机动车的基于轨迹的引导的制作方法

本发明涉及机动车的独立于驾驶员的引导。本发明尤其涉及机动车沿着预先确定的轨迹的引导。

背景技术：

机动车包括驾驶员辅助功能，该驾驶元辅助功能应该使驾驶员在引导机动车时减负。针对不同目的，为驾驶员辅助功能提出大量建议。例如，可以借助相应的驾驶员辅助系统主动地支持或甚至自主地执行机动车的泊入或泊出过程。

专利文献de102014014219a1涉及一种用于执行车辆的泊车过程的方法。

对于在另一结构分级(ausbaustufe)中应能实现机动车自主行驶的一些驾驶员辅助系统、尤其较复杂的系统，必须已经存在要驶过的轨迹。为了确定该轨迹，例如可以使用规划程序，或者该轨迹可以由驾驶员手动地驶过并且在此被存储。然而，这样的轨迹的质量由于许多可能影响因素而常常不是让人信服的。

技术实现要素：

因此，本发明所基于的任务在于，说明一种改进的技术，借助所述改进的技术可以更好地限定一轨迹用于过后独立于驾驶员地引导机动车。本发明借助所提出的技术方案来解决该问题。优选实施方式给出本发明的扩展技术方案。

一种方法包括以下步骤：在机动车受驾驶员控制地运动期间确定机动车的第一轨迹；基于第一轨迹确定第二轨迹；存储第二轨迹用于过后独立于驾驶员地在第二轨迹上引导机动车。在此，第二轨迹包括对第一轨迹的优化。

由此，一方面可以从驾驶员的周到考虑和经验中获利，其方式是，在驾驶员的引导下探测第一轨迹，并且另一方面可以减少在由人类控制的行驶情况下实际上不可避免的错误、疏忽或不精确性。第二轨迹可以更好地被用于借助后续的驾驶员辅助系统引导机动车。在一个简单的实施方式中，可以借助这样的驾驶员辅助系统来驶过第二轨迹。在另一实施方式中，驾驶员辅助系统可以控制更广泛或更复杂的过程，其中一部分包括驶过第二轨迹。

可以关于不同的准则来优化轨迹。在第一变型方案中，所述优化包括减少方向变换。例如在平行泊车到泊车空位中时，如果机动车在第一次尝试后仍过远地伸入到车道中，那么第一轨迹可以包括倒车或向前行驶。在优化的范畴内可以检测到这样的情况并且可以这样确定第二轨迹，使得尽可能包括最小数量的方向变换。

在第二变型方案中，使机动车在预给定的调度面上运动，其中，所述优化包括使机动车的轮廓与调度面的边界之间的最小间距最大。调度面例如可以作为规划区域被给出并且尤其具有矩形的形状。替代地，也可以基于建筑上的或法律上的事宜以调度面的形状和大小来限定该调度面。在行驶所述轨迹中的一个时，机动车轮廓的不同点可以分别达到调度面的边界。通过使所述最小间距最大化，可以实现补偿，使得总体上机动车在行驶第二轨迹时处于最大安全间距之内。因此，可以减小碰触位于调度面边界处的物体的或在调度面上可运动物体的危险，在边界与机动车之间可能很差地避开所述可运动的物体。

在第三变型方案中，在机动车受驾驶员控制地运动期间探测在机动车的区域中的物体，其中，所述优化包括使机动车的轮廓与物体之间的最小间距最大。因此，以如上所述的相似方式可以使围绕车辆的安全间距最大。

总体而言，所述优化可以这样执行，使得“由在机动车之内或之外的人员行驶第二轨迹”被感觉为简洁(elegant)和安全的。由此可以提升尤其机动车的驾驶员对所述方法的接受度。此外，例如可以在方向变换、走完弯道、加速或制动时使作用到车辆上的负荷最小。

在第四变型方案中，所述优化包括绕行位于第一轨迹上的物体。这样的物体例如可以是障碍物，例如下水道盖、凹坑或潜在不可靠的车道标记。由此可以提高机动车运输的舒适性并且减小机动车的负荷。

在第五变型方案中，所述优化包括使驶越第二轨迹上的物体时的角度最大。所述物体例如可以包括槛、沟槽或道路边缘。可以力求使该角度约为90度。尤其可以力求使机动车的车轴的车轮基本同时滚过所述物体。由此可以避免机动车的可能由于不同时驶越所述物体所引起侧倾运动。机动车的前后和上下运动可以被车载人员感觉为更不舒服。附加地可以减小轮胎或轮毂受损的风险。

在第六变型方案中，确定多个第二轨迹，它们的终止位置相互侧向地错位。因此，尤其在机动车泊入到车库或停车空位中时可以使机动车在第二轨迹的终止处的停放位置可以被改变。根据本方法建立的驾驶员辅助系统可以利用该附加的自由度，以便例如使机动车的车载人员下车变容易。尤其可以在这样的第二轨迹上控制机动车，所述第二轨迹在第二轨迹的终止处为机动车的车载人员提供最大的侧向空间。该人员通常包括驾驶员，但是也可以考虑一个或多个附加人员。

如果在左驾驶机动车(linksgesteuert)的情况下例如仅驾驶员位于车上，那么可以选择在终止位置中在机动车左侧实现尽可能多空间的第二轨迹，使得驾驶员可以舒适地打开车门并且离开机动车。如果多个人员位于不同的侧向机动车侧，那么可以这样选择第二轨迹，使得尽可能所有人员具有尽可能最大的侧向空间用以打开机动车的车门并且离开机动车。例如可以借助座椅占用传感器或内部空间监视装置来确定人员是位于左车辆侧还是右车辆侧。

计算机程序产品包括用于当该计算机程序产品在处理装置上运行或存储在计算机可读的数据载体上时执行上述方法的程序代码单元。

设备包括探测装置，其用于确定在机动车受驾驶员控制地运动期间机动车的第一轨迹；处理装置，其被设立为用于基于第一轨迹来确定优化的第二轨迹；和存储装置，其用于存储第二轨迹用于过后独立于驾驶员地在第二轨迹上引导机动车。

所述设备尤其可以包括可编程的微型计算机或微控制器。处理装置优选被设立成用于完全或部分地执行上述方法。由于该紧密关系，设备的特征和优点也可以被转用到所述方法上，并且反之。

附图说明

现在参考附图更详细描述本发明。在附图中示出：

图1具有控制设备的机动车，

图2所述方法的流程图，和

图3-6针对机动车的驶过和优化的轨迹的示例。

具体实施方式

图1示出机动车105的车载设备100。机动车105优选包括载客车，然而在其他实施方式中例如也可以包括如载重车那样的商用车辆。设备100被设立成用于确定第一轨迹110并且将其优化成第二轨迹115，在机动车105由驾驶员控制期间走出所述第一轨迹。

设备100包括处理装置120、至少一个探测装置125以及优选包括存储设备140，所述探测装置例如可以由定位装置130或环境识别装置135构成。可选地，可以设置接至机动车105的横向控制装置150的第一接口145或者设置接至纵向控制装置160的第二接口155，或者设置这两个接口。

探测装置125被设立成用于确定机动车105的第一轨迹110。第一轨迹110在起点与终点之间延伸并且通常解决机动车的调度任务，例如在预先确定的泊车位置处泊入或泊出。起始位置和终止位置通常相对彼此离得较近，例如在小于5米、约5至10米或最大至约20米或50米的区域中。在其他实施方式中，这些位置也可以彼此距离100米或在直至1公里或几公里的区域中。通常，起始位置和终止位置是在地理上被定义的并且因此被静态地确定。

定位装置130尤其可以包括例如受卫星支持的导航系统的导航接收器或者包括尽可能高度精确的惯性传感装置。为了提高定位精度，可以使用附加的传感器。环境识别装置135例如可以包括光学摄像机、红外线摄像机、雷达或激光雷达传感器或超声波系统。借助环境识别装置135一方面可以推断出机动车105的运动，另一方面可以确定机动车105的环境中的物体165。另外的物体165例如可以被存储在导航系统的地图存储器中，所述导航系统可以包括定位装置130。

横向控制装置150通常由机动车105的转向装置构成。通过第一接口145可以在行驶第一轨迹110期间接收针对机动车105的方向改变提示。在独立于驾驶员地行驶第二轨迹115期间，可以通过第一接口145相应地控制横向控制装置150。纵向控制装置160通常包括驱动马达，所述驱动马达尤其可以实施为电动机、内燃发动机或这两者的组合。纵向控制装置160可以对机动车105的任意车轮170起作用。一般优选，机动车105是双轮辙的并且这些车轮170成对地安装在车轴上。在行驶第一轨迹110期间，可以通过第二接口155接收针对机动车105的纵向运动的提示。在独立于驾驶员地行驶第二轨迹115期间，可以通过第二接口155控制纵向控制装置160。

尤其为了探测第一轨迹110，还可以设置机动车105的另外的或替代的车载传感器。例如可以在车轮170上设置转角或转速传感器，或者可以基于外部装置来确定机动车105的位置，所述外部装置尤其可以包括机动车105的光学跟踪系统。

图2示出用于控制机动车105的方法200的流程图。在第一步骤205中，机动车105位于起始位置处，第一轨迹110从所述起始位置起延伸。例如可以由此开始方法200：驾驶员手动地开始第一轨迹110的行进(aufzeichen)，或者处理装置120提供被机动车105的驾驶员所接受的相应建议。

在步骤210中，在机动车105由驾驶员控制期间探测第一轨迹110。驾驶员可以使用机动车105的、尤其用于横向控制的方向盘或用于纵向控制的踏板的常见车载促动器和控制装置。在其他实施方式中，机动车105的控制例如也可以借助触摸屏、非触碰式的输入装置或以其他方式来进行。驾驶员也可以离开机动车105并且在周围附近例如借助无线控制装置引起控制。为了避免失去控制，优选限界驾驶员与机动车105的最大间距，例如限界到约5至10米或最大直至20米的间距内。

在步骤215中，机动车105到达第一轨迹110的终止处的目标位置处。行进过程的结束例如可以通过驾驶员引起或由于较长时间没有出现位置改变而在处理装置120方面被自动地识别到。

在步骤220中，基于第一轨迹110确定优化的第二轨迹115，所述第二轨迹通常具有与第一轨迹110相同的起点和终点。轨迹115尤其可以作为多项式(polynom)基于第一轨迹或基于第一轨迹的一个区段被确定。优化的轨迹115可以由单独优化的区段组成，这些区段分别可以作为对第一轨迹110的区段的优化被确定。下面参考图3至6更详细地描述用于优化的不同实施。在一些实施方式中也可以确定多个第二轨迹115。在步骤225中，可以通过操作人员、尤其机动车105的驾驶员在步骤210期间接受或拒绝所确定的第二轨迹115中的一个或多个。然后可以将至少一个第二轨迹115存储在存储设备140中。

为了控制第二轨迹115，可以提供，机动车115在驾驶员监控该过程期间独立于驾驶员地走完该第二轨迹。在步骤230中，可以提供用于这种过程的、可以被驾驶员接受的提议。相反，驾驶员也可以引起该过程。可选地，由驾驶员从多个第二轨迹115中选出一个。在一个实施方式中，驾驶员自己负责使机动车105位于第二轨迹115的起始位置处，其方式尤其是：驾驶员自己将机动车105控制到那里。在另一实施方式中，可以将机动车105自主引导到起始位置处。在另一实施方式中，机动车105位于第二轨迹115的终止位置处，并且沿相反相向行驶第二轨迹115。如果例如在步骤210期间执行泊入过程，那么现在可以控制与泊入过程对应的泊出过程，在该泊出过程的情况下起始位置和终止位置相对于第一轨迹110互换。

在步骤235中，独立于驾驶员地在第二轨迹115上控制机动车105。为此，尤其可以通过接口145,155中的至少一个来影响横向控制装置150和/或纵向控制装置160。在步骤240中随时可以由驾驶员中断所述行驶。驾驶员可以位于驾驶员座椅上或位于机动车105的环境中的任意其他位置处。为了休息，驾驶员可以激活操作元件，或者当驾驶员忘记激活操作元件(安全停止开关：totmannschalter)时可以过渡到休息状态中。优选以低速走完第二轨迹115。该速度尤其可以被限界到例如约2至5km/h内。优选，驾驶员可以随时从步骤235(在机动车105行驶期间)或从步骤240(在机动车105停车期间)变换到步骤245中并且中止方法200的实施。

如果不中止，那么机动车105通常在步骤250中到达第二轨迹115的终止位置。可选地，可以在步骤255中由驾驶员判定，第二轨迹115应是在步骤260中被最终接受并且被保留在存储设备140中，或是在步骤265中被拒绝。然而在该情况下，可以保留轨迹110。

图3示出用于阐述图2的方法200的步骤220中的优化的第一示例。要使机动车105从起始位置305运动到终止位置310。为此，可以预给定调度面315，机动车105的轮廓不允许违反或者说超过该调度面的边界。受驾驶员控制的第一轨迹110和独立于驾驶员的第二轨迹115作为虚线被绘入。在本示例中，第一轨迹110包括两个方向变换320，在所述方向变换处从向前行驶切换到向后行驶，或者反之。这是必需的，因为第一轨迹110选择得过于平坦，以便在不离开调度面315的情况下将机动车105带到终止位置310。优化的第二轨迹115选择起始位置305与终止位置310之间的更大弯道半径，使得可以省去两个方向变换320。

图4示出用于优化的第二示例。调度面315在示例性的点325与330之间变窄。第一轨迹110与第一点325之间的最小间距小于第一轨迹110与第二点330之间的最小间距。换言之，在第一轨迹110上的机动车105与距离第二点330相比距离第一点325更近地从旁驶过。这样优化第二轨迹115，使得与点325,330的间距或机动车105的轮廓与点325和330之间的间距尽可能一样大。因此，可以使机动车105的沿任意方向的过小安全间距的风险最小。

图5示出优化的第三示例。两个轨迹110,115横穿长形物体335，所述物体例如可以包括水沟、槛或其他障碍物。物体335可以相应于图1的物体165，然而一般性地应注意到，原则上可驶越在此示出的物体335，然而所述驶越伴随一些缺点，如提高的磨损或行驶不稳定性。在此不是指不允许被驶越的、要避免的物体165，例如人员，墙或立柱。

第一轨迹110与物体340之间的角度较小，使得机动车105的相同车轴的车轮170相继滚越物体340。然而，第二轨迹115与物体340围成的角度明显更大并且优选约为90度，使得机动车105的相同车轴的车轮170基本同时滚越物体340。

图6示出对轨迹的优化的第四示例。第一轨迹110越过物体340(其示例性地以圆形标明)，而第二轨迹115这样绕开物体340，使得没有车轮170滚越物体340或者机动车105的轮廓不会掠过物体340。