CN102019928B - 用于补偿未识别的路程的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在非轨道机动车的路径规划系统中补偿未识别的路程(13，17)的方法，在该机动车的运动中求出方向及走过的路程，其中，为了规划要走过的路径，首先求出机动车应当沿着运动的一个轨迹(11)。在走过一个具有不可检测方向的路程(13，17)的情况下，机动车应当沿着运动的该轨迹(11)被延长具有不可检测方向的所述路程(13，17)的长度。

Description

用于补偿未识别的路程的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在非轨道机动车的路径规划系统中补偿未识别的路程的方法。

背景技术

非轨道机动车的路径规划系统例如用在驾驶员辅助系统领域中，尤其用在泊车系统中。在这种泊车系统中，非轨道机动车的驾驶员例如在泊入到纵向泊车位中时得到支持。该支持通过对驾驶员的转向指示或者通过自动的转向轮调节来实现。但是，除了对泊入到纵向泊车位中的过程的支持外，例如还可以对泊入到横向泊车位中的过程进行支持。

对泊车过程的支持要求高精度的定位，目的是在泊车过程和泊车位定位的任何时间点都能够识别机动车相对于泊车位的位置。目前，为此使用里程计量的方法，该方法利用已经存在的机动车信号来求出机动车的精确位置。

机动车到物体的距离的确定通常通过定位在前防撞杆区域和后防撞杆区域中的传感器实现。作为传感器通常使用超声传感器、红外传感器、电容传感器、雷达传感器或者光雷达传感器。附加地，为了确定路径，必须确定机动车走过的路程和机动车运动的方向。目前，路程的确定例如借助车轮脉冲计数器实现，其中，由两个相继的脉冲之间的定义路程与在计算循环中检测到的脉冲数量的乘积计算出合成的路程。机动车运动的方向可以例如通过所挂入的档位、方向敏感的车轮脉冲计数器(其通常连接在电子稳定程序(ESP)的控制装置上)、偏航率、纵向加速度、距离测量传感装置或光学系统求出。

但是，由于不利的行驶操控、例如蠕动行驶，可能通常无法识别机动车是向前还是向后运动。这尤其归咎于所用的传感装置的传感器分辨能力。

发明内容

在根据本发明的、用于在非轨道机动车的路径规划系统中补偿未识别的路程的方法中，在该机动车的运动中不但求出方向而且求出走过的路程，其中，为了规划要走过的路径，首先求出机动车应当沿着运动的一个轨迹，当走过具有不可检测方向的路程时，将机动车应当沿着运动的所述轨迹延长具有不可识别方向的路程的长度。

根据本发明的方法的优点是，未识别的路程区段(其例如由于蠕动行驶得出)通过要走过的路径、例如泊车路径的适配被补偿。

通过将机动车应当沿着运动的该轨迹延长具有不可识别方向的路程的长度来实现所述补偿。如果在机动车应当行驶的路径的方向上走过所述具有不可识别方向的路程，则该路径由此被延长。如果机动车逆着应当走过的路径的方向以未识别的方式运动，则通过将所述轨迹延长具有不可识别方向的路程使机动车重新到达起始点。通过在机动车在泊车期间应当运动的方向上的偏移，防止了机动车可能例如与处于该路径区域中的物体碰撞。

所走过的路程的长度的求取优选通过车轮脉冲计数器求出，其方式是将车轮脉冲计数器检测到的脉冲数目与在脉冲之间所走过的路程相乘。但是，除了通过车轮脉冲计数器确定走过的路程的长度外，普通技术人员已知的、能够用于确定机动车所走过的路程长度的任何其它的方法也是可行的。

机动车运动的方向优选由适当的传感装置的信号或者由电子稳定程序(ESP)的控制装置的数据来确定。可以用于确定机动车运动的方向的适当传感装置例如是用于检测所挂入档位的装置、方向敏感的车轮脉冲计数器、用于检测偏航率和/或纵向加速度的传感器、距离测量传感装置(例如用于距离检测的超声传感器、雷达传感器或基于视频的系统)以及一般的光学系统，通常是基于视频的系统(例如适当的摄像机)。用于方向检测的装置可以单独地或组合地使用。优选的是，用于方向检测的装置被组合地使用。尤其地，优选使用方向敏感的车轮脉冲计数器。它们通常连接在ESP控制装置上。基于由方向敏感的车轮脉冲计数器检测的数据求出的行驶方向然后可以例如通过机动车总线被提供给其它系统。使用方向敏感的车轮脉冲计数器的优点是，它直接在车轮上检测行驶方向并且能够以相应所需的品质分辨该行驶方向。因此，可以假定：该方法能够最快地提供滚动方向或行驶方向。然而，使用的所有装置具有以下缺点：在一些操控中，例如在蠕动行驶中，对方向的检测可能进行得非常迟缓。也可能的是在这种情况内长久地不发生。

为了避免在机动车沿着规划的路径运动期间发生于障碍物的碰撞，优选的是，在沿着该轨迹行驶期间检测处于机动车周围环境中的物体。只要检测到这样的物体并且机动车正靠近该物体，则可以修正该路径或者至少使机动车停下来，以避免与该物体碰撞。

当由于该轨迹的延长使一个物体位于要驶过的机动车路径中时，除了使机动车停止之外，也可以向机动车的驾驶员发出信号。在这种情况下，驾驶员必须自主地对要驶过的路径中的物体做出反应。在此，驾驶员的反应可以例如在机动车的停止中或者在对转向过程的修正中进行。

如果在延长的轨迹中存在一物体，则有利的是计算附加的进程(Züge)，通过所述进程可以操控该机动车进入到期望的位置中。在这种情况下，在延长的轨迹情况下也可以保证在沿着路径(例如泊车路径)行驶时完整地支持驾驶员。

在其中使用根据本发明方法的汽车、尤其是客运汽车中，机动车应当沿着运动的该轨迹通常是一条路径线，机动车在泊车过程中沿着该路径线运动。尤其地，该轨迹是后轴中点碾过的路径线。在此，泊车过程可以引导进入横向泊车位或纵向泊车位中。该方法尤其适合于支持到纵向泊车位中的泊车过程。

通过将轨迹延长以未知方向走过的所述路程的长度，可以避免与障碍物碰撞到一起。

显然，只有当机动车例如由于蠕动行驶而已经在未知方向上运动时才需要延长该轨迹。如果机动车的运动总是在已知方向上进行，则仅需根据在已知方向上走过的路程进行修正。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面的说明书中详细地描述，其中：

图1示出具有标准轨迹的纵向泊车位，

图2示出具有标准轨迹和附加地走过的路程的纵向泊车位，

图3示出具有标准轨迹和沿相反方向附加地走过的路程的纵向泊车位，

图4示出具有一些轨迹的纵向泊车位，这些轨迹每次在沿着行驶方向的附加路程和逆着行驶方向的附加路程(其分别加倍)的情况得出，

图5示出具有标准轨迹和用于短泊车位的延长轨迹的纵向泊车位，

图6示出当轨迹不被延长时的泊车状态。

具体实施方式

在图1中示出具有标准轨迹的纵向泊车位。

纵向泊车位1通常平行于在这里未示出的汽车的行驶方向定向。在此，该纵向泊车位1在其长度上一般通过前边界3和后边界5限界。该前边界3和后边界5通常是停放的汽车。然而，该前边界3和后边界5也可以是任何其它的障碍物。因此，纵向泊车位1例如也通过固定的物体(例如植物栏、植物、桩或类似物)在至少一侧限界。通过车道标记的限界对于本发明是不重要的，因为这样的车道标记既不会被现有的泊车系统检测到，车道标记也不会导致对调车可能性的限制，因为可以在不引起机动车损坏的情况下碾过车道标记。

除了前边界3和后边界5之外，纵向泊车位1通常还具有一个侧边界7。该侧边界7通常是路边石，但也可以是任何其它物体。因此，例如可行的是，除了路边石之外例如也在车道边缘定位路灯、桩或其它边界。然而，侧边界7通常是路边石。

在一步到位的理想泊车过程中，在这里未示出的汽车从起始位置9出发沿着标准轨迹11向后泊入纵向泊车位1中。在这里示出的标准轨迹11表示机动车中心的一个点所走过的路程。

为了沿着在图1中所示的标准轨迹11进行泊车，必须使机动车正好在起始位置9开始泊车过程。为此，起始位置9必须为汽车中的泊车辅助装置(其在泊车过程中支持驾驶员)所知。在此，该支持通过给汽车驾驶员这样的指示来实现，即为了跟随标准轨迹11应如何使机动车转向，或者使用自动泊车系统，该自动泊车系统自主地承担转向过程。

但是现在可能的是，机动车并不静止地停在起始位置9上，而是例如由于驾驶员的疏忽以蠕动行驶继续运动。这可能导致仅识别出所走过的路程，但是不能识别走过该路程时的方向。其归结于不同的测量单元，通过这些测量单元一方面确定所走过的路程，另一方面确定该路程的方向。因此，所走过的路程例如借助车轮脉冲计数器确定。为此，由车轮脉冲计数器的两个前后相继的脉冲之间的定义路程和在计算循环中检测到的脉冲数目来确定路程长度。机动车运动方向的确定可以例如由适当传感装置的信号(例如挂入的档位)、方向敏感的车轮脉冲计数器(其通常连接在电子稳定程序(ESP)的控制装置上)、用于检测偏航率和/或纵向加速度的传感器、距离测量传感装置或者通过光学系统来确定。如果使用与ESP控制装置连接的方向敏感的车轮脉冲计数器，则通过ESP控制装置使用方向信息。然而，在蠕动行驶中，所使用的传感装置的信号不能提供任何可靠的方向信息，从而不能确定机动车的准确位置。

在图2中示出具有标准轨迹和附加地走过的路程的纵向泊车位。

在图2中，在机动车的行驶方向上、即在向前方向上走过所述附加地走过的路程。所述附加地走过的路程13的方向通过用于向前方向的箭头15表示。

为了使机动车能够优化地泊车，即在泊车时沿着标准轨迹11运动，机动车必须在走过附加路程13之后首先运动回到起始位置9。然而，只有当假设——所述附加地走过的路程13是向前走过的——正确时，通过向后行驶走过所述附加地走过的路程13才能到达起始位置9。

在图3中示出一条泊车轨迹，当系统所假设的向后行驶对于在未知方向上的该路径而言是正确的时候，得到该泊车轨迹。

通常，机动车随着泊车过程的开始而向后运动。即便机动车的运动如此缓慢以至于无法检测机动车在哪个方向上运动，首先假设：机动车的运动是向后的。如果对于该路程(对其无法识别机动车实际已经在哪个方向上运动)而言机动车的实际运动方向是向后的，则所作的假设是正确的。机动车实际上运动到这样的方向上，该方向是轨迹11规划的前提。路径规划系统直接地开始控制机动车进入泊车位中。因为机动车的运动方向在路径规划系统所假设的方向上实现，所以机动车沿着标准轨迹11运动。因此，泊车过程优化地进行。

在图4中示出具有一些轨迹的纵向泊车位，这些轨迹在以泊车方向附加地走过所述以未知方向走过的路程时得出。

随着泊车过程的开始，机动车可能在蠕动行驶中开始滚动。由于行驶缓慢，路径规划系统无法检测机动车在哪个方向上运动。如果其方向无法检测的路程被向前地走过，则首先使起始点在附加地走过的路程的方向15上偏移。为了回到起始点9，所述附加地走过的路程13(其方向无法检测)在泊车过程的行驶方向上被再次走过。因此，机动车重新到达起始位置9。在沿着泊车方向重新走过所述最初以未知方向走过的路程13之后，开始所述泊车过程。因此，对于其方向最初无法识别的向前走过的路程而言，机动车在标准轨迹11上运动。

如果以未知方向走过的路程是向后进行的，则首先使起始位置偏移所述向后走过的路程17。因为无法检测出机动车在哪个方向上运动，所以在根据本发明的方法中在泊车过程的方向上、即向后地走过所述以未知方向走过的路程。因此，机动车在泊车方向上再次行驶了与方向不能检测的所述路程相同的路程。因此，在其方向无法检测的路程是向后走过的情况下，到新的起始位置19所走过的路程加倍。然后在新的起始位置19上沿着轨迹21开始泊车过程，该轨迹在其形状上对应于标准轨迹11，但是其中所述新的起始位置19相对于标准轨迹11的起始位置9偏移了以未知方向走过的路程的两倍。

因此，通过在泊车过程的方向上增加所述以未知方向走过的路程，对于已经向前走过的路程而言得到沿着标准轨迹11的泊车过程，而对于未检测出的向后走过的路程而言得到一个偏移的轨迹21。因此，通过附加地走过在未知方向上的路程，尤其是对于在向前方向上走过具有未知方向的路程而言避免了：机动车例如与一个构成纵向泊车位1的前边界3的物体碰撞到一起。在纵向泊车位1的长度足够时，将轨迹延长到新的起始位置19会导致机动车停到更后面，但是始终适配在泊车位中。

在图5中示出具有标准轨迹和用于短泊车位的延长轨迹的纵向泊车位。

短泊车位23表示：尽管泊车位大到足够可以泊入机动车，但是在这种情况下机动车通常不能一步到位地泊入所述短泊车位23中。短泊车位23同样通过前边界3和后边界5以及侧边界7限界。但是，前边界3与后边界5之间的距离小于纵向泊车位1的前边界与后边界的距离，如在图1至4中所示的那样。前边界3和后边界5可以例如分别通过汽车构成，例如在这里示意性示出的那样。

在所述具有未知方向的路程是向后走过的情况下，及为了避免与构成前边界3的机动车碰撞，在向后方向上附加地走过的路程表明：随后驶过的轨迹在构成后边界5的机动车的区域中结束。在一步到位的泊车过程中，这会导致与构成后边界5的机动车碰撞。因此，机动车不能一步到位地被操控到短泊车位23中。因此，在泊车过程中需要连续地检测至构成前边界3和后边界5的机动车的距离以及至侧边界7的距离，以避免损坏。一旦沿着轨迹21运动的机动车到后边界5或到侧边界7的距离低于一个临界值，则使机动车停止并且计算一个附加进程，以便优化地将机动车泊入到泊车位中。显然，对于后续的进程也适用的是，在这种情况下必须考虑到要泊入的机动车相对于前边界3的位置，以避免与前边界3碰撞。

如果以未知方向走过的路程是向前走过的，则机动车在沿着泊车行驶方向走过相应的路程之后重新回到起始位置9。该机动车沿着标准轨迹11泊入到泊车位23中。在泊车位23非常短的情况下，对于机动车沿着标准轨迹11运动的情况也可能导致需要附加的操控，以优化地将机动车泊入到短泊车位23中。

在图6中相似地示出在向前方向上走过未识别的路程时的泊车情况，其在轨迹不被延长的情况下得出。

在图6中所示的实施方式中，机动车在泊车过程开始之后首先以未知的方向离开起始位置9。如果该未知方向是向前的，即与泊车方向相反指向，则会导致起始位置9向前偏移。如果泊车操控从该变化后的起始位置开始进行，则机动车沿着相对于标准轨迹11向前偏移的轨迹25运动。沿着轨迹25的运动可能导致：为了使机动车运动到泊车位23中而过早地进行转向轮转动。这可能导致与构成前边界3的物体碰撞。尤其地，要泊入的机动车可能以其侧面27碰撞到构成前边界3的机动车上。这不但可能导致构成前边界3的机动车29上的损伤，而且可能导致要泊入的机动车上的损伤。通过根据本发明的方法，其中首先以已知方向、即以泊车方向重新走过已经以未知方向走过的路程，避免了图6中所示的情形。

Claims (9)

1.用于在非轨道机动车的路径规划系统中补偿未识别的路程(13，17)的方法，在机动车的运动中求出方向及走过的路程，其中，为了规划要走的路径，首先求出机动车应当沿着运动的一个轨迹(11)，其特征在于，在走过一个具有不可检测方向的路程(13，17)的情况下，机动车应当沿着运动的该轨迹(11)被延长具有不可检测方向的所述路程(13，17)的长度。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，走过的所述路程(13，17)的长度通过车轮脉冲计数器求出，其方式是将车轮脉冲计数器检测到的脉冲数目与在脉冲之间走过的路程相乘。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，通过用于检测所挂入的档位的装置、方向敏感的车轮脉冲计数器、用于检测偏航率和/或纵向加速度的传感器、距离测量传感装置和/或光学系统来确定机动车运动的方向。

4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在沿着所述轨迹(11；21；25)行驶期间，检测位于机动车的周围环境中的物体。

5.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，当由于所述轨迹(11；21；25)的延长使一个物体位于机动车的要驶过的路径中时，使机动车停止或者向机动车的驾驶员发出一个信号。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，当一个物体在延长的所述轨迹(21)中时，计算附加的进程，以操控机动车进入期望的位置中。

7.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述轨迹(11；21；25)是路径线，机动车在泊车过程中沿着该路径线运动。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述泊车过程是进入纵向泊车位(1，23)中的泊车过程。

9.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述非轨道机动车是汽车。