用于运行至少部分自动化运行的第一车辆的方法和设备

摘要

本发明涉及一种用于运行至少部分自动化运行的第一车辆(200a)的方法。在此，首先感测至少部分自动化运行的第一车辆(200a)的环境信息和运行信息。然后根据所感测的环境信息来识别至少一个沿所述第一车辆(200a)的行驶方向(225)在前面行驶的第二车辆(210a、210b、210c)。在预测出所述第二车辆(210a、210b、210c)存在事故的情况下根据所述第一车辆(200a)的所感测的环境信息和所感测的运行信息求取所述第一车辆(200a)的至少一个无碰撞的避让轨迹(230)。然后这样适配所述第一车辆(200a)相对于所述第二车辆(210a、210b)的距离(215a)，使得有至少一个无碰撞的避让轨迹(230)可供使用。此外，本发明涉及一种用于实施所述方法的计算单元(20)和一种具有计算单元(20)的第一车辆(200a)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行至少部分自动化运行的第一车辆的方法。附加地，本发明涉及一种计算单元，该计算单元构造为用于实施根据本发明的方法，以及涉及一种具有根据本发明的计算单元的车辆。

现有技术

在汽车领域中，在驾驶员辅助系统中已知距离调节巡航控制。在这方面，例如在文件DE 10 2010 006 442 A1中说明了一种用于在机动车中自动适配加速度的方法。

在距离调节巡航控制中，利用传感器求取在前行驶车辆的位置和速度并且通过干预车辆的纵向驱动装置、尤其通过马达干预和制动干预相应地自适应地调节装配有该驾驶员辅助系统的在后跟随车辆的速度和距离。如果在前行驶车辆实施紧急制动，则在后行驶车辆仍无碰撞地停下。在这方面，例如在文献DE 10 2010 006 442 A1中说明了一种用于在机动车中自动适配加速度的方法。

发明内容

从现有技术出发，本发明的任务是，开发一种方法和设备，该方法和设备能够使得在后行驶车辆即使在在前行驶车辆发生事故的情况下也能无碰撞地停下。在发生事故时，在前行驶车辆比在该在前行驶车辆实施完全制动的情况下明显更快地停下。

为了解决该任务，提出一种根据权利要求1所述的方法。此外，还提出一种根据权利要求10所述的计算单元，以及一种根据权利要求12所述的至少部分自动化运行的第一车辆。

在用于运行至少部分自动化运行的第一车辆的方法中，首先，感测至少部分自动化运行的第一车辆的环境信息。该环境信息例如可以是相对于环境中的对象的距离信息和/或是来自第一车辆的环境的图像信息。该环境信息也可以是数字地图的信息，这些数字地图的信息包含例如事故风险地图、交通密度和/或交通参与者的平均速度和速度偏差。附加地，也感测第一车辆的运行信息。所述运行信息例如可以是第一车辆的当前速度和/或当前转向角。接下来，根据所感测的环境信息识别位于第一车辆的环境中的至少一个在第一车辆前方行驶的第二车辆。接下来，在预测出第二车辆存在事故的情况下根据第一车辆的所感测的环境信息和所感测的运行信息识别第一车辆的至少一个无碰撞的避让轨迹。因此，如果第二车辆卷入事故中并且相应地比在完全制动的情况下明显更快地停下，则检查，哪些无碰撞的避让轨迹可供第一车辆使用。“事故”在这种情况下意味着会导致第二车辆比该第二车辆在完全制动的情况下更快地停下的所有情况。因此，例如可以涉及在前行驶的至少一个第二车辆与该在前行驶的第二车辆的环境中的对象、例如另一交通参与者的碰撞。对此的一个示例是，第二车辆与其它在前行驶的第二车辆发生追尾事故。所述在前行驶的第二车辆可以是按照顺序直接位于第一车辆前面的车辆。但是，例如也可以是按照顺序位于更靠前的车辆。在这种情况下，无碰撞的避让轨迹指的是，第一车辆的任何能够使该第一车辆在第二车辆发生事故的情况下无碰撞地避让该第二车辆的轨迹。在此，考虑第一车辆的环境，因为例如避让到对向交通中也可能导致碰撞。在后续步骤中，这样适配第一车辆相对于第二车辆的距离，使得至少一个无碰撞的避让轨迹可供第一车辆使用。通过始终存在至少一个避让轨迹可供第一车辆使用，显著提高了第一车辆的安全性。

优选，根据第二车辆的所求取的事故风险来求取至少一个避让轨迹。例如，如果确定第二车辆现在以蛇形曲线运动和/或不遵守速度限制，则可以由此求取出提高的事故风险。例如，事件、例如沿着一个路程的大火可能导致第二车辆的驾驶员分心并因此导致提高的事故风险。例如，从载重车上掉落的货物可能导致提高的事故风险。优选，第一车辆能经由无线电接口例如从其他交通参与者(车对车)得知事故风险。也可以将呈地图数据形式的信息告知第一车辆，该信息关于可能取决于道路走向和/或行车道条件的静态事故风险和/或关于包含当前交通状况、例如交通参与者相互之间的距离在内的动态事故风险。尤其，求取在前行驶的第二车辆与其它交通参与者的事故风险。例如，如果确定，第二车辆太近地驶近在前行驶的一个另外的车辆，则可以认为追尾事故的风险提高。这种状况可以由第一车辆例如借助至少一个雷达传感器来求取，该雷达传感器这样布置在第一车辆，使得能够在在前行驶的第二车辆下方无遮挡地进行观察(durch hinweg zu sehen)。

例如，也可以经由车对车通信连接和/或车对基础设施通信连接来求取第二车辆的这种太近地驶近。尤其在其他交通参与者的速度未被适配的情况下，提高的交通密度也可能提高第二车辆与其他在前行驶车辆的追尾事故的风险。根据第二车辆的事故风险来求取避让轨迹具有以下优点：可以仅在事故风险提高的情况下才适配距离。由此实现了至少部分自动化运行的第一车辆的驾驶员对这种行驶行为的更高接受度。优选，根据所求取的事故风险与阈值的比较来求取至少一个避让轨迹。因此，例如可以设置，仅在事故风险超过该阈值的情况下才求取至少一个无碰撞的避让轨迹。

优选，出现第一车辆位于具有至少双车道的行车道的第一车道上的状况。在此，优选根据第一车辆相对于位于具有至少双车道的行车道的、与第一车道相邻的至少一个第二车道上的至少一个另外的车辆的相对位置来求取至少一个避让轨迹。通过在求取避让轨迹时考虑位于相邻车道上的交通，可以确保其它交通参与者也不会由于无碰撞的避让轨迹而受危害。在相邻的第二车道上的另外的车辆可以是行驶的车辆或者也可以是静止的车辆。在具有双车道的行车道的情况下，第一车道或相邻的第二车道可以是应急车道。优选，与作为另外车辆的行驶车辆相关联地，这样适配第一车辆相对于第二车辆的距离，使得第一车辆能够实现到与第一车辆的第一车道相邻的第二车道上的车道变换作为可用的避让轨迹。第一车辆相应地这样在交通内定位自己，使得始终能够实现到相邻车道上的空隙中的车道变换。因此，使得第一车辆能够在第二车辆实际发生事故的情况下进行一种插空(Luckenspringen)。

优选，这样适配第一车辆相对于第二车辆的距离，使得存在至少两个空闲的、无碰撞的避让轨迹可供使用。因此，在所求取的一个避让轨迹意外不可用的情况下，所述方法的安全性被提高，因为始终存在至少一个另外的避让轨迹可供使用。

如果现在实际发生了第二车辆的事故，例如追尾事故，则第一车辆优选被自动控制到至少一个可用的避让轨迹上。自动控制到可用的避让轨迹上具有提高的安全性的优点，使得在此通常比在手动控制的情况下更快地做出反应。附加地或替代地，在第二车辆实际发生事故的情况下给第一车辆的驾驶员显示至少一个可用的避让轨迹。这提高了驾驶员对这种方法的接受度，因为他不会对自动的行驶机动动作过于惊讶或者因为否则他不得不自行手动地进行该行驶机动动作。如果存在至少两个避让轨迹可供使用，则优选根据对至少两个可用的避让轨迹所分别求取的行驶舒适性将所述车辆控制到所述至少两个避让轨迹中的至少一个避让轨迹上。替代地或附加地，优选根据至少两个可用的避让轨迹的所分别求取的行驶舒适性给该车辆的驾驶员显示所述至少两个避让轨迹中的至少一个避让轨迹。从而也提高了驾驶员对所述方法的接受度。例如，如果存在驶入田野和驶入应急车道之间的选择，则应急车道与田野相比相应于明显更高的行驶舒适性并且也更加被驾驶员喜欢。

优选，至少一个可用的避让轨迹相应于第一车辆的导致改变方向的制动。因此，车辆避让开第二车辆并且接下来被带入安全状态中。这提高了该方法的安全性。此外，与在避让轨迹上的可能的继续行驶相比，这种制动在行驶路程方面明显被缩短。因此，简化了对可用的避让轨迹的求取，因为需要计算的避让轨迹路程更小。

本发明的另一主题是一种计算单元，该计算单元构造为用于实施用于运行至少部分自动化运行的第一车辆的上述方法。为此，计算单元构造为用于接收至少部分自动化运行的第一车辆的所感测的环境信息和所感测的运行信息。附加地，计算单元用于根据所感测的环境信息识别沿第一车辆的行驶方向在前行驶的至少一个第二车辆。计算单元在预测出第二车辆存在事故的情况下根据所感测的环境信息和所感测的运行信息求取第一车辆的至少一个无碰撞的避让轨迹。附加地，计算单元构造为用于这样产生用于第一车辆的纵向驱动装置的至少一个控制信号，使得这样适配第一车辆相对于第二车辆的距离，使得存在至少一个无碰撞的避让轨迹可供使用。优选，计算单元用于求取第二车辆例如与其他交通参与者的事故风险并且根据所求取的事故风险求取至少一个避让轨迹。

附加地，本发明涉及一种至少部分自动化运行的第一车辆，该第一车辆具有：根据本发明的计算单元；用于感测第一车辆的环境信息的至少一个环境传感器和用于感测第一车辆的运行信息的至少一个另外的传感器。例如，所述至少一个环境传感器可以是雷达传感器和/或激光雷达传感器和/或超声波传感器和/或摄像机单元。用于感测运行信息的另外的传感器例如可以是转向角传感器和/或速度传感器。附加地，第一车辆具有纵向驱动装置，该纵向驱动装置例如包括第一车辆的马达单元和/或制动单元。在这方面，纵向驱动装置构造为用于根据计算单元所产生的至少一个控制信号这样适配第一车辆相对于由计算单元所识别出的、在前行驶的第二车辆的距离，使得存在至少一个无碰撞的避让轨迹可供第一车辆使用。

附图说明

图1示意性地示出根据本发明的计算单元的一个实施方式；

图2示出根据本发明的用于运行至少部分自动化运行的第一车辆的方法的一个实施方式；

图3a示例性地示出在第一时间点给部分自动化运行的第一车辆提供车道变换作为避让轨迹的状况；

图3b示例性地示出在第二时间点给部分自动化运行的第一车辆提供车道变换作为避让轨迹的状况；

图4示例性地示出在前行驶的第二车辆实际发生事故的状况；

图5a至5c示出用于求取无碰撞的避让轨迹的不同可能性。

具体实施方式

图1示意性地示出计算机单元20，该计算机单元构造为用于从至少一个环境传感器10接收在这里未示出的、至少部分自动化运行的第一车辆的环境信息。替代地和/或附加地，环境信息、例如在该车辆的环境中的其他车辆相对于第一车辆的位置可以经由车对车通信连接30由计算单元20接收。例如，也可以从外部服务器接收事故风险地图。附加地，计算单元20用于从第一车辆的至少一个另外的传感器40接收所感测的运行信息。计算单元20根据所感测的环境信息识别到至少一个沿第一车辆的行驶方向在前行驶的第二车辆。附加地，计算单元20用于在预测出第二车辆存在事故的情况下根据第一车辆的所感测的环境信息和所感测的运行信息求取第一车辆的至少一个无碰撞的避让轨迹。此外，计算单元20构造为用于这样产生用于第一车辆的纵向驱动装置50的至少一个控制信号，使得这样适配第一车辆相对于第二车辆的距离，使得存在至少一个无碰撞的避让轨迹可供使用。

可选地，计算单元20还构造为用于求取第二车辆的事故风险，尤其第二车辆与其他交通参与者的事故风险，并且根据所求取的事故风险来求取至少一个避让轨迹。

图2以流程图的形式示出用于运行至少部分自动化运行的第一车辆的方法的一个实施方式。在此，首先在方法步骤100中，感测至少部分自动化运行的第一车辆的环境信息。在接下来的方法步骤110中，感测第一车辆的运行信息。然后，在方法步骤120中检查，根据所感测的环境信息是否能够识别到至少一个沿第一车辆的行驶方向在前行驶的第二车辆。如果在此确定，没有能够识别到第二车辆，则该方法结束或替代地从开头开始。然而，如果在方法步骤120中识别到至少一个第二车辆，则在接下来的方法步骤150中，在预测出第二车辆存在事故的情况下求取第一车辆的至少一个无碰撞的避让轨迹。在此，考虑第一车辆的所感测的环境信息和所感测的运行信息。例如，可以考虑当前速度作为第一车辆的运行信息。车辆当前行驶得越快，作为第一车辆的避让轨迹的制动距离则越长。例如，也可以考虑其他车辆相对于第一车辆的位置作为所识别的环境信息。如果第一车辆现在例如位于具有至少双车道的行车道上并且在此确定在相邻车道上的车辆之间存在空隙，则无碰撞的避让轨迹可以包括第一车辆的车道变换。例如，制动也可以设置为无碰撞的避让轨迹，在该制动中进行转向并且第一车辆然后进行方向改变。在接下来的方法步骤160中，这样适配第一车辆相对于第二车辆之间的距离，使得存在至少一个无碰撞的避让轨迹可供使用。然后该方法结束。与前面所说明的车道变换相关联地，例如可以设置，这样适配第一车辆相对于第二车辆的距离，使得第一车辆能够实现到与第一车辆的第一车道相邻的第二车道上的车道变换作为可用的避让轨迹。

在可选的方法步骤130中，求取至少一个第二车辆的当前事故风险。例如，在此可以考虑第二车辆的行驶行为。例如，如果第二车辆当前行驶得过快，则该第二车辆的事故风险升高。尤其，求取第二车辆与其他交通参与者的事故风险。在此，例如可以考虑：第二车辆有多近地驶近沿行驶方向位于该第二车辆前面的其他第二车辆。太近的驶近可能提高追尾事故的风险。在接下来的方法步骤150中，在求取至少一个无碰撞的避让轨迹时考虑所求取的事故风险。

在另一可选的方法步骤140中，将所求取的事故风险与阈值进行比较。如果所求取的事故风险小于该阈值，则该方法结束或从头开始。然而，如果所求取的事故风险高于该阈值，则继续进行方法步骤150。

在紧接着方法步骤160的一个可选的方法步骤170中，这样适配第一车辆相对于第二车辆的距离，使得存在至少两个避让轨迹可供使用。

在另一可选的方法步骤180中，根据第一车辆的所感测的环境信息检查，至少一个第二车辆是否实际上卷入事故中和/或是否经历了增强的制动。在这种情况下，“增强的制动”不是意味着常见的完全制动，而是意味着通过附加辅助手段、例如制动降落伞(Bremsfallschirm)实施的附加制动。如果在此确定没有事故，则以方法步骤160继续进行。然而，如果确定存在事故，则在方法步骤185中，将第一车辆自动地控制到至少一个可用的避让轨迹上和/或将至少一个可用的避让轨迹显示给第一车辆的驾驶员。

在另一可选的方法步骤190中检查，是否存在至少两个无碰撞的避让轨迹可供使用。如果在此确定没有另外的可用的避让轨迹，则该方法结束。然而，如果确定存在至少两个避让轨迹，则在接下来的方法步骤200中选择具有最高行驶舒适性的避让轨迹。例如对此可以考虑的标准是：轨迹的地面特性和/或是否能够在避让轨迹上继续行驶。附加地或替代地，也考虑在避让轨迹上产生的对第一车辆的驾驶员的横向加速度。在这方面，在加速度值保持不变的情况下，方向变换与直线的避让轨迹相比被感受为更不舒服。替代地或附加地，考虑在避让轨迹上产生的最大加速度。在此，优先选择具有最小的最大加速度的避让轨迹。在紧接着方法步骤200的方法步骤220中，将第一车辆控制到从至少两个避让轨迹中选出的至少一个避让轨迹上和/或将该至少一个避让轨迹显示给第一车辆的驾驶员。

图3a以俯视图示意性地示出具有第一车道240a和第二车道240b的双车道行车道250。在第一车道240a上，至少部分自动化运行的第一车辆200a沿行驶方向225行驶。第一车辆200a除了具有计算单元20以外还具有环境传感器10和另一传感器40。环境传感器10用于感测第一车辆200a的环境信息，并且另一传感器40感测第一车辆200a的运行信息。计算单元20接收第一车辆的环境信息和运行信息并且根据所述环境信息识别在第一车辆200a前面行驶的多个第二车辆210a、210b和210c。接下来，计算单元20在预测出第二车辆210a、210c和210d存在事故的情况下求取无碰撞的避让轨迹。当前，到相邻车道240b上的空隙260a中的车道变换230作为可能的避让轨迹230被求取。计算单元20现在这样产生用于第一车辆200a的、在此未示出的纵向驱动装置的至少一个控制信号，使得这样适配第一车辆200a相对于在前行驶的第二车辆210a的距离215a，使得始终存在至少一个无碰撞的避让轨迹230可供使用。在所示出的该状况中，第一车辆200a相对于相邻车辆211和220平行地运动，以便始终具有能够通过车道变换来避让第二车辆210a的实际事故的可能性。

图3b在较晚的第二时间点示出先前的状况。因为在相邻车道240b上沿行驶方向225在前面在车辆210c和211之间产生空隙260b，所以在此第一车辆200a缩短了相对于在前行驶的第二车辆210a的距离215b。第一车辆200a与第二车辆210a之间的距离215b在图3b中是不允许低于的限定的安全距离。该安全距离215b用于，在第二车辆210完全制动时存在足够的制动距离可供第一车辆200a使用。

图4示出一种状况，在这种状况中，在前行驶的第二车辆210a实际上与另一第二车辆210b追尾并且因此产生追尾事故。因此，用于第一车辆200a的直线制动距离235过短而不能在第二车辆210a之前停下。在此，第一车辆200a的计算单元20求取进入车辆210d和220之间的空隙260c中的车道变换作为无碰撞的避让轨迹221。接下来的车道变换自动地实施和/或在显示单元25上给第一车辆200a的驾驶员显示无碰撞的避让轨迹221。阴影区域255是由计算单元20求取的区域，在该区域上行驶时会导致与第二车辆或其他对象的碰撞。

图5a示出精确求取无碰撞的避让轨迹的一种可能性。在此，所示出的点201标出所求取的无碰撞的避让轨迹的所求取的终点，这些终点可以通过转向和/或制动被达到。所示出的十字符202标出这样的轨迹的所求取的终点：在这些轨迹上行驶然而会导致与第一车辆200b的周围环境中的第二车辆210a或其它对象的碰撞。例如，可以根据对应的避让轨迹的所求取的行驶舒适性来作出关于“在第二车辆210a实际发生事故的情况下驶近无碰撞的避让轨迹的哪个终点”的决定。

图5b和5c相对于图5a中的图示示出用于求取无碰撞的避让轨迹的、计算花费更小的可能性。在此，不求取无碰撞的避让轨迹的终点，而是仅求取通过在无碰撞的避让轨迹上行驶可以到达的面203a或者203b。在此，在图5b中仅用直线表示，以便显示无碰撞的面203a或203b和非无碰撞的面204a、204b和204c。在图5c中，为了简化，附加地还用简单的几何形状来表示，其方式是，第一车辆以矩形204c作为非无碰撞的面被标出。

在图5b中，无碰撞的区域的计算是特别节省资源的，因为使用了极坐标系。该环境传感器测量极坐标中的其他交通参与者，使得可以以简单的方式求取围绕第二车辆210a的角度或视野204a。第二车辆210a所处的区域在此如被认为在行车道外不可行驶的区域那样也被标记为不可行驶的区域。

图5c中示出求取避让轨迹的另一可能性。在此，第二车辆210a所处的区域204c被认为是不可行驶的。在此有利的是，仅需要已知第二车辆210a的车道和距离，就可以求取可能的避让轨迹。在第二车辆前面的区域可以以不同的方式被处置：该区域可以被认为是空闲的，或者可以被认为是被占用的，或者该区域可以具有在上述两个区域之间的边界。例如，可以假设第一车辆240b通过转向和制动在相关区域末端可以到达的固定角度，例如45°，所述相关区域被来自避让轨迹的该区域中的第二车辆限界。在此有利的是，所述求取特别简单，因为经常使用平行于行车道延伸的矩形区域，由此，可以节省资源。

在图5a至5c中可以检查，当第二车辆卷入追尾事故中并强烈减速时，第一车辆会适配于哪些区域。在此，由于简化了避让轨迹的计算而适合于在如在图5b和5c中所示的方法中添加附加的安全系数(Sicherheitsaufschlag)。