CN111284484A - 用于使车辆至少部分地自动行驶的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于使车辆至少部分地自动行驶的方法，其中，根据预确定的路线，获得驾驶操纵目标，通过传感装置获取交通情况，针对所获取的交通情况，在驾驶操纵目标和多个驾驶操纵限制的预定设置下，根据所获取的交通情况获得标准驾驶操纵，从至少一个情况特征中获得所述交通情况的异常指标，并且在超过所述异常指标的阈值时获得特殊驾驶操纵。

Description

用于使车辆至少部分地自动行驶的方法
技术领域
本发明涉及一种用于使车辆至少部分地自动行驶的方法，所述车辆尤其是轮式车辆(Radfahrzeug)，例如乘用车或载重货车。
背景技术
出于责任和安全性原因，用于车辆的部分、高程度或者完全自动行驶的系统通常设计成，遵守法律的或政府的规章。在不能自动地获得合适的、符合规章的操纵
Figure BDA0002305779500000011
并且没有由车内乘员进行手动干预的情况中，设置通过自动行驶的车辆引起的安全状态。
尤其在异常的或者复杂的交通情况中，例如无意地错误地设立的交通指示牌、事故或者其它交通参与者不遵守规则的行为，以及环境获取受限的情况中，更多地期望要求车辆的手动控制以及必要时使车辆自动地进入安全状态中。就此而言，尤其是手动行驶的车辆的可能的驾驶行为的大的范围(包括激进的且不符合规定的操纵)是一种挑战。
随着在车辆中越来越广泛的辅助和自动化功能，认为要求手动控制是系统弱点和干扰的用户对这种系统的期望增加。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术的缺点，尤其是提供一种用于使车辆至少部分地自动行驶的方法，该方法在与手动车辆共同运行时具有高的实用性。
该目的通过独立权利要求1所述的方法实现。据此，在用于使车辆至少部分地自动行驶的方法中，根据预确定的路线，获得驾驶操纵目标，通过传感装置获取交通情况，针对所获取的交通情况，在驾驶操纵目标和多个驾驶操纵限制
Figure BDA0002305779500000021
的预定设置(Vorgabe)下，根据所获取的交通情况获得标准驾驶操纵，从至少一个情况特征中获得该交通情况的异常指标，并且在超过该异常指标的阈值时获得特殊驾驶操纵。
标准驾驶操纵遵循所有预设的驾驶操纵限制，并且车辆按照驾驶操纵目标运动。在确定不能发现对应于驾驶操纵目标和所有驾驶操纵限制的标准驾驶操纵的情况下，得到特殊的驾驶情况。因此，车辆必须进入安全的状态中，例如停在路边或者留在当前的位置中。根据确定的情况特征分析由传感装置获取的交通情况可以实现，自动探测如下交通情况，即，在该交通情况中，尽管未能获得标准操纵，然而在考虑交通情况的情况下可以实现特殊操纵，该特殊操纵虽然不符合标准操纵的预定设置，然而是合理的并且能容易地被驾驶员理解。因此，避免了如下不理想的情况，即，使车辆进入安全的状态中或者在这种交通情况下做出与明智的驾驶员不同的行为。
在情况特征方面检查利用环境传感装置获取的车辆环境。在从多个情况特征中得到的交通情况方面，寻找有偏差的情况特征，并且在考虑偏差的类型和大小的情况下反映在异常指标中。在超过异常阈值时，获得特殊驾驶操纵。
特殊驾驶操纵与标准驾驶操纵的区别在于，在确定一个或多个驾驶操纵限制减少或完全失效时，可获得由于包括了驾驶舒适性方面的限制或违反了交通规则而未被考虑作为标准操纵的驾驶操纵。
获得的标准或特殊驾驶操纵可包括如下具体的轨迹，即，车辆执行器调节器根据该轨迹操控车辆的横向和纵向加速，或者标准或特殊驾驶操纵也仅仅包括操纵预定设置，例如路线点、行驶动态参数和将要驶过或避开的区域，这些被传输给轨迹规划模块，轨迹规划模块随后在考虑该预定设置的情况下计算轨迹。
根据一种优选的实施方案，在超过阈值时，根据至少一个情况特征将当前获取的交通情况与多个存在于存储器中的交通情况比较。尤其是，通过多个情况特征确定在存储器中的交通情况。优选地，根据与在存储器中的一个交通情况相关联的情况特征部分地一致，识别出交通情况。
根据一种优选的实施方案，至少一个情况特征包括以下特征中的一个或多个：车辆的绝对位置；车辆的速度；到达驾驶操纵目标的估计时间；单位时间中超过该车辆的车辆数量；交通密度指标；识别出的对象以及相应的对象类别，在该交通情况中相对于一个或多个其它对象的纵向和/或横向距离走向；在该交通情况中在对象识别方面的可靠性指标；获取的车道的数量和位置，车道宽度，一个或多个获取的交通标识。上述情况特征允许描述并且再次自动地识别多种交通情况。
尤其是，为此在数秒的、优选地大于10秒的时间段上或车辆经过的最小距离上分析情况特征和/或使其相关。
根据一种优选的实施方案，在预设数量较少的驾驶操纵限制的情况下根据所获取的交通情况获得特殊驾驶操纵。通过驾驶操纵限制的减少可以实现其它驾驶操纵，由此防止，使车辆进入安全的状态中并中断行驶。尤其是要求用户确认执行破坏交通规则的特殊驾驶操纵，。
根据一种优选的实施方案，获得特殊驾驶操纵，其中，通过从之前的特殊驾驶操纵的存储器中调取与预确定的交通情况相关联的特殊驾驶操纵。由此保证，在相似的情况中车辆以相似的方式行驶。此外，可直接调取已经存在的特殊驾驶操纵，这对于需要快速反应的交通情况是有利的。备选地，例如通过优化方法获得特殊驾驶操纵以及标准驾驶操纵。
根据一种优选的实施方案，当存在存储条件时，将当前交通情况作为预确定的交通情况储存在存储器中。尤其是，存储条件包括以下条件中的一个或多个：在当前交通情况中，由人驾驶车辆，其中，尤其是获取在获得的标准驾驶操纵和人为驾驶操纵之间的偏差；超过车辆的最小加速度阈值；超过车辆的最小转向速率阈值；由车辆的乘客进行存储器操作。
根据一种优选的实施方案，在低于或超过行驶参数的阈值时，根据预确定的紧急操纵操控车辆执行器。作为紧急操纵，可设置避让或完全制动操纵。尤其是当预测的与车辆前方的限制的碰撞时间低于最小时间时，进行紧急操纵。优选地，行驶执行器调节器使预设的特殊驾驶操纵的优先级高于标准驾驶操纵，和/或使正常操纵的优先级高于特殊驾驶操纵。由此保证，在车辆的所有行驶情况下都进行对于安全来说重要的驾驶操纵。
根据一种优选的实施方案，为了根据交通情况获得特殊操纵，仅仅考虑关于通过车辆传感装置获取的交通情况的信息。尤其是，针对交通情况和异常指标的获得，分析情况特征，根据车辆传感装置的信息和车辆外部产生的信息，例如通过设施、其它车辆或交通数据供应商提供的信息。通过由仅仅基于车辆的传感装置(例如摄像机、激光雷达器、雷达器、超声波传感装置和行驶动态传感装置)进行处理，保证，从实际测量的传感器数据中确定特殊操纵，并且在外部环境数据和车辆传感器数据之间存在潜在不一致时，以测得的环境数据优先。
根据一种优选的实施方案，在用于使车辆自动行驶的模式中，操控车辆执行器进行标准驾驶操纵，并且一旦获得特殊驾驶操纵，操控车辆执行器进行特殊驾驶操纵。
根据一种优选的实施方案，针对特殊驾驶操纵的获得，预设特殊驾驶操纵目标，其中，从路线中获得与驾驶操纵目标相比具有更高的位置偏差公差的特殊驾驶操纵目标。例如，从位于当前由车辆驶过的车道和路线上的可能的位置中选择驾驶操纵目标，而针对特殊驾驶操纵，从位于路线上的任意位置中选择作为特殊驾驶操纵目标。
根据一种优选的实施方案，从所获取的交通情况中获得可行驶的空间，并且以在可行驶的空间中在随机选择目标的预定设置下获得特殊行驶操纵。由此，再次增大了可能的特殊驾驶操纵的选择性，并且降低了中断自动驾驶的风险。
附图说明
参考附图根据对本发明的优选的实施方案的描述解释本发明的其它特征、优点和性能。其中：
图1示出了根据本发明的方法所应用的交通情况；
图2示出了根据本发明的方法的方法步骤的示意图。
具体实施方式
图1示出了在2车道道路上典型的交通情况。借助于指示牌16示出了施工区域14，指示牌为施工区域14规定了60公里每小时的最高速度。配置成至少部分地自动行驶的车辆10借助于摄像机传感器获取到指示牌16，并且对其进行评估。因此，用于使车辆10自动行驶的系统针对所有随后的驾驶操纵考虑60公里每小时的最高速度。
在图1的示例中，不小心忘记了再次取消速度限制的指示牌。在其它情况中，可能由于另一车辆遮住了用于取消的指示牌或者由于天气原因可能不能探测到指示牌。
利用传统的驾驶员辅助系统(例如具有交通标识之别的速度控制器)，使车辆10(在稍后的时刻以车辆110示出)以最后获取的60公里每小时的最高速度继续行驶，至少直至下次根据道路交通规则设置的取消最高限速。例如，示出了完全人工控制的车辆12(该车辆12在离开施工区域之后以车辆112示出)，在车辆112中，车辆驾驶员识别到施工区域14结束并且尽管没有取消限速的指示牌还是进行加速。因此，自动行驶的车辆110被人工控制的车辆112超过。
按照根据本发明的方法，规定，车辆10通过环境传感器、尤其是摄像机传感器获取交通情况。为此，评估多个情况特征。借助于环境传感器，探测在车辆环境中可动的和不可动的对象，并且进行分类。被分类的对象被储存在情况存储器中并且被分析，以用于检查预确定的情况特征。
在示例中，针对施工区域，作为情况特征，例如考虑引导路障的频繁度、车道限制的存在和/或车道宽度的减小。尤其是，从已分类的对象中提取多个情况特征，并且使其在时间上彼此相关。如果频繁的引导路障和/或车道宽度减小这样的情况特征消失，则检查，在预确定的时间和/或距离之内是否同样没有表明最后探测到的情况的情况特征。
借助于摄像机传感装置获取车道的数量，并且与基于地图数据预测的车道数量比较。将所获取的车道数量与预测的车道数量一致认为是正常的交通情况的情况特征。备选地或附加地，获取车道的走向并且与地图数据比较。
虽然对于车辆10，首先根据情况特征确认了在出现指示牌16之后预测的交通情况，然而在施工区域14结束之后与施工相关的情况特征消失。针对该情况特征，连续地检查在环境中获取并被分类的对象，从而补充对于正常的交通情况来说典型的情况特征。尤其是，检查地标、例如指示牌的位置是否与根据地图数据预测的位置一致。
通过与情况特征的预确定的组合比较，检查当前在环境中获取的交通情况能否明确地被分类。如果单个的情况特征与被分类的情况不同，提高异常指标。如果异常指标低于阈值，则继续进行情况分析，而不需要附加的方法步骤。于是，根据该方法，基于获取的交通情况获得标准驾驶操纵。此时，考虑预确定的驾驶操纵限制，例如行驶动力限制，行驶舒适性限制，交通规则和/或安全限制。例如借助于优化方法在驾驶操纵目标的预定设置下规划标准驾驶操纵，其中，驾驶操纵限制包含在限制条件中。从可通过导航系统预设的路线中导出驾驶操纵目标。
在图1的示例中，指示施工区域14的情况特征消失，然而保留根据最后获取的交通指示板的最高速度预定设置作为用于车辆110的自动行驶的预定设置。最高速度预定设置与根据经分类的交通情况预测的速度预定设置(即在施工区域14结束之后根据地图数据的最高速度)的偏差使异常指标增大。
则根据该方法，如果异常指标超过阈值，获得特殊驾驶操纵。尤其是，对导致异常指标增大的情况特征进行评估，以获得合适的特殊驾驶操纵。例如，如果根据地图数据规定的最高速度与根据环境数据获取的最高速度有偏差，则在忽略根据环境数据获取的最高速度的情况下获得特殊驾驶操纵。
备选地或附加地，将出现的情况特征组合与在存储器中储存的情况特征组合比较。如果识别了已经储存的情况特征的组合，可从存储器中调取预确定的特殊驾驶操纵。
在未详细示出的实施方式中，以人工驾驶车辆的方式手动地实施特殊驾驶操纵，并且通过用户输入将其储存在存储器中。备选地或附加地，借助于环境传感装置通过对其它车辆的操纵分析获得特殊驾驶操纵。
在另一在图中未示出的情况中，例如在施工区域中，在两个连续的车道标记之内引导自动行驶的车辆。如果该车道被故障车辆阻塞，借助于异常指标和对情况特征的分析(例如速度与预测速度相差巨大)，获取这种特别的交通情况。为了确定特殊驾驶操纵，根据确定异常的情况特征减少驾驶操纵限制。借助于优化方法在省去车道标记的限制条件的情况下获得特殊驾驶操纵。备选地或附加地，从预确定的路线中推出另一驾驶操纵目标。尤其是，在用于标准驾驶操纵的评价标准方面，所述另一驾驶操纵目标是较差的。
在图2中详细示出了根据本发明的方法的流程。在第一步骤210中，从预确定的路线中获得驾驶操纵目标。例如通过自动行驶的车辆的导航系统根据车辆使用者的旅行目的地预定设置获得预确定的路线。
在随后的步骤220中，车辆按照该路线自动行驶。为了自动行驶，使用环境传感装置，环境传感装置获取车辆沿着该路线的位置以及位于车轮的环境中的静态和动态对象。
在步骤230中，从所获取的对象以及车辆的位置中，尤其是从全部可用的车辆信息中，得到情况特征。此时，尤其是包含驶过的道路的类型，交通指示牌，车道标记，其它车辆和交通参与者，引导路障，护栏，信号灯，通过数据网络通报的交通信息，车辆的行驶动力数据以及通过环境传感装置获得的所获取的对象的运动数据。基于所获取的数据，情况特征(例如超车频率，交通密度，车道宽度，车辆的绝对和或相对位置，车辆的速度和或速度变化，到达驾驶操纵目标的估计时间，相对于在车辆环境中的一个或多个对象的纵向和/或横向距离走向)被分配给在识别对象和/或情况特征方面的可靠性指标。
与异常指标是否超过阈值以及是否能根据情况特征明确地将交通情况分类无关地，在步骤230中，在驾驶操纵目标预定设置下并考虑预确定的驾驶操纵限制设置的情况下获得标准驾驶操纵。驾驶操纵限制根据在纵向加速、横向加速和/或转弯速率时以舒适性为优选的范围，根据实际上可能的操纵的行驶动力模型，根据预设的与其它对象的安全距离，并且根据交通规则，限制可获得的驾驶操纵。驾驶操纵限制，限制了可能的标准驾驶操纵的解决方案空间。根据该事实，在特别的情况中，不能获得标准驾驶操纵，从而将车辆引导到安全的状态中，或者要求由车辆乘员手动控制干预。
针对从环境数据中导出的情况特征，持续地详尽地分析，是否存在预确定的交通情况类别。可通过用于情况特征和情况特征的组合的确定的值范围得到交通情况的类别。在一种备选的实施方式中(该实施方式在其它方面与以上描述的方法一致)，针对对交通情况的分类训练神经网络并且在该方法中将神经网络用于情况特征分类。在出现确定的情况特征时，根据步骤250，计算异常指标并且与预设的阈值比较。如果异常指标不超过阈值，继续对情况特征的分析和计算异常指标。如果异常指标超过阈值，在步骤260中获得特殊操纵。在获得特殊操纵时，选择性地取消激活驾驶操纵限制。此外，获得尤其是与标准操纵的操纵偏差。根据出现的情况特征，取消激活单独的驾驶操纵限制，例如单独的交通规则，或者全部驾驶操纵限制的组，从而通过步骤242反映的驾驶操纵限制仅仅部分地或者不对特殊操纵的获得产生影响，如通过虚线箭头示出的那样。
备选地或附加地，如通过虚线箭头和步骤334示出的那样，根据存储器中的情况特征为预确定的交通情况选择预确定的特殊操纵。
由于为了潜在的驾驶操纵而增大了解决方案空间，以这种方式可获得特殊驾驶操纵，从而避免将控制要求发送给车辆乘员或者将车辆引入安全状态中。
不仅在步骤240中获得的标准操纵而且在步骤260中获得的特殊驾驶操纵被传输给车辆的行驶控制器，根据步骤270，行驶控制器将操纵预定设置转化成实际的驾驶操纵。此时，在步骤270中，车辆优先进行特殊驾驶操纵而不是标准操纵。
附图标记列表
10 本发明的车辆
12 车辆
14 施工地点
16 交通指示牌
101 本发明的车辆
121 车辆。

Claims (12)

1.一种用于使车辆至少部分地自动行驶的方法，其中，根据预确定的路线获得驾驶操纵目标，通过传感装置获取交通情况，
针对所获取的交通情况，在驾驶操纵目标和多个驾驶操纵限制的预定设置下，根据所获取的交通情况获得标准驾驶操纵，
从至少一个情况特征中获得所述交通情况的异常指标，并且在超过所述异常指标的阈值时获得特殊驾驶操纵。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在超过所述阈值时，根据所述至少一个情况特征将当前获取的交通情况与多个存在于存储器中的交通情况进行比较。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个情况特征包括以下特征中的一个或多个：
-车辆的绝对位置；
-车辆的速度；
-到达驾驶操纵目标的估计时间；
-单位时间中超过所述车辆的车辆数量；
-交通密度指标；
-在所述交通情况中相对于一个或多个其它对象的纵向和/或横向距离走向；
-在所述交通情况中在对象识别方面的可靠性指标。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在数量较少的驾驶操纵限制的预定设置下根据所获取的交通情况获得所述特殊驾驶操纵。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过从之前的特殊驾驶操纵的存储器中调取与预确定的交通情况相关联的特殊驾驶操纵而获得所述特殊驾驶操纵。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，当存在存储条件时，将当前交通情况作为预确定的交通情况储存在存储器中。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述存储条件包括以下条件中的一个或多个：
-在当前交通情况中，由人驾驶车辆，其中，尤其是在获得的标准驾驶操纵和人为驾驶操纵之间存在偏差；
-超过车辆的最小加速度阈值；
-超过车辆的最小转向速率阈值；
-由车辆的乘客进行存储器操作。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在低于或超过行驶参数的阈值时，根据预确定的紧急操纵操控车辆执行器。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，为了根据交通情况获得特殊操纵，仅考虑关于通过车辆传感装置获取的交通情况的信息。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在用于使车辆自动行驶的模式中，操控车辆执行器进行标准驾驶操纵，并且一旦获得特殊驾驶操纵，操控车辆执行器进行特殊驾驶操纵。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在特殊驾驶操纵目标的预定设置下进行特殊驾驶操纵，其中，所获得的特殊驾驶操纵目标相比于驾驶操纵目标具有更高的位置偏差公差。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，从所获取的交通情况中获得可行驶的空间，并且在可行驶的空间中在随机选择目标的预定设置下获得特殊行驶操纵。
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