CN112313135A - 得出在自动驾驶型车辆的系统边界的运动轨迹的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过自动驾驶型车辆的控制器来请求遥控操作员支持的方法，其中，接收并分析车辆传感器装置的测量数据；依据车辆传感器装置的所分析的测量数据来确定自动驾驶型车辆的系统边界；将该自动驾驶型车辆的环境状况和先前运动轨迹传输给遥控操作员；由遥控操作员接收用于开放先前运动轨迹或用于指定可供行驶区域的数据；产生用于继续该自动驾驶型车辆的先前运动轨迹的控制指令，或者基于遥控操作员所收到的数据来计算新的运动轨迹并且产生用于沿该新的运动轨迹行驶的控制指令。本发明还涉及一种车辆系统、一种控制器、一种计算机程序以及一种机读存储介质。

Description

得出在自动驾驶型车辆的系统边界的运动轨迹的方法和系统
本发明涉及一种通过自动驾驶型车辆的控制器来请求遥控操作员支持的方法，以及一种用于保证运动轨迹的车辆系统。本发明还涉及一种控制器、一种计算机程序以及一种机读存储介质。
用于计算自动驾驶型车辆的运动轨迹的各种方法是已知的。在此，尤其通过自动驾驶型车辆收集环境信息并且基于所收集的环境信息在车内计算运动轨迹。环境信息依据车辆传感器装置例如通过分析环境图像来确定。基于环境信息，车辆控制装置能产生有关纵向和横向引导的调节任务，进而沿运动轨迹控制自动驾驶型车辆。
在此并不知晓适用于自动驾驶型车辆系统边界处的方法。系统边界尤其可以是如下状况，其就进一步控制和/或周围检测而言是受限的。例如自动驾驶型车辆在这样的情况中基于在环境检测或性能计划方面的限制条件而无法继续自动执行行驶。
本发明所基于的任务可以在于，提出一种方法和一种车辆系统，其能缩短自动驾驶型车辆的停车时间并且允许在系统边界处的应急方法。
该任务借助独立权利要求的各自主题来完成。本发明的有利设计是各自从属权利要求的主题。
根据本发明的一个方面，提供一种用于通过自动驾驶型车辆的控制器来请求遥控操作员支持的方法。自动驾驶型车辆例如具有用于与由遥控操作员控制的车外控制单元建立通信连接的通信单元。该方法可以采用至少一辆具有用于建立通信连接的通信单元的自动驾驶型车辆以及由遥控操作员控制的车外控制单元。
在一个步骤中，接收并分析车辆传感器装置的测量数据。依据所分析的车辆传感器装置测量数据来确定自动驾驶型车辆的系统边界。
随后，自动驾驶型车辆的车辆环境状况和先前运动轨迹被传输给该遥控操作员。
用于开放先前运动轨迹或指定可供行驶区域的数据通过该控制器由遥控操作员接收。在另一步骤中，用于继续自动驾驶型车辆的先前运动轨迹的控制指令通过该控制器来产生，或者基于遥控操作员所收到的信息计算新的运动轨迹并且产生用于沿新运动轨迹行驶的控制指令。
根据本发明的另一方面，提供一种控制器，其中，它设立用于执行所述方法。该控制器优选可以传输数据地与所述通信单元和至少一个传感器相连。另外，该控制器设立用于产生控制指令，该控制指令能影响到车辆控制和进而自动驾驶型车辆的横向引导以及纵向引导。
此外，根据本发明的一个方面提供一种计算机程序，其包含的指令在计算机或控制器执行该计算机程序时促使它执行本发明的方法。根据本发明的另一方面，提供一种机读存储介质，其上存储有本发明的计算机程序。
自动驾驶型车辆尤其可以是人员运输工具例如像班车或所谓的自动驾驶出租车。自动驾驶型车辆也可以是载货汽车、运输车辆、农业车辆等。自动驾驶型车辆优选可以根据BASt标准实现辅助驾驶、半自动驾驶、高度自动化驾驶和/或全自动驾驶或无人驾驶。自动驾驶型车辆尤其可以根据SAE J3016标准被分级为SAE4级或5级车辆。
可以通过自动驾驶型车辆执行系统边界的预见性识别。系统边界可以存在于车辆感知区域或状况分析区域内。例如障碍可能被识别为不可碾过，或者遮盖且因此妨碍道路指示。这样的障碍可以是秋叶、垃圾、收割物、车道上的动物、遗落的货物等。道路指示例如可以因为雪、秋叶、污泥、灰尘、沙堆或潮湿表面而受到妨碍或被阻挡。
此外，道路表面可能无法被车辆系统正确估算或者被解读为不可行驶。例如此时可能将田间小路或鹅卵石与草地混淆。在此，农用路径、柏油缝、龟裂过渡区如石块路面也可能使得自动驾驶型车辆对可供行驶道路的解读变得困难。
在这样的系统边界之前，自动驾驶型车辆优选可以停住并且车辆环境状况通过该通信连接被传输给车外控制单元。除了周围环境数据例如像视频数据、激光雷达数据、雷达数据等外，所传输的数据还能包含自动驾驶型车辆的计划路线或计划运动轨迹。尤其是，这样的信息可以被传输给遥控操作员，其允许由第三方或遥控操作员可靠估算车辆环境状况。
通过本发明的方法，自动行驶车辆的遥控操作员可以在所传输的自动行驶车辆图像中突出显出或选择一区域，使得自动驾驶型车辆随后例如能计算新的运动轨迹，以便沿其后续路线行进。突出显出区域例如可以通过画出或标记由车辆传输的图像中的一部段来进行。该遥控操作员尤其可突出显示直接可由车辆行驶的场地或可供行驶区域或者通知车辆。由遥控操作员指定的区域可被自动驾驶型车辆用来在所述区域内计算新的运动轨迹。
基于由遥控操作员传输给自动驾驶型车辆的信息，车辆可以在知晓可供自由行驶区域的情况下重新确定运动轨迹。借助现有的周围检测，自动驾驶型车辆还可以检查所开放的区域是否不存在有问题的物体或场地并且沿着重新计算出的运动轨迹行进。当在帮助下经过系统边界之后，自动驾驶型车辆可以沿着其重新计算出的路线行进或者继续沿着最初路线。
替代地或附加地，可以由该遥控操作员将所传输的先前运动轨迹与车辆环境相比较并且将之开放以便继续行驶而不作改变。为此，遥控操作员可以通过该通信连接访问车辆传感器装置并且执行对系统边界或限界状况的检查。
通过本发明的方法，可以在系统边界内给自动驾驶型车辆提供进一步的信息，从而允许自动继续行驶。尤其是，给自动驾驶型车辆提供回退方法或紧急计划，其允许自动驾驶型车辆继续行驶。
尤其可以通过所述方法来避免自动驾驶型车辆停留在系统边界。另外，为解决这样的状况，可以无需通过人工驾驶来取回滞留车辆。还可以降低自动行驶型车辆的车队运营成本，因为需要更少的司机并且自动驾驶型车辆可更长时间地供有效运行所用。
根据本发明的一个实施例，在到达系统边界之前由自动驾驶型车辆的控制器产生用于使自动驾驶型车辆停止或减速的控制指令。由此可产生如下时间段，其可供遥控操作员对系统边界作出反应。尤其可通过让自动驾驶型车辆停住或减速来避免危险状况或者减轻由自动驾驶型车辆带来的危险。
根据本发明的另一个实施例，车辆环境状况以一幅或多幅图像形式被传输给遥控操作员。基于所述图像，遥控操作员可了解自动驾驶型车辆的状况并检查车辆环境的哪个区域可供行驶。由此，系统边界可以在技术上简单地被解决。该遥控操作员例如可以是车主或服务商员工。车外控制单元例如可以是移动的或固定的中控台或便携式仪器例如像平板电脑或智能手机。
根据本发明的另一个实施例，所述至少一幅图像在通过该通信连接传输之前通过自动驾驶型车辆的控制器被转换到自动驾驶型车辆的坐标系中。优选地，由自动驾驶型车辆确定的图像在经由通信连接传输之前可以被转换到自车坐标系中，使得其中所包含的物体具备参考坐标系并且自车或自动驾驶型车辆可以更高效地估算距离状况。
根据该方法的另一个实施例，新的运动轨迹由车辆侧的控制器基于由遥控操作员接收的包含所选可供行驶区域的数据来计算。由此，运动轨迹的重新计算是依据有限的可供行驶区域来进行的。因为有限的可供行驶区域减少了可能性，故自动驾驶型车辆能可靠计算所述运动轨迹。运动轨迹的重新计算最好通过车辆侧的控制器来进行。
根据该方法的另一个实施例，新的运动轨迹基于由遥控操作员所选择的可供行驶区域来计算并通过通信连接由车辆侧的控制器接收。替代地或附加地，车辆的运动轨迹或路线可以由遥控操作员来确定。这可以是对整个路线或系统边界行驶路线的完全重新计算。由此可以执行可靠的路线计划，此时该自动驾驶型车辆可以至少部分地或暂时地按照车外确定的运动轨迹来行进。在越过系统边界之后，自动驾驶型车辆可以重新自动调整所需的运动轨迹或继续沿其行驶。
根据该方法的另一个实施例，先前运动轨迹的开放或可供行驶区域的指定是由遥控操作员在局部执行并且由该控制器接收的。在另一个实施方式中，本发明的方法也可被迭代反复采用，以便可以由遥控操作员开放较长路段。当例如危险区域无法通过一次性开放或借助车辆侧周围检测利用一幅图像来覆盖时，这种做法可能是有利的。该遥控操作员无法在这样的情况下第一次就识别出系统边界的或有问题的区域的终点。在此，自动驾驶型车辆可以在到达由遥控操作员开放的第一区域的所述终点时驶近且随后能由遥控操作员重新开放另一个区域。
根据该方法的另一个实施例，遥控操作员的用于停用自动驾驶型车辆或将其转入安全状态的控制指令通过该通信连接被接收。与状况相关地可能需要停用或锁定该自动驾驶型车辆。这例如可以在车辆传感器装置出错或车内控制器发生严重错误时是必需的。通过将车辆转入安全状态，自动驾驶型车辆例如能驶向道路边缘或相邻的停车位。依据所述错误或系统边界，车辆停用可以是最后的出路。优选地，自动驾驶型车辆的报警闪光灯被启动以警告后方来车。由此可以将由自动驾驶型车辆带来的危险降至最低程度。
根据本发明的另一方面，提供一种用于保证运动轨迹且执行本发明的方法的车辆系统。该车辆系统具有至少一辆自动驾驶型车辆，其包括用于检测车辆环境的车辆传感器装置、用于分析车辆传感器装置并控制该车辆的控制器和通信单元。该车辆系统还具有至少一个车外控制单元连同至少一个遥控操作员，用于与所述至少一辆自动驾驶型车辆的通信单元建立通信连接，其中，当由所述至少一辆车辆确定了车辆的限界环境条件或系统边界时建立通信连接，并且由所述至少一个遥控操作员至少局部或暂时解除该系统边界。
通过根据本发明的车辆系统，可给自动驾驶型车辆提供紧急策略，在此，例如危险状况或对车辆传感器装置成问题的状况不一定导致车辆关停。在大多数这样的状况下可通过使用遥控操作员而基于对自动驾驶型车辆的人工指导来解除该系统边界。由此可避免自动驾驶型车辆的故障并延长运行时间。
以下，结合极其简化的示意图来详述本发明的优选实施例，在此示出：
图1示出车辆系统包括识别到的系统边界的示意图以说明本发明的方法，
图2示出车辆系统包括由遥控操作员选择的可供行驶区域的示意图。
在附图中，相同的结构元件分别具有相同的附图标记。
图1示出车辆系统1包括识别到的系统边界2的示意图以说明本发明的方法。
为了简单起见，车辆系统1具有车辆4，车辆4可自动驾驶。车辆4预见性地识别出系统边界2。系统边界2在此情况下是如下区域，车辆4无法自动将该区域归类为可供行驶/可驶过，或者甚至因为有该区域2而无法检测到车道6的进一步车道走向。
系统边界2在此设计成被污物覆盖的车道6，因此，车内控制器8无法无误地跟踪遵循道路指示。先前的或最初所计划的运动轨迹10在此情况下经过被车辆4识别为不可供行驶的区域2。车辆环境的周围检测在此情况下通过车辆传感器装置12来进行。车辆传感器装置12例如可以由摄像机传感器、激光雷达传感器和/或雷达传感器构成。
控制器8提早识别系统边界2并接着停止车辆4。由车辆传感器装置12确定的信息随后借助通信单元14被发送至外部控制单元16。在车辆侧的通信单元14与外部控制单元16之间的通信连接18根据此实施例基于移动无线电标准来执行。这例如可以是GSM、UMTS或LTE传输标准。外部控制单元16由遥控操作员20监测和控制。
图2示出车辆系统1连同由遥控操作员20选择的可供行驶区域22的示意图。在此，遥控操作员20可以基于通过通信连接18所传输的信息来获知哪些区域可供行驶并且车辆4在哪个方向上按计划继续行驶。所述信息例如可以是自动驾驶型车辆4的车辆传感器装置12的视频数据。遥控操作员20可以如此标记可供行驶区域22，即，控制器8基于所述受限区域22能计算新的运动轨迹11，以便能继续沿计划路线10行驶。新算出的运动轨迹11也可以具有避让机动性和未按计划的改线行驶。

Claims (12)

1.一种用于通过自动驾驶型车辆(4)的控制器(8)来请求遥控操作员(20)支持的方法，其中，
-接收并分析车辆传感器装置(12)的测量数据，
-依据所分析的该车辆传感器装置(12)的测量数据来确定自动驾驶型车辆(4)的系统边界(2)，
-将该自动驾驶型车辆(4)的环境状况和先前运动轨迹(10)发送给该遥控操作员(20)，
-由该遥控操作员(20)接收用于开放该先前运动轨迹(10)或用于指定可供行驶区域(22)的数据，
-产生用于继续该自动驾驶型车辆(4)的先前运动轨迹(10)的控制指令，或者基于该遥控操作员(20)所收到的数据来计算新的运动轨迹(11)并且产生用于沿该新的运动轨迹(11)行驶的控制指令。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在达到该系统边界(2)之前，产生用于使该自动驾驶型车辆(4)停止或减速的控制指令。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该车辆(4)的环境状况呈一幅或多幅图像形式被发送给该遥控操作员(20)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一幅图像在传输之前通过该自动驾驶型车辆(4)的控制器(8)被转换到该自动驾驶型车辆(4)的坐标系中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，由车辆侧的控制器(8)基于由该遥控操作员(20)接收的包含所选可供行驶区域(22)的数据来计算该新的运动轨迹(11)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该新的运动轨迹(11)基于由该遥控操作员(20)所选择的可供行驶区域(22)来计算并且由车辆侧的控制器(8)接收。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，该先前运动轨迹(10)的开放或者该可供行驶区域(22)的指定是由该遥控操作员(20)局部执行并且由该控制器(8)接收的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，接收该遥控操作员(20)的控制指令，以将该自动驾驶型车辆(4)停用或转入安全状态。
9.一种用于保证运动轨迹(10)且用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的车辆系统(1)，具有至少一辆自动驾驶型车辆(4)，该车辆包括用于检测车辆环境的车辆传感器装置(12)、用于分析该车辆传感器装置(12)并控制该车辆(4)的控制器(8)和通信单元(14)，该车辆系统还具有至少一个车外控制单元(16)连同至少一个遥控操作员(20)，用于与所述至少一辆自动驾驶型车辆(4)的通信单元(4)建立通信连接(18)，其中，当由所述至少一辆车辆(4)确定了该车辆(4)的限界环境条件时建立通信连接(18)，并且由所述至少一个遥控操作员(20)至少局部或暂时地解除所述限界环境条件。
10.一种控制器(8)，其设立用于执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
11.一种计算机程序，其包含的指令在由计算机或控制器(8)执行该计算机程序时使它执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
12.一种机读存储介质，在其上存储有根据权利要求11的计算机程序。
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