CN103429483A - 用于以低速度停泊或操纵机动车的方法和用于实施所述方法的装置 - Google Patents

用于以低速度停泊或操纵机动车的方法和用于实施所述方法的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在机动车(10)的低速度的情况下进行泊车或操纵的方法，其中检测所述机动车(10)的至少一个周围环境对象(30)以及将其用于计算所述机动车(10)的额定轨迹(20)，其中使所述机动车(10)根据所述额定轨迹(20)自动转向或者向所述机动车(10)的驾驶员给出相应的转向指示。在低于所述机动车(10)与所述至少一个所探测的周围环境对象(30)的最小距离(dmin)的情况下根据所述机动车(10)和所述至少一个周围环境对象(30)之间的距离(d)追踪所述机动车(10)的转弯半径(r)，直至所述距离(d)重新超过所述最小距离(dmin)。

Description

用于以低速度停泊或操纵机动车的方法和用于实施所述方法的装置
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的用于在低速情况下停泊或操纵机动车的方法以及用于实施所述方法的装置。
背景技术
由于在世界范围的道路网络上、尤其是在城市中心持续增大的交通密度，在安全驾驶方面对机动车的驾驶员提出高要求。因此，在以慢速度操纵时例如在狭窄的道路状况时或在停车楼中在无碰撞驾驶的情况下辅助驾驶员的系统越来越重要。因此，市场上已经越来越多地出现例如如下辅助慢速度情况下的泊车或操纵的系统：在泊车或者操纵过程期间给出转向指示或全自动地进行机动车的转向。所谓的自动横向引导首先基于机动车周围环境中的对象的探测和用于达到所期望的目标的机动车额定行驶路线的随后计算，所述额定行驶路线也称作额定轨迹。
在这方面例如由WO08/104488A1公开了一种用于无碰撞泊车的方法，在所述方法中检测与周围环境对象的侧向距离。真正的操纵过程例如基于取向区域，所述取向区域根据车辆的位置和相对于周围环境对象的距离定义额定取向。然而产生以下问题：当周围环境对象的探测不完全时(这由于相应机动车传感机构的受限视线是经常发生的情况)，才借助在WO08/104488A1中提出的方法计算机动车的额定轨迹。结果是，首先进行的机动车泊车或操纵方法的更多中断。
发明内容
本发明的任务是，提出一种方法或一种用于实施所述方法的装置，其在狭窄道路状况下可靠地确保无碰撞的泊车或者以低速度操纵机动车。低速度在本发明的上下文中理解为小于20km/h的速度。
本发明所基于的任务以有利的方式通过具有独立权利要求的特征的方法以及用于实施所述方法的装置解决。
这尤其基于：依照根据本发明的方法基于至少一个周围环境对象的探测以及机动车的额定轨迹的基于此的计算来进行机动车的泊车过程或操纵过程，但同时在低于预先确定的最小距离方面连续地检查机动车与所探测的至少一个周围环境对象的距离。如果低于所述最小距离，则优选连续地检查是否在机动车的相应路点处低于最小距离并且必要时低于最小距离以何种程度存在。根据低于最小距离的程度如此改变机动车的转向角，使得机动车的转弯半径例如连续地增大。通过这种方式确保：不出现机动车与所探测的至少一个周围环境对象的碰撞。但所述操作方式的通常优点在于，由于机动车的转弯半径在泊车过程或者操纵过程期间的灵活适配可以使机动车保持比较接近原来计算的额定轨迹并且因此明显更少出现泊车过程或者操纵过程的中断。
本发明的其他有利实施方式是从属权利要求的主题。
有利地，在泊车过程或者操纵过程期间以与低于最小距离之后至少一个所探测的周围环境对象与机动车之间的距离减小相同程度地增大机动车的转弯半径。因此，例如可以如此校正机动车的转弯半径，使得由转弯半径以及机动车与周围环境对象之间的距离构成的总和在低于最小距离期间保持恒定。这能够实现在小的计算开销或控制开销的情况下近似沿着原来的额定轨迹无碰撞地操纵机动车。
此外有利地，或者连续地在低于最小距离期间或者在低于最小距离结束之后重新计算车辆的额定轨迹，因为尤其可及时识别：原来所追求的车辆位置是否仍是可达到的以及是否必须规划机动车的可能附加的行驶运动。“行驶运动”在此理解为机动车在两个停止点之间、必要时与方向变换结合的运动。
在本发明的一种特别有利的实施方式中，仅仅当机动车与周围环境对象的与所计算的额定轨迹相对应的预期重叠在沿着额定轨迹操纵时没有超过一个最大值时，才在泊车到当前选择的泊车位中时或在当前行驶情况中以低速度操纵时在探测到周围环境对象之后提供转向辅助。作为机动车与周围环境对象的预期重叠考虑机动车的基面的以下部分：所述部分在机动车沿着额定轨迹的假定运动中显示与所探测的周围环境对象的至少一个子区域的相交。所述方法基于以下推测：机动车与周围环境对象的预期重叠越大，则越难提出基于周围环境对象探测计算的经校正的、允许成功地泊车或以低速度操纵的轨迹。
附图说明
在附图中示出并且在以下描述中详细解释本发明的实施例。因此示出：
图1以俯视图示意性地示出机动车的泊车情况，用于解释根据本发明的方法；
图2示出机动车的转弯半径与车辆至所探测的周围环境对象的距离的可能关系；
图3示出根据本发明的方法在关于是否应提供所计划的驾驶操纵的决定标准方面的示意性说明。
具体实施方式
在图1中示出了在以低速度停泊或者操纵机动车的情况下根据本发明的方法所基于的车辆情况。在此，对于机动车10例如已经由在此未示出的机动车自身的控制单元计算出了泊车轨迹20。额定轨迹20的计算一方面基于例如借助传感器检测合适的停放空间，所述传感器施加在机动车的外周处并且例如被构造为超声传感器、雷达传感器、LIDAR传感器或以摄像机的形式构造。此外，通过机动车的传感器探测周围环境对象30。在图1中示出的情形中，所述周围环境对象例如涉及行车道的侧边界，其例如可以以路边石、墙或一排停放的车辆的形式存在。使车辆沿着额定轨迹20运动，其方式是，或者向机动车的驾驶员给出相应的转向指示或者在泊车或操纵过程期间全自动地进行机动车的转向。除所谓的自动横向引导以外，还可以可选地或者通过给驾驶员的用于操作制动踏板或者加速踏板的驾驶指令或者全自动地进行车辆的纵向引导。
在车辆10遵循额定轨迹20期间，借助车辆自身的传感机构优选连续地追踪车辆10与周围环境对象30的距离。如果定义为机动车的外部区域和周围环境对象30的外部区域之间的最小距离的距离低于一个预给定的最小距离，则根据本发明在改变转向角的情况下通过转向的相应操作来进行车辆转弯半径的校正。
这种情况在图1的右图中示出。在此，机动车和周围环境对象的最小距离近似于0，并且可以看出车辆遵循经校正的额定轨迹20′，其中机动车的当前转弯半径比在原来计算的额定轨迹20的范围中明显更大。通过这种方式十分有效地避免机动车10与周围环境对象30的碰撞。
优选规定，一旦低于机动车10和周围环境对象30之间的最小距离则以经校正的额定轨迹20′的形式进行额定轨迹20的校正。在此，额定轨迹20′如此实现，使得优选连续地如此校正机动车的转弯半径，使得一方面避免机动车10与周围环境对象30的碰撞而另一方面机动车尽可能紧密地遵循原来的额定轨迹20。这在大多数情况下导致：在低于机动车10和周围环境对象30之间的最小距离时首先计算机动车的明显更大的转弯半径并且一旦机动车10与周围环境对象30的距离重新增大则计算机动车的与此相关的更小转弯半径。
在图2中示出了机动车10的转弯半径相对于机动车10与周围环境对象30的距离的基础计算的相应实施例。图2示出机动车10与周围环境对象30之间的距离或者转弯半径(单位为米)在车辆的所驶过的路段上(同样单位为米)的图形。
由根据图2的图形可以看出，直至位置x1，机动车10和周围环境对象30之间的距离d足够大，并且可以将机动车的对于额定轨迹20的实行所需的转弯半径r选择得足够小。在位置x1处低于机动车10和周围环境对象30之间的最小距离dmin，并且与距离d减小同样程度地在本实施例中增大机动车10的转向半径r。
在经过周围环境对象30的最接近机动车10的外围区段之后，在位置x2处机动车10与周围环境对象30的距离d增大，直至其在位置x3处重新超出机动车10和周围环境对象30之间的最小距离dmin。优选地，在达到位置x2之后，机动车10的转弯半径以相同的程度重新减小并且在位置x3处达到原来的值。
在图2中示出的示例中，可以基于车辆10与周围环境对象30的所测量的距离计算需保持的转弯半径r，其方式是，在时刻x1构造侧向距离d和转弯半径r的总和并且使其保持恒定直至达到位置x3。然而，在此还能够根据车辆给定条件实现替代的计算方式。
因此还可以借助线性方程根据r=d*k计算进行偏转的转弯半径r，其中k涉及合适的常数。
另一种计算方式在于，将周围环境对象30和朝向周围环境对象30的、在行驶方向上看位于前面的车辆角部之间的距离看作距离d并且在此如此选择转弯半径，使得距离d≥最小距离dmin。因为根据所选择的车辆转弯半径，根据公式：
可以计算朝向周围环境对象30的、在行驶方向上看位于前面的车辆角部之间的距离，所以由条件d≥dmin得出车辆角部的最小转弯半径，其可以通过车辆的转弯半径的选择来调整。作为调节器系统例如可以考虑P调节器，其在低于最小距离dmin时实行转弯半径的增大，直至在考虑可能的迟滞的情况下保持最小距离dmin。
因为机动车10在达到位置x3时可能显示相对于原来的额定轨迹20的明显偏差并且因此可能在继续跟踪针对原来的额定轨迹20计算的转向参数和行驶参数的情况下将不再达到所期望的泊车位置或者所期望的车辆位置，所以优选在达到位置x3之后进行额定轨迹20的重新计算并且沿其引导车辆。替代地，还可以从位置x1起并且因此在低于机动车10和周围环境对象30之间的最小距离期间进行额定轨迹20的重新计算。
这当例如在达到位置x1或者x3之前的较早时刻由车辆自身的传感机构不能够完全检测周围环境对象30时尤其适合。然而，因为通过车辆自身的传感机构最晚在位置x2处能够确保关于周围环境对象30的位置、大小和高度的足够数据状态，所以已经在达到位置x3之前的时刻额定轨迹20的重新计算是有意义的并且因此例如在达到位置x1之后被实施直至达到位置x3。必要时，额定轨迹20的重新计算可能需要直至达到所期望的车辆最终位置的更多数量的行驶运动。
在此值得期望的是，已经在较早时刻可能已经在以低速度的泊车操纵或者操纵的起始位置处作出决定：是否可以在考虑最大数量的行驶运动的情况下达到所选择的停放空间或者车辆最终位置。对此，在图3中示出相应的标准。此外，相同的参考标记表示与图1和2中相同的附图特征。
因此，已经在较早时刻、例如在泊车过程或者操纵过程的起始时刻或在直至达到位置x1或者x2的时刻决定：是否要提供泊车过程或者操纵过程。作为对此的标准考虑：如果沿着原来计算的额定轨迹20引导机动车10，则在怎样的程度上出现机动车10与周围环境对象30的区域的假定重叠。此外，所述假定重叠也称作预期重叠并且在图3中表示为阴影区域32。
作为机动车10与周围环境对象30的预期重叠可以考虑交角α，其一方面通过机动车10的覆盖周围环境对象30的外角部在离开额定轨迹20时描述的圆弧并且另一方面通过周围环境对象30的与行车道平行的纵向延伸描述。
替代地，机动车10与周围环境对象30的预期重叠通过机动车的基面的以下部分定义：所述部分在机动车沿着额定轨迹的假定运动时显示与所探测的周围环境对象的至少一个子区域的相交。
如果预期重叠超出预先确定的交角α或者例如机动车10的整个基面的一个百分比，则不提供相应的驾驶操纵或仅仅在同时插入警告指示的情况下提供相应的驾驶操纵。
通过这种方式可以在较早时刻已经决定：是否应基于以低速度的操纵向机动车的驾驶员提供相应的停放空间或者所期望的车辆位置。
在本发明的范畴内，不仅考虑待驶向的泊车位或者车辆位置所在的同一行车道侧上的周围环境对象，而且尤其考虑在相对置的道路侧上的周围环境对象。后者尤其在行驶狭窄道路时具有重要意义。

Claims (10)

1.一种用于在机动车的低速度的情况下进行泊车或操纵的方法，其中，检测所述机动车的至少一个周围环境对象以及将其用于计算所述机动车的额定轨迹，其中，使所述机动车根据所述额定轨迹自动转向或者向所述机动车的驾驶员给出相应的转向指示，其特征在于，在低于所述机动车(10)与所述至少一个所探测的周围环境对象(30)的最小距离(dmin)的情况下根据所述机动车(10)和所述至少一个周围环境对象(30)之间的距离(d)追踪所述机动车的转弯半径(r)，直至所述距离(d)重新超过所述最小距离(dmin)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机动车(10)和所述至少一个所探测的周围环境对象(30)之间的距离(d)越小，则在低于所述最小距离(dmin)的情况下将所述机动车(10)的转弯半径(r)选择得越大。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，在低于所述最小距离(dmin)的情况下如此选择所述机动车(10)的转弯半径(r)，使得由所述转弯半径(r)以及所述机动车(10)与所述至少一个周围环境对象(30)之间的距离(d)构成的总和得出一个常数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在低于最小距离(dmin)的情况下，连续地进行所述机动车(10)的额定轨迹(20)的重新计算。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在首先出现低于所述最小距离(dmin)之后，在随后出现超过所述最小距离(dmin)的情况下，进行所述机动车(10)的额定轨迹(20)的重新计算。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，仅仅当所述机动车与所述至少一个所探测的周围环境对象(30)的与所计算的额定轨迹(20)相对应的预期重叠在沿着所述额定轨迹(20)操纵的情况下没有超过一个最大值时，才在泊车到当前选择的泊车位中时或在当前行驶情况中以低速度操纵时提供转向辅助，其中，作为所述机动车(10)与周围环境对象(30)的预期重叠考虑交角(α)的大小，所述交角一方面通过所述机动车(10)的覆盖所述周围环境对象(30)的外角部在离开所述额定轨迹(20)时描述的圆弧并且另一方面通过所述周围环境对象(30)的纵向延伸构成。
7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，仅仅当所述机动车(10)与所述至少一个所探测的周围环境对象(30)的与所计算的额定轨迹(20)相对应的预期重叠在沿着所述额定轨迹(20)操纵时没有超过一个最大值时，才在泊车到当前选择的泊车位中时或在当前行驶情况中以低速度操纵时提供转向辅助，其中，作为所述机动车(10)与所述至少一个所探测的周围环境对象(30)的预期重叠考虑所述机动车(10)的基面的以下部分(32)：所述部分在所述机动车(10)沿着所述额定轨迹(20)的假定运动中显示与所述至少一个所探测的周围环境对象(30)的至少一个子区域的相交。
8.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果由于所述至少一个所探测的周围环境对象(30)而超过最大数量的行驶运动，则在所述当前行驶情况中不提供将所述机动车(10)泊车到当前提供的泊车位中或以低速度操纵所述机动车。
9.一种用于机动车的控制单元，其特征在于用于实施根据以上权利要求中任一项所述的方法的模块。
10.一种计算机程序，其包括用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法的程序代码单元。
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