CN115246420A - 用于评估车辆的轨迹假设的评估设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于评估车辆(100)的预定义轨迹假设(A)的评估设备(105)，其中，所述评估设备(105)包括计算单元(115)、检测单元(120)和分派单元(125)。计算单元(115)配置为能够计算用于车辆(100)遵循预定义轨迹假设(A)的至少一个必要驾驶参数(ФA)。检测单元(120)配置为能够检测车辆(100)的当前驾驶参数(Фego)。分派单元(125)配置为能够使用所述当前驾驶参数(Фego)和所述必要驾驶参数(ФA)分派用于车辆(100)遵循预定义轨迹假设(A)的概率值(P(A))。

Description

用于评估车辆的轨迹假设的评估设备
技术领域
本发明涉及用于评估车辆的轨迹假设的评估设备、具有所述评估设备的车辆以及用于控制车辆的评估设备的方法。
背景技术
对于驾驶辅助系统，驾驶员部分或主要限定了自主车辆的未来状态。为了做出决策，这些系统会考虑一定预测时间段内预测的车辆状态的一个或多个假设。
US 9,610,945 B2示出了一种用于识别主车辆和目标车辆的交叉点的系统。与目标车辆有关的数据被收集。周围环境的地图被开发。至少部分地基于地图来确定驾驶员意图概率。至少部分地基于驾驶员意图概率来确定威胁估计。至少部分地基于威胁估计来激活多个安全系统中的至少一个。
发明内容
在此背景下，本发明的目的是提供一种用于评估车辆的轨迹假设的改进的评估设备、具有所述评估设备的改进的车辆以及用于控制车辆的评估设备的改进的方法。
该目的通过用于评估车辆的轨迹假设的评估设备、通过具有所述评估设备的车辆以及通过根据独立权利要求的用于控制车辆的评估设备的方法来实现。
有利地，可以评估用于车辆遵循预定义轨迹假设的概率值，其中根据实施例，该概率值随后可以被车辆的驾驶辅助系统使用、例如预测车辆与物体或其它车辆的可能碰撞。
一种用于评估车辆的预定义轨迹假设的评估设备，包括计算单元、检测单元和分派单元。计算单元配置为计算用于车辆遵循预定义轨迹假设的至少一个必要驾驶参数。检测单元用于检测车辆的当前驾驶参数。分派单元配置为使用当前驾驶参数和必要驾驶参数分派用于车辆遵循预定义轨迹假设的概率值。
车辆可以是多用途车辆或商用车辆、例如卡车、公共汽车等。评估设备可以配置为从确定单元接收至少预定义轨迹假设或多个不同的预定义轨迹假设，确定单元可以配置为至少使用例如车辆的至少传感器信息、驾驶员监测信息和/或观察到的环境信息来为车辆确定至少一个预定义轨迹假设。预定义轨迹假设可以是在一组多个可能轨迹中车辆要遵循的可能轨迹。必要驾驶参数可以是随后的驾驶参数，为了控制车辆遵循预定义轨迹假设，该必要驾驶参数必然需要被致动。必要驾驶参数可以是车辆的车辆设置单元的致动值或控制值。当前驾驶参数可以是实际致动的致动值或控制值。当前驾驶参数可以是车辆的同一车辆设置单元的致动值或控制值，使得当前驾驶参数和必要驾驶参数可以是可比较的驾驶参数。分派单元可以配置为使用当前驾驶参数和必要驾驶参数之间的比较结果来分派用于车辆遵循预定义轨迹假设的概率值。
根据一个实施例，计算单元可以配置为计算用于车辆遵循第二预定义轨迹假设的至少第二必要驾驶参数，分派单元配置为使用当前驾驶参数和第二必要驾驶参数分派用于车辆遵循第二预定义轨迹假设的第二概率值。这样的实施例提供了为第二预定义轨迹假设计算第二概率值的优点。根据一个实施例，可以比较概率值和第二概率值以确定两个预定义轨迹假设中的哪一个可以是可能被选择的更有可能被遵循的那个概率值。
根据一个实施例，分派单元配置为如果当前驾驶参数与必要驾驶参数的相似程度大于当前驾驶参数与第二必要驾驶参数的相似程度，则为车辆分派比用于车辆遵循第二预定义轨迹假设的概率值更高的概率值以遵循预定义轨迹假设，和/或分派单元配置为如果当前驾驶参数与第二必要驾驶参数的相似程度大于当前驾驶参数与必要驾驶参数的相似程度，则为车辆分派比用于车辆遵循预定义轨迹假设的概率值更高的第二概率值以遵循第二预定义轨迹假设。根据一个实施例，如果当前驾驶参数和必要驾驶参数之间的差值小于当前驾驶参数和第二必要驾驶参数之间的差值，则可以分派用于车辆遵循预定义轨迹假设的更高的概率值。根据一个实施例，如果当前驾驶参数和第二必要驾驶参数之间的差值小于当前驾驶参数和必要驾驶参数之间的差值，则可以分派车辆遵循第二预定义轨迹假设的更高的第二概率值。
根据一个实施例，计算单元可以配置为计算必要的驾驶参数作为用于车辆遵循预定义轨迹假设的方向盘角度和/或必要加速度，和/或检测单元可以配置为检测当前驾驶参数作为车辆的致动方向盘角度和/或致动加速度。这样的驾驶参数可以很容易地进行比较。
根据一个实施例，评估设备可以包括确定单元，其中，确定单元配置为至少使用车辆的传感器信息、驾驶员监测信息和/或观察到的环境信息来确定车辆的至少一个预定义轨迹假设。根据一个实施例，车辆的传感器信息可以表示车辆的偏航率和/或车辆的车辆速度。例如，当前车道的边界可以作为预测预定义轨迹假设的来源。有利地，用于车辆的预定义轨迹假设可以通过考虑实际驾驶信息来确定。
根据一个实施例，评估设备可以包括碰撞计算单元，其中，碰撞计算单元配置为使用概率值计算车辆与物体或其它车辆的碰撞的碰撞可能值。根据一个实施例，碰撞计算单元可以配置为使用概率值计算车辆与预定义轨迹假设上的物体或其它车辆的碰撞的碰撞可能值。可以使用这样的碰撞可能值以避免可能的碰撞。碰撞计算单元可以提高车辆的安全性。
根据一个实施例，碰撞计算单元可以配置为使用碰撞可能值来计算碰撞避免策略以用于调整预定义轨迹假设。通过调整预定义轨迹假设，可以有利地避免碰撞。
根据一个实施例，评估设备还可以包括选择单元，其中，选择单元配置为如果概率值达到或超过定义的概率值或者包括用于多个不同的预定义轨迹假设的多个分派的概率值中的最高概率值，则选择预定义轨迹假设作为车辆要遵循的预测轨迹。有利地，可以选择预定义轨迹假设作为预测轨迹，例如可以由车辆的驾驶员来选择以最有可能地跟随。
根据一个实施例，选择单元可以配置为能够为车辆的控制单元提供控制信号，其中，控制信号配置为控制车辆以便遵循预测轨迹。这种控制信号可用于自动控制车辆。
根据一个实施例，评估设备可以包括控制单元，其中，控制单元配置为使用控制信号控制车辆以遵循预测轨迹。
根据一个实施例，分派单元可以配置为能够根据必要驾驶参数和当前驾驶参数的偏差和/或车辆的在当前驾驶参数之前致动的至少一个先前驾驶参数和/或车辆的在必要驾驶参数计算的至少一个先前必要驾驶参数来分派概率值。
一种车辆，包括前述评估设备的实施例。车辆可以是多用途车辆或商用车辆、例如卡车、公共汽车等。
一种用于控制上述评估设备的方法，包括：
计算用于车辆遵循预定义轨迹假设的至少一个必要驾驶参数；
检测车辆当前驾驶参数；以及
使用当前驾驶参数和必要驾驶参数分派用于车辆遵循预定义轨迹假设的概率值。
该方法或该方法的步骤可以使用前述评估设备来执行。
同样有利的是具有程序代码的计算机程序产品，该程序可以存储在机器可读载体、例如半导体存储器、硬盘或光学存储器上，当程序产品在计算机或设备上执行时，其用于执行前述实施例之一的方法。
附图说明
在随后的描述中将参考附图更详细地解释在此示出的方案的实施例，其中：
图1示出了包括根据本发明实施例的用于评估预定义轨迹假设的评估设备的车辆的示意图；以及
图2示出了根据本发明实施例的用于控制评估设备的方法的流程图。
在以下对本发明的有利实施例的描述中，对于各图中所示出且作用类似的元件，将使用相同或相似的附图标记，其中将省略对这些元件的重复描述。
具体实施方式
图1示出了车辆100的示意图，该车辆100包括根据本发明实施例的用于评估预定义轨迹假设A的评估设备105。车辆100是多用途车或商用车和/或被配置为自动车辆100或半自动车辆100。根据该实施例，车辆100包括至少一个车辆传感器110。
用于评估预定义轨迹假设A的评估设备105包括计算单元115、检测单元120和分派单元125。计算单元115配置为计算用于车辆100遵循预定义轨迹假设A的至少一个必要驾驶参数ФA。检测单元120配置为检测车辆100的当前驾驶参数Фego。分派单元125配置为使用当前驾驶参数Фego和必要驾驶参数ФA分派用于车辆100遵循预定义轨迹假设A的概率值P(A)。
根据该实施例，评估设备105配置为从确定单元130接收至少预定义轨迹假设A或多个不同的预定义轨迹假设A、B，确定单元130配置为至少使用例如车辆100的传感器信息135、驾驶员监测信息和/或来自车辆传感器110的观察到的环境信息确定用于车辆100的至少一个预定义轨迹假设A。根据实施例，传感器信息135表示车辆100的偏航率和/或车辆100的车辆速度。例如，当前车道的边界用作预测预定义轨迹假设A和/或第二预定义轨迹假设B的来源。根据该实施例，确定单元130是评估设备105的一部分。
预定义轨迹假设A是在一组可能的多个轨迹中车辆100要遵循的可能轨迹。必要驾驶参数ФA是随后的驾驶参数，为了控制车辆100遵循预定义轨迹假设A，必须致动该必要驾驶参数。必要驾驶参数ФA表示例如车辆100的车辆设置单元的致动值或控制值。当前驾驶参数Фego表示实际被致动的致动值或控制值。当前驾驶参数Фego表示车辆100的同一车辆设置单元的致动值或控制值，因此当前驾驶参数Фego和必要驾驶参数ФA是可比较的驾驶参数。根据一个实施例，分派单元125配置为使用当前驾驶参数Фego和必要驾驶参数ФA之间的比较结果分派用于车辆100遵循预定义轨迹假设A的概率值P(A)。
根据该实施例，计算单元115配置为计算用于车辆100遵循第二预定义轨迹假设B的至少第二必要驾驶参数ФB；分派单元125配置为使用当前驾驶参数Фego和第二必要驾驶参数ФB分派用于车辆100遵循第二预定义轨迹假设B的第二概率值P(B)。
根据该实施例，分派单元125配置为如果当前驾驶参数Фego与必要驾驶参数ФA的相似程度大于当前驾驶参数Фego与第二必要驾驶参数ФB的相似程度，则为车辆100分派比用于车辆100遵循第二预定义轨迹假设B的概率值更高的概率值P(A)以遵循预定义轨迹假设A，和/或分派单元125配置为如果当前驾驶参数Фego与第二必要驾驶参数ФB的相似程度大于当前驾驶参数Фego与必要驾驶参数ФA的相似程度，则为车辆100分派比用于车辆100遵循预定义轨迹假设A的概率值更高的第二概率值P(B)以遵循第二预定义轨迹假设B。根据一个实施例，如果当前驾驶参数Фego和必要驾驶参数ФA之间的差值小于当前驾驶参数Фego和第二必要驾驶参数ФB之间的差值，则可以分派用于车辆100遵循预定义轨迹假设A的更高的概率值P(A)。根据一个实施例，如果当前驾驶参数Фego和第二必要驾驶参数ФB之间的差值小于当前驾驶参数Фego和必要驾驶参数ФA之间的差值，则可以分派车辆100遵循第二预定义轨迹假设B的更高的第二概率值P(B)。
根据该实施例，计算单元115配置为计算必要驾驶参数ФA作为用于车辆100遵循预定义轨迹假设A的必要方向盘角度和/或必要加速度和/或检测单元120配置为检测当前驾驶参数Фego作为车辆100的致动方向盘角度和/或致动加速度。
根据该实施例，评估设备100还包括碰撞计算单元140，其中，碰撞计算单元140配置为使用概率值P(A)计算车辆100与物体或其它车辆碰撞的碰撞可能值CP(A)。根据一个实施例，碰撞计算单元140配置为使用概率值P(A)计算车辆100与预定义轨迹假设A上的物体或其它车辆的碰撞的碰撞可能值CP(A)。根据该实施例，碰撞计算单元140配置为使用概率值P(B)计算车辆100与物体或其它车辆的碰撞的第二碰撞可能值。根据一个实施例，碰撞计算单元140配置为使用概率值P(B)计算车辆100与在第二预定义轨迹假设B上的物体或其它车辆的碰撞的第二碰撞可能值。
根据该实施例，碰撞计算单元140配置为使用碰撞可能值CP(A)来计算碰撞避免策略以用于调整预定义轨迹假设A。根据一个实施例，碰撞计算单元140还配置为使用第二碰撞可能值来计算第二碰撞避免策略以用于调整第二预定义轨迹假设B。
根据一个实施例，评估设备100还包括选择单元，其中，选择单元配置为如果概率值P(A)达到或超过定义的概率值或者包括用于多个不同的预定义轨迹假设A、B的多个分派的概率值中的最高概率值，则选择预定义轨迹假设A作为车辆100要遵循的预测轨迹。根据一个实施例，选择单元配置为如果第二概率值P(B)达到或超过定义的概率值或者包括用于多个不同的预定义轨迹假设A、B的多个分派的概率值中的最高概率值，则选择第二预定义轨迹假设B作为车辆100要遵循的预测轨迹。根据一个实施例，选择单元配置为为车辆100的控制单元提供控制信号，其中，控制信号配置为控制车辆100以遵循预测轨迹。根据一个实施例，评估设备100包括控制单元，该控制单元配置为使用控制信号控制车辆100以遵循预测轨迹。
根据一个实施例，分派单元125配置为能够根据所述必要驾驶参数ФA和所述当前驾驶参数Фego的偏差和/或车辆100的在所述当前驾驶参数Фego之前致动的至少一个先前驾驶参数和/或车辆100的在所述必要驾驶参数ФA之前计算的至少一个先前必要驾驶参数来分派概率值P(A)。分派概率值P(A)和第二概率值P(B)的示例如上所示：
P(A)＝f(|Фego-ФA|)
P(B)＝f(|Фego-ФB|)
换言之，图1示出了评估设备105的架构，其使得能够使用控制值来估计轨迹假设A、B的概率，轨迹假设A、B也可以称为“自主运动轨迹”或“自主车辆轨迹”。
根据一个实施例，评估设备105被集成或实施到车辆100的驾驶辅助系统中、例如ACC(自适应巡航控制)、AEBS(高级紧急制动系统)或PAEBS。对于这样的驾驶辅助系统，车辆100的驾驶员部分地或主要地限定了自主车辆100的未来状态。为了做出决定，那些系统在一定的预测时间段内考虑预测的车辆状态的一个或多个轨迹假设A、B。
根据一个实施例，预测时间段内的未来车辆状态的假设A、B(自主车辆轨迹)是使用不同的来源估计的，例如使用自主车辆100内的传感器信息135、驾驶员监测信息和/或观察到的环境信息来估计。例如，如果可用，当前车道的边界是预测未来车辆轨迹的来源。另一个来源是车辆动力的当前状态、例如偏航率和车辆速度。为了基于假设A、B中的每一个的自主车辆轨迹做出决定，分派单元125分派/估计一定的发生概率。根据一个实施例，基于例如轨迹假设A、B的概率，在决策时选择最高的概率或直接考虑每个假设A、B的概率。
在自动驾驶的背景下，基于预测轨迹使用控制算法来计算必要的致动值、例如方向盘角度、加速需求等。
这里，一个基本思想是使用自动驾驶车辆控制器的致动值来估计驾驶员是否会遵循某个轨迹假设A、B的概率。为了估计发生的概率，这个功能被应用于不同的自主车辆轨迹A、B。对于轨迹A、B……中的每一个，致动值被计算，自动车辆100的控制算法将选择该致动值以遵循特定轨迹
Figure BDA0003621363790000081
根据一个实施例，之后，将估计的致动值与实际致动值进行比较。
根据一个实施例，每个自主车辆轨迹A、B的出现概率根据估计的致动值和实际致动值的偏差及先前时间步的相应的值来计算。
根据一个实施例，然后使用发生概率来估计特定自主车辆轨迹A、B的碰撞概率，其随后可用于例如碰撞避免策略。
图2示出了根据本发明实施例的用于控制评估设备的方法200的流程图。方法200可由参考图1描述的评估设备或类似的评估设备执行。
控制方法200包括计算用于车辆遵循预定义轨迹假设的至少一个必要驾驶参数的步骤210。控制方法200还包括检测车辆的当前驾驶参数的步骤220。此外，控制方法200包括使用当前驾驶参数和必要驾驶参数分派用于车辆遵循预定义轨迹假设的概率值的步骤230。
附图标记列表
ФA 必要驾驶参数
ФB 第二必要驾驶参数
Фego 当前驾驶参数
A 预定义轨迹假设
B 预定义轨迹假设
CP(A) 碰撞可能值
P(A) 概率值
P(B) 第二概率值
100 车辆
105 评估设备
110 车辆传感器
115 计算单元
120 检测单元
125 分派单元
130 确定单元
135 传感器信息
140 碰撞计算单元
200 用于控制车辆的评估设备的方法
210 计算步骤
220 检测步骤
230 分派步骤

Claims (13)

1.一种用于评估车辆(100)的预定义轨迹假设(A)的评估设备(105)，其中，所述评估设备(105)包括：
计算单元(115)，其中，所述计算单元(115)配置为能够计算用于车辆(100)遵循预定义轨迹假设(A)的至少一个必要驾驶参数(ФA)；
检测单元(120)，其中，所述检测单元(120)配置为能够检测车辆(100)的当前驾驶参数(Фego)；以及
分派单元(125)，其中，所述分派单元(125)配置为能够使用所述当前驾驶参数(Фego)和所述必要驾驶参数(ФA)分派用于车辆(100)遵循预定义轨迹假设(A)的概率值(P(A))。
2.根据权利要求1所述的评估设备(105)，其中，所述计算单元(115)配置为能够计算用于车辆(100)遵循预定义的第二预定义轨迹假设(B)的至少第二必要驾驶参数(ФB)；所述分派单元(125)配置为能够使用所述当前驾驶参数(Фego)和所述第二必要驾驶参数(ФB)分派用于车辆(100)遵循第二预定义轨迹假设(B)的第二概率值(P(B))。
3.根据权利要求2所述的评估设备(105)，其中，所述分派单元(125)配置为：如果所述当前驾驶参数(Фego)与所述必要驾驶参数(ФA)的相似程度大于所述当前驾驶参数(Фego)与所述第二必要驾驶参数(ФB)的相似程度，则为车辆(100)分派比用于车辆遵循第二预定义轨迹假设(B)的概率值更高的概率值(P(A))以遵循预定义轨迹假设(A)；和/或所述分派单元(125)配置为：如果所述当前驾驶参数(Фego)与所述第二必要驾驶参数(ФB)的相似程度大于所述当前驾驶参数(Фego)与所述必要驾驶参数(ФA)的相似程度，则为车辆(100)分派比用于车辆遵循预定义轨迹假设(A)的概率值更高的第二概率值(P(B))以遵循第二预定义轨迹假设(B)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的评估设备(105)，其中，所述计算单元(115)配置为能够计算所述必要驾驶参数(ФA)作为用于车辆(100)遵循预定义轨迹假设(A)的必要方向盘角度和/或必要加速度和/或检测单元(120)配置为能够检测所述当前驾驶参数(Фego)作为车辆(100)的致动方向盘角度和/或致动加速度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的评估设备(105)，包括确定单元(130)，其中所述确定单元(130)配置为能够至少使用车辆(100)的传感器信息(135)、驾驶员监测信息和/或观察到的环境信息为车辆(100)确定至少一个预定义轨迹假设(A)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的评估设备(105)，包括碰撞计算单元(140)，其中，所述碰撞计算单元(140)配置为能够计算使用概率值(P(A))的车辆(100)与物体或其它车辆碰撞的碰撞可能值(CP(A))。
7.根据权利要求6所述的评估设备(105)，其中，所述碰撞计算单元(140)配置为能够使用所述碰撞可能值(CP(A))来计算碰撞避免策略以用于调整预定义轨迹假设(A)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的评估设备(105)，包括选择单元，其中，所述选择单元配置为如果概率值(P(A))达到或超过定义的概率值或者包括用于多个不同的预定义轨迹假设(A、B)的多个分派的概率值(P(A)、P(B))中的最高概率值，则选择预定义轨迹假设(A)作为车辆(100)要遵循的预测轨迹。
9.根据前述权利要求中任一项所述的评估设备(105)，其中，所述分派单元(125)配置为能够根据所述必要驾驶参数(ФA)和所述当前驾驶参数(Фego)的偏差和/或车辆(100)的在所述当前驾驶参数(Фego)之前致动的至少一个先前驾驶参数和/或车辆(100)的在所述必要驾驶参数(ФA)之前计算的至少一个先前必要驾驶参数来分派概率值(P(A))。
10.一种车辆(100)，其中，所述车辆(100)包括根据前述权利要求之一所述的评估设备(105)。
11.一种控制根据前述权利要求中任一项所述的评估设备(105)的方法(200)，其中，所述方法(200)包括：
计算(210)用于车辆(100)遵循预定义轨迹假设(A)的至少一个必要驾驶参数(ФA)；
检测(220)车辆(100)的当前驾驶参数(Фego)；以及
使用所述当前驾驶参数(Фego)和所述必要驾驶参数(ФA)分派(230)用于车辆(100)遵循预定义轨迹假设(A)的概率值(P(A))。
12.一种计算机程序，配置用于实施、控制或执行根据权利要求11所述的方法(200)的步骤(210、220、230)，如果所述方法(200)在分别配置的装置(105)上执行。
13.一种机器可读数据载体，包括根据权利要求12所述的计算机程序。
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