CN110712655A - 用于对自主的或部分自主的车辆的超车过程进行控制的控制机构和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于全自动化地、高度自动化地或部分自动化地行驶的车辆的控制机构（30），该控制机构具有关于驾驶员监控单元（31）的接口（29）以及关于行驶调节机构（10）的接口（22），该行驶调节机构用于对车辆的驾驶员的至少一个特性进行检测，该行驶调节机构被构造用于在预先给定的条件下自动化地执行对在前行驶的车辆的超车过程，其中所述控制机构（30）被构造成根据至少一个所检测到的驾驶员特性来允许或禁止由所述行驶调节机构所计划的超车过程的执行。

Description

用于对自主的或部分自主的车辆的超车过程进行控制的控制 机构和方法

技术领域

本发明涉及一种用于对自主的或部分自动的车辆的超车过程进行控制的控制机构和方法。

背景技术

从DE 10 2004 008 895 A1中已知一种用于对用于车辆的驾驶员协助系统进行控制的系统。尤其已经在超车助理中知道，所述超车助理能够自主地估计超车过程并且可能也执行超车过程。该系统在此能够在这样的情况中支持前进运动器件的驾驶员（Führer），方法是：其自主地干预直接的行驶功能、像比如加速、制动、转向或警告信号的输出。在没有驾驶员参与的情况下在此进行支持。

发明内容

相对于此，按本发明的、具有独立权利要求的特征的控制机构具有以下优点：在超车过程中考虑到驾驶员的状态。为此，检测至少一个驾驶员特性并且借助于这个驾驶员特性来决定是否也在实际上自动化地执行自动化地计划的超车过程，或者是否-至少暂时（zunächst）-不执行这样的超车过程。由此实现这一点，即：车辆的驾驶员不会惊讶于自动化的超车过程并且可能在行驶舒适性方面不会受到影响。因为超车过程需要至少一次车道变换并且因此需要必要的转向运动，所述转向运动会引起作用于驾驶员的横向加速度。另外，在通常情况下还需要使车辆的行驶加速用于超车过程，由此纵向加速度作用于驾驶员。

因为，至少在目前的系统中驾驶员在高度自动化的车辆中必须保持察觉准备，因而对于不再存在高度自动化的或全自动化的行驶功能的符合规定的使用这种情况来说，他必须承担控制车辆的义务，否则车辆的相应意外的加速动作对驾驶员来说可能导致恼怒，使得其可能依靠自己干预车辆的行驶行为，尽管对此来说不存在相应的需要。根据本发明，这样的不必要的干预能够得到避免，方法是：如此对至少一个驾驶员特性进行测评，驾驶员是否意识到所面临的超车过程。

例如，这样的意识对驾驶员来说通过以下方式来产生，即：驾驶员已经将其目光投向车辆前方的行驶情况并且他识别到自已的车辆正在接近在前行驶的车辆。在这种情况下，驾驶员能够预料到所面临的超车过程。

此外，比如能够通过例如显示器的输出器件向驾驶员输出计划超车过程的提示。如果驾驶员已经将其目光投向显示器并且发现了这一点，则可以认为，他也注意到所述提示并且因此也被告知所计划的超车过程。

而如果驾驶员刚好在分心（abgelenkt），比如他转向后排座椅或者他已经松开方向盘，那么必要时可以认为，他没有为所计划的超车过程做好准备。在这样的情况中，根据本发明，不执行超车过程或至少暂时不执行超车过程。必要时能够在稍后的时刻、在所检测到的驾驶员特性已经再次改变时执行相应的超车过程。

总的来说，自主的或部分自主的车辆的行驶安全性由此得到提高，因为由于意外的超车过程而给驾驶员造成的惊讶时刻以及由此可能由驾驶员在无准备的情况下执行的并且也没有必要的、针对车辆的行驶行为的干预反应能够得到避免。

另外的优点从从属权利要求中得出。因此，此外有利的是，驾驶员能够否决允许或禁止超车过程的决定。一方面，因此可能的是，驾驶员能够以简单的方式中断所计划的超车过程，如果他不想超车。另一方面，对于所述控制机构认为驾驶员刚好在分心并且不想执行超车过程这种情况来说，对于驾驶员来说也能够否决这个决定并且随后能够主动地启动超车过程。因此，可能的是，比如对于驾驶员已经注意到所计划的超车过程的提示这种情况来说，也能够立即启动这个过程。在这种情况下，由于意外的超车过程驾驶员的惊讶也消失。然而，如果确定驾驶员注意到预期的超车过程，则不需要手动启动这个超车过程，而是在这种情况下自动地启动超车过程。

此外，有利的是，通过输出单元、特别是通过光学的或声学的输出单元向驾驶员给出超车过程被允许或被禁止的提示。由此，驾驶员更好地被告知超车过程，从而避免了惊讶时刻。不过，此外必要时驾驶员也能够否决从他的观点看来不受欢迎的决定。

此外，有利的是，为了检测驾驶员特性而设置了摄像头，所述摄像头检测驾驶员的图像信息并且将其传输（überträgt）给控制机构，以用于关于所计划的超车过程的启动作出决定。通过对于驾驶员的图像测评，能够特别容易地确定其头部位置、其身体姿势和/或其视向。由于借助于驾驶员的所检测的图像数据对这些身体特征进行计算机辅助的测评，而可以特别容易地确定驾驶员是否已经将其目光投向车辆前方的行驶空间或者他是否已经将其目光从车辆前方的行驶空间、也就是行驶场景上移开，车辆的未来的行驶事件尤其确定所述行驶场景。如果驾驶员已经将其目光投向其前方的行驶空间，则可以认为，他识别出在这个行驶空间中的事件、像比如在车辆前面缓慢驶来的其它车辆，从而他容易地为可能的超车过程做好准备，否则则应该认为，他没有看到这样的车辆，突然启动的超车过程对驾驶员来说会令人惊讶。

在另一种实施方式中，也能够如此检测用于控制车辆的控制元件、例如方向盘，方向盘是否正在被接触。如果驾驶员特性表明驾驶员正在接触方向盘，则可以认为，驾驶员意识到对于自动化的或部分自动化的行驶过程的控制。如果驾驶员松开方向盘，那么他可能刚好没有意识到这种控制或已经完全有意将用于当前的行驶过程的控制移交给车辆。在这种情况下，值得追求的是，驾驶员不会惊讶于意外的行驶动作。

对于按本发明的方法来说并且对于相应的计算机程序和保存有所述计算机程序的计算机可读的介质来说，也产生相应的优点。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中进行详细解释。

图1示出了按本发明的控制机构连同机动车中的车辆组件，

图2示出了按本发明的方法的示意性的方法流程。

具体实施方式

按本发明的控制机构能够用在任何自动化地行驶的车辆中。尤其有利地用于轿车和载货汽车。

按本发明的方法能够用于全自动化地、高度自动化地或部分自动化地行驶的车辆中，对于所述车辆来说规定，它们根据交通情况独立地启动对在前行驶的车辆的超车过程。这样的超车过程不仅能够是可能的迎面交通（Gegenverkehr）中的超车过程，但也能够是多车道的道路上的超车过程，对于多车道的道路来说朝相同的行驶方向有多条平行的车道。

图1中示出了一种用于用按本发明的控制机构来执行超车过程的系统的实施例。行驶调节机构10用于确定车辆的行驶情况并且根据检测到的行驶情况来执行车辆的自主控制。为此，行驶调节机构10对转向机构11进行干预以用于操控能转向的车轴12并且确定车辆行驶的方向。此外，对运行系机构（Betriebsstrangeinrichtung）13进行操控，所述运行分路机构通过对于车辆驱动装置和车辆制动系统的访问来调节车辆的加速和减速。

为了检测车辆环境，行驶调节机构10例如构造有用于对车辆前方的行驶空间15进行检测的摄像头14，其中，在这里的实施例中检测到在前行驶的车辆16。此外，设置了摄像头17，其观察车辆的后面的行驶空间。此外，也还能够存在间距传感器18，其比如用于检测在侧面行驶的车辆。

计算单元19对行驶情况进行测评并且将所检测到的行驶情况与保存在存储器20中的行驶情况进行比较。根据所检测到的行驶情况并且在考虑到通过速度传感器21所检测到的车速的情况下，由计算单元19确定，其中布置有行驶调节机构10的车辆是否与在前行驶的车辆16的速度相匹配或者是否应该超过在前行驶的车辆16。为这样的超车过程设置了车道变换。必要时在此，必须考虑例如用摄像头17来检测的后方交通和/或可能的迎面而来的交通以及通过摄像头14所检测到的道路走势。

如果积极地确定超过在前行驶的车辆16的超车情况，则通过接口22将相应的信息传送给控制机构30。在第一种实施方式中，控制机构30具有关于构造为驾驶员监控单元的摄像头机构31的接口29，该摄像头机构观察车辆的驾驶员。图像信息通过接口29被传送给所述控制机构30的用作测评单元的计算机构32。通过与保存在存储器33中的图像信息和/或保存在存储器33中的测评规则的比较来确定驾驶员的特性。利用对如此确定的驾驶员特性的测评，由控制单元30来决定，驾驶员是正在观察车辆前方的行驶空间15还是正在执行（ausübt）非驾驶（fahrfremde）的活动（Tätigkeit）。

在一种最简单的实施方式中，如果相对于前方车辆的速度差处于限定的公差带之内并且驾驶员观察识别出驾驶员将目光从道路上移开（abgewendet），高度自动化的车辆就放弃自动的超车计策。在另一种实施方式中，能够根据驾驶员的被识别的其他活动来作出决定，例如在驾驶员正在阅读时。

在图像测评中，能够根据单个的特性或者不同特性的组合对关于驾驶员是否观察行驶场景的判断进行测评。在此，尤其能够对视向（Blickrichtung）、头部定向和/或其余身体部位、例如躯干、手臂、手和/或腿的身体姿势进行测评。如果比如确定驾驶员的视向朝向行驶空间的方向，则应该认为，他注意到（wahrnimmt）行驶情况。如果确定目光（Blickes）、头部或者上身背向行驶空间的姿势，则可以认为，驾驶员没有观察行驶场景。

如果由控制单元30确定驾驶员正在观察行驶场景，则通过接口22将能够启动所计划的、有意的超车过程的信息发送给行驶调节机构10。如果确定驾驶员移开（abgewendet）了行驶场景，则通过接口22向行驶调节机构10发送不应该执行超车过程的信息。通过在这种情况下不执行超车过程，实现了以下结果，即：驾驶员在非驾驶活动中不会受到由于意外（unerwartete）的超车过程而引起的意外的横向-/或纵向加速度的干扰。可以在预先给定的时间间隔、例如10到20秒之后重新检查这样的决定。

在一种实施方式中设置了显示器34，其中在不应该进行超车过程的情况下通过接口35来操控显示器34。以光学的方式向驾驶员输出（ausgeben）关于由于发现驾驶员缺少对于行驶场景的注意力而不进行所计划的超车过程的信息。作为替代方案或者补充方案，也能够通过声学的输出单元36来进行这样的输出。此外，作为替代方案或者补充方案，也能够比如通过座椅振动来实现触觉的警告。在一种作为替代方案的实施方式中，也已经能够通过显示器来指出存在超车可能性，而没有已经对驾驶员特性进行了测评。然后比如能够用摄像头来检查，驾驶员是否观察并且因此可能已经注意到显示器并且出于这个原因再也不会惊讶于随后启动的超车过程。

在另一种实施方式中，控制机构30通过接口37与输入单元38相连接。通过对于输入单元38的操作元件39、例如触敏显示器中的按钮或选择窗口的操纵，驾驶员能够否决（überstimmen）通过输出单元34、36传达给他的决定、即由于缺乏注意力而不执行所计划的超车过程，因而在这种情况下由控制机构30通过接口22向行驶调节机构10发送（geben）相应的信息：如果仍然满足了用于超车过程的前提，则现在能够由行驶调节机构10执行超车过程。

在另一种实施方式中，也能够通过输出单元34、36向驾驶员显示所计划的超车过程。如果驾驶员不希望这样的超车过程，则其能够通过对于输入单元38中的操作元件39的操纵来阻止超车过程的执行或者中断已经准备的超车过程。

在另一种实施方式中，也能够一同考虑到相对于所检测到的在前行驶的车辆的速度差和/或自身速度。如果比如发现在前行驶的车辆停止或者仅仅以非常慢的速度、例如以小于10km/h的速度前行，则能够不进行（unterbleiben）驾驶员是否注意到车辆前方的行驶场景的驾驶员特性的测评。由此避免了驾驶员处于其中的车辆被制动到停止或几乎停止。这同样适用于相对于在前行驶的车辆的速度差超过预先给定的尺度。如果比如在前行驶的车辆比自身的车辆慢40km/h以上，那么，只要可能就无论如何都执行超车过程并且能够不进行对驾驶员特性的查询或测评。

在另一种实施方式中，也能够通过摄像头来确定驾驶员在其手中握有与车辆的控制无关的物体、例如书、移动电话、计算机、水瓶或手帕（Taschentuch）。在这些情况下，可以认为，驾驶员将其注意力集中在处在其手中的物体上。在这种情况下，即便超车过程是可能的，在控制机构30通过对于由摄像头31获得的图像的测评而确定驾驶员手中有这样的物体时，也同样以相应的方式不会启动超车过程。

在另一种实施方式中，如果驾驶员的手没有放在方向盘上，也可以禁止超车过程。在第一种实施方式中，这能够通过对于摄像头的图像测评来确定。在一种作为替代方案或补充方案的实施方式中，也可能的是，控制机构30测评关于传感器28的接口、例如以电容方式工作的接触传感器，所述接触传感器检测对于方向盘的接触。因此，能够判断驾驶员是否接触方向盘并且准备好干预行驶行为或者他是否没有接触方向盘并且因此不能直接执行对于行驶行为（Fahrverhalten）的干预。

图2中示出了示意性的方法流程。在环境检测步骤40中，传感器、特别是摄像头和/或雷达传感器检测车辆的环境。在随后的分析步骤41中，例如也在考虑到当前的车速和道路走势的情况下将这些由传感器所检测到的信息汇集在一起，并且基于对于环境模型的整体分析来决定，例如是否为了超过在前行驶的车辆而应该开始车道变换或超车计策或者是否车辆应该用适配速度跟随前车。在随后的第一决定步骤42中，首先要确定这一点。

要么独立地要么通过触发信号43来进行驾驶员观察44，在进行驾驶员观察时借助于传感器、例如通过摄像头或者通过接触传感器来对驾驶员进行检测。在驾驶员状态识别45中推导出驾驶员特性、例如驾驶员的注意力放到其前方的行驶空间上、驾驶员的备选的活动（Beschäftigung）、驾驶员的移开（abgewandte）的姿势和/或诸如方向盘的控制元件的松开。在随后的第二决定步骤46中，在考虑到在第一决定步骤42中作出的关于超车过程的决定以及驾驶员状态识别45的情况下，决定是否应该在超车步骤47中实施所计划的超车过程或者是否车辆应该在后续步骤48中以适配的速度来跟随在前行驶的车辆，尽管原则上按照对于车辆的环境分析可以实现超车过程。在预先给定的时间间隔之后，能够重新执行相应的分析步骤。

Claims (10)

1.用于全自动化地、高度自动化地或部分自动化地行驶的车辆的控制机构（30），具有关于驾驶员监控单元（31）的接口（29）并且具有关于行驶调节机构（10）的接口（22），所述驾驶员监控单元用于对车辆的驾驶员的至少一个特性进行检测，所述行驶调节机构被构造用于在预先给定的条件下自动化地执行对在前行驶的车辆的超车过程，其中，所述控制机构（30）被构造成根据至少一个所检测到的驾驶员特性来允许或禁止由所述行驶调节机构所计划的超车过程的执行。

2.根据权利要求1所述的控制机构，其特征在于，所述控制机构（30）具有关于输入机构（38）的接口（37），从而能够根据通过所述输入机构（38）所检测到的输入来否决允许或禁止超车过程的决定。

3.根据前述权利要求中任一项所述的控制机构，其特征在于关于尤其光学的和/或声学的输出单元（34、36）的接口（35），所述输出单元用于针对允许和/或禁止超车过程的情况输出警告。

4.根据前述权利要求中任一项所述的控制机构，其特征在于，通过关于驾驶员监控单元（31）的接口（29）能够传输由构造为摄像头的驾驶员监控单元（31）所检测到的图像信息。

5.根据权利要求4所述的控制机构，其特征在于测评单元（32），所述测评单元用于从所传输的图像信息中对驾驶员的身体姿势、头部位置和/或视向进行测评，以用于确定所述至少一个驾驶员特性。

6.根据前述权利要求中任一项所述的控制机构，其特征在于关于传感器（28）的接口，所述传感器用于检测车辆的控制元件的接触。

7.方法，用于对全自动化地、高度自动化地或部分自动化地行驶的车辆的自动执行的超车过程进行控制，其中驾驶员监控单元检测车辆的驾驶员的至少一个特性，其中行驶调节机构在预先给定的条件下自动化地执行对在前行驶的车辆的超车过程，并且其中根据对于至少一个所检测到的驾驶员特性的测评来允许或者禁止由行驶调节机构所计划的超车过程的执行。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，作为驾驶员特性对驾驶员的视向进行测评，并且在驾驶员的所检测到的视向对准处于车辆前方的行驶空间时执行所计划的超车过程，并且在驾驶员的所检测到的视向对准在处于车辆前方的行驶空间之外的区域时禁止所计划的超车过程。

9.计算机程序，包括指令，所述指令使根据权利要求1-6中任一项所述的控制机构实施根据权利要求7或8所述的方法步骤。

10.计算机可读的介质，在其上面保存有根据权利要求9所述的计算机程序。

Images