CN105916749B - 用于运行车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行车辆(301)的方法，其中，在第一时刻求取(101)第一期望轨迹(403)，基于该第一期望轨迹调节(103)车辆(301)的实际轨迹，其特征在于，在时间上处于第一时刻后的第二时刻检验(105)是否能够基于第一期望轨迹(403)继续调节车辆(301)的实际轨迹，其中，如果“是”，则继续基于第一期望轨迹(403)来调节(107)车辆(301)的实际轨迹，其中，如果“否”，则求取(109)第二期望轨迹，基于该第二期望轨迹来调节(111)车辆(301)的实际轨迹。本发明还涉及一种驾驶员辅助系统以及一种计算机程序产品。

Description

用于运行车辆的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行车辆的方法。此外本发明还涉及一种计算机程序产品以及一种驾驶员辅助系统。
背景技术
在现有技术中已知不同的驾驶员辅助系统，借助它们实施对以下车辆的驾驶功能以及车辆的其他功能的支持，例如自动距离调节、追尾预警、车道保持辅助、具有行人识别的夜视摄像机，用于自动停泊车辆的泊车辅助以及用于识别死角中的车辆的变道辅助。在文章“Zukunft der Fahrerassistenz mit neuen E/E-Architekturen(具有新的E/E架构的车辆辅助的前景)”，ATZ Elektronik，2011年4月，第8至第15页中描述了不同的驾驶员辅助系统。
发明内容
本发明所基于的任务在于：给出一种用于运行车辆的改进方法。
此外本发明所基于的该任务还在于：提供一种相应的计算机程序产品。
本发明所基于的任务也在于：给出一种相应的驾驶员辅助系统。
这些任务借助本发明的技术方案来解决。有利的构型是各自优选实施方式。
根据一个方面，提供一种用于运行车辆的方法：
其中，在第一时刻求取第一期望轨迹，基于该第一期望轨迹调节车辆的实际轨迹，
其特征在于，
在时间上处于第一时刻后的第二时刻检验是否能够基于第一期望轨迹继续调节车辆的实际轨迹，
其中，如果“是”，则继续基于第一期望轨迹来调节车辆的实际轨迹，
其中，如果“否”，则求取第二期望轨迹，基于该第二期望轨迹来调节车辆的实际轨迹。
根据另一方面，提供一种具有程序代码单元的计算机程序产品，当该计算机程序产品在处理装置上运行或在计算机可读的数据载体上存储时，所述程序代码单元用于实施所述用于运行车辆的方法。
根据另一方面，提供一种用于车辆的驾驶员辅助系统，其中，该驾驶员辅助系统包括处理装置，该处理装置设置用于实施所述用于运行车辆的方法。
根据另一方面，提供一种包括该驾驶员辅助系统的车辆。
本发明尤其包含以下构思：检验初始计算的、即尤其在前经过的周期中的第一期望轨迹是否能够继续地、即对于当前周期用于调节车辆的实际轨迹。如果“是”，则继续基于第一期望轨迹调节车辆的实际轨迹。如果“否”，则求取第二期望轨迹，基于该第二期望轨迹来调节车辆的实际轨迹。
在现有技术中，在第二时刻总是计算第二期望轨迹。第一期望轨迹则已被丢弃。因为根据本发明设置有根据检验继续使用第一期望轨迹作为调节车辆实际轨迹的基础，所以能够以有利的方式节省计算时间以及计算耗费。这在实时应用的情况下尤其有利。
在一种实施方式中可以设定：求取剩余期望轨迹，该剩余期望轨迹相应于第一期望轨迹减去第一期望轨迹的在第二时刻已用于调节实际轨迹的区段，其中，在第二时刻求取行驶通道(Fahrkorridor)，其中，检验该剩余期望轨迹是否完全位于该行驶通道以内，其中，如果“是”，则基于该剩余期望轨迹调节车辆的实际轨迹，其中，如果“否”，则基于第二期望轨迹调节车辆的实际轨迹。
这尤其意味着仅仅还考虑真正待行驶的路段(剩余期望轨迹)。已行驶的路段(已用于调节的区段)将不再被考虑。行驶通道通常限定为可行驶的面，在该面内引导车辆。在行驶通道外通常存在静止的障碍物，或者当车辆行驶在该行驶通道外时要考虑会有行驶舒适性的损失。但是，只要剩余期望轨迹位于行驶通道以内，则可避免上述缺点。尤其可避免与障碍物的碰撞。尤其可以以有利的方式防止行驶舒适性的损失。
此外，与已知的总是在第二时刻计算第二期望轨迹的现有技术相比，例如由于传感机构缺点引起的行驶通道中的噪音对行驶性能、即对调节引起或产生更小的影响。因为根据一种实施方式基于车辆周围环境的至少一个参数来求取行驶通道，借助至少一个传感器(例如视频传感器、激光传感器、超声波传感器、雷达传感器、激光雷达传感器)检测所述至少一个参数。这样的传感器可能具有噪音，由此也可能会间接造成行驶通道中的噪音。根据剩余期望轨迹必须位于行驶通道以内的条件，以便使第一期望轨迹可以继续用于调节，降低或甚至避免了噪音的影响。
根据一种实施方式可以设定：在第一时刻求取第一行驶通道。第一行驶通道可以按照类似于所述行驶通道的实施方式来求取。然后，求取第一期望轨迹，使得该第一期望轨迹完全布置在第一行驶通道以内。这尤其意味着，在第一时刻求取第一行驶通道，其中，在第一行驶通道以内求取第一期望轨迹。为了更好地区分，在包括第一行驶通道的实施方式中可以将在第二时刻求取的行驶通道称为第二行驶通道。
根据另一种实施方式可以设定：将剩余期望轨迹与第二时刻或第二时刻后的车辆位置相关联。尤其将剩余期望轨迹与第二时刻时或第二时刻后的车辆行驶方向相关联。
这里以有利的方式考虑到车辆可能在第二时刻具有不位于第一期望轨迹上的位置的情况。这例如由于外部影响——例如侧向风和/或确定位置时的噪音引起。在理想情况下，车辆在第二时刻置于或位于第一期望轨迹上。在确定位置时的噪音例如可能是由于传感器噪音引起的。所述关联尤其以有利的方式使得剩余期望轨迹无缝地或连续地、即持续地转变为车辆瞬时的、即在关联时刻存在的实际轨迹上。这以有利的方式避免在调节车辆运动时的突然跳变。因为如果车辆处于偏离期望轨迹的位置，则通常实施突然的车辆操纵，以便到达第一期望轨迹。
在一种实施方式中可以设定：行驶通道具有预先确定的长度，其中，借助解析函数描述第一期望轨迹，从而基于该解析函数将第一剩余期望轨迹延长至行驶通道的纵向端点，其中，检验延长后的第一剩余期望轨迹是否完全位于行驶通道以内，其中，如果“是”，则基于延长后的剩余期望轨迹来调节车辆的实际轨迹，其中，如果“否”，则基于第二期望轨迹来调节车辆的实际轨迹。
可能会出现：初始计算出的第一期望轨迹不到达纵向端点，该纵向端点也可称为水平线，因为通常与车辆的瞬时位置关联的行驶通道由于车辆运动也相应地移动。因为在计算第一期望轨迹的时刻该行驶通道还不存在，从而还完全不能求取第一期望轨迹，直到后来、即在第二时刻计算出行驶通道的水平线。但是，因为可以借助解析函数描述第一期望轨迹，所以可以将剩余期望轨迹简单地延长到行驶通道的纵向端点或延长到水平线。当延长后的剩余期望轨迹位于该行驶通道以内时，则可有利地基于该延长后的剩余期望轨迹来调节车辆的实际轨迹。否则，求取第二期望轨迹，基于该第二期望轨迹来调节车辆的实际轨迹。
在本发明的意义上，“水平线”例如可理解为传感器(或传感机构)的有效距离(即传感器可多远地传感检测周围环境)或视野。“水平线”尤其可理解为相对于车辆的纵向方向并自车辆在求取相应的行驶通道的时刻起测量的对形势分析重要的长度。因此，该重要的长度尤其可以小于传感器的有效距离。尤其当形势分析(即对瞬时存在的形势进行分析)得出仅仅应当使用小于传感器有效距离的重要长度作为计算延长后的剩余期望轨迹的基础时。因此，剩余期望轨迹被延长直到其与重要长度一样长。
在一种实施方式中可以设定：实际轨迹的调节包括车辆运动的纵向调节和/或车辆运动的横向调节。
根据另一种实施方式可以设定：在车辆前面存在在前行驶的另一车辆的情况下以及在车辆运动的纵向调节的情况下，为了将车辆与另一车辆之间的实际距离调节到期望距离上，当实际距离与期望距离的偏差小于、尤其小于或等于预先确定的偏差阈值时，可以使用第一期望轨迹来继续调节实际轨迹。这尤其意味着，只要偏差小于、尤其小于或等于偏差阈值，则继续基于第一期望轨迹来计算实际轨迹。
在本发明的意义上，一个行驶通道尤其构成一个行驶任务。用于横向引导的行驶通道的水平线尤其是在X方向上对于该行驶任务重要的长度。用于纵向引导的行驶通道的水平线尤其是应到达行驶任务的一个或多个目标位置的时间。行驶通道优选包含或包括用于横向引导的边界以及禁止确定面的经过点以及对经过点关于时间的运动的预测。行驶通道例如是借助空间(自由空间)中用于目标位置以及目标定向的目标限定进行的自由空间描述。
在纵向调节的情况下这里也可以以有利的方式节省计算时间和计算耗费。由此在距离测量时例如由于距离测量传感机构的传感机构缺点引起的噪音不会导致不舒适的纵向调节。
根据一种实施方式可以设定：所述驾驶员辅助系统构造为堵车辅助系统。
在本发明的意义上，堵车辅助系统在存在堵车或交通停滞时在车辆引导方面支持驾驶员。该堵车辅助系统尤其可在堵车或交通停滞期间高度自动化地引导车辆，也即无需驾驶员的干预。
在本发明的意义上，所述引导尤其包括纵向引导和/或横向引导。
类似地，从所述方法的实施方式中得出驾驶员辅助系统的特征和功能，反之亦然。
附图说明
以下将借助优选实施例来更详细地描述本发明。附图表示：
图1：用于运行车辆的方法的流程图，
图2：用于车辆的驾驶员辅助系统，
图3：在行驶通道中的一个车辆，
图4：在行驶通道中的一个车辆，其中，第一期望轨迹可以继续用于调节实际轨迹，
图5：在行驶通道中的车辆，其中，为了继续调节实际轨迹必须计算第二期望轨迹，
图6：在两个不同时刻的行驶通道中的车辆，其中，该车辆在较后时刻未置于第一期望轨迹上，
图7：用于运行车辆的另一个方法的流程图，
图8：车辆以及在该车辆的前面行驶的车辆。
以下对于相同特征可使用相同的附图标记。为清楚起见，不是所有示出的特征都具有附图标记。
具体实施方式
图1示出用于运行车辆的方法的流程图。
在步骤101中，在第一时刻求取第一期望轨迹。该第一时刻尤其用于第一周期，即尤其用于第一调节周期。在步骤103中，基于第一期望轨迹来调节车辆的实际轨迹。
在步骤105中，在时间上处于第一时刻后的第二时刻(尤其用于第二周期，即尤其用于第二调节周期)检验是否可以基于第一期望轨迹继续调节车辆的实际轨迹。如果在步骤105中确定可以继续使用第一期望轨迹作为调节车辆的实际轨迹的基础，则在步骤107中继续基于第一期望轨迹来调节车辆的实际轨迹。
如果在步骤105中确定不可以基于第一期望轨迹继续调节车辆的实际轨迹，则在步骤109中求取第二期望轨迹，在步骤111中基于第二期望轨迹调节车辆的实际轨迹。
图2示出用于车辆(未示出)的驾驶员辅助系统201。驾驶员辅助系统201包括处理装置203，例如计算机。处理装置203设置用于实施用于运行车辆的方法。
图3示出行驶通道303a，b，c中的车辆301，其中，求取了在不同时刻的行驶通道。行驶通道303a，b，c象征性地分别通过具有附图标记305a和305b的边界以及边界307a，b和309a，b来限界。在理想情况下，边界305a，b和307a，b以及309a，b应无缝地、即持续地彼此过渡。由于在检测行驶通道时的传感器噪音，通常行驶通道与其边界也受到噪音干扰。这象征性地在图3中示出，由此各个边界305a，b(用于行驶通道303a)和307a，b(用于行驶通道303b)以及309a，b(用于行驶通道303c)彼此错开地表示。具有附图标记311的双箭头象征性地表示噪音。具有附图标记311的双箭头的长度在此相应于噪音幅值。
此外，在图3中还示出另外的行驶通道313a，b，c，在构成行驶通道313a，b，c的时刻也构成行驶通道303a，b，c(对于行驶通道303a和313a与第一时刻相同，对于行驶通道303b和313b与第二时刻相同以及对于行驶通道303c和313c与第三时刻相同)。这些更多的行驶通道313a，b，c类似于行驶通道303a，b，c分别通过边界315a，b和317a，b以及319a，b来限界。这些另外的行驶通道313a，b，c分别包括行驶通道303a，b，c。这尤其意味着，行驶通道303a，b，c布置在另外的行驶通道313a，b，c内。因此，另外的行驶通道313a，b，c例如可以分别限定一个不允许驶过其边界的行驶通道，因为否则可能会导致事故。尤其当在另外的行驶通道313a，b，c外存在静止的障碍物时。
行驶通道303a，b，c可以分别限定一个在紧急状态下允许越过其边界行驶通道。但是通常不应离开行驶通道303a，b，c。因为通常这些行驶通道被选择为保证行驶舒适度的最大化。
在不同时刻的另外的行驶通道313的边界315a，b和317a，b以及319a，b也具有噪音。该噪音在这里类似地以具有附图标记321的双箭头来表示。
具有附图标记323的双箭头表示行驶通道303b的宽度。具有附图标记325的双箭头表示另外的行驶通道313a的宽度。具有附图标记327的双箭头象征性地表示车辆301在行驶通道303a中的自由度。这里该自由度相应于在车辆301没有离开行驶通道303a的情况下车辆301到边界305a的最大侧向距离。因此，自由度327相应于车辆301在侧向或横向上的最大可能的运动范围。参考车辆的行驶方向，这里该行驶方向象征性地以具有附图标记329的箭头来表示。
图4示出在第一时刻在行驶通道303a中的第一位置405上并且在第二时刻在行驶通道303b中的第二位置407上的车辆301。在第一时刻行驶通道303a的边界是边界305a和305b。在第二时刻，即当车辆处于位置407上时，行驶通道303b的边界是边界307a和307b。当车辆在第二时刻处于位置407上时，则以附图标记401来表示车辆301。
在第一时刻求取的第一期望行驶轨迹以附图标记403表示。在第一期望行驶轨迹403上的位置405到边界305a的距离以具有附图标记409的单箭头来表示。在第一时刻的行驶通道303a在纵向端点上的期望行驶轨迹403的相应距离以具有附图标记411的箭头表示。这里，在第一时刻的行驶通道303a的纵向端点(以及在第二时刻的行驶通道303b的纵向端点)借助具有附图标记415的虚线来表示。
附图标记413表示第一期望行驶轨迹403朝着第二时刻的行驶通道303b的纵向端点415方向上的延长区段。该延长尤其是可能的，因为可以借助解析函数来描述第一期望行驶轨迹403。
如图4所示，延长后的第一期望行驶轨迹403完全处于第二时刻的行驶通道303以内。这尤其意味着，在第二时刻无需进行期望轨迹的新计算(即第二期望轨迹的计算)。这尤其意味着，可以基于延长后的第一期望行驶轨迹403继续调节车辆的实际轨迹。
图5现在示出必须进行期望轨迹的新计算的示例。现在，在时间上在第二时刻后的第三时刻，车辆位于具有边界309a，b的行驶通道303c中的位置503上，在该位置503上车辆以附图标记502来表示。根据图4延长后的期望轨迹在这里也延长到第三行驶通道303c的纵向端点。该延长区段以附图标记501表示。在这里，该延长区段部分地位于在第三时刻求取的行驶通道303c以外。这意味着，对于第三行驶通道303c不可以继续使用到目前为止的期望轨迹来调节实际轨迹。必须为第三行驶通道303c计算新的期望轨迹，即第二期望轨迹。
图6示出在第一时刻的行驶通道303a中的位置405上并且在第二时刻的行驶通道303b中的位置407上的车辆301。这里，位置407与图4和5中相比相对第一期望轨迹403存在侧向间距。车辆301已行驶的轨迹以附图标记601表示。因此，剩下以附图标记603表示的剩余期望轨迹。该剩余期望轨迹603与第二时刻的车辆位置、即位置407相关联。关联剩余期望轨迹以附图标记605表示。关联剩余期望轨迹605至第二时刻的行驶通道303b的纵向端点415的延长区段以附图标记607表示。这里延长后的关联剩余期望轨迹也位于第二时刻的行驶通道、即第二行驶通道以内。对于第二行驶通道303b不必使用新的期望轨迹。延长后的关联剩余期望轨迹被用于调节实际轨迹。这尤其直到求取第三行驶通道的第三时刻。然后，在第三时刻检验延长后的关联剩余期望轨迹是否可以在第三行驶通道内调节实际轨迹。
图7表示用于运行车辆的另一种方法的流程图。
根据步骤701，求取第一行驶通道。根据步骤703，基于所求取的行驶通道进行轨迹规划。这尤其意味着，在步骤703中求取第一期望轨迹，该第一期望轨迹布置在第一行驶通道内。根据步骤705，基于第一期望轨迹来调节实际轨迹。在此情况下设定：循环地根据步骤701求取行驶通道，其中，在步骤707中检验在前一循环中根据步骤703求取的期望轨迹是否可以用于当前的循环。如果“是”，则将前一循环的期望轨迹作为用于运动调节的基础，即用于将实际轨迹调节到期望轨迹上。否则，计算新的期望轨迹。
图8示出车辆801，另一车辆803行驶在该车辆801前面。车辆801以象征性地以具有附图标记805的箭头表示的速度行驶。类似地具有附图标记807的箭头象征性地表示另一车辆803的速度。
如果应当借助引导车辆801将车辆801与另一车辆803之间的距离调节到恒定距离，则在距离检测时的信号中的噪音(例如传感器信号中的噪音)不应导致不舒适的纵向调节、即行驶方向上的调节。这里附图标记809指示车辆801与另一车辆803之间的双箭头，该双箭头相应于在第一时刻或在第一循环中测量出的两个车辆801与803之间的距离。相应地附图标记811指示表示在时间上接下来的第二时刻或第二循环中测量出的两个车辆801与803之间的距离的双箭头。由于例如测量距离的传感器的噪音，因此即使两个车辆801及803以相同的速度行驶，也可能会导致不同的距离测量。但是，为了不由此自动地生成新的轨迹规划(即第二期望轨迹的计算)，尤其可以设定：仅仅当两个车辆801与803之间的实际距离与期望距离的偏差小于、尤其小于或等于预先确定的偏差阈值时，才在第二时刻计算第二期望轨迹。
这尤其意味着，在纵向调节的情况下，类似于横向调节的示例，仅仅当超过所限定的自由度——这里尤其为偏差阈值时，才新规划期望轨迹。只要不是这种情况，则基于初始规划的期望轨迹，即第一期望轨迹，继续调节车辆的实际轨迹。
本发明尤其包括以下构思：仅仅当超过预先确定的或预先给定的自由度时，才规划或计算新的期望轨迹。这以有利的方式使得车辆运动相对于行驶通道中的噪音和/或传感器噪音不敏感。因此这尤其意味着，给出了一种即使在差的传感机构的情况下也产生舒适运动的可能性。
这还使得可以对快速的变化做出响应。这不同于滤除例如用于检测车辆与另一车辆或障碍物或任意物体之间的距离或传感地检测车辆的周围环境的传感器的输入信号以消除噪音的情况。因为这会损害功能响应的动态性。而本发明与此相反地对于快速变化的良好响应没有不利影响。尤其是使(在第一时刻计算或求取的)旧的期望轨迹的剩余部分与车辆的当前位置和方向关联，并且检验延长后的关联剩余期望轨迹是否还位于在第二时刻计算的行驶通道以内。

Claims (7)

1.一种用于运行车辆(301)的方法，
其中，在第一时刻求取(101)第一期望轨迹(403)，基于该第一期望轨迹调节(103)所述车辆(301)的实际轨迹，
其特征在于，
在时间上处于所述第一时刻后的第二时刻检验(105)是否能够基于所述第一期望轨迹(403)继续调节所述车辆(301)的实际轨迹，
其中，如果“是”，则继续基于所述第一期望轨迹(403)来调节(107)所述车辆(301)的实际轨迹，
其中，如果“否”，则求取(109)第二期望轨迹，基于该第二期望轨迹来调节(111)所述车辆(301)的实际轨迹，
其中，求取剩余期望轨迹(603)，该剩余期望轨迹相应于所述第一期望轨迹(405)减去所述第一期望轨迹(403)的在第二时刻已用于调节所述实际轨迹的区段(601)，其中，在所述第二时刻求取行驶通道(303b)，其中，检验该剩余期望轨迹(603)是否完全位于所述行驶通道(303b)以内，其中，如果“是”，则基于该剩余期望轨迹(603)调节所述车辆(301)的实际轨迹，其中，如果“否”，则基于所述第二期望轨迹调节所述车辆(301)的实际轨迹，
其中，所述行驶通道(303b)具有预先确定长度，其中，借助解析函数描述所述第一期望轨迹(403)，从而基于该解析函数将所述剩余期望轨迹延长至所述行驶通道(303b)的纵向端点(415)，其中，检验延长后的剩余期望轨迹是否完全位于所述行驶通道(303b)以内，其中，如果“是”，则基于延长后的剩余期望轨迹来调节所述车辆(301)的实际轨迹，其中，如果“否”，则基于所述第二期望轨迹来调节所述车辆(301)的实际轨迹。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述剩余期望轨迹(603)与所述车辆(301)在第二时刻或第二时刻后的位置(405，407，503)相关联。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述实际轨迹的调节包括车辆运动的纵向调节和/或车辆运动的横向调节。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述车辆(301)前面存在在前行驶的另一车辆(803)的情况下以及在所述车辆运动的纵向调节的情况下，为了将所述车辆(301)与所述另一车辆(803)之间的实际距离调节到期望距离上，当所述实际距离与所述期望距离的偏差小于预先确定的偏差阈值时，能够使用所述第一期望轨迹(403)来继续调节所述实际轨迹。
5.计算机可读的数据载体，在所述计算机可读的数据载体上存储有具有程序代码单元的计算机程序产品，其中，当所述计算机程序产品在处理装置(203)上运行时，所述程序代码单元用于实施以上权利要求中任一项所述的方法。
6.一种用于车辆(301)的驾驶员辅助系统(201)，包括处理装置(203)，该处理装置设置用于实施根据权利要求1至4中任一项所述的方法。
7.根据权利要求6所述的驾驶员辅助系统(201)，其中，该驾驶员辅助系统(201)构造为堵车辅助系统。
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