CN118201829A - 自动控制车辆的纵向运动的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于自动控制车辆(1)的纵向运动的方法，其中，根据测得的环境传感机构(5)的信号对述车辆(1)的环境和处于环境中的物体进行检测，并且测定出交通灯信号控制的交叉路口(K)处的交通灯信号设备(3、4)的状态，即，车辆(1)通过交叉路口(K)时需加以考虑交通灯信号设备(3、4)的状态。根据本发明，‑当车辆(1)接近交叉路口(K)时识别到环境传感机构(5)看向交通灯信号设备(3、4)的视线可能被前车(2)遮挡，‑如果识别到环境传感机构(5)看向交通灯信号设备(3、4)的视线可能被前车(2)遮挡，根据车辆(1)相对于交通灯信号设备(3、4)以及相对于前车(2)的当前位置测定车辆(1)与前车(2)的最小间距(xv)，纵向运动的自动控制基于所述最小间距，并且车辆(1)保持不低于最小间距。

Description

自动控制车辆的纵向运动的方法
技术领域
本发明涉及一种用于自动控制车辆的纵向运动的方法，其中，根据测得的环境传感机构的信号对所述车辆的环境和处于这个环境中的物体进行检测，并且测定出交通灯信号控制的交叉路口处的交通灯信号设备的状态，即所述车辆通过所述交叉路口时需加以考虑的交通灯信号设备的状态。
背景技术
WO 2012/166170 A1揭示过一种在自主运行模式下控制车辆的方法。所述方法包括以下步骤：
-基于第一控制策略，通过处理器控制车辆的运行，
-基于车辆的一个或多个传感器的视场识别传感器场，
-从选定的一个或多个传感器接收传感器数据，
-基于传感器数据识别所述一个或多个传感器的传感器感知的变化，其中，传感器感知的变化包括识别传感器场内物体的能力下降，
-基于该变化确定第二控制策略，以及
-基于第二控制策略，通过处理器控制车辆的运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动控制车辆的纵向运动的方法。
根据本发明，该目的通过一种具有权利要求1所述特征的方法来实现。
本发明的有利的设计方案是从属权利要求的主题。
根据一种自动控制车辆的纵向运动的方法，根据测得的环境传感机构的信号对所述车辆的环境和处于这个环境中的物体进行检测，并且测定出交通灯信号控制的交叉路口处的交通灯信号设备的状态，以使得所述车辆在通过所述交叉路口时需对交通灯信号设备加以考虑。根据本发明，当车辆接近交叉路口时识别到环境传感机构看向交通灯信号设备的视线可能被前车遮挡，并且当识别到环境传感机构看向交通灯信号设备的视线可能被前车遮挡的情况下，根据车辆相对于交通灯信号设备以及相对于前车的当前位置测定车辆与前车的最小间距，纵向运动的自动控制基于该最小间距，并且车辆保持不低于该最小间距。
通过应用所述方法，可以在很大程度上排除特别是以自动驾驶模式行驶的车辆的环境传感机构看向交通灯信号设备的视线被前车、例如载重汽车遮挡的情况。
所述方法特别是优化了对交叉路口区域内的特别高和/或宽的前车的处理方式，该前车产生传感器阴影并且遮挡看向交通灯信号设备的视线。在这种情况下，以某种方式调整车辆与前车的最小间距，使得相对突然地从传感器阴影中出现的交通灯信号设备不会使车辆感到意外并且该车辆不必突然制动。因此，所述方法的应用使得从传感器阴影中突然出现的交通灯信号设备成为计算过的风险。
在所述方法的一个实施方案中，最小间距被确定为，使得当达到车辆与前车的最小间距时，环境传感机构不被前车遮挡地清楚看到交通灯信号设备。亦即，车辆以相对于车辆的最小间距行驶，或者在遵循最小间距的情况下停在车辆后方，使得环境传感机构能够无遮挡地看向交通灯信号设备，并且相应地对这个交通灯信号设备的状态作出反应。
在所述方法的一个改进方案中，测定出前车针对车辆的环境传感机构产生的传感器阴影，以根据传感器阴影确定传感机构是否能无遮挡地看向交通灯信号设备。其中，传感器阴影是指环境传感机构的视线遮挡。
此外，根据所述方法的一个可行实施方案，在传感器阴影中确定交通灯信号设备的下一可能的位置作为假定、特别是作为最不利的情况。其中，对交通灯信号设备的下一可能的位置进行假设来测定最小间距，使得车辆能够以相对舒适的方式对交通灯信号设备(如果实际存在)作出反应。
在另一可行实施方案中，将下一可能的位置处的交通灯信号设备的状态，特别是作为对车辆而言最不利的情况，假设为红色。这个假设使得车辆可以以舒适的停车动作停在交通灯信号设备处。
为此，在一个改进方案中，车辆根据其当前行驶速度测定出对应于该假定的舒适停车路径，并且将这个停车路径预设为与交通灯信号设备的下一可能的位置的最小间距。特别是测定出对应于该假定的停车路径，这样就能在很大程度上避免车辆必须突然对显示红色的交通灯信号设备作出反应并且采取突然的制动动作，这可能会使车辆的乘员感到不安。
在所述方法的一个可行实施方案中，如果例如根据现有的地图数据已知与车辆相关的交通灯信号设备的位置，则将最小间距限制在交通灯信号设备的这个已知位置。亦即，在这种情况下，不进行进一步的测定，而是将纵向运动控制在相对于交通灯信号设备的已知位置的这个最小间距。
附图说明
下面参考附图更详细地解释本发明的实施例。
其中：
图1示出包含车辆和遮挡交通灯信号设备的前车的交通状况的示意图，
图2示出包含与前车具有测得的最小间距的车辆的另一交通状况的示意图，并且
图3示出用于测定最小间距的概况示意图。
具体实施方式
在所有附图中相互对应的部分都用相同的附图标记标示。
图1示出交叉路口K处的交通状况，包含车辆1和在该车辆前方行驶的前车2，该前车实施为载重汽车2。
图2示出另一交通状况，其中车辆1与前车2具有测得的最小间距xv，并且图3示出用于测定最小间距xv的概况。
交叉路口K受交通灯信号控制，其中交通灯信号设备3处于车道边缘，并且另一同步切换的交通灯信号设备4悬挂在所谓的弧形路灯杆上。
车辆1以自动驾驶模式行驶，其中根据测得的、例示性并且高度简化地示出的环境传感机构5的信号对车辆1的环境、特别是前方环境以及处于这个环境中的物体进行检测。
同样根据测得的环境传感机构5的信号识别出在通过交叉路口K时需要注意的交通灯信号设备3、4的状态。
根据图1至图3所示实施例，车辆1在相对较大的车辆2后方朝交通灯信号控制的交叉路口K行驶，该较大的车辆也可以为公共汽车。
如果车辆1如图1所示地以与前车2过小的间距a在前车后方行驶，则环境传感机构5因前车2而无法看到交通灯信号设备3、4。其中，看向车道边缘的交通灯信号设备3以及看向上方的另一交通灯信号设备4的视线均可能被前车2遮挡，其中视线遮挡S，也称传感器阴影S，在图1和图2中以阴影区域示出。
由此造成的后果是，车辆1以相对较大的行驶速度朝交通灯信号设备3、4行驶，该交通灯信号设备显示红色并且前车2仍可能通过交叉路口K。因此，特别是以自动驾驶模式行驶的车辆1被迫采取动态制动，即相对强力的制动动作来使得车辆1在显示红色的交通灯信号设备3、4处停下，这可能使得车辆1的乘员受惊和/或受伤。
如果另一交通灯信号4从前车2的视线遮挡S中出现，则环境传感机构5与特别是这另一交通灯信号设备之间的角度也可能过大，因此，这另一交通灯信号设备4处于环境传感机构5的检测范围之外。
为使得车辆1在这样的情况下尽可能实现相对舒适的自动驾驶模式，下文将描述一种控制车辆1的纵向运动的方法。
根据所述方法，在车辆1接近交通灯信号控制的交叉路口K并且当车辆1通过交叉路口K时考虑到交通灯信号设备3、4的状态的情况下，在车辆1接近交叉路口K时识别前车2是否遮挡环境传感机构5看向交通灯信号设备3、4的视线。
如果检测到环境传感机构5看向交通灯信号设备3、4的视线被前车2遮挡，则根据车辆1相对于交通灯信号设备3、4以及相对于前车2的当前位置测定车辆1与前车2的最小间距xv，图3详细示出这一点。
为使得交通灯信号设备3处于环境传感机构5的检测范围内以便能够检测交通灯信号设备3的状态，需要第一距离ys与第二距离xs之比大于第三距离yv与第四距离xv之比。
其中，第一距离ys为前车2的中心线与交通灯信号设备3的内角之间的距离，而第二距离xs表示车辆1的环境传感机构5与第一距离ys的延长线之间的直线距离。
第三距离yv从环境传感机构5延伸至前车2的外角，第四距离xv为车辆1与前车2之间的最小间距xv。
这个方案可以类似地应用于布置在上方的另一交通灯信号设备4，也可以用于未示出的布置在左侧的交通灯信号设备。对布置在弧形路灯杆上的另一交通灯信号设备4而言重要的是该另一交通灯信号设备4的最小高度，这是因为这个在最不利的情形下悬挂得相对较低的另一交通灯信号设备4例如会被半挂车遮挡。
交通灯信号设备3的相对位置可以通过高分辨率地图或对交通灯信号设备3的事先观察推导得出。此外，前车2的相对位置和行驶速度由辅助***通过基于雷达、激光雷达和/或摄像头所测得的信号计算出来。亦即，需要遵循的最小间距xv大于/等于yv*xs/ys，其中车辆1相应地加速或减速。
这种高分辨率地图包含交通灯信号设备3、4的高度精确的位置，以及车辆1的定位。由此可以计算出环境传感机构5的视线束，借助于这些视线束可以看见相关的交通灯信号设备3、4。如果这些所计算出的视线束击中前车2或者这些视线束在假设前车2特别是在行驶速度和加速度方面有类似的运动而与前车2相交或者与预测的前车相交，则车辆1可以作出相应的反应，使得视线束捕捉到相应的交通灯信号设备3、4。
就前车2而言，视线遮挡S，即前车2针对车辆1的环境传感机构5产生的传感器阴影S被本车辆检测到，特别是计算出。
随后，在传感器阴影S中测定出可能的交通灯信号设备3的下一可能的位置，将该位置用作最不利的情况假设，这是因为对于车辆1，也就是车辆侧的***而言，没有证据表明该处不存在交通灯信号设备3。
此外，将交通灯信号设备3的状态假设为红色，这是因为这种情况对车辆1而言同样是最不利的情况。因此，如果下一交通灯信号设备3不再被前车遮挡2，因而不再处于传感器阴影S中，车辆1的环境传感机构5在该假设下就能识别到该下一交通灯信号设备。如果交通灯信号设备3的状态为红色，则车辆1可以以相对舒适的停车动作停在交通灯信号设备3前方。为实现这一点，车辆1必须根据其速度了解直至交通灯信号设备3的停车路径，并且还将这个停车路径作为对控制纵向运动而言的最小间距xv来进行控制。这样就能在很大程度上防止车辆1与前车2距离过近，以及避免对突然出现并且显示为红色的交通灯信号设备3感到意外。
如果例如根据车辆侧现有的地图数据已知与车辆1相关的交通灯信号设备3、4的位置，则可以将假定空间限制在地图数据中的交通灯信号设备3、4的位置。
此外，将横穿的道路识别为交叉路口K的标志同样可以限制假定空间。
输入了交叉路口K以及交通灯信号设备3、4、但未精确给出各交通灯信号设备3、4的位置的导航地图能够使得车辆1在到达交叉路口K前及时与可能至少部分遮挡环境传感机构5的视线的前车2保持适当的最小间距xv，以便环境传感机构5能够无遮挡地至少看到交通灯信号设备3。
在没有这些地图信息的情况下同样可以使用所述方法。如果看向这个交通灯信号设备的视线在车辆1与交通灯信号设备3、4相距较远的情况下不受遮挡，但因接近前车2而消失，则可以利用事先估计的车辆1的位置像在有高精度地图数据时那样计算出视线束。

Claims (7)

1.一种用于自动控制车辆(1)的纵向运动的方法，其中，根据测得的环境传感机构(5)的信号对车辆(1)的环境和处于环境中的物体进行检测，并且测定出交通灯信号控制的交叉路口(K)处的交通灯信号设备(3，4)的状态，即，车辆(1)通过交叉路口(K)时需加以考虑的交通灯信号设备(3、4)的状态，
其特征在于，
-当车辆(1)接近交叉路口(K)时识别到环境传感机构(5)看向交通灯信号设备(3、4)的视线可能被前车(2)遮挡，以及
-当识别到环境传感机构(5)看向交通灯信号设备(3、4)的视线可能被前车(2)遮挡的情况下，根据车辆(1)相对于交通灯信号设备(3、4)以及相对于前车(2)的当前位置测定车辆(1)与前车(2)的最小间距(xv)，对纵向运动的自动控制基于所述最小间距，并且车辆(1)保持不低于所述最小间距。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述最小间距(xv)被确定为，使得当达到车辆(1)与前车(2)的最小间距(xv)时，环境传感机构(5)不被前车(2)遮挡地清楚看到交通灯信号设备(3、4)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，测定出前车(2)针对车辆(1)的环境传感机构(5)产生的传感器阴影(S)。
4.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，在所测得的传感器阴影(S)中确定交通灯信号设备(3)的下一可能的位置作为假定。
5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，将所述下一可能的位置处的交通灯信号设备(3)的状态假设为红色。
6.根据权利要求4或5所述的方法，
其特征在于，车辆(1)根据其当前行驶速度测定出对应于所述假定的舒适停车路径，并且将该舒适停车路径预设为与交通灯信号设备(3)的下一可能的位置的最小间距(xv)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，如果已知与车辆(1)相关的交通灯信号设备(3)的位置，则将最小间距(xv)限制在交通灯信号设备(3)的已知位置。
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