用于确定车道的控制系统和控制方法与流程

本文公开了一种用于确定车道的控制系统和控制方法。该系统和方法特别地基于机动车辆中的环境传感器并且支持驾驶员或自主驾驶的机动车辆。例如，在存在合适的车道和不合适的车道的选择的情况下，选择合适的车道。

背景技术：

例如，调整与前面行驶的机动车辆的距离的机动车辆中的速度控制装置(control)，以及机动车辆中的紧急制动助手是对诸如车辆或行人的其它道路使用者作出反应的驾驶员辅助系统。对此，选择最相关的道路使用者以执行相应的动作。通过估计自己机动车辆的轨迹和位于该轨迹上的道路使用者的选择进行所谓的路线选择或目的地选择。轨迹的估计大体是基于对自己机动车辆的速度和偏航率的认知，以及基于例如道路标线(marking)的可用的其它信息。该方法有时导致差的路线选择或目的地选择。缺点在于测量噪声较大以及假设当前速度和偏航率将在接下来的几秒保持相同。基于雷达的数据先前被用于确定雷达航迹与基于速度和偏航率的自己机动车辆的轨迹之间是否存在偏移。

潜在的问题

道路标线和/或道路边界能够通过它们的朝向(例如，向左转弯的道路标线和向右转弯的道路标线)对可能的轨迹提供指示，这样的道路标线和/或道路边界对于车道的选择导致差的结果。本发明的目的是引入改善车道选择的一致性检查。

技术实现要素：

适于和被确定用于机动车辆中的控制系统基于从与所述机动车辆相关联的至少一个环境传感器获得的环境数据标识道路边界和/或道路标线。所述至少一个环境传感器适于将表示所述机动车辆前面的区域的所述环境数据提供给所述控制系统的电子控制装置。所述控制系统至少适于和被确定用所述至少一个环境传感器捕获道路边界和/或道路标线。所述控制系统至少适于和被确定从所捕获的道路边界和/或道路标线确定每种情况下的轨迹。所述控制系统至少适于和被确定从已建立的轨迹形成对，其中，一对分别包括两个轨迹。所述控制系统至少适于和被确定针对每对中的第一轨迹和第二轨迹以预定距离确定采样点。所述控制系统至少适于和被确定用于确定与所述第一轨迹的行程(course)垂直的从所确定的采样点到所述第二轨迹的距离，并且计算沿着所述第一轨迹的行程的路段(section)的长度，对于所述长度，所确定的距离在预定值范围内，和/或用于确定与所述第二轨迹的行程垂直的从所确定的采样点到所述第一轨迹的距离，并且计算沿着所述第二轨迹的行程的路段的长度，对于所述长度，所确定的距离在所述预定值范围内。所述控制系统至少适于和被确定基于用于配对的准则选择轨迹对集合，以基于该集合为所述机动车辆确定至少一个车道和/或至少一个轨迹。

发明内容的优势在于有能力拍摄道路边界和/或道路标线的更长的照片而不是仅记录道路使用者的当前位置或路径指示。这些轨迹具有直观的意义，因为一维线性结构和它们的相似性和并行性可以通过数学方法来计算。此外，可以从单独的轨迹创建基础以能够计算依赖状况的模型，这些模型由于训练数据的推论可以稍后在类似的行驶状况中被恢复。

可以提供的是轨迹对集合包括一对或更多对轨迹。

可以选择所述预定值范围以使得一对中的两个轨迹之间的距离大致平行地行进。还可设想到要被确定的更大的值范围。

还可以提供的是仅具有预定最小长度的轨迹用于形成对。

用于形成对的准则可以是长度、距离、曲率和/或轨迹的行程。

可以通过所述至少一个环境传感器的视野预设第一轨迹和第二轨迹的路段。

进一步配置和有利的进一步发展

用于形成对的准则可以是计算出的每对的第一轨迹和第二轨迹的路段的两个长度。

用于形成对的准则可以是从每对的第一轨迹和第二轨迹的路段的两个计算出的长度所确定的最大值。

用于形成对的准则可以是从每对的第一轨迹和第二轨迹的路段的两个长度所确定的平均值或标准差。

每对的平均值和/或标准差可以被用于基于最大平均值或最小标准差选择相关联的对。

控制系统可以进一步适于和被确定用于标识在前面行驶的机动车辆。所述控制系统可以至少适于和被确定用于用至少一个环境传感器检测参与交通的其它机动车辆。所述控制系统可以至少适于和被确定用于针对预定时间间隔确定所述其它机动车辆的位置。所述控制系统可以至少适于和被确定用于在所述时间间隔结束时确定：

a)自己机动车辆的当前位置是否在所确定的其它机动车辆的位置中的至少一个的前面；

b)所确定的所述其它机动车辆的位置中的、在所述自己机动车辆的当前位置的前面和后面的相应的下一个位置之间的横向距离是否未超过预定值；以及

c)所确定的所述其它机动车辆的位置中的、位于所述自己车辆的当前位置的前面的数量是否超过预定最小数量。

如果确定a)、b)和c)已经被满足，所述控制系统可以至少适于和被确定从所确定的其它机动车辆的位置估计轨迹。基于所估计的其它机动车辆的轨迹和所述自己机动车辆的轨迹之间的偏差测量值，所述控制系统可以至少适于并且被确定用于选择所述其它机动车辆并跟随所述其它机动车辆。

此处的估计是通过对所确定的其它机动车辆的位置进行内插和/或外插对将被估计的其它机动车辆的轨迹的确定或近似，以经由所确定的其它机动车辆的位置获得其它机动车辆超越的位置。

此处呈现的解决方案提供的优势是所估计的其它机动车辆的轨迹是基于检测的数据。因为这样，所述环境数据受到较少噪声的妨碍。此外，所谓的“间隔时间(headway)”(即向前看的时间，例如大约7秒)可以针对预定时间间隔被选择，由此确保所估计的其它机动车辆的轨迹和自己机动车辆的轨迹可以满足(meet)。其它的机动车辆的轨迹可以针对交通状况的使用而被进一步使用。

当前位置可以是预定时间间隔结束之后或结束时的时间处的位置。

所述横向距离可以理解为与车道的行程垂直的距离。两点之间的横向距离因此可以是与车辆行程垂直的或者与自己机动车辆的行驶方向垂直的两点之间的距离。

所估计的轨迹和自己机动车辆的轨迹之间的偏差测量值可以低于预定阈值。

所述预定阈值可以通过距离、曲率和/或行程预定。可以通过距离、曲率差、或行程差的最大值设置预定阈值。可以通过从两个轨迹中的一个开始的、两个轨迹之间的横向距离来确定所述偏差测量值。

这可能低于自己机动车辆的轨迹的最小长度的偏差测量值。

所述最小长度可以指定偏差测量值低于预定阈值的长度。所述最小长度可以是两点之间的长度或距离，在长度内或距离之间所估计的轨迹与自己轨迹的偏差测量值低于预定阈值。

所述最小长度可以大于基于自己机动车辆和其它机动车辆之间的当前距离的预定阈值。

自己机动车辆和其它机动车辆之间的当前距离小于所述最小长度。

如果发生以下情况，则所述控制系统还可以适于和被确定用于选择参与的其它机动车辆以跟随所述其它机动车辆：

a)自己机动车辆和其它机动车辆之间的当前距离低于预定阈值；

b)所估计的轨迹的误差低于预定阈值；

c)所估计的轨迹的曲率低于预定阈值；和/或

d)其它机动车辆和自己机动车辆之间的相对速度低于预定阈值。

所述控制系统可以至少适于和被确定用于用至少一个环境传感器检测在自己机动车辆前面参与交通的其它机动车辆。所述控制系统可以至少适于和被确定用于用所述至少一个环境传感器确定所述其它机动车辆的相应位置。所述控制系统可以至少适于和被确定用于从自己机动车辆的当前速度和当前偏航率确定自己机动车辆的轨迹。所述控制系统可以至少适于和被确定用于从所述其它机动车辆中选择到所述轨迹具有最短距离的单个机动车辆以使自己机动车辆跟随所述单个机动车辆。

该解决方案的优势在于所述其它机动车辆和自己机动车辆的轨迹之间的最短距离的评估，该评估给出所述单个机动车辆的选择有多合适的指示。

可以通过在预定时间内对速度和偏航率进行积分来确定所述轨迹。

所述控制系统还可以适于或被确定用于检测所述自己机动车辆和所述单个机动车辆之间的相对距离。所述控制系统还可以适于或被确定，根据交通状况调整自己机动车辆和所述单个机动车辆之间的距离。

所述控制系统还可以适于或被确定用于将所述其它机动车辆到自己机动车辆的轨迹的相应最短距离与所述单个机动车辆到自己机动车辆的轨迹的最短距离进行比较。如果所述比较显示另一机动车辆离所述轨迹更近，所述控制系统还可以适于或被确定选择所述另一机动车辆，以跟随所述另一机动车辆，并且为了稍后可能的选择保存先前选择的所述单个机动车辆。

稍后可能的选择使得可以在稍后快速地改正可能不正确的选择。该保存使得用户和系统可以在后续的选择中将机动车辆为标记为合适或跟随该机动车辆。

所述控制系统还可以适于和被确定对用户的手动输入进行处理，其中，通过选择所述其它机动车辆中的一辆以跟随该机动车辆来取消选择所述单个机动车辆。

在系统的选择错误的情况下，取消选择帮助驾驶员自己找到解决方法或选择另一期望的路线，跟随其它机动车辆，该路线不是针对旅程最初设想的路线。

控制系统可以被形成为使得所述控制系统可以决定用户的手动输入是否被允许。

另一方面涉及一种控制方法，在机动车辆中所述控制方法基于由与所述机动车辆相关联的至少一个环境传感器获得的环境数据来标识道路边界和/或道路标线。所述控制方法具有以下步骤：

-通过所述环境传感器向自己车辆中的电子控制装置提供重现所述机动车辆前面的区域的环境数据，

-用所述至少一个环境传感器捕获道路边界和/或道路标线，

-从所捕获的道路边界和/或道路标线确定相应的轨迹，

-从所确定的轨迹形成对，

-针对每对中的第一轨迹和第二轨迹以预定距离确定采样点，

-确定与所述第一轨迹的行程垂直的、从所确定的采样点到所述第二轨迹的距离，并且计算沿着所述第一轨迹的行程的路段的长度，对于所述长度，所确定的距离在预定值范围内，和/或

-确定与所述第二轨迹的行程垂直的、从所确定的采样点到所述第一轨迹的距离，并且计算沿着所述第二轨迹的行程的路段的长度，对于所述长度，所确定的距离在所述预定值范围内，以及

-基于用于配对的准则选择轨迹对集合，以基于该集合为所述机动车辆确定至少一个车道和/或至少一个轨迹。

即使上述方面的一些是参考所述控制系统描述的，这些方面还可以应用于所述控制方法。同样地，参考所述控制方法的上述方面可以以对应的方式应用于所述控制系统。

附图说明

下面将参照附图解释本发明。这些附图示意性地示出：

图1是根据本发明的示例性实施方式的流程图的示意性图示；

图2是具有关联的道路边界和道路标线的车道的示意性图示；

图3是用相应的道路边界和道路标线选择车道的行驶情况的示意性图示；

图4是根据本发明的示例性实施方式的流程图的示意性图示；

图5是自己机动车辆和其它机动车辆(具有支持点)的行驶情况、以及所估计的其它机动车辆的轨迹的示意性图示；

图6是自己机动车辆的一个轨迹和其它机动车辆的轨迹之间的偏差的示意性图示；

图7是自己机动车辆的位置和其它机动车辆的位置之间的当前距离的示意性图示；

图8是所估计的其它机动车辆的轨迹中的误差的示意性图示；

图9是参考曲率圆的所估计的其它机动车辆的轨迹的曲率的示意性图示；

图10是自己机动车辆和其它机动车辆之间的相对速度的示意性图示；

图11是根据本发明的实施方式的流程图的示意性图示。

本文描述的方法变型以及它们的功能和操作方面仅为了更好地理解它们的结构、运行模式和性能；例如，它们不将本公开限制于示例性实施方式。这些附图是部分示意性的，其中，部分显著放大地显示实质的性能和效果以明确功能、有效原理、技术配置和特征。在附图中或文本中公开的每个运行模式、每个原理、每个技术配置和每个特征可以与所有权利要求、文本中和其它附图中的每个特征、包含在本公开中或从本公开得出的其它运行模式、原理、技术配置和特征自由地并且以任何方式组合，从而所有可想到的组合将与所描述的装置相关联。在文本中，意味着在说明书中的每个部分中、在权利要求中的所有单独实现之间的组合、以及文本中、权利要求中和附图中的不同变型之间的组合也包含于此并且可以成为进一步权利要求的主题。甚至权利要求不限制本公开和因此彼此说明的所有特征的组合选项。在此还单独地和与所有其它特征组合地明确地公开所有公开的特征。

具体实施方式

图1示出根据本发明的示例性实施方式的流程图的示意性图示。首先，环境数据经由环境传感器被系统捕获(s105)。该环境数据包括道路边界和道路标线。然后，道路边界和道路标线被用于根据其确定轨迹(s110)。道路边界和道路标线提供诸如线结构和路径信息的信息(其用于轨迹形成)。不仅白色的道路标线而且路缘处的里程标也用于此。现在，从这些轨迹形成对(s115)。在这种情况下，这些轨迹必须具有最小长度。如果轨迹不具有最小长度，例如如果仅有几个里程标或者线标记太短，则该轨迹不被考虑用于形成对。对于每对的第一轨迹和第二轨迹，以预定距离确定采样点(s120)。由于下面的距离测试方法不是对称的，下面可以使用两种方法中的一种或两种以改善结果。可以分别从每对的第一轨迹到第二轨迹和/或从每对的第二轨迹到第一轨迹的距离来确定距离(s125)。可以分别计算沿着第一轨迹和/第二轨迹的路段的相关联的长度，针对该长度，距离在预定值范围内。在确定步骤之后，基于准则选择一对以基于该对为机动车辆选择车道。两个计算出的长度可以是准则。该准则还可以是最大值。在这个情况下确定最大值，以使得计算出的每对的第一轨迹和第二轨迹的路段的长度具有最大长度。该准则还可以是平均值。然后，通过每对的第一轨迹和第二轨迹的路段的两个长度确定平均值。然后，可以将每对的平均值进行相互比较以选择具有最大平均值的那对。为了使该方法可视，在图2和图3中示意性地表示场景。

图2示出与道路边界和道路标线相关联的车道的示意性图示。在图2中，根据已知的路况表示道路边界、实线和虚线。道路标线和道路边界提供关于可能的轨迹t1至t10的信息。这些轨迹被示意性地表示为实线和虚线。在这种情况中，所有的轨迹可以相互组合，其中，该组合可以指定一个道路。然后，可以从该组合(这里称为对)确定该道路。例如，对t1和t3形成路况的左侧车道。对于右侧车道，产生若干可能，例如，t2与t4和t10，以及t3与t4和t10。t5与t8、或t4与t7被视为转弯曲线。图3中示意性地示出其中将要选择合适的车道的选择情况。

图3示出用相应的道路边界和道路标线选择车道的行驶情况的示意性图示。以黑色示出的机动车辆e_cur可进入车道f1至f4。环境传感器在机动车辆的前面区域中捕获在向前行驶方向的区域。根据图1中的示例性实施方式，环境传感器的该视角方向提供车道f1至f4。为了选择合适的车道，例如参考指示是否向右转弯的依赖情况的情形。如果该选择显得说不通，则在确定适合的车道时不考虑f3和f4。因此，车道f1和f2形成合理的车道并且被考虑用于选择。

图4示出根据本发明的示例性实施方式的流程图的示意性图示。参与交通的其它机动车辆被环境传感器记录(register)(s405)。然后，以预定的时间间隔确定其它机动车辆的位置(s410)。在时间间隔结束时，确定自己机动车辆的当前位置是否在确定的其它机动车辆的位置中的至少一个的前面(s415)。进一步确定在所确定的其它机动车辆的位置中的在自己机动车辆的当前位置前面和后面的相应下一个位置之间的横向距离是否未超过预定值(s420)。进一步确定所确定的其它机动车辆的、位于自己机动车辆的当前位置前面的位置的数量是否超过预定最小数量(s425)。如果这些条件均被满足(s430)，则从所确定的其它机动车辆的位置来估计轨迹(s435)。然后，选择其它机动车辆并跟随它(s445)。该选择是基于估计的轨道和自己机动车辆的轨迹之间的偏差(s440)。当前位置可以是在预定时间间隔结束之后的时间时的或结束时的位置。横向距离可以理解为与车道行程垂直的距离。因此，两点之间的横向距离可以是与车道行程垂直的两点之间的距离，或者是与自己机动车辆的行驶方向垂直的两点之间的距离。估计的轨迹和自己机动车辆的轨迹之间的偏差可以低于预定阈值。可以通过距离的最大值、曲率差、或行程差限定预定阈值。可以通过从两个轨迹中的一个开始的、两个轨迹之间的横向距离来确定该偏差。这可能低于自己车辆的轨迹的最小长度的偏差。

最小长度可以指示偏差低于预定阈值的长度。最小长度可以是两点之间的长度或距离，在该长度内或该距离之间所估计的轨迹与自己轨迹的偏差低于预定阈值。所述最小长度可以大于基于所述自己机动车辆和所述其它机动车辆之间的当前距离的预定阈值。自己机动车辆和其它机动车辆之间的当前距离可以小于最小长度。可选地，在s450，该选择可以基于将低于预定阈值的、自己机动车辆和其它机动车辆之间的当前距离。可选地，在s455，该选择可以基于将低于预定阈值的、所估计的轨迹中的误差。可选地，在s460，该选择可以基于将低于预定阈值的、所估计的轨迹的曲率。可选地，在s465，该选择还可以基于将低于预定阈值的、其它机动车辆和自己机动车辆之间的相对速度。

图5示出自己机动车辆和其它机动车辆(具有插入点)的行驶情况、以及所估计的其它机动车辆的轨迹的示意性图示。三角形a1、a2、a3和acurrent表示其它机动车辆的位置。ecurrent和acurrent表示自己机动车辆和其它机动车辆的当前位置。ext表示估计的区域，其中表示估计曲线上的点的点p5和p6位于所谓的所估计的轨迹。在上下文中，d和l表示从自己机动车辆的坐标系的角度，其它机动车辆的两个计算出的位置a2和a3之间的距离。l表示a2和a3之间的不超过预定值的横向距离。d表示a2和a3之间的纵向距离。此处图示示意性地示出自己机动车辆的当前位置可以在其它机动车辆的、在较早时间点确定的两个确定的位置之间。从点a1开始至acurrent，使用点p5和点p6计算估计的轨迹。图6示出应该优选地满足哪个条件以使得通过自己机动车辆选择其它机动车辆。

图6示出自己机动车辆的一个轨迹和其它机动车辆的轨迹之间的偏差的示意性图示。其它机动车辆的估计的轨迹中的点a和点b表示估计的轨迹和自己机动车辆的轨迹之间的偏差在预定阈值之内的路线。在这种情况下，该偏差可以基于所估计的曲线的曲率，该曲率由与自己机动车辆的估计的轨迹相比估计的轨迹的更大曲率表示。

此处，估计的轨迹和自己机动车辆的轨迹之间距离通过线来表示。该距离可以用作用于选择估计的轨迹的准则。确定偏差在预定阈值内的长度并且将该长度与其它轨迹比较，和/或如果该长度是最小长度，则选择相关联的其它机动车辆。图7示意性地示出用于选择其它机动车辆的另一准则。

图7示出自己机动车辆的位置ecurrent和其它机动车辆的位置acurrent之间的当前距离dcurrent的示意性图示。易于呈现的是，在ecurrent和acurrent之间的距离过大的情况下，该相关联的其它机动车辆不适合选择和跟随。因此，如果当前距离dcurrent不满足低于阈值的可选条件，则其它机动车辆不被提供用于选择。

图8示出其它机动车辆的估计的轨迹的误差的示意性图示。估计区域ext中的黑色横线表示估计的曲线中的误差。如果该误差在预定值范围内，则估计的曲线可以被考虑用于其它机动车辆的选择。图9示意性地表示出用于选择其它机动车辆的另一可选条件。

图9示出参考曲率圆的其它机动车辆的估计的轨迹的曲率的示意性图示。在此，通过点m和半径r示意性地限定曲率圆。在其它机动车辆的估计的轨迹的最大曲率的点处绘制曲率圆m。如果半径r低于预定值，则估计的轨迹是不合适的且因此不适合选择其它机动车辆。小的曲率半径等同于估计的曲线的大曲率。图10中给出用于选择其它机动车辆的另一可选条件。

图10示出自己机动车辆和其它机动车辆之间的相对速度的示意性图示。示意性地示出自己机动车辆的当前位置ecurrent和其当前速度ve。还示意性地示出其它机动车辆的当前位置acurrent和其当前速度va。在图10的右侧，从自己车辆的角度示出坐标系。在此，ey是行驶方向并且ex是从自己机动车辆的参考点开始的横向。圆va_max示出其它机动车辆针对自己机动车辆的相对速度的最大值。如果va在圆va_max之外，则相关联的其它机动车辆不适于用于选择。

图11示出根据本发明的示例性实施方式的流程图的示意性图示。通过至少一个环境传感器标识在自己机动车辆前面参与交通的其它机动车辆(s1105)。通过至少一个环境传感器确定其它机动车辆的相应位置(s1110)。通过自己机动车辆的当前速度和当前偏航率确定自己机动车辆的轨迹(s1115)。可以通过对速度和偏航率在预定时间(例如长达10秒的时间)内进行积分来确定轨迹(s1120)。然后，从其它机动车辆选择单个机动车辆(s1130)。该选择是基于到轨迹的最短距离(s1125)。自己机动车辆跟随其它机动车辆。可选地，在s1135，可以标识自己机动车辆和所述单个机动车辆之间的相对距离。然后，可以根据交通状况调整自己机动车辆和所述单个机动车辆之间的距离。可选地，可以将其它机动车辆到轨迹的相应的最短距离与所述单个机动车辆的最短距离进行比较。然后，如果比较显示出另一机动车辆离轨迹更近，则选择该另一机动车辆以跟随它。然后，该单个机动车辆被保存以用于稍后的可能的选择。稍后的可能的选择使可能不正确的选择在稍后被再一次改正。该保存使用户或系统将该单个机动车辆标记为合适的或在稍后的选择中跟随该单个机动车辆。

此外，可以对用户的手动输入进行处理，其中，通过手动选择其它机动车辆中的一辆以跟随该车辆来取消选择该单个车辆。在系统选择不正确的情况下，取消选择有助于驾驶员让他自己寻找补救方法或选择另一期望的行驶路线，跟随其它机动车辆，该行驶路线不是针对旅行最初设想的路线。该系统还可决定是否允许这样的用户的手动输入。