用于改善协同驾驶操纵的功能安全性的方法和电子控制设备

本披露内容涉及一种用于改善协同驾驶操纵的功能安全性的方法以及一种对应的电子控制设备和该设备的用途。

协同驾驶基于车辆之间进行的信息交换。在当前的讨论中，对于车辆对X(V2X)通信而言，这主要涉及基于传感器信息和操纵/轨迹信息的动态对象数据。如果根据协同协调计算出了轨迹或一系列操纵，则基于传感器的计算基础通常已经相对较旧，因为各个延迟累加起来会形成延迟链。

旨在从第一车辆的角度基于延迟链的以下示例对此进行说明。在这种情况下，第二车辆根据基于传感器的数据和本车操纵规划来创建V2X消息，其中，为此假设第二车辆最初在本车规划中没有使用任何外部轨迹。第一车辆将与该V2X消息一起接收到的数据作为本车操纵规划的基础。这些数字是假设值，并且仅旨在展示相关联的事物：

-第二车辆：根据传感器信息创建对象数据：do2＝100ms

-第二车辆：对多个传感器的对象数据进行融合：df2＝100ms

-第二车辆：操纵规划：dm2＝100ms

-第二车辆：对操纵规划结果的V2X通信：dc2＝70ms

-第一车辆：根据传感器信息创建对象数据：do1＝100ms

-第一车辆：对第一车辆的所接收到的对象数据和第二辆车的对象数据进行融合：df1_2＝100ms

-第一车辆：操纵规划：dm1＝100ms

借助用于捕获车辆的环境的环境传感器系统来生成数据(do)，并对来自多个传感器、特别是在捕获区域中重叠的传感器的数据进行融合(df)，并且生成对象列表，在这种情况下，每个真实对象在对象列表中都有一个条目。然后，可以使用协同感知消息(CPM)、特别是使用车辆对X通信(dc2)将该对象列表的数据传输到其他车辆。对象列表由第二车辆接收，并且必须与来自第二车辆的传感器的传感器数据进行匹配，由此产生进一步的融合步骤(df1_2)。然后通过第二车辆中的对应计算装置进行操纵规划(dm1)。

因此，延迟链从由第一车辆确定的传感器数据(例如作为协同感知消息)开始到第二车辆中的规划轨迹，其结果为：

do2+df2+dc2+df1_2+dm1＝470ms

外部轨迹的延迟链的结果为：

do2+df2+dm2+dc2+dm1＝470ms

在这种情况下，尚未考虑例如由于电机致动或致动器系统或驾驶员反应等导致的延迟。

因此，在该示例中，决策的基础是基于至少大约500ms前的数据。在该时间段内，采用市区中通常允许的速度50km/h的车辆能行驶近7m的距离，这对突然进入正在使用的道路的行人的安全至关重要。

道路使用者所行驶的规划轨迹预计未来会通过操纵协调消息(MCM)在道路使用者之间进行交换。举例来说，这些轨迹可以基于环境模型，该环境模型由例如本车传感器数据和/或如已经描述的那样通过CPM提供的外部传感器数据组成。一旦通过操纵规划创建的轨迹被计算出并且已到达接收器，那么该操纵规划所基于的传感器数据以及由此产生的轨迹就已经过时，这是由于延迟链造成的，与在此之后发生的通信的道路使用者的协调过程无关。特别地，在延迟时间内发生的交通状况变化或环境变化可能会导致所接收到的轨迹可能不再可行驶。因此，考虑了这些接收到的轨迹的操纵规划可能是错误的。

因此，有可能将从第一车辆传输的对应轨迹用作用于接收该轨迹的第二车辆的操纵规划的基础，并在此基础上为第二车辆计算错误轨迹。如果在某些情况下必须随后执行重新规划，则从第二车辆传输并受时延影响的轨迹反过来会由第一车辆使用。因此，在传统的短时间内进行操纵规划可能无法确保无碰撞的结果，其结果可能会危及所涉及的道路使用者以及仅间接涉及的其他道路使用者的交通安全。

本发明的目的是改善协同驾驶操纵的功能安全性。

此目的通过独立权利要求的主题来实现。例如，有利的配置可以从从属权利要求中获得。权利要求的内容通过明确引用并入说明书的内容中。

根据第一方面，描述了一种方法，该方法要由第一车辆的电子控制设备执行并且特别是用于确保车辆的协同驾驶操纵的功能安全性，该方法具有以下步骤：

-通过第一车辆的检查装置基于来自第一车辆的至少一个传感器的传感器信息(do1)和/或基于来自第一车辆的至少两个传感器的融合传感器信息的对象数据(do1+df1)来对第一车辆的轨迹进行关于潜在安全关键交通状况的检查，该轨迹是与第二车辆协同规划的；以及

-根据检查的结果输出用于发起安全措施或执行该规划轨迹的信号。

原则上，由传感器提供的传感器信息已经可以作为对象数据存在。

括号中的名称对应于说明书介绍部分中所使用的延迟，其中这些名称仅旨在用于更容易理解，并不构成对寻求保护的主题的限制。

根据至少一个实施例，通过第一车辆的检查装置基于其中延迟链不包括由于以下各个原因导致的任何延迟的数据来检查规划轨迹：

-由于第二车辆根据来自第二车辆的至少一个传感器的传感器信息创建对象数据(do2)，或

-由于对来自第二车辆的多个传感器的对象数据进行融合(df2)而导致的任何时间延迟，或

-由于第二车辆进行的任何操纵规划(dm2)，或

-由于对操纵规划结果或融合对象数据的任何车辆对X通信(dc2)，或

-由于对第二车辆所接收到的融合对象数据与根据来自第一车辆的至少一个传感器的传感器信息创建的对象数据进行的任何融合(df1_2)，或

-由第一车辆进行的任何操纵规划(dm1)。

本发明基于的概念是确保在协同操纵规划(其具有一定时间跨度，这还允许以改善的方式做出对应的反应)过程对第一车辆的行程进行保障，其方式为：通过第一车辆的检查装置来验证第一车辆的轨迹(该轨迹在第一车辆与第二车辆之间协同协调，但受时延的影响)特别地以便描述在定义时间内要行驶的规划距离，并且仅使用捕获数据与利用数据之间的时间延迟被降至尽可能低的数据。根据该检查的结果，可以输出用于发起安全措施的信号，例如，在检查显示在执行轨迹时存在安全关键状况的威胁或安全关键状况。特别地，协同规划轨迹由第一车辆的计算装置基于例如在协同操纵规划方法的过程中与第二车辆交换的信息来计算。可行地，第二车辆还可以基于在协同操纵规划方法的过程中交换的信息来计算要由第二车辆行驶的轨迹。因此，通过第一车辆的检查装置进行检查之前，可以先由第一车辆的轨迹规划装置提供第一车辆的规划轨迹并由第一车辆的检查装置捕获规划轨迹。

如果按规划执行轨迹，则安全关键交通状况特别是指与第二道路使用者和/或另一道路使用者和/或另一障碍物发生碰撞的风险。

因此，所使用的数据特别地不受由于以下原因导致的时延的影响：由于第二车辆根据来自第二车辆的至少一个传感器的传感器信息创建对象数据(do2)；以及由于对来自第一车辆的多个传感器的对象数据进行融合(df2)；以及由于第一车辆进行操纵规划(dm2)；以及由于对操纵规划的结果或融合对象数据的车辆对X通信(dc2)；以及由于对第二车辆所接收到的融合对象数据与第一车辆所创建的对象数据进行融合(df1)；以及由于该第二车辆进行操纵规划(dm1)。

该原理还可以用于专门的局部操纵规划，该局部操纵规划涉及在计算能力相对较弱的硬件上进行相对较长的计算。在这种情况下，根据一个实施例，将通过第一车辆的检查装置基于来自第一车辆的至少一个传感器的融合传感器信息的对象数据(do1+df1)来对规划轨迹进行关于安全关键交通状况的检查。

根据一个发展，该规划轨迹是已在第一车辆与第二车辆之间进行协同协调的规划轨迹，其中，该轨迹特别考虑了或包括在第一车辆与第二车辆之间规划的驾驶操纵的信息。举例来说，在这种背景下，轨迹因此还可以对驾驶动态中的干预进行定义，例如在定义点处或在规划的行驶距离之后。因此，可能已经提前发生了用于在第一车辆与第二车辆之间进行协同操纵规划以便确定规划轨迹的步骤。例如，对象信息和/或与这些轨迹有关的信息的协同交换特别地通过车辆对X通信来实现。

根据至少一个实施例，通过第一车辆的检查装置基于其中延迟链是通过由于以下原因导致的延迟而确定的数据来检查第一车辆的规划轨迹：由于第一车辆根据来自第一车辆的至少一个传感器的传感器信息进行对象数据创建(do1)的数据处理；或由于由第一车辆根据来自第一车辆的至少一个传感器的传感器信息进行对象数据创建和由第一车辆对第二车辆所接收到的对象数据与由第一车辆创建的对象数据进行融合(do1+df1)的数据处理而导致的延迟。鉴于原则上有可能发生另外的延迟，使用“基本上”一词似乎是恰当的。

根据至少一个实施例，因此，基于其中延迟链还不包括由于由第一车辆对来自第一车辆的至少一个传感器的传感器信息的对象数据进行融合(df1)的数据处理而导致的任何延迟的数据来检查该第一车辆的轨迹。

由于在安全相关规划级别中的延迟更短，因此第一车辆可以更快地作出反应并可能采取必要的措施。因此，那些经常突然改变方向的道路使用者特别能得到更好的保护。

根据至少一个实施例，从第一车辆的多个传感器中选择被评估为与规划轨迹相关的、该第一车辆的至少一个传感器和/或该第一车辆的至少一个传感器的捕获区域的一部分，以创建对象数据(df1)。以这种有针对性的方式获得的对象数据可以相应地用于针对安全关键交通状况对规划轨迹进行检查。因此，可以特别地通过基于当前传感器的环境模型对规划轨迹进行双重检查并且可能对其进行再次调整。特别地，选择允许至少部分地、特别是完全地捕获规划轨迹的路径的、第一车辆的一个或多个传感器(或该第一车辆的环境模型的环境区域)。如果仅部分地捕获到该规划轨迹的路径，则可以在进一步的步骤中检查先前未捕获的轨迹的路径部分。

根据至少一个实施例，如果在检查规划轨迹期间识别到潜在安全关键交通状况，则输出用于发起安全措施的信号。

根据至少一个实施例，如果在检查规划轨迹期间未识别到潜在安全关键交通状况，则输出用于执行该规划轨迹的信号。

根据至少一个实施例，根据一个发展，执行对规划轨迹的重新规划，例如规避操纵，和/或可以提供紧急制动和/或最小风险操纵(MRM)。发起安全措施的根本目的是避免或消除安全关键交通状况。用于发起安全措施的信号特别通过信号接口被输出到用于执行安全措施的对应车辆设备。

根据至少一个实施例，在延迟链应当基本上仅由根据第二车辆的传感器信息进行对象数据创建和对第一车辆所接收到的对象数据与第二车辆的对象数据进行融合(do1+df1)组成的情况下，在第一步骤中融合对象并在第二步骤中执行碰撞检查。因此，不再需要针对来自每个单独传感器的传感器信息执行碰撞检查。

车辆可以是机动车辆，特别是客运机动车辆、重型货车、摩托车、电动机动车辆或混合动力机动车辆、船只或飞行器。

根据第二方面，描述了一种用于第一车辆的电子控制设备，该电子控制设备包括：

-检查装置，该检查装置被配置为基于来自第一车辆的至少一个传感器的传感器信息(do1)和/或基于来自第一车辆的至少两个传感器的融合传感器信息的对象数据(do1+df1)对第一车辆的规划轨迹进行关于第一车辆的潜在安全关键交通状况的检查，其中，该规划轨迹是通过第一车辆的车辆对X通信设备接收的；以及

-信号接口，该信号接口被配置为根据检查的结果输出用于发起安全措施或执行该规划轨迹的信号。

根据本发明的另一方面，该设备被设计成执行如前述实施例中的至少一个实施例所述的方法。

计算单元可以是被设计成处理所提及的信号中的至少一个信号的任何装置。举例来说，该计算单元可以是处理器、数字信号处理器、中央处理单元(CPU)、多用途处理器(MPP)等。

在指定设备的一个发展中，该指定设备具有存储器和处理器。在这种情况下，指定的方法以计算机程序的形式存储在存储器中，并且处理器被提供用于当计算机程序从该存储器加载到该处理器中时执行该方法。

根据本发明的另一方面，一种计算机程序包括程序代码装置，以便当计算机程序在计算机或指定设备中的一个设备上执行时执行指定的方法之一的所有步骤。

根据本发明的另一方面，一种计算机程序产品包含存储在计算机可读数据载体上的程序代码，并且当在数据处理装置上执行时，该程序代码执行指定的方法之一。

从属权利要求中指明了本发明的一些特别有利的配置。进一步优选的实施例也基于附图从以下示例性实施例的描述中显现。

在各自的情况下，示意性地：

图1示出了用于改善协同驾驶操纵的功能安全性的方法的实施例的流程图，以及

图2示出了电子控制设备的实施例。

图1示出了要由第一车辆的电子控制设备执行的方法100的实施例。在步骤102中，通过第一车辆的检查装置基于来自第一车辆的至少一个传感器的传感器信息(do1)和/或基于来自第一车辆的至少一个传感器的融合传感器信息的对象数据(do1+df1)来对第一车辆的轨迹进行关于潜在安全关键交通状况的检查，该轨迹是与第二车辆协同规划的。

此外，根据检查的结果，在步骤104中，输出用于发起安全措施的信号或执行规划轨迹。

图2示出了用于第一车辆的电子控制设备200的实施例。

控制设备200包括检查装置226，该检查装置被配置为基于来自第一车辆的至少一个传感器240、242的传感器信息(do1)和/或基于来自第一车辆的至少两个传感器240、242的融合传感器信息的对象数据(do1+df1)对第一车辆的规划轨迹执行关于第一车辆的潜在安全关键交通状况的检查。在这种情况下，规划轨迹是通过车辆对X通信设备230从第二车辆接收的。电子控制设备200可以包括用于对来自多个传感器240、242的传感器信息进行融合的融合装置228。举例来说，检查装置228被控制器220所包括，其中，该控制器可以具有处理器222和数据存储器224。

控制设备200还包括信号接口250，该信号接口被配置为根据检查的结果输出用于发起安全措施或执行该规划轨迹的信号。举例来说，向对第一车辆所包括的控制设备260进行输出，从而影响该第一车辆的车辆动态。

如果在进行过程中发现一个特征或一组特征不是绝对必要的，则申请人当即希望至少一项独立权利要求的表述不再具有该特征或该组特征。这例如可以是在申请日存在的权利要求的子组合或者在申请日存在的权利要求的、受其他特征限制的子组合。这种需要重新表述的权利要求或特征组合旨在被理解为也被本申请的披露内容覆盖。

还应指出，在各种实施例或示例性实施例中描述的和/或在附图中示出的本发明的改进方案、特征和变体可以以任何期望的方式彼此组合。单个或多个特征可以任何期望的方式彼此互换。由此产生的特征的组合旨在被理解为也被本申请的披露内容覆盖。

在从属权利要求中的反向引用不旨在被理解为放弃获得对于反向引用的从属权利要求的特征的独立的实质性保护。这些特征也可以以任何期望的方式与其他特征组合。

仅在说明书中披露的特征或仅在说明书或权利要求中披露的特征结合其他特征，原则上可以具有对本发明而言至关重要的独立意义。因此，为了区别于现有技术，这些特征也可以单独地包括在权利要求中。

一般地，应当指出的是，车辆对X通信被理解为具体地意指车辆之间和/或车辆与基础设施装置之间的直接通信。例如，该通信因此可以包括车辆对车辆通信或者车辆对基础设施通信。例如，在本申请指代车辆之间的通信的情况下，所述通信可以基本上作为车辆对车辆通信的一部分而发生，该车辆对车辆通信通常无需由移动无线电网络或类似的外部基础设施进行切换而实现，并且因此必须与基于移动无线电网络的其他解决方案区分开。举例来说，可以使用IEEE 802.11p或者IEEE 1609.4来实施车辆对X通信。车辆对X通信还可以被称为C2X通信或V2X通信。这些子域可以被称为C2C(汽车对汽车)、V2V(车辆对车辆)或C2I(汽车对基础设施)、V2I(车辆对基础设施)。然而，本发明没有明确排除例如经由移动无线电网络进行切换的车辆对X通信。