用于监视车辆的期望轨迹的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于监视车辆的期望轨迹的方法和设备。本发明还涉及一种计算机程序。
【背景技术】
[0002]在高度自动的行驶中出于安全性原因在行驶由车辆计算的期望轨迹之前对其进行监视是绝对必要的。原则上通常是，借助所有所探测的对象在碰撞方面检验期望轨迹。如果一个期望轨迹导致碰撞，则该期望轨迹将被分类为无意义的并且不被行驶。然而一般困难的是，确定对象的实际大小、尤其是宽度和长度。尤其环境传感器一一例如雷达传感器或单目摄像机通常在最好情况下能够识别一个对象位于可见范围中的任意位置。通常，传感器不能够确定对象的准确轮廓。因此，期望轨迹的基于所探测的对象的检查是困难的。
[0003]上述环境传感器也不能够提供如下信息，即是否直至该对象实际上不存在其他的对象。这基本上归因于，通常应用对象传感器。因此，此外也可以应用主动的空闲空间传感器，其直接测量空闲空间。对象是整个“被占据空间”的近似，但是并不真实描绘该被占据空间(基于传感器的能力)。对象传感器尤其可能忽视对象，这通常是一个大问题。如果空闲空间传感器忽视了空闲空间，则在安全技术上来说通常没有问题。
【发明内容】
[0004]因此，本发明所基于的任务可以视为在于，提供一种用于监视期望轨迹的方法，该方法能够实现期望轨迹的在无碰撞方面的更简单的检查。
[0005]本发明所基于的任务也可以视为在于，提出用于监视期望轨迹的相应设备。
[0006]本发明所基于的任务也可以视为在于，提供相应的计算机程序。
[0007]所述任务借助于独立权利要求的相应主题解决。本发明的有利的构型是相应的从属权利要求的主题。
[0008]根据一个方面提供一种用于监视车辆的期望轨迹的方法，所述方法包括以下步骤:
[0009]检测所述车辆的环境；
[0010]基于所检测的环境求取空闲空间；以及
[0011]基于所述空闲空间在无碰撞方面检验所述期望轨迹，以便求取所述期望轨迹的行驶是否将导致碰撞。
[0012]根据另一方面提供一种用于监视车辆的期望轨迹的设备，所述设备包括:
[0013]用于检测所述车辆的环境的检测装置；和
[0014]处理装置，其用于基于所检测的环境求取空闲空间并且基于所述空闲空间在无碰撞方面检验所述期望轨迹，以便能够求取所述期望轨迹的行驶是否将导致碰撞。
[0015]根据又一方面提供一种计算机程序，其包括程序代码，用于当在计算机上执行计算机程序时实施用于监视车辆的期望轨迹的方法。
[0016]根据又一方面提供一种车辆，该车辆包括用于监视车辆的期望轨迹的设备。
[0017]有利地能够实现一种期望轨迹的与模型无关的并且可靠的监视。这尤其通过以下方式:基于空闲空间测量在无碰撞方面检验期望轨迹而不是如在现有技术中那样基于在车辆环境中探测的对象的大小。通常不感兴趣的是，什么正好(存在的对象具有什么轮廓，所述对象的轮廓因此在任何情况下对于估计规划起着非常次要的作用)位于非空闲的空间中。优选仅仅以下对于期望轨迹的检验是重要的，已经在空闲空间中规划或求取该期望轨迹。因此通过基于空闲空间在无碰撞方面检验期望轨迹的方式，可以有利地均衡已知环境传感器的不足，即这些已知环境传感器通常不能够确定对象的准确轮廓。由此引起期望轨迹的可靠监视。尤其有利的是，在车辆自动行驶的范围中应用本发明。在这样的行驶中车辆不再由驾驶员控制或引导。相反地，在自动行驶期间自动地并且自主地也就是独立自主地控制或引导车辆(在自动行驶模式中运行车辆)。因此根据一种实施方式设置，本发明的步骤在车辆自动行驶期间执行。相应地，所述设备构造用于如果在自动行驶模式中运行车辆，也就是自动地引导该车辆，则实施所述方法步骤。
[0018]应注意，根据一种实施方式，用于测量空闲空间的环境传感器仅仅主动地即测量空闲(即其构造用于仅仅测量空闲)，也就是说环境传感器构造用于不高估空闲空间，而是如果可能，仅仅低估空闲空间并且不采取对象假设(例如表述:见到距离20m处的对象，也就是说，“直到那里必须是空闲的。”显然不是这样的环境传感器的表述，所述环境传感器构造为空闲空间传感器)。
[0019]根据一种实施方式设置，空闲空间基于格栅或微粒(partikel)。在基于微粒的空闲空间中，该空闲空间通常划分为一个格栅，其中，格栅的各个单元分别具有一个变量，该变量是该单元通过一个对象占据的概率。基本上静态情景被良好地覆盖。应用微粒过滤器的方案也允许以相同方案不仅处理静态情况而且处理动态情况。
[0020]根据另一实施方式设置，基于所述空闲空间求取配置空间，其中，所述配置空间是描述所述车辆的无碰撞轨迹的一个空间，其中，在所述配置空间中在无碰撞方面检验所述期望轨迹。通过应用这样的配置空间尤其引起如下技术优点，即可以直接、快速并且可靠地实施期望轨迹的在无碰撞方面的检查。这是因为配置空间正好是一个这样的空间，该空间描述了车辆的无碰撞轨迹。也就是说，在配置空间中延伸的全部轨迹不会导致碰撞。
[0021]在另一实施方式中，为了求取所述配置空间而将基于格栅的空闲空间的空闲面与车辆大小和车辆方向的车辆模型进行卷积，从而所述配置空间求取为包括多个单元的格栅，所述多个单元所有表示为可行驶的，其中，为了在无碰撞方面检验所述期望轨迹而检查所述期望轨迹是否完全位于所述格栅中。
[0022]也就是说，有利地为了求取配置空间而考虑车辆大小和车辆方向。这尤其基于卷积。因此可以有利地确保，如果该车辆基于其空间上的延展并且基于其在空间中相应的方向位于空闲空间边界处但在空闲空间内，则位于空闲空间边界处但在空闲空间之外的对象不与该车辆碰撞。卷积优选对于车辆的所有可能的方向实施。因此尤其求取多维配置空间。车辆尺寸(车辆大小)的认识通常是必然需要的，如果在本说明书的范围中由“模型无关性”描述，则“模型无关性”涉及如下，即空闲空间自身的测量与其他待测量的交通参与者的模型无关(例如立体摄像机采用用于测量的强的模型假设，而激光雷达没有)。模型总是不准确的并且降低地描述真实性，因此可以避免这一点。但是自身车辆的“模型”是非常精确的，精确到毫米。因此这不是模型，而是仅为车辆延展。
[0023]配置空间是一个η维超级空间，其通过系统(在此在其环境中的车辆)的独立的空闲度(Freiheit)形成或求取。每个实际的运动是配置空间中的一个轨迹。不同于相空间，配置空间不描绘各个元素(例如障碍物或者环境中的其他对象)的冲量(impuls)，因此仅仅表示系统的当前配置或当前状态，而不可以导出各个元素的进一步运动。
[0024]因此有利地产生了具有适当的尺度和尺寸的格栅，其方式是，格栅单元的空闲度或可行驶性的特征在于，单元完全位于配置空间中。因此，所述格栅是一个描述车辆的所有无碰撞轨迹的空间。
[0025]因此，完全位于格栅中的期望轨迹不导致碰撞。因为格栅的全部单元的特征为空闲的或可行驶的。在此，期望轨迹由开始到目标点限定在配置空间中、也就是在格栅中的一系列相邻的点。
[0026]根据另一实施方式设置，分别借助于多个环境传感器检测所述车辆的环境，其中，所述环境的仅仅以下区域表示为可行驶的:在所述区域中全部环境传感器都没有探测到对象，从而所述空闲空间仅仅包括表示为可行驶的区域。
[0027]由此尤其引起了技术上的优点，即限定了用于可行驶区域的排除标准。排除标准因为以下而因此不再可以表示为空闲的一个区域:即对于该区域环境传感器中的仅仅一个示出该区域借助于一个对象占据。这与是否全部其他环境传感器正好将该区域表示为可行驶无关。因此有利地提高了在确定一个区域是否空闲时的安全性。
[0028]例如具有两种类型的环境传感器:对象传感器和明确的空闲空间传感器。对象传感器测量对象，在此涉及所述排除标准。空闲空间传感器明确测量空闲空间，其方式是，所述空闲空间传感器例如直接以多个相叠走向的激光射束测量地面。通过这种方式可以确保，没有对象位于两个激光射束之间，该区域因此是空闲的。由此，因此根据一种实施方式设置，设有至少一个来自每个传感器类别(对象传感器和自由空间传感器)的环境传感器。这对于轨迹检验是有利的。
[0029]根据另一实施方式，环境传感器优选相同或例如不同地形成。
[0030]根据一种实施方式，环境传感器元件选自以下组的环境传感器:雷达传感器、超声波传感器、激光雷达传感器、红外线传感器、视频传感器、尤其立体摄像机的一个或多个视频传感器或者单目摄像机的视频传感器。
[0031]根据一种实施方式，所述一个环境传感器(或者所述多个环境传感器)是空闲空间传感器，所述空闲空间传感器构造用于测量空闲空间。也就是说，空闲空间传感器可以测量、即测量车辆环境中的空闲空间。空闲空间传感器例如是激光雷达传感器，优选是多平面激光雷达传感器。
[0032]关于所述方法的实施方式类似地由关于设备的实施方式得出，并且反之亦然。也就是说，关于所述方法的特征、优点或实施方案由关于设备的实施方式得出，并且反之亦然。这尤其意味着，该设备构造用于实施根据本发明的方