[发明专利]用于计算车辆的驾驶策略所用的避撞轨迹的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于计算车辆(Fahrzeug)的驾驶策略 (Fabrmanoever)所用的避撞轨迹(kollisionsvermeidenden Trajektorie)的 方法。本发明同样涉及一种用于车辆以用于避免碰撞的方法。此外， 本发明涉及用于执行或实施这类方法的计算机程序，计算机程序产品 和设备。

背景技术

文件DE102004056120A1涉及一种用于在行驶期间避免碰撞或 减轻碰撞后果(Kollisionsfolgenminderung)的方法，其中，机动车接近 障碍物、尤其是在前方行驶的车辆，其中，在一种方法中至少确定机 动车和障碍物之间的相对速度、确定直至用于避免碰撞的避让策略的 最迟开始点所仍具有的时间间隔(作为避让时间间隔)，并且依赖于所 确定的避让时间间隔而采取避免碰撞的行动或减轻碰撞后果的行动。

尤其从机器人学中已知了不同的用于轨迹规划的方法，机器人可 借助其而无碰撞地(kollisionsfrei)运动经过大量障碍物。在此，其既可 为机械臂也可为车辆。该运动可以在二维或三维空间中进行。

由实践中已知了这样的方法，其仅考虑静止的障碍物。其它一些 方法则可把运动的障碍物也包括在内。所谓的“路标法”将所有的所 获取到的障碍物的角点彼此连接并由此构造出关于所有可能的路径 (Pfade)的标绘图。那么，借助该标绘图可计算出通过带有障碍物的周 围环境的路线(Weg)。例如，一种这类方法在文件US 2005/0192749A1 中公开。此外，已知了这样的方法，其将整个周围环境划分为不发生 碰撞的和会发生碰撞的单元格并选出不发生碰撞的单元格而连接成 穿过所存在障碍物的不发生碰撞的路线。然而，这类方法仅适用于静 止的障碍物。

此外存在有这样的方法，其以与障碍物相关联的虚拟力为基础。 如果所有障碍物对机器人产生排斥作用而仅目标点对机器人产生吸 附作用，则可构造出类似于电场的势场，通过该势场，通过障碍物的 路径可根据所叠加成的合力(与场的梯度成比例)被确定。该原理与障 碍物是否运动无关，因为路径仅基于针对各个当前时间点的场的所得 到的合力而得出。所以，这类方法可类似地用于运动的和不运动的障 碍物。在文件DE 42 07 001 A1中所描述的机器人引导装置采用了带 有节点的阻抗栅(节点中的每一个都代表可被驶过的(befahrbar)周围环 境内的单独的和离散的位置)以及节点之间的连接。带有打开的连线的 节点之间的连接会导致在机器人的尝试时的错误、沿着可行驶的 (fahrbar)路径行驶且可能导致与可被驶过的周围环境内的障碍物的碰 撞。

发明内容

这样一种根据本发明的方法——该方法用于计算车辆(尤其是机 动车)的驾驶策略所用的用于避免碰撞或者减轻碰撞后果的轨迹以便 避让开在行驶期间接近该机动车的至少一个障碍物，其中，机动车的 横向速度以不依赖于机动车的纵向(longitudinalen)速度的方式在计算 中被考虑——使得针对交通典型场景的、用于车辆(尤其是机动车)或 类似于车辆的可动机器人的非常有效、简单和快捷的轨迹计算成为可 能。根据本发明的方法尤其地适合于这样的交通场景，在其中，典型 地，在纵向方向上存在有比在横向方向上显著地更高的速度。由此， 有利地，轨迹规划可简化成在已知的纵向位置下计算横向位置，该纵 向位置从可假定为已知的纵向速度中得出。由此，原本的二维的路线 规划被减少了一维，这导致明显的简化并由此导致更快的计算。

相应地，建议了这样一种方法，其可针对静止的和运动的障碍物 而在二维空间中为本车辆计算轨迹且适合于典型的道路交通的场景 和障碍物态势(Hinderniskonstellationen)。通过限制维数，轨迹可非常 有效且简单地被计算。然而原理上，扩展到更多的维数是可设想的。 通过假设与纵向速度相比相对较小的侧向的或者说横向的速度，纵向 和横向运动学(Laengs-und Querkinematik)可在良好的近似下(in guter  Naeherung)被解耦。因此可相对简单地找到无碰撞地在可能的障碍物 旁绕过(vorbeifuehren)的轨迹。这可如此地实现，即，根据已知的车辆 纵向速度而确定通行地点和通行时间点并计算在这些地点处的可能 的可达到的横向位置。