用于确定车辆位置的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于确定车辆(1)相对于车辆路径的道路(10)的位置的方法，其包括以下步骤：连续地估算(S1)所述车辆的至少一个侧面部分与所述车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征(30，32；130，132；230，232)之间的距离；以及在如此确定的距离的基础上来确定(S2)车辆的横向位置。本发明还涉及一种用于确定车辆相对于车辆路径的道路的位置的系统。本发明还涉及一种计算机程序和一种计算机程序产品。
【专利说明】用于确定车辆位置的方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序所述的用于确定车辆位置的方法。本发明还涉及根据权利要求9的前序所述的用于确定车辆位置的系统。本发明还涉及机动车。本发明还涉及计算机程序和计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]一些车辆配备有摄像机和/或其他传感器，它们被布置为检测处于车辆路径的道路上的、处于车辆的前面或者车辆的后面的车道标线，以判断所述车辆在所述道路上处于哪条车道内并且在所述车道的什么位置。因而，如果车辆无意中驶出了车道，能够采用这一信号发出警告，和/或采用其控制处于该车道内的车辆。
[0003]这些传感器在暂时性地或者在较长的时段内探测路标时可能由于路标的磨损、路标不存在或者冬季路状等而遇到各种问题。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的在于实现一种用于确定车辆沿着车辆路径的道路的位置的方法，该方法是有效的，并且能够实现可靠的确定。
[0005]本发明的另一目的在于实现一种用于确定车辆沿着车辆路径的道路的位置的系统，该系统是有效的，并且能够实现可靠的确定。
[0006]将在下面的描述当中阐述的这些和其他目的是通过具有上文描述的类型并且还表现出了在所附的独立权利要求1、9、17、18和19的特征限定部分当中详细说明了的特征的方法、系统、机动车、计算机程序和计算机程序产品实现的。在所附的从属权利要求2-8和10-16中定义了所述方法和系统的优选实施例。
[0007]根据本发明，这些目的是采用根据权利要求1的特征的用于确定车辆相对于车辆路径的道路的位置的方法而实现的。由此实现了一种有效的用于确定车辆相对于车辆路径的道路的位置的手段，其能够单独使用，或者用作对其他的相对于车辆路径的道路的车辆位置的确定的补充，例如，所述的其他确定是检测沿车辆路径的道路的路标。因此，能够更加可靠地确定车辆相对于车辆路径的道路的位置。
[0008]根据一个实施例，所述方法包括权利要求2中的特征。能够通过利用这样的地形特征有效地估算车辆侧面和路边之间的距离。
[0009]根据一个实施例，所述方法包括权利要求3中的特征。这样的装置能够实现对所述距离的有效估算。
[0010]根据一个实施例，所述方法包括权利要求4中的特征。由此获得了有关车辆是否位于所述道路上的车道内，如果是又位于哪条车道内以及车辆在该车道内的位置的信息。
[0011]根据一个实施例，所述方法包括权利要求5中的特征。通过利用已知的车辆位置估算所述距离，并且采取这一到地形特征的距离对于给定的时间段恒定的方案，能够利用这一信息学习相对于道路的车辆位置，例如，以作为通过检测路标而已知的车辆位置的信息的冗余，从而在沿道路的某一部分的路标不可探测的情况下能够采用估算出的所述距离跟踪车辆的位置。
[0012]根据一个实施例，所述方法包括权利要求6中的特征。这是一种有效的确定车辆位置的方式。
[0013]根据一个实施例，所述方法包括权利要求7中的特征。在驾驶员知道车辆处于车道上的正确位置/正确车道内时，能够由驾驶员做出所述确认。
[0014]根据一个实施例，所述方法包括权利要求8中的特征。通过GPS和可以包括路宽的地图数据进行所述确定，由此能够连续地更新这一信息，从而能够将道路特征的任何变化考虑在内，由此能够实现在所述距离的基础上可靠地确定车辆位置。
[0015]根据本发明，这些目的还通过根据权利要求9中的特征的用于确定车辆相对于车辆路径的位置的系统实现。由此获得了一种有效的用于确定车辆相对于车辆路径的道路的位置的手段，其可以单独使用或者用作对其他的相对于车辆路径的道路的车辆位置的确定的补充，例如，所述的其他确定是检测沿车辆路径的道路的路标。因此，能够更加可靠地确定车辆相对于车辆路径的道路的位置。
[0016]根据一个实施例，所述系统包括权利要求10中的特征。能够通过利用这样的地形特征实现对车辆侧面和路边之间的有效距离估算。
[0017]根据一个实施例，所述系统包括权利要求11中的特征。这样的装置能够实现对所述距离的有效估算。
[0018]根据一个实施例，所述系统包括权利要求12中的特征。由此获得了有关车辆是否位于所述道路上的车道内，如果是又位于哪条车道内以及其在该车道内的位置的信息。
[0019]根据一个实施例，所述系统包括权利要求13中的特征。通过利用已知的车辆位置估算所述距离，并采取这一到地形特征的距离对于给定的时间段恒定的方案，能够利用这一信息学习车辆相对于道路的位置，例如，以作为通过检测路标而已知的车辆位置的信息的冗余，从而在沿道路的某一部分的路标不可探测的情况下能够采用估算出的所述距离跟踪车辆的位置。
[0020]根据一个实施例，所述系统包括权利要求14中的特征。这是一种有效的确定车辆位置的方式。
[0021]根据一个实施例，所述系统包括权利要求15中的特征。在驾驶员知道车辆处于车道上的正确位置/正确车道内时，能够由驾驶员做出所述确认。
[0022]根据一个实施例，所述系统包括权利要求16中的特征。通过GPS和可以包括路宽的地图数据实施所述确定，由此能够连续地更新这一信息，从而能够将道路特征的任何变化考虑在内，由此能够实现在所述距离的基础上可靠地确定车辆位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]在结合附图阅读的情况下参考下述详细说明，本发明将得到更好的理解，其中，相同的附图标记在很多图中一致地表示相同的元件，并且其中:
[0024]图1示意性地示出了根据本发明的实施例的机动车；
[0025]图2示意性地示出了根据本发明的实施例的用于确定车辆位置的系统的方框图；
[0026]图3示意性地示出了在道路上行进的机动车的顶视图；
[0027]图4a_b示意性地示出了在道路上行进的机动车的后视图；
[0028]图5示意性地示出了根据本发明的实施例的方法的方框图；以及
[0029]图6示意性地示出了根据本发明的实施例的计算机。
【具体实施方式】
[0030]文中的“链路”一词是指通信链路，其可以是诸如光电通信线路的实体线路或者可以是诸如无线连接的非实体线路，例如，无线电链路或微波链路。
[0031]“车辆路径的地形特征”这一表述当中的“地形特征” 一词文中是指任何接近车辆的侧面部分以用于估算距离的适当参考点，包括与道路存在联系的具有道路屏障和/或侧面标线和/或道路终端和/或所存在的斜坡部分和/或隔栅部分的形式的对象。
[0032]“车辆的侧面部分” 一词这里是指车辆的右侧和/或左侧，和/或在车辆的纵向内沿车辆的一侧的长向侧面部分。
[0033]图1示意性地示出了根据本发明的实施例的机动车。例示的车辆I由重型车辆构成，其具有带驾驶室2的卡车的形式。或者，所述车辆可以由任何适当的车辆构成，例如，公共汽车或汽车。所述车辆含有根据本发明的用于确定车辆位置的系统I。
[0034]2示意性地示出了根据本发明的实施例的用于确定车辆位置的系统I的方框图。
[0035]系统I包括用于所述确定的电子控制单元100。
[0036]系统I包括用于连续地估算车辆的至少一个侧面部分与车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征之间的距离的距离估算模块110。所述距离估算模块包括侧面传感器装置。根据一个实施例，所述侧面传感器装置由摄像机装置、雷达装置和/或激光测量装置构成。可以采用任何适当的用于连续地估算所述侧面部分和所述地形特征之间的距离的距离估算模块。
[0037]根据一种变型，所述系统I还包括用于确定相对于所述道路的横向车辆位置的车辆位置确定模块120。
[0038]根据一种变型，所述车辆位置确定模块包括用于检测所述道路上的路标的路标检测模块122。根据一种变型，所述路标检测模块122包括摄像机装置。
[0039]根据一种变型，所述车辆位置确定模块120包括用于确认相对于所述道路的期望横向车辆位置的确认模块124。根据一种变型，做出所述确认是由于(例如)驾驶员在意识到车辆的当前横向位置时通过所述确认模块124人工确认了车辆的位置，以及车辆的当前横向位置是期望位置，即车辆处于所述道路上的正确车道内。
[0040]根据一种变型，所述车辆位置确定模块120包括路径确定模块126，其提供沿车辆路径的预定道路特征和沿车辆路径的车辆位置。
[0041]根据一种变型，所述路径确定模块126包括含有所述道路特征的地图信息单元126a，其中，根据一种变型，所述道路特征包括有关路宽、车道数量、车道宽度、从路边到诸如道路屏障的地形特征的距离等的信息。所述路径确定模块还包括诸如GPS的地理位置确定系统126b。
[0042]所述车辆位置确定模块120可以包括所述路标检测模块122、所述确认模块124和所述路径确定模块126中的一个或多个。
[0043]所述系统包括用于处理有关沿车辆路径的道路的车辆位置的信息的车辆位置处理模块130。根据一种变型，所述车辆位置处理模块130包括被布置为在(例如)车辆偏离其行驶的车道的情况下对驾驶员发出警告的警告模块。根据一种变型，所述车辆位置处理模块130包括在车辆偏离其在所述道路上的期望位置,例如，因偏离其行驶的车道而偏离的情况下校正车辆位置的车辆位置校正模块。所述车辆位置处理模块130可以既包括所述警告模块，又包括所述车辆位置校正模块。
[0044]电子控制单元100通过链路105信号连接至所述距离估算模块。将电子控制单元100布置为通过链路105接收来自距离估算模块110的表示车辆的侧面部分与车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征之间的距离数据的信号。
[0045]电子控制单元100通过链路115信号连接至所述车辆位置确定模块120。将电子控制单元100布置为通过链路115接收来自车辆确定模块120的表示相对于所述道路的车辆横向位置的横向数据的信号。
[0046]根据一种变型，电子控制单元100通过链路116信号连接至所述路标检测模块122。将电子控制单元100布置为通过链路116接收来自路标检测模块122的表示相对于所述检测到的路标的车辆横向位置的路标数据的信号。
[0047]根据一种变型，电子控制单元100通过链路117信号连接至所述确认模块124。将电子控制单元100布置为通过链路117接收来自确认模块124的表示确认相对于道路的车辆横向位置是否正确的数据的信号。
[0048]根据一种变型，电子控制单元100通过链路118信号连接至所述路径确定模块126。将电子控制单元100布置为通过链路118接收来自路径确定模块126的表示沿车辆路径的当前位置处的道路特征的信号。
[0049]将电子控制单元100布置为在所述距离数据和所述横向位置数据的基础上确定相对于车辆路径的道路的当前车辆横向位置。
[0050]根据一种变型，电子控制单元100通过链路135信号连接至所述车辆位置处理模块130。将电子控制单元100布置为通过链路135发送来自车辆位置处理模块130的表示在沿车辆路径的当前位置处相对于车辆路径的道路的横向位置数据的信号。
[0051]根据一种变型，将电子控制单元100布置为，在采取到车辆路径的接近所述侧面部分的所述地形特征，例如，道路屏障等的距离在至少在一定的时间段/路段内恒定的方案的情况下，通过所述表示距离数据的信号和来自所述路标检测模块122的横向位置数据确定车辆在所述道路上的车道内的位置。
[0052]根据一种变型，这是通过使距离数据与位置数据进行比较实现的，其中，到所述地形特征的特定距离对应于道路上的期望位置，因此能够通过连续地估算车辆的至少一个侧面部分与车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征之间的距离而保持这一位置。
[0053]在表示通过所述路标检测模块122的检测得到的横向位置数据的信号在某一路段上由于所述路标的不可检测而消失一段时间的情况下，由此能够借助所述距离数据确定沿所述车辆的道路的车辆位置。
[0054]根据一种变型，将电子控制单元100布置为在采取到车辆路径的接近所述侧面部分的所述地形特征，例如，道路屏障等的距离至少在一定的时间段/路段内恒定的方案的情况下，通过所述表示距离数据的信号和确认数据124确定车辆在所述道路上的车道内的位置，由此通过所述距离数据确定沿所述车辆的道路的车辆位置。
[0055]根据一种变型，所述距离估算模块110包含于一个电子控制单元内，所述车辆位置确定模块120包含于另一电子控制单兀内。
[0056]图3示意性地示出了在道路10上行驶的机动车I的顶视图，图4a_b是在道路10上行驶的机动车I的后视图。
[0057]图3示出了具有两条车道10a、10b的道路10、将道路划分成多条车道的路边标线12和路标14。车辆I正在车道之一 1a内行驶于道路10上。车辆I含有布置在车辆I的一侧Ia的侧面部分上的第一侧面传感器装置20，从而连续地估算车辆I的侧面部分与车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征30之间的距离，车辆I还含有布置在所述车辆的相对侧Ib的侧面部分上的第二侧面传感器22，从而连续地测量所述车辆所述侧面部分与车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征32之间的距离。将相应的感测装置20、22布置为通过检测场20a、22a检测侧面部分和地形特征30、32之间的距离。所述侧面传感器可以由摄像机装置、无线电装置和/或激光测量装置构成。
[0058]所述车辆含有根据一种变型为摄像机装置40的路标检测模块40，以检测所述道路10上的路标12、14。将所述路标检测模块40布置为通过视场40a检测路标。可以将所述路标检测模块40布置到所述车辆的前面和/或所述车辆的后面，以实现所述的对路标12、14的检测。
[0059]将侧面传感器装置20、22和摄像机装置40连同电子控制单元一起包含到(例如)根据图2的系统当中。通过借助来自路标检测模块40的表示位置数据的信号确定车辆位置，之后将其与来自侧面传感器装置20、22的距离数据进行比较，即使路标14对于路标检测模块40而言是不可见的，也能够通过连续地估算车辆I的至少一个侧面部分与车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征30、32之间的距离而确定车辆I的位置。
[0060]在图4a中，所述车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征由处于道路的相应侧面上的道路屏障130、132构成。在图4b中，所述车辆路径的接近一个侧面部分的地形特征由斜坡部分230和植被232构成，前者可以由从道路的一侧向上的斜坡、沟或等价特征构成，后者具有接近另一个相对的侧面部分的树的形式。
[0061]图5示意性地示出了根据本发明的实施例的用于确定相对于车辆路径的道路的车辆位置的方法的方框图。
[0062]根据一个实施例，所述的用于确定相对于车辆路径的道路的车辆位置的方法包括第一步骤SI。在这一步骤中，连续地估算车辆的至少一个侧面部分与车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征之间的距离。
[0063]根据一个实施例，所述的用于确定相对于车辆路径的道路的车辆位置的方法包括第二步骤S2。在这一步骤中，基于如此确定的距离确定车辆的横向位置。
[0064]参考图6，其示出了设备500的实施例的图示。在实施例中，参考图2描述的控制单元100包括设备500。设备500含有非易失性存储器520、数据处理单元510和读/写存储器550。非易失性存储器520具有存储诸如操作系统的用以控制设备500的功能的计算机程序的第一存储器部分530。设备500还含有总线控制器、串行通信端口、I/O装置、A/D转换器、时间和日期输入及传送单元、事件计数器和结束控制器(未示出)。所述非易失性存储器520还具有第二存储器部分540。
[0065]提供了一种计算机程序P，其含有能够根据本发明的方法确定相对于车辆的道路的车辆位置的例程。程序P含有用于连续地估算车辆的至少一个侧面部分与车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征30、32 ;130、132 ;230、232之间的距离的例程。程序P含有用于在如此估算的距离的基础上确定车辆的横向位置的例程。可以将程序P以可执行形式或者以压缩形式存储到存储器560和/或读/写存储器550内。
[0066]在陈述数据处理单元510执行既定功能时，应当理解为数据处理单元510执行存储器560内存储的程序的某一部分，或者存储在读/写存储器550内的程序的某一部分。
[0067]数据处理装置510能够通过数据总线515与数据端口 599通信。非易失性存储器520旨在通过数据总线512与数据处理单元510通信。单独的存储器560旨在通过数据总线511与数据处理单元510通信。将所述读/写存储器550布置为通过数据总线514与数据处理单元510通信。例如，可以将与控制单元100相关的链路连接至数据端口 599。
[0068]当在数据端口 599处接收到数据时，将其暂时存储到第二存储器部分540内。一旦对接收到的输入数据进行了暂时性地存储，就将数据处理单元510布置为通过上文描述的某种方式运行代码。设备500可以采用在数据端口 599处接收到的信号连续地估算车辆的至少一个侧面部分与车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征30、32 ;130、132 ;230、232之间的距离。设备500可以在如此估算出的距离的基础上采用在数据端口 599处接收到的信号确定车辆的横向位置。
[0069]可以在运行存储器560或读/写存储器550中存储的程序的数据处理单元510的帮助下通过设备500执行文中描述的方法的各个部分。在设备500运行程序时，执行文中描述的方法。
[0070]出于举例说明和描述性的目的提供了上面对本发明的优选实施例的描述。其并非旨在进行穷举，也并非将本发明限定于所描述的变型。对于本领域技术人员而言，很多修改和变化将显而易见。已经选择并描述了实施例，其目的在于对本发明及其实际应用做出最好的解释，并由此使本领域技术人员能够利用本发明的各种实施例理解本发明并想到适用于目标使用情况的各种修改。
【权利要求】
1.一种用于确定车辆(I)相对于车辆路径的道路(10)的位置的方法，其特征在于下述步骤: -连续地估算(Si)所述车辆的至少一个侧面部分与所述车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征(30，32 ; 130，132 ；230,232)之间的距离；以及 -在所估算出的距离的基础上来确定(S2)所述车辆的横向位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述地形特征(30，32)包括与道路相关的对象，例如道路屏障(130，132)，和/或侧标线、道路终端，和/或植被(232)，和/或存在的斜坡部分(23)，和/或隔栅部分。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述车辆(I)上的侧面传感器装置(20，22；110)来执行连续地估算所述距离的步骤，所述侧面传感器装置例如为摄像机装置、雷达装置和/或激光测量装置。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，所述车辆(I)的横向位置的所述确定包括确定所述车辆相对于所述道路(10)的横向位置的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，包括在所已知的相对于所述道路(10)的车辆位置的基础上来估算到从所述道路到所述地形特征(30，32;130，132;230，232)的距离的步骤。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，确定所述车辆相对于所述道路(10)的横向位置的所述步骤包括检测所述道路(10)上的路标(12，14)。
7.根据权利要求4-6中的任一项所述的方法，其中，确定所述车辆(I)相对于所述道路(10)的横向位置的所述步骤包括确认所述车辆相对于所述道路(10)的期望横向位置。
8.根据权利要求4-7中的任一项所述的方法，其中，确定所述车辆(I)相对于所述道路(10)的横向位置的所述步骤包括利用所述道路(10)的预定特征以及所述车辆(I)沿着所述车辆路径的位置。
9.一种用于确定车辆(I)相对于车辆路径的道路的位置的系统，其特征在于:用于连续地估算所述车辆(I)的至少一个侧面部分与所述车辆路径的接近所述侧面部分的地形特征(30，32 ; 130，132 ；230,232)之间的距离的模块(20，22 ; 100,110);以及用于在所估算出的距离的基础上来确定所述车辆⑴的横向位置的模块(40 ；110 ;120)。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述地形特征(30，32)包括与道路相关的对象，例如道路屏障(130，132)，和/或侧标线，和/或道路终端，和/或植被(232)，和/或存在的斜坡部分(23)，和/或隔栅部分。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，用于连续地估算所述距离的所述模块包括所述车辆上的侧面传感器装置(20，22 ;110)，所述侧面传感器装置例如为摄像机装置、雷达装置和/或激光测量装置。
12.根据权利要求9-11中的任一项所述的系统，其中，所述车辆(I)的横向位置的所述确定包括用于确定所述车辆(I)相对于所述道路(10)的横向位置的模块(40 ;100，120)。
13.根据权利要求12所述的系统，包括用于在所已知的相对于所述道路(10)的车辆位置的基础上来估算从所述道路(10)到所述地形特征(30，32 ；130,132 ；230,232)的距离的模块(100)。
14.根据权利要求12或13所述的系统，其中，用于确定所述车辆相对于所述道路的横向位置的所述模块包括用于检测所述道路上的路标的模块(122)。
15.根据权利要求12-14中的任一项所述的系统，其中，用于确定所述车辆相对于所述道路的横向位置的所述模块包括用于确认所述车辆(I)相对于所述道路(10)的期望横向位置的模块(124)。
16.根据权利要求12-15中的任一项所述的系统，其中，用于确定所述车辆相对于所述道路的横向位置的所述模块包括利用所述道路的预定特征和所述车辆沿着所述车辆路径的位置的模块(126)。
17.—种机动车(I)，其包括根据权利要求9-16中的任一项所述的系统。
18.一种用于确定车辆相对于车辆路径的道路的位置的计算机程序(P)，其中，所述计算机程序(P)含有程序代码，所述程序代码在通过电子控制单元(100 ；500)或者连接至所述电子控制单元(100，500)的另一计算机(500)运行时，能够使所述电子控制单元执行根据权利要求1-9所述的步骤。
19.一种计算机程序产品，其包括存储了根据权利要求18所述的计算机程序的计算机存储介质。
【文档编号】B60W40/072GK104334440SQ201380020057
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年3月7日
【发明者】J·阿-金, J·安德松, P·德格曼 申请人:斯堪尼亚商用车有限公司