用于确定行驶曲线的方法和控制装置及有控制装置的车辆的制作方法

用于确定行驶曲线的方法和控制装置及有控制装置的车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于确定行驶曲线的方法、用于实施该方法的控制装置和具有这样的控制装置的车辆。
【背景技术】
[0002]在文献DE 100 51 745 Al中提出一种用于评估选择的特别是沿行驶方向位于在车辆之前的路段的曲率的方法，其中路径的曲线以基点的形式保存在数字地图中，其中由基点确定选择的路段的曲率。该方法的各实施形式设有基于圆近似的曲率评估或者基于基点实际路径曲线的样条插入或样条近似。特别是以选择的基点如此确定路径曲率，使得通过选择的基点、直接在选择的基点之前的基点和直接在选择的基点之后的基点确定一个圆；并且将曲率的值确定为圆半径的倒数。按照另一实施形式在直接相邻确定的条件下经受的基点中添加虚拟基点，在曲率计算中考虑所述虚拟基点。如此在路径曲线中在一个在路径曲线中标记突然方向改变的基点之前和之后以预定的间隔分别设置一个虚拟基点。

【发明内容】

[0003]本发明具有的任务在于，实现一种简化和更准确的用于确定行驶曲线的方法。
[0004]此外本发明的任务在于，实现一种用于实施这样的方法的控制装置和具有这样的控制装置的车辆。
[0005]该任务通过一种用于由作为通过基点展开的多边形预定的路段确定行驶曲线并且沿着所述确定的行驶曲线引导所述车辆的方法解决，所述具有配置的车道宽度的预定的路段形成允许的行驶车道，在此在第一方法步骤中，沿着在所述基点之间的路段以可预定的间隔确定引导点。在第二方法步骤中，给每个引导点和每个基点配置由所述路段的曲线引起的曲率，从而沿所述路段产生一系列的曲率。在第三方法步骤中，确定所述路段为先前的行驶曲线。紧接着在第四方法步骤中，沿着所述先前的行驶曲线选择具有最大曲率的基点和引导点。在第五方法步骤中，通过分配这些最大的曲率到所属基点或引导点以及与沿着所述先前的行驶路段的所属基点或引导点相邻的基点或引导点来减小这些曲率。在第六方法步骤中，以由此形成的新的系列的曲率确定新的行驶曲线。在第七方法步骤中检测是否所述新的行驶曲线位于在允许的行驶车道内。倘若如此，在第八方法步骤中确定所述新的行驶曲线作为先前的行驶曲线并且重新进行所述方法步骤四至七。否则，在第九方法步骤中，通过总体上将所述新的行驶曲线移动到对于允许的行驶车道中间的位置产生移动的行驶曲线。随后在第十方法步骤中，检测是否所述移动的行驶曲线位于在所述允许的行驶车道内。倘若如此，在第十一方法步骤中将所述移动的行驶曲线确定为所述先前的行驶曲线并且重新进行所述方法步骤四至七。否则，在第十二方法步骤中，所述先前的行驶曲线形成所述确定的行驶曲线。在第十三方法步骤中，沿着该确定的行驶曲线引导所述车辆。
[0006]优选地在此以多边形的形式预定的路段由数字街道地图包括并且由该数字街道地图提取。该路段一一其在基点通常具有带有不连续的方向变化亦即带有在那儿无穷大的曲率值在下文中也称为曲率的拐点一一用作在此实施的按照本发明用于确定具有在这些基点分配的并且由此减小的曲率的行驶曲线的方法的基础，也就是初始情况。依此，也在第三方法步骤中将路段确定为先前的行驶曲线并由此作为行驶曲线优化的以下实施的过程的初始情况，该行驶曲线优化的目的在于减小曲率并且特别是曲率的最大值。作为行驶曲线在此总是称为一条路段，沿着该线偏转也就是移动所述车辆。
[0007]该路段在第一方法步骤中由此准备好并且提供用于实施另外的方法步骤，使得路段在基点之间的各个部段通过附加添加的引导点分开。引导点的间隔在此根据方便可任意预定，然而所述间隔至少在基点附近优选以预定车道宽度的数量级活更小地选择，以便实现在基点的区域中曲率的更精细的分配。由此能够实现所述拐点的更好的平滑。
[0008]在引导点或基点的曲率由路段的走向或者根据曲率的分配、在相邻的引导点或基点两侧的行驶曲线的走向产生并且表示路段或行驶曲线的方向变化。由曲率亦即路段或行驶曲线的方向变化产生在车辆上待调节的引导角，该引导角通过由车辆或其驾驶员待执行的引导运动引起，曲率越大，引导运动越强烈。曲率变化是用于待执行的引导运动的程度；该曲率变化导致在车辆上待调节的也就是待改变的引导角。
[0009]为了在第四方法步骤中选择具有最大曲率的基点和引导点有利的是，沿着整个路段或行驶曲线确定曲率也就是方向变化的最大值，或者检测在可预定的边界值之上的所有曲率。在第一种情况下分配曲率的仅仅各个最大值。在后一种情况下，优选寻找满足所述条件的曲率地经过整个路段或行驶曲线，并且在方法步骤四至七的进行中在所有在此发现的基点或引导点上分配曲率。在这一点上，总是将曲率的最大值理解为曲率的数值的最大值。
[0010]曲率自身的分布由此引起，使得在所属基点或引导点的大幅曲率通过在所属基点或引导点以及在沿着先前的行驶曲线在前面和/或随后的引导点或基点上的预定或选择的一系列的更小的曲率代替。称为所属基点或引导点的是这样的基点或引导点，在这样的基点或引导点上存在有待减小的曲率。该分配能够选择地延伸到一个或多个在所属基点或引导点之前和/或随后的引导点或基点并且由此在唯一的方法步骤中在行驶曲线的该区域中实现更小的曲率。在此优选地在分配之前由大幅曲率的值确定较小的曲率的一系列。
[0011]由通过曲率的该分配形成的新的一系列的曲率确定新的行驶曲线基于:曲率是行驶曲线以及由此沿着该行驶曲线运动的车辆的方向变化，该方向变化原则上在引导点和基点的每个上是可能的。由这些方向变化产生新的行驶曲线的位置变化，也就是新的行驶曲线相对于先前的行驶曲线移动。该移动由曲率确定。
[0012]在第七方法步骤中检测是否这些移动由允许的行驶车道导出新的行驶曲线通过在所有基点和引导点、至少所有相对于先前的行驶曲线发生移动的基点和引导点确定新的行驶曲线与先前的行驶曲线的间隔也就是位置变化来实现。以相同的方式在第十方法步骤中在移动的行驶曲线上进行相应的检测。
[0013]相比于行驶曲线的前述移动，所述移动能够在不同的基点或引导点不同地实现，在第九方法步骤中进行的总的移动存在，其中总的新的行驶曲线均匀地在边界中如此移动，使得新的行驶曲线的轮廓自身保持不变，也就是说行驶曲线的所有部分经历一致的位置变化。总的移动不依赖于曲率并且不改变曲率。在对于允许的行驶车道中间的位置上移动的行驶曲线采用允许的行驶车道的边缘的相同距离，特别是在移动的行驶曲线最大幅地偏离路段并且由此具有离开沿着路段经过的允许的行驶车道的最大危险的地方。
[0014]在之前导入的术语:确定的、先前的、新的和移动的行驶曲线表示前述的行驶曲线优化也就是曲率平滑的中间结果和最终结果。
[0015]本发明实现了简单、快速和准确确定具有沿着行驶曲线的经过曲率的优化分配亦即具有最小可能的曲率的行驶曲线。如此优化的行驶曲线减小了沿着行驶曲线必要的引导运动并且对于驾驶员和车辆实现了更高的曲线速度。按