CN112888614A - 用于自动驾驶车辆的驾驶辅助系统和用于引导自动驾驶车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于自动驾驶车辆的驾驶辅助系统。该驾驶辅助系统包括车辆中的环境传感器系统，所述环境传感器系统构造用于检测车辆的环境数据；计算单元，所述计算单元构造用于基于环境数据确定目标人员在车辆环境区域中的位置；自动驾驶装置，所述自动驾驶装置构造用于使车辆运动到与目标人员的位置相距预定距离或更短距离的位置并在那里停下来。

Description

用于自动驾驶车辆的驾驶辅助系统和用于引导自动驾驶车辆 的方法
技术领域
本公开涉及一种用于自动驾驶车辆的驾驶辅助系统、具有这种驾驶辅助系统的车辆以及用于引导自动驾驶车辆的方法。本公开尤其是涉及车辆的有针对性的运动和停止、尤其是用于接载乘客的运动和停止。
背景技术
用于(部分)自动驾驶车辆的驾驶辅助系统变得越来越重要。这种驾驶辅助系统能使车辆在很少或没有用户输入的情况下行驶和导航。例如自动驾驶车辆可用作出租车，其可独立接载乘客并将其送到目的地而无需驾驶员。为了接载乘客，自动驾驶车辆尤其是应适合地且有针对性地被导航至乘客，以免给乘客带来不便。
发明内容
本公开的任务是提供一种用于自动驾驶车辆的驾驶辅助系统、具有这种驾驶辅助系统的车辆以及用于引导自动驾驶车辆的方法，它们能够改善用户舒适度。本公开的任务尤其是在于将自动驾驶车辆定位在目标人员的紧邻处。
所述任务通过独立权利要求的技术方案来解决。在从属权利要求中给出了有利的实施方式。
根据本公开的一个独立方面，提出一种用于自动驾驶车辆的驾驶辅助系统。驾驶辅助系统包括：车辆中的环境传感器系统，其构造用于检测车辆的环境数据；计算单元，其构造用于基于环境数据确定目标人员在车辆环境区域中的位置；和自动驾驶装置，其构造用于使车辆运动到与目标人员的位置相距预定距离或更短距离的位置并在那里停下来。
根据本发明，借助车辆的环境传感器系统对目标人员进行定位并使车辆自动行驶至目标人员并在那里停下来。目标人员在此是应进入车辆的人。例如目标人员是待在特定位置被接载的乘客。车辆可自主地、即没有驾驶员地行驶至目标人员的位置并在那里接载目标人员。环境传感器系统允许超越对人员的简单的GPS定位而对目标人员进行精确的定位，从而目标人员不必走几步即可进入车辆。例如可这样定位车辆，使得车门直接定位在目标人员处，从而目标人员可直接进入车辆。该门例如可以是自动打开的电动门。
环境传感器系统是具有一个或多个传感器的车辆的(主动)传感器系统。换句话说，本发明不使用被动装置、如人员的GPS数据来使车辆在导航结束时运动到目标人员处的终点位置并在那里停下来。
环境传感器系统优选包括至少一个LiDAR系统和/或至少一个雷达系统和/或至少一个摄像机和/或至少一个超声系统和/或用于对移动外部设备进行定位的系统。环境传感器系统可集成或安装在车辆中。在一些实施方式中，可使用车辆中的既有环境传感器系统来对目标人员进行定位并使车辆行驶至目标人员的精确位置并在那里停下来。因此，通常不需要对车辆进行硬件修改来实现根据本发明的技术方案。
优选用于对移动外部设备进行定位的系统构造用于确定移动标识发射器(mobiler Identifikationsgeber)在车辆环境区域中的位置。移动标识发射器可直接为目标人员所有。例如可借助蓝牙和/或超宽带(UWB)确定移动标识发射器的位置。计算单元可构造用于进一步基于所确定的移动标识发射器的位置来确定人员的位置。
当车辆与目标人员之间的剩余距离(等于或)大于阈值时，例如可使用用于对移动外部设备进行定位的系统来用于定位。当车辆与目标人员之间的剩余距离(等于或)小于阈值时，可使用其它环境传感器系统、如LiDAR系统和/或雷达系统和/或摄像机和/或超声系统。阈值例如可在20至5m或10至5m的范围内。因此，在一些实施方式中，车辆的传感器系统可与钥匙无线电技术结合使用，以便对待接载的目标人员进行精确定位。
优选移动标识发射器集成在车辆的钥匙单元中。作为替代方案，移动标识发射器包含在移动终端中。术语“移动终端”尤其是包括智能手机，但也包括其它移动电话或手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑以及所有当前和将来的例如配备有用于车辆的钥匙技术的电子设备。
优选对目标人员进行定位的方式基于车辆和目标人员之间的当前距离进行。例如可在第一距离区域内使用第一定位方式，在第二距离区域内使用第二定位方式并且可选地可在第三距离区域内使用第三定位方式。
第一定位方式例如可通过蓝牙进行。例如可借助用于对移动外部设备进行定位的系统通过蓝牙对目标人员的移动终端进行定位。第二定位方式例如可借助超宽带(UWB)技术进行。例如可借助用于对移动外部设备进行定位的系统来对移动标识发射器进行定位，该移动标识发射器例如可集成在目标人员的移动终端中。第三定位方式例如可借助车辆的另外的(近距离区域)环境传感器系统、如LiDAR系统和/或雷达系统和/或摄像机和/或超声系统进行。
当车辆与目标人员之间的剩余距离≤100m时，优选使用第一定位方式(如蓝牙)。附加或替代地，当车辆与目标人员之间的剩余距离小于50m、尤其是小于30m时，使用第二定位方式(如UWB)。附加或替代地，当车辆与目标人员之间的剩余距离处于近距离区域内、如≤10m时，使用第三定位方式(如FAV传感器系统)。
第一距离区域在此可以是100m至50(或100m至30m)之间的范围。第二距离区域可以是50m(或30m)至10m之间的范围。第三距离区域可以是10m至0m之间的范围。尤其是第三距离区域可以是紧邻车辆的环境区域。但本公开不限于此，并且可适当地选择距离区域或其大小，以便优化地利用用于定位的相应传感器系统的能力。
在一些实施方式中，如上所述，(在时间上)依次使用第一定位方式和/或第二定位方式和/或第三定位方式。在其它实施方式中，组合(即同时或同步)使用第一定位方式和/或第二定位方式和/或第三定位方式。尤其是可在第一距离区域内使用一种、两种或三种定位方式。
附加或替代地，可在第二距离区域内使用一种、两种或三种定位方式。
附加或替代地，可在第三距离区域内使用一种、两种或三种定位方式。
例如第一定位方式(如蓝牙)和第三定位方式(如雷达和/或LiDAR)可在至少一个距离区域内(如在第一和/或第二和/或第三距离区域内)组合使用。这点因此可实现是因为例如雷达和/或LiDAR可具有200m或更大的作用范围。在第三距离区域内，即在车辆周围的近距离区域内，可仅使用第一方式和/或第三方式来进行定位或附加于第一方式和/或第三方式使用例如通过UWB进行的认证来进行定位。如果应认证用户，以便例如解锁车辆、如打开车门，则这是特别有利的。在第三距离区域内尤其是可组合使用所有三种定位方式。
自动驾驶装置构造用于使车辆运动到与目标人员的位置相距预定距离或更短距离的位置。预定距离例如可以是两米或更小、或者一米或更小。例如可这样定位车辆，使得车门直接定位在目标人员处，从而目标人员可直接进入车辆。
优选自动驾驶装置构造用于部分自动或全自动地引导车辆。在本文范围中，术语“自动驾驶”可理解为具有自动纵向或横向引导的驾驶或具有自动纵向和横向引导的自主驾驶。自动驾驶例如可涉及高速公路上的较长时间的驾驶或停车入位或调车(Rangieren)范围中的有限时间内的驾驶。术语“自动驾驶”包括具有任何自动程度的自动驾驶。示例性的自动程度是辅助性、部分自动、高度自动或全自动驾驶。这些自动程度由联邦公路研究所(BASt)定义(参见BASt出版物“Research compact”，版本11/2012)。
在辅助性驾驶时，驾驶员持续地执行纵向或横向引导，而系统会在一定限度上接管其它功能。在部分自动驾驶(TAF)时，系统将在一定时间段内和/或在特定状况下接管纵向和横向引导，在此驾驶员必须像在辅助性驾驶时那样持续地监控系统。在高度自动驾驶(HAF)中，系统将在一定时间段内接管纵向和横向引导，而驾驶员不必持续地监控系统；但驾驶员必须能够在一定时间内接管车辆引导。在全自动驾驶(VAF)中，系统可对于特定应用情况在所有状况下自动应对驾驶；对于该应用情况不再需要驾驶员。
上述四种自动程度相应于SAE J3016(SAE-汽车工程学会)标准的SAE级别1至4。例如高度自动驾驶(HAL)相应于SAE J3016标准的级别3。此外，在SAE J3016中还设有SAE级别5作为最高的自动程度，其未包含在BASt的定义中。SAE级别5相应于无人驾驶，在其中系统可在整个行驶期间像人类驾驶员那样自动应对所有状况；通常不再需要驾驶员。
根据本公开的另一方面提出一种车辆，其包括根据本公开的实施方式的驾驶辅助系统。术语“车辆”包括用于客运、货运等的轿车、卡车、公共汽车、房车、摩托车等。该术语尤其是包括用于客运的机动车、如出租车。
根据本发明的另一个独立方面，提出一种用于引导自动驾驶车辆的方法。该方法包括通过车辆的环境传感器系统检测环境数据；基于环境数据确定目标人员在车辆环境区域中的位置；并且使车辆自动运动到与目标人员的位置相距预定距离或更短距离的位置。
该方法可通过本公开的驾驶辅助系统来实现。另外，该方法可包括或执行关于驾驶辅助系统所描述的方面。
附图说明
在附图中示出并且在下面更详细地阐述本公开的实施例。附图如下：
图1示意性示出根据本公开的实施方式的用于自动驾驶车辆的驾驶辅助系统；
图2示出根据本公开的实施方式的驾驶辅助系统的作用方式；
图3示出根据本公开的实施方式的用于对目标人员进行距离相关的定位的不同距离区域；和
图4示出根据本公开的实施方式的用于引导自动驾驶车辆的方法的流程图。
具体实施方式
除非另有说明，否则下面相同或相同作用的元件使用相同的附图标记。
图1示意性示出根据本公开的实施方式的用于自动驾驶车辆的驾驶辅助系统100。
驾驶辅助系统100包括：环境传感器系统110，其构造用于检测环境数据；计算单元120，其构造用于基于环境数据确定目标人员在车辆环境区域中的位置；以及自动驾驶装置，其构造用于使车辆运动到与目标人员的位置相距预定距离或更短距离的位置。环境数据可指示车辆的环境区域或车辆环境区域的特性。
自动驾驶装置构造用于部分自动或全自动(自主)地引导车辆。在这种自动驾驶中，自动进行车辆的纵向和横向引导。驾驶辅助系统100因此接管车辆引导，例如直到车辆在目标人员处停下来。为此驾驶辅助系统100通过未示出的中间单元控制驱动装置20、变速器22、(例如液压)行车制动器24和转向装置26。
环境传感器系统110构造用于对车辆环境区域中的目标人员进行定位。定位例如可包括目标人员的直接定位和/或间接定位。
直接定位例如借助LiDAR系统和/或雷达系统和/或一个或多个摄像机和/或超声系统直接检测目标人员。间接定位例如通过位于目标人员处并且可被车辆定位的移动标识发射器或移动终端间接地检测人员。
通常，为了间接定位使用用于对移动外部设备进行定位的系统。用于对移动外部设备进行定位的系统例如可借助蓝牙和/或超宽带(UWB)确定移动标识发射器或移动终端的位置。
优选将直接定位与间接定位结合使用，以便将车辆目标精确地控制至要上车的乘客。尤其是可在较大距离区域中采用具有大作用范围的间接定位。在近距离区域内可借助车辆的(近距离区域)环境传感器系统进行直接定位。
图2示出根据本公开的实施方式的驾驶辅助系统的作用方式。
自动驾驶装置构造用于使车辆1运动到距目标人员的位置201预定距离或更小距离的位置。预定距离例如可以是两米或更小、或一米或更小。
例如可这样定位车辆1，使得车门直接定位在目标人员处，从而目标人员可直接进入车辆1，而不必走几步。在另一示例中，可这样定位车辆1，使得车辆1的行李舱直接定位在目标人员处，从而目标人员例如可将行李直接装载到车辆1中，而不必走几步。为此目标人员例如可借助其移动终端、如其智能手机上的应用程序APP向车辆1发送相应的请求。
在一些实施方式中，可使用车辆1的(短距离区域)环境传感器系统直接或者说即刻对人员进行定位。(短距离区域)环境传感器系统可构造用于直接检测车辆的特定环境区域200中的物体和对象。环境区域200尤其可以是车辆1的近距离区域。近距离区域例如可通过车辆1周围20m或更小、10m或更小或5m或更小的距离或半径来定义。
图3示出根据本公开的实施方式的用于对目标人员进行距离相关的定位的车辆1周围的不同距离区域。
根据本公开，基于车辆1与目标人员之间的距离可依次和/或同时使用两种或更多种用于对目标人员进行定位的技术方式。
如图3中示例性所示，可在第一距离区域(或环境区域)301中使用第一定位方式，可在第二距离区域(或环境区域)303中使用第二定位方式，并且可选地可在第三距离区域(或环境区域)305中使用第三定位方式。第一距离区域301、第二距离区域303和第三距离区域305可彼此邻接地围绕车辆定义。尤其是第三距离区域305可以是紧邻车辆1的距离区域。第二距离区域302可设置在第一距离区域301和第三距离区域305之间。
尽管在图3中示例性示出三个距离区域，但本公开不限于此。尤其是可存在两个或三个以上的距离区域，在各距离区域内使用相应的传感器来对目标人员进行定位。
在一些实施方式中，第一距离区域301可以是车辆1周围100m到50m(或100m到30m)之间的范围。第二距离区域303可以是车辆1周围50m(或30m)到10m之间的范围。第三距离区域305可以是车辆1周围10m到0m之间的范围。
第一距离区域301中的第一定位方式例如可通过蓝牙进行。例如可借助环境传感器系统的用于对移动外部设备进行定位的系统通过蓝牙对目标人员的移动终端进行定位。
第二距离区域303中的第二定位方式例如可借助超宽带(UWB)技术进行。例如可借助用于对移动外部设备进行定位的系统来对移动标识发射器进行定位，该移动标识发射器例如可集成在目标人员的移动终端中或作为无线电钥匙存在。
第三距离区域305中的第三定位方式例如可借助车辆1的(近距离区域)环境传感器系统、如LiDAR系统和/或雷达系统和/或摄像机和/或超声系统来进行。
通常，目标人员的移动外部设备被定位在车辆1的近距离区域之外、如第三距离区域305之外。移动外部设备例如可以是移动标识发射器。移动标识发射器可构造为单独的单元(如作为无线电钥匙)或者可集成到目标人员的移动终端中。移动终端尤其可以是智能电话。
因此，可依次和/或同时使用多种定位技术来确定目标人员的位置并使车辆直接停在目标人员的前面。例如可这样定位车辆，使得车门直接位于目标人员的前面。
图4示出根据本公开的实施方式的用于引导自动驾驶车辆的方法400的流程图。
该方法包括：在方框410中通过车辆的环境传感器系统检测环境数据，在方框420中基于环境数据确定目标人员在车辆环境区域中的位置，并且在方框430中使车辆自动运动到与目标人员的特定位置相距预定距离或更短距离的位置。
根据本发明，借助车辆的环境传感器系统对目标人员进行定位并使车辆自动行驶至目标人员并在那里停下来。目标人员在此是应进入车辆的人。例如目标人员是待在特定位置被接载的乘客。车辆可自主地、即没有驾驶员地行驶到目标人员的位置并在那里接载目标人员。环境传感器系统允许超越对人员的简单的GPS定位而对目标人员进行精确的定位，从而目标人员不必走几步即可进入车辆。例如可这样定位车辆，使得车门直接定位在目标人员处，从而目标人员可直接进入车辆。

Claims (10)

1.用于自动驾驶车辆(1)的驾驶辅助系统(100)，所述驾驶辅助系统包括：
-车辆(1)中的环境传感器系统(110)，所述环境传感器系统构造用于检测车辆(1)的环境数据；
-计算单元(120)，所述计算单元构造用于基于环境数据确定目标人员在车辆(1)环境区域中的位置(201)；
-自动驾驶装置，所述自动驾驶装置构造用于使车辆(1)运动到与目标人员的位置(201)相距预定距离或更短距离的位置。
2.根据权利要求1所述的驾驶辅助系统(100)，其中，所述环境传感器系统(110)选自包括下述各项的组：
-至少一个LiDAR系统；
-至少一个雷达系统；
-至少一个摄像机；和
-至少一个超声系统。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶辅助系统(100)，还包括用于对移动外部设备进行定位的系统，所述用于对移动外部设备进行定位的系统构造用于确定移动标识发射器在车辆(1)环境区域中的位置。
4.根据权利要求3所述的驾驶辅助系统(100)，其中，所述计算单元(120)构造用于进一步基于所确定的移动标识发射器的位置来确定目标人员的位置(201)。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的驾驶辅助系统(100)，其中，所述移动标识发射器集成在车辆(1)的钥匙单元中或者所述移动标识发射器包含在移动终端中。
6.根据权利要求5所述的驾驶辅助系统(100)，其中，所述移动终端是智能电话。
7.根据前述权利要求中任一项所述的驾驶辅助系统(100)，其中，所述预定距离是两米或更短或者一米或更短。
8.根据前述权利要求中任一项所述的驾驶辅助系统(100)，其中，所述自动驾驶装置构造用于部分自动或全自动地引导车辆(1)。
9.车辆(1)、尤其是机动车，所述车辆包括根据前述权利要求中任一项所述的驾驶辅助系统(100)。
10.用于引导自动驾驶车辆(1)的方法(400)，所述方法包括：
-通过车辆(1)的环境传感器系统(110)检测(410)车辆(1)的环境数据；
-基于环境数据确定(420)目标人员在车辆(1)环境区域中的位置(201)；并且
-使车辆(1)自动运动(430)到与目标人员的位置(201)相距预定距离或更短距离的位置。
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