CN100465042C - 尤其用于汽车驻车的驾驶辅助装置 - Google Patents

Abstract

提出一种驾驶辅助装置，它具有一个输出单元用于给司机输出停车到驻车空隙里面的行驶指示，其中对于司机通过行驶指示给出一个在两个轨迹之间的行驶范围，在该行驶范围内部司机可以自由选择一个进入驻车空隙的路径。对此他不必跟随一个唯一的、给定的理想线但还是具有不产生碰撞危险的可靠性。

Description

尤其用于汽车驻车的驾驶辅助装置

技术领域

本发明涉及一种驾驶辅助装置。

背景技术

由DE 199 25 584 A1公开了一种用于使行驶路径可视化的方法和一种从属的装置，其中在一个显示器中显示与汽车的回转转向角有关的、所期待的行驶路径。在此在显示器中显示至少一部分汽车后面的行驶空间。另外在显示器中示出通过汽车可达到的最大范围，对于一个规定的汽车最大转向盘回转可以分别在两个方向上达到该范围。为此可以使司机获得信息，他是否还能够以转向盘的最大回转进入一个可以在显示器中识别的驻车空隙里面。不进行导引司机。此外已知驻车辅助系统，它们通过超声波传感器测量与障碍物的距离并且声音和/或视觉地、例如借助于一个方格显示器警示司机汽车附近存在障碍物。此外还已知，在一个显示器中通过辅助线渐显出由司机选择的行驶路径。在实际的行驶运行中司机尝试尽可能一致地跟随这个辅助线。因此司机可能保持一个比所需的实际场地情况更准确并由此更缓慢地行驶。尤其根据计算出来的行驶路径也可能要求转向盘相应地完全回转，尽管实际的场地情况不需要完全的转向盘回转。这一点尤其在狭窄的位置或在反向流动的交通中可能是重要的，因为例如由于完全回转可能使汽车正面突入到一个相邻的车道上。在此必要时也可能要求司机在停车状态进行转向，以达到一个给定的回转角。由此可能增加轮胎磨损。

发明内容

按照本发明的一种用于汽车驻车的驾驶辅助装置具有一个输出单元用于对司机输出行驶指示，其特征在于，对司机通过行驶指示给出在两个轨迹之间的行驶范围，所述两个轨迹表示两个计算过的、不同的行驶路径并且计算所述两个轨迹，使所述汽车在行驶范围以内能够移动。按照本发明的驾驶辅助装置相对于现有技术的优点是，代替一个唯一的、要司机跟随的理论轨迹，计算两个边界轨迹，在其之间导引司机。这些边界轨迹由包括一个误差范围的轨迹描述，这个误差范围是司机为了成功驻车所必需遵守的。只要司机在这个范围内移动，他就可以随意地行驶和转向并由此选择一个任意的、位于两个限定的轨迹之间的轨迹，而不会与障碍物碰撞。但是，为了保留在一个可靠的范围内不允许司机离开由轨迹限定的范围。优选这样选择这些轨迹，使得它们只能在至少短时的转向盘最大回转的条件下达到。只要司机位于由轨迹限定的范围内，在该范围内不存在汽车与障碍物碰撞的危险，就可以省去不必要的警示指示输出。总之，由此使司机更多地关注到其它行驶现象。在此不再强迫司机跟随一个狭小的理想线。只要场地情况允许，也可以避免转向盘的完全回转。

通过按照本发明的优选实施方式能够实现对按照本发明的驾驶辅助装置的有利改进方案和改良。特别有利的是，实现汽车周围环境的显示以及与所显示的汽车周围环境相关的所计算的行驶范围的显示。由此司机可以直接获得基于所允许的、由限定的轨迹所描述的行驶范围的汽车周围情况。

此外有利的是，在显示器中也示出所预期的汽车行驶路径，由此使司机能够将所预期的汽车行驶路径与所显示的行驶范围进行比较。

此外有利的是，这样选择限定行驶范围的轨迹，使得它们在行驶过程中、尤其在驻车过程中需要一次、也可能两次完全转向回转。这意味着，在利用这个轨迹时汽车在路径上以一个最大的回转角进入驻车空隙里面。由此使这些轨迹确定分别由汽车的最大回转角给定的行驶范围。

此外有利的是，给司机输出一个指示，他应该如何使转向盘回转，以便可能以一个更好的曲线驶入驻车空隙。通过这个指示对司机进行验证，本身进行在其行驶路径与显示的行驶范围之间的比较并且在必要时由这个比较推导出修正。

此外有利的是，对司机给出一个机动地作用到转向盘上形式的触觉输出，用于对司机指示出离开了行驶范围。由此可以使司机感觉到并由此直接警示可能发生碰撞。

附图说明

在附图中示出本发明的实施例并且在下面的描述中详细解释。附图中:

图1示出在汽车中的按照本发明的驾驶辅助装置；

图2以一个具有按照本发明的驾驶辅助装置的汽车的俯视图示出驻车过程；

图3示出按照本发明的驾驶辅助装置的显示图形，该驾驶辅助装置具有计算出来的行驶范围的显示器。

具体实施方式

按照本发明的驾驶辅助装置尤其用于汽车的驻车过程。但是它也可以用于任何其它的汽车。在此应用不限制于驻车过程，而是它可以用于任意的、尤其高要求的行驶状况，它们要求相对精确地驾驶汽车。例如可以是一个这样的应用，即驾驶汽车穿过行驶路径上的狭小位置。

为了支持驻车过程本装置不仅可以用于在行驶方向上平行、倾斜或垂直于行驶方向停车，而且也用于向后停车。其应用尤其对于向后停车是有利的，因为在此视野情况对于司机来说一般是不好的，因此司机特别期望在驻车过程中得到支持。下面以向后驻车到一个平行于道路走向位于侧面道路边缘的驻车空隙的示例描述按照本发明的驾驶辅助装置。在此按照本发明的驾驶辅助装置由一个用于支持汽车停车到驻车空隙里面的驻车装置构成。

在图1中示出一个驻车装置1，它安装在汽车里面。该驻车装置1具有测距传感器2，它们不仅装配在汽车前端和汽车后端上，而且装配在汽车的侧面上并且它们测量汽车与汽车周围障碍物的距离。这些测距传感器2例如由超声波传感器构成并且通过一个由障碍物反射的超声波信号的运行时间测量确定距离。此外可以使用视觉的测距传感器，例如用于测距的雷达传感器。

由测距传感器2获得的距离信息由一个计算单元4进行处理。在此该计算单元4考虑到在一个存储器5中存储的汽车参数。这些汽车参数还提供测距传感器2相对于汽车外轮廓的位置情况。根据所测量的距离值在考虑到汽车参数的情况下确定汽车与汽车周围障碍物的距离。如果低于给定的距离，则将一个声音警示通过扬声器6和/或将一个视觉警示通过一个显示器7输出给司机。在另一实施例中一个机动的单元8可以作用于汽车的转向盘9，使得司机也获得触觉的反馈。通过相机3可以监控汽车周围的范围、例如汽车的后部空间，并且必要时在显示器7中显示给司机。

在此所述驻车装置1按照本发明这样构成，根据通过测距传感器2获得的周围环境数据计算从当前的汽车位置停车到驻车位置的轨迹。在此尤其考虑到当前的汽车位置、障碍物的位置、汽车尺寸-在回转时例如尾部的偏移-和当前的以及最大的转向角。在此获得不与障碍物碰撞的汽车的轨迹。在此为了补偿测量可靠性和在控制汽车时的不可靠性最好与障碍物保持一个最小距离，在计算时考虑这个最小距离。这个最小距离在10cm至35cm之间，在一个优选的实施例中为25cm。

为了确定汽车位置最好设置一个距离传感器10，它可以获得汽车的行驶运动。为了确定回转转向角设置一个转向角传感器11，它监控转向盘9的旋转运动。该驻车装置1的控制通过一个操纵装置12实现，它配有按键13。尤其可以通过操纵装置12实现驻车装置1的激活。此外也可以选择一个所期望的驻车形式，例如平行于或垂直于道路走向驻车，或者改变驻车装置1的参数，例如汽车参数。该驻车装置1最好装配在一个在汽车中隐蔽的位置上。而显示器7例如位于汽车的副仪表板上或者司机前面的一个显示仪表板上。为了声音输出例如可以使用汽车中收音机的扬声器6。

在图2中示出汽车20的一种驻车状况，通过按照本发明计算出来的轨迹使汽车驾驶到驻车空隙里面。该汽车20要向后停车到第一汽车21与第二汽车22之间。两辆汽车21、22在纵向上停放在道路边缘23处。在第一汽车21与第二汽车22之间存在一个距离。该距离构成两辆汽车21、22之间的驻车空隙24，它对于汽车20的驻车足够大。该汽车20事先在箭头方向25上首先在第二汽车22旁边驶过，其中设置在指向道路边缘23的汽车侧面上的测距传感器2尤其在驻车空隙的长度方面并且优选也在其宽度方面已经测量了驻车空隙24。由这些数据以及由同样获得的汽车21，22的位置通过计算单元4进行计算，如何可以使汽车20驶入驻车空隙24。在此从在图2中所示的汽车20的位置存在许多可能的行驶路径用于实现向后行驶到驻车空隙24中的一个终端位置26，其中最后可能还需要使汽车20从终端位置26再向前移动一段距离。因为驻车空隙一般提供这样多的空间，使得存在不只一个从当前的汽车位置无碰撞地且在与障碍物保持最小距离的情况下行驶到适合的停车位置的行驶路线。

在图2中示出一个第一极限的轨迹27和一个第二极限的轨迹28。一个轨迹应该表示汽车的一个行驶路线，该路线在所述实施例中通过路径描述，在沿着轨迹行驶时汽车后轴的中心点沿着该路径导引。在图2中虚线示出汽车20的后轴40。除了这样定义轨迹以外也可以使汽车的行驶路线通过汽车上另一固定的点定义，例如在汽车轮廓的拐角上或者在轮子的位置上。

在计算表示两个不同的行驶路线的两个轨迹27、28时注意汽车的外形尺寸。尤其要注意，汽车可能偏移或者在侧面例如反光镜突出于轮子的宽度。即，所述轨迹只能以这种方式进行选择，在考虑到这个边缘范围的情况下不能产生汽车与汽车旁边的障碍物的碰撞。

对于第一轨迹27，汽车20首先在驻车空隙方向上进行一个完全地转向回转。在驶过一定的距离之后需要在另一方向上完全地反转向回转。转向范围通过虚线41表示，它也与第二轨迹28相交。当汽车足以驶入驻车空隙24时，司机必需从点42开始单纯直线地向后驾驶，直到到达终端位置26。

这样引出第二轨迹28，使汽车在沿着第二轨迹28行驶时首先直线地向后行驶到一个点43。这里在驻车空隙24的方向上完全转向回转。在达到转向范围(虚线41)时在相反方向完全转向回转。

两个轨迹27、28能够实现无碰撞的驻车。这一点通过虚线44，45表示，它们限定一个由汽车在行驶时所占据的范围，它在侧面都不被汽车20在驶过两个轨迹时超出。这些虚线延伸到道路边缘，它们与汽车21，22也不超出一个优选给定的安全距离。两个轨迹描述极限的、不同的行驶路线:对于第二轨迹在点43之后不再能更弱化地转向，对于第一轨迹在点42之前不能再更弱化地反向转向。但是可以由司机选择任意一个轨迹进行驻车，该轨迹它位于第一与第二轨迹27，28之间，用于达到所示出的汽车最终位置26。一个理想线29用虚线表示，对于该理想线既不需要在第一转向方向上也不需要在反向转向方向上完全转向回转并且到两个限定的轨迹27，28分别具有一个最大的距离。因为包括在两个轨迹27、28中的每个轨迹都导引汽车20停车到驻车空隙24里面，但是不需要司机一定跟随理想线29。这一点更确切地说是表示出司机的专心程度和行驶效率，但是对司机不必提出这个要求。更确切地说只要充分保证，司机与其汽车在限定的轨迹27、28内部移动。

按照本发明在第一实施例中在显示器7中显示给司机一个范围，它位于两个极限的轨迹27与28之间。下面借助于图3描述一个这样的显示器。对于司机来说使汽车在由轨迹27、28所限定的范围中移动就足够了，即这样控制汽车，使得它以后轴的中心在这个限定的范围中移动。

因为司机不必再跟随理想线29，而是可以在整个且因此更宽的范围中移动，所以与跟随理想线29相比可以以一个更快的速度实现驻车。但是因为随着轨迹27、28相互延伸至接近驻车过程的最终位置26，可能要求，随着越来越接近最终的停车位置，汽车速度要降低，以便可以对准变得更窄的范围。在显示器7中对此可以给司机发出一个相应的警示。

在另一实施例中也可以使对于汽车司机的指示输出只这样长地实施，直到在汽车与驻车空隙中的汽车位置之间实现一个最大的倾斜状态。在汽车20的纵轴线与已驻车的汽车21、22之间的角度称为所谓的横摆角。汽车导引只进行到达到最大横摆角。下面司机的任务仅仅是，使这个横摆角减小到0并且将汽车带到停车位置。如果有可能在减小横摆角时可以省去对于司机的渐显行驶范围形式的相应支持，因为司机也可以自己进行这个横摆角的减小。

在图3中示出在显示器7中的一个显示图形30的实施例。例如可以由一个在图2中未示出的照相装置拍摄汽车20后面行驶空间的图像。代替通过照相装置获得汽车周围环境也可以通过测距传感器2的计算从计算上建立汽车20的周围环境图。然后可以以平面图实现对应于图2视图的计算出来的显示图形。

在显示图形30中由相机3拍摄的图形中图形显示第二汽车22和道路边缘23。此外显示出一个行驶范围31，它由两个轨迹27、28限定。在此轨迹27、28根据计算投影到驻车空隙中的行驶路径上，即道路表面上并且渐显在显示图形30上。

为了驶入到驻车空隙24里面，司机必需这样驾驶汽车，使得后轴的中心在行驶范围31里面导引。为此在第一实施例中将行驶路径标记34渐显到显示图形里面。该行驶路径标记34给出一个投影的行驶线，它与当前的转向角位有关。该行驶路径标记34在此描述后轴中心的路径，该中心在转向角位置不变的情况下在向后行驶时占据了该行驶路径标记34。在此通过转向角传感器11获得当前的转向角位置。所述行驶路径标记34显示一个确定距离、例如从当前的汽车位置开始2m的距离。司机可以通过比较行驶路径标记34与轨迹27、28识别，是否且何时可能需要通过他进行一个转向干涉。当行驶路径标记34位于行驶范围31以内时司机可以没有碰撞危险地行驶到驻车空隙里面，而不必进行转向角修正。

在另一实施例中也可以设有一个中心标记47，它在显示图形30中表征汽车中心。为了对于观察者给出更好的定向优选至少将汽车20的保险杠的外边缘一起渐显到显示图形30里面。

在一优选的实施例中示出一个停止标记32，它指示司机在哪个位置他必需制动在第二汽车22的前面。在另一优选的实施例中，渐显一个启动标记33，司机必需平行于第一汽车21直线返回到这个启动标记，接着才开始通过一个转向停车到驻车空隙里面。在一个在图3中未示出的实施例中也可以将理想线29渐显到行驶范围31里面用于附加地定向。

如果需要或建议司机反向转向，则可以在一个特殊的实施例中在显示图形30中例如由显示器通过一个相应的箭头符号特别地指示转向盘回转方向的改变。在显示图形30中为了支持司机例如渐显一个箭头35，它显示给司机转向方向，要他在这个方向上实现一个修正。在所示示例中司机应该向右旋转转向盘9。

代替视觉显示器或对于所述的视觉显示器的补充也可以通过声音和/或触觉的输出对司机给出行驶指示。对于触觉的输出使转向盘易于旋转，直到汽车移动到行驶范围31以内。如果汽车将要离开行驶范围31并且超出轨迹27、28，则或者使转向盘9置于振荡和/或难以转向到一个对此临界的行驶方向上。

在另一实施例中也可以实现声音地输出，使得司机例如通过一个信号声音意识到，他离开了行驶范围31。如果没有信号输出，则意味着，他在事先计算出来的行驶范围31以内移动。

通过距离传感器10和转向角传感器11监控的向后的行驶路径由计算单元4求出，汽车20如何跟随所建议的行驶范围31。可能的话根据汽车的位置或者与障碍物的变化的距离实现轨迹27，28和与此相关的行驶范围31的动态匹配。

Claims (9)

1.一种用于汽车驻车的驾驶辅助装置，具有一个输出单元用于对司机输出行驶指示，其特征在于，对司机通过行驶指示给出在两个轨迹(27、28)之间的行驶范围(31)，所述两个轨迹表示两个计算过的、不同的行驶路径并且计算所述两个轨迹，使所述汽车(20)在行驶范围(31)以内能够移动，其中根据通过测距传感器获得的周围环境数据计算从当前的汽车位置停车到驻车位置的轨迹。

2.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其特征在于，设有一个显示器(7)用于显示汽车(20)的周围环境(22、23)并用于显示基于所示汽车(20)周围环境(22、23)所计算出来的行驶范围(31)。

3.如权利要求2所述的驾驶辅助装置，其特征在于，设有一个检测单元(11)用于检测调整的转向角并用于确定在不改变转向角时的一个预期的行驶路径(34)，其中至少局部地显示出基于汽车(20)周围环境的预期的行驶路径(34)。

4.如权利要求1至3中任一项所述的驾驶辅助装置，其特征在于，所述限定行驶范围(31)的轨迹(27，28)分别需要至少一次转向盘的完全回转用于跟随那些轨迹。

5.如权利要求1至3中任一项所述的驾驶辅助装置，其特征在于，设有测量装置(2)用于测量汽车与汽车周围障碍物的距离。

6.如权利要求1至3中任一项所述的驾驶辅助装置，其特征在于，设有一个计算单元(4)用于获得适用于汽车的驻车空隙。

7.如权利要求1至3中任一项所述的驾驶辅助装置，其特征在于，输出一个指示(35)用于变换转向盘(9)的旋转方向。

8.如权利要求1至3中任一项所述的驾驶辅助装置，其特征在于，设有机动驱动的单元(8)作用于汽车(20)的转向盘(9)，用于在离开行驶范围(31)时通过转向盘(9)输出触觉的反作用。

9.如权利要求1至3中任一项所述的驾驶辅助装置，其特征在于，设置一个扬声器用于在离开行驶范围(31)时输出一个声音的警示信号。

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