CN107531239A - 用于车辆的速度调节的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆(1)的速度调节的方法和装置，具有用于速度控制的速度控制器(2)和沿行驶方向指向的用于借助电磁辐射的空间解析识别环境的传感装置(4)，包括下述步骤，在所述步骤中限定预给定速度，并且通过速度控制器(2)控制相对于预给定速度降低的安全速度，并且识别车辆(1)的车道变换，其中，接下来借助传感装置(4)识别在车辆(1)的预测行驶路径(10)中的出口匝道(9)，并且将能够通过速度控制器(2)控制的速度限制到低于预给定速度的值。此外，本发明涉及相应的控制单元(3)和相应的车辆(1)。

Description

用于车辆的速度调节的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于车辆的速度调节的方法和装置，所述车辆具有用于速度控制的速度控制器和基于电磁辐射用于环境识别的传感装置。
背景技术
在此，传感装置尤其用于分析车辆的行驶路径，以便例如识别在行驶路径中的障碍、车道变换和道路特性。这种方法的初始情况通过以下步骤产生：通过驾驶员限定的预给定速度，并且通过速度控制器控制相对于该预给定速度降低的安全速度，例如基于在前行驶的车辆，并且识别车辆的车道变换。
本发明的使用领域尤其延及为长途交通设置的机动车，所述机动车具有：用于速度调节的速度控制器；和传感装置，用于出于动态地或适应性地匹配速度调节的目的感知环境。在此，一般通过驾驶员限定预给定速度。车道变换例如通过借助摄像机光学地检测行车道，并且通过针对识别行车道标识的图片分析来确定。
在这种车辆运行时的典型的情况在于，通过雷达识别在前行驶的障碍车辆，并且通过间距调节速度控制器使速度匹配于在前行驶的障碍车辆，从而以相对于预定义的预给定速度降低的安全速度来行驶。如果作为障碍的在前行驶的障碍车辆消失，则通过间距调节速度控制器再次控制预给定速度。障碍车辆例如会消失，因为所述障碍车辆加速、拐弯，或者因为跟随的车辆拐弯、变换车道和/或超过障碍车辆。
尤其能够是，跟随的车辆换到下述车道上，该车道通向各快速道路或长途道路的引路或者出口匝道，即例如高速路或机动行车道的引路或者出口匝道。在这种出口匝道上车辆的速度必须下降到在长途道路上通常的预给定速度以下。因此在这里会不利地产生，因为障碍不再存在，间距调节速度控制器首先短暂地再次加速车辆，然而其中，在不久之后，最迟在出口匝道的转弯处，车辆被另一驾驶员辅助***或者被驾驶员再次制动。这意味着，一方面无用地消耗或者说损耗燃料或制动器，并且另一方面必要时要求附加的、对驾驶员不舒适的对速度调节的介入。
由US 7 260 465 B2得出一种用于调节速度的方法，在该方法中，借助具有定位***(例如GPS和地图资料的导航***)的导航***，通过比较借助GPS确定的位置和在地图上标记的引路或出口匝道的坐标来确定，车辆是否准备拐弯到这样的出口匝道上。如果是该情况，并且如果在此之前间距调节速度控制器基于障碍已降低了速度，则防止车辆的加速，即使间距调节速度控制器在障碍由于车道变换消失之后再次开启所述加速，以便避免不必要的短时间加速。
在该方法中尤其不利的是，该方法基于存储的地图资料，所述地图资料可能是不完整的或有错误的。此外，该方法依靠使用GPS或其它卫星定位***来支持，所述***例如在隧道中不起作用或者仅受限地起作用。
发明内容
本发明的任务是，实现一种方法以及控制单元和车辆，由此可靠地避免车辆在出口匝道之前的区域中不必要的加速。
该任务从根据独立权利要求1的前序部分的方法出发，结合其特征部分的特征来解决。下面的从属权利要求又指出本发明的有利扩展方案。相应的装置和相应的车辆在权利要求9或者说10中说明。
本发明包含以下技术教导：借助传感装置识别在车辆的预测行驶路径中的出口匝道，并且将能够通过速度控制器控制的速度限制到低于预给定速度的值。
在此，速度限制功能能够通过限制加速度实施。尤其当速度应保持恒定时，能够完全抑制加速度。在这里意味着分别能够仅仅通过驾驶员辅助***控制速度或加速度，例如通过速度控制器。由驾驶员，即由操纵例如油门或制动踏板直接调节速度，完全不受本方法影响。
本方法的优点尤其可见于，通过间接地传感识别在预测行驶路径中的出口匝道而实现特别高的可靠性。在此，预测行驶路径通常由驾驶员辅助***计算并且原则上相应于当前行驶的车道的走向。能够根据路段向导和路牌提前直到几百米识别出口匝道。
根据本方法的一个有利实施方式，将能够通过速度控制器控制的速度限制到安全速度。
在此，优点主要可见于，这种速度的限制能够与完全抑制加速度等同起来。该方法能在技术上特别简单地实施，并且避免整个不必要的加速过程，该加速过程既导致附加的燃料消耗又导致主观上感受为不舒适的不平稳行驶感觉。
本发明的一个优选实施方式在于，借助传感装置识别并且分析处理所述出口匝道的特性和参数，并且借助所述参数计算最大速度，并且将能够通过速度控制器控制的速度限制到该最大速度。
该特别优选的实施方式的优点在于，能够通过几何参数(例如出口匝道的宽度或曲率半径)传感地、即例如通过摄像机或雷达检测，并且据此计算最大速度，车辆以该最大速度能够无危险地通过出口匝道。由此尤其防止，车辆必须在经过出口匝道时制动，这最终避免了无效的燃料消耗和制动器的可避免的磨损。
本发明的一个完全特别优选的实施方式设置：在车道变换之前通过呈间距调节速度控制器形式的速度控制器控制安全速度，用于保持相对于在前行驶的最近障碍车辆的安全间距。
因此这是有利的，尤其因为优化了长途交通中典型状况的燃料消耗和磨损，在该状况中，在经过出口匝道离开长途道路之前跟随更缓慢的障碍车辆，例如跟随载重车。
本发明的改进方案设置：只要独立于速度控制器的速度限制被取消，接下来就取消能够通过速度控制器控制的速度的限制。
在此，优点主要可见于，如果借助传感装置识别的出口匝道例如是高速路交叉口的部分，即同时构成或在那里汇入到另一长途道路的入口坡道，那么由此避免车辆的不必要的缓行。在此优选地，独立的速度限制功能由弯道速度限制装置预先给定，该弯道速度限制装置是驾驶员辅助***的部分。如果现在车辆从第一长途道路经过弯曲的出口匝道和进一步弯曲的入口坡道到达第二长途道路上，那么例如在入口坡道中已激活的弯道速度限制装置，在到达第二长途道路时被关闭，由此取消通过弯道速度限制装置强制的速度限制功能。然后于是根据本发明的该实施方式也取消速度控制器的速度限制功能，使得驾驶员不必为重新加速介入到自动速度调节中。
本发明的另一实施方式设置，如果在车辆的行驶路径中识别出长途道路，则取消能够通过速度控制器控制的速度的限制。
尤其能够与之前所述的改进方案结合的这种方法具有下述优点：没有不必要地保持在进入长途道路时的速度限制功能。在此，长途道路的识别能够如出口匝道的识别一样借助传感装置，即例如借助摄像机和数字图像识别装置，或者也通过导航***例如借助GPS实现。
本发明的一个特别优选的实施方式设置：所述出口匝道借助呈至少一个平面摄像机或立体摄像机形式的传感装置识别。
此类摄像机(也能够用于例如识别车道变换)不但能够实现特别可靠地识别道路的特性，而且能够实现特别可靠地识别车道标识和道路限界，以及能够实现特别可靠地识别指示出口匝道的路牌。由此使出口匝道或引路在到达在其中而设置的弯道或速度限制牌之前几百米已经被识别，所述速度限制牌会强制地要求速度调节。
本发明通过这种方式进一步地改进：借助附加的呈无线电雷达或激光雷达单元形式的传感装置通过传感器融合(Sensorfusion)识别出口匝道。
在此，优点主要在于，相对于借助摄像机的仅仅视觉的识别，极大地提高识别的精确性还有可靠性。无线电雷达或激光雷达提供下述三维信息，所述三维信息能够借助分析功能仅仅估计通过单个摄像机、即单个镜头获得的图像。立体摄像机虽然也部分地提供三维信息，但是所述信息的识别精确性也能够通过与无线电雷达或激光雷达结合的分析处理功能来进一步改进。
附图说明
以下借助本发明的优选实施例的说明、参照四个附图共同详细地示出另外的改进本发明的措施。
其示出：
图1具有激活的间距调节速度控制器的车辆在高速路出口匝道之前的区域的示意性示图；
图2车辆的预测行驶路径和车道变换的示意性示图；
图3借助传感器融合识别出口匝道的示意性示图；和
图4借助传感器融合识别再次进入相连接的长途道路的示意性示图。
具体实施方式
根据图1，车辆1具有用于速度控制的速度控制器2。在此，速度控制器2通过控制单元3与传感装置4通信，该传感装置包括指向行驶方向的雷达5和摄像机6。在此，摄像机6形成由光谱组成的电磁射线，而雷达5发出和接收在毫米波范围内的射线。
车辆1以安全间距跟随障碍车辆7，该安全间距由呈间距调节速度控制器形式的速度控制器2通过控制安全速度来保持。在此，到障碍车辆7的间距通过呈雷达5形式的传感装置4测量。
在此，例如通过散射或反射产生的对测量有关的数据点示例性地用加号来象征表达。限界传感装置4的视野的锥体用点出的三角形示意性地表示。
在图2中示出车辆1的车道变换，该车辆从长途道路8变换到出口匝道9上。由此，尤其不再跟随障碍车辆7。该障碍车辆即作为障碍消失。
在此，控制单元3计算车辆的预测行驶路径10，该行驶路径通到出口匝道9上。
根据图3，车辆1位于通到出口匝道9的车道上。在此，借助传感装置4在一定距离之外识别出口匝道9。为了识别，在此使用传感器融合，其中，摄像机6和雷达5的图解地用加号标记的测量点相互比较。
通过与传感装置4通信的控制单元3分析处理并且传递给速度控制器2下述信息：出口匝道位于预测行驶路径10中。然后，该速度控制器阻止车辆1加速，即使障碍车辆7不再是障碍。因此，车辆1以恒定速度行驶经过出口匝道9，并且尤其不必通过驾驶员来制动。
根据图4，车辆1接下来直接从与在这里未继续示出的出口匝道9相连接的入口11拐入到长途道路8a中。通过摄像机6和雷达5的传感器融合，所述长途道路8a被识别出，并且之前激活的速度限制功能由此再次被关闭：使得速度控制器2能够加速车辆1到预给定速度上。
本发明不局限于上述优选实施例。更多地也能够由此设想变型方案，所述变型方案包括在所附的权利要求的保护范围中。因此例如也可行的是，代替使用无线电雷达而使用激光雷达，或者代替使用平面摄像机而使用立体摄像机。附图也仅仅理解为示意图。尤其例如在车辆与在识别时的出口匝道本身之间的实际距离可能远远更大。
附图标记列表
1 车辆
2 速度控制器
3 控制单元
4 传感装置
5 雷达
6 摄像机
7 障碍车辆
8、8a 长途道路
9 出口匝道
10 行驶路径
11 入口

Claims (12)

1.用于车辆(1)的速度调节的方法，在所述方法中，利用速度控制器(2)控制速度，并且利用沿行驶方向指向的传感装置(4)借助电磁辐射的空间解析来识别环境，包括下述步骤，在所述步骤中
-限定预给定速度，并且
-通过速度控制器(2)控制相对于所述预给定速度降低的安全速度，并且
-通过所述传感装置(4)识别所述车辆(1)的车道变换，
其特征在于，接下来
-借助所述传感装置(4)识别在所述车辆(1)的预测行驶路径(10)中的出口匝道(9)，并且
-将能够通过所述速度控制器(2)控制的速度限制到低于所述预给定速度的值。
2.按照权利要求1所述的方法，
其特征在于，将能够通过所述速度控制器(2)控制的速度限制到所述安全速度。
3.按照前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，借助所述传感装置(4)识别并且如下分析处理所述出口匝道(9)的几何特性：使得由此计算出最大速度，并且将能够通过所述速度控制器(2)控制的速度限制到所述最大速度。
4.按照前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，在车道变换之前通过构造为间距调节速度控制器的速度控制器(2)控制安全速度，用于保持相对于直接在前行驶的障碍车辆(7)的安全间距。
5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，只要独立于速度控制器的速度限制被取消，接下来就取消能够通过所述速度控制器(2)控制的速度的限制。
6.按照前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，如果在所述车辆(1)的行驶路径(10)中识别出长途道路(8a)，接下来则取消能够通过所述速度控制器(2)控制的速度的限制。
7.按照前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，所述出口匝道(9)被摄像机辅助地识别。
8.按照权利要求7所述的方法，
其特征在于，所述出口匝道(9)通过无线电雷达辅助的或者激光雷达辅助的传感器融合被识别。
9.用于车辆(1)的速度调节的装置，具有控制单元(3)，所述控制单元构造用于执行按照权利要求1到8中任一项所述的方法。
10.按照权利要求9所述的装置，
其特征在于，用于识别所述出口匝道(9)的所述传感装置(4)包括至少一个摄像机(6)，所述摄像机的图形信号传输给所述控制单元(3)。
11.按照权利要求9或10所述的装置，
其特征在于，用于识别所述出口匝道(9)的所述传感装置(4)包括至少一个无线电雷达(5)或激光雷达(6)，所述无线电雷达或激光雷达的信号传输给所述控制单元(3)。
12.车辆(1)，所述车辆具有按照权利要求9所述的装置。
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