CN117296085A - 用于向定义的道路段上的跟随车辆发出有关障碍物的警告的方法和警告设备 - Google Patents

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CN117296085A CN202280025558.8A CN202280025558A CN117296085A CN 117296085 A CN117296085 A CN 117296085A CN 202280025558 A CN202280025558 A CN 202280025558A CN 117296085 A CN117296085 A CN 117296085A
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Abstract

本发明涉及一种用于向定义的道路段(10)上的跟随车辆(42)发出有关障碍物(36)的警告的方法和警告设备，其中，在第一时间区间[t1；t2]内捕获在该道路段(10)上移动的本车辆(12)的多个本车轨迹(14)，并且由此形成第一群体轨迹(30)，并将该第一群体轨迹与第一时间戳(T1)一起存储。类似地，根据在第二时间区间[t3；t4]内在该道路段(10)上移动的本车辆(12)的本车轨迹(14)形成第二群体轨迹(38)，该第二时间区间[t3；t4]相对于该第一时间区间[t1；t2]在时间上有所偏移。也将该第二群体轨迹(38)与第二时间戳(T2)一起存储，然后，形成第一群体轨迹(30)与第二群体轨迹(38)之间的差值和相关联的差值幅度(│Δx│)。如果该差值幅度(│Δx│)大于预定阈值(xs)，则识别出障碍物(36)存在于该道路段(10)上，然后向跟随车辆(42)输出警告信号(40)。本发明还涉及一种被设计成执行该方法的对应警告设备。

Description

用于向定义的道路段上的跟随车辆发出有关障碍物的警告的 方法和警告设备
本发明涉及一种用于向定义的道路段上的跟随车辆发出有关障碍物的警告的方法和警告设备。
众所周知，车辆能够借助专门为检测道路段上的障碍物而提供的车辆传感器来实现自动检测道路段上的障碍物的目的。然后可以例如经由后端或直接经由V2X通信将与所检测到的障碍物相关的数据发送给跟随车辆，以便向其发出警告。从后端或直接经由V2X通信向这种跟随车辆传送与潜在障碍物相关的数据，因此使其可以及早做出反应，并例如向驾驶员发出警告，从而帮助避免事故。
然而，由于上述检测是通过专用车辆传感器执行的，因此只有那些配备有这些通常价格昂贵的车辆传感器的车辆才能参与障碍物的检测。另外，例如，这种车辆传感器可能无法检测到人类能够检测到的所有障碍物。
由于与人类进行的障碍物检测相比，这种障碍物检测的覆盖范围减小并且可靠性降低，因此，基于对道路段上障碍物的自动化检测向跟随车辆输出的警告信号确切地讲应被归类为不可靠的。
因此，本发明的目的是指明一种用于向定义的道路段上的跟随车辆发出有关障碍物的警告的方法和警告设备，该方法和警告设备比先前已知的方法和设备更加可靠。
这个目的通过具有权利要求1的特征组合的、用于向定义的道路段上的跟随车辆发出有关障碍物的警告的方法来实现。
并列的权利要求涉及一种用于向定义的道路段上的跟随车辆发出有关障碍物的警告的警告设备。
从属权利要求涉及本发明的有利配置。
一种用于向定义的道路段上的跟随车辆发出有关障碍物的警告的方法具有以下步骤：
-在第一时间区间内捕获在该定义的道路段上移动的本车辆的多个本车轨迹；
-根据在第一时间区间内捕获到的该多个本车轨迹形成第一群体轨迹；
-将第一群体轨迹与第一时间戳一起存储；
-在第二时间区间内捕获在该定义的道路段上移动的本车辆的多个本车轨迹，该第二时间区间相对于该第一时间区间在时间上有所偏移；
-根据在第二时间区间内捕获到的该多个本车轨迹形成第二群体轨迹；
-将第二群体轨迹与第二时间戳一起存储；
-形成第一群体轨迹与第二群体轨迹之间的差值；
-如果所形成的差值的幅度大于预定阈值，则检测到存在于该道路段上的障碍物；
-向跟随车辆输出警告信号，该跟随车辆在时间上落后于本车辆在该定义的道路段上移动。
与已知的方法相比，在上述方法中，例如通过检测群体轨迹随时间的变化来检测道路的驾驶路段上的障碍物。
群体轨迹是根据本车辆的移动数据创建的。如果随着时间的推移，群体轨迹发生了突然的、统计学上显著的局部变化(例如，由于执行了避让操纵)，则这表明道路段上有障碍物。这种避让操纵通常由控制本车辆的人发起，因此这些人或驾驶员本身充当传感器，并且使得也可以可靠地检测到通常通过专用的车辆传感器只能艰难地检测到的障碍物。基本上，该方法的优点在于，与通过车辆传感器进行的直接障碍物检测相比，车辆中不需要特殊的车辆传感器。
在定义的道路段上，群体轨迹由多个连续布置的轨迹位置或轨迹点确定，其具有行驶方向上的值和在道路段上被布置为垂直于该行驶方向的值。如果这两种类型的值都在一个坐标系中表示，则y值表示行驶方向，而x值被布置为垂直于该行驶方向。为了形成差值，要被比较的第一群体轨迹和第二群体轨迹的x值之间的差值优选地在预定的y值处形成，因此x方向上的偏差是决定性的。
该多个本车轨迹优选地通过使用本车辆的GNSS数据(GNSS＝全球导航卫星系统)和/或通过使用来自布置在这些本车辆中的移动无线电模块的三角测量移动无线电数据来捕获。
由于使用GNSS数据或移动无线电数据，因此参与障碍物检测的本车辆的数量非常多。这增加了道路网络的覆盖范围和所确定的数据的可靠性。
捕获这些本车轨迹的第一时间区间和第二时间区间在时间上可以是恒定的，并且例如覆盖10min的时段。然而，第一时间区间和第二时间区间也可以在时间上是灵活的，并且由通过定义的道路段的本车辆的预定数量来确定。例如，只有当至少有10个本车辆已通过定义的道路段时，才能由多个本车轨迹形成群体轨迹。
例如，第一时间区间和第二时间区间也可以在时间上重叠。
为了形成差值，以有利的方式选择第二群体轨迹，该第二群体轨迹的第二时间戳相对于第一群体轨迹的第一时间戳在时间上偏移至少20min、特别是至少10min、更特别地至少5min。
预定阈值优选地为10m、特别是5m、更特别地为2m。
因此，如果结果是第二群体轨迹(例如，已确定彼此在时间上具有10min的偏移)的x值的差值幅度为至少2m，则可以得出结论，例如物体已经到达道路段并被本车辆(这些本车辆的本车轨迹已被用于形成第二群体轨迹)避让开。如果差值幅度甚至是5m或更大，则甚至可以假设车辆发生了故障或发生了另一起事故。
在该方法中，不是使用要被比较的两个群体轨迹的x值的绝对差，而是使用差值幅度，以便考虑可以从垂直于行驶方向y的两侧到达道路段的障碍物。
如果此时已经使用所描述的方法可靠地检测到障碍物，则可以向跟随车辆输出对应的可靠警告信号，该跟随车辆在时间上落后于本车辆在具有障碍物的定义道路段上移动。
存在于道路段上的障碍物优选地由后端进行检测，并且警告信号优选地由该后端输出到跟随车辆。
后端有利地处理已从本车辆传输到后端的本车轨迹以形成群体轨迹，将这些群体轨迹进行比较，并且通过形成x值的差值来检测障碍物是否已经同时到达道路段。然后，后端直接向跟随车辆输出警告信号，以向其发出有关障碍物的警告，并使驾驶员准备发起避让操纵。
有利地，在第一时间区间和第二时间区间内捕获本车辆通过定义的道路段的多个本车驾驶速度，其中，根据这些本车驾驶速度确定该第一时间区间内和该第二时间区间内的平均速度，其中，形成第一时间区间内的第一平均速度与第二时间区间内的第二平均速度之间的差值，其中，如果该差值大于该第一平均速度的50％、特别地大于70％，则检测到存在于该道路段上的障碍物。
通过定义的道路段的本车辆的平均速度的变化是障碍物的另一个指标。这是因为车辆通常会在障碍物区域减速。如果平均速度的这种降低是显著的，即大于大约50％或甚至70％，则这清楚地表明在定义的道路段上有障碍物。通过例如在后端中对该信息进行适当处理，可以将以这种方式检测到的障碍物作为警告发送给跟随这些本车辆的跟随车辆。
与第一群体轨迹和第二群体轨迹一样，对根据本车驾驶速度计算得出的平均速度进行比较。计算出这些平均速度的差值，此处幅度并不重要，重要的是与第二平均速度是否显著低于第一平均速度的信息。由于这个原因，该评估不会像在比较群体轨迹时利用差值幅度那样进行，而是会利用差值的绝对值来进行。如果第二平均速度显著低于第一平均速度，则存在相对较大的差值。如果两个平均速度相似，那情况就并非如此，在这种情况下，在形成差值时会产生相对较小的差值。因此，如果差值大于第一平均速度的50％或甚至70％，这意味着第二平均速度较低，并且本车辆在定义的道路段上显著减速，这清楚地表明有障碍物。
例如，如果第一平均速度因此为50km/h并且第二平均速度仅为10km/h，则该差值(即40km/h)为第一平均速度的80％。
一种用于向定义的道路段上的跟随车辆发出有关障碍物的警告的有利警告设备优选地被设计成执行如上所述的方法。该警告设备具有：处理设备，该处理设备用于在各自的情况下根据多个本车轨迹形成第一群体轨迹和第二群体轨迹；以及存储器设备，该存储器设备用于将所形成的第一群体轨迹和第二群体轨迹同与其相关联的第一时间戳和第二时间戳一起存储。该警告设备还具有：比较设备，该比较设备用于形成第一群体轨迹和第二群体轨迹的差值幅度；评估设备，该评估设备用于将该差值幅度与预定阈值进行比较，并用于在该阈值被所形成的差值幅度超过时检测到障碍物；以及警告装置，该警告装置用于向跟随车辆输出警告信号。
因此，警告设备以这种方式被形成，即使得该警告设备可以根据群体轨迹路线中的突然变化来检测定义的道路段上的障碍物，并且可以将该信息作为警告信号输出到跟随车辆。
该处理设备有利地被设计成确定平均速度，并且该比较设备被设计成形成这些平均速度之间的差值。该评估设备还有利地被设计成将所形成的这些平均速度之间的差值与第一平均速度进行比较，并且在差值大于第一平均速度的50％、特别地70％的情况下检测到障碍物。
因此，警告设备不仅被设计成基于群体轨迹路线中的突然变化来检测障碍物，而且还以这种方式附加地评估本车驾驶速度，从而识别到本车辆突然以较低的驾驶速度通过定义的道路段，并且还会发现定义的道路段上有障碍物。
以下将基于附图更详细地解释本发明的有利配置，在附图中：
图1示出了在其上有本车辆移动的定义的道路段的示意性平面图和根据这些本车辆在第一时间区间[t1；t2]内的本车轨迹所产生的第一群体轨迹；
图2示出了第二时间区间[t3；t4]内在其上有本车辆移动的图1的定义的道路段的示意性平面图和根据本车辆的本车轨迹所产生的第二群体轨迹；
图3示出了在图1的第一群体轨迹与图2的第二群体轨迹之间形成差值的示意性表示；
以及
图4示出了示意性流程图，展示了用于向图2的定义的道路段上的跟随车辆发出有关障碍物的警告的方法的步骤。
图1示出了第一时间区间[t1；t2]内的定义的道路段10的示意性平面图。三个本车辆12在道路段10上沿其相关联的本车轨迹14移动，各自以其自己的驾驶速度v1、v2、v3移动。所有三个本车辆12都将其经由GNSS接收器16捕获到的GNSS数据18发送到后端20。替代性地或附加地，本车辆12还可以具有移动无线电模块22，然后能够向后端20发送三角测量移动无线电数据24。可以从GNSS数据18或移动无线电数据24中推断出本车辆12的本车轨迹14。为了从本车辆12接收数据，后端20具有后端接收器26。在处理设备28中，然后后端20处理从本车辆12接收到的数据——GNSS数据18和/或移动无线电数据24——以形成群体轨迹30。后端20然后将该群体轨迹30与时间戳T1一起存储在存储器设备32中。
本车辆12使用速度捕获模块34来在第一时间区间[t1；t2]内捕获它们通过道路段10时的本车驾驶速度v1、v2、v3。然后，也将所捕获到的本车驾驶速度v1、v2、v3发送到后端20，在那里由后端接收器26接收，然后在处理设备28中进行处理以形成平均速度vD。
图2示出了图1的道路段10的另一个平面图，但是是在晚于第一时间区间[t1；t2]的不同的第二时间区间[t3；t4]中。可以看出，与此同时，障碍物36已经到达道路段10的右侧。在第二时间区间[t3；t4]期间通过道路段10的本车辆12避让该障碍物36，因此其本车轨迹14不再如图1中那样在道路段10上大约呈直线行驶，而是出现弯曲。
如果图2中的这些本车辆12此时将其GNSS数据18或移动无线电数据24发送到后端20，则处理设备28使用所述数据来形成第二群体轨迹38，该第二群体轨迹具有与第一群体轨迹30显著不同的路线。后端20将该第二群体轨迹38与第二时间戳T2存储在存储器设备32中。
由于出现障碍物，本车辆12还以降低的驾驶速度v1、v2、v3驶过道路段10，也就是说，在到达障碍物36之前制动，并以比其在没有障碍时通过道路段10的情况下更慢的速度绕过该障碍物。因此，较低的本车驾驶速度v1、v2、v3也会被本车辆12的速度捕获模块34捕获并发送到后端20，因而处理设备28会由此计算出较低的平均速度vD。
图1和图2中的后端20此时被设计成以这样的方式对来自绕过障碍物36的本车辆12的该信息进行处理，即，使得后端20能够向跟随车辆42发送警告信号40，该跟随车辆在时间上跟随在本车辆12之后在道路段10上行驶。
为此，后端20具有比较设备44，该比较设备形成第一群体轨迹30与第二群体轨迹38之间的差值幅度│Δx│。这在图3中示意性地示出。示出了笛卡尔坐标系，其具有在本车辆12行驶方向上的y轴和与其垂直的x轴。为了形成差值幅度│Δx│，在多个预定义的y值处将两个群体轨迹30、38的x值彼此相减，并由该结果形成幅度。
然后，在后端20的评估设备46中，将该差值幅度│Δx│与预定阈值xs进行比较，并且如果该差值幅度│Δx│超过该阈值xs，则检测到存在于道路段10上的障碍物36。例如，阈值xs可以被宽松地选择为10m，但也可以提供较低的阈值xs，比如5m或2m。该阈值xs因此取决于障碍物36的大小来定义由障碍物36引起的干扰是否值得向跟随车辆42发出有关的警告。
如果评估设备46确定阈值xs被超过并因此检测到障碍物36，则后端20中的警告装置48向跟随车辆42输出警告信号40。因此，跟随车辆42的驾驶员为他很快将在要驾驶的道路段10上遇到障碍物36的这一事实做准备，并可以相应地调整他自己和他的行程。
当然，也可以相应地向自主驾驶的跟随车辆42发出有关障碍物36的警告，以便自主系统也可以通过相应地调适跟随车辆42的控制来为到达障碍物36做准备。
如关于图1和图2已经提到的，本车辆12还传输其本车驾驶速度v1、v2、v3，因此处理设备28可以由此形成平均速度vD。这些平均速度vD也与对应的时间戳T1、T2一起存储在存储器设备32中。比较设备44将指配给第一时间戳T1并因此指配给第一时间区间[t1；t2]的平均速度vD与指配给第二时间戳T2并因此指配给第二时间区间[t3；t4]的平均速度vD进行比较的方式为形成这些平均速度vD之间的差值Δv。然后，由评估设备46将该差值Δv与第一平均速度vD进行比较来评定该差值Δv。如果该差值Δv在大于第一平均速度vD的50％或者甚至大于70％的范围内，则评估设备46判定障碍物36存在于道路段10上，并且后端20经由警告装置48向跟随车辆42输出警告信号40。
图4示出了示意性流程图，展示了用于向跟随车辆42发出有关障碍物36的警告的方法的步骤。
首先，捕获多个本车轨迹14，并将其指配给在第一时间区间[t1；t2]内在道路段10上移动的本车辆12。然后，在下一步骤中由此形成第一群体轨迹30，并随后在进一步的步骤中将该第一群体轨迹与第一时间戳T1一起存储。随着该方法继续，此时在第二时间区间[t3；t4]内捕获另外的多个本车轨迹14，并由此形成第二群体轨迹38，并且该第二群体轨迹也与其第二时间戳T2一起存储。在该方法的进一步的步骤中，形成这两个群体轨迹30、38之间的差值Δx并同时形成相关联的差值幅度│Δx│。
在下一步骤中，如果所确定的差值幅度│Δx│大于预定阈值xs，则检测障碍物36是否存在于道路段10上。如果是这种情况，则在最后一个步骤中，向跟随车辆42输出警告信号40。
附图标记清单
10 道路段
12 本车辆
14 本车轨迹
16 GNSS接收器
18 GNSS数据
20 后端
22 移动无线电模块
24 移动无线电数据
26 后端接收器
28 处理设备
30 第一群体轨迹
32 存储器设备
34 速度捕获模块
36 障碍物
38 第二群体轨迹
40 警告信号
42 跟随车辆
44 比较设备
46 评估设备
48 警告装置
T1 第一时间戳
T2 第二时间戳
[t1；t2] 第一时间区间
[t3；t4] 第二时间区间
vD 平均速度
v1、v2、v3 (本车)驾驶速度
Δv 差值
xs 阈值
Δx 差值
│Δx│ 差值幅度

Claims (8)

1.一种用于向定义的道路段(10)上的跟随车辆(42)发出有关障碍物(36)的警告的方法，该方法具有以下步骤：
-在第一时间区间[t1；t2]内捕获在该定义的道路段(10)上移动的本车辆(12)的多个本车轨迹(14)；
-根据在该第一时间区间[t1；t2]内捕获到的该多个本车轨迹(14)形成第一群体轨迹(30)；
-将该第一群体轨迹(30)与第一时间戳(T1)一起存储；
-在第二时间区间([t3；t4])内捕获在该定义的道路段(10)上移动的本车辆(12)的多个本车轨迹(14)，该第二时间区间([t3；t4])相对于该第一时间区间[t1；t2]在时间上有所偏移；
-根据在该第二时间区间([t3；t4])内捕获到的该多个本车轨迹(14)形成第二群体轨迹(38)；
-将该第二群体轨迹(38)与第二时间戳(T2)一起存储；
-形成该第一群体轨迹(30)与该第二群体轨迹(38)之间的差值(Δx)；
-如果所形成的差值(Δv)的幅度(│Δx│)大于预定阈值xs，
则检测到存在于该道路段(10)上的障碍物；
-向跟随车辆(42)输出警告信号(40)，该跟随车辆在时间上落后于该本车辆(12)在该定义的道路段(10)上移动。
2.如权利要求1所述的方法，
其特征在于，该多个本车轨迹(14)是通过使用这些本车辆(12)的GNSS数据(18)和/或通过使用来自布置在这些本车辆(12)中的移动无线电模块(22)的三角测量移动无线电数据(24)来捕获的。
3.如权利要求1和2中任一项所述的方法，
其特征在于，为了形成该差值(Δx)，选择第二群体轨迹(38)，该第二群体轨迹的第二时间戳(T2)相对于该第一群体轨迹(30)的第一时间戳(T1)在时间上偏移至少20min、特别是至少10min、更特别地至少5min。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，
其特征在于，该预定阈值(xs)为10m、特别为5m、特别为2m。
5.如权利要求1至4之一所述的方法，
其特征在于，存在于该道路段(10)上的障碍物(36)由后端(20)进行检测，并且，该警告信号(40)优选地由该后端(20)输出到该跟随车辆(42)。
6.如权利要求1至5之一所述的方法，
其特征在于，在该第一时间区间([t1；t2])和该第二时间区间([t3；t4])内捕获这些本车辆(12)通过该定义的道路段(10)时的多个本车驾驶速度(v1，v2，v3)，其中，根据这些本车驾驶速度(v1，v2，v3)确定该第一时间区间([t1；t2])和该第二时间区间([t3；t4])内的平均速度(vD)，其中，形成该第一时间区间([t1；t2])内的第一平均速度(vD)与该第二时间区间([t3；t4])内的第二平均速度(vD)之间的差值(Δv)，其中，如果该差值(Δv)大于该第一平均速度(vD)的50％、特别地大于70％，则检测到存在于该道路段(10)上的障碍物(36)。
7.一种用于向定义的道路段(10)上的跟随车辆(42)发出有关障碍物(36)的警告的警告设备，其中，该警告设备被设计成执行如权利要求1至6之一所述的方法，其中，该警告设备具有：
-处理设备(28)，该处理设备用于在各自的情况下根据该多个本车轨迹(14)形成该第一群体轨迹(30)和该第二集群体轨迹(38)；
-存储器设备(32)，该存储器设备用于将所形成的第一群体轨迹和第二群体轨迹(30，38)同与其相关联的第一时间戳和第二时间戳(T1，T2)一起存储；
-比较设备(44)，该比较设备用于形成该第一群体轨迹和该第二群体轨迹(30，38)的差值幅度(│Δx│)；
-评估设备(46)，该评估设备用于将该差值幅度(│Δx│)与该预定阈值(xs)进行比较，并用于在该阈值(xs)被所形成的差值幅度(│Δx│)超过时检测到该障碍物(36)；
-警告装置(48)，该警告装置用于向该跟随车辆(42)输出该警告信号(40)。
8.如权利要求7和权利要求6所述的警告设备(48)，
其特征在于，该处理设备(28)被设计成确定平均速度(vD)，其中，该比较设备(44)被设计成形成这些平均速度(vD)之间的差值，其中，该评估设备(46)被设计成将所形成的这些平均速度(vD)之间的差值(Δv)与该第一平均速度(vD)进行比较，并且在差值(Δv)大于该第一平均速度(vD)的50％、特别地大于70％的情况下检测到该障碍物(36)。
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