WO2011067252A1 - Verfahren und steuergerät zur bestimmung einer schnitttrajektorie eines kurvenabschnitts einer fahrbahn - Google Patents

Verfahren und steuergerät zur bestimmung einer schnitttrajektorie eines kurvenabschnitts einer fahrbahn Download PDF

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WO2011067252A1
WO2011067252A1 PCT/EP2010/068530 EP2010068530W WO2011067252A1 WO 2011067252 A1 WO2011067252 A1 WO 2011067252A1 EP 2010068530 W EP2010068530 W EP 2010068530W WO 2011067252 A1 WO2011067252 A1 WO 2011067252A1
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WO
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trajectory
curve
segment
curvature
section
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PCT/EP2010/068530
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Lutz Buerkle
Michael Fischer
Thomas Maurer
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Robert Bosch Gmbh
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Priority to US13/513,152 priority patent/US9278712B2/en
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    • B62D1/24—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/30—Road curve radius

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a trajectory of a curved section of a roadway according to claims 1 and 15, a control device according to claim 13, and a computer program product according to claim 14.
  • Lane Keeping Support refers to lane keeping systems that assist the driver by directing steering moments while keeping the vehicle in the lane.
  • First LKS systems have already been introduced to the European market. They include a lane recognition system with which the lane course in front of the vehicle, for example the curvature and the change in curvature, and the relative position of the vehicle in the lane, for example the lateral distance and the difference angle, can be determined.
  • the traffic area in front of the vehicle is detected with a video camera and evaluated the gray value images in a control unit.
  • data from other environment sensors as well as information from the digital map may be included to support and expand the video-based lane information.
  • DE 10 2005 056 21 1 A1 describes a method for controlling the transverse movement of a vehicle, in which the course of a lane ahead is detected at least up to a look-ahead and a target trajectory for the vehicle is planned by means of a control unit.
  • the present invention provides a method for determining a cutting trajectory, which makes it possible to cut a corner of a road through a vehicle, a control unit which uses this method, and finally a corresponding computer program product according to the independent patent claims.
  • Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
  • a setpoint trajectory can be determined in order to guide the vehicle safely in the lane with a continuous steering intervention.
  • This trajectory can be in the middle between the left and right lane boundary. It can therefore be regulated independently of the road conditions and in particular curves on the center of the road. This is unpleasant for the driver because it does not match his own driving style.
  • the approach according to the invention can be implemented, for example, by an LCS system and take advantage of the possibility of curve cutting within one's own lane.
  • the invention is based on the recognition that the possibility of curve cutting in the trajectory planning for a lane keeping system of a vehicle can be taken into account.
  • Core of the invention is an algorithm for cutting curves in the own lane when used with a driver assistance system for
  • the curve cutting can be made possible within the own lane by an algorithm that knows the horizontal route with a certain Vorrausschauweite.
  • the cutting of the curves can be parameterized in their measure for the driver himself, in order to simulate a driver's own driving style in curves. This results in a more pleasant driving feel and more driving safety.
  • the lateral acceleration when driving through curves of all kinds can be systematically reduced.
  • an algorithm can ensure that within certain limits a trajectory is planned in such a way that the curves are cut easily and comfortably for the driver. This creates a safety and comfort gain for the vehicle occupants.
  • the lane may be planned taking into account human steering behavior and the "RAS Guideline", which means that the trajectory can be planned using clotone segments This means that no unnatural steering movements take place, so that only constant and evenly increasing or decreasing steering angles are needed, so for example for entering a curve is a constant
  • Another advantage is that a broadening of the road in curves can be useful used.
  • the degree of curve cutting is on request from
  • the present invention provides a method of determining a trajectory that enables cutting of a lane of a lane by a vehicle, comprising the steps of: receiving information about the curve section via an interface; Dividing the curve section into a straight line segment having a straight line length, into a Klotoidensegment with a Klotoidenin, a Klotoidenstartkurümmung and a Klotoidenpa- parameter and in a circular arc segment with a circular arc length and a circular arc curvature; Determining a straight line trajectory for the straight segment, a clotoid trajectory for the clotoid segment, and a circular arc trajectory for the circular arc segment, based on an adjustment rule that is designed for straight line length, clot length, clot start curl, clotoid parameter, arc length, and arc curvature so that a curvature of the Klotzidentrajektorie and a curvature of the circular arc trajectory is each less than
  • Curvature of the curve section and determining the intersection trajectory from the straight line trajectory, the clipping trajectory and the arc trajectory.
  • the curved section may be a roadway section lying in front of the vehicle in the direction of travel and may have a curvature.
  • the information about the curve section may for example define a course of the curve section, a course of the curvatures within the curve section, for example over the route, specific characteristics of the curve section or a course of a width of the lane in the curve section.
  • the information about the curve portion may represent information that may be provided by a predictive environment sensor or a database with corresponding lane information. To locate a particular curve section, information provided by a location system may be used.
  • the cladding segment can represent a transitional arc, the curvature of which increases linearly.
  • the Klotoidenparameter can be a slope of the Define curvature course.
  • the circular arc segment may have a uniform radius of curvature.
  • a direction of curvature of the Klotoiden- segment and the arc segment can correspond to a direction of curvature of the curve section.
  • the curve section can be represented by the straight segment, the clotid segment and the circular arc segment.
  • the section trajectory may represent a trajectory of the vehicle through the curve section.
  • the sectional trajectory can have a smaller maximum radius of curvature than a trajectory that leads through the curved section in the middle of the lane. The result is that the curve is not extended along an imaginary midline, but cut.
  • the adjustment rule may be configured to set adjustable parameters such as clot length, claw curvature, arc length and arc curvature based on predetermined or adjustable boundary conditions, for example a maximum offset between the cutting trajectory and the lane center. Suitable setting algorithms can be used for this purpose.
  • the adjustment rule can be designed to set one, several or all of the parameters.
  • the parameters can be used to set the gradients of the straight trajectory, the clotoid trajectories and the arc trajectories.
  • the section trajectory can be created by a juxtaposition of the straight line trajectory, the Klotoidentrajektone and the arc trajectory.
  • the curve portion can be further divided into a straight line segment with a straight line length.
  • a straight line trajectory for the line segment can be determined based on the adjustment rule, wherein the adjustment rule is designed to set the straight line length so that the maximum curvature of the Klotzidentrajektone and the curvature of the arc trajectory is each less than the maximum curvature of the curve section.
  • the section trajectory can be determined from the straight line trajectory, the Klotoidentrajektone and the arc trajectory.
  • the straight line segment lends itself, for example, to implement a curve input or a curve output according to the inventive approach.
  • Klotoidensegment are interconnected. In an S-curve, however, two circular arc segments with different signs are connected to each other by a Klotoidensegment.
  • the adjustment rule can be designed to determine the straight-line trajectory, the cloning trajectory and the arcuate trajectory in such a way that the cutting trajectory at a vertex of the curve section has a predetermined offset into the curve interior relative to a trajectory in the center of the traffic lane.
  • the predetermined deposit may be fixed or predetermined by the driver. In this case, the predetermined shelf depending on a width of
  • Lane especially at the apex, be varied.
  • the predetermined tray may also be selected depending on a vehicle speed and a maximum curvature of the curve section.
  • the adjustment rule may be configured to determine the straight line trajectory, the claw trajectory, and the arc trajectory such that an angular direction of a starting point of the cutting trajectory corresponds to an angular direction of a starting point of the trajectory at the center of the lane and an angular direction of an end point of the sectional trajectory of an angular direction corresponds to an end point of the trajectory in the middle of the lane.
  • the adjustment rule can be designed, for example, to determine the straight line trajectory, the claw trajectory and the arcuate trajectory taking into account a vehicle speed and a curvature of the curve. section.
  • real parameters can be included to determine the section trajectory.
  • Another core idea of the present invention is to start off curves. This allows the radius of the vehicle trajectory, beyond the pure
  • Curved cutting out be further increased, through an optimal utilization of the entire available roadway width, possibly also the roadway space before and after the actual curve. This approach of starting curves is based on the knowledge that the
  • Driving behavior is the more passenger-friendly fails, the greater the radius traveled, or the smaller the curvature of the trajectory of the vehicle is.
  • the present invention further provides an embodiment of a method for determining a trajectory in which the adjustment rule is adapted to a further straight line trajectory, another Klotzidentrajektorie and in an area immediately adjacent to the curve section determine further arc trajectory so that a further Thomastrajektorie in the area has another predetermined storage with respect to the center of the lane. This allows start-up and extension of the curve to further minimize curvature for the entire curve trajectory.
  • the adjustment rule can thus be designed to determine at least one further Klotoiden- or curve trajectory having a direction of curvature opposite to a direction of curvature of the curved portion.
  • the section trajectory can be determined from the straight line trajectory, the clotoid trajectory, the arc trajectory and the at least one further clot trajectory trajectory.
  • the method according to the invention may further comprise, in the different embodiments, a step of determining a transverse trajectory-based lateral guidance of the vehicle, the transverse guidance being suitable for controlling the vehicle along the section trajectory through the curved section.
  • the method according to the invention may comprise a step of subdividing a road section of the roadway into a plurality of curve sections, which may represent a curve input, an asymmetrical curve, an S curve and / or a curve output.
  • a section trajectory according to one of the preceding claims can be determined, and a trajectory for the route section can be formed by juxtaposing the sectional trajectories of the plurality of curve sections.
  • the individual sectional trajectories can be determined sequentially, ie one after the other. There are no iterations required.
  • the present invention further provides a method of determining a cutting trajectory that enables cutting of a lane of a lane by a vehicle, comprising the steps of: receiving information about the curved portion via an interface; Dividing the curve section into at least one curve segment having a segment length and a start curvature, wherein the curve segment is either a straight line segment or a circular arc segment or is a curve segment whose
  • Curvature is a function of an arc length of the curve segment; Determining a cutting trajectory from the at least one curve segment such that the cutting trajectory at a particular point of the curve section has a predetermined offset with respect to a center of the traffic lane.
  • the function of an arc length can represent a derivative.
  • the curvature may be a second derivative of the arc length.
  • the particular point may be a vertex, midpoint, or other suitable point on the curve portion.
  • the method can be implemented with the aid of suitable optimization methods.
  • Curve segment can be a circle segment, a clotone segment, a spline segment ment and / or Beziersegment. Although in the following embodiments and embodiments reference is made to the straight line segment, the corresponding examples can also be carried out without the straight line segment. For example, in the implementation of a so-called asymmetrical curve or a so-called S-curve typically no straight line segment is required.
  • the intersection trajectory may include at least one trajectory segment having the segment length and the starting curvature, where the trajectory segment is either a straight line segment or a circular arc segment or a curve segment whose curvature is a function of the arc length of the trajectory segment.
  • the cutting trajectory can be determined such that a maximum curvature of the cutting trajectory is less than a maximum curvature of the curved section.
  • the curve section may be subdivided into a plurality of curve segments having a segment length and a start curvature, wherein the start curvature corresponds to an end curvature of a preceding curve segment and whose curvature is either constant over the arc length of the curve segment in the form of a straight line segment or arcuate segment changes linearly with the arc length of the curve segment in the form of a Klotoidensegment.
  • the intersection trajectory may be subdivided into a plurality of trajectory segments having a segment length and a starting curvature, the starting curvature corresponding to the end curvature of a preceding trajectory segment and having a curvature either constant over the arc length of the trajectory segment in the form of a straight or circular segment or linear with the trajectory segment Arc length of the trajectory segment in the form of a Klotoidensegments changes.
  • the line length, the clot length, the start curvature of the clotid, the clotid parameter, the arc length, and the arc curvature can be adjusted to provide maximum curvature of the clot trajectory and a curvature of the circular arc trajectory is in each case smaller than a maximum curvature of the curved segment and in which a straight trajectory is assigned that is assigned to the straight segment, a claw trajectory is assigned, which is assigned to the clotid segment and a circular trajectory is determined, which is assigned to the arc segment, and in which the section trajectory (330) is determined from the straight line trajectory, the Klotoidentrajektone and the arc trajectory.
  • the straight trajectory, the claw trajectory and the circular trajectory may be determined so that the intersection trajectory at a vertex, midpoint or other suitable point of the curve section has a predetermined offset into the curve interior with respect to the center of the traffic lane.
  • the straight line trajectory, the claw trajectory and the arc trajectory may be determined such that an angular direction of the cutting trajectory at a starting point of an angular direction corresponds to the center of the driving lane at a starting point and an angular direction corresponds to the cutting trajectory at an endpoint of an angular direction of the center of the driving lane at an end point ,
  • the straight line trajectory, the claw trajectory and the arc trajectory can be determined taking into account a vehicle speed and a curve curvature.
  • another straight line trajectory, another claw trajectory and another circular trajectory can be determined such that a further cross trajectory in the region has a further predetermined offset with respect to the center of the traffic lane.
  • the method may include a step of determining a cross-trajectory-based lateral guidance of the vehicle, the transverse guidance being suitable for controlling the vehicle along the section trajectory through the curve section.
  • the method may include a step of dividing a lane section of the lane into a plurality of curved sections representing a curve entrance, a contracting or opening curve, an S-curve and / or a curve exit, and a sectional trajectory for each of the plurality of curve sections is determined according to one of the preceding claims and wherein a trajectory for the link is formed by juxtaposing the Thomastrajektorien the plurality of curve sections.
  • the present invention further provides a control device which is designed to carry out or implement the steps of the method according to the invention. Also by this embodiment of the invention in the form of a control device, the object underlying the invention can be achieved quickly and efficiently.
  • a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control signals in dependence thereon.
  • the control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • Also of advantage is a computer program product with program code, which is stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above, when the program is executed on a control unit.
  • a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory
  • FIG. 1 is a block diagram of a structure of trajectory planning according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic illustration of the curve decision, according to an embodiment of the present invention.
  • 6a is a schematic representation of a cam track, according to an embodiment of the start of curves
  • FIG. 6b shows a further schematic representation of a curve trajectory, according to an exemplary embodiment of the approach of curves
  • Fig. 7 is an illustrated illustration of the formulation of
  • FIG. 8 shows a trajectory planning in the x-y coordinate system, according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • 1 1 shows a result of the trajectory planning for the curve input, according to a further embodiment of the present invention. 12 shows the result of the trajectory planning for the curve output, according to a further exemplary embodiment of the present invention;
  • Fig. 14 Result of trajectory planning for an S-curve, according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a structure of trajectory planning according to an embodiment of the present invention. Shown is a vehicle sensor system 102, a transverse guide 104 and a steering actuator 106.
  • the transverse guide 104 may have a device for trajectory planning 12 and a steering controller 14.
  • the vehicle sensor system is designed to detect suitable information for the trajectory planning 12 and to provide it to the transverse guide 104.
  • the Trajektorien doctrine 1 12 and the steering controller can be coupled together.
  • the transverse guide 104 can be designed to determine a trajectory and to provide the trajectory with corresponding steering information to the steering actuator 106.
  • the trajectory planning 1 12 may be integrated into an LCS system and to determine a trajectory as a target specification for a cross controller 104.
  • the route ahead of the vehicle can be determined from a digital map and a current vehicle position. This can be transmitted in sections in the form of straight line, Klotoiden- and circular arc segments to the Trajektorien opposition 1 12.
  • the reason for choosing these geometrical shapes is that they have a continuous linear curvature. antee.
  • the Klotoide is the transition arc of two different constant curvature values of straight and circular arc.
  • the data from a digital map may be fused to video data, such as a predictive video system located on the vehicle. This is helpful, for example, in the case of outdated map material or poor GPS reception and it is possible for a short time to compensate deviations of the map data from actual curvature progressions. To ensure that changed input data are taken into account sufficiently quickly, the inventive trajectory planning can run cyclically several times a second during the journey.
  • the following sections are planned.
  • the current clipboard can be acted forward. This means that an unfavorable deposit for the next curve section can be corrected in advance at the vertex of the curve.
  • This functionality can be combined very well with a speed recommendation for the curve section in front of the vehicle.
  • the transverse guide 104 and in particular the trajectory planning 1 12 can be designed to implement or execute the inventive method for determining a trajectory.
  • the method may include a step 212 of receiving information about the curve portion via an interface.
  • the information may, for example, be provided by the vehicle sensor system shown in FIG. 1.
  • a subdivision of the curve section into a clotid segment, a circular arc segment and possibly a straight line segment can take place.
  • trajectories can be determined for the individual segments. According to the invention, lengths and curvatures of the trajectories can be determined such that from the individual trajectories in a further step
  • Step 216 may be over Be jumps. Compared to a trajectory that runs in the middle of a lane of the curve section, the total trajectory can have a smaller maximum curvature. This can be achieved by determining the lengths and curvatures of the trajectories according to corresponding specifications in step 216.
  • the overall trajectory can be used by a lane keeping system as the basis for controlling the vehicle.
  • FIG. 3 shows a process of curve cutting according to an embodiment of the present invention. Shown is a curve portion 320 of a roadway having a first lane 322 and a second lane 324.
  • Vehicle 326 moves on first lane 312.
  • vehicle 312 may move along a trajectory 328 that runs centrally in first lane 322.
  • a section trajectory 330 is determined, which enables a curve cutting with a lateral tray 332.
  • the tray 332 characterizes a lateral shelf or a lateral distance from the center of the lane 328. Because of the lateral shelf 332, the section trajectory 330 runs on the inside of the curve of the middle of the lane 328.
  • the lateral shelf 332 can extend over the course of the sectional trajectory 330 and, for example, be greatest at the vertex of the curve portion 320.
  • a size of the tray 332, starting from the beginning of the curve section 320, can increase continuously up to the vertex and then decrease continuously until the end of the curve section 320.
  • the tray 332 may be "zero".
  • an inventive algorithm ensure that when passing through the curve 320, the curvature of the trajectory 330 relative to the curve 328 systematically reduced and at the same time a certain distance 332 is maintained to the lane center.
  • Curves are constructed in such a way that, after a straight line, the curvature value first increases linearly with the arc length (curve entry with clotoids), then remains constant (arc with apex) or different curvatures are achieved, which are respectively connected to clotoid segments and then drop again (curve exit with clotoids ).
  • Curve is therefore not set.
  • the simplest curve consists of three segments
  • An S-curve then consists of five segments (Klotoide - circular arc - Klotoide - circular arc - Klotoide) (without the surrounding lines).
  • An opening or closing curve also consists of five segments (excluding the surrounding lines), all of which have the same curvature. It is also conceivable curves that combine unbalanced and S-curves and therefore have a higher number of curve parameters. Therefore, the planning of the trajectory must be done individually for the successive curve segments.
  • FIG. 4 shows a representation of four basic elements, according to different embodiments of the present invention, each shown with x-y coordinates, in the upper part of the image and with corresponding curvature data, in the lower part of the image, representing the curvature over the path.
  • a first base element represents a curve input 441, a second base element an unbalanced curve 443, a third base element an S curve 445 and a fourth base element a curve exit 447.
  • a curve input 441 the elements straight line, clothoid and circular arc are stapled together and at a curve exit 447 circular arc, clothoids and another straight line.
  • An unbalanced curve 443 consists of a circular arc, a clothoid and a circular arc. This shows curves with the same signs of curvature that contract or widen.
  • the S-curves 445 are composed of the same elements, with the difference that in the clothoid section the curvature has a zero crossing and the sign changes, but the curvature change still remains constant. For a simple right turn you need two basic elements.
  • the first base element for the curve input preferably extends to half of the circular arc (vertex of the curve).
  • trajectory planning is thus reduced within the four basic elements in each case to six parameters for the curvature description (s- ⁇ , ⁇ - ⁇ ), (S 2 , K 2 ), and (S3, K 3 ) and the associated boundary conditions and the constraints Service.
  • the boundary conditions must be used to ensure that the stapling of the basic elements in the xy description is continuous and differentiable. Also, in the sK description, continuity and sweeping the same yaw angle must be guaranteed. This keeps the modularization of the trajectory planning in the individual basic elements consistent.
  • the boundary conditions ensure that the curvature is reduced and the shape of the curve is maintained.
  • the planning within the basic elements is carried out to such an extent that, for curve cutting, a maximum lateral storage value from the center of the traffic lane at the vertex is selected as a parameterizable measure.
  • the six free parameters are chosen so that they must be reached from the endpoint of the trajectory.
  • a point is set which the trajectory to be generated for the curve input should intersect with the same yaw angle as the center lane of the lane at the curve vertex.
  • the new intersection is achieved with a reduced maximum curvature and thus specifically reduces the lateral acceleration and increases ride comfort.
  • a course of a trajectory 451 and a coordinate system with a curve 452 over the path are shown.
  • the path s is plotted on the abscissa and the curvature ⁇ is plotted on the ordinate.
  • the trajectory 451 has no curvature in a first region, a curvature rising in a central region, and a constant curvature value not equal to zero in an end region.
  • a course of a trajectory 453 and the coordinate system with a curve 454 over the path are shown.
  • the trajectory 453 has a constant curvature value not equal to zero in a first region, a curvature rising in a central region, and a constant curvature value not equal to zero in an end region.
  • the trajectory 455 has a constant first curvature value not equal to zero in a first range, a linearly increasing curvature in a middle range, and a constant second curvature value not equal to zero in an end range.
  • the first and second curvature values have different signs because the direction of curvature of the S curve 445 reverses over the path.
  • the trajectory 457 has a constant curvature value not equal to zero in a first region, a linearly decreasing curvature in a middle region and no curvature in an end region.
  • curvature values can also have a negative sign.
  • the central region of the curvature curves 454, 456 can also decrease linearly, ie in a linear manner, in general terms.
  • a road pattern may be divided into the four basic elements, ie curve inputs 441, curve outputs 447 and curve sections of varying curvature, with equal (asymmetric curve section) curvature sign 443 and different (S curve section) curvature sign 445.
  • the four base elements 441, 443, 445, 447 can each be composed of three geometric shapes, wherein a transition between two different curvature values is always a Klotoidensegment set to one to ensure steady curvature.
  • the basic elements 441, 443, 445, 447 are each treated individually, that is, an algorithm is used to determine a trajectory with which the curve can be cut in a suitable manner, and lined up in accordance with the route. In order to ensure a seamless and smooth transition, certain constraints must be met for the treatment of the individual base elements 441, 443, 445, 447.
  • Fig. 5 shows a curve cutting on the example of the curve input.
  • a trajectory 528 In the upper image section, a trajectory 528, a planned section trajectory 530 and a lateral storage 532 are shown.
  • the trajectory 528 may correspond to the actual curve, for example along the center of the traffic lane.
  • the trajectory 528 is divided into three sections, wherein a first section has no curvature, a second section has a linearly increasing curvature, and a third section has a constant maximum curvature.
  • the intersection trajectory 530 has a maximum curvature that is less than the maximum curvature of the trajectory 528.
  • the repository 532 increases toward the end of the curve and has a value A_s at the endpoint of both trajectories 528, 530.
  • the arc length s is plotted on the abscissa. This applies to the curvature curves 570, 572 but not to the trajectories 528, 530.
  • a coordinate system is shown in which the abscissa represents the path s and the ordinate the curvature ⁇ . Shown are a first section 561, a second section 562 and a third section 563, which may correspond to the corresponding sections of the trajectory 528 or the section trajectory 530.
  • a curvature profile 570 for the trajectory 528 and a curvature profile 572 for the sectional trajectory 530 are plotted in the coordinate system.
  • both curvature curves 570, 572 are equal to zero.
  • a length of the straight line of the curvature curve 572 for the sectional trajectory 530 in the first section 561 is shorter than the length of the straight line of the curvature curve 570 for the trajectory 528.
  • the curvature curve 570 has a smaller gradient than the curvature curve 572.
  • the third section 563 is a reduction 575 of the maximum curvature in the curve 570, which is associated with the planned section trajectory 530, shown in comparison to the curvature 572.
  • a curvature profile and a length of the clootoid segment in the second section 562 and finally a length of the straight segment in the first segment 561 can be determined so that certain secondary conditions are met and initial sections of the trajectories 528, 530 coincide in terms of filing and angular direction ,
  • the respectively desired storage value A_s 532 in the curve vertex may depend on the curve speed and the maximum curvature of the curve.
  • the first condition is that the finished planned base element can be inserted seamlessly into the trajectory course.
  • Another condition is that the transitions at the seams are each smooth, which means that the intersection trajectory should cause the same yaw angle change in the vehicle as the trajectory on the roadway center.
  • the steering angle should follow only natural movements, so the steering angle curve should increase and decrease continuously and approximately linearly in time, ie with constant steering speed.
  • the planned intersection curve should always map the course of the route in order to ensure a meaningful course of the section trajectory 530.
  • the last proviso is that the curve cutting with guaranteed reduced curvature and steering movement and the vehicle does not leave the lane at any time.
  • the effects on the individual curvature sections and on the trajectory curve 530 are shown in the sections 561, 562, 563 in FIG. 5.
  • the maximum curve input curvature is reduced and the segment length is maintained (similar course of the section trajectory).
  • the Klotoidensegment extended in the second section 562 to ensure the smooth course at the seams (same yaw angle).
  • the straight segment in the first section 561 shortens so that the targeted storage point is reached.
  • the only freely parameterizable values in this curve section are the length of the circular arc in the third section 563 and the length of the desired file 532 in the curve vertex A_s. There is always a solution with reduced maximum curve curvature.
  • Trajectory planning can pass the lateral distance from the center of the lane, the planned trajectory curvature, and the planned angle to the center of the lane as a new default to the LKS controller. This data can still be compared with the lane information, from the in-vehicle video sensors to compensate for incorrect map information.
  • Figures 6a and 6b are directed to further embodiments of the present invention, in which a start of a curve takes place.
  • the approach of the curve takes place to minimize the Trajektorienradius, possibly with cutting, as described in the other embodiments.
  • FIG. 6 a shows a schematic illustration of a curve trajectory 630, according to an exemplary embodiment of the present invention, in which the curve is approached.
  • a basic element consists of the six parameters (si, Ki), (S 2 , K 2 ), and (S 3 , K 3 ). As a result of the variation of these parameters, starting from the route course, a trajectory is generated which fulfills the required conditions on the xy and sK courses, as shown in FIG.
  • FIG. 6 b shows a further schematic illustration of the course trajectory 630 shown in FIG. 6 a, according to a further exemplary embodiment of the present invention. Shown is a roadway section with two separated by a centerline
  • the road section has a curve.
  • the curve trajectory 630 runs in places on the outside lane. Furthermore, the sectional trajectory 330 is shown, which can be determined according to the embodiment described with reference to FIG. In the curve, a beginning of the actual curve KA and an end of the curve KE is marked.
  • Curve trajectory 630 plots a starting point A, a first turning point of curvature WP1, a first foot point FP1, a vertex of curve IP, a second foot point FP2, and a second turning point of curvature WP2.
  • the effective trajectory radius can be reduced by the fact that the foot points FP1, FP2 of the curve trajectory 630 do not lie in the middle of the lane, as shown in FIG.
  • the foot points FP1, FP2 must be placed simultaneously before the beginning of the curve KB and behind the end KE and thus extend the curve virtually.
  • the foot points FP1, FP2 are correspondingly at the same time the trajectory points which come closest to the outer road side.
  • the distance is parameterizable, or e.g. also adjustable by the driver.
  • the distance at the vertex of the curve IP, where the vehicle comes closest to the neighbor track is parameterizable, or e.g. also adjustable by the driver.
  • Section trajectory 330 How the points A, FP, E, etc. are to be chosen and placed at the end is determined by the topology of the road. The goal is to minimize the maximum trajectory curvature of the finally traversed curve trajectory 630 under the mentioned boundary conditions.
  • the entire trajectory thus additionally includes in each case a segment of the retrieval bounded by the points A and WP1 and a segment of the recapture delimited by the points WP2 and E.
  • the segment of the recovery is the approach of the curve, is first driven counter to the main curve direction to get to the outer edge of the lane. Ditto for re-catching in the middle of the lane.
  • the curve segment for passing through the main curve ie between the first inflection point WP1 and the second inflection point WP2 of the curvature, therefore also lays a larger circular arc than the curve itself is long.
  • the segment labeled Curve Segment may also be represented by one or more clothoid segments or other functional pieces.
  • the method of starting-up described in FIG. 6 can also serve as an extension for the further exemplary embodiments.
  • the cut trajectory 330 would be replaced by the curve trajectory 630 with its additional clothoid and circular bottom segments.
  • Fig. 7 shows an illustrated representation for the formulation of the boundary and secondary conditions.
  • an x-y curve of a track center 328 and a course of a planned trajectory 330 are shown.
  • an s-K profile with a curve course 570 for the track center 328 and a curve 572 for the planned trajectory 330 is shown.
  • connection conditions to the previous / following basic element must be fulfilled.
  • the procedure is as follows.
  • the base elements are identified by the curvature segments (straight line, clothoid, circular arc).
  • the curve input is modified by minimizing the curvature and reducing the segment lengths are adjusted.
  • the calculated vertex is reached as the end point of the curve input trajectory, as shown in FIG.
  • FIG. 8 shows a trajectory planning in the xy coordinate system, wherein the planned trajectory T 330 results from the path S 328.
  • the basic requirement for this is that the trajectory T has the same starting point as the path S. This is ensured by the coordinate transformation, which ensures a continuous and differentiable xy curve in the coordinate origin.
  • a x and A y are the components of A s max in the xy coordinate system and defined as
  • the constraints on the x-y curve are as follows.
  • the maximum storage should be at the apex of the trajectory and also depend on the expected lateral acceleration and a human factor.
  • Vertex is given by dividing the route into the basic elements. Test subjects showed that in the majority of cases the maximum lateral deposit was reached in the middle of the arc section. The basic elements are after this observation and thus also the vertices of the trajectory. The location of the vertex remains parameterizable in order to adapt the trajectory planning to different requirements / driver types.
  • the choice of a circular arc length can be used. It is advisable always to keep constant the length of the segment which most affects the curve shape, ie has the greatest curvature. Depending on the base element, this condition can be used as a supplement if one degree of freedom is not treated by the remaining conditions.
  • the boundary conditions result from the distribution of the distance and thus also the Trajektorienverlaufes in the four basic elements.
  • the following measures must be taken in the x-y and the s-K course.
  • the x-y course of the trajectory like the path, must be continuous and differentiable, as shown in FIG.
  • the fulfillment of equations (4.8) and (4.9) ensures a steady course.
  • the differentiability is achieved by fixing the x-y profile of the trajectory of a following base element 901 at the correct angle to the preceding base element 903. These requirements are shown in Fig. 10 for the s-K trace.
  • each of the three segments must be varied in length and end curvature according to the established boundary conditions and constraints, so that the conditions can be consistently applied to the four elements. So here's the implementation of the conditions to an algorithm described.
  • the first part of a curve is always the curve input, which consists of a straight line with the parameterization (si s , KI s ), a clothoid with (s 2 s , K 2 s ) and a circular arc with (s 3 s , K 3 s ) consists.
  • the three segments are described with end curvature and length, so that the Cartesian coordinates and yaw angle of the complete curve input trajectory can be calculated. It should be noted that in the formation of the base element, the first and third Segmentlän- halved so that the curve sections before and after entering the curve can be attached in the correct length and thus the curve vertex lies on the half of the circular arc and represents the end point of the trajectory.
  • the length of the arc s 3 remains as a free parameter and is set so that the trajectory shape is similar to that of the curve, with
  • a limitation that may arise from the length of Si s is that the predetermined lateral shelf can not be achieved. It must be at least as long that it can be used to cut the curve. Considering equation (4.19), the reason becomes apparent.
  • the yaw angle condition says that with decreasing ⁇ 3 the length of the clotoids s 2 must increase. Curved cutting shortens the overall length of the base member, resulting in additional shortening of Si. The length Si is therefore used in the determination of the curve-typical upper limit for the peak deposition A s , m ax.
  • K, ⁇ (4.23) is set.
  • the zero position search obtains as a secondary condition ⁇ 3 ⁇ K 3 S.
  • FIG. 1 1 shows the relative lateral tray 1102, the curvature course 1003 and the yaw angle course 1 104.
  • the curve output consists mirror-symmetric to the curve input from a juxtaposition of the segments circular arc, clothoid and straight line.
  • the problem of the trajectory determination for the curve output is transformed and treated as curve input, in that the 1. and 3rd segment are reversed and the clothoid is reversed accordingly.
  • the segments are parameterized as a straight line (si s , KI s ), a clothoid (s 2 s , K 2 s ), and a circular arc (s 3 s , K 3 S ).
  • the new tray must be determined via the path for the LCS controller, it is necessary to transform the tray and path vector back after trajectory planning. For this purpose, the vectors are re-stored from back to front. The path vector must also be cleaned up from the offset so that the first entry lies in the origin of the coordinates. This applies accordingly for the curvature and yaw rate data.
  • x T - ⁇ x s + A x ) 0 (4.24)
  • y T - (y s + A y ) 0 (4.25)
  • x T f x (si, s 2 , s 3 )
  • y T f y (s 2 , s 3 ).
  • the transformed starting point of the cutting trajectory must lie on the straight segment of the curve center trace, the end point on the curve vertex, ie the end point of the previous curve segment.
  • the parameter s 2 is used to fulfill the yaw angle condition. It turns out
  • Si can be determined by solving (4.24).
  • FIG. 12 shows the route guidance 1201, the relative lateral shelf 1202, the curvature course 1203 and the yaw angle course 1204.
  • unbalanced curve is here called a curve that has a sectionally constant curvature course not equal to zero.
  • the geometric elements used are a circular arc (si s , KI s ), a clothoid (s 2 s , K s ), and a second circular arc (s 3 s , K 3 s ).
  • the curvatures KI s and K 3 s have the same sign.
  • the continuity conditions for the xy curve are chosen as the basic equation, ie
  • the starting point of the trajectory is the vertex of the previous section trajectory, and the end point is the new vertex, which is determined using A s max .
  • An unbalanced curve can be either an incoming or an opening curve.
  • This degree of freedom can be used as a tuning parameter for the entry of curves, in order to additionally parameterize the planned trajectory for the test persons.
  • the length of the second arc segment s 3 was set to the length s 3 s .
  • another parameter must be included, in analogy to the curve output this is the length of the first circular arc segment
  • the correct yaw angle is set over the length of the clothoid s 2 .
  • the zero-point search for the unbalanced curve is thus composed of a zero position search in two variables, the solution to the problem consists of a synthesis of the solutions to the curve entry and exit curve.
  • FIG. 13 shows, as a result of the trajectory planning for a single-ended curve 1301, the relative lateral tray 1302, the curvature profile 1303 and the yaw angle profile 1304 of a curve to be drawn.
  • the S-curve differs from the unbalanced curve in that the curvatures of both circular arcs have different signs.
  • the curve is parameterized with a circular arc (si s , Ki s ), a clothoid (s 2 s , K 2 s ), and a second arc (s 3 s , K 3 S ).
  • the continuity conditions for the xy curve are again selected, ie
  • the curvature ⁇ - ⁇ of the first arc of the trajectory is already determined in the previous Trajektorienabites.
  • the four degrees of freedom (si, S2, s 3 , ⁇ 3 ) remain to generate the trajectory.
  • Other conditions besides the continuity conditions in the xy curve and sK curve are the yaw angle condition and the condition that the curve shape should be preserved.
  • the formulation of this condition differs from the previous formulations, since in an S-curve, the circular arc pieces are often approximately point-symmetrical in the course of curvature and in the xy-course. Therefore, it does not make sense to keep one clot length constant while the other one would be changed because this would significantly deviate the trajectory shape from the curve shape.
  • the parameters of both equations must again be determined dependent on each other, as in the case of the unbalanced curve.
  • F s l K l + 0.5 - S 2 (K 1 + K 3 ) + 5 3 K 3 (4.40)
  • F s SK + 0.5 ⁇ s 2 s (K + K 3 S ) + s 3 s K 3 s (4.41)
  • F F S (4.42) where F and F s describe the integral of the curvature course over the path.
  • the next degree of freedom is used to satisfy the condition that the intersection curve roughly maintains the shape of the route. It will be the lengths of the circular arc segments in the relation
  • FIG. 14 shows the relative lateral tray 1402, the curvature course 1403 and the yaw angle course 1404 as the result of the trajectory planning for an S-curve 1401.
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature
  • this can be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first Feature or only the second feature.

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Bestimmung einer Schnitttrajektorie vorgeschlagen, die ein Schneiden eines Kurvenabschnitts (320) einer Fahrspur durch ein Fahrzeug (326) ermöglicht. Dabei wird eine Information über den Kurvenabschnitt (320) empfangen und der Kurvenabschnitts wird in mindestens ein Kurvensegment mit einer Segmentlänge und einer Startkrümmung unterteilt, wobei das Kurvensegment entweder ein Geradensegment ist oder ein Kreisbogensegment ist oder ein Kurvensegment ist, dessen Krümmung eine Funktion einer Bogenlänge des Kurvensegments ist. Es folgt ein Bestimmen einer Schnitttrajektorie (330) aus dem mindestens einen Kurvensegment, so dass die Schnitttrajektorie in einem bestimmten Punkt des Kurvenabschnitts (320) eine vorbestimmte Ablage (332) in Bezug auf eine Mitte (328) der Fahrspur aufweist.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Steuergerät zur Bestimmung einer Schnitttrajektorie eines Kurvenabschnitts einer Fahrbahn
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung einer Trajektorie eines Kurvenabschnitts einer Fahrbahn gemäß den Ansprüchen 1 und 15, ein Steuergerät gemäß Anspruch 13, sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 14.
Lane Keeping Support (LKS) bezeichnet Spurhaltesysteme, die den Fahrer durch gerichtete Lenkmomente beim Halten des Fahrzeugs in der Fahrspur unterstützen. Erste LKS Systeme wurden bereits in den europäischen Markt eingeführt. Sie umfassen ein Fahrspur-Erkennungssystem, mit dem der Fahrspurverlauf vor dem Fahrzeug, beispielsweise die Krümmung und die Krümmungsänderung, sowie die relative Position des Fahrzeuges in der Fahrspur, beispielsweise der Lateralabstand und der Differenzwinkel, bestimmt werden können. Dazu wird der Verkehrsraum vor dem Fahrzeug mit einer Videokamera erfasst und die Grauwertbilder in einem Steuergerät ausgewertet. Gegebenenfalls können bei der Bestimmung von Fahrspurinformationen auch Daten weiterer Umfeldsensoren sowie Informationen aus der digitalen Karte zur Stützung und Erweiterung der videobasierten Spurinformationen einbezogen werden.
Die DE 10 2005 056 21 1 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung der Querbewegung eines Fahrzeugs, in dem der Verlauf einer vorausliegenden Fahrspur mindestens bis zu einer Vorausschauweite erfasst wird und eine Soll-Trajektorie für das Fahrzeug mittels einer Steuereinheit geplant wird.
Offenbarung der Erfindung Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung einer Schnitttrajektorie, die ein Schneiden eines Kurvenabschnitts einer Fahrbahn durch ein Fahrzeug ermöglicht, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Auf Basis eines Fahrspurverlaufs sowie auf Basis von Fahrzustandsgrößen kann abhängig von einer aktuellen Fahrsituation eines Fahrzeugs eine Solltrajektorie ermittelt werden, um das Fahrzeug mit einem kontinuierlichen Lenkeingriff sicher in der Fahrspur zu führen. Diese Trajektorie kann in der Mitte zwischen der linken und rechten Fahrspurbegrenzung liegen. Es kann also unabhängig von den straßenbaulichen Gegebenheiten und insbesondere Kurven, auf die Fahrbahnmitte geregelt werden. Dies wirkt unangenehm auf den Fahrer, weil dies nicht seinem eigenen Fahrverhalten entspricht.
Wenn Kurven durchfahren werden, die in der eigenen Fahrspur breit genug sind, wird ein Fahrer intuitiv die Kurve schneiden. Dieses Fahrverhalten wird durch die Straßenverbreiterung in Kurven unbewusst unterstützt. Der Grund für das Kurvenschneiden liegt darin, dass die auf den Fahrer wirkende Querbeschleunigung unangenehm wirkt und daher verringert werden soll. Dies erreicht der Fahrer durch Verringerung der Kurvenkrümmung indem er die Kurve schneidet, also noch vor dem Kurvenbeginn mit dem Einlenken beginnt und sich sein Auto somit früher in die Kurve„eindreht". Damit wird die Kurve zum Fahrbahnrand hin geschnitten und es ist ein kleinerer maximaler Lenkwinkel zum Durchfahren der Kurve nötig, was einer kleineren Kurvenkrümmung entspricht. Somit erhöht sich in erster Linie der Fahrkomfort, aber auch die Fahrsicherheit.
Der erfindungsgemäße Ansatz kann beispielsweise von einem LKS-System umgesetzt werden und einen Nutzen aus der Möglichkeit des Kurvenschneidens innerhalb der eigenen Fahrspur ziehen. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Möglichkeit des Kurvenschneidens bei der Trajektorienplanung für ein Spurhaltesystem eines Fahrzeugs berücksichtigt werden kann. Kern der Erfindung ist ein Algorithmus für das Schneiden von Kurven in der eigenen Fahrspur bei Anwendung mit einem Fahrassistenzsystem zur
Querführung eines Fahrzeugs. Damit kann die Kurvenstabilität erhöht und mehr Komfort erreicht werden. Erfindungsgemäß kann das Kurvenschneiden innerhalb der eigenen Fahrspur durch einen Algorithmus ermöglicht werden, der den horizontalen Streckenverlauf mit einer bestimmten Vorrausschauweite kennt. Das Schneiden der Kurven kann in seinem Maß für den Fahrer selbst parametrierbar sein, um eine dem Fahrer eigene Fahrweise in Kurven nachzubilden. Daraus ergeben sich ein an- genehmeres Fahrgefühl sowie mehr Fahrsicherheit.
Vorteilhafterweise kann die Querbeschleunigung beim Durchfahren von Kurven aller Art systematisch verringert werden. Dabei kann ein Algorithmus dafür sorgen, dass innerhalb bestimmter Grenzen eine Trajektorie so geplant wird, dass die Kurven leicht und für den Fahrer angenehm geschnitten werden. Dadurch entsteht ein Sicherheits- und Komfortgewinn für die Fahrzeuginsassen.
Ferner kann die Fahrspur unter Berücksichtigung des menschlichen Lenkverhaltens und der„Richtlinie für die Anlage von Straßen" (RAS) geplant werden. Dies bedeutet, dass die Trajektorie mit Hilfe von Klotoidensegmenten geplant werden kann. Insbesondere kann der kontinuierliche Straßenkrümmungsverlauf beibehalten werden, um ein bestmögliches und fahrerähnliches Lenkverhalten zu erzielen. Dies bedeutet, dass keine unnatürlichen Lenkbewegungen erfolgen, also dass nur konstante und gleichmäßig ansteigende oder abfallende Lenkwinkel gebraucht werden. Also wird z.B. für die Einfahrt in eine Kurve eine konstante
Lenkwinkeländerungsgeschwindigkeit erzielt. Dies führt zu menschenähnlicher komfortabler Fahrzeugquerführung.
Von Vorteil ist auch, dass eine Verbreiterung der Fahrbahn in Kurven sinnvoll ausgenützt werden kann. Der Grad des Kurvenschneidens ist auf Wunsch vom
Fahrer selbst einstellbar, auch während der Fahrt. Dadurch, dass sich die vom System gefahrene Trajektorie am Fahrerverhalten orientieren kann, kann die Kundenakzeptanz für das LKS-System erhöht werden.
Mit einer videobasierten Spurerkennung und einer Positionsortung sowie einer digitalen Karte können ausschließlich vorhandene Sensoren verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Bestimmung einer Trajektorie, die ein Schneiden eines Kurvenabschnitts einer Fahrspur durch ein Fahrzeug ermöglicht, das die folgenden Schritte umfasst: Empfangen einer Information über den Kurvenabschnitt über eine Schnittstelle; Unterteilen des Kurvenabschnitts in ein Geradensegment mit einer Geradenlänge, in ein Klotoidensegment mit einer Klotoidenlänge, einer Klotoidenstartkrümmung und einem Klotoidenpa- rameter sowie in ein Kreisbogensegment mit einer Kreisbogenlänge und einer Kreisbogenkrümmung; Bestimmen einer Geradentrajektorie für das Geraden- segment, einer Klotoidentrajektorie für das Klotoidensegment und einer Kreisbo- gentrajektorie für das Kreisbogensegment, basierend auf einer Einstellvorschrift, die ausgebildet ist, um die Geradenlänge, die Klotoidenlänge, die Klotoidenstartkrümmung, den Klotoidenparameter, die Kreisbogenlänge und die Kreisbogenkrümmung so einzustellen, dass eine Krümmung der Klotoidentrajektorie und ei- ne Krümmung der Kreisbogentrajektorie jeweils geringer ist, als eine maximale
Krümmung des Kurvenabschnitts; und Bestimmen der Schnitttrajektorie aus der Geradentrajektorie, der Klotoidentrajektorie und der Kreisbogentrajektorie.
Bei dem Kurvenabschnitt kann es sich um einen, in Fahrtrichtung vor dem Fahr- zeug liegenden Fahrbahnabschnitt handeln, der eine Krümmung aufweisen kann.
Die Information über den Kurvenabschnitt kann beispielsweise einen Verlauf des Kurvenabschnitts, einen Verlauf der Krümmungen innerhalb des Kurvenabschnitts, beispielsweise über die Strecke, spezielle Charakteristika des Kurvenabschnitts oder einen Verlauf einer Breite der Fahrspur in dem Kurvenabschnitt definieren. Die Information über den Kurvenabschnitt kann eine Information repräsentieren, die von einer vorausschauenden Umfeldsensorik oder einer Datenbank mit entsprechenden Fahrbahninformationen bereitgestellt werden kann. Zur Lokalisierung eines speziellen Kurvenabschnitts kann eine, von einem Standortbestimmungssystem bereitgestellte Information eingesetzt werden. Das Klotoi- densegement kann einen Übergangsbogen darstellen, dessen Krümmungsverlauf linear zunimmt. Der Klotoidenparameter kann dabei eine Steigung des Krümmungsverlaufs definieren. Das Kreisbogensegment kann einen einheitlichen Krümmungsradius aufweisen. Eine Krümmungsrichtung des Klotoiden- segments und des Kreisbogensegments kann einer Krümmungsrichtung des Kurvenabschnitts entsprechen. Somit kann der Kurvenabschnitt durch das Gera- densegment, das Klotoidensegment und das Kreisbogensegment dargestellt werden. Die Schnitttrajektorie kann eine Bewegungsbahn des Fahrzeugs durch den Kurvenabschnitt repräsentieren. Dabei kann die Schnitttrajektorie einen geringeren maximalen Krümmungsradius als eine Trajektorie aufweisen, die mittig zur Fahrspur durch den Kurvenabschnitt führt. Die führt dazu, dass die Kurve nicht entlang einer gedachten Mittelline ausgefahren, sondern geschnitten wird.
Die Einstellvorschrift kann ausgebildet sein, um einstellbare Parameter, wie die Klotoidenlänge, die Klotoidenkrümmung, die Kreisbogenlänge und die Kreisbogenkrümmung basierend auf vorbestimmten oder einstellbaren Randbedingungen, beispielsweise eine maximale Ablage zwischen der Schnitttrajektorie und der Fahrspurmitte, einzustellen. Dazu können geeignete Einstellalgorithmen eingesetzt werden. Dabei kann die Einstellvorschrift ausgebildet sein, um einen, mehrere oder alle der Parameter einzustellen. Durch die Parameter können Verläufe der Geradentrajektorie, der Klotoidentrajektone und der Kreisbogentrajektone eingestellt werden. Die Schnitttrajektorie kann durch ein Aneinanderreihen der Geradentrajektorie, der Klotoidentrajektone und der Kreisbogentrajektorie erstellt werden.
Zusätzlich zu dem Klotoidensegement und dem Kreisbogensegment kann der Kurvenabschnitt ferner in ein Geradensegment mit einer Geradenlänge unterteilt werden. Entsprechend dazu kann eine Geradentrajektorie für das Geradensegment, basierend auf der Einstellvorschrift bestimmt werden, wobei die Einstellvorschrift ausgebildet ist, um die Geradenlänge so einzustellen, dass die maximale Krümmung der Klotoidentrajektone und die Krümmung der Kreisbogentrajektorie jeweils geringer ist, als die maximale Krümmung des Kurvenabschnitts. In diesem Fall kann die Schnitttrajektorie aus der Geradentrajektorie, der Klotoidentrajektone und der Kreisbogentrajektorie bestimmt werden. Das Geradensegment bietet sich beispielsweise an, um einen Kurveneingang oder einen Kurvenausgang gemäß dem erfindungsgemäßen Ansatz umzusetzen. Auch wenn in den nachfolgenden Ausführungsformen und Ausführungsbeispielen auf das Ge- radensegment Bezug genommen wird, so sind die entsprechenden Beispiele auch ohne das Geradensegment durchführbar. Beispielsweise ist bei der Umset- zung einer sogenannten unsymmetrischen Kurve oder einer sogenannten S- Kurve typischerweise kein Geradensegment erforderlich.
Eine unsymmetrische Kurve ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kreisbogen- segmente mit unterschiedlichen Krümmungen gleichen Vorzeichens durch ein
Klotoidensegment miteinander verbunden sind. Bei einer S-Kurve sind dagegen zwei Kreisbogensegmente mit verschiedenem Vorzeichen durch ein Klotoidensegment miteinander verbunden. Die Einstellvorschrift kann ausgebildet sein, um die Geradentrajektorie, die Klo- toidentrajektorie und die Kreisbogentrajektorie so zu bestimmen, dass die Schnitttrajektorie in einem Scheitelpunkt des Kurvenabschnitts eine vorbestimmte Ablage ins Kurveninnere in Bezug auf eine Trajektorie in der Mitte der Fahrspur aufweist. Die vorbestimmte Ablage kann fest oder durch den Fahrer vorge- ben sein. Dabei kann die vorbestimmte Ablage abhängig von einer Breite der
Fahrspur, insbesondere im Scheitelpunkt, variiert werden. Die vorbestimmte Ablage kann auch abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und von einer maximalen Krümmung des Kurvenabschnitts gewählt werden. Ferner kann die Einstellvorschrift ausgebildet sein, um die Geradentrajektorie, die Klotoidentrajektorie und die Kreisbogentrajektorie so zu bestimmen, dass eine Winkelrichtung eines Anfangspunktes der Schnitttrajektorie einer Winkelrichtung eines Anfangspunktes der Trajektorie auf der Mitte der Fahrspur entspricht und eine Winkelrichtung eines Endpunktes der Schnitttrajektorie einer Winkel- richtung eines Endpunktes der Trajektorie auf der Mitte der Fahrspur entspricht.
Auf diese Weise können ruckartige Lenkbewegungen zu Beginn und am Ende des Kurvenabschnitts vermieden werden. Dieser Ansatz bedeutet, dass die Geradentrajektorie, die Klotoidentrajektorie und die Kreisbogentrajektorie gemäß der Einstellvorschrift so bestimmt werden können, dass das Fahrzeug, wenn es den Kurvenabschnitt entsprechend der Schnitttrajektorie befährt, die gleiche Gierwinkeländerung erfährt, wie wenn es den Kurvenabschnitt entsprechend der Trajektorie in der Mitte der Fahrspur befährt.
Dazu kann die Einstellvorschrift beispielsweise ausgebildet sein, um die Gera- dentrajektorie, die Klotoidentrajektorie und die Kreisbogentrajektorie unter Berücksichtigung einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Krümmung des Kurven- abschnitts zu bestimmen. Somit können reale Parameter mit einbezogen werden, um die Schnitttrajektorie zu bestimmen.
Ein weiterer Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht in einem Anfahren von Kurven. Dadurch kann der Radius der Fahrzeugtrajektorie, über das reine
Kurvenschneiden hinaus, noch weiter vergrößert werden, und zwar durch eine optimale Ausnützung der gesamten zur Verfügung stehenden Fahrbahnbreite, ggf. auch des Fahrbahnraumes vor und nach der eigentlichen Kurve. Dieser Ansatz des Anfahrens von Kurven basiert auf der Erkenntnis, dass das
Fahrverhalten umso fahrgastfreundlicher ausfällt, je größer der gefahrene Radius, bzw. je kleiner die gefahrene Krümmung der Trajektorie des Fahrzeugs ist.
Aus der kleineren Krümmung resultiert eine verminderte Querbeschleunigung und Krafteinwirkung auf die Insassen. Vorteilhafterweise erhöht sich dadurch die
Sicherheit, da das Fahrzeug weniger wahrscheinlich ausbricht. Zudem wird der Fahrgastkomfort erhöht, da geringere Seitenkräfte auf den Körper wirken. Alternativ ist auch eine höhere Geschwindigkeit beim Durchfahren der Kurve möglich. Um das Anfahrens von Kurven zu berücksichtigen, schafft die vorliegende Erfindung ferner eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Bestimmung einer Trajektorie, bei der die Einstellvorschrift ausgebildet ist, um in einem Bereich, der unmittelbar an den Kurvenabschnitt anschließt, eine weitere Geradentrajektorie, eine weitere Klotoidentrajektorie und eine weitere Kreisbogentrajektorie so zu bestimmen, dass eine weitere Schnitttrajektorie in dem Bereich eine weitere vorbestimmte Ablage in Bezug auf die die Mitte der Fahrspur aufweist. Dies ermöglicht ein Anfahren und Ausfahren der Kurve, um eine weitere Minimierung der Krümmung für die gesamte Kurventrajektorie zu erhalten. Mit anderen Worte ausgedrückt kann die Einstellvorschrift somit ausgebildet sein, um mindestens eine weitere Klotoiden- oder Kurventrajektorie zu bestimmen, die eine Krümmungsrichtung entgegengesetzt zu einer Krümmungsrichtung des Kurvenabschnitts aufweist. In diesem Fall kann die Schnitttrajektorie aus der Geradentrajektorie, der Klotoidentrajektorie, der Kreisbogentrajektorie und der mindestens einen weiteren Klotoidentrajektorie bestimmt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in den unterschiedlichen Ausführungsformen ferner einen Schritt des Ermitteins einer auf der Schnitttrajektorie basierenden Querführung des Fahrzeugs umfassen, wobei die Querführung geeignet ist, um das Fahrzeug entlang der Schnitttrajektorie durch den Kurvenabschnitt zu steuern. Somit lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft für ein
Spurhaltesystem einsetzen.
Um komplexere Fahrbahnverläufe abzubilden kann das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt des Unterteilens eines Streckenabschnitts der Fahrbahn in eine Mehrzahl von Kurvenabschnitten umfassen, die einen Kurveneingang, eine unsymmetrische Kurve , eine S-Kurve und/oder einen Kurvenausgang darstellen können. Für jeden der Mehrzahl der Kurvenabschnitte kann eine Schnitttrajektorie gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche bestimmt werden und es kann eine Trajektorie für den Streckenabschnitt durch ein Aneinanderreihen der Schnitttrajektorien der Mehrzahl der Kurvenabschnitte gebildet werden. Dabei können die einzelnen Schnitttrajektorien sequentiell, also eine nach der anderen bestimmt werden. Es sind keine Iterationen erforderlich.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Bestimmung einer Schnitttrajektorie, die ein Schneiden eines Kurvenabschnitts einer Fahrspur durch ein Fahrzeug ermöglicht, das die folgenden Schritte umfasst: Empfangen einer Information über den Kurvenabschnitt über eine Schnittstelle; Unterteilen des Kurvenabschnitts in mindestens ein Kurvensegment mit einer Segmentlänge und einer Startkrümmung, wobei das Kurvensegment entweder ein Geraden- segment ist oder ein Kreisbogensegment ist oder ein Kurvensegment ist, dessen
Krümmung eine Funktion einer Bogenlänge des Kurvensegments ist; Bestimmen einer Schnitttrajektorie aus dem mindestens einen Kurvensegment, so dass die Schnitttrajektorie in einem bestimmten Punkt des Kurvenabschnitts eine vorbestimmte Ablage in Bezug auf eine Mitte der Fahrspur aufweist.
Die Funktion einer Bogenlänge kann eine Ableitung darstellen. Beispielsweise kann die Krümmung eine zweite Ableitung der Bogenlänge sein. Bei dem bestimmte Punkt kann es sich um einen Scheitelpunkt, Mittelpunkt oder um einen anderen geeigneten Punkt des Kurvenabschnitts handeln. Das Verfahren kann unter Zuhilfenahme geeigneter Optimierungsverfahren umgesetzt werden. Das
Kurvensegment kann ein Kreissegment, ein Klotoidensegment, ein Splineseg- ment und/oder ein Beziersegment umfassen. Auch wenn in den nachfolgenden Ausführungsformen und Ausführungsbeispielen auf das Geradensegment Bezug genommen wird, so sind die entsprechenden Beispiele auch ohne das Geradensegment durchführbar. Beispielsweise ist bei der Umsetzung einer sogenannten unsymmetrischen Kurve oder einer sogenannten S-Kurve typischerweise kein Geradensegment erforderlich.
Die Schnitttrajektorie kann mindestens ein Trajektoriensegment mit der Segmentlänge und der Startkrümmung umfassen, wobei das Trajektoriensegment entweder ein Geradensegment ist oder ein Kreisbogensegment ist oder ein Kurvensegment ist, dessen Krümmung eine Funktion der Bogenlänge des Trajektoriensegment ist.
Dabei kann die Schnitttrajektorie so bestimmt werden, dass eine maximale Krümmung der Schnitttrajektorie geringer ist, als eine maximale Krümmung des Kurvenabschnitts.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Kurvenabschnitt in eine Mehrzahl von Kurvensegmenten mit einer Segmentlänge und einer Startkrümmung unterteilt werden, wobei die Startkrümmung einer Endkrümmung eines vorangehenden Kurvensegments entspricht, und dessen Krümmung entweder konstant über die Bogenlänge des Kurvensegments in Form eines Geradensegments oder Kreisbogensegment ist, oder sich linear mit der Bogenlänge des Kurvensegments in Form eines Klotoidensegment ändert.
Die Schnitttrajektorie kann in eine Mehrzahl von Trajektoriensegmenten mit einer Segmentlänge und einer Startkrümmung unterteilt werden, wobei die Startkrümmung der Endkrümmung eines vorangehenden Trajektoriensegments entspricht, und dessen Krümmung entweder konstant über die Bogenlänge des Trajektoriensegments in Form einer eines Geradensegments oder Kreisbogensegments ist oder sich linear mit der Bogenlänge des Trajektoriensegments in Form eines Klotoidensegments ändert.
Auch kann die Geradenlänge, die Klotoidenlänge, die Startkrümmung der Klotoi- de, der Klotoidenparameter, die Kreisbogenlänge und die Kreisbogenkrümmung so eingestellt werden, dass eine maximale Krümmung der Klotoidentrajektorie und eine Krümmung der Kreisbogentrajektorie jeweils geringer ist, als eine maximale Krümmung des Kurvenabschnitts, und bei dem eine Geradentrajektorie bestimmt wird, die dem Geradensegment zugeordnet ist, eine Klotoidentrajekto- rie bestimmt wird, die dem Klotoidensegment zugeordnet ist und eine Kreisbo- gentrajektorie bestimmt wird, die dem Kreisbogensegment zugeordnet ist, und bei dem die Schnitttrajektorie (330) aus der Geradentrajektorie, der Klotoidentrajektone und der Kreisbogentrajektorie bestimmt wird.
Ferner können die Geradentrajektorie, die Klotoidentrajektorie und die Kreisbo- gentrajektorie so bestimmt werden, dass die Schnitttrajektorie in einem Scheitelpunkt, Mittelpunkt oder anderem geeigneten Punkt des Kurvenabschnitts eine vorbestimmte Ablage ins Kurveninnere in Bezug auf die Mitte der Fahrspur aufweist.
Ferner können die Geradentrajektorie, die Klotoidentrajektorie und die Kreisbogentrajektorie so bestimmt werden, dass eine Winkelrichtung der Schnitttrajektorie in einem Anfangspunkt einer Winkelrichtung der Mitte der Fahrspur in einem Anfangspunkt entspricht und eine Winkelrichtung der Schnitttrajektorie in einem Endpunkt einer Winkelrichtung der Mitte der Fahrspur in einem Endpunkt entspricht.
Die Geradentrajektorie, die Klotoidentrajektorie und die Kreisbogentrajektorie können unter Berücksichtigung einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Kurvenabschnittskrümmung bestimmt werden.
In einem Bereich, der unmittelbar an den Kurvenabschnitt anschließt, können eine weitere Geradentrajektorie, eine weitere Klotoidentrajektorie und eine weitere Kreisbogentrajektorie so bestimmt werden, dass eine weitere Schnitttrajektorie in dem Bereich eine weitere vorbestimmte Ablage in Bezug auf die die Mitte der Fahrspur aufweist.
Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Ermitteins einer auf der Schnitttrajektorie basierenden Querführung des Fahrzeugs umfassen, wobei die Querführung geeignet ist, um das Fahrzeug entlang der Schnitttrajektorie durch den Kurvenabschnitt zu steuern. Auch kann das Verfahren einen Schritt des Unterteilens eines Streckenabschnitts der Fahrbahn in eine Mehrzahl von Kurvenabschnitten, die einen Kurveneingang, eine sich zuziehende oder sich öffnende Kurve, eine S-Kurve und/oder einen Kurvenausgang darstellen, und für jeden der Mehrzahl der Kurvenabschnitte eine Schnitttrajektorie gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche bestimmt wird und wobei eine Trajektorie für den Streckenabschnitt durch ein Aneinanderreihen der Schnitttrajektorien der Mehrzahl der Kurvenabschnitte gebildet wird.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Steuergerät ausgeführt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Aufbaus einer Trajektorienplanung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Kurvenscheidens, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung von vier erfindungsgemäßen Basiselementen;
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Kurvenscheidens, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6a eine schematische Darstellung einer Kurventrajektone, gemäß einem Ausführungsbeispiel des Anfahrens von Kurven ;
Fig. 6b eine weitere schematische Darstellung einer Kurventrajektone, gemäß einem Ausführungsbeispiel des Anfahrens von Kurven;
Fig. 7 eine veranschaulichte Darstellung für die Formulierung der
Rand- und Nebenbedingungen, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Trajektorienplanung im x-y-Koordinatensystem, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 Randbedingungen im x-y-Verlauf der Trajektorie, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 Randbedingungen im x-y-Verlauf der Trajektorie, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1 1 ein Ergebnis der Trajektorienplanung für den Kurveneingang, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 12 Ergebnis der Trajektorienplanung für den Kurvenausgang, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 Ergebnis der Trajektorienplanung für eine unsymmetrische Kurve, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 14 Ergebnis der Trajektorienplanung für eine S-Kurve, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt einen Aufbau einer Trajektorienplanung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist eine Fahrzeugsensorik 102, eine Querführung 104 und ein Lenkaktuator 106. Die Querführung 104 kann eine Einrichtung zur Trajektorienplanung 1 12 und einen Lenkregler 1 14 aufweisen.
Die Fahrzeugsensorik ist ausgebildet, um für die Trajektorienplanung 1 12 geeignete Informationen zu erfassen und an die Querführung 104 bereitzustellen. Die Trajektorienplanung 1 12 und der Lenkregler können miteinander gekoppelt sein. Die Querführung 104 kann ausgebildet sein, um eine Trajektorie zu ermitteln und der Trajektorie entsprechende Lenkinformationen an den Lenkaktuator 106 bereitzustellen.
Die Trajektorienplanung 1 12 kann in ein LKS-System integriert sein und eine Trajektorie als Sollvorgabe für einen Querregler 104 zu bestimmen.
Aus einer digitalen Karte und einer aktuellen Fahrzeugposition kann der vor dem Fahrzeug liegende Streckenverlauf ermittelt werden. Dieser kann abschnittsweise in Form von Geraden-, Klotoiden- und Kreisbogensegmenten an die Trajektorienplanung 1 12 übermittelt werden. Der Grund für die Wahl dieser geometrischen Formen liegt darin, dass sie einen stetigen linearen Krümmungsverlauf ga- rantieren. Die Klotoide ist der Übergangsbogen von zwei unterschiedlichen konstanten Krümmungswerten von Gerade und Kreisbogen.
Die Daten aus einer digitalen Karte können mit Videodaten, beispielsweise eines am Fahrzeug angeordneten, vorausschauenden Videosystems, fusioniert werden. Dies ist beispielsweise bei veraltetem Kartenmaterial oder schlechtem GPS- Empfang hilfreich und es können kurzzeitig Abweichungen der Kartendaten von tatsächlichen Krümmungsverläufen kompensiert werden. Damit veränderte Eingangsdaten ausreichend schnell berücksichtigt werden, kann die erfindungsge- mäße Trajektorienplanung während der Fahrt mehrmals pro Sekunde zyklisch ablaufen.
Um den Vorteil der theoretisch unbegrenzten Vorausschauweite dank digitaler Kartendaten auszunützen, werden die folgenden Streckenabschnitte vorausge- plant. Bei einem bestimmten Streckenverlauf kann auf die aktuelle Ablage vorausschauend eingewirkt werden. Das heißt, dass eine für den kommenden Kurvenabschnitt ungünstige Ablage im Scheitelpunkt der Kurve im Voraus korrigiert werden kann. Diese Funktionalität kann sehr gut kombiniert werden mit einer Geschwindigkeitsempfehlung für den vor dem Fahrzeug liegenden Kurvenab- schnitt.
Die Querführung 104 und insbesondere die Trajektorienplanung 1 12 können ausgebildet sein, um das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung einer Trajektorie umzusetzen oder auszuführen.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren kann einen Schritt 212 des Empfangens einer Information über den Kurvenabschnitt über eine Schnittstelle umfassen. Die Information kann beispielsweise von der in Fig. 1 gezeigten Fahrzeugsensorik bereitgestellt werden. In einem weiteren Schritt 214 kann ein Unterteilen des Kurvenabschnitts in ein Klotoidensegment, ein Kreisbogensegment und unter Umständen ein Geradensegment erfolgen. In einem weiteren Schritt 216 können für die einzelnen Segmente Trajektorien bestimmt werden. Erfindungsgemäß können Längen und Krümmungen der Trajektorien so be- stimmt werden, dass aus den einzelnen Trajektorien in einem weiteren Schritt
218 eine Gesamttrajektorie bestimmt werden kann. Der Schritt 216 kann über- Sprüngen werden. Im Vergleich zu einer Trajektorie, die in der Mitte einer Fahrspur des Kurvenabschnitts verläuft, kann die Gesamttrajektorie eine kleinere maximale Krümmung aufweisen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass im Schritt 216 die Längen und Krümmungen der Trajektorien gemäß entsprechender Vor- gaben bestimmt werden. Die Gesamttrajektorie kann von einem Spurhaltesystem als Basis zur Steuerung des Fahrzeugs eingesetzt werden.
Fig. 3 zeigt einen Vorgang des Kurvenschneidens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist ein Kurvenabschnitt 320 einer Fahrbahn mit einer ersten Fahrspur 322 und einer zweiten Fahrspur 324. Ein
Fahrzeug 326 bewegt sich auf der ersten Fahrspur 312. Dabei kann sich das Fahrzeug 312 entlang einer Trajektorie 328 bewegen, die mittig in der ersten Fahrspur 322 verläuft. Erfindungsgemäß wird eine Schnitttrajektorie 330 ermittelt, die ein Kurvenschneiden mit einer lateralen Ablage 332 ermöglicht. Die Ablage 332 kennzeichnet dabei eine laterale Ablage oder einen lateralen Abstand von der Mitte des Fahrstreifens 328. Aufgrund der lateralen Ablage 332 verläuft die Schnitttrajektorie 330 auf der kurveninneren Seite der Mitte des Fahrstreifens 328. Die laterale Ablage 332 kann sich über den Verlauf der Schnitttrajektorie 330 verändern und beispielsweise im Scheitelpunkt des Kurvenabschnitts 320 am größten sein. Beispielsweise kann eine Größe der Ablage 332 ausgehend vom Beginn des Kurvenabschnitts 320 kontinuierlich bis zum Scheitelpunkt ansteigen und anschließend kontinuierlich bis zum Ende des Kurvenabschnitts 320 abfallen. Am Beginn und am Ende des Kurvenabschnitts 320 kann die Ablage 332„Null" betragen.
Dabei kann ein erfindungsgemäßer Algorithmus dafür sorgen, dass beim Durchfahren der Kurve 320 die Krümmung der Trajektorie 330 gegenüber dem Kurvenverlauf 328 systematisch verringert und gleichzeitig ein bestimmter Abstand 332 zur Fahrspurmitte eingehalten wird.
Kurven sind derart aufgebaut, dass nach einer Gerade der Krümmungswert zunächst linear mit der Bogenlänge ansteigt (Kurveneingang mit Klotoide), dann konstant bleibt (Kreisbogen mit Scheitelpunkt) oder unterschiedliche Krümmungen erreicht, die jeweils mit Klotoidensegmenten verbunden werden, und wieder abfällt (Kurvenausgang mit Klotoide). Die Anzahl der Kurvenparameter für eine
Kurve ist daher nicht festgelegt. Die einfachste Kurve besteht aus drei Segmen- ten (ohne die umgebenden Geraden), eine S-Kurve besteht dann aus fünf Segmenten (Klotoide - Kreisbogen - Klotoide - Kreisbogen - Klotoide). Eine sich zuziehende oder öffnende Kurve besteht ebenfalls aus fünf Segmenten (ohne die umgebenden Geraden), die jedoch alle das gleiche Krümmungsvorzeichen besitzen. Es sind des Weiteren Kurvenverläufe denkbar, die unsymmetrische und S- Kurven kombinieren und daher eine höhere Anzahl an Kurvenparametern besitzen. Deswegen muss die Planung der Trajektorie einzeln für die aufeinanderfolgenden Kurvensegmente erfolgen.
In diesem Sinne wird die Planung der Schnittkurve immer für einen Teil der Kurve bestehend aus Gerade oder Kreisbogen, Klothoide, Kreisbogen oder Gerade durchgeführt. Daraus ergeben sich vier Fälle (sogenannte Basiselemente), die miteinander kombiniert jeden möglichen Straßenverlauf beschreiben können.
Fig. 4 zeigt eine Darstellung von vier Basiselementen, gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, jeweils dargestellt mit x-y- Koordinaten, im oberen Bildteil und mit entsprechenden Krümmungsdaten, im unteren Bildteil, die den Krümmungsverlauf über den Weg darstellen.
Ein erstes Basiselement repräsentiert einen Kurveneingang 441 , ein zweites Basiselement eine unsymmetrische Kurve 443, ein drittes Basiselement eine S- Kurve 445 und ein viertes Basiselement einen Kurvenausgang 447.
Bei einem Kurveneingang 441 werden die Elemente Gerade, Klothoide und Kreisbogen aneinandergeheftet und bei einem Kurvenausgang 447 Kreisbogen, Klothoide und eine weitere Gerade. Eine unsymmetrische Kurve 443 besteht aus einem Kreisbogen, einer Klothoide und einem Kreisbogen. So werden Kurven mit gleichen Krümmungsvorzeichen dargestellt, die sich zuziehen oder aufweiten. Die S-Kurven 445 setzen sich aus den gleichen Elementen zusammen, mit dem Unterschied, dass im Klothoidenabschnitt die Krümmung einen Nulldurchgang hat und das Vorzeichen wechselt, die Krümmungsänderung aber weiterhin konstant bleibt. Für eine einfache Rechtskurve benötigt man also zwei Basiselemente. Das erste Basiselement für den Kurveneingang reicht vorzugsweise bis zur Hälfte des Kreisbogens (Scheitelpunkt der Kurve). Dabei müssen Basiselemente nicht notwendigerweise bei der Hälfte des Kreisbogens aufgetrennt werden. Die Stelle an der die Auftrennung erfolgt, kann auch durch einen Parameter vorge- geben werden. Das Zweite für den Kurvenausgang setzt nahtlos an das vorangehende Basiselement an, vorzugsweise ab der Hälfte des gleichen Kreisbogens, und reicht bis zur Gerade. Entsprechend wird mit der unsymmetrischen und der S-Kurve verfahren, die untereinander kombiniert werden können und mit einem Kurveneingang und einem Kurvenausgang eingeleitet und abgeschlossen werden müssen.
Das Problem der Trajektorienplanung ist innerhalb der vier Basiselemente somit jeweils auf sechs Parameter für die Krümmungsbeschreibung (s-ι,κ-ι), (S2,K2), und (S3,K3) und die zugehörigen Randbedingungen sowie die Nebenbedingungen reduziert worden. Mit Hilfe der Randbedingungen muss sichergestellt werden, dass das Aneinanderheften der Basiselemente in der x-y-Beschreibung stetig und differenzierbar ist. Außerdem müssen in der s-K-Beschreibung Stetigkeit und das Überstreichen des gleichen Gierwinkels garantiert sein. Damit wird die Modulari- sierung der Trajektorienplanung in die einzelnen Basiselemente konsistent gehalten.
Die Randbedingungen sorgen dafür, dass die Krümmung verringert wird und die Form der Kurve erhalten bleibt. Die Planung innerhalb der Basiselemente erfolgt dermaßen, dass für das Kurvenschneiden ein maximaler lateraler Ablagewert von der Mitte der Fahrspur am Scheitelpunkt als parametrierbares Maß gewählt wird. Die sechs freien Parameter werden so gewählt, dass dieser vom Endpunkt der Trajektorie erreicht werden muss. Somit wird ein Punkt festgelegt, den die zu generierende Trajektorie für den Kurveneingang mit dem gleichen Gierwinkel wie die Mittelspur des Fahrstreifens am Kurvenscheitelpunkt schneiden soll. Unter weiteren Annahmen, die nachfolgend genauer vorgestellt werden, wird der neue Schnittpunkt mit einer verringerten Maximalkrümmung erreicht und somit gezielt die Querbeschleunigung verringert und der Fahrkomfort erhöht. Für den Kurveneingang 441 ist ein Verlauf einer Trajektorie 451 und ein Koordinatensystem mit einem Krümmungsverlauf 452 über den Weg gezeigt. In dem Koordinatensystem ist auf der Abszisse der Weg s und auf der Ordinate die Krümmung κ aufgetragen. Die Trajektorie 451 weist in einem ersten Bereich keine Krümmung, in einem mittleren Bereich eine linear ansteigende Krümmung und in einem Endbereich einen konstanten Krümmungswert ungleich Null auf. Für die unsymmetrische Kurve 443 ist ein Verlauf einer Trajektorie 453 und das Koordinatensystem mit einem Krümmungsverlauf 454 über den Weg gezeigt. Die Trajektorie 453 weist in einem ersten Bereich einen konstanten Krümmungswert ungleich Null, in einem mittleren Bereich eine linear ansteigende Krümmung und in einem Endbereich einen konstanten Krümmungswert ungleich Null auf.
Für die S-Kurve 445 ist ein Verlauf einer Trajektorie 455 und das Koordinatensystem mit einem Krümmungsverlauf 456 über den Weg gezeigt. Die Trajektorie 455 weist in einem ersten Bereich einen konstanten ersten Krümmungswert ungleich Null, in einem mittleren Bereich eine linear ansteigende Krümmung und in einem Endbereich einen konstanten zweiten Krümmungswert ungleich Null auf. Der erste und der zweite Krümmungswert weisen unterschiedliche Vorzeichen auf, da sich die Krümmungsrichtung der S-Kurve 445 im Verlauf über den Weg umkehrt.
Für den Kurvenausgang 447 ist ein Verlauf einer Trajektorie 457 und ein Koordinatensystem mit einem Krümmungsverlauf 458 über den Weg gezeigt. Die Trajektorie 457 weist in einem ersten Bereich einen konstanten Krümmungswert ungleich Null, in einem mittleren Bereich eine linear abfallende Krümmung und in einem Endbereich keine Krümmung auf.
Die gezeigten Kurvenverläufe sind nur beispielhaft gewählt. So können Krümmungswerte auch ein negatives Vorzeichen haben. Insbesondere bei der unsymmetrischen Kurve 442 und der S-Kurve 445 können die mittleren Bereich der Krümmungsverläufe 454, 456 auch linear abfallen, sich allgemein ausgedrückt also linear verändern.
Somit kann ein Straßenverlauf in die vier Basiselemente, also Kurveneingänge 441 , Kurvenausgänge 447 und Kurvenabschnitte mit sich ändernder Krümmung mit gleichen (unsymmetrischer Kurvenabschnitt) Krümmungsvorzeichen 443 und unterschiedlichen (S-Kurvenabschnitt) Krümmungsvorzeichen 445 aufgeteilt werden.
Die vier Basiselemente 441 , 443, 445, 447 können sich jeweils aus drei geometrischen Formen zusammensetzen, wobei als Übergang zwischen zwei verschiedenen Krümmungswerten immer ein Klotoidensegment gesetzt wird, um einen stetigen Krümmungsverlauf zu gewährleisten. Die Basiselemente 441 , 443, 445, 447 werden jeweils einzeln behandelt, d.h. es wird mit einem Algorithmus eine Trajektorie ermittelt, mit dem die Kurve in geeigneter Weise geschnitten werden kann, und entsprechend dem Streckenverlauf aneinander gereiht. Um einen nahtlosen und glatten Übergang zu gewährleisten, müssen für die Behandlung der einzelnen Basiselemente 441 , 443, 445, 447 gewisse Nebenbedingungen eingehalten werden.
Fig. 5 zeigt ein Kurvenschneiden am Beispiel des Kurveneingangs.
Im oberen Bildabschnitt sind eine Trajektorie 528, eine geplante Schnitttrajektorie 530 und eine laterale Ablage 532 gezeigt. Die Trajektorie 528 kann dem eigentlichen Kurvenverlauf, beispielsweise entlang der Mitte der Fahrspur, entsprechen. Die Trajektorie 528 ist in drei Abschnitte aufgeteilt, wobei ein erster Abschnitt keine Krümmung, ein zweiter Abschnitt eine linear ansteigende Krümmung und ein dritter Abschnitt eine konstante maximale Krümmung aufweist. Die Schnitttrajektorie 530 weist eine maximale Krümmung auf, die geringer ist, als die maximale Krümmung der Trajektorie 528. Die Ablage 532 vergrößert sich in Richtung des Kurvenendes und weist an dem Endpunkt beider Trajektorien 528, 530 einen Wert A_s auf.
Auf der Abszisse ist die Bogenlänge s aufgetragen. Diese gilt für die Krümmungsverläufe 570, 572 jedoch nicht für die Trajektorien 528, 530.
In dem unteren Bildabschnitt ist ein Koordinatensystem gezeigt, bei dem auf der Abszisse der Weg s und auf der Ordinate die Krümmung κ aufgetragen sind. Gezeigt sind ein erster Abschnitt 561 , ein zweiter Abschnitt 562 und ein dritter Abschnitt 563, die den entsprechenden Abschnitten der Trajektorie 528 oder der Schnitttrajektorie 530 entsprechen können. In dem Koordinatensystem ist ein Krümmungsverlauf 570 für die Trajektorie 528 und ein Krümmungsverlauf 572 für die Schnitttrajektorie 530 aufgetragen. Im ersten Abschnitt 561 sind beide Krümmungsverläufe 570, 572 gleich Null. Typischerweise ist eine Länge der Geraden des Krümmungsverlaufs 572 für die Schnitttrajektorie 530 im ersten Abschnitt 561 kürzer als die Länge der Geraden des Krümmungsverlaufs 570 für die Trajektorie 528. Im zweiten Abschnitt 562 weist der Krümmungsverlauf 570 eine geringere Steigung als der Krümmungsverlauf 572 auf. Im dritten Abschnitt 563 ist eine Verringerung 575 der maximalen Kurvenkrümmung bei dem Krümmungsverlauf 570, der der geplante Schnitttrajektorie 530 zugeordnet ist, im Vergleich zu dem Krümmungsverlauf 572 gezeigt.
Um die Schnitttrajektorie 530 zu bestimmen kann zunächst die angestrebte Ablage 532 A_s im Scheitelpunkt und anschließend ein maximaler Krümmungsverlauf oder eine Länge des Kreissegments im dritten Abschnitt 563 definiert werden. Ausgehend davon können ein Krümmungsverlauf und eine Länge des Klo- toidensegments im zweiten Abschnitt 562 und schließlich eine Länge des Geradensegments im ersten Segment 561 bestimmt werden, so dass bestimmte Nebenbedingungen eingehalten werden, und Anfangsabschnitte der Trajektorien 528, 530 in Bezug auf Ablage und Winkelrichtung zusammenfallen.
Um einen bestimmten Ablagewert 532 am Kurvenscheitelpunkt zu erzielen, können somit z.B. für das Basiselement Kurveneingang, bestehend aus Gerade, Klo- toide und Kreisbogen die Längen der drei Segmente sowie die Krümmung von Klothoide bzw. Kreisbogen variiert werden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
Der jeweils angestrebte Ablagewert A_s 532 im Kurvenscheitelpunkt kann von der Kurvengeschwindigkeit und der Maximalkrümmung der Kurve abhängen. Um den abgebildeten Kurvenverlauf 530 zu erhalten müssen folgende Bedingungen eingehalten werden. Als erste Bedingung gilt, dass sich das fertig geplante Basiselement nahtlos in den Trajektorienverlauf einfügen lässt. Eine weitere Bedingung ist, dass die Übergänge an den Nahtstellen jeweils glatt sind, was bedeutet, dass die Schnitttrajektorie die gleiche Gierwinkeländerung beim Fahrzeug bewirken soll wie die Trajektorie auf der Fahrbahnmitte. Des Weiteren soll der Lenkwinkel nur natürlichen Bewegungen folgen, also soll der Lenkwinkelverlauf kontinuierlich und näherungsweise linear in der Zeit, also mit gleichbleibender Lenkgeschwindigkeit, ansteigen und abfallen. Außerdem soll die geplante Schnittkurve grundsätzlich den Streckenverlauf abbilden, um einen sinnvollen Verlauf der Schnitttrajektorie 530 zu gewährleisten. Als letzte Maßgabe gilt, dass das Kurvenschneiden mit garantiert verringerter Krümmung und Lenkbewegung erfolgt und das Fahrzeug dabei zu keinem Zeitpunkt die Fahrspur verlässt. Die Auswirkungen auf die einzelnen Krümmungsabschnitte und auf den Trajektorienverlauf 530 sind in Fig. 5 in den Abschnitten 561 , 562, 563 dargestellt. Im drit- ten Abschnitt 563 wird die maximale Kurveneingangskrümmung verringert und die Segmentlänge beibehalten (ähnlicher Verlauf der Schnitttrajektorie). Als Folge verlängert sich das Klotoidensegment im zweiten Abschnitt 562, um den glatten Verlauf an den Nahtstellen zu gewährleisten (gleicher Gierwinkel). Das Gera- densegment im ersten Abschnitt 561 verkürzt sich, damit der angepeilte Ablagepunkt erreicht wird. Die einzigen frei parametrierbaren Werte in diesem Kurvenabschnitt sind die Länge des Kreisbogens im dritten Abschnitt 563 und die Länge der gewünschten Ablage 532 im Kurvenscheitelpunkt A_s. Es existiert immer eine Lösung mit verringerter maximaler Kurvenkrümmung.
Die Trajektorienplanung kann den einzuhaltenden lateralen Abstand von der Mitte der Fahrspur, die geplante Trajektorienkrümmung und den geplanten Winkel zur Fahrbahnmitte als neue Vorgabe an den LKS-Regler übergeben. Diese Daten können noch mit den Fahrspurinformationen, aus der fahrzeuginternen Vide- osensorik abgeglichen werden, um fehlerhafte Karteninformationen auszugleichen.
Wenn das Fahrzeug der geplanten Kurve folgt, wird eine größere laterale Abweichung bei geringerer Krümmung und damit kleinerer Lenkbewegung erreicht. Dies bewirkt außerdem einen geringeren Lenkaufwand für den elektrischen Lenkaktor.
Die Figuren 6a und 6b sind auf weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gerichtet, bei denen ein Anfahren einer Kurve erfolgt. Das Anfahren der Kurve erfolgt zur Minimierung des Trajektorienradius, gegebenenfalls mit Anschneiden, wie es in den weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben ist.
Fig. 6a zeigt eine schematische Darstellung einer Kurventrajektorie 630, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Anfahren der Kurve erfolgt. Hierbei erfolgt ein Anfahren der Kurve um eine Minimierung der
Krümmung für die gesamte Kurventrajektorie zu erhalten. An einer Position 631 erfolgt ein Rechtslenken um auf eine Außenposition 632 der Fahrspur zu gelangen. Ferner ist ein innerer Scheitelpunkt 633 gezeigt. Am Kurvenende 634 erfolgen ein äußerstes Ausfahren der Kurve und anschließend ein Rückführen 635 in die Spurmitte. Dadurch kann eine weitere Krümmungsminimierung erreicht werden, weiter minimiert als ohne Anfahren. Im Folgenden werden die Rand- und Nebenbedingungen formuliert, warum und wie die einzelnen Segmente (Gerade, Klothoide, Kreisbogen) in den vier Basiselementen zu behandeln sind und welche Folgen sich daraus ergeben.
Ein Basiselement besteht aus den sechs Parametern (si,Ki ), (S2,K2), und (S3,K3). Durch die Variation dieser Parameter wird ausgehend vom Streckenverlauf eine Trajektorie erzeugt, die die geforderten Bedingungen an den x-y- und s-K-Verlauf erfüllt, wie in Fig. 7 dargestellt.
Fig. 6b zeigt eine weitere schematische Darstellung der in Fig. 6a gezeigten Kur- ventrajektorie 630, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist ein Fahrbahnabschnitt mit zwei durch eine Mittellinie getrennten
Fahrspuren. Der Fahrbahnabschnitt weist eine Kurve auf. Die Kurventrajektorie 630 verläuft stellenweise auf der kurvenäußeren Fahrspur. Ferner ist die Schnitt- trajektorie 330 gezeigt, die entsprechend dem anhand von Fig. 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel bestimmt werden kann. In der Kurve ist einen Beginn der eigentlichen Kurve KA und ein Ende der Kurve KE markiert. Auf der Kurventrajektorie 630 sind ein Anfangspunkt A, ein erster Wendepunkt der Krümmung WP1 , ein erster Fußpunkt FP1 , ein Scheitelpunkt der Kurve IP, ein zweiter Fußpunkt FP2 und ein zweiter Wendepunkt der Krümmung WP2 aufgetragen. Der effektive Trajektorienradius kann dadurch verringert werden, dass die Fußpunkte FP1 , FP2 der Kurventrajektorie 630 nicht auf der Mitte der Fahrspur liegen, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, sondern möglichst weit an den Außenrand der Fahrbahn gelegt werden, so dass die verbindende Kurventrajektorie 630 einen größeren Radius bekommt. Dafür müssen die Fußpunkte FP1 , FP2 gleichzeitig vor den Beginn der Kurve KB und hinter das Ende KE gelegt werden und verlängern die Kurve somit virtuell. Die Fußpunkte FP1 , FP2 sind entsprechend gleichzeitig die Trajektorienpunkte, die der äußeren Fahrbahnseite am nächsten kommen. Der Abstand ist parametrierbar, oder z.B. auch vom Fahrer einstellbar. Ebenso der Abstand im Scheitelpunkt der Kurve IP, wo das Fahrzeug der Nach- barspur am nächsten kommt (Analog zur Bestimmung des Scheitelpunkts der
Schnitttrajektorie 330). Wie die Punkte A, FP, E, etc. am Ende zu wählen und zu legen sind, ergibt sich aus der Topologie der Straße. Ziel ist es, die maximale Trajektorienkrümmung der schlussendlich gefahrenen Kurventrajektorie 630 zu minimieren unter den genannten Randbedingungen.
Die gesamte Trajektorie beinhaltet damit zusätzlich jeweils ein Segment des Ausholens, das durch die Punkte A und WP1 begrenzt wird, und ein Segment des Wiedereinfangens, das durch die Punkte WP2 und E begrenzt wird. Bei dem Segment des Ausholens handelt es sich um das Anfahren der Kurve, bei dem zuerst entgegen der Hauptkurvenrichtung gefahren wird, um an den äußeren Fahrbahnrand zu gelangen. Dito für das Wiedereinfangen auf die Mitte der Fahrspur.
Das Kurvensegment zum Durchfahren der Hauptkurve, also zwischen dem ersten Wendepunkt WP1 und dem zweiten Wendepunkt WP2 der Krümmung, legt daher auch einen größeren Kreisbogen zurück, als die Kurve selber lang ist. Das mit Kurvensegment bezeichnete Segment kann auch durch ein oder mehrere Klothoidensegmente oder andere Funktionsstücke dargestellt werden.
Die in Fig. 6 beschriebene Methodik des Anfahrens kann auch den weiteren Ausführungsbeispielen analog als Erweiterung dienen. Die Schnitttrajektorie 330 würde hierbei durch die Kurventrajektorie 630 mit ihren zusätzlichen Klothoiden- und Kreisbodensegmente ersetzt werden.
Fig. 7 zeigt eine veranschaulichte Darstellung für die Formulierung der Rand- und Nebenbedingungen. Im oberen Bereich ist ein x-y-Verlauf einer Spurmitte 328 und ein Verlauf einer geplanten Trajektorie 330 gezeigt. Im unteren Bereich ist ein s-K-Verlauf mit einem Kurvenverlauf 570 für die Spurmitte 328 und einem Kurvenverlauf 572 für die geplanten Trajektorie 330 gezeigt.
Am Anfang bzw. Ende des betrachteten Basiselements müssen Anschlussbedingungen zum vorhergehenden/nachfolgenden Basiselement erfüllt sein. Es ergibt sich das Vorgehen wie folgt. In einer Kurve werden die Basiselemente anhand der Krümmungssegmente (Gerade, Klothoide, Kreisbogen) identifiziert. Der Kurveneingang wird modifiziert, indem die Krümmung minimiert und die Segment- längen angepasst werden. Somit wird der berechnete Scheitelpunkt als Endpunkt der Kurveneingangstrajektorie erreicht, wie es in Fig. 8 gezeigt ist.
Fig. 8 zeigt eine Trajektorienplanung im x-y-Koordinatensystem, wobei die ge- plante Trajektorie T 330 aus der Strecke S 328 hervorgeht. Grundvoraussetzung hierfür ist, dass die Trajektorie T den gleichen Startpunkt besitzt wie die Strecke S. Hierfür sorgt die Koordinatentransformation, die einen stetigen und differenzierbaren x-y-Verlauf im Koordinatenursprung sicherstellt. Der Endpunkt der Trajektorie T entsteht aus der vektoriellen Addition der maximalen lateralen Ablage im rechten Winkel auf den Endpunkt der Strecke S, also xT - {xs + Ax ) = 0 (4.8) yT - (ys + Ay ) = 0 (4.9)
Hierbei sind Ax und Ay die Komponenten von As max im x-y-Koordinatensystem und definiert als
Ax = -sgn{K3 ) - s (y E ) - As max (4.10) Ay = sgn{K3 ) - cos( E ) - As mici (4.1 1) wobei ψΕ den Gierwinkel am Endpunkt der Strecke im Basiselement darstellt. Die Lösung dieser Gleichungen soll unter der zusätzlichen Annahme geschehen, dass der Gierwinkel auf dem neuen Scheitelpunkt T der gleiche wie auf dem alten Scheitelpunkt S bleibt. Diese Annahme ist unter anderem wichtig, um die Kurvenform und die Modularität der Trajektorienplanung in den Basiselementen zu erhalten. Dem nächsten Teil der Kurve werden für die Optimierung die Ablage im Scheitelpunkt und die neue Krümmung des Kreisbogens mitgegeben. Die Op- timierung des kommenden Kurventeils berücksichtigt diese Werte und berechnet selbst eine neue Krümmung am Scheitelpunkt mit passenden Segmentlängen.
Die Nebenbedingungen an den x-y-Verlauf ergeben sich wie folgt. Die maximale Ablage soll im Scheitelpunkt der Trajektorie liegen und zudem von der erwarteten Querbeschleunigung und einem menschlichen Faktor abhängen. Der Ort des
Scheitelpunktes wird durch die Aufteilung des Streckenverlaufes in die Basiselemente vorgegeben. Aus Probandenfahrten ging hervor, dass in der überwiegenden Zahl der Fälle in der Mitte des Kreisbogenabschnittes die maximale laterale Ablage erreicht wurde. Die Basiselemente werden nach dieser Beobachtung festgelegt, und somit auch die Scheitelpunkte der Trajektorie. Der Ort des Scheitelpunktes bleibt parametrierbar um die Trajektorienplanung an unterschiedliche Anforderungen/Fahrertypen adaptieren zu können. Als ein Tuningparameter zur Einstellung der Trajektorienform kann die Wahl einer Kreisbogenlänge herange- zogen werden. Es bietet sich an, immer die Länge desjenigen Segmentes konstant zu halten, das die Kurvenform am meisten beeinflusst, also die größte Krümmung aufweist. Je nach Basiselement kann diese Bedingung ergänzend herangezogen werden, falls ein Freiheitsgrad von den übrigen Bedingungen nicht behandelt wird.
Die Nebenbedingung, die im s-K-Verlauf formuliert werden muss, ist die Verringerung der maximalen Krümmung. Diese Bedingung wird umgesetzt mit
K3 < K3 S (4.12) Wobei K3 s die Krümmung des dritten Streckensegmentes ist. Aus der Vorgabe der RAS ergibt sich weiterhin die Stetigkeit im Krümmungsverlauf, daher ist κ2 < κ3 (4.13)
Die Randbedingungen ergeben sich aus der Aufteilung des Strecken- und damit auch des Trajektorienverlaufes in die vier Basiselemente. Damit diese stetig miteinander verknüpft werden können, müssen im x-y- und im s-K-Verlauf die folgenden Maßnahmen getroffen werden. Der x-y-Verlauf der Trajektorie muss wie die Strecke stetig und differenzierbar sein, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Für einen stetigen Verlauf sorgt die Erfüllung der Gleichungen (4.8) und (4.9). Die Differen- zierbarkeit wird erreicht, indem der x-y-Verlauf der Trajektorie eines nachfolgenden Basiselements 901 winkelrichtig an das vorhergehende Basiselement 903 geheftet wird. Diese Anforderungen sind in Fig. 10 für den s-K-Verlauf dargestellt.
Fig. 10 zeigt die Randbedingungen im x-y-Verlauf der Trajektorie. Für einen ste- tigen Verlauf sorgt die Erfüllung der Gleichungen (4.8) und (4.9). Die Differen- zierbarkeit wird erreicht, indem der x-y-Verlauf der Trajektorie des nachfolgenden Basiselements 901 winkelrichtig an das vorhergehende Basiselement 903 geheftet wird. Der s-K-Verlauf soll stetig sein, womit der erste Krümmungswert κ-ι mit der Endkrümmung des vorigen Basiselementes festgelegt ist. Die Trajektorie muss weiterhin den gleichen Gierwinkel überstreichen wie die Strecke des Basiselementes, damit Anfangs- und Endpunkt des Basiselementes winkelrichtig eingestellt sind. Diese Bedingung ist einfach umsetzbar im S-K- Verlauf, da für den Gierwinkel
Figure imgf000028_0001
gilt, wobei I die Länge des vorliegenden Krümmungsverlaufes beschreibt. Dies bedeutet im Falle des Kurveneingangs, dass das Dreieck unter κ2 und das Viereck unter κ3 zusammen die gleiche Fläche haben müssen, wie die Fläche unter K2 s und K3 s. Es ergibt sich j K(V)^ - j (s)ds = 0 (4.15)
0 0
wobei / = für die Trajektorie und Is = ^ ss für die Strecke mit i=1 ,2,3 gilt.
Somit sind die Bedingungen an die Trajektorie allgemein festgelegt. Sie sind jeweils an die Anwendung in den einzelnen Basiselementen wie folgt anzupassen.
Im Folgenden werden die vier Basiselemente einzeln abgehandelt. Jedes der jeweils drei Segmente muss nach den aufgestellten Rand- und Nebenbedingungen in der Länge und der Endkrümmung variiert werden, und zwar so, dass sich die Bedingungen konsistent auf die vier Elemente anwenden lassen. Es ist also hier die Umsetzung der Bedingungen zu einem Algorithmus beschrieben.
Zuerst wird die Trajektorienplanung für das Basiselement Kurveneingang beschrieben.
Der erste Teil einer Kurve ist immer der Kurveneingang, der aus einer Gerade mit der Parametrierung (sis, K-Is), einer Klothoide mit (s2 s, K2 s) und einem Kreisbogen mit (s3 s, K3 s) besteht. Die drei Segmente sind beschrieben mit Endkrümmung und Länge, sodass die kartesischen Koordinaten und der Gierwinkel der kompletten Kurveneingangstrajektorie berechnet werden können. Hierbei ist zu beachten, dass bei der Bildung des Basiselements die erste und dritte Segmentlän- ge halbiert werden, damit die Kurvenabschnitte vor und nach dem Kurveneingang längenrichtig angeheftet werden können und damit der Kurvenscheitelpunkt auf der Hälfte des Kreisbogens liegt und den Endpunkt der Trajektorie darstellt.
Das Problem besteht nun darin, eine Trajektorie zu finden, die als Startpunkt den
Koordinatenursprung und als Endpunkt den Punkt hat, also
Figure imgf000029_0001
wobei xT = fx (si , s2, s3, k3) und yT = fy (s2, s3, k3), was die Erfüllung der Randbedingungen für die Stetigkeit im x-y-Verlauf bedeutet.
Der Parameter κ-ι ist auf Grund der Nebenbedingungen bereits festgelegt auf k-i 0, außerdem ist κ2 = κ3.
Eine Randbedingung lautet, dass der Gierwinkel im Endpunkt der Trajektorie gleich dem der Strecke ist, siehe Gleichung (4.14). Diese Bedingung lässt sich umformulieren zu
0.5 - s2K3 + S3K3 - 0.5 - s2 K3 - s3 K3 = 0 (4.18) s2 = 2 ^- (θ.5 - s2 s + s,' )- s (4.19)
Somit sind alle bisherigen Rand- und Nebenbedingungen erfüllt. Es bleibt yT =
Die Länge des Kreisbogens s3 verbleibt als freier Parameter und wird so eingestellt, dass die Trajektorienform ähnlich der der Kurve ist, womit
(4.20)
Es wird nun ein Krümmungswert κ3 und ein Längenwert s-\ gesucht, der die Gleichungen
Figure imgf000030_0001
Χτ Μ - {χ3 + Αχ ) = 0 (4.22) löst.
Die Funktion fy hat für das Tripel s2, s3, K3 eine eindeutige Lösung. Damit gilt xT = fx(si). Nachdem Gleichung (4.17) erfüllt wurde, kann der korrekte x-Wert der Tra- jektorie daher explizit über eingestellt werden, da er keinen Einfluss auf den y- Wert hat.
Eine Einschränkung, die sich aus der Länge von Sis ergeben kann, ist, dass die vorgegebene laterale Ablage nicht erreicht werden kann. Sie muss mindestens so lang sein, dass sie zum Schneiden der Kurve verwendet werden kann. Betrachtet man Gleichung (4.19) wird der Grund ersichtlich. Die Gierwinkelbedingung sagt, dass mit kleiner werdendem κ3 die Länge der Klotoide s2 zunehmen muss. Durch das Kurvenschneiden wird die Gesamtlänge des Basiselements verkürzt, was in einer zusätzlichen Verkürzung von Si resultiert. Die Länge Si wird daher bei der Bestimmung der kurventypischen Obergrenze für die Scheitelpunktablage As,max verwendet.
Für die Lösung der Gleichung (4.21 ) bleibt als variierbarer Parameter κ3, der für die Nullstellensuche auf den Startwert s
K, = κ (4.23) gesetzt wird. Die Nullstellensuche erhält als Nebenbedingung κ3 < K3 S.
Fig. 1 1 zeigt als Ergebnis der Trajektorienplanung für den Kurveneingang 1101 die relative laterale Ablage 1102, den Krümmungsverlauf 1003 und den Gierwinkelverlauf 1 104.
Im Folgenden wird die Trajektorienplanung für das Basiselement Kurvenausgang beschrieben. Der Kurvenausgang besteht spiegelsymmetrisch zum Kurveneingang aus einer Aneinanderreihung der Segmente Kreisbogen, Klothoide und Gerade. Um den Programmieraufwand niedrig zu halten, wird das Problem der Trajektorienfindung für den Kurvenausgang transformiert und als Kurveneingang behandelt, indem das 1 . und 3. Segment vertauscht werden und die Klothoide entsprechend umgedreht wird. Die Segmente werden parametriert als eine Gerade (sis, K-Is), eine Klothoide (s2 s, K2 s), und ein Kreisbogen (s3 s, K3 S).
Da für den LKS-Regler die neue Ablage über dem Weg bestimmt werden muss, ist es notwendig, nach der Trajektorienplanung den Ablage- und Wegvektor zurück zu transformieren. Hierzu werden die Vektoren von hinten nach vorne umgespeichert. Der Wegvektor muss zusätzlich vom Offset bereinigt werden, damit der erste Eintrag im Koordinatenursprung liegt. Für die Krümmungs- und Gierwinkeldaten gilt dies entsprechend.
Das Verfahren zur Bestimmung der Kurvenausgangstrajektorie unterscheidet sich zum Verfahren am Kurveneingang darin, dass hier die Ablage im Kurvenscheitelpunkt As,max und die minimierte Krümmung κ3 bereits vorgegeben sind. An die Trajektorie müssen nur die Bedingungen gestellt werden, die stetige und glatte Übergänge zu den Kurvenabschnitten vor und nach dem Kurvenausgang erzielen. Zwei Krümmungsparameter sind mit κ-ι = 0 und κ2 = κ3 bereits vorgegeben.
Die Erfüllung der Stetigkeit im x-y-Verlauf ergibt
xT - {xs + Ax ) = 0 (4.24) yT - (ys + Ay ) = 0 (4.25) wobei xT = fx(si, s2, s3) und yT = fy(s2, s3).
Der transformierte Anfangspunkt der Schnitttrajektorie muss auf dem Geradensegment der Kurvenmittelspur, der Endpunkt auf dem Kurvenscheitelpunkt, also dem Endpunkt des vorigen Kurvenabschnittes, liegen.
Der Parameter s2 wird für die Erfüllung der Gierwinkelbedingung herangezogen. Es ergibt sich
0.5 · s2K3 + s3K3 - 0.5 · s2 3 s - s3 K3 = 0 (4.26) λ
S2 = 2■ ^ (0.5 - s2 s + s3 s ) (4.27)
J
Wie im Falle des Kurveneinganges wird aufgrund der Unabhängigkeit der Gleichung (4.25) vom Parameter si diese gelöst, ehe die Gleichung (4.25) dann explizit nach si aufgelöst wird.
Die Nullstellensuche in (4.25) kann dann initialisiert werden mit der Startbedingung s-, = S 3- ,0 (4.28)
Nachdem s2 und s3 durch Lösen von (4.25) gefunden wurden, kann Si durch Lösen von (4.24) ermittelt werden.
Fig. 12 zeigt als Ergebnis der Trajektorienplanung, die Streckenführung 1201 , die relative laterale Ablage 1202, den Krümmungsverlauf 1203 und den Gierwinkelverlauf 1204.
Im Folgenden wird die Trajektorienplanung für das Basiselement unsymmetrische Kurve beschrieben.
Als unsymmetrische Kurve wird hier eine Kurve bezeichnet, die einen abschnittsweise konstanten Krümmungsverlauf ungleich Null besitzt. Die verwendeten geometrischen Elemente sind ein Kreisbogen (sis, K-Is), eine Klothoide (s2 s, Ks), und ein zweiter Kreisbogen (s3 s, K3 s). Dabei haben die Krümmungen K-Is und K3 s dasselbe Vorzeichen. Als Grundgleichung werden wiederum die Stetigkeitsbedingungen für den x-y-Verlauf gewählt, also
Figure imgf000032_0001
wobei xT = fx(si, s2, s3) und yT = fy(si ,s2, s3 ,κ3) gilt.
Die Krümmung κ-ι im ersten Kreisbogenstück der Trajektorie wird vom vorigen Trajektorienabschnitt bereits vorgegeben. Es verbleiben die vier Freiheitsgrade in (si, s2, s3, κ3), um die Schnittkurve zu erzeugen. Als Bedingungen neben den obigen Stetigkeitsbedingungen im xy- Verlauf und s-K-Verlauf bleiben die Gierwinkelbedingung und die Forderung, dass die Kurvenform erhalten bleiben soll. Die Parameter beider Gleichungen müssen nun abhängig voneinander bestimmt werden.
Der Anfangspunkt der Trajektorie ist der Scheitelpunkt der vorigen Schnitttrajek- torie, der Endpunkt ist der neue Scheitelpunkt, der mit Hilfe von As max bestimmt wird.
Die Gierwinkelbedingung ergibt sich zu s iy + 0.5 · s2{kx + k3 )+ s3k3 -
Figure imgf000033_0001
)_ s3 k3 = 0 (4.31 )
_ 2s k + s2 s
(4.32)
Bei einer unsymmetrischen Kurve kann es sich entweder um eine sich zuziehende oder um eine sich öffnende Kurve handeln. Um die Bedingung zu erfüllen, dass die Trajektorie einen der Straße ähnlichen Verlauf haben soll, wird bei einer sich zuziehenden Kurve mit |ic | < |κ3^ | der letzte verbleibende Freiheitsgrad in s3 festgelegt auf s3 = s3 . (4.33)
Alternativ wird bei einer sich öffnenden Kurve mit |ic | > |K3 s | der Parameter verwendet, damit ergibt sich
Figure imgf000033_0002
Dieser Freiheitsgrad kann wie für die Kurveneinfahrt als Tuningparameter eingesetzt werden, um die geplante Trajektorie für die Probandenfahrten zusätzlich parametrierbar zu machen.
Das Gleichungssystem (4.29) und (4.30) wird mit Hilfe einer zweidimensionalen Nullstellensuche gelöst r (51 ,K3 ) - ( ä + )
(4.35) yT {Sl ,K3 )- (ys + A )
Daraus ergibt sich für den Fall der sich zuziehenden Kurve eine Nullstellensuche für Si und κ3 mit den Anfangsbedingungen s
S, = S- (4.36)
IC — IC (4.37)
Die Gleichung ist unter der Berücksichtigung der Nebenbedingung κ3 < K3 S ZU lösen.
Wie im Falle des Kurveneinganges wurde die Länge des zweiten Kreisbogensegmentes s3 auf die Länge s3 s festgesetzt. Außerdem wird mit einer verringerten Krümmung κ3 versucht, einen bestimmten x-y Koordinatenwert zu erreichen. Hierbei muss noch ein weiterer Parameter miteinbezogen werden, in Analogie zum Kurvenausgang ist dieser die Länge des ersten Kreisbogensegmentes
Figure imgf000034_0001
Wie in den beiden vorigen Fällen wird der korrekte Gierwinkel über die Länge der Klothoide s2 eingestellt. Die Nullstellensuche für die unsymmetrische Kurve setzt sich also aus einer Nullstellensuche in zwei Variablen zusammen, wobei die Lösung der Problemstellung aus einer Synthese der Problemlösungen für die Kurvenein- und Kurvenausfahrt besteht.
Fig. 13 zeigt als Ergebnis der Trajektorienplanung für eine unsymmetrische Kurve 1301 die relative laterale Ablage 1302, den Krümmungsverlauf 1303 und den Gierwinkelverlauf 1304 einer sich zuziehenden Kurve.
Im Folgenden wird die Trajektorienplanung für das Basiselement S-Kurve beschrieben.
Die S-Kurve unterscheidet sich von der unsymmetrischen Kurve darin, dass die Krümmungen beider Kreisbögen unterschiedliche Vorzeichen besitzen. Die Kurve wird parametriert mit einem Kreisbogen (sis, Kis), einer Klothoide (s2 s, K2 s), und einem zweiten Kreisbogen (s3 s, K3 S). Als Grundgleichungen werden wiederum die Stetigkeitsbedingungen für den x-y- Verlauf gewählt, also
xT - {xs + ) = 0 (4.38) yT - (ys + Ay ) = 0 (4.39) wobei xT = fx(si, s2, s3) und yT = fy(si ,s2, S3,K3) gilt.
Die Krümmung κ-ι des ersten Kreisbogenstückes der Trajektorie wird im vorigen Trajektorienabschnitt bereits bestimmt. Es verbleiben die vier Freiheitsgrade (si, S2, s3, κ3), um die Trajektorie zu erzeugen. Weitere Bedingungen sind neben den Stetigkeitsbedingungen im x-y-Verlauf und s-K-Verlauf die Gierwinkelbedingung und die Bedingung, dass die Kurvenform erhalten bleiben soll. Die Formulierung dieser Bedingung unterscheidet sich von den vorigen Formulierungen, da bei einer S-Kurve die Kreisbogenstücke oft annähernd punktsymmetrisch im Krümmungsverlauf und im x-y-Verlauf sind. Daher ist es nicht sinnvoll, eine Klotoiden- länge konstant zu halten während die andere verändert werden würde, weil dadurch die Trajektorienform erheblich von der Kurvenform abweichen würde. Die Parameter beider Gleichungen müssen wie im Falle der unsymmetrischen Kurve wiederum abhängig voneinander bestimmt werden.
Ein Freiheitsgrad sorgt dafür, die Gierwinkelbedingung zu erfüllen. Es muss gelten, dass
F = slKl + 0.5 - S2 (K1 + K3 ) + 53K3 (4.40) Fs = S K + 0.5 · s2 s (K + K3 S )+ s3 sK3 s (4.41 )
F = FS (4.42) wobei F und Fs das Integral des Krümmungsverlaufes über dem Weg beschreiben. Der nächste Freiheitsgrad wird dazu verwendet, die Bedingung zu erfüllen, dass die Schnittkurve grob die Form der Strecke beibehält. Es werden die Längen der Kreisbogensegmente in die Relation
s s3
Figure imgf000035_0001
gesetzt.
Setzt man nun die Gleichungen (4.40), (4.41 ) und (4.48) in (4.42) ein, erhält man die Länge des ersten Kreisbogenstückes als Funktion von s2 und K3 zu
_ S/K/ + 0.5 · 52" (Κ1" + Κ3* )+ S K - 0.5 - 52 ^! + κ3 )
(4.49)
Falls in dieser Gleichung der Nenner zu Null wird, wird Gleichung (4.42) nach κ3 aufgelöst, was die Existenz einer Unstetigkeitsstelle verhindert. Damit ändern sich die freien Parameter und es gilt κ3 = h(s2,Si).
Die verbleibenden beiden Freiheitsgrade werden dazu verwendet, die Stetigkeitsbedingungen im x-y-Verlauf zu erfüllen. Dies führt auf die Gleichungen xT{s2,K3 )- {xs + Ax ) = 0
yT{s2,K3 ) - (ys + Ay )= 0 Daraus ergibt sich eine Nullstellensuche für s2 und κ3 mit den Anfangsbedingungen
Figure imgf000036_0001
κ3 * = K3 S (4.52)
Die Gleichung ist unter der Berücksichtigung der Nebenbedingung κ3 < K3 S ZU lösen.
Fig. 14 zeigt als Ergebnis der Trajektorienplanung für eine S-Kurve 1401 die relative laterale Ablage 1402, den Krümmungsverlauf 1403 und den Gierwinkelverlauf 1404.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder" Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Bestimmung einer Schnitttrajektorie, die ein Schneiden eines Kurvenabschnitts (320) einer Fahrspur durch ein Fahrzeug (326) ermöglicht, das die folgenden Schritte umfasst:
Empfangen (212) einer Information über den Kurvenabschnitt (320) über eine Schnittstelle;
Unterteilen (214) des Kurvenabschnitts in mindestens ein Kurvensegment mit einer Segmentlänge und einer Startkrümmung, wobei das Kurvensegment entweder ein Geradensegment ist oder ein Kreisbogensegment ist oder ein Kurvensegment ist, dessen Krümmung eine Funktion einer Bogenlänge des Kurvensegments ist;
Bestimmen (218) einer Schnitttrajektorie (330) aus dem mindestens einen Kurvensegment, so dass die Schnitttrajektorie in einem bestimmten Punkt des Kurven abschnitts (320) eine vorbestimmte Ablage (332) in Bezug auf eine Mitte (328) der Fahrspur aufweist.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , bei dem die Schnitttrajektorie (330) mindestens ein Trajektonensegment mit der Segmentlänge und der Startkrümmung umfasst, wobei das Trajektonensegment entweder ein Geradensegment ist oder ein Kreisbogensegment ist oder ein Kurvensegment ist, dessen Krümmung eine Funktion der Bogenlänge des Trajektonensegment ist.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche bei dem die Schnitttrajektorie so bestimmt wird, dass eine maximale Krümmung der Schnitttrajektorie geringer ist, als eine maximale Krümmung des Kurvenabschnitts. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche bei dem der Kurvenabschnitt (320) in eine Mehrzahl von Kurvensegmenten mit einer Segmentlänge und einer Startkrümmung unterteilt wird, wobei die Startkrümmung einer Endkrümmung eines vorangehenden Kurvensegments entspricht, und dessen Krümmung entweder konstant über die Bogenlänge des Kurvensegments in Form eines Geradensegments oder Kreisbogensegment ist, oder sich linear mit der Bogenlänge des Kurvensegments in Form eines Klotoidensegment ändert.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Schnitttrajektorie (330) in eine Mehrzahl von Trajektoriensegmenten mit einer Segmentlänge und einer Startkrümmung unterteilt wird, wobei die Startkrümmung der Endkrümmung eines vorangehenden Trajektoriensegments entspricht, und dessen Krümmung entweder konstant über die Bogenlänge des Trajektoriensegments in Form einer eines Geradensegments oder Kreisbogensegments ist oder sich linear mit der Bogenlänge des Trajektoriensegments in Form eines Klotoidensegments ändert.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Geradenlänge, die Klotoidenlänge, die Startkrümmung der Klotoide, der Klotoi- denparameter, die Kreisbogenlänge und die Kreisbogenkrümmung so eingestellt werden, dass eine maximale Krümmung der Klotoidentrajektorie und eine Krümmung der Kreisbogentrajektorie jeweils geringer ist, als eine maximale Krümmung des Kurvenabschnitts, und bei dem eine Geradentrajekto- rie bestimmt wird, die dem Geradensegment zugeordnet ist, eine Klotoidentrajektorie bestimmt wird, die dem Klotoidensegment zugeordnet ist und eine Kreisbogentrajektorie bestimmt wird, die dem Kreisbogensegment zugeordnet ist, und bei dem die Schnitttrajektorie (330) aus der Geradentrajek- torie, der Klotoidentrajektorie und der Kreisbogentrajektorie bestimmt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Ge- radentrajektorie, die Klotoidentrajektorie und die Kreisbogentrajektorie so bestimmt werden, dass die Schnitttrajektorie (330) in einem Scheitelpunkt des Kurvenabschnitts (320) eine vorbestimmte Ablage (332) ins Kurveninnere in Bezug auf die Mitte der Fahrspur (328) aufweist.
8. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Ge- radentrajektorie, die Klotoidentrajektorie und die Kreisbogentrajektorie so bestimmt werden, dass eine Winkelrichtung der Schnitttrajektorie (330) in einem Anfangspunkt einer Winkelrichtung der Mitte der Fahrspur (328) in ei- nem Anfangspunkt entspricht und eine Winkelrichtung der Schnitttrajektorie in einem Endpunkt einer Winkelrichtung der Mitte der Fahrspur in einem Endpunkt entspricht.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Ge- radentrajektorie, die Klotoidentrajektorie und die Kreisbogentrajektorie unter Berücksichtigung einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Kurvenabschnittskrümmung bestimmt werden.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem in einem Bereich (631 , 635), der unmittelbar an den Kurvenabschnitt (320) anschließt, wenigstens eine weitere Klotoidentrajektorie (A-WP1 , WP2-E) oder wenigstens eine weitere Kreisbogentrajektorie so bestimmt werden, dass eine weitere Kurventrajektorie (630) in dem Bereich (631 , 635) eine weitere vorbestimmte Ablage (632, 634) in Bezug auf die die Mitte der Fahrspur aufweist.
1 1 . Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Ermitteins einer auf der Schnitttrajektorie basierenden Querführung des Fahrzeugs, wobei die Querführung geeignet ist, um das Fahrzeug (326) entlang der Schnitttrajektorie durch den Kurvenabschnitt (320) zu steuern.
12. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Unterteilens eines Streckenabschnitts der Fahrbahn in eine Mehrzahl von Kurvenabschnitten, die einen Kurveneingang (441 ), eine sich zuziehende oder sich öffnende Kurve (443), eine S-Kurve (445) und/oder einen Kur- venausgang (447) darstellen, und für jeden der Mehrzahl der Kurvenabschnitte eine Schnitttrajektorie gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche bestimmt wird und wobei eine Trajektorie für den Streckenabschnitt durch ein Aneinanderreihen der Schnitttrajektorien der Mehrzahl der Kurvenabschnitte gebildet wird.
13. Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 oder 15 durchzuführen.
4. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder 15, wenn das Programm auf einem Steuergerät ausgeführt wird.
5. Verfahren zur Bestimmung einer Trajektorie, die ein Schneiden eines Kurvenabschnitts (320) einer Fahrspur durch ein Fahrzeug (326) ermöglicht, das die folgenden Schritte umfasst:
Empfangen (212) einer Information über den Kurvenabschnitt (320) über eine Schnittstelle;
Unterteilen (214) des Kurvenabschnitts in ein Geradensegment mit einer Geradenlänge, in ein Klotoidensegment mit einer Klotoidenlänge, einer Klotoi- denstartkrümmung und einem Klotoidenparameter sowie in ein Kreisbogensegment mit einer Kreisbogenlänge und einer Kreisbogenkrümmung;
Bestimmen (216) einer Geradentrajektorie für das Geradensegment, einer Klotoidentrajektorie für das Klotoidensegment und einer Kreisbogentrajekto- rie für das Kreisbogensegment, basierend auf einer Einstellvorschrift, die ausgebildet ist, um die Geradenlänge, die Klotoidenlänge, die Klotoidenstart- krümmung, den Klotoidenparameter, die Kreisbogenlänge und die Kreisbogenkrümmung so einzustellen, dass eine Krümmung der Klotoidentrajektorie und eine Krümmung der Kreisbogentrajektorie jeweils geringer ist, als eine maximale Krümmung des Kurvenabschnitts; und
Bestimmen (218) einer Schnitttrajektorie (330) aus der Geradentrajektorie, der Klotoidentrajektorie und der Kreisbogentrajektorie.
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CN (1) CN102741109B (de)
DE (1) DE102009047476A1 (de)
WO (1) WO2011067252A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103729527A (zh) * 2012-10-12 2014-04-16 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 一种道路边线设计方法
JP2014142235A (ja) * 2013-01-23 2014-08-07 Denso It Laboratory Inc カーブ形状モデル化装置、方法及び車載用ナビゲーション装置
DE102015216152A1 (de) 2015-08-25 2017-03-02 Conti Temic Microelectronic Gmbh Spurhalteassistenzvorrichtung, Kraftfahrzeug mit einer solchen Spurhalteassistenzvorrichtung sowie ein Verfahren zur Spurhalteüberwachung
US11449058B2 (en) * 2018-12-17 2022-09-20 Honda Motor Co., Ltd. Traveling track determination processing and automated drive device

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5363906B2 (ja) * 2009-08-05 2013-12-11 株式会社アドヴィックス 車両の速度制御装置
JP5739465B2 (ja) * 2013-02-14 2015-06-24 本田技研工業株式会社 車両の操舵制御装置
DE102013203819A1 (de) * 2013-03-06 2014-09-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeuges beim Verlassen einer vorgegebenen Fahrspur
JP6161942B2 (ja) * 2013-04-19 2017-07-12 株式会社デンソーアイティーラボラトリ カーブ形状モデル化装置、車両情報処理システム、カーブ形状モデル化方法、及びカーブ形状モデル化プログラム
JP5783204B2 (ja) * 2013-05-01 2015-09-24 トヨタ自動車株式会社 運転支援装置および運転支援方法
JP2015074425A (ja) * 2013-10-11 2015-04-20 日産自動車株式会社 転舵制御装置及び転舵制御方法
DE102013223000A1 (de) * 2013-11-12 2015-05-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ermitteln einer Fahrkurve, Steueranordnung zum Durchführen des Verfahrens und Fahrzeug mit einer derartigen Steueranordnung
EP3812962A1 (de) 2013-12-04 2021-04-28 Mobileye Vision Technologies Ltd. Steuerung eines fahrzeugs, um an einem anderen fahrzeug vorbeizukommen
DE102014200687A1 (de) * 2014-01-16 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs
US9244462B2 (en) * 2014-05-30 2016-01-26 Nissan North America, Inc. Vehicle trajectory planning for autonomous vehicles
US10060749B2 (en) * 2015-02-19 2018-08-28 Here Global B.V. Method and apparatus for creating a clothoid road geometry
US9858487B2 (en) 2015-02-19 2018-01-02 Here Global B.V. Method and apparatus for converting from an analytical curve road geometry to a clothoid road geometry
EP3106369B1 (de) 2015-06-16 2018-12-12 Volvo Car Corporation Verfahren und system zur sicheren lenkunterstützung in einem fahrzeug
WO2017014012A1 (ja) * 2015-07-22 2017-01-26 本田技研工業株式会社 経路生成装置、経路生成方法、および経路生成プログラム
CN109895851B (zh) * 2015-09-08 2021-11-09 星克跃尔株式会社 弯道导向方法、弯道导向装置、弯道导向电子装置及计算机可读记录介质
DE102016221171B4 (de) * 2015-11-06 2022-10-06 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Fahrspurverlaufsdaten
JP2017100652A (ja) * 2015-12-04 2017-06-08 株式会社デンソー 走行軌跡生成装置、走行軌跡生成方法
JP6589608B2 (ja) * 2015-12-04 2019-10-16 株式会社デンソー 車両制御装置
US9968025B2 (en) 2016-01-14 2018-05-15 CNH Industrial American LLC System and method for generating and implementing an end-of-row turn path
US9974225B2 (en) 2016-01-14 2018-05-22 Cnh Industrial America Llc System and method for generating and implementing an end-of-row turn path
JP6752875B2 (ja) * 2016-02-26 2020-09-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 走行制御装置
JP6525159B2 (ja) * 2016-07-15 2019-06-05 トヨタ自動車株式会社 車両用操舵支援装置
JP6565054B2 (ja) * 2016-08-23 2019-08-28 株式会社 三英技研 走行軌道作成装置、方法及びプログラム、並びに、運転支援装置及びシステム
JP6610799B2 (ja) * 2016-09-09 2019-11-27 日産自動車株式会社 車両の走行制御方法および走行制御装置
CN109791736B (zh) * 2016-09-28 2021-08-27 本田技研工业株式会社 车辆控制装置
JP6485792B2 (ja) 2017-03-17 2019-03-20 マツダ株式会社 運転支援制御装置
JP6551866B2 (ja) * 2017-03-17 2019-07-31 マツダ株式会社 運転支援制御装置
CN107340772B (zh) * 2017-07-11 2020-05-22 北京超星未来科技有限公司 一种面向无人驾驶的拟人化参考轨迹规划方法
DE102017212254A1 (de) * 2017-07-18 2019-01-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Prädiktive Streckenführung eines Fahrzeugs
JP6814710B2 (ja) 2017-08-10 2021-01-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両運動制御装置及びその方法、並びに、目標軌道生成装置及びその方法
DE102017215737B4 (de) * 2017-09-07 2022-01-27 Ford Global Technologies, Llc Fahrerassistenzsystem
WO2019051834A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-21 Baidu.Com Times Technology (Beijing) Co., Ltd. DRIVING GUIDELINES BASED ON DRIVING SCENARIOS FOR PLANNING SELF-CONTAINED VEHICLE TRACKS
CN109583271B (zh) * 2017-09-29 2020-11-06 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种对车道线进行拟合的方法、装置及终端
JP7081117B2 (ja) * 2017-11-06 2022-06-07 いすゞ自動車株式会社 操舵制御装置及び操舵制御方法
DE102017220486B4 (de) 2017-11-16 2023-05-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Adaption einer vorbestimmten Referenzlinie für ein Kraftfahrzeug und Vorrichtung
JP7091670B2 (ja) * 2018-01-18 2022-06-28 株式会社デンソー 交差点内の走行軌道データ生成装置、交差点内の走行軌道データ生成プログラム及び記憶媒体
CN108520120B (zh) * 2018-03-19 2022-04-08 大连理工大学 一种道路路线平面线形设计的“两点”法
US10745017B2 (en) * 2018-06-07 2020-08-18 GM Global Technology Operations LLC Method and vehicle utilizing predictive road curvature in the transmission control module
DE102018212916A1 (de) * 2018-08-02 2020-02-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Bestimmung eines Verlaufs einer Fahrspur
JP7087884B2 (ja) * 2018-09-26 2022-06-21 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
FR3089924B1 (fr) * 2018-12-14 2021-09-10 Renault Sas Procédé et système de controle de conduite préventive
CN110262509B (zh) * 2019-07-10 2022-06-28 百度在线网络技术（北京）有限公司 车辆自动驾驶方法和装置
US11754408B2 (en) * 2019-10-09 2023-09-12 Argo AI, LLC Methods and systems for topological planning in autonomous driving
DE102020103972A1 (de) 2020-02-14 2021-08-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und System zum Unterstützen eines Fahrers eines Fahrzeugs beim Halten einer Fahrspur
CN111736603B (zh) * 2020-06-22 2023-06-09 广州赛特智能科技有限公司 一种无人驾驶清扫车及其长距离贴边清扫方法
CN111923916B (zh) * 2020-07-24 2022-03-29 江苏大学 一种基于视觉感知行为和anfis的仿人转向建模方法及转向控制系统
CN112296766B (zh) * 2020-10-28 2022-06-10 西北工业大学 一种整体叶盘叶片型面的数控柔性抛光方法
US11738749B2 (en) * 2020-11-09 2023-08-29 GM Global Technology Operations LLC Methods, systems, and apparatuses for scenario-based path and intervention adaptation for lane-keeping assist systems
US11579250B2 (en) * 2020-12-23 2023-02-14 Robert Bosch Gmbh Lane boundary detection using radar signature trace data
KR102507804B1 (ko) * 2020-12-24 2023-03-09 주식회사 라이드플럭스 자율주행 차량의 주행 경로 생성 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램
CN113076641B (zh) * 2021-03-31 2022-09-20 同济大学 基于风险评估的智能车人机协同转向控制并行计算方法
CN113296470B (zh) * 2021-05-24 2022-10-21 浙江热刺激光技术有限公司 飞切轨迹规划方法、飞切控制方法和飞切系统
CN113361118B (zh) * 2021-06-17 2022-06-28 中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司 分节预制式曲线顶管的顶力计算方法
DE102021116230A1 (de) * 2021-06-23 2022-12-29 HELLA GmbH & Co. KGaA Verfahren zur Projektion einer Führungslinie auf eine Fahrbahn
CN113525365A (zh) * 2021-07-21 2021-10-22 上汽通用五菱汽车股份有限公司 道路规划方法、装置及计算机可读存储介质
CN113379873B (zh) * 2021-08-11 2021-11-09 北京赛目科技有限公司 一种道路曲线确定方法、装置、电子设备
CN113815646B (zh) * 2021-09-14 2023-05-30 上汽通用五菱汽车股份有限公司 车辆的智能驾驶方法、车辆和可读存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060030987A1 (en) * 2004-07-20 2006-02-09 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Lane keeping assist device for vehicle
DE102005056211A1 (de) 2005-11-25 2007-06-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Steuerung der Querbewegung eines Fahrzeugs
DE102008003666A1 (de) * 2008-01-09 2009-07-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren für die Steuerung eines Fahrerassistenzsystems und Fahrerassistenzsystem
EP2116440A1 (de) * 2008-05-08 2009-11-11 MAN Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Spurführungssystem

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5684696A (en) * 1990-02-05 1997-11-04 Caterpillar Inc. System and method for enabling an autonomous vehicle to track a desired path
US5390125A (en) * 1990-02-05 1995-02-14 Caterpillar Inc. Vehicle position determination system and method
JP3572876B2 (ja) 1997-07-15 2004-10-06 トヨタ自動車株式会社 車両用走行制御装置
JPH11144185A (ja) * 1997-09-03 1999-05-28 Honda Motor Co Ltd 自動運転制御誘導システム
US7089162B2 (en) * 2001-11-07 2006-08-08 Harman International Industries, Incorporated Navigation map creation system
DE10256770A1 (de) * 2002-12-05 2004-06-17 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Lenken eines rückwärts in eine Parklücke einzuparkenden Fahrzeugs
DE102005025387A1 (de) 2004-09-30 2006-05-04 Daimlerchrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Fahrerwahrnung bzw. zum aktiven Eingreifen in die Fahrdynamik, falls ein Verlassen der Fahrspur droht
JP4494162B2 (ja) * 2004-10-15 2010-06-30 富士通テン株式会社 運転支援装置
WO2006060518A2 (en) * 2004-11-30 2006-06-08 Circumnav Networks, Inc. Methods for deducing road geometry and connectivity
DE102005048014A1 (de) * 2005-10-07 2007-04-12 Robert Bosch Gmbh Fahrerassistenzsystem
JP4648335B2 (ja) * 2007-01-10 2011-03-09 独立行政法人科学技術振興機構 車両走行用仮想試験を行うシステム及びプログラム
US8862436B2 (en) * 2008-06-24 2014-10-14 Landmark Graphics Corporation Systems and methods for modeling wellbore trajectories
US8099214B2 (en) * 2009-02-09 2012-01-17 GM Global Technology Operations LLC Path planning for autonomous parking
US20110264327A1 (en) * 2010-01-18 2011-10-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control device
DE102010042048B4 (de) * 2010-10-06 2020-11-12 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei einem Fahrmanöver

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060030987A1 (en) * 2004-07-20 2006-02-09 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Lane keeping assist device for vehicle
DE102005056211A1 (de) 2005-11-25 2007-06-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Steuerung der Querbewegung eines Fahrzeugs
DE102008003666A1 (de) * 2008-01-09 2009-07-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren für die Steuerung eines Fahrerassistenzsystems und Fahrerassistenzsystem
EP2116440A1 (de) * 2008-05-08 2009-11-11 MAN Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Spurführungssystem

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103729527A (zh) * 2012-10-12 2014-04-16 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 一种道路边线设计方法
JP2014142235A (ja) * 2013-01-23 2014-08-07 Denso It Laboratory Inc カーブ形状モデル化装置、方法及び車載用ナビゲーション装置
DE102015216152A1 (de) 2015-08-25 2017-03-02 Conti Temic Microelectronic Gmbh Spurhalteassistenzvorrichtung, Kraftfahrzeug mit einer solchen Spurhalteassistenzvorrichtung sowie ein Verfahren zur Spurhalteüberwachung
WO2017032366A1 (de) 2015-08-25 2017-03-02 Conti Temic Microelectronic Gmbh Spurhalteassistenzvorrichtung, kraftfahrzeug mit einer solchen spurhalteassistenzvorrichtung sowie ein verfahren zur spurhalteüberwachung
US11449058B2 (en) * 2018-12-17 2022-09-20 Honda Motor Co., Ltd. Traveling track determination processing and automated drive device

Also Published As

Publication number Publication date
CN102741109A (zh) 2012-10-17
JP2013513149A (ja) 2013-04-18
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DE102009047476A1 (de) 2011-06-09
US9278712B2 (en) 2016-03-08
US20130006473A1 (en) 2013-01-03
EP2507111A1 (de) 2012-10-10
EP2507111B1 (de) 2014-10-08

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