Titel

Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung einer Soll-Fahrtrajektorie für ein Ego- Fahrzeug und Verfahren zum Steuern eines Ego-Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung einer Soll- Fahrtrajektorie für ein Ego-Fahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern eines Ego-Fahrzeugs.

Stand der Technik

Bei Kraftfahrzeugen gibt es im Wesentlichen drei Arten von Unfällen: Abkommen vom fahrer-initiierten Pfad - entweder durch Ausbrechen der Vorder- oder Hinterachse -, der Überschlag des Fahrzeugs und die Kollision des Fahrzeugs mit einem anderen Objekt bzw. mehreren anderen Objekten. Teil-, hoch- und vollautomatisierte Fahrzeuge haben die Aufgabe alle drei Arten von Unfällen zu verhindern.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung einer Soll-Fahrtrajektorie für ein Ego-Fahrzeug und ein verbessertes Verfahren zum Steuern eines Ego-Fahrzeugs bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung einer Soll- Fahrtrajektorie für ein Ego-Fahrzeug und durch das Verfahren zum Steuern eines Ego-Fahrzeugs der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll-Fahrtrajektorie für ein Ego-Fahrzeug bereitgestellt, umfassend: Empfangen von Trajektoriendaten einer durch das Ego-Fahrzeug auszuführenden Soll-Fahrtrajektorie;

Ermitteln einer maximalen Abweichung des Ego-Fahrzeugs von der Soll- Fahrtrajektorie bei einer Fahrt des Ego-Fahrzeugs entlang der geplanten Soll- Fahrtrajektorie unter Berücksichtigung von Ungenauigkeitsfaktoren einer Steuerung des Ego-Fahrzeugs;

Ausführen einer Kollisionsprüfung der Soll-Fahrtrajektorie in Bezug auf in einem Umfeld des Ego-Fahrzeugs positionierten Objekten unter Berücksichtigung der ermittelten maximalen Abweichung; und

Klassifizieren der geplanten Soll-Fahrtrajektorie als unsichere Fahrtrajektorie, falls in der Kollisionsprüfung bei einer Fahrt des Ego-Fahrzeugs entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie unter Berücksichtigung der maximalen

Abweichung des Ego-Fahrzeugs von der Soll-Fahrtrajektorie eine Kollision des Ego-Fahrzeugs mit einem im Umfeld positionierten Objekt vorhergesagt wird.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein verbessertes Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll-Fahrtrajektorie für ein Ego- Fahrzeug bereitgestellt werden kann. Hierbei werden während der Sicherheitsüberprüfung der geplanten Soll-Fahrtrajektorie Abweichungen berücksichtigt, die eine tatsächlich durch das Fahrzeug ausgeführte Ist- Fahrtrajektorie relativ zur geplanten Soll-Fahrtrajektorie aufweist. Die berücksichtigten Abweichungen der tatsächlich durch das Ego-Fahrzeug bei einer Steuerung entlang der geplanten Soll-Trajektorien ausgeführten Ist-Trajektorie von der entsprechenden Soll-Trajektorie resultieren hierbei auf Ungenauigkeiten der Steuerung des Fahrzeugs. Diese können beispielsweise Abweichungen der Lenkung, Ungenauigkeiten im Beschleunigungs- bzw. Bremsverhalten des Fahrzeugs, Abweichungen des Fahrverhaltens von der idealen Soll-Trajektorie, die aufgrund von Straßenverhältnissen, wie dem Zustand des Fahrbahnbelags, Fahrbahnneigungen, oder Witterungsverhältnisse umfassen. Unter Berücksichtigung dieser Ungenauigkeitsfaktoren der Steuerung des Ego-Fahrzeugs, die primär auf Toleranzen der verbauten Hardwarekomponenten, die auf Witterungsverhältnissen bzw. Straßenverhältnissen basieren, wird eine maximale Abweichung des Ego-Fahrzeugs bzw. einer durch das Ego-Fahrzeug ausgeführten Ist- Trajektorie bei Steuerung des Ego-Fahrzeugs entlang der geplanten Soll- Fahrtrajektorie von der jeweils geplanten Soll-Fahrtrajektorie ermittelt. Die maximale Abweichung beschreibt hierbei einen maximalen Abstand zwischen der durch das Ego- Fahrzeug ausgeführten Ist-Trajektorie und der geplanten Soll-Trajektorie. Die maximale Abweichung kann hierbei für eine Mehrzahl von Punkten der Soll- Fahrtrajektorie berechnet werden. Unter Berücksichtigung der berechneten maximalen Abweichung zur geplanten Soll-Fahrtrajektorie wird eine Kollisionsprüfung der Soll- Fahrtrajektorie in Bezug auf im Umfeld des Ego-Fahrzeugs positionierten Objekten ausgeführt. Falls unter Berücksichtigung der maximalen Abweichung Kollisionen des Ego-Fahrzeugs mit im Umfeld des Ego-Fahrzeugs positionierten Objekten bei einer Fahrt des Ego-Fahrzeugs entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie zu erwarten sind, wird die geplante Soll-Fahrtrajektorie als eine unsichere Fahrtrajektorie klassifiziert.

Eine Ist-Fahrtrajektorie ist im Sinne der Anmeldung eine basierend auf geplanten Soll- Fahrtrajektorien unter Berücksichtigung der Unsicherheitsfaktoren der Steuerung des Fahrzeugs durch das Fahrzeug bei einer Steuerung des Ego-Fahrzeugs entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie zu erwartende ausgeführte Fahrtrajektorie. Die Ist- Fahrtrajektorien sind damit erfindungsgemäß simulierte Fahrtrajektorien, die eine zu erwartende durch das Fahrzeug auszuführende Fahrtrajektorie beschreiben. Die Ist- Fahrtrajektorien können hierbei unter Berücksichtigung eines Fahrzeugmodells, in dem die bekannten Ungenauigkeitsfaktoren der Steuerung des Ego-Fahrzeugs wie auch die Faktoren des Umfelds, wie beispielsweise der Fahrbahnzustand oder die Witterungsverhältnisse, die jeweils eine Abweichung von der durch das Ego-Fahrzeug ausgeführten Fahrtrajektorie zur geplanten Soll-Trajektorie verursachen können, berücksichtigt sind. Eine Ist-Fahrtrajektorie ist somit im Sinne der Anmeldung eine simulierte Fahrtrajektorie des Ego-Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Ungenauigkeitsfaktoren der Steuerung, die das Ego-Fahrzeug bei einer Steuerung entlang der geplanten Soll-Trajektorie ausführt.

Das Ego-Fahrzeug kann im Sinne der Anmeldung ein teilautomatisiert, hochautomatisiert oder vollautomatisiert steuerbares Fahrzeug sein. Verkehrsteilnehmer können weitere Fahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Personenkraftwagen, Busse, Motorräder oder Fahrräder umfassen.

Ungenauigkeitsfaktoren umfassen im Sinne der Anmeldung Ungenauigkeiten in der Fertigung und/oder im Betrieb einzelner die Dynamik des Fahrzeugs beeinflussender Komponenten des Ego-Fahrzeugs, wie beispielsweise des Antriebs, der Bremsanlage, der Bereifung. Ferner können Ungenauigkeitsfaktoren Faktoren des Umfelds des Ego- Fahrzeugs, wie beispielsweise Wetterbedingungen oder Straßeneigenschaften, wie Straßenbelag und dessen Verschmutzung oder Zustand und/oder Straßenneigung, umfassen, die eine Abweichung einer realen Fahrt des Ego-Fahrzeugs von der idealen Solltrajektorie bewirken können.

Nach einer Ausführungsform umfasst das Ermitteln der maximalen Abweichung: Ermitteln eines Abweichungsbereichs der Soll-Fahrtrajektorie, wobei der Abweichungsbereich als eine die Soll-Fahrtrajektorie umfassende Punktmenge von Raumpunkten ausgebildet ist, wobei jeder Raumpunkt innerhalb des Raumbereichs als eine mögliche Position des Ego-Fahrzeugs bei einer Fahrt entlang der Soll-Fahrtrajektorie gedeutet wird, und wobei die maximale Abweichung durch einen Rand des Abweichungsbereichs gebildet ist.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine präzise Kollisionsüberprüfung der Soll-Fahrtrajektorie ermöglicht ist. Hierzu wird unter Berücksichtigung der Ungenauigkeitsfaktoren der Steuerung für die geplante Soll- Fahrtrajektorie ein Abweichungsbereich in Form einer die Soll-Fahrtrajektorie umfassenden Punktmenge von Raumpunkten berechnet. Jeder Raumpunkt innerhalb des Raumbereichs ist hierbei eine mögliche Position des Ego-Fahrzeugs bei einer Fahrt entlang der Soll-Fahrtrajektorie. Unterschiedlich zur geplanten Soll- Fahrtrajektorie beabstandete Raumpunkte innerhalb des Abweichungsbereichs beschreiben hierbei unterschiedlich starke Abweichungen von der idealen Soll- Fahrtrajektorie.

Nach einer Ausführungsform umfasst das Ausführen der Kollisionsüberprüfung: Ausführen einer Überschneidungsüberprüfung von Positionsangaben der Objekte im Umfeld des Ego-Fahrzeugs mit dem Abweichungsbereich und Ermitteln einer zu erwartenden Kollision des Ego-Fahrzeugs mit einem Objekt bei einer Überschneidung der Positionsangabe des Objekts mit dem Abweichungsbereich.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine präzise Kollisionsprüfung ermöglicht ist. Hierzu wird eine Überschneidungsprüfung der Positionsangaben der Objekte im Umfeld des Ego-Fahrzeugs mit dem Abweichungsbereich der geplanten Soll-Fahrtrajektorie ausgeführt. Eine Kollision des Ego-Fahrzeugs mit einem Objekt im Umfeld des Ego-Fahrzeugs wird dann ermittelt, wenn eine Überschneidung der Position des Objekts mit dem Abweichungsbereich der geplanten Soll-Fahrtrajektorie ermittelt wird. Nach einer Ausführungsform umfasst Verfahren ferner:

Ermitteln einer Mehrzahl von möglichen Ist-Fahrtrajektorien des Ego-Fahrzeugs basierend auf den Raumpunkten des Abweichungsbereichs;

Ermitteln einer kritischen Ist-Fahrtrajektorie basierend auf der Mehrzahl von Ist- Fahrtrajektorien, wobei die kritische Ist-Fahrtrajektorie eine Ist-Fahrtrajektorie der Mehrzahl von Ist-Fahrtrajektorien mit wenigstens einem maximalen

Fahrdynamikwert ist, wobei der Fahrdynamikwert umfasst: Lenkwinkel, Änderung des Lenkwinkels, Geschwindigkeitswert, Beschleunigungswert, Bremswert;

Überprüfen einer Sicherheit der kritischen Ist-Fahrtrajektorie in Bezug auf eine Fahrdynamik des Ego-Fahrzeugs und Klassifizieren der kritischen Ist- Fahrtrajektorie als unsicher, falls wenigstens ein Fahrdynamikwert einen vorbestimmten Grenzwert erreicht oder überschreitet; und

Klassifizieren der geplanten Soll-Fahrtrajektorie als unsichere Fahrtrajektorie, falls bei Fahrt des Ego-Fahrzeugs entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie unter Berücksichtigung der maximalen Abweichung des Ego-Fahrzeugs von der Soll-Fahrtrajektorie eine Kollision mit dem im Umfeld positionierten Objekt zu erwarten ist, und/oder falls die kritische Soll-Fahrtrajektorie in Bezug auf die Fahrdynamik als unsicher klassifiziert wird.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine weitere Verbesserung der Sicherheitsüberprüfung der geplanten Soll-Fahrtrajektorie ermöglicht ist. Hierzu wird neben der oben beschriebenen Kollisionsprüfung eine Überprüfung der von der geplanten Soll-Fahrtrajektorien abweichenden Ist-Fahrtrajektorien in Bezug auf eine Fahrdynamik des Ego-Fahrzeugs berücksichtigt. Hierzu werden basierend auf den Raumpunkten des Abweichungsbereichs der geplanten Soll-Fahrtrajektorie verschiedene mögliche Ist-Fahrtrajektorien berechnet, die jeweils durch das Ego- Fahrzeug bei einer Steuerung entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie ausgeführt werden können. Basierend auf der Mehrzahl von berechneten Ist-Fahrtrajektorien wird darauffolgend eine kritische Ist-Fahrtrajektorie ermittelt. Die kritische Ist-Fahrtrajektorie ist hierbei die Ist-Fahrtrajektorie der Mehrzahl von Ist-Fahrtrajektorien, die einen maximalen Fahrdynamikwert aufweist. Der Fahrdynamikwert kann hierbei einen Lenkwinkel, Änderungen des Lenkwinkels, einen Geschwindigkeitswert, einen Beschleunigungswert oder einen Bremswert umfassen. Darauffolgend wird die kritische Ist-Fahrtrajektorie in Bezug auf eine Fahrdynamik des Ego-Fahrzeugs überprüft und als unsicher klassifiziert, falls der wenigstens eine maximale Fahrdynamikwert der kritischen Ist-Fahrtrajektorie einen vorbestimmten Grenzwert erreicht oder überschreitet. Die geplante Soll-Fahrtrajektorie wird darauffolgend als unsichere Fahrtrajektorie klassifiziert, falls die Kollisionsüberprüfung eine Kollision des Ego-Fahrzeugs mit einem Objekt vorhersagt und/oder falls die kritische Ist- Fahrtrajektorie in Bezug auf die Fahrdynamik als unsicher klassifiziert ist.

Erfindungsgemäß umfasst die geplante Soll-Fahrtrajektorie, wie auch die Ist- Fahrtrajektorien bzw. die kritische Ist-Fahrtrajektorie Positionsinformationen wie auch Geschwindigkeitsinformationen des Ego-Fahrzeugs. Ein kritische Ist-Fahrtrajektorie mit maximalen Fahrdynamikwerten, wie beispielsweise einem maximalen Lenkwinkeleinschlag, einer maximalen Änderung des Lenkwinkels, einem maximalen Geschwindigkeitswert, einem maximalen Beschleunigungswert oder einem maximalen Bremswert, kann somit zu einem unsicheren Fahrverhalten des Ego-Fahrzeugs führen. Beispielsweise kann bei einem den für ein sicheres Fahrverhalten vorbestimmten Grenzwert überschreitenden Lenkwinkeleinschlag bei einem für die geplante Soll- Fahrtrajektorie vorgesehenen Geschwindigkeitswert das Ego-Fahrzeug in einen kritischen Fahrbereich gebracht werden, in dem ein Umkippen des Fahrzeugs zu befürchten ist. Analog kann für eine kritische Fahrtrajektorie, die ein Bremsverhalten bzw. ein Beschleunigungsverhalten vorsieht, das die jeweiligen Grenzwerte für ein sicheres Fahrverhalten des Ego-Fahrzeugs überschreiten, ebenfalls zu einem unsicheren Fahrverhalten führen, bei dem ein möglicher Unfall des Ego-Fahrzeugs zu befürchten ist. Bei Berücksichtigung der kritischen Fahrtrajektorie kann somit die Sicherheitsüberprüfung der geplanten Soll-Fahrtrajektorie weiter präzisiert werden.

Nach einer Ausführungsform ist eine Kollision zu erwarten, falls ein Wahrscheinlichkeitswert für eine Kollision einen vorbestimmten Grenzwert erreicht oder überschreitet.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine präzise Kollisionsüberprüfung ermöglicht ist.

Nach einer Ausführungsform wird die maximale Abweichung basierend auf Messdaten einer Mehrzahl von Fahrten des Ego-Fahrzeugs und/oder einer Mehrzahl weiterer Fahrzeuge bestimmt. Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine präzise Ermittlung der maximalen Abweichung ermöglicht ist. Hierzu werden Messdaten einer Mehrzahl von Fahrten des Ego-Fahrzeugs und/oder einer Mehrzahl von weiteren Fahrzeugen aufgenommen und basierend auf den aufgenommenen Messdaten entsprechende Abweichungen der durch das Ego-Fahrzeug bzw. die Mehrzahl von Fahrzeugen bei einer Steuerung der Fahrzeuge entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorien tatsächlich ausgeführten Ist-Fahrtrajektorien ermittelt.

Nach einer Ausführungsforme wird die maximale Abweichung durch Ausführung einer Modelprädizierten Steuerung unter Berücksichtigung eines

Fahrzeugmodells und/oder durch Ausführung eines Verfahrens zur Bestimmung invarianter Mengen berechnet.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine präzise Ermittlung der maximalen Abweichung ermöglicht ist. Hierzu wird die maximale Abweichung durch Ausführung einer Modelprädizierten Steuerung unter Berücksichtigung eines Fahrzeugmodells und/oder durch Ausführung eines Verfahrens zur Bestimmung invarianter Mengen berechnet.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern eines Ego- Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend:

Planen einer durch das Ego-Fahrzeug auszuführende Soll-Fahrtrajektorie;

Ausführen einer Sicherheitsüberprüfung der geplanten Soll-Fahrtrajektorie für das Ego-Fahrzeug gemäß dem Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll-Fahrtrajektorie für ein Ego-Fahrzeug nach einer der voranstehenden Ausführungsformen;

Ansteuern des Ego-Fahrzeugs gemäß einer als sicher klassifizierten Soll- Fahrtrajektorie.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein verbessertes Verfahren zum Steuern eines Ego-Fahrzeugs bereitgestellt werden, das eine Steuerung des Ego-Fahrzeugs entlang einer gemäß der verbesserten Sicherheitsüberprüfung für eine Soll-Fahrtrajektorie mit den oben genannten technischen Vorteilen überprüfte Soll-Fahrtrajektorie umfasst Nach einem weiteren Aspekt wird eine Recheneinheit bereitgestellt, die eingerichtet ist, das Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll- Fahrtrajektorie für ein Ego-Fahrzeug nach einer der voranstehenden Ausführungsformen und/oder das Verfahren zum Steuern eines Ego-Fahrzeugs auszuführen.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt umfassend Befehle bereitgestellt, die bei der Ausführung des Programms durch eine Datenverarbeitungseinheit diese veranlassen, das Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll-Fahrtrajektorie für ein Ego-Fahrzeug nach einer der voranstehenden Ausführungsformen und/oder das Verfahren zum Steuern eines Ego-Fahrzeugs auszuführen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll-Fahrtrajektorie für ein Ego-Fahrzeug;

Fig. 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll-Fahrtrajektorie für ein Ego-Fahrzeug;

Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Ego- Fahrzeugs; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Computerprogrammprodukts.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 300 zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 für ein Ego- Fahrzeug 301.

Fig. 1 zeigt in den Grafiken a) und b) jeweils eine Fahrtsituation eines Ego- Fahrzeugs 301 auf einer Fahrbahn 317. Im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 301 ist ein Objekt 307 auf der Fahrbahn 317 positioniert. Das Ego-Fahrzeug 301 umfasst neben Umfeldsensoren (in Fig. 1 nicht dargestellt) zum Ausführen einer Umfelderfassung eine Recheneinheit 315, die eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll- Fahrtrajektorie für das Ego-Fahrzeug 301 auszuführen. Die Recheneinheit 315 ist ferner eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern des Ego- Fahrzeugs 301 auszuführen.

Zur Sicherheitsüberprüfung werden durch die Recheneinheit 315 zunächst Trajektoriendaten einer geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 empfangen. Die geplante Soll-Fahrtrajektorie 303 beschreibt in den gezeigten Grafiken a) und b) ein Ausweichmanöver des Ego-Fahrzeugs 301, das dieses am auf der Fahrbahn 317 positionierten Objekt 307 vorbei manövriert. Die Soll-Fahrtrajektorie 303 umfasst erfindungsgemäß Positionsinformationen und Geschwindigkeitsinformationen des Ego-Fahrzeugs 301.

Darauffolgend wird durch die Recheneinheit 315 eine maximale Abweichung 305 von der Soll-Fahrtrajektorie 301 berechnet. Die maximale Abweichung 305 beschreibt hierbei eine Abweichung einer durch das Ego-Fahrzeug 301 bei einer Steuerung entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 tatsächlich ausgeführten Ist-Trajektorie zur geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303. In der gezeigten Ausführungsform sowohl in Grafik a) als auch in Grafik b) wird zur Berechnung der maximalen Abweichung 305 für die geplante Soll-Fahrtrajektorie 303 ein Abweichungsbereich 309 berechnet. Der Abweichungsbereich 309 beschreibt einen die geplante Soll-Fahrtrajektorie 303 umfassenden Raumbereich 309 von Raumpunkten. Der Raumbereich 309 bildet in den gezeigten Grafiken a) und b) einen die geplante Soll-Fahrtrajektorie 303 umfassenden Fahrschlauch. Die einzelnen Raumpunkte (nicht dargestellt) des Raumbereichs 309 beschreiben mögliche Fahrpositionen des Ego-Fahrzeugs 301 , die dieses aufgrund von Ungenauigkeitsfaktoren der Steuerung des Ego- Fahrzeugs 301 bei einer Steuerung entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 einnehmen kann.

Die angesprochenen Ungenauigkeitsfaktoren der Steuerung des Ego-Fahrzeugs 301 können beispielsweise Toleranzen in der Lenkung des Ego-Fahrzeugs, Toleranzen in dem Bremsverhalten bzw. Beschleunigungsverhalten des Ego- Fahrzeugs 301 umfassen, die jeweils dazu führen, dass bei Steuerung des Ego- Fahrzeugs 301 entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 eine tatsächlich durch das Ego-Fahrzeug 301 ausgeführte Ist-Trajektorie von der geplanten Soll- Fahrtrajektorie 303 abweicht. Andere Unsicherheits- bzw.

Ungenauigkeitsfaktoren, die bei der Berechnung der maximalen Abweichung 305 berücksichtigt werden können, umfassen Witterungsverhältnisse bzw. Fahrbahnbeläge der Fahrbahn 317 oder Neigungen der Fahrbahn 317, die die tatsächlich durch das Ego-Fahrzeug 301 ausgeführte Ist-Fahrtrajektorie von der geplanten auszuführenden Soll-Fahrtrajektorie 303 abweichen lassen.

In den gezeigten Ausführungsformen ist die maximale Abweichung 305 durch den Rand 310 des Abweichungsbereichs 309 gegeben. Verschiedene Punkte innerhalb des Abweichungsbereichs 309, die jeweils unterschiedliche Abstände zu der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 aufweisen, beschreiben hierbei Positionen des Ego-Fahrzeugs 301 mit unterschiedlich starken Abweichungen zur geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303. Diese unterschiedlichen Abweichungen können durch Überlagerungen bzw. Verstärkungen verschiedener Ungenauigkeitsfaktoren bewirkt werden. Beispielsweise kann eine Ungenauigkeit in der Lenkung in Kombination mit einer seitlich ansteigenden oder abfallen Fahrbahn zu einer erhöhten seitlichen Abweichung von der Soll-Fahrtrajektorie 303 führen.

Stärkere Abweichungen sind damit weniger wahrscheinlich als geringe Abweichung, weil zu den starken Abweichung hohe Werte der Ungenauigkeitsfaktoren oder verstärkende Kombinationen von Ungenauigkeitsfaktoren benötigt werden.

Abweichungen 305 weisen somit ausgehend von den Raumpunkten der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 in Richtung des Rands 310 des Abweichungsbereichs 309 abnehmende Wahrscheinlichkeiten auf, so dass Positionen des Ego-Fahrzeugs 301 am Rand 310 des Abweichungsbereichs 309 unwahrscheinlicher sind als Positionen des Ego-Fahrzeugs 301 an Raumpunkten innerhalb des Abweichungsbereichs 309, die nah an der geplanten Soll- Fahrtrajektorie 303 positioniert sind. Der Rand 310 des Abweichungsbereichs 309 kann somit durch Ausführung eines Cut-Offs ermittelt werden, bei dem ausschließlich Abweichungen von der Soll-Fahrtrajektorie 303 berücksichtigt werden, die einen vorbestimmten Grenzwert für die Wahrscheinlichkeit des Auftretens derartiger Abweichungen nicht überschreiten. Jeder Raumpunkt 309 beschreibt somit eine mögliche Position des Ego-Fahrzeugs 301 bei einer Steuerung des Ego-Fahrzeugs 301 entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 aufgrund der Ungenauigkeitsfaktoren der Steuerung des Ego-Fahrzeugs 301 bzw. aufgrund der Einflüsse der Fahrbahnbeschaffenheit bzw. der Witterungsverhältnisse, die jeweils dafür sorgen, dass eine reale Ist- Fahrtrajektorie des Ego-Fahrzeugs 301 von der idealen Soll-Fahrtrajektorie 303 abweicht.

In der gezeigten Ausführungsform wird eine maximale Abweichung 305 durch den Rand 310 des Abweichungsbereichs 309 definiert. Die maximale Abweichung 305 beschreibt somit die größte Abweichung von der geplanten Soll- Fahrtrajektorie 303, die einen Wahrscheinlichkeitswert aufweist, der oberhalb eines vordefinierten Wahrscheinlichkeitsgrenzwerts liegt. Stärkere Abweichungen, die entsprechend eine geringere Wahrscheinlichkeit aufweisen, werden in der folgenden Sicherheitsüberprüfung der geplanten Soll- Fahrtrajektorie hingegen nicht weiter berücksichtigt.

Bei der Sicherheitsüberprüfung der geplanten Fahrtrajektorie 303 wird darauffolgend durch die Recheneinheit 315 eine Kollisionsprüfung der Soll- Fahrtrajektorie 303 in Bezug auf das im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 301 positionierte Objekt 307 ausgeführt. Die Kollisionsprüfung wird hierbei unter Berücksichtigung der zuvor bestimmten maximalen Abweichung 305 ausgeführt. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Kollisionsüberprüfung eine Ausführung einer Überschneidungsprüfung von Positionsangaben des Objekts 307 mit dem Abweichungsbereich 309. Eine Überschneidung des Objekts 307 mit dem Abweichungsbereich 309 wird hierbei mit einer zu erwartenden Kollision des Ego-Fahrzeugs 301 mit dem jeweiligen Objekt 307 bei einer Steuerung des Ego-Fahrzeugs 301 entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie gleichgesetzt.

Für den Fall, dass eine entsprechend beschriebene Überschneidung des im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 301 angeordneten Objekts 307 mit dem berechneten Abweichungsbereich 309 der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 301 ermittelt wird und somit bei Steuerung des Ego-Fahrzeugs 301 entlang der geplanten Soll- Fahrtrajektorie 303 eine Kollision des Ego-Fahrzeugs 301 mit dem jeweiligen Objekt 307 zu erwarten ist, wird die geplante Soll-Fahrtrajektorie 303 durch die Recheneinheit 315 als eine unsichere Fahrtrajektorie klassifiziert.

In Grafik b) ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Sicherheitsüberprüfung der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 für das Ego- Fahrzeug 301 beschrieben. In der gezeigten Ausführungsform wird basierend auf den Raumpunkten des Abweichungsbereichs 309 der geplanten Soll- Fahrtrajektorie eine Mehrzahl verschiedener Ist-Fahrtrajektorien 311 berechnet. Die Ist-Fahrtrajektorien 311 beschreiben hierbei zu erwartende Fahrtrajektorien, die das Ego-Fahrzeug 301 bei einer Steuerung des Ego-Fahrzeugs 301 entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie aufgrund der vorliegenden Abweichungen bzw. Ungenauigkeitsfaktoren der Steuerung oder der Einflüsse der Straßen- bzw. Witterungsverhältnisse tatsächlich ausführen wird. Die gezeigten Ist- Fahrtrajektorien 311 zeigen jeweils Abweichungen zu der idealen Soll- Fahrtrajektorie 303. Die Ist-Fahrtrajektorien 311 können unmittelbar, sprich nahezu vom ersten Punkt der Trajektorien von der Soll-Fahrtrajektorie 303 abweichen. Alternativ können Ist-Fahrtrajektorien 311 über einen Abschnitt der Trajektorie mit der idealen Soll-Fahrtrajektorie 303 übereinstimmen und erst ab einem späteren Zeitpunkt oder für einen bestimmten Bereich, beispielsweise in einer Kurve, von der idealen Soll-Fahrtrajektorie 303 abweichen.

Basierend auf der Mehrzahl von Ist-Fahrtrajektorien 311 wird durch die Recheneinheit 315 eine kritische Ist- Fahrtrajektorie 313 bestimmt. Die kritische Ist-Fahrtrajektorie 313 ist eine Fahrtrajektorie der Mehrzahl von Ist- Fahrtrajektorien 311, die wenigstens einen maximalen Fahrdynamikwert aufweist. Fahrdynamikwerte können hierbei Lenkwinkelwerte, Änderungen des Lenkwinkels, Geschwindigkeitswerte, Beschleunigungswerte, Bremswerte oder ähnliche die Fahrdynamik des Ego-Fahrzeugs beschreibende Faktoren umfassen. Die kritische Ist-Fahrtrajektorie 313 kann somit beispielsweise die Fahrtrajektorie der Mehrzahl von zuvor berechneten Ist-Fahrtrajektorien 311 sein, die den größten Lenkwinkeleinschlag des Ego-Fahrzeugs 301 vorsieht. Alternativ oder zusätzlich kann die kritische Ist-Fahrtrajektorie 313 die Fahrtrajektorie der Mehrzahl von Ist-Fahrtrajektorien 311 sein, die einen maximalen Beschleunigungswert, Bremswert oder eine maximale Änderung des Lenkwinkeleinschlags umfasst. In der gezeigten Ausführungsform ist die kritische Ist-Fahrtrajektorie durch den in Fahrtrichtung D gesehenen rechten Rand 310 des Abweichungsbereichs 309 gegeben. Die kritische Ist-Fahrtrajektorie 313 weist hierbei einen kritischen Bereich 319 auf. Im kritischen Bereich 319 beschreibt die kritische Ist- Fahrtrajektorie 313 einen maximalen Lenkwinkeleinschlag. Dieser maximale Lenkwinkel wird in der gezeigten Ausführung benötigt, um das Ego-Fahrzeug 301 am Objekt 307 vorbei zu manövrieren. Im kritischen Bereich 319, in dem die kritische Ist-Fahrtrajektorie 313 den maximalen Lenkwinkeleinschlag vorsieht, kann in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit kann eine kritische Fahrsituation des Ego-Fahrzeugs 301 hervorgerufen werden, in der beispielsweise aufgrund des starken Lenkwinkeleinschlags und der hohen Fahrtgeschwindigkeit ein Umkippen des Ego-Fahrzeugs 301 auftreten kann.

Nach Berechnung der kritischen Ist-Fahrtrajektorie 313 wird durch die Recheneinheit 315 eine Sicherheit der kritischen Ist-Fahrtrajektorie 313 in Bezug auf die Fahrdynamik des Ego-Fahrzeugs 301 überprüft und die kritische Ist- Fahrtrajektorie 313 als unsicher klassifiziert, falls der wenigstens eine maximale Fahrdynamikwert einen vorbestimmten Grenzwert erreicht oder überschreitet. Überschreitet der maximale Lenkwinkeleinschlag den die kritische Ist- Fahrtrajektorie 313 im kritischen Bereich 319 vorsieht, einen zuvor bestimmten Grenzwert für Lenkwinkeleinschläge, der für ein sicheres Fahren des Ego- Fahrzeugs 301 nicht überschritten werden darf, so wird die kritische Ist- Fahrtrajektorie 313 als unsicher klassifiziert. Die Klassifizierung der kritischen Ist- Fahrtrajektorie in Bezug auf die Fahrdynamik kann die Berücksichtigung mehrerer Fahrdynamikwerte vorsehen, in denen beispielsweise der Lenkwinkeleinschlag in Bezug auf eine Fahrgeschwindigkeit oder einen Beschleunigungswert beurteilt wird.

Nach Überprüfung der Sicherheit der kritischen Ist-Fahrtrajektorie 313 wird darauffolgend durch die Recheneinheit 315 die geplante Soll-Fahrtrajektorie 303 als unsichere Soll-Fahrtrajektorie klassifiziert, falls die kritische Ist-Fahrtrajektorie 313 in Bezug auf die Fahrdynamik als unsicher klassifiziert wurde.

Die Ausführungsformen in Grafik a) und b) können ergänzend zueinander ausgeführt werden. Die entsprechende geplante Soll-Fahrtrajektorie 303 kann somit als unsichere Fahrtrajektorie klassifiziert werden, falls entweder die ausgeführte Kollisionsüberprüfung eine Kollision des Ego-Fahrzeugs 301 mit einem im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 301 positionierten Objekt 307 vorhersagt, wie dies in Grafik a) dargestellt, und/oder falls die kritische Ist-Fahrtrajektorie 313 in der Sicherheitsüberprüfung in Bezug auf die Fahrdynamik als unsichere Fahrtrajektorie klassifiziert ist.

In der Kollisionsüberprüfung der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 mit dem im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 301 positionierten Objekts 307 wird eine Kollision des Ego-Fahrzeugs 301 mit einem jeweiligen Objekt 307 vorhergesagt, falls ein Wahrscheinlichkeitswert für eine Kollision einen vorbestimmten Grenzwert erreicht oder überschreitet.

Gemäß einer Ausführungsform kann die maximale Abweichung 305 basierend auf Messdaten einer Mehrzahl von Fahrten des Ego-Fahrzeugs 301 oder einer Mehrzahl von weiteren Fahrzeugen bestimmt werden. Basierend auf den Messwerten der Mehrzahl von Testfahrten können die tatsächlich ausgeführten Fahrtrajektorien der Fahrzeuge ermittelt werden und die jeweiligen Abweichungen der ausgeführten Fahrtrajektorien zu den jeweils geplanten Soll- Fahrtrajektorien bestimmt werden.

Gemäß einer Ausführungsform kann die maximale Abweichung 305 durch Ausführung einer Modellprädizierten Steuerung unter Berücksichtigung eines Fahrzeugmodells ermittelt werden. Das Fahrzeugmodell umfasst hierbei die verschiedenen Ungenauigkeitsfaktoren der einzelnen Hardwarekomponenten des Fahrzeugs wie beispielsweise Lenkungenauigkeiten, Beschleunigungs- oder Bremsverhalten und andere das Fahrverhalten des Ego-Fahrzeugs beeinflussende Faktoren. Gemäß einer Ausführungsform kann die maximale Abweichung 305 auch durch Ausführung eines Verfahrens zur Bestimmung invarianter Mengen berechnet werden.

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 100 zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 für ein Ego-Fahrzeug 301.

Erfindungsgemäß werden in einem ersten Schritt 101 Trajektoriendaten einer durch das Ego-Fahrzeug 301 ausführenden Soll-Fahrtrajektorie 303 empfangen. Die Trajektoriendaten umfassen erfindungsgemäß wenigstens Positionsdaten und können zusätzlich Geschwindigkeitsdaten des Ego-Fahrzeugs umfassen.

In einem weiteren Verfahrensschritt 103 wird eine maximale Abweichung 305 des Ego-Fahrzeugs 301 von der Soll-Fahrtrajektorie 303 bei einer Fahrt des Ego- Fahrzeugs 301 entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 unter Berücksichtigung von Ungenauigkeitsfaktoren einer Steuerung des Ego- Fahrzeugs 301 ermittelt.

Hierzu wird in einem Verfahrensschritt 109 ein Abweichungsbereich 309 der Soll- Fahrtrajektorie 303 ermittelt, wobei der Abweichungsbereich 309 als eine die Soll-Fahrtrajektorie 303 umfassende Punktmenge von Raumpunkten ausgebildet ist. Jeder Raumpunkt innerhalb des Raumbereichs 309 wird als eine mögliche Position des Ego-Fahrzeugs 301 bei einer Fahrt entlang der Soll-Fahrtrajektorie 303 gedeutet. Die maximale Abweichung 305 wird durch den Rand 310 des Abweichungsbereichs 309 interpretiert.

In einem weiteren Verfahrensschritt 105 wird eine Kollisionsüberprüfung der Soll- Fahrtrajektorie 303 in Bezug auf ein im Umfeld des Ego-Fahrzeug 301 positioniertes Objekt 307 unter Berücksichtigung der ermittelten maximalen Abweichung 305 ausgeführt.

Hierzu wird in einem Verfahrensschritt 111 eine Überschneidungsüberprüfung von Positionsangaben der Objekte 307 im Umfeld des Ego-Fahrzeugs 301 mit dem Abweichungsbereich 309 ausgeführt und eine zu erwartende Kollision des Ego-Fahrzeugs 301 mit einem Objekt 307 bei einer Steuerung des Ego- Fahrzeugs 301 entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 bei einer Überschneidung der Positionsangaben eines Objekts 307 mit dem Abweichungsbereich 309 ermittelt.

Ferner wird in einem weiteren Verfahrensschritt 113 eine Mehrzahl von möglichen Ist-Fahrtrajektorien 311 des Ego-Fahrzeugs 301 basierend auf den Raumpunkten des Abweichungsbereichs 309 ermittelt.

In einem weiteren Verfahrensschritt 115 wird eine kritische Ist-Fahrtrajektorie 313 basierend auf der Mehrzahl von Ist-Fahrtrajektorien 311 ermittelt, wobei die kritische Ist-Fahrtrajektorie eine Ist-Fahrtrajektorie 311 der Mehrzahl von Ist- Fahrtrajektorien 311 mit wenigstens einem maximalen Fahrdynamikwert ist, und wobei der Fahrdynamikwert umfasst Lenkwinkel, Änderung des Lenkwinkels, Geschwindigkeitswert, Beschleunigungswert, Bremswert.

In einem weiteren Verfahrensschritt 117 wird eine Sicherheit der kritischen Ist- Fahrtrajektorie 313 in Bezug auf eine Fahrdynamik des Ego-Fahrzeugs 301 überprüft und die kritische Ist-Fahrtrajektorie 313 als unsicher klassifiziert, falls wenigstens der eine Fahrdynamikwert einen vorbestimmten Grenzwert erreicht oder überschreitet.

In einem weiteren Verfahrensschritt 107 wird die geplante Soll-Fahrtrajektorie 303 als unsichere Fahrtrajektorie klassifiziert, falls bei Fahrt des Ego-Fahrzeugs 301 entlang der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 unter Berücksichtigung der maximalen Abweichung 305 des Ego-Fahrzeugs 301 von der Soll-Fahrtrajektorie 303 in der im Verfahrensschritt 105 ausgeführten Kollisionsüberprüfung eine Kollision mit dem im Umfeld positionierten Objekt 307 ermittelt wird, und/oder falls die kritische Ist-Fahrtrajektorie 313 in Bezug auf die Fahrdynamik als unsicher klassifiziert wird.

Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 200 zum Steuern eines Ego- Fahrzeugs 301.

Erfindungsgemäß wird in einem ersten Verfahrensschritt 201 eine durch das Ego-Fahrzeug 301 auszuführende Soll-Fahrtrajektorie 303 geplant.

In einem weiteren Verfahrensschritt 203 wird eine Sicherheitsüberprüfung der geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 für das Ego-Fahrzeug 301 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren 100 zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll-Fahrtrajektorie 303 für ein Ego-Fahrzeug 301 nach den oben beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt.

In einem weiteren Verfahrensschritt 205 wird das Ego-Fahrzeug 301 gemäß einer als sicher klassifizierten Soll-Fahrtrajektorie angesteuert. Das Ansteuern des Ego-Fahrzeugs 301 umfasst insbesondere das Ausgeben entsprechender Steuersignale von der Recheneinheit an Aktoren des Ego- Fahrzeugs 301 zum Fahren des Ego-Fahrzeugs 301 entlang der als sicher klassifizierten Soll-Fahrtrajektorie.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Computerprogrammprodukts 400, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinheit dieses veranlassen, das Verfahren 100 zur Sicherheitsüberprüfung einer geplanten Soll-Fahrtrajektorie für ein Ego-Fahrzeug 301 und/oder das Verfahren 200 zum Steuern eines Ego-Fahrzeugs 301 auszuführen.

Das Computerprogrammprodukt 400 ist in der gezeigten Ausführungsform auf einem Speichermedium 401 gespeichert. Das Speichermedium 401 kann hierbei ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Speichermedium sein.