用於對機動車的運行進行協調的方法
2023-10-21 18:36:37 2
用於對機動車的運行進行協調的方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於通過協調裝置對第一、第二機動車的運行進行協調的方法，協調裝置包括傳感器、計算裝置和通信裝置。該方法包括以下步驟：用傳感器接收傳感器數據，通過計算裝置利用傳感器數據求得第一和第二機動車的位置信息和運動信息，通過計算裝置利用位置信息和運動信息計算出第一和第二機動車的預計的軌跡，在由於第一機動車的軌跡與第二機動車的軌跡在空間和時間上交疊而產生的衝突方面對軌跡進行檢驗，如果求得了衝突則通過計算裝置求得第一和/或第二機動車的行駛指示，通過通信裝置將行駛指示傳輸給第一和/或第二機動車，通過第一和/或第二機動車執行所接收的行駛指示和/或在第一和/或第二機動車的顯示裝置上顯示所接收的行駛指示。
【專利說明】用於對機動車的運行進行協調的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於通過至少一個協調裝置協調至少一個第一機動車和第二機動車的運行的方法。
【背景技術】
[0002]在現代機動車的發展中，駕駛輔助系統越來越重要，所述駕駛輔助系統在避免碰撞方面支持駕駛員。所述系統部分地構造成純粹的提示系統，即構造成在即將出現碰撞時可向駕駛員發出光學和/或聲學提示的系統。但也公知了可引入自動避讓過程、自動制動等的系統。
[0003]公知系統在此由在機動車中提供的傳感器信息分別求得可能的避讓軌跡。如果多個機動車參與嚴峻狀況，則通過每個機動車逐個地確定建議的或自動實施的軌跡。但在這樣分開地求得用於每個單個機動車的軌跡時不可考慮另外的參與衝突的機動車的軌跡的匹配並且由此通常不能實現衝突狀況的最佳解決。
【發明內容】
[0004]由此，本發明的目的在於，通過協調機動車實現更好地解決道路交通中的衝突。
[0005]根據本發明，所述目的通過開頭所述類型的方法來實現，其中，協調裝置是位置固定的基礎設施裝置或第三機動車的一部分並且包括至少一個傳感器、計算裝置和通信裝置，所述方法包括步驟:
[0006]-用協調裝置的傳感器接收傳感器數據，
[0007]-通過計算裝置在使用傳感器數據的情況下求得第一機動車和第二機動車的位置信息和運動信息，
[0008]-通過計算裝置在使用對應的位置信息和運動信息的情況下計算用於第一機動車和第二機動車的至少一個預計的軌跡，
[0009]-通過計算裝置對軌跡在由於第一機動車的軌跡與第二機動車的軌跡在空間和時間上交疊而產生的衝突方面進行檢驗，
[0010]-如果求得了衝突的存在，則通過計算裝置求得用於第一機動車和/或第二機動車的行駛指示，
[0011]-通過通信裝置將行駛指示傳輸給第一機動車和/或第二機動車，以及
[0012]-通過第一機動車和/或第二機動車實施所接收的行駛指示和/或在第一機動車和/或第二機動車的顯示裝置上顯示所接收的行駛指示。
[0013]本發明基於這樣的構思:在機動車的軌跡之間出現衝突時，至少一個軌跡的匹配應通過第三中立方、即既不通過第一機動車也不通過第二機動車來進行。尤其是這種第三中立方應始終觀測交通事件，識別機動車的軌跡之間的潛在衝突並且在一定程度上作為「仲裁者」消除所述衝突。
[0014]協調裝置、即識別和消除衝突的第三中立裝置尤其可以是位置固定的基礎設施裝置。在此情況下，協調裝置也可由多個在位置上間隔開的部件組成。因此，在通常出現有問題的行駛狀況的多個路口和其它點上本來就存在攝像機和其它傳感器。協調裝置現在可這樣形成，所述攝像機中的一個或多個通過通信連接裝置與計算裝置連接，所述計算裝置分析該攝像機或這些攝像機的數據，識別數據中的車輛，計算機動車的潛在的軌跡，對所述軌跡在衝突方面進行檢驗，並且在軌跡之間出現衝突時向機動車至少之一藉助於通信裝置傳輸行駛指示，通過所述行駛指示可避免即將出現的衝突。
[0015]這種行駛指示可以是簡單的尤其是描述縱向引導幹涉或描述橫向引導幹涉的行駛指示。因此，作為行駛指示可向機動車例如傳輸用於制動、加速或向左或向右轉向的要求。行駛指示也可更精確，例如可傳遞指示，如制動掉3km/h或以2m/s2的加速度加速3秒。但行駛指示也可包括在不同時刻具有制動和轉向幹涉的完整軌跡等。通過行駛指示，機動車至少之一的軌跡被這樣匹配，使得機動車的軌跡之間的衝突儘可能得到避免。用於避免軌跡衝突的方法和路徑搜索算法在現有技術中已經公知，因此不必予以詳細描述。
[0016]如果在求得行駛指示的時刻軌跡之間的衝突不可避免，則協調裝置也可確定用於機動車的行駛指示，所述行駛指示使不可避免的碰撞的碰撞結果、尤其是人員受傷降低到最低程度。在這種策略中為了求得行駛指示在現有技術中也公知的多種方法。
[0017]作為構造成基礎設施裝置的替換方案，協調裝置也可以是第三機動車的一部分。第三機動車用作協調裝置是有利的，因為根據本發明的方法在這些情況中也可在未提供作為協調裝置的位置固定的基礎設施裝置的位置上來使用。重要的是，通過選擇第三機動車以及由此不參與衝突狀況的機動車而實現還作為「仲裁者」來提供中立方。
[0018]在根據本發明的方法中，通過協調裝置首先接收傳感器數據。如已所述，這尤其可以是攝像機數據，但例如也可使用熱數據、超聲距離傳感器、雷達傳感器的數據等。協調裝置可具有僅一個傳感器，但也可存在多個同類型或不同類型的傳感器。如已所述，配置給一個協調裝置的不同傳感器也可在位置上間隔開。因此，協調裝置例如可訪問全部對一個路口成像的多個攝像機等。
[0019]由尤其可以是圖像數據的傳感器數據接著在計算裝置中確定至少一個第一機動車和第二機動車的位置信息和運動信息。第一機動車和第二機動車尤其是可通過圖像識別算法來識別。也可識別允許與所識別的機動車通信的信息。在根據本發明的方法中，需要將行駛建議有目的地傳遞給確定的機動車。這當在機動車與協調裝置之間使用雙方通信時可容易地進行，因為在此情況下例如通信特徵可通過交換的位置信息對應於所識別的車輛。
[0020]如果不進行雙方通信，則必須可基於來自另外的源、例如來自自動收費系統等的數據或所獲得的傳感器數據進行通信。這例如可通過識別車牌、條形碼或QR碼等尤其是結合對車輛資料庫的訪問來進行。
[0021]不言而喻，行駛指示也可傳遞給全部機動車，但附加地設置有標記，所述標記允許各個機動車識別:是否行駛指示對於該機動車有效。因此例如在位置固定的協調裝置中可由圖像接收穫得位置信息並且傳遞位置信息與行駛指示。位置信息接著可通過機動車與存在於機動車中的位置數據相比較，由此機動車可識別:是否行駛指示被確定用於該機動車。也可在識別車牌、識別車輛類型、識別車輛顏色、識別車輛周圍環境或行駛方向等時傳遞類似的鑑別數據。
[0022]由所識別並且也有利地被鑑別的機動車的位置信息和運動信息接著對於機動車任意之一都確定軌跡。軌跡在最簡單情況下可這樣確定:出發點在於，機動車以恆定速度繼續朝相同方向運動。對於非常短的時間段這樣確定軌跡可以足夠，而對於較長時間段有利的是，使用附加信息來求得軌跡。作為附加信息例如可使用機動車的以前的運動。但也可識別機動車的主動轉向燈或機動車的輪胎姿態。此外，不言而喻，為了計算各個機動車的軌跡也可一起使用周圍環境信息和其它機動車的軌跡。因此，至少對於軌跡的在時間上遠離的部分出發點可首先在於，機動車避開可識別的障礙和碰撞。
[0023]直接由當前和以前的信息獲得的信息可通過關於所觀測位置上的典型交通流的信息來補充。因此，根據位置和時間非常可能的可以是，機動車朝一個方向轉彎，而不是其朝另一個方向轉彎等。此外，特別有利的是，機動車通過通信協議、例如車對X協議或車對車協議提供另外的信息。機動車尤其是可提供關於所計劃的行駛動作的信息，但也可以是，僅僅或補償地傳輸車輛參數如轉向角、制動踏板或節氣門踏板的位置等。
[0024]在使用現有信息的情況下可對於機動車任意之一都確定一個或多個軌跡。在確定多個軌跡時，尤其是可求得所述軌跡實際上被實施的概率。如果現在對於每個機動車都求得一個或多個軌跡，則在後面的步驟中可檢驗:是否在第一機動車和第二機動車的軌跡之間出現衝突，即軌跡在空間或時間上的交疊。如果識別到軌跡的這種衝突，則這提示機動車的即將出現的碰撞。即有利的是，向機動車至少之一傳輸行駛指示，所述行駛指示使所述衝突得到避免。限制地，可僅考慮具有一定最小概率的軌跡之間的衝突，或者首先可不考慮在將來非常遠的衝突。在兩種情況下，衝突最大可能地通過駕駛員或駕駛輔助系統自動避免。不言而喻，軌跡具有這種不可能的或在時間上遠的衝突的機動車可繼續分開地觀測，以便在即將出現衝突時可及時幹涉。
[0025]在求得衝突的其它全部情況中，求得用於第一機動車和/或第二機動車的行駛指示，所述行駛指示接著傳遞給所述機動車。在此重要的是，唯一的協調裝置監控兩個機動車的軌跡的匹配。因此兩個機動車的軌跡可通過各個協調裝置匹配，或協調裝置可識別:機動車的軌跡之一的匹配就足夠。
[0026]在此情況下，與對於潛在衝突狀況中的機動車逐個計算軌跡校正的通常方法不同，機動車的軌跡校正不可相互抵消或幹擾。傳遞給第一機動車和/或第二機動車的行駛指示的繼續使用與對應的機動車的行駛的自動化程度強烈相關。因此，在非自動化的行駛中，在機動車中可向駕駛員發出可如何避免即將出現的衝突狀況的提示。可輸出語音報告如「請您制動」，或可在顯示裝置上輸出指明避讓方向的閃爍箭頭。不言而喻，除了光學和聲學提示之外也可發出觸覺提示，如車輛座椅振動，以便使駕駛員注意危險狀況，或者方向盤的部分有目的地抖動，以便提示必要的轉向幹涉，或者制動踏板或節氣門踏板振動，以便指明必要的加速或必要的制動。
[0027]作為替換方案，所接收的行駛指示也可直接通過第一機動車和/或第二機動車實施。因此，機動車的控制裝置可被構造用於直接幹涉機動車的縱向或橫向引導並且由此執行車輛軌跡的校正。這種對機動車引導的直接幹涉尤其是當機動車已經處於完全或部分自動的行駛模式中時是可以的。但這種幹涉也還可由手動駕駛來進行。
[0028]尤其是在手動駕駛時，所接收的行駛指示也可包含關於是否僅要將提示發送給駕駛員或者是否要直接幹涉機動車的縱向或橫向引導的指示。因此尤其是在將來很遠的衝突中首先可向機動車的駕駛員發送提示:該駕駛員例如應制動或避讓，並且僅當衝突迫在眉睫時主動幹涉縱向引導，例如通過激活制動器。
[0029]第一機動車和第二機動車可同時由多個協調裝置的傳感器檢測。如已所述，在根據本發明的方法中重要的是，僅一個協調裝置將行駛指示傳輸給第一機動車和/或第二機動車。因此有利的是，在通過協調裝置中的至少兩個協調裝置的傳感器檢測第一機動車和第二機動車時在求得行駛指示之前的另一個步驟中對協調裝置之一通過至少一個協調裝置的計算裝置或通過第一機動車和/或第二機動車的控制裝置進行選擇並且僅僅所選擇的協調裝置的計算裝置求得行駛指示。例如可確定第一機動車和第二機動車被至少兩個協調裝置識別的事實，其方式是在具有交疊傳感器範圍的全部協調裝置之間進行數據交換。尤其是一協調裝置可將多個車輛的識別剛好當所識別的車輛中的至少兩個停留在也由第二協調裝置的傳感器檢測的區域中時傳輸給一個或多個協調裝置。
[0030]在該方法中該步驟的實際時刻可柔性選擇。因此，在接收傳感器數據之後可立即確定:第一機動車和第二機動車由所述至少兩個協調裝置的傳感器檢測到了。如果已經在該時刻進行了在該方法的進一步進程中要將行駛指示傳輸給機動車的協調裝置的選擇，則另外的步驟僅由該協調裝置執行。
[0031]不言而喻，作為替換方案也可以是，首先該方法的另外的步驟中的至少一些可由協調裝置中的多個來執行。這尤其是當向協調裝置由於不同的傳感器位置或協調裝置的其它區別而提供不同的信息時可以是有利的。在此情況下例如多個協調裝置可求得位置信息和運動信息並且將這些信息在後一個步驟中傳輸給所選擇的協調裝置，該協調裝置可在求得對應的車輛的軌跡時使用這些信息。相應地，通過協調裝置中的任意一個或至少一些也可求得用於機動車中的一個或多個的軌跡。重要的僅在於，僅協調裝置中的一個、即所選擇的協調裝置是機動車的「響應對方」，並且由此僅所選擇的協調裝置將行駛指示傳輸給一個或多個機動車。
[0032]協調裝置的選擇可以以多種方式進行。重要的是，在根據本發明的方法所使用的領域，協調裝置的求得始終相同地進行，由此，對於參與的機動車的每一個可識別:哪一個是所選擇的協調裝置。
[0033]例如可在第一機動車和第二機動車的控制裝置中各存儲有一個機動車優先權信息並且根據所述機動車優先權信息來確定這樣的機動車，該機動車的控制裝置選擇所選擇的協調裝置。
[0034]因為在根據本發明的方法中基本上涉及確定一中立的協調裝置，所以所述優先權信息可以是基本上隨機分配給機動車的信息。因此例如可使用確定的構件的序列號、通信接口的MAC地址或機動車的另外的基本上隨機分配但單義的標識。如果這種標識不存在，則作為替換方案也可隨機確定:何控制裝置選擇協調裝置。此外可考慮，通過車輛類型或例如車輛與救護站等的對應來選擇進行選擇的機動車。
[0035]如果如上所述首先選擇一機動車，該機動車的控制裝置接著選擇一協調裝置，則為此需要附加的通信步驟。因此有利的可以是，協調裝置基於協調裝置本身的特徵來選擇。尤其是可在協調裝置任意之一中都存儲有協調裝置優先權信息並且可根據所述協調裝置優先權信息進行所選擇的協調裝置的確定。協調裝置優先權信息尤其是可與協調裝置的傳感器的數量、類型和位置相關。但協調裝置優先權信息也可與協調裝置的計算裝置的所提供的計算容量或與所提供的通信帶寬相關。在此，尤其是可動態匹配協調裝置優先權信息，以便動態地在多個協調裝置之間分配協調負載。
[0036]在根據本發明的方法中有利的是，第一機動車和第二機動車可通過相同的協調裝置在較長時間段上觀測，以便可向車輛在所述車輛的軌跡之間出現衝突的情況中動態地發出新的行駛指示，直到軌跡的衝突最終排除。該因素在選擇所選擇的協調裝置時也可予以考慮。尤其可以是，對第一機動車和第二機動車進行檢測的傳感器的協調裝置求得第一機動車和第二機動車的位置信息和運動信息並且確定兩個機動車在對應的傳感器的檢測範圍中的預計的逗留持續時間，其中，所選擇的協調裝置的選擇根據預計的逗留持續時間來進行。尤其是在選擇時可將預計的逗留持續時間也與上述優先權信息、尤其是協調裝置優先權信息組合。因此例如可選擇具有最高協調裝置優先權信息的協調裝置，對於所述具有最高協調裝置優先權信息的協調裝置求得了至少例如3秒的逗留持續時間。但反之也可以是，首先按照協調裝置優先權信息選擇協調裝置，但該選擇被具有較低協調裝置優先權信息的協調裝置的選擇所頂替——如果對於所述具有較低協調裝置優先權信息的協調裝置求得了明顯長的逗留持續時間。
[0037]尤其是當對於多個協調裝置而言全部所考慮的特徵、例如逗留持續時間和協調裝置優先權信息相同，則所選擇的協調裝置的選擇也可通過隨機來進行。
[0038]此外可以是，至少一個不是所選擇的協調裝置並且對第一機動車和/或第二機動車進行檢測的傳感器的協調裝置將傳感器數據和/或所求得的位置信息和/或所求得的運動信息和/或至少一個所計算的軌跡傳輸給所選擇的協調裝置。即在此情況下由兩個或多個協調裝置形成網絡並且尤其是全部在該網絡中收集的信息通過第一機動車和第二機動車匯集並且一起使用，以便對於第一機動車和第二機動車確定儘可能精確的軌跡並且由此實現關於第一機動車和第二機動車的軌跡的可能衝突進行儘可能好的預報。
[0039]例如第一機動車和第二機動車的周圍環境中的多個機動車可包括協調裝置並且同時存在用於協調機動車的一個或多個基礎設施裝置。在此情況下，現有的基礎設施裝置原則上可優選作為協調裝置來選擇，因為基礎設施裝置通常具有較大數量的傳感器並且基礎設施裝置的傳感器通常設置在允許對事件特別好地全面掌握的位置上。但同時交通事件的部分可通過機動車或其它幹擾物體遮擋。在此情況下可使用存在於第三車輛中的協調裝置，以便求得關於被遮擋區域的另外的信息並且將所求得的信息傳輸給所選擇的協調裝置。
[0040]不言而喻，信息交換也可在多個設置在機動車中的協調裝置和/或多個位置固定的基礎設施裝置之間進行。所傳輸的信息也可在求得行駛指示時使用。
[0041]此外可以是，不必然是所選擇的協調裝置的協調裝置中的一個或多個求得另外的數據如來自車對X通信、交通引導系統等的信息。這種信息也可提供給所選擇的協調裝置。
[0042]尤其可以是，協調裝置的或協調裝置之一的傳感器是接收圖像的傳感器、尤其是攝像機，其中，為了求得第一機動車和第二機動車的位置信息或運動信息而使用圖像識別算法。因此例如可進行基於尺度不變特徵的機動車識別、角部識別或稜邊識別。尤其是可識別機動車上的另外的鑑別特徵如車牌、條形碼等。
[0043]有利的是，通信裝置被構造用於接收第一機動車和第二機動車的消息。在此情況下尤其是可獲得補充傳感器信息的信息。因此，尤其是通過車對X通信，機動車任意之一例如可傳輸其自己的位置、機動車的參數如速度、轉向角等和/或計劃的動作。尤其是在機動車至少部分自動行駛時，尤其是計劃的動作的傳輸可對於中等和較長時間段明顯改善軌跡預報。通過機動車傳輸的典型動作信息例如是計劃的車道變換、計劃的轉彎過程等。機動車的控制裝置也可在手動運行機動車時通過分析處理多個車輛參數、即例如導航系統的計劃路線、駕駛員的行為、速度或類似行駛動作來預報並且將其傳輸給協調裝置。
[0044]第一機動車和/或第二機動車可包括用於求得位置數據的求得裝置，所求得的位置數據可傳輸給協調裝置並且由計算裝置用於在傳感器信息中識別機動車和/或用於確定用於機動車的位置信息。如果多次傳遞位置信息，則由此也可獲得運動信息。
[0045]通過所傳輸的位置數據也簡化傳感器圖像中的機動車與所使用的通信信道的對應。這尤其是當協調裝置是位置固定的基礎設施裝置時有效。因為在位置固定的基礎設施裝置中傳感器的位置和視向已知，所以由機動車傳輸的位置信息可容易地與傳感器數據中的位置取得一致並且由此對象可容易地鑑別。如果對於機動車本身而言位置信息以及有利地機動車的取向已知，則類似情況對於機動車中的協調裝置是可以的。
[0046]此外，如已所述有利的是，第一機動車和/或第二機動車將所計劃的行駛動作傳遞給協調裝置。
[0047]可以是，關於機動車的所求得的數據不足以對於中等和較長的預報時間段預報單義的軌跡。在此情況下可以是，對於第一機動車和/或第二機動車分別求得至少兩個預計的軌跡，其中，對於所求得的軌跡任意之一都確定概率值，所述概率值描述將以何概率行駛對應的預計的軌跡。不言而喻，作為補充或替換方案，也可計算例如行駛包絡區，所述行駛包絡區隨著時間範圍的進展而變寬。此外，也可以用概率分布加權所述時間包絡區。
[0048]通過求得關於軌跡的概率，在求得衝突時可預報，該衝突以何概率出現。尤其是在求得衝突時可僅考慮具有預給定最小概率的軌跡。作為替換方案，也可僅考慮這樣的衝突，所述衝突的為軌跡概率乘積的概率超過預給定最小概率。
[0049]作為替換方案或補充，導致衝突的軌跡的概率也可在求得行駛指示時使用。這尤其是對於在將來一定最少時間、例如幾秒的衝突而言是可能的。因此，例如對於非常可能的軌跡之間的在將來三秒的衝突而言可傳輸行駛指示，所述行駛指示向使用者例如發強烈制動的信號或所述行駛指示甚至導致直接幹涉機動車的縱向引導。但如果這種衝突非常不可能，則反應首先可延遲或者說首先足夠的可以是，僅僅向機動車的使用者發出警報提示。
[0050]此外，本發明涉及一種協調裝置，所述協調裝置包括傳感器、計算裝置和通信裝置並且所述協調裝置被構造用於參與上述方法的至少一個實施形式。
[0051 ] 此外，本發明也涉及一種機動車，所述機動車包括上述協調裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0052]由下列實施例以及附圖得到本發明的其它優點和細節。附圖表示:
[0053]圖1根據本發明的方法的實施例的流程圖，
[0054]圖2可使用根據本發明的方法的交通狀況，
[0055]圖3可使用根據本發明的方法的另一個交通狀況，
[0056]圖4根據本發明的協調裝置的實施例的示意性視圖，以及
[0057]圖5根據本發明的機動車的實施例的示意性視圖。
【具體實施方式】
[0058]圖1示出了用於協調機動車的運行的方法的流程圖的實施例。在例如協調裝置可通過例如運動信號裝置識別出機動車處於重要區域中而被激活的步驟Si中該方法開始之後，在步驟S2中通過協調裝置的至少一個傳感器接收傳感器數據。所述至少一個傳感器尤其是可涉及攝像機，通過所述攝像機一次性地或連續地在整個方法期間接收圖像。對在步驟S2中所接收的圖像數據和/或所接收的另外的數據在步驟S3中進行分析，例如通過使用用於識別尺度不變特徵的方法。由此在傳感器數據中識別出機動車、尤其是第一機動車和第二機動車。優選在傳感器數據的至少兩個在時間上間隔開的數據組中識別第一機動車和第二機動車。由此，由純粹的圖像信息也不僅可獲得用於機動車所停留的位置的位置信息，也可獲得運動信息。有利地在步驟S3中也識別機動車的鑑別特徵，通過所述鑑別特徵尤其是可直接識別關於與機動車通信的通信信道的信息。因此例如可識別車牌、車輛類型、車輛顏色等。也可在繼續行駛中利用機動車的位置或例如機動車的運動方向，以便鑑別機動車。
[0059]在傳感器數據的優選多個彼此相繼的數據組中識別出機動車之後，在步驟S4中可確定位置信息和運動信息。為了求得位置信息和運動信息，可使用另外的已知信息。因此例如出發點可在於，全部所識別的機動車處於道路表面上。由此，在大多數情況中，位置信息的自由度被限制到兩維，由此，單個攝像機圖像已經足以確定機動車的位置信息。
[0060]這種位置確定分別相對於傳感器的視場來進行。在位置固定的傳感器中由此可直接推斷出機動車在三維空間中的位置。如果協調裝置是機動車的一部分，則傳感器典型地也設置在機動車上。在此情況下有利的是，首先確定包括協調裝置的機動車的位置。由該機動車的位置和傳感器設置在該機動車上的已知位置於是可推斷出在傳感器數據中識別出的機動車的位置。
[0061]可特別有利地由從在時間上彼此相繼的傳感器數據組得到並且具有已知時間間隔的位置信息來識別運動信息。
[0062]由傳感器數據獲得的數據在步驟S5中通過另外的數據來補充。有利的是，第一機動車和/或第二機動車將機動車信息傳遞給協調裝置。例如機動車可傳遞GPS坐標，但也可傳遞車輛參數如轉向角、節氣門踏板和制動踏板的位置等。為了特別可靠地求得繼續行駛中的軌跡，有利的也在於，機動車傳遞計劃的動作。這尤其是當機動車處於用於部分或完全自動地行駛的行駛模式中時是可能的。但機動車也可根據狀況由車輛參數例如導航系統中的目標以及駕駛員行為導出可能的行駛動作並且將所述可能的行駛動作傳輸給協調裝置。此外，在步驟S5中收集來自外部源的另外的數據，例如可由交通引導系統獲得關於信號燈轉換等的信息。
[0063]在步驟S4和S5中獲得的信息在步驟S6中用於至少對於第一機動車和第二機動車確定軌跡。此外，在確定軌跡時可使用另外的信息。因此可由傳感器數據識別另外的車輛的位置和速度並且另外的機動車的運動由此作為邊緣條件用於第一機動車和第二機動車的軌跡。此外，在步驟S6中，為了確定軌跡也可使用統計信息。例如對於一定的位置以及對於一定的時間非常可能的可以是，在一定的車道上以一定的速度運動的機動車轉彎或剛好不轉彎。
[0064]典型地，在步驟S6中至少對於中等和較長的時間段不可預先確定用於第一或第二機動車的單義的軌跡。在此情況下，對於第一或第二機動車可求得多個軌跡。尤其是在求得多個軌跡時對於這些軌跡任意之一都存儲描述預計以何概率實施該軌跡的概率值。
[0065]在步驟S7中對於用於第一機動車和第二機動車的所求得的軌跡確定:是否所述軌跡具有衝突，即是否在軌跡之間出現時間或空間上的交疊。為了確定不同軌跡的交疊，這些軌跡不應被視為一維對象，即線，而是這些軌跡任意之一都應被視為行駛包絡區，所述行駛包絡區至少如機動車那樣寬並且是在機動車之間應遵循的安全距離。
[0066]如果對於第一機動車和/或第二機動車求得多個軌跡，則對於第一機動車和第二機動車的軌跡中的每一對可求得:是否在這些軌跡之間出現衝突。但也可僅對於具有一定的最小概率的軌跡或對於這樣的軌跡對求得衝突:對於所述軌跡對而言軌跡概率的乘積具有一定的最小概率。如果對於所求得的軌跡任意之一都沒有在步驟S7中求得存在衝突，則該方法可從步驟S2起重複，即接收新的傳感器數據並且檢驗:是否可由傳感器數據推斷出機動車的軌跡之間存在衝突。
[0067]如果在步驟S7中求得了衝突，則在步驟S8中檢驗:是否第一機動車和第二機動車處於多個協調裝置的傳感器範圍中。如果第一機動車和第二機動車僅處於唯一一個協調裝置的傳感器範圍中，則該方法可直接在步驟Sll中繼續，因為在存在唯一一個協調裝置時不可產生矛盾的行駛指示。
[0068]但如果確定:機動車處於多個協調裝置的傳感器範圍中，則在進一步的方法中必須保證:僅單個協調裝置發送行駛指示給機動車，以便避免將兩個矛盾的行駛指示發送給一個機動車或通過第一協調裝置將一個行駛指示發送給機動車中的第一機動車並且通過第二協調裝置將一個行駛指示發送給機動車中的第二機動車，由此又會進行分開的衝突處理。
[0069]因此，在步驟S9中選擇協調裝置中的唯一一個，該協調裝置要在進一步的方法中使用。因為前面的方法步驟由第一機動車和第二機動車處於其圖像區域中的全部協調裝置實施了，所以由這些協調裝置任意之一也都求得了軌跡信息。因此，在步驟S9中例如藉助於這些軌跡信息和這些軌跡的可能情況下存在的概率求得:第一機動車和第二機動車預計處於每個協調裝置的傳感器範圍中多長時間。由此可選擇其傳感器預計最長時間地檢測車輛的協調裝置。此外，對於每個協調裝置可以已知，該協調裝置具有何類型的傳感器和多少個傳感器以及如何安置這些傳感器。由這些信息可求得優先權信息，所述優先權信息描述:對應的協調裝置可分別如何好地評價交通現象。此外，協調裝置的優先權可通過協調裝置的對應的負荷來確定。因此，在否則類似的優先權和類似的逗留持續時間的情況下可選擇負荷很少的協調裝置。
[0070]在確定所選擇的協調裝置之後，由每個協調裝置在步驟SlO中檢驗:是否該協調裝置本身是所選擇的協調裝置。如果協調裝置沒有被選擇為所選擇的協調裝置，則未被選擇的協調裝置還將傳感器數據、位置數據、運動數據或軌跡數據傳輸給所選擇的協調裝置並且接著返回到該方法的開始。但如果一協調裝置是所選擇的協調裝置，則該協調裝置在步驟Sll中求得至少用於第一或第二機動車的行駛建議。這樣的行駛建議例如可包含制動、加速或朝確定方向轉向的指示。這種類型的行駛信息可根據是否行駛信息被傳遞到的機動車通過駕駛員控制或被部分或全自動地控制。在全自動控制的情況下例如可傳遞精確信息，如車輛以_2m/s2的加速度制動兩秒的指示。在通過駕駛員控制機動車的情況下，有利的可以是，僅傳遞粗略的行駛指示、如柔和的「制動」。作為替換方案，通過協調裝置也可總是傳遞精確的行駛指示，所述行駛指示接著通過機動車的控制裝置視機動車所處的運行模式而定被相應匹配和表示或實施。
[0071]在求得用於第一機動車和/或第二機動車的這種行駛指示之後，可將所述行駛指示在步驟S12中傳輸給對應的機動車。這種傳輸尤其是當已經事先在機動車與協調裝置之間進行了通信時可簡單地進行。在此情況下，例如機動車可向協調裝置已經傳輸鑑別號或其它通信接口，協調裝置通過所述鑑別號或通信接口可單義地對各個機動車作出響應。
[0072]如果這種通信在直到目前的方法中沒有進行，則仍可有目的地對各個機動車作出響應，例如其方式是由傳感器數據求得機動車的位置和運動方向並且接著將具有所述位置和運動方向的行駛信息作為附加信息來傳遞。所傳輸的信息首先通過每個機動車接收並且接著可在每個機動車中藉助於所傳輸的位置信息和運動信息等的比較來求得:是否確定了用於對應的車輛的行駛指示。位置信息和運動信息的列舉在此純粹是示例性的。例如作為替換方案或補充，也可傳輸關於車輛類型、顏色、已知的車牌號等的信息。
[0073]在傳遞行駛指示之後，該方法又可以以步驟S2、即傳感器數據的重新接收來繼續。特別有利的是，分別選擇可在多秒上對第一機動車和第二機動車的運動進行觀測的協調裝置。在此情況下，也可檢驗第一或者說第二機動車對所傳遞的行駛指示的反應並且通過傳輸新的行駛指示持續地匹配第一或者說第二機動車的行為。這種匹配可連續地或逐級地進行這樣長時間，直到衝突狀況消除。
[0074]需要注意的是，圖1中所示的方法也可對於兩個以上車輛、尤其是處於一個傳感器的圖像區域中的全部車輛來執行。但通常有利的是，不是對於傳感器範圍中的全部車輛同時求得行駛指示以及由此求得軌跡匹配，而是分別考察機動車的直接彼此相互作用的子集。由此可降低方法的複雜性。
[0075]圖2示出了可使用用於協調機動車的運行的方法的交通狀況。第一機動車I和第二機動車2兩者以一定的速度朝路口 3運動。在路口 3設置有協調裝置4，所述協調裝置在此構造成位置固定的基礎設施裝置。協調裝置4具有至少一個傳感器，所述傳感器對傳感器範圍5成像，第一機動車I和第二機動車2處於所述傳感器範圍中。典型的協調裝置可包括多個也間隔開的傳感器。為了更清楚地表示重要的點，在此簡化地出發點在於，協調裝置僅具有一個傳感器。傳感器連續地檢測路口 3的圖像。協調裝置4由傳感器數據、即在此情況下由圖像數據識別:機動車I處於路口 3之前並且朝路口 3運動，機動車2處於路口3之前並且朝該路口運動。作為用於確定軌跡的最簡單的假設，協調裝置4的出發點可在於，機動車I和2以相同的速度繼續運動。在此情況下，合成的軌跡會導致機動車I和2在路口 3碰撞。因此如果對於協調裝置4不存在附加信息，則識別出機動車I和2的軌跡之間存在衝突，並且協調裝置4對於機動車1、2至少之一求得行駛指示。例如協調裝置4對於機動車I可求得機動車I應制動的行駛指示。但作為替換方案也可有利的是，將機動車2應加速的信息傳輸給該機動車。在兩種情況下可用所述行駛建議避免碰撞。
[0076]如果機動車2在所示狀況中例如要向右轉彎並且如果這會通過打轉向燈來發信號，則協調裝置4可識別這一點並且求得用於機動車2的軌跡，所述軌跡描述機動車2向右轉彎。由此，首先不會求得衝突。在進一步接近路口時，用於轉彎軌跡的概率例如可根據機動車2的速度來匹配。
[0077]此外，圖2示出了信號燈6。可向協調裝置4提供關於信號燈6的轉換行為的信息。應假設:在機動車2朝著運動的入口的信號燈6為紅色。關於信號燈6的轉換行為的所述信息可通過協調裝置4以不同方式來使用，對所述方式中的兩個示例性地予以描述。在最簡單情況下，軌跡以及由此衝突的求得可如前面的說明中那樣來進行。但因為對於協調裝置4現在已知信號燈6為紅色，所以制動的行駛指示傳遞給機動車2。在此情況下，附加地提供的信息因此用於將行駛指示這樣輸送給機動車，使得道路交通規則得到遵循。
[0078]但關於信號燈轉換的信息可由協調裝置4已經在求得軌跡時使用。如果機動車I和2距離路口 3仍相對遠，則例如協調裝置4可在求得機動車2的軌跡時首先出發點在於，該機動車考慮紅色信號燈並且制動。由此，對於機動車2可首先計算表示機動車2停在信號燈6處的具有高概率的軌跡和描述駛過紅色信號燈6的具有非常低的概率的軌跡。這首先可導致機動車2的表示駛過信號燈6的軌跡低於概率極限值並且首先不在求得衝突時予以考慮。由此，通過協調裝置4也不會確定衝突並且沒有行使指示會傳輸給機動車1、2之一。如果現在機動車2以未降低的速度繼續接近信號燈6，則描述駛過信號燈的軌跡的概率會連續升高。由此，已經在駛過紅色信號燈之前，該軌跡的概率會提高到超過協調裝置4中的預給定極限值的值，並且軌跡由此會在對衝突進行檢驗時予以考慮。協調裝置4由此會向機動車2傳遞用於制動的行駛指示。
[0079]圖3示出了第一機動車I和第二機動車2處於道路的兩個在相同方向延伸的車道上的交通狀況。在該道路的邊緣設置有兩個協調裝置4和7，所述協調裝置是位置固定的基礎設施裝置。機動車I和2處於協調裝置4的傳感器範圍5中和協調裝置7的傳感器範圍8中。因為機動車I和2處於兩個協調裝置4和7的傳感器範圍中，所以在該方法的進程中需要求得:協調裝置中的哪個如果需要時應將行駛指示傳遞給機動車之一或兩個機動車。為此，例如首先由協調裝置4、7每一個中的所獲得的圖像數據計算用於機動車I和2的第一軌跡。不僅在協調裝置4中而且在協調裝置7中求得:兩個車輛以一定的速度從左向右運動。由此可求得:兩個機動車在協調裝置7的傳感器範圍8中比在協調裝置4的傳感器範圍5中停留更長時間，由此，協調裝置7可被確定為所選擇的協調裝置。兩個機動車I和2在此首先直線運動，由此，通過軌跡的直線地進一步延伸，即對於兩個機動車以恆定速度進一步運動，不出現機動車I和2的軌跡的衝突。但機動車I在此將計劃的動作13、即車道變換傳輸給協調裝置7。但協調裝置7由傳感器信息求得:機動車I比機動車2明顯緩慢地運動。如果現在機動車I要執行動作13並且如果機動車I和2會以大約恆定的速度繼續運動，則機動車I和2的軌跡會交疊，即會存在事故危險。
[0080]協調裝置7因此可向機動車I傳輸例如速度在執行車道變換之前提高一定的最小值的行駛指示。如果在進行了足夠的加速之前協調裝置7在重複執行該方法時確定:機動車I開始車道變換，則可將不執行車道變換的行駛指示傳遞給機動車I或將機動車2應制動的行駛指示傳遞給機動車2。優選為了使行駛安全性最大化也可傳遞兩個行駛指示。
[0081]圖4示出了協調裝置的一個實施例。協調裝置4包括傳感器9、計算裝置10以及通信裝置11。協調裝置可如在此所示的那樣包括殼體中的全部部件，但也可以是一個或多個傳感器處於殼體外部，例如以便可由多個視角接收道路區段的圖像。傳感器9尤其可以是攝像機，但也可使用其它傳感器如超聲傳感器或雷達傳感器。所收集的傳感器數據由計算單元10分析處理，所述計算裝置如前所述的那樣可識別各個機動車，對於所識別的機動車可確定位置信息和運動信息，由所述位置信息和運動信息結合另外的例如通過通信裝置11接收的信息可計算軌跡並且接著可檢驗:是否多個機動車的軌跡交疊。在此情況下，計算裝置也可計算用於機動車的行駛指示並且將所述行駛指示藉助於通信裝置11傳遞給機動車。
[0082]圖5示出了機動車12，所述機動車包括用於協調機動車的運動的協調裝置。示例性地在此在機動車12的前部區域中示出了傳感器9。不言而喻，設置在機動車12上的全部傳感器也可由協調裝置一起使用。協調裝置的計算裝置10可構造成分開的構件，但所述計算裝置也可作為機動車12的控制裝置的子程序起作用。作為通信裝置11也可使用本來就存在於機動車12中的用於車對車通信或車對X通信的通信裝置。
【權利要求】
1.一種用於通過至少一個協調裝置至少對第一機動車和第二機動車的運行進行協調的方法，所述協調裝置是位置固定的基礎設施裝置或第三機動車的一部分並且包括至少一個傳感器、計算裝置和通信裝置，所述方法包括以下步驟: -利用協調裝置的傳感器獲取傳感器數據， -通過計算裝置在使用傳感器數據的情況下求得第一機動車和第二機動車的位置信息和運動信息， -通過計算裝置在使用相應的位置信息和運動信息的情況下計算出第一機動車和第二機動車的至少一個預計的軌跡， -通過計算裝置在衝突方面對所述軌跡進行檢驗，該衝突是由於第一機動車的軌跡與第二機動車的軌跡在空間和時間上的交疊而產生的， -如果求得了衝突的存在，則通過計算裝置求得用於第一機動車和/或第二機動車的行駛指示， -通過通信裝置將行駛指示傳輸給第一機動車和/或第二機動車，以及 -通過第一機動車和/或第二機動車執行所接收的行駛指示和/或在第一機動車和/或第二機動車的顯示裝置上顯示出所接收的行駛指示。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於:在通過至少兩個所述協調裝置的傳感器檢測到第一機動車和第二機動車的情況下，在求得行駛指示之前的另一個步驟中，通過至少一個協調裝置的計算裝置或通過第一機動車和/或第二機動車的控制裝置選出其中一個協調裝置，僅所選的協調裝置的計算裝置求得所述至少一個行駛指示。
3.根據權利要求2的方法，其特徵在於:在第一機動車和第二機動車的控制裝置中各存儲有一個機動車優先權信息，根據所述機動車優先權信息來決定出由其控制裝置來選出所述所選的協調裝置的那個機動車。
4.根據權利要求2或3的方法，其特徵在於:在任一協調裝置中都存儲有協調裝置優先權信息，根據所述協調裝置優先權信息決定所述所選的協調裝置。
5.根據權利要求2至4之一的方法，其特徵在於:由其傳感器對第一機動車和第二機動車進行檢測的協調裝置求得第一機動車和第二機動車的位置信息和運動信息並確定出這兩個車輛在相應傳感器的檢測範圍中的預計逗留時間，其中，根據所述預計逗留時間選出所述所選的協調裝置。
6.根據權利要求2至5之一的方法，其特徵在於:存在並非所選的協調裝置的至少一個協調裝置，該至少一個協調裝置的傳感器對第一機動車和/或第二機動車進行檢測並將傳感器數據和/或所求得的位置信息和/或所求得的運動信息和/或至少一個所計算的軌跡傳輸給所選的協調裝置。
7.根據上述權利要求之一的方法，其特徵在於:所述傳感器是攝像傳感器、尤其是攝像機，其中，為了求得第一機動車和第二機動車的位置信息和/或運動信息而使用圖像識別算法。
8.根據上述權利要求之一的方法，其特徵在於:所述通信裝置被構造用於接收第一機動車和第二機動車的消息。
9.根據權利要求8的方法，其特徵在於:第一機動車和/或第二機動車包括用於求得位置數據的求得裝置，所求得的位置數據傳輸給協調裝置並且由協調裝置的計算裝置利用以在傳感器信息中識別出機動車和/或確定出機動車的位置信息。
10.根據權利要求8或9的方法，其特徵在於:通過第一機動車和/或第二機動車將所計劃的行駛動作傳遞給協調裝置。
11.根據上述權利要求之一的方法，其特徵在於:對於第一機動車和/或第二機動車分別求得至少兩個預計的軌跡，其中，對於每個所求得的軌跡確定一概率值，所述概率值描述相應預計的軌跡被行駛的概率。
12.根據權利要求11的方法，其特徵在於:在求得衝突時僅以預給定的最小概率來考慮軌跡。
13.根據上述權利要求之一的方法，其特徵在於:在求得行駛指示時考慮直到出現衝突的預計時間。
14.一種協調裝置，其特徵在於:所述協調裝置包括傳感器(9)、計算裝置(10)和通信裝置(11)並且被構造用於參與根據權利要求1至13之一的方法。
15.一種機動車，其特徵在於:所述機動車包括根據權利要求14的協調裝置(4)。
【文檔編號】G08G1/16GK104240535SQ201410264013
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2013年6月13日
【發明者】J·布朔霍爾茨, S·洛倫茨 申請人:奧迪股份公司