專利名稱：用于自動(dòng)控制機(jī)動(dòng)車的方法
用于自動(dòng)控制機(jī)動(dòng)車的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于自動(dòng)控制機(jī)動(dòng)車的 一種方法和 一種裝置以及一種 計(jì)算機(jī)程序和 一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
在開發(fā)新的機(jī)動(dòng)車中的一個(gè)目標(biāo)是不斷改進(jìn)安全性。如果說這在過 去基本上是通過被動(dòng)措施如例如安全帶，碰撞伸縮區(qū)或氣嚢實(shí)現(xiàn)的話,
那么最新的改進(jìn)屬于主動(dòng)安全性的范圍。例如ABS (防抱死制動(dòng)系統(tǒng)) 防止在完全制動(dòng)下車輪被抱死和由此保證隨時(shí)具有可轉(zhuǎn)向性。ESP (電 子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng))使得機(jī)動(dòng)車即使在行駛動(dòng)態(tài)的極限范圍中也保持 穩(wěn)定。借助于ASR (加速防滑系統(tǒng))避免車輪打滑。為了實(shí)現(xiàn)安全性的 進(jìn)一步提升,極力試圖通過探測(cè)周圍環(huán)境的傳感器機(jī)構(gòu)提前識(shí)別出一定 的危險(xiǎn)的行駛情況和進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)防反應(yīng)。
長(zhǎng)期以來從信息學(xué)和機(jī)器人學(xué)中已知用于機(jī)器人的環(huán)境探頂'J系統(tǒng) 的傳感器信號(hào)處理方法。在此情況下傳感器的探測(cè)區(qū)域被劃分成預(yù)定數(shù) 量的區(qū)。對(duì)每個(gè)區(qū)確定一個(gè)概率值作為在各區(qū)中存在障礙的度量。這種 方法已知稱為占據(jù)網(wǎng)格(Occupancy Grids )或信任網(wǎng)格(Belief Grids ) 或證據(jù)網(wǎng)格(Evidence Grids )。
進(jìn)來在原裝部件制造商(OEM)或它們的研究伙伴和研究機(jī)構(gòu)那里 這種方法或這種方法的變型也被應(yīng)用于汽車的司機(jī)輔助系統(tǒng)領(lǐng)域中。
在文獻(xiàn)DE102004007553A1描述了 一種用于汽車的探測(cè)裝置和安全 系統(tǒng)。其中建議，通過將每個(gè)區(qū)的概率與預(yù)定的概率閾值比較來推斷汽 車環(huán)境區(qū)域中是否存在障礙。如果該區(qū)的概率大于預(yù)定的概率閾值，那 么就推斷出在該區(qū)中存在障礙。
在文獻(xiàn)WO03/006291A1中描述了 一種用于觸發(fā)和執(zhí)行機(jī)動(dòng)車減速 的方法。其中規(guī)定，在危險(xiǎn)狀況的情況下自動(dòng)地實(shí)施制動(dòng)干預(yù)或轉(zhuǎn)向干 預(yù)或兩者的組合,以便避免碰撞或者減輕可能的碰撞后果。這是在考慮傳 感器探測(cè)的物體下實(shí)施的。
在文獻(xiàn)EP1387183A1中對(duì)此補(bǔ)充地提出了 一種用于識(shí)別不可避開 的碰撞即將發(fā)生的方法。借助于參與的物體可以達(dá)到的可能的停留點(diǎn)可 以對(duì)區(qū)域進(jìn)行描述和相互相對(duì)地觀察，乂人而由 一個(gè)物體的停留點(diǎn)的 一個(gè)區(qū)域的消失可以推斷出即將發(fā)生的碰撞是不可避免的。
由文獻(xiàn)DE102004045606A1已知一種由于影響汽車的行駛軌道的方 法。此時(shí)主要應(yīng)該將汽車引導(dǎo)到某個(gè)先前計(jì)算的軌道上,從而可以重復(fù)地 實(shí)施某種操作。在此情況下將碰撞試驗(yàn)的實(shí)施尤其稱作為應(yīng)用領(lǐng)域,但是 它也應(yīng)該用于兩個(gè)交通參與者的協(xié)調(diào)行駛,以便不發(fā)生確定要造成的碰 撞而是確切地避免該碰撞。需要的信息此時(shí)通過與線路相關(guān)聯(lián)的或不相 關(guān)聯(lián)的傳輸機(jī)構(gòu)來自于外部的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)或其它參與的機(jī)動(dòng)車。此處需要 的信息不是通過相應(yīng)的特殊的環(huán)境傳感器機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的狀況了解而是 直接地由交通參與者提供。
在文獻(xiàn)EP970875A中描述了 一種用于汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。利用該轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)通過合適的轉(zhuǎn)向干預(yù)應(yīng)該避免在裝配了該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車和障 礙之間的碰撞。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)和控制裝置,借此在機(jī)動(dòng)車運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié) 和控制理論轉(zhuǎn)向角和實(shí)際轉(zhuǎn)向角。
在文獻(xiàn)JP2000302057A中描述了 一種用于才幾動(dòng)車的方法,該方法在 存在障礙的情況下評(píng)估各種解決策略,由此可以導(dǎo)致制動(dòng)干預(yù)和/或轉(zhuǎn)向 干預(yù)。
一種裝置。在此僅僅考慮了將機(jī)動(dòng)車引導(dǎo)到行駛動(dòng)態(tài)極限上的制動(dòng)軌跡 和避開軌跡。通過環(huán)境傳感器機(jī)構(gòu)識(shí)別參與的物體的運(yùn)動(dòng)和預(yù)測(cè)出它們 的軌跡。依據(jù)這些預(yù)測(cè)的物體軌跡然后可以計(jì)算出盡可能最佳降級(jí)的系 統(tǒng)干預(yù)。
在文獻(xiàn)EP1251060A2中公開了 一種用于才幾動(dòng)車控制的方法，該方法 一旦識(shí)別出僅僅制動(dòng)反應(yīng)不再足以避免碰撞時(shí)協(xié)助司機(jī)避開。為此在識(shí) 別出避免碰撞的避開操作情況下機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)向特性被改變。這主要是通 過控制后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和通過施加制動(dòng)力矩實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的公開
在按照本發(fā)明的用于自動(dòng)控制機(jī)動(dòng)車的方法中，為了提供機(jī)動(dòng)車避 開障礙物的避開軌跡，考慮了至少一個(gè)可以由機(jī)動(dòng)車行駛的表面的信
自、
可以規(guī)定，機(jī)動(dòng)車為了避開障礙物被這樣地控制，使得用于機(jī)動(dòng)車
的避開繞行操縱的避開軌跡通過被識(shí)別為可自由行駛的表面延伸。由此 機(jī)動(dòng)車沿著一條沒有障礙物的線路進(jìn)行控制和尤其是轉(zhuǎn)向，其中機(jī)動(dòng)車通過合適的轉(zhuǎn)向以及制動(dòng)或加速操縱被這樣地控制而避免與障礙物碰撞。
在本方法的 一 個(gè)實(shí)施形式中，對(duì)由機(jī)動(dòng)車駛出的軌跡循環(huán)地進(jìn)行預(yù) 測(cè)或預(yù)言。在此基礎(chǔ)上，僅僅當(dāng)機(jī)動(dòng)車在當(dāng)前的和由此循環(huán)地預(yù)測(cè)的軌 跡下駛向被識(shí)別的障礙物并且被識(shí)別為可自由行駛的避免可被行駛時(shí) 候才實(shí)施該方法。作為實(shí)施該方法的另外的條件可以檢查控制機(jī)動(dòng)車的 人是否能夠通過合適的控制指令自主地避開障礙物,該選擇方案可以例
如在考慮人的反應(yīng)時(shí)間尤其是所謂的震驚時(shí)刻(Schrecksekunde )下實(shí) 現(xiàn)。此外可以設(shè)想在此情況下考慮,在尤其是何種數(shù)量范圍上由人執(zhí)行這 種控制指令，例如轉(zhuǎn)向指令。
在本方法的一個(gè)實(shí)施例中，用于識(shí)別在機(jī)動(dòng)車的環(huán)境中的障礙物的 數(shù)據(jù)和用于識(shí)別在該環(huán)境中的可自由行駛的表面的數(shù)據(jù)被共同地處理, 和需要時(shí)被融合，和由此可以確定適合于避開的可自由行駛的表面。此外 對(duì)環(huán)境實(shí)施基于單元格網(wǎng)格的分割。這意味著機(jī)動(dòng)車的環(huán)境被劃分成由 單元格構(gòu)成的網(wǎng)格，從而針對(duì)每個(gè)單元格可以說明該單元格是否被物體 或障礙物占據(jù)或者是自由的。有多個(gè)相關(guān)聯(lián)的自由的單元格則可以組成 一個(gè)可自由行駛的表面。
此外可以規(guī)定,用于識(shí)別障礙物的數(shù)據(jù)由機(jī)動(dòng)車的至少 一 個(gè)第 一 傳 感器提供，該傳感器一般地是雷達(dá)傳感器，視頻傳感器或激光雷達(dá)傳感 器，和用于識(shí)別可自由行駛的表面的數(shù)據(jù)由機(jī)動(dòng)車的至少 一 個(gè)第二傳感 器提供，該傳感器一般地是視頻傳感器或激光雷達(dá)傳感器。
本發(fā)明此外涉及一種用于自動(dòng)控制機(jī)動(dòng)車的裝置。該裝置計(jì)成用于
考慮有關(guān)至少一個(gè)可由機(jī)動(dòng)車自由行駛的表面的信息，以提供機(jī)動(dòng)車在 避開障礙物的避開軌跡。
利用該裝置,尤其是該裝置的模塊，如例如傳感器或用于處理傳感 器數(shù)據(jù)和提供避開軌跡的處理模塊,可以實(shí)施按照本發(fā)明的方法的至少 各單個(gè)的或全部的步驟。該裝置也可以具有控制模塊或加載模塊或與這 種加載模塊共同作用，其中這種加載模塊用于在考慮避開軌跡情況下自 動(dòng)地控制機(jī)動(dòng)車，以及轉(zhuǎn)向或制動(dòng)或加速,使得才幾動(dòng)車能夠?qū)嵤┍荛_操縱 以才是供避開壽九跡。
如果將按照本發(fā)明的帶有程序代碼工具的計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上 或者在相應(yīng)的計(jì)算單元上,尤其是在按照本發(fā)明的裝置中執(zhí)行時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序適用于實(shí)施按照本發(fā)明的方法的所有步驟。
本發(fā)明此外涉及一種帶有程序代碼工具的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品,程序代 碼工具存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)載體中，用于當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī) 上或者在相應(yīng)的計(jì)算單元上,尤其是在按照本發(fā)明的裝置中執(zhí)行時(shí)，實(shí)施 按照本發(fā)明的方法的所有步驟。
通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了 一種汽車安全系統(tǒng)和/或輔助系統(tǒng)，用于在考慮障 礙物信息和可行駛性信息下通過避開障礙物避免事故。在裝置中使用的 探測(cè)汽車環(huán)境的傳感器除了能夠探測(cè)物體，即被占據(jù)的和因此機(jī)動(dòng)車不 能夠通過的區(qū)域以外還能夠直接地探測(cè)到自由表面，即在自由的區(qū)域中 的可行駛的表面。
相對(duì)于至今已知的通過避開避免事故的方法，本方法的優(yōu)點(diǎn)在于， 對(duì)機(jī)動(dòng)車駕駛的避開干預(yù)僅僅當(dāng)避開軌跡在一個(gè)被識(shí)別為可行駛的表
面上可駛出情況下才發(fā)生。由此大大地降低了錯(cuò)誤干預(yù)的風(fēng)險(xiǎn)。只有當(dāng) 預(yù)測(cè)的、機(jī)動(dòng)車各當(dāng)前的軌跡處于碰撞線路上，亦即通過環(huán)境探測(cè)被識(shí)
和司機(jī)還能夠在J常的舒適的控制指令或#^干預(yù)下駛的二跡時(shí)，避 開操縱才發(fā)生。此外規(guī)定， 一條可選擇的避開軌跡是可以駛出的，即該避 開軌跡延伸通過自由的表面，亦即通過由環(huán)境探測(cè)被識(shí)別為可行駛的區(qū) 域延伸，由此可以避免發(fā)生；並撞。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中可以使用基于單元格網(wǎng)格的方法來處理 傳感器原始數(shù)據(jù)。此外可以將多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)融合應(yīng)用于主動(dòng)的機(jī)動(dòng) 車安全系統(tǒng)。本發(fā)明也可以包括一種對(duì)用于雷達(dá)定位的雷達(dá)頻譜的處理, 其中實(shí)施雷達(dá)內(nèi)部的傳感器信號(hào)處理，以處理用于雷達(dá)定位的雷達(dá)頻 譜。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以提供在司機(jī)輔助系統(tǒng)中產(chǎn)生用于舒適和安全 功能的不同的目標(biāo)假設(shè),這些目標(biāo)假設(shè)以基于單元格網(wǎng)格的環(huán)境模擬為 基礎(chǔ)。其中依據(jù)對(duì)各種司機(jī)輔助系統(tǒng)的目標(biāo)假設(shè)的不同要求確定多個(gè)不 同的功能特定的閾值。
在本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)司機(jī)輔助系統(tǒng)和尤其是預(yù)測(cè)性安全 系統(tǒng)的基于單元格網(wǎng)格的環(huán)境^^莫擬的目標(biāo)識(shí)別和/或特征識(shí)別和自由表 面識(shí)別的數(shù)據(jù)使用共同的處理和融合。此時(shí)機(jī)動(dòng)車的環(huán)境可以被分割成 各單個(gè)的單元格。此時(shí)的 一個(gè)結(jié)果是對(duì)司機(jī)輔助系統(tǒng)和尤其是對(duì)預(yù)測(cè)性
安全系統(tǒng)的環(huán)境描述,這種環(huán)境描述反映出區(qū)域的可行駛性的概率(或然率)，區(qū)域的不可行駛性的概率和剩留有的不確定性。對(duì)可行駛的和不 可行駛的表面的集中的處理和描述，尤其是在避開障礙物上,為輔助系統(tǒng) 和尤其是為安全系統(tǒng)提供好處。
一種遠(yuǎn)距離雷達(dá)傳感器(LRR)適合作為用于該裝置和由此用于司機(jī) 輔助系統(tǒng)和安全系統(tǒng)的所述用于環(huán)境探測(cè)的至少 一 個(gè)第 一 傳感器,尤其 是雷達(dá)傳感器。該傳感器測(cè)量發(fā)射出去的波被發(fā)射器反射回來的功率。 因此該傳感器探測(cè)尤其是反射性良好的金屬物體如機(jī)動(dòng)車但也探測(cè)例 如對(duì)于機(jī)動(dòng)車駕駛一般不相關(guān)的泄水溝蓋或金屬覆層的食品包裝。但是 該傳感器不能夠探測(cè)物體在空間上的延伸范圍，也不能夠探測(cè)自由的表 面。
該裝置可以具有視頻傳感器用作至少一個(gè)第一和/或第二傳感器,該 視頻傳感器與攝像機(jī) 一 起探測(cè)機(jī)動(dòng)車環(huán)境和將拍攝的圖象通過相應(yīng)的 信號(hào)處理進(jìn)行分析評(píng)估。對(duì)于機(jī)動(dòng)車控制來說尤其感興趣的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù) 即距離和速度此時(shí)是被間接地測(cè)量的。視頻傳感器很好地適合于測(cè)量幾 何形狀的物體如行車道標(biāo)識(shí)，它們一般都依循已知的模型。尤其是對(duì)于 在汽車中應(yīng)用的出于費(fèi)用和操作方面的原因特別有利的單象管圖像測(cè) 試方法，利用明確的先驗(yàn)知識(shí),例如通過使用圖形識(shí)另'J,可以實(shí)現(xiàn)直接的 三維測(cè)量。未知的物體由此被間接地測(cè)量。正是由于識(shí)別光學(xué)圖形的可 能性使得視頻傳感器具有特別大的潛力。由此在 一定的把握下也能夠?qū)?道路表面例如通過特定的紋理構(gòu)造識(shí)別為自由表面。此外在探測(cè)物體或 障礙物時(shí)可以通過直接的光學(xué)測(cè)量法在一定的把握下推斷出直到該物
體的路段沒有被占據(jù)和由此該路段是自由的。
激光雷達(dá)傳感器也可以設(shè)置用作該裝置的至少一個(gè)第一和/或第二 傳感器。激光雷達(dá)傳感器直接地通過測(cè)量反射的波的運(yùn)動(dòng)時(shí)間來測(cè)定至 反射的物體的距離。由于波長(zhǎng)位于紅外線區(qū)域中，因此探測(cè)有效范圍與 環(huán)境條件有一定的依賴關(guān)系。此外探測(cè)有效范圍還與要探測(cè)的目標(biāo)的反 射特性相關(guān)。具有固定射線的激光雷達(dá)傳感器可以成本較低地實(shí)現(xiàn),掃描 式激光雷達(dá)傳感器(激光掃描器)能夠至少水平地達(dá)到高的分辨率和大的 測(cè)量角。與視頻傳感器一樣，在探測(cè)物體時(shí)可以通過直接的關(guān)系測(cè)量法 以 一 定的把握推斷出直到該物體的路段沒有被占據(jù)和由此該路段是自 由的。
司機(jī)輔助系統(tǒng)的范圍中，通過自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)實(shí)現(xiàn)一種
7舒適功能。此外通過系統(tǒng)家族中的預(yù)測(cè)安全系統(tǒng)(P S S )可以實(shí)施安全功 能。在舒適系統(tǒng)下對(duì)機(jī)動(dòng)車導(dǎo)向僅僅發(fā)生相對(duì)很少的干預(yù),而在安全系統(tǒng) 下則通過最大的減速進(jìn)行干預(yù)直至進(jìn)行全自動(dòng)的緊急制動(dòng)。通過本發(fā)明 可以在舒適功能和安全功能下滿足環(huán)境探測(cè)的物體假設(shè)的不同的要求。 通過本發(fā)明可以執(zhí)行尤其是對(duì)在安全系統(tǒng)下的誤觸發(fā)率的很高的要求 和由此也對(duì)用于這種安全系統(tǒng)的環(huán)境探測(cè)的信號(hào)處理的很高的要求。
目前的司機(jī)輔助系統(tǒng)和安全系統(tǒng)一般地是基于雷達(dá)傳感器。但是雷 達(dá)傳感器只能夠探測(cè)物體而不能夠探測(cè)自由的表面。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而設(shè) 置的至少一個(gè)第二傳感器也能夠明確地探測(cè)自由的表面。與本發(fā)明不 同，在由現(xiàn)有技術(shù)中已知的文獻(xiàn)中，沒有任何文獻(xiàn)考慮在對(duì)機(jī)動(dòng)車駕駛 進(jìn)行干預(yù)時(shí)的自由表面信息。
在本發(fā)明中明確地考慮了有關(guān)自由的可行駛的區(qū)域的信息。對(duì)機(jī)動(dòng) 車控制的避開干預(yù)僅在為避開操縱提供了避開軌跡的時(shí)候才發(fā)生。此外 可以實(shí)現(xiàn)比在只是采用制動(dòng)的系統(tǒng)的情況下大得多的使用范圍。相對(duì)于 由現(xiàn)有技術(shù)中已知的用于通過避開來避免事故的方法，本方法的優(yōu)點(diǎn)是, 通過以下措施大大地降低了誤干預(yù)的危險(xiǎn),即對(duì)機(jī)動(dòng)車導(dǎo)向的避開干預(yù),
面上駛出時(shí)^發(fā)生。、 ' 。、、 、 、。，'、
在實(shí)施例中，僅僅當(dāng)機(jī)動(dòng)車的預(yù)測(cè)的軌跡位于一個(gè)碰撞路線上，亦
即已經(jīng)在^艮大程度上接近一個(gè)通過環(huán)境探測(cè)被識(shí)別為被占據(jù)的區(qū)域并 且再?zèng)]有其它可選擇的避免與障礙物碰撞和司機(jī)還能夠在正常的舒適
的轉(zhuǎn)向干預(yù)下駛出的軌跡時(shí)，該避開操縱才發(fā)生。由此得到一個(gè)可選擇 地駛出的軌跡,通過該軌跡可以由此表面碰撞，即該軌跡通過一個(gè)自由表 面延伸，即通過一個(gè)經(jīng)環(huán)境探測(cè)被識(shí)別為可行駛的區(qū)域延伸。
在按照本發(fā)明的裝置中，用于環(huán)境探測(cè)的至少 一個(gè)第 一傳感器能夠 在其給定的探煩'J區(qū)域中探測(cè)出被占據(jù)的亦即不可以行駛的區(qū)域或范圍 和理想地也以此為基礎(chǔ)給出該區(qū)域#皮占據(jù)的才既率。這例如可以是一種物 體識(shí)別傳感器(例如雷達(dá),視頻或激光雷達(dá))。此外這可以是一種已經(jīng)存在
的傳感器(例如LRR2),該傳感器通過所謂的物體列表或通過方位列表抽 象出對(duì)環(huán)境的描迷。此外用于環(huán)境探測(cè)的至少一個(gè)第二傳感器能夠在它 的給定的探測(cè)區(qū)域內(nèi)探測(cè)自由表面，即沒有被占據(jù)的亦即可以行駛的區(qū) 域和在此基礎(chǔ)上也能夠給出該區(qū)域是自由的概率。它不是必需是一種分開的傳感器系統(tǒng)。為此例如可以考慮使用 一種視頻傳感器或激光傳感 器。此外，環(huán)境探測(cè)也可以通過一種傳感器提供,該傳感器通過在視頻傳 感器中運(yùn)行的用于自由表面探測(cè)的算法實(shí)現(xiàn)。在例如通過使用的傳感器 的傳感器模型計(jì)算的概率屬性中考慮一些相互關(guān)系，這些相互關(guān)系例如 是由此形成的，即雖然分開運(yùn)行的算法等使用相同的硬件進(jìn)行圖象探測(cè) 和因此使用與該算法相同的圖象進(jìn)行物體識(shí)別。此外也可以設(shè)想一種傳 感器,該傳感器按照它的測(cè)量原理從占據(jù)性信息中導(dǎo)出自由表面信息。
為了進(jìn)行環(huán)境模擬和/或傳感器數(shù)據(jù)融合，傳感器可以將它們關(guān)于障 礙物和自由表面的數(shù)據(jù)直接地發(fā)送給該裝置的用于計(jì)算避開軌跡的模 塊,例如處理模塊,和用于觸發(fā)或控制避開操縱的模塊,例如控制模塊或加 載模塊。
備選地和/或附加地，傳感器數(shù)據(jù)可以通過一個(gè)中央模塊進(jìn)行傳感器 數(shù)據(jù)融合,這可以在由物體識(shí)別和/或特征識(shí)別和自由表面識(shí)別構(gòu)成的數(shù) 據(jù)的 一 種共同的處理和融合的框架中通過針對(duì)司機(jī)輔助系統(tǒng)和尤其是 針對(duì)預(yù)測(cè)性安全系統(tǒng)的基于單元格網(wǎng)格的環(huán)境模擬來實(shí)施。 一個(gè)結(jié)果是 針對(duì)司機(jī)輔助系統(tǒng)和尤其是針對(duì)預(yù)測(cè)性安全系統(tǒng)的環(huán)境描述,該環(huán)境描 述反映出區(qū)域的可行駛性的概率，區(qū)域的不可行駛性的概率和剩留的不 確定性。對(duì)于輔助系統(tǒng)，相關(guān)的或通過環(huán)境傳感器機(jī)構(gòu)探測(cè)的機(jī)動(dòng)車環(huán) 境的區(qū)域可以被劃分成預(yù)定數(shù)量的單元格。針對(duì)每個(gè)這種單元格計(jì)算一 個(gè)屬性并且存儲(chǔ)起來,使得概率P,(被占據(jù)的)=&(1>)確定出第1個(gè)單元 格被一 個(gè)與機(jī)動(dòng)車導(dǎo)向相關(guān)的物體占據(jù)和由此是不可行駛的。此外計(jì)算 一個(gè)屬性并且存儲(chǔ)起來，使得概率P《自由的^P,(f)確定出第1個(gè)單元格 沒有被一個(gè)與機(jī)動(dòng)車導(dǎo)向相關(guān)的物體占據(jù)和由此是可行駛的。
為此將循環(huán)地預(yù)測(cè)軌跡,當(dāng)司機(jī)駕駛機(jī)動(dòng)車時(shí)，該機(jī)動(dòng)車將駛出該軌 跡。為此例如使用運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，如速度，加速度，轉(zhuǎn)向角，駛偏速率， 駛偏加速度等等的已知的機(jī)動(dòng)車內(nèi)部數(shù)據(jù)。
如果在本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施形式中該預(yù)測(cè)的軌跡處于 一 個(gè)具有被識(shí) 別的障礙物的碰撞線路上,則計(jì)算，是否具有可以由司機(jī)以正常的控制指
令或轉(zhuǎn)向干預(yù)(例如aquer，皿x-4m/s"駛出的避免與障礙物碰撞的軌跡。如
果沒有可以以正常的轉(zhuǎn)向干預(yù)駛出的軌跡,則計(jì)算，是否具有一個(gè)通過物 理上最大可能的轉(zhuǎn)向干預(yù)可以行駛的軌跡,該軌跡延伸通過一 個(gè)由環(huán)境 探測(cè)識(shí)別為可行駛的區(qū)域。如果是這種情況，那么避開操縱就在該軌跡上4皮觸發(fā)。
本發(fā)明的其它優(yōu),泉和設(shè)計(jì)方案在說明書和附圖中給出。 應(yīng)該理解前面所述的和下面要說明的特征不僅可以在各已說明的 組合中，而且其它的組合中或單獨(dú)地使用，而沒有離開本發(fā)明的范圍。 本發(fā)明依據(jù)附圖中的實(shí)施形式示意地示出并且在以下參見附圖進(jìn)
4亍"^細(xì);t苗述Q


圖1舉例示出了制動(dòng)操縱和避開操縱之間的關(guān)系的圖。 圖示2示出了按照本發(fā)明的方法的第 一實(shí)施形式的圖。 圖3示出了按照本發(fā)明的方法的第二實(shí)施形式的圖，其中包括傳感
器數(shù)據(jù)融合。
圖4示出了按照本發(fā)明的裝置的一個(gè)實(shí)施形式的示意圖。 本發(fā)明的實(shí)施方式
這些附圖被相互關(guān)聯(lián)地和交叉地進(jìn)行描述，相同的附圖標(biāo)記表示相 同的部件。
在圖1所示的第一圖示2中，對(duì)應(yīng)于沿著圖示2的水平定向的軸6 的相對(duì)速度將機(jī)動(dòng)車和障礙物之間的距離沿著垂直定向的軸4進(jìn)行標(biāo) 注。在該第一圖示2中此處用虛線示出的第一直線8表征一種狀態(tài)，按照 這種狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)一種最后的舒適的避開可能性。此處用點(diǎn)劃線示出的 第二直線10表征一種狀態(tài),按照這種狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)一種最后的避開可能 性。 一種最后的制動(dòng)可能性通過曲線12表征。由此在該圖示的通過用 于距離的垂直定向的軸4,第一直線8和曲線12限制的第一區(qū)域14中可 以實(shí)現(xiàn)一種制動(dòng)或避開。在通過曲線12以及第一直線8和第二直線10 限制的第二區(qū)域16中可以實(shí)現(xiàn)一種高動(dòng)態(tài)的避開。在第一圖示2的通 過第二直線10,曲線12以及用于相對(duì)速度的水平定向的軸6限制的第三 區(qū)域18中不能夠避免碰撞,但是在第三區(qū)域18內(nèi)可以減輕事故后果。
在圖l所示的第二圖示20中，對(duì)應(yīng)于沿著水平定向的軸24的相對(duì) 速度，沿著垂直定向的軸22標(biāo)注直到機(jī)動(dòng)車和障礙物之間碰撞的時(shí)間。 在該第二圖示20中，虛線表示的第一直線26表征一種針對(duì)最后的舒適 的避開可能性的狀態(tài)。點(diǎn)劃線表示的第二直線28,它也平行于水平定向 的軸24,表征一種針對(duì)最后的避開可能性的狀態(tài)。 一種最后的制動(dòng)可能 性由通過原點(diǎn)的第三直線30限制。在該第二圖示20的第一區(qū)域32可 以通過制動(dòng)避免事故。在通過水平定向的軸24,第二直線28以及第三直
10線30限制的第二區(qū)域34中，雖然不能夠避免碰撞，但是可以減小事故后 果。在通過三個(gè)直線26,28,30限制的第三區(qū)域36中可以實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)的 避開。在通過第一直線26,第三直線30以及垂直定向的軸22限制的第 四區(qū)域38中，可以制動(dòng)或避開。
圖1由此示出了在制動(dòng)操縱和避開操縱之問的最遲可能的動(dòng)作時(shí)間 點(diǎn)的原則性比較。顯然僅僅采用制動(dòng)干預(yù)只能夠在低的相對(duì)速度下避免 事故。在較高的相對(duì)速度下通過制動(dòng)干預(yù)只能夠?qū)崿F(xiàn)減輕事故的嚴(yán)重 性。此外依據(jù)圖l可以看到，直線在較高的相對(duì)速度下完全可以通過高 動(dòng)態(tài)的避開來避免事故。
圖2示出了按照本發(fā)明的方法的第一實(shí)施形式的一個(gè)圖示或方框 圖。此時(shí)在障礙物探測(cè)40中通過至少一個(gè)第一傳感器進(jìn)行障礙物的探 測(cè)。與該障礙物探測(cè)40同時(shí)地，在自由表面探測(cè)42中通過至少一個(gè)第 二傳感器進(jìn)行自由表面的探測(cè)。分別在障礙物探測(cè)40以及自由表面探 測(cè)42中提供的傳感器數(shù)據(jù)被輸送給一個(gè)共同的處理44。在該共同的處 理44中計(jì)算出機(jī)動(dòng)車的至少一個(gè)避開軌跡和根據(jù)避開軌跡的實(shí)現(xiàn)觸發(fā) 機(jī)動(dòng)車的一種避開操縱。根據(jù)在該處理44中提供的結(jié)果，實(shí)施對(duì)機(jī)動(dòng) 車的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制46,從而在考慮可自由行駛的表表面下實(shí)施避開操 縱。
在圖3所示的按照本發(fā)明的方法的第二實(shí)施形式的圖示中，對(duì)圖2 所示的圖示附加地在一個(gè)中間步驟中加入在障礙物探測(cè)40中由至少一 個(gè)第一傳感器提供的那些傳感器數(shù)據(jù)以及在自由表面探測(cè)42中由至少 一個(gè)第二傳感器提供的那些傳感器數(shù)據(jù)的傳感器數(shù)據(jù)融合48。在該處理 44之后，提供的信息被輸送給控制46,如已經(jīng)依據(jù)圖2說明的那樣。
圖4示出了機(jī)動(dòng)車48的示意圖,該機(jī)動(dòng)車具有按照本發(fā)明的裝置50 示意示出的實(shí)施形式。該按照本發(fā)明的裝置50的實(shí)施形式包括第一傳 感器52,第二傳感器54以及處理模塊56。
該圖示也示意地示出了機(jī)動(dòng)車48的環(huán)境58。該環(huán)境58劃分成單元 格60,62,64,66,68,70,72,74,76。此時(shí)規(guī)定在單元格68,70,74,76中有一個(gè) 障礙物78。在本實(shí)施形式中其它的單元才各60,62,64,66和72中是自由的。
為了識(shí)別環(huán)境58,規(guī)定利用第一傳感器52識(shí)別障礙物。利用第二傳 感器54識(shí)別自由的單元4各60,62,64,66,72,由這些單元格在此組成一個(gè) 自由表面。由第一傳感器52提供的用于識(shí)別障礙物78的數(shù)據(jù),以及由第
ii二傳感器54提供的用于識(shí)別自由的單元格62，64,66,72的數(shù)據(jù)用處理模 塊56共同地處理和就此方表面在本實(shí)施形式中也被融合。由此在該提 供的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上通過處理模塊56提供由自由的單元格60,62,64,66,72構(gòu)
障礙物78,碰撞。
此外，通過裝置50的加載模塊82，通過控制機(jī)動(dòng)車48的執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 引入機(jī)動(dòng)車的避開操縱。此時(shí)加載模塊82通過合適的控制指令例如轉(zhuǎn) 向以及制動(dòng)或加速指令這樣地控制機(jī)動(dòng)車48,使機(jī)動(dòng)車48在進(jìn)行行駛 中跟隨避開軌跡80以避開障礙物78,從而避免與障礙物78碰撞。
權(quán)利要求
1. 用于自動(dòng)控制機(jī)動(dòng)車(48)的方法，其中，為了提供機(jī)動(dòng)車(48)避開障礙物(78)的避開軌跡(80)考慮有關(guān)至少一個(gè)可由機(jī)動(dòng)車(48)自由行駛的表面的信息。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，為了避開障礙物(78)這樣地 控制機(jī)動(dòng)車(48),使得機(jī)動(dòng)車(48)的避開軌跡(80)通過被識(shí)別為可自由行 駛的表面延伸。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，循環(huán)地預(yù)測(cè)由機(jī)動(dòng)車(48) 馬史出的4九跡。
4. 按照權(quán)利要求3所述的方法，該方法僅當(dāng)機(jī)動(dòng)車(48)在預(yù)測(cè)的軌 跡下駛向被識(shí)別的障礙物(78)和被識(shí)別為可自由行駛的表面可以被駛出 的時(shí)候才被實(shí)施。
5. 按照前述權(quán)利要求中之一所述的方法，其中，檢查控制機(jī)動(dòng)車(48) 的人是否能夠通過合適的控制指令避開障礙物(78)。
6. 按照前述權(quán)利要求中之一所述的方法，其中，用于識(shí)別在機(jī)動(dòng)車 (48)的環(huán)境(58)中的障礙物(78)的數(shù)據(jù)和用于識(shí)別在該環(huán)境(58)中的可自 由行駛的表面的數(shù)據(jù)被共同地處理,和由此確定適合于避開的可自由行 駛的表面。
7. 按照權(quán)利要求6所述的方法，其中，用于識(shí)別障礙物(78)的數(shù)據(jù) 由機(jī)動(dòng)車(48)的至少 一個(gè)第 一傳感器(52)提供和用于識(shí)別可自由行駛的 表面的數(shù)據(jù)由機(jī)動(dòng)車(54)的至少 一個(gè)第二傳感器提供。
8. 按照權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，實(shí)施該環(huán)境(58)的基于 單元格網(wǎng)格的分割。
9. 用于自動(dòng)控制機(jī)動(dòng)車(48)的裝置，該裝置設(shè)計(jì)成用于考慮有關(guān)至 少 一個(gè)可由機(jī)動(dòng)車(48)自由行駛的表面的信息，以提供機(jī)動(dòng)車(48)避開障 礙物(78)的避開軌跡(80)。
10. 計(jì)算機(jī)程序，其帶有程序編碼工具，該計(jì)算機(jī)程序當(dāng)在計(jì)算機(jī) 上或在相應(yīng)的計(jì)算單元上，尤其是在按照權(quán)利要求9所述的裝置(50)中 執(zhí)行時(shí)用于實(shí)施按照權(quán)利要求1至8中之一所述方法的所有步驟。
11. 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其帶有存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)載體上的程 序編碼工具,該計(jì)算機(jī)程序當(dāng)在計(jì)算機(jī)上或在相應(yīng)的計(jì)算單元上，尤其是 在按照權(quán)利要求9所述的裝置(50)中執(zhí)行時(shí)用于實(shí)施按照權(quán)利要求1至 8中之一所述方法的所有步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)控制機(jī)動(dòng)車(48)的方法，其中，為了提供機(jī)動(dòng)車(48)避開障礙物(78)的避開軌跡(80)考慮有關(guān)至少一個(gè)可由機(jī)動(dòng)車(48)自由行駛的表面的信息。
文檔編號(hào)B60W30/16GK101522505SQ200780037145
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月5日
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