CN109131315A - 基于轨迹的机动车引导 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制机动车的方法，其包括以下步骤：检测预先确定的第一轨迹；确定所述第一轨迹经过的区域；确定第二轨迹，所述第二轨迹在所确定的区域中与所述第一轨迹不同地延伸；对受驾驶员控制地选择所述轨迹之一进行检测；和这样自主控制机动车，使得所述机动车遵循所选择的轨迹。本发明还涉及一种相应的设备。

Description

基于轨迹的机动车引导
技术领域
本发明涉及独立于驾驶员的机动车引导。尤其，本发明涉及沿着预先确定的轨迹引导机动车。
背景技术
机动车包括驾驶员辅助功能，该驾驶员辅助功能应使驾驶员在引导机动车时减负。例如，可以部分地或完全自动化地沿着预先确定的轨迹引导机动车，以便执行泊入或泊出过程。
专利文献DE 10 2015 205 142 A1涉及一种用于受驾驶员控制地学习轨迹以便接下来自动地在该轨迹上引导机动车的方法。
在该轨迹上引导机动车之前，可以将该轨迹展示给人员，该人员决定，是否要使用该轨迹用于部分或全自动控制。如果该人员例如认为与沿该轨迹的物体的安全间距过低，那么可以不使用该轨迹。通常，将该轨迹图形地由俯视图展示给人员。这可能被感受为不直观的并且可能很难估测与相对于机动车垂直错位的物体的安全间距。
发明内容
因此，本发明所基于的任务在于，说明一种改进的技术，借助所述技术可以更好地展示用于过后与驾驶员无关地引导机动车的轨迹。本发明借助所述技术方案来解决所述问题。优选实施方式给出本发明的扩展技术方案。
用于控制机动车的方法包括以下步骤：检测预先确定的第一轨迹；确定所述第一轨迹经过的区域；确定第二轨迹，所述第二轨迹在所确定的区域中与所述第一轨迹不同地延伸；对受驾驶员控制地选择所述轨迹之一进行检测；和这样自主控制机动车，使得所述机动车遵循所选择的轨迹。
所述方法能够实现驶过所选择的轨迹，使得驾驶员可以评价，所选择的轨迹是否可被用于过后自主引导机动车。尤其，驾驶员可以更好地决定，优选两个轨迹中的哪一个。可以基于受驾驶员控制的机动车运动来记录第一轨迹。替代地，也可以以任意其他方式、尤其在算法上确定第一轨迹。驾驶员尤其可以确定：释放所述轨迹之一用于自动控制是否安全。
可以确定第一轨迹经过的多个区域。对于每个区域可以确定至少一个第二轨迹，所述第二轨迹在该区域中与第一轨迹不同地延伸。由此，可以提供用于第二轨迹的多个替代方案。驾驶员例如可以在自主控制之前决定一个轨迹或决定由一些轨迹构成的组合，以便将机动车从第一轨迹的起点带至目标点。
在另一变型方案中，在行驶每个区域之前检测驾驶员对经过所述区域的轨迹之一的决定。以该方式，驾驶员可以局部地采取行动并且分别在行驶一个区域之后作出关于要为行驶后续区域使用的轨迹的决定。
自主控制通常以非常低的速度进行。所述速度尤其可以比在过后的时间点基于另一方法以该机动车来行驶该轨迹时更低。优选，在机动车自主控制情况下不超过预先确定的最高速度。该最高速度可以约为行走速度，即约为4-6km/h。同样可以预先给定更低的最高速度。
驾驶员在自主控制期间优选可以随时将机动车置于安全状态中。所述安全状态尤其可以包括静止状态。也可以再次离开所述安全状态并且继续进行对机动车的控制。也可以在行驶期间或从安全状态中中断所述自主控制。
此外，如果机动车距离障碍物比预选确定的距离近，那么可以将该机动车带入到安全状态中。障碍物尤其可以借助机动车的车载传感器被检测到并且例如可以涉及物体或人员。
如果操作元件的受驾驶员控制的操纵消失，那么也可以将该机动车带入到安全状态中。这样的操作元件也称为安全停止按钮、安全停止踏板或一般性地称为安全停止装置。直接在操作元件的操纵结束时或在预先确定的延迟之后才可以自动地开始机动车的安全状态。由此可以防止驾驶员失去对机动车的控制。
此外，如果驾驶员距离机动车比预先确定的距离远，那么可以将该机动车带入到安全状态中。由此可以强制驾驶员停留在机动车附近，在那里驾驶员可以最好地评价自动控制并且由此最好地评价所行驶的轨迹。
用于控制机动车的设备包括：用于存储第一轨迹的存储装置；处理装置，其被设立成用于确定第一轨迹会经过的区域并且用于确定第二轨迹，所述第二轨迹在所确定的区域中与第一轨迹不同地延伸；用于对受驾驶员控制地选择轨迹之一进行检测的输入装置。在此，处理装置还被设立成用于这样控制机动车，使得该机动车遵循所选择的轨迹。
所述设备满足机动车的更进一步的车载功能，例如所述设备可以实现用于基于所选择的轨迹控制机动车的驾驶辅助。优选，所述设备被设立成用于执行上述方法的至少一部分。为此，所述设备可以包括可编程的微型计算机或微型控制器。方法的优点和特征可以涉及设备，并且反之。所述方法可以以计算机程序产品的形式存在并且也可以存储在计算机可读的存储装置上。
所述设备还可以包括用于将输入装置与处理装置连接的无线通信装置。在此，处理装置优选被设立成用于在通信连接中断的情况下将机动车带入到安全状态中。如果通信连接的无线电信号的所接收的场强或信噪比下降到低于预先确定的值，那么例如可以确定通信连接的中断。可选地可以复检，是否比预先确定的时间更长地低于预先确定的值。为了取消安全状态，驾驶员可以相应地操纵输入装置。
进一步优选，所述设备还包括用于示出第一和第二轨迹的再现的图形输出设备。可以支持常规的示出选项，如移动所示出的区域或放大局部。
附图说明
现在参照附图更详细地描述本发明。在附图中示出：
图1具有控制设备的机动车，
图2用于控制机动车的流程图，和
图3用于引导机动车的示例性的替代轨迹。
具体实施方式
图1示出机动车105的车载设备100。机动车105优选包括载客汽车，然而在其他实施方式中例如也可以包括商用车辆如载重车。设备100被设立成用于在预先确定的第一轨迹110上引导机动车105。
第一轨迹110在起点与终点或目标点之间延伸并且通常解决机动车的调度任务，例如在预先确定的泊车位置处泊入或泊出。起始位置和终止位置通常相对彼此离得较近，例如在小于5米、约5至10米或直至最大约20米或50米的范围内。在其他实施方式中，这些位置也可以彼此相距100米或在直至1公里或几公里的范围内。通常，起始位置和终止位置在地理上被定义并且因此被静态地确定。第二轨迹115使用与第一轨迹110不同的从起始位置至目标位置的路径。
设备100包括处理装置120、至少一个探测装置125，所述探测装置例如可以包括定位装置130或环境识别装置135，并且所述设备优选包括存储设备140。此外，设置接至机动车105的横向控制装置150的第一接口145，和/或设置接至纵向控制装置160的第二接口155。此外，优选设置操作元件165或视觉、触觉和/或听觉的输出设备170。在另一实施方式中，操作元件165和/或输出设备170由移动设备175包括，所述移动设备可以借助优选无线接口180与处理装置120处于通信连接中。一个或多个轨迹110,115可以在输出设备170上示出，以便使驾驶员对要行驶的轨迹110,115作出决定变容易。为此，输出设备170可以包括图形显示器、触摸屏或平视显示器。
驾驶员可以在机动车105的自主控制期间位于机动车105之外，其中，驾驶员优选随身携带移动设备175，以便控制机动车105。因此，驾驶员尤其可以更好地从可选的立体示图来对行驶困难的通道进行观察，在该通道中应特别准确地进行调度。优选，驾驶员可以随时使机动车105停车或将其转移到安全状态中。在一个实施方式中，驾驶员也可以在所行驶的轨迹110,115的一部分上重置机动车105，以便在该地点处重新行驶轨迹110,115。驾驶员也可以直至预先确定的区域开始时重置机动车105并且为行驶该区域决定另一轨迹110,115。
定位装置130尤其可以包括例如受卫星支持的导航***的导航接收器或者包括尽可能高度精确的惯性传感装置。为了提高定位精度，可以使用附加的传感器。环境识别装置135例如可以包括光学摄像机、红外线摄像机、雷达或激光雷达传感器或超声波***。借助环境识别装置135一方面可以推断出机动车105的运动，另一方面可以确定机动车105的环境中的物体190。关于另外的物体190的信息例如可以被存储在导航***的地图存储器中，所述导航***可以包括定位装置130。
横向控制装置150通常由机动车105的转向装置构成。通过第一接口145可以控制横向控制装置150，以便控制机动车105的行驶方向。纵向控制装置160通常包括驱动马达，所述驱动马达尤其可以实施为电动机、内燃发动机或这两者的组合。此外，行车制动器或驻车制动器可以由纵向控制装置160包括。纵向控制装置160可以对机动车105的任意车轮195起作用。一般性地优选，机动车105是双轮辙的并且这些车轮195成对地安装在车轴上。通过第二接口155，纵向控制装置160可以由处理装置120控制，以便在方向和速度方面控制机动车105的纵向运动。
还可以设置机动车105的另外或替代的车载传感器。例如可以在车轮195上安装转角或转速传感器，或者可以基于外部装置确定机动车105的位置，所述外部装置尤其可以包括对机动车105的视觉跟踪***。
在此提出，设备100被设立成用于确定第二轨迹115作为第一轨迹110的替代方案，以便委托驾驶员在轨迹110,115之间进行选择并且借助机动车105驶过所选择的轨迹110,115。驾驶员可以决定，所选择的轨迹110,115是否足够安全，以便过后在驾驶员不监视的情况下被用于机动车105的自主控制。
图2示出用于控制机动车105的方法200的流程图。在第一步骤205中，机动车105位于起始位置处，第一轨迹110从该起始位置起延伸。例如可以由此开始方法200：驾驶员手动地开始驶过第一轨迹110，或者处理装置120提供被机动车105的驾驶员采纳的相应建议。
第一轨迹110可以存储在存储设备140中。例如可以通过记录机动车105的受驾驶员控制的运动或通过例如借助处理装置120尤其在算法上进行确定来确定所述第一轨迹。在一个实施方式中，也可以反向行驶之前驶过的第一轨迹110，以便例如沿与刚刚执行的行驶方向相反的方向来提供对第一轨迹110的自主驶过。
在步骤210中，确定第一轨迹110经过的一个或多个区域。在步骤215中，确定一个第二轨迹115，该第二轨迹在至少一个区域中与第一轨迹110不同。第二轨迹115也可以在多个区域中与第一轨迹110不同。也可以确定多个第二轨迹115，这些第二轨迹分别在一个或多个区域中与第一轨迹110的导向不同。
在步骤220中，可以提供一个或多个确定的第二轨迹115并且必要时也可以为驾驶员提供第一轨迹110用于作出决定。为此，尤其可以在输出设备170进行图形示出。
如果检测到驾驶员的决定，那么可以在步骤225中沿着所选择的轨迹110,115自主控制机动车105。所述控制通常包括借助定位装置130、借助所确定的位置与所选择的轨迹110,115的比较并且必要时借助通过第一接口145和/或第二接口155对控制信号的传输来确定机动车105的位置。
在自主引导机动车105期间，在步骤230中优选确定是否存在故障状态。故障状态可以由驾驶员手动开始，其方式是，驾驶员例如操纵操作元件165。替代地，如果驾驶员比预先确定的时间更长地未操纵为此设置的操作元件165，那么也可以开始故障状态。进一步地，如果基于探测装置125确定机动车105与对象190的间距小于预先确定的阈值，那么可以开始故障状态。在另一实施方式中，驾驶员可以带着控制设备离开机动车105，该控制设备借助无线接口180与机动车105处于通信连接中。如果不能够通过无线接口180进行足够好的信息传输，那么同样可以开始安全状态。例如在移动设备175与机动车105之间出现干扰或距离远的情况下可以是这种情况。在另一实施方式中，例如借助安装在移动设备175上的另一定位装置130另外地确定机动车105与移动设备175之间的间距。为此，移动设备175例如可以构造为具有附加功能的移动电话设备(智能手机)。
在步骤235中，机动车105采纳该安全状态。该安全状态通常由机动车105的完全静止状态决定。在此，可以激活行车制动器或驻车制动器。可以将被纵向控制装置160包括的驱动马达转换或切换到空转中。
如果例如驾驶员尤其借助操作元件165给出相应命令，那么可以从步骤235中的安全状态返回到步骤230或步骤225。也可以从步骤225,230或235之一中强制过渡到步骤240中，其方式是，中断方法200。如果例如不再能够实现自主控制，因为不再存在机动车105周围的物体190之间的足够操纵空间，那么可以开始步骤240。
如果在步骤230中确定不存在故障，那么可以在步骤225中继续进行所述控制。优选，之前在步骤245中复检，是否机动车105完全驶过一个区域并且已到达下一个区域。这在起点与目标点之间限定有多个区域时适用。如果到达所述下一个区域，那么方法200可以返回到步骤220，在该步骤中由驾驶员输入对经过即将到来的区域的轨迹110,115的选择。在另一实施方式中，也可以针对即将到来的区域在该时间点才确定与第一轨迹110有偏差的第二轨迹115。
对利用哪个轨迹110,115的决定可以在行驶之前针对每个区域单独地或针对多个或所有区域共同地被确定。
图3示出示例性的用于引导车辆105的替代轨迹110,115。第一轨迹110在起点305与目标点310之间延伸。目标点310例如可以包括车库、停车位或停车场。在第一轨迹110上存在一个或多个区域315。第二轨迹115在所述区域315中的至少一个区域上与第一轨迹110不同。在此，第二轨迹115例如可以包括绕开障碍物的替代路径(代替从左边经过地从右边经过)或者包括相对于第一轨迹110侧向错位的区段。通常，轨迹110,115相互共同具有至少一个另外区段。
在示出的实施方式中，第二轨迹115在两个区域315中与第一轨迹110不同。然而也可以确定多个第二轨迹115，其中一个第二轨迹仅在第一区域315上与第一轨迹110不同，其中另一个第二轨迹仅在第二区域315上与第一轨迹不同，而其中第三个第二轨迹在两个区域315上与第一轨迹不同。针对更多或更少的区域315可以找到相应的互换方式。可以确定任意多个第二轨迹115。
驾驶员可以选择轨迹110,115之一，在该轨迹上缓慢地引导机动车105，以便允许由驾驶员对所行驶的轨迹110,115例如对于过后的自主行驶值是否得信赖进行评价。在一个实施方式中，确定起点305与目标点310之间的多个第二轨迹310，并且还在完全驶过所述区域315之前驾驶员作出决定，应遵循哪个轨迹110,115，使得所选择的轨迹可以从起点305经过所有区域315直至目标点310是已知的。在另一实施方式中，驾驶员可以在行驶每个区域315之前分别选择一个轨迹110,115，它们的导向在即将到来的区域315上不同。尤其用于决定一个轨迹110,115的混合形式同样是可能的，所述轨迹在多个但是不是所有区域315上被确定。

Claims (10)

1.用于控制机动车(105)的方法(200)，包括以下步骤：
-检测(205)预先确定的第一轨迹(110)；
-确定(210)所述第一轨迹(110)经过的区域(315)；
-确定(215)第二轨迹(115)，所述第二轨迹在所确定的所述区域(315)中与所述第一轨迹(110)不同地延伸；
-对受驾驶员控制地选择所述轨迹(110,115)之一进行检测(220)；和
-这样自主控制(225)所述机动车(105)，使得所述机动车遵循所选择的所述轨迹(110,115)。
2.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，确定所述第一轨迹(110)经过的多个区域(315)，并且对于每个区域(315)确定至少一个第二轨迹(115)，所述第二轨迹在所述区域(315)中与所述第一轨迹(110)不同地延伸。
3.根据权利要求2所述的方法(200)，其中，在行驶每个区域(315)之前检测(220)驾驶员对经过所述区域(315)的所述轨迹(110,115)之一的决定。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，不超过预先确定的最高速度。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，如果所述机动车(105)距离障碍物(190)比预选确定的距离近，那么将所述机动车带入到安全状态(235)中。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，如果操作元件(165)的受驾驶员控制的操纵消失，那么将所述机动车(105)带入到安全状态(235)中。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中，如果驾驶员距离所述机动车(105)比预先确定的距离远，那么将所述机动车(105)带入到安全状态(235)中。
8.用于控制机动车(105)的设备(100)，包括：
-用于存储第一轨迹(110)的存储装置(140)；
-处理装置(120)，其被设立成用于确定所述第一轨迹(110)经过的区域(315)并且用于确定第二轨迹(115)，所述第二轨迹在所确定的所述区域(315)中与所述第一轨迹(110)不同地延伸；
-用于对受驾驶员控制地选择所述轨迹(110,115)之一进行检测的输入装置(165)，
-其中，所述处理装置(120)还被设立成用于这样控制所述机动车(105)，使得所述机动车遵循所选择的所述轨迹(110,115)。
9.根据权利要求8所述的设备(100)，还包括用于将所述输入装置(165)与所述处理装置(120)连接的无线通信(180)，其中，所述处理装置(120)被设立成用于在通信连接(180)中断的情况下将所述机动车(105)带入到安全状态中。
10.根据权利要求9所述的设备(100)，还包括用于示出所述第一轨迹(110)和所述第二轨迹(115)的再现的图形输出设备(170)。
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