用于自动协作操控的方法和装置与流程

本公开涉及用于提供涉及多个机器(特别是车辆)的协作操控的方法和装置。

背景技术：

1、协作操控是指共享环境中涉及多于一个机器的操控。例如，通过选择合适的协作操控，可最佳地控制交通流和/或可增加共享工作空间的若干机器的安全性。存在用于执行协作操控的各种方法和协议。然而，尤其没有用于自动生成的协作操控的解决方案。这些领域的改进是期望的。

技术实现思路

1、目的是提供用于涉及公共工作空间中的若干机器的协作操控的方法和装置。

2、此目的通过所公开的技术来解决，该技术由独立权利要求的主题限定。从属权利要求涉及对应的其他实施例。在下文中，公开了提供附加特征和优点的这些方面的各个方面和实施例。

3、本公开的一些实施例解决了生成和提供用于超越一个或多个车辆的协作操控的特定任务。这可通过机器学习来完成，以在实时条件下提供安全和高性能的操控。为此，首先基于给定的成功操控训练分类器。这将成功的与不成功的操控候选分离。此外，基于随机初始情况的广泛数据集训练回归模型。回归模型可被用于区分成功协作操控集合内的良好协作操控与不良协作操控，并且最终识别最佳协作操控。使用适当加权的质量函数，可针对不同的目标实现优化，诸如急起避免或超车操控的长度。

4、在下文中，公开了这些方面的其他方面和实施例以便解决上述问题。

5、第一方面涉及一种方法，包括以下步骤：

6、-获取至少两个机器的公共环境信息；

7、-基于所述环境信息生成多个协作操控，每个所述协作操控包括针对所述两个机器中的每个机器的一个操控；

8、-基于预定质量标准评估每个所述协作操控；

9、-选择具有质量标准的预定值、特别是最佳值的协作操控；

10、-为所述两个机器提供所选择的协作操控。

11、机器可以是车辆，特别是客车或卡车。机器也可以是受控飞行物体，例如飞机、飞船、气球或无人机。机器可以是机床，特别是机器人，例如具有串行和/或并行运动学的工业机器人。机器也可以是建筑机器、农业机器和/或(无人驾驶)运输系统。代替机器，还可针对机器的表示执行该过程。这将在后面更详细地描述。这可特别地出于模拟目的而完成，使得可以为要物理实现的若干协作机器获得技术知识。

12、协作操控包括用于涉及协作操控的至少两个机器的操控。特别地，应以机器可成功完成协作操控的方式指定操控。特别地，协作操控原则上可包括如果被执行则可能导致一个机器被另一个机器破坏或损坏的操控。例如，这些可通过相应的评估来区分不成功和成功的协作操控。

13、获得公共环境信息可特别地包括测量和/或模拟。附加地或替代地，获得公共环境信息可包括接收和/或检索该信息。环境信息源自的环境可包括例如多个机器人的公共工作空间。附加地或替代地，环境可包括多个车辆正在其上移动的道路。环境也可以是铁路轨道。环境可以附加地或替代地包括空域。

14、特别地，质量标准的预定值可包括预定范围的值，例如小于100米的超程距离。此外，预定值可包括极值，例如最小值或最大值。

15、提供可包括传送和/或存储所选择的协作操控的信息。例如，所选择的协作操控可存储在由参与机器共享的存储器位置中，使得其他机器可以检索信息。

16、可为执行评估的机器进行提供。然后，可提供协作操控或至少旨在用于机器的操控，特别是由机器实现。

17、提供可包括与一个或多个机器的通信。特别地，如果所述机器没有执行评估。特别地，当在外部设备上(例如，在基础设施设备上)执行所述方法时，可向协作操控包括的所有机器执行提供所选择的协作操控。

18、特别地，所述过程可在操控中涉及的机器之一上执行，例如，在主车辆上执行。例如，主车辆可以是要超越其他车辆的车辆。附加地或替代地，所述方法还可以在基础设施设备上或在不涉及协作操控的机器上执行。

19、第一方面的一个实施例涉及一种方法，其中，所述环境信息至少部分地由传感器检测，特别是由两个机器中的一个检测。

20、附加地或替代地，所述环境信息也可来自第三机器。附加地或替代地，所述环境信息也可来自模拟或建模。附加地或替代地，所述环境信息也可源自来自环境的两个机器，并且由它们观察，特别是由传感器观察。附加地或替代地，所述环境信息可来自观察者系统，例如，来自基础设施信息系统，特别是在机器是车辆的情况下。

21、特别地，所述环境信息可包括协作操控中涉及的机器的数量及其状态(位置、速度等)。特别地，所述环境信息可包括关于交通状况的信息，例如，关于道路和/或交叉路口的信息。

22、第一方面的一个实施例涉及一种方法，其中，用于机器的操控包括多个子操控。

23、特别地，操控可包括取决于操控类型的子操控。例如，如果所述操控涉及车辆的超车操控，则所述操控可以包括与加速、改变车道、减速和/或维持当前机器状态相关的子操控。例如，所述操控可涉及纵向和横向方向变化、位置变化和/或高度变化。

24、协作操控的操控可以特别地全部包括相同数量和/或相同类型的子操控。

25、第一方面的一个实施例涉及一种方法，其中，各个机器的操控在时间和/或空间方面具有不同的长度。

26、协作操控的操控长度可具体地根据空间和/或时间来确定。如果在时间方面确定操控，各个机器的操控具有不同的持续时间。附加地或替代地，可在空间上确定长度。然后，例如，协作操控中的一个机器可以比另一个机器覆盖更长的距离。例如，在超车操控中，超车车辆通常覆盖比正在被超车的车辆更长的距离。

27、第一方面的一个实施例涉及一种方法，其中，仅针对协作操控中包括的一部分操控执行评估。

28、特别地，评估可仅针对协作操控中的一个操控。这可特别地在协作操控仅包括两个机器的情况下完成。然而，即使存在多于两个机器，单个操控，特别是预定义的操控，也可以被用于评估，例如用于超车车辆的操控。替代地，评估可基于协作操控的若干(特别是所有)操控。

29、第一方面的一个实施例涉及一种方法，其中，评估由经训练的算法执行，特别是由神经网络执行。

30、特别地，经训练的算法可包括机器学习。具体地，可基于监督学习或强化学习来进行训练。特别地，算法可基于先前机器生成的操控和/或协作操控。附加地或替代地，可使用当前正在进行的操控和/或协作操控来执行训练。这同样可应用于测试经训练的算法。

31、第一方面的实施例涉及一种方法，其中，通过二元分类执行评估，特别地，成功的协作操控与不成功的协作操控区分开。

32、特别地，二元分类可通过经训练的算法来执行。经训练的算法可特别地基于机器学习，例如，二元分类可由适当训练的神经网络执行。二元分类可特别地用于区分成功的协作操控与不成功的协作操控，使得仅需要进一步处理成功的协作操控。这可缩短过程的处理时间。如果所述过程在实时条件下执行，则这特别有用。附加地或替代地，分类还可区分是否保证安全距离、是否观察到预定规则(例如，交通规则)和/或协作操控是否由子操控有效地组成，例如以不包括多余操控(例如，重复操控)的方式。附加地或替代地，可进行关于是否已经发生从属子操控的成功解决方案的分类，由此可特别地在协作操控的不同操控之间定义从属子操控。

33、第一方面的实施例涉及一种方法，其中，通过回归执行评估，具体地，通过回归确定协作操控的质量。

34、特别地，所述回归可通过经训练的算法来执行。经训练的算法可特别地基于机器学习，例如，二元分类可由相应的经训练神经网络执行。特别地，回归可以在二元分类之后执行。特别地，可仅针对成功的操控执行回归。有利地，这意味着没有对其质量进行评估的协作操纵无论如何都不会被实现，因为它们是不成功的。这可缩短所述过程的处理时间。如果要在实时条件下生成和提供所述过程，例如，用于超车操控，则这特别有用。

35、第一方面的一个实施例涉及一种方法，其中，质量标准由多个评估变量组成，并且特别地，对个体评估变量进行加权。

36、评估变量可以是基于位置的变量，例如位置、行进的距离、速度、加速度和/或加急起。例如，可根据需要多少距离来评估超车操控。这是因为车道中的距离可以是对迎面而来的车辆的安全相关评估变量，特别是在迎面而来的交通中。

37、特别地，协作操控的持续时间可以是评估参数。根据先前的解释，持续时间也可以是安全相关的评估参数。

38、由若干评估变量组成的评估变量可包括例如由协作操控的操控最长距离和由操控施加在机器上的急起。特别地，可对这些评估变量进行加权。取决于权重的选择，不同类型的协作操控可以是特别优选的。

39、第一方面的实施例涉及一种方法，其中，发生向至少一个另外的机器提供协作操控。

40、可以想到，协作操控不包括针对环境信息中的所有机器的操控。例如，如果一些机器极不可能对协作操控有任何影响，则可能是这种情况。然而，可向这些机器通知协作操控。如果这些机器具有不包括在所述过程的环境信息中但仍然与协作操控相关的附加信息，则这可能是特别有利的。然后，这些机器可将附加信息发送到协作操控的机器，并且如果需要，可相应地调整协作操控。可通过将信息传送到一个或多个机器和/或通过将其存储在共享存储器(诸如服务器)上来提供信息，机器可从共享存储器检索信息。

41、第一方面的一个实施例涉及一种方法，其中，两个机器中的一个是主机，并且由主机向至少第二机器执行提供。

42、其他方法步骤，特别是根据第一方面的方法的所有步骤，也可在主机上执行。如果所述协作操控包括若干机器，则主机机器可为协作操控的所有机器提供协作操控。附加地或替代地，所述协作操控还可由主机机器为未包括在协作操控中的机器提供，特别是如果这些机器可能影响协作操控。

43、第一方面的实施例涉及一种方法，包括以下步骤：

44、-确认由两个机器中的至少一个接收所提供的协作操控的信息。

45、特别地，确认可由提供所选择的协作操控的所有机器提供。特别地，来自协作操控中涉及的所有机器的确认可以是要执行协作操控的先决条件。

46、确认可特别地包括协作操控的同意或拒绝。特别地，拒绝可包括针对协作操控或至少针对拒绝机器的操控的相反建议。附加地或替代地，拒绝可包括关于协作操控(特别是拒绝机器的操控)必须如何被调整以使得可发生该机器的同意或对该机器的同意的信息。

47、第二方面涉及为此目的配置的机器：

48、-特别是通过传感器检测，获得包括至少两个机器的环境信息；

49、-基于所述环境信息确定多个协作操控，每个所述协作操控具有用于所述两个机器的操控；

50、-基于预定的质量标准评估每个所述协作操控；

51、-选择其评估具有质量标准的预定值、特别是最佳值的协作操控；

52、-为两个机器提供协作操控，特别是分配给相应机器的操控。

53、这一方面的实施例可以与第一方面类似地设计。

54、第二方面的一个实施例涉及一种机器，其中，设备是基础设施单元。

55、替代地，所述设备可以是涉及协作操控的机器、主机。

56、第三方面涉及一种方法，包括以下步骤：

57、-获取至少两个机器表示的公共的环境信息；

58、-基于所述环境信息生成多个协作操控，每个所述协作操控包括针对所述两个机器表示中的每一个的一个操控；

59、-基于预定质量标准评估每个所述协作操控；

60、-选择其评估具有质量标准的预定值、特别是最佳值的协作操控；

61、-为所述两个机器表示执行所选择的协作操控。