CN107031636B - 用于间隙选择的方法和*** - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种通过用于车辆(E)的间隙选择***(300)执行的间隙选择方法。车辆在包括第一车道(3)和第二车道(5)的道路(1)上行驶，所述第二车道毗邻第一车道。车辆在第一车道中行驶，第一周边车辆(S1)在第二车道中行驶，第二周边车辆(S2)以第一与第二周边车辆之间的第一间隙(g1)在第一周边车辆前方在第二车道中行驶，所述方法包括：确定第一周边车辆与车辆之间的第一最小安全余量，确定第二周边车辆与车辆之间的第二最小安全余量，以及通过以下方式估算第一间隙(g1)：确定对于车辆的纵向位置而言的最小极限，确定对于车辆的纵向位置而言的最大极限，以及利用最小极限和最大极限确定第一间隙(g1)的变道适当性。本公开还涉及一种用于车辆的间隙选择***(300)以及一种包括这样的间隙选择***的车辆。

Description

用于间隙选择的方法和***
技术领域
本公开涉及一种通过用于车辆的间隙选择***执行的间隙选择方法。本公开还涉及一种用于车辆的间隙选择***以及一种包括这样的间隙选择***的车辆。
背景技术
当部分自动、半自动或全自动车辆在包括沿相同方向延伸的一条以上车道的道路上行进时，有时期望变道，例如当存在缓慢的前方车辆时或当更快的车辆从后方到来时。还可能在本身所在的车道结束时期望变道。为了执行变道动作，可能有必要在目标车道中选择间隙。
专利文献US 2008201050A公开了一种间隙指示器，包括周边传感器***、识别装置和对话装置，所述周边传感器***用于记录周边交通状况，所述周边交通状况包括至少一个毗邻车道中的交通状况，所述识别装置用于确定在交通状况中足够变道的间隙，所述对话装置用于向宿主机动车辆的驾驶员输出详细驾驶指示。
在US 2008201050A中描述的***和方法协助驾驶员，即驾驶员执行间隙选择以及变道。然而，US 2008201050A并未给出关于如何估算间隙的细节。
因此期望提供一种改进的间隙选择方法以及一种改进的用于间隙选择的***。
发明内容
本公开的目的是克服或改善现有技术中的至少一个缺点，或提供一种有用的替代。
上述目的可以通过在本文中公开的主题而实现。实施方式在所附的从属权利要求、以下描述和附图中列举。
因此，根据本发明，提供一种通过用于车辆的间隙选择***执行的间隙选择方法。车辆在包括第一车道和第二车道的道路上行驶，所述第二车道毗邻第一车道。车辆在第一车道中行驶。第一周边车辆在第二车道中行驶。第二周边车辆以第一与第二周边车辆之间的第一间隙在第一周边车辆前方在第二车道中行驶。所述方法包括：
-将第一最小安全余量确定为第一周边车辆与车辆之间的纵向距离，
-将第二最小安全余量确定为第二周边车辆与车辆之间的纵向距离，以及
-通过以下方式估算第一间隙：
-在考虑到第一最小安全余量的情况下，利用车辆的动态极限以及第一周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最小极限，
-在考虑到第二最小安全余量的情况下，利用车辆的动态极限以及第二周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最大极限，以及
-利用对于车辆的纵向位置而言的最小极限和最大极限确定第一间隙的变道适当性。
间隙选择方法可以通过假定k个周边车辆在第二车道中行驶而推广到(k-1)个间隙，(k-1)个间隙形成在两个毗邻周边车辆之间，k是整数并且至少是2，i是1与k之间的整数，j是1与(k-1)之间的整数，第j个间隙定位在第i个周边车辆与第(i+1)个周边车辆之间，所述方法包括
-将对于第i个周边车辆而言的最小安全余量确定为周边车辆与配置有间隙选择***的车辆之间的纵向距离，以及
-通过以下方式估算第j个间隙：
-在考虑到与第i个周边车辆相关的最小安全余量的情况下，利用车辆的动态极限以及间隙后方的第i个周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最小极限，
-在考虑到与第(i+1)个周边车辆相关的最小安全余量的情况下，利用车辆的动态极限以及间隙前方的第(i+1)个周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最大极限，以及
-利用对于配置有间隙选择***的车辆的纵向位置而言的最小极限和最大极限确定间隙的变道适当性。
所述方法可以被执行用于(k-1)个间隙中的一个或多个，优选地用于每个间隙。间隙被估算的顺序可以是任意的。间隙可以按数字顺序被估算。然而，实际上，最好可以从最靠近包括间隙选择***的车辆(在本文中还表示本车辆)的间隙开始，并且接下来采用第二靠近的间隙等。为便于估算，还可以存在对于间隙相对于本车辆多远而言的最大极限。
对于k＝2的情况而言，将会存在一个间隙，即在上文中描述的第一间隙的估算。对于k＝3而言，将会存在在上文中描述的第一间隙加上第二间隙等。
除了在第二车道中行驶的一个或多个真实周边车辆之外，虚拟周边车辆可以被假定在最后方的真实周边车辆后方行驶，和/或虚拟周边车辆可以被假定在最前方的周边车辆前方行驶。虚拟周边车辆/车辆接下来可以被包括在k个周边车辆中。
道路包括至少第一车道和第二车道。可以附加地在道路上存在沿相同方向和/或沿另一方向的一条或多条附加车道。
术语间隙涉及例如以米表示的纵向距离。术语最小安全余量涉及例如以米表示的纵向距离。纵向距离是沿道路的方向看去的距离。如果周边车辆在另一条车道中行驶，则还存在到周边车辆的横向距离。如果另一个车辆在与本车辆相同的车道中行驶，则存在到另一个车辆的纵向距离，但仅存在小横向距离或甚至不存在横向距离。车辆的纵向位置涉及沿道路的方向看去的位置。还存在横向位置分量。然而，在本文中公开的间隙选择方法和***中，仅将纵向距离和纵向位置纳入考虑。
间隙选择***可以被配置在部分自动、半自动或全自动车辆中。在部分自动车辆或半自动车辆中，车辆的驾驶员执行某些驾驶功能，而车辆自主地执行其他功能。如果车辆是全自动的，则车辆至少在一段临时时间段中自主地执行驾驶功能。车辆可以被设置成能够在手动、部分自动、半自动和/或全自动驾驶之间改变。在本文中公开的间隙选择***可以形成用于自动变道动作的***的一部分。
有时，例如当在与本车辆相同的车道中存在慢速前进的车辆时或当存在从后方驶来的更快的车辆时，可能期望本车辆从其当前车道(即第一车道)变道到目标车道(即第二车道)中。还可能当本车辆行驶所在的车道结束(例如由于道路施工)时期望变道。在本文中公开的间隙选择方法描述一种适合于自动间隙选择的方法。间隙选择方法可以形成自动变道动作方法的一部分。
间隙选择方法执行对于目标车道中的目标间隙的估算，在估算的时间点，本车辆应当横向地移动到选择间隙中。如果存在一个以上间隙，则所述方法可以协助选择最适当的那个。所述方法可以利用以下参数，诸如到达间隙所需的控制信号，即纵向加速度/减速度，和/或开始横向移动到用于选择的间隙中的时间点，这会在下文中进一步描述。
本车辆配置有间隙选择***，所述间隙选择***在下文中进一步描述。间隙选择***可以是车辆的***。替代地，或作为补充，间隙选择***可以是能够在车辆中放置和使用的单独的移动设备。本车辆还可以配置有适于确定本车辆在道路上的位置和其速度的其他***。间隙选择***还能够例如利用车辆的感测***确定周边车辆相对于本车辆的位置和速度。
确定对于车辆的纵向位置而言的最大极限的步骤还可以将在车辆前方在第一车道中行驶的附加周边车辆纳入考虑。
确定对于车辆的纵向位置而言的最小极限的步骤还可以将在车辆后方在第一车道中行驶的附加周边车辆纳入考虑。
间隙选择方法可以包括
-确定本车辆的速度vE，以及
-当确定最小安全余量时利用已确定的本车辆的速度。
间隙选择方法可以包括
-确定周边车辆和/或附加周边车辆中的一个或多个相对于本车辆的相对位置和速度，
-当确定最小安全余量时利用已确定的相对位置和速度。
确定周边车辆和/或附加周边车辆的相对位置和速度的步骤可以包括借助于本车辆的感测***确定。
到每个周边车辆Si的最小安全余量，mi，可以例如被定义为：
Figure BDA0001124481000000051
其中F表示本车辆E纵向前方的一组车辆，B表示本车辆E纵向后方的一组车辆。下标i是从1到周边车辆的数量k的指数。时间间隙tgf和tgb分别表示到F和B的最小时间间隔。时间间隙tgf和tgb的大小取决于对于安全余量的期望水平。仅作为实施例的话，所述时间间隙可以处于从1秒到3秒的范围中。
根据公式1，对于第i个周边车辆而言的最小安全余量可以对于本车辆E前方的周边车辆而言被确定为前部时间间隔tgf乘以本车辆的速度vE并且对于本车辆后方的周边车辆而言被确定为后部时间间隔tgb乘以周边车辆的速度vi。前部时间间隔tgf表示到本车辆E前方的周边车辆的最小期望时间间隔。后部时间间隔tgb表示到本车辆E后方的周边车辆的最小期望时间间隔。
最小安全余量被表示为纵向距离。所述纵向距离通常不是恒定的，而是在预测时间中变化，例如取决于车辆的速度。此外，环境因素(诸如黑暗、降水和道路状况)可以影响最小安全余量。最小安全余量可以将本车辆E和/或周边车辆的延伸纳入考虑。最小安全余量可以被确定到本车辆E和/或周边车辆的中点(例如重心)。作为替代，到周边车辆的最小安全余量可以从周边车辆最靠近本车辆E的点确定。对于本车辆E而言，接下来可以利用最靠近周边车辆的点。
如果周边车辆在本车辆E前方，则最小安全余量mi可以取决于本车辆E的速度vE，参见公式1的上面一行。如果周边车辆在本车辆E后方，则最小安全余量可以取决于周边车辆的速度vi，参见公式1的下面一行。
当估算两个周边车辆Si与Si+1之间的间隙gj时，对于本车辆E的纵向位置xi而言在特定时间点的最小和最大极限根据以下公式确定，例如根据：
Figure BDA0001124481000000052
Figure BDA0001124481000000053
在考虑到通过上文中的公式1确定的相应最小安全余量的情况下，Si表示间隙gj后方的周边车辆的预测位置。Emin表示本车辆E在该时间的最小可能纵向位置。
在考虑到通过上文中的公式1确定的最小安全余量的情况下，Si+1表示间隙gj前方的周边车辆的预测位置。Emax表示本车辆E在该时间的最大可能纵向位置。
在另一车辆Srear init在与本车辆E相同的车道中行驶但处于本车辆后方的情况下，用于最小极限的公式2可以被修改为：
Figure BDA0001124481000000061
在该情况下，公式1中使用的B包括本车辆的当前车道中在本车辆E纵向后方的另一车辆。由此，确定对于本车辆的纵向位置而言的最小极限的步骤还可以将在本车辆后方在第一车道中行驶的附加周边车辆纳入考虑。
在另一车辆Sfront init在与本车辆E相同的车道中行驶但处于本车辆前方的情况下，用于最大极限的公式3可以被修改为：
Figure BDA0001124481000000062
在该情况下，公式1中使用的F包括本车辆的当前车道中在本车辆E纵向前方的另一车辆。由此，确定对于本车辆的纵向位置而言的最大极限的步骤还可以将在本车辆前方在第一车道中行驶的附加周边车辆纳入考虑。
第一间隙A1的变道适当性可以借助于时间位置区域确定，所述时间位置区域被确定为在一时间段中对于车辆的纵向位置而言的最小极限和最大极限的函数。
对应地，第j个间隙的适当性可以借助于时间位置区域Ai确定，所述时间位置区域被确定为在一时间段中对于车辆的纵向位置而言的最小极限和最大极限的函数。
对于特定时间段dt而言，dAi可以被视为：
Figure BDA0001124481000000063
如果dAi是负数或零，则不存在可用间隙。
单纯以实施例的方式，如果dt被设定成1秒，则对于间隙gj而言的时间位置区域Ai可以被确定为在预测时间tpred中的求和：
Figure BDA0001124481000000071
由于对于间隙gj而言的时间位置区域Ai可以通过周边车辆强加于本车辆E的位置极限与本车辆E的动态极限Emin，Emax之间的交集确定，因此时间位置区域Ai的大小可以与本车辆E到达对应间隙gj所需的控制信号相关。因此，大时间位置区域Ai指示出本车辆E容易到达间隙gj，即需要小控制信号，而小时间位置区域Ai指示出本车辆E难以到达间隙gj，即需要大控制信号。
为了使得间隙gj适当，时间位置区域Ai可以被确定成满足：
Ai＞Acrit 公式8
即对于间隙gj而言的时间位置区域Ai足够大以便变道动作能够执行，所述时间位置区域被表示为大于临界值Acrit，所述临界值表示在预测时间段中的最小安全余量。
此外，可以期望的是，间隙gj至少在特定时间段tcrit中开放，所述特定时间段被表示为本车辆E横向地移动到目标车道中所需的最小时间。开始时间被表示为ti start，结束时间被表示为ti end。
Figure BDA0001124481000000072
对于在上文中提到的具有(k-1)个间隙的情况而言，所述方法可以包括：
-估算间隙中的至少两个，
-将优选间隙选择为首先出现的间隙并且令变道适当性高于临界值Acrit。
作为替代，或补充，所述方法可以包括：
-估算间隙中的至少两个，
-将优选间隙选择为使得本车辆到达间隙所需的控制信号(例如纵向加速度/减速度)最小的间隙。
作为另一替代，能够选择最大可用间隙。
根据本发明，提供用于车辆的间隙选择***，即用于间隙选择的***。间隙选择当车辆在包括第一车道和第二车道的道路上行驶时执行，所述第二车道毗邻第一车道。车辆在第一车道中行驶，k个周边车辆在第二车道中行驶，(k-1)个间隙形成在两个毗邻周边车辆之间，k是整数并且至少是2，i是1与k之间的整数，j是1与(k-1)之间的整数，第j个间隙定位在第i个周边车辆(Si)与第(i+1)个周边车辆之间。间隙选择***包括
-用于将对于第i个周边车辆而言的最小安全余量确定为周边车辆与配置有间隙选择***的车辆之间的纵向距离的单元，
-用于在考虑到与周边车辆相关的最小安全余量的情况下利用车辆的动态极限以及间隙后方的周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最小极限的单元，
-用于在考虑到与周边车辆相关的最小安全余量的情况下利用车辆的动态极限以及间隙前方的周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最大极限的单元，
-用于利用对于配置有间隙选择***的车辆的纵向位置而言的最小极限和最大极限确定间隙的变道适当性的单元。
间隙选择***可以是车辆的***。替代地，或作为补充，间隙选择***可以是能够在车辆中放置和使用的单独的移动设备。
间隙选择***还可以包括以下中一个或多个：
-用于确定周边车辆和/或附加周边车辆的相对位置和速度的感测***，
-用于确定是否期望自动变道动作的单元，
-用于规划执行自动变道动作的轨迹的单元。
根据本发明，还提供一种包括如在本文中描述的间隙选择***的车辆。
附图说明
本发明将会在下文中借助于非限制性实施例并且参照附图进一步解释，其中：
图1展示用于第一间隙的间隙选择方法，
图2展示用于多个间隙的间隙选择方法，
图3展示间隙选择***，
图4展示在目标车道中具有第一、第二和第三间隙的交通情况，
图5展示第一间隙的估算，
图6展示第二间隙的估算，以及
图7展示第三间隙的估算。
应当注意到的是，附图不必按比例绘制，本发明的某些特征的尺寸出于清晰起见可能已被夸张。
具体实施方式
在下文中，本发明通过实施方式示出。然而，应当意识到的是，实施方式被包括为了解释本发明的原理而非限制通过所附权利要求限定的本发明的范围。来自两个或更多实施方式的细节可以彼此结合。
图1示意性地展示根据本发明用于第一间隙的间隙选择方法。假定的是，车辆在包括第一车道和第二车道的道路上行驶，所述第一车道毗邻第一车道。车辆在第一车道中行驶。第一周边车辆在第二车道中行驶。第二周边车辆以第一与第二周边车辆之间的第一间隙在第一周边车辆前方在第二车道中行驶。所述方法包括：
110：将第一最小安全余量确定为第一周边车辆与车辆之间的纵向距离，
120：将第二最小安全余量确定为第二周边车辆与车辆之间的纵向距离，以及
130：通过以下方式估算第一间隙：
132：在考虑到第一最小安全余量的情况下，利用车辆的动态极限以及第一周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最小极限，
134：在考虑到第二最小安全余量的情况下，利用车辆的动态极限以及第二周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最大极限，以及
136：利用对于车辆的纵向位置而言的最小极限和最大极限确定第一间隙的变道适当性。
间隙选择方法可以通过假定k个周边车辆在第二车道中行驶而推广到(k-1)个间隙，(k-1)个间隙形成在两个毗邻周边车辆之间，k是整数并且至少是2，i是1与k之间的整数，j是1与(k-1)之间的整数，第j个间隙定位在第i个周边车辆与第(i+1)个周边车辆之间。参见图2。所述方法包括：
210：将对于第i个周边车辆而言的最小安全余量确定为周边车辆与配置有间隙选择***的车辆之间的纵向距离，以及
220：通过以下方式估算第j个间隙：
222：在考虑到与第i个周边车辆相关的最小安全余量的情况下，利用车辆的动态极限以及间隙后方的第i个周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最小极限，
224：在考虑到与第(i+1)个周边车辆相关的最小安全余量的情况下，利用车辆的动态极限以及间隙前方的第(i+1)个周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最大极限，以及
226：利用对于配置有间隙选择***的车辆的纵向位置而言的最小极限和最大极限确定间隙的变道适当性。
所述方法可以被执行用于(k-1)个间隙中的一个或多个，优选地用于每个间隙，如通过图2中的向后指向箭头指示出的那样。间隙被估算的顺序可以是任意的。间隙可以按数字顺序被估算。然而，实际上，最好可以从最靠近包括间隙选择***的车辆(在本文中还表示本车辆)的间隙开始，并且接下来采用第二靠近的间隙等。还可以存在对于间隙相对于本车辆多远而言的最大极限，以便进行估算。
对于k＝2的情况而言，将会存在一个间隙，即在上文中描述的第一间隙的估算。对于k＝3而言，将会存在在上文中描述的第一间隙加上第二间隙等。
所述方法还可以包括：
220：估算间隙中的至少两个。
230：选择优选间隙。
优选间隙可以是首先出现的间隙并且令变道适当性高于临界值Acrit。作为替代，或补充，优选间隙可以是使得本车辆到达间隙所需的控制信号(例如纵向加速度/减速度)最小的间隙。作为另一替代，能够选择最大可用间隙。
图3展示用于车辆的间隙选择***300。间隙选择***300包括：
-用于将对于第i个周边车辆而言的最小安全余量确定为周边车辆与配置有间隙选择***的车辆之间的纵向距离的单元310，
-用于在考虑到与周边车辆相关的最小安全余量的情况下利用车辆的动态极限以及间隙后方的周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最小极限的单元320，
-用于在考虑到与周边车辆相关的最小安全余量的情况下利用车辆的动态极限以及间隙前方的周边车辆的预测位置确定对于车辆的纵向位置而言的最大极限的单元330，
-用于利用对于配置有间隙选择***的车辆的纵向位置而言的最小极限和最大极限确定间隙的变道适当性的单元340。
间隙选择***还可以包括以下中的一个或多个：
-用于确定周边车辆的相对位置和速度的感测***350，
-用于确定是否期望自动变道动作的单元360，
-用于规划执行自动变道动作的轨迹的单元370。
图4展示交通情况，其中本车辆E在具有至少两个毗邻车道(用于沿相同方向的交通状况的第一车道3和第二车道5)的道路1上行驶。在道路1上可以附加地存在沿相同方向和/或沿另一方向的一个或多个附加车道。本车辆E在第一车道3(即当前车道)中行驶。在毗邻第一车道3并且形成用于变道动作的目标车道的第二车道5中存在四个，周边车辆，第一S1，第二S2，第三S3和第四S4周边车辆。第二周边车辆S2在第一周边车辆S1前方行驶，形成第一间隙g1。第三周边车辆S3在第二周边车辆S2前方行驶，形成第二间隙g2。第四周边车辆S4在第三周边车辆S3前方行驶，形成第三间隙g3。
例如当在与本车辆E相同的车道中存在缓慢行驶的车辆时或当更快的车辆从后方到来时，有时期望本车辆E从其当前车道(即第一车道3)变道到目标车道(即第二车道5)。还可能当本车辆行驶所在的车道结束(例如由于道路施工)时期望变道。作为变道动作的一部分，可以进行间隙选择。在本文中公开的间隙选择方法适合于自动间隙选择。间隙选择方法可以形成自动变道动作一部分。
间隙选择方法执行对于目标车道5中的目标间隙的估算，在所述估算时间点，本车辆E应当横向地移动到选择间隙中。如果存在一个以上的间隙，所述方法可以协助选择最适当的间隙。所述方法可以利用以下参数，诸如到达间隙所需的控制信号(即纵向加速度/减速度)以及开始到间隙中的横向移动的时间点。
本车辆E配置有在上文中进一步描述的间隙选择***(300)。间隙选择***适于借助于在本文中描述的间隙选择方法执行自动间隙选择。图4的本车辆E还配置有适于确定本车辆E在道路1上的位置和其速度的另一***。其他***(350)能够确定周边车辆S1，S2，S3，S4相对于本车辆E的位置和速度v1，v2，v3，v4。
到每个周边车辆Si的最小安全余量mi可以例如通过上文中的公式1定义。最小安全余量被表示为纵向距离。所述纵向距离通常不是恒定的，而是在预测时间中变化，例如取决于车辆的速度。此外，环境因素(诸如黑暗、降水和道路状况)可以影响最小安全余量。最小安全余量可以将本车辆E和/或周边车辆S1，S2，S3，S4的延伸纳入考虑。最小安全余量可以被确定到本车辆E和/或周边车辆S1，S2，S3，S4的中点(例如重心)。作为替代，到周边车辆S1，S2，S3，S4的最小安全余量可以从周边车辆S1，S2，S3，S4最靠近本车辆E的点确定。对于本车辆E而言，接下来可以利用最靠近周边车辆S1，S2，S3，S4的点。
如果周边车辆在本车辆E前方，则最小安全余量mi取决于本车辆E的速度vE，参见公式1的上面一行以及图4中的S4。如果周边车辆在本车辆E后方，则最小安全余量取决于周边车辆的速度vi，参见公式1的下面一行以及图4中的S1，S2，S3。
当估算两个周边车辆Si与Si+1之间的间隙gj时，对于本车辆E的纵向位置xi而言在特定时间点的最小和最大极限例如根据上文中的公式2和3确定。
对于间隙gj而言的变道适当性可以借助于时间位置区域Ai确定。参见上文中的公式6和7。
下文中的图5-7展示对于图4的三个间隙而言的情况。在图4-7中，假定的是，周边车辆S1，S2，S3，S4的速度v1＝v2＝v3＝v4＝19m/s，本车辆的速度vE为15m/s。然而，这仅是实施例。根据在本文中描述的间隙选择方法，本车辆E和每个周边车辆可以具有任何速度或甚至静止不动。具体地，各周边车辆可以具有不同的速度。还假定的是，在图4-7中展示的实施例中，最小安全余量mi在预测时间段中是恒定的。然而，如在上文中提到的那样，最小安全余量通常不是恒定的，而是在预测时间中变化，例如取决于车辆的速度。此外，环境因素(诸如黑暗、降水)和道路状况可以影响最小安全余量。
图5展示对于第一周边车辆S1与第二周边车辆S2之间的第一间隙g1的估算。在图5中，在考虑到通过上文中的公式1确定的最小安全余量的情况下，S1表示第一周边车辆的预测位置并且通过图5中的点划线代表，在考虑到通过上文中的公式1确定的最小安全余量的情况下，S2表示第二周边车辆的预测位置并且通过图5中的虚线代表。实线代表本车辆的最大可能纵向位置Emax。点线代表本车辆的最小可能纵向位置Emin。然而，对于第一间隙g1而言，在考虑到对于10秒的整个展示出的时间框架而言的最小安全余量的情况下，本车辆E的最小可能纵向位置Emin大于第二周边车辆S2的预测位置。由此，本车辆E将不能在展示出的时间框架中使用第一间隙g1。
图6展示对于第二周边车辆S2与第三周边车辆S3之间的第二间隙g2的估算。在图6中，在考虑到通过上文中的公式1确定的最小安全余量的情况下，S2表示第二周边车辆的预测位置并且通过图6中的点划线代表，在考虑到通过上文中的公式1确定的最小安全余量的情况下，S3表示第三周边车辆的预测位置并且通过图6中的虚线代表。类似于图5，点线和实线代表本车辆E的最小可能纵向位置Emin和最大可能纵向位置Emax。在展示出的时间框架开始时并且直到大约5秒，在考虑到最小安全余量的情况下，本车辆E的最小可能纵向位置Emin大于第三周边车辆S3的预测位置。由此，本车辆E将不能在0-5秒的时间中使用第二间隙g2。然而，此后第二间隙g2是可用的。所述第二间隙被展示为黑色区域，所述黑色区域代表对于图6中的第二间隙g2而言的时间位置区域A2。开始时间tstart是大约5秒。
图7展示对于第三周边车辆S3与第四周边车辆S4之间的第三间隙g3的估算。在图7中，在考虑到通过上文中的公式1确定的最小安全余量的情况下，S3表示第三周边车辆的预测位置并且通过图7中的点划线代表，在考虑到通过上文中的公式1确定的最小安全余量的情况下，S4表示第四周边车辆的预测位置并且通过图7中的虚线代表。类似于图5和6，点线和实线代表本车辆E的最小可能纵向位置Emin和最大可能纵向位置Emax。在考虑到最小安全余量的情况下，由于本车辆E的最大可能纵向位置Emax的线大于第三周边车辆S3的预测位置，因此第三间隙g3在整个预测时间段中是可用的并且被展示为黑色区域，所述黑色区域代表对于图7中的第二间隙g3而言的时间位置区域A3。
如果一个以上间隙是可用的，则所述方法的下一个步骤可以是选择哪个可能间隙是优选的。优选间隙可以被选择为第一可用间隙，即使得开始时间tstart最小的间隙。作为替代，可以选择对于本车辆E而言使得到达间隙所需的控制信号(即纵向加速度/减速度)改变最小的间隙。作为另一替代，能够选择最大可用间隙。
在图4-7展示的实施例中，第二间隙g2和第三间隙g3二者均可用。因此所述方法的下一个步骤可以是选择哪个可用间隙是优选的。如上文中提到的那样，优选间隙可以被选择为第一可用间隙，即使得tstart最小的间隙。在展示出的实施例中，所述优选间隙将会是第三间隙g3。
在图4-7展示的实施例中，间隙的估算通过第一间隙g1开始。然而，实际上最好的是以最靠近本车辆E的间隙开始，所述间隙将会是上文的实施例中的第三间隙g3。为便于估算，还可以存在对于间隙相对于本车辆E多远而言的最大极限。例如，在图4-7展示出的实施例中，估算第一周边车辆S1后方的间隙是无意义的。
本发明在所附权利要求的范围内的进一步改型是可行的。因此，本发明不应当被认为通过在本文中描述的实施方式和附图而限制。相反，本发明的全部范围应当通过所附权利要求、参照描述和附图而确定。

Claims (13)

1.一种通过用于车辆(E)的间隙选择***(300)执行的间隙选择方法，所述车辆(E)在包括第一车道(3)和第二车道(5)的道路(1)上行驶，所述第二车道毗邻于所述第一车道(3)，所述车辆(E)在所述第一车道(3)中行驶，k个周边车辆(S1，S2，…，Si，Sk)在所述第二车道(5)中行驶，(k-1)个间隙(g1，g2，…，gj，gk-1)形成在两个毗邻周边车辆(S1，S2，…)之间，k是整数并且至少是3，i是1与k之间的整数，j是1与(k-1)之间的整数，第j个间隙定位在第i个周边车辆(Si)与第(i+1)个周边车辆(Si+1)之间，
所述方法包括：
-将对于第i个周边车辆(Si)而言的最小安全余量确定为所述周边车辆(Si)与配置有所述间隙选择***(300)的所述车辆(E)之间的纵向距离，
-通过以下方式估算第j个间隙(gj)：
-在考虑到与所述第i个周边车辆(Si)相关的所述最小安全余量的情况下，利用所述车辆(E)的动态极限(Emin)以及所述间隙(gj)后方的所述第i个周边车辆(Si)的预测位置确定对于所述车辆(E)的纵向位置而言的最小极限，
-在考虑到与所述第(i+1)个周边车辆(Si+1)相关的所述最小安全余量的情况下，利用所述车辆(E)的动态极限(Emax)以及所述间隙(gj)前方的所述第(i+1)个周边车辆(Si+1)的预测位置确定对于所述车辆(E)的纵向位置而言的最大极限，以及
-借助于时间位置区域确定所述间隙(gj)的变道适当性(Aj)，所述时间位置区域被确定为在一时间段(tpred)中对于所述车辆(E)的纵向位置而言的所述最小极限和所述最大极限的函数，其中所述间隙(g1，g2，…，gj，gk-1)中的至少两个被估算，
-选择优选间隙。
2.根据权利要求1所述的间隙选择方法，还包括：
-将所述优选间隙选择为首先出现的间隙并且令变道适当性(Aj)高于临界值Acrit。
3.根据权利要求1所述的间隙选择方法，还包括：
-将所述优选间隙选择为使得配置有所述间隙选择***(300)的所述车辆(E)到达所述间隙所需的控制信号最小的间隙。
4.根据在前权利要求中任一项所述的间隙选择方法，其中确定对于所述车辆(E)的纵向位置而言的最大极限的步骤还将在所述车辆(E)前方在所述第一车道(3)中行驶的附加周边车辆纳入考虑。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的间隙选择方法，其中确定对于所述车辆(E)的纵向位置而言的最小极限的步骤还将在所述车辆(E)后方在所述第一车道(3)中行驶的附加周边车辆纳入考虑。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的间隙选择方法还包括：
-确定所述车辆(E)的速度(vE)，以及
-当确定所述最小安全余量时利用已确定的所述车辆(E)的速度。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的间隙选择方法，还包括：
-确定所述周边车辆(S1，S2，…)中的一个或多个和/或附加周边车辆相对于所述车辆(E)的相对位置和速度(v1，v2，…)，以及
-当确定所述最小安全余量时利用已确定的所述相对位置和速度。
8.根据权利要求7所述的间隙选择方法，其中确定所述周边车辆和/或附加周边车辆的相对位置和速度的步骤包括借助于所述车辆(E)的感测***(300)确定。
9.根据权利要求7所述的间隙选择方法，其中对于第i个周边车辆(Si)而言的所述最小安全余量被确定为对于在所述车辆(E)前方的周边车辆(Si+1)而言的前部时间间隔乘以所述车辆(E)的所述速度(vE)，并且被确定为对于在所述车辆(E)后方的周边车辆(Si)而言的后部时间间隔乘以所述周边车辆(Si)的所述速度(vi)，其中所述前部时间间隔表示到在所述车辆(E)前方的周边车辆(Si+1)的最小期望时间间隔，所述后部时间间隔表示到在所述车辆(E)后方的周边车辆(Si)的最小期望时间间隔。
10.根据权利要求3所述的间隙选择方法，其中所述控制信号包括纵向加速度/减速度。
11.一种用于车辆(E)的间隙选择***(300)，
所述间隙选择在所述车辆(E)于包括第一车道(3)和第二车道(5)的道路(1)上行驶时进行，所述第二车道毗邻所述第一车道(3)，所述车辆(E)在所述第一车道(3)中行驶，k个周边车辆(S1，S2，…，Si，Sk)以(k-1)个两个毗邻周边车辆(S1，S2，…)之间的间隙(g1，g2，…，gj，gk-1)在所述第二车道(5)中行驶，k是整数并且至少是3，i是1与k之间的整数，j是1与(k-1)之间的整数，第j个间隙定位在第i个周边车辆(Si)与第(i+1)个周边车辆之间，所述间隙选择***(300)包括：
-第一单元(310)，其用于将第i个周边车辆(Si)的最小安全余量确定为所述周边车辆(Si)与配置有所述间隙选择***(300)的所述车辆(E)之间的纵向距离，
-第二单元(320)，其用于在考虑到与所述周边车辆(Si)相关的所述最小安全余量的情况下利用所述车辆(E)的动态极限(Emin)以及所述间隙(gj)后方的所述周边车辆(Si)的预测位置确定对于所述车辆(E)的纵向位置而言的最小极限，
-第三单元(330)，其用于在考虑到与所述周边车辆(Si+1)相关的所述最小安全余量的情况下利用所述车辆(E)的动态极限(Emax)以及所述间隙(gj)前方的所述周边车辆(Si+1)的预测位置确定对于所述车辆(E)的纵向位置而言的最大极限，以及
-第四单元(340)，其用于借助于时间位置区域确定所述间隙(gj)的变道适当性(Aj)，所述时间位置区域被确定为在一时间段(tpred)中对于所述车辆(E)的纵向位置而言的所述最小极限和所述最大极限的函数，
所述间隙选择***(300)适于估算所述间隙(g1，g2，…，gj，gk-1)中的至少两个并且选择优选间隙。
12.根据权利要求11所述的间隙选择***(300)，还包括以下中的一个或多个：
-感测***(350)，其用于确定所述周边车辆和/或附加周边车辆的相对位置和速度，
-第五单元(360)，其用于确定是否期望自动变道动作，以及
-第六单元(370)，其用于规划执行所述自动变道动作的轨迹。
13.一种车辆，其包括根据权利要求11或12所述的间隙选择***(300)。
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