CN110140062B - 用于运行车辆驾驶员辅助系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行车辆的驾驶员辅助系统的方法，所述驾驶员辅助系统具有雷达传感器并且有功能范围，所述方法具有在持续运行时连续地再校准雷达传感器以补偿校正误差的功能，其特征在于以下步骤：在受限的第一运行时段基于测量评估校正误差(S3)，根据所评估的校正误差限制驾驶员辅助系统的功能范围(S5)，在第二运行时段(42)内在以受限的功能范围运行期间继续进行测量，以改善所述校正误差的评估精度(S7)，和根据评估精度的改善扩展功能范围(S9)。

Description

用于运行车辆驾驶员辅助系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行车辆驾驶员辅助系统的方法，该驾驶员辅助系统具有雷达传感器并且具有可变的功能范围,所述方法具有对雷达传感器的连续再校准以补偿在持续运行时的校正误差。

车辆的驾驶员辅助系统的功能经常基于安装在车辆前面的雷达传感器的位置数据，通过所述雷达传感器测量在前行驶车辆和车辆周围环境中的其它对象的距离、相对速度、方位角以及必要情况下还有仰角。驾驶员辅助系统则以这些数据为基础提供不同的辅助功能，例如自动距离调节、碰撞警告功能、自动采取紧急制动以避免碰撞等。驾驶员辅助系统的无错误和可靠的功能以对交通环境的准确评估为前提，包括正确地认定所定位的对象的方位角。然而，借助雷达传感器，仅在传感器被安装到车辆中时以被正确校准使得对应于方位角测量为0°的方向实际上也是车辆的前进方向的情况下，才能实现正确的角度测量。

背景技术

已知具有校准模块的驾驶员辅助系统，该校准模块允许在车辆持续运行时检查雷达传感器的正确校正并且通过计算机补偿识别到的校正误差，如果该校正误差还位于容许的范围内。

然而，通常仅能通过对在一定时间段上发生的测量进行统计学分析评价来定量地确定校正误差。因此，足够准确和可靠的校正误差确定要求确定的测量持续时间，后果是，如果突然出现校正误差，例如由于车辆的振动，如在停车场上轻微推撞(Rempler)时通常出现的振动，那么该误差明显延迟地才能被识别到并被补偿。如果另一方面要求仅在以足够的安全时间识别到校正误差并进行了补偿时才使用驾驶员辅助功能，那么辅助功能的可用性是受限的。

发明内容

因此，本发明的任务是，提出一种能够更快地识别校正误差并且提高驾驶员辅助系统的可用性的方法。

该任务根据本发明通过具有以下步骤的方法解决：

-在受限的第一运行时段基于测量评估校正误差，

-根据所评估的校正误差限制驾驶员辅助系统的功能范围，

-在第二运行时段内在以受限的功能范围运行期间继续进行测量，以改善所述校正误差的评估精度，和

-根据评估精度的改善扩展功能范围。

本发明基于以下构思：如果还不能以安全时间确定校正误差的准确大小，仍然使用驾驶员辅助系统是可能的，只要仅考虑到不确定性在校正误差方面适当地限制功能范围。例如校正误差产生如下影响：首先在确定对象位置时,该对象处于很大的距离中，校正误差导致伪造的角度测量。因此，在角度测量时的不确定性通过以下方式由评估承担：限制雷达传感器所使用的有效距离。那么尽管对功能范围进行了一定的限制，能够使用驾驶员辅助功能的主要部分，使得可用性在总体上提高。在具有受限制的功能范围的驾驶员辅助系统的另外的运行中，经由继续测量持续改善对校正误差的评估是可能的。如果此时以足够的可靠性确定校正误差还位于可容许的区域的内部，那么能够再次扩展驾驶员辅助系统的功能范围。

这种方法能够避免在安装到车辆中时的雷达传感器的首次校准或者至少简化并且缩短首次校准时的程序。以这种方式实现安装时间的缩短并且因此实现成本节约。

另外，本发明提供的主要优点是：系统对更晚的、在车辆运行期间突发出现的校正误差更快地作出反应。从出现校正误差在已经经过相对短的第一运行时段之后，对失调进行粗略评估是可能的，该评估能够首先对于存在校正误差的初步怀疑提出理由。该系统以功能范围的限制和测量的继续对此作出反应，直至最后能够以更高的精度定量地感测校正误差。如果更精确的测量没有证实对存在校正误差的怀疑或者允许补偿，那么所述功能范围能够自动地再次扩展。

本发明的有利构型和扩展形式在从属权利要求中说明。

对功能范围的限制的种类和程度可以取决于校正误差的评估结果。如果在第二运行时段期间评估精度由于更长的测量时间而增加地改善，那么对功能范围的限制能够逐步地再次倒退，直至最后再次提供完整的功能范围。

本发明的对象也包括一种驾驶员辅助系统，该驾驶员辅助系统构造为用于实施上述方法。

附图说明

下面根据附图进一步阐明实施例。

附图示出：

图1根据本发明的驾驶员辅助系统的方框图，以侧视图示出了雷达传感器；

图2用于阐述用于评估雷达传感器的校正误差的方法的原理图，以俯视图示出了根据图1的雷达传感器；

图3用于阐述根据本发明的方法的时间图表；

图4以方位角和仰角示出雷达传感器的校正误差；和

图5用于阐述根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

图1中以方框图示出了车辆的驾驶员辅助系统。该驾驶员辅助系统具有雷达传感器10和电子控制器12，该控制器分析评价雷达传感器10的定位数据并且在这些数据的基础上控制机动车的未示出的促动器。为了该目的，控制器12具有分析评价模块14以及多个辅助模块16，该分析评价模块对雷达传感器10的定位数据进行分析评价，辅助模块实施不同的辅助功能，例如距离调节、用于交通堵塞情况的Stop&Go(起-停)功能和碰撞警告功能。

雷达传感器10在雷达罩18的后面安装在安装壳体20内，并且能够借助第一机械式校正装置22校正仰角，借助第二机械式校正装置校正方位角，所述雷达罩例如是由塑料组成并且因此可被微波透过的车辆前保险杠。以虚线所示出的轴线A标明了雷达传感器的主要的辐射和接收方向并且延伸穿过雷达传感器的平面阵列天线26的中心，与该阵列天线的平面成直角。

在安装雷达传感器10时，不仅在仰角上而且在方位角上可能产生校正误差。仰角的校正误差在图1中以虚线表明。校正误差同样也可能在车辆运行期间突发地产生，例如由于在车辆车身与其它对象轻微碰撞时发生振动或者(在仰角方面)在车辆异常重载时。因此，控制器12具有校准模块28(软件模块)，该校准模块能够根据由雷达传感器10提供的数据自动地识别这种校正误差并且相应地修正角度测量的结果。

图2中示例性地说明了，校准模块28如何能够识别安装错误。这里示出的是方位角上的校正误差，该校正误差表现为：雷达传感器10的发送和接收方向(轴线A)与车辆的纵向中轴线B形成一定角度。作为例子这里假设：对象30恰好位于雷达传感器的轴线A上。因此，对于该对象测量到的方位角度将是0°。如果雷达传感器被正确地校正，那么这将意味着：对象30位于车辆的纵向中轴线B上并且测量到的方位角度因此与对象30的距离无关，也就是说，在远离或靠近对象30时也保持0°值。在图2中以附图标记30'表示对象30的位置，在该位置处，在横向位置相同的情况下对象到雷达传感器的距离较小。可以看出，位置30不再位于轴线A上并且测量到的方位角度因此不同于0°。根据角度测量的预期结果(0°)和实际得到的结果之间的这种差异，校准模块28可以识别并且定量地确定校正误差的存在。

然而为了校正误差的定量确定必须假设：不仅对象30而且本车辆、从而雷达传感器10保持其横向位置不变。本车辆的侧向位置的改变可以通过测量横向加速度或通过感测转向角来确定。反之，在对象30不确定横向距离确实保持不变。为了获得对于校正误差可靠的或至少接近正确的结果，因此必须在图2所示种类的总体测量中对于多个对象进行多次重复并且进行统计学上的分析评价，从而查明不正确的假设和统计学上的波动。能够用于定量确定校正误差的精确性因此随增长的测量时间得到改善。相反地，这意味着：原则上，对校正误差的可靠识别和修正在具有一定的时间延迟时才是可能的，对于交通安全性具有不期望的蕴涵。

因此，至今普遍的是：在安装到测试台中之后直接在受控的条件下对雷达传感器10的调整进行检验。如果在此显示的是：虽然存在一定的校正误差，然而该校正误差相对小并且位于允许的范围以内，使得驾驶员辅助系统的功能不受损害，那么可以免除雷达传感器的机械式再校准并且代替该机械式再校准，在校准模块中对所测定的校正误差进行计算补偿。

下面说明一种方法，该方法能够降低对于这种校准测量在测试台中的成本或者完全免除这种校准测量，使得由此不产生安全性风险。

图3中，以时间图示出了方法流程。时间点t＝0是车辆和驾驶员辅助系统的开始运行的时间点。紧接着该时间点的是校准阶段34(受限制的第一运行时段)，在该校准阶段中借助校准模块28在正常的行驶条件下对雷达传感器的调整进行测定。该校准阶段具有持续时间a，该持续时间对应于仅几米的驶过的行驶距离。在该相对短的时间距离之内，在测量校正误差时出现相对大的测量公差。

图4示意性地示出了空间角度部分，该空间角度部分在方位角上从-6°延伸至+6°并且在仰角上从-8°延伸至+5°。点N表示雷达传感器的名义校准位置。该校准位置在这里所示出的示例中位于方位角0°和仰角上-2°。以点N为中心的正方形36表示允许区域，在该区域内部能够容忍校正误差。如果确定雷达传感器的实际校正误差位于该区域的内部，那么能够计算修正失调并且能够使用全部辅助功能16。

点K1表示校准测量的结果，该结果在校准阶段34的最后获得。该点位于正方形36的内部。如果点K1正确地标出实际的校正误差，那么能够容忍该校正误差。然而，基于短测量时间该测量承受显著的错误公差。错误公差的区域这里通过以点K1为中心的区域38标出。因此，校正误差位于允许的区域的内部虽然是可能的但还不是一定的。因此在没有另外的改进的情况下不能确保辅助功能的可靠运行。

但是，辅助功能的可靠使用是可能的，只要适当地限制该辅助功能的功能范围。作为简单的示例应假设：对于辅助功能的可靠使用需要完整的功能范围，已定位对象(在与车辆的纵向中轴线B横向的方向上)的侧向位置已知具有+/-0.2m的精度。为此必须以取决于对象的相应距离的精度测量对象的方位角。在对象距离大时需要更准确的角度测量，而在对象距离较小时，在角度测量时能够容许更大的测量误差。因此，在受限的范围中使用辅助功能是可能的，其方式是，相对于名义有效距离限界雷达传感器的有效距离。也就是说，由此限制辅助功能的功能范围：仅分析评价还位于受限制的有效距离的内部的对象。

在图3中的时间图中，对功能范围的所述限制发生在校准阶段34的最后、在时间点t+a。在该时间点衔接验证阶段40(第二运行时段)，在该运行时段中以受限制的功能范围使用驾驶员辅助系统，而继续校准测量。基于更长的测量时间改善能够用来测量校正误差的精度。由此，图4中示出的是：包围点K1的误差容限区域缩小到正方形42的大小。具有该更狭窄的误差容限的对校正误差的测量到时间点t+a+b结束。因为到该时间点已知实际校正误差位于更狭窄的允许区域的内部，因此能够将雷达传感器的有效距离再次扩展到名义值，使得能够再次提供驾驶员辅助系统的完整的功能范围。

因此，驾驶员辅助系统的使用阶段44开始，该使用阶段原则上在时间上不受限制。现在，以足够的精度识别通过点K1标出的校正误差并且能够在校准模块28中计算补偿，使得能够正确地感测交通范围。

理解为，上述构思根据意义也适用于仰角上的校正误差。同样理解为，功能范围的限制不是必须在于有效距离的限制中，而是例如也能够在于完全关断确定的辅助功能。

车辆的驾驶员在时间点t+a能够获得警告，该警告向驾驶员指出暂时仅提供驾驶员辅助系统的受限制的功能范围。然而，这种提示不是在所有情况中是必须的。通常仅在距离调节时当行驶速度相对高时需要雷达传感器的完整的有效距离，因为车辆间所必需的安全距离大，使得必须使用雷达传感器的完整的有效距离，因此能够保持该安全距离是被允许的。与此相反，当行驶速度更低时不需要考虑距离非常远的对象，使得对有效距离的限制没有严重的后果并且因此不需要经由该措施通知驾驶员。

在这里所示出的实施例中，也在使用阶段44期间继续校准阶段。例如持续测量校正误差并且如果在一定数量的测量和统计学上的分析评价之后呈现该调整改变(也许由于停车推动)，使得该校正误差不再穿过图4中的点K1，而是例如表现为穿过点K2，并且如果由于测量时间短，误差容限区域对于最终的结论还是过大，那么重新限定功能范围(或者在极端情况中完全关闭辅助功能)并且开始新的验证阶段40。如果在验证阶段的最后能够以足够的可靠性确认校正误差位于允许的区域的内部，那么再次扩展功能范围并且以驾驶员辅助系统的完整的功能继续该使用阶段44。

图5中示出了上述方法的主要步骤的流程图。在步骤S1中，运行驾驶员辅助系统，此时无需强制实施测试台上的校准测量。接下来是校准阶段34，在该校准阶段中在步骤S2中进行在正常行驶条件下的校准测量。以步骤S3中的对校正误差的(粗略的)评估终止该校准阶段。在步骤S4中检验包括测量公差在内的校正误差是否位于允许的区域的内部。如果不是这种情况(否)，那么在步骤S5中限制驾驶员辅助系统的功能范围，并且以步骤S6开始验证阶段。如果步骤S4中的请求具有肯定的结果(是)，跳过步骤S5。

在步骤S7中重新确定校正误差，然而由于更长的测量时间具有更高的精度。

步骤S8中的请求对应于步骤S4中的请求。如果校正误差是可容许的(结果“是”)，那么在步骤S9中再次扩展功能范围，并且以步骤S10开始使用阶段44。在开始该使用阶段之后返回到步骤S3。步骤S3中对校正误差的重新评估相应于图3中的使用阶段44内部的控制测量。

如果在步骤S8中显示校正误差是不能容许的(结果“否”)，那么保持功能范围是受限制的，并且驾驶员在步骤S11中获得故障警告并且在必要情况下请求寻找工厂。可选地，在该步骤中也可能完全地关闭驾驶员辅助系统并且也规律地重复控制测量，以便感测校准中可能的另外的变化并且适当地对此作出反应。

Claims (7)

1.用于运行车辆的驾驶员辅助系统的方法，所述驾驶员辅助系统具有雷达传感器(10)并且具有可变的功能范围，所述方法具有在持续运行时连续地再校准雷达传感器以补偿校正误差的功能，其特征在于以下步骤：

-在受限的第一运行时段(34；46)基于测量评估校正误差，

-根据所述雷达传感器的所评估的校正误差限制驾驶员辅助系统的功能范围，

-在第二运行时段(40)内在以受限的功能范围运行期间继续进行测量，以改善所述校正误差的评估精度，和

-根据评估精度的改善扩展所述功能范围。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，对功能范围的限制包括雷达传感器(10)的有效距离的减小。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，驾驶员辅助系统具有多个辅助功能(16)并且对功能范围的限制包括关断所述辅助功能之一。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，分多个步骤每次在改善评估精度之后逐渐地进行所述功能范围的扩展。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，直接在驾驶员辅助系统投入运行之后实施根据权利要求1所述的步骤。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在驾驶员辅助系统的使用阶段(44)期间重复实施根据权利要求1所述的步骤。

7.驾驶员辅助系统，具有雷达传感器(10)和控制器(12)，其特征在于，所述控制器构造为用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。

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