CN102372001A - 用于确定车辆的合适的行驶速度的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定车辆(100)的合适的行驶速度的方法(300)和设备(400)，所述方法具有：使车辆(200)的当前行驶速度(v)与行车路线(110)的车辆(100)驾驶员可见的区段(120)建立关联，以确定当前的行驶速度(v)是否与行车路线(110)的所述可见区段(120)相适应的步骤，以及求出基于关联设置的用于调整行驶速度(v)的变化信息的步骤。

Description

用于确定车辆的合适的行驶速度的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于确定车辆的合适的行驶速度的方法、一种相应的设备以及一种相应的计算机程序产品。

背景技术

已知的系统(经常被称为巡航控制系统)依据预先规定的理论速度调节车辆的速度。此外，已知这样的系统：这些系统借助于传感装置检测在前面行驶的车辆并且调整用于速度调节的理论值，使安全距离得以遵循。这种系统可概括地称为自适应巡航控制系统(ACC)。然而，在现有系统中，在由于天气条件、道路旁的建筑或者植被以及地形起伏(凸形竖曲线路段)受到限制的视野方面存在局限性。

DE 19725075A1公开了一种装置，该装置用于提供关于在驶过多个路段之后在机动车辆中分别预先规定的最高速度的信息，对于所述多个路段规定了最高速度。可借助于定位装置确定相应驶过的路段。

发明内容

在此背景下，通过本发明提出了依据各独立权利要求所述的一种用于确定车辆的合适的行驶速度的方法、还有一种使用所述方法的设备以及最后是一种相应的计算机程序产品。有利的设计方案由各个从属权利要求和随后的描述给出。

本发明基于如下认识：为了避免由于不期望的障碍物发生事故，车辆驾驶员必须有能力将其车辆停在相应的视野内。由此产生一项对最大允许速度的附加要求，已知的系统没有对该最大允许速度进行检查。

依据这里提出的方案，提供了一种根据视野来影响速度的设备和方法。本发明提出了多个方法步骤和多种装置，通过这些方法步骤和装置可以求出相应的视野，并且可以使该视野与行驶速度相匹配。如果速度超出允许的范围，则可以向驾驶员发出警告，或者也可以影响传动系的多个系统。对此可采取的措施有：撤回油门踏板位置、制动干预或者通过巡航控制系统或者ACC系统的理论速度进行的间接影响。

相应地，可以根据相应的视野设定行驶速度。借助于依据本发明的方案可以防止，当没有在前面行驶的车辆时，自适应巡航控制系统与相应的视野无关地接近预先规定的理论速度。

此外，通过依据本发明的方案可以防止以下情况发生：车辆以一个速度接近一个转弯处，在此速度下在转弯半径方面能毫无危险地行驶过该转弯处，但由于视线障碍物，如在道路边缘旁的建筑或者植被，或者地形的凸形竖曲线路段，不能以足够大的视野看到该转弯处，以在必要时在此速度下能够及时地停在未预料的障碍物之前。由此，当驾驶员的速度对于位于前面的不可见的转弯处来说过高时，可以警告驾驶员。

在计算合适的行驶速度时，也可以考虑到如下情况：视野可能由于天气影响如雾、雨、雪或者昏暗进一步受到限制。

车辆的驾驶员经常未意识到的是，其速度不符合视野的要求。借助于依据本发明的方案，可以使驾驶员注意到他的错误行为或者所述错误行为可以自动地被校正。

本发明提供了一种用于确定车辆的合适的行驶速度的方法，具有下列步骤：

使车辆的当前的行驶速度与行车路线的车辆驾驶员可见的区段建立关联，以确定当前的行驶速度是否与行车路线的可见区段相适应；以及

求出基于关联设置的用于调整行驶速度的变化信息。

合适的行驶速度可以以一个行驶速度为特征，该行驶速度允许驾驶员将行驶的车辆停在当前驾驶员所具有的向在位于前面的道路走向看的视野内或者将行驶的车辆制动至预先确定的最大速度。当前的行驶速度可以例如与车辆的速度计值相对应并且是通过车辆的车轮转速确定的。在车辆所运动的路面上的可见区段，特别是可见区段的长度可以例如通过车辆的光学检测单元并且附加地或者替代地已借助于数字地图求出。行车路线的可见区段的相应长度可以表达为例如一段以米为单位的路程。为了检查当前的行驶速度是否与可见区段相适应，使得能将车辆停在可见区段内，可以使用合适的算法，通过该算法可以使当前的行驶速度与检测到的可见区段的路程建立关联。该算法可以例如在使用表格的条件下进行，在该表格中例如将可见区段的相应的制动距离或者长度分配给不同的行驶速度值。借助于该表格可以确定，当前的视野是否足以使车辆从当前的行驶速度开始在由当前的视野预先规定的路程内制动至0km/h或者另一预先规定的最大速度。根据当前速度与视野是相适应的还是不相适应的，可以求出相应的变化信息。如果当前的速度是不合适的，那么变化信息可以例如是对驾驶员发出的降低车辆行驶速度的光学和/或声学提示。变化信息也可以表示例如对车辆巡航控制器的控制指令，借助于该巡航控制器可以将当前的行驶速度降至对当前的视野来说适当的速度。

依据一种实施方式，行车路线的可见区段会受到位于车辆周围环境中的物体的限制，所述物体至少部分地遮盖驾驶员向行车路线的另一区段看的视线。如果所述物体位于行车路线上或者所述物体是行车路线的一部分，那么车辆的可见区段可以从车辆延伸至所述物体。如果所述物体位于行车路线旁边，那么可见区段可以从车辆起在行车路线的不被所述物体遮盖的区域上延伸。所述物体可以相对于周围环境是静止的。所述物体例如可以是建筑物或者植被，该建筑物或者植被例如位于道路走向的转弯处中，使得驾驶员向在所述物体后面的另一段道路走向看的视线完全地或者部分地被遮住。但所述物体也可以是道路的凸形竖曲线路段，由于该凸形竖曲线路段，位于凸形竖曲线路段后面的道路走向是不可见的。

所述方法可以包括基于车辆环境检测装置的信息求出可见区段的步骤。环境检测装置的信息可以通过接口接收。例如，可以借助于车辆的图像检测装置和/或距离传感器检测限制视线的物体，所述图像检测装置和/或距离传感器在很多车型中已在工厂安装好，并且可以毫无问题地同时用于提供冗余的测量结果。使用这种设置在车辆上的测量和检测装置，提供了如下优点：可以提供始终最新的而不是可能过时的物体数据。

所述方法可以包括基于数字地图的信息求出可见区段的步骤。特别的是，在此可以求出可见区段的长度。数字地图可以例如储存在车辆导航系统中。数字地图的信息可以通过接口接收。借助于定位装置可以确定车辆当前的位置和当前的行驶方向并且通过该当前位置和当前行驶方向访问所需的地图内容。例如在借助于环境检测装置不能可靠地确定当前的视野或者没有设置环境检测装置或者没有设置合适的评估装置的情况下，可以使用数字地图。数字地图提供如下优点：在数字地图的帮助下，可以最精确地确定从每个车辆位置至一个储存在地图中的物体的距离。

数字地图的信息可以表示行车路线的高度数据，并且附加地或者替代地可以表示行车路线的道路走向。因此，可以提供信息，例如关于延伸很远距离的道路走向的数据，该道路走向例如超过车辆摄像机或者其他传感装置的检测范围。借助于高度数据例如可以非常准确地告知限定可见区段终点的凸形竖曲线路段的高度和距离。

相应地，所述方法可以具有检测车辆驾驶员的座椅位置信息的步骤。因此，还可以基于座椅位置信息求出可见区段。座椅位置信息例如可以表示关于座椅高度和由此导出的相对于路面地基的驾驶员眼睛高度的数据。眼睛高度也可以基于脸部识别确定。借助于该信息与高度数据的结合，例如可以确定驾驶员是否能够以及在行车路线的哪一点上能够越过道路的凸形竖曲线路段向远看。座椅位置信息也可以示出，驾驶员坐在车辆的哪一侧。这对于看清转弯处是至关重要的。座椅位置信息可以例如根据车辆类型固定地预先规定，自动进行确定或者通过接口由驾驶员输入。

依据另一实施方式，所述方法可以具有基于关于妨碍视线的天气状况的信息求出可见区段的步骤。通过这种方法，车辆的驾驶员可以有效地在如下方面得到支持，即，维持对与可见区段相应的视野来说适当的行驶速度，如果仅是人的感觉用作标准值，则维持所述适当的行驶速度例如在下雾或者强降雨时变得困难。为了求出可见区段的长度，可以使用已知的例如用于确定视野的光学装置。在此，可见区段的长度可以与当前的视野相当。

依据一种实施方式，当车辆停车距离的长度超过可见区段的长度时，在所述求出步骤中求出变化信息。停车距离的长度可以借助于已知的方法由当前的行驶速度导出，并且可以借助于算法与可见区段的长度进行比较。因此如果所述比较得出停车距离的长度小于可见区段的长度，则可以省去求出所述变化信息的步骤。通过这种方式确保，在例如由于未预料的障碍物必须停车时，始终可以将车辆停在视野内。

此外，所述方法可以具有调用针对车辆当前的位置和方向储存的关于可见区段长度的信息的步骤。所述位置和方向可以基于由导航系统确定的位置和方向信息。变化信息可以基于该信息求出。例如可以已与车辆在行车路线上的之前的行程相关地检测出关于可见区段的信息并且将该信息例如储存在车辆的导航系统中。作为替代，所述信息也可以由车辆外部的服务器传达到车辆或者储存在车辆的数字地图或者另一种适合的存储装置中。因此，借助于车辆的传感装置和/或数字地图的数据可以省去重新求出视野，只要不是由于天气条件而需要的话。储存的关于可见区段长度的信息也可以用于更新使用的数字地图。

此外，本发明提供了一种用于确定车辆的合适的行驶速度的设备，所述设备具有下列特征：

用于使车辆的当前的行驶速度与行车路线的车辆驾驶员可见的区段建立关联，以确定当前的行驶速度是否与可见的行车路线相适应的装置；以及

用于求出基于关联设置的用于调整行驶速度的变化信息的装置。

所述设备被构造用于在相应的装置中执行或者说实施依据本发明的方法步骤。通过本发明的设备形式的变型实施方式也能够快速且有效地解决本发明的任务。

在这里，设备可以理解为电的装置，例如车辆的导航系统、信息系统或者控制装置。所述设备可以具有连到环境检测装置或者存储装置的接口，通过该接口可以接收关于可见区段特别是关于位于可见区段内的行驶车道的长度的信息。所述设备可以具有连到车辆巡航控制器或者控制装置的接口，在该巡航控制器或者控制装置中可以例如通过自动激活制动踏板实施所述变化信息。所述设备也可以具有连到车辆光学和/或声学输出单元的接口，从而可以例如给驾驶员发出降低行驶速度的提示，以使该速度与视野相适应。设备的接口可以被构造为硬件式和/或软件式的。在硬件式的设计方案中，所述接口可以是例如所谓系统ASIC的一部分，该部分包括控制装置的各种不同的功能。然而，所述接口也可以是单独的集成电路或者至少部分由分立的部件构成。在软件式的设计方案中，所述接口也可以是例如在微处理器上除了另外的软件模块之外还设有的软件模块。

还有利的是一种具有程序编码的计算机程序产品，该计算机程序产品可以储存在可机读的载体如半导体存储器、硬盘存储器或者光学存储器中，并且用于当在相当于计算机的装置上执行所述程序时，实施按照上述任一种实施方式的方法。

附图说明

接下来依据附图示例性地对本发明进行详细阐述。附图中：

图1示出了具有妨碍视线的凸起地形的交通情况的原理图；

图2示出了在道路边缘有妨碍视线的物体的交通情况的原理图；

图3示出了依据本发明的一种实施例的用于确定车辆的合适的行驶速度的方法的流程图；

图4示出了依据本发明的一种实施例的用于确定车辆的合适的行驶速度的设备的方框图。

在接下来对本发明优选实施例的描述中，对于在各个图中示出的起类似作用的元件使用相同的或者类似的附图标记，而不再重复描述这些元件。

具体实施方式

图1和2分别以侧视图和俯视图示出了向待行驶的行车路线看的视野受到限制的交通情况的例子。

图1示例性地示出了视野由于路面高度变化而受到限制。示出了车辆100，该车辆在行车路线110上以行驶速度v向行驶路线110的由地形凸起形成的凸形竖曲线路段115驶去。在车辆100和凸形竖曲线路段115的最高点之间的加阴影线的区域标出了行车路线110的一个区段120，该区段对于车辆100的驾驶员来说是可见的。行车路线110的可见区段120的长度由车辆100与凸形竖曲线路段115的最高点之间的距离表示。如由在图1中的图示可见，可见区段120的长度取决于车辆100的驾驶员的相对于路面地基的眼睛高度。驾驶员的眼睛高度例如可以通过用于检测座椅位置的装置来提供。凸起地形的高度和位置可以由在车辆中已有的数字地图的高度数据导出。由此，可以基于数字地图的信息与车辆100的当前位置和方向相关地确定可见区段120的长度。作为替代或者附加，可见区段120的长度可以基于环境检测装置的当前测量数据确定，该环境检测装置例如基于摄像机或者距离传感器。在这里介绍的依据本发明的方案的目标是，在使用所有相关信息的条件下，调整车辆100的行驶速度v，使得在需要的情况下可以毫无问题地将车辆停在可见区段120内。

图2示例性地示出了视野由于道路旁的建筑而受到限制。当然，也会由于道路旁的植被或者其他物体使视野受到限制。示出了车辆100，该车辆可以是图1的车辆100，并且该车辆又以行驶速度v在多次弯曲的行车路线210上运动。此外，在行车路线210的右边示出了一个物体，例如建筑物220。行车路线210的加阴影线的区域标出了行车路线110的一个区段120，该区段对于在车辆100的驾驶员来说在车辆100的当前位置处是可见的。为了检测可见区段120，例如可以使用摄像机，并且作为附加或者替代，可以使用车辆100的距离传感器。可见区段120不仅与转弯半径有关，而且与在行车路线210周围环境中的物体220的位置和高度有关，还与驾驶员的座椅位置的座椅高度和座椅侧方面有关。行车路线210的弯曲走向以及物体的位置和高度也可以从在车辆100中已有的数字地图确定。由此，可见区段120的长度可以基于数字地图的信息与车辆当前的位置和方向相关地进行确定，作为附加或者替代，位于可见区段120内并且可用作制动距离的行车路线的长度可以基于数字地图的信息与车辆当前的位置和方向相关地进行确定。由数字地图获知的数据可以与环境检测装置的测量数据相结合，以尽可能准确地确定可见区段120。如由在图2中的视图可见，物体220的位置限制了可见区段120，从而在图示中车辆100所驶向的右转弯处对于车辆100的驾驶员来说仅是部分可见的。

图3示出了依据本发明的一种实施例的用于确定车辆的合适的行驶速度的方法300的流程图。为了阐述方法300的各个步骤，参照在图1和2中的图示。在步骤310中，检测车辆的行驶速度，也就是例如行驶速度v。这可以例如通过读入车辆的速度计值实现。在步骤320中，求出由车辆行驶的行车路线的一个区段，该区段对于在车辆的驾驶员来说在车辆当前所处的位置上是可见的。可见区段的检测可以根据依据图1和2阐述的用于可见区段的检测方法进行。作为替代或者附加，可以使用针对车辆的当前位置储存的可见道路区段的长度。步骤310和320可以同时或者以不同的顺序执行。如果已经有相应的关于行驶速度和可见区域的信息供使用，可以省去步骤310和320中的一个或者两个。在随后的步骤330中，使检测到的当前行驶速度与求出的行车路线的可见区段建立关联。这可以例如借助于适合的算法实现。该关联设置的结果是提供了关于以下内容的结论：当前的行驶速度是否与可见区段相适应，或者当前行驶速度是否例如过高，也就是车辆不能停在给定的视野内。在步骤340中，基于关联设置的结果求出用于调整行驶速度的变化信息。变化信息可以是对车辆驾驶员的警告或者也可以是对车辆速度调节装置的控制指令。作为替代，如果在步骤330中关联设置的结果表明行驶速度与可见区段相适应，那么可以不执行步骤340。如果执行步骤340，在接下来的步骤350中，可以输出求出的变化信息。如果所述变化信息是对驾驶员的警告，则可以将相应的数据例如输出给车辆的扬声器或者显示装置。如果变化信息为控制指令，那么将合适的数据输出给车辆的速度调节装置，例如巡航控制器。

图4示出于依据本发明的一种实施例的用于确定车辆100的合适的行驶速度的设备400的方框图。如在图4的图示中示出了设置在车辆100中的设备400。设备400包括评估单元410、输出单元420、视频传感器430、另一传感器440、存储单元450、输入端460以及另一存储单元470。

视频传感器430和所述另一传感器440可以检测当前的测量值并且提供给评估单元410。存储器450可以包括数字地图或者储存的关于视野的信息，并且给评估单元410提供相应的数据。通过附加的输入端460，所述评估单元410可以接收关于位于前方的路线走向的数据。在评估单元410中求出的变化信息480以语言和/或图像数据的形式或者作为控制指令传达给输出单元420。在评估单元410中求出的数据，例如求出的视野或者根据视野调整的最高速度可以完全地或者部分地输出给所述另一存储器470，以储存在那里。在需要时，在所述另一存储器470中储存的数据又可以供评估单元410使用。

依据一种实施例，在图4中所示的设备400具有评估单元410，该评估单元被构造用于将相应的瞬时的车辆速度v和求出的视野进行比较。如果速度v相对于根据法律要求或者其他要求的相应视野过高，则可以通过输出单元420以声学和/或光学和/或触觉的形式向驾驶员发出警告。但输出单元420也可以向另一系统如发动机控制系统、制动器、巡航控制系统或者自适应巡航控制系统提供一个信号，以能够相应地降低速度。

为了求出视野，视频传感器430可以与评估单元410连接。由视频信号求出在可视区域中的道路走向。由可清楚看到的道路走向的长度可以计算或者估计出视野。作为视频传感器430的替代或者附加，用于求出视野的另一传感器440与评估单元410连接。这些传感器在大多数情况下以光学方式工作并且被构造用于对由于例如降水如雨或者雪或者由于其他的视线妨碍情况如雾或者烟而引起的光的吸收、散射或者反射进行测量。

作为其他的用于求出视野的附加或者替代信息源，评估单元410可以与存储器450连接，该存储器包含如对于导航系统或者其他的地图支持的驾驶员辅助系统来说已知的数字地图。在该地图中储存了道路走向。从道路走向可获知转弯处。此外，地图可以包含高度数据。由这些高度数据连同由车辆100已知的驾驶员的座椅位置，例如座椅相对于道路的高度，推断出视野或者更确切地说凸形竖曲线路段对视野的限制。此外，地图可以包含道路旁的建筑(例如建筑物平面图和高度)以及植被(例如灌木丛、树木等等)。当这些建筑或植被位于转弯处时，它们使视野受到限制。这可以由转弯处几何形状和道路旁的视线妨碍物的高度计算出。

但作为替代或者附加，数字地图的数据对于各路段也可以包含已经预先算出的视野数据。即，对于沿着路线区段的各个点，已经根据行驶方向检测出视野并且将其储存在地图中。

评估单元410可以包括附加的输入端460，通过该输入端，所述评估单元由路线计算单元得到计划路线的走向，从而也可以确定从一个道路区段向拐向相应的下一区段的岔路看的相应的视野。

如果评估单元410与用于求出视野的多个信息源连接，这些信息源例如基于传感器和地图，则所述评估单元410可以通过比较确定相应的最关键的值并且之后控制通过评估单元410的信号输出。

此外，依据在图4中示出的实施例，另一存储单元470与评估单元410连接。如果相应求出的视野值与在数字地图中的值有偏差，那么可以将这些视野值与路线和/或行驶方向相关地储存在存储单元470中。由此可以检测出变化情况。必要时也可以考虑所述变化情况，用来确定路线以估计行驶时间。

如果传感装置和其评估装置以足够的可靠性供使用或者存在包含必要内容的数字地图，则所述设备400可以作为补充或者也可以通过已经存在的系统如ACC的集成而实现。

所描述的和在附图中所示的实施例只是示例性地选取的。不同的实施例可以完全地相互结合或者将它们的个别特征相互组合。一个实施例也可以由另一实施例的特征进行补充。此外，依据本发明的方法步骤可以重复以及以与所描述的顺序不同的顺序执行。如果一个实施例在第一特征和第二特征之间包括连词“和/或”，那么这可以理解为：所述实施例依据一种实施方式不仅具有第一特征而且具有第二特征，而依据另一实施方式或者只具有第一特征或者只具有第二特征。

Claims (10)

1.用于确定车辆(100)的合适的行驶速度的方法(300)，所述方法具有下列步骤：

使所述车辆的当前的行驶速度(v)与行车路线(110；210)的车辆驾驶员可见的区段(120)建立关联，以确定当前的行驶速度是否与行车路线的所述可见区段相适应的步骤(330)；以及

求出基于关联设置的用于调整行驶速度的变化信息(480)的步骤(340)。

2.如权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，所述行车路线(110；210)的所述可见区段(120)受到位于所述车辆(100)周围环境中的静止物体(115；220)的限制，该物体至少部分地遮盖驾驶员向所述行车路线的另一区段看的视线。

3.如上述权利要求中任一项所述的方法(300)，其特征在于，所述方法包括基于车辆(100)的环境检测装置的信息求出所述可见区段(120)的步骤。

4.如上述权利要求中任一项所述的方法(300)，其特征在于，所述方法包括基于数字地图的信息求出所述可见区段(120)的步骤。

5.如权利要求4所述的方法(300)，其特征在于，所述数字地图的信息表示所述行车路线(110；210)的高度数据和/或道路走向。

6.如上述权利要求中任一项所述的方法(300)，其特征在于，所述方法包括基于关于妨碍视线的天气状况的信息求出所述可见区段(120)的步骤。

7.如上述权利要求中任一项所述的方法(300)，其特征在于，当车辆(100)的制动距离的长度超过所述可见区段(120)的长度(130)时，在所述求出步骤(340)中求出所述变化信息(480)。

8.如上述权利要求中任一项所述的方法(300)，其特征在于，所述方法包括调用针对车辆(100)的当前位置和方向储存的关于所述可见区段(120)的信息的步骤。

9.用于确定车辆(100)的合适的行驶速度的设备(400)，所述设备具有下列特征：

用于使车辆的当前的行驶速度(v)与行车路线(110；210)的车辆驾驶员可见的区段(120)建立关联，以确定当前的行驶速度是否与行车路线的所述可见区段相适应的装置；以及

用于求出基于关联设置的用于调整行驶速度的变化信息(480)的装置。

10.具有程序编码的计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品用于当在信息系统上执行所述程序时，实施按照上述权利要求1至8中任一项所述的方法。

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