CN101132965B - 用于在车辆变换车道时避免碰撞的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在车辆到目标车道变换车道时避免碰撞的方法，在该方法中借助于环境监测装置来探测车辆的侧后方空间中的物体并且引入用于影响车辆的措施。该方法的特征在于：设置有分级的措施，其中，这些措施按照其级别包括：向驾驶员发出警报和/或干涉车辆(1)的转向系统和/或影响安全装置；引入所选择级别的措施，其中，该级别根据所探测到的物体相对于车辆的相对位置和/或车辆与所探测到的物体之间的相对速度以及根据车道变换条件的满足来确定。此外，本发明还涉及一种适用于执行该方法的装置。

Description

用于在车辆变换车道时避免碰撞的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于在车辆从当前行驶车道向目标车道变换车道时避免碰撞的方法，在该方法中借助于环境监测装置来探测车辆的侧后方空间中的物体并且引入/起动(einleiten)用于控制车辆的措施。
此外，本发明还涉及一种适于执行该方法的装置。
背景技术
例如以名称“车道变换辅助系统”已经公开了一些方法，在这些方法中机动车的驾驶员在变换车道时得到辅助。尤其是在这些方法中，当识别到车辆可能与已借助于合适的环境监测装置检测到的物体发生碰撞的危险时，触发对驾驶员的警报。
尤其是从德国专利文献DE 43 13 568 C1可获知一种对从当前车道到相邻的目标车道变换行驶车道提供指导辅助的方法。在此为了期望的车道变换监测至少相邻的目标车道的前方空间和后方空间，测量在那里探测到的物体尤其是车辆的距离及其速度以及由此计算安全距离。如果所有测量的距离大于计算出的安全距离，则这被识别为可能的车道变换。在弯道行驶中，通过转向角将所探测到的物体与相应的行驶车道相配。
德国专利文献DE 195 26 452 C1描述了一种用于监测侧后方空间的装置，在该装置中，当在车辆的侧后方空间检测到以比本车辆更高的速度运动的物体并且存在借助于闪光信号灯状态或转向角状态识别的车道变换要求时，则产生警报信号。
另外，德国专利文献DE 195 07 957 C1公开了一种具有用于侧面道路区域的光学扫描装置的车辆。该扫描装置包括多个彼此并排设置的红外线发射元件和一个所属的CCD阵列以及一个连接在后面的分析处理单元，该分析处理单元设置成不仅用于对比度确定而且用于轮廓识别。通过该系统扫描道路表面，以便可测定相应的道路界限以及例如在离开道路时触发警报信号。
在这些公知的系统中设想，在打算变换车道时，如果在本车辆的侧后方空间范围中存在较快速的车辆，则产生预定的警报信号。尤其是当超车的车辆只是缓慢的接近时，则通常会出现，在此即使在驾驶员可良好地控制的状况下，也触发警报信号。
这具有这样的缺点：驾驶员易于减少对警报信号的接受，并忽略警报信号。以后，感觉警报信号是一种干扰，在碰撞危险强烈提高的情况下尽管存在警报信号驾驶员仍进行车道变换的风险提高。
此外，通常还存在问题：危险状况非常动态地发展，以致驾驶员不能足够快速地对警报作出反应，并且车辆转向到危险区域中。
发明内容
本发明的目的在于，使得用于在变换车道期间避免车辆碰撞的措施更好地与和状况相关地存在的碰撞危险相匹配。
根据本发明，该目的通过具有如下特征的方法和装置来实现。
据此设想，在用于在车辆从当前行驶车道到目标车道变换车道时避免碰撞的方法中借助于环境监测装置来探测车辆的侧后方空间中的物体，并引入用于控制车辆的措施。所述措施包括如下级别：向驾驶员发出警报，干涉车辆的转向系统，控制安全装置；所述方法根据所探测到的物体相对于车辆的相对位置、根据车辆与所探测到的物体之间的相对速度、根据对车辆侧后方空间的检测来求得的车辆后方空间中的道路走势、以及根据车道变换条件的满足来确定选择引用的措施级别并引用该措施来控制车辆。
另外，本发明提出了一种用于在车辆向目标车道变换车道时避免碰撞的装置，该装置包括环境监测装置，借助于该环境监测装置可检测车辆的侧后方空间中的物体，引入用于控制车辆的措施，这样设计该装置：该装置具有危险计算机，通过该危险计算机可引入用于控制车辆的措施，其中，所述措施根据其级别包括向驾驶员发出警报、干涉车辆的转向系统、控制安全装置；该装置借助于危险计算机根据所探测到的物体相对于车辆的相对位置、根据车辆与所探测到的物体之间的相对速度、根据对车辆侧后方空间的检测来求得的车辆后方空间中的道路走势、以及根据车道变换条件的满足来确定一个级别的措施并引用该措施来控制车辆。
本发明包含这样的构思：实施用于在变换车道时避免碰撞或用于在由于变换车道而即将发生碰撞的情况下提高车辆乘员安全性的分级的措施，这些措施与当前的借助于车辆与所探测到的物体之间的相对位置和/或相对速度求得的交通状况相匹配。尤其是在第一警报级中就可通知驾驶员存在的但很小的碰撞危险，并且在较高的警报级中通过合适的避免碰撞的措施引人注意地指明在打算进行的变换车道中可发生碰撞。
由此增强了驾驶员对避免碰撞的措施的接受程度并避免驾驶员在危险可能性较高的情况下草率地忽略相关措施。另外，当尽管实施了在较低的警报级中使用的措施但驾驶员仍引入/起动车道变换时，可在较高的警报级中采取其它非常有效的措施，以用于避免碰撞或用于降低碰撞后果。
在根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利的实施形式中设想：根据借助于环境监测装置对车辆的侧后方空间进行的检测来求得车辆的后方空间中的道路走势(Fahrbahnverlauf)。
根据本发明的方法和根据本发明的装置的另一个有利的实施形式的特征在于：根据所探测到的物体相对于车辆的位置、所探测到的物体与车辆之间的相对速度以及道路走势来预测所探测到的物体的轨迹。
此外有利地设想：借助于环境监测装置来检测将车辆的当前行驶车道与目标车道分开的道路标线(Fahrbahnmarkierung)。
根据本发明的方法和根据本发明的装置的一种有利的实施形式包括：借助于物体相对于车辆的相对位置和借助于道路走势来将所探测到的物体配设给/分配给(zuordnen)目标车道。
由此，即使在车辆后部空间中的物体位于距车辆很大距离处时，也可以对与探测到的物体发生碰撞的危险进行特别可靠的评估。
在根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利的实施形式中提出：当由于车道变换到目标车道而会使车辆与在目标车道内的探测到的物体之间的纵向距离小于预定的最小距离时，触发光学/视觉警报信号。
由此首先通过光学警报信号向驾驶员指出可能的车道变化中的危险。在此情况下确定，驾驶员会感觉这是关于交通状况的附加信息，而不会认为这种信息是干扰。
这里，机动车与物体之间的纵向距离在本发明的范围内理解为沿着所测定的道路走势测量的距离，该距离在具有弯路的道路上与在车辆纵向方向上测量的距离不同。
优选设想：通过接通内置在车辆的外后视镜中的发光元件来触发所述光学警报信号。
由此，尤其是当驾驶员观察车辆的外后视镜以便检查变换车道的可能性时，驾驶员可察觉光学警报信号并在此时向其指明变换车道时可能的危险。
本发明的另一个有利实施形式的特征在于：通过接通设置在车辆的A柱上的发光元件来触发所述光学警报信号。
由此，即使当该驾驶员向前直视时，用于向驾驶员发出光学警报的发光元件也布置在驾驶员的侧面视野内。由此，驾驶员在决定何时不应实施车道变换时始终得到辅助。
根据本发明的方法的另一个优选实施形式是：当由于车道变换到目标车道而会使车辆与在目标车道内探测到的物体之间的纵向距离小于预定的最小距离以及满足第一车道变换条件时，触发声音的警报信号。
如果根据第一车道变换条件被满足而识别到驾驶员的车道变换意图，则通过声音的警报信号更明确地、尤其是比通过光学的警报信号明确地向驾驶员指明变换车道时的碰撞危险。
适宜地设想：通过起动至少一个用于发出警报声音的车辆扬声器来触发声音的警报信号。
此外，根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利的实施形式设想：车辆扬声器设置在朝向目标车道的车辆侧上。
由此，驾驶员在直觉上注意到存在来自这个方向的危险，即，驾驶员在变换车道时打算向这个方向控制车辆，并且由此促使进行车道变换的可能性的进一步检查以及必要时不引入车道变换。
根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个合理的实施形式的特征在于：当驾驶员激活朝向目标车道的车辆侧上的方向显示器时，第一车道变换条件满足。
当驾驶员跳过方向显示器的接通来采取用于执行车道变换的其它行为时，向驾驶员发出更明显的警报是适宜的。
因此，在根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个优选实施形式中设想：当由于车道变换到目标车道而会使车辆与在目标车道内探测到的物体之间的纵向距离小于预定的最小距离时以及当第二车道变换条件满足时，触发触觉警报信号。
此外，根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利实施形式设想：当车辆与处于朝向目标车道的车辆侧的道路标线之间的距离在预定的时间段期间降低和/或降低到在预定的最小距离以下时，第二车道变换条件满足。
借助于这种车道变换条件尤其可可靠地获知，驾驶员是否通过转向运动引入车道变换。
尤其是对于不存在或不可检测到车道标线的情况，在根据本发明的方法和根据本发明的装置的另一个有利实施形式中设想：当车辆与和目标车道相配的所探测到的物体之间的横向距离在预定的时间段期间降低和/或降低到预定的最小距离以下时，第二车道变换条件满足。
优选所述横向距离是物体与车辆之间的、根据对物体在物体与车辆齐平时时刻的轨迹的计算(结果)预测出的横向距离。
优选根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个实施形式是：触觉警报信号通过给车辆的转向手柄加载方向变化的转向力矩来触发。
根据这样的触觉的警报信号，驾驶员在直觉上注意到，由于其用于引入车道变换的转向运动而存在提高的碰撞危险。
此外，根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个特别有利实施形式的特征在于：根据纵向距离以及根据车辆与所探测到的物体之间的相对速度来求得危险可能性(Gefahrenpotential)，该纵向距离由于车道变换到目标车道而会在车辆与在目标车道内探测到的物体之间存在。
这里，利用所述危险可能性可求得用于衡量由于车道变换而发生碰撞的概率的尺度的大小。该危险可能性由此允许在很大程度上评价当前的交通状况。
根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利实施形式的特征在于：借助于道路走势来确定车辆在其行驶车道内的位置；根据车辆在其行驶车道中的位置来确定危险可能性。
以此方式也可以在警报和干涉策略中考虑到道路标线的距离。
此外，优选设想：根据车辆的速度来求得危险可能性。
另外，优选设想：根据车辆的偏转比率(Gierrat)来求得危险可能性。
此外，根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利的实施形式的特征在于：根据车辆的转向轮的转向角来求得危险可能性。
此外，在根据本发明的一个有利实施形式中设想：根据转向角速度和/或根据由车辆的驾驶员施加的转向力矩来求得危险可能性。
在根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利实施形式中，危险可能性用于使触觉警报信号的程度或显著性与变换车道时由于当前的交通状况而存在的危险水平相匹配。
在该实施形式中有利地提出：在根据当前危险可能性确定的时间段内触发触觉警报信号。
另外，根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个优选构型的特征在于：当由于车道变换到目标车道而会使车辆与在目标车道内的探测到的物体之间的纵向距离小于预定的最小距离时，当第二车道变换条件满足时以及当危险可能性大于第一阈值时，给转向手柄/方向盘(Lenkhandhabe)加载一方向固定的转向力矩，以使车辆完全返回到当前的行驶车道中或保持在该行驶车道中。
当由于高的危险可能性值而在变换车道时存在碰撞危险时，借助于方向恒定的转向力矩，向驾驶员提供用于使车辆返回到原来的行驶车道中或使车辆保持在该行驶车道中的转向建议。特别是当危险状况以高的动态发展，以致于使得驾驶员不能足够快速地对前面的警报做出反应时，这是非常有利的。
但同样，如果驾驶员希望，驾驶员可忽略对车辆的转向系统的干涉并且尽管存在干涉仍进行车道变换。由此例如对于驾驶员可在驶向交通阻塞尾部物体时避免正面碰撞到交通阻塞尾部物体，而是冒通常后果不太严重的侧面碰撞的风险或容忍这种侧面碰撞。
鉴于这种状况，此外在根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利的实施形式中设想：可借助于另一个物体检测装置探测车辆与车辆的前方空间中的物体之间的距离；仅当在前方空间中没有探测到其与车辆的距离小于预定的最小距离的物体时，才给转向手柄加载以方向固定的力矩。
由此，驾驶员在存在前部碰撞危险时可无阻碍地避让，并且相对于正面碰撞驾驶员宁愿选择后果不太严重的侧面碰撞。
优选在此设想：所述最小距离根据车辆与在车辆的前方空间中探测到的物体之间的相对速度来确定。
根据本发明的方法和根据本发明的装置的另一个优选实施形式包括：当由于车道变换到目标车道而会使车辆与在目标车道内探测到的物体之间的纵向距离小于预定的最小距离时，当第二车道变换条件满足时以及当危险可能性大于第二阈值时，对车辆的至少一个可逆的安全装置进行操作/控制(Beeinflussung)。
有利的是，在该实施形式中，当驾驶员引入了车道变换时，并且碰撞由于危险可能性的非常高的值而被视为非常可能发生时，通过启动可逆的安全装置来使车辆对碰撞做出准备。由此，在碰撞即将发生时提高乘员安全性。
在此优选设想：第二阈值大于第一阈值。
此外，优选设想：当根据所预测的物体轨迹确定该物体处于与车辆的碰撞线路上以及可预计在第一碰撞时间段内与车辆发生碰撞时，对车辆的至少一个可逆的安全装置进行操作。
以此方式，通过启动可逆的安全装置而使车辆对与物体的碰撞做出准备，该物体本身即使在驾驶员不进行车道变换的情况下也位于与车辆的碰撞线路上。
在根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利的实施形式中，可逆的安全装置是可逆的安全带拉紧器。
在根据本发明的方法和根据本发明的装置的另一个有利的实施形式中设想：可逆的安全装置是至少一个这样的执行机构，利用所述执行机构使车辆的驾驶员和/或副驾驶员的座位位置变化。
另外，根据本发明的方法和根据本发明的装置的另一个有利的实施形式的特征在于：可逆的安全装置是至少一个这样的执行机构，利用所述执行机构使车辆的滑动式天窗和/或车窗关闭。
此外，根据本发明的方法和根据本发明的装置的另一个优选的实施形式的特征在于：当由于车道变换到目标车道而会使车辆与在目标车道内探测到的物体之间的纵向距离小于预定的最小距离时，当第二车道变换条件满足时以及当危险可能性大于第三阈值时，对车辆的至少一个不可逆的安全装置进行控制。
在该实施形式中，通过控制不可逆的安全装置来使车辆对由于特别高的危险可能性值而被视为几乎不可避免的碰撞做出准备，以便进一步提高车辆乘员的安全性。
这里，第三阈值优选大于第二阈值。
此外，根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利的实施形式设想：当根据所预测的物体轨迹确定该物体处于与车辆的碰撞线路上以及可预计在第二碰撞时间段内与车辆发生碰撞时，对车辆的至少一个不可逆的安全装置进行控制。
由此，通过控制不可逆的安全装置使车辆对由于非常短的碰撞时间段而几乎不可避免的、与物体的碰撞做出准备，该物体本身位于与车辆的碰撞路线上。
这里优选设想：第二碰撞时间段小于第一碰撞时间段。
根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个适宜的实施形式设想：通过改变不可逆的安全装置的激活标准来进行对不可逆的安全装置的控制。
这里有利地设想：不可逆的安全装置是安全气囊。
在根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个特别优选的实施形式中提出：环境监测装置是摄像机系统，该摄像机系统包括两个摄像机传感器。
这里优选设想：在一个车辆侧上分别设置一个摄像机传感器。
此外，根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利的实施形式的特征在于：摄像机传感器内置在车辆的外后视镜中。
在根据本发明的方法和根据本发明的装置的另一个有利的实施形式中设想：环境监测装置包括一个指向车辆的后方空间的摄像机传感器以及在每个车辆侧上的一个近区域传感器，其中，借助于近区域传感器可探测车辆的侧面区域中的物体。
另外，根据本发明的方法和根据本发明的装置的另一个有利的实施形式的特征在于：侧面的摄像机传感器或指向车辆的后方空间的摄像机传感器也可用于测量停车空位。
所述环境监测装置由此适用于多种使用目的，其中，除了根据本发明的车道变换辅助功能之外尤其也可借助于所述环境监测装置实施停入(空位)辅助功能。
这里，为了尽可能有效地使用已有的硬件资源，根据本发明的方法和根据本发明的装置的一个有利的实施形式设想：危险计算机也设计成用于根据侧面的摄像机传感器或指向车辆的后方空间的摄像机传感器的信号来求得停车空位的大小和/或停车空位相对于车辆的相对位置。
根据本发明的方法和根据本发明的装置的另一个有利的实施形式包括：危险计算机还设计成用于借助于侧面的摄像机传感器或指向车辆的后方空间的摄像机传感的信号来求得用于从初始位置出发驶入停车空位的车辆轨迹。
附图说明
由下面借助于附图对优选实施例的说明中得到根据本发明的方法和根据本发明的装置的其它优点、特征和适宜的改进方案。
图1示出车辆的环境监测装置的检测区域。
具体实施方式
本发明提供了车道变换辅助功能，该车道变换辅助功能借助于分级的措施通知机动车1的驾驶员在可能的或已经打算进行的变换车道时存在的碰撞危险，以及借助于合适的措施避免碰撞或在即将发生碰撞时引入用于提高乘员安全性的措施。该功能在此针对与超车的车辆或与被超车的车辆或与处于该机动车1的所谓死角范围内的车辆发生碰撞的危险。该功能尤其适合用于在高速度下在地方公路或高速公路上的行驶，但原则上也可用在市内交通中。
为了对机动车1的侧后方空间2、3进行本发明范围内设想的监测，该机动车具有合适的环境监测装置。作为侧后方空间范围2内待检测的物体，在图1中的示意图中示出了另一个机动车4。
已经证明，使用具有两个摄像机传感器5、6的摄像机系统对于环境监测是特别有利的，所述摄像机传感器内置在机动车的外后视镜7、8中并且具有约120°的检测角α。这里，摄像机传感器5、6不仅允许检测机动车1的侧后方空间2、3中的物体以及确定所探测到的物体相对于机动车1的位置和机动车1与所探测到的物体之间的相对速度，而且允许检测机动车1的侧面区域中的道路标线9、10和检测机动车1的后方空间内的道路或行驶车道的走势。另外，使用摄像机传感器还有这样优点，即，可检测距机动车1较大距离处的物体。
摄像机图像输送给危险计算机，该危险计算机借助于图像以及借助于由相应车辆传感器检测到的或由车辆传感器的测量信号计算出的车辆参量，如车辆速度、横摆比率和转向角，来分析机动车1的侧后方空间2、3并且求得所探测到的物体的相关参量。这里摄像机图像的分析处理特别是基于图像内部的对比度测量和轮廓或图案识别或基于光流法。
在分析处理摄像机图像时，在危险计算机中求得所探测到的物体相对于机动车1的相对位置并且使其与通过道路走势获得的数据建立关系，其中，将所探测到的物体与一个行驶车道相配。另外，确定所探测到的物体与机动车1之间的相对速度，并借助于在机动车1的后方空间中所求得的行驶车道走势求得所探测到的物体走过的、直到赶上机动车1的路径。此外，这时还预测所探测到的物体的轨迹。
由于对摄像机图像进行的分析处理，由此可计算：所探测到的物体在何时刻相对于机动车1处于怎样的纵向距离内，以及所探测到的物体在哪个行驶车道中运动。这里，在本发明的范围内，机动车与物体之间的纵向距离理解为沿着所求得的道路走势测得的距离，该距离在道路具有弯曲时与在车辆纵向方向上测得的距离不同。
求得行驶车道尤其是对于具有多于两个车道的道路很重要。这里，借助于将所探测到的物体与现有行驶车道相配可求得，在车道变换的目标车道中是否存在可能与机动车1的碰撞(危险)的物体。由此，在三车道道路的情况下可避免例如这样的误警报，即，在从右车道到中间车道变换车道时，当在左车道上一个车辆从后方接近时，可触发该误警报。
此外，借助于摄像机图像还可求得机动车1在其行驶车道之内的位置，即，特别是求得机动车1与左车辆侧或右车辆侧的道路标线的距离以及行驶车道的总宽度。
如果行驶车道标线9、10不存在或不可检测，则取代将机动车1和所探测到的物体与通过道路标线9、10确定的行驶车道相配，而可以考虑物体与机动车1之间的、根据物体轨迹的计算在物体与机动车1齐平时的时刻预测的横向距离来执行车道变换辅助功能。此时，借助于该横向距离也可将所探测到的物体与一行驶车道相配，这里，在这种情况下，一行驶车道对应于侧向与机动车1具有预定横向尺寸/宽度的道路区域。
借助于前面提及的、针对所探测到的物体中每一个所求得的数据，危险计算机确定在相邻行驶车道中运动的或在赶上机动车1时相对于该机动车具有比最小距离小的横向距离的物体，所述最小距离大致相当于行驶车道宽度。所述物体是机动车1在变换车道时很可能与其发生碰撞的物体。
另外，也确定在保持当前的行驶车道和行驶速度的情况下处于与车辆碰撞的碰撞线路上的物体，即其本身主动朝车辆运动的物体。
此外，对于这些物体，危险计算机确定到发生碰撞时的时间段，该时间段会由于车道变换到相应的相邻目标车道发生或者可由于物体和车辆的当前的碰撞线路发生，该时间段在下面被称为碰撞时间段(TTC，time tocollision)。
借助于碰撞时间段以及优选借助于其它数据例如机动车1相对于行驶车道之间的道路标线的距离一机动车本身和物体在所述行驶车道中运动、或机动车1与所探测到的物体之间的、当不进行车道变换时在碰撞时刻存在的预测横向距离以及机动车1与物体之间的相对速度，考虑到车道变换而计算对于物体的危险可能性。此外，在危险可能性的确定中优选将车辆转向轮上的转向角、转向角速度以及由驾驶员施加的转向力矩考虑在内。危险可能性是用于(衡量)机动车1由于变换车道而与物体发生碰撞的概率的尺度，并且，在考虑到尤其是在变换车道时可能的碰撞的情况下，允许对交通状态进行进一步的分析处理。
另外，根据物体模型以及根据用于物体和车辆的轨迹预测，确定碰撞线路安全性，该碰撞线路安全性作为用于分析处理的附加估算参量输入到危险计算机中并且是用于衡量所探测到的物体的轨迹预测质量/品质的尺度。这里优选设想，仅当一物体的碰撞线路安全性超过确定的阈值时，才将该物体归入危险级别。
取代所述两个摄像机传感器5、6，在本发明的范围内，环境监测装置可具有任意允许确定前面所述数据的装置。一种可选的低成本环境监测装置例如包括一个向后指向的、也可用作倒车摄像机的摄像机传感器以及两个设置在车辆侧面上的近区域传感器，所述近区域传感器可设计成红外传感器或超声波传感器。
本发明设想一种车道变换辅助功能，在该车道变换辅助功能中引入按照当前交通状况分级的用于避免碰撞和/或用于在即将发生碰撞的情况下提高车辆乘员安全性的措施。根据前面描述的、由于环境监测装置借助于摄像机传感器5、6获得的数据，这里通过危险计算机触发警报信号和/或对机动车1的转向系统进行干涉和/或对可逆的和/或不可逆的安全装置进行控制。
这里设想，当由于车道变换到相邻的目标车道低于距所探测到的物体的纵向安全距离时，危险计算机在第一级别中触发光学的警报信号。安全距离优选根据车辆速度来规定，并例如对应于约1.8s的时间间隔，即对应于所谓的“半车速表距离(Halber-Tacho-Abstand)”规则。另外也可设想，当在机动车1的后方空间中，一所探测到的物体在同一个行驶车道内以大于预给定的阈值的相对速度接近时，触发光学的警报信号。以此方式，如果一物体在本行驶车道内运动-该物体具有明显比本机动车1高的速度，因此可期望该物体会马上变换车道，也通过光学的警报信号使得驾驶员注意变换车道时较高的危险。
如果不可识别出行驶车道标线，则根据物体相对于机动车1的所测定和计算的距离求得，在车道变换到相邻的目标车道时是否会与物体发生碰撞。这里，当机动车1与所探测到的物体之间预测的纵向距离由于变换车道下降至低于安全距离时，第一警报级也被激活。
光学的警报信号优选是至少在机动车1的外后视镜7、8中显示的彩色光，所述外后视镜位于这样的车辆侧，对于警报为决定性的物体将在该车辆侧赶上该机动车1。此外，在本发明的一个有利的实施形式中设想，在机动车1的两个外后视镜7、8中都显示彩色光。在本发明的另一个有利的实施形式中提出，也可在车辆的A柱中内置用于对驾驶员进行光学警报的发光元件，由此对于驾驶员所述灯是可容易看到的。
当前面描述的激活条件不再满足时，即当在侧后方空间2、3中不再探测到由于变换车道距离低于安全距离的物体时，使第一级去活(关闭)或结束光学的警报。
如果驾驶员在第一警报级激活时接通这样的车辆侧的行驶方向显示器，在该车辆侧对于警报具有决定性的物体将赶上机动车1，则激活第二级，在该第二级中通过声音的警报信号使得驾驶员注意危险状况。在此优选启动相关车辆侧的至少一个扬声器并使其发出警报声音。这里，在本发明的一个有利的实施形式中，根据由于变换车道而低于到具有决定性的物体的纵向安全距离的数值来求得警报声音的形式和/或响度。
优选附加于设置在第一警报级中的光学的警报激活设置在第二警报级中的声音的警报。在本发明的一个实施形式中，当驾驶员重新关断已接通的行驶方向显示器时进行所述去活。在本发明的另一个实施形式主要适用于这样的车辆，在这种车辆中无需锁定而是仅需“按压”用于显示车道变换意图的行驶方向显示器，在这种实施形式中，当在预定的时间间隔内没有引入更高级别的措施时，对驾驶员的声音警报结束。但如果情况如此，则声音的警报优选与更高级别的措施一起结束。
当识别出驾驶员开始将车道变换到在其上可能与所探测到的物体发生碰撞的目标车道上时，实施其它的级别的措施。这种情况优选据此来识别，即机动车1至少在预定的时间段内连续接近将当前行驶车道与目标车道分开的道路标线9、10。附加地或作为替换方案可设想，仅当机动车1与所述道路标线之间的距离降低到低于预定的、优选根据当前行驶车道的总宽度来确定的最小距离时才识别出车道变换的引入。
如果行驶车道标线9、10不存在或不可检测到，则当在所探测到物体将赶上机动车1的时刻到该物体的横向距离在预定的时间间隔内连续变小时和/或当该距离降低到另一个预定的最小值以下时，实施其它级别的措施。
另外，当已识别到通过驾驶员引入车道变换时，考虑将对于具有决定性的所探测到的物体的危险可能性用于状况评价并引入根据危险可能性选择出的级别的措施。
如果危险可能性小于预定的第一阈值，则激活第三级，在该第三级中借助于触觉的警报信号来设置驾驶员警报。为此，将方向交变/变化的转向力矩施加在机动车1的转向轮上。该转向力矩有利地具有约为1.5与4.5Nm之间的、优选为3Nm的数值以及1与20Hz之间的频率。频率可规定成固定的、上升的或在本发明的一个特别有利的实施形式中可根据危险可能性来确定。另外，转向力矩的幅值也可根据危险可能性的当前值来求得。施加力矩的时间段也优选根据危险可能性的当前值来求得。
为了产生所述转向力矩，可使用任意合适的、本领域技术人员公知的装置。这种装置的一个例子是电动助力/伺服转向装置，在该电动助力转向装置中，借助于电动机将转向力矩导入到机动车的转向系中。这里，在正常运行时，该转向力矩根据驾驶员转向力矩和通过驾驶员调节的转向角来求得并用于放大驾驶员转向力矩。但通过接口、例如与车辆总线系统如通常在车辆中使用的CAN总线(CAN：Controller Area Network)的接口，也可与驾驶员无关地控制启动电动机，由此可与驾驶员预定值无关地将另一个转向力矩引入到转向系中。
当根据车辆相对于道路标线的距离或根据所预测的、相对于所探测到的对于警报具有决定性的物体的横向距离识别到机动车1返回原来的行驶车道中或没有继续进行车道变换时，或者当第四级已被激活时，结束触觉的警报。
当识别到由驾驶员引入车道变换时，并且对于目标车道上的物体危险可能性大于预定的第一阈值时，激活第四级。在第四级中引入将用于使车辆返回到行驶车道中的措施。这里优选向机动车1的转向系或转向轮加载以方向恒定的转向力矩，该转向力矩用于使机动车1返回到行驶车道中。当根据机动车1到道路标线的距离或根据所预测的到所探测到的、对于警报具有决定性的物体的横向距离识别到机动车1返回到原来的行驶车道中或车道变换没有继续进行和/或当危险可能性低于第一阈值时，使第四级去活并且撤销转向力矩。
原则上也可设想，通过调节在危险计算机中求得的转向角使机动车1返回到行驶车道中。但与此相比，施加转向力矩有这样的优点，即，如果驾驶员期望，驾驶员可对此忽略，并且尽管存在由危险计算机引入的措施仍可实施车道变换。由此，驾驶员例如在驶向交通阻塞尾部物体时避免正面碰撞并宁愿发生通常后果不太严重的与其它车辆的侧面碰撞。
此外，考虑到仅可通过车道变换来避免正面撞击到障碍物上的状况，本发明优选设想，通过另一个物体检测装置来监测车辆的前方空间。这例如可以是本身对于本领域技术人员是公知的ACC系统(ACC：AdaptiveCruise Control)的距离传感系统。借助于这样的距离传感系统可在正面碰撞的风险上进行危险评价，以便在即将发生正面碰撞的情况下不进行向转向轮的力矩加载并使驾驶员可以自由避让。
这里，优选由机动车1与处于车辆前方的物体之间的距离和相对速度在危险计算机内求得另一个危险可能性。如果该危险可能性超过预定的阈值，则在第三级和第四级中不进行力矩加载或不触发第三级和第四级。在这种情况下优选保持设置在第二级中的声音警报，但也可以将其结束。
如果已识别到由驾驶员引入的车道变换并且危险可能性超过比第一阈值大的第二阈值，则在第五级的范围内在碰撞的情况下引入用于提高车辆乘员安全性的可逆安全措施。这优选附加于由于激活较低的级别而实施的措施来进行。
另外，当即使在未识别到由驾驶员引入车道变换的情况下物体也处于与车辆的碰撞线路上并且碰撞时间段不超过第一阈值时，也可以引入可逆的安全措施。
可逆的安全措施尤其可以是：电动的安全带拉紧器的启动以及用于改变车辆乘员的座位位置的执行机构的启动。借助于这样的执行机构例如可使座位靠背直立并可使头枕以及座垫抬高，以使车辆乘员处于对于碰撞有利的位置。此外也可设想，关闭机动车1打开的车窗或打开的滑动式天窗，以提高车辆乘员的安全性。
当根据机动车1相对于道路标线的距离或根据所预测的、相对于所探测到的对于警报具有决定性的物体的横向距离识别到，机动车1返回到原来的行驶车道中或车道变换没有继续进行，和/或当危险可能性低于第二阈值或第一阈值时，使第五级去活。在去活时，优选使所实施的措施复位/取消，即释放安全带拉紧器并且使座位、车窗和活动式天窗移动到为此存储在存储器中的原位置中。这里为了不会由于尽管使第五级去活但仍不使第四级去活而使驾驶员误解，危险可能性的第一阈值优选对于使第五级去活和对于使第四级去活一样具有决定性。
当变换车道时的碰撞被归入不可避免的等级时-属于这种情况的是，已识别到由驾驶员引入车道变换并且危险可能性超过比第二阈值大的第三阈值，在第六级的范围内对车辆的不可逆安全装置例如安全气囊或烟幕爆发式安全带拉紧器进行控制。
另外，当由于对于该物体的碰撞时间段低于比用于该碰撞时间段的第一阈值小的第二阈值，从而与在碰撞线路上主动地朝车辆运动的物体的碰撞被归入不可避免的等级时，引入不可逆的安全措施。
通常根据加速度信号来启动不可逆的安全装置，所述加速度信号由加速度传感器提供并使得可以识别碰撞。在本发明中设想，在第六级的范围内对不可逆的安全装置进行预调节，这种预调节优选是指对触发标准的匹配。因此，在第六级中，例如可通过危险计算机降低对于一个或多个安全气囊的起爆具有决定性的加速度阈值，从而所述安全气囊在碰撞的情况下较迅速地起爆。因为根据对由摄像机传感器5、6记录的图像的分析处理也可求得，在碰撞时，机动车1在何位置和以何速度被物体撞上，所以也可提高用于起爆这样的安全气囊的加速度阈值，所述安全气囊由于撞击点而具有较小的安全相关度。
当根据车辆相对于道路标线的距离或根据所预测的、相对于所探测到的对于警报具有决定性的物体的横向距离识别到，机动车1返回原来的行驶车道中或车道变换没有继续进行，和/或当危险可能性不超过第三阈值时，使第六级去活，并且重新建立用于不可逆安全装置的初始触发标准。
为了实施根据本发明的车道变换辅助功能而设置的环境监测装置也可考虑用于实现其它辅助功能。例如，所测定的、关于机动车1与所检测到的道路标线9、10之间距离的信息可用于这样的功能，即，当机动车1接近道路标线9、10或行驶越过道路标线9、10时，与其它交通状况无关地向驾驶员发出警报。通过这种功能可以防止机动车1由于驾驶员注意力不集中而离开其行驶车道。这种车道变换警报尤其可以合理地用于商用车辆。
此外，借助于环境监测装置可实施停入(车位)辅助功能，在该停入辅助功能中测量停车空位并在进入停车空位的停入过程中给驾驶员提供辅助。这里，所述辅助例如可以是，通过将转向力矩接入到车辆的转向手柄中来向驾驶员提供用于行驶到此前测量的停车空位内的转向建议或者通过控制装置全自动地控制停入过程期间的转向。
除了环境监测装置，这里也可使用在车道变换辅助功能的范围内使用实施其它辅助功能的硬件、尤其是为了分析处理摄像机图像和为了引入所设想的措施而设置的电子控制系统。
这样，所述系统在车辆速度高的情况下借助于相应软件可实施根据本发明的车道变换辅助功能以及触发车道变换警报。在车辆速度小的情况下，该系统借助于相应软件可用于实施停入辅助功能。

Claims (39)

1.一种用于在车辆从当前行驶车道到目标车道变换车道时避免碰撞的方法，
在该方法中借助于环境监测装置来探测车辆的侧后方空间中的物体，并引入用于控制车辆的措施，
其特征在于：所述措施根据危险可能性分成如下级别：
-向驾驶员发出警报，
-干涉车辆(1)的转向系统，
-控制安全装置；
所述方法
-根据所探测到的物体(4)相对于车辆(1)的相对位置，以及
-根据车辆(1)与所探测到的物体(4)之间的相对速度，以及
-根据对车辆(1)侧后方空间(2，3)的检测来求得的车辆(1)后方空间中的道路走势，以及
-根据车道变换条件的满足
来确定选择引用的措施级别并引用该措施来控制车辆。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：根据所探测到的物体(4)相对于车辆(1)的位置、所探测到的物体(4)与车辆(1)之间的相对速度以及道路走势来预测所探测到的物体(4)的轨迹。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：借助于环境监测装置(5，6)来检测将车辆(1)的当前行驶车道与目标车道分开的道路标线(9；10)。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于：借助于所探测到的物体(4)相对于车辆(1)的相对位置以及借助于道路走势使所述物体(4)与目标车道相配。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于：当由于车道变换到目标车道使车辆(1)与在目标车道内探测到的物体(4)之间的纵向距离小于预定的最小距离时，触发光学的警报信号。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于：通过接通内置在车辆(1)的外后视镜(7；8)中的发光元件来触发所述光学警报信号。
7.根据权利要求5的方法，其特征在于：通过接通设置在车辆的A柱上的发光元件来触发所述光学警报信号。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于：当由于车道变换到目标车道而会使车辆(1)与目标车道内的所探测到的物体(4)之间的所求得的距离小于预定的最小距离并且第一车道变换条件满足时，触发声音警报信号，其中，当驾驶员起动朝向目标车道的车辆侧上的方向显示器时，第一车道变换条件满足。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于：所述声音警报信号通过使至少一个车辆扬声器输出警报声音来触发。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于：所述车辆扬声器设置在朝向目标车道的车辆侧上。
11.根据权利要求1的方法，其特征在于：当由于车道变换到目标车道而会使车辆(1)与在目标车道内探测到的物体(4)之间的纵向距离小于预定的最小距离时并且当第二车道变换条件满足时，触发触觉警报信号，其中，当车辆(1)与道路标线(9；10)之间的距离在预定的时间段期间降低和/或降低到预定的最小距离以下时，或者当车辆(1)和与目标车道相配的、所探测到的物体(4)之间的横向距离在预定的时间段期间降低和/或降低到预定的最小距离以下时，第二车道变换条件满足。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于：通过给车辆(1)的转向手柄加载以方向交变的转向力矩来触发所述触觉警报信号。
13.根据权利要求1的方法，其特征在于：根据纵向距离以及根据车辆(1)与所探测到的物体(4)之间的相对速度来求得危险可能性，所述纵向距离由于车道变换到目标车道而会在车辆(1)与在目标车道内探测到的物体(4)之间形成。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于：借助于道路走势来确定车辆(1)在其行驶车道内的位置；根据车辆(1)在其行驶车道中的位置来确定危险可能性。
15.根据权利要求13或14的方法，其特征在于：根据车辆(1)的速度来求得危险可能性。
16.根据权利要求13或14的方法，其特征在于：根据车辆(1)的偏转比率来求得危险可能性。
17.根据权利要求13或14的方法，其特征在于：根据车辆(1)的转向轮的转向角来求得危险可能性。
18.根据权利要求13或14的方法，其特征在于：根据转向角速度和/或根据由车辆(1)的驾驶员施加的转向力矩来求得危险可能性。
19.根据权利要求11的方法，其特征在于：在根据当前危险可能性确定的时间段内来触发触觉警报信号。
20.根据权利要求11的方法，其特征在于：当由于车道变换到目标车道而会使车辆(1)与在目标车道内探测到的物体(4)之间的纵向距离小于预定的最小距离时，当第二车道变换条件满足时以及当危险可能性大于第一阈值时，给转向手柄加载以方向固定的转向力矩，以使车辆(1)完全返回到当前的行驶车道中或保持在该行驶车道中。
21.根据权利要求20的方法，其特征在于：借助于另一个物体检测装置探测车辆(1)与车辆(1)的前方空间中的物体之间的距离；仅当在前方空间中没有探测到其相对于车辆(1)的距离小于预定的最小距离的物体时，才给转向手柄加载方向固定的力矩。
22.根据权利要求21的方法，其特征在于：根据车辆(1)与在车辆(1)的前方空间中探测到的物体之间的相对速度来确定所述最小距离。
23.根据权利要求20的方法，其特征在于：当由于车道变换到目标车道而会使车辆(1)与在目标车道内探测到的物体(4)之间的纵向距离小于预定的最小距离时，当第二车道变换条件满足时以及当危险可能性大于第二阈值时，对车辆(1)的至少一个可逆的安全装置进行控制，其中，第二阈值大于第一阈值。
24.根据权利要求1的方法，其特征在于：当根据所预测的物体轨迹确定，该物体处于与车辆(1)的碰撞线路上以及与车辆(1)的碰撞预计在第一碰撞时间段内发生时，对车辆(1)的至少一个可逆的安全装置进行控制。
25.根据权利要求23或24的方法，其特征在于：可逆的安全装置是可逆的安全带拉紧器。
26.根据权利要求23或24的方法，其特征在于：可逆的安全装置是至少一个这样的执行机构，通过所述执行机构使车辆(1)的驾驶员和/或副驾驶员的座位位置变化。
27.根据权利要求23或24的方法，其特征在于：可逆的安全装置是至少一个这样的执行机构，通过所述执行机构使车辆(1)的活动式天窗和/或车窗关闭。
28.根据权利要求23的方法，其特征在于：当由于车道变换到目标车道而会使车辆(1)与在目标车道内探测到的物体之间的纵向距离小于预定的最小距离时，当第二车道变换条件满足时以及当危险可能性大于第三阈值时，对车辆(1)的至少一个不可逆的安全装置进行控制，其中，第三阈值大于第二阈值。
29.根据权利要求24的方法，其特征在于：当根据物体的所预测的轨迹确定该物体处于与车辆(1)的碰撞线路上以及与车辆(1)的碰撞预计在第二碰撞时间段内发生时，对车辆(1)的至少一个不可逆的安全装置进行控制，其中，第二碰撞时间段小于第一碰撞时间段。
30.根据权利要求28或29的方法，其特征在于：对不可逆的安全装置的控制通过改变不可逆的安全装置的激活标准来进行。
31.根据权利要求28或29的方法，其特征在于：不可逆的安全装置是安全气囊。
32.一种用于在车辆到目标车道变换车道时避免碰撞的装置，该装置包括环境监测装置，借助于该环境监测装置检测车辆的侧后方空间中的物体，其特征在于：
该装置具有危险计算机，通过该危险计算机引入用于控制车辆(1)的措施，其中，所述措施根据危险可能性分成如下级别
-向驾驶员发出警报，
-干涉车辆(1)的转向系统，
-控制安全装置；
该装置借助于危险计算机
-根据所探测到的物体(4)相对于车辆(1)的相对位置，以及
-根据车辆(1)与所探测到的物体(4)之间的相对速度，以及
-根据对车辆(1)侧后方空间(2，3)的检测来求得的车辆(1)后方空间中的道路走势，以及
-根据车道变换条件的满足
来确定一个级别的措施并引用该措施来控制车辆。
33.根据权利要求32的装置，其特征在于：环境监测装置(5；6)是摄像机系统，该摄像机系统包括两个摄像机传感器(5，6)。
34.根据权利要求33的装置，其特征在于：在每一个车辆侧上分别设置一个侧面的摄像机传感器(5；6)。
35.根据权利要求34的装置，其特征在于：摄像机传感器(5；6)集成在车辆(1)的外后视镜(7，8)中。
36.根据权利要求32的装置，其特征在于：环境监测装置在每个车辆侧上包括一个朝向车辆(1)的后方空间的摄像机传感器以及一个近区域传感器，其中，借助于近区域传感器探测车辆的侧面区域中的物体。
37.根据权利要求32至36之一的装置，其特征在于：所述环境监测装置也用于测量停车空位。
38.根据权利要求32至36之一的装置，其特征在于：危险计算机也设计成用于根据所述环境监测装置的信号来求得停车空位的大小和/或停车空位相对于车辆(1)的相对位置。
39.根据权利要求32至36之一的装置，其特征在于：危险计算机也设计成用于借助于所述环境监测装置的信号来求得车辆(1)用于从初始位置起驶到停车空位中的轨迹。
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