用于车辆运行的方法和用于执行该方法的装置与流程

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分特征的用于车辆运行的方法以及涉及一种用于执行该方法的装置。


背景技术：

2.如ep 2 049 521 b1所述，从现有技术中知道了一种司机辅助系统和一种用于在车辆当前所行驶的车道中保持车道时辅助司机的方法。在该方法中，当前车道被识别并且在车辆前方行驶的前车的运动轨迹被确定为目标车道。辅助可以作为基于所测到的当前车道的纯车道相关型辅助或作为基于所确定的目标车道的纯目标相关型辅助或作为基于所测到的当前车道以及所测到的目标车道的混合型辅助进行。在车辆可行驶的整个速度范围内提供辅助。根据车辆当前行驶速度，其中一种辅助类型被定为用以进行辅助的横向运行工作方式。
3.de 10 2010 007 240 a1描述了一种用于确定在第一辆车和第二辆车之间的连接行驶路线的车道走向的方法。第一辆车行驶在第二辆车之前并具有用于确定由其走过的行驶路线的车道走向的车道走向检测机构。对于第一辆车，其所走过的行驶路线的车道走向被确定并且被传输给第二辆车。两辆车之间的连接行驶路线的车道走向通过确定在所传输的车道走向上的第二辆车的位置来确定。
4.从de 10 2015 015 097 a1中公开了一种用于车辆运行的方法。在该方法中，如果在预定时间段结束后识别到放手情况，则向车辆司机发出警告消息。警告消息包括要求司机将至少一只手放在车辆方向盘上的请求。如果在发出警告消息后经过另一段预定时间之后放手情况仍然存在，则激活急停辅助。当急停辅助被激活时，车辆的实际速度随着在至少两个减速阶段中减速而被降低，直到车辆停止或急停辅助被停用。如果在急停辅助激活时车辆实际速度低于预定阈值，则启动警示闪光灯。


技术实现要素：

5.因此本发明的目的是，提出一种相对于现有技术有所改进的用于车辆运行的方法以及一种用于实施该方法的装置。
6.根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的用于车辆运行的方法和具有权利要求7的特征的用于执行该方法的装置来完成。
7.本发明的有利设计是从属权利要求的主题。
8.在根据本发明的用于车辆运行的方法中，沿着由车辆所行驶的车道的车道走向来执行车辆的车道保持调节。在检测到车道标记时，依据所检测到的车道标记来确定车道走向，在未检测到车道标记时，基于地图依据数字地图的数据确定车道走向，其中，在数字地图内确定车辆位置以用于基于地图确定车道走向。在这里，“未检测到”不仅是指完全未检测到、也指部分未检测到。为此，针对车辆在数字地图中的粗略定位，确定车辆在数字地图内的粗略位置。所述确定在此利用传统的定位系统、尤其借助全球导航卫星系统(如全球定
位系统)和/或通过针对发射无线电信号的移动无线电杆的三角测量来进行。依据所确定的粗略位置，在数字地图中识别车道、尤其是在所确定的粗略位置的周围区域内的车道部段。针对车辆在数字地图内的精确定位，将车道走向、特别是车道的识别出的部段的走向与车辆所驶过的路段的被记录的走向进行比较。车道走向、特别是车道的识别出的部段的走向与车辆所驶过的路段的被记录的走向的比较尤其通过将车道走向且尤其是车道的识别出的部段的走向与车辆所驶过的路段的被记录的走向交叉相关来进行。因此为了进行比较，有利地将车道走向、特别是车道的识别出的部段的走向与车辆所驶过的路段的被记录的走向交叉相关。在车辆所处的位置，交叉相关表明在识别出的车道部段与车辆所驶过的路段的被记录的走向之间的一致性最高。
9.即使在未检测到车道标记时，本发明的方法也允许沿着车辆所行驶的车道的车道走向实现车辆的车道保持调节，其中，这随后基于地图进行，即，依据数字地图的数据。这是如此实现的，即，不仅就执行用于车道保持调节而言不够精确地在数字地图内粗略定位车辆，还附加地且尤其基于粗略定位地执行精细定位。通过车辆在数字地图中的精细定位，有利地确定车辆在数字地图中的、特别是在车道之内的、尤其是在车道的识别出的部段之内的当前精细位置。由此可以准确确定车辆位置，由此可以从数字地图准确确定在车辆前方的待进行车道保持调节的车道部段，从而可以高度精确地执行车道保持调节。
10.这在车道弯道的情况下尤其有重大意义，因为车辆于是必须借助车道保持调节来准确地沿着弯道走向、即弯曲的车道走向被引导移动，对此可能尤其需要改变车辆转向角，因为如果保持当前转向角，车辆将在弯道出口处朝向弯道内侧的车道边缘地偏离车道，并且在直线转向时车辆将在弯道中朝向弯道外侧的车道边缘地偏离车道。
11.因此，车道的弯道被有利地识别为车道部段。因此，该方法、特别是车辆的车道保持调节或至少基于地图依据数字地图的数据对车道走向的确定或至少在数字地图中对车辆的定位或至少在数字地图中对车辆的精细定位借助该方法特别是沿着车辆所行驶的车道的弯曲车道走向来进行，即，在设计为弯道的车道部段中，例如只沿着车辆所行驶的车道的这种弯曲车道走向，即，只在车道的设计为弯道的部段中。
12.尤其当车道标记不存在或至少其中一个车道边界标未被清楚检测到、即尤其未检测到车道标记时，结合数字地图的数据基于地图来确定车道走向。
13.尤其在急停机动期间、即为了执行急停动作而采用、即执行该方法，此时车辆例如在司机不适合驾驶时在车道保持调节下被刹停。由此允许车辆安全停住而不会危及车辆乘员和/或其它交通参与者。
[0014]“司机不适合驾驶”尤其通过判定司机未对向司机发出的行动请求作出反应来确定。这种行动请求尤其是所谓的放手警告，即，请求再次握住车辆方向盘，或请求接管车辆控制，尤其在自动化、尤其是高度自动化的行驶情况下。“司机未对所发出的行动请求作出反应”可以用作司机不适合驾驶的充分证据。
[0015]
因此，在所述方法中，尤其为了根据车辆所行驶的车道的车道走向对车辆的车道保持调节，在检测到车道标记时依据所检测到的车道标记确定车道走向，而在未检测到车道标记时、尤其当车道标记部分或完全不存在或无法被明确检测时基于地图依据数字地图的数据来确定车道走向。在基于地图确定车道走向时，需要确定车辆在数字地图中的位置。为此，例如借助全球导航卫星系统(gnss)实现车辆粗略定位，并且在数字地图中有利地识
别在粗略定位的车辆位置(即车辆的粗略位置)的周围区域中的车道部段。该车道部段有利地被确定为目标车道。为了精细定位，将如此确定的目标车道的走向与车辆所驶过的路段的记录走向相比较、即校准。在此，该比较有利地通过将目标车道的走向与车辆所驶过的路段的被记录的走向交叉相关来进行。
[0016]
根据本发明的用于执行该方法的装置包括：调节单元，其设计用于优选除了调节车辆的驱动系和/或制动装置外还调节车辆的至少一个转向装置以便沿车辆所行驶的车道的车道走向对车辆进行车道保持调节；至少一个设计用于检测车道标记的检测单元；数字地图；设计用于从定位系统如全球导航卫星系统或基于无线电信号尤其是移动电话信号的三角测量定位的系统接收信号的接收单元；传感器系统，其设计用于尤其通过检测所经过的路程点来检测车辆所驶过的路段的走向；以及存储单元，其设计用于记录车辆所驶过的路段的所检测的走向；和至少一个处理单元，其设计成，在检测到车道标记时依据所检测到的车道标记确定车道走向，并在未检测到车道标记时以基于地图的方式依据数字地图的数据来确定车道走向。车辆可以借助处理单元在数字地图中被确定位置以用于基于地图确定车道走向，为此，针对车辆在数字地图中的粗略定位，可以借助定位系统来确定车辆在数字地图中的粗略位置，依据所确定的粗略位置，能够在数字地图中识别车道、特别是在所确定的粗略位置周围区域中的车道部段，针对车辆在数字地图中的精细定位，能够将车道走向、特别是车道的识别出的部段的走向与车辆所驶过的路段的被记录的走向相比较，其中，车道走向、特别是识别出的车道部段的走向与车辆所驶过的路段的被记录的走向的比较可以通过将车道走向、特别是识别出的车道部段的走向与车辆所驶过的路段的被记录的走向交叉相关来进行。
[0017]
由此获得针对方法所描述的优点。
[0018]
在一个可能的实施方式中，该装置被设计用于在急停动作时执行该方法，在该急停动作期间，可在司机不适合驾驶时以车道保持调节的方式使车辆刹停。由此得到上面已经描述的优点。
[0019]
该装置有利地包括至少一个确定单元，该确定单元被设计用于判定“司机没有对向司机发出的行动请求作出反应”并由此判定司机不适合驾驶。但也可以想到，通过借助摄像头观察司机或通过判定违规地连续操纵防意外事故的安全开关来确定不适合驾驶。
附图说明
[0020]
下面根据附图详述本发明的实施例，其中：
[0021]
图1示意性示出弯道结构，
[0022]
图2示意性示出以恒定转向角的弯道行驶，
[0023]
图3示意性示出当转向力矩减小到零时的弯道行驶，
[0024]
图4示意性示出沿规定的目标运动轨迹的弯道行驶，
[0025]
图5示意性示出弯道和弯道曲率变化过程，
[0026]
图6示意性示出弯道、弯道曲率变化过程和沿曲率变化过程的弯道行驶车辆，
[0027]
图7示意性示出弯道行驶过程的开始，
[0028]
图8示意性示出弯道行驶的进一步过程，
[0029]
图9示意性示出弯道行驶的进一步过程，
[0030]
图10示意性示出弯道行驶的进一步过程，
[0031]
图11示意性示出弯道行驶的进一步过程，
[0032]
图12示意性示出弯道行驶过程的结束，
[0033]
图13示意性示出用于执行用于车辆运行的方法的装置，其中，沿车辆所行驶的车道的车道走向执行车辆的车道保持调节。
具体实施方式
[0034]
在所有的附图中，彼此相应的零部件带有相同的附图标记。
[0035]
以下结合图1-13来描述一种用于车辆1运行的方法和一种用于执行该方法的装置4。在该方法中，沿着车辆1所行驶的车道fs的车道走向来执行车辆1的车道保持调节。当检测到车道标记时，根据检测到的车道标记来确定车道走向，在未检测到车道标记时、尤其当车道标记不存在或未被清楚检测到时，基于地图依据数字地图2的数据来确定车道走向，其中，该车辆1在数字地图2中被定位以便基于地图确定车道走向。
[0036]
为此，为了在数字地图2内的车辆1粗略定位，借助全球导航卫星系统来确定车辆1在数字地图2内的粗略定位。结合所确定的粗略位置，在数字地图2中识别车道fs、尤其是在所确定的粗略位置的周围区域内的车道fs的部段a。
[0037]
为了在数字地图2中的车辆1精确定位，将车道fs的走向、特别是车道fs的识别出的部段a的走向与车辆1所走过的路段wa的记录走向相比较。车道fs的走向、特别是车道fs的识别出的部段a的走向与车辆1所走过的路段wa的记录走向的比较在此尤其是通过将车道fs的走向、特别是车道fs的识别出的部段a的走向与车辆1所走过的路段wa的记录走向交叉相关来进行且其结果被处理。通过在数字地图2中的车辆1的这种精确定位，有利地确定车辆1在数字地图2中的、特别是在车道fs且尤其在车道fs的识别出的部段a内的当前精确位置。
[0038]
车道fs的弯道k有利地被识别为车道fs的部段a。因此，该方法、尤其是“车辆1的车道保持调节”或至少“结合数字地图2的数据基于地图确定车道走向”或至少“在数字地图2中定位车辆1”或至少“在数字地图2中精确定位车辆1”借助该方法来执行，特别是沿着车辆1所行驶的车道fs的弯曲车道走向，即，在设计为弯道k的车道fs部段a中，例如只沿着车辆1所行驶的车道fs的这种弯曲车道走向，即，仅在设计为弯道k的车道fs部段a中。
[0039]
该方法尤其在急停动作期间被采用、即执行，也就是说用于执行急停动作，此时，在车辆1司机不适合驾驶时以车道保持调节的方式使车辆1刹停。
[0040]“司机不适合驾驶”尤其通过判定“司机未对向司机发出的行动请求作出反应”来确定。这种行动请求尤其是所谓的放手警告，即，请求再次握住车辆1方向盘或请求接管车辆控制，特别是在自动化且尤其是高度自动化行驶的情况下。
[0041]
该方法尤其是转向辅助方法。该方法有利地在车道fs内以自动化方式连续控制车辆1。迄今已知的转向辅助方法的工作方式主要基于由检测单元3、特别是图像采集装置如摄像头产生的数据。借助所述数据，可以识别和测知车道标记。转向辅助方法可以使用该信息以在车道fs内自动控制该车辆1。
[0042]
虽然这种迄今已知的转向辅助方法是有效的，但车辆司机应该对其进行监控并随时准备干预。这被称为高度自动化驾驶(2级)。为了确保车辆司机始终在场，他应该持续握
住方向盘，或者只能暂时放开它很短时间。在此，可以依据由车辆司机施加于方向盘的手动力矩或借助电容式传感器来检测“触摸方向盘”。如果车道标记不再被正确识别或由于外界状况须越过车道标记，则车辆司机应该能随时进行干预。
[0043]
在车辆司机例如无意识或不能再行动并因此不再能驾驶的紧急情况下，不能再确保车辆司机人工干预。有利地，车辆1于是应安全停住。在制动过程中，车辆1应还尽量平稳地保持在车道fs内以免危及车辆司机和其它交通参与者。特别是，当检测单元3且尤其基于图像的系统无法识别车道、即无法识别车道标记或无法提供可靠数据时，也应发生前述行为。但在这种紧急情况中既无法求助于车辆司机，迄今已知的转向辅助方法也没有提供还能保持车道走向的可靠且可行的解决方案。尽管借助高度精确的环境地图足以提供数据，但这些方法成本高且易受环境变化的影响。
[0044]
该问题借助此处所述的方法得到解决。该解决方案允许将例如仅在正常工作中以2级的自动化级别工作的转向辅助方法在紧急情况下扩展成类似于4级自动化级别的准全自动辅助方法。车辆1由此可以按照没有车辆司机且没有基于图像的方法的方式、即在未识别车道标记的情况下尤其在弯道k内实现车道保持，因此降低在制动过程中出事故的风险或事故严重性。
[0045]
用此处所述的方法来解决的问题尤其在于，虽然可以在笔直车道fs的情况下保持当前的转向角，但在弯道k内应该进行附加校正，所述校正因原有方法而已遇到所述问题。
[0046]
弯道k的结构在图1中被示出。所有弯道k包括三个弯道段ks1、ks2、ks3。第一弯道段ks1是具有正曲率的入口匝道。第二弯道段ks2具有恒定的曲率。第三弯道段ks3是具有负曲率的出口匝道。在弯道k之前，即，在第一弯道段ks1的前面，在所示例子中有一条直道g，并且在所示例子中也有另一直道g与弯道k、即第三弯道段ks3相接。
[0047]
在迄今所知的方法中，可以将转向力矩减小至零或者可以保持当前转向角。虽然这些方法对于直线车道fs来说已足够，但无法借此驶过弯道k。该行为在图2和图3中被示出。
[0048]
图2示出在转向角保持不变时的车辆1行为。示出了目标运动轨迹st，车辆1为了正常驶过弯道k而原本应沿该目标运动轨迹行驶，还示出车辆1的实际行驶路线tf。在第二弯道段ks2内，即，在弯道k的恒定曲率之内，车辆1按照预定的目标运动轨迹st。但是，一旦车辆1驶入出口匝道、即第三弯道段ks3，则弯道k的变化曲率引起横向加速度，并且车辆1离开车道fs的车道走向。这导致交通事故。
[0049]
图3示出当转向力矩在弯道k内被调设为零时的车辆1行为。车辆1接着立即离开车道fs的车道走向并且是对所有交通参与者的严重威胁。
[0050]
如从图2和图3中可清楚看到地，没有预定义的行为可被用来在弯道k内将车辆1可靠保持在车道fs中。因此，需要这里所描述的解决方案以便能在紧急情况下安全驶过弯道k，如图4所示。在此，规定的用于能在车道fs内驶过弯道k的目标运动轨迹st与车辆1的实际行驶路线tf一致。
[0051]
全球导航卫星系统的位置分辨率不足以精确确定在弯道k内的车辆1位置。但它可被用来识别数字地图2内的当前弯道k。即，如上面已描述地，为了在数字地图2内的车辆1粗略定位，借助全球导航卫星系统确定在数字地图2内的车道1粗略位置，并且依据所确定的粗略位置在数字地图2内识别车道fs、特别是在所确定的粗略位置周围区域内的车道fs部
段a、尤其是在所确定的粗略位置周围区域内的车道fs弯道k。借助高分辨率数字地图2且知道涉及哪条弯道k，可以确定所需的弯道参数以确定弯道k内的预期曲率走向kv和进而车道fs走向。这在图5中被举例示出。示出了车道fs的弯道k和弯道k关于经过弯道k的路径s的曲率走向kv。
[0052]
在以所述方式在数字地图2内识别出弯道k之后，能够确定弯道k的、车辆1当前所处的弯道段ks1、ks2、ks3。为此，车辆1应该存储已驶过的弯道走向kv并将其与弯道k的预期弯道走向kv进行比较。即，如已经描述地，达成在数字地图2内的车辆1精确定位，为此将车道fs走向、特别是车道fs的识别出的部段a的走向和进而车道fs的弯道k的曲率走向kv与由车辆1所走过的路段wa的记录走向进行比较。
[0053]
为此，可以使用在预期的曲率走向kv和已驶过的曲率走向kv之间的比较方法例如交叉相关(也称为自相关)。即，如上所述，车道fs走向、特别是车道fs的识别出的部段a的走向与车辆1所走过的路段wa的记录走向的比较有利地通过将车道fs走向、特别是车道fs的识别出的部段a的走向与车辆1所走过的路段wa的记录走向交叉相关来执行。因此为了该比较，有利地将车道fs走向、特别是车道fs的识别出的部段a的走向与车辆1所走过的路段wa的记录走向交叉相关。因而在此处所示的车道fs的部段a是弯道k且因此具有曲率走向kv的例子中，尤其将预期的曲率走向kv与已驶过的记录曲率走向kv交叉相关。
[0054]
通过考虑曲率走向kv，当前弯道段ks1、ks2、ks3的起点、即车辆1所处弯道段ks1、ks2、ks3的起点也可被确定。依据在弯道段ks1、ks2、ks3内的车辆1所走过的也可从相应记录的车辆1数据中确定的路段wa，可以确定在弯道k内的车辆1准确位置、即车辆1精确位置。车辆1现在可根据预期的目标运动轨迹st继续追随车道fs走向，以便在弯道k内保持在车道fs之内。图6中的曲率走向曲线图对此示出沿曲率走向kv的整个行驶路线sg，其被分为已驶过的行驶路线部分sa和沿曲率走向kv尚待行驶的行驶路线部分sz。
[0055]
依据图7-12，以下将描述在驶过在这里所示的弯道k时的方法的过程。在此在图7-12中每一幅图中，下方的曲率走向曲线图示出弯道k的曲率走向kv，其已通过上述方式在数字地图2中借助全球导航卫星的车辆1粗略定位之后从数字地图2中被确定。在图7-12中每一幅图中，上方的曲率走向曲线图示出该曲率走向kv的分别已驶过的行驶路线部分sa。
[0056]
在图7中，车辆1处于弯道k的弯道行驶的起点处。车辆1的司机在这里仍然是健康的。因为在弯道起点，故上面的曲率走向曲线图中没有画出曲率走向kv的已经驶过的行驶路线部分sa。
[0057]
在图8中，车辆1连同仍健康的司机一起驶入弯道k。曲率走向kv的已驶过的行驶路线部分sa在上面的曲率走向曲线图中被示出。这对应于在弯道k中车辆1已驶过的路段wa的记录走向。
[0058]
在图9中，车辆1已继续驶入弯道k。曲率走向kv的已驶过的行驶路线部分sa在上面的曲率走向路线图中被示出。这对应于在弯道k中已由车辆1走过的路段wa的记录走向。无法可靠地借助检测单元3或多个检测单元3特别是摄像头测知车道标记，故无法依据车道标记来确定车道走向。在此情况下，将所走过的曲率走向kv、即曲率走向kv的已驶过的行驶路线部分sa与弯道k的从数字地图2中确定的曲率走向kv交叉相关，即，借助交叉相关来比较，即，为了在数字地图2中的车辆1精确定位，将车道fs走向、尤其车道fs的识别出的部段a的走向借助交叉相关而与车辆1所走过的路段wa的记录走向相比较，以确定车辆1当前所处的
弯道段ks1、ks2、ks3、在此是第二弯道段ks2。依据弯道段ks2内的已走过的角度，可以确定在弯道k内的准确位置、即车辆1的精确位置。
[0059]
图10在下方曲率走向曲线图中示出在弯道k的由数字地图2所确定的曲率走向kv中的车辆1位置。现在，可以依据曲率走向kv来确定在弯道k中的曲率走向kv的尚待行驶的剩余行驶路线部分sz，如在图11的上方曲率走向曲线图中示出的那样。
[0060]
车辆1现在根据曲率走向kv的所确定的尚待行驶的行驶路线部分sz继续追随弯道k的曲率走向kv，并通过这种方式成功驶过弯道k，如图12所示。
[0061]
为了确定弯道k内的位置，有利地确定弯道段ks1、ks2、ks3以及采用已行经的路程、即已驶过的行驶路线部分sa和进而在弯道段ks1、ks2、ks3内由车辆1走过的路段wa的记录走向。因此，所述做法尤其可以在弯道k中实现。例如在车道fs的直线部段a的情况下，可能在计算行驶路程、即由车辆1走过的路段wa的记录走向时在长时间后出现严重误差。但在车道fs的直线部段a的情况下，可以通过借助全球导航卫星系统的粗略定位来确定车辆1当前正在车道fs的直线部段a上行驶，从而接着例如可以利用对此预定的行为，例如可将转向力矩调为零。
[0062]
为了执行该方法，优选地应该已驶过弯道k的至少一小部分以便能通过对所走过的路程、即车辆1所走过的路段wa的所记录的走向进行比较来确定当前的弯道段ks1、ks2、ks3。此外，因此提高如下的可能性，即，该至少一个检测单元3如摄像机在弯道k末端再次识别车道标记并因此又能依据所测定的车道标记来确定车道走向并能基于此执行车辆1的车道保持调节。
[0063]
图13示出用于执行该方法的装置4。它包括调节单元5，其设计用于优选除了调节该车辆1的传动系7和/或制动装置8外还调节车辆1的至少一个转向装置6以沿着车辆1所行驶的车道fs的车道走向执行车辆1的车道保持调节，该装置还包括至少一个设计用于检测车道标记的检测单元3、数字地图2、设计用于接收全球导航卫星系统信号的接收单元9、设计用于检测并记录车辆1所驶过的路段wa的走向的传感器系统10和存储单元11以及至少一个设计用于在检测到车道标记时依据所检测到的车道标记确定车道走向且在未检测到车道标记时基于地图依据数字地图2数据确定车道走向的处理单元12。
[0064]
车辆1借助处理单元12可在数字地图2中被定位以用于基于地图确定车道走向，做法是为了借助全球导航卫星系统在数字地图2中粗略定位车辆1，可以确定在数字地图2中的车辆1粗略位置，依据所确定的粗略位置可以在数字地图2中识别车道fs、尤其是在所确定的粗略位置环境区域内的车道fs部段a，而为了在数字地图2中的车辆1精确定位，可以将车道fs的、尤其是车道fs的识别出的部段a的走向与车辆1所走过的路段wa的记录走向相比较，在此，可以通过将车道fs的、尤其是车道fs的识别出的部段a的走向与车辆1所走过的路段wa的记录走向交叉相关来将车道fs走向、特别是车道fs的识别出的部段a的走向与车辆1所走过的路段wa的记录走向进行比较。
[0065]
装置4优选设计成在急停动作期间执行该方法，在此，可在车辆1司机不能驾驶时以车道保持调节的方式使车辆1刹停。
[0066]
装置4还有利地包括至少一个确定单元13，其设计成确定“司机对向司机发出的行动请求未作出反应”并由此判定司机不能驾驶。