运行驾驶员辅助系统以用于机动车的辅助变道过程的方法与流程

文档序号:36967171发布日期:2024-02-07 13:14阅读:67来源:国知局

本发明涉及一种用于运行驾驶员辅助系统以用于机动车从初始车道到相邻的目标车道的辅助变道过程的方法,该驾驶员辅助系统具有至少一个用于检测在机动车的环境中的对象的环境传感器,以及至少一个用于检测关于行车道走向的地图数据的地图单元。此外,本发明涉及一种驾驶员辅助系统以及一种机动车以及一种用于执行该方法的软件。


背景技术:

1、目前,机动车通常配备有不同的驾驶员辅助系统,驾驶员辅助系统在机动车行驶时支持驾驶员。这种驾驶员辅助系统检测并且尤其是评估机动车环境,以便提前识别危险的情形、尤其是碰撞危险并且在其驾驶操作中支持驾驶员或者完全避免所述危险的情形。

2、在此并且接下来,驾驶员辅助系统尤其是理解成机动车的如下设备,该设备在机动车行驶时支持驾驶员。这种类型的驾驶员辅助系统不仅可以实施成向驾驶员显示支持信息(例如在显示器/显示屏上的方向箭头)的单纯的信息系统,而且可以实施成自动地影响机动车的前进运动(例如转向和/或加速)的行驶系统。

3、变道辅助系统是在变道过程时支持或辅助驾驶员的驾驶员辅助系统。在此以及接下来,变道过程、也称为变道步骤(英文:lanechange procedure)尤其是理解成机动车在至少双车道的道路上从初始车道(自身车道)到相邻的目标车道(相邻车道)上的行车道变换(行车带变换,道路变换)。在此,道路的行车道通常在两侧通过街道线或道路带(引导线,行车带边界,道路边界等)限界,换句话说,初始车道和目标车道通过街道线相互分隔,街道线在变道过程期间由机动车穿过或横穿。

4、例如,通过触发或激活机动车方向指示灯开始变道过程。紧接着,使机动车向位于初始车道和目标车道之间的街道线的方向运动。如果机动车到达街道线,进行所谓的变道操作(英文:lanechange manoeuvre),其中机动车离开初始车道、穿过街道线并且完全运动到目标车道上。在变道操作之后使机动车转入,从而该机动车基本上沿着目标车道前进。在转入结束时,例如自动地停用机动车方向指示灯并且结束变道过程。

5、例如,从预设的最低车速开始(例如从90km/h开始)才可激活变道辅助系统,其中,车辆传感装置监控车辆环境。在此仅仅当可以安全地实施变道时,才辅助变道。如果激活了变道辅助系统,例如可以通过点按式闪烁(舒适闪烁)开始并且实施变道。前提是,车辆传感装置在安全性关键的区域中未识别到对象。附加地,例如利用电容式接触传感器监控到驾驶员的手位于方向盘处。随后,机动车例如自动地转向到期望的(行)车道中。但驾驶员可以随时干预并且接管该操作。

6、在辅助行车带变换中,作为行驶传感装置,例如不仅使用车辆摄像头而且使用雷达传感器和超声波传感器用于监控车辆环境。例如,一旦超声波传感器在安全性关键的区域中在变道的目标车道上识别到对象,就中断变道,或者撤回针对变道的许可。

7、尤其是,超声波传感器在此构造成通常实施成用于辅助停车操作的近场传感器。这意味着,超声波传感器在其灵敏度方面尤其是设计或配置成用于低的车速。由于这种灵敏度设定,在较高的车速时可能出现,超声波传感器检测到对于变道过程不关键的幻象或干扰对象,但会导致反复的不可信的变道中断。

8、为了避免这种不期望的变道中断,例如可行的是校验超声波传感器数据。但利用其它环境传感器(摄像头/雷达)的数据校验超声波传感器数据是相对耗时的。例如,用于变道操作的典型时长为仅仅至多5s(秒),从而使得仅仅非常受限的时间被准备用于校验超声波传感器数据。

9、另一可行方案例如在于,一旦在变道操作期间机动车位于目标车道中,就忽略在变道期间检测到的超声波对象。但这会导致安全性关键的问题,例如在三车道的道路上从右侧行车道到中间行车道的行车道变道时。如果在这种场景中另一机动车从左侧行车道同样驶入到目标车道中,则将不再中断变道,因为在该时间段上(几秒钟)超声波对象不被评估或考虑。


技术实现思路

1、本发明的目的是说明一种用于运行驾驶员辅助系统以用于机动车从初始车道到相邻的目标车道的辅助变道过程的特别适合的方法。尤其是,应在不引起大体上的负面功能影响的情况下在变道过程期间评估环境传感器的数据。此外本发明的目的是说明一种特别适合的驾驶员辅助系统和一种特别适合的机动车以及一种特别适合的在数据载体上的软件。

2、根据本发明,该目的在方法方面利用一种根据本发明的用于运行驾驶员辅助系统以用于机动车从初始车道到相邻的目标车道的辅助变道过程的方法实现,并且在驾驶员辅助系统方面利用一种根据本发明的用于机动车从初始车道到相邻的目标车道的辅助变道过程的驾驶员辅助系统实现,以及在机动车方面利用一种根据本发明的机动车实现,并且在软件方面利用一种根据本发明的在数据载体上的软件实现。有利的设计方案和改进方案是本发明的内容。在方法方面列举的优点和设计方案根据意义也可转用到驾驶员辅助系统和/或机动车和/或软件上,并且反之亦然。

3、在此以及接下来,连词“和/或”应理解成,借助于该连词连接的特征不仅可以共同地构造而且可以构造为彼此的备选。

4、如果接下来描述方法步骤,则尤其是通过以下方式得到针对驾驶员辅助系统和/或机动车和/或软件的有利的设计方案,即,所述驾驶员辅助系统和/或机动车和/或软件构造成实施这些方法步骤中的一个或多个方法步骤。

5、根据本发明的方法设置成和适合用于并且设计成用于运行机动车的驾驶员辅助系统、尤其是变道辅助系统。在此,该方法尤其是实施成用于执行在多车道的、尤其是至少两车道的道路上从初始车道(自身车道)到相邻的目标车道(相邻车道)的辅助变道过程(变道步骤)。在此,驾驶员辅助系统具有至少一个用于检测在机动车的环境中的对象的环境传感器。在此,环境传感器尤其是应理解成非光学的近场传感器,优选地超声波传感器。此外,驾驶员辅助系统具有至少一个用于检测关于道路的行车道走向的地图数据。由此,地图数据尤其是理解成(行)车道数据。

6、在运行期间,依据地图数据确定当前的车辆位置。换句话说,确定在地图数据中的如下位置,该位置基本上相应于机动车在道路上的车辆位置。当车速大于所储存的最低速度(例如大于90km/h)时,车辆用户(驾驶员)可以例如通过激活车辆方向指示灯、尤其是借助于点按式闪烁来激活或触发变道过程。

7、当激活变道过程时,首先预测或估计针对变道过程的变道路径。在此,变道路径是机动车在变道过程期间预计驶过的路径。即变道路径是在车辆方向指示灯激活和停用之间预计由机动车驶过的路径。换句话说,变道路径相应于车辆位置的预测走向。

8、在此以及接下来,“预测”或“预估”尤其是应理解成前瞻性地估计(即预言),其中依据当前的和/或过去的车辆状态(车辆位置,车速,…)-必要时在添加数学或物理模型的情况下-计算或预言以足够的概率发生的将来的或可预期的车辆路径。首先,多大概率在此视为足够以及该概率多大可能正确在此是次要的。这例如可从过去的行驶数据中或从相应的试验或测试中测定。对于不同的机动车、运行和环境条件(白天时间,气候,天气条件等)或应用场景,可能得到不同的预测的变道路径。

9、紧接着,对于预测的变道路径,确定针对另一交通参与者、尤其是另一机动车向目标车道变道的概率量值。即概率量值是针对在变道过程期间另一交通参与者变换到目标车道上的概率的量值。换句话说,大致确定在变道过程期间与另一交通参与者的碰撞危险。即确定,对于变道过程来说关键的对象可以由环境传感器检测的概率有多高。在此,概率量值例如是估计的或预测的。

10、根据本发明,根据概率量值调整用于识别对象的环境传感器的灵敏度。例如,当概率量值低时降低灵敏度,并且当概率量值高时提高灵敏度。例如,依据适合的阈值比较进行对概率量值的评价。

11、在此以及接下来,环境传感器的“(传感器)灵敏度”尤其是应理解成响应能力或触发表现,即例如(传感器)敏感度。在此,灵敏度例如表征在评估环境传感器时的(响应)阈值,从该阈值开始将或者不将传感器信号分类为(干扰)对象。

12、根据该方法,在变道过程期间(即在沿着变道路径行驶时)连续地由环境传感器监控环境,其中,当环境传感器检测到对象时,中断变道过程。尤其是,在整个变道步骤期间(即不仅在初始车道中而且在目标车道中)评估环境传感器。由此实现用于运行驾驶员辅助系统的特别适合的方法。尤其是,通过根据概率量值调整灵敏度改善辅助变道过程的稳定性,其方式为,使传感器灵敏度与相应的情形相适配。由此减少了错误识别幻象或干扰对象的数量,从而不可信地中断变道过程更不频繁。

13、在一种有利的实施方案中,作为地图数据,使用车辆内部的导航设备的导航数据和/或来自数据云(云,即cloud)的群数据(车队数据,flottendaten)。由此,地图单元例如包括导航设备和/或用于群数据的接收设备。

14、在此,群数据是通过多个来源(群)产生的地图数据或车道数据。在此,群数据尤其是经由众包通过多个机动车(车队/车辆群)建立。例如,参与群的机动车通过光学的传感器系统检测以压缩的方式汇入数据云中的道路标记和/或街道信息。通过使用群数据,基本上实现了所提供的车道数据的实时更新,从而在行驶期间也可以动态地且灵活地将该方法与不同的情形(施工现场等)相适配。

15、在一种适宜的改进方案中,依据地图数据确定概率量值。换句话说,根据对于概率量值关键的特征评估地图数据,并且紧接着从所检测的特征中确定概率量值。由此实现对概率量值的适宜且可靠的确定。

16、在一种优选的应用方案中,使用即将面临的行车道减少作为特征。换句话说,针对行车道减少(道路减少)查找地图数据以确定概率量值。在此,行车道减少尤其是应理解成两个相邻的行车道合并或结合成唯一的行车道。尤其是,在此针对这样的行车道减少检查地图数据,在所述行车道中行车道合并或结合成目标车道或与目标车道合并或结合。优选地,针对如下行车道减少检查地图数据,在所述行车道减少中不是初始车道的、与目标车道相邻地布置的行车道与目标车道结合或合并。由此实现对概率量值的特别有利的确定,因为在这种行车道减少的区域中,在变道过程期间另一机动车变到目标车道上的概率特别高。

17、在一种适宜的设计方案中,尤其是依据群数据识别、确定或定位行车道减少。群数据例如包括车辆群的行驶路径数据,该行驶路径数据相应于车辆群驶过的路径(可行驶的路径,drivablepath)。即,行驶路径数据相应于在道路上的平均的或按均值计算的行驶轨迹(fahrweg)。如果两个这样的行驶轨迹在交点交叉或相交,并且随后基本上作为一个行驶轨迹继续伸延,则这是对存在行车道减少的可靠指示。为了考虑波动和偏差,在此不是将交点,而是将定位在交点附近的位置区域用于与变道路径比较。因而在方法期间检查该位置区域是否与变道路径相交。如果是的话,存在更高的概率量值。

18、在一种可设想的实施方案中,位置区域由下边界和上边界界定。通过交点与所储存的下阈值的差确定下边界,并且通过交点与所储存的上阈值的和确定上边界。在此,所储存的阈值例如依据法律规定或者依据预表征的测量被预设并且储存在存储器中。因而在方法期间,阈值优选地是不改变的,并且由此对于每个辅助变道过程来说都是相同的。例如也可以借助于传感器硬件和/或传感器软件的更新来适配阈值。

19、本发明的附加的或另外的方面设置成,除了概率量值之外,附加地也根据(当前)行驶情形改变环境传感器的灵敏度。在此,行驶情形应理解成表征机动车的行驶的情形,该情形例如与机动车的车辆状态(例如车速,扭矩/加速度,…)和/或道路的道路状态(例如湿滑,结冰,坑洼,…)和/或车辆环境的环境状态(例如天气情况,白天时间,…)相关。由此改善方法的运行安全性。在一种优选的构造方案中为了表征行驶情形的特征,评估天气数据和/或机动车的车速。尤其是,当环境传感器实施成超声波传感器时,车速和天气情况是对幻影对象出现具有影响的关键参数。例如,在下雪时更频繁地发生超声波信号的不期望的反射,这种反射作为幻影对象被检测。由此,例如在下雪时可以降低超声波传感器的灵敏度以便减少不可信的变道中断的数量。

20、在一种特别适合的改进方案中为了确定当前的车辆位置,将地图数据与车辆摄像头的数据比较。由此显著改善在确定车辆位置时的位置精度,从而实现特别安全且可靠的变道过程。

21、例如,经由在地图数据中的gps位置(gps:globalpositioning system全球定位系统)确定初始方位。在此,gps位置具有例如2m(米)至15m的位置精度。通过车辆摄像头,检测在车辆环境中的地面标志(所谓的实时特征),例如路牌,信号灯,道路划线等。将所检测的地面标志与在地图数据储存的对应的地面标志比较,并且确定在地图数据中的相同的空间位置(konstellation)。由此,以在厘米范围内的特别高的位置精度实现在地图数据的全局坐标系中的位置和定向方面的精定位。

22、根据本发明的驾驶员辅助系统设置成且适合于以及设定成用于机动车从初始车道到相邻的目标车道的辅助机动车变道过程。由此驾驶员辅助系统尤其是实施成变道辅助系统。驾驶员辅助系统具有至少一个用于检测在机动车的环境中的对象的环境传感器,以及至少一个用于检测关于道路的行车道走向的地图数据(车道数据)的地图单元。地图单元和环境传感器与控制器(也就是说控制单元)相耦联。

23、在此,控制器通常-在程序和/或电路技术上-设定成用于执行以上描述的根据本发明的方法。由此,控制器具体地设定成依据地图数据确定当前的车辆位置,预测针对变道过程的变道路径,确定概率量值,根据概率量值调整环境传感器的灵敏度,评估环境传感器的传感器数据,并且当在传感器数据中检测到对象时中断变道过程。

24、由此实现特别适合的驾驶员辅助系统,其中实现不可信的变道中断的数量减少。

25、在一种优选的设计方式中,控制器至少在核芯方面通过具有处理器和数据存储器的微控制器构成,在所述微控制器中在程序技术上以运行软件(固件)的形式实现用于执行根据本发明的方法的功能,从而在微控制器中实施该运行软件时自动地-必要时以与设备用户交互地-执行该方法。但在本发明的范围内,备选地,控制器也可以通过不可编程的电子构件、例如专用集成电路(asic)或通过fpga(现场可编程门阵列)构成,在其中利用电路技术的手段实现用于执行根据本发明的方法的功能。

26、根据本发明的机动车具有以上描述的驾驶员辅助系统。由此实现一种特别适合的机动车。

27、本发明的附加的或另外的方面设置有一种用于执行或实施以上描述的方法的、在介质或数据载体上的软件,即计算机程序产品。这意味着,软件储存在数据载体上,并且设置成且适合于以及设计成用于实施以上描述的方法。由此实现了对于运行用于辅助机动车变道过程的驾驶员辅助系统特别适合的软件,利用该软件在程序技术上实现用于执行根据本发明的方法的功能。由此,该软件尤其是运行软件(固件),其中,数据载体例如是控制器的数据存储器。

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