CN109844843A - 用于检查超车可能性条件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检查超车可能性条件的方法，如果前方车辆(1)被机动车(2)超车的过程预计是可行的，则满足超车可能性条件，其中，探测与机动车(2)的与行驶运行相关的本车数据，并通过机动车的至少一个环境传感器(3)探测与前方道路相关的环境数据，根据环境数据确定与前方车辆(1)相关的前方车辆数据，根据前方车辆数据和本车数据确定超车信息，其说明了机动车(2)沿着道路在预给定的边界条件下超车前方车辆(1)所需的最小行驶距离(6)，然后根据超车信息以及如果由环境数据确定在超车过程的范围中可用的超车道上存在交通参与者的话还根据说明交通参与者的交通参与者信息，来评估超车可能性条件，其中，如果探测到在超车道上没有交通参与者，则仅当所需的行驶距离(6)比道路的通过环境传感器可探测的路段(9)的长度短了缩短量(10)时，才满足超车可能性条件。

Description

用于检查超车可能性条件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于检查超车可能性条件的方法，如果前方车辆被机动车超车的超车过程预计来说是可行的，则满足超车可能性条件，其中，探测与机动车的行驶运行相关的本车数据，并且通过机动车的至少一个环境传感器探测与前方的道路相关的环境数据，然后根据环境数据确定与前方车辆相关的前方车辆数据，然后根据前方车辆数据和本车数据确定超车信息，该超车信息描述了机动车沿着道路在预给定的边界条件下所需要的最小行驶距离(该最小行驶距离对于完成对前方车辆的超车是必需的)，然后根据超车信息以及如果由环境数据确定在超车过程的范围中可用的超车道上存在交通参与者的话还根据对该交通参与者进行描述的交通参与者信息，来评估超车可能性条件。本发明还涉及一种机动车。

背景技术

已知在判断超车过程时辅助驾驶员的驾驶员辅助系统。文献DE 36 22447C1教导了一种用于指示超车推荐的设备。借助雷达装置定位待超车的车辆和迎面而来的车辆，并从与这些车辆和自身车辆相配属的尺寸确定：在没有加速或有额外加速的条件下是否能实现超车过程。从迎面而来的车辆的数据确定最大可供使用的超车路程。如果没有车辆迎面而来，则把雷达装置的工作范围视为可供使用的超车路程。

在此问题是：当超车过程实际上不应执行时，在一些行驶情形下为驾驶员指示出可能的超出。

发明内容

因此，本发明的目的在于，相比于现有技术改善超车推荐的鲁棒性。

根据本发明，该目的由下述方式实现，即，在开头提到的类型的方法中，如果在超车道上没有探测到交通参与者，则仅当需要的行驶距离比道路的可通过环境传感器探测的路段的长度短了缩短量时，才满足超车可能性条件。

因此规定，在预计对于超车所必需的行驶距离与可探测的路段的长度之间设置安全间隔，其具有缩短量的长度。在环境传感器的探测区域之外的交通参与者可驶入该安全间隔中，而不干扰超车过程。通过与行驶情形有关地预给定缩短量，如随后详细阐述的那样，可确保，仅当超车实际上也能至少以很高的可能性实现时才满足超车可能性条件。

优选地使用至少一个雷达传感器作为环境传感器。补充地或替代地，可例如使用相机、尤其飞行时间相机、激光扫描器等等。在根据本发明的方法中，尤其迎面而来的机动车可被认为是超车道上的交通参与者。然而，同样可行的是，交通参与者以和机动车相同的行驶方向行驶，然而具有更慢的速度。

机动车的本车数据可尤其为机动车的速度、瞬时加速度和/或最大可能的加速度。前方车辆数据可描述前方车辆的速度或前方车辆相对于机动车的相对速度，并且尤其描述前方车辆的加速度。补充地，前方车辆数据可描述前方车辆的长度和/或前方车辆可通过前方车辆数据来分类，尤其以便确定最大可能的加速度。

作为超车信息，可仅仅确定所需要的行驶距离，尤其是超车道的在超车过程的范围中预计会使用的道路长度。然而，同样可行的是，确定用于超车过程的机动车轨迹作为超车信息。相应的量可如此确定，即，假设前方车辆以恒定的速度或恒定的加速度或预测的最大加速度行驶。基于所述量可确定：机动车在给定的速度和可能的或当前的加速度的情况下何时可在前方车辆之前重新拐入当前的车道上。

可作为边界条件考虑的例如是机动车与前方车辆的最小间距、自身机动车的长度和/或在道路上的最大允许的行驶速度，在超车过程的范围中不应超过该最大允许的行驶速度或最大以预定的数值超过该最大允许的行驶速度。

原则上可行的是，固定地预给定缩短量。然而，优选地，缩短量取决于最大允许的行驶速度来预给定。最大允许的行驶速度例如可由下述方式来探测，即，在当前或之前探测的环境数据中识别出限制了最大允许的行驶速度的路牌。替代地或补充地，可从地图数据中得悉最大允许的行驶速度。为此，机动车的本车位置可通过位置探测装置、例如GPS传感器来探测，并且可分析处理例如存储在机动车中的地图数据，以便确定在本车位置处的最大允许的行驶速度。与最大允许的行驶速度有关的缩短量是适宜的，这是因为可以假设，驶入环境传感器的探测区域中的迎面而来的机动车预计以这样的行驶速度运动，其不超过最大允许的行驶速度或最大超过预定的数值。缩短量可通过以下方式算出，即，确定对于超车过程所需的行驶距离的时间需求，并且使该时间需求与允许的行驶速度相乘或与允许的行驶速度和预定的数值之和相乘。

在评估超车可能性条件的范围中，可假定存在虚拟的交通参与者，其在超车过程开始时在可探测的路段之外并且以预给定的速度或预给定的速度曲线在超车道上运动，其中，针对虚拟的交通参与者算出虚拟的交通参与者轨迹，超车可能性条件的满足和/或缩短量与虚拟的交通参与者轨迹有关。因此，可尤其以由现有技术已知的那样的方式检查超车可能性，然而其中，附加地考虑虚拟的交通参与者作为在超车道上的交通参与者、尤其作为在超车道上的迎面而来的交通参与者。在此，虚拟的交通参与者可根据最坏情况场景的方式来参数化，即，为虚拟的交通参与者假定对于超车过程最不利的、仍然可能的参数。交通参与者的位置例如可选择成，使交通参与者紧挨着可通过环境传感器探测的路段位于该路段之外。

虚拟的交通参与者的速度或速度曲线可根据一最大允许的行驶速度或所述最大允许的行驶速度选择成，使得虚拟的交通参与者与道路上的机动车反向运动。在此又可假定最坏情况场景，即，可假定：虚拟的交通参与者以允许的最高速度或相对于允许的最高速度提高了预定的数值的速度来运动。

超车过程还可由下述方式被干扰，即，交通参与者转入到所行驶的道路上。在此，转入的交通参与者在转入过程之前通常不能被环境传感器探测到，这是因为相应的转入可至少部分地被遮盖，或者因为转入的街道在很短的距离之后便已可离开环境传感器的探测区域。因此，仅仅在不满足汇流条件时才可满足超车可能性条件，其中，如果环境数据和/或预给定的地图数据显示出在所需的行驶距离内存在汇流处和/或交叉路口，则满足汇流条件。换言之，如果确定在对于超车所需的行驶距离内存在汇流处或交叉路口，则不满足超车可能性条件。汇流处和/或交叉路口的存在可从环境数据中直接识别出来。然而，同样可行的是，从环境数据中得悉关于汇流处或交叉路口的其他的、尤其是预先安置的(vorgelagerte)提示。例如可识别出指出相应的汇流处或交叉路口的路牌。

可行的是，通过对象识别在环境数据中确定至少一个与路牌相关的路牌信息，其中，超车可能性条件的满足与路牌信息有关。环境数据的与路牌相关的部分可直接在检查超车可能性条件之前进行探测。然而同样可行的是，利用已通过评估时间上在先探测的环境数据确定了的路牌信息。如已经阐述的那样，路牌信息可尤其预给定最大允许的行驶速度或指示出前方的汇流处或交叉路口。

可探测的路段和/或路段的长度可根据环境数据来确定。如果环境传感器探测对象的距离，例如可考虑对象离得有多远，该对象被分类为道路的一部分，即例如所行驶的街道的一部分。在最简单的情况下，可如此确定可探测的路段的长度，即，该长度相应于与离得最远的、被分类为道路的一部分的对象的距离。替代地可行的是，固定地预给定可探测的路段或路段的长度。然而，动态的适配是有利的，因为可基于天气情况考虑道路走向、即尤其道路的转弯和坡度和落差，以及可探测的路段的限制。

通过评估环境数据可确定至少一个对象的对象信息，该对象对于环境传感器部分地遮盖了所述道路，可探测的路段和/或路段的长度根据对象信息来确定。因此可对机动车的前方地带的一部分可能被环境对象、尤其被前方车辆遮盖加以考虑。

超车可能性条件的满足可附加地与道路的所确定的宽度和/或车道数量有关。例如在非常窄的道路上可能的是，在不存在双向交通的情况下，由于道路宽度而不可超车。另一方面，例如如果在两个方向上存在多个车道，则即使在双向交通的情况下也可超车。车道数量、车道的相应的行驶方向、车道或道路的宽度等等可通过分析处理环境数据来确定，和/或可从地图数据中来得悉。

根据超车可能性条件的满足可操控车辆装置以用于将驾驶员提示输出给机动车的驾驶员和/或执行驾驶干预。驾驶员提示可为光学、声学和/或触觉的提示。在此，尤其可确定：驾驶员是否预计将执行超车过程，并且如果在这种情况下不满足超车可能性条件，可进行警告。超车意图例如可由下述方式识别，即，探测和评估驾驶员对方向指示灯的操纵和/或施加在方向盘上的转矩。例如可通过机动车的扬声器输出报警声音作为警告，或者可操控执行器，以便将如下转矩传递到方向盘上，该转矩反作用于/抵抗机动车的用于超车的拐出。然而，根据本发明的方法还可用在这样的情形下，在其中机动车受到辅助地、部分自动化地、或高度自动化地或者说全自动化地行驶。在这种情况下，可通过根据本发明的方法尤其判定：是否应执行对于超车的自动的驾驶干预。

除了根据本发明的方法之外，本发明还涉及一种具有环境传感器和控制装置的机动车，该机动车被设计用于执行根据本发明的方法。控制装置可设计用于：探测本车数据和通过环境传感器探测环境数据，根据环境数据确定前方车辆数据，以及根据前方车辆数据和本车数据确定超车信息。此外，可通过控制装置如阐述的那样评估超车可能性条件。

根据本发明的机动车可利用针对根据本发明的方法提到的特征以在那里提到的优点来进行改进，并且反之亦然。

附图说明

下文的实施例以及相关的附图示出了其他的优点和细节。其中，

图1和图2示出了不同的交通状况，在其中根据本发明的方法的实施例通过根据本发明的机动车来执行。

具体实施方式

图1示出了一种行驶情形，在其中机动车2在笔直的道路上接近前方车辆1，其中，前方车辆1潜在地要被超车。为了辅助驾驶员，设置成，通过机动车的环境传感器3探测与前方道路相关的环境数据。根据这些环境数据应确定：在给定的交通状况下超车前方车辆1预计是否可行，即，超车可能性条件是否满足。

为此，通过机动车2的控制装置4探测本车数据，该本车数据与机动车2的行驶运行相关。作为本车数据，要探测的是机动车2的瞬时行驶速度和瞬时加速度。附加地预测最大可行的加速度，以便确定机动车2在最大加速度下的速度曲线。控制装置4由环境数据还确定与前方车辆1相关的前方车辆数据。作为前方车辆数据，要确定的是前方车辆1的速度和加速度。作为速度可确定的是绝对速度和/或相对于机动车2的相对速度。

根据前方车辆数据和本车数据确定超车信息，该超车信息描述了机动车沿着道路在预给定的边界条件下需要的最小行驶距离6，该最小行驶距离是超车前方车辆所必需的。作为超车信息，可确定例如未示出的用于超车过程的轨迹。然而，替代地或补充地，同样可行的是，例如仅仅确定超车过程结束的位置5或期间机动车2在超车过程的范围中必须停留在超车道上的行驶距离6。

可作为边界条件来考虑的例如有机动车2与前方车辆1的最小间距和/或与可行车区域的边缘的最小间距。补充地，可作为边界条件来考虑的例如有最大允许的行驶速度。该行驶速度例如可由下述方式来确定，即，在在环境数据中进行对象识别的范围中识别出路牌7并确定与路牌相关的相应的路牌信息，在这种情况下即确定通过路牌7给出的允许的行驶速度。在此，显然还可考虑在在前的时刻探测到的路牌7。替代地或补充地，机动车2可具有未示出的位置探测装置、例如GPS传感器。取决于所探测的位置，可得悉关于当前行车道路的信息、例如还有预给定的最大速度、地图数据，所述信息存储在机动车2中或机动车2通过通信装置来对所述信息进行访问。

在在环境传感器3的探测区域8中探测到迎面而来的机动车的情况下，由环境数据确定迎面而来的机动车的距离和相对速度。基于此可确定：迎面而来的机动车是否与机动车2在超车过程期间的轨迹相交或者在机动车2超车前方车辆1期间，迎面而来的机动车是否进入对于超车所需要的行驶距离6中。如果是这种情况，则不满足超车可能性条件。在所述确定的范围中，可考虑迎面而来的机动车的可能的加速。在此可假定，迎面而来的机动车最高加速到确定的最大速度，该最大速度可根据在道路上允许的行驶速度来确定。

然而，对前方车辆1的超车不是在没有探测到迎面而来的机动车的所有情况下都是可行的。这在示出的行驶情形下尤其是由于道路的通过环境传感器3可探测的路段9的长度是有限制的。该限制由环境传感器3的技术特征来决定。附加地，可探测的路段9例如可受到天气条件或波浪形或弯曲的道路走向的限制。为了说明这种情况，示出了直接在探测区域8之外的虚拟的交通参与者11。

尚还不可探测到的交通参与者可能驶入探测区域8中的可能性在所阐述的方法中由下述方式加以考虑，即，仅当超车所需要的行驶距离6比道路的可通过环境传感器探测的路段9的长度短了缩短量10时，才满足超车可能性条件。用于所需要的行驶距离6的限值通过大括号12来显示。在示出的实施例中，仅仅考虑对面车道或超车道上的所需要的行驶距离6，这是因为预期仅在该对面车道或超车道上有可能与迎面而来的交通参与者相互作用。替代地，显然同样可考虑对于超车过程所需要的总的行驶距离、例如从机动车2的当前的实际位置直至超车过程结束的位置5的行驶距离。

缩短量10可固定地预给定。然而，优选地，缩短量取决于行驶情形来预给定。在最简单的情况下，这可通过以下方式来实现，即，缩短量10根据在路段中最大允许的行驶速度来预给定，该最大允许的行驶速度可如上文阐述的那样来确定。例如可通过以下方式来确定超车过程的持续时间，即，对机动车何时走完所需要的行驶距离6或到达位置5进行预测。该持续时间可与用于虚拟的交通参与者11的最大允许的行驶速度或比最大允许的行驶速度提高了固定数值或倍数的、假定的速度相乘。这相应于最坏的情况场景，在其中假定：紧挨着探测区域8的对面那一边存在以很高的速度迎面驶向机动车2交通参与者。

在方法的改进方案中可行的是，在评估超车可能性条件的范围中，假定存在这样的虚拟的交通参与者11，其在超车过程开始时处于所探测的路段之外，并且以预给定的速度或预给定的速度曲线在超车道上运动。在这种情况下，可以以和针对可限制超车可能性的真实的交通参与者一样的方式评估超车可能性条件。例如可针对虚拟的交通参与者11算出虚拟的交通参与者轨迹。根据该交通参与者轨迹可通过以下方式确定缩短量，即评估道路的哪些区段在超车过程期间被虚拟的交通参与者11驶过。

然而，同样可行的是，相应的缩短量仅仅隐含地在方法中加以考虑。例如可为计划的超车过程确定用于机动车2的轨迹，并且可检查：交通参与者轨迹与机动车2的轨迹在超车过程的范围中是否具有预给定的最小距离。在这种情况下可满足超车可能性条件。如果没有遵守该最小距离，则不满足超车可能性条件。同样，该方式必然导致，仅在对于超车所需要的行驶距离6比可通过环境传感器3探测的路段9的长度短了缩短量时才满足超车可能性条件。如果情况并非如此，则造成了轨迹的相交。

在示出的实施例中使用了单个的环境传感器3，以便探测与前方道路相关的环境数据。显然也可利用多个相同和/或不同类型的环境传感器。例如，前方道路可通过一个或多个雷达传感器并且补充地通过相机来探测。

超车可能性条件的满足可依赖于与已阐述的条件不同的其他部分条件。例如，如果确定在对于超车所需要的行驶距离6中存在汇流处/路口，则此时不可满足超车可能性条件。相应的汇流处可引起，其他的交通参与者在超车过程期间转入到超车所使用的车道上来。视具体的转入情况而定，这种转入通常无法通过环境传感器3提早识别到，因此在这种情况下不应执行超车。汇流处或交叉路口可通过分析处理环境数据来识别。在此可行的是，直接探测汇流处或交叉路口，或者识别出指示路牌，其指明相应的汇流处或交叉路口。同样可行的是，从地图数据中得悉汇流处或交叉路口的位置。

超车可能性条件还可依赖于所行驶的道路的宽度或车道数量。在非常窄的道路上，在不存在对向交通的情况下超车也是不适宜的。另一方面，在例如在两个行驶方向上存在多个车道的情况下，在存在对向交通的情况下超车也是可行的。

超车可能性条件的结果可以以不同的方式来利用。例如，可根据超车可能性条件的满足来操控车辆装置16、例如显示装置，用以将驾驶员提示输出给机动车2的驾驶员。在此，可为驾驶员始终显示出：超车是否适宜，或者超车仅可在确定的行驶情形下进行。在该方式的略微的变型中，可通过控制装置4评估：是否预计计划超车过程。这例如可根据机动车2相对于前方车辆1的相对速度、对方向指示灯的操作和/或转向力矩或转向角来确定。如果相应的超车意图被确定并且超车可能性条件不满足，则可向驾驶员发出光学、声学或触觉的警告提示。例如可输出报警声音，或可将如下转向力矩传递到方向盘上，该转向力矩反作用于用于拐出原车道的转向方向。然而，所描述的做法还可在机动车2的辅助引导或自动化引导的范围中使用。在这种情况下，例如可根据超车可能性条件的满足来操控用于执行驾驶干预的执行器。

如已经提及的那样，道路的可通过环境传感器3探测的路段还可受到道路的几何形状的限制。附加地可行的是，可探测的路段进一步受到对象、尤其前方车辆1的限制，其遮住道路的一部分。在图2中示出了对此的示例。在此使用和图1中相同的附图标记，并且阐述限于与图1的不同之处。

在图2中示出的交通状况中，机动车2在道路的弯道之前以相对较短的距离位于前方车辆1之后。因此，环境传感器3的探测区域8的大部分不可利用，这是因为前方车辆1阻塞了探测区域。因此，仅仅虚线13左边的路段14可被环境传感器3探测。因此，虚线13右边的路段15中的交通参与者不可被环境传感器3探测到。

为了能实现如关于图1阐述的那样的做法，即，可探测的路段9缩短了缩短量10或者假定虚拟的交通参与者11就在可探测的路段14之外，首先确定：究竟哪个路段14可被探测。探测区域8的尺寸例如可已经存储在控制装置4中，因为其在制造机动车2时便已可被确定。替代地可以是，能在正常的行驶运行的范围中确定所述尺寸，例如通过相应识别离探测对象的最大距离等等。

路段15的遮蔽可由下述方式识别，即，针对至少一个对象、在这种情况下针对前方车辆1，确定对象信息，即尤其是对象的尺寸或探测区域8的被对象遮住的空间角度。此外，探测道路的几何形状。道路的几何形状可从环境数据本身来确定，例如其方式为：将探测数据中的确定的区段分类为道路部分，或者道路的几何形状可从数字地图数据中得悉。可在考虑道路几何形状和探测区域8的被对象、即前方车辆1封锁的空间角度的情况下，确定可探测的路段14。基于这些信息可确定通过环境传感器可探测的路段9，或者可预给定就在可探测的路段9之外的虚拟的交通参与者11的位置。

如关于图1阐述的那样，如果可探测的路段9缩短了缩短量10，则通过大括号12示出的剩余的路段的长度在图2中示出的行驶情形下显然并不长得足以能够对前方车辆1超车。因此不满足超车可能性条件。

Claims (10)

1.一种用于检查超车可能性条件的方法，如果前方车辆(1)被机动车(2)超车的超车过程预计是可行的，则满足该超车可能性条件，其中，探测与所述机动车(2)的行驶运行相关的本车数据，并通过所述机动车的至少一个环境传感器(3)探测与前方道路相关的环境数据，根据所述环境数据确定与所述前方车辆(1)相关的前方车辆数据，根据所述前方车辆数据和所述本车数据确定超车信息，该超车信息描述了所述机动车(2)沿着所述道路在预给定的边界条件下对前方车辆(1)超车所需要的最小行驶距离(6)，然后根据所述超车信息以及如果由所述环境数据确定在超车过程的范围中可用的超车道上存在交通参与者的话还根据对交通参与者进行描述的交通参与者信息来评估超车可能性条件，

其特征在于，如果探测到在所述超车道上没有交通参与者，那么仅当所需要的行驶距离(6)比所述道路的通过所述环境传感器能探测的路段(9)的长度短了缩短量(10)时，才满足超车可能性条件，其中，根据所述环境数据来确定能探测的路段(9)和/或路段(9)的长度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据允许的最大行驶速度预给定所述缩短量(10)。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在评估超车可能性条件的范围中，假定存在虚拟的交通参与者(11)，该虚拟的交通参与者在超车过程开始时位于能探测的路段(9)之外并以预给定的速度或预给定的速度曲线在超车道上运动，其中，针对所述虚拟的交通参与者(11)算出虚拟的交通参与者轨迹，超车可能性条件的满足和/或所述缩短量(10)与所述虚拟的交通参与者轨迹有关。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据一允许的最大行驶速度或所述允许的最大行驶速度将所述虚拟的交通参与者(11)的速度或速度曲线选择为，使得所述虚拟的交通参与者(11)在所述道路上迎着所述机动车(2)运动。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，仅在不满足汇流条件的情况下满足超车可能性条件，其中，如果所述环境数据和/或预给定的地图数据显示出在所需要的行驶距离(6)内存在汇流处和/或交叉路口，则满足汇流条件。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过在所述环境数据中的对象识别来确定至少一个与路牌(7)相关的路牌信息，其中，超车可能性条件的满足与所述路牌信息有关。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过评估所述环境数据来确定对于环境传感器部分地遮住所述道路的至少一个对象的对象信息，根据所述对象信息来确定能探测的路段(9)和/或路段(9)的长度。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，超车可能性条件的满足附加地与所述道路的所确定的宽度和/或车道数量有关。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据超车可能性条件的满足来操控车辆装置(16)以用于将驾驶员提示输出给所述机动车(2)的驾驶员和/或用于执行驾驶干预。

10.一种机动车，其具有环境传感器(3)和控制装置(4)，其特征在于，该机动车被设计用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。