用于对可摆动的车辆传感器定向的方法

申请号 CN200780003332.3 申请日 2007-02-05 公开(公告)号 CN101374691A 公开(公告)日 2009-02-25
申请人 宝马股份公司; 发明人 R·H·拉斯霍费尔; D·埃曼斯;
摘要 本 发明 涉及一种用于朝一个根据实时行驶状况确定的注意 力 角 的方向对车辆 传感器 定向的方法,该车辆传感器设置在 汽车 上并且绕着至少一条轴线可摆动,其中,探测通入到汽车的推测的行驶路线上的交通道路的存在;并且选择注意力角,使得车辆传感器的由朝注意力角的方向定向产生的拍摄区域至少部分包含通入到汽车的推测的行驶路线上的交通道路。
权利要求

1.用于朝一个根据实时行驶状况确定的注意的方向对车辆 传感器定向的方法,该车辆传感器设置在汽车上并且绕着至少一条轴 线可摆动,其特征为:探测通入到汽车的推测的行驶路线上的交通道 路的存在;并且选择注意力角,使得车辆传感器的由朝注意力角的方 向的定向产生的拍摄区域至少部分包含通入到汽车的推测的行驶路线 上的交通道路。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征为:汽车的推测的行驶路 线借助于用于指示行驶方向的装置的操纵状态或开关状态确定。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征为:借助于导航系统 的地图数据探测通入的交通道路的存在。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法,其特征为:考虑关于交 通规则的预知,以便按本发明的意义探测通入的交通道路的存在。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法,其特征为:借助于汽车 绝对位置和导航系统的地图数据的确定,确定汽车关于通入的交通道 路的相对定向。
6.根据权利要求1至4之一所述的方法,其特征为:汽车关于通 入的交通道路的相对定向通过车辆自主的传感装置确定。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法,其特征为:选择注意力 角,使得车辆传感器的由朝注意力角的方向的定向产生的拍摄区域包 含通入到汽车的推测的行驶路线上的交通道路的最接近汽车的部分。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法,其特征为:当在汽车的 周围环境中没有通入的交通道路时,选择车辆传感器的注意力角,使 得车辆传感器的由朝注意力角的方向的定向产生的拍摄区域基本上包 含汽车的推测的行驶路线。
9.根据权利要求1至8之一所述的方法,其特征为:当可摆动的 车辆传感器借助于一个设在多个车辆传感器之间的权限分配装置负责 一条通入到汽车的推测的行驶路线上的交通道路的监控时,该可摆动 的车辆传感器只朝该交通道路定向。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种用于朝根据实时行驶状况确定的注意的方向 对车辆传感器定向的方法,该车辆传感器设置在汽车上并且绕着至少 一条轴线可摆动。

背景技术

现代汽车一般具有大量车辆传感器。所述车辆传感器也可以用于 探测在汽车周围环境中的物体。各种各样的作用原则(雷达、激光、 红外线、声波等)的车辆传感器是已知的。大部分这样的车辆传感 器,尤其是这样的用于高作用范围的车辆传感器,绕着主照射方向限 制在相对狭窄的张角(+/-15度)内。因此各个车辆传感器只能覆盖相 对小的拍摄区域。在用于覆盖较大的拍摄区域的多个传感器互相作用 时,所需的传感器的数量随着传感器的张角的减小而增加。
为了提高车辆传感器的有效拍摄区域,因此已知的是,操纵可摆 动的车辆传感器。由EP 1 323 570 B1已知的是,通过摆动车辆传感器 时变地定向在汽车上的车辆传感器,以便随时尽可能好地覆盖汽车的 推测的行驶路线。此外由DE 103 49 210 A1已知的是,探测潜在的危 险物体,并且独立于危险物体的特性和汽车关于该危险物体的定向来 控制一个可摆动的车辆传感器的摆动运动。然而所述的装置和方法的 缺点是,关于潜在危险的重要的预知仍然继续未加利用。因此没有最 佳地使用可摆动的车辆传感器,其中明显的危险可能没有可靠地识别。

发明内容

本发明的目的是,开发一种简单的方法,借此进一步提高可摆动 的车辆传感器的实际利用。
所述目的通过具有权利要求1的特征的方法解决。有利的实施方 式和进一步拓展在从属权利要求中给出。
现有技术已知的同类的方法经常争取敏感地覆盖汽车未来的停 留地点,也就是推测的行驶路线。然而所述的方法没有注意到下述事 实,可能的危险物体尤其是可能与汽车相撞的其他交通参与者经常本 身是运动的。危险物体的速度在此可以甚至远高于汽车本身的速度。 因此尤其在入口和十字路口上敏感地监控推测的行驶路线一定是有利 的。
一般不是全部必需数据可供使用,以便在汽车周围环境中确定所 有危险物体的存在和运动。然而在许多交通状况中至少交通道路(例 如街道、道路、驶出口、车道、自行车道、人行道)是已知的,在所 述交通道路上危险物体可能接近汽车。因此本发明以改善所述交通道 路的监控的思想为基础
按本发明首先探测通入到汽车的推测的行驶路线上的交通道路的 存在。此时摆动车辆传感器以使它的拍摄区域至少部分包含或覆盖通 入到汽车的推测的行驶路线上的交通道路。为此在一个控制装置或调 节装置内相应选择注意力角或者注意力角的额定值,朝该注意力角的 方向对可摆动的车辆传感器定向。
因此在按本发明的方法中,可摆动的车辆传感器令人意外地不同 于在现有技术中至少在一些确定的行驶状况中正好不用于监控汽车的 推测的行驶路线,而是它朝下述方向定向,在包括关于在周围的交通 道路上(例如位置和走向)的预知的情况下可能存在的潜在危险物体 位于该方向,即在通入的交通道路上。
按本发明的意义首先所有的街道、道路、桥梁、驶出口等可以被 看作为通入的交通道路,在所述的交通道路上,潜在的危险物体例如 另一个交通参与者可能接近汽车的推测的行驶路线。按本发明的意义 交通道路也可以是这样的街道的各个车道。例如当已知汽车在一条第 一街道上笔直运动,并且一条侧面通入到第一街道的第二街道具有两 条车道时,这两条车道典型地朝相反的方向被行驶,可能的是,按本 发明的意义只有第二街道的那条车道被看作为交通道路,在该车道上 交通参与者典型地接近第一街道(在靠右行驶的规则中大多数是朝行 驶方向看右侧的车道)。
优选借助于导航系统的地图数据探测通入的交通道路的存在。然 而也可以通过车辆自主的(fahrzeugautonom)传感装置例如以相机为 基础的传感装置实现。
按本发明的意义一条通入的交通道路原则上可以是有优先行驶权 的或者是没有优先行驶权的。首先是否存在这样的可能性是决定性的, 即在相应的交通道路上一个危险物体接近汽车,以至于它可能与该危 险物体相撞。因此按本发明的方法可以设计成为了特别好地识别危险, 以便独立于任何交通规则在接近的危险物体方面监控每条通入的交通 道路。此时例如甚至可能提早通过车辆传感器探测交通参与者,所述 交通参与者可能非常危急地接近汽车,当它们在一条单行道上朝错误 的方向行驶或者忽视停车标志时。
与一种这样的面向安全的设计相反,按本发明的一种优选的实施 方式,考虑到交通规则的预知,尤其是在交通道路的横向街道口上, 以便按本发明的意义探测通入的交通道路的存在。因此可以考虑例如 已知的优先行驶规则和交通信号灯的存在及其开关状态。按本发明的 意义用所述的方式可以例如将分岔的单行道不作为通入的交通道路。 也可以不考虑推测不被汽车行驶的且此外没有优先行驶权的街道。由 于预知适用的靠右行驶的规则,一般也可以排除横向街道的右支路, 汽车推测右拐到该横向街道上。在探测所有重要的通入的交通道路时 也可以考虑各国特殊的规定和行为方式(例如带有“并入另一车道”的 德国拐弯对美国拐弯)。
交通规则的预知例如可以由导航系统的地图数据得知或者作为这 样的地图数据的附加信息可供使用。关于交通规则的信息也可由使用 按本发明的方法的汽车通过电话服务(Teleservice)和/或对等式无线 网络(Ad-hoc-Netz)收到,它们用于与其他汽车或固定对象通讯。可 选或附加地,也可能以相机为基础地探测和说明交通标志和/或信号灯 状态。
为了能确定哪些交通道路通入到汽车的推测的行驶路线上,根据 按本发明的方法的实施方式可能必需的或希望的是,所述推测的行驶 路线首先是已知的。优选汽车的推测的行驶路线借助于用于指示行驶 方向的装置的操纵或开关状态确定。它也可以借助于一个由导航系统 计划的路线确定。此外为了确定推测的行驶路线可以使用汽车传感装 置,例如用于获得转向角。也可以想象的是,监控驾驶员或监控驾驶 员的行为用于识别意图。为了确定推测的行驶路线也可以考虑概率的 和/或以频次为基础的附件。因此例如可以假设,接近十字路口的驾驶 员行驶在下述道路上,即在所述十字路口上在多个月的比较时间段内 典型地在相同时间行驶在该道路上。如果不同的数据应该用于确定计 划的行驶路线,可以计算相应的中间结果,并且通过可信度检验互相 比较。
按本发明的方法在下述行驶状况中也可以是有利的,即在所述行 驶状况中推测的行驶路线不是或者不一定是已知的。因此推测的行驶 路线的已知性对于按本发明的方法的适用性不是绝对必要的前提条 件。当推测的行驶路线不是或者不一定是已知的时,例如可以预防性 地对于所有可能的道路监控相应通入的交通道路。也可以对于推测的 行驶路线使用简单的假设(例如直行)。此时例如按本发明的意义将所 有实时通入到被汽车行驶的街道上的交通道路看作为通入的交通道 路。连续监控用于多条可能的行驶路线的通入的交通道路的顺序和/ 或相应监控的缜密性遵循下面的原则,即哪条可能的道路是最有可能 的。
即使当对于单条推测的行驶路线必须监控多条交通道路时,所述 交通道路优选顺序监控。相应监控的顺序和/或缜密性例如可以如下确 定,即多条可能的行驶路线中的哪一条首先通入到推测的行驶路线上。
按本发明的方法尤其是在十字路口和街道入口上是有利的。当汽 车例如驶向一条成直角的有优先行驶权的街道并且向右拐入到该街道 上时,车辆传感器按本发明可以定向到优先行驶街道的由左侧通入到 计划的行驶路线的支路,并且监控该支路。用所述的方式可以检测, 从左侧是否有一辆有优先行驶权的交通参与者接近。此时例如可以警 告汽车驾驶员。
按本发明的方法用于优选与在同一辆汽车中使用的其他方法尤其 是周围环境探测和辅助驾驶员的方法交换信息(例如传感器和地图数 据的利用和警告的输出)。
为了在一种按本发明的方法中定向可摆动的车辆传感器,以便以 希望的方式监控通入的交通道路,必需确定为此合适的注意力角或该 注意力角的合适的时间历程。为此汽车关于通入的交通道路的相对定 向必要时汽车关于通入的交通道路的相对距离,是特别重要的。所述 参数及其时间历程原则上可以用多种多样的方式和方法确定。按本发 明的一种优选的实施方式,汽车关于通入的交通道路的相对定向借助 于汽车绝对位置的确定和借助于导航系统的地图数据来确定。
但是可选的可以通过车辆自主的传感装置确定汽车关于通入的交 通道路的相对定向。为此使用的车辆自主的传感装置在此可以包括以 雷达、激光、超声波、惯性平台、陀螺仪、地磁场传感器以及相机(光 学、NIR、FIR)为基础的一个或多个系统。
两种所述的用于确定汽车关于通入的交通道路的相对定向的方法 必要时也可以互相组合,例如通过多级方式或者多个部分结果的并行 计算。
汽车关于通入的交通道路的相对定向的确定可以直接与通入的交 通道路的存在的探测一起进行,或者与其无关地进行。与此相应也可 以例如首先在地图数据的基础上探测通入的交通道路的存在,反之以 相机为基础地确定汽车关于相同的交通道路的相对定向。
一般按本发明的方法导致,车辆传感器不是调节到一个在时间上 不变的注意力角,而是调节到时变的注意力角,因为相对于地面静止 的交通道路的汽车的运动使得与车辆传感器的方向的适配成为必要。 所述适配可以用相应高的刷新率实时地实现。如果未来的道路至少部 分是已知的和/或可预测的,然而对于摆动运动的高质量的和/或高动 态的控制也可以以模型为基础地预先计算注意力角的时间历程。
通过按本发明的方法原则上可以只监控一条通入的交通道路的下 述部分,所述部分由车辆传感器的实时位置可见。一般这不是整条交 通道路,而只是交通道路的靠近汽车的一端。此外根据车辆传感器的 张角可能的是,在一些确定的行驶状况时可以不完全且可靠地通过车 辆传感器朝一个确定的注意力角的定向来监控通入的交通道路的这一 端。这尤其在车辆传感器的非常狭窄的张角和与通入的交通道路距离 较小时或者在强烈弯曲的通入的交通道路(例如环形交通)时适用。 所述问题可以用不同的方式和方法解决。例如监控可以限制在通入的 交通道路的在空间上最接近汽车的部分上。为此选择注意力角,以使 车辆传感器的由朝注意力角的方向定向产生的拍摄区域包含通入到汽 车的推测的行驶路线上的交通道路的最接近汽车的部分。但是也可以 首先实现朝通入的交通道路的最接近的部分的定向,以便车辆传感器 紧接着摆动到更远的部分。因此可以有效地监控的通入的交通道路的 部分大于在瞬时观察时可监控的部分。
按本发明的传感监控汽车周围环境也可以分配到几个车辆传感器 上。与此相应可以对于一个单独的车辆传感器产生确定的权限。该车 辆传感器在按本发明的方法的一种这样的进一步拓展中可以只定向到 一条通入到汽车的推测的行驶路线上的交通道路上,此时它负责该交 通道路的监控。例如一个设置在汽车右侧的可摆动的第一车辆传感器 可以只负责监控由右侧通入到汽车的推测的行驶路线上的交通道路, 而一个设置在汽车左侧上的可摆动的第二车辆传感器负责监控由左侧 通入到汽车的推测的行驶路线上的交通道路。
虽然本发明的一个特点在于,一个可摆动的车辆传感器暂时正好 不用于监控汽车的推测的行驶路线。然而使用按本发明的方法绝对不 排除,将可摆动的车辆传感器也暂时、必要时甚至多数时间也用于监 控汽车的推测的行驶路线(或者用于监控另一个方向,例如汽车纵轴 方向)。按本发明的一种优选的实施方式实现特别好地充分使用可摆动 的车辆传感器,其中,当在汽车的周围环境中不存在通入的交通道路 时,始终选择该车辆传感器的注意力角,以使车辆传感器的由朝注意 力角的方向定向产生的拍摄区域尽可能包含汽车的推测的行驶路线。 在一种上述的权限分配的情况中,可以始终选择注意力角,以使由此 产生的拍摄区域尽可能包含汽车的推测的行驶路线,此时在汽车的周 围环境中不存在落在相应车辆传感器的权限范围内的通入的交通道 路。
可能另外提高按本发明的方法的效率,此时按本发明的意义只这 些交通道路探测为通入的交通道路或者监控这些交通道路时,所述交 通道路通入到未来的道路的一部分内,汽车在一个确定的未来的时间 段(例如在接下来的15秒内)经过该部分。因此可以降低用于按本发 明的方法的需要由一个计算单元消耗的计算成本。可以避免过早警告 驾驶员。也用于监控汽车的推测的行驶路线的车辆传感器可以更长地 用于该目的。
本发明已经可以用于控制一个可绕着一条唯一的轴线摆动的车辆 传感器,然而可以无问题地扩展到可绕着多条轴线摆动的车辆传感器 上。监控通入的交通道路可以通过一个可绕着多条轴线摆动的车辆传 感器的一个合适的控制装置进一步改善。此时例如可以平衡汽车的倾 角(例如由负载引起)和/或平衡汽车的道路和通入的交通道路的坡度。
附图说明
下面借助于附图详细解释本发明。其中分别示意表示:
图1在第一行驶状况中使用按本发明的方法,
图2在第二行驶状况中使用按本发明的方法。

具体实施方式

图1示出一辆汽车1,该汽车在与一条有优先行驶权的街道2大 约成直角的道路上行驶。汽车1包括一个可摆动的雷达传感器5。为 此应该装入该雷达传感器用于探测在按本发明的意义通入到汽车的计 划行驶路线的交通道路上的有优先行驶权的交通参与者。在探测一种 这样的有优先行驶权的交通参与者时,给汽车1的驾驶员发出一个例 如声学警告。用于警告驾驶员的相应器件设在汽车1内,并且与参与 按本发明的方法的实施的装置连接。
雷达传感器5有一个+/-20度的张角,该张角在主照射方向的两侧 延伸。图1示出在朝主照射方向4的方向上定向雷达传感器5时的瞬 间拍摄。此时雷达传感器5的张角在图1中用虚线画入的边界4a与 4b之间延伸。
为了摆动雷达传感器5而设有一个驱动达。实时的摆动角可以 通过一个角度传感器获得。作为摆动角的额定值可以预先确定一个注 意力角。雷达传感器5的摆动角以本身已知的方式高动态地通过在一 个在闭合调节回路内的调节装置可以调节到相应预先确定的额定值或 其时间历程。在一个配属于汽车1的未图解描述的计算单元中按本发 明的方法实现注意力角或额定值的产生。
汽车1包括一个导航系统。按本发明的用于确定注意力角的方法 与该导航系统耦合,并且可以获得该导航系统的地图数据、汽车的实 时位置以及实时跟踪的计划的行驶路线。此外按本发明的方法可以获 得实时的车速和行驶方向指示器(方向指示灯)的状态。
地图数据涉及扩展的地图数据,它们也包含关于对登记的交通道 路的优先行驶规定的附加信息。
计划路线在按本发明的方法的在此描述的实施方式中看作为关于 汽车的推测的行驶路线的第一暂时信息。在图1中示出的行驶状况中 例如能得到实时跟踪的计划路线,汽车1推测向右拐入到街道2上。
此外汽车1的驾驶员打开右行驶方向指示器。由此作为第二暂时 信息推断出计划的向右拐弯。所述第二暂时信息与由导航系统的计划 路线也就是上述第一暂时信息在可信度检验中比较。由两个暂时信息 的相符推断为最终信息,计划向右拐弯。箭头3示出推测的行驶路线。
在本发明的另一种实施方式中,也可以仅仅由计划路线或者仅仅 由行驶方向指示器的状态得出计划的行驶路线。
这时借助于汽车位置、实时车速和导航系统的地图数据通过按本 发明的方法确定,至少一条包含在地图数据中的交通道路通入到汽车 在接下来的20秒内将要经过的行驶路线上。
对于在图1中示出的行驶状况,探测左侧街道支路2a作为通入的 交通道路,在该交通道路上其他交通参与者可能接近计划的行驶路线 3。右侧街道支路2b相反不探测为通入的交通道路,因为在按本发明 的方法的在此描述的实施方式中考虑,在右拐弯时在靠右行驶的国家 中不可能出现与从右侧接近的交通参与者相撞的情况。
由扩展的地图数据得出,街道支路2a是有优先行驶权的。因此通 过按本发明的方法能监控它。因为由扩展的地图数据也已知的是,街 道支路2a包括两条车道,所述车道典型地朝相反方向被行驶,并且从 而其他的交通参与者典型地只在(按图1)下面的车道2aa上可能接 近行驶路线3上,监控尤其集中到所述车道2aa上。
为了为此合适地摆动雷达传感器5,必需确定汽车1关于通入的 交通道路2a(或其“下面的”车道2aa)的相对定向。这种确定借助于 以GPS为基础的通过导航系统确定的汽车绝对位置并且借助于导航 系统的地图数据实现。后者能得知街道支路2a及其“下面的”车道2aa 的地理位置、范围等。这时作为注意力角在考虑雷达传感器5的张角 并且考虑汽车1关于街道支路2a及其“下面的”车道2aa的相对定向的 情况下计算雷达传感器5的那个摆动角,在该摆动角时街道支路2a 的“下面的”车道2aa(尤其是它的最接近计划行驶路线3的部分)尽 可能好地包含在雷达传感器5的拍摄区域内。算出的注意力角作为额 定值传给摆动角的调节装置,由此将摆动角调节到所述的注意力角。
图1示出由此产生的雷达传感器5的定向。主照射方向4在此通 过注意力角确定。图1示出,雷达传感器5a的由主照射方向4和雷达 传感器5的张角(在边界4a与4b之间)产生的拍摄区域覆盖街道支 路2a,以便例如接近街道支路2a的汽车9可以被雷达传感器5探测。 因此可以警告汽车1的驾驶员,有车辆从左侧接近计划的车道。
图2示出在另一种行驶状况时的相同汽车1,即在接近一个十字 路口2时。在图2中示出的行驶状况中可以得知实时跟踪的计划的路 线和未激活行驶方向指示器的事实,汽车1推测笔直地驶过十字路口 2。箭头3′示出计划的行驶路线。
借助于汽车位置、实时车速和导航系统的地图数据,又通过按本 发明的方法确定,至少一条包含在地图数据内的交通道路是否通入到 汽车在接下来的20秒内将要经过的行驶路线上。
对于在图1中示出的行驶状况,在本方法的第一步中首先探测三 条交通道路,在所述交通道路上原则上其他交通参与者可能接近计划 的行驶路线3′。这些是十字路口支路2a′(左侧)、2b′(右侧)和2c′ (笔直)。在十字路口支路2c′上迎面而来的车辆可能只是与计划行驶路 线相交,当它们从其视野内左拐时。然而因为它们在此必须注意到汽 车1的优先行驶权,并且在本发明的在此描述的实施方式中以此为出 发点,即所有交通参与者是遵守规定的,所以不必注意十字路口支路 2c′。因此它在本发明的一个第二步中不予作为通入的交通道路。
保留两条通入的交通道路2a′和2b′。由扩展的地图数据得出,这 两条交通道路有优先行驶权。因此它们必须通过按本发明的方法监控。
依次进行监控这两条十字路口支路。首先计算雷达传感器5的一 个第一注意力角,其中可以覆盖街道支路2a′,并且雷达传感器5朝着 所述第一注意力角的方向摆动(未图解描述)。紧接着计算用于监控街 道支路2b′的一个第二注意力角。在图2中画入的主照射方向4′和通 过虚线4a′和4b′示出的张角或拍摄区域对应于雷达传感器5朝所述第 二注意力角的定向。
因此可靠地通过所述的方法探测交通参与者10,并且可以警告汽 车1的驾驶员。
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