用于操作自动驾驶车辆的方法

技术领域

本发明涉及一种用于操作自动驾驶车辆的方法。

本发明还涉及一种用于执行这种方法的装置以及一种包括这种装置的车辆。

背景技术

由DE 10 2011 100 907 A1公开一种用于确定位于车辆前方的道路的道路状态的方法，其中，借助成像传感器来测量路面并且借助评估单元来评估使用成像传感器采集的图像数据并从图像数据中确定道路状态。借助成像传感器的发射单元，太赫级电磁辐射被发射向路面并且借助成像传感器的接收单元来检测在路面处反射的太赫级电磁辐射。借助评估单元，为了从呈现太赫级电磁辐射的更高反射的图像区内的所采集图像数据中确定道路状态，确定路面上的水湿覆层、雪覆层和/或冰覆层。道路分析结果被各不同的车辆司机辅助系统用于其运行。

发明内容

本发明的任务是指明一种用于操作自动驾驶车辆的新方法、一种用于执行这种方法的装置以及一种包括这种装置的车辆。

根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1所述特征的方法、一种具有权利要求9所述特征的装置以及一种具有权利要求10所述特征的车辆来完成。

本发明的有利设计是从属权利要求的主题。

在用于操作自动驾驶车辆的方法中，根据本发明，当识别出

-车辆接近弯道，

-在车辆的弯道靠外一侧有相邻的空闲车道，

-因为前方弯道而存在环境传感器系统的至少一个朝着车辆行驶方向的采集单元的视野限制，

-在弯道中因为道路状况而存在车辆和/或其它车辆的相对于预定目标值延长的刹车距离和/或减小的地面附着力时，

自动将车辆变道至弯道靠外的相邻空闲车道和/或自动减小车辆当前行驶速度。

在自主车辆如卡车的运行中特别重要的是，尽可能总是以最高允许速度来行驶以从经济角度考虑尽力缩短车辆及其货物在道路上的时间。在驶上弯道时，朝着本车道的视线在作用范围内有时因视线障碍例如像道路边缘处的护栏、建筑区或植被而受限。这尤其适用于弯道最内侧道路。另外，道路状况也显著影响到弯道中的车辆和其它车辆的行驶稳定性。例如影响轮胎与路面之间附着力的道路状况性能可能造成摩托车在弯道中更容易打滑。

由于使用该方法并且由于与之相关地变道至外侧道路和/或自动降低当前行驶速度，可以预防性增大在弯道区域内的至少一个采集单元的视野，并且车辆可预防性地以优化的行驶速度驶过弯道。因此，车辆可以在其道路上有不可轧上的对象时及时启动急刹和/或避让动作，其中，车辆撞上对象的危险被显著降低。尤其是，由于及早确定行驶状况，故能确定坠地摩托车司机的危险，并且依据该危险来调整与道路和行驶速度选择相关的车辆自动化控制。因此，撞上对象、尤其是因弯道视线限制而被遮挡且或许因为由行驶状况引起的事故如摩托车事故而位于道路上的人的危险被显著降低。

在该方法的一个可能设计中，通过测知路面上的碎石和/或降水例如雨、雪或冰来识别因为道路状况而存在该车辆和/或其它车辆的相对于预定目标值延长的刹车距离/或减小的地面附着力。优选地，目标值在此依据车辆当前行驶速度被可变设定。尤其当存在受到碎石和/或降水影响的路面时，车辆轮胎与路面之间附着力很小。由此导致长的刹车距离并且对于摩托车司机来说弯道打滑危险显著提升。通过考虑该性能以确定道路状况，一方面可以稳定车辆过弯行驶，同时可以通过车辆行驶方式来显著降低撞上其它过弯车辆、尤其是已坠地或正在坠地的摩托车司机的危险。即，依据摩托车在弯道中打滑的危险，可以在行驶过弯之前事先调整本车行驶参数，以免撞上摩托车和/或已发生或正在发生摩托车事故的人员。

在该方法的另一个可能设计中，当所述至少一个采集单元的视野低于预定阈值时识别视野限制，其中，该阈值依据车辆当前行驶速度被可变设定。尤其是，当前行驶速度越高，该阈值越低。变道例如在至少一个采集单元的视野低于阈值时被触发。视野通过变道至弯道靠外的道路而被增强，从而可以提高车辆自动驾驶中的可靠性，并且车辆能够通过刹车和/或避让动作至少基本避免撞上不可轧上的对象，其中，车辆周围环境中的交通参与者被予以考虑。

在该方法的另一个可能设计中，依据数字地图的地图数据和/或至少依据车辆摄像头所采集的信号确定存在弯道靠外的车道。这允许只有当存在关于存在弯道靠外的道路的可靠信息时才启动变道，由此能提高道路交通的安全性。

在该方法的另一个可能设计中，变道依据在车辆前方所测知的交通密度来执行。在此，变道尤其是在车辆基本上单独在行驶距离段上行驶或距后随车辆足够远而使得车辆在驶过弯道后能回到其初始道路时执行。

在该方法的另一个可能设计中，使车辆的当前行驶速度适配于该至少一个采集单元的由弯道引起和/或由山体引起的视野限制。当至少一个采集单元的视野比较小时，车辆当前行驶速度为了提高例如在车辆行驶中的安全性被降低，其中，为此可以设定与视野相关的另一阈值。

在该方法的另一个可能设计中，该至少一个采集单元的所需视野依据所预测的当前车辆刹车距离被确定，其中，刹车距离与车辆的最大固有减速度和固有速度、即当前行驶速度相关。尤其是，当前行驶速度越高，该至少一个采集单元的所需视野越大，因为刹车距离在行驶速度增大时延长。因此可以做到：车辆在测知其所在道路上有不可轧上的对象时能够启动刹车，从而能至少基本上防止撞上对象。

根据本发明，用于执行前述方法的装置的特征是它具有数据处理单元，数据处理单元连接至所述环境传感器系统的至少一个采集单元。该数据处理单元被设计成作为前提条件识别是否：

-车辆接近弯道，

-在车辆的弯道靠外一侧有相邻的空闲车道，

-因为前方弯道而存在环境传感器系统的至少一个朝着车辆行驶方向来取向的采集单元的视野限制，

-在弯道中因为道路状况而存在车辆和/或其它车辆的相对于预定目标值延长的刹车距离和/或减小的地面附着力。

该数据处理单元还设计成，当存在所述前提条件时将相应信息传送至运动轨迹发生器，该运动轨迹发生器设计成产生用于变道至弯道靠外的空闲车道的至少一个运动轨迹并将所产生的运动轨迹传输给车辆的致动装置和/或自动减小车辆当前行驶速度。

借助该装置，车辆能够变道至弯道靠外的道路并且如此调整其行驶速度，即，预防性增大在弯道区域内的该至少一个采集单元的视野，并且车辆预防性地以优化的行驶速度驶过弯道。因此车辆能在其所在道路上有不可轧上的对象时启动急刹和/或避让动作，在这里，车辆撞上对象的危险被显著降低。尤其是，由于及早确定行驶状况，故能确定坠地摩托车司机的危险，并且依据该危险来调整与道路和行驶速度之选择相关的车辆自动化控制。因此，撞上对象、尤其是因弯道视线限制而被遮挡且或许因为由行驶状况引起的事故如摩托车事故而位于道路上的人的危险被显著降低。

此外，该装置可以是被设计成自动驾驶卡车或自动驾驶轿车的车辆的组成部分，在此，借助如上所述的该装置和方法能优化尤其是交通安全性。

附图说明

以下将结合图来详细解释本发明的实施例，其中：

图1示意性示出具有采集单元的车辆连同位于采集范围内的不可被车辆轧上的对象；

图2示意性示出具有多个道路和在弯道靠外的道路上行驶的车辆的行驶路段；

图3示意性示出行驶路段连同在弯道靠内的道路上行驶的车辆。

具体实施方式

彼此对应的零部件在所有图中带有相同的附图标记。

图1示出车辆1连同在环境传感器系统的检测/采集单元2的检测/采集范围E内位于车辆1的道路FB上的不可轧上的对象3的侧视图。图2和3分别示出行驶路段F，其分别具有用于每个行驶方向的道路F1、F2和F3、F4，其中，行驶路段F是蜿蜒的，即，具有弯道K。

例如设计为卡车的且尤其是在车辆1中没有车辆使用者的情况下以自动驾驶操作方式行驶的车辆1在图2中在弯道靠外的道路F2上并且在图3中在弯道靠内的道路F1上行驶。

车辆1包括数据处理单元4，其连接至车辆1的环境传感器系统的多个采集单元2，其中，采集单元2设计成基于雷达、基于激光雷达和/或基于摄像头。另外，车辆1具有未被详细示出的卫星辅助定位单元，其连续接收位置信号，据此确定车辆1当前位置。

这种自动驾驶车辆1依据环境传感器系统所采集信号、位置信号以及依据车辆侧存储的数字地图的地图数据在已有基础设施内被定位，且车辆1的行驶行为关于依据环境传感器系统所采集信号来测定的交通参与者而被协调。

车载的环境传感器系统具有由传感器类型、构型和物理边界条件所确定的测量特性。一般，环境传感器系统表示多项功能任务的协同。例如借助基于激光雷达的采集单元2来三维测量车辆1前方的交通相关区域，其中，依据基于摄像头的采集单元2所采集的信号来确定在车辆1前方所测场景的语义，其中，交通标志和交通信号灯设备被识别。

由此推导出的要求确定各自采集单元2的参数例如像基线宽度、焦距、视角、像素密度、传感器类型，尤其就基于摄像头的采集单元2的信号是否被彩色或单色采集。

以下描述一种用于车辆1的自动化驾驶操作的方法，其中，该方法的重点是基于激光雷达的或基于摄像头的采集单元2，其也称为视野或视锥的采集范围E朝着车辆1前方并且采集单元2例如是所谓的远距传感器。

车辆1前方没有前行者并且存在对采集单元2的视野的高要求以及存在以下要求，即，探测对象3以便能对其作出适当反应。为了能避免车辆1撞上所探测的对象3，可以在其被及时探测的情况下启动例如急刹和/或自动驶上避让运动轨迹。

可探测不可轧上的对象3的探测范围比较远的采集单元2如上所述地是基于激光雷达的传感器或摄像头传感器，其具有一定视角，其中，采集单元2也可以由多个单独传感器构成。

车辆1、尤其是货运用卡车的自动驾驶操作的目的是以允许的最大可能行驶速度行驶，以便出于经济考虑尽量缩短车辆1连同其货物在途中的时间。

当驶过弯道K时，朝着车辆1前方的采集单元2的视野有可能因护栏、结构/建筑区和/或植物而受限。这种状态尤其适用于弯道靠内的道路F1。

为了能适当地通过刹车和/或避让而对在各自道路F1、F2上的潜在不可轧上的对象3作出反应，需要车辆1降低其当前行驶速度，使得车辆1处于行驶操作的时间延长。

如果车辆1如图3所示地在弯道靠内的道路F1上行驶，则视野和进而采集单元2的采集范围E受限。而如果车辆1在弯道靠外的道路F2上行驶，则视野增大，如图1所示。

对象3例如是摩托车。尤其在摩托车的情况下，在弯道中有如下危险，即，当存在受到碎石和/或降水影响的路面时，因为在摩托车轮胎与路面之间附着力减小，故摩托车司机失去对其摩托车的控制并且打滑。在此，它们可能驶上其对向交通的道路F1、F2。

这在图2和图3中被示例性示出。在此情况下，设计成摩托车的对象3因打滑而驶入对向道路并在那里停住。当有这样的受到碎石和/或降水影响的路面时，车辆1轮胎在道路FB上的附着力也减小，由此尤其出现延长的刹车距离。因此为了增大视野和采集单元2的采集范围E并且避免撞上对象3例如摩托车而规定，当识别出车辆1接近弯道K、在车辆1的弯道靠外一侧有相邻的空闲道路F2、因为前方弯道K而存在朝着车辆1行驶方向的采集单元2的视野限制和在弯道中因为道路状况而存在相对于预定目标值延长的刹车距离和/或车辆1和/或其它车辆例如设计成摩车的对象3的减小的地面附着力时，自动将车辆1变道至弯道靠外的相邻空闲道路F2并且在必要时自动减小车辆1的当前行驶速度。

因此可能的是降低在视线受遮挡的弯道状况中的人员受伤概率，因为通过使用采集单元在出现弯道行驶之前或弯道行驶期间事先识别危险因素如在道路FB上在弯道K前方区域或弯道中的碎石和/或降水例如雨水、雪或冰。此时的重点尤其主要在靠内的道路F1、F2以及本车道上，因为在(摩托车)事故情况下因为所出现的力而使得人员或车辆部分可能运动到本车道中并因此使得人员受伤危险增大。

在此允许在识别相应的危险因素时预防性降低弯道遮挡时的行驶速度和/或避让到弯道靠外的道路FS2以改善朝向弯道K的视线，以便因此能减小急刹情况下的刹车距离并且能及早检查可能的避让动作的可实行性。