CN103917435A - 用于支持机动车的驾驶员的方法以及实施所述方法的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在驾驶操纵时支持机动车(7)的驾驶员的方法，所述方法包括以下步骤：(a)确定行驶通道(11)，所述机动车(7)在实施所述驾驶操纵期间在所述行驶通道中运动；自动地或半自动地实施所述驾驶操纵；(b)在所述驾驶操纵期间检测所述机动车(7)的周围环境；(c)当在所述行驶通道(11)中检测到物体(15)时，使所述机动车停止，只要所述物体已经离开所述行驶通道(11)，则继续所述驾驶操纵，和/或，当在所述行驶通道(11)以外探测到物体(15)时，使所述机动车制动并且缓慢地继续所述驾驶操纵。此外，本发明也涉及一种用于实施所述方法的设备。

Description

用于支持机动车的驾驶员的方法以及实施所述方法的设备

技术领域

本发明涉及一种用于在驾驶操纵时支持机动车的驾驶员的方法。此外，本发明涉及一种实施所述方法的设备。

背景技术

为了在驾驶操纵时支持机动车的驾驶员，在市场上已经可以得到不同的方法和驾驶辅助系统。尤其已知在缓慢的驾驶操纵时、例如在停泊车辆时支持驾驶员的驾驶辅助系统。在此，区别在以下系统中和在半自动的和全自动的系统中：所述系统通知驾驶员与车辆的周围环境中的物体的距离，从而所述驾驶员能够在靠近物体时降低车辆的速度并且在需要时使车辆停止。

在半自动的驾驶辅助系统中，检测机动车的周围环境、计算用于实施驾驶操纵的轨迹并且向驾驶员给出转向提示。然而，机动车的驾驶员在此还负责纵向引导和横向引导。此外也已知以下系统：在所述系统中由驾驶辅助系统自动地实施或者仅仅纵向引导或者仅仅横向引导。在此，在驾驶员负责横向引导的系统中给出关于转向回转的提示。在驾驶员负责纵向引导的系统中给出关于制动的提示以及关于向前行驶和向后行驶的变换的提示。

在自动的系统中，同样检测机动车的周围环境、计算用于实施驾驶操纵的轨迹并且由驾驶辅助系统不仅在纵向引导方面而且在横向引导方面自动地实施驾驶操纵。

与支持类型无关地，需要驾驶员在实施驾驶操纵时通过以下方式监视并且必要时干预驾驶操纵：如果例如没有由驾驶辅助系统识别到的物体位于行驶通道中或者如果运动的物体运动到驶通道中，则所述驾驶员例如终止所述驾驶操纵。替代地，驾驶员也可以通过以下方式再次接管控制：所述驾驶员例如调节与用于实施驾驶操纵预给定的转向回转偏差的转向回转，以便例如绕过可能的障碍物。

由DE10324810A1已知一种用于在泊车过程中支持机动车的驾驶员的方法。在此，自动地负责车辆的横向引导。通过驾驶员操作方向盘，过度转向预给定的横向引导，并且终止自动的泊车过程。由背景技术已知的方法的缺点是，驾驶员的过度转向总是终止驾驶操纵。如果例如物体运动出行驶通道，则不能实现驾驶操纵的继续。原则上也终止驾驶操纵，同样没有设置例如以降低的速度继续驾驶操纵。

发明内容

本发明的优点

根据本发明，提出一种用于在驾驶操纵时支持机动车的驾驶员的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)确定行驶通道，机动车在实施驾驶操纵期间在所述行驶通道中运动；以及自动地或半自动地实施驾驶操纵；

(b)在驾驶操纵期间检测机动车的周围环境；

(c)如果在行驶通道中检测到物体，则使机动车停止，并且只要所述物体离开行驶通道，则继续驾驶操纵，和/或，如果在行驶通道以外探测到物体，则使机动车制动并且缓慢地继续驾驶操纵。

通过根据本发明的方法，在驾驶操纵时支持驾驶员，而例如在探测到附近的物体时不终止驾驶操纵。尤其有利的是，如果所探测的物体没有位于行驶通道中，则继续驾驶操纵。因此，如果物体虽然位于车辆的附近但不阻碍驾驶操纵，则驾驶员也得到支持。另一个优点是，在探测到行驶通道中的物体时仅仅中断而不是终止驾驶操纵。如果位于行驶通道中的物体继续运动并且又离开行驶通道，则继续驾驶操纵。

在本发明的一种实施方式中，只要机动车的驾驶员操作驾驶踏板，就终止自动实施的驾驶操纵。首先，通过操作驾驶踏板使车辆加速。这通常导致：使机动车的速度增加至对于继续自动实施的驾驶操纵而言过大的速度上。此外，由此给出以下可能性：驾驶员例如在计划改变时可以超越系统并且可以终止驾驶操纵。

此外优选的是，如果降低机动车的速度，则不终止驾驶操纵。在由背景技术已知的驾驶辅助系统中，通常在由驾驶员操作机动车的制动装置时终止驾驶操纵。然而，当与所计划的行驶通道相交的物体、例如运动的物体位于车辆的周围环境中时，例如也才可能需要速度的降低。例如在这种情形中需要降低驾驶操纵的速度，然而终止不是必需的。如果物体没有通过系统正确地检测到，则因此向驾驶员给出降低速度而不终止驾驶操纵的可能性。在此，在一种优选实施方式中能够实现：驾驶员制动车辆直至静止，然而在松开制动装置之后又继续驾驶操纵。

例如，能够通过操作相应的功能开关实现驾驶操纵的终止。

根据本发明的方法不仅能够用于自动的系统而且能够用于半自动的系统。在自动的系统中，通过驾驶辅助系统自动地实施驾驶操纵。在此，驾驶辅助系统自动地控制纵向引导(即车辆的加速和制动)和横向引导(即转向运动)。在半自动的系统中，例如能够实现自动地进行纵向引导并且机动车的驾驶员得到关于横向引导的提示。替代地，也能够实现驾驶员负责纵向引导而自动地实施横向引导。当驾驶员负责车辆的纵向引导时，剧烈的加速尤其导致自动驾驶操纵的终止。

当半自动地实施驾驶操纵时，例如可以听觉地、视觉地或触觉地进行关于转向的提示。在听觉提示中，例如能够实现通过语音输出系统向驾驶员给出关于需要使车辆转弯的提示。在视觉系统中，通过图形显示向驾驶员给出关于相应的转向回转的提示。因此，例如能够实现通过箭头显示示出使方向盘朝哪个方向运动并且通过所述箭头的闪亮或消隐示出不要继续使方向盘运动。然而尤其优选的是，向驾驶员触觉地给出关于横向引导的提示。为此例如能够实现向方向盘施加促使驾驶员转向的力矩。在此例如能够实现产生车辆好像在车辙中运动的感觉。为了使车辆朝没有由驾驶辅助系统设定的方向转向，必须施加更大的力。这在本发明的一种实施方式中同样可能导致终止驾驶操纵，因为车辆现在不再在所计算的行驶通道中运动。

在半自动的驾驶操纵时，如果驾驶员忽视转向提示并且物体位于预计由机动车驶过的行驶通道中，则优选终止驾驶操纵。由此避免：如果驾驶员忽视系统的转向提示，则发生与物体的碰撞。

为了在驾驶操纵期间检测机动车的周围环境，可以使用任意周围环境传感器。通常使用距离传感器——例如超声传感器、雷达传感器、红外传感器或激光雷达传感器。替代地，也能够使用其他视频传感器并且在这种情形中通过图像处理来实现周围环境检测。

如果在检测机动车的周围环境时求取行驶通道中的物体，则在本发明的一种优选实施方式中求取：能否实现绕过所述物体。如果能够绕过，则在绕过所述物体的情况下确定新的行驶通道并且如此实施驾驶操纵，使得机动车在新的行驶通道内运动。通过计算新的行驶通道实现动态系统，当物体运动到原来计算的行驶通道中或者位于原来计算的行驶通道中(这在已知的系统中可能导致终止)时，所述动态系统也结束驾驶操纵。仅当不能绕过行驶通道中的物体时，才终止驾驶操纵。在此也能够实现：首先在最终终止驾驶操纵之前等待物体继续运动并且离开行驶通道还是运动到能够绕过物体的方向上。当在预给定的时间段之后不能够实现绕过物体或者所述物体对于预给定的时间间隔不运动时，才最终终止驾驶操纵。例如可以在用于实施所述方法的驾驶辅助系统中预给定直至最终终止驾驶操纵所等待的时间间隔。替代地也能够实现：例如通过机动车的驾驶员预给定相应的时间间隔。在此，优选如此选择直至最终终止的时间间隔，使得直至最终终止的等待时间不被驾驶员感觉为不舒服。

根据本发明的用于实施所述方法的设备包括用于确定行驶通道的装置、用于检测机动车的周围环境的装置以及用于自动地或半自动地实施驾驶操纵的装置，其中车辆在驾驶操纵期间在所述行驶通道中运动，其中用于自动或半自动地实施驾驶操纵的装置如此构造，使得当在行驶通道中检测到物体时使机动车停止并且只要所述物体已离开行驶通道则继续驾驶操纵和/或当在行驶通道以外探测到物体时使机动车制动并且缓慢地继续驾驶操纵。

用于确定机动车在驾驶操纵期间运动所在的行驶通道的装置通常包括处理器和计算机程序，借助所述计算机程序根据机动车的周围环境数据确定行驶通道，车辆在驾驶操纵期间沿着所述行驶通道运动。在此，例如能够使用通常的控制设备，如其用于驾驶辅助系统那样。例如超声传感器、红外传感器、雷达传感器、激光雷达传感器或其他传感器(如视频传感器)适合作为用于检测机动车的周围环境的装置。

附图说明

在附图中示出本发明的实施例并且在以下描述中对其进行详细阐述。

附图示出：

图1：泊车操纵的示意图；

图2：根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

在图1中示意性示出进入纵向泊车位的泊车操纵。

在图1中所示的情况中，纵向泊车位1由前方车辆3和后方车辆5限界。由机动车7实施的驾驶操纵是进入纵向泊车位1的泊车操纵，其中机动车7向后泊车。

为了泊车到纵向泊车位1中，机动车7沿着轨迹9运动。机动车7在泊车到纵向泊车位1中时所经过的面称作行驶通道11。

为了在停泊机动车7时支持驾驶员，自动地或半自动地实施进入纵向泊车位1的泊车操纵。为此，首先在从旁驶过纵向泊车位1时测量纵向泊车位1并且根据数据计算轨迹9。

为了测量纵向泊车位1，在从旁驶过期间检测机动车7的周围环境。为此使用传感器13。为了能够检测周围环境，车辆在前部区域中具有前部传感器13.1并且在尾部区域中具有尾部传感器13.2。借助前部传感器13.1检测机动车前方的周围环境并且借助尾部传感器13.2检测机动车后方的周围环境。

用于检测周围环境的传感器13通常是距离传感器——例如超声传感器、红外传感器、雷达传感器或激光雷达传感器，或者使用光学传感器——例如摄像机。对于距离传感器，由传感器发射信号并且接收所述信号的由物体反射的回波。由发射信号与接收回波之间的传播时间以及信号的传播速度计算与物体的间距。为了检测方向，需要至少两个传感器，其中物体位于传感器的距离信号的交点处。在使用摄像机时，通过图像处理进行检测。

在确定在适合的控制设备中计算出的轨迹之后，也可以确定行驶通道11。在此，在右转弯的情况下通过车辆的左后方的角部和右前方的角部确定行驶通道的界限，并且在左转弯的情况下通过机动车7的左前方的角部和右后方的角部确定行驶通道的界限。

在确定行驶通道11和轨迹9之后可以实施驾驶操纵。在此，或者能够半自动地实施驾驶操纵或者自动地实施驾驶操纵。

在半自动地实施驾驶操纵的情况下，机动车7的驾驶员负责纵向引导(即车辆的制动和加速)，而由用于实现所述方法的驾驶辅助系统自动地实施横向引导(即转向运动)。替代地，也能够实现由车辆负责纵向引导，并且向机动车7的驾驶员给出关于用于实施驾驶操纵的所需的转向运动的提示。在此，例如可以视觉地、听觉地或触觉地给出关于实施转向运动的提示。在听觉提示的情况中，例如能够实现通过适合的语音输出来引导驾驶员：他应使车辆如何转向。在视觉显示的情况中，例如能够借助适合的箭头显示来显示所需的转向回转。触觉系统例如能够通过在方向盘上施加力矩使驾驶员借助最小的耗力使方向盘运动，从而实施驾驶操纵，好像机动车7在车辙中运动。

在自动实施的驾驶操纵的情况中，由驾驶辅助系统负责机动车7的纵向引导以及横向引导。

为了负责纵向引导，例如能够实现通过适合的控制设备向发动机的燃料供给装置或者向制动设备发送信号并且使车辆相应地加速或制动。为了实施横向引导，例如能够实现通过适合的伺服电机使机动车7的可转向的车轮定向到机动车7应当运动的方向上。

此外，在实施驾驶操纵期间，借助传感器13、13.1、13.2检测机动车的周围环境。在此尤其检查：物体15是否位于行驶通道附近。如果物体15位于行驶通道11的附近，则降低用于实施驾驶操纵的速度。如果物体15在行驶通道11中运动，则使机动车7停止并且中断驾驶操纵，以便避免与物体15的碰撞。如果物体15继续运动并且又离开行驶通道，则继续驾驶操纵。仅当物体15不再运动出行驶通道11时，才终止驾驶操纵。替代地也能够实现，如果物体15位于行驶通道11中，首先检查能否通过以下方式绕过物体15：计算新的轨迹并且然后得到的行驶通道的位置使得物体15不再位于行驶通道中。在这种情形中，通过绕过物体15继续驾驶操纵。

可能中断驾驶操纵的并且可能位于行驶通道11中或位于行驶通道11附近的物体15例如是不动的物体——如柱桩、花盆、围墙、墙壁或其他车辆或运动的障碍物——例如玩具(如球等等)，或者其他交通参与者——如行人、骑行人、摩托车驾驶员或者参与交通的其他机动车。

除进入纵向泊车位的泊车操纵之外(如其在图1中所示的那样)，根据本发明的方法也可以用于优选以低的速度实施的任何其他驾驶操纵。其他驾驶操纵例如是调整行驶(Rangierfahrten)、进入横向泊车位的泊车操纵，其中可以向前或向后实施泊车操纵，进入纵向泊车位的向前泊车或者围绕窄的弯道的行驶(例如在停车楼中)。

为了进一步阐明，在图2中以流程图的形式示出了根据本发明的方法。

在第一步骤101中确定行驶通道11。为此，例如首先计算轨迹，沿着所述轨迹实施驾驶操纵。在此，所述轨迹通常是机动车7的后轴的中点经过的路径。然而，替代后轴的中点，也可考虑车辆的任何其他的点作为所述轨迹的参考点。因此，例如为了确定所述轨迹可以选择前轴的中点、车辆的中点或者车辆的角点。

在第一步骤101中确定的行驶通道是在驾驶操纵期间由机动车7经过的区域并且通常分别通过机动车的最外侧的角部限定。

在第一步骤101中确定行驶通道之后，在第二步骤103中在实施驾驶操纵期间检测周围环境。在此，借助在机动车7上构造的适合的传感器进行周围环境的检测。如以上已经提及的那样，通常使用距离传感器——例如超声传感器、激光雷达传感器、红外传感器或雷达传感器。替代地，也能够使用其他的光学传感器，例如视频摄像机。

在下一个步骤105中，检查在步骤103中检测周围环境时是否探测到了物体。如果在步骤105中没有发现物体，则借助下一个步骤107继续驾驶操纵。

如果在第三步骤105中探测到行驶通道11附近的物体15，则在步骤109中使机动车制动并且以更低的速度继续驾驶操纵。为此，返回步骤103并且继续检测车辆的周围环境以及检查物体。在此，尤其继续监视在行驶通道以外探测到的物体是否运动并且例如是否向着行驶通道的方向运动或者是否涉及行驶通道以外的刚性物体。

如果在步骤105中探测到位于行驶通道11中的物体，则在随后的步骤111中中断驾驶操纵。为此，首先使机动车7停止。通过使机动车7停止避免发生与物体15的碰撞。

在中断驾驶操纵的步骤111之后紧随另一个步骤113，在所述另一个步骤113中检查所述物体是否继续位于行驶通道中。如果在例如可以通过机动车的驾驶员预给定并且存储在用于实施所述方法的驾驶辅助系统中的预给定的时间之后物体15继续在行驶通道11中，则在最后的步骤115中最终终止所述驾驶操纵。如果物体运动，则继续观察物体15并且检测所述物体向哪运动。如果所述物体已经运动出行驶通道，则通过以下方式继续驾驶操纵：继续检测周围环境并且又使车辆加速以便结束驾驶操纵。

在另一种构型中也能够实现，在步骤105中发现物体时不中断驾驶操纵，而是计算替代的轨迹，借助所述替代的轨迹能够绕过所述物体。仅当不能够绕过所述物体时，才中断或随后也终止驾驶操纵。

通过在检测到行驶通道中的物体或者中断驾驶操纵并且随后继续时重新计算轨迹，使驾驶员得到改善的支持。即使在探测到位于行驶通道附近的或者位于行驶通道中的物体时也能够实现或者在替代的路线上或者在物体已经离开行驶通道以后继续驾驶操纵。

Claims (11)

1.一种用于在驾驶操纵时支持机动车(7)的驾驶员的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)确定行驶通道(11)，所述机动车(7)在实施所述驾驶操纵期间在所述行驶通道中运动；自动地或半自动地实施所述驾驶操纵；

(b)在所述驾驶操纵期间检测所述机动车(7)的周围环境；

(c)当在所述行驶通道(11)中检测到物体(15)时，使所述机动车停止，只要所述物体已经离开所述行驶通道(11)，则继续所述驾驶操纵，和/或，当在所述行驶通道(11)以外探测到物体(15)时，使所述机动车制动并且缓慢地继续所述驾驶操纵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，只要所述机动车(7)的驾驶员操作驾驶踏板，则终止自动实施的驾驶操纵。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述机动车(7)的驾驶员能够随时降低所述机动车(7)的速度，而不终止所述驾驶操纵。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在半自动地实施所述驾驶操纵时，自动地进行纵向引导，并且所述机动车(7)的驾驶员获得关于横向引导的提示。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述关于横向引导的提示是触觉的转向提示。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，为了在所述驾驶操纵期间检测所述机动车(7)的周围环境，使用超声传感器、雷达传感器、红外传感器、激光雷达传感器或其他视频传感器。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在检测所述行驶通道(11)中的物体(15)时求取是否能够绕过所述物体(15)，并且如果能够实现绕过，则在绕过所述物体(15)的情况下确定新的行驶通道(11)，并且如此实施所述驾驶操纵，使得所述机动车(7)在所述新的行驶通道内运动。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果不能够绕过所述行驶通道(11)中的物体(15)，则终止所述驾驶操纵。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述驾驶员在半自动的驾驶操纵时忽视转向提示并且物体(15)位于预计由所述机动车(7)驶过的行驶通道(11)中，则终止所述驾驶操纵。

10.一种用于实施根据权利要求1至9中任一项所述的设备，所述设备包括用于确定行驶通道(11)的装置、用于检测所述机动车(7)的周围环境的装置以及用于自动地或半自动地实施所述驾驶操纵的装置，其中，所述机动车(7)在所述驾驶操纵期间在所述行驶通道中运动，其中，所述用于自动地或半自动地实施所述驾驶操纵的装置如此构造，使得当在所述行驶通道(11)中检测到物体(15)时使所述机动车(7)停止并且只要所述物体(15)已经离开所述行驶通道(11)则继续所述驾驶操纵和/或当在所述行驶通道(11)以外探测到物体(15)时使所述机动车(7)制动并且缓慢地继续所述驾驶操纵。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述用于检测所述机动车(7)的周围环境的装置包括超声传感器、红外传感器、雷达传感器、激光雷达传感器或其他视频传感器。