用于至少半自主操纵机动车辆的方法、驾驶员辅助系统和机动车辆与流程

本发明涉及一种用于至少半自主操纵机动车辆的方法，其中通过机动车辆的传感器装置检测机动车辆与机动车辆的周围区域中的至少一个物体之间的相对位置，基于检测到的相对位置确定机动车辆行驶经过至少一个物体的行驶轨迹，以及确定碰撞距离，所述碰撞距离描述在沿着确定的行驶轨迹的行驶期间机动车辆与至少一个物体之间的距离。本发明还涉及一种驾驶员辅助系统和具有这种驾驶员辅助系统的机动车辆。

背景技术：

目前，在操纵机动车辆时，特别是在将汽车停放在停车空间时，焦点特别地集中在协助驾驶员的驾驶员辅助系统其。可以使用相应的传感器来检测停车空间或免费停车空间并且在停车过程期间辅助驾驶员的驾驶员辅助系统在现有技术中是已知的。在这种系统的情况下，可以在纵向停车期间和在侧向停车期间辅助驾驶员。此外，驾驶员辅助系统是已知的，其可以在停车过程期间半自主地移动机动车辆。在这种情况下，驾驶员辅助系统执行机动车辆的转向，并且驾驶员启动加速器踏板和制动器。此外，驾驶员辅助系统已经是已知的，其允许机动车辆的自主操纵。

在这方面，DE102011086210A1公开了一种用于在驾驶操纵期间辅助机动车辆的驾驶员的方法，其中确定在驾驶操纵执行期间机动车辆在其中移动的驾驶通道，其中驾驶操纵被自动或半自动地执行。如果物体位于驾驶通道内，则车辆停止。一旦物体离开驾驶通道，驾驶操纵就会继续。该方法可以用于例如停放机动车辆。

此外，DE102010023164A1描述了使用机动车辆的驾驶员辅助系统向机动车辆的驾驶员警告机动车辆的周围环境中物体的存在的方法。在上下文中，基于传感器装置的数据确定物体相对于机动车辆的相对位置。

此外，检测机动车辆的预期驾驶路径或预期驾驶通道。例如，当停车在停车空间中时，该方法可以被应用。

此外，DE102008027779A1描述了当停车在停车空间时辅助车辆的驾驶员的方法。在这种情况下，测量可能的停车空间，并且计算停车轨迹。在停车过程期间继续检测停车空间几何形状，并将其与停车过程开始之前检测到的停车空间几何形状进行比较。如果两个停车空间几何形状彼此不同，则评估存在的偏差，并且如果适当，校正和/或重新计算停车轨迹。

另外，DE102009040373A1公开了一种用于执行车辆的至少半自主停车过程的方法。这里，在开始停车过程之前，由停车辅助系统的传感器装置感测潜在的停车空间，并且在停车过程期间由车辆行驶所沿的以便到达停车空间中终点位置的停车路径作为感测到的停车空间的函数而被确定。此外，在停车过程开始之后，在每种情况下，感测车辆与界定停车空间的物体的距离，并且在已经满足与至少一个距离相关的预定校正标准之后校正停车路径。

技术实现要素：

本发明解决的问题是指出可以更可靠地且更舒适地进行机动车辆的至少半自主操纵的方式。

根据本发明，通过具有相应的独立专利权利要求所要求保护的特征的一种方法、一种驾驶员辅助系统以及一种机动车辆，该问题得以解决。本发明的有利实施例是从属权利要求、说明书和附图的主题。

根据本发明的方法用于机动车辆的至少半自主操纵。在这种情况下，通过机动车辆的传感器装置检测机动车辆与机动车辆的周围环境区域中的至少一个物体之间的相对位置。另外，基于所检测到的相对位置确定机动车辆行驶经过所述至少一个物体的行驶轨迹，并且确定碰撞距离，所述碰撞距离描述在沿着确定的行驶轨迹的行驶期间机动车辆与所述至少一个物体之间的距离。

此外，在机动车辆沿着行驶轨迹行驶之前，确定在机动车辆和所述至少一个物体之间的不明确区域。另外，在机动车辆沿行驶轨迹行驶之前，作为确定的不明确区域的函数调整碰撞距离。最后，机动车辆沿着行驶轨迹的行驶作为调整的碰撞距离的函数被控制。

本发明基于的认识是，在现有技术已知的机动车辆的至少半自主操纵的方法中，可能出现机动车辆以对于驾驶员来说不舒服的方式操纵的问题。其原因在于，对于机动车辆的纵向引导，通常确定从起点到终点延伸的行驶轨迹。驾驶员辅助系统计算直到终点的速度分布，在该情况下其方式为使得例如速度最大化，但也不超过加速度的预定值。此外，根据用于确定速度分布的现有技术，在机动车辆在行驶轨迹上的驾驶期间考虑碰撞距离，也就是说机动车辆和物体之间的距离。碰撞距离也可以称为要碰撞的距离(DTC)。此外，可以确定行驶轨迹的终点。如果在沿行驶轨迹驾驶期间与物体的距离然后被改变，这可能导致驾驶员辅助系统降低机动车辆速度的情况。

由此根据本发明，规定确定在机动车辆和至少一个物体之间不明确区域。该不明确区域特别地描述在确定机动车辆相对于至少一个物体的相对位置期间的空间不确定性。该不明确区域在沿着行驶轨迹驾驶机动车辆之前确定。可以在感测机动车辆相对于物体的相对位置之后直接确定或预定不明确区域。如果至少一个物体界定了例如停车空间，则可以在停车空间的测量之后直接确定不明确区域。因此，在机动车辆移动经过物体或移动到停车空间之前确定不明确区域。在确定至少一个物体的位置和/或外部尺寸期间的空间不确定性可以通过不明确区域来考虑。此外，在确定不明确区域期间，可以在确定机动车辆的位置期间考虑空间不确定性。机动车辆的位置例如通过测距法来确定。在这种情况下，在物体或物体的位置被感测之后，在测距法期间可能会出现累积的误差。在确定不明确区域期间，也可考虑在确定机动车辆和物体之间的相对位置期间可能会出现空间不确定性的事实，这是因为物体和/或机动车辆的位置是基于随后在周围环境的地图中进行处理的传感器模型来确定的。确定的机动车辆与物体之间的碰撞距离在机动车辆沿着行驶轨迹行驶前被调整到不明确区域。此外，机动车辆作为调整的碰撞距离的函数沿着检测的行驶轨迹被操纵。以这种方式，机动车辆的移动可以被控制在可以假定与物体不会发生碰撞的可能性高的区域中。因此，也可以防止机动车辆与物体之间的碰撞距离负超调预定的最小值，这在特定情况下导致机动车辆的速度或加速度突然减小的情况。因此，可以沿着行驶轨迹至少半自主操纵，驾驶员体验舒适。该方法特别可以用于停泊和/或操纵机动车辆。

不明确区域优选地基于传感器装置的类型、机动车辆在检测机动车辆和至少一个物体之间的相对位置期间的当前速度和/或基于检测的机动车辆与至少一个物体之间的相对位置来确定。传感器装置可以包括至少一个距离传感器，可以利用其感测机动车辆和物体之间的距离。另外，传感器装置可配置为确定至少一个物体的外部尺寸。传感器装置可以包括例如至少一个超声波传感器、至少一个摄像头、至少一个雷达传感器和/或至少一个激光传感器。根据传感器的配置，例如在感测物体的位置和/或尺寸期间出现不同的测量精度。在确定不明确区域期间，可以考虑这些测量精度。此外，在感测物体期间，可以考虑机动车辆相对于物体的相对位置和/或相对速度。因此，可以特别可靠地确定不明确区域。

在一个实施例中，在机动车辆沿着行驶轨迹的行驶期间，连续检测机动车辆与至少一个物体之间的相对位置，并且不明确区域作为检测的相对位置的函数而调整。沿着检测的行驶轨迹行驶期间，驾驶员辅助系统通常接收描述至少一个物体的相对精确的信息。例如，当机动车接近物体时，可以更精确地确定物体的位置和/或物体的外部尺寸。因此，可以基于该信息连续地调整不明确区域。

优选地，基于机动车辆的外部尺寸和预定的安全距离来另外地调整碰撞距离。在确定机动车辆与至少一个物体之间的碰撞距离时，可以考虑机动车辆的外部尺寸，所述外部尺寸被存储在例如驾驶员辅助系统的存储器单元中。在确定机动车辆和物体之间的相对位置期间，可以将安全距离添加到机动车辆的外部尺寸。以这种方式，除了不明确区域之外，在确定碰撞距离时还可以考虑安全距离。

在进一步的改进中，检测剩余距离，剩余距离描述当达到调整的碰撞距离时的机动车辆与检测的行驶轨迹的终点之间的距离。特别地，剩余距离构成当达到碰撞距离时的机动车辆与行驶轨迹的终点之间的最短距离。在这种情况下，优选地基于物体相对于机动车辆的相对位置来检测行驶轨迹。因此，在确定行驶轨迹期间不考虑不明确区域。然而，调整的碰撞距离基于不明确区域确定。因此，可以以不存在与至少一个物体碰撞的风险的方式确定距离终点的剩余距离。

此外，有利的是，机动车辆沿着检测的行驶轨迹行驶的速度分布作为检测的剩余距离的函数来确定。由于考虑不明确区域和/或安全距离来检测剩余距离的事实，可以高可能性地假设在机动车辆沿着行驶轨迹运动期间不存在与物体碰撞的风险。因此，沿着行驶轨迹的速度分布可以确定为使得车辆乘客经历舒适和安全的行驶。

优选地确定描述机动车辆沿着行驶轨迹行驶的模型，并且作为所确定的模型的函数另外地调整碰撞距离。通过模型，可以考虑在至少半自主操纵期间，在某些情况下，机动车辆不会沿着确定的行驶轨迹精确地移动。该模型可以特别地是描述机动车辆的运动的动态模型。因此，可以通过模型考虑机动车辆与行驶轨迹的偏差，并在确定碰撞距离期间使用机动车辆与行驶轨迹的偏差。因此，可以精确地确定机动车辆沿着行驶轨迹运动期间的相对位置。

在进一步的改进中，确定机动车辆沿着检测的行驶轨迹行驶期间的位置，并且基于机动车辆的确定的位置来调整剩余距离。机动车辆的位置例如可以通过测距法来确定。为此，可以感测机动车辆沿着行驶轨迹运动期间机动车辆的至少一个车轮的转数和/或转向角度。以这种方式，可以可靠地检测剩余距离。

另外，有利的是以这样的方式确定行驶轨迹，即在沿着行驶轨迹行驶期间，机动车辆执行至少一个行驶方向的改变，并且检测与执行行驶方向改变的行驶轨迹上的点的距离。特别地，在停车过程期间，行驶轨迹可以以这样的方式来确定，即在沿着行驶轨迹移动期间，机动车辆执行行驶方向的改变，也就是说，向后行驶到向前行驶之间的改变，或者反之亦然。通过点的输出，可以精确地确定机动车辆沿着行驶轨迹的运动。

机动车辆沿着检测的行驶轨迹行驶的速度分布优选另外地作为距离该点的检测距离的函数来确定。输出机动车辆与行驶轨迹上的该点的距离，到达该点时执行行驶方向的改变。基于该距离，机动车辆从当前位置到该点的速度分布可以检测为使得车辆乘客获得舒适和安全的驾驶感觉。

在另一实施例中，另外地感测在机动车辆的周围环境区域中的另外的物体，并且检查另外的物体的当前位置是否位于不明确区域内。在机动车辆运动期间，可以用传感器装置检测或感测另外的物体。这样的另外的物体可以是例如在机动车辆和至少一个物体之间移动的行人。另外的物体也可以是先前未被感测到的物体。如果另外的物体不位于不明确区域内，则可以调整机动车辆的运动。可替代地或另外地，可以调整行驶轨迹。以这种方式，可以安全地操纵机动车辆。

此外，有利的是，为了作为调整的碰撞距离的函数来控制机动车辆沿着行驶轨迹行驶，干预转向系统、制动系统和/或驱动发动机。为了沿着行驶轨迹移动机动车辆，例如，机动车辆的驾驶员辅助系统可以执行转向干预。在这种情况下，驾驶员辅助系统执行机动车辆的侧向引导。驾驶员继续激活加速器踏板和制动器。还可以提供的是，驾驶员辅助系统另外地致动机动车辆的制动器和/或驱动发动机，以便沿着行驶轨迹操纵机动车辆。在这种情况下，驾驶员辅助系统也执行机动车辆的纵向引导。

在另一实施例中，在沿着行驶轨迹行驶期间，机动车辆被移动到用于侧向停车的停车空间中，或机动车辆被移动到用于纵向停车的停车空间。在这种情况下，至少一个物体界定停车空间。该停车空间可以用于侧向停放机动车辆。可替代地，停车空间可以用于纵向停放机动车辆。以这种方式，驾驶员可在机动车辆停放期间得到协助。还可以提供的是，机动车辆沿着行驶轨迹被操纵，以便将其从停车空间移除。

根据本发明的驾驶员辅助系统被设计成执行根据本发明的方法。驾驶员辅助系统优选地包括用于检测物体的位置的传感器装置，其中，传感器装置具有至少一个超声波传感器、至少一个摄像头、至少一个雷达传感器和/或至少一个激光传感器。以这种方式，可以用传感器装置或相应的距离传感器可靠地确定相对于物体的相对位置。

根据本发明的机动车辆包括根据本发明的驾驶员辅助系统。特别地，机动车辆实现为客车。

相对于根据本发明的方法呈现的实施例及其优点相应地适用于根据本发明的驾驶员辅助系统和根据本发明的机动车辆。

本发明的进一步优势可以在权利要求、附图和附图的说明书中发现。说明书中的上述所有特征和特征组合以及以下在附图的描述中提及的和/或仅在附图中示出的特征和特征组合可以不仅用在分别指定的组合中，也可以用在其他组合中或单独使用。

附图说明

现在将基于优选的示例性实施例以及参考附图更详细地解释本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的机动车辆的示意图；

图2示出了机动车辆的周围环境区域中的两个物体和相应的不明确区域的示意图；

图3示出了机动车辆相对于根据图2的两个物体的运动；

图4示出了在另一实施例中机动车辆相对于根据图2的两个物体的运动；

图5示出了机动车辆相对于两个物体的运动，其中，机动车辆执行行驶方向的改变；并且

图6示出了机动车辆的周围区域中的第二物体和另外的物体。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的机动车辆。机动车辆1在本示例性实施例中实现为客车。机动车辆1包括驾驶员辅助系统2。驾驶员辅助系统2又包括控制装置3，控制装置3可以由例如机动车辆1的控制单元形成。此外，驾驶员辅助系统2包括传感器装置9。

在本示例性实施例中，传感器装置9包括八个距离传感器4。在此情况下，四个距离传感器4布置在机动车辆1的前部区域5中，并且四个距离传感器4布置在机动车辆1的后部区域6中。传感器4特别设计为感测机动车辆1的周围区域7中的物体12。此外，距离传感器4配置为确定与机动车辆1的周围区域7中的至少一个物体10,11的距离。距离传感器4可以实现为例如超声波传感器，雷达传感器，激光扫描仪，摄像头等。此外，还可以提供的是，另外的距离传感器例如布置在机动车辆1的外侧区域上。

此外，机动车辆1包括驱动装置8。驱动装置8可以用于致动机动车辆1的传动系。特别地，机动车辆1的驱动发动机和/或制动系统可以利用驱动装置8致动。此外，可以提供的是，通过驱动装置8来致动机动车辆1的转向系统。控制装置3连接到距离传感器4用于传输数据。为了清楚起见，这里没有示出相应的数据线。此外，控制装置3连接到驱动装置8用于传输数据。

可以用距离传感器4感测机动车辆1的周围环境7中的至少一个物体10,11。另外，可以确定与物体10,11的距离。为此，例如可以用距离传感器4中的至少一个来发射信号，并且可以再次接收从物体反射的信号。可以通过控制装置3基于信号的传输时间来确定与物体10,11的距离。驾驶员辅助系统2可以另外地检测机动车辆1的当前位置。为此，可以考虑卫星支持的位置确定系统的信号。此外，机动车辆1的当前位置可以通过测距法来确定。为此，例如可以检测机动车辆1的至少一个车轮的转数和/或机动车辆的转向角度。可以基于机动车辆1的当前位置和机动车辆1与物体10,11之间的距离来检测机动车辆1相对于物体10,11的相对位置。

另外，控制装置3被设计为计算机动车辆1的行驶轨迹12，所述行驶轨迹12描述机动车辆1经过物体10,11的无碰撞运动。为此，也可以考虑机动车辆1的外部尺寸，例如，存储在控制装置3的存储单元中的那些。通过驾驶员辅助系统2，机动车辆1可以沿着行驶轨迹12半自主移动。在这种情况下，由驾驶员辅助系统2执行转向。驾驶员还激活加速器踏板和制动器。作为替代，机动车辆1也可以沿着行驶轨迹12自主移动。在这种情况下，驾驶员辅助系统2还控制机动车辆1的驱动和制动。

驾驶员辅助系统2和控制装置3另外地配置为确定沿着行驶轨迹12，也就是说从行驶轨迹12的起点到终点的行驶的速度分布。如果机动车辆1沿着行驶轨迹12移动，则机动车辆1可以接近至少一个物体10,11。在这种情况下，机动车辆1与物体10,11之间的碰撞距离可负超调阈值。碰撞距离描述在沿着行驶轨迹12行驶期间的机动车辆1的通过其存在与物体10,11的碰撞风险的区域和至少一个物体10,11之间的距离。如果负超调碰撞距离的阈值，则机动车辆1的速度可以通过驾驶员辅助系统2自动减小。这可能导致驾驶员沿着行驶轨迹12行驶经历不舒适或不安全。

图2示出了位于机动车辆1的周围环境区域7中的第一物体10和第二物体11的平面图。两个物体10,11可以例如界定停车空间。物体10,11的外部尺寸通过控制装置3基于距离传感器4的传感器数据来确定。当利用距离传感器4感测到物体10,11时，通常出现测量不准确。这些测量不准确可归因于距离传感器4的类型或测量原理。此外，机动车辆1相对于物体10,11的位置可以在物体10,11的感测期间起作用，和/或机动车辆1的当前速度可以在物体10,11的感测期间起作用。这些影响因素由于以下事实被考虑：在机动车辆1和物体10,11之间相应的不明确区域a，a'被考虑。不明确区域a或a'可以说是围绕物体10,11。相对于第一物体10的不明确区域a导致第一安全物体10'。相对于第二物体11的不明确区域a'导致第二安全物体11'。不明确区域a在机动车辆1沿着行驶轨迹12操纵之前确定。基于不明确区域a，a'或基于安全物体10'和11'来调整碰撞距离。然后可以基于调整的碰撞距离来确定机动车辆1移动经过物体10,11所沿的行驶轨迹12。

另外，根据另一实施例，可以规定在机动车辆1沿着行驶轨迹12的行驶期间调整不明确区域a，a'或安全物体10'，11'。这在图3中示出。如果机动车辆1作为时间t的函数朝向物体10,11移动，则可以通过距离传感器4更精确地感测物体10,11。结果，可以相应地调整不明确区域a，a'或安全物体10'，11'。这导致调整的不明确区域b和b'或调整的安全物体10”和11”。调整的安全物体10”和11”在图3中用阴影示出。显而易见的是，与安全物体10'和11'相比，调整的安全物体10”和11”在两个物体10和11之间并且背离机动车辆1的区域中具有相对较小的空间范围。其原因是在机动车辆1接近物体10,11之前不能更准确地感测到该区域，并且因此，与不明确区域a，a'相比，调整的不明确区域b或b'也可以被选择为更小。

驾驶员辅助系统2可以确定是否存在与物体10,11中的一个碰撞的风险。为此，驾驶员辅助系统2可以确定碰撞距离。在计算碰撞距离期间，考虑各个不明确区域a，a'或调整的不确定区域b，b'。因此，驾驶员辅助系统2也可以检测剩余距离14，其表示在机动车辆1与物体10,11中的一个之间不发生碰撞的可能性高的区域。剩余距离14特别地表示达到最小碰撞距离时机动车辆1的位置与行驶轨迹12的终点之间的最短距离。因此，剩余距离14作为不明确区域a，a'或调整的不明确区域b，b'的函数被检测。然而，行驶轨迹12是基于物体10,11检测的。

图4示出另一示例性实施例。在这种情况下，机动车辆1在两个物体10,11之间向后移动。在这种情况下，除了机动车辆1的外部尺寸之外，还考虑了安全距离S。这里，安全距离S被选择为使得机动车辆1被认为是矩形20。在计算碰撞距离和/或碰撞距离14期间，除了不明确区域a，a'和/或剩余距离之外，还考虑安全距离S。

剩余距离14被确定为行驶轨迹12的函数。在机动车辆1沿着行驶轨迹12的移动期间可能发生偏差。这些可能例如由于机动车辆1的转向系统不遵循由驾驶员辅助系统2预定义的转向角度的事实而出现。为了考虑该偏差，可以使用机动车辆1的动态模型。在这种情况下，还可以提供的是，通过将行驶轨迹12投影到机动车辆1的当前检测位置上的事实来计算剩余距离14，该位置例如通过测距确定。这导致投影或调整的行驶轨迹13，基于该投影或调整的行驶轨迹13确定剩余距离14。

图5示出了其中机动车辆1在两个物体10,11之间向后移动的另一示例性实施例。两个物体10,11可以例如界定停车空间。在这种情况下，行驶轨迹12以这样的方式确定，即在沿着行驶轨迹12的行驶期间，机动车辆1执行行驶方向的改变。此外，校正两个物体10,11的位置，结果产生调整的边界线16。当重新测量物体10,11时，可能会出现的问题是，虽然沿着原始计划的行驶轨迹12的行驶不会导致与任何物体10,11的碰撞，但在行驶期间沿着行驶轨迹12不能到达目标位置。在这种情况下，需要改变行驶轨迹12。

在根据图5的示例性实施例中，为了缩短驾驶操纵的持续时间，也可以使驾驶员辅助系统2比计划更早地执行行驶方向的改变。这也可以在沿着行驶轨迹12进一步的行驶无碰撞时执行。在这种情况下，可以通过驾驶员辅助系统2输出机动车辆1的当前位置与行驶轨迹12上的发生行驶方向改变的点之间的距离。这里，可以由驾驶员辅助系统2致动机动车辆1的驱动装置，其方式为如果不存在碰撞的风险，则机动车辆1沿着行驶轨迹12上的点移动或沿着行驶轨迹移动更远。机动车辆1应尽可能早地但舒适地停止。机动车辆1可以在调整的行驶轨迹13上移动。在本示例中，行驶轨迹上的剩余距离14和调整的行驶轨迹13上的剩余距离17相同。

在机动车辆1沿着行驶轨迹12的行驶期间，可能的情况是，用距离传感器4感测机动车辆1的周围环境区域7中的另外的物体。这可能的情况是，例如，行人或其他道路使用者位于机动车辆1和第一物体10和/或第二物体11之间。还可能的情况是，仅在稍后的时间点感测到另外的物体。

这些另外的物体可以被分配给相应的特征。这在图6中使用第二物体11的示例示意性地说明。在这种情况下，区分位于不明确区域a'内的另外的物体和位于不明确区域a'外的另外的物体。位于不明确区域a'内的另外的物体被分组以形成特征18。位于不明确区域a'外的另外的物体被分组以形成特征19。在这种情况下，还可以提供的是，检测与另外的物体的碰撞距离。如果至少一个另外的物体位于不明确区域a'外，则在检测速度分布期间也可以考虑与另外的物体的碰撞距离。

在上述示例性实施例中，驱动装置8可致动传动系，其方式是使得剩余距离14的最小值用于检测沿着行驶轨迹12的速度分布。如果在物体10,11中的一个和机动车辆1之间没有另外的物体，则驾驶员辅助系统2可以使用剩余的碰撞距离来确定速度分布。在沿着行驶轨迹12行驶期间，碰撞距离不会达到任何相对较小的值，因为在确定碰撞距离期间已经考虑了不明确区域a，a'和/或安全距离S。以这种方式，机动车辆1可以沿着行驶轨迹12以使得车辆乘客经历舒适和安全的方式操纵。