CN101031452A - 用于辅助驾驶员的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于辅助驾驶员的方法及装置，其中当识别出变道及存在变道的意图时操作一个方向指示器，最好是操作机动车的转向闪光灯。

Description

用于辅助驾驶员的方法及装置
现有技术
本发明涉及用于辅助驾驶员的方法及装置，尤其用于在变道时的辅助。
驾驶员辅助系统用于辅助驾驶员在关键的情况下快速及正确地作出反应。对此的例子是例如车道驶离报警系统(LDW：Lane-Departure-Warning)，该报警系统在机动车横向导行时辅助驾驶员。在这种辅助系统中识别变道及至少当驾驶员无意的变道时作出响应。在现有技术中，例如在DE 102 38 215 A1中描述了一些方案，借助它们可在有意的变道与无意的变道之间作出区分。这种区分也与其它的驾驶员辅助系统、例如自适应行驶速度调节器(ACC)相关地起作用。
本发明的优点
在有意的变道时通过启动一个指示变道的信号，例如一个转向闪光灯可对其它的交通参与者提示该有意的变道及由此提高共同的交通安全性。
此外通过该驾驶员辅助系统以有利的方式达到驾驶舒适性的提高，因为驾驶员不再必须通过启动转向闪光灯来指示变道的愿望。该任务由驾驶员辅助系统来承担。
特别有利的是，仅当未由驾驶员启动方向指示器时，机动车上的该方向指示器才通过驾驶员辅助系统进行启动。
以有利的方式，在实现了变道后，当方向指示器未由机动车驾驶员自己进行关断时，关断该反向方向指示器。
其它的优点可从以下实施例的说明或由从属权利要求得到。
附图
以下将借助附图中所示的实施形式来详细说明本发明。
图1在此示出一个处理单元的框图，在该处理单元中进行变道的识别，该处理单元结合一个车道驶离报警系统的例子示出，
图2中示出一个流程图，该流程图示出与车道驶离报警相关的变道分类的基本方案，
图3中示出一个流程图，它表示用于方向指示器的置入或清除的实施例，及最后
图4示出在其中实现方向指示器置入的一个车道驶离报警系统的处理单元的模块式结构。
实施例的说明
图1示出一个装置，该装置是用于辅助驾驶员的系统的一部分(例如用于在驶离或即将驶离行驶车道的情况下报警和/或横向引导机动车的执行部件的控制)。图中示出一个控制或分析处理单元10，它具有至少一个输入电路12，一个微计算机14及一个输出电路16。这些单元彼此用一个总线系统18相连接以进行相互的数据交换。对输入电路12导入各个测量装置的输入导线，通过这些导线传送测量信号或测量信息。第一输入导线20将输入电路12与一个图像传感器系统22相连接，它摄取机动车前面的场景。相应的图像数据通过输入导线20传送。此外设有输入导线24至28，它们使输入电路12与测量装置30至34相连接。这些测量装置例如涉及用于测量机动车速度的、用于检测转向角和/或偏航率的、用于检测代表驾驶员加速意愿-例如驾驶员的加速踏板操作程度-的参量的、用于检测机动车的速度和/或加速度的及检测机动车其它工作参数的测量装置，它们在以下所述的方案方面具有意义。通过输出电路16及输出导线36控制至少一个报警装置38，例如一个报警灯和/或用于声音报警和/或语音输出的扬声器和/或用于图像显示的显示器和/或用于触觉显示的执行部件，借助它们通知驾驶员关于行驶车道的(即将)驶离。此外或对此替换地在一些实施例中提出：通过输出电路16及输出导线40控制一个执行系统42，该执行系统例如通过干预机动车的转向自动地使机动车又返回车道(横向引导)及由此防止驶离行驶车道。
在基于由图像传感器系统输入的机动车前面的场景的图像数据的车道驶离报警系统的该实施例中，借助图像分析方法求得车道数据，这些车道数据代表该车道的延伸及尺寸。因此例如检测出行驶车道边缘标记(左和/或右行驶车道边缘)及例如以多项式(三阶幕函数)逼近当前的车道边缘的延伸。此外由机动车几何尺寸、机动车速的当前及必要时过去的大小、转向角或偏航率等计算出例如对于右和/或左车轮的机动车车辙的延伸及也表示为多项式。由所述数据借助切线比较计算出其它的车道数据，例如车道标记与机动车车辙之间的横向距离(右侧到右边缘，左侧到左边缘)，车辙的曲率，和/或车辙与车道标记之间的角度(右车辙到右边缘，左车辙到左边缘)。此外在一个实施例中必要时也计算到这些线的交叉所预期的时间(time to linecrossing)。在该优选实施例中当超过一个预给定的横向距离或低于一个预给定的时间值时进行报警。
在这种功能中重要的是，只有当驾驶员不是真正企图越过车道标记行驶时才对驾驶员发出报警。
图2示出一个流程图，其中所示的车道驶离报警系统通过一个分类器来补充，该分类器基于机动车的工作参数来评估变道状况及分类为“无意的变道”或“有意的变道”。在此情况下，图2的流程图表示一个相应的程序，该程序在图1所示装置的微计算机中以预定的时间间隔运行。在第一步骤100中将(在一次运行时对于机动车一侧，在另一次运行时对于机动车另一侧)读入上述的行驶车道数据，即行驶车道边缘标记的延伸，机动车实际车辙的延伸，机动车与行驶车道边缘之间的横向距离的量，机动车车辙与行驶车道边缘之间的角度的量，或上述的其它工作参数等。在接下来的步骤102中检验：是否出现了行驶车道的驶离或是否即将驶离该车道。如果情况不是这样，则该程序结束及在下个时间间隔上由步骤100从头运行。如果识别出驶离或即将驶离，则在步骤104上通过该分类器借助工作参数求得，该变道是有意的还是无意的。接着在步骤106中检验，行驶车道的驶离是否是有意的。如果是有意的，则不发生报警或横向导引反应及程序由步骤100进行重复。但如果该识别为另一种情况，即行驶车道的驶离是无意的，则根据步骤108实现视觉的、声音的和/或触觉的报警或车道保持反应，例如起动用于影响转向的执行元件。
对于该分类已公知了各种实施方式。用于该分类的基本方案基于至少两个机动车工作参数的分析处理来构造，借助于它可推断出驾驶员的行为。对此适合的工作参数例如为转向角(替换地，偏航率(Gierrate))，机动车速度或加速度或减速，机动车车辙与行驶车道边缘之间的横向偏移，尤其是其变化，和/或机动车车辙相对行驶车道边缘的角度。在此情况下，针对根据转向角来检验转向行为，在企图变道时该转向行为是明显可识别的。转向角大于一个预定的值，尤其是转向角的一个相应的随时间的变化预示着变道的企图。在弯道行驶期间对此要考虑所测定的行驶车道的曲率。此外，在企图变道时尤其向左变换时通常出现机动车的加速，由此当机动车的加速度或驾驶员的加速愿望大于一个预给定阈值时，其出发点是有意的变道。另一适合的参数是机动车到车道标记的横向距离，尤其是它随时间的变化。该参数代表机动车接近行驶车道边缘标记的强度的量值。在有意变道时该量值明显地大于无意变道时的量值。相应地这适用于相对行驶车道标记的角度，该角度在有意变道时明显地大于无意变道时的角度。
概括起来可确定，将变道过程分为无意及有意的变道的分类借助机动车的工作参数来进行，尤其当转向角超过一个阈值和/或驾驶员的加速愿望超过一个阈值和/或到边缘标记的横向距离随时间的变化超过一个阈值和/或相对边缘标记的角度超过一个阈值时。这些判据被加权地利用来将变道过程分类为有意的及无意的变道，其中通常在出现至少一个上述情况时识别为有意的变道，在不出现上述情况时识别为无意的变道。
通过该分类就能以高的概率来识别一个变道是有意地还是无意地进行的。
在一个优选实施例中，神经元网络适用于实现根据上述方案的分类。在该优选实施例中一个MLP网络(多层感觉网络)被证实是适用的。对于该神经元网络输入上述用于左侧及用于右侧的参数。根据配置给各个神经元的权重(阈值)通过该神经元网络构成一个输出量，该输出量指示一个有意的变道或无意的变道。
第二个实施可能性在于对于各个参数预给定具体的条件，由这些条件的出现导出有意的或无意的变道行为，其中为了确保所述判定至少在不清楚的情况下使用判据的组合。例如当接触车道线时相对行驶车道的角度大于4°，只要不存在明显的弯道，则可归结为驾驶员的不小心。相应地对于每个所使用的参数可构成一个相应的判定规则。对于不能以任何判定规则得到一个单一结果的其余情况，借助一个其余特征(例如到车道边界的距离随时间的变化)来清晰地判定，是否存在一个有意的还是无意的变道。在此情况下，判定的判据、至少其权重通常对于左侧及右侧是不同的。
此外，例如由开始部分所述的现有技术也已公开了用于区分有意及无意的变道的其它方案。那里将借助驾驶员的注意力来确定变道的企图，其出发点在于：对于注意力集中的驾驶员将出现有意的变道。
如果以一个上述的方式识别出一个变道的意图，则开始图3中所示的程序。只要还未由驾驶员作出，在步骤400中将机动车向着其方向变换车道的那一侧上的转向闪光灯启动。该信息将在根据机动车航向及车道边缘标记测定变道时被传送。然后在步骤402中检验，变道是否结束。一个结束的变道将被这样地识别，即在一个实施例中在经过一个预定时间周期后机动车位于一个行驶车道的两个边缘标记之间。这又是通过对车道驶离报警系统的摄像机的图像的分析来求得的，由该图像可计算出机动车在行驶车道内的位置。如果变道未结束，则根据步骤400保持转向闪光灯的启动，如果变道已结束，则根据步骤404结束转向闪光灯的启动，即关断转向闪光灯及结束该图中所示的程序。
图4示出具有多个程序模块的处理单元500的结构。该处理单元包括用于上述方案的一个第一程序模块502，该模块包括车道识别软件。该程序模块获得由一个摄像机504摄取的机动车前面的场景的图像及在上述方案的意义上处理这些图像，以便识别行驶车道边缘线、到边缘线的横向距离、这些线的曲率、相对这些线的角度等。此外设有一个对机动车总线系统、例如CAN的接口模块506，它是该处理单元的一部分。通过该总线系统将对处理单元输入工作参数，如转向角，油门踏板位置，制动操作，偏航率等。通过CAN传送的工作参数被传送给模块502，用于确定机动车航向、速度等。这些信息在那里与图像处理单元的信息一起被分析处理，用于识别机动车变道，例如基于横向距离的减小或基于达到行驶车道边缘标记的时间。如果由模块502识别出变道，则将该信息输送给一个模块508。该模块用于识别变道意图(Lane Change Intention Discrimination)。除了关于上述的或完成的车道驶离的信息外还通过总线系统对该模块输入必要的其它信息，这些信息将作为实现上述的用于变道意图识别的方案的基础。然后该模块508在识别出变道意图时将相应的信息传送给模块510。由模块502对该模块510输入关于识别出的变道的信息。然后模块510基于输入的参数如在例如图3中所示地求得，是否要启动转向闪光灯。如果要启动转向闪光灯，模块510通过总线模块506输出一个相应的信号，通过该信号，机动车的方向指示器被操作或当变道完全结束时(相应的信息来自模块502)又被关断。

Claims (7)

1.用于辅助驾驶员的方法，其中求出机动车的变道或即将的变道，其特征在于：当由驾驶员有意地变道时操作一个方向指示器，优选地操作机动车的转向闪光灯。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：该方向指示器被向这样的侧操作，即，变道是向着该侧发生的。
3.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：在识别出变道结束时使方向指示器再关断。
4.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：仅当识别出变道及存在变道意图时才操作方向指示器。
5.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：当无意的变道时方向指示器不被操作，而是对驾驶员发出报警。
6.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：仅当机动车驾驶员没有进行方向指示器的操作时该方向指示器才被操作。
7.用于辅助驾驶员的装置，具有一个处理单元，该处理单元识别机动车的变道，并且该处理单元还求出变道意图，其特征在于：该处理单元被这样地设计，即当由驾驶员有意地变道时操作机动车的一个方向指示器。
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