專利名稱：用于輔助駕駛員的方法及裝置的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及用于輔助駕駛員的方法及裝置。
這種方法或裝置、即所謂的駕駛員輔助系統(tǒng)被描述在不同的文獻中。這種駕駛員輔助系統(tǒng)的一個例子是車道駛離報警系統(tǒng)(Lane-Departure-Warning)，該報警系統(tǒng)在機動車駛離行駛車道或即將駛離行駛道時對駕駛員發(fā)出報警。例如在EP 10 74 430 A1中描述了這種車道駛離報警系統(tǒng)的一個例子。在此，基于一個向前觀察的攝像機的圖象確定機動車在車道中的位置及當機動車駛離或即將駛離該行駛道時發(fā)出報警信號。
在DE102 10 130 A1中描述了一種車道駛離報警系統(tǒng)，其中在發(fā)出報警時考慮駕駛員的注意力狀態(tài)，該注意力狀態(tài)是基于轉(zhuǎn)向運動、制動或油門踏板運動來求出的。駕駛員被分類為愈不集中注意力，則在此情況下報警愈早地產(chǎn)生。
本發(fā)明的優(yōu)點通過根據(jù)所使用的行駛車道和/或行駛車道邊和/或駕駛員個人構(gòu)成的報警策略可避免誤報警及提高車道駛離報警系統(tǒng)的認可度。這將這樣地實現(xiàn)，即其方式是當駕駛員的行為明顯地偏離相關(guān)駕駛員的通常駕駛行為時，駛離或即將駛離行駛車道才發(fā)生報警，或其方式是在其潛在危險方面考慮行駛狀態(tài)，尤其是在一個多車道道路的不同行駛車道中的通常駕駛行為模式。
特別有利的是，報警策略與駕駛員個人的相關(guān)性在學習算法的范圍中適配駕駛員駕駛行為的改變。
以有利的方式，在構(gòu)造報警策略時考慮不同駕駛員的常規(guī)駕駛狀態(tài)。將考慮到有些駕駛員始終利落地在車道中心行駛，另一些駕駛員相反地例如在高速公路右車道上有意地偏右行駛及有意地容忍接觸到右車道標記。同樣地這適用于在具有分隔行駛方向的多車道道路(例如高速公路或類似高速公路的結(jié)構(gòu))的左車道上行駛時的左車道標記。并且這里有些駕駛員部分地甚至有意容忍超過邊緣線條幾個厘米。當行駛在中間車道時可觀察到類似的行為，這時接觸車道標記已不再能被容忍，以致這時必需強制地發(fā)出一個報警。這種行駛狀態(tài)的相關(guān)性和/或駕駛員個人的狀態(tài)將通過以下所述的方案在構(gòu)造報警策略時加以考慮及由此使報警策略達到對駕駛員或行駛狀態(tài)的最佳適配。
其它的優(yōu)點可從以下實施例的說明或由從屬權(quán)利要求中得到。


以下將借助附圖中所示的實施形式來詳細說明本發(fā)明。
圖1示出一個處理單元的框圖，通過該處理單元可實現(xiàn)車道駛離報警系統(tǒng)，圖2中借助一個流程圖表示根據(jù)行駛狀態(tài)、尤其所使用的行駛車道和/或駕駛員行為構(gòu)成一個報警策略的實施例，及圖3中借助一個流程圖表示用于一個學習算法的實現(xiàn)例子，該學習算法用于求得車道駛離報警系統(tǒng)的報警策略的針對駕駛員個人的構(gòu)造。
實施例的說明圖1表示一個裝置，該裝置是用于輔助駕駛員的系統(tǒng)的一部分(例如用于在駛離或即將駛離行駛車道的情況下報警和/或橫向?qū)б龣C動車的執(zhí)行元件的控制)。圖中示出一個控制或分析處理單元10，它具有至少一個輸入電路12，一個微計算機14及一個輸出電路16。這些單元彼此用一個總線系統(tǒng)18相互連接以進行相互的數(shù)據(jù)交換。對輸入電路12導入各個測量裝置的輸入導線，通過這些導線傳送測量信號或測量信息。第一輸入導線20將輸入電路12與一個圖像傳感器系統(tǒng)22(單一或立體攝像機)相連接，它攝取機動車前面的場景。相應的圖像數(shù)據(jù)通過輸入導線20傳送。此外設(shè)有輸入導線24至26，它們使輸入電路12與測量裝置30至34相連接。這些測量裝置例如涉及用于測量機動車速度的、用于檢測轉(zhuǎn)向角和/或偏航率的、用于檢測代表駕駛員加速意愿-例如駕駛員的油門踏板操作范圍-的參量的、用于檢測機動車的速度和/或加速度的及檢測機動車其它工作參數(shù)的測量裝置，這些其它工作參數(shù)在以下所述的方案方面具有意義。通過輸出電路16及輸出導線36控制至少一個報警裝置38，例如一個報警燈和/或用于聲音報警和/或語音輸出的揚聲器和/或用于圖像顯示的顯示器和/或用于觸覺顯示的執(zhí)行元件，借助它們將通知駕駛員行駛車道的(即將)駛離。此外或?qū)Υ俗儞Q地在一些實施例中提出通過輸出電路16及輸出導線40控制一個調(diào)節(jié)系統(tǒng)42，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)例如通過干預機動車的轉(zhuǎn)向或制動系統(tǒng)自動地使機動車返回車道(橫向?qū)б?及由此防止駛離行駛車道。
在車道駛離報警系統(tǒng)的該實施例中基于由圖像傳感器系統(tǒng)輸入的、機動車前面的場景的圖像數(shù)據(jù)借助圖像分析方法求得車道數(shù)據(jù)，這些車道數(shù)據(jù)代表該行駛車道及所有相鄰車道的延伸及尺寸，由此可了解道路的所有車道情況(車道數(shù)目，相對反向交通的分隔，…)。因此例如可檢測出行駛車道邊緣標記(左和/或右行駛車道邊緣)及將相應行駛車道邊緣的延伸例如以多項式(三階幕函數(shù))逼近。此外由機動車幾何尺寸、機動車速度的當前及必要時過去的參量、轉(zhuǎn)向角或偏航率等計算出例如對于右和/或左車輪的機動車輪轍的延伸及也表示為多項式。由所述數(shù)據(jù)借助切線比較計算出其它的車道數(shù)據(jù)，例如車道標記與機動車輪轍之間的橫向距離(機動車右側(cè)到右邊緣，左側(cè)到左邊緣)，輪轍的曲率，和/或輪轍及車道標記之間的角度(右輪轍到右邊緣，左輪轍到左邊緣)。此外在一個實施例中必要時也計算到這些線的交點所預期的時間(time to line crossing)。在該優(yōu)選實施例中當超過一個預給定的橫向距離或低于一個預給定的時間值時進行報警。
一個第一方案在于，車道駛離報警系統(tǒng)的報警策略與機動車所在的行駛車道相關(guān)。因此該報警策略考慮機動車在一個行駛方向上處于具有多個行駛車道的道路例如高速公路的哪個車道上。這將借助基于視頻的車道檢測來測定，該車道檢測將推導出在多個識別出的車道的一個中機動車的位置。在此，區(qū)分出邊緣車道(左及右)與中間車道。此外在一個實施例中當前地在左與右車道邊緣之間區(qū)分。以此方式對于每個行駛車道或?qū)τ诿總€車道邊緣，一個作為識別超出相應車道邊緣的報警閾值的、例如相對于車道標記內(nèi)側(cè)的最大允許的距離量Xmax被預給定。該允許的距離量可對于每個行駛車道及必要時對于一個行駛車道的每側(cè)不同地選擇，即取不同的值。視實施例而定，這些距離量也可完全地或部分地具有相同的值。
在一個公路或其它的單車道道路上行駛時，同樣地將區(qū)分左與右車道標記。因此本發(fā)明的第二方案是對行駛車道專設(shè)的報警策略補充地或替換地設(shè)有一個報警策略，它區(qū)分左及右車道邊緣及對于每個車道邊緣預給定可不同地選擇的距離值。在此情況下根據(jù)潛在危險預給定該求得的距離量(報警閾值)。對于右車道的右邊緣預給定一個第一值(相對車道邊緣標記的橫向距離)，例如為40cm，對于左車道的左邊緣為另一值，例如30cm，而對于中間車道可預給定0cm或甚至負的值(即報警位置仍位于車道內(nèi)部)。對幾何距離量替換地，作為報警閾值可預給定駛離車道前的最大時間閾值(Tmax)(time to linecrossing)。以下對于結(jié)合車道駛離報警系統(tǒng)的報警閾值所述的距離量既可理解為幾何距離量(機動車到行駛車道的橫向距離)，也可理解為時間的間隔量。
另一優(yōu)點在于，報警策略適配于駕駛員個人，這就是說根據(jù)駕駛員舉止或駕駛員的駕駛風格來預給定。僅當駕駛員的駕駛風格可被歸結(jié)為他使用有意設(shè)置得低的閾值時才利用上述的最大距離值。對于很守規(guī)矩行駛在車道中間的駕駛員，適合的是將該閾值減小到0，必要時甚至預給定負的值。因此對于每個駕駛員針對個人地、最好對于每個車道及最好對于每個邊緣線條、確定一個針對個人的值Xmax_個人。在一個優(yōu)選的實施形式中該值基于一個自學習算法來獲得。
在此情況下在該優(yōu)選實施例中使用以下的學習策略。僅當駕駛員被歸為“專心”類別時才被學習。對此將使用上述將駕駛員分類為專心及不專心的判據(jù)。視實施例而定也使用其它參數(shù)，例如駕駛員的觀察力(眨眼行為，頭部位置等)。在學習階段期間將考察駕駛員如何在車道中行駛。在最簡單情況下學習策略在于，將一個車道被超過的最大值作為針對個人的距離量被存儲。但這僅在于，假設(shè)預定的最大值Xmax不被超過。該針對個人的距離值將以有利的方式在一個預給定的恢復時間(Heilzeit)后逐步地減小，以致一次無意的脫離車道不能任意長時間地起作用。
對所述的學習算法的一個替換方案是計算當前測量值與車道中點的標準偏差及根據(jù)該標準偏差計算針對個人的距離量值，例如其方式是在一定時間周期上求得平均的標準偏差。并且根據(jù)該平均值決定針對個人的距離量值。當超過當前有效的針對個人的距離量值時對駕駛員報警。
在最簡單的情況下所述的學習周期在開始啟動車道駛離報警系統(tǒng)時開始及在關(guān)閉該報警系統(tǒng)時結(jié)束。在一個變換的實施例中，學習周期延長到一個駕駛員的整個駕駛周期。在此情況下學習周期在上車(識別駕駛員車門打開或駕駛員座位被占用等)時開始及在下車時結(jié)束。駕駛員座位占用的識別可保證，在駕駛周期內(nèi)駕駛員不更換。
在另一實施例中在確定針對個人的距離量值時附加地使用當前的行駛車道延伸情況，以致將一起考慮車道的寬度和/或其曲率。這意味著，當寬的車道時以學習的值為出發(fā)點或以其它方式預給定的針對駕駛員個人的值為出發(fā)點減小所述針對個人的距離量值。這也意味著，該值在向到邊緣更小距離的方向上改變。在窄車道或彎曲道的情況下該值在曲線內(nèi)邊緣中減小及在曲線外邊緣處增大。
在另一實施例中為了減小針對駕駛員個人的值使用當前機動車速度。在較高的速度時通常需要較高的駕駛方向穩(wěn)定性。這意味著，報警算法在較高速度時比在較低速度時對駕駛員的駕駛方向穩(wěn)定性設(shè)置更窄的界限。換句話說，該針對個人的值在較高速度時被提高，以致報警比較低速度時更早地發(fā)生。這又意味著，一個帶著不再完全利落的駕駛方式的非常疲勞的駕駛員通過頻繁的報警的影響將以較低的速度行駛。
在另一實施形式中，針對個人的值的學習方式隨著行駛的持續(xù)時間而改變。因此在行駛開始時針對個人的值的改變比在數(shù)小時行駛后的改變更強。這是考慮到參數(shù)的練習寧可在駕駛員休息好的情況下發(fā)生，而減退的駕駛風格不會導致報警參數(shù)的改善。在該意義上值的更強改變意味著該值的改變速度更大。
此外在一個實施例中將區(qū)分虛線的車道線與實線的車道線。這意味著，該距離值不僅與車道和/或行駛車道邊相關(guān)地、而且補充地或替換地也與車道線的類型相關(guān)地選擇。尤其可考慮，這樣地選擇該距離值，以致在虛線車道線的情況下比在實線車道線的情況下更晚地進行報警。
上述方案的實施是在處理單元的微計算機的程序的范圍中實現(xiàn)的。對于這些程序的例子將借助圖2及3的流程圖來描述。所示意繪出的程序?qū)⒃陬A給定的時間間隔中運行。
圖2中表示出一個流程圖，它對于行駛車道和/或行駛車道邊和/或針對駕駛員個人地示出距離值(幾何的或時間的)的預給定。
所示意出的程序在車道駛離報警系統(tǒng)有效時周期地運行。在第一步驟100中確定，機動車位于哪個車道上。這借助于對由一個攝像機攝取的機動車前面的圖像的分析、必要時可能考慮導航數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。在一個多車道的行駛道路的情況下(該信息可由攝像機圖像或由導航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導出)將確定機動車位于哪個車道上(左，中間，右車道，等)。在接著的步驟102中根據(jù)步驟100的結(jié)果預給定距離量Xmax。為此在該優(yōu)選實施例中設(shè)置了一個表格，在其中根據(jù)行駛車道及必要時根據(jù)待被考察的車道邊緣來預給定值。因此在一個多車道道路上(在一個行駛方向上)對于每個車道及必要時對于每個行駛車道邊緣預給定值。在一個單車道的道路上(在行駛方向上)則對于左邊緣預給定一個值及對于右邊緣預給定一個值。此外在該一種或兩種情況下可補充地考慮邊緣標記的類型，其方式是附加地對于虛線及對于實線預給定不同的值。根據(jù)在步驟100中求得的行駛狀態(tài)，在步驟102中選擇用于機動車當前車道的相應極限值Xmax左，Xmax右。接著在步驟104中讀入必要時適合于當前行駛車道的針對駕駛員個人的距離值(Xmax_個人_左，右)，該值對于兩個行駛車道邊也可不同。在接著的步驟106中將基于步驟102中求得的或步驟104中讀入的值確定對于當前的行駛車道邊(Fahrspurseite)重要相關(guān)的值。在該優(yōu)選實施例中對于每個行駛車道邊選擇所述值中當前更小的值。然后根據(jù)步驟108將這些值輸送給報警算法，當駛離或即將駛離行駛車道時，該算法將以開始部分所述的方式方法對駕駛員報警。
可以確定，由車道線向內(nèi)的x_max是正的。這意味著，當報警極限變小時，報警極限向著車道線移動。
圖3表示一個流程圖，它示意出用于針對駕駛員個人的值的學習算法的一個優(yōu)選實施例。并且這里所示的程序也是周期地運行。
圖3中所示的程序開始于車道駛離報警系統(tǒng)的啟動或一個駕駛員駕駛周期的開始(座位占用識別等)。在此，啟動一個計數(shù)器及對于個人的距離量值預給定一個開始值。在第一步驟200中檢驗，該駕駛員是否被分類為專心類型。這將基于開始部分所述的參數(shù)來進行，這些參數(shù)被這樣分析處理，以致可進行將駕駛員分為“專心”及“不專心”的分類。如果駕駛員被分類為不專心的類型，則在步驟202中檢驗計數(shù)器是否已終止。如果情況不是這樣，則重復該程序。否則在步驟204中使針對個人的距離量值增量(由此使報警更早發(fā)生)，計數(shù)器被置成0及重新開始。
在步驟204后程序繼續(xù)進行到步驟200及檢驗該駕駛員在何程度上是專心的或不專心的。如果該駕駛員是專心(aufmerksam)的，則在步驟206中對于行駛車道的左及右邊讀入當前測量的(幾何的或時間的)距離量值。該距離量值將如前所述地借助邊緣標記及機動車的當前航向來求得。接著在步驟208中必要時改變該被存儲的距離值，最好其方式是由當前測量的及被存儲的值構(gòu)成最小值(或一個加權(quán)的平均值)。由此在步驟208中對于當前的行駛車道的左邊緣及右邊緣出現(xiàn)了一個針對個人的距離值，該針對個人的距離值必要時被校正或被進一步處理(彎道行駛，速度，行駛車道寬度等)及適配地被提供給根據(jù)圖2的車道駛離報警系統(tǒng)。
在步驟208后將檢驗計數(shù)器(步驟202)，該計數(shù)器在一個預定的時間周期期滿時導致被存儲的針對個人的左及右的距離值的一個增量(步驟204)。由此可有效地校正駕駛員的駕駛行為中的偏差，及避免了這種偏差對車道駛離報警系統(tǒng)的功能具有持續(xù)的影響。
權(quán)利要求
1.用于輔助駕駛員的方法，其中當機動車駛離或即將駛離當前行駛車道時，產(chǎn)生出一個報警信號，其特征在于根據(jù)機動車所使用的行駛車道和/或根據(jù)行駛車道邊和/或根據(jù)駕駛員行為或駕駛員的駕駛風格來產(chǎn)生報警信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于預給定一個距離值，當超過該距離值時產(chǎn)生所述報警信號。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于該距離值是幾何的距離值(相對行駛車道邊緣標記的橫向距離)或時間的間隔值(到超過行駛車道邊緣標記的時間)。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于對于在一個行駛方向上一個多車道道路的每個行駛車道和/或?qū)τ诿總€車道邊緣(左，右)預給定一個距離值。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于與潛在危險相關(guān)地預給定距離值。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于該距離值與機動車速度相關(guān)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于根據(jù)駕駛員行為或駕駛風格來確定針對駕駛員個人的距離值。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于針對駕駛員個人的距離值在一個學習過程的范圍中可改變。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于針對駕駛員個人的距離值與機動車的速度和/或駕駛持續(xù)時間相關(guān)。
10.用于輔助駕駛員的裝置，設(shè)有一個處理單元，它當機動車駛離或即將駛離行駛車道時，產(chǎn)生出一個報警信號，其特征在于該處理單元被這樣地構(gòu)型，使得報警信號與機動車在一個多車道的行駛道路上一個方向上所使用的行駛車道相關(guān)和/或與行駛車道邊相關(guān)和/或與駕駛員行為或駕駛員的駕駛風格相關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于輔助駕駛員的方法及裝置，其中當駛離行駛車道時所產(chǎn)生的報警信號與所使用的行駛車道和/或發(fā)生駛離的車道邊和/或駕駛員行為相關(guān)。
文檔編號B62D15/02GK101031462SQ200580033019
公開日2007年9月5日 申請日期2005年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月1日
發(fā)明者卡斯滕·豪格 申請人:羅伯特·博世有限公司