CN112638736A - 车辆中的转弯辅助 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在转弯过程中、尤其是在特别窄的弯道中辅助驾驶员的方法。在此，在狭窄的弯道行驶中存在侧面碰撞的危险。本发明还涉及一种相应配置的系统组件。此外，提出了一种具有控制指令的计算机程序产品，这些控制指令实施该方法或运行所提出的系统组件。

Description

车辆中的转弯辅助
技术领域
本发明涉及一种用于在转弯过程中、尤其是在特别窄的弯道中辅助驾驶员的方法。在此，在狭窄的弯道行驶中存在侧面碰撞的危险。本发明还涉及一种相应配置的系统组件。此外，提出了一种具有控制指令的计算机程序产品，这些控制指令实施该方法或运行所提出的系统组件。
背景技术
DE 10 2009 032 542 A1说明了一种用于运行车辆的驾驶员辅助系统的方法，该驾驶员辅助系统借助于传感器来检测在车辆附近的对象的位置，并且从中计算对象与车辆之间的距离。
DE 10 2014 208 006 A1说明了一种用于检测车辆周围环境的方法，其中创建车辆的周围环境地图，其中接收检测区域数据，这些检测区域数据来自至少一个传感器系统、特别是雷达系统、激光系统、超声波系统或摄像系统、特别是光学或红外摄像系统。
DE10 2006 004 866 B4说明了一种用于具有第一传感器装置的车辆的驾驶员辅助系统，该第一传感器装置用于检测车辆盲区中的对象。此外，该发明还涉及一种用于运行车辆的方法，其中可以借助于第一传感器装置来检测位于车辆盲区中的对象。
EP 2 788 968 B1说明了一种用于主动警告以避免车身部件和/或车轮与至少一个路缘和/或其他相似对象碰撞的方法、以及一种用于执行根据该发明的方法的车辆辅助系统。
当今的驾驶员辅助功能可以在驾驶员执行驾驶任务期间为驾驶员提供支持。这样的支持以不同的方式进行。例如存在如下的驾驶员辅助功能，这样的驾驶员辅助功能例如在泊车过程中通过光学和/或声学通道为驾驶员提供支持，以避免与其他道路使用者或所存在的路缘石发生碰撞。支持驾驶员的另一可行方案是使用方向盘振动，方向盘振动会在离开车道或变换车道时警告驾驶员即将与后方和/或要超车的车辆发生碰撞。还存在如下的驾驶员辅助功能，这样的驾驶员辅助功能在车辆的纵向和横向引导中通过对制动器、驱动部和转向部的主动干预来为驾驶员提供支持。就避免与基础设施(例如，路缘石或停放的车辆)碰撞而言，目前主要在受限的低速范围内进行泊车过程。此外，还存在以下想法：在转弯过程中为驾驶员提供支持，以避免与诸如骑行者或行人等移动的道路使用者发生碰撞。
目前不存在如下的驾驶员辅助功能，这样的驾驶员辅助功能在除了泊车过程之外的情况下在避免与基础设施(例如，路缘石)或停放的车辆发生碰撞方面为驾驶员提供支持。为了避免损坏自己的车辆和他人的车辆以及基础设施，例如在狭窄的弯道中转弯时支持驾驶员通常是有益的。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于在狭窄弯道中辅助驾驶员的改进的、特别是更可靠的方法。此外，本发明的目的在于提供一种相应配置的系统组件、以及一种具有控制指令的计算机程序产品，这些控制指令实现该方法或至少部分地运行所提出的系统组件。
该目的通过具有根据权利要求1的特征的方法来实现。在从属权利要求中给出了其他的有利设计方案。
因此，提出了一种用于驾驶员辅助的方法，该方法用于避免弯道内侧的车身侧面或弯道内侧的后轮与机动车的转弯方向上的障碍物发生碰撞，该方法包括创建环境模型，该环境模型指定车辆的邻近周围环境以及在转弯方向上的潜在障碍物，其中设置有：测量机动车的转向角；根据所测量的转向角来创建机动车的预期行驶轨迹；以及如果预期行驶轨迹会碰到至少一个障碍物，则输出警告功能。
根据本发明的方法用于特别是在狭窄的弯道行驶中避免在车辆内侧发生碰撞。在此，常规的驾驶员辅助系统限于车辆向前直行或仅执行小的转向运动的应用场景。根据本发明将创建特别是相对于车辆转弯方向的环境模型。因此，根据本发明，不必创建识别车辆周围障碍物的环境模型。因此，提出了一种专门的方法，该方法的优点在于产生较少的数据，这样的数据随后必须被处理。
可以基于包括光学传感器(例如摄像机)的不同传感器来创建环境模型。然而，在此，本领域技术人员还了解可以用于创建环境模型的其他传感器，例如雷达或声音传感器。特别有利的是，创建还包括低的障碍物(例如，路缘石)的环境模型。即使路缘石通常不会对驾驶员的安全构成直接威胁，然而仍可能会发生对轮胎或轮辋的相当大的损坏，并且由于碰撞而经常会使驾驶员受到惊吓并因此将注意力从道路交通中分散。另外的后果是，车轮上的冲击会改变车辆轨迹，并存在后续事故的危险。
因此，所提出的方法既涉及诸如路缘石之类的静态障碍物，又涉及诸如自行车骑行者之类的动态障碍物。潜在障碍物是位于车辆转弯方向上的障碍物。为了创建环境模型可以结合其他数据，例如导航数据。因此，还可以附加地基于导航数据来估计车辆的预期轨迹。
为了估计轨迹，优选地分析驾驶员的行为，并且随后还基于当前的转向运动来预测轨迹。此外，如果驾驶员已经将数据输入到导航系统中，则还可以基于这些数据来预测驾驶员可能如何驾驶，并且可以不仅基于转向运动来创建轨迹。
所提出的系统可以测量转向角，并且此外还将转向角与其他数据进行比较。因此，可以识别出车辆经常位于此路线上，并且然后可以将先前的行程考虑进轨迹计算中。因此，可以基于GPS数据来求取驾驶员通常如何驶入狭窄的弯道，并且随后可以估计驾驶员在当前行程中如何操作。在此，优选地使用高分辨率的导航数据。
将所估计的车辆轨迹加入到环境模型中，使得可以预测车辆是否会碰到障碍物。为此，考虑车辆尺寸(或车辆几何形状)，其可以预先存储在系统中。因此，制造商可以借助于数据存储器提供关于车辆尺寸的信息，然后可以通过根据本发明的方法处理车辆尺寸的信息。因此，优点在于，可以针对每个车辆单独计算是否即将与障碍物发生碰撞。
此外，可以计算碰到障碍物的概率，并且可以相应地选择警告功能。在概率高的情况下，可以改变警告功能的强度和数量。因此，在概率高的情况下，可以触发多个警告功能，并且这些警告功能可以相应地剧烈呈现。因此，声音信号可以特别响地被输出，或者例如方向盘可以特别剧烈地振动。如果不太可能发生碰撞，则可以输出低的声音或仅触发轻的振动。
还可能即将与多个障碍物发生碰撞，因此还可以输出不同的警告功能。因此，驾驶员可以指定：在与多个障碍物的碰撞的情况下触发警告功能的特定组合。还可以基于碰撞方向来指定警告功能。机动车通常在车辆内部空间中具有多个扬声器，并且因此扬声器可以指示即将发生碰撞的方向。例如，如果即将发生正面碰撞以及侧面碰撞，则可以相应地驱控扬声器。
提出了一种驾驶员辅助功能，该驾驶员辅助功能在除了泊车过程之外的情况下(例如，在狭窄的弯道中转弯的情况下)在避免与基础设施(例如，路缘石)或停放的车辆发生碰撞方面为驾驶员提供支持。在扩展级，该支持还应当扩展到具有拖车的行驶。
在狭窄的弯道行驶时发生侧面碰撞的危险可以归因于：由于车辆的运动学特性，后轴与前轴所行驶的转弯半径不同。因此，可能会导致弯道内侧的车身侧面或弯道内侧的后轮与如下的障碍物发生碰撞，前轴仍可以不成问题地驶过该障碍物。
通过环境模型对碰撞关键对象的侧向检测形成该方法的基础。除了诸如其他车辆或路灯的较大障碍物之外，碰撞关键对象还可以是明显较低的对象，例如路缘石，驶过这样的对象时可能会损坏轮胎或车辆底板。该方法仅与位于车辆邻近环境中的对象有关。
并行地，必须通过车辆模型(例如，根据双轨模型(Zweispurmodell))基于转向角来预测车辆的精确运动学特性。因此，可以检查车辆轮廓与从环境模型中所选择的对象是否重叠，以便预测潜在的碰撞。在计算运动学特性时，必须同时考虑如下的可变影响因素，这样的影响因素会导致运动学特性变化，例如由驾驶员引起的转向角的变化。在此，结合其他的车辆几何形状变量的单轨模型是足够的。
如果通过上述观察识别出即将发生的碰撞，则随后可以相应地为驾驶员提供支持。由于在周围车辆环境的所需检测质量和本车辆(在扩展级中包括拖车)的所预测的运动方面的复杂程度不同，因此该支持可以在多个程度中增减。该支持包括例如在即将与基础设施或停放的车辆发生碰撞时对驾驶员的视觉警告、通过方向盘振动来扩展警告、和/或通过听觉元素来扩展警告、以及对纵向引导和/或横向引导的主动干预。
本发明扩展了在市区内对驾驶员的支持。特别是在狭窄弯道中转弯时，本发明有助于避免对本车辆和其他车辆以及对基础设施的损坏。当前可用的驾驶员辅助系统尚未涵盖该应用情形。
在下文中，部分地参考电驱动的车辆来呈现各方面，然而这不应被解读为限制性的。相反，本发明在总体上既涉及电动车辆也涉及具有内燃机的车辆。就此而言，根据本发明一般性地对机动车进行改进。在此，作为机动车通常可以考虑任何机动车，特别是汽车或摩托车。本发明还可以用于具有混合动力的机动车。
根据本发明的一个方面，基于单轨模型或双轨模型或一般地基于车辆模型来创建预期行驶轨迹。优点在于，单轨模型提供了特别有效的轨迹模型，从而可以特别有效地被处理。因此，在运行期间生成较少的数据，并且可以实时地触发警告功能。双轨模型通常更精确，并且由于生成较大的数据量而适用于具有相应硬件容量的系统。根据本发明，可以应用任何车辆模型。
根据本发明的另一方面，预期行驶轨迹的创建考虑了车辆尺寸。优点在于，可以针对每个车辆使用单独的轨迹，从而还可以考虑较大的运输车辆的尺寸。例如，对于租用的运输车辆，经常出现驾驶员无法估计新车辆的尺寸的问题。根据本发明可以克服该缺点。
根据本发明的另一方面，预期行驶轨迹的创建考虑了驾驶员的预期转向行为。优点在于，不仅可以考虑当前的转向角，而且还可以使用机器学习，并且可以基于过去的转向行为来预测驾驶员可能如何反应。因此，其他车辆也可以提供测量数据，并且这些数据可以被提供给执行根据本发明的方法的车辆。
根据本发明的另一方面，借助于光学传感器来创建环境模型。优点在于，可以创建精确的当前周围环境图像。然而，本发明并不限于光学传感器。
根据本发明的另一方面，环境模型的创建包括对移动障碍物的识别，这样的移动障碍物的移动轨迹将被考虑。优点在于，还可以识别出诸如自行车骑行者的动态障碍物并且可以预测其轨迹。因此，不仅考虑了静态障碍物，而且还考虑了动态障碍物。在此，本领域技术人员知道其他的移动障碍物，例如行人或动物。
根据本发明的另一方面，警告功能的输出包括视觉警告的输出、振动(例如，方向盘的振动)和/或声音警告的输出。优点在于，还可以再使用常规的输出设备，并且驾驶员获得可自由配置的警告功能。警告功能特别是可以借助于多个输出设备来被提供，并且其强度可以变化。因此，可以特别直观地进行警告，并且使驾驶员尽可能少地从道路交通分散注意力。
根据本发明的另一方面，警告功能的输出包括对车辆的纵向引导和/或横向引导的主动干预。优点在于，借助于车辆的主动控制可以避免碰撞，并且例如即使驾驶员完全没有看到相应的障碍物也可以为驾驶员提供支持。因此，自行车骑行者可以位于盲区，并且驾驶员通常不知道在何处即将发生碰撞。根据本发明的方法识别自行车骑行者并且可以主动地反向转向或使车辆制动。还可以在没有视觉警告、触觉警告或听觉警告的情况下干预横向引导和/或纵向引导。
该目的还通过一种用于驾驶员辅助的系统组件来实现，该系统组件用于避免弯道内侧的车身侧面或弯道内侧的后轮与在机动车转弯方向上的障碍物发生碰撞，该系统组件具有至少一个被设置用于创建环境模型的传感器单元，该环境模型指定了车辆的邻近周围环境以及在转弯方向上的潜在障碍物，其中设置有：测量单元，该测量单元被配置为测量机动车的转向角；运算单元，该运算单元被配置为根据所测量的转向角来创建机动车的预期行驶轨迹；以及接口单元，该接口单元被配置为：如果预期行驶轨迹会碰到至少一个障碍物，则输出警告功能。警告功能还可以包括对纵向引导和/或横向引导的干预。
该目的还通过一种具有控制指令的计算机程序产品来实现，当这些控制指令在计算机上被运行时，这些控制指令执行该方法并运行所提出的组件。
根据本发明，特别有利的是，该方法可以用于运行所提出的设备和单元或系统组件。此外，所提出的装置和设备适于执行根据本发明的方法。因此，设备分别实现适于执行相应方法的结构特征。然而，结构特征还可以被设计为方法步骤。所提出的方法还提供了用于实现结构特征的功能的步骤。
附图说明
本发明的其他优点、特征和细节从以下说明中得出，其中参考附图详细说明了本发明的各个方面。在此，在权利要求书和说明书中提到的特征可以分别单独地或以任意组合的形式对于本发明而言是必要的。同样，上述特征和在此详述的特征可以分别单独使用或以任意组合的形式使用。所示出和说明的实施方式不应理解为是决定性的，而是具有解释本发明的示例性特征。详细的说明是为了给本领域技术人员提供信息，因此在说明书中没有详细地示出或解释已知的电路、结构和方法，以便不使本说明书难以理解。在附图中：
图1示出了根据本发明的一个方面的用于驾驶员辅助的方法的示意性流程图，该方法用于避免碰撞。
具体实施方式
图1以示意性流程图示出了一种用于驾驶员辅助的方法，该方法用于避免弯道内侧的车身侧面或弯道内侧的后轮与在机动车转弯方向上的障碍物发生碰撞，该方法包括创建100环境模型，该环境模型指定了车辆的邻近周围环境以及在转弯方向上的潜在障碍物，其中设置有：测量101机动车的转向角；根据所测量的转向角来创建102机动车的预期行驶轨迹；以及如果预期行驶轨迹会碰到至少一个障碍物，则输出103警告功能。该警告功能还可以包括对纵向引导和/或横向引导的干预。
在此，本领域技术人员认识到，这些步骤可以具有另外的子步骤，并且特别地，这些方法步骤可以分别迭代地和/或以其他顺序被执行。环境模型的创建可以迭代且动态地进行，使得逐步建立当前的环境模型。因此，车辆可以接近某个位置并在行驶期间就可以借助于光学传感器对该位置进行检测。预期轨迹的创建还可以重复地进行，使得始终存在当前轨迹。警告功能的输出可以一直进行直到危险情况得到解决为止。警告功能还可以包括对纵向引导和/或横向引导的干预。
在此，未示出具有计算机程序产品的数据存储器或计算机可读介质，该计算机程序产品具有控制指令，当这些控制指令在计算机上被运行时，这些控制指令实现所提出的方法或运行所提出的系统组件。

Claims (10)

1.一种用于驾驶员辅助的方法，所述方法用于避免弯道内侧的车身侧面或弯道内侧的后轮与在机动车的转弯方向上的障碍物发生碰撞，所述方法包括：
-创建(100)环境模型，所述环境模型指定车辆的邻近周围环境以及在所述转弯方向上的潜在障碍物，
其特征在于，
-测量(101)所述机动车的转向角；
-根据所测量的转向角来创建(102)所述机动车的预期行驶轨迹；以及
-如果所述预期行驶轨迹会碰到至少一个障碍物，则输出(103)警告功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于车辆模型进行所述预期行驶轨迹的创建(102)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预期行驶轨迹的创建(102)考虑了车辆尺寸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述预期行驶轨迹的创建(102)考虑了驾驶员的预期转向行为。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于光学传感器进行所述环境模型的创建(100)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述环境模型的创建(100)包括对移动障碍物的识别，所述移动障碍物的移动轨迹被考虑。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述警告功能的输出(103)包括视觉警告的输出、振动的输出、和/或听觉警告的输出。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述警告功能的输出(103)包括对所述车辆的纵向引导和/或横向引导的主动干预。
9.一种用于驾驶员辅助的系统组件，所述系统组件用于避免弯道内侧的车身侧面或弯道内侧的后轮与在机动车的转弯方向上的障碍物发生碰撞，所述系统组件具有：
-至少一个传感器单元，被配置为创建(100)环境模型，所述环境模型指定车辆的邻近周围环境以及在所述转弯方向上的潜在障碍物，
其特征在于，
-测量单元，被配置为测量(101)所述机动车的转向角；
-运算单元，被配置为根据所测量的转向角来创建(102)所述机动车的预期行驶轨迹；以及
-接口单元，被配置为：如果所述预期行驶轨迹会碰到至少一个障碍物，则输出(103)警告功能。
10.一种具有控制指令的计算机程序产品，当所述控制指令在计算机上被运行时，所述控制指令执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
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