CN103843044B - 驾驶员辅助***和用于运行驾驶员辅助***的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于车辆的驾驶员辅助***(101)，所述驾驶员辅助***包括：检测装置(103)，所述检测装置用于检测车辆周围区域；位置确定装置(105)，所述位置确定装置用于确定相对于所述车辆周围区域的车辆位置；数据库(107，303)，所述数据库具有本体数据结构，在所述本体数据结构中实现交通规则；链接器(109)，所述链接器用于将所检测的车辆周围区域和所述车辆位置与所述本体数据结构链接以便形成所链接的数据结构；以及分析处理器(109)，所述分析处理器用于分析处理所链接的数据结构。此外，本发明还涉及一种用于运行车辆的驾驶员辅助***(101)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的驾驶员辅助***和一种用于运行车辆的驾驶员辅助***的方法。
背景技术
用于车辆的驾驶员辅助***本身已经公知。通常，公知的驾驶员辅助***包括用于测量车辆与在该车辆的周围区域或附近周围环境中的其他车辆之间的距离的距离传感器。根据车辆与其他车辆之间的相应距离向驾驶员输出例如警告信号。也可以设置，自主地使车辆制动，以便防止可能的碰撞。
尤其在具有多个相交叉的行车道、交通标志、灯光信号设备和多个在不同方向上转弯的车辆的十字路口处，通常并不能使用公知的驾驶员辅助***。其原因尤其在于，公知的驾驶员辅助***通常只能同时检测很少的车辆并且不具有车辆驾驶员在道路交通中所要遵守的交通规则的知识。在此，这样的十字路口状况就此而言具有过高的复杂性。
发明内容
本发明所基于的任务因此可以在于，提出一种驾驶员辅助***，其在复杂的交通状况中也可以辅助驾驶员。
本发明所基于的任务也可以在于，说明一种用于运行车辆的驾驶员辅助***的相应的方法。
本发明所基于的任务也可以在于，说明一种用于驾驶员辅助***的相应的存储设备。
这些任务借助独立权利要求的相应主题来解决。有利的构型是各个从属权利要求的主题。
根据一方面，提供用于车辆的驾驶员辅助***。该驾驶员辅助***包括检测装置和位置确定装置，所述检测装置用于检测车辆周围区域，所述位置确定装置用于确定相对于车辆周围区域的车辆位置。此外，设置有数据库，其具有本体数据结构，所述本体数据结构具有所实现的交通规则。此外，设置有链接器(Verknüpfer)，所述链接器将所检测的车辆周围区域和车辆位置与本体数据接口链接，使得形成所链接的数据结构、尤其是所链接的本体数据结构。尤其是，链接器将所实现的公理和/或规则应用到所链接的数据结构上。这尤其意味着，链接器构造用于由所链接的数据结构进行逻辑推断。优选地，链接器还设置用于存储所链接的数据结构。借助分析处理器分析处理所链接的数据结构，以便例如能够对可能的碰撞进行预测。
根据另一方面，提供一种用于运行车辆的驾驶员辅助***的方法。在此，检测车辆周围区域和相对于车辆周围区域的车辆位置。此外，将所检测的车辆周围区域和车辆位置与本体数据结构链接，在该数据结构中实现交通规则，使得形成所链接的数据结构、尤其是所链接的本体数据结构。随后，分析处理所链接的数据结构。
根据另一方面，说明一种存储设备，在其中存储具有本体数据结构的数据库，其中，在本体数据结构中实现交通规则。
因此，本发明尤其包括如下构思：将实际的或当前的状况——即车辆周围区域和相对于所述车辆周围区域的车辆位置——的映射与本体数据结构链接，在该数据结构中实现交通规则。由此有利地形成所链接的数据结构，所链接的数据结构在其本体数据结构的范畴内映射实际状况。由于在本体数据结构中还实现交通规则，所以有利地提供了知识以便例如能够更好地估计关于允许和不允许的车辆操纵的当前状况。因此，驾驶员辅助***例如识别该车辆必须让予另一车辆先行权。此外，驾驶员辅助***有利地尤其在复杂的交通状况——例如具有多个车辆的十字路口状况——中识别哪个车辆必须让予哪个车辆先行权。
于是例如可以通知驾驶员这些知识，尤其是以视觉方式通知，优选借助包括例如警告灯的显示装置来通知。尤其是可以以听觉方式通知驾驶员其是否具有先行权。显示装置尤其可以包括屏幕或英语为Display(显示器)。例如也可以设置对驾驶员的以触觉方式的通知。
借助在本发明意义上的交通规则尤其表示如下规则：驾驶员必须遵守所述规则，以便能够符合法规地参与道路交通。在德国，交通规则例如尤其包括道路交通管理法(StVO)。
本发明意义上的本体数据结构尤其包括如下数据结构：在该数据结构中数据分类或分门别类地存在并且通过事先彼此的关系或通过使用规则和/或公理来链接。优选就此而言涉及重量级本体，即广泛使用公理和/或规则的本体。本体数据结构尤其抽象地映射道路交通的元素——譬如道路、行车道、车道、灯光信号设备、交通标志、十字路口拓扑，并且优选通过关系借助规则和/或公理将其彼此链接。公理和/或规则例如可以是先行权规则。公理尤其是如下预测：所述预测始终是正确的，使得由此有利地提供知识。而规则并非始终是正确的，而是只在确定的时间点被执行。各个元素或数据优选分层地结构化或分类，使得就此而言形成分类层次。因此，尤其交通标志可以是用于先行权让予交通标志和/或先行权道路交通标志的上位概念。
因此，根据本发明，当满足确定的规则和/或公理时，借助检测装置检测例如运动的对象并且例如将其分类为车辆。这样的规则或公理例如可以为如下：当对象分配给车道时，则该对象为车辆。一般而言，规则和/或公理附加地作为背景知识存储在数据库中，该数据库尤其通过链接器应用到所检测的数据上，以便尤其形成新关系和/或对数据进一步分类。该分类例如可以是新分类或者是对应于其层次。
本发明的意义上的链接尤其是指对应于所检测的车辆周围区域和/或相对的车辆位置的数据与本体数据结构的数据的链接。
本发明的意义上的车辆周围区域的检测尤其包括以下方向的检测：所检测的其他车辆朝所述方向行驶或打算朝所述方向行驶。例如，可以监视其他车辆的方向指示灯(Blinklicht)，其中，灯光信号通常表明其他车辆要行驶的方向。检测尤其也可以包括车辆周围区域的单个元素或多个元素或所有元素的检测，其于是被分类为相应的对象——譬如车辆、车道、交通标志，并且还优选设有属性，如位置和/或速度。
根据一种实施方式，可以存储当前的交通状况，使得其能够用于以后的对当前交通状况的评估或者分析处理。也可以计算并且尤其存储潜在的将来的交通状况。
交通状况尤其包括道路拓扑，譬如十字路口拓扑、优选一个或多个车辆——例如信号设备、尤其是交通标志。
根据一种实施方式，链接器设置用于从所检测的车辆周围区域中提取道路交通的元素以及例如其他车辆、交通标志、灯光信号设备和/或例如具有一个或多个车道的行车道，并且将其与本体的数据结构链接，尤其是与数据结构的元素链接。
根据另一实施方式，在检测装置与链接器之间构造过滤器，所述过滤器用于过滤所检测的车辆周围区域的元素。由此有利地使得可能的是，仅将当前状况的确定的元素与本体数据结构链接，这消耗较少的计算能力。例如，尽管检测装置检测周围环境的所有可行驶的区域，但过滤器然后例如将以下可行驶的区域滤除：所述区域在当前状况中并不能由例如所检测的车辆直接到达。这尤其意味着，仅将以下所检测的可行驶的区域与本体数据结构链接：所述区域在当前状况下可以通过所检测的车辆直接到达。
根据一种实施方式，所实现的交通规则和/或所基于的公理和/或规则如此制定，使得仅考虑交通状况的仅分配给所识别的车辆的元素。尤其，先行权规则例如可以仅关注分配有车辆的行车道/车道对，使得先行权关系仅在车辆对之间被关注并且并不针对所有行车道/车道对。
在另一实施方式中，检测装置包括GPS传感器和/或雷达传感器和/或摄像机，例如视频摄像机或立体视频摄像机、和/或激光雷达传感器和/或超声传感器和/或所谓的光子混合器件(PMD)传感器，即尤其用于测量距离的红外传感器或所谓的飞行时间(TOF)传感器。本发明的意义上的检测尤其包括以传感器方式的检测。优选也可以使用导航***的导航数据来检测车辆周围区域。尤其，以传感器方式的检测也指的是，其他传感器数据也由外部源譬如其他车辆和/或信号设备来检测或使用，以便限定或确定车辆周围区域。因此，尤其检测与车辆周围区域对应的数据，其随着时间的推移可变化。尤其，也可以使用车辆传感机构的传感器譬如雨水传感器和/或温度传感器来检测车辆周围区域。优选也检测两个行车道之间的角度。
根据另一实施方式可以设置，根据所分析处理的、所链接的数据结构来实施操作。尤其可以设置，自主地使车辆制动或加速和/或转向。优选地，输出视觉的和/或听觉的和/或触觉的警告信号。尤其，可以激活安全带拉紧***。例如也可以激活安全气囊***。因此，优选地激活其他驾驶员辅助***，使得其随后例如在碰撞的情况下可以执行减小碰撞严重性的措施。本发明意义上的驾驶员辅助***例如可以是主动***或被动***。尤其所述驾驶员辅助***是舒适***或安全***。
在另一实施方式中，针对相对于本体数据结构的一致性或有效性检验所检测的车辆周围区域和/或相对的车辆位置。优选地为此设置检验装置，其例如可以集成在链接器中。由此有利地能够实现在检测或位置确定中识别故障。例如，根据检测装置，车辆要在沿相反方向上可行驶的车道上。但根据本体数据结构，车辆与对向可行驶的车道的链接被定义为不可能或有故障。因此例如可以重复检测或位置确定，或者例如可以产生传感器的故障报告，或者例如可以执行驾驶员辅助***的相应的操作。
在另一种实施方式中，分析处理器集成到链接器中。优选地，可以设置处理器，分析处理器和/或链接器和/或过滤器集成在所述处理器中。优选地，可以设置处理器，分析处理器和/或链接器和/或过滤器以软件形式集成在所述处理器中。就此而言，处理器设置用于计算和实施相应的链接、分析处理和过滤器操作。
附图说明
以下借助优选的实施例参照附图详细地阐述本发明。在附图中：
图1示出驾驶员辅助***，
图2示出用于运行驾驶员辅助***的方法的流程图，
图3示出存储设备，
图4示出十字路口状况，以及
图5示出另一十字路口状况。
具体实施方式
以下针对相同特征使用相同的参考标记。
图1示出用于车辆(未示出)的驾驶员辅助***101。该驾驶员辅助***101包括检测装置103和位置确定装置105，所述检测装置用于检测车辆周围区域，所述位置确定装置用于确定相对于车辆周围区域的车辆位置。优选地也确定车辆速度。此外，构造有数据库107，其具有本体数据结构，所述本体数据结构具有所实现的交通规则。
此外，驾驶员辅助***101包括链接器109，其设置用于将与所检测的车辆周围区域和相对的车辆位置对应的数据与本体数据结构链接，以便获得所链接的数据结构。所链接的数据结构借助分析处理器111来分析处理。
驾驶员辅助***101因此有利地能够检测、尤其以传感器方式检测当前的或实际的车辆状况，并且将对应于车辆状况的数据映射到本体数据结构上。由于本体数据结构已实现交通规则，所以还有利地能够实现：驾驶员辅助***101例如在具有多个交通标志和/或灯光信号设备的复杂的十字路口状况中也可以为驾驶员提供针对驾驶操纵的提示或建议。
在一种未示出的实施方式中可以设置，位置确定装置105和检测装置103整体地构造为传感器。这尤其意味着，这样的传感器具有两种功能性。
例如也可以设置，用户输入借助未示出的输入装置来检测，其中，用户输入例如可以包括向驾驶员辅助***101询问哪个车辆相对于哪个车辆有先行权。
此外优选设置，分析处理器也通过例如链接器向数据库提出询问。
在一个未示出的实施例中，优选可以设置，在检测装置103与链接器109之间形成过滤器，其过滤与所检测的车辆周围区域对应的数据中的确定的元素。然后才将经过滤的数据与本体数据结构链接。过滤器尤其具有如下优点：仅将对于确定的车辆状况重要相关的数据用于链接。例如，在交通规则中车辆周围区域的元素——譬如与车辆无其他连接的行车道和/或车道——对于可能的碰撞的评价来说不是重要相关的。于是较少的数据必须被处理，这极大地降低了计算开销并且在一定程度上能够实现实时处理。
图2示出用于运行车辆的驾驶员辅助***的方法的流程图。在步骤201中检测、尤其以传感器方式检测车辆周围区域。在步骤203中检测或确定相对于所检测的车辆周围区域的车辆位置。然后在步骤205中将所检测的车辆周围区域和相对的车辆位置的相应数据与具有所实现的交通规则的本体数据结构链接，使得形成所链接的数据结构。在步骤207中，分析处理所链接的数据结构，以便例如尤其在十字路口状况中为驾驶员提供针对确定的驾驶操纵的提示或建议。
图3示出存储装置301，在该存储装置中存储有数据库303。数据库303包括本体数据结构，其具有所实现的公理和/或规则、尤其是交通规则。此外，在数据库中存储的或实现的公理和/或规则(尤其是交通规则)尤其通过链接器109来实施，其中，尤其存储结果。
图4示出具有5个相交叉的行车道403、405、407、409和411的十字路口401。在十字路口区域中，象征性地绘出分配给行车道403、405、407、409和411的交通标志。在此，参考标记413表示先行权道路交通标志。这尤其也意味着，交通标志413表示作为先行权道路的相应行车道。参考标记415表示先行权让予交通标志。这尤其意味着，交通标志415向驾驶员指示，驾驶员必须让予来自其他有先行权的行车道的车辆或从右边来自有平等权的行车道的车辆先行权。此外，还绘出交通标志417，其指示速度限制。
在行车道403、405、407、409和411上的车辆用具有参考标记419的圆来表示，其中，在圆419中分别绘出了数字1至6，其用于更好地区分各个车辆。具有参考标记421的箭头表示相应车辆419的行驶路程的示例性走向。具有参考标记423的箭头表示位于行车道403、405、407、409和411上的车道及所述车道的所允许的行驶路程走向，允许车辆行驶所述行驶路程走向。
尽管在此未明确地绘出，但十字路口401对于交通标志413、415和417附加地或代替地还具有灯光信号设备。在此所示的十字路口拓扑和交通状况——在此尤其是车辆的数目和分布——应理解为仅为示例性的。例如，也可以设置具有多于或少于5个行车道的十字路口拓扑。
驾驶员辅助***101包括图4中所示的十字路口状况，并且由于与具有实现的交通规则的本体数据结构的链接而能够预测哪个车辆必须让予哪个车辆先行权。据此例如可以实施警告性的或避免事故的操作，例如当驾驶员未注意到相应的警告信号时自主地使车辆制动。
图5示出具有四个相交叉的行车道503、505、507和509的另一十字路口501。车辆511位于行车道505上，所述车辆远离十字路口501。另一车辆513位于行车道507上，该车辆接近十字路口501。另一车辆515位于行车道509上，该车辆同样接近十字路口501。
各个被分类的元素的通过彼此间的关系的链接在图5中以具有相应参考标记的箭头或双箭头来象征性地示出，参考标记在下文中被阐述。将所述链接尤其映射到本体数据结构中。
通过具有参考标记517的关系的链接将两个行车道503和505链接并且包括以下信息：行车道503朝十字路口501的方向看位于行车道505右侧。类似地，链接519将两个行车道503和505链接并且包括以下信息：行车道505朝十字路口501的方向看位于行车道503左侧。具有参考标记517和519的关系以成对的形式在所有彼此并排布置的行车道503、505、507和509之间存在。
此外，尤其将交通标志415与行车道509或十字路口501链接，这用具有参考标记525的箭头表示。链接525于是尤其包括以下信息：交通标志415属于行车道509并且对于十字路口501重要相关。
此外，在车辆513与行车道507之间设置有链接527，其尤其包括以下信息：车辆513位于行车道507上。在车辆513与十字路口501之间的另一链接529包括以下信息：车辆513接近十字路口501。
具有参考标记533的链接表示，相应的车辆511远离十字路口501。
在行车道503与十字路口501之间的另一链接531还尤其包括以下信息：行车道503与十字路口503连接。
交通标志413和415本体地如此结构化，使得上位概念交通标志构造在该数据结构中，其中，设置有到下位概念先行权让予交通标志和另一下位概念先行权道路交通标志的分层，交通标志413和415相应地分类或归类到所述分层中。
车辆513与515之间的链接或关系521包括以下信息：车辆513对车辆515有先行权。在车辆515与513之间的链接523包括以下信息：车辆515必须让予车辆513先行权。该信息尤其通过链接器和本体数据结构来产生并且优选保存或存储在本体数据结构中。
上面所阐述的例子和交通状况以及十字路口拓扑应仅理解为示例性的。例如可以出现比这里所示的行车道更多或更少的行车道。尤其，车辆数目也可以完全不同。就此而言，本发明可以应用到具有任意复杂性的所有变型方案中。
总之，本发明因此尤其包括如下构思：借助链接器为驾驶员辅助***提供信息，尤其也提供交通规则，使得例如在一个十字路口处的实际交通状况其中可以鉴于交通规则来评价，然而尤其也可以鉴于谁在何处长时行驶，这是信号设备阶段(Signalanlagenphase)、尤其是当前状况的信息，以便例如提供针对符合法规的驾驶操纵的提示或建议，或在危险状况中自主地使车辆转向和/或制动。由于尤其交通规则实现在本体数据结构中，所以在考虑交通规则的情况下可以通过本体数据结构进行所检测的交通状况的处理，而在此不必使用其他的外部算法。在此，本体尤其是形式化或用于描述知识基础。
Claims (8)
1.一种用于车辆的驾驶员辅助***(101)，所述驾驶员辅助***包括：
检测装置(103)，所述检测装置用于检测车辆周围区域；
位置确定装置(105)，所述位置确定装置用于确定相对于所述车辆周围区域的车辆位置；
其特征在于，
数据库(107，303)，所述数据库具有本体数据结构，在所述本体数据结构中实现交通规则并且交通规则在所述本体数据结构中分类或分层地存在；
链接器(109)，所述链接器用于将所检测的车辆周围区域和所述车辆位置与所述本体数据结构链接以便形成所链接的数据结构；以及
分析处理器(109)，所述分析处理器用于分析处理所链接的数据结构，从而为特定的驾驶操作提供提示或建议。
2.根据权利要求1所述的驾驶员辅助***(101)，其中，在所述检测装置与所述链接器之间构造有过滤器，所述过滤器用于过滤所检测的车辆周围区域的元素。
3.根据以上权利要求中任一项所述的驾驶员辅助***(101)，其中，构造有检验装置，所述检验装置用于针对与所述本体数据结构的一致性检验所检测的车辆周围区域和/或所述相对的车辆位置。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的驾驶员辅助***(101)，其中，所述检测装置(103)包括GPS传感器、雷达传感器、立体视频摄像机、激光雷达传感器、超声传感器、PMD传感器和/或摄像机。
5.一种用于运行车辆的驾驶员辅助***(101)的方法，所述方法包括如下步骤：
检测车辆周围区域(201)；
检测相对于所述车辆周围区域的车辆位置(203)；以及
将所检测的车辆周围区域和所述车辆位置与本体数据结构链接以便形成所链接的数据结构(205)，在所述本体数据结构中实现交通规则并且交通规则在所述本体数据结构中分类或分层地存在；以及
分析处理所链接的数据结构(207)，从而为特定的驾驶操作提供提示或建议。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，过滤所检测的车辆周围区域中的元素，并且将经过滤的所检测的车辆周围区域与所述本体数据结构链接。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，针对相对于所述本体数据结构的一致性检验所检测的车辆周围区域和/或所述相对的车辆位置。
8.一种用于根据权利要求1至4任一项所述的驾驶员辅助***(101)的存储设备(301)，所述存储设备具有数据库(107，303)，所述数据库包括本体数据结构，在所述本体数据结构中实现交通规则。
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