CN112105539A - 用于车队中在后车辆的自主操控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车队中的在后车辆的自主操控方法，所述车队还具有在沿同一行驶方向的在前行驶车辆，该方法包括以下步骤：借助在后车辆沿行驶方向朝前检测的一前置传感器检测第一区段信息，基于第一区段信息操控在后车辆，借助在前行驶车辆沿行驶方向朝后检测的后置传感器检测第二区段信息，将第二区段信息传输给在后车辆，以及在有一替代标准时，基于第二区段信息操控在后车辆。

Description

用于车队中在后车辆的自主操控方法
技术领域
本发明涉及用于车队中在后车辆的自主操控方法。
背景技术
自主驾驶这一话题变得日益重要。自主驾驶中，根据借助传感器检测到的例如区段走向、车道上的障碍或类似信息来控制或操控车辆。沿行驶方向朝前检测的传感器对自主驾驶模式的可靠功能极为重要，籍此，例如可测定在后车辆相对于在前行驶车辆的位置，并可例如以在前行驶车辆为导向，实现在后车辆的相应操控。
发明内容
在此背景下，本发明的基本任务是，提供一种在自主驾驶模式中用于车辆自主操控以提高安全性的方法。
根据本发明所述，该任务通过具有权利要求1所述特征的一种方法解决。
根据本发明所述，提出了一种在车队中用于在后车辆自主操控的方法。在后车辆和沿同一行驶方向在在后车辆在前行驶的车辆构成车队。
在根据本发明所述方法中，借助在后车辆沿行驶方向朝前检测的前置传感器检测第一区段信息。第一区段信息包含有关沿行驶方向在车辆前方的周围环境信息，例如有关车辆与道路边缘间距离的数据，还包括关于前方道路走向的数据，有关与在前行驶车辆距离的数据或类似数据。
在自主驾驶模式中，被称为在后车辆的车辆基于第一区段信息操控。也就是说，基于第一区段信息，例如通过被设置用于控制/致动车辆相应部件的控制装置，安排车辆的方向改变或转向和/或车辆的加速或制动。
此外，借助沿行驶方向朝后检测的在在前行驶车辆的后置传感器进行第二区段信息的检测。因此，沿在后车辆的行驶方向，位于在后车辆之前的在在前行驶车辆上有设置用于检测第二区段信息的后置传感器。第二区段信息包含有关在前车辆沿行驶方向的后面周围环境数据，例如有关车辆相对于道路边缘的距离数据，有关道路走向的数据，尤其是有关处于后置传感器视场中的目标相对于在前行驶车辆和/或相对于道路边缘的位置数据。由此，如果在后车辆处于后置传感器的视场中时，可检测在后车辆相对于在在前行驶车辆的位置，并可选地检测在后车辆相对于道路边缘的位置。
借助后置传感器检测到的第二区段信息被传输到在后车辆。由此，在后车辆接收有关沿行驶方向的其前方周围环境信息，但该信息不是用前置传感器，而是由在前行驶车辆的后置传感器检测的。由此，第一区段信息和第二区段信息构成至少部分冗余的信息。
术语“后置传感器”在此尤其可理解为通常意义上的传感器，它例如是参照各相应车辆行驶方向主要作用方向朝后的传感器，尤其是摄像机，它设置和设计在车辆的侧面和/或后面区域，旨在能检测或监控车辆后面的相应区域。
根据本发明所述，在有替代标准时，则基于第二区段信息操控在后车辆。也就是说，基于第二区段信息，例如通过上述控制装置，安排车辆的方向改变或转向和/或车辆的加速或制动。
因此，构成本发明的基础的构思可概括为，在特定情况下，作为借助在后车辆前置传感器测量到的区段信息的替代选择，使用在前行驶车辆的后置传感器的区段信息，以自主操控在后车辆。在此，通过车车通信进行数据交换，其中，至少借助后置传感器检测到的数据被传输到在后车辆。
通过使用至少包含有关在后车辆相对于在前行驶车辆位置信息的在前行驶车辆后置传感器数据，可向在后车辆提供附加的区段信息。由此提高了自主驾驶模式的可靠性，因为在在后车辆前置传感器因故障失灵情况下，依然有在前行驶车辆后置传感器的数据可供使用，并仍可进行自主操控。
由其他从属权利要求和参照附图上的描述得出有益的设计方案和其他结构形式。
根据实施方式，在以下一种或多种情况下满足相关替换标准：
-在后车辆的前置传感器运行中因故障失灵；
-由在后车辆检测在前行驶车辆；
-由在后车辆检测到通过在前行驶车辆生成的控制信号。
根据该实施方式，在后车辆仅基于用在前行驶车辆后置传感器检测到的第二区段信息加以控制。在此，根据替代标准仅使用第二区段信息做出决定。如果在后车辆前置传感器出现故障，则这尤其可满足替代标准的要求。例如，如果前置传感器在预定时间段不再提供任何数据，或提供的数据彼此矛盾，则说明前置传感器出现故障或因运行失效。如果通过在后车辆对在前行驶车辆进行检测，则也可满足替代标准。在此变型中，如果在前行驶车辆的数据是由在后车辆识别的，则自动地仅使用在前行驶车辆数据。此外，替代标准也可通过在前行驶车辆生成的控制信号满足。在此，在前行驶车辆将其借助后置传感器检测到的第二区段信息在一定程度上传输到在后车辆。
在本发明中，“仅通过基于在前行驶车辆后置传感器检测到的第二区段信息进行控制”应理解为，取代第一区段信息，使用第二区段信息作为替代，其中，当然也不排除或可等同地使用例如有关车车通信和/或车与基础设施通信提供的现有速度限制信息等其他区段信息。
根据另一实施方式，只在有替代标准时，第二区段信息才被传输到在后车辆。也就是说，仅在有替代标准时，才激活在前行驶车辆和在后车辆间有关第二区段信息的数据交换。
根据另一实施方式，通过在后车辆进行在前行驶车辆的检测。
可选地，在后车辆的操控方式是如果检测到在后车辆，则该在后车辆可与在前行驶车辆构成一车队。这可包括例如改变在后车辆的方向和/或速度，从而使在后车辆排列在在前行驶车辆之后。
根据所述方法的该实施方式，先构成车队。在此，车辆之一以自主驾驶模式操控，其中，第一区段数据借助前置传感器检测。在此，如果另一车辆到达自主行驶车辆附近，则自主行驶车辆会检测或识别靠近的另一车辆。然后，该自主行驶车辆基于第一区段信息沿行驶方向排列在识别到的车辆之后，即，基于区段信息操控该车辆使其构成在后车辆。
尤其可根据对第一区段信息的分析评估进行该项检测。在此，例如借助在控制装置上存在的软件程序对区段信息进行分析评估，该软件程序设置用于从借助前置传感器检测到的数据组中识别处于传感器视野中的车辆。这样做的优点是，不必检测/获取附加数据就可检测在前行驶车辆。
根据一实施方式，对在前行驶车辆的检测包括对在前行驶车辆识别信号的检测。例如，在在前行驶车辆上会设置有发射包含车辆具有后置传感器信息的电磁信号或光学信号的发射装置，所述发射装置设置用于传输由后置传感器检测到的信息。识别信号也可包含在第一区段信息中，例如上述软件程序可设置用于，从借助在后车辆前置传感器检测到的数据组中附加识别在前行驶车辆具有后置传感器。
根据所述方法的一个实施方式，例如互补金属氧化物半导体(CMOS)摄像机或电荷耦合器件(CCD)摄像机等摄像机被用作前置传感器和/或后置传感器。这样做的优点是，借助图像处理算法，以简单的方式从检测到的区段信息中确定大量不同的信息。
根据一个实施方式，仅在除了替代标准外还有安全标准的情况下，才基于第二区段信息操控在后车辆。例如可将在前行驶车辆和在后车辆之间的距离是否在例如3米到30米之间的预定范围内，用作安全标准。以此方式可确保基于第二区段信息以足够的可靠性/安全性操控在后车辆。
只要适用，上述设计方案以及其他结构形式可任意相互组合。其他可能的设计方案、其他结构形式以及本发明的实施还包括之前或以下说明本发明实施例在特征方面没有明确列举的组合。尤其是，本领域技术人人员可添加单独的方面作为本发明各相应基本形式的改进或补充。
附图说明
根据示意图中所给出的实施例对本发明进行进一步的解释。其中：
图1是包括在前行驶车辆和在后车辆的车队示意图，其中，在后车辆根据本发明所述方法操控；以及
图2是根据本发明所述方法的实施例的流程图。
附图应有助于进一步理解本发明的实施方式。它们直观阐明实施方式，并有利于结合说明阐述本发明的原理和方案。在附图中还有其他实施方式和许多列举的优势。图中元素间没有必要按比例显示。
只要没有另外列举，附图中相同、功能相同和具有相同效用的元素、特征和部件分别配置相同的参考号。
具体实施方式
图1展示车队V的示例，该车队具有沿行驶方向F行驶的第一辆车1和同样沿行驶方向F行驶的第二辆车2。如图1中可见，第一辆车1沿行驶方向F定位在第二辆车2的后面，并由此构成沿行驶方向F的在后车辆。第二辆车2沿行驶方向F定位于第一辆车1的前方，并由此构成沿行驶方向F在第一辆车1之前的在前行驶车辆。此外，在图1中作为示例展示的车队V还有第三辆车3和第四辆车4，这两辆车沿行驶方向F分别在第二辆车2的前方。第二辆车2相对于第三辆车3成为在后车辆。第三辆车3相对于第二辆车2成为在前行驶车辆，并相对于第四车辆4成为在后车辆。第四辆车4相对于第三辆车3成为在前行驶车辆。
在图1中示例性展示具有三条相邻车道100A、100B和100C的道路100，各车道都通过侧面车道界限101界定。车队V的车辆1、2、3和4都在同一车道上一辆接一辆地行驶，如图1中所示行驶在中间车道100B上。图1中还示例性地展示另一第五辆车5，它在侧面车道100C上行驶。
下面仅以第二辆车2作为在前行驶车辆和第一辆车1作为在后车辆作为参考。但是，所有特征通常都适用于车队V中的在后车辆和在前行驶车辆。
如图1所示，在后车辆1具有前置传感器11，它具有沿行驶方向F朝前检测的视场12。前置传感器11尤其可由例如互补金属氧化物半导体(CMOS)摄像机或电荷耦合器件(CCD)摄像机等摄像机构成。借助前置传感器11检测第一区段信息S1，例如，在后车辆1相对于侧面行车路径界限101的距离d1，或在后车辆相对于在前行驶车辆2的距离d12，或通常在后车辆1相对于在前行驶车辆2的相对位置。
借助前置传感器11检测到的第一区段信息S1被传输到在后车辆1的控制装置13，该控制装置设置用于，基于第一区段信息S1操控在后车辆1。控制装置13尤其包括数据存储器和处理器，所述处理器设置用于执行存储在数据存储器中的软件例程。这些软件程序设置用于对第一区段信息进行分析评估，并安排处理器生成相应的控制信号，用于操控例如车辆制动器、转向器或发动机等车辆行驶机构部件和驱动部件。
图1中还示意性展示，在后车辆1具有通信接口14，它设置用于，从在前行驶车辆2的通信接口24接收数据并选择性地将数据传输给该接口。通信接口14、24分别以无线接口的形式实现，尤其是作为例如无线局域网(WLAN)接口或通用移动通讯***(UMTS)接口等无线电接口的形式实现。
第二辆车，即在前行驶车辆2具有后置传感器21和可供选择的前置传感器(未展示)。后置传感器21具有沿行驶方向F向后的视场，即具有朝向第一车辆1方向的视场22。后置传感器21尤其可由例如互补金属氧化物半导体(CMOS)摄像机或电荷耦合器件(CCD)摄像机等摄像机构成。借助后置传感器21检测第二区段信息S2，例如在前行驶车辆2相对于侧面行车路径界限101的距离d2，或在前行驶车辆相对于在后车辆1的距离d12或通常在后车辆1相对于在前行驶车辆2的相对位置。由此，第二区段信息S2至少部分与第一区段信息S1相同。
借助后置传感器21检测到的第二区段信息S2经由在前行驶车辆2的通信接口24传输到在后车辆1的通信接口14。由此，第二区段信息S2可供在后车辆1的控制装置13使用，其中，控制装置13设置用于，基于第二区段信息S2操控在后车辆1。
根据本发明所述方法规定，在有替代标准时，则基于第二区段信息S2操控在后车辆1。
在前行驶车辆2本身也可具有控制装置23，它设置用于，基于借助在前行驶车辆2可选的前置传感器(未展示)检测到的第一区段信息和/或基于经由直接在该车在前行驶车辆3的通信接口所接收的、由第三辆车3的后置传感器(未展示)检测到的第二区段信息S2对在前行驶车辆进行控制。
图2以示意和示例的方式展示根据本发明所述方法的过程。
在步骤M1中，在后车辆1***控。在步骤M2中，检查是否获准启用车辆的自主驾驶模式。在此，例如检查车辆1所在道路100是否适用于或设置用于自主驾驶模式和/或车辆驾驶员是否已授权运行自主驾驶模式。在此，例如可检查，是否可借助车辆1的前置传感器11识别行车路径的界限101。如果该检测步骤的结果是否定的(“否”)，则如方框M3象征性所示，由车辆驾驶员手动操控车辆。
如果步骤M2中的结果说明“是”，则车辆1获准启用自主驾驶模式。
在步骤M4中检查，车辆1是否构成车队V的在后车辆1。在此，例如可进行在前行驶车辆2的检测。该检测例如可根据对第一区段信息S1的分析评估进行。例如，借助前置传感器11检测到的数据可通过控制单元13检索，是否有表示车辆2存在于前置传感器11视场12中的信息。作为替代选择或附加措施，也可预先规定，所述检测包括对在前行驶车辆2的识别信号S3的检测。例如，在前行驶车辆2可通过发送装置(未展示)连续发送可用于识别在前行驶车辆2，并可例如通过通信接口14被在后车辆1检测到的电磁信号S3。
如果没检测到在前行驶车辆2(“无”)，则如图2中方框M6象征性所示，基于借助前置传感器11检测到的第一区段信息S1操控车辆1。结果是，如方框M7所示，车辆1以自主驾驶模式操控。作为自主驾驶模式，车辆1通常例如借助控制装置13基于第一区段信息S1或第二区段信息S2操控。
如果检测到在前行驶车辆2(“有”)，则基于借助前置传感器11检测到的第一区段信息S1，车辆1原则上继续作为在后车辆1操控。可选地，可先对车辆1进行操控，使其与在前行驶车辆构成一车队V(步骤M4a)。例如，在图1中第五辆车5例如可通过接收第四辆车4的相应识别信号S3和/或根据借助第五辆车5的前置传感器(未展示)检测到的区段信息检测到第四辆车4，并驶入第四辆车4之后或第三辆车3和第四辆车4之间。此外，如上所述，通过在前行驶车辆2的后置传感器21检测车队V中的第二区段信息S2。在图1所示车队V的情形中，在后车辆1沿行驶方向F行驶在在前行驶车辆2的后面，在后车辆1前置传感器11的视场12与在前行驶车辆2后置传感器21的视场22在一重叠区域O中重叠。因此，第一区段信息S1和第二区段信息S2至少部分冗余。
此外，如图2中象征性展示，在步骤M5中对是否存在替代标准进行检查。替代标准尤其可通过在后车辆1的前置传感器11运行中因故障失效加以满足。作为替代选择，替代标准也可通过由在后车辆1对在前行驶车辆2的检测来满足或通过由在前行驶车辆2生成的控制信号来满足，所述控制信号包含针对在后车辆1的信息，它表示在前行驶车辆2借助后置传感器21检测第二区段信息S2，并设置用于将第二区段信息S2提供给通信接口24。如果例如因在后车辆11的前置传感器11正常工作而不存在替代标准，则步骤M6中的检查结果为“无”，而在后车辆1将继续基于通过前置传感器11检测到的第一区段信息S1进行操控(方框M6)。结果是，车辆1以自主驾驶模式操控(方框M7)
如果例如因在后车辆1的前置传感器11故障失效而有替代标准，则步骤M5中的检查结果为“有”，并基于由在前行驶车辆2的后置传感器21检测到并传输给在后车辆的第二区段信息S2操控在后车辆1。这通过方框M8象征性图示。在传输第二区段信息S2时，该信息通过在前行驶车辆2的通信接口24传输给在后车辆1的通信接口14，并由此被输入到在后车辆1的控制装置13，所述控制装置基于该第二区段信息S2操控在后车辆1。可选地，仅在有替代标准时，将第二区段信息S2传输给在后车辆1。作为替代选择，只要在前行驶车辆2和在后车辆1构成车队V，就可连续进行传输。
步骤M8的结果是自主驾驶模式(方框M7)，其中，基于第二区段信息S2操控在后车辆1。可选地，事先在步骤M9中进行有关是否有安全标准的检查。安全标准尤其可由在前行驶车辆2和在后车辆1之间的距离d12构成，并当所述距离d12在预定范围内，例如在3米到30米之间时，即为满足安全标准。作为替代选择，安全标准可通过后置传感器21的视场24构成，并且如果后置传感器21至少从视场24的预定部分区域提供数据，则为满足安全标准。如果在步骤M9中的检查结果为“有”，即，如果满足安全标准，则在自主驾驶模式中基于第二区段信息S2操控在后车辆1(方框M7)。如果步骤M9中的检查结果为“否”，即，如果不满足安全标准，则实施到手动驾驶模式的变换M10，并如方框M3象征性图示，由车辆驾驶员手动操控车辆。
尽管上面根据优选实施例对本发明进行了全面描述，但本发明不受这些实施例的限制，而且可以多种方式对本发明进行调整。
附图标记列表
1 第一辆车，在后车辆
2 第二辆车，在前行驶车辆
3-5 第三到第五辆车
11 在后车辆的前置传感器
12 前置传感器的视场
13 在后车辆的控制装置
14 在后车辆的通信接口
21 在前行驶车辆的后置传感器
22 后置传感器的视场
23 在前行驶车辆的控制装置
24 在前行驶车辆的通信接口
100 道路
100A-C 车道
101 车道界限
d1 在后车辆与车道界限的距离
d2 在前行驶车辆与车道界限的距离
d12 在前行驶车辆与在后车辆之间的距离
F 行驶方向
O 重叠区域
S1 第一区段信息
S2 第二区段信息
S3 在前行驶车辆的识别信号
V 车队

Claims (9)

1.用于车队(V)中在后车辆(1)的自主操控方法，所述车队还具有沿同一行驶方向(F)的在前行驶车辆(2)，所述方法包括以下步骤：
-借助在后车辆(1)的沿行驶方向(F)朝前检测的前置传感器(11)检测第一区段信息(S1)；
-基于第一区段信息(S1)操控在后车辆(1)；
-借助在前行驶车辆(2)的沿行驶方向(F)朝后检测的后置传感器(21)检测第二区段信息(S2)；
-将第二区段信息(S2)传输给在后车辆(1)；以及
-在有替代标准时，则基于第二区段信息(S2)操控在后车辆(1)。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在以下一种或多种情况下满足相关替代标准：
-在后车辆(1)的前置传感器(11)运行中因故障失灵；
-由在后车辆(1)检测在前行驶车辆(2)；
-由在后车辆(1)检测到通过在前行驶车辆(2)生成的控制信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
仅在有替代标准时，将第二区段信息(S2)传输给在后车辆(1)。
4.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，
其特征在于，
由在后车辆(1)实施在前行驶车辆(2)的附加检测。
5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
根据第一区段信息(S1)的分析评估进行检测。
6.根据权利要求4或5所述的方法，
其特征在于，
所述检测包括检测在前行驶车辆(2)的识别信号(S3)。
7.根据权利要求4到6中任一权利要求所述的方法，
其特征在于，
在后车辆(1)的操控方法是，如果检测到在后车辆，则在后车辆与在前行驶车辆(2)构成车队(V)。
8.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，
其特征在于，
使用摄像机作为前置传感器(11)和/或后置传感器(21)。
9.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，
其特征在于，
只有在除了替代标准外还有安全标准的情况下，才基于第二区段信息(S2)操控在后车辆(1)。
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