使跟隨車輛基于前導車輛的行跡自主追蹤的方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于使跟隨車輛基于前導車輛的行跡自主追蹤的方法，該方法中前導車輛由駕駛員操控，前導車輛借助于車對X通信系統發送前導消息，前導消息表明希望被跟隨車輛自主追蹤的意愿并且包含前導車輛的至少一個車輛身份信息和路線信息，前導消息由跟隨車輛借助于車對X通信系統接收并被跟隨車輛拒絕或者利用追隨消息進行確認，該追隨消息包括跟隨車輛的至少一個車輛身份信息。在接收到追隨消息之后直到自主追蹤終止，前導車輛借助于車對X通信系統向跟隨車輛發送用于協調自主追蹤的第一協調信息。該方法的突出之處在于，借助于跟隨車輛的環境傳感器基于前導車輛的行駛運動來獲取用于協調自主追蹤的第二協調信息，將跟隨車輛的第一協調信息和第二協調信息相比較，在比較結果相一致時，進行與第一協調信息和第二協調信息相對應的自主追蹤，在比較結果有偏差時終止自主追蹤。本發明還涉及一種相應的系統。
【專利說明】使跟隨車輛基于前導車輛的行跡自主追蹤的方法和系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的方法和一種根據權利要求11 的前序部分所述的系統，所述方法和系統均用于使跟隨車輛基于前導車輛的行跡自主追 足示。
【背景技術】
[0002] 在現有技術中已經公開了用于環境檢測的多種不同的傳感器系統。借助于該傳感 器系統例如可以識別車道邊界或者與前面車輛的間距進而確定前面車輛的相對位置。借助 于已知的傳感器系統還可以確定相對于前面車輛的相對速度。同樣已經公知：通過無線通 信的車對X通信系統與周圍車輛或基礎設施裝置進行信息交換。由車輛發出的"車對X消 息"通常包括至少一個絕對位置、絕對速度和關于行駛方向的信息。
[0003] 在該種情況下，DE 10 2006 050 214 Al公開了一種用于在駕駛車輛時輔助駕駛 員的行駛車道識別方法。在此例如首先借助于紅外傳感器、照相機和雷達掃描儀對道路邊 緣進行識別。借助于分析傳感器信號按照表征路表狀況和路面邊緣狀況的特征進行變換車 道識別。此時如果在未操縱轉向燈的情況下檢測到車輛離開車道，則向駕駛員發出警告信 號。該警告信號可以是視覺的、聽覺的或觸覺的。
[0004] DE 41 33 882 Al介紹了一種用于在前面行駛的車輛的車道上自主跟蹤車輛的方 法。在該種情況下跟隨的車輛包括電子照相機，所述照相機連續地產生關于前導車輛的明 顯的尾部區域的圖像信號。通過對圖像信號的電子圖像分析還會連續地確定相對于前導車 輛的間距以及前導車輛相對于自身車輛的縱軸線的橫向偏移量。根據這些信息又可以計算 出為了追隨前導車輛所需要的轉向角。由與車輛的轉向軸相連接的步進電機來對所計算出 的轉向角進行協調，而不需駕駛員干預。DE 41 33 882 Al并未對間距控制進行說明。
[0005] 在DE 10 2007 024 877 Al中披露了一種用于組建和控制車隊的方法。為此，不 同的車輛借助于"車輛-對-車輛-通信系統"彼此傳輸車輛識別數據。現在第一車輛通 過發出發起信息開始組建車隊。周圍車輛通過發送接受信息或拒絕信息來對接收到的發起 信息做出反應。如果發送拒絕信息，發送信息的車輛將不會加入車隊。在發送接受信息的 情況下，第一車輛方面就必須發出另一條接受信息來確認接納其到車隊中。反之，如果第一 車輛發送拒絕信息，則另外的車輛將不會被納入到車隊中。如果車隊由兩個或多個車輛組 成，則借助于"車輛-對-車輛-通信系統"來協調將來計劃的行駛運動。在該種情況下獲 取車隊第一車輛的將來計劃的行駛運動的技術數據并傳輸給另外的車輛。另外的車輛基于 所接收到的數據計劃與之相應的自己的行駛運動。
[0006] 由現有技術已知的方法的缺點是：由于在道路交通中安全性要求較高，跟隨車輛 可用的信息不僅必須要具有十分高的可靠性，而且必須以極高的可靠性進行傳遞或由跟隨 車輛進行檢測，然而現有技術中還沒有公開用于滿足該先決條件的解決方案。缺乏自主駕 駛所需信息或者檢測到錯誤信息或對正確信息檢測錯誤都可能會導致嚴重的事故。因為這 種高潛在風險和由此對這些方法的可靠性日益提高的需求，至今還沒能在離開嚴格監控的 實驗實施的情況下，在公共道路交通中實現對一個或多個車輛的自主追隨行駛。
【發明內容】
[0007] 因此，本發明的目的在于提出一種方法，該方法可以在道路交通中實現對一個或 多個車輛的自主追隨行駛，且同時在這種情況下滿足較高的安全性要求。
[0008] 根據本發明，該目的通過根據權利要求1所述的用于使跟隨車輛基于前導車輛的 行跡自主追蹤的方法來實現。
[0009] 在根據本發明的用于使跟隨車輛基于前導車輛的行跡自主追蹤的方法中，由駕駛 員來操控前導車輛，前導車輛借助于車對X通信系統發送前導消息，該前導消息表示準備 好由跟隨車輛自主追蹤并且該前導消息包含前導車輛的至少一個車輛身份信息和路線信 息。所述前導消息由跟隨車輛借助于車對X通信系統接收，且被該跟隨車輛拒絕或者通過 包括跟隨車輛的至少一個車輛身份信息的追隨消息予以確認。在接收到追隨消息之后直到 自主追蹤終止，前導車輛借助于車對X通信系統向跟隨車輛發送用于協調自主追蹤的第一 協調信息。該方法的特征在于，基于前導車輛的行駛運動借助于跟隨車輛的環境傳感器對 用于協調自主追蹤的第二協調信息進行檢測，其中將跟隨車輛的第一和第二協調信息相比 較，其中在比較結果相一致時，進行與第一和第二協調信息相對應的自主追蹤，以及其中在 比較結果有偏差時終止自主追蹤。
[0010] 通過發送前導消息，前導車輛為在其緊鄰環境中的其它車輛直接提供了自主追蹤 前導車輛的可能。在此可以由前導車輛的駕駛員主動發出前導消息，從而該駕駛員可以自 己決定是否將其車輛部署為前導車輛。因為前導車輛有可能必須以相對保守且規律的駕駛 方式行駛，以便一個或多個跟隨車輛安全且舒適地追隨，這就可能出現在一定情況下駕駛 員不希望把他的車輛部署為前導車輛的情形。前導消息包括前導車輛的至少一個車輛身份 信息和路線信息帶來以下好處：跟隨車輛的駕駛員首先接收到一信息，所述信息是關于在 其環境中的車輛中的哪個提供了被自主追蹤的可能性。
[0011] 還通過同樣被包括的路線信息帶來了其它優點：跟隨車輛的駕駛員可以決定，對 他而言是否可以考慮將發送前導消息的車輛作為前導車輛或者是否對他而言由于行駛目 的地之間的顯著差異而將發送前導消息的車輛作為前導車輛不合適。通過跟隨車輛發送追 隨消息會帶來下述好處，前導車輛接收到跟隨車輛想要自主追隨他的信息。因為追隨消息 還包括跟隨車輛的車輛身份信息，所以前導車輛的駕駛員附加地接收到有關在其周圍環境 中的車輛中的哪個想要追蹤他的信息。由此帶來下述好處，前導車輛的駕駛員得知發送追 隨消息的車輛有可能拒絕作為跟隨車輛。在該種情況下，要么可以將拒絕信息發送給跟隨 車輛，要么可以停止發送第一協調信息。在后一種情況下，就忽略了跟隨車輛的跟隨期望。
[0012] 根據前導車輛的駕駛員的期望能夠以固定的時間段例如每5秒發送前導消息。也 可以根據前導車輛的駕駛員的發起一次性地發送前導消息。
[0013] 在此可以將車輛身份信息設計為與地名相關的匿名化的化名（anonymisiertes Pseudonym)，但是也可以設計為對發送車輛的外觀的說明（例如牌子、型號、顏色）或者設 計為發送車輛的真實車牌說明。還可以是這些可行性設計方案的組合。
[0014] 如果跟隨車輛的駕駛員想要終止自主追蹤，例如因為他已經到達了其目的地或者 因為前導車輛的對他而言已知的行駛路線自某一時刻起與跟隨車輛計劃的行駛路線相偏 差并且已經過了這一時刻，則他自身可以在任何時刻再次接管跟隨車輛全部的控制權。這 例如可以通過如按鈕的、合適的輸入裝置來進行，通過操縱該按鈕跟隨車輛可以終止自主 追蹤。跟隨車輛的駕駛員同樣可以借助于操縱踏板或方向盤發出希望接管控制權的信號。 在該種情況下還可以規定，駕駛員立刻收回對其車輛的全部控制權。因此還保證了駕駛員 可以在任何時刻更改跟隨車輛自主的駕駛機動性，如果這是必要的或期望的。在終止自主 追蹤時，可以通過跟隨車輛向前導車輛發送例如跟隨車輛的相應的消息，由此告知前導車 輛跟隨車輛不再進行自主追蹤。
[0015] 反之，前導車輛的駕駛員也可能有利地終止自主追蹤。在該種情況下，前導車輛向 跟隨車輛發送相應的信息，而跟隨車輛則將該信息披露給跟隨車輛的駕駛員。在此重要的 是，跟隨車輛的自主跟蹤不會突然終止并且對于跟隨車輛的駕駛員而言不希望地終止，而 是根據可行性經過一定的時間延遲才終止，以便為跟隨車輛的駕駛員提供機會和時間來大 概了解當前的行駛狀態并接管他的車輛的控制權。特別地可以規定，當跟隨車輛的駕駛員 例如通過操控按鈕已經表明準備接管控制權時，在該種情況下才終止自主追蹤。否則會因 突然且無準備地將控制權轉讓給跟隨車輛的駕駛員而提高交通事故的風險。
[0016] 特別地，在載重汽車中使用根據本發明的方法時還會得到好處，因為這些載重 汽車通常跑長途并且主要以恒定的速度行駛，由此使得安全且舒適的自主追蹤得以簡 化。在自主追蹤期間還可以減小各個車輛之間的安全間距，因為根據本發明的方法通 常可以比駕駛員更快得做出反應。在車隊中行駛的車輛之間更小的間距又減小了跟隨 車輛的空氣阻力，因為這些跟隨車輛可以利用前導車輛或行駛在前面的跟隨車輛的尾流 (Windschatten)。因此還會使得燃料消耗減小。
[0017] 因此，根據本發明的方法帶來了一系列的優點，相比于已知通用的方法，它們分別 提高了跟隨車輛基于前導車輛的行跡進行自主追蹤的安全性和可靠性。特別地，通過對協 調信息的冗余的檢測明顯有助于提高安全性。
[0018] 此外，根據本發明的方法還可以與商業模式相結合。例如前導車輛的駕駛員可以 將通過前導消息發送的提議，即自主追蹤其它車輛，與要向他支付費用的裝置相結合。出 租車公司也可能對實現本發明的方法感興趣，因為出租車-車輛可以被用作商業的前導車 輛。在該種情況下，出租車-公司的客戶一方面得到了不必自己駕駛的好處，但另一方面他 們也不必放棄自己車輛的舒適性。
[0019] 優選地規定，在自主追蹤期間通過至少兩個不同的通信工具在前導車輛和跟隨車 輛之間冗余地進行"車對X通信"。由此帶來下述優點，用于在兩個車輛之間進行"車對X通 信"的通信工具即使在短期內連接受到干擾或中斷時也還可以發送并接收第一協調信息。 因此，提高了根據本發明的方法的穩定性（RobUStheit)。此外，還可以將冗余傳遞的第一協 調信息彼此相比較或單獨地與第二比較信息進行比較。特別地，在比較結果不一致時可以 規定終止自主追蹤。這有助于提高根據本發明方法的安全性。
[0020] 此外，優選基于交通指示借助于跟隨車輛的環境傳感器對第三協調信息進行檢測 和/或基于電子地圖材料對第四協調信息進行檢測，其中，將第三和/或第四協調信息同第 一和第二協調信息進行比較，其中，在比較結果一致時，執行與第一和第二和第三和/或第 四協調信息相對應的自主追蹤，且其中在比較結果有偏差時終止自主追蹤。因此，進一步提 高了根據本發明所述方法的安全性和可靠性，因為連同第三或第四協調信息，還有附加的 信息可供使用，在比較結果不一致時這些信息會終止自主追蹤。因此，所有的第三或第四協 調信息都必須一致，以便可以實現自主追蹤。因為第三協調信息包括交通指示，例如標牌、 交通信號燈、車道邊界等，所以通常情況下可以不將第三協調信息的所有信息內容同第一 或第二協調信息的信息內容相比較。因此，根據本發明特別優選地是，如果在第一或第二協 調信息與第三協調信息之間沒有矛盾存在，就認定比較結果一致。這同樣適用于第四協調 信息，其信息內容通常情況下也可以不完全與第一和第二和/或第三協調信息的信息內容 相比較。
[0021] 特別地，用環境傳感器例如立體照相機傳感器或單攝像頭照相機傳感器來檢測第 三協調信息，特別地，由存在于跟隨車輛內的數字存儲器來讀取第四協調信息或者借助于 無線數據連接由服務器檢索第四協調信息。
[0022] 由對第三或第四協調信息進行檢測帶來的其它優點是，可以識別前導車輛可能違 反交通規則的行為，例如在速度受限制的路段超速。在這種情況下會有利地終止自主追蹤。
[0023] 有利地規定：第一協調信息包括前導車輛的絕對位置信息和絕對速度信息和絕對 轉向角信息和絕對方位信息，而第二協調信息則包括前導車輛相對于跟隨車輛的相對位置 信息和相對速度信息和相對方位信息。通過已知的、絕對的自身位置可以將絕對信息轉換 為相對信息，且反之亦然。特別優選地是，在對協調信息進行比較之前，將絕對信息換算成 相對信息，或者反之亦然。
[0024] 借助于車對X通信系統所接收到的第一協調信息描述了前導車輛的行跡和與地 點相關的行駛狀態。借助于合適的環境傳感器進而與第一協調信息無關地對第二協調信息 進行檢測。通過根據本發明的比較確定，第一和第二協調信息是否描述了前導車輛的在測 量不準確的范圍內一致的行駛行跡，并且是否描述了前導車輛的在測量不準確的范圍內一 致的特定位置的行駛行為。如果比較結果被認定為是一致的，跟隨車輛就自主追蹤前導車 輛。否則，終止自主追蹤并將跟隨車輛的控制權移交給跟隨車輛的駕駛員。
[0025] 在另一優選的實施方式中規定，根據第一和第二和/或第三和/或第四協調信息 的一致的比較結果，自主追蹤包括跟隨車輛的自主縱向控制和自主橫向控制。由此帶來下 述優點，通過根據本發明的方法完全接管車輛的控制權，并且跟隨車輛的駕駛員在很大程 度上減輕了車輛控制的負擔。
[0026] 優選地，該方法的特征在于，多于一個單獨的跟隨車輛被自主追蹤，其中，在多于 一個跟隨車輛進行自主追蹤時，基于行駛在相應的跟隨車輛前面的跟隨車輛的行駛運動借 助于相應的跟隨車輛的環境傳感器對第二協調信息進行檢測。因此帶來下述優點，對每個 單個的跟隨車輛來說，不必尋找前導車輛，因為一個單獨的前導車輛可以由多個跟隨車輛 追蹤。對于跟隨車輛不直接跟隨前導車輛而是跟隨行駛在前面的跟隨車輛的情況，通過將 借助于"車輛-對-X-交流信息"檢測到的前導車輛的第一協調信息同基于直接行駛在前 面的跟隨車輛的行駛運動借助于環境傳感器檢測到的第二協調信息相比較，來對第一和第 二協調信息進行比較。第一協調信息可以要么直接從前導車輛發送給所有跟隨車輛，但要 么也可以通過所謂的"多跳方法在跟隨車輛鏈中進行傳遞。如果認定第一和第二協調信 息一致，就可以由此推斷，行駛在前面的跟隨車輛已經將第一協調信息同基于前面車輛的 行駛運動而檢測到的第二協調信息進行了比較，并已經認定為是一致的，因為它遵循第一 協調信息。在跟隨車輛鏈中，每個跟隨車輛都逐漸實施該方法，從而使得第一跟隨車輛直接 基于前導車輛的行駛運動對第二協調信息進行檢測。
[0027] 有利地規定，在跟隨車輛自主追蹤期間要求跟隨車輛的駕駛員執行手動輸入，其 中，當沒有進行手動輸入時就終止自主追蹤。手動輸入可以是多次的、時間上有間隔的輸 入，必須在有規律的或隨機的間隔內實施輸入。例如可以通過視覺、觸覺或聽覺提示要求駕 駛員在一定的時間段內例如2秒鐘內進行輸入。同樣可想到的是在整個追蹤期間通過所謂 的"安全開關（Totmannschalter) "進行持續性的輸入。由此帶來下述優點，跟隨車輛的駕 駛員必要時至少在一定程度上必須操作車輛，特別地，必須準備隨時再次完全接管車輛的 控制權。因此例如駕駛者不可以完全深入忙于其它工作。由此提高了整個方法的安全性， 因為在出現問題、障礙或發生意外或緊急駕駛情況時，跟隨車輛的駕駛員可以較為迅速地 接管跟隨車輛的控制權。
[0028] 優選地規定，自主追蹤的持續時間被限定為所規定的時間段的規定的份額，特別 地為每小時50分鐘。因此，以一定的時間段車輛的控制權一再被返交給跟隨車輛的駕駛 員，由此還定期地將駕駛員的注意力引導到駕駛過程中去，這同樣有助于根據本發明方法 的安全性。由此，在突然轉交駕駛控制權時，駕駛員可以較為迅速地熟悉當時的駕駛狀況。 規定的時間段的規定的份額可以是連續的時間塊，但也可以是被分成多個的更短的時間 塊，這些時間塊被駕駛員自己操控跟隨車輛的的時間彼此分隔開。更短的塊的時間總和對 應于在該種情況下規定的時間段的規定的份額。盡管自主追蹤中斷，仍明顯減輕了跟隨車 輛的駕駛員的負擔。
[0029] 此外，有利地是，跟隨車輛通過座椅占用識別裝置監控，駕駛員是否在駕駛員座椅 上，其中，當駕駛員不在駕駛員座椅上時終止自主追蹤。由此帶來下述好處，在駕駛期間駕 駛員沒有離開駕駛員座椅時才實施根據本發明的方法，進而駕駛員總是在位置上，以便在 必要時接管車輛的控制權。這同樣有助于在道路交通中實施根據本發明的方法的安全性。 例如可以通過集成在駕駛員座椅內的傳感器或者朝向乘客車廂的照相機來實現座椅占用 識別。
[0030] 此外規定，通過跟隨車輛的發送的車輛身份信息建立跟隨車輛專用的、與路 程-和/或時間有關的計酬信息。由該技術特征帶來下述優點，根據本發明的方法可以進 入到商業駕駛服務業。因此可以根據路程或根據時間來確定被跟隨車輛聽取指揮的前導車 輛的駕駛員或服務提供者的報酬。
[0031] 本發明還涉及一種用于使跟隨車輛基于前導車輛的行跡自主追蹤的系統，特別 地，該系統執行根據本發明的方法。該系統包括至少一個由駕駛員控制的前導車輛、跟隨車 輛、在前導車輛和跟隨車輛內的用于發送和接收消息和信息的"車對X通信工具"、在前導 車輛內的用于提供第一調節信息的行駛運動傳感器、在跟隨車輛內的用于比較不同的協調 信息的協調信息比較裝置以及在跟隨車輛內的環境傳感器和/或在跟隨車輛內的包含數 字地圖的存儲卡。
[0032] 前導車輛發送前導消息，該前導消息表示準備好由跟隨車輛進行自主追蹤并且包 括前導車輛的至少一個車輛身份信息和路線信息，其中，跟隨車輛接收到該前導消息，并且 拒絕該前導消息或者使用包含跟隨車輛的至少一個車輛身份信息的跟隨消息予以確認。在 接收到跟隨消息后直到終止自動追蹤，前導車輛向跟隨車輛發送用于協調自動追蹤的第一 協調信息。根據本發明的系統的特征在于，跟隨車輛的環境傳感器基于前導車輛的行駛運 動對用于協調自動追蹤的第二協調信息進行檢測，其中，協調信息比較裝置比較第一和第 二協調信息，其中，在比較結果一致時跟隨車輛執行對應于第一和第二協調信息的自主追 蹤，以及其中，在比較結果有偏差時跟隨車輛終止自主追蹤。由于根據本發明的系統包括所 有用于實施本發明所述的方法所必要的機構且尤其實施根據本發明的方法，因此得到了上 述優點。
[0033] 優選地規定，環境傳感器是下述組中的一個或多個元件：
[0034] -雷達傳感器，
[0035] -光學照相機傳感器，
[0036] -激光雷達傳感器，
[0037] -激光傳感器，和
[0038] -超聲波傳感器
[0039] 并且
[0040] "車對X通信工具"基于下述組中的一個或多個連接類型：
[0041] -特別是按照ffiEE 802. 11的WLAN-連接，
[0042] -ISM-連接（工業、科學、醫療頻段），
[0043] -藍牙?._連接，
[0044] -ZigBee-連接，
[0045] -UWB-連接（超寬帶），
[0046] - wiMax? -連接（全球微波接入互操作），
[0047] -紅外連接，
[0048] -移動通信連接，和
[0049] -基于雷達的通信
[0050] 發送和/或接收消息和/或信息。所提及的環境傳感器適合用于檢測行駛在前面 的車輛的位置信息和運動信息，進而檢測第二協調信息。所提及的連接類型根據種類、波長 和所用的數據協議提供了不同的優點。因此，例如提到的連接類型中的一些可以實現相對 高的數據傳輸率和相對快速的建立連接，而另一些則在很大程度上適合極好地用于圍繞可 視化障礙物進行數據傳輸。通過組合并且同時或并行使用多個這些連接類型會帶來其它的 優點，因為這樣還可以平衡各個連接類型的缺點。所提到的所有的連接類型都適合于傳輸 第一協調信息。基于雷達的通信方式在此提供了特別的優點，即它可以用于在前導車輛和 跟隨車輛之間專門傳遞信息，因為現有的雷達傳感器在追蹤期間通常本來就用于確定在前 導車輛和跟隨車輛之間的間距。在該種情況下，通信信號被調制為雷達信號。因此，雷達傳 感器可以在自主追蹤期間執行雙重功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0051] 其它優選的實施方式由從屬權利和借助于附圖對實施例進行的下述說明得出。
[0052] 在附圖中：
[0053] 圖1示出了由一輛前導車輛和兩輛跟隨車輛組建而成的車隊；以及
[0054] 圖2為采用根據本發明的所述方法的一種可能順序的流程圖。
【具體實施方式】
[0055] 圖Ia示出了雙車道的道路1，車輛2、3、4、5和6行駛在該道路上。車輛上的箭頭 表示行駛方向。車輛2、3、4、5和6都配備有用于實施根據本發明方法的根據本發明的系 統。車輛2的駕駛員決定為在其周圍的車輛提供一種自主追隨他的可行方案。為此，他開 始借助于前導車輛中現有的WLAN-通信設備發送前導消息。該前導消息包括以車輛說明 (牌子、型號、顏色和地名）為形式的車輛身份信息以及包含在車輛2的導航系統中的路線 信息。以固定10秒鐘的時間段發送前導消息。車輛3、4、5和6接收前導消息并借助于視 覺上可視化的設備展示給它們的駕駛員。
[0056] 車輛4的駕駛員借助于車輛身份信息確定車輛2為前導車輛并且決定讓他的車輛 4可以自主追蹤，因為對于長的路段而言包含在前導消息中的路線信息與其自身的路線規 劃相一致。他開始相應地發出追隨消息，以便告知車輛2的駕駛員他想要自主追隨車輛2。 追隨消息包括以車輛說明（牌子、型號、顏色和地名）為形式的車輛身份信息，此時所述車 輛身份信息被可視化地展示給車輛2的駕駛員。在接收到追隨消息之后，前導車輛2就開 始通過WLAN發送第一協調信息。同時車輛4中的雷達傳感器檢測到第二協調信息。一旦 車輛4的駕駛員已經把車輛4定位在前導車輛2的后面，車輛4就會進行自主追蹤。
[0057] 車輛3也接收到車輛2的前導消息，并且車輛3的駕駛員同樣決定自主追蹤車輛 2,即使其自身的路線規劃在若干公里之后已經與前導車輛2的路線規劃有了偏差。盡管如 此，車輛3的駕駛員還是希望通過自主追蹤哪怕僅在較短的距離上緩解交通狀況。他開始 將追隨消息從車輛3發送給車輛2。然后，車輛3開始借助于LIDAR傳感器（激光雷達傳感 器）檢測到第二協調信息。車輛2向駕駛員可視化地展示車輛3的車輛身份信息。由此， 車輛2的駕駛員得知車輛3和4想要自主追蹤他。
[0058] 車輛5同樣接收到了車輛2的前導消息并將該前導消息展示給車輛5的駕駛員。 然而，由于車輛5的駕駛員有急事，他決定不接受該前導消息并且車輛5不進行自主追蹤， 即使車輛2的路線規劃同他自身的路線規劃極大一部分上都一致。在該種情況下，車輛5 的駕駛員考慮到相比于車隊，他通過更加運動和更加動態的駕駛方式可能會更快地實現其 目的。通過下述方式來拒絕：車輛5不以追隨消息對所述前導消息做出答復而是忽視該前 導消息。
[0059] 車輛6也接收到了車輛2的引導信息。然而，由于車輛6的駕駛員因與車輛2的 路線規劃有偏差而對自主追蹤車輛2不感興趣，他不發送追隨消息并且不對前導消息做出 答復。
[0060] 在圖Ib中，車輛4的駕駛員已經把車輛4定位在前導車輛2的后面，并且車輛4自 主追蹤前導車輛2。向車輛4的駕駛員表示通過根據本發明的方法接管控制。車輛4開始 將通過WLAN接收到的第一協調信息同通過雷達傳感器檢測到的第二協調信息進行比較。 第一和第二協調信息均表征車輛2的行駛行為。只要斷定在第一協調信息和第二協調信息 之間存在一致性，車輛4就自主跟隨車輛2。因為車輛2具有向后的雷達傳感器，且車輛4 具有前方定向的雷達傳感器，所以前導車輛2的第一協調信息不僅僅通過WLAN-連接傳遞 給跟隨車輛4,而且還附加地借助于雷達傳感器通過將通信信號調制為雷達信號來傳遞，所 述通信信號同樣傳輸第一協調信息。因此，將第一協調信息冗余地在前導車輛2和跟隨車 輛4之間進行傳遞。車輛3同樣直接從前導車輛2接收到了第一協調信息。反之，基于車 輛4的行駛運動借助于激光雷達傳感器檢測第二協調信息。因此，車輛3對第一和第二協 調信息進行的比較以由傳感器測定的車輛4的行駛行為同由車輛2傳遞的行駛行為進行的 比較為根據。附加地，車輛3通過立體照相機檢測到交通指示作為形式為道路標線、交通標 志和交通信號燈的第三協調信息以及基于數字地圖材料檢測到第四協調信息。數字地圖材 料包括關于道路走向、具有受限的許可最大速度的區域以及關于路牌的說明。只要確定在 車輛3內的不同的協調信息不存在偏差，車輛3就自主追蹤車輛2。沒有加入到由車輛2、3 和4組成的車隊的車輛5開始超車，而車輛6則以一定的間距跟隨車隊。
[0061] 為了在可能產生危及安全的情況下確保車輛3和4的駕駛員可以盡快準備好再次 接管控制權，兩位駕駛員必須以不規律的時間段分別根據可視化的要求操控按鈕。如果沒 有按照要求在2秒鐘內操控按鈕，出于安全原因就會終止自主追蹤，因為由此推斷：駕駛員 太過分心或注意力太不集中使得不可以安全地進行自主跟蹤。在這種情況下，一旦駕駛員 發出信號表示其已準備好，則以聲音的方式提醒駕駛員要將控制權轉交給他。駕駛員例如 通過為此設置的按鈕或者通過操縱車輛控制機構例如方向盤或踏板來發出準備好的信號。 如果在10秒鐘的時間跨度內駕駛員沒有發出用于接管控制權的準備好的信號，那么就自 動激活車輛的閃光警報裝置，該車輛被自動控制到右側的道路邊緣上，并停在那里。
[0062] 圖2所示為根據本發明的方法的示例性順序的流程圖。在步驟201中前導車輛發 送前導消息，跟隨車輛在步驟202中使用追隨消息答復該前導消息。這又導致在方法步驟 203中前導車輛將第一協調信息發送給跟隨車輛。同時，在步驟204中跟隨車輛開始借助 于環境傳感器對第二協調信息進行檢測；借助于合適的照相機傳感器在步驟205中對第三 協調信息進行檢測并且在步驟206中從數字儲存卡中讀取第四協調信息。在接下來的方法 步驟207中，對跟隨車輛中的第一、第二、第三和第四協調信息進行比較。如果對所有協調 信息的比較導致一致的比較結果，跟隨車輛就在步驟208中自主追蹤前導車輛。否則，在步 驟209中不進行自主跟蹤或中斷自主追蹤。如果跟隨車輛在步驟208中進行了自主追蹤， 在步驟210中規律性地要求駕駛員進行手動輸入，以告知系統：如果需要，他已足夠專注， 能夠必要時在短時間內接管車輛控制權。如果輸入根據要求發生在3秒鐘的時間段內，就 在步驟211中繼續自主追蹤，否則在步驟212終止自主追蹤。此外，在方法步驟213中進行 連續的座椅占用識別，通過座椅占用識別檢測駕駛員是否在駕駛員座椅上。如果駕駛員在 行駛期間離開駕駛員座椅，就在步驟215中終止自主追蹤。如果駕駛員沒有離開駕駛座椅， 就在方法步驟214中繼續自主追蹤。
【權利要求】
1. 一種用于使跟隨車輛（3、4)基于前導車輛（2)的行跡自主追蹤的方法， -在該方法中前導車輛（2)由駕駛員操控， -其中，由前導車輛借助于車對X通信系統發送前導消息，所述前導消息表明希望被跟 隨車輛（3、4)自主追蹤的意愿并且包含前導車輛（2)的至少一個車輛身份信息和路線信 息， -其中，前導消息由跟隨車輛（3、4)借助于車對X通信系統接收并被跟隨車輛拒絕或者 利用追隨消息進行確認，該追隨消息包括跟隨車輛（3、4)的至少一個車輛身份信息， -其中，在接收到追隨消息之后直到自主追蹤終止，前導車輛（2)借助于車對X通信系 統向跟隨車輛（3、4)發送用于協調自主追蹤的第一協調信息， 其特征在于， -借助于跟隨車輛（3、4)的環境傳感器基于前導車輛（2)的行駛運動來獲取用于協調 自主追蹤的第二協調信息， -其中，將跟隨車輛（3、4)的第一協調信息和第二協調信息相比較， -其中，在比較結果相一致時，進行與第一協調信息和第二協調信息相對應的自主追 蹤，以及 -其中，在比較結果有偏差時終止自主追蹤。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在自主追蹤期間通過至少兩個不同的通 信工具在前導車輛（2)與跟隨車輛（3、4)之間冗余地進行車對X通信。
3. 根據權利要求1和2中的至少一項所述的方法，其特征在于， -基于交通指示借助于跟隨車輛（3、4)的環境傳感器獲取第三協調信息，和/或基于數 字地圖材料獲取第四協調信息， -其中，將第三協調信息與第一協調信息和第二協調信息相比較，和/或將第四協調信 息與第一協調信息和第二協調信息相比較， -其中，在比較結果一致時，執行與第一協調信息和第二協調信息和第三協調信息和/ 或第四協調信息相對應的自主追蹤， -其中，在比較結果有偏差時終止自主追蹤。
4. 根據權利要求1至3中的至少一項所述的方法，其特征在于， 第一協調信息包括前導車輛的絕對位置信息、絕對速度信息、絕對轉向角信息和絕對 姿態信息，第二協調信息包括前導車輛相對于跟隨車輛的相對位置信息、相對速度信息和 相對姿態信息。
5. 根據權利要求1至4中的至少一項所述的方法，其特征在于， 根據第一協調信息和第二協調信息和/或第三協調信息和/或第四協調信息的一致的 比較結果，自主追蹤包括跟隨車輛（3、4)的自主縱向控制和自主橫向控制。
6. 根據權利要求1至5中的至少一項所述的方法，其特征在于， 使多于一個跟隨車輛（3、4)自主追蹤， 其中，在多于一個跟隨車輛（3、4)的自主追蹤中，借助于相應的跟隨車輛（3、4)的環 境傳感器基于行駛在相應的跟隨車輛（3、4)前的跟隨車輛（4)的行駛運動獲取第二協調信 息。
7. 根據權利要求1至6中的至少一項所述的方法，其特征在于， 在跟隨車輛（3、4)自主追蹤期間要求跟隨車輛（3、4)的駕駛員執行手動輸入，其中，當 沒有進行手動輸入時就終止自主追蹤。
8. 根據權利要求1至7中的至少一項所述的方法，其特征在于， 自主追蹤的持續時間被限定為所規定的時間段的規定份額，特別為每小時50分鐘。
9. 根據權利要求1至8中的至少一項所述的方法，其特征在于， 通過座椅占用識別裝置對跟隨車輛（3、4)進行監視：駕駛員是否在駕駛員座椅上， 其中，當駕駛員不在駕駛員座椅上時，終止自主追蹤。
10. 根據權利要求1至9中的至少一項所述的方法，其特征在于， 通過所發送的跟隨車輛的車輛身份信息建立跟隨車輛專有的且與路程和/或時間有 關的計酬信息。
11. 一種用于使跟隨車輛（3、4)基于前導車輛（2)的行跡自主追蹤的系統，所述系統尤 其用于執行按照權利要求1至9中的至少一項所述的方法，所述系統包括至少一個由駕駛 員控制的前導車輛（2)、跟隨車輛（3、4)、在前導車輛（2)和跟隨車輛（3、4)中的用于發送 和接收消息和信息的車對X通信工具、在前導車輛（2)中的用于提供第一協調信息的行駛 運動傳感器、在跟隨車輛（3、4)中的用于比較不同的協調信息的協調信息比較裝置以及在 跟隨車輛（3、4)中的環境傳感器和/或在跟隨車輛（3、4)中的包含數字地圖的存儲卡， 其中，前導車輛（2)發送前導消息，所述前導消息表明希望被跟隨車輛（3、4)自主追蹤 的意愿并且包括前導車輛（2)的至少一個車輛身份信息和路線信息， 其中，跟隨車輛（3、4)接收到所述前導消息，并且拒絕該前導消息或者利用追隨消息 進行確認，該追隨消息包括跟隨車輛（3、4)的至少一個車輛身份信息， -其中，在接收到追隨消息（3、4)之后直到自主追蹤終止，前導車輛（2)借助于車對X通信系統向跟隨車輛（3、4)發送用于協調自主追蹤的第一協調信息， 其特征在于， 跟隨車輛（3、4)的環境傳感器基于前導車輛（2)的行駛運動來獲取用于協調自主追蹤 的第二協調信息， 其中，協調信息比較裝置對第一協調信息和第二協調信息進行比較， 其中，在比較結果一致時，跟隨車輛（3、4)執行對應于第一協調信息和第二協調信息 的自主追蹤， 其中，在比較結果有偏差時，跟隨車輛（3、4)終止自主追蹤。
12. 根據權利要求11所述的系統，其特征在于， 所述環境傳感器是下述組中的一個或多個元件： -雷達傳感器， -光學相機傳感器， -LIDAR傳感器， -激光傳感器，和 -超聲波傳感器， 車對X通信工具基于下述組中的一個或多個連接類型發送和/或接收消息和/或信 息： -特別是按照IEEE802. 11的WLAN-連接， -ISM連接（工業、科學、醫療頻段）， -藍牙.?.連接， -ZigBee連接， -UWB連接（超寬帶）， -WiMaxJ).連接（全球微波接入互操作性連接）， -紅外連接， -移動通信連接，和 -基于雷達的通信。
【文檔編號】G05D1/02GK104471624SQ201380037859
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年5月6日 優先權日:2012年5月16日
【發明者】W·梅赫, U·施特林, S·呂克 申請人:大陸-特韋斯貿易合伙股份公司及兩合公司