用于机动车的全自动引导方法和系统以及机动车与流程

文档序号:32662976发布日期:2022-12-24 00:10阅读:35来源:国知局
用于机动车的全自动引导方法和系统以及机动车与流程

1.本发明涉及一种用于在至少一个驾驶情况类型/等级的驾驶情况中通过车辆系统来全自动引导/控制机动车的方法和系统,其中,车辆系统具有控制装置并且访问机动车的位置传感器的位置数据。此外,本发明还涉及一种机动车。


背景技术:

2.扩展机动车的自动驾驶能力仍然是一个重要的研究课题。在现有技术中已经针对大量的驾驶情况类型提出了车辆系统,这些车辆系统允许对机动车的尤其是全自动的引导。这种驾驶情况类型的示例包括泊车情况类型,尤其是用于自动泊车系统的泊车情况类型、高速公路上的交通拥堵类型(例如所谓的交通拥堵自动驾驶)和/或一般而言的用于高速公路驾驶的类型(例如所谓的高速公路自动驾驶)。迄今为止,这种类型的车辆系统还以对驾驶员的持续监控为前提,也就是说,驾驶员必须处于所谓的“闭环中/在线”,并且能够在出现问题时,在有疑问时进行干预。当前的研究在此也主要针对更高自主性、例如sae3级及更高级别(参见saej3016标准)的车辆系统。
3.高度自动和全自动的车辆引导功能通常还需要遵守交通法规的能力,这有时也是相应法规的要求。然而由于对交通规则的遵守必须人工地实施到相应的车辆引导算法中,这导致了极高的实施难度,其中,由此存在附加的问题是,交通规则可能由于地区不同而有显著差异,尤其是不仅在国家与国家之间、而且有时在行政区与行政区之间、例如州与州或者说联邦州与联邦州之间有显著差异。这导致巨大的工作量,其中,另外的问题可能是,证明如此形成的车辆引导算法实际上遵守交通规则。


技术实现要素:

4.因此本发明的目的是,提出一种用于在全自动引导机动车时实施交通规则的可能性,其相比之下有所改进。
5.为了实现该目的,在开头提到的类型的方法中设置以下步骤:
[0006]-提供交通规则数据库,用于多个地理区域的交通规则集以机器可读的正规语言的方式存储在该交通规则数据库中,并且控制装置访问该交通规则数据库,
[0007]-基于当前的位置数据确定机动车当前行驶的地理区域,并且通过控制装置从交通规则数据库调用用于当前行驶的地理区域的交通规则集,
[0008]-在通过控制装置确定当前要行驶的轨迹之后或在确定所述轨迹期间,根据通过控制装置调用的用于当前行驶的地理区域的交通规则集,检查轨迹是否遵守交通规则,其中,在未遵守交通规则的情况下调整当前要行驶的轨迹,并且
[0009]-基于当前要行驶的轨迹引导机动车。
[0010]
因此识别出,可以将交通规则分解为基于“if-then-else结构(条件结构)”的特定方案。该结构可以通过正规语言的描述、例如并且优选地通过统一建模语言和/或系统建模语言(uml和/或sysml)转换成机器可读的形式,从而使得用于自动引导机动车的车辆系统
的控制装置可以直接理解该描述,并且可以用于检查所确定的当前要行驶的轨迹。换言之,使用机器可读的正规语言,该正规语言尤其是面向if-then-else结构,以便提供交通规则数据库,所述交通规则数据库特别有利地并且优选集中地针对许多机动车、针对要由全自动引导的机动车行驶的区域以机器可读的形式分别提供匹配的交通规则集。
[0011]
由机动车的位置传感器、例如全球导航卫星系统的传感器、例如gps传感器的位置数据,可以以已知的方式和方法在机动车内部确定、例如通过与数字地图比较(“地图匹配(map matching)”)确定机动车目前在哪个地理区域中运行。如果使用中央服务器装置来提供交通规则数据库,那么对于相应的地理区域,可以从交通规则数据库调用所需的交通规则集,并且优选将其本地存储在机动车内。如果现在例如通过轨迹确定算法来确定对于机动车而言将来要行驶的轨迹,那么可以通过已经以适当的机器可读的格式提供的交通规则集的交通规则来检查,轨迹是否遵守这些交通规则,从而在要行驶的轨迹的至少一部分未遵守交通规则时可以进行调整。在此,交通规则数据库当然可以对于车辆系统可应用的驾驶情况类型而言是特定的。以该方式,必要时可以减少要在交通规则数据库中正规地描述的交通规则的数量。
[0012]
因此,除了基本的车辆引导能力之外,车辆系统例如还可以是高速公路自动驾驶系统、泊车系统、交通拥堵自动驾驶系统、超车辅助系统等。通常可以说,例如可以将高速公路类型和/或地方公路类型和/或城市内类型和/或泊车类型和/或超车过程类型和/或交通拥堵类型用作驾驶情况类型。当然,也可想到大量其他的驾驶情况类型。如果车辆系统局限于某些特定的驾驶情况类型,那么不必强制性执行在一个地理区域内有效的所有交通规则,但例如可以选择与相应的至少一个驾驶情况类型相关的交通规则,并且将其以机器可读的正规语言的方式存储在交通规则数据库中。如果例如交通规则所涉及的场景没有出现在该驾驶情况类型的驾驶情况中,那么相应的交通规则也不应包含在对于该至少一个驾驶情况类型特定的交通规则数据库之内。因此,例如在高速公路(高速公路类型)上不会出现以下情况,即,“右先于左(rechts-vor-links)”的规则是重要的情况。这是因为在高速公路上通常不可能出现“右先于左”的交叉口,这也可以被记录。在高速公路类型的示例中,这也适用于对停车指示牌等的处理。在另一示例中,泊车助手不需要任何与高速公路上的高速运行相关的交通规则。
[0013]
如已经提到的那样,本发明的一个特别有利的设计方案规定,数据库存储在车辆外部的、通过通信链路与控制装置连接的中央服务器装置上,并且在引导多个机动车是被使用。由于大量机动车通常具有能够在移动无线电网络中并且因此尤其是也在因特网中进行通信的通信装置,因此可以由使用通信装置的控制装置访问中央服务器装置。以该方式,交通规则数据库可以被大量的机动车使用,这些机动车都可以调用对用于轨迹的物理限制进行说明的交通规则,并且在机动车的全自动引导中相应考虑所述交通规则。另一方面,针对所有机动车仅需维护一个交通规则数据库,这可以相应考虑到频繁出现的法规变更的问题。也就是说,在不对车辆系统的控制装置、具体来说软件中的车辆引导算法进行持续的、尤其是手动的修改的情况下,最新的交通规则就可以提供给每个机动车,并且直接应用于每个机动车中。
[0014]
使用机器可读的正规语言的主要优点还包括使用为相应的正规语言开发的大量工具,这些工具可以用于记录、检查和监控交通规则数据库。因此,例如可以通过合适的工
具与规范体系(lastenheftsystem)建立联系,尤其是相应的automotive spice标准。由于立法/判例法的变化,正规语言还允许更新。此外,还可以反映不同法律规范相互间的结构层级,这随后还将详细讨论。
[0015]
在此,如已经阐述的那样,由于不同的交通规则集可以与不同的驾驶情况和进而车辆系统的不同应用范围相关,因此交通规则数据库中的规则不必强制性地仅区域特定地被划分为若干交通规则集,而是也可以在各个地理区域内为不同的驾驶情况类型提供多个交通规则集。因此,本发明的有利的扩展方案规定,在交通规则数据库中,针对每个地理区域存储多个分别分配给相应一个驾驶情况类型的交通规则集,其中,控制装置确定与作为当前要行驶的轨迹的基础的当前驾驶情况相关的当前驾驶情况类型,并且调用与当前行驶的区域和当前驾驶情况类型相关联的交通规则集。以该方式,在特定的驾驶情况下,也只检查与驾驶情况相关的交通规则,这减少了计算工作并且避免轨迹的错误的物理限制。在此,驾驶情况也可以描述特定的、不一定由自主机动车/本机动车引起的应用情况/用例。作为示例提出超车过程类型,因为对于超车过程适用特定的交通规则,例如适用于被超车的应用情况的其他交通规则是不相关的。在该情况下已经指出,具体的应用情况也可以附加地或替代地在交通规则本身中正规地被编码,这将在下面更详细地解释。
[0016]
在此,在该情况下还要注意,必要时可想到以下情况,在这些情况中,对轨迹的唯一可能的调整可能导致离开该应用情况,或者甚至当前的驾驶情况排除该应用情况。例如,如果不能遵守与超车过程相关联的交通规则(在特定的时间段内闪灯、不减速等),例如由于前方的当地限速,那么可以考虑中断超车过程,然后必须在车辆引导功能中相应反映出超车过程的中断。在此,在本发明的特别有利的设计方案中还可以规定,至少一个交通规则集包含不能从法律规定中导出的、用于改变驾驶情况类型的规则部分。换句话说,也可以通过交通规则来描述由于不同情况强制改变的驾驶情况及其实施,即使当对此至少部分在法律上不存在特殊规定时。
[0017]
在此,在控制装置从交通规则数据库调用交通规则集的时间点,可以想到不同的设计方案。例如可以规定,在当前行驶的区域改变和/或当前的驾驶情况类型改变的情况下调用交通规则集。如果交通规则集也根据驾驶情况类型进行划分,则在当前的驾驶情况类型改变的情况下调用交通规则集尤其是适宜的。驾驶情况类型的改变和当前行驶的区域的改变会导致可用的交通规则的改变,从而控制装置从交通规则数据库调用当前可用的交通规则集。
[0018]
此外可能适宜的是,在预定的更新时间、尤其是一天过去之后,和/或当存在指示交通规则数据库更新的更新信息的情况下调用交通规则集。如已经提到的那样,交通规则可以例如由于立法和/或判例法的改变而随时间改变,从而适宜地定期更新交通规则数据库,该交通规则数据库也应该被反映在机动车内部。例如,在此可以定期、例如每天或每周进行至少一次调用,其中,通过在交通规则数据库与控制装置之间的通信链路也可以传输交通规则数据库的更新信息(例如作为更新信号),随后也可以在机动车中更新交通规则集。
[0019]
具体地,在该应用情况、尤其是附加地还在该应用情况的前提条件下,交通规则集中的至少一个交通规则可以描述对可应用性进行限定的合法应用情况和义务、尤其是许可。以该方式,最终可以建立模块化的关联,该模块化的关联遵循应用情况(use cases、用
例)的方法论。在实施应用情况时的义务例如可以理解为,使得其描述保留在该应用情况中的条件,其中,可以想到时间上的分级。用于应用情况的前提条件/许可例如可能涉及应用情况的基本许可性。例如,如果应用情况是超车过程,那么假设允许超车;类似地,在“转弯”的应用情况中检查相应的转弯是否被允许。
[0020]
在此可以规定,使用至少一个持续可用的应用情况,尤其是关于限速的应用情况,和/或由其他的交通参与者引起的应用情况,尤其是被超车的情况。在限速的示例中提供持续可用的应用情况,这是因为原则上要实现当前的最高速度,该当前的最高速度可以作为不同的(通过交通规则描述的)速度限制的最小值得出。在此存在不同的、具体地描述驾驶情况的输入值,尤其是除了特定的道路类型上/地点内的纯粹条件或交通标志之外还可以添加该输入值。例如,导致特定的速度限制的交通规则可以检查,是否无法确保对机动车的持续管控、是否由于天气原因造成能见度很差、制动距离是否大于可预见的路段、近光灯是否激活、交通状况是否不清楚、和/或机动车是否具有防滑链。
[0021]
然而,此外也存在一些合法应用情况,对于这些合法应用情况来说不需要自主机动车的有意识的行动。这种应用情况的一个示例是被超车,被超车的条件都可以通过其他的道路参与者实现。尽管如此,仍然也从该应用情况产生义务、例如禁止提高速度或甚至降低速度,以便防止事故。
[0022]
在本发明的另一有利的设计方案中可以规定,针对当前行驶的地理区域所调用的、当前的交通规则集的交通规则的使用、尤其是当前要行驶的轨迹的检查和调整(尤其是包括从中已调用所使用的交通规则的交通规则数据库的版本)通过控制装置被记录在存储介质中、尤其是环形存储器中。换言之,提出了一种“行驶记录仪”,该行驶记录仪可以自动记录交通规则的每个应用,包括所使用的交通规则源自的交通规则数据库的版本。以该方式,例如在事故的情况下可以很好地证明车辆系统(具体是车辆引导功能)对交通规则的遵循。由于尤其是在特殊事件的情况下需要此类信息,因此将环形存储器或环形缓冲器用作存储介质可能是适宜的,也就是说,根据fifo原理存储一定量的记录数据集。以这种方式,原则上可以在存储介质中获得在最近交通规则的一定数量n的使用,从而在发生特殊事件、尤其是事故时,可以证明机动车已考虑到交通规则。也就是说,可以追踪交通规则对要由机动车物理地实施的轨迹的影响。
[0023]
在这种情况下也特别有利的是,在交通规则数据库方面,例如根据变更日志(change log)的方式记录变化、尤其是更新。以这种方式或以替代的方式也适宜的是,还可以恢复交通规则数据库的旧的状态。在此应该注意的是,交通规则数据库的变化也可以包括结构上的变化,例如以便必要时归纳并且概括性地存储本地交通规则的相同部分,其中,本地特征能够通过附加的特定规则、尤其是交通规则和/或参数化进行反映。
[0024]
在这种情况下还应指出,不同的地理区域也只能通过参数化、例如不同的最高速度、不同的距离规则等来区分。因此可想到的是,至少针对部分的交通规则,将其存储为公共的数据对象,以便产生用于地理区域的交通规则集,对该数据对象进行适当的参数化,这同样可以在交通规则数据库中或在访问的范围内被反映。
[0025]
在本发明的另一有利的设计方案中可以规定,在提供交通规则数据库之前,自动检查交通规则数据库的无冲突性。刚好在使用已知的、尤其是标准化的、机器可读的正规语言、例如sysml和/或uml时,工具或一般的软件工具已经准备好用于检查对于交通规则而言
特别重要的无冲突性。通过使用机器可读的正规语言和因此提供的形式表达,可以实现无冲突性的机器可验证性。因此,可以发现并且避免矛盾的需求。
[0026]
在本发明的适宜的扩展方案中可以规定,交通规则集包括至少一个结构层级,使得为至少一个交通规则分配至少一个使其失效的条件和/或给交通规则分配优先级,和/或定义包含紧急驾驶情况、尤其是碰撞情况的至少一个驾驶情况类型,为该至少一个驾驶情况类型分配交通规则数据库中的受限的交通规则集,和/或控制装置在识别出紧急驾驶情况时至少部分停止对当前行驶的区域的所调用的交通规则数据集的检查。
[0027]
在特定的交通规则在特殊情况下可能被忽视和/或更改的情况下,许多法律主体具有某种结构层级。在一个示例中,当要避免危及人类生命,则可以越过实线。在此,在较不优选的实施例中,对于这些情况可想到对这种结构层级进行正规描述。尤其地,可以为交通规则的至少一部分分配至少一个使其失效的条件或者可以提供优先级,其中,最终不强制实施具有更高优先级的、合法构建的交通规则,例如,必须避让行人,以便如此反映通过立法规定的结构层级。
[0028]
在更优选的实施例中也可以规定,为紧急驾驶情况、例如碰撞情况定义特殊的、尤其是受限的交通规则集,该交通规则集然后被分配给相应的驾驶情况类型。换句话说,即,例如通过自身的主管机构确保避免碰撞,该主管机构仅在实际风险的情况下才被激活。该交通规则集没有完整履行法律原则,从而例如在考虑到安全性方面的情况完全可以越过实线。最后,在这方面,也可以想到本发明的一个有利的设计方案,其中,在特殊的驾驶情况下,由控制装置本身实施交通规则的这种失效,例如在执行检查的检查算法中被执行。例如,在识别出紧急驾驶情况时,控制装置可以至少暂时地、例如在紧急驾驶情况的持续时间内至少部分地停止检查。这种变型方案的优点是,简化了交通规则数据库的设计和管理,但至少在更复杂的结构层级的情况下,例如在需要区分不同的紧急驾驶情况、尤其是区分不同的驾驶情况类型的情况下,在机动车方面需要更大的耗费。
[0029]
在本发明的范围内,可想到各种分别有利的架构,以便具体执行对当前要行驶的轨迹的检查和调整。因此,在第一变型方案中可以规定,控制装置具有执行轨迹确定算法的轨迹确定单元以及执行检查算法的检查单元,该轨迹确定单元用于确定要检查的、当前要行驶的轨迹,该检查单元用于检查所确定的、当前要行驶的轨迹。在此,可以首先确定并且然后检查轨迹,这是因为可以假设在正常的轨迹规划中,交通规则的违反是相当罕见的。这尤其是如下情况,即,交通规则的至少一部分、尤其是用于持续存在的应用情况的交通规则已经在确定时作为要考虑的并且要检查的边界条件被包括在内。
[0030]
在这种后续检查中,可以在第一架构中规定,在确定未遵守的情况下,使带有至少一个调整信息的轨迹返回到进行调整的轨迹确定单元。也就是说,最终提供用于轨迹规划的反馈回路,该反馈回路将附加信息作为输入提供给轨迹规划,附加信息尤其是包括交通规则的违反和/或遵守交通规则的要求。以这种方式进一步利用现有的、用于轨迹规划的轨迹确定算法,从而不需要附加的复杂程序代码,然而必要时需要迭代的改进。
[0031]
架构的备选的其他设计方案又在提供轨迹确定单元和检查单元的情况下规定,在确定未遵守的情况下,检查单元的调整算法用于调整轨迹。也就是说,在这种情况下,在其他方面也可被称为交通规则监视器的检查单元具有自己的、相应被开发的轨迹规划类型,以便有针对性地并且以不太复杂的方式和方法实现对交通规则的遵守。
[0032]
如这些架构示出的那样,用于调整当前要行驶的轨迹的调整单元可以至少部分设计为与其他的功能单元集成。
[0033]
也可想到的是,如已经示出的那样,在确定当前要行驶的轨迹期间,已经应用当前的交通规则集的交通规则的至少一部分,尤其是将其应用为边界条件。然后,检查单元至少部分集成到轨迹确定单元中。这完全可以是如下情况,即,所有交通规则——尤其是作为边界条件——已经包含在轨迹规划中。在确定当前要行驶的轨迹期间,在违反边界条件的情况下相应调整该轨迹。然而,即使在这种情况下,为了安全性仍然可以在确定之后再次进行检查。在这些示例中,检查单元也可以至少部分与另外的功能单元、尤其是轨迹确定单元集成地构造。
[0034]
一般来说,检查单元的检查算法已经特别有利地设计为,使得检查算法本身可以处理机器可读的正规语言,因此可以直接使用所调用的交通规则集,其例如在确定时作为边界条件和/或在确定后作为遵守条件。然而,可以想到以下实施例,其中,控制装置通过编译由针对当前行驶的区域的当前交通规则集生成程序代码。在现有技术中针对其他的目的已经提出并且也可以在本发明的范围内使用这种解释器,其可以全自动地解释机器可读的正规语言,并且将这些正规语言正确嵌入到要编译的程序代码中,从而形成使用交通规则集的、被编译的软件工具。集成到经编译的软件工具(其例如执行检查算法)中的特别的优点是,在对当前要行驶的轨迹的进行经常发生的检查时,不必通过在运行期间以机器可读的正规语言对交通规则集进行解释而增加计算时间。换言之,对机器可读的正规语言的表达的解释仅在某个时间点是需要的,这是因为证实了机动车通常在特定的时间段内保持在交通规则集的有效范围内,无论从当前的地理区域还是驾驶情况来看,在有效范围内的时间可能更短,从而在该时间段期间需要对当前要行驶的轨迹进行大量检查,并且相应的预编译可能是非常适宜的。编译的自动化在其他方面也是有利的,使得避免易出错的手工工作步骤。
[0035]
其中,在该情况下还要注意,用于轨迹规划、即用于确定当前要行驶的轨迹的做法在现有技术中已经以多种方式和方法提出。在此通常使用输入数据,其使用机动车的当前环境和/或关于机动车本身的信息,该信息可以被称为自主数据并且例如包括机动车的运行状态。在此,环境数据可以包括机动车的环境传感器的传感器数据,但也可以包括其他的环境信息、例如可以从在机动车中、例如导航系统中存在的数字地图中确定的环境信息。在此,在设计用于全自动引导机动车的车辆系统中通常规定,在轨迹规划之前进行情况解释,这也可以在本发明的范围内进行。在此,例如传感器原始数据被处理,以便产生数据对象(例如作为或包括环境地图),从而该数据对象可以描述当前的驾驶情况并且可以作为情况数据以进行轨迹规划。尤其地,在情况解释的范围内,已经可以为驾驶情况分配驾驶情况类型。
[0036]
在情况解释和/或以其他方式确定的情况数据(该情况数据描述机动车的当前的驾驶情况并且尤其还可以包括传感器数据、例如传感器原始数据)的范围内,也可以形成用于评估交通规则的输入数据。这尤其适用于确定是否存在针对交通规则的合法应用情况,如上面已经描述的那样。例如,存在当超过机动车的特定速度时应用的交通规则、存在与低的能见度相关的交通规则、与机动车的特定的附加设备相关的交通规则等。这些方面的存在通常由情况数据、尤其是情况数据的传感器数据产生,其因此能够确定用于相应的交通
规则的应用情况的存在。也就是说,通常可以说,交通规则数据库的交通规则的至少一部分评估对机动车的当前驾驶情况进行描述的情况数据(尤其是包括传感器数据)。以这种方式最终可以说,测量数据包含在轨迹规划和是否遵守交通规则的检查中,测量数据的处理具有直接的控制技术相关的并且因此物理的影响,即,最终产生的、由机动车行驶的轨迹。
[0037]
还应注意,术语“轨迹”应在本发明的范围内广义地理解。“轨迹”并非仅仅描述机动车的未来运动的时间和空间进程,而是也可以包括其他的措施、例如行驶方向指示器的激活、用于其他的车辆系统的预处理措施等,为这些其他的措施分配有时间和空间进程。
[0038]
除了所述方法之外,本发明还涉及一种机动车,其具有用于在至少一个驾驶情况类型的驾驶情况中全自动引导机动车的车辆系统,其中,车辆系统具有控制装置,该控制装置设计用于访问机动车的位置传感器的位置数据和交通规则数据库,用于多个地理区域的交通规则集以机器可读的正规语言的方式存储在该交通规则数据库中,其中,控制装置具有:
[0039]-调用单元,其用于基于当前的位置数据确定当前由机动车行驶的地理区域,并且用于从交通规则数据库调用针对当前行驶的地理区域的交通规则集,
[0040]-轨迹确定单元,其用于确定当前要行驶的轨迹,
[0041]-检查单元,其用于在确定之后或期间、根据所调用的用于当前行驶的地理区域的交通规则集检查,轨迹是否遵守交通规则,其中,在未遵守的情况下调整当前要行驶的轨迹,和
[0042]-引导单元,其用于根据当前要行驶的轨迹引导机动车。
[0043]
关于根据本发明的方法的所有实施方案可以转用到根据本发明的机动车上,因此,利用该机动车也可以获得已经提到的优点。因此尤其地,在根据本发明的机动车中也可以确定轨迹是否遵守交通规则,并且在未遵守的情况下调整轨迹,从而实现遵守交通规则。在此,如也在根据本发明的方法中那样,为了调整轨迹,尤其将在检查时被确定的未遵守的信息用作调整信息。未遵守的信息尤其是描述了以何种方式违反那条交通规则,这能够实现简单的调整。如所描述的那样,功能单元还可以设计成至少部分相互集成的。
[0044]
最后,本发明还涉及一种用于在至少一个驾驶情况类型的驾驶情况下全自动引导根据本发明的机动车的系统,该系统具有车辆系统和中央服务器装置,该中央服务器装置通过通信链路与控制装置连接,其中,服务器装置设计用于提供交通规则数据库。因此,根据本发明的系统设计用于实施根据本发明的方法,使得与根据本发明的方法和根据本发明的机动车相关的所有实施方案显然也类似地继续适用。
附图说明
[0045]
本发明的其他的优点和细节由下面描述的实施例以及根据附图得出。在此:
[0046]
图1示出了根据本发明的方法的实施例的流程图,
[0047]
图2示出了根据本发明的系统,并且
[0048]
图3示出了车辆系统的控制装置的功能结构。
具体实施方式
[0049]
图1示出了根据本发明的方法的一个实施例的流程图。该方法用于使机动车的全
自动运行、即高度自动和/或全自动的车辆引导功能实现对交通规则的遵守。为此,首先在步骤s1中提供交通规则数据库。
[0050]
交通规则数据库针对不同的地理区域包含多个交通规则集,在这些地理区域中适用不同的交通规则,这些交通规则集至少包含与车辆引导功能相关的交通规则(以机器可读的正规语言、例如sysml或uml来制定)。在当前考虑可以用于不同的、可分配给不同的驾驶情况类型的驾驶情况中的车辆引导功能之后,在交通规则数据库中针对每个地理区域包含多个分别分配给驾驶情况类型的交通规则集。驾驶情况类型总结了如下的驾驶情况,对于这些驾驶情况适用交通规则总集中的某些交通规则、但不必考虑交通规则总集中的其他交通规则。根据交通规则数据库所针对的车辆引导功能的使用领域,也可以更宽或更窄地限定驾驶情况类型。例如可想到的是,细分为高速公路类型、地方公路类型和城市类型,其中,其他的驾驶情况类型例如可以包括超车过程类型、被超车类型、交叉路口情况类型、拥堵类型等。
[0051]
在步骤s1中提供的数据库在此原则上可以手动被拟定,但优选基于另一数据库、例如需求数据库自动生成,该需求数据库例如可以作为可至少部分手动产生的表格文档存在。例如可想到的是,从表格文件以sysml的方式全自动地生成交通规则。
[0052]
在现有技术中针对其他目的已经提出的各种软件工具也可以应用于交通规则数据库,例如可以提供与规范体系的接口来创建文档记录、可以检查可能存在的冲突等。在存在冲突时,例如可以手动调整基本的需求数据库或交通规则数据库本身来排除冲突,这是因为交通规则不应存在冲突。鉴于可追溯性,软件工具也可以应用于交通规则数据库,以便例如检查数据库的组成部分是否对于总功能有用处,或证明总功能通过其导出的部分需求的总和得到满足。此外,在交通规则数据库中适宜的是,交通规则的行驶表达可以与开发的需求世界相关联,以便由此能够反映出可追溯性,这在sysml元素中已经能够得到工具支持。
[0053]
可以更新交通规则数据库,其中适宜地,在步骤s1中总是提供最新的版本。这是因为交通规则——无论是通过立法还是判例法——都会随着时间而改变。在该实施例的范围内,例如在变更日志中记录交通规则数据库具有什么样的状态,正如所做的改变那样。这导致也可以恢复交通规则数据库的旧状态。
[0054]
在此适宜的是尽可能有效地设计交通规则数据库。例如可以假设,在不同的地理区域中,交通规则在结构上基本相同,但以不同方式参数化,例如在最高速度的情况下。也就是说,以特定于区域的方式被参数化的基本规则集可以被考虑用于交通规则和/或地理区域的至少一部分,以便为该区域至少部分生成交通规则集。
[0055]
在当前的情况下,交通规则优选可以至少由两个元素来反应。这些元素之一描述了合法应用情况,因此尤其是说明了指示存在合法应用情况的条件,因此该交通规则是完全可用的。另外的元素可以描述在实施应用情况、例如超车过程或转弯过程时由交通规则产生的义务。作为另外的元素,可以反映出应用情况的前提条件或许可,例如在超车过程中反映出,到底是否允许超车。
[0056]
在这种情况下还要注意,(更广泛定义的)驾驶情况类型与描述此类应用情况的交通规则的组合尤其是适宜的。然后提供结构化,该结构化例如首先利用驾驶情况类型反映一种“设置(setting)”、例如高速公路运行,在其中可能出现不同的应用情况、例如跟随驾
驶、超车过程等,这些应用情况可以基于对应用情况的存在的特定要求而被鉴别出。在此,在交通规则数据库中,例如可以将不同的条件组合成用于存在应用情况的要求。条件本身不表示交通规则,交通规则只能通过不同的条件的组合以及与规定和禁令(义务)的联结而产生。适宜地,条件可以以机器可读的正规语言的方式被分组为要求或超级条件,其中,被分组的条件应该可以被分配给特定逻辑和技术的系统部分/部件。
[0057]
交通规则数据库还可以在以下意义上形成层次结构,即特定的交通规则在存在特定条件的情况下失效,或被另一交通规则替代。在此原则上可想到的是,给交通规则分配至少一个使该交通规则失效的条件,但优选地由于这种无效条件通常以存在危险为前提,因此要么定义至少一个包含紧急驾驶情况、例如碰撞情况的驾驶情况类型(在交通规则数据库中为其分配受限的交通规则级),要么在车辆系统的相应的控制装置中实施该结构层级,该结构层级例如在识别出危紧驾驶情况时至少部分停止对当前行驶的地理区域的所调用的交通规则数据集的检查。因此例如可以允许在存在事故、甚至危及其他人的肢体和生命的情况下行驶实线,短暂地超过最高速度等。
[0058]
在此,交通规则数据库存储在机动车外部的中央服务器装置上,中央服务器装置通过通信链路与不同的机动车的车辆系统的控制装置连接或可连接。以该方式,交通规则数据库可以在引导多个机动车时被使用,针对这些机动车然后可以对于交通规则进行集中更新。在此规定,每当交通规则数据库更新时,都会向实现相应的车辆引导功能的车辆系统的、与交通规则数据库通信的控制装置发送相应的更新信息、具体地例如更新信号,从而相应的控制装置可以调用更新的交通规则集。
[0059]
在步骤s2中调用当前要使用的交通规则集。除了总是当已进行交通规则数据库的更新时提及的可调用性之外,当前在任意情况下规定,当驾驶情况类型改变和/或地理区域改变时,调用新的、当前的交通规则集,因此总归使用不同的交通规则集。如果机动车例如越过边境,那么这可以基于机动车的位置传感器、例如gps传感器的位置数据来确定,从而也可以确定当前新行驶的地理区域,这通过相应的机动车内的控制装置完成。因此,可以在步骤s2中有针对性地从交通规则数据库调用适当的交通规则集,必要时在附加地注意驾驶情况类型的情况下调用。
[0060]
要注意的是,在车辆系统对机动车进行全自动引导期间,步骤s2和随后讨论的步骤完全可以交错地/重叠地进行,例如,如果在机动车的全自动引导期间,地理区域发生变化,则驾驶情况类型发生变化和/或进行交通规则数据库的更新。
[0061]
在本发明的范围内可能优选的是,在控制装置中使用调用的交通规则集,以便尤其是通过编译产生新的程序代码,该新的程序代码直接应用交通规则集的当前的、刚刚调用的交通规则。然后,将机器可读的正规语言嵌入软件工具中的解释器仅须在编译的时间点中被使用,并且不必在交通规则的每个应用中被使用。
[0062]
下面讨论如下情况,首先确定要行驶的轨迹,该轨迹然后被检查是否遵守交通规则,即是否与交通规则相符合,以便必要时能够对轨迹进行调整。还可想到本发明的以下设计方案,在其中,交通规则集中的交通规则的至少一部分直接在轨迹确定中被加以考虑,例如最高速度作为轨迹规划的边界条件。也就是说,尤其是也可想到将交通规则集的交通规则的使用组合,从而使得交通规则的一部分直接在轨迹规划中被考虑,因此作为边界条件在轨迹确定时被检查,另一部分随后用于检查(完成确定的)轨迹。
[0063]
步骤s3至步骤s7表示执行机动车的全自动运行的措施。在此,关键要素是轨迹规划,其确定哪些控制命令通过实施车辆引导功能的车辆系统产生,以便执行当前要行驶的轨迹,该当前要行驶的轨迹最终基于当前的信息持续地被更新。
[0064]
首先,在步骤s3中,进行情况解释(情况分析),其使用不同的输入数据,输入数据包括机动车的环境传感器和其他的传感器的传感器数据、附加的环境信息和关于机动车本身的自主数据/自身数据(ego-daten),尤其是机动车的当前的运行状态。在此例如可以产生环境地图,其中,描述当前的驾驶情况的情况数据(其作为步骤s3的结果被获得)然而通常还包括其他的信息,尤其是还可以描述驾驶情况类型和当前行驶的地理区域。此外,传感器数据本身还可以继续用作情况数据。
[0065]
在步骤s4中使用情况数据,以便以在现有技术中原则上已知的方式和方法确定在机动车的进一步全自动运行的情况下要行驶的轨迹。这可以例如通过轨迹确定算法来完成。
[0066]
然后,在步骤s5中使用所调用的、当前要使用的交通规则集,以便检查所确定的、当前要行驶的轨迹是否遵守交通规则。如果确定未遵守至少一条交通规则,则在步骤s6中——尤其在使用对未遵守的交通规则和未遵守的类型进行描述的调整信息的情况下——相应调整当前要行驶的轨迹,以便时间对交通规则的遵守。
[0067]
在此,在确定之后的至少部分的检查中,可想到两种基本的架构。在第一架构中,待调整的轨迹可以与调整信息一起作为附加信息反馈给轨迹确定算法,该轨迹确定算法在考虑该附加信息的情况下进行调整。但也可能的是,使用专属的调整算法以便在步骤s6中实现遵守交通规则。在这两种情况下可以规定,如果不能通过调整排除对另一交通规则的违反,则在步骤s5中进行新的检查。
[0068]
在步骤s5中的每次检查的结果和交通规则的每次使用来调整当前要行驶的轨迹都存储在设计为环形存储器的存储介质中,以便记录交通规则的应用及其对机动车控制的影响,例如当发生事故或其他的可能需要记录的情况时。还存储在步骤s2中检索交通规则集所使用的交通规则数据库的所使用的版本、即状态。
[0069]
在步骤s7中,在下一时间步骤中在当前要行驶的轨迹的要定期进行的更新中又返回步骤s3之前,使用可能被调整的当前要行驶的轨迹来引导机动车。
[0070]
图2示出了根据本发明的系统1的原理图,利用该系统可以实施根据本发明的方法。一方面,系统1具有中央服务器装置2,交通规则数据库3存储并且被提供在中央服务器装置上。在此也集中地发生更新措施等。如上所述,交通规则数据库3被多个机动车4在对它们进行全自动引导时使用,其中,这些机动车4中的每个都具有用于机动车4的全自动引导的车辆系统5,该车辆系统因此实施高度的或全自动的车辆引导功能并且为此使用控制装置6。控制装置6可以通过相应的机动车4的通信装置7建立与中央服务器装置2的所描述的通信链路8,并且因此从交通规则数据库3调用交通规则集。此外,每个机动车4的控制装置6设计用于实施步骤s2至s7。因此,机动车4是根据本发明的机动车。
[0071]
在此要注意的是,为了获取在步骤s3中的情况解释的输入数据,机动车4自然还包括其他集成到相应的机动车4的全自动引导中的组件、例如环境传感器、其他的车辆系统、自有传感器等,并且还包括大量可控的致动器,致动器尤其是包括驱动和制动装置以及转向装置。要指出的是,用于情况解释的输入数据和/或由情况解释产生的情况数据当然也可
以至少部分表示用于检查是否存在交通规则的应用情况的输入数据。还要指出的是,尤其是当检查机动车的当前的运行状态或当前的驾驶情况——作为当前要行驶的轨迹的起始点——是否遵守交通规则时,可以确定当前的状态未遵守交通规则,该状态然而也能够通过包含在交通规则数据库3中的、不一定合乎法律的交通规则来处理,以便例如再次退出应用情况或驾驶情况类型。
[0072]
根据图3,控制装置6因此首先包括根据步骤s3产生情况数据的情况解释单元16,其中,当然也可以使用位置传感器17、在此是gps传感器的位置数据和机动车的在此未详细示出的导航系统的数字地图材料,以便确定当前行驶的地理区域。在该情况下,该地理区域通过调用单元9从相应的情况数据中确定。否则,调用单元9本身也可以设计用于评估位置数据、尤其是导航系统的数字地图材料。调用单元9也设计用于从交通规则数据库3调用针对当前行驶的地理区域的交通规则集,尤其是在附加地考虑到例如由情况解释单元7的情况数据产生的驾驶情况类型的情况下。在存在调用条件的情况下,如上面描述的那样,例如在地理区域改变和/或驾驶情况类型改变的情况下,和/或在存在更新信息的情况下,从交通规则数据库3调用交通规则集。换言之,调用单元设计用于实施步骤s2。
[0073]
轨迹确定单元10设计用于轨迹规划,参见步骤s4,而检查单元11设计用于检查是否遵守交通规则集的交通规则,即是否合乎这些交通规则,参见步骤s5。轨迹确定单元10实现轨迹确定算法,并且检查单元11实现检查算法,在实施例中,该检查算法可以在使用交通规则集的情况下根据所述编译产生。在未遵守的情况下、在检查单元11本身中应该调整当前要行驶的轨迹的变型方案中,检查单元11也可以实现相应的调整算法。
[0074]
在未遵守的情况下,例如可以实现调整算法的调整单元12用于构建对交通规则集的遵守,参见步骤s6。
[0075]
在此,在该情况下要注意,根据具体的设计方案,轨迹确定单元10、检查单元11和调整单元12也可以至少部分彼此集成地设置,例如如果检查方面在轨迹确定时通过边界条件实现和/或通过轨迹确定算法本身进行调整,从而调整单元12最终仅须向轨迹确定单元10提供合适的附加信息(调整信息)或者轨迹确定单元必须切换到特殊的模式中。
[0076]
最后,在引导单元13中,根据步骤s7,可能被调整的当前行驶的轨迹用于引导机动车4,这原则上是已知的。
[0077]
在当前情况下,控制装置6还具有记录单元14,如所描述的那样,该记录单元通过在实现为环形存储器的存储介质15中的条目记录交通规则集的交通规则的使用。
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