迹ST2,所述安全区域或安全轨迹同样被发送至调控装置40或由该调 控装置发送至致动装置1。为了计算出安全区域B或安全轨迹ST2,必须在考虑到物理上可 能的和大概的运动变化的情况下预测出其它交通参与者的探测到的运动。调控装置40因 此不仅在当前时刻上传送有效的车道数据，而且也传送该安全轨迹ST2的未来数据以及