用于运行机动车的车道转换辅助系统的方法以及车道转换辅助系统与流程

用于运行机动车的车道转换辅助系统的方法以及车道转换辅助系统
1.本发明涉及一种用于运行机动车的车道转换辅助系统的方法，其中，借助车道转换辅助系统的在机动车的前角部提供的检测装置监测位于机动车所在的车道的前侧和侧面的相邻的车道，并且其中，借助检测装置检测相邻的车道上的对象，其中，在前侧和侧面检测该对象，并且在借助车道转换辅助系统的电子计算装置对所检测的对象进行分析时确定该对象的至少一个特征参数。此外，本发明涉及一种车道转换辅助系统。
2.已知在交通繁忙并且跟随在行驶在前方的车辆之后行驶时，旁边车道只能受限制地被机动车的驾驶员或者使用者看到。尤其例如在高速公路出口处，例如在跟随载货车之后行驶时，该高速公路出口很难被看清。如果在此在旁边车道上存在缓慢行驶或者静止的机动车，则在以高速进行车道转换时存在追尾碰撞的风险。例如对于在驾驶员无法察觉到迎面而来的机动车的情况下在公路上进行的超车机动也相同地适用。
3.由现有技术已知的系统涉及的是在车道转换时辅助机动车沿着行驶方向参与其中的经典超车过程。此外，已知的系统在此涉及后方的交通。
4.专利文献us 10 207 712 b2公开了一种针对在车辆中的应用进行适配的控制系统，该控制系统确定用于基于由布置在车辆上的一个或者多个环境传感器得到的环境数据识别跟随的车辆。环境传感器这样适配，使得其向控制系统的电子控制器提供环境数据，该环境数据反映车辆前方、侧面、旁边和/或后方的区域。控制系统至少被适配为并且确定用于检测一个或者多个通过环境传感器与自身车辆共同参与交通的其它车辆。检测对应配属于其它车辆的、所述其它车辆在其中行驶的行车道。确定对自身行车道的占用和/或所述其它车辆对至少一个相邻的行车道的占用。根据所确定的占用，输出关于自身车道和/或至少一个相邻车道的占用的相应提示、输出关于向至少一个相邻车道中的特定车道进行车道转换为安全或者不安全的提示，和/或如果所确定的占用允许安全地进行车道转换，则由自身车辆向至少一个相邻车道中的特定车道自动地进行车道转换。
5.us 8,791,802 b2公开了一种用于识别车辆的盲角中的对象的系统。在识别到车辆盲角中的对象时，系统分析直接位于在盲角中的识别到的对象的前方或者后方的其它对象。如果所述其它对象移动，则系统得出下述结论，即盲角中的对象同样移动并且因此是阻塞性的车辆。如果所述其它对象不移动，则系统得出下述结论，即盲角中的对象同样是静止的对象。该系统在确定盲角内存在阻塞性的车辆时产生用于识别盲角的信号
6.本发明所要解决的技术问题是提供一种方法以及车道转换辅助系统，借助所述方法以及车道转换辅助系统能够向相邻的车道进行安全的车道转换。
7.所述技术问题由根据独立专利权利要求的方法以及车道转换辅助系统解决。有利的设计方案在从属权利要求中给出。
8.本发明的一方面涉及一种用于运行机动车的车道转换辅助系统(或者说变道辅助系统)的方法，其中，借助车道转换辅助系统的在机动车的前角部提供的检测装置监测位于机动车所在的车道的前侧和侧面的相邻的车道，并且其中，借助检测装置检测相邻的车道上的对象，其中，在前侧和侧面检测该对象，并且在借助车道转换辅助系统的电子计算装置
对所检测的对象进行分析时确定该对象的至少一个特征参数。
9.在此规定，借助车道转换辅助系统的至少一个功能单元检测机动车的使用者的车道转换意图，并且确定机动车和对象之间的速度差作为特征参数，并且根据车道转换意图和速度差借助电子计算装置产生用于车道转换辅助系统的至少一个其它功能单元的至少一个控制信号。
10.由此可以提供保护以免受相邻的车道上的停止的、相对缓慢的或者迎面而来的机动车的影响，所述相邻的车道也可以被称为旁边车道。由此使机动车能够安全地转换车道。
11.所述机动车可以是至少部分自动的机动车。换而言之，可以借助车道转换辅助系统干预机动车的、例如用于纵向加速度或者横向加速度的行驶动力学的功能单元。
12.因此，建议一种具有电子计算装置的车辆前角部传感器装置，其中，在时间上在车道转换之前就已经可以借助对相邻的车道的情况分析检查占用的情况，并且如果相邻车道存在占用，则分析相应的速度差，并且确定该对象是否对当前的车道转换构成风险。
13.通过对前角部传感器装置的使用，使机动车的使用者、尤其是机动车的车辆驾驶员能够对缓慢的障碍物作出反应。机动车附加地可以在使用者自身尚无法看到停止的/缓慢的/迎面而来的对象时对于驾驶员保护性地行动。
14.换而言之，规定检测装置探测旁边行车道上的对象并且创建环境模型。该环境模型以及车道转换意图是电子计算装置的输入数据，在进行车道转换和在识别到高的速度差时，在所述电子计算装置中进行情况分析。随即例如可以为使用者产生警告。
15.按照一种有利的设计方式，为作为其它功能单元的警告装置产生警告信号作为控制信号。警告装置例如可以是显示装置，从而可以在显示装置上为机动车的使用者显示视觉的警告信号。此外，可以产生声学的警告信号。此外可行的是，例如在机动车的方向盘装置上产生触觉反馈作为警告信号，因此在进行车道转换之前警告使用者例如缓慢的对象存在于旁边车道上。
16.同样有利的是，产生用于作为其它功能单元的行驶动力学装置的行驶动力学控制信号作为控制信号。因此，如果例如确定机动车非常迅速地朝向对象移动，则能够对车辆的行驶动力学进行干预。由此能够防止在道路交通中出现危急情况。
17.此外有利的是，将制动装置和/或转向装置作为行驶动力学装置进行操控或者说控制。制动装置例如可以已经准备好在将来强烈地制动。在转向装置中可以产生其它提示，方式例如为使得朝向相邻车道方向的转向更难，从而可以在触觉上提示驾驶员注意被占用的车道。
18.在另一有利的设计方式中，附加地对所述对象进行分类，并且在产生控制信号时考虑所述分类。例如可以规定，将该对象识别为机动车或者摩托车或者载货车。这些对象尤其具有不同的行驶动力学特性，那么又可以考虑这些行驶动力学特性。因此尤其在产生控制信号时考虑对象的类型。
19.在另一有利的设计方式中，附加地在对象的尺寸和/或对象的位置和/或对象的方向向量方面分析对象，并且在产生控制信号时考虑所述分析。因此可以可靠地推断出对象的运动动力学，由此能够实现对所述对象的可靠的分析。该分析又可以对控制信号产生影响，从而可靠地防止追尾事故。
20.此外被证实为有利的是，借助至少一个第一检测装置并且借助相对于第一检测装
置不同地设计的第二检测装置对所检测的对象进行检测，并且借助电子计算装置融合分别检测到的对象，并且据此确定特征参数(或者说表征性参数)。不同的检测装置的不同特性因此尤其可以用于可靠地确定对象。例如，借助激光雷达传感器装置即使在距离较大的情况下也能够可靠地检测对象。借助雷达装置可以可靠地检测对象的运动。因此，通过融合可以实现对所述对象的有利分析，由此能够可靠地进行车道转换。
21.按照另一有利的设计方式，根据机动车的在作为功能单元的方向盘装置上检测到的转向角和/或对作为功能单元的闪光灯控制杆的操作和/或作为功能单元的导航装置内的计划的路线，检测车道转换意图。因此，已经可以及早地可靠地识别车道转换，从而能够对相邻车道上的对象进行分析。由此可以防止在其它功能单元中进行错误的干预。
22.同样有利的是，提供激光雷达传感器装置和/或雷达传感器装置和/或超声波传感器装置和/或摄像机作为至少一个检测装置。所述检测装置尤其已经安装在机动车上。这些已经安装的检测装置尤其可以用于检测对象或者监测相邻的行车道。在此尤其涉及机动车上的已经建立的检测装置，从而能够进行可靠的分析。
23.所述方法尤其是计算机实施的方法。本发明为此尤其可以涉及另一个方面，即具有指令的计算机程序产品，在计算机程序产品在电子计算装置的计算机可读的存储介质上被处理时，所述指令作用使得执行根据前述方面所述的方法。因此，本发明还涉及一种具有相应的计算机程序产品的计算机可读的存储介质。
24.本发明的又一个其它的方面涉及一种用于机动车的车道转换辅助系统，该车道转换辅助系统具有至少一个检测装置、电子计算装置、功能单元和其它功能单元，其中，该车道转换辅助系统设计用于执行根据前述方面所述的方法。所述方法尤其借助车道转换辅助系统执行。
25.本发明的又一个其它的方面涉及一种具有根据前述方面所述的车道转换辅助系统的机动车。该机动车设计为至少部分自动的。
26.按照本发明的车道转换辅助系统的扩展设计也属于本发明，所述扩展设计具有已经结合按照本发明的方法的扩展设计所述的特征。出于该原因，在此不再次描述按照本发明的车道保持辅助系统的相应扩展设计。
27.本发明也包括所述实施方式的特征的组合。
28.以下描述本发明的实施例。在附图中：
29.图1示出了在转弯情况下的具有车道转换辅助系统的实施方式的机动车的实施方式的示意性立体视图；
30.图2示出了具有辅助系统的实施方式的机动车的实施方式的示意性俯视图；并且
31.图3示出了具有车道转换辅助系统的实施方式的机动车的另一实施方式的另一示意性俯视图。
32.在附图中，功能相同的元件分别配设有相同的附图标记。
33.以下阐述的实施例是本发明的优选实施例。在该实施例中，描述的部件分别是本发明的各个单独的、能彼此独立地看待的特征，这些特征也分别彼此独立地形成本发明的扩展设计并且因此也能够单独地或者以与所示组合不同的组合被视为本发明的组成部分。此外，所描述的实施例也可以通过本发明的已描述的其它特征补充。
34.图1示出了处于行驶情况中的机动车1，其中，机动车1想要转弯。机动车1在此位于
载货车2后方。此外，机动车1位于车道3上。在该实施例中示出了相邻的车道4，该相邻的车道尤其显示为高速公路的出口。从机动车1观察示出了可见的区域5以及被载货车2遮挡的不可见的区域6。在相邻的车道4上存在多个对象7。所述对象7在此显示为处于交通堵塞中的机动车。换而言之，如果机动车1向相邻的车道4进行车道转换，那么该机动车可能会与缓慢行驶的对象7碰撞，因为该对象尤其位于不可见的区域6中。
35.图2在示意性的俯视图中示出了具有车道转换辅助系统8的实施方式的机动车1的第一实施方式。在以下的实施例中，车道转换辅助系统8具有至少一个检测装置9、电子计算装置10、功能单元11以及其它功能单元12。
36.在用于运行机动车1的车道转换辅助系统8的方法中，借助车道转换辅助系统8的在机动车1的前角部13中提供的检测装置9监测位于机动车1所处的车道3的前侧和侧面的相邻的车道4，并且借助检测装置9检测相邻的车道4上的对象7，其中，在前侧和侧面检测所述对象7，并且在借助车道转换辅助系统8的电子计算装置10对所检测的对象7进行分析时确定该对象7的至少一个特征参数。
37.规定借助车道转换辅助系统1的至少一个功能单元11检测机动车1的未示出的使用者的车道转换意图，并且确定机动车1和对象7之间的速度差作为特征参数，并且借助电子计算装置10至少为车道转换辅助系统1的其它功能单元12产生至少一个控制信号14。
38.在以下的实施例中，检测装置9尤其设计在机动车1的右前角部上。由此尤其可以对右侧的相邻的车道4进行监测。
39.在所述实施例中，其它功能单元12例如设计为警告装置。因此尤其可以输出用于警告装置的警告信号作为控制信号14。警告装置在此既可以是光学的警告装置，也可以是声学的警告装置。此外，警告装置也可以是触觉的警告装置。
40.在图2中尤其示出了所谓的基本变型方案。也可以称为前角部传感器的检测装置9尤其设计在机动车1的副驾驶员侧15上并且与尤其用于进行情况分析的电子计算装置10耦连。在所述实施例中，尤其可以根据机动车1的在作为功能单元11的方向盘装置上检测到的转向角和/或对作为功能单元11的闪光灯控制杆的操作和/或作为功能单元11的导航装置内的计划的路线，检测车道转换意图。功能单元11在此例如可以涉及闪光灯控制杆。直接在速度差方面检查所探测的对象7，并且可以在存在车道转换期望时显示警告。
41.作为其它变型方案，副驾驶员侧15的单独的前角部传感器可以设计具有转向角控制设备和警告显示装置。在此，直接在速度差方面检查所探测的对象7，并且显示关于车道转换的警告。在此尤其规定，只在识别到车道转换期望时还进行方向盘干预或者方向盘警告。
42.至少一个检测装置9在此可以是激光雷达传感器装置和/或雷达传感器装置和/或超声波传感器装置和/或摄像机。此外可以规定，附加地对所述对象7进行分类，并且在产生控制信号14时考虑该分类。附加地可以在对象7的尺寸和/或对象7的位置和/或对象7的方向向量方面分析对象7并且在产生控制信号14时考虑所述分析。
43.图3示出了具有车道转换辅助系统8的机动车1的另一个实施方式的另一示意性俯视图。以下的实施例是车道转换辅助系统8的优选变型方案。在所述实施例中，车道转换辅助系统8在副驾驶员侧15具有第一雷达传感器装置16。此外，车道转换辅助系统8具有第一摄像机17以及第一激光雷达传感器装置18。车道转换辅助系统8还具有第二雷达传感器装
置19、第二摄像机20以及设计在机动车1的驾驶员侧22上的第二激光雷达传感器装置21。所述检测装置尤其设计在机动车1的前侧23上。
44.雷达传感器装置16、19，摄像机17、20和激光雷达传感器装置18、21的数据在数据融合装置24中被融合并且被提供给电子计算装置10以进行分析。电子计算装置10还可以从闪光灯控制杆控制设备25、转向角-或者方向盘控制设备26和制动控制设备27接收相应的信息，所述信息同样被共同分析。随即可以由电子计算装置10将控制信号14例如输出至在此显示为其它功能单元12的警告装置，此外还可以执行对制动控制设备27以及对转向角-/方向盘控制设备26的干预。
45.因此，图3尤其示出，借助至少一个第一检测装置并且借助相对于第一检测装置不同地设计的第二检测装置对所述对象7进行检测，并且借助电子计算装置10融合分别检测到的对象7，并且据此确定特征参数。
46.此外尤其示出了，产生用于作为其它功能单元12的行驶动力学装置的行驶动力学控制信号作为控制信号14和/或将制动装置和/或转向装置作为行驶动力学装置进行控制。在此尤其通过制动控制设备27描述制动装置，并且在此尤其通过转向角-/方向盘控制设备26描述转向装置。
47.因此，尤其描述了车辆前角部传感器装置，该车辆前角部传感器装置在使用多个传感器时通过数据融合装置24将相应的传感器数据输入电子计算装置10以进行情况分析。此外，建议闪光灯控制杆控制设备25、用于在驾驶员处显示分析结果的显示装置、用于在驾驶员处显示必要时存在的摄像机图像的显示装置以及用于准备和开始进行制动的控制设备和用于影响车辆转向角或者车辆方向盘的控制设备以及转向角的测量装置。随即可以针对速度差对相邻车道上的借助传感器装置探测的对象7进行分析。在多个传感器的情况下，将传感器数据相应地融合为共同的环境模型。环境模型、闪光灯控制杆位置和转向角分别是情况分析的输入数据。根据情况分析，在存在车道转换意图和速度差较高的情况下、例如在存在缓慢的、停止的或者迎面而来的对象7的情况下向驾驶员显示警告。在此可以准备并且操作制动装置。作为对驾驶员的其它提示，可以增加转向的难度或者影响转向，以防止发生事故。
48.因此，通过前角部传感器装置使车辆驾驶员能够对其无法看到的障碍物作出反应。机动车1附加地可以在驾驶员尚无法看到停止的/缓慢的/迎面而来的对象7时对于驾驶员保护性地行动。
49.在按照图3的优选实施例中，多个测量原理被结合起来以提高安全性：雷达传感器装置16、19、激光雷达传感器装置18、21以及摄像机17、20的图像处理装置。所使用的传感器组分别安装在机动车1的车辆前部的右侧和左侧。传感器探测旁边行车道上的对象7。在探测时，对所述对象7的类型、尺寸、位置、速度和方向向量进行估计。对象7通过传感器数据融合组合成针对相应的旁边车道的共同的环境模型。转向角、闪光灯控制杆状态和环境模型通过情况分析进行评价。
50.在可能与对象7发生碰撞的情况下，或者单单由于对象7在相应的旁边车道上的存在，情况分析可以决定是否只向驾驶员输出警告、是否为驾驶员显示(或者说渐显)摄像机图像以更好地估计情况，其中，这也可以总是执行或者总是只在车道转换时显示，或者例如准备制动以用于通过驾驶员实现可能的紧急制动。此外可以自动化地操作制动装置，以避
免事故发生或者减少事故的严重性。同样可以影响转向角以避免事故或者减少事故的严重性。此外，可以使方向盘更难操作或者使方向盘振动以警告驾驶员，从而为驾驶员产生提示。
51.使用多个测量原理提高了及时探测到关键对象7的概率。此外，使用多个测量原理使得在传感器数据融合中更好地验证对象7。例如在靠右行驶的规则中，机动车1的左侧上的传感器组用于例如在对向车道上进行超车机动时使用本发明。所探测的对象7的类型和尺寸辅助情况分析。小的对象7可以被行驶超过，摩托车具有与载货车不同的运动特性。闪光灯控制杆状态用于识别车道转换意图。转向角用于识别已经在发生的车道转换，并且用于验证闪光灯控制杆状态。尤其是在未操作闪光灯控制杆时，转向角对于在车道转换时避免事故是重要的。
52.所示的变型方案尤其可以分别灵活地相互组合。
53.在图3中尤其示出了优选的车道转换辅助系统8，该车道转换辅助系统提高了及时地识别关键对象7的概率。完整的设计方案可以与制动控制设备27结合地根据情况以改进的方式进行干预或者警告以保护驾驶员。
54.附图标记列表
[0055]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机动车
[0056]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
载货车
[0057]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
车道
[0058]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
相邻的车道
[0059]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
可见的区域
[0060]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
不可见的区域
[0061]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
对象
[0062]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
车道转换辅助系统
[0063]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
检测装置
[0064]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀ
电子计算装置
[0065]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀ
功能单元
[0066]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀ
其它功能单元
[0067]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀ
角部
[0068]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀ
控制信号
[0069]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀ
副驾驶员侧
[0070]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一雷达传感器装置
[0071]
17
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一摄像机
[0072]
18
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一激光雷达传感器装置
[0073]
19
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二雷达传感器装置
[0074]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二摄像机
[0075]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二激光雷达传感器装置
[0076]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀ
驾驶员侧
[0077]
23
ꢀꢀꢀꢀꢀ
前部
[0078]
24
ꢀꢀꢀꢀꢀ
传感器融合装置
[0079]
25
ꢀꢀꢀꢀꢀ
闪光灯控制杆控制设备
[0080]
26
ꢀꢀꢀꢀꢀ
转向角-/方向盘控制设备
[0081]
27
ꢀꢀꢀꢀꢀ
制动控制设备

技术特征：
1.一种用于运行机动车(1)的车道转换辅助系统(8)的方法，其中，借助所述车道转换辅助系统(8)的在所述机动车(1)的前角部(13)上提供的检测装置(9)监测位于所述机动车(1)所处的车道(3)的前侧和侧面的相邻的车道(4)，并且其中，借助所述检测装置(9)检测所述相邻的车道(4)上的对象(7)，其中，在前侧和侧面检测所述对象(7)，并且在借助所述车道转换辅助系统(8)的电子计算装置(10)对所检测的对象(7)进行分析时确定所述对象(7)的至少一个特征参数，其特征在于，借助所述车道转换辅助系统(8)的至少一个功能单元(11)检测所述机动车(1)的使用者的车道转换意图，并且确定所述机动车(1)和所述对象(7)之间的速度差作为特征参数，并且根据所述车道转换意图和所述速度差借助所述电子计算装置(10)产生用于所述车道转换辅助系统(8)的至少一个其它功能单元(12)的至少一个控制信号(14)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产生用于作为其它功能单元(12)的警告装置的警告信号作为控制信号(14)。3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，产生用于作为其它功能单元(12)的行驶动力学装置的行驶动力学控制信号作为控制信号(14)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将制动装置和/或转向装置作为行驶动力学装置(12)进行控制。5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，附加地对所述对象(7)进行分类，并且在产生控制信号(14)时考虑所述分类。6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，附加地在所述对象(7)的尺寸和/或所述对象(7)的位置和/或所述对象(7)的方向向量方面分析所述对象(7)，并且在产生控制信号(14)时考虑所述分析。7.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，借助至少一个第一检测装置(9)并且借助相对于所述第一检测装置(9)不同地设计的第二检测装置对所述对象(7)进行检测，并且借助所述电子计算装置(10)融合分别检测到的对象(7)，并且据此确定特征参数。8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据所述机动车(1)的在作为功能单元(11)的方向盘装置上检测到的转向角和/或对作为功能单元(11)的闪光灯控制杆的操作和/或作为功能单元(11)的导航装置内的计划的路线，检测所述车道转换意图。9.根据前述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，提供激光雷达传感器装置(18、21)和/或雷达传感器装置(16、19)和/或超声波传感器装置和/或摄像机(17、20)作为所述至少一个检测装置(9)。10.一种用于机动车(1)的车道转换辅助系统(8)，所述车道转换辅助系统具有至少一个检测装置(9)、电子计算装置(10)、功能单元(11)和其它功能单元(12)，其中，所述车道转换辅助系统(8)设计用于执行根据权利要求1至9之一所述的方法。

技术总结
本发明涉及一种用于运行车道转换辅助系统(8)的方法，其中，借助在所述机动车(1)的前角部(13)上提供的检测装置(9)监测位于前侧和侧面的相邻的车道(4)，并且其中，借助所述检测装置(9)检测所述相邻的车道(4)上的对象(7)并且在借助电子计算装置(10)对所检测的对象(7)进行分析时确定所述对象(7)的至少一个特征参数，其中，借助至少一个功能单元(11)检测所述机动车(1)的使用者的车道转换意图，并且确定所述机动车(1)和所述对象(7)之间的速度差作为特征参数，并且根据所述车道转换意图和所述速度差借助所述电子计算装置(10)产生用于至少一个其它功能单元(12)的至少一个控制信号(14)。此外，本发明涉及一种车道转换辅助系统(8)。(8)。(8)。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：大众汽车股份公司
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2023/7/4