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CN106470884B - 车辆状态的确定和在驾驶车辆时的驾驶员辅助 - Google Patents

车辆状态的确定和在驾驶车辆时的驾驶员辅助 Download PDF

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CN106470884B CN201580032649.4A CN201580032649A CN106470884B CN 106470884 B CN106470884 B CN 106470884B CN 201580032649 A CN201580032649 A CN 201580032649A CN 106470884 B CN106470884 B CN 106470884B
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Abstract

包括用于检测另外的车辆(2)的传感器(9)的车辆(10)的状态(30)根据以下步骤来确定：确定车辆(10)的速度(11)、根据传感器(9)的作用范围(4)和速度(11)确定状态(30)。

Description

车辆状态的确定和在驾驶车辆时的驾驶员辅助
技术领域
本发明涉及一种方法和装置，以确定车辆状态和根据该状态在驾驶车辆时辅助驾驶员。
背景技术
文件US 2013/0194110 A1说明了一种用于为车辆的驾驶员示出另外的信息的平视显示器。
文件US 2013/0338868 A1公开了一种变道助手。
根据现有技术已知系统和方法以在变道时或在变道之前警告在相邻车道上行驶的车辆。对此，通常借助于雷达传感装置来监控在车辆前面和后面的交通空间。如果在相应的传感装置的作用范围(Reichweite)内存在车辆，例如可来评估本车辆例如在变道时与这些车辆中的一个相撞或与这些车辆中的一个靠得太近的风险。换言之，已知的系统和方法受其传感装置的有限的作用范围限制，因为其仅警告位于传感装置的作用范围之内的车辆。
发明内容
本发明目的在于至少缓解传感装置的有限的作用范围的前述问题。
根据本发明，该目的通过一种根据本发明的用于确定车辆状态的方法、通过一种根据权本发明的用于在驾驶车辆时辅助驾驶员的方法、通过一种根据本发明的用于确定车辆状态的装置以及通过一种根据本发明的车辆来实现。
在本发明的范围中提供了一种用于确定车辆状态的方法，该车辆包括用于检测另外的车辆的传感器。该方法包括以下步骤：
- 确定车辆的当前速度。
- 根据传感器的作用范围和之前所确定的车辆的当前速度来确定车辆状态。
通过根据作用范围和车辆的当前速度来确定车辆状态，如果在传感器的作用范围之内不存在另外的车辆，那么也有利地确定车辆的状态。
在此，车辆状态可呈现值紧急和不紧急。在此，如果车辆与在该车辆前面或后面(在传感器作用范围之外)行驶的另外的车辆碰撞的概率高于预定的阈值，那么存在紧急状态。如果状态不紧急，也就是说如果车辆与另外的车辆碰撞的概率不高于预定的阈值，状态被认为不紧急。
例如，为了确定状态可检查是否与另外的车辆(其例如恰好在传感器的作用范围之外在该车辆后面行驶)会低于相对于该车辆的最小距离或者是否该另外的车辆将比允许更久地进入取决于速度的相对于该车辆的最小距离中。类似地，为了确定状态可检查是否该车辆将低于与另外的车辆(其例如恰好在传感器的作用范围之外在该车辆前面行驶)的最小距离或者是否该车辆将比允许更久地进入取决于速度的相对于该另外的车辆的最小距离中。如果是这种情况，即如果该另外的车辆将低于最小距离或将比允许更久地进入取决于速度的最小距离中或者如果该车辆本身将低于最小距离或将比允许更久地进入取决于速度的最小距离中，可将车辆的状态确定为紧急。
按照一优选的根据本发明的实施形式，来评估传感器的测量值。在该实施形式中，仅当根据所评估的测量值未检测到在该车辆前面或后面在与该车辆的相同方向上在右边或左边相邻车道上行驶的另外的车辆时，那么才根据传感器的作用范围来确定状态。
即如果计划变道到相邻的右侧(左侧)车道上，借助于传感器来检查在该车辆前面或后面在相邻的右侧(左侧)车道上是否存在车辆。如果利用传感器在该车辆前面在相邻的右侧(左侧)车道上未检测到另外的车辆，根据传感器的作用范围来确定状态。类似地，如果利用传感器在该车辆后面在相邻的右侧(左侧)车道上未检测到另外的车辆，根据传感器的作用范围来确定状态。在此，如果在两个确定中的一个中状态被归为紧急，那么车辆的状态视为紧急。
对于车辆来说，通过将作用范围作为常数存储在车辆中，作用范围可已知。然而也可能的是，作用范围例如根据车辆当前所行驶的道路来确定。
确定作用范围提供该优点，即有利地可考虑道路的特性或所使用的传感器的特点。
尤其根据该传感器的检测区域或多个传感器的检测区域的轮廓或界限来确定作用范围。为此，对于由车辆所行驶的道路的在与该车辆相同的方向上有另外的车辆运动的每个车道相应地确定在该车辆前面的交点和在该车辆后面的交点。在此，在每个交点中相应的车道的中心线和该传感器或多个传感器的检测区域的轮廓或界限相交。作用范围那么可被确定为在车辆与相应的交点之间的距离。在该实施形式中，作用范围此外取决于在该车辆前面或后面搜寻另外的车辆的方向。
在根据本发明的该实施形式中，因此作用范围取决于行车道或者说取决于行车道的走向并且取决于在车辆前面还是后面观察作用范围。该实施形式有利地不仅考虑在监控在车辆前面的区域和车辆前面的区域时传感器的可能不同的作用范围而且考虑道路的转弯。
在根据本发明的一实施形式中，附加地根据最低速度(其对于在由该车辆所行驶的道路上移动的车辆适用)来确定车辆的状态。
在考虑最低速度的情况下，例如可由此来确定车辆状态，即在车辆前面在相应于传感器的作用范围的距离中假设一以最低速度行驶的虚拟车辆。根据该最低速度、车辆的速度和传感器的作用范围(其可取决于假设虚拟车辆所在的行车道)那么可来计算该车辆相对于另外的车辆是否低于预定的最小距离。如果低于该最小距离，那么将状态确定为紧急。为了该计算，可假设车辆的预定的(负的)加速度和车辆驾驶员的反应时间。在计算中所使用的最低速度可根据由适用的最低速度与一因子(例如<1)的乘积或根据适用的最低速度减去一常数的差来算出，以便根据该因子或该常数具有一定的安全阈值。例如在高速公路上可假设80km/h为适用的最低速度，而在城里对于虚拟车辆也可假设0Km/h的最低速度。
在根据本发明的另一实施形式中，附加地根据允许的最高速度(其对于在由该车辆所行驶的道路上移动的车辆适用)来确定车辆的状态。
根据该实施形式，可根据允许的最高速度、传感器的作用范围和车辆的当前速度来确定车辆的状态。在此，可设置在确定中所使用的最高速度比实际允许的最高速度高了预定的百分比和/或预定的绝对值，以便相应地考虑允许的最高速度的超出。此外，如果例如在高速公路上对于不同的车道存在不同的最高速度，所使用的最高速度也可取决于车道。
为了根据允许的最高速度确定车辆的状态尤其假设，在车辆后面在相应于传感器的作用范围的距离中存在以最高速度行驶的虚拟车辆。根据最高速度、车辆的当前速度和传感器在虚拟车辆的方向上的作用范围那么可计算出虚拟车辆相对于该车辆是否低于预定的最小距离。如果应是这种情况，将车辆的状态归为紧急。
为了根据最高速度确定车辆的状态例如可假设，虚拟车辆在预定的反应时间之后具有预定的(负的)加速度并且/或者车辆在预定的反应时间之后具有预定的(正的)加速度。那么可根据作用范围(所假设的在虚拟车辆与该车辆之间的当前距离)、最高速度(虚拟车辆的所假设的速度)、车辆的当前速度、虚拟车辆的驾驶员的所假设的反应时间和虚拟车辆在该反应时间之后的所假设的负的加速度来确定在虚拟车辆与该车辆之间的距离关于时间的变化过程。借助距离关于时间的变化过程那么可来确定最小距离。如果该最小距离小于预定的最小距离，将车辆的状态设定为紧急。
在前面所说明的实施形式中，近似假设了最糟的情况，即恰好在传感器的作用范围之外存在另外的车辆，如果其位于该车辆后面其以最高速度行驶而如果其位于该车辆前面其以最低速度行驶。仅当即使在假设该最糟的情况下也不面临低于在该车辆与另外的车辆之间的最小距离的危险时，例如才在计划变道时将车辆的状态归为不紧急。
如果利用传感器在与由该车辆所行驶的车道相邻的车道上在该车辆前面或后面检测到另外的车辆，(还)根据该另外的车辆来确定该车辆的状态。对此来检测在该车辆与另外的车辆之间的距离和另外的车辆的速度。那么根据该车辆的当前速度、所检测的另外的车辆的速度和所检测的距离来确定该车辆的状态。
根据该实施形式，例如在变道之前在第一步骤中检查利用传感器在车辆前面在应被变换到的车道上是否检测到另外的车辆。如果是这种情况，根据该另外的车辆来确定车辆的状态。如果不是这种情况，根据在该车辆前面行驶的(立着的)虚拟车辆来确定车辆的状态。同样，在变道之前在第二步骤中检查利用传感器在车辆后面在车道上是否检测到另外的车辆。如果是这种情况，根据该另外的车辆来确定车辆的状态。如果不是这种情况，根据在该车辆后面行驶的虚拟车辆来确定该车辆的状态。仅当该车辆的状态在两个步骤中被归为不紧急时，那么才将该车辆的状态视为不紧急。否则将车辆的状态确定为紧急。
在本方面的范围中还提供一种用于在驾驶车辆时辅助驾驶员的方法。在此，利用之前所说明的用于确定车辆的状态的方法的实施形式来确定车辆的状态。驾驶员的辅助然后根据车辆的所确定的状态进行。
用于在驾驶车辆时辅助驾驶员的方法例如可被应用在车辆变道的情况下。如果车辆的状态被确定为紧急，例如可产生对驾驶员的警告或者可阻止驾驶员执行变道。
在本发明的范围中还提供一种用于确定车辆的状态的装置。在此，该装置包括以在车辆前面或后面检测另外的车辆的传感器和控制部。控制部设计成一方面确定车辆的速度且另一方面根据传感器的作用范围和速度确定状态。
根据本发明的装置的优点大致相应于之前详细实施的用于确定车辆的状态的方法的优点，从而这里不再重复。
此外，根据本发明的装置可设计成执行一方面用于确定车辆的状态的方法的和另一方面用于在驾驶车辆时辅助驾驶员的方法的所有实施形式。
最后，在本发明的范围中提供一种车辆，其包括根据本发明的装置。
本发明尤其适用于机动车。当然，本发明不限于该优选的应用领域，因为本发明至少原则上也可应用在船舶和飞机以及轨道车辆或有轨车辆中。
附图说明
下面按照优选的根据本发明的实施形式参照附图来详细说明本发明。
图1显示了另外的车辆在传感器的作用范围内跟随车辆的情况。
图2显示了根据本发明的在传感器的作用范围内没有另外的车辆跟随车辆的情况。
图3示意性示出了对于虚拟车辆根据本发明确定传感器的作用范围。
图4示意性示出了在另一情况中对于虚拟车辆根据本发明确定传感器的作用范围。
在图5中示意性地以方框图的形式示出了根据本发明如何来确定车辆状态。
图6示意性示出了带有根据本发明的装置的根据本发明的车辆。
具体实施方式
在图1中示出的情况中，车辆10行驶于高速公路的右侧行车带1(车道)。借助于向后取向的传感器(在图1中未示出)，在车辆10后面在左侧行车带1(从车辆10这里观察)上检测到另外的车辆2，其因此处于传感器的检测区域3中。根据传感器的测量结果可来检测在另外的车辆2与车辆10之间的距离5和另外的车辆2的速度。根据距离5、另外的车辆2的速度和车辆10的当前速度那么例如可在考虑另外的车辆2的驾驶员的反应时间和在反应时间之后另外的车辆2的(负的)加速度的情况下来计算距离5的时间上的变化过程。根据距离5的时间上的变化过程可确定距离5的最小值是否小于最小距离或者是否比规定地更长地低于在车辆10与另外的车辆2之间的取决于速度的最小距离。如果是这种情况(也就是说距离5的最小值小于最小距离或者比规定地更长地低于取决于速度的最小距离)，将车辆10的状态归为紧急，从而例如将警告车辆10的驾驶员不要变道到左侧车道1上或者车辆10的自动变道助手将拒绝对变道的许可。
区别于图1的情况，在图2中示出的情况中另外的车辆2在车辆10后面位于传感器的检测区域3之外。因此，在车辆10与另外的车辆2之间的距离5大于传感器的作用范围4。在该情况中，根据现有技术的变道助手会将该状态视为不紧急或不确定车辆的状态。
根据本发明假设一虚拟车辆6，其位于车辆10后面相应于传感器的作用范围4的距离中。将对于假设虚拟车辆6所在的车道当前允许的最高速度假定为虚拟车辆6的速度。在此，可将允许的最高速度增大恒定的值或乘以一因子(>1)作为虚拟车辆6的速度。
根据虚拟车辆6现在来确定车辆10的状态，如之前对于在图1中示出的情况所说明的那样。在此，虚拟车辆6代替另外的车辆2，并且将传感器的作用范围4假设为在虚拟的或另外的车辆与车辆10之间的距离。将可能提高的最高速度假定为虚拟的或另外的车辆的速度，如之前所说明的那样。
在正常情况中，利用对于车辆10已知的用于传感器的作用范围4的常数来确定车辆10的状态。根据本发明，也可更精确地来测定作用范围，如在图3和图4中所示。
在图3中识别出，车辆10的指向后的传感器件的检测区域3由三个部分相交的单个检测区域得出。为了确定作用范围，现在来确定在与车辆10当前所行驶的车道1相邻的车道1的中心线21与检测区域3的轮廓或界限12之间的交点22。将在车辆10与相应的交点22之间的距离假设为在虚拟车辆6(左侧车道)与虚拟车辆6’(右侧车道)与车辆10之间的距离。
区别于图3，在图4中示出了高速公路的转弯段。识别出，在该情况中在车辆10与在右侧车道上的交点22之间的距离明显小于在车辆10与在左侧车道上的交点22之间的距离。因此，在计划变道到右侧车道上时比在计划变道到左侧车道上时更应将车辆10的状态归为紧急。
在图5中示意性地以方框图的形式示出如何来确定车辆的状态。
一方面给车辆10的控制器件8提供车辆10的当前的速度11。如果在车辆10后面利用传感器检测到另外的车辆2，将在车辆10与另外的车辆2之间的距离5以及另外的车辆2的速度13输送给控制器件8。反之如果在车辆10后面利用传感器未检测到另外的车辆2，将传感器作用范围4和虚拟车辆6的速度7提供给控制器件8。在此，根据允许的最高速度(如其例如借助于车辆10的交通标志识别所检测到的那样)且根据安全参数16(以其来加载最高速度15)来计算虚拟车辆6的速度7。在此，安全参数16可相应于恒定的速度偏差和/或相对的速度偏差。根据安全参数16来考虑，许多交通参与者超过允许的最高速度一恒定的和/或相对的量。
控制器件8根据车辆10的当前的速度11且根据另外的车辆2的速度13和距离5或者根据虚拟车辆6的速度7和传感器作用范围4计算车辆10的状态30。如果在此将车辆10的状态30归为紧急，或者激活车辆10的警报装置40以警告车辆10的驾驶员不要变道，或者车辆10的变道辅助系统41拒绝对变道的许可。
在图6中示意性地示出了根据本发明的车辆10，其包括根据本发明的装置20。在该实施形式中，根据本发明的装置20包括控制部8、传感器9(例如雷达传感器)、警报装置40和变道辅助系统41。
附图标记清单
1 车道
2 另外的车辆
3 检测区域
4 传感器作用范围
5 距离
6,6’ 虚拟车辆
7 虚拟车辆的速度
8 控制器件
9 传感器
10 车辆
11 车辆的速度
12 检测区域的轮廓
13 另外的车辆的速度
15 允许的最高速度
16 安全系数
20 装置
21 中心线
22 交点
30 状态
40 警报装置
41 变道辅助系统。

Claims (10)

1.一种用于确定车辆(10)的状态(30)的方法，其中，所述车辆(10)包括用于检测另外的车辆(2)的传感器(9)，
其中，所述方法包括以下步骤：
确定所述车辆(10)的速度(11)，以及
根据所述传感器(9)的作用范围(4)和所述速度(11)确定所述状态(30)
其中，所述车辆的状态(30)呈现以下值中的至少一个：
●紧急，和
●不紧急，并且
在紧急状态中比在不紧急状态中更可能与在所述车辆(10)前面或后面行驶的另外的车辆(2)碰撞，评估所述传感器(9)的测量值，并且
仅当根据被评估的测量值在所述车辆(10)前面或后面没有检测到另外的车辆(2)时，那么才根据所述作用范围(4)来确定所述状态(30)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述传感器(9)的作用范围。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过对于由所述车辆(10)所行驶的道路的在与所述车辆(10)相同的方向上行驶的每个车道(1)分别来确定所述车道(1)的中心线(21)与检测区域(3)的轮廓(12)相交的在所述车辆(10)前面的交点和在所述车辆(10)后面的交点(22)，根据所述传感器(9)的检测区域(3)的轮廓(12)来确定所述作用范围，并且
所述作用范围(4)被确定为在所述车辆(10)与相应的交点(22)之间的距离。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
所述状态(30)附加地根据由所述车辆(10)所行驶的道路的最低速度来确定。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
所述状态(30)附加地根据由所述车辆(10)所行驶的道路的允许的最高速度(15)来确定。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
假设在所述车辆(10)后面以相应于所述传感器的作用范围(4)的距离存在以允许的最高速度(15)行驶的虚拟车辆(6)，
根据允许的最高速度(15)、所述车辆(10)的速度(11)和所述传感器(9)的作用范围(4)来计算所述虚拟车辆(6)相对于所述车辆(10)是否低于预定的最小距离，并且
如果计算出所述虚拟车辆(6)低于预定的最小距离，将所述状态(30)确定为紧急。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
如果利用所述传感器(9)在所述车辆(10)前面或后面检测到另外的车辆(2)，检测在所述车辆(10)与所述另外的车辆(2)之间的距离(5)和所述另外的车辆(2)的速度(13)，并且
根据所述车辆(10)的速度(11)、所述另外的车辆(2)的速度(13)和所述距离(5)来确定所述状态(30)。
8.一种用于在驾驶车辆(10)时辅助驾驶员的方法，其中，利用根据权利要求1-7中任一项所述的方法来确定所述车辆(10)的状态(30)，并且其中，根据所述车辆(10)的状态(30)来执行所述驾驶员的辅助。
9.一种用于确定车辆(10)的状态(30)的装置，其中，所述装置(20)包括用于检测另外的车辆(2)的传感器(9)和控制器件(8)，
其中，所述控制器件(8)设计成确定所述车辆(10)的速度(11)，并且
其中，所述控制器件(8)设计成根据所述传感器(9)的作用范围(4)和所述速度(11)确定所述状态(30)
其特征在于，所述装置(20)设计成执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。
10.一种车辆，其带有根据权利要求9所述的装置(20)。
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