CN108137041A - 用于机动车的自动驾驶的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车(50)的自动驾驶的装置(1)，包括至少一个用于感测机动车(50)的周围环境的传感装置(2)、至少一个用于控制机动车(50)的至少一个执行器(5,6)的控制部(4)和用于存储周围环境地图的存储器(7)，其中，至少一个控制部(7)构造成，评估由至少一个传感装置(2)感测的周围环境数据、借助于经评估的周围环境数据在周围环境地图中定位机动车(50)且控制机动车(50)的至少一个执行器(5,6)，从而在自动驾驶中沿着行驶于某一预先给定的轨迹，其中，控制部(4)包括障碍识别设备(8)，其构造成，识别在机动车(50)的周围环境中的障碍，其中，至少一个传感装置(2)具有至少一个加速度传感器(9)且障碍识别设备(8)将由至少一个加速度传感器(9)感测的测量数据用于识别与障碍的碰撞。此外，本发明涉及一种附属的方法。

Description

用于机动车的自动驾驶的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的自动驾驶的装置和方法。
背景技术
现代的机动车具有大量辅助系统，其在操纵车辆的情形中支持驾驶员。在此，半自动系统和自动系统增加地得到使用，其允许机动车的半自动或全自动控制，而驾驶员无须坐在机动车中。
如下是已知的，即，机动车可借助于辅助系统自动地在轨迹上行驶。例如，可以该方式由机动车自动地驶向在车库中或在停车场上的泊车位。为此，一般而言机动车的周围环境被传感装置感测出且机动车借助于由传感装置所产生的周围环境数据被定位在所存储的周围环境地图中。所存储的或计算出的轨迹然后被调出且机动车由辅助系统自动地在轨迹上被控制到停车场中。
为了随时确保驾驶员、同乘者和周围人员和物体的安全以及保护机动车本身，在与人员或物体碰撞危险的情形中停止机动车的自动驾驶的安全准备是必要的。
由WO 2013/159845 A1已知一种用于执行机动车的自主泊车过程的方法，其中，在处在机动车外部的操作者与机动车之间存在通讯连接，通过其可传递至少一个用于激活机动车的自主泊车过程的指令。为此设置有无线通讯设备。
除了自动驾驶由驾驶员或其它人员例如以如下方式的直接中止之外，即，自动驾驶借助于远程操作被中断或机动车的门或后盖被打开，主要是机动车的传感装置被用于障碍识别和确定与这些物体碰撞的。
在此，所使用的传感装置(例如摄像系统、激光扫描器(例如Light detection andranging，LIDAR)或雷达传感器)单独地或同样彼此组合地被运行。如下然而是该系统的缺点，即，其是非常成本高的。因此，其被局限于在豪华级别中的使用而不适合用于机动车的主销级别(或批量级别，即Volumenklasse)。
发明内容
因此，本发明基于如下技术问题，即，创造一种在其中可以低成本的方式执行碰撞识别的用于机动车的自动驾驶的装置和方法。
根据本发明，该技术目的通过一种带有专利权利要求1的特征的装置和一种带有专利权利要求10的特征的方法来实现。本发明的有利的设计方案由从属权利要求得出。
下面，加速度传感器通常表示一种传感装置，其作为惯性传感器(Inertialsensor)测量在至少一个空间维度中的加速度、测得的加速度被转换成电信号且该电信号被提供用于进一步处理(例如在某一接口处)。
用于机动车的自动驾驶的装置包括用于感测机动车的周围环境的至少一个传感装置、用于控制机动车的至少一个执行器的至少一个控制部和用于存储周围环境地图的存储器，其中，至少一个控制部构造成，评估由至少一个传感装置感测的周围环境数据、借助于经评估的周围环境数据在周围环境地图中定位机动车且控制机动车的至少一个执行器，从而在自动驾驶中沿着行驶于某一预先给定的轨迹，其中，控制部包括障碍识别设备，其构造成，识别出在机动车周围环境中的障碍，其中，至少一个传感装置具有至少一个加速度传感器且障碍识别设备将由至少一个加速度传感器感测的测量数据用于识别与障碍的碰撞。
此外，可提供使用一种用于机动车的自动驾驶的方法，其包括如下步骤：通过至少一个传感装置感测机动车的周围环境、通过评估由经感测的周围环境所产生的周围环境数据将机动车定位在周围环境地图中、通过控制机动车的至少一个执行器沿着预先给定的轨迹自动驾驶，其中，在机动车的周围环境中的障碍通过障碍识别设备被识别出，其中，与障碍的碰撞通过障碍识别设备借助于至少一个加速度传感器被感测出。
本发明基于如下思想，即，借助于低成本的加速度传感器以简单的方式探测机动车与在机动车的周围环境中的物体的碰撞。为此，至少一个、优选多个加速度传感器布置或被装入在机动车处或在其中。如果由加速度传感器中的其中一个在自动驾驶期间测得加速度(例如以脉冲状的冲击形式)，则由此推断出机动车与障碍的碰撞。自动驾驶于是被中断且机动车经由执行器被制动且被停止。本发明的优点尤其地在于一种简单且尤其低成本的提供用于避免碰撞的安全准备的可行性方案。
在一种实施形式中设置成，至少一个加速度传感器布置或被装入在机动车的保险杠处或在其中。这具有如下优点，即，至少一个加速度传感器布置或者被装入在其处，这里在自动驾驶期间最大概率可能出现碰撞。碰撞的感测于是特别高效且自动驾驶的中断以及机动车的制动于是可以特别短的延迟被执行。
在另一实施形式中设置成，该装置包括至少一个另外的传感装置且该至少一个另外的传感装置具有至少一个超声波传感器，其中，至少一个加速度传感器中的各一个和至少一个超声波传感器中的各一个被联结成一个单元，从而使得至少一个附属构件被共同利用。这具有如下优点，即，通过附属构件(例如机动车的通讯基础设施或机械构件)的共同利用不仅可节省制造成本，而且之后可节省维护和维修成本。此外，通过使用两种不同的传感器类型提供了机动车的周围环境的冗余感测。
在一种实施形式中设置成，至少一个被共同利用的构件是支架。例如，超声波传感器和加速度传感器可被装入在共同的壳体中，其借助于唯一的支架被装入到机动车中(例如到保险杠中)。
在另一种实施形式的情形中，至少一个被共同利用的构件是控制线(或控制导线，即Steuerleitung)。如果如在上面所给定的例子中超声波传感器和加速度传感器被装入在共同的壳体中，则借助于其中一个控制线唯一的接缆于是足以可仍然询问和控制两个传感器。因此，两个传感器可例如低成本地被联接到现存的总线系统(例如Controller AreaNetwork(CAN)总线)处。仅一个控制线的共同利用又节省了耗费和成本。
在另一实施形式中设置成，将障碍识别设备构造成，障碍通过由至少一个加速度传感器感测的测量数据与由至少一个超声波传感器感测的测量数据的比较来分类。这样的通过比较两个传感器类型的测量数据的分类例如使得障碍(机动车与其碰撞)的评估成为可能。因此，超声波传感器例如在处在机动车的车道中的密集生长有树叶的树枝的情形中大多数仅可探测为实心构造的障碍。相同的树枝几乎不被加速度传感器感测，因为其在与机动车的触碰或者碰撞的情形中仅引起非常小的加速度。通过比较因此可实现例如作为“非实心”构造的障碍的分类。自动驾驶于是可完全不中断或机动车的制动于是可较缓慢且较柔和地实现。
本发明的一种实施形式设置成，至少一个加速度传感器构造成多维加速度传感器。由此，加速度同样可在多于一个维度上被感测出，由此通常在探测与障碍的碰撞的情形中的分辨率被改善。因此，例如与不直接处在仅一维加速度传感器的测量的加速度轴线上的障碍的碰撞同样可被探测出。因此，侧面的碰撞才可完全地或更好地探测出。此外，多维加速度传感器测量数据因此同样可供机动车的其它系统和工作使用，例如多维加速度传感器测量数据可被有益地提供给车辆里程表用于定位和/或导航。
在另一实施形式中设置成，控制部包括如此构造的安全设备，即，当安全标准被由至少一个加速度传感器感测的测量数据满足时，输出信号。以该方式可提供用于识别出事故且用于激活和预紧安全系统的信号。该安全标准可例如是加速度的确定的强度、幅度或确定的方向。如果安全标准被由加速度传感器感测的测量数据满足，例如因为已发生相应的碰撞，则由安全设备输出信号。该信号然后可例如用于拉紧机动车的安全带或者产生或放出故障信号。同样用于这样的安全系统的至少一个加速度传感器的使用创造了进一步的成本优势，因为同一个构件被用于额外的工作。
在一种实施形式中此外设置成，控制部包括监控设备，其适合用于，在机动车的泊车状态中当监控标准被由至少一个加速度传感器感测的测量数据满足时，输出信号。该监控标准可例如是由至少一个加速度传感器感测的测量数据的确定的强度或幅度，其在机动车的泊车状态中被超出。以该方式，在机动车处的损伤(例如由于与另一机动车在另一机动车的泊车过程期间的碰撞或由于人为破坏)可被感测出。如果监控标准被满足，监控设备产生相应的信号，其然后例如由通讯系统被用于告知机动车持有人、安全服务商或警察等等。同样用于这样的监控的至少一个加速度传感器的使用创造了进一步的成本优势，因为一个且同一个构件被用于额外的工作。
附图说明
下面，借助优选的实施例参照附图对本发明作进一步说明。其中：
图1 显示了用于机动车的自动驾驶的装置的一种实施形式的示意性图示；
图2 显示了由各一个加速度传感器和各一个超声波传感器构成的单元在机动车的保险杠中的布置的示意性图示，用于说明构件的共同利用。
具体实施方式
在图1中示意性地显示了一种用于机动车50的自动驾驶的装置1的实施形式。装置1包括传感装置2且可选地包括另外的传感装置3，其感测出机动车50的周围环境。此外，装置1包括控制部4，其控制至少一个执行器5且按照需求可选控制机动车50的另外的执行器6，以及包括存储器7，在其中存储周围环境地图和至少一个轨迹。控制部4包括障碍识别设备8。
由控制部4控制的至少一个执行器5和机动车50的另外的执行器6例如构造成，自动地控制转向、换挡、制动和驱动系统，从而使得自动驾驶成为可能。
机动车50的传感装置2包括加速度传感器9，其例如布置在机动车50的保险杠51的其中一个处或被装入到保险杠51的其中一个中。另外的传感装置3可选地包括超声波传感器14。加速度传感器9和超声波传感器14被联结成单元15。在此，单元15例如同样包括加速度传感器9和超声波传感器14被装入到其中的共同的壳体17，且包括共同的接口18。加速度传感器9和超声波传感器14的联结使得明显的成本优势成为可能，因为在制造时工作耗费和材料成本被降低。因此，例如控制线16可被共同利用，从而使得材料和耗费被节省。
如果此时自动驾驶完成，则加速度传感器9和可选的超声波传感器14感测出经由共同的控制线16通过控制部4被输送给障碍识别设备8的测量数据。障碍识别设备8评估经感测的测量数据且确定是否存在与障碍的碰撞。如果存在碰撞，则障碍识别设备8产生相应的信号，其促使控制部4中断自动驾驶且控制执行器5,6，从而使得机动车50被制动且被停止。
可选地，控制部包括安全设备10和监控设备11，其与障碍识别设备8相连接，从而它们在存在与障碍的碰撞且例如还直接获取加速度传感器9的经感测的测量数据时获得信号。
安全设备10在自动驾驶的情形中或原则上同样地在其它情况中例如在非自动驾驶期间监控，是否满足预先给定的安全标准12。安全标准12可例如是对于由加速度传感器9感测的加速度的预先给定的值。如果安全标准12被满足，则安全设备10产生可触发控制部4的另外的附加系统21的动作的信号。例如可以该方式在较强加速度时在预期较严重事故中可预紧机动车50的安全带或呼救信号可被自动放出。
与之相反，监控设备11在机动车50的泊车状态中检查是否确定的监控标准13被满足。如果加速度传感器9在机动车50的泊车状态中例如感测出加速度(如其在与其它停入的机动车的碰撞的情形中或在机动车50的人为破坏的情形中出现)，则监控设备11输出信号到控制部4的另外的附加系统21处。这些另外的附加工作21于是例如告知机动车50的持有人或向安全服务商或警察报警。
图2显示了装置1的部分的示意性图示，在其中示意性示出由各一个加速度传感器9和各一个超声波传感器14构成的单元15的布置用于说明附属构件23的共同利用。装置1此处包括四个单元15，包括各一个加速度传感器9和超声波传感器14，其被安装在机动车50的前保险杠51处。加速度传感器9和超声波传感器14被安装在共同的壳体17中。壳体17例如是标准壳体，在其中安装市售的超声波传感器。这具有如下优点，即，机动车50的现存的基础构造、即附属构件23(例如已存在的壳体17、支架22、接口18或控制线16)可被共同地进一步利用。以该方式可节省耗费和材料成本。
附图标记列表
1 装置
2 传感装置
3 另外的传感装置
4 控制部
5 执行器
6 另外的执行器
7 存储器
8 障碍识别设备
9 加速度传感器
10 安全设备
11 监控设备
12 安全标准
13 监控标准
14 超声波传感器
15 单元
16 控制线
17 壳体
18 接口
21 附加系统
22 支架
23 构件
50 机动车
51 保险杠

Claims (10)

1.一种用于机动车(50)的自动驾驶的装置(1)，包括用于感测所述机动车(50)的周围环境的至少一个传感装置(2)、用于控制所述机动车(50)的执行器(5,6)的至少一个控制部(4)和
用于存储周围环境地图的存储器(7)，
其中，所述至少一个控制部(7)构造成，评估由所述至少一个传感装置(2)感测的周围环境数据、借助于经评估的所述周围环境数据在所述周围环境地图中定位所述机动车(50)且控制所述机动车(50)的至少一个执行器(5,6)，从而在自动驾驶中沿着行驶于某一预先给定的轨迹，
其中，所述控制部(4)包括障碍识别设备(8)，其构造成，识别出在所述机动车(50)的周围环境中的障碍，
其特征在于，
所述至少一个传感装置(2)具有至少一个加速度传感器(9)且所述障碍识别设备(8)将由所述至少一个加速度传感器(9)感测的测量数据用于识别与障碍的碰撞。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个加速度传感器(9)布置或被装入在所述机动车(50)的保险杠(51)处或在其中。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)包括至少一个另外的传感装置(3)且所述至少一个另外的传感装置(3)具有至少一个超声波传感器(14)，其中，所述至少一个加速度传感器(9)中的各一个和所述至少一个超声波传感器(14)中的各一个被联结成一个单元(15)，从而使得至少一个附属构件(23)被共同利用。
4.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个被共同利用的附属构件(23)是支架(22)。
5.根据权利要求3或4所述的装置(I)，其特征在于，所述至少一个被共同利用的附属构件(23)是控制线(16)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述障碍识别设备(8)构造成，障碍通过由所述至少一个加速度传感器(9)感测的测量数据与由所述至少一个超声波传感器(14)感测的测量数据的比较来分类。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个加速度传感器(9)构造成多维加速度传感器(9)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述控制部(4)包括安全设备(10)，其构造成，当安全标准(12)被由所述至少一个加速度传感器(9)感测的测量数据满足时，输出信号。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述控制部(4)包括监控设备(11)，其适合用于，在所述机动车(50)的泊车状态中当监控标准(13)被由所述至少一个加速度传感器(9)感测的测量数据满足时，输出信号。
10.用于机动车(50)的自动驾驶的方法，包括如下步骤：
通过至少一个传感装置(2)感测所述机动车(50)的周围环境，
通过评估由所述经感测的周围环境产生的周围环境数据将所述机动车(50)定位在周围环境地图中，
通过控制所述机动车(50)的至少一个执行器(5,6)沿着某一预先给定的轨迹自动驾驶，
其中，在所述机动车(50)的周围环境中的障碍通过障碍识别设备(8)被识别出，
其特征在于，
与障碍的碰撞通过所述障碍识别设备(8)借助于至少一个加速度传感器(9)被感测出。
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