CN107097792A - 用于运行自动化机动车的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行自动化机动车(200)的方法，该方法具有以下步骤：‑在手动控制所述自动化机动车(200)期间求得自动化行驶参数；和‑根据所求出的自动化行驶参数，所述自动化机动车(200)限定地干预对所述自动化机动车(200)的手动控制，其中，相应于所述自动化行驶参数与在手动控制所述自动化机动车(200)期间输入的手动行驶参数的一致程度来执行限定干预。

Description

用于运行自动化机动车的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于运行自动化机动车的方法。本发明还涉及一种用于运行自动化机动车的设备。
背景技术
自动化或者说自动车辆是一种无驾驶员的车辆。车辆会自动行驶，其方式是：车辆通过例如自主识别道路走向、其它交通参与者或障碍物并且在车辆中计算相应控制指令以及将这些指令向车辆中的促动器传送，由此正确影响车辆的行驶走向。驾驶员在全自动车辆中不参与行驶过程。
现今可供使用的车辆还不能自动行动。一方面，因为相应的技术还未完全成熟。另一方面，因为当今法律上还规定，车辆操控者本身必须能够随时干预行驶过程。这使得实现自动车辆变困难。可预见的是，如果所述的障碍已被扫清，那么在若干年后全自动车辆系统将会进入市场。
实现机动车中的用于在确定的行驶情况中支持驾驶员的电子附加装置的驾驶员辅助系统是已知的。在此，重要的常常是安全方面，但也包括行驶舒适性的提升。另一方面是行驶经济性的改善。驾驶员辅助系统部分自动或自动干预车辆的驱动装置、控制装置(例如，油门、制动器等)或信号化装置或者临近危急情况或在危急情况期间通过适合的人-机界面警告驾驶者。目前大多数驾驶员辅助系统这样设计：保留驾驶员对车辆控制的责任并且以此不剥夺驾驶员对车辆控制的资格。
不同种类的周围环境传感装置被用于驾驶员辅助系统，其中例如包括：
-超声波(例如用于帮助泊车)
-雷达(例如用于变道辅助装置、自动距离警告装置)
-激光雷达(例如用于死角监控、自动距离警告装置、距离调节、防撞和预制动)
-摄像机(例如用于车道离开警告、交通标志识别、变道辅助装置、死角监控、用于行人保护的紧急制动系统)
车与车通讯(Car2Car或C2C)应理解为在机动车之间进行信息和数据交换。该数据交换的目的是，提前通知驾驶员存在危急和危险情况。所涉及的车辆收集数据，例如ABS干预、转向角、位置、方向和速度，并且通过无线网络(例如通过WLAN，UMTS等)向其他交通参与者发送这些数据。在此应借助电子器件扩展驾驶员的“视野”。车与基础设施通讯(C2I)应理解为在车辆和附近基础设施之间的数据交换(例如，灯光信号设施)。
所述的技术基于不同交通合作者的传感器的共同作用并且使用通讯技术的最新方法，用于交换这些信息。对此设置，自动或部分自动的车辆未来借助车与车通讯系统相互交换数据。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于运行自动化机动车的改进的方法。
该任务根据第一方面借助用于运行自动化机动车的方法来解决，该方法具有以下步骤：
-在手动控制自动化机动车期间求得自动化行驶参数；和
-根据求出的自动化行驶参数，自动化机动车限定地干预自动化机动车的手动控制，其中，相应于自动化行驶参数与在手动控制自动化机动车期间输入的手动行驶参数的一致程度来执行限定干预。
该任务根据第二方面借助用于运行自动化机动车的设备来解决，其中，自动化机动车是可手动运行的，该设备具有：
-干预装置，该干预装置构造成用于根据自动化行驶参数与在手动控制自动化机动车期间输入的手动行驶参数的一致程度限定地干预自动化机动车的手动行驶运行。
-以该方式实现了用于自动化机动车的一种驾校模式，该驾校模式可以被用于培训驾校学员并且可以有效地有助于避免事故。有利地，对于执行该方法不一定需要，真人的驾校教练位于机动车中。
本方法的有利扩展构型设置，在手动控制自动化机动车期间求得具有所属自动化控制干预的自动化预定轨迹，并且其中，根据求出的自动化预定轨迹和对自动化机动车的手动控制进行的所属自动化控制干预来执行对自动化机动车的限定干预。以该方式，自动求出的特殊行驶参数可以与实际行驶运行的行驶参数相互比较，其中，相应于上述参数之间的偏差来执行自动化机动车对手动控制的行驶运行的干预。
本方法的有利扩展方案设置，本方法从自动化机动车的内部或外部被激活。以该方式能够有利地实现不同的激活模式。
本方法的另一有利扩展方案设置，本方法可通过自动化机动车的人-机界面来配置。由此支持了用于本方法的舒适的配置可能性。
本方法的另一有利扩展方案的特征在于，自动化机动车的司机的学习进度显示在人-机界面上。由此，驾校学员可以通过其学习进度获得有效率的反馈。
本方法的另一有利扩展方案设置，根据行驶历史求得自动化机动车对自动化机动车的手动控制的干预。以该方式提供了用于求得干预程度的另一可能性，使得支持了改进的驾校模式多样性。
本方法的另一有利扩展方案设置，自动化地匹配对自动化机动车的干预。由此支持了自动化机动车的驾校模式的更高效率。
本方法的另一有利扩展方案设置，对自动化机动车的干预根据自动化机动车司机的培训情况来执行。自动车辆以该方式匹配于驾校学员的学习进度，使得支持了对驾驶经验的有效率获得。
本方法的另一有利扩展方案设置，司机的培训情况由自动化机动车检测，并且根据检测出的培训情况调节自动化机动车对自动化机动车的手动行驶运行的干预程度。由此支持了对驾驶经验的尽可能有效率的获得。
本方法的另一有利扩展方案设置，自动或手动地调节干预程度。由此，支持了本方法与驾校学员的学习能力的灵活匹配。
本方法的另一有利扩展方案设置，借助人-机界面至少部分语音控制地进行通讯。由此支持了驾校学员和自动化机动车之间的有效率通讯。
根据另一扩展方案设置，用于运行自动化机动车的设备具有至少一个车与车通讯装置和/或至少一个车与基础设施通讯装置。
此外，本发明还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品具有用于在电子干预装置上运行或存储在计算机能读的数据载体上时执行本方法的程序代码单元。
下面根据多个附图借助其它特征和优点详细描述本发明。在此，用于本身或以任意组合形成的所有描述或示出的特征与本发明在权利要求或其引用中的总结以及本发明在说明书或附图中的表述或图示无关地构成本发明的主题。附图首先被考虑用于阐明本发明的重要原理。
公开的方法特征类似地从相应的公开设备特征中得到并且反之亦然。这尤其意味着，涉及特征、技术优点和实施的本方法以类似方式从设备的相应实施、特征和优点中得到并且反之亦然。
附图说明
附图示出：
图1用于运行自动化机动车所提出的设备的人-机界面的原理图；
图2用于运行自动化机动车的设备的实施方式的方框图；和
图3根据本发明的方法的实施方式的原理流程。
具体实施方式
下面，术语“自动化机动车”意思上与部分自动化机动车、自动机动车和部分自动机动车同义地被使用。
本发明的核心思想是，提供用于在自动化机动车中实现驾校模式的方法和设备。有利地，使用所提出的方法和所提出的设备用于在自动化机动车中实现驾驶培训，是可行的。
在此重要的是，驾校学员在其驾驶培训期间手动控制自动化机动车。然而，在自动或部分自动车辆内的后台中还计算自动化行驶参数，尤其借助所属的转向、制动和加速干预来计算车辆轨迹，这样机动车好像将会自主地自动化地(也就是说，自动或部分自动地)被引导。
首先，只要不出现紧急情况，那么驾校学员独自手动进行对车辆的控制。与此相反，如果在由驾校学员进行手动车辆控制期间出现紧急情况，那么在本发明范畴内撤销驾校学员对自动化机动车的控制，使得自动化机动车接下来自动化(也就是说，部分自动或自动地)地运行，直至紧急情况被克服。在此，不需要驾校教练的干预，因为自动化机动车自主地干预行驶过程。以该方式可以明显提高驾驶课程的安全程度。紧急情况可能例如包括直接面临的车辆碰撞和/或行人碰撞和/或机动车的倾翻和/或滑移。紧急情况还可能由驾校学员方面的驾驶错误或不专注引起。
在驾驶课程期间撤销驾校学员对自动化机动车的控制可以通过自动化机动车来进行，因为，尽管机动车在手动运行中被驾驶员控制，然而此外在后台还计算针对自动车辆运行所规划的机动车轨迹。撤销由驾校学员进行的手动控制可以在行驶的任意时刻进行。如果出现撤销驾校学员对机动车的控制，那么驾校学员对行驶过程的各种干预是没有作用的并且进入所谓的“空置”。
紧急情况可以在行驶运行中的车辆内部通过驾驶员辅助系统，例如通过ESP(英文：electronic stability control)来识别。此外，在手动行驶运行中的自动化机动车中通过当前车辆轨迹、当前转向角以及当前加速/减速与由该机动车计算出的车辆轨迹、转向角及可能需要的当前加速/或减速的比较来识别紧急情况，以便使机动车在安全状态中自动运行。如果紧急情况被识别，那么可以直接撤销驾校学员对车辆的控制。这种情况一直持续到机动车位于安全状态中为止。
如果重新建立了自动化机动车的安全状态，那么对自动化机动车的控制可以重新交还给驾校学员。在此，为此通过车辆向驾校学员发出例如视听信号：驾校学员可以重新接管对自动化机动车的控制。如果驾校学员已经接管了对自动化机动车的控制，那么自动化机动车重新在手动运行中被控制。在后台中则重新计算预定车辆轨迹和所属的转向、制动、加速干预，这样，自动化机动车将会带有识别紧急情况的目的地自主地自动行驶。如果接下来又出现紧急情况，那么重新短暂撤销驾校学员对自动化机动车的控制，直至自动化机动车位于安全状态中。
以所述方式，在自动或部分自动机动车中对驾校学员进行可靠培训，是可行的，无需驾校教练通过机动车中的附加设备来手动干预行驶过程。对行驶过程的干预通过自动化机动车本身来进行。用于实现所提出的方法和所提出的设备的前提是，存在用于自动化机动车的手动控制器件例如转向器件(“方向盘”)、用于调节速度的器件(“油门踏板”)、用于制动机动车的器件(“制动踏板”)，这些器件能够使驾驶员手动地干预行驶过程并且被用于驾驶培训目的。
在此，驾校教练可以位于机动车中，其中，驾校教练向驾校学员指示，驾校学员应如何行驶。替代地也可考虑，驾校教练在专业授课期间不位于自动化机动车内，而是在一外部地点上。
驾校教练和驾校学员之间的通讯在上述后一种情况中可以通过视听无线网络连接，例如通过自动化机动车中的车与基础设施通讯接口来进行。通过驾校教练进行的车辆控制在这样的情况下也可以通过车与基础设施通讯接口来进行。在此，驾校教练可以例如向驾校学员传达驾校学员应行驶的路线。该路线例如被馈送到自动化机动车的导航系统中。
可选地，在驾校教练和驾校学员之间借助车与基础设施通讯进行的语音和/或视频通讯也是可行的，例如通过已经存在于自动化机动车中的导航系统来实现。
驾校教练也可以在自动化机动车中调节不同的驾校模式。如果驾校教练位于自动化机动车中，那么该调节可以通过人-机界面(英文：Human Machine Interface,HMI)来进行，或者如果驾校教练在驾驶课程期间位于自动化机动车外部的另一地点上，那么该调节可以通过车与基础设施通讯接口来进行。
在自动化机动车中的所述驾校模式能够以不同程度来构造，自动化机动车在行驶运行期间以所述程度干预行驶过程。如果驾校学员例如刚开始其驾驶培训，那么自动化机动车在紧急情况下干预行驶过程的程度例如被调节为完全干预(也就是说，100％干预)。这意味着，在紧急情况下自动化机动车立即完全撤销驾校学员对自动化机动车的控制。随着驾校学员培训程度的进步，对自动化机动车的干预程度可以通过由驾校教练选择至少另一模式被减小，例如减小为约50％(部分干预)。
这意味着，在该情况下，例如在自动化机动车不允许靠近另一车辆或交通参与者时自动化机动车仅在非常紧急的情况下才对行驶过程进行干预。在驾驶培训结束时或者说为了驾驶考试可以在另一模式中将干预程度调节为0％。这意味着，驾校学员自行控制自动化机动车，其中，就算在紧急情况下也不进行自动化机动车对行驶过程的干预。这是必要的，以便检验驾校学员在紧急情况下的能力。
附加或替代地可以在车辆内部根据驾校学员的行驶历史计算自动化机动车对行驶过程干预的必要程度并且在另一步骤中无驾校教练地自动化地匹配该程度。
此外可以在自动化机动车内部进行自动化机动车的预定轨迹与由驾校学员驶过的实际轨迹之间的比较。该比较说明了驾校学员的学习进度。在此，针对一个或多个驾驶小时的预定轨迹和实际轨迹可以被存储并且相互比较，以及可以与由车辆计算出的学习进度一起例如在自动化机动车中的人-机界面上为驾校教练和驾校学员显示。此外可考虑，如果驾校教练位于另一地点或为了驾校的文件汇编目的，将这些预定轨迹和实际轨迹与通过自动化机动车进行的学习进度一起通过车与基础设施通讯接口向驾校教练传送。
此外，如果例如预定轨迹与实际轨迹针对一确定的时间段的比较限定地处于一限定值以下，或者说已经在紧急情况下不通过自动化机动车进行干预的情况下执行了确定数量的驾驶小时数，那么驾校学员可以通过自动化机动车辆自动化地报名驾驶考试。
此外可考虑的是，通过所提出的方法不再举行驾驶考试。取而代之，如果例如预定轨迹与实际轨迹之间的比较在百分比上处于一确定值以下，或者说如果在不通过自动化机动车对行驶过程进行干预的情况下已经执行了确定数量的驾驶小时数，或者说驾校学员的学习进度超过一限定值，那么驾校学员自动地当场获得其驾照。在该情况下，驾照的签发可以通过自动化机动车和考点之间的车与基础设施通讯连接来进行。
此外可考虑的是，在自动化机动车和在限定的最小间距内的周围车辆之间进行数据交换，其中，该数据交换可以通过车与车通讯接口来进行。在此，在有些情况下可以向周围车辆传送以下数据：
-调节好的自动化机动车对行驶过程干预模式例如(100％)，
-驾校学员的学习进度，
-自动化机动车在时间上的预定轨迹和实际轨迹(位置数据)。
如果周围车辆不是自动化车辆或是手动运行中的自动化车辆，那么这些信息通过人-机界面显示给车辆驾驶员，使得该车辆驾驶员可以匹配其行驶行为，其方式是：车辆驾驶员例如以相对于驾校车辆的较大距离行驶。与此相反，如果周围车辆是不在手动运行中行驶的自动化车辆，那么在该车辆中，数据在人-机界面上的显示不一定必需。取而代之，周围的自动化车辆自主地使其行驶行为匹配于驾校车辆的行驶行为，其方式是：例如周围车辆根据驾校学员的学习进度而定地控制其速度或与驾校车辆保持更大距离。
如果出现紧急情况，那么在本发明内驾校车辆借助在后台计算出的车辆轨迹和所属的转向、制动、加速干预根据调节的模式而定地自主干预行驶过程。紧急情况可能包括直接面临的车辆碰撞和/或行人碰撞和/或机动车的倾翻和/或滑移。紧急情况还可能由驾校学员的驾驶错误或不专注引起。
本发明的其它优点包括：
-可以取消安装附加设备，如驾校车辆中用于驾校教练的车镜或附加的制动、加速、离合器杠杆，
-对行驶过程的干预通过自动化车辆本身进行，而不是如传统那样通过驾校教练来进行，
-通过不同的干预模式逐步引导驾校学员进行自主驾驶，由此使事故风险最小化，
-对于驾校教练和驾校学员来说可随时记录学习进度，
-驾校教练不必为了驾驶培训而强制位于驾校车辆中，
-在所提出的方法的一定完成阶段中可以完全放弃驾校教练，
-驾驶考试可以被自动化并因此是可比较的，
-可以进行驾照的自动化签发，
-周围车辆可以使其行驶行为及时匹配于驾校学员的行驶行为。
下面根据图1描述示例性人-机界面，该人-机界面被用于使司机能够用所提出的方法控制自动化机动车。该人-机界面优选是触摸屏幕或传感器屏幕(英文：touchscreen)，然而也可考虑其它系统，例如是仅语音或部分语音控制的人-机界面。
这里可见一自动化机动车的图像化人-机界面10。通过选择元件20，自动化机动车的使用者能够调节驾校模式21a至21n，这些驾校模式代表自动化机动车对手动控制的行驶过程的干预程度。
通过另一显示元件30可以图像化输出驾校学员的学习进度，其中，该输出也能够可选地以声音输出来补充或者被声音输出代替。
通过另一显示元件40可以显示自动化机动车对手动控制的行驶过程的干预程度。
另一显示元件50可以例如设置成用于向驾校学员显示由在机动车外部的驾校教练所规定的行驶路线。
当然，所示出的人-机界面10仅定性地被表示并且能够以多个其它未示出的显示或者说输入元件来补充。
结果可以借助所提出的方法有利地提高道路交通中的安全等级并且提供均匀的交通流。
根据本发明的方法有利地被实施为例如在人-机界面10和/或设备100和/或外部计算装置上运行的软件。以该方式支持了本方法的简单的可适配性。
图2示出用于运行自动化机动车200的设备100的实施方式的方框图。设备100包括干预装置60，通过该干预装置可以根据自动化机动车200的限定紧要的行驶情况实现对自动化机动车200的手动行驶运行的干预。这里可看出用于上述目的的车与车通讯接口70和车与基础设施通讯接口80。
图3示出根据本发明的方法的实施方式的原理流程。
在步骤300中在手动控制自动化机动车200期间求得自动化行驶参数。
在步骤310中根据求出的自动化行驶参数限定地干预自动化机动车200的手动控制，其中，相应于自动化行驶参数与手动控制自动化机动车200期间输入的手动行驶参数的一致程度来执行限定干预。
总之，借助本发明提出一种用于运行自动化机动车的方法，其中，自动化机动车具有手动干预器件并且被用于教授驾校学员驾驶经验。根据驾校学员的学习进度可以随时间减小对自动化机动车的干预程度。结果，由此实现了舒适的可能性，用于获得针对驾校学员的全天候可靠的驾驶经验。
专业人员将会以适合的方式改变和/或相互组合本发明的特征，而不偏离本发明的核心。

Claims (14)

1.用于运行自动化机动车(200)的方法，具有以下步骤：
-在手动控制所述自动化机动车(200)期间求得自动化行驶参数；和
-根据所求出的自动化行驶参数，所述自动化机动车(200)限定地干预所述自动化机动车(200)的手动控制，其中，相应于所述自动化行驶参数与在手动控制所述自动化机动车(200)期间输入的手动行驶参数的一致程度来执行限定干预。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在手动控制所述自动化机动车(200)期间求得具有所属的自动化控制干预的自动化预定轨迹，并且其中，根据所述求出的自动化预定轨迹和对所述自动化机动车(200)的手动控制进行的所属的自动化控制干预来执行对所述自动化机动车(200)的限定干预。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法从所述自动化机动车(200)的内部或外部被激活。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法能通过所述自动化机动车(200)的人-机界面(10)来配置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述自动化机动车(200)的司机的学习进度显示在所述人-机界面(10)上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据行驶历史求得所述自动化机动车(200)对所述自动化机动车(200)的手动控制的干预。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，自动化地匹配所述自动化机动车(200)的干预。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述自动化机动车(200)的干预根据所述自动化机动车(200)的司机的培训情况来执行。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述司机的培训情况由所述自动化机动车(200)检测，并且根据检测出的所述培训情况调节所述自动化机动车(200)对所述自动化机动车(200)的手动行驶的干预程度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，自动或手动地调节所述干预程度。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的方法，其中，借助所述人-机界面(10)至少部分语音控制地进行通讯。
12.用于运行自动化机动车(200)的设备(100)，其中，所述自动化机动车(200)是能手动运行的，该设备具有：
-干预装置(50)，该干预装置构造成用于根据自动化行驶参数与在手动控制所述自动化机动车(200)期间输入的手动行驶参数的一致程度限定地干预所述自动化机动车(200)的手动行驶运行。
13.根据权利要求12所述的设备(100)，其特征在于，所述设备(100)具有至少一个车与车通讯装置(60)和/或至少一个车与基础设施通讯装置(70)。
14.计算机程序产品，该计算机程序产品具有用于在电子干预装置(50)上运行或存储在计算机能读的数据载体上时执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的程序代码单元。
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