CN109263634A - 驾驶员辅助系统远程控制方法、驾驶员辅助系统和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助于为机动车(10)配设的远程操作单元(22)远程控制机动车的驾驶员辅助系统(12)的远程控制方法，其中，驾驶员辅助系统构造成操控机动车以执行自主的或导控的泊车过程，驾驶员辅助系统包括具有至少一个传感器(36)的光学传感器装置(34)、评估单元(40)和控制单元(42)，远程控制方法具有以下步骤：通过远程操作单元发出被编码的光学信号(32)；借助于至少一个传感器探测机动车的周围区域(E)，以便探测被编码的光学信号并获得光学传感器数据；借助于评估单元评估传感器数据，其中，确定远程操作单元和机动车之间的距离(d)；以及借助于控制单元根据所确定的距离操控机动车。

Description

驾驶员辅助系统远程控制方法、驾驶员辅助系统和机动车
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的用于驾驶员辅助系统的远程控制方法。本发明还涉及一种驾驶员辅助系统和配备有该驾驶员辅助系统的机动车。
背景技术
远程操作的驾驶员辅助系统越来越多地安装在现代的机动车中。这种驾驶员辅助系统例如用在泊车过程中。在此，泊车过程可由车辆完全自主实现；泊车过程同样可由驾驶员借助于远程操作来控制。这种泊车过程是期望的，因为驾驶员不再必须为了泊车而坐在车辆中。因此可利用更小的停车位，其可明显降低尤其在城市区域中用于车位的面积需求。
然而，在上文提到的和类似的远程操作情况下需要保证使滥用变得困难或完全防止滥用。驾驶员或操作者在远程操作时应在车辆附近而不在车辆中。因此不应超过在远程操作装置相对于车辆外轮廓之间的最大距离，并且从车辆内部不可实现远程操作。此外还应存在驾驶失知功能，一旦出现困难，该驾驶失知功能引起中断泊车过程。
DE 10 2009 041 587 A1公开了一种驾驶员辅助装置，其包括控制装置，并且利用该驾驶员辅助装置，机动车的驾驶员可简单地识别出在机动车的自主泊车过程期间的危险情况。控制装置被构造成将控制信号送出给机动车的驱动或转向装置，其促使执行自主的泊车过程。控制装置还构造成从远程操作装置接收指令，并且在接收到预定的中断指令之后中断机动车的已经开始的泊车过程。至少一个摄像机与控制装置耦联并且获得关于机动车周围区域的图像数据。控制装置将信号发生给远程操作装置，该信号包括通过摄像机获得的图像数据或由此算出的图像数据。
DE 10 2009 043 589 A1公开了一种用于借助于远程操作装置远程控制机动车的驾驶员辅助系统的方法，其中，驾驶员辅助系统和远程操作装置分别具有发送和接收单元，并且远程操作装置和驾驶员辅助系统之间的通信借助于电磁波实现，在该方法中，对电磁波在远程操作装置和驾驶员辅助系统之间的飞行时间进行测量，由飞行时间测量确定在远程操作装置和驾驶员辅助系统之间的距离，并且仅当远程操作装置和驾驶员辅助系统的距离小于或等于预给定的最大有效范围时，才通过远程操作装置激活驾驶员辅助系统的驾驶员辅助功能。
DE10 2013 213 029 A1公开了一种用于确定为车辆分配的设备关于车辆的位置的方法。在该方法中，将多个超声波信号以预给定的时间序列从多个不同的发送位置发出给车辆。多个超声波信号在设备处予以接收，并且设备的位置根据所接收的超声波信号和预给定的时间序列来确定。
然而，通过已知的器件仅仅可进行相对于远程操作单元的相对较不精确的位置确定或距离确定。而且没有设置防止驾驶员在远程操作时坐在车辆中的可行措施。此外，不能强制在驾驶员和车辆之间的永久的视线接触。
发明内容
本发明的目的在于，说明一种方法和执行该方法的设备，其使得能够更好地保障自主的或导控的泊车过程。“导控的(Pilotiert)”在此意指远程控制的。
该目的通过独立权利要求的主题实现。本发明的优选的设计方案为从属权利要求的主题。
本发明提出了一种用于借助于分配给机动车的远程操作单元远程控制机动车的驾驶员辅助系统的远程控制方法，其中，驾驶员辅助系统构造成操控机动车以执行自主的或导控的泊车过程，并且包括具有至少一个传感器的光学传感器装置、评估单元和控制单元，该方法具有以下步骤：
a)通过远程操作单元发出编码的光学信号；
b)借助于光学传感器装置的至少一个传感器探测机动车的周围区域，以便探测编码的光学信号并获得光学传感器数据；
c)借助于评估单元评估传感器数据，其中，确定远程操作单元和机动车之间的距离；以及
d)借助于控制单元根据所确定的距离操控机动车。
光学传感器装置仅仅探测车辆的周围环境。因此，从车辆内部的远程操作变得困难或受到阻碍。传感器数据借助于本身已知的图像评估方法进行评估。传感器数据包含关于周围区域的信息，并且必要时包含关于编码的光学信号的信息。编码的光学信号可由评估单元在传感器数据中识别出来，从而可识别出远程操作单元。不属于机动车的编码的光学信号被忽视，而分配给机动车的编码的光学信号被进一步处理。借助于图像评估可在距离测定时达到较高的精度，从而更好地识别出超出允许的最大距离。允许的最大距离还可几乎任意地在机动车的周围区域中进行限定。从远程操作单元传输的控制信号优选地借助于无线电进行传送。
优选地是，在步骤a)中，编码的光学信号借助于编码的光学标记和/或显示器和/或发出编码的光学脉冲的发光器件装置来提供。编码的光学标记例如可为条形码、QR码等等。有利地，编码的光学标记可安置在便携设备上，从而该设备此时变成远程操作单元。在显示器上同样可显示出条形码、QR码等等，从而显示器可类似于编码的光学标记起作用。发光器件装置优选地包括发光器件、红外线发光器件和/或闪光器件。
优选地是，远程操作单元构造为便携的电信设备、尤其智能手机。借助于App可按照需要的认证措施将任何便携的电信设备或智能手机转换成起远程操作单元的作用。在此，有利地使用便携的电信设备或智能手机的显示器、发光器件、红外线发光器件和/或闪光器件。
优选地是，在步骤b)中，至少一个传感器构造为摄像机单元，其将图像数据作为传感器数据输出。摄像机单元优选地为机动车的环境摄像机。摄像机单元具有足够的分辨率和成像精度，以便基于图像数据可靠地确定远程操作单元和机动车之间的距离。因此也不需要附加的传感器来探测远程操作单元的编码的光学信号。
优选地是，在步骤c)中，基于仅仅一个传感器的传感器数据和距离基准来确定距离。在了解成像特性的情况下，基于距离基准、诸如车身棱边(例如马达罩或后盖板的棱边)并且在应用泰勒斯定理(Strahlensatz)的情况下能以本身已知的方式确定远程操作单元和机动车之间的距离。
优选地是，在步骤c)中，距离基于至少两个传感器的传感器数据来确定，该至少两个传感器的传感区域相交叠。这同样作为立体观测原理是已知的并且基本上模仿人的视知觉。由两个交叠的、然而在方向上轻微错位的传感区域能以本身已知的方式确定布置在两个传感区域中的对象的距离。
优选地是，在步骤c)中，仅仅当评估单元确定出：编码的光学信号在预定的探测范围中被探测到时，才考虑该编码的光学信号。探测范围优选地设置在车辆前方和/或后方。探测范围优选地为周围区域的子区域。在这个构型中，操作者必须位于特定的探测范围中，以便接收编码的光学信号。因此，可——例如由厂方——为操作者分派用于控制/监测泊车过程的合适的位置。
优选地是，在步骤d)中，如果控制单元确定出：距离大于预定的最大距离，那么控制单元操控机动车中断泊车过程。在这种情况下，操作者离车辆太远，从而中断泊车过程。
优选地是，在步骤d)中，如果评估单元确定出：没有探测到编码的光学信号和/或编码的光学信号在探测范围之外被探测到，那么控制单元操控机动车中断泊车过程。在这种情况下，远程操作单元和光学传感器装置之间的视线连接被中断。这例如可以由于障碍物、诸如运动穿过视线的人而发生。还可设想，编码的光学信号没有朝机动车的方向发出，例如，在远程操作单元从车辆转开时。对于编码的光学信号在探测范围之外的这种情况，相同的内容也适用。
优选地是，在步骤a)中，编码的光学信号仅仅在如下角度范围内发出，该角度范围小于直角，尤其小于45°，更多程度上尤其小于30°。通过该设计方案，如果远程操作单元从机动车转开，此时已经中断泊车过程。这还被称为焦点损失。因此，操作者被强制性地始终朝向机动车。
优选地是，在步骤d)中，如果控制单元确定：距离小于或等于预定的最大距离，那么控制单元操控机动车继续泊车过程。优选地是，在步骤d)中，如果评估单元确定：探测到编码的光学信号，那么控制单元操控机动车继续泊车过程。如果操作者又采取其前述的态度，可——必要时在附加的手动的确认之后——继续泊车过程。
优选地是，驾驶员辅助系统包括另外的远程操作单元，其构造成发出另外的编码的光学信号，其中，根据所选择的操作者而考虑或提供远程操作单元的编码的光学信号或另外的远程操作单元的另外的编码的光学信号。通过该设计方案，两个操作者可控制或监测泊车过程。在此，仅操作者中的一个可控制驾驶员辅助系统；然而，目前活跃的操作者可将焦点或控制权通过驾驶员辅助系统转交给另外的操作者。因此可例如更好地控制事前和事后安排。
优选地，方法包括以下步骤：
e)尤其借助于无线电将距离和/或控制单元的输出传输给远程操作单元，以便向操作者指示出目前的运行状态。在此，操作者始终得知关于目前的状态的信息。传输优选地借助于无线电实现。因此，操作者可得到焦点损失的警告、识别出获得的焦点，或向操作者提示泊车过程的可能中断。
优选地是，步骤a)和/或步骤b)和/或步骤c)连续重复地或断续重复地执行。通过该方式稳定地监测泊车过程。在此，执行方案可持续不断地反复进行；然而还可设想，在反复的、时间上彼此隔开的时间间隔内执行所述步骤。
本发明还涉及一种驾驶员辅助系统，其构造成操控机动车以执行自主的或导控的泊车过程，其中，驾驶员辅助系统包括：
-远程操作单元，其分配给机动车并且构造成发出编码的光学信号。
-光学传感器装置，其构造成探测机动车的周围区域、获得传感器数据；
-评估单元，其构造成基于传感器数据确定远程操作单元和机动车之间的距离；以及
-控制单元，其构造成根据所确定的距离操控机动车。
本发明还提供了一种包括优选的驾驶员辅助系统的机动车。
通过根据本发明的设备可实现和根据本发明的方法相类似的优点。
属于本发明的还有根据本发明的设备的改进方案，其具有如已经结合根据本发明的方法的改进方案所说明的优点。出于该原因，根据本发明的设备的相应的改进方案在此不再说明。
应注意的是，表述a)、b)等等在列举方法步骤时仅仅是用于更容易参考；它们并未固定顺序。因此，方法步骤的任何技术上有意义的顺序连同多个或所有步骤的同时执行都属于本发明。
附图说明
下面借助示意性的附图说明本发明的实施例。其中：
图1示出了机动车的实施例；
图2示出了图1的机动车的更详细的视图；
图3示出了泊车过程的实施例；
图4示出了图3的泊车过程的变体；并且
图5示出了远程控制方法的实施例。
具体实施方式
下文阐述的实施例为本发明的优选的实施方式。在实施例中，实施方式所说明的零部件分别呈现了本发明的可彼此独立地考虑的各个特征，其相应同样彼此独立地改进本发明并且还可因此单独地或以不同于示出的组合看作本发明的组成部分。此外，所说明的实施方式还可通过本发明的已经说明的特征中的其他特征补充。
在附图中，功能相同的元件相应设有相同的附图标记。
首先参考图1，其示出了具有驾驶员辅助系统12的机动车10。围绕机动车10预设有钥匙区域14、远程操作区域16和无线电区域18。在从机动车10的外轮廓延伸直至约1m的钥匙区域14中，能以传统的方式通过无钥匙ID发送器打开机动车10。由于从属于钥匙区域14的天线的布置和机动车10使用的材料，钥匙区域14是不对称且不均匀的。
在远程操作区域16中，操作者20应可操作机动车10或驾驶员辅助系统12。远程操作区域16从机动车10的外轮廓延伸直至约6m的预给定的最大距离dmax。
紧接着远程操作区域16延伸的是无线电区域18，在无线电区域中，原则上可进行与机动车10的无线电通信。无线电区域18延伸直至从机动车10的外轮廓开始约10m的距离。这相当于典型的蓝牙2级范围。在无线电区域18中操作者20应不再可实现远程操作。
如由图2可见的那样，操作者20持有远程操作单元22。远程操作单元22例如构造为便携的电信设备24，尤其构造为智能手机26。远程操作单元22具有编码的光学标记28，例如呈QR码的形式。替代地或附加地，远程操作单元22具有可发出编码的光学脉冲32的发光器件装置30。
驾驶员辅助系统12包括光学传感器装置34，其布置在机动车10上。光学传感器装置34被构造成探测机动车10的周围区域E并且基于此送出传感器数据。此外，光学传感器装置34被构造成探测编码的光学信号、尤其是编码的光学脉冲32。
光学传感器装置34包括多个传感器36，它们在俯视图中来看沿着机动车10的周部分布。传感器36分别具有传感区域，在其中可进行探测。一个或多个传感器36可实施为摄像机单元38。摄像机单元38分别具有视区FOV、FOV1、FOV2、…、FOVn，在视区内探测周围区域E的图像数据并且可将它们作为传感器数据送出。因此，视区FOV、FOV1、FOV2、…、FOVn为传感区域的示例。
驾驶员辅助系统12还包括评估单元40，其构造成评估传感器数据或图像数据。评估单元40可执行本身已知的图像处理方法并且借助传感器数据识别编码的光学信号或编码的光学脉冲32。此外，评估单元40构造成确定机动车10和远程操作单元22之间的距离d。
驾驶员辅助系统12还具有控制单元42，其构造成基于所确定的距离d操控机动车10，更详细地讲，操控机动车10的转向和驱动装置44。此外，控制单元42如此操控机动车10，即，可选地执行自主的或导控的泊车过程。
下面参考图2、3和5，借助于它们进一步阐述远程控制方法的实施例。
在准备步骤S0中，机动车10处于起始位置46中。操作者20借助于远程操作单元22给出自主泊车的指令，指令例如借助于无线电传输给机动车10。控制单元42此后开始控制自主的泊车过程。
在发送步骤S1中，远程操作单元22借助于光学标记28和/或发光器件装置30发出编码的光学信号、尤其是编码的光学脉冲32。编码的光学信号以角度范围48发出。角度范围48由边缘区域50限定，该边缘区域形成稳定的过渡并且没有呈现出清晰的边界。
在探测步骤S2中，一旦操作者20使远程操作单元22对准机动车10，光学传感器装置34就探测到编码的光学信号。此时，编码的光学信号由传感器36中的一个具有视区FOV的传感器来探测。因此，由光学传感器装置34产生的传感器数据包含以下信息：是否探测到了编码的光学信号。
在评估步骤S3中，评估单元40评估获得的传感器数据。评估单元40首先借助编码的光学信号识别：远程操作单元22是否与机动车10相匹配并且因此有权发送控制指令。如果评估单元40发现远程操作单元22没被授权，则忽视相应编码的光学信号。评估单元40还确定，编码的光学信号是否是在允许的、作为视区FOV的一个子区域的探测范围51内被探测到的。如果确定编码的光学信号不是在探测范围51内被探测到的，则忽视该编码的光学信号。否则，评估单元40借助于本身已知的图像评估方法确定远程操作单元22和机动车10之间的距离d。所确定的距离d送出给控制单元42。如果因为编码的光学信号被忽视或没有被探测到而没有确定距离d，则将该信息同样例如作为距离d的负的距离值传输给控制单元42。
在控制步骤S4中，控制单元42根据来自评估步骤S3的结果操控机动车10、尤其是转向和驱动装置44。如果所确定的距离d大于预定的最大距离dmax，则如此操控机动车10，即，中断泊车过程。如果没有确定距离d，即，例如报告距离d的负的距离值，那么控制单元42同样处置。控制单元42还将该信息借助于无线电传输给远程操作单元22，以便可向操作者20提示所述中断。如果确定出距离d小于或等于最大距离dmax，则可——必要时在经操作者20确认后——继续泊车过程。
在结束步骤S5中，一旦机动车10到达泊车位置52，结束该方法。
应注意的是，步骤S1至S3为距离确定方法，其还可单独地执行。
如由图4可见的那样，驾驶员辅助系统12在一变体中由另外的操作者54操作，该另外的操作者持有驾驶员辅助系统12的另外的远程操作单元56。该另外的远程操作单元56构造成在另外的角度范围58中发出另外的编码的光学信号。该另外的角度范围58由类似于边缘区域50的另外的边缘区域60限定。远程操作单元54可具有任何在此说明的设计。
类似于之前说明的那样，操作者20可控制或监测泊车过程。然而，操作者20可借助于远程操作单元22将控制权移交给另外的操作者54和其另外的远程操作单元56。因此，另外的操作者54可控制/监测泊车过程。此时，在需要时，另外的操作者54还可将控制权再次交回给操作者20。应注意的是，始终仅仅操作者20、54中的一个操作者有权控制机动车10。还应注意的是，优选地仅仅暂时被授权的操作者20、54可交出控制权。
对于远程操作的驾驶员辅助系统(例如导控的车库泊车)来说，需要为了进行操作而不超过在远程操作装置与车辆外轮廓之间的最大距离。此外要求，不应从车辆内部空间进行远程操作。这两种情况用于防止功能的滥用。
当今，通过多个(例如在车门把手中和在行李箱盖处的)天线确定靠近车辆的无钥匙进入ID发送器的位置。远程操作车辆的远程操作装置必须带有ID发送器。
在借助无钥匙进入ID发送器进行位置确定时，仅仅在车辆和远程操作装置之间的距离非常小时才可行。此外不允许在无钥匙进入ID发送器和远程操作单元之间的物理分开。
通过用于基于无线电测定在远程操作单元和车辆之间的距离(例如测定在车辆天线和远程操作装置之间的无线电信号强度或测定远程操作信号的信号飞行时间)的常规器件，仅可非常不精确地确定远程操作的距离和/或测定技术的硬件花费非常高。
装在车辆中的环境摄像机(例如顶视摄像、全景摄像)通过在车辆周围的图像处理探测在车辆外的远程操作单元的实际位置并且借助于图像处理算法算出距离。
为了识别远程操作，在此，远程操作装置发射为此编码的光学脉冲(可见或不可见的闪光)。脉冲以信号序列编码成，使得可识别出车辆的有源的远程操作单元。
通过之前说明的措施可精确确定在远程操作装置和车辆之间的距离。同样可在此确定远程操作装置相对于车辆的位置。在此，远程操作位置的进一步的限制是可行的(例如只有当远程操作在车辆后面时，才可实现该功能)。通过该方法还可识别出远程操作装置是否朝车辆的方向指向，即，操作者的焦点是否针对该车辆。有利地是，例如智能手机可用作远程操作单元，在其中例如摄像机功能的LED可用作光学脉冲的发射器。因此不需要用于远程操作的专门的硬件。

Claims (10)

1.一种用于借助于为机动车(10)配设的远程操作单元(22)远程控制机动车(10)的驾驶员辅助系统(12)的远程控制方法，其中，所述驾驶员辅助系统(12)被构造成，操控机动车(10)以执行自主的或导控的泊车过程，所述驾驶员辅助系统包括具有至少一个传感器(36)的光学传感器装置(34)、评估单元(40)和控制单元(42)，其特征在于，所述远程控制方法包括以下步骤：
a)通过远程操作单元(22)发出被编码的光学信号(32)；
b)借助于所述至少一个传感器(36)探测机动车(10)的周围区域(E)，以便探测所述被编码的光学信号并且获得光学传感器数据；
c)借助于评估单元(40)评估传感器数据，其中，确定远程操作单元(22)与机动车(10)之间的距离(d)；以及
d)借助于控制单元(42)根据所确定的距离(d)操控机动车(10)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，借助于被编码的光学标记(28)和/或显示器和/或输出被编码的光学脉冲(32)的发光器件装置(30)发出所述被编码的光学信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将远程操作单元(22)构造为便携的电信设备(28)、尤其是智能手机(30)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，将至少一个传感器(36)构造为摄像机单元(38)，该摄像机单元输出图像数据作为传感器数据。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，
在步骤c)中，基于仅仅一个传感器(36)的传感器数据和距离基准确定所述距离(d)，或者
在步骤c)中，基于其传感区域(FOV、FOV1、FOV2、…、FOVn)相交叠的至少两个传感器(36)的传感器数据确定所述距离(d)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，如果控制单元(42)确定出：所述距离(d)大于预给定的最大距离(dmax)，则控制单元(42)操控机动车(10)中断泊车过程，
并且/或者，在步骤d)中，如果评估单元(40)确定出：没有探测到被编码的光学信号(32)和/或探测到所述被编码的光学信号(32)在规定的探测范围(51)之外，则控制单元(42)操控机动车(10)中断泊车过程。
7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，如果控制单元(42)确定出：所述距离(d)小于或等于预给定的最大距离(dmax)，则控制单元(42)操控机动车(10)继续泊车过程，并且/或者，在步骤d)中，如果评估单元(40)确定出：探测到被编码的光学信号(32)，则控制单元(42)操控机动车(10)继续泊车过程。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，驾驶员辅助系统(12)包括另外的远程操作单元(56)，该另外的远程操作单元被构造成发出另外的被编码的光学信号，其中，根据操作者(20、54)的选择而考虑或发出远程操作单元(22)的被编码的光学信号(32)或另外的远程操作单元(56)的另外的被编码的光学信号。
9.一种驾驶员辅助系统(12)，其被构造成操控机动车(10)以执行自主的或导控的泊车过程，其中，所述驾驶员辅助系统(12)包括：
-远程操作单元(22)，该远程操作单元为机动车(10)配设并且该远程操作单元被构造成发出被编码的光学信号(32)；
-光学传感器装置(34)，该光学传感器装置被构造成探测机动车(10)的周围区域(E)、获得传感器数据；
-评估单元(40)，该评估单元被构造成基于传感器数据确定远程操作单元(22)与机动车(10)之间的距离(d)；和
-控制单元(42)，该控制单元被构造成根据所确定的距离(d)操控机动车(10)。
10.一种机动车(10)，其包括根据权利要求9所述的驾驶员辅助系统(12)。
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