CN107784836B - 用于提供所预测的车辆运动的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法，该方法用于提供在行驶线路的前方的路段上的车辆运动的所预测的时间上的变化，该方法具有以下步骤：‑提供（S1、S2）具有部分区段的路段，为所述部分区段分别预先给定了平均速度；‑将所述路段转化（S3）为车辆运动的时间上的变化，其中以时间栅格来说明所述平均速度；‑对所述车辆运动的时间上的变化进行滤波（S4），用于得到所述车辆运动的所预测的时间上的变化。

Description

用于提供所预测的车辆运动的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种在前方的路段上的车辆运动的预测、尤其是用于实施驾驶员协助功能。此外，本发明涉及一种用于对行驶影响加以考虑的措施。

背景技术

机动车中的一些驾驶员协助功能借助于预测信息，所述预测信息表明在所谓的电子地平线的范围内关于行驶线路的前方的路段的速度变化。这样的驾驶员协助功能比如能够包括档位选择预测、预测的起停功能、预测的起停滑行功能或者预测的催化器诊断计划功能。但是，为了执行预测的功能，关于在前方的路段上的机动车的大概可能的速度变化的尽可能准确的了解是必不可少的。

发明内容

按照本发明，设置了一种按照权利要求1所述的用于提供在行驶线路的前方的路段上的车辆运动的所预测的变化的方法以及按照并列的权利要求所述的装置和驾驶员协助系统。

另外的设计方案在从属权利要求中得到了说明。

按照第一方面，设置了一种用于提供在行驶线路的前方的路段上的车辆运动的所预测的时间上的变化的方法，该方法具有以下步骤：

-提供具有部分区段的路段，为所述部分区段分别预先给定了平均速度；

-将所述路段转化为车辆运动的时间上的变化，其中为预先给定的时间栅格的栅格时间说明所述平均速度；

-对所述车辆运动的时间上的变化进行滤波，用于得到所述车辆运动的所预测的时间上的变化。

迄今为止的预测方法，所述预测方法说明了在行驶线路的通过电子地平线所定义的路段上的大概可能的速度变化，仅仅考虑到相应地在所述行驶线路的一部分上的大概可能行驶的速度。但是，如果为彼此邻接的部分区段分配了不同的平均的车速，相应所观察的路段的部分区段之间的速度的转变由此不能准确地描绘。

关于行驶线路的速度变化通常根据路段来说明，因此困难的是为行驶线路的部分区段精确地说明所预测的速度变化，在所述部分区段中通常像比如在十字路口之前、在环形交通之前和之后或者类似情形发生加速过程或者制动过程。

现在，上述方法的构思在于：不是通过由所述电子地平线说明的路段的部分区段而是以时段的方式来说明所述车辆运动的所预测的变化。由此可以实现可变地预先给定关于所预测的变化的时间栅格-通过时间栅格将时段定义为栅格时间-，能够使所述车辆运动的所预测的时间上的变化在其准确性方面与相应的驾驶员协助功能相匹配。

获知所述车辆运动的所预测的时间上的变化，这能够实现对传感器数据的加以改善的考虑，通过所述传感器数据来检测车辆环境。此外，通过所述车辆运动的所预测的时间上的变化可以实现向所观察的时间上的电子地平线之内的速度变化加载滤波器，所述滤波器考虑到交通标志、交通信号、道路和所教导的驾驶员行为。

因为驾驶员行为的教导-所述驾驶员行为被用于对所述车辆运动的所预测的时间上的变化进行滤波-基于确定的应用情况，，所以能够更为有效地设置所述教导。所述教导基于不同的场合。比如能够为缓缓滑行行为（Ausrollverhalten）的教导在不同的情况之间进行区分。因此，驾驶员的缓缓滑行行为根据其是在停车牌或者红灯之前减速直至停止状态还是在环形交通之前降低速度来进行区分。通过对于基础的情况的了解，能够更好地理解驾驶员的行为。

借助于所述车辆运动的所预测的时间上的变化，由此可以实现以改善的准确性来执行驾驶员协助功能，也就是说根据所预测的时间上的变化来操控机动车。比如在档位选择功能中通过所述车辆运动的所预测的时间上的变化能够更准确地确定在电子地平线的行驶之内的最佳的转换时刻。

此外，能够将所述路段确定为从机动车的目前的地理位置出发的具有如下长度的最有可能的行驶线路，所述长度与预先给定的电子地平线相对应。

能够规定，如此实施将所述路段转化为预先给定的时间栅格，使得为各个栅格时间分配的速度对应于相应地在确定的栅格时间期间穿过的部分区段的平均速度。

此外，能够实施滤波，使得速度突变根据驾驶员个性化的和/或车辆个性化的和/或由车辆情况所引起的加速或者减速被调整。

按照一种实施方式，能够实施滤波，使得所述车辆运动的时间上的变化与所探测的交通标志和/或交通信号相匹配。

尤其能够在识别出以预先给定的安全的间隔前行的车辆时对所述车辆运动的时间上的变化进行调整，方法是：针对预先给定的后续时间段为所述车辆运动的时间上的变化假定前行的车辆的速度。

此外，为了相对于前行的车辆占据预先给定的安全的间隔，能够假定加速或者减速到为所述时间栅格的栅格时间分配的速度-所述加速或者减速是驾驶员个性化的和/或车辆个性化的和/或由车辆情况所引起的加速或者减速-。

能够规定，从所述车辆运动的所预测的时间上的变化和相应地为栅格时间分配的车行道斜度中借助于预先给定的车辆参数来获知相应的车轮力矩。一般而言，“车行道斜度”理解为沿着车辆的纵向方向的斜度。

按照一种实施方式，能够在所述车辆运动的所预测的时间上的变化的基础上执行驾驶员协助功能。

此外，能够在所述电子地平线之内识别下述时段，关于所述时段车速为零，并且相对应地与如下时间段有关地根据所述起停功能来执行马达停止，在所述时间段期间所述速度是零。

此外，所述驾驶员协助功能可以包括起停滑行功能，其中，如果在连续的栅格时间的时间间隔期间预测了通过纯粹的滑行运行在没有驱动支持的情况下能够行驶的速度变化，则在所述机动车的行驶期间切断所述驱动马达。

附图说明

接下来借助于附图对实施方式进行详细解释。其中：

图1示出了具有驾驶员协助单元和预测装置的机动车的示意图，所述预测装置用于向所述驾驶员协助单元预先给定车辆运动的所预测的时间上的变化；

图2示出了用于对一种方法进行说明的流程图，该方法被执行用于获知所述车辆运动的所预测的时间上的变化；

图3示出了将车辆运动的取决于线路的变化转化为车辆运动的时间上的变化的示范性的示图；

图4示出了以停车的方式穿过十字路口时所述车辆运动的时间上的变化的示图。

具体实施方式

图1示出了具有驾驶员协助系统2、具有驱动单元3并且具有变速器控制单元4的机动车1的示意图。所述驾驶员协助系统2构造用于实施驾驶员协助功能，所述驾驶员协助功能对此能够控制用于驱动机动车1的驱动单元3的运行和/或所述变速器控制单元4的运行。

所述驾驶员协助系统2能够与导航系统5相连接，用于从在那里被保存的地图数据中得到关于前方的最有可能的行驶线路和所述机动车1的目前的地理位置（比如以GPS数据的形式）的信息。

前方的行驶线路能够通过所述导航系统5在输入目的地之后在线路获知的框架下以本身已知的方式来确定。替选地，如果还没有实施线路规划的话，那么也能够通过概率考虑（Wahrscheinlichkeitsbetrachtung）作为最有可能的行驶线路来获知前方的行驶线路。那么同样能够以本身已知的方式从相关的机动车的过去的行驶的线路和时间的记录中确定最有可能的行驶线路，其中能够考虑到白天时间、工作日、季度、交通信息、天气条件及类似情况。

此外，所述地图数据包括关于在最有可能的行驶线路的部分区段上平均待行驶的速度以及关于其车行道斜度的说明。所述部分区段比如能够对应于1m与250m之间的线路。此外，所述部分区段的长度能够根据机动车的速度来选择。

此外，设置了预测设备6，用于得到关于最有可能的行驶线路以及关于所述最有可能的行驶线路的部分区段上的相应的车行道斜度以及关于相应的平均速度的信息。所述预测设备6构造用于，确定关于所述行驶线路的前方的路段的部分区段的所预测的车速的变化。所述路段通过电子地平线的预先给定和以所述机动车的目前的地理位置出发来定义，其中所述电子地平线表明距离说明。

此外，所述预测设备6与环境检测传感装置7处于连接之中，所述环境检测传感装置通过摄像机和传感器、比如雷达、LiDAR（激光雷达）和类似装置来识别车辆环境并且提供车辆环境中的所识别的物体，用于对在所述预测设备6中所述车辆运动的所预测的时间上的变化的获知加以考虑。

在图2中示出了用于对一种方法进行说明的流程图，该方法在所述预测设备6中被执行。

在步骤S1中首先确定可能的行驶线路。这借助于来自所述导航系统的信息或者通过其它的预先给定来进行。前方的行驶线路在线路规划的基础上在输入目的地之后或者在另外的信息、比如白天时间、交通信息、天气条件和/或已经驶过的行驶线路的信息的基础上来获知。

在步骤S2中，借助于电子地平线以所述机动车的目前的位置出发直至预先确定的距离（电子地平线）来定义前方的路段、像比如1 km、2 km或者类似距离。由所述导航系统5所提供的、关于前方的行驶线路的信息包括在前方的行驶线路的部分区段上的平均速度以及所述部分区段的车行道斜度，从而为所述前方的路段的部分区段提供相对应的信息。

现在，根据预先给定的时间栅格来获知为所述部分区段所提供的平均速度，所述预先给定的时间栅格像比如0.1s、1s、5s或者10s、尤其是在1s与30s之间的时间栅格的栅格时间、时间序列来自关于所述前方的行驶线路的车速。获知这样得到所述车辆运动的所预测的时间上的变化，直至通过时间上的电子地平线预先给定的最大的时间间隔。所述最大的时间间隔比如能够为60 s、尤其是在30 s与300 s之间。在考虑到所述相关的部分区段中的平均车速的情况下通过驶过相关的部分区段的车辆的预先给定的时间栅格来进行换算。对于以下栅格时间来说，所述栅格时间搭接在两个具有不同的平均速度的部分区段之间的界限，从中给出的所分配的速度能够确定为所述相关的部分区段的两个平均车速的中值（Mittelwert）、尤其是涉及到所述栅格时间之内两个部分区段的相应驶过的长度。

在图3中说明了一种示范性的换算，在图3中从各个示范性的、用于所述部分区段的速度说明中获知用于所述栅格时间的速度说明。

由于在所述车辆运动的所预测的变化中可能出现的速度突变，接下来在步骤S4中运用滤波器。所述滤波器考虑到一些因素、比如交通标志牌、交通信息、道路类型和以前所教导的驾驶员行为。

在一种示范性的场景中穿过道路十字路口，其中在穿过所述十字路口之前停车。以30 km/h接近到所述十字路口直至以10km/h/sek的减速停在停止线S处。以10km/h/s的加速度直至80 km/h的速度在所述车辆运动的在时间上所预测的范围内通过第三至第十一秒之间的下坡坡道（Herunterrampen）来穿过所述十字路口。这一点示范性地在图4中示出。加速和减速从驾驶员的所教导的驾驶员行为中产生并且能够被考虑用于预测、也就是说用于建立所述车辆运动的时间上的变化。

在另一种示范性的场景中，在识别出以预先给定的安全的间隔前行的车辆时能够将所述前行的车辆的速度用于所述车辆运动的在时间上所预测的变化。尤其能够将前行的车辆的速度、像比如针对20s的确定的后续时间段假定为在所述车辆运动的在时间上所预测的变化中的相对应的速度。由此能够以简单的方式对前面所获知的时间序列进行更新，方法是：在比如针对20个连续的时间栅格的1s的栅格时间中记入与前行的车辆的车速相对应的车速。对于确定的后续时间段之外的时段来说，一般而言能够对原有的速度轮廓加以考虑，所述原有的速度轮廓从局部的电子地平线的时段和被运用在其上的滤波器中产生。

如果前行的车辆比预先给定的安全的间隔更远，则能够在所述车辆运动的在时间上所预测的变化中获知以加速直至相对于所述前行的车辆的安全的间隔的速度轮廓，之后接下来为后来的预先给定的后续时间段假定前行的车辆的速度。

此外，如果前行的车辆变换车道，这比如能够通过环境检测传感装置以本身已知的方式来识别，那么对前行的车辆的速度加以考虑仅仅能够用于在所述车辆运动的在时间上所预测的变化中经过调整的后续时间段，其中所述经过调整的后续时间段对应于针对车道变换的时间。而后对原有的速度轮廓加以考虑，所述原有的速度轮廓从局部的电子地平线的时段和被运用在其上的滤波器中产生。替选地，也能够以上面所描述的方式对另一部前行的车辆加以考虑用于对所述车辆运动的所预测的时间上的变化进行调整。

如果所述机动车1的驾驶员打算变换车道，这能够由于行驶方向指示器或者类似装置的安装通过车辆传感器来识别，那就能够根据上面所描述的方式使所述速度与处于相对应另一条车道上的前行的车辆的速度相匹配。以该方式，所述车辆运动直至相对于前行的车辆的预先给定的安全的间隔的、所预测的时间上的变化能够设置加速或者减速，并且接下来为所述预先确定的后续时间段通过对于速度的调整来设置所述预先给定的间隔的保持。这能够在考虑到接近前行的车辆的接近速度的情况下来进行。

在另一种示范性的场景中，能够对相对于前行的车辆的安全的间隔中的挤入的车辆加以考虑，方法是：根据减速到所述安全的间隔来调整所述车辆运动的所预测的时间上的变化。

为了停在交通标志处或者停在灯光信号设备处，能够对用于所述车辆运动的所预测的时间上的变化的加速模型或者减速模型加以考虑。所述加速模型能够根据在所述灯光信号设备处的等候时间和与所述灯光信号设备的间隔来选择。

在所述滤波器中，同样能够在所述车辆运动的所预测的时间上的变化中对所述车行道斜度加以考虑，方法是：根据斜度来对减速和加速进行调整。

根据所预测的速度和所述车行道斜度，能够通过所述时间栅格来获知车轮力矩，为了驶完关于所述车速的、借助于车辆运动的所预测的时间上的变化的预先给定的轨迹的所述行驶线路，需要所述时间栅格。

驾驶员协助功能，所述驾驶员协助功能对所述车辆运动的所预测的时间上的变化加以考虑，比如能够包括档位选择预测、起停优化、起停滑行功能以及预测的催化器诊断功能。

档位选择预测基于所预测的车速和所预测的车轮力矩，并且能够据此（比如借助于特性场）来设置行驶等级变化。

此外，起停功能在灯光信号设备处能够获知，是否为所述车辆运动的所预测的时间上的变化之内的预先确定的时间段预测为0的速度。

所述起停滑行功能如此检查所述车辆运动的所预测的时间上的变化，针对预先给定的最小时间段是否可以在切断驱动马达的情况下通过车辆的缓缓滑行运动来实现相对应的所预测的速度的变化。这能够在考虑到车辆类型的滚动摩擦、车行道斜度、风况和类似参量的情况下进行。

用于混合动力车辆的起/停功能在“电动的行驶-内燃机切断”与“混合动力的行驶-内燃机开启”的运行模式之间进行决定，方法是：针对预测水平所述两种运行模式的效率被计算并且随后已经提早-即使在行驶期间-将所述内燃机激活并且连接或者去激活并且脱离。

Claims (10)

1.用于提供在行驶线路的前方的路段上的车辆运动的所预测的时间上的变化的方法，所述方法具有以下步骤：

-提供（S1、S2）具有部分区段的路段，为所述部分区段分别预先给定了平均速度；

-将所述路段转化（S3）为所述车辆运动的时间上的变化，其中以时间栅格来说明所述平均速度，其中如此实施将所述路段转化为预先给定的时间栅格，使得为各个栅格时间分配的速度对应于相应地在确定的栅格时间期间所穿过的部分区段的平均速度；

-对所述车辆运动的时间上的变化进行滤波（S4），用于得到所述车辆运动的所预测的时间上的变化，其中实施滤波，使得速度突变根据驾驶员个性化的和/或车辆个性化的和/或由车辆情况所引起的加速或者减速被调整，并且/或者，使得所述车辆运动的时间上的变化与所探测的交通标志和/或交通信号相匹配。

2.按权利要求1所述的方法，其中将所述路段确定为从车辆的目前的地理位置出发的具有如下长度的最有可能的行驶线路，所述长度与预先给定的电子地平线相对应。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中在识别出以预先给定的安全的间隔前行的车辆时对所述车辆运动的时间上的变化进行调整，方法是：在预先给定的后续时间段里为所述车辆运动的时间上的变化假定前行的车辆的速度。

4.按权利要求3所述的方法，其中为了相对于前行的车辆占据所述预先给定的安全的间隔，假定所述加速或者减速到为所述时间栅格的栅格时间分配的速度，所述加速或者减速是驾驶员个性化的和/或车辆个性化的和/或由车辆情况所引起的加速或者减速。

5.按权利要求1或2所述的方法，其中从车辆运动的所预测的时间上的变化和为所述栅格时间分配的车行道斜度中获知相应的车轮力矩。

6.按权利要求1或2所述的方法，在所述车辆运动的所预测的时间上的变化的基础上执行驾驶员协助功能。

7.按权利要求6所述的方法，其中所述驾驶员协助功能包括起停功能，其中识别分配了为零的速度的栅格时间，并且其中相对应地与如下时间段有关地根据所述起停功能来执行马达停止，在所述时间段期间所述速度是零。

8.按权利要求6所述的方法，其中所述驾驶员协助功能包括起停滑行功能，其中，如果在连续的栅格时间的时间间隔期间预测了通过纯粹的滑行运行在没有驱动支持的情况下能够行驶的速度变化，则在所述车辆的行驶期间切断所述驱动马达。

9.用于提供在行驶线路的前方的路段上的车辆运动的所预测的时间上的变化的装置，其中所述装置构造：

-用于提供具有部分区段的路段，为所述部分区段分别预先给定了平均速度；

-用于将所述路段转化为所述车辆运动的时间上的变化，其中以时间栅格来说明所述平均速度，其中如此实施将所述路段转化为预先给定的时间栅格，使得为各个栅格时间分配的速度对应于相应地在确定的栅格时间期间所穿过的部分区段的平均速度；

-用于对所述车辆运动的时间上的变化进行滤波，用于得到所述车辆运动的所预测的时间上的变化，其中实施滤波，使得速度突变根据驾驶员个性化的和/或车辆个性化的和/或由车辆情况所引起的加速或者减速被调整，并且/或者，使得所述车辆运动的时间上的变化与所探测的交通标志和/或交通信号相匹配。

10.机器可读的存储介质，在机器可读的存储介质上保存了计算机程序，所述计算机程序被设立用于执行按权利要求1到8中任一项所述的方法的所有步骤。

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