CN103608243B - 用于驾驶员辅助系统中的被动驾驶员辅助的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在车辆的驾驶员辅助系统中的方法。所述方法具有以下步骤：通过周围环境传感机构（34、36）检测代表所述车辆（30）的周围环境的周围环境数据（100）；基于所述周围环境数据计算（102）可无碰撞行驶的行驶区域（48）；提供输出信号（104），用于将所计算的行驶区域（48）输出到所述车辆（30）的人机接口上。

Description

用于驾驶员辅助系统中的被动驾驶员辅助的方法

技术领域

本发明涉及一种用于驾驶员辅助系统中的被动驾驶员辅助的方法以及一种这样的驾驶员辅助系统。

背景技术

驾驶员辅助系统在车辆中提供一个或多个附加装置，用于在确定的行驶情况中支持驾驶员。这样的附加装置或者子系统例如是ABS（Anti-blockiersystem：防抱死系统）、ESP（Elektronisches电子稳定程序）、距离调节速度控制器（“AdaptiveCruiseControl”，ACC：自适应巡航控制）或泊车辅助系统（“ParkDistanceControl”，PDC：泊车距离控制）。尤其在诸如泊车操纵的狭窄的调整情况中或在驾驶员具有仅仅受限的调整可能性的情况中，驾驶员辅助系统可以支持驾驶员。

用于被动驾驶员辅助的系统通常具有用于检测车辆周围环境的周围环境传感机构以及具有输出组件以便向驾驶员提供关于车辆周围环境的信息。作为传感机构，在泊车辅助系统中例如使用基于视频和/或基于超声的传感器系统。在已知的组合系统中，例如将与周围环境中的目标或者潜在障碍物的距离信息插到视频图像中，或者在视频图像中显示目标泊车位置和/或（泊车）轨迹。通常，或者示出通过当前行驶轨迹（基于当前转向角计算）并且可选地表征与障碍物的实际距离的实际状态。替代地，示出额定状态，其基于所确定的、需偏转的方向盘角度或者需遵循的额定轨迹。

DE102005034700A1描述一种用于车辆的泊车装置，所述泊车装置包括用于测量泊车位的测量装置、用于计算到泊车位中的泊车轨迹的计算单元、用于检测车辆的行驶空间的摄像机以及用于显示摄像机图像的显示装置。所述泊车装置除泊车轨迹以外也在摄像机图像中插入位于泊车轨迹上的转向点。

由DE19925584A1已知一种方法，所述方法向驾驶员显示行驶路径。为此检测车辆的后向行驶空间的图像以及在显示装置中连同车辆在转向角不变的情况下具有的行驶路径一起示出所述图像。附加地，基于最大的方向盘偏转示出可能的行驶路径所在的区域。这样的基于视频的系统能够使驾驶员在一定的学习时间之后绕行障碍物。

发明内容

根据本发明提出一种车辆的驾驶员辅助系统中的方法，所述方法包括以下步骤：通过周围环境传感机构检测代表所述车辆的周围环境的周围环境数据；基于所述周围环境数据计算可无碰撞行驶的行驶区域；以及提供输出信号，用于将所计算的行驶区域输出到所述车辆的人机接口上。

在本发明的范畴中，周围环境传感机构包括尤其能够实现车辆周围环境中的目标的检测的组件。典型地，这些组件分配给驾驶员辅助系统的一个或多个子系统。例如可以在ACC系统、PDC系统、紧急制动系统等等中应用基于超声、雷达、激光或其组合的传感器。借助于驾驶员辅助系统的周围环境传感机构可以检测车辆周围环境中的目标并且例如确定其位置、大小和与车辆的距离。可以将传感器数据和（必要时）由其导出的参量组合成代表车辆的周围环境情况的周围环境数据。在根据本发明的方法的一种实现中，周围环境数据包括与车辆的周围环境中的障碍物的距离值。

此外，可无碰撞行驶的行驶区域表示车辆周围环境中的以下区域：所述区域取决于周围环境传感机构的有效距离并且排除周围环境传感机构探测到表示障碍物的目标的车辆周围环境区域。附加地或替代地，所述区域的尺寸可以是行驶状态相关的并且例如匹配于当前速度或取决于车辆位于乡村地区中的乡下公路上、高速公路上还是城市交通中。可无碰撞行驶的行驶区域也可以设有障碍物周围的安全距离，其同样可以根据行驶状态改变并且除障碍物以外从车辆周围环境区域中排除。通过这种方式，可无碰撞行驶的行驶区域可以包括障碍物周围的安全区域。

在根据本发明的方法的一种实现中，基于当前周围环境情况以及至少一个更早的周围环境情况实施可无碰撞行驶的行驶区域的计算。在根据本发明的方法的另一种实现中，基于当前方向盘角度计算和输出车辆轨迹。所述行驶区域尤其可以包括从当前车辆位置出发的可无碰撞行驶的车辆轨迹的区域。可无碰撞行驶的车辆轨迹在此可以包括以下车辆轨迹：在所述车辆轨迹上车辆不与障碍物碰撞，所述车辆轨迹因此是可无碰撞行驶的。附加地或替代地，可无碰撞行驶的车辆轨迹可以包括以下车辆轨迹：在所述车辆轨迹上车辆不进入通过障碍物周围的安全距离确定的区域中。

在根据本发明的方法的一种实现中，所述行驶区域恰好包括所述车辆前面的和/或后面的平坦连续的区域。可以输出所述平坦连续的区域。在所述方法的另一种实现中，基于所述车辆的当前转向状态计算并且输出最终的车辆轨迹。

所述输出可以包括视觉输出、听觉输出和/或触觉输出。视觉输出例如可以在显示器上输出给驾驶员，其中在显示器上示出经计算的、可无碰撞行驶的行驶区域，所述显示器可以是例如HMI（HumanMachineInterface，Mensch-MaschineSchnittstelle：人机接口）的一部分。在听觉输出中可以例如通过由扬声器发出的听觉信号警告进入障碍物周围的安全距离中。触觉输出可以通过方向盘上的颠簸实现，以便警告驾驶员例如即将进入障碍物周围的安全距离中。

此外，在根据本发明的方法的范畴中可以求取用于根据预给定的标准最优的车辆轨迹的方向盘角度并且输出最终的车辆轨迹。这样的标准可以涉及例如沿着轨迹与所有探测到的障碍物的最优的（例如最大的）距离。

优选地，在视觉上在显示器上进行所计算的车辆轨迹的输出，所述显示器例如可以是HMI（“HumanMachineInterface”，Mensch-MaschineSchnittstelle：人机接口）的一部分。可以在输出时不同地示出当前的和最优的车辆轨迹。例如可以颜色不同地表示所述轨迹，或者可以将线的轮廓不同地表示为虚线或点线、不同粗度等等。

在一种优选实施形式中，可以在表示车辆周围环境的视频图像中进行可无碰撞行驶的行驶区域的视觉输出。所述视频图像可以透视地在一个或多个视图中表示车辆周围环境。优选地，在俯视图中或从鸟瞰视角进行所述表示。

此外，根据本发明提出一种计算机程序，当在可编程的计算机装置上执行计算机程序时，根据所述计算机程序实施在此描述的方法之一。计算机装置例如可以是车辆中用于实现驾驶员辅助系统或其子系统的模块。计算机程序可以存储在机器可读的存储介质上，例如存储在永久性存储介质或可复写的存储介质上或计算机装置的附件中或可移除的CD-ROM、DVD或USB存储棒上。附加地或替代地，可以在计算机装置——例如用于下载的服务器上提供所述计算机程序，例如通过数据网络——例如因特网或通信连接——例如电话线或无线连接。

根据本发明还提出一种驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统包括以下组件：用于检测代表车辆的周围环境的周围环境数据的周围环境传感机构、用于基于所述周围环境数据计算可无碰撞行驶的行驶区域的至少一个组件以及用于提供输出信号以将所计算的行驶区域输出到所述车辆的人机接口上的至少一个组件。根据本发明的驾驶员辅助系统优选构造用于实施以上描述的方法。

周围环境传感机构例如可以包括一个或多个摄像机、附加地或替代地包括一个或多个超声传感器。在一种实现中，根据本发明的驾驶员辅助系统的周围环境传感机构包括进行距离测量的周围环境传感机构。在另一种实现中，根据本发明的驾驶员辅助系统包括用于确定方向盘角度的机构和/或至少一个用于视觉输出、听觉输出和/或触觉输出的输出单元。

本发明的优点

基于本发明可以向驾驶员提供操纵辅助，所述操纵辅助与在已知系统中相比可在直观上更好地检测，其中基础的技术可低成本地实现。本发明尤其能够实现优于已知辅助的行驶路径可视化，即可能的行驶路径的色板的可视化。通过这种方式，可以在调整情况中尤其在困难的调整操纵时更好地支持驾驶员。向驾驶员显示可能的轨迹的可无碰撞行驶的区域。驾驶员可以将其主观行驶情况评估考虑到其最终的行驶性能中。换句话说向驾驶员提供一个范围（“行驶区域”），其包括多个可能的轨迹，并且驾驶员基于所述行驶区域可以选择具体的操纵策略。

驾驶员可以直观地、合理地直接识别：是否以及（如果是）在哪个方向上以及在多大程度上校正当前的转向角以绕行障碍物或者由其实施的校正是否足够无碰撞地避开一个或多个障碍物，这在狭窄情况中的操纵时是特别有帮助的。

根据本发明装备的系统实现相应提高的接受性。显著改善的使用价值在此不要求附加的装配成本，因为通常不需要附加的、例如传感式的组件：很多车辆总归已经具有很多传感机构。因此，本发明的实现通常限于例如ECU（“ElectronicControlUnit：电子控制单元”）的软件更新。因此，也可以简单地改型根据本发明的方法。

附图说明

现在根据附图深入描述本发明的其他方面和优点。

图1结合实际轨迹和额定轨迹示出车辆的示意图；

图2示出示例性的车辆周围环境中配备有根据本发明的驾驶员辅助系统的车辆；

图3示意性地示出配备有根据本发明的驾驶员辅助系统的车辆和可无碰撞行驶的行驶区域；

图4以流程图的形式示出图2、3中的根据本发明的驾驶员辅助系统的工作方式。

具体实施方式

在图1中示例性地示出了显示20，驾驶员辅助系统32可以在车辆中的显示器上提供所述显示，以便将驾驶员引导到一个确定的位置10中。在此向驾驶员显示当前轨迹12和（必要时）与障碍物（未示出）的当前距离和/或额定轨迹14，车辆10在理想情况下会在所述额定轨迹上运动。在调整过程中，驾驶员调节方向盘角度，并且显示20更新16当前轨迹12相对于额定轨迹14的位置。驾驶员的目标是，通过调节方向盘角度实现当前轨迹12与额定轨迹14一致18。通过这种方式可以在操纵情况中支持驾驶员。

图2示出车辆30，所述车辆配备有根据本发明的驾驶员辅助系统32，其中车辆30位于具有障碍物42、44、46的周围环境中。驾驶员辅助系统32包括车辆30的前部区域中和后部区域中的进行距离测量的周围环境传感机构34、36。周围环境传感机构涉及安装在车辆30的保险杠中的多个超声传感器34、36。车辆30的后部区域中的超声传感器34具有覆盖车辆30的位于后面的周围环境以及部分覆盖车辆30的位于侧面的周围环境的检测区域38。车辆30的前部区域中的超声传感器36具有覆盖车辆30的位于前面的周围环境以及部分覆盖车辆30的位于侧面的周围环境的检测区域40。

壁42位于车辆30的前面周围环境区域中，所述壁表示车辆30的车辆周围环境中的巨大障碍物。车辆30的前端处的超声传感器36具有检测区域40，所述检测区域在所示出的当前车辆位置中允许检测墙42。由超声传感器36的数据计算出墙42与车辆30的距离。

其他障碍物44和46位于车辆30的后面的和侧面的周围环境区域中。车辆30的尾部处的超声传感器34具有检测区域38，其在所示出的当前车辆位置中允许检测障碍物46。而且由超声传感器34的数据计算障碍物46与车辆30的距离。

在根据本发明的驾驶员辅助系统32的其他实施例中，作为进行测量距离的周围环境传感机构可以使用基于激光、视频和/或雷达的传感器。这些传感器此外可以施加在车辆30的不同区域中，以便检测车辆周围环境中的障碍物42、44、46。

超声传感器34、36的数据组合成周围环境数据并且作为可无碰撞行驶的行驶区域48的计算的基础。在计算中，基于车辆30的当前转向状态计算最终的车辆轨迹并且由此确定可无碰撞行驶的行驶区域48。障碍物44在图2中示出的当前车辆位置中没有被超声传感器中的任一个检测到并且因此没有包含在当前周围环境数据中。但障碍物44可以基于存储在存储器中的更早的周围环境数据考虑到计算中。

可无碰撞行驶的行驶区域48表示车辆30前面或后面的区域，所述区域可以在没有碰撞危险的情况下由驾驶员行驶。所计算的可无碰撞行驶的行驶区域48在驾驶员辅助系统32的人机接口的显示器上视觉地表示为车辆前面和后面的平坦连续的区域。

图3示出用于在根据本发明的驾驶员辅助系统32的人机接口的显示器上的驾驶员表示的显示的示例。所述显示包括车辆30的表示，根据图2的障碍物42、44和46位于所述车辆的周围环境中。可无碰撞行驶的行驶区域48通过平坦连续的区域表示，其由车辆后面的轨迹54、56以及车辆30前面的轨迹58、60限界。进行限界的轨迹54、56、58和60在此相应于以下轨迹：这些轨迹相应于最大可能的方向盘角度，而不与障碍物42、44、46之一碰撞或者进入障碍物42、44、46之一周围的预先确定的安全区域中。

除可无碰撞行驶的行驶区域48以外，在图3中示出了三个另外的示例性的轨迹50、51和52。轨迹50和51相应于车辆前面的和后面的区域中由当前方向盘角度计算出的轨迹。所述轨迹50、51也可以根据行驶方向单独显示。如果轨迹50、51如在图3中示出的那样落到所计算的可无碰撞行驶的行驶区域48中，则以绿色表示所述轨迹50、51，以便通过信号告知驾驶员当前转向角相应于可能的可无碰撞行驶的轨迹。在图3中示出的轨迹52示出另一示例轨迹，其基于当前方向盘角度计算。但所述轨迹52偏离所计算的可无碰撞行驶的行驶区域48并且因此以红色表示，以便通过信号告知驾驶员存在碰撞危险。通过这种方式，驾驶员辅助系统32表示与由现有技术已知的系统相比在直观上可更好地检测的操纵辅助。

随后参照图4的流程图描述在图2和3中示出的组件的工作方式和相互作用。通常，驾驶员辅助装置32构造用于尤其在困难的操纵情况中向驾驶员提供直观的操纵辅助。

在用于行驶路径可视化的方法的第一步骤100中，通过超声距离传感器34、36检测代表车辆30的周围环境的周围环境数据。所述周围环境数据在此尤其包括以下数据：由所述数据求得障碍物42、44和46与车辆30的距离。

在步骤102中，由所述周围环境数据确定可无碰撞行驶的行驶区域，其中从当前车辆位置出发基于转向角计算可无碰撞行驶的车辆轨迹。接着在步骤104中提供输出信号，所述输出信号在车辆30的人机接口的显示器上输出所计算的行驶区域。

本发明不限于在此描述的实施例以及在其中强调的方面，而是在通过所附权利要求给出的范围中多种变型方案都是可能的，只要这些变型方案在本领域技术人员的惯用手段中。

Claims (7)

1.一种在车辆(30)的驾驶员辅助系统(32)中的方法，所述方法具有以下步骤：

·通过周围环境传感机构(34、36)检测代表所述车辆(30)的周围环境的周围环境数据(100)；

·基于所述周围环境数据计算(102)能够无碰撞行驶的行驶区域(48)，其中，所述行驶区域包括从当前车辆位置出发的能够无碰撞行驶的车辆轨迹；

·提供输出信号(104)，用于将所计算的行驶区域(48)输出到所述车辆(30)的人机接口上；以及

·在所述车辆(30)的人机接口的显示器上输出；

·基于当前周围环境情况以及至少一个更早的周围环境情况实施所述计算。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述能够无碰撞行驶的行驶区域包括所述车辆前面的和/或后面的至少一个区域。

3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述行驶区域恰好包括所述车辆前面的和/或后面的平坦连续的区域。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，基于所述车辆(30)的当前转向状态计算以及输出最终的车辆轨迹(50、51、52)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，求取用于根据预给定的标准的最优的车辆轨迹的方向盘角度以及输出所述最终的车辆轨迹。

6.根据权利要求1-2、5中任一项所述的方法，其中，在所述车辆的周围环境的表示上重叠地显示所述能够无碰撞行驶的行驶区域。

7.一种驾驶员辅助系统(32)，所述驾驶员辅助系统包括以下组件：

·用于检测代表车辆(30)的周围环境的周围环境数据的周围环境传感机构(34、36)；

·用于基于所述周围环境数据计算能够无碰撞行驶的行驶区域(48)的组件，其中，所述行驶区域包括从当前车辆位置出发的能够无碰撞行驶的车辆轨迹的区域，并且，所述组件设置成用于基于当前周围环境情况以及至少一个更早的周围环境情况实施所述计算；

·用于提供输出信号(80)以将所计算的行驶区域输出到所述车辆(30)的人机接口上的组件。