CN115003580A - 辅助系统操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作辅助系统来达成车辆(1)自动化驾驶的方法，该车辆按照所确定的标准运动轨迹(S)以纵向和横向调节的方式被制导，其中，连续确定用于将车辆(1)在激活车辆(1)的紧急操作之后以纵向和横向调节的方式转入停止状态的紧急运动轨迹(N)。本发明规定，当车辆(1)根据所确定的标准运动轨迹(S)即将或已经开始从起始车道(F1)向目标车道(F2)变道时，判断车辆(1)在激活紧急操作时是应该在起始车道(F1)上还是应该在目标车道(F2)上被转入停止状态，其中，依据车辆在标准运动轨迹(S)上的位置来作出所述判断。在此，当规划有用于在规定行程长度内和/或在规定时间段内将车辆(1)在起始车道(F1)转入停止状态的紧急运动轨迹(N)时，并且当同时未超出作用于车辆(1)的横向加速度的规定舒适值且未超出车辆(1)驶入目标车道(F2)的规定驶入深度时，车辆(1)在起始车道(F1)被转入停止状态。

Description

辅助系统操作方法
技术领域
本发明涉及一种用于操作辅助系统以便车辆自动化驾驶的方法，通过纵向和横向调整的方式以所确定的标准运动轨迹来制导/操纵引导车辆，其中，连续确定紧急运动轨迹，车辆在激活车辆紧急操作之后沿该紧急运动轨迹被纵向和横向调整而转入停止状态。
背景技术
DE 10 2015 003 124 A1公开一种用于以自动化驾驶方式操作车辆的方法和装置。在自动化驾驶的正常功能期间连续确定并存储紧急情况理想运动轨迹，在出现至少一个预定的故障事件之后应依据该紧急情况理想运动轨迹来调整车辆的自动化运动轨迹。在检测到出现至少一个预定故障事件时，激活紧急情况操作模式，在此，如果且只要车辆司机未接管车辆驾驶，车辆的自动化运动轨迹控制就被启动，并且根据在出现至少一个预定的故障事件之前所存储的紧急情况理想运动轨迹来予以执行达预定时间和/或直至车辆停止。
另外，DE 10 2017 011 808 A1描述一种用于调整在自动化驾驶中的车辆的运动的方法和一种用于执行该方法的装置。当确定主控制器功能受损时，自动化驾驶从常规操作模式(此时车辆借助主控制器自动地沿常规理想运动轨迹被引导至预定目标位置)被切换到紧急操作模式(车辆此时借助副控制器自动沿紧急操作理想运动轨迹被引导至急停位置)。在常规操作模式中，在主控制器的固定于车辆的坐标系中连续确定常规理想运动轨迹、紧急操作理想运动轨迹和车辆所行驶的车道的车道走向。所确定的紧急操作理想运动轨迹和所确定的车道走向被供应给副控制器并被存储在那里。在紧急操作模式中，在副控制器的固定于车辆的坐标系中确定车辆所行驶的车道的车道走向。在紧急操作模式中，基于存储在副控制器中的车道走向和该车道的由副控制器确定的车道走向来补偿在主控制器的坐标系和副控制器的坐标系之间的偏差。
发明内容
本发明基于以下任务，即，指出一种用于操作辅助系统以便车辆自动化驾驶的方法。
根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1所述的特征的方法来完成。
本发明的有利设计是从属权利要求的主题。
一种用于操作辅助系统以便车辆自动化驾驶的方法规定，该车辆以所确定的标准运动轨迹通过纵向和横向调节而被制导，其中，连续确定用于将车辆在激活车辆紧急操作之后通过纵向和横向调节而转入停止状态的紧急运动轨迹。根据本发明，在根据所确定的标准运动轨迹面临或已启动车辆从起始车道至目标车道的变道时，判断车辆在激活紧急操作下是应在在起始车道上还是应该在目标车道上被转入停止状态。即，要判断面临的变道是否应该被启动或者已启动的变道应该继续还是中止。在此，所述判断是依据在所确定的标准运动轨迹上的车辆当前位置做出的。在此，当可规划运动轨迹作为用以在预定行程长度内和/或在预定时间段内在起始车道将车辆转入停止状态的紧急运动轨迹时并且同时当未超出作用于车辆的横向加速度的预定舒适值且未超出车辆进入目标车道的规定驶入深度时，车辆于是在起始车道被转入停止状态，因此在已经启动变道的情况下返回起始车道。
尤其当所确定的标准运动轨迹在预定的车辆观察水平面内规定变道、即当在预定的时间段或路线段内规划变道时，假定面临变道。
术语“起始车道”在面临变道时是指车辆的如下车道，即，从该车道启动面临的变道，即，车辆的当前车道。在已经启动变道时，术语“起始车道”是指如下车道，从该车道启动了变道。术语“目标车道”是指车辆的如下车道，变道在未被提前中止时应在该车道结束。
该方法对于例如在车辆主控制器出故障时的车辆紧急操作是一种应变解决方案，其中，该车辆的操作、尤其是自动化驾驶在这种情况下基本上以无需冗余环境传感器的方式实现。
通过使用该方法，可以基本上保证车辆在紧急操作中根据在激活紧急操作时做出的判断而在起始车道上或是在目标车道上被转入安全的停止状态。由此可以基本上避免妨碍两条车道上的其它车辆或甚至阻断两条车道。
因此可以基本上防止在已启动变道的情况下当作用的横向加速度超过了舒适值以及超过了进入目标车道的规定驶入深度时车辆在激活紧急操作时突然中止变道并被置于停止状态或驶回起始车道。在此情况下执行变道，并且车辆被转向至目标车道，以便比较舒适且安全地减速该车辆。
该方法的另一实施方式规定，在考虑在起始车道和/或目标车道上存在的碰撞危险的情况下判断车辆在哪个车道转入停止状态，并且车辆在危险性较低的车道上被转入停止状态。因此车辆在“与其它交通参与者、尤其是其它车辆的冲突和碰撞的危险被归类为较低”的车道上被刹停。
在规划或启动变道之后，在该方法的一个改进方案中连续确定两条紧急运动轨迹，它们将车辆在起始车道上以及在目标车道上在预定行程长度内和/或在预定时间段内转入停止状态。因此基本上能确保在激活的紧急操作情况下在起始车道以及在目标车道都能够将车辆刹车至安全的停止状态。
在车辆紧急操作被激活时，车辆的警告闪光设备依据车辆所在的国家在激活紧急操作时或是在达到车辆停止状态时被自动激活。
通过激活警告闪光设备使车辆周围环境内的其它交通参与者注意到减速车辆或停住的车辆，从而可使其它交通参与者能够相应提前避开该车辆。
为此，尤其依据卫星辅助的定位单元所获得的信号确定车辆当前位置，使得车辆当前所处的国家可被确定。如果知道了该国家，则可以确定在哪个时刻应该激活车辆的警告闪光设备，使得该车辆引起注意。
如果尤其因为识别到故障而激活车辆的紧急操作，则在车辆内以光学、声学和/或触觉的方式发出警示，从而向车辆使用者以及或许存在的其它乘车人指明车侧存在的情况。
为了在所达到的停止状态中锁定车辆，在一个可能的改进方案中启动驻车制动器并且设定相应的变速器档位，从而防止滚离地锁定车辆。
附图说明
以下结合图来详细解释本发明的实施例，其中：
图1示意性示出根据现有技术的在车辆自动化驾驶中的行驶状况，
图2示意性示出根据现有技术的在车辆自动化驾驶中的另一行驶状况，
图3示意性示出在使用本发明方法时按照自动化驾驶方式行驶的车辆的行驶状况，
图4示意性示出在使用本发明方法时按照自动化驾驶方式行驶的车辆的另一行驶状况。
具体实施方式
彼此对应的零部件在所有图中带有相同的附图标记。
图1和图2分别示出根据现有技术的处于自动驾驶的车辆1的行驶状况。
为了实现自动驾驶，车辆1具备辅助系统，其在激活状态下执行全部驾驶任务。
在自动驾驶中，尤其借助辅助系统确定标准运动轨迹S，其针对车辆1被预先规定，并且车辆1通过纵向和横向调整沿该标准运动轨迹被制导。
在车辆1以标准运动轨迹S被制导时，确定一个紧急运动轨迹N，沿该紧急运动轨迹在例如因为主控制器失效而激活车辆1的紧急操作之后通过纵向和横向调整而将车辆1转入停止状态、尤其是安全的停止状态。所述紧急操作尤其在无法保证以自动化驾驶的方式安全继续行驶时被激活。
图1示出在车辆1自动驾驶中的行驶状况，在此，车辆1计划从起始车道F1变道至目标车道F2，就像结合所规划的标准运动轨迹S示出的那样。
就位置曲线而言，紧急运动轨迹N对应于标准运动轨迹S，因此车辆1在激活的作为车辆1冗余行驶功能的紧急操作中在执行变道时被刹停。车辆1此时被如此减速，即，它不仅位于起始车道F1、也位于目标车道F2。其它交通参与者由此可能受到妨碍，在这里，停住的车辆1也阻断起始车道F1和目标车道F2。
在如图2所示的车辆1行驶状况下已经开始改变车道，在这里，车辆1还处于其起始车道F1。紧急运动轨迹N就其位置曲线而言对应于标准运动轨迹S，因此车辆1在紧急操作激活下执行变道。
车辆1包括未示出的环境传感器系统，在这里，环境传感器系统的多个环境传感器的功能也在车辆1的紧急操作激活时可供使用。
该辅助系统包括用于执行自动化驾驶的主控制器和用于在紧急操作中控制车辆1的副控制器。主控制器在自动化驾驶期间连续查明要用在紧急操作中的紧急运动轨迹N并且将其提供给副控制器。在激活的紧急操作中，副控制器接管控制车辆1的任务。因此该辅助系统即便在由主控制器出故障引起的紧急操作中也能根据之前由主控制器确定的紧急运动轨迹N将车辆1转入安全状态、尤其是安全的停止状态。一般，副控制器的性能被设计成低于主控制器。尤其是，副控制器是用于行车动态稳定化的控制器并设计成处理卫星辅助信息和作为环境传感器的车侧摄像头所采集的信号。依据卫星辅助信息，与基于测得车轮转速确定所述车辆1的当前位置相比，能够实现更精确的车辆1定位。
在车辆1自动化驾驶的比较重大的功能故障时，例如在主控制器出故障时，在紧急操作激活下给车辆1提供急需的环境传感器的功能。这种分配使得能够在无需冗余环境传感器的情况下也能在主控制器出故障时或在副控制器出故障时掌控车辆1。
车辆1的主控制器和副控制器都分别连接至用于自动化驾驶和紧急操作的行车控制器、用于转向和制动的装置和多个环境传感器以及其它传感器。
在急停操作中，至少一个例如设计成摄像头的传感器的功能可供使用，其中，依据所获得的信号、尤其是图像信号来探测起始车道F1和目标车道F2。摄像头的采集范围指向车辆1前方并且在车辆1的行驶操作中连续获得信号，还依据该信号来探测在车辆1前方的对象和障碍。由此可以启动避免碰撞和/或减轻碰撞后果的措施。
辅助系统在使用环境传感器的所获信号下尝试使车辆1在自动化驾驶中以较高的巡航速度运动，其中，车辆1通过纵向和横向调节而追随标准运动轨迹S。
根据现有技术，标准运动轨迹S作为紧急运动轨迹N被用于激活的紧急操作，其中，车辆1以预定的减速曲线被转入停止状态。尤其是，标准运动轨迹S和紧急运动轨迹N不仅规定用于引导车辆1的一系列位置坐标，也规定与沿位置坐标的期望的速度和加速度曲线相关的信息。
如果车辆1根据标准运动轨迹S执行变道，而在此期间激活车辆1的紧急操作，则存在如下危险，即，车辆1在执行变道时被置于停止状态且因此在起始车道F1和目标车道F2上停住，如图1所示。
如果车辆1在激活的紧急操作下如图2所示地以减速度减小的减速曲线追随标准运动轨迹S且因此追随紧急运动轨迹N并且进行变道，则车辆1虽位于作为变道目标车道的目标车道F2上，但这是在没有侧向和后向对象检测的情况下达成的。由此，车辆1是对其它交通参与者的显著威胁并且本身承受比较高的碰撞危险。例如正在变道的车辆1区域内可能有其它交通参与者驶入目标车道F2，在这里，其它交通参与者未被识别或只相对晚地被识别。这样的危险随着关于在目标车道F2上的预定紧急运动轨迹N的行车时间而增大。通常，车辆1可以在自动化驾驶中变道至目标车道F2、未详细示出的驶出车道或停车带。
为了在所规划的或已启动的变道时就针对车辆1和其它交通参与者的舒适性和安全性而言优化所激活的车辆1紧急操作，规定以下结合图3和图4所描述的方法。
在车辆1的自动驾驶中，在规划或启动变道之后确定两条紧急运动轨迹N，其中，车辆1沿其中一条紧急运动轨迹N在车辆1的起始车道F1上在预定行程长度内或在预定时间段内被转入安全的停止状态。所确定的另一条紧急运动轨迹N设置用于在目标车道F2上在预定行程长度内或在预定时间段内将车辆1转入停止状态。
根据图3中的实施例，车辆1追随在起始车道F1上确定的紧急运动轨迹N，但同时规划了借助标准运动轨迹S所示的向目标车道F2的变道。车辆1根据紧急运动轨迹N的预定减速曲线被置于停止状态。
尤其是，当紧急运动轨迹N指明车辆1可以在预定行程长度内或在预定时间段内在起始车道F1被减速，而作用于车辆1的横向加速度不会超出预定舒适值并且车辆1不会已驶入目标车道F2达预定深度时，如图4所示，车辆1在起始车道F1被置于停止状态。
例如，与横向加速度相关的预定舒适值在0.5m/s2至3m/s2的范围内。
依据横向加速度和车辆1进入目标车道F2的进入深度作为在已经启动变道下的判断标准，选择相应的紧急运动轨迹N，车辆1沿之转入安全的停止状态。此时，所选的紧急运动轨迹N是用于车辆1的纵向和横向调整的理想运动轨迹。
通过将作为环境传感器的摄像头的图像信号纳入考虑，可以检测在各自紧急运动轨迹N上的有碰撞危险的对象，其在确定紧急运动轨迹N时未被测知。由此可以例如通过以更大幅度执行刹车来避免车辆1与潜在碰撞对象之间的碰撞。因此将紧急运动轨迹N的速度曲线和/或加速度曲线适配于变化的环境状况。也选择如下的紧急运动轨迹N，其具有较低的碰撞风险并且可以基本避免急刹车。因此，除了横向加速度或驶入深度外还选择如下的紧急运动轨迹N，其关于危险状况有低风险或无风险。例如危险情况可能因位于其中一条紧急运动轨迹N上的比较短暂出现的障碍而产生，例如慢行或交汇的其它车辆或静止对象。
此外，该方法规定，在激活车辆1的紧急操作时在车辆1内发出警示，其中，所述警示以光学、声学和/或触觉的方式例如通过激活可逆的安全带扣紧器来发出。
依据车辆1所处的国家，车辆1的警告闪光设备在激活紧急操作的时刻或在车辆1的停车时刻被自动接通。
为了查明车辆1所处哪个国家，车辆1的当前位置依据卫星辅助定位单元的定位信号来测得。根据国家和现行规则来接通警告闪光设备。
此外，在车辆1的停止状态下自动激活停车制动器并且挂入一个用于停车的变速器档位，以防止滚离地锁定车辆1。

Claims (7)

1.一种用于操作辅助系统来达成车辆(1)自动化驾驶的方法，该车辆按照所确定的标准运动轨迹(S)以纵向和横向调节的方式被制导，其中，连续确定用于将该车辆(1)在激活该车辆(1)的紧急操作之后以纵向和横向调节的方式转入停止状态的紧急运动轨迹(N)，
其特征是，
当该车辆(1)根据所确定的标准运动轨迹(S)即将或已经开始从起始车道(F1)向目标车道(F2)的变道时，依据该车辆在所确定的标准运动轨迹(S)上的位置来判断该车辆(1)在激活紧急操作时是应该在该起始车道(F1)上还是该在目标车道(F2)上被转入停止状态，并且
当规划有用于在规定行程长度内和/或在规定的时间段内将该车辆(1)在该起始车道(F1)转入停止状态的紧急运动轨迹(N)时，且同时当在未超出作用于该车辆(1)的横向加速度的规定舒适值且未超出该车辆(1)驶入该目标车道(F2)的规定驶入深度时，该车辆(1)在该起始车道(F1)上被转入停止状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在考虑存在于该起始车道(F1)和/或该目标车道(F2)上的碰撞危险的情况下作出所述判断，并且该车辆(1)在危险性较低的车道(F1；F2)上被转入停止状态。
3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征是，在规划或启动变道之后，连续确定两条紧急运动轨迹(N)，用以将车辆(1)在起始车道(F1)上以及在目标车道(F2)上在规定行程长度内和/或在规定时间段内转入停止状态。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征是，在激活该车辆(1)的紧急操作时，依据该车辆(1)所在的国家在激活紧急操作时或是在达到该车辆(1)停止状态时自动激活该车辆(1)的警告闪光设备。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征是，该车辆(1)的当前位置依据卫星辅助定位单元所采集的信号而被确定。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征是，在激活该车辆(1)的紧急操作时，以光学、声学和/或触觉的方式在该车辆(1)内发出警示。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征是，在该车辆(1)所达到的停止状态下，激活该车辆(1)的驻车制动器并且挂入相应的变速器档位。
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