CN109109860A - 辅助驾驶员的方法和驾驶员辅助*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在驶过十字路口(6)或者岔路时辅助驾驶员的方法，在该十字路口或者岔路处的过渡面(12)上有至少三条道路(3、4、5)相汇，所述方法具有步骤：a)估计(S2、S10)本车(1)的未来运动；b)估计(S3、S10)第三车辆(2)的未来运动，c)根据未来运动估计(S6、S11)本车(1)与第三车辆(2)碰撞的概率；d)当所估计的碰撞概率超过极限值时，采取减少风险的措施(S7、S12、S15)，e)搜索(S4)设置在过渡面(12)上的或者限定过渡面(12)的行车道标记(17、18、19)，其中，当找到所述行车道标记(17、18、19)时，基于检测到的行车道标记估计(S10)至少一个车辆的未来运动。

Description

辅助驾驶员的方法和驾驶员辅助***
技术领域
本发明涉及一种用于在驶过十字路口或者岔路时辅助机动车的驾驶员的方法和辅助***，尤其用于避免当不同车辆的路径在过渡面上交叉时可能出现的碰撞。
背景技术
辅助***已广为人知，它们检测行车道标记、如道路的边缘线或者中线和相邻的车辆，并且当与行车道标记的距离或者与在前行驶车辆的距离以可能紧要的方式改变时警告驾驶员或者与行车道标记和其它车辆自动保持适当距离地引导车辆。
在开放路段上行驶时，这种辅助***通常需要忽略对向驶来的车辆，因为在车辆使用不同车道时不存在碰撞危险，并且辅助***对于对向交通的持续警告只会干扰驾驶员。即使在十字路口或者岔路上，对于对向交通的警告或者其它减小碰撞风险的措施也只在以下情况下有用，即驾驶员真的没有察觉到对向交通并且本身没有采取用于避免碰撞的适当措施。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种方法和辅助***，它们能够在这种情况下可靠地采取减小碰撞风险的措施，另一方面将在没有紧急情况时采取这些措施的概率最小化。
该技术问题按照本发明的一种设计方案由此解决，即，在用于在驶过十字路口或者岔路时辅助机动车驾驶员的方法中，在过渡面上有至少三条道路相汇，所述方法具有步骤：
a)估计本车的未来运动；
b)估计第三车辆的未来运动，
c)根据未来运动估计本车与第三车辆碰撞的概率；
d)当所估计的碰撞概率超过极限值时，采取减少风险的措施，
搜索设置在过渡面上的行车道标记，如果找到所述行车道标记，则基于检测到的行车道标记估计至少一个车辆的未来运动。
原则上，路径在这种过渡面上相汇的车辆大多与是否存在行车道标记无关地具有用于彼此避让的空间。这使得当两个车辆在没有标记的过渡面上相互靠近时，难以预测驾驶员尝试相互避让的轨迹，并且因此出现以下情况的概率很高，即辅助***尽管由一个轨迹识别出碰撞风险，但驾驶员想要按可以避免碰撞的另一轨迹行驶，并且在最好情况下驾驶员被辅助***的假定降低风险的措施惹恼，在最坏情况下影响其行为自主性。而如果存在行车道标记，则出现以下情况的概率很高，即相关车辆的驾驶员想以行车道标记取向并且当在沿着行车道标记行驶存在碰撞风险时，碰撞风险实际尚未由至少一个驾驶员察觉到并且在这种情况下采取的减小风险的措施也被与之相关的驾驶员感知为正确和有用的。
尽管碰撞风险明显只存在于在相同道路上行驶的车辆之间，并且检测到的行车道标记因此对于本车和第三车辆都是相关的，但本发明的典型应用情况是，例如车辆左转并且在此必须跨过其它车辆的路径，检测到的唯一行车道标记只对车辆之一相关或者对于两个车辆中的每一个存在单独的行车道标记，当它们被成功检测到时，作为估计两个车辆的未来运动的基础。
在步骤d)中，根据碰撞概率从一组可行的措施中选择所采取的措施。由此，***做出响应的程度可以与可能的危险适配，响应可以从例如关于对驾驶员的警示输出保持不作为到收回驾驶员控制权并且介入机动车的前进。
介入机动车运动作为减小风险的措施应限制在真正在过渡面上找到了行车道标记的情况下。
为了降低错误地将行车道不平整、污物或者类似结构识别为行车道标记的可能性，可以规定，当过渡面上的结构连续地连接在相汇的道路的行车道上时，将所述过渡面上的结构理解为行车道标记。
尤其在十字路口或者道路交汇处可能出现这样的行车道边界，它们根据的车辆接近十字路口或者交汇处的方向而对于本车和第三车辆具有不同意义。因此，应在在步骤e)中，在检测到行车道标记之后判断，行车道标记针对车辆中的哪一辆是相关的，并且在不考虑行车道边界的情况下估计与行车道标记无关的车辆的未来运动。
尤其可以在十字路口或者交汇处为车道表面配设行车道标记，它们只对于特定的车辆、尤其是对于左转的车辆，横向于其行驶方向地限定这些车辆所应遵循的路径，而对于沿相反方向笔直地经过十字路口的车辆没有意义。为了正确地配置这些行车道边界线，可以将行车道标记识别为对于这样的车辆是相关的，即车辆迄今的运动方向连续地连接在行车道标记的方向上。
可以根据导航***的数据在驶过过渡面时的不连续行驶方向之间做出选择，尤其是判断交汇道路中的哪一条应再次离开过渡面。如果不存在导航***或者没有使用导航***，则可以假设驾驶员准确地认识需要行驶的路径并且已经在驶入过渡面时考虑了他想从哪条路再次离开。在这种情况下，可以根据车辆的之前运动做出选择。
本发明的技术问题还通过一种驾驶员辅助***解决，其具有至少一个环境传感器和计算单元，所述环境传感器用于检测行车道边界、带有驾驶员辅助***的本车的运动和第三车辆的运动，所述计算单元用于估计本车和/或第三车辆的未来运动、用于根据未来运动估计本车与第三车辆碰撞的概率并且用于当所估计的碰撞概率超过极限值时，采取减少风险的措施。
本发明的其它主题包括一种具有程序编码指令的计算机程序产品，所述程序编码指令能够使计算机实施前述方法或者作为之前定义的驾驶员辅助***中的计算单元进行工作，以及包括一种计算机可读的数据载体，在所述数据载体上保存有程序指令，所述程序指令能够使计算机实施以之前说明的方式进行工作。
附图说明
本发明的其它特征和优点由以下参照附图对实施例的说明得出。在附图中：
图1-3分别示出在本发明的典型应用情况下的具有多个车辆的十字路口的俯视图；
图4示出图1-3中的车辆之一的车载计算机的工作方法的流程图。
具体实施方式
图1示出两个车辆，其中之一在以下称为本车1并且另一个称为第三车辆2，所述车辆在道路3、4上从相反的方向接近具有第三道路5的交汇区域或者十字路口6。本车1具有环境传感器7、如摄像头或者雷达传感器，用于检测其它车辆或者由本车1驶过的道路3的走向，本车1还具有用于分析由环境传感器7提供的信息的车载计算机8。根据所述信息，车载计算机8得到关于在本车1的环境中运动的第三车辆如车辆2和必须避免与之碰撞的其它障碍物和道路3走向的情况。根据环境传感器7的数据，原则上也可以识别本车1的自身运动；为了简化识别并且改善其可靠性，车载计算机8也应该附加地接收来自测速计、转向角传感器等的数据。
车载计算机8控制光学的和/或声学的信号传感器9，以便通过其向本车1的驾驶员给出提示；此外，车载计算机8可以与本车1的制动器和/或转向装置中的执行器相连，以便在紧急情况下能够通过所述执行器影响本车1的运动。
根据环境传感器7的数据，车载计算机8能够跟踪本车1和外部车辆2的运动并且根据直至所示时间点检测的运动走向对进一步的运动进行预测。这种预测例如可以包含以下内容，即第三车辆2笔直地行驶经过十字路口6，因为所述车辆以不适于转向至道路5的速度靠近，而对于本车1，速度减小或者与右侧行车道边缘10的距离增加或者跨越驶过处于道路3的右侧行车道与中间行车道之间的行车道边界线11能够推断出驾驶员向左转入道路5中的意图。
尽管车载计算机8由环境传感器7的数据原则上可以推导出道路5在十字路口6附近的走向；但不能准确地预测驾驶员为了转入道路5而经过十字路口6的过渡面12所沿的路径。车载计算机8不能估计出驾驶员是否决定加速，以便在第三车辆2之前以尽可能短的路径13经过十字路口6并且在此在转入道路5时也暂时地使用其空闲的左侧行车道，还是驾驶员进一步减速，以便沿驶出较远的曲线14在第三车辆2之后转入道路5。在这种情况下不适宜的是，车载计算机8影响本车1的运动并且由此妨碍驾驶员的原本能够无碰撞地驶过十字路口6的机动动作。然而，如果车载计算机8得出的结论是处于极限路线13与14之间的接近的路线可能导致与第三车辆2碰撞，则车载计算机8控制信号传感器9，以提示驾驶员存在碰撞危险。
图2的情形与图1所示的情形的不同之处在于，在道路5通入十字路口6的交汇处存在安全岛15，并且安全岛的前部边缘16也限定了道路3、4、5之间的过渡面12。安全岛15能够由环境传感器7检测到。安全岛限制了本车1可以转入道路5的可能路线；尤其是安全岛阻挡了图1的较短路线13。如果车载计算机8在这种情况下得出的结论是不能在第三车辆2之前无碰撞地经过十字路口6，则车载计算机8可以阻止驾驶员在第三车辆2之前经过十字路口6的企图，在紧急情况下通过介入本车1的制动器和/或转向装置进行阻止。
在图3的情形中，画在十字路口6上的行车道边界线17、18、19作为由环境传感器7检测到的附加信息可供车载计算机8使用。行车道边界线17笔直地延伸经过过渡面12并且限定出第三车辆2预计经过十字路口6的路线；行车道边界线18从本车1的视角形成向左指向的弧线，为了转入道路5应沿着所述弧线行驶，而不会妨碍来自道路4的相反方向的同样左转并且在此沿着行车道边界线19行驶的车辆。
图4示出由车载计算机8在较短的间隔内重复实施的工作方法的流程图。对所述方法的描述起始于本车1靠近十字路口6的时间点。车载计算机8已经在之前周期性地分析了环境传感器7的数据并且根据所述数据识别出本车1周围的第三车辆并且监测其运动以及记录本车1相对于道路3的行车道边界如10、11的位置和速度随时间的变化，从而在方法开始时提供相关的数据。
在步骤S1中，对环境传感器7的数据的周期性分析得出本车1靠近十字路口6。接着根据所记录的与本车1的运动相关的数据搜索关于想要左转的指示。所述指示可以是本车1减速和增大其与右侧行车道边缘10的距离、从右向左跨过行车道边界线11或者打开转向灯。如果存在这些指示，则在步骤S2中确定想要左转。
接着，在步骤S3中检验在路线上是否有第三车辆在行驶，所述第三车辆可能在本车1的进一步路线上与之碰撞。为此目的，针对车载计算机8已知的每个第三车辆根据为此车辆提供的记录外推所述第三车辆的进一步运动并且检验所述进一步运动是否与本车1的进一步路线交叉。这个询问通常可以在没有详细地已知车辆1、2的进一步路线的情况下可靠地得到答案，因为在图1至3所示的情形中，第三车辆2不可能笔直地驶过十字路口6而不与本车1的进一步路线交叉。
如果所述路线真的交叉，则车载计算机8首先在环境传感器7的数据中搜索允许更准确地估计两个车辆1、2进一步运动所沿的路线的依据。为此，在步骤S4中，在这些数据中搜索过渡面12的边缘之上或者之处的行车道标记，车辆1、2的驾驶员预计根据所述行车道标记取向。
如果在与图1类似的情况下搜索无结果，则车载计算机8基于本车1当前的速度和行驶方向计算将本车1以最小程度的转向运动和加速度或者减速度从其当前位置导引至道路5的轨迹，并且计算将第三车辆2同样以最小程度的转向运动和加速度或者减速度导引至道路3的轨迹，并且计算车辆1、2在它们沿着所述轨迹行驶时彼此保持的距离(S5)。如果在步骤S6中确定，在此保持了最小安全距离，则不进行其它步骤，并且所述方法回到起点。如果不能保持最小安全距离，则车载计算机8通过信号传感器9输出警告(S7)并且回到起点。
如果在步骤S4中找到了行车道标记，则必须首先确定其对于哪个车辆1或者2是相关的。这个判断可以在第一步骤S8中以所找到的行车道标记的类型为基础。安全岛15的边缘16对于车辆1、2是物理障碍，在不危及车辆的情况下不能驶过所述物理障碍。因此，对于两个车辆1、2，针对进一步的运动只考虑没有接触边缘16的轨迹。这在图1至3所观察的交通情形下尤其对于本车1明显地限制了其可以到达道路5的路线的选择；如暂时地延伸经过道路5的左侧行车道的路线13不再被考虑，因为其被安全岛15挡住。这能够使车载计算机8明显比在步骤S5中更可靠地预测本车1在何时和何处与车辆2的轨迹交叉。
在步骤S4中找到的其它行车道标记是行车道边界线17、18、19。它们根据环境传感器7的数据在步骤S8中被识别为与行车道齐平的，因此原则上可以被驶过。因此在步骤S9中研究其走向。
行车道边界线17平行于道路3的行车道延伸，因此至少在驶入过渡面12的较早阶段中，本车1的行驶方向与行车道边界线17的方向一致。在所述阶段中，车载计算机8还可能得出的结果是与本车1相邻的行车道边界线17是相关的；如果本车1在所述行车道边界线17处笔直地驶过十字路口6，则第三车辆2明显不产生威胁。然而如果本车1如图1至3所示地进一步进入过渡面12并且开始向左转，则行驶方向不再与行车道边界线17的方向一致。但行车道边界线17也不是如需要由本车注意的停车标记(其同样可以画在过渡面12上)那样垂直于行驶方向地延伸。因为行车道边界线17的方向由此既与行驶方向也与垂直线明显地偏离例如大于10或者15°的角，所以车载计算机8将行车道边界线17评估为与本车1无关的。
而对于第三车辆2证实，行车道边界线17与其行驶方向一致。因此，行车道边界线17被评估为与第三车辆2相关。
在行车道边界线18的情况下，车载计算机8确定行车道边界线18与本车1的行驶方向一致并且本车1通过沿着行车道边界线18行驶而到达道路5。因此，所述行车道边界线18被分级为与本车1相关。行车道边界线18被分级为与第三车辆2无关，因为第三车辆2的行驶方向与行车道边界线18倾斜地交叉。
行车道边界线19可以被评估为与本车1无关，因为其与本车1相隔多于一个行车道宽度并且因为其在与本车1最近的点处的方向既不与行驶方向一致也不垂直于行驶方向。当第三车辆2进入过渡面12并且其行驶方向开始偏离行车道边界线19与其最近的点的方向时，才证实行车道边界线19也与第三车辆2无关。
因此，步骤S8和S9的结果对于每个车辆1、2是在其经过过渡面12的路线上不能超过的边界的列表。
在考虑这些边界的情况下，在步骤S10中针对两个车辆1、2分别确定轨迹，所述轨迹在与步骤S5中相同的要求下将车辆以最小程度的转向运动和加速度或者减速度导引经过十字路口6，并且检验(S11)，当在这些轨迹上运动时是否保持了最小安全距离。如果是，则所述方法直接回到起点。如果不是，则根据第一设计方案，车载计算机8立即对本车1进行紧急制动。如果车载计算机8也有权访问本车1的转向装置，则车载计算机可以在这种情况下利用其以防止本车1跨过行车道边界线17。由此确保第三车辆2不受阻碍地经过十字路口6。
根据第二设计方案，还可以事先首先输出警告(S12)，而驾驶员有机会对警告做出响应，为本车搜索备选的轨迹(S13)。如果在步骤S14中确定没有找到适当的轨迹，则进行紧急制动或者必要时在步骤S15中进行转向干涉。
如果在步骤S14中找到了保持安全距离的轨迹，并且由驾驶员在其间的转向机动动作可以在步骤S16中推断出驾驶员准备将本车1沿所述轨迹转向，则所述方法可以再次回到起点，而车载计算机8不进行干涉。如果在行驶通过十字路口的过程中重复所述方法时表明驾驶员偏离了在步骤S13中找到的被评估为安全的轨迹，则在这个时间点在这次重复所述方法的过程中还总是可以分支进入步骤S15。
不言而喻的是，虽然上文的详细描述以及附图针对的是本发明特定的示范性设计方案，但这些内容只是为解释本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。上述设计方案可以有不同的变型，只要不超过权利要求书及其等同技术方案的保护范围即可。尤其是从本说明书和附图中还可以推断出权利要求书中未提到的实施例的特征。这些特征还可以以不同于此处特定公开的组合方式出现。因此，多个这些特征在同一句话中或者在其它方式的上下文关系中提到，均不表示这些特征只能在特定公开的组合中出现；而是原则上可以认为只要不影响本发明的功能性，也可以从多个这些特征中去掉个别特征或者将个别特征变型。
附图标记清单
1 本车
2 第三车辆
3 道路
4 道路
5 道路
6 十字路口
7 环境传感器
8 车载计算机
9 信号传感器
10 车道边缘
11 行车道边界线
12 过渡面
13 路径
14 曲线
15 安全岛
16 边缘
17 行车道边界线
18 行车道边界线
19 行车道边界线

Claims (11)

1.一种用于在驶过十字路口或者岔路时辅助驾驶员的方法，在该十字路口或者岔路处的过渡面上有至少三条道路相汇，所述方法具有步骤：
a)估计(S2、S10)本车(1)的未来运动；
b)估计(S3、S10)第三车辆(2)的未来运动，
c)根据未来运动估计(S6、S11)本车(1)与第三车辆(2)碰撞的概率；
d)当所估计的碰撞概率超过极限值时，采取减少风险的措施(S7、S12、S15)，
e)搜索(S4)设置在过渡面(12)上的或者限定过渡面(12)的行车道标记(16、17、18、19)，其中，当找到所述行车道标记(16、17、18、19)时，基于检测到的行车道标记估计(S10)至少一个车辆的未来运动。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，根据碰撞概率从一组可行的措施中选择(S11-S16)所采取的措施。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，这组可行的措施包括对车辆运动的至少一次介入(S15)和输出警示信号(S7、S12)。
4.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，只在已经找到设置在过渡面(12)上的或者限定过渡面(12)的行车道标记(16、17、18、19)时，才将对车辆运动的介入(S15)选择为减少风险的措施。
5.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当过渡面(12)上的结构连续地连接在相汇的道路(3、4、5)的行车道上时，将所述过渡面(12)上的结构理解为行车道标记(17、18、19)。
6.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在步骤e)中，在检测到行车道标记(16、17、18、19)之后判断(S9)，行车道标记针对车辆(1、2)中的哪一辆是相关的，并且在不考虑行车道标记(16、17、18、19)的情况下估计与行车道标记(16、17、18、19)无关的车辆的未来运动(S10)。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，只当车辆迄今的运动方向与行车道标记(16、17、18、19)的方向一致时，才将行车道标记(16、17、18、19)识别为与这个车辆(1、2)相关(S9)。
8.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在估计未来运动(S1、S2)时，根据车辆(1、2)之前的运动在不连续的行驶方向之间做出选择。
9.一种驾驶员辅助***，具有至少一个环境传感器(7)和计算单元(8)，所述环境传感器用于检测行车道边界(16、17、18、19)、带有驾驶员辅助***的本车(1)的运动和第三车辆(2)的运动，所述计算单元用于估计本车(1)和/或第三车辆(2)的未来运动、用于根据未来运动估计本车(1)与第三车辆(2)碰撞的概率并且用于当所估计的碰撞概率超过极限值时，采取减少风险的措施。
10.一种具有程序编码指令的计算机程序产品，所述程序编码指令能够使计算机实施按权利要求1至8之一所述的方法或者作为按权利要求9所述的驾驶员辅助***中的计算单元进行工作。
11.一种计算机可读的数据载体，在所述数据载体上保存有程序指令，所述程序指令能够使计算机实施按权利要求1至8之一所述的方法或者作为按权利要求9所述的驾驶员辅助***中的计算单元进行工作。
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