为车辆提供自动化功能的方法和系统与流程

本发明涉及一种为车辆提供自动化功能的方法和系统。

背景技术：

在现代车辆上典型地提供具有多种自动化功能的驾驶员辅助系统。驾驶员辅助系统理解为车辆的在车辆行驶时辅助驾驶员的装置。本发明意义上的驾驶员辅助系统尤其也通过影响车辆行进的自动化功能为驾驶员提供支持。以此方式可以调节车辆行进的不同参数并且可以进行自动干预。

在没有驾驶员辅助系统的情况下，驾驶员直接影响车辆的移动。由驾驶员操纵的操作元件、如踏板、变速杆或方向盘的信号或移动最多被传递至车辆的对车辆行进产生作用的相应装置上。这样的车辆行进对应于最小的自动化等级。在自动化等级较高的情况下部分自动地对用于移动车辆的装置施加作用。例如影响车辆的转向、加速或减速。

在自动化等级更高的情况下，如此程度地干预车辆的装置，从而车辆的某些行进类型、例如直线行驶可以自动实施。在自动化等级最高的情况下，基本上自动按照导航系统的路线行驶。但在这种情况下典型地确保，即使较高的自动化等级，驾驶员也能通过主动转向或操纵踏板立即重新取得对车辆驾驶的控制。

此外，驾驶员辅助系统可以完成各种安全功能。在自动化等级特别低的情况下可以向驾驶员输出例如影响驾驶员如何移动车辆的信息。此外可以通过安全功能输出要求驾驶员直接反应的警报。但在这样的安全功能程度下，驾驶员辅助模块不主动和自动干预影响车辆行进的装置的作用。

在安全功能程度较高的情况下，部分自动地干预用于移动车辆的装置。例如尤其预防性地干预车辆的转向、加速或减速。在安全功能程度更高的情况下，如此程度地干预影响车辆行进的装置，从而可以自动实施车辆的确定的机动、例如全制动或有针对性的避让机动，以便避免离开道路或碰撞。

通过驾驶员辅助系统可以使驾驶员注意到某些危险，由此提高驾驶车辆时的安全性。在驾驶员辅助模块主动干预车辆行进的情况下，即使驾驶员不直接干预行驶事件，也可以避免有危险的行驶状况、如车辆的碰撞或失控的移动。但在有驾驶员辅助系统的安全功能的情况下，驾驶员尤其始终保留对行驶状况的完全控制和责任。

专利文献de102012009005a1描述一种与交通相关的信息的质量量值的利用方法。从不同的信息源接收与交通相关的信息、将质量量值分配给与交通相关的信息并且用于导航系统或驾驶员辅助系统。在此显示所使用的与交通相关的信息的质量量值。

在专利文献de102012101686a1中建议一种用于驾驶员辅助系统的自主纵向和横向调节的方法。对驾驶员的辅助可以不同程度地进行并且与各种条件相关。如果调节任务不能被可靠地承担，则通知驾驶员。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种为车辆提供自动化功能的方法和一种为车辆提供自动化功能的系统，其中，驾驶员能够迅速并且简单地检测，自动化功能以何等程度干预车辆的控制。

所述技术问题按照本发明通过一种为车辆提供自动化功能的方法解决，其中，检测环境数据；根据检测到的环境数据开启自动化功能并且确定质量量值；其中，根据所述质量量值在多级标度上确定质量等级；并且产生和输出图形输出内容；其中，所述输出内容包括质量显示元素；其中，所述质量显示元素根据质量量值形成。

所述技术问题按照本发明还通过一种为车辆提供自动化功能的系统解决，所述系统包括检测单元，用于检测环境数据；评估单元，其设置用于根据检测到的环境数据开启自动化功能并且确定质量量值；和控制单元，其设置用于产生并借助显示单元输出图形输出内容；其中，所述输出内容包括质量显示元素；其中，所述质量显示元素根据质量量值形成。

驾驶员由此可以有利地易于识别，自动化功能实施得多好。尤其易于使驾驶员将注意力特别集中在这样的驾驶任务上，对这些驾驶任务的监测当前具有最高的优先级。

自动化功能用于自主地承担至少一个驾驶功能。在此，所述驾驶功能尤其是用于控制车辆例如在横向或纵向上移动的驾驶功能。例如可以自动地保持确定的车道或阻止车辆离开道路。

在自动化功能开启的情况下尤其调节自动化等级。这可以例如根据sae(美国汽车工程师学会)分级标准实行，sae分级标准实现不同的自动化等级，包括0级(无自动化)、1级(驾驶支援)、2级(部分自动化)和3级(有条件自动化)。当足够的数据以足够的质量可用于实施这样的驾驶功能时，设定确定的自动化等级。

根据检测到的环境数据确定的质量量值表示，开启的自动化功能能够以何种质量、尤其多么可靠和安全地实施。也就是说，在确定质量量值时，尽管可以考虑检测到的环境数据本身的质量，但质量量值也与自动化功能的作用方式和性能有关。在确定质量量值时检查的条件可以例如是，是否能够检测到并且评估交通路线中的确定的定位点、例如道路边缘、道路标线、位置标记或交通标志。

在所述方法中，根据质量量值确定质量等级。在此，标度的多个级别中的一个级别对应确定的质量量值。尤其地，质量量值可以具有较复杂的结构，该结构涉及自动化功能的质量的不同方面、例如不同的子功能。例如可以线性地画出质量量值并且随后进行离散化，以便将质量量值的连续产生的值表示为质量等级。通过确定质量等级可以降低信息的复杂度，从而可以在例如0至4的标度上显示能够简单并且迅速地理解和检测的质量等级。

在按照本发明的方法的一种设计方案中，所述输出内容还可以包括自动化指标，其中，所述自动化指标表示激活的自动化功能。使用者可以由此有利地快速识别哪些自动化功能是激活的并且哪些驾驶功能因此由系统自动控制。在所述方法中可以规定，自动化功能被自动激活。此外还可以规定，手动激活或者自动激活必须手动确认。

在另外的设计方案中，借助车辆的环境传感器检测环境数据，和/或通过数据技术上的连接而接收环境数据。由此可以有利地检测和提供不同类型的环境数据。

原则上可以使用所有本身已知的环境传感器。尤其设置光学传感器、红外线传感器、雷达、激光雷达或超声波传感器。此外，可以在第一步骤中使用本身已知的用于处理检测到的环境数据的方法，例如用于提取检测到的环境内的相关特征。这些特征尤其可以表示用于交通控制和用于标记交通路线的标线或标记。

通过数据技术上的连接而获取环境数据，由此可以例如使用网络、例如外部服务器或所谓云形式的网络上的数据源。备选或附加地可以使用车对车或车对基础设施的通信，以便从其它车辆或交通基础设施的装置接收环境数据。在此，可以尤其结合高精度的地图存储关于交通路线以及交通规则的不同特征，高精度的地图包含关于沿交通路线或地理结构的确定位置的与驾驶相关的信息。

在所述方法的改进方案中，所述环境数据涉及在车辆的周围环境中的车道、车道标记、车道边缘、交通标志和/或另外的车辆。由此有利地检测和提供这样的环境数据，这些环境数据对控制车辆的移动特别重要。

此外，环境数据原则上可以包括涉及车辆的与交通相关的周围环境中的各种不同类型的信息。例如，环境数据可以涉及在本车辆前方或后方行驶的其它车辆；此外，例如可以用于变道或超车的关联相邻车道上的局部车辆，其中，既可以涉及同向行驶的车辆又可以涉及反向行驶的车辆。此外，环境数据可以涉及其它的交通参与者、尤其骑自行车的人或行人。

尤其地，环境数据可以包括关于气候状况、特殊事件如建筑工地、周边交通、车辆环境中的兴趣点(pointsofinterest,poi)或计划的路线或其它信息。对环境数据的检测可以根据哪个自动化功能是开启的或要被开启进行。环境数据所包含的信息则可以根据哪些数据需要用于相应自动化功能的安全运行来调整。

此外可以规定，环境数据包括“数据集”或“群轨迹”，“数据集”或“群轨迹”尤其从外部的服务提供商(例如服务器或云服务器)接收。在此，以前已经驶过相同位置并且将其数据(例如速度、相对道路或车道的位置、车道内的偏移)传输至中央单元、例如外部服务提供商的另外车辆的车辆数据被称为“数据集”。基于以前已经驶过同一路段和尤其相同车道的另外车辆的数据确定的移动路径被称为“群轨迹”。尤其地，群轨迹也包括关于驶过的速度的信息。

在群轨迹的产生和/或评估中，尤其考虑局部路线和/或驾驶速度。例如根据车辆的当前位置进行确定，该当前位置尤其以这样的精度被确定，从而驶过的车道或驶过的车道内的位置被确定。例如可以借助摄像机的数据和根据地面标志确定该位置。以此方式提供特别重要的环境数据。在自动化功能的实施中，尤其为自动的横向控制考虑另外的车辆在何地点上驶过路段，和/或，尤其为自动的纵向控制考虑另外的车辆以何等速度驶过路段。在此，在评估数据集和确定群轨迹时可以确定，多数另外的车辆中在何地点和以何种方式驶过车道。基于车辆的当前位置通过外部的服务提供商、例如云服务器获得路径，该路径具有关于其它车辆以哪种局部走向并且以何等速度在车道上行驶的信息。

在一种设计方案中，所述质量量值表示开启的自动化功能的可靠度。尤其地，根据质量量值确定的质量等级也表示这样的可靠度。由此有利地，驾驶员可以迅速并且安全地检测开启的自动化功能以何等可靠度运行并且驾驶员需要在哪些区域提高注意力以便附加地监测行驶。

自动化功能的可靠度可以以本身已知的方式被确定，例如根据固定的规则，这些规则定义出所认定的确定可靠度的条件。例如，如果确定类型的信息未被检测到或未以足够的质量检测到或不被环境数据包含，则可以认为可靠度减小。例如，当未检测到车道标记时可以以减小的可靠度运行车道偏离辅助系统。相反，当在本车辆的环境中检测到另外的车辆、例如在前方行驶或位于相邻车道上的车辆时，可以规定增加可靠度。

检测到的环境数据的质量也会影响开启的自动化功能的可靠度。例如，如果检测到具有最佳质量的环境数据，例如当检测到的数据具有特别低的标准偏差时，自动化功能可以以最大的可靠度工作。在此，环境数据的数据质量可以以本身已知的方式确定并且在确定质量量值时被考虑。

在进一步的设计方案中，质量量值根据以下参数中的至少一个参数形成：车辆的开启的环境传感器的数量和类型、车辆的环境传感器的检测精度、在检测环境数据和/或通过数据技术上的连接接收环境数据时的随机误差或系统误差。尤其可以规定，在用于处理获取的环境数据的第一步骤中评估数据本身的质量。由此，在评估环境数据及其对质量量值的影响时可以有利地考虑不同的方面。

例如可以如此确定质量量值，方式是，将对自动化功能至关重要的确定的传感器或系统的可用性定义为用于确定的质量量值的条件。视相关的传感器或系统的可用性而定，质量量值可以确定为较高或较低的。例如可以根据相关传感器和系统的数量确定质量量值。此外可以规定，只有在存在确定传感器或系统的情况下才能实现确定的质量量值。

此外，质量量值可以根据特性数值确定，该特性数值根据各传感器信息的相应质量确定。该质量可以以本身已知的方式来确定和用量值表示，例如对右车道或左车道识别的质量、导航数据或地图数据的质量、从云服务器接收到的信息的质量或其它数据和数据源的质量。在此，在确定特性数值时可以对不同的各信息加权，其中，例如考虑信息对开启的辅助功能的重要性。

为运行自动化功能尤其使用不同的来源(例如雷达、激光雷达、光学摄像机、导航系统的数据、在线数据)。通过在所述方法中确定自动化功能的质量量值并且将该质量量值作为质量等级输出，驾驶员也可以识别出，可用的数据源是否且以何种方式最佳地运行自动化功能。尤其地，例如当与车辆外部的数据源、如服务器的连接有助于改善环境数据并且因此也改善自动化功能的作用方式时，可以使驾驶员有利地使用确定的数据源。

在本发明的一种设计方案中，当通过数据技术上的连接而接收环境数据时，图形输出内容还包括数据源符号。数据源符号可以例如是云符号，以便例如表示环境数据来自云系统。由此，使用者可以有利地容易看出，何时利用数据技术上的连接获取环境数据。

在所述方法的改进方案中，所述质量显示元素包括条形图。质量显示元素还可以以另外的本身已知的方式设计，例如借助饼图、部分或完全闭合的环形元素或具有可变厚度的楔形设计。由此，用户可以直观地一眼看出显示的质量等级如何形成。

在一种设计方案中，通过所述自动化功能实施对所述车辆的至少部分自主的横向操纵和/或纵向操纵。由此，自动化功能有利地用于控制特别重要的驾驶功能。

尤其地，用于车辆横向操纵的驾驶功能包括涉及车辆的改变方向、尤其转向角的措施。用于纵向操纵的驾驶功能尤其涉及车辆的加速或减速。横向操纵和纵向操纵还可以相互结合地控制并且相互协调。

备选或附加地，自动化功能可以涉及另外的驾驶功能、例如对车辆底盘的控制、对光信号的控制或沿路线导引车辆。

在一种改进方案中，所述输出内容包括道路的示意图，其中，所述示意图根据环境数据产生并且包括图形元素，所述图形元素根据自动化功能对车辆的横向操纵和/或纵向操纵的自动控制干预而产生。该示意图可以尤其布置在另外的元素的下方。由此可以有利地示意性地显示关于车辆的横向操纵和纵向操纵的重要信息。

尤其地，根据道路及其图形元素的示意图输出关于自动化功能实施的信息。例如可以显示，是否且以何种方式检测车道标记或环境中的另外车辆。此外，当系统借助自动化功能干预对车辆的控制并且改变转向角时，还可以例如借助显示的反馈来运行自动化功能、例如车道偏离辅助系统。

在一种改进方案中还产生声学和触觉的输出内容。由此，所述输出内容有利地借助多种感觉能特别快地被驾驶员理解。声学或触觉的输出内容可以以本身已知的方式实现。

尤其可以规定，当检测到质量量值改变、尤其变差时，产生另外的图形的、声学和/或触觉的输出内容。当与安全相关的自动化功能与改变、尤其变差的质量相关时，这点尤其重要。例如以此方式可以向使用者指出，他需要以更高的注意力观察自动化功能的工作，以便必要时能够迅速并且安全地进行干预。

前述类型的按照本发明的包括检测单元和评估单元，检测单元用于检测环境数据，评估单元设置用于根据检测到的环境数据开启自动化功能并且确定质量量值。所述系统还包括控制单元，其设置用于产生并借助显示单元输出图形输出内容。在此，所述输出内容包括质量显示元素，其中，所述质量显示元素根据质量量值形成。

按照本发明的系统尤其设计用于完成上述按照本发明的方法。因此，该系统具有与按照本发明的方法相同的优点。

显示单元以本身已知的方式设计。显示单元可以包括例如显示器，例如该显示器通常布置在车辆的中控台上。备选或附加地，显示单元可以包括平视显示器或车辆的组合仪表中的显示器。显示单元还可以包括借助于车辆外部的显示元件、例如在数据技术上与系统相连的移动电话的显示器。

在所述系统的改进方案中，所述检测单元包括车辆的环境传感器和/或接口，所述接口用于通过数据技术上的连接而接收环境数据。由此可以有利地使用各种类型的环境数据源。

在按照本发明的系统的一种设计方案中，所述显示还包括自动化指标，其中，所述自动化指标表示开启的自动化功能。由此可以有利地清楚地显示，当前哪些自动化功能是开启的。备选或附加地，尤其当通过数据技术上的连接而获取环境数据时，所述显示可以包括数据源符号、例如云符号。

在另外的设计方案中，所述系统还包括输入单元，通过该输入单元可以输入使用者的输入数据。例如可以借助输入数据选择和开启或关闭自动化功能。尤其地，在这种情况下可以发出输入请求，通过该输入请求例如请求使用者确认自动化功能的开启或关闭。

在此，输入单元可以以本身已知的方式、尤其借助触摸屏设计，通过触摸屏可以将输入单元与显示单元相结合。备选或附加地可以使用另外的本身已知的输入器件，例如用于借助由显示单元输出的图形界面输入。

附图说明

以下借助实施例结合附图阐述本发明。

图1示出具有按照本发明的系统的实施例的车辆，

图2示出在按照本发明的方法中产生的输出内容的实施例，和

图3a至图3e示出在按照本发明的方法中产生的输出内容的另外的实施例。

具体实施方式

根据图1描述按照本发明的系统的第一实施例。

车辆1包括检测单元2，检测单元2又包括环境传感器6以及接口7。通过接口7可以建立与外部服务器8的数据技术上的连接，在所示实施例中，外部服务器是云服务器8。检测单元2与评估单元3耦连，控制单元4包括评估单元3。此外，控制单元4与显示单元5耦连。

根据图1、图2和图3描述按照本发明的方法的实施例。在此，基于上面根据图1描述的按照本发明的系统的实施例进行说明。

借助系统的检测单元2检测环境数据。为此以本身已知的方式使用车辆1的环境传感器6，在实施例中，环境传感器6可以包括雷达传感器、激光雷达传感器和超声波传感器。此外还可以包括光学摄像机或其它传感器。对此补充地，在实施例中借助接口7与云服务器8的数据技术上的连接接收环境数据。

在另外的实施例中可以规定，通过接口7也发送车辆1的数据、例如环境数据、环境传感器6的数据或车辆1的其它数据、尤其是通过使用者的输入所获得的数据。这些数据可以例如通过外部服务器或云服务器8存储和/或处理。

检测到的环境数据尤其包括这样的数据，根据这些数据可以识别车辆1的周围环境的与交通相关的特征。这些数据包括例如车道或道路的位置、延伸走向和边界、道路标线、道路边缘、交通标志和/或环境中的另外的车辆。在此，环境数据的检测尤其如此进行，使得环境数据包括与交通特别相关或对车辆1的行驶至关重要的数据。例如可以如此选择用于检测的环境传感器6，从而检测特别重要的数据并且尤其避免许多不必要的数据检测。在本实施例中规定，通过由检测单元2进行预处理而取得与交通相关的信息，从而传递至评估单元3的环境数据包括能够高效处理的重要的信息。评估单元3接收环境数据并且开启至少一个自动化功能。在此，根据存在哪些环境数据和这些数据以何种质量被检测决定确定的功能的开启。此外还确定质量量值，该质量量值表示自动化功能能够多么可靠地实施。

评估单元3如此确定质量量值，从而不仅质量量值提供关于检测到的环境数据本身的质量的信息，而且确定哪些环境数据以何种质量存在和这对自动化功能的作用方式产生怎样的影响。例如可以确定环境数据是借助哪些传感器和/或数据源检测到的，并且质量量值可以对应确定的传感器和/或传感器组合。分别根据质量量值，需要由车辆1的驾驶员投入或多或少的注意力监测自动化功能的作用方式，以便确保车辆的安全运行。

此外，根据质量量值确定质量等级。在本实施例中如此确定质量量值，从而该质量量值包括用于车辆1的不同的自动化功能或者关于不同方面的自动化功能的信息，而质量等级是多级标度上的更简单的评价。在本实施例中，标度包括0至4级，但在另外的实施例中也可以使用0至10、1至10或以其它方式分级的标度。在另外的实施例中，标度可以连续地、例如从0至1、从0至10或以类似的方式形成。

在本实施例中，为了确定质量量值，确定哪些相关的环境传感器6能用于自动化功能。分别根据可用的环境传感器6的数量，质量量值较高或较低。在此尤其地，可供使用的环境传感器6越多，质量量值越高。例如，可以检测到的各种信息越多，质量量值越高，这些信息涉及例如对车道标记的识别、前方车辆或对云服务器8的数据的访问。

尤其也可以规定，只有当存在确定的环境传感器6时才能达到确定的质量量值。反过来可以规定，当确定的环境传感器6可用时，总是自动达到确定的质量量值，而与其它传感器和系统无关。

通过控制单元4产生图形输出内容10并且将图形输出内容10传输至显示单元5，图形输出内容10在显示单元5上输出。在本实施例中，显示单元5包括本身已知的显示器。在另外的实施例中，在显示器上设有对触摸敏感的薄膜，也就是说，显示单元5设计为触摸屏并且可以用于输入使用者的输入数据。

在另外的实施例中，备选或附加地，显示单元5可以包括车辆1的组合仪表的区域或平视显示器。此外还可以包括车辆外部的显示单元、例如具有显示器的手机。

图形输出内容10包括质量显示元素11，在本实施例中，质量显示元素设计为条形图。在另外的实施例中可以使用其它的显示方式、例如饼状图、部分或完全封闭合的环或其它形式。

在本实施例中，质量显示元素11包括四个条形，这四个条形竖直地并排布置，其中，四个条形的长度从左往右增大。这些条形可以示为轮廓或实心结构；但两种不同的显示形式可以备选或附加地以另外的方式区分，例如借助不同的亮度，颜色或动态效果，例如通过闪烁。以这种方式，在该实施例中可以输出从0至4的整数值，其中，四个仅由轮廓示出的条形对应数值“0”，而在数值“4”时所有四个条形实心地显示。中间值相应地用一部分实心条形示出，同时其余的条形仅由轮廓示出。用于数值0、1、2、3和4的显示形式在图3a至图3e中示出。

输出内容10还包括自动化指标12，自动化指标12提供关于开启的自动化功能的信息。在图3a至图3e中所示的情况中，自动化功能记为l1、l2或l2+。在其它的实施例中可以使用另外的名称、符号或名称和符号的混合。

在本实施例中，不同的自动化功能对应不同的自动化等级。在图3a所示的情况中，数据“l1”代表最小的自动化等级。在图3b、图3c和图3d中记载的情况中，数据“l2”代表尤其由车道偏离辅助系统实施的对车辆在横向上的部分自动的控制。由车道偏离辅助系统识别当前占用的车道的边界并且如此控制车辆，使得该车辆不离开车道。在图3e所示的情况中，数据“l2+”代表由车道偏离辅助系统实施对车辆1的自动横向操纵，其中，除了车辆自有的传感器6以外，也考虑由外部服务器8接收的环境数据。为了显示该数据源的使用，还显示数据源符号13。在本实施例中，该数据源符号13设计为示意性示出的云，该云符号表示在使用云服务8。在另外的实施例中，数据源符号13可以不同地设计。此外，当不存在数据技术上的连接装置或通过该连接装置未接收到环境数据时，可以输出另外的符号。

在图3a至图3e中示出质量显示元素11占据质量等级0至4的多个状态。尤其地，在对车辆1的横向操纵开启时，质量等级可以从1(图3b)变化至4(图3e)。由于在本实施例中质量等级表示开启的自动化功能的可靠度，因此在所示情况中，驾驶员可以识别出，他需要以何等程度监测自动横向操纵的作用方式和应当以何等可能性估计需要手动干预。由此使驾驶员能够将注意力特别集中在没有或仅有不太可靠的自动辅助可用的那个驾驶任务上。

在本实施例中，图形输出内容还包括示意图14，示意图14示出开启的车道偏离辅助系统的状态。示意图14包括图形元素15，该图形元素15在图2所示的实施例中包括两条限定车道边界的车道标记。在该情况中，系统已识别到车辆前方的道路的边缘处的两条这样的标线。此外还示出车辆前方的道路区域的标线，通过该标线指示驾驶员，该区域可以安全通过并且例如不会与其它交通参与者碰撞。此外，在此处示出的实施例中通过标记“on”示出车道偏离辅助系统作为自动化功能开启。在另外的实施例中或在使用车道偏离辅助系统的其它情况中，示意图可以不同地设计，例如仅具有一个识别到的车道标记或不同类型的车道标记，例如因为仅检测到一个未标记的道路边缘或检测到不同的标线、如实线或虚线。此外，车道偏离辅助系统可以关闭，其中，可以显示标记“off”。这可以例如在图3a所示的自动化功能的可靠度过低的情况下实行。

在另外的实施例中还可以规定声学和触觉的显示，声学和触觉的显示作为图形输出内容的附加内容被输出。尤其可以规定，当质量量值改变、尤其当质量变差时实行这种附加的显示。例如，当检测到用于自动化功能的实施的质量等级变差时可以产生附加的图形的、声学和/或触觉的输出内容。由此可以特别明确地向使用者指出，与安全相关的自动化功能以较低的可靠度运行并且因此在监测自动化功能时需要投入更高的注意力。

附图标记列表

1车辆

2检测单元

3评估单元

4控制单元

5显示单元

6环境传感器

7接口

8外部服务器；云服务器

10输出内容

11质量显示元素

12自动化指标

13数据源符号

14示意图

15图形元素