專利名稱：用于確定供車輛和汽車行駛的可信車道的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于確定具有至少兩個獨立的傳感器的車輛的車道(行駛線路) 的方法。本發(fā)明還涉及用于確定至少具有兩個獨立的傳感器和一個計算單元的車輛的車道的裝置。最后，本發(fā)明涉及具有這種裝置的汽車或駕駛員輔助系統。
背景技術：
已知多種不同的用于在駕駛汽車時幫助汽車駕駛員的駕駛員輔助系統。例如使用具有傳感器的自適應速度控制系統/自適應巡航控制(Adaptive Cruise Control, ACC), 借助于傳感器可以檢測到車輛周圍環(huán)境中的物體。然后基于與被檢測到的物體相關的數據進行自適應速度控制。此外，已知車道變換輔助設備，其為汽車駕駛員指出在變換車道時可能的危險。為了測得沿行駛方向的車道標記(指示線，路肩等)、交通標志(例如交通指示)和物體(車輛、行人等)，其它當代的車輛系統使用了安裝在風擋玻璃后的照相機。例如，輪轍保持輔助設備/防偏駛警報系統利用測得的車道標記以便于車輛駕駛員通過轉向助力器保持輪轍。最后還已知具有可變照明距離的前照燈系統，該系統利用在前行駛的和迎面而來的車輛的目標數據來獲得對汽車駕駛員來說最佳的汽車前部區(qū)域的照明，同時不使其它交通參與者目眩。在這種系統中使用的傳感器可以根據完全不同的技術。因此，例如已知使用了超聲波傳感器、視頻系統、激光掃描儀和雷達傳感器。由文獻DE 102006040343A1已知了一種利用駕駛員輔助系統進行軌跡檢測的方法。利用用于軌跡識別的傳感器系統檢測出車轍的在位于車輛前方的交通空間區(qū)域中的車道標記。為車道標記分配具有第一坐標系的坐標的控制點/支撐點(Stuetzstellen)。將控制點的坐標轉換到第二坐標系中。由第二坐標系中控制點的位置重建車道標記和車轍的走向。必要時從導航系統導出附加的控制點。此外，DE 102006004764A1公開了使用與行駛方向相關的可擺動車輛照明裝置的不同傳感器信息。在此，由周圍環(huán)境檢測得到一車道走向，以及由數字地圖得到另一車道走向。合并兩個車道走向。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提出一種方法以及裝置，利用該方法或裝置可以更好地確定可安全行駛的車輛車道。該目的通過根據本發(fā)明的方法、根據本發(fā)明的裝置以及根據本發(fā)明的汽車或駕駛員輔助系統實現。本發(fā)明涉及一種用于確定車輛在路面上的車道的方法，所述車輛具有至少兩個獨立的傳感器。傳感器本身尤其可以為車輛的一部分。車道尤其可以理解成供車輛沿一方向行駛的表面。車道的寬度由車道基本寬度和可能待安置的附加的迎面車流決定。通過該車道尤其是提供了車輛的無障礙行駛所必須的面積。根據本發(fā)明的方法包括如下步驟a)利用至少一個第一傳感器獲得關于第一車輛周圍區(qū)域的數據。車輛周圍區(qū)域尤其可理解為在其中可通過傳感器檢測到物體的車輛周圍區(qū)域。即該車輛周圍區(qū)域尤其可以是傳感器的檢測范圍。然而，獲得關于第一車輛周圍區(qū)域的數據也可以在于，利用第一傳感器獲得車輛的位置數據，具有包含在其中的特定特征的元件/元素的車輛周圍區(qū)域被分配給例如來源于數據庫的這些位置數據。b)根據所述關于第一車輛周圍區(qū)域的數據確定第一車道。關于第一車輛周圍區(qū)域的數據尤其是能夠實現對第一車道的計算。c)利用至少兩個另外的傳感器獲得關于至少兩個另外的車輛周圍區(qū)域的數據。尤其可以類似于第一車輛周圍區(qū)域來同樣地定義另外的車輛周圍區(qū)域。單個的或所有另外的車輛周圍區(qū)域可以與第一車輛周圍區(qū)域相同。然而，它們尤其也可以與第一車輛周圍區(qū)域不同和/或彼此之間不同。即使各車輛周圍區(qū)域相同，利用相應傳感器獲得的關于各車輛周圍區(qū)域的數據也可能不同且包含不同的信息。第一車輛周圍區(qū)域和至少一個另外的車輛周圍區(qū)域尤其可理解為在相同時間點確定的車輛周圍區(qū)域。d)根據所述關于至少兩個另外的車輛周圍區(qū)域的數據確定至少兩個另外的車道。 對于每個單個的另外的車輛周圍區(qū)域尤其可以分別確定一個另外的車道。這種確定尤其可以通過以關于各個車輛周圍區(qū)域的數據為基礎的計算進行。e)由所述第一車道和所述至少兩個另外的車道確定結果車道。為了確定該結果車道，尤其利用或至少考慮到所有在步驟a)至d)中確定的車道。該結果車道尤其可以與所確定的車道之一相同。然而，其也可以由多個單個車道的組合形成。在此，當確定該結果車道時，可以僅考慮之前確定的車道中被選出的單個或所有的元素。在此，當所述的至少三個車道中有兩個車道相同且所述至少三個車道中的第三個車道與這兩個車道不同時，在確定所述結果車道時不考慮所述第三個車道。利用根據本發(fā)明的方法能夠可靠地確定一個車道，在該車道上車輛能夠無障礙地跟隨交通車流。首先通過一個或多個傳感器進行對單個獨立車道的確定。然后，通過級聯 /串聯(kaskadierten)方法由所述確定的結果來確定結果車道。這種冗余方法實現了車道的可靠確定，進而提高了車道確定的精確性和無誤差性。因此，可以為車輛駕駛員和/或一個或多個車輛系統(駕駛員輔助系統，(主動)避撞系統等)提供更準確和更好的信息。 整體提高了行駛安全性。為了確定結果車道優(yōu)選考慮至少三個獨立的車道。尤其優(yōu)選的是，為所述第一車道和所述至少兩個另外的車道分別分配一加權值， 在步驟e)中當確定所述結果車道時，根據所述第一車道和所述至少兩個另外的車道的加權值考慮所述第一車道和所述至少兩個另外的車道。在此，各加權值尤其可以定義優(yōu)先級， 利用該優(yōu)先級能把單個確定的車道結合到級聯方法中。加權值尤其可以針對各交通狀況或環(huán)境影響。對在步驟b)和d)中確定的車道，結合各自的、對應于其重要性的加權值來進行分析，進而在確定所述結果車道時不同程度地對其加以考慮。也可以為車道分配如下的加權值其禁止將相應車道的單個或所有特征結合在所述結果車道中。盡管在確定結果車道時在預選的框架中似乎考慮了這種車道；然而其特征并沒有進入所述結果車道。然而，例如也可能把所有車道的元素都容納在所述結果車道中。在確定所述結果車道時，通過加權值能夠以與交通狀況適應的方式考慮到各個車道。由此能夠極其精確地確定有效力的結果車道。優(yōu)選在步驟e)中通過至少兩個車道的組合得到所述結果車道。那么在確定所述
5結果車道時，不僅在預選時考慮到所述至少兩個車道，而且所述至少兩個車道的元素也結合到所述結果車道中。則通過所述至少兩個車道的合成得到該結果車道。優(yōu)選在步驟a)中和/或在步驟C)中獲得關于物體的位置和/或運動狀態(tài)的數據。物體尤其可以是其它車輛。該物體尤其位于一車輛周圍區(qū)域中，獲取關于該物體的數據。尤其當確定位于待確定車道的車輛的周圍區(qū)域中的其它車輛的位置和/或運動狀態(tài)的數據時，可以使該車道極其準確地匹配實際的且通常很難預見的交通狀況?？煽康乇苊饬耸鹿?。此外，優(yōu)選在步驟a)中和/或在步驟c)中獲得關于車道標記的數據。車道標記規(guī)定了有效力的界限范圍，典型地，待確定的車道應該位于該界限范圍內。車道標記一方面可相對簡單且可靠地被檢測到，另一方面允許獲得關于可能車道的有效力的數據。優(yōu)選在步驟a)中和/或在步驟c)中，在考慮車輛的自身定位傳感器的輸出的情況下由數字地圖獲得數據。在步驟a)中和/或在步驟d)中使用的傳感器尤其可以不是直接檢測相應車輛周圍區(qū)域的傳感器。相反，可以在考慮自身定位傳感器的規(guī)定的情況下從數字地圖中提取數據。利用自身定位傳感器尤其可以確定車輛的各個瞬時定位位置，并利用數字地圖校正該位置。尤其可使用在相應地圖位置的周圍區(qū)域中的地圖數據或地圖數據特征，它們可以被考慮以用于確定相應的車道。通過這種方式可以利用相對簡單的手段來獲得關于車輛周圍區(qū)域的有效力的數據。即僅需要確定車輛自身位置，而不需要傳感器直接檢測相應的車輛周圍區(qū)域。然而優(yōu)選在步驟a)中和/或在步驟c)中，借助于環(huán)境傳感器和/或行駛狀況傳感器來獲得數據。該環(huán)境傳感器尤其可以設計用于接收來自車輛周圍區(qū)域的信號。則車輛周圍區(qū)域尤其可以是環(huán)境傳感器的檢測區(qū)域。該環(huán)境傳感器也可以設計用于把信號發(fā)送至車輛周圍區(qū)域并等候相應的信號響應。行駛狀況傳感器尤其可以設計用于確定車輛本身的行駛狀況。為此，該行駛狀況傳感器尤其可以檢測關于車輛的速度和/或加速度的數據。在確定車道時，利用環(huán)境傳感器和/或行駛狀況傳感器可以立刻考慮到瞬時的和可能不可預見的行駛情況，從而得到與相應行駛情況精確匹配的車道。該方法優(yōu)選包括附加的步驟f)基于所述結果車道而輸出控制和/或調節(jié)信號以使所述車輛在路面上至少部分自動地行駛。利用級聯的車道計算方法可靠地確定車道實現了，例如在不需要車輛駕駛員干涉的情況下使車輛自主(autonome)或自動化地行駛。為此，尤其可以提供集成的橫向和/或縱向控制。在該方法的框架內確定的結果車道精確到使得車輛可以獨自跟隨交通車流，車輛駕駛員只需在必要時進行校正性地干涉。根據本發(fā)明的裝置用于確定車輛的車道并且至少包括三個獨立的傳感器和一個計算單元。第一傳感器設計用于獲得關于第一車輛周圍區(qū)域的數據。至少兩個另外的所述傳感器設計用于獲得關于至少兩個另外的車輛周圍區(qū)域的數據。計算單元設計用于根據所述關于第一車輛周圍區(qū)域的數據確定第一車道以及根據所述關于至少兩個另外的車輛周圍區(qū)域的數據確定至少兩個另外的車道。此外，計算單元還設計用于由所述第一車道和所述至少兩個另外的車道確定結果車道，其中當所述的至少三個車道中有兩個車道相同且所述的至少三個車道中的第三個車道與所述兩個車道不同時，在確定所述結果車道時不考慮所述第三個車道。根據本發(fā)明的汽車或根據本發(fā)明的駕駛員輔助系統包括根據本發(fā)明的裝置。
聯系根據本發(fā)明的方法介紹的優(yōu)選的實施方式以及其優(yōu)點同樣適用于根據本發(fā)明的裝置和根據本發(fā)明的汽車或根據本發(fā)明的駕駛員輔助系統。由權利要求、附圖和對附圖的描述得到本發(fā)明的其它特征。在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，之前在描述中提到的特征和特征組合以及在對附圖的描述中提到的特征和特征組合和/或只在附圖中示出的特征和特征組合不僅可以按照各個給出的組合使用，而且可以按照其它組合使用或單獨地使用。


下面根據實施例進一步解釋本發(fā)明。附圖中圖1以俯視圖示出其上有多個汽車的路面；圖2示出根據本發(fā)明的方法的流程圖的實施例；以及表1是用于確定用于方向控制的車道計算的獨立車道的圖表示例。
具體實施例方式附圖中相同或功能相同的元件具有相同的附圖標記。圖1示出在路面1上沿行駛方向Fl運動的汽車2。另一汽車3沿相同的行駛方向F2在汽車2前方行駛。此外，還示出了在對面路面上沿行駛方向F3與汽車2反向運動的汽車4。兩個路面通過中間帶/分車帶10的車道標記彼此隔開。路面1通過左側的路緣石11以及右側的路緣石12界定，該路緣石同樣是車道標記。在路面1外在左側的路緣石 11的左邊有一房子9，而在右側的路緣石12的右邊有一樹8。汽車2具有駕駛員輔助系統7，該駕駛員輔助系統7包括三個傳感器S1、S2和S3， GPS (全球定位系統)傳感器GPS，數字地圖5以及計算單元6。圖2示意性地示出一種方法，利用這種方法可以確定結果車道并將其用于自主的汽車駕駛。在該實施例中，傳感器Si為包括圖像處理控制器的照相機。借助于照相機Sl 獲取并分析處理位于汽車2前方的路面標記(中間帶10和路緣石11和12)。照相機Sl具有覆蓋第一車輛周圍區(qū)域的檢測范圍。只有位于照相機Sl的檢測范圍內的車道標記才被檢測到。照相機Sl是汽車2的環(huán)境傳感器。在步驟All中，由關于車道標記的數據確定第一獨立車道uFSl。在步驟A12中，利用相應的品級/佳度(Guetemass)對車道uFSl進行評估。傳感器S2也是環(huán)境傳感器。該傳感器可以是雷達傳感器、激光掃描儀、超聲波傳感器或例如光電混頻探測器(PMD)。傳感器S3也是環(huán)境傳感器，且可以為上述傳感器組中的一種。借助于環(huán)境傳感器S1、S2和S3識別位于相應的車輛周圍區(qū)域中的物體，例如樹8 和房子9。所述物體例如可以是路邊建筑、障礙物、道路標記等。傳感器Si、S2和S3也可以識別運動的物體，例如其它交通參與者(汽車、行人等)。在該實施例中，運動的物體為汽車3和4。在步驟A21中借助于關于物體的數據確定可供汽車2在其中無障礙地運動的行駛通道。同時，在形成通道時也把其它汽車3和4的速度以及汽車2的自身速度計算在內。 通過這種方式可以在步驟A21中確定另一獨立車道uFS2。同樣在步驟A22中利用品級對車道uFS2進行評估。傳感器S3和S4是環(huán)境傳感器。根據由傳感器S3和S4提供的信息可以在級聯方法的框架內識別在前行駛的汽車3(目標物體)的車道變換。如果有另一車輛位于車道內， 那么在(汽車幻車道變換后將該另一車輛視作新的目標物體。在步驟A31中，基于獲得的關于目標物體的數據確定另一獨立車道uFS3。在此，也可以考慮其它傳感器Sn的數據。在步驟A32中，也為獨立的車道uFS3配備相應的品級。駕駛員輔助系統7也包括導航系統，該導航系統的主要元件/元素是數字地圖5 以及GPS傳感器GPS。GPS傳感器GPS可以確定汽車2自身的位置，從而確定汽車2在數字地圖5上的空間位置。在數字地圖5上的、位于汽車2周圍的、可預先規(guī)定的車輛周圍區(qū)域的內部，可以確定特定的地圖數據特征，例如道路曲率、車道數量、道路類型、可能的岔道等。借助于這種可預見的由導航系統提供的線路數據(Steckendaten)可以計算出另外的線路走向。這樣能夠在步驟Aml中確定另外的獨立車道uFSm。在此也在步驟Am2中利用品級進行評估。各品級確定了優(yōu)先級，利用該優(yōu)先級把各確定的車道uFSl至uFSm輸入所述級聯方法中。這種優(yōu)先級取決于交通狀況，車道特征(車道寬度、車道曲率、存在范圍等)以及其它的環(huán)境影響(例如天氣情況)。在步驟B中對在步驟A12、A22、A32和Am2中配備了相應品級的車道uFSl、uFS2、 uFS3和uFSm的進行比較。在步驟C中借助于表1確定用于方向控制(結果車道)的車道計算的獨立車道。在該方法的結束步驟D中，對用于方向控制的車道進行計算。為了簡化，在確定結果車道時，表1僅考慮了獨立車道uFSl、UFS2和UFS3。下面討論表1中的兩個例子根據方向控制lb，所有獨立車道uFSl、uFS2和uFS3都被評估為OK品級。在確定結果車道時考慮所有這三個車道。各個車道之間的比較得出車道uFSl與uFS2不同。然而，車道uFS2和uFS3是相同的。則由獨立車道uFS2和uFS3來計算用于方向控制的結果車道。車道uFSl不被納入該計算。在方向控制2b中同樣原則上考慮車道uFSl、uFS2和UFS3。然而，這里基于品級進行了預選擇。車道uFS2和uFS3被評估為品級0K，而車道uFSl被評估為品級Ν0Κ。因此， 隨后不再考慮車道uFSl。在車道uFS2和uFS3之間進行比較。結果表明，uFS2和uFS3不同。因此，僅車道uFS3作為結果車道被用于方向控制。品級OK和NOK尤其是所得到的品級，其能由基本的品級或加權值導出。基本的品級例如可以采用0%和100%之間的值?？梢源_定一閾值，例如值60%。然后，可以通過如下方式和方法對三個車道uFSl、uFS2和uFS3進行加權車道uFSl、uFS2和uFS3的基本的品級例如分別為gl = 50%,g2 = 70%或g3 = 90%。那么所得到的品級分別為Ν0Κ(因為 50%< 60% ),0K(因為70%> 60% )或0Κ(因為卯％> 60% )。也就是說，車道uFSl不被引入對結果車道的確定中。對于結果車道來說，例如根據車道uFS2和uFS3各自的基本的品級僅考慮車道uFS2和uFS3 ；也就是說，車道uFS2占結果車道的份額為g2/(g2+g3)= 7/16，而車道uFS3占結果車道的份額為g3/(g2+g3) = 9/16。目前為止，由現有技術僅已知對唯一一個獨立車道的確定。在本發(fā)明建議的方法的范圍內，這種按現有技術確定的獨立車道可以作為至少兩個獨立車道中的一個而被用于結果車道的級聯確定方法所引用。同時，根據其品級對各獨立車道進行評估，對其進行彼此之間的比較，并根據比較結果由一個、多個或所有的獨立車道計算出唯一的結果車道。
最后，基于結果車道可以進行調節(jié)。在該實施例中，這種調節(jié)為對汽車2的橫向和縱向調節(jié)。為此，把在步驟D中提供的關于結果車道的信息傳遞至汽車2的橫向和縱向調節(jié)器13。該橫向和縱向調節(jié)器13控制汽車2的驅動裝置14、制動器15和/或轉向裝置16。表 權利要求
1.一種用于確定車輛( 在路面(1)上的車道的方法，所述車輛具有至少兩個獨立的傳感器(Si，S2，S3，Sn，GPS)，所述方法具有以下步驟a)利用至少一個第一傳感器(Sl，S2，S3，Sn，GPS)獲得關于第一車輛周圍區(qū)域的數據；b)根據所述關于第一車輛周圍區(qū)域的數據確定(All，A21，A31，Aml)第一車道(uFSl， uFS2, uFS3)；其特征在于，c)利用至少兩個另外的傳感器(Si，S2，S3，Sn,GPS)獲得關于至少兩個另外的車輛周圍區(qū)域的數據；d)根據所述關于至少兩個另外的車輛周圍區(qū)域的數據確定(All，A21，A31，Aml)至少兩個另外的車道(uFSl，uFS2，uFS3)；e)由所述第一車道和所述至少兩個另外的車道(uFSl，uFS2，uFS3)確定(B，C，D)結果車道，其中，當所述的至少三個車道中有兩個車道相同且所述至少三個車道中的第三個車道與這兩個車道不同時，在確定所述結果車道時不考慮所述第三個車道。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，為所述第一車道和所述至少兩個另外的車道(uFSl，uFS2，uFS3)分別分配一加權值(OK, NOK, gl，g2，g3)，在步驟e)中當確定(B， C，D)所述結果車道時，根據所述第一車道和所述至少兩個另外的車道(uFSl，uFS2, uFS3) 的所述加權值(0K，NOK, gl, g2，g3)考慮所述第一車道和所述至少兩個另外的車道(uFSl， uFS2, uFS3)。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟e)中通過至少兩個車道 (uFSl，uFS2, uFS3)的組合確定所述結果車道。
4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟a)中和/或在步驟c) 中獲得關于物體(2，3，4，8，9)——尤其是其它車輛(3，4)——的位置和域運動狀態(tài)的數據。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟a)中和/或在步驟c) 中獲得關于車道標記(10，11，12)的數據。
6.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟a)中和/或在步驟c) 中，在考慮所述車輛O)的自身位置傳感器(GPQ的輸出的情況下由數字地圖( 獲得數據。
7.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟a)中和/或在步驟c) 中，借助于環(huán)境傳感器(Si，S2，S3)和域行駛狀態(tài)傳感器獲得數據。
8.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括額外的步驟 f)，在該步驟中基于所述結果車道而輸出控制和/或調節(jié)信號以使所述車輛( 在所述路面(1)上至少部分自動地行駛(13)。
9.一種用于確定車輛O)的車道的裝置(7)，所述裝置至少包括三個獨立的傳感器 (Si，S2，S3，Sn，GPS)和一個計算單元(6)，其中-第一傳感器(Si，S2, S3，Sn, GPS)設計用于獲得關于第一車輛周圍區(qū)域的數據；其特征在于，-至少兩個另外的所述傳感器(Sl，S2，S3，Sn，GPS)設計用于獲得關于至少兩個另外的車輛周圍區(qū)域的數據；-所述計算單元(6)設計用于根據所述關于第一車輛周圍區(qū)域的數據確定(All，A21，A31，Aml)第一車道(uFSl，uFS2，uFS3)以及根據所述關于至少兩個另外的車輛周圍區(qū)域的數據確定(All，A21，A31，Aml)至少兩個另外的車道(uFSl，uFS2，uFS3)，此外，所述計算單元(6)還設計用于由所述第一車道和所述至少兩個另外的車道確定(B，C，D)結果車道，其中-當所述的至少三個車道中有兩個車道相同且所述的至少三個車道中的第三個車道與所述兩個車道不同時，在確定所述結果車道時不考慮所述第三個車道。
10. 一種具有根據權利要求9所述的裝置(7)的汽車(2)或駕駛員輔助系統。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定路面(1)上具有至少兩個獨立的傳感器(S1，S2，S3，Sn，GPS)的車輛(2)的車道的方法，所述方法具有以下步驟a)利用至少一個第一傳感器獲得關于第一車輛周圍區(qū)域的數據；b)根據所述關于第一車輛周圍區(qū)域的數據確定第一車道(uFS1，uFS2，uFS3)；c)利用至少一個另外的傳感器(S1，S2，S3，Sn，GPS)獲得關于至少一個另外的車輛周圍區(qū)域的數據；d)根據所述關于至少一個另外的車輛周圍區(qū)域的數據確定至少一個另外的車道；e)確定由所述第一和所述至少一個另外的車道結果車道。本發(fā)明還涉及用于確定車輛(2)車道的裝置(7)、汽車(2)和駕駛員輔助系統。
文檔編號B60W30/12GK102463991SQ20111033387
公開日2012年5月23日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權日2010年10月30日
發(fā)明者J·格特施, S·舍恩, W·米利希 申請人:奧迪股份公司