[发明专利]用于车辆的优化自主驾驶的方法

说明书

用于经优化的自主驾驶的方法和设备，其中确定用于控制该车辆(100)的轨迹(106)，其中通过弯曲带(300)的弯曲线定义该轨迹(106)的走向，其中尤其根据虚位移原理优选借助于有限元方法确定如下的弯曲线：该弯曲线实现优化目标并且满足边界条件，其中取决于用于该车辆(100)的车道(102)的走向来定义该边界条件，并且其中通过该车辆(100)的期望的行驶特性来定义该优化目标。

技术领域

本发明涉及用于车辆的自主驾驶的方法和设备。

背景技术

US 2018/0099667 A1公开了自主车辆的控制方式，其中计算该车辆所行驶的行驶路径的左边界线和右边界线。此外，在使运动距离最小化并且在使与中心线的偏差最小化的情况下，测定在左边界线和右边界线的范围内部延伸的理想行驶路线。

WO 2017/183486 A1公开了一种用于在考虑车辆的加速度和减速度的情况下生成自主车辆的轨迹的方法，使得实现柔和的行驶操作。为此，生成在曲率变化区段中具有拐点的轨迹，在该曲率变化区段中曲率相对于车辆的行驶距离单调变化。

值得期望的是，提供用于自主驾驶的相对于此改进的方法和相对于此改进的设备。

发明内容

这通过以下描述的主题来实现。

一种用于经优化的自主驾驶的方法提出，确定用于控制车辆的轨迹，其中通过弯曲带的弯曲线定义该轨迹的走向，其中尤其根据虚位移原理优选借助于有限元方法确定如下的弯曲线：该弯曲线实现优化目标并且满足边界条件，其中取决于用于该车辆的车道的走向来定义该边界条件，并且其中通过该车辆的期望的行驶特性来定义该优化目标。这形成了用于轨迹的计算方法，该计算方法可以实现轨迹特性的优化。通过使用优化器针对性地影响轨迹。由此，在自主驾驶时，与情况相关地取决于车辆和车辆的特性来优化车辆的性质以及轨迹。

优选地，通过多个分立单元来定义该弯曲带，其中针对这些分立单元中的至少一个分立单元来确定参数，该参数定义该分立单元的特性，其中针对该参数取决于所期望的行驶特性来定义额定值，并且其中取决于该参数与该额定值的偏差来定义该优化目标。一种基于有限元方法和虚移动原理、利用分立单元进行的计算可以实现与被如此离散化处理的轨迹的特性的局部适配，使得可以根据情形追求不同的优化目标。

该弯曲带优选具有带有预定数量的分立单元的受限的长度，其中该轨迹的仅一部分在其走向方面被该弯曲带的弯曲线定义，其中在驶过该轨迹的第一部分期间，该第一部分被这些分立单元中的第一分立单元的弯曲线的走向定义，计算该预定数量的分立单元中的其他分立单元和添加到这些分立单元中的最后一个分立单元处的额外的分立单元的弯曲线的走向，以获得邻接该轨迹的该部分处的额外的轨迹部分的走向。由此，仅优化当前相关的区域并且相对于计算全程计划而言明显降低了所需的计算量。这可以通过用少量单元对具有受限的弯曲带长度的局部计划来实现，原因在于单元数量加倍时，计算量变为八倍。因此这避免了，在驶过第一单元期间，生成用于剩余的带和额外添加的单元的新解决方案由此，弯曲带逐个单元地随车辆移位。新的解决方案的起始条件从前一个解决方案中导出。

该参数优选定义抗弯刚度、扭转刚度、纵向刚度或该分立单元的支承体的刚度，该支承体使该分立单元相对于该车道的表示居中。

优选取决于该车辆的纵向加速度或横向加速度、其导数或其极限值，尤其在从右-左曲线组合或左-右曲线组合的过渡中定义该额定值。因此，优化用于避免或抵抗晕动病症状。绝对加速度的改变在不同的方向中以不同方式被感受，并且另外在其主观强度方面取决于车辆响应。因此，例如横向加速度改变，如在右-左曲线组合中的过渡中发生的，有时比纯制动或直线加速更令人不舒服。

优选取决于该轨迹的曲率、尤其曲率半径或其极限值来定义该额定值。如果减小例如横向加速度改变范围中的轨迹的曲率，上述加速度改变因此更慢地进行，产生更平稳的行驶风格，然而对速度特征曲线具有对应的影响。