駕駛員輔助系統和用于運行駕駛員輔助系統的方法

駕駛員輔助系統和用于運行駕駛員輔助系統的方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于車輛的駕駛員輔助系統(101)，所述駕駛員輔助系統包括：檢測裝置(103)，所述檢測裝置用于檢測車輛周圍區域；位置確定裝置(105)，所述位置確定裝置用于確定相對于所述車輛周圍區域的車輛位置；數據庫(107，303)，所述數據庫具有本體數據結構，在所述本體數據結構中實現交通規則；鏈接器(109)，所述鏈接器用于將所檢測的車輛周圍區域和所述車輛位置與所述本體數據結構鏈接以便形成所鏈接的數據結構；以及分析處理器(109)，所述分析處理器用于分析處理所鏈接的數據結構。此外，本發明還涉及一種用于運行車輛的駕駛員輔助系統(101)的方法。
【專利說明】駕駛員輔助系統和用于運行駕駛員輔助系統的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于車輛的駕駛員輔助系統和一種用于運行車輛的駕駛員輔助系統的方法。
【背景技術】
[0002]用于車輛的駕駛員輔助系統本身已經公知。通常，公知的駕駛員輔助系統包括用于測量車輛與在該車輛的周圍區域或附近周圍環境中的其他車輛之間的距離的距離傳感器。根據車輛與其他車輛之間的相應距離向駕駛員輸出例如警告信號。也可以設置，自主地使車輛制動，以便防止可能的碰撞。
[0003]尤其在具有多個相交叉的行車道、交通標志、燈光信號設備和多個在不同方向上轉彎的車輛的十字路口處，通常并不能使用公知的駕駛員輔助系統。其原因尤其在于，公知的駕駛員輔助系統通常只能同時檢測很少的車輛并且不具有車輛駕駛員在道路交通中所要遵守的交通規則的知識。在此，這樣的十字路口狀況就此而言具有過高的復雜性。

【發明內容】

[0004]本發明所基于的任務因此可以在于，提出一種駕駛員輔助系統，其在復雜的交通狀況中也可以輔助駕駛員。
[0005]本發明所基于的任務也可以在于，說明一種用于運行車輛的駕駛員輔助系統的相應的方法。
[0006]本發明所基于的任務也可以在于，說明一種用于駕駛員輔助系統的相應的存儲設備。
[0007]這些任務借助獨立權利要求的相應主題來解決。有利的構型是各個從屬權利要求的主題。
[0008]根據一方面，提供用于車輛的駕駛員輔助系統。該駕駛員輔助系統包括檢測裝置和位置確定裝置，所述檢測裝置用于檢測車輛周圍區域，所述位置確定裝置用于確定相對于車輛周圍區域的車輛位置。此外，設置有數據庫，其具有本體數據結構，所述本體數據結構具有所實現的交通規則。此外，設置有鏈接器(Verknupfer)，所述鏈接器將所檢測的車輛周圍區域和車輛位置與本體數據接口鏈接，使得形成所鏈接的數據結構、尤其是所鏈接的本體數據結構。尤其是，鏈接器將所實現的公理和/或規則應用到所鏈接的數據結構上。這尤其意味著，鏈接器構造用于由所鏈接的數據結構進行邏輯推斷。優選地，鏈接器還設置用于存儲所鏈接的數據結構。借助分析處理器分析處理所鏈接的數據結構，以便例如能夠對可能的碰撞進行預測。
[0009]根據另一方面，提供一種用于運行車輛的駕駛員輔助系統的方法。在此，檢測車輛周圍區域和相對于車輛周圍區域的車輛位置。此外，將所檢測的車輛周圍區域和車輛位置與本體數據結構鏈接，在該數據結構中實現交通規則，使得形成所鏈接的數據結構、尤其是所鏈接的本體數據結構。隨后，分析處理所鏈接的數據結構。[0010]根據另一方面，說明一種存儲設備，在其中存儲具有本體數據結構的數據庫，其中，在本體數據結構中實現交通規則。
[0011]因此，本發明尤其包括如下構思:將實際的或當前的狀況——即車輛周圍區域和相對于所述車輛周圍區域的車輛位置一的映射與本體數據結構鏈接，在該數據結構中實現交通規則。由此有利地形成所鏈接的數據結構，所鏈接的數據結構在其本體數據結構的范疇內映射實際狀況。由于在本體數據結構中還實現交通規則，所以有利地提供了知識以便例如能夠更好地估計關于允許和不允許的車輛操縱的當前狀況。因此，駕駛員輔助系統例如識別該車輛必須讓予另一車輛先行權。此外，駕駛員輔助系統有利地尤其在復雜的交通狀況一例如具有多個車輛的十字路口狀況一中識別哪個車輛必須讓予哪個車輛先行權。
[0012]于是例如可以通知駕駛員這些知識，尤其是以視覺方式通知，優選借助包括例如警告燈的顯示裝置來通知。尤其是可以以聽覺方式通知駕駛員其是否具有先行權。顯示裝置尤其可以包括屏幕或英語為Display (顯示器)。例如也可以設置對駕駛員的以觸覺方式的通知。
[0013]借助在本發明意義上的交通規則尤其表示如下規則:駕駛員必須遵守所述規貝1J，以便能夠符合法規地參與道路交通。在德國，交通規則例如尤其包括道路交通管理法(StVO)。
[0014]本發明意義上的本體數據結構尤其包括如下數據結構:在該數據結構中數據分類或分門別類地存在并且通過事先彼此的關系或通過使用規則和/或公理來鏈接。優選就此而言涉及重量級本體，即廣泛使用公理和/或規則的本體。本體數據結構尤其抽象地映射道路交通的元素——譬如道路、行車道、車道、燈光信號設備、交通標志、十字路口拓撲，并且優選通過關系借助規則和/或公理將其彼此鏈接。公理和/或規則例如可以是先行權規貝U。公理尤其是如下預測:所述預測始終是正確的，使得由此有利地提供知識。而規則并非始終是正確的，而是只在確定的時間點被執行。各個元素或數據優選分層地結構化或分類，使得就此而言形成分類層次。因此，尤其交通標志可以是用于先行權讓予交通標志和/或先行權道路交通標志的上位概念。
[0015]因此，根據本發明，當滿足確定的規則和/或公理時，借助檢測裝置檢測例如運動的對象并且例如將其分類為車輛。這樣的規則或公理例如可以為如下:當對象分配給車道時，則該對象為車輛。一般而言，規則和/或公理附加地作為背景知識存儲在數據庫中，該數據庫尤其通過鏈接器應用到所檢測的數據上，以便尤其形成新關系和/或對數據進一步分類。該分類例如可以是新分類或者是對應于其層次。
[0016]本發明的意義上的鏈接尤其是指對應于所檢測的車輛周圍區域和/或相對的車輛位置的數據與本體數據結構的數據的鏈接。
[0017]本發明的意義上的車輛周圍區域的檢測尤其包括以下方向的檢測:所檢測的其他車輛朝所述方向行駛或打算朝所述方向行駛。例如，可以監視其他車輛的方向指示燈(Blinklicht)，其中，燈光信號通常表明其他車輛要行駛的方向。檢測尤其也可以包括車輛周圍區域的單個元素或多個元素或所有元素的檢測，其于是被分類為相應的對象——譬如車輛、車道、交通標志，并且還優選設有屬性，如位置和/或速度。
[0018]根據一種實施方式，可以存儲當前的交通狀況，使得其能夠用于以后的對當前交通狀況的評估或者分析處理。也可以計算并且尤其存儲潛在的將來的交通狀況。
[0019]交通狀況尤其包括道路拓撲，譬如十字路口拓撲、優選一個或多個車輛——例如信號設備、尤其是交通標志。
[0020]根據一種實施方式，鏈接器設置用于從所檢測的車輛周圍區域中提取道路交通的元素以及例如其他車輛、交通標志、燈光信號設備和/或例如具有一個或多個車道的行車道，并且將其與本體的數據結構鏈接，尤其是與數據結構的元素鏈接。
[0021]根據另一實施方式，在檢測裝置與鏈接器之間構造過濾器，所述過濾器用于過濾所檢測的車輛周圍區域的元素。由此有利地使得可能的是，僅將當前狀況的確定的元素與本體數據結構鏈接，這消耗較少的計算能力。例如，盡管檢測裝置檢測周圍環境的所有可行駛的區域，但過濾器然后例如將以下可行駛的區域濾除:所述區域在當前狀況中并不能由例如所檢測的車輛直接到達。這尤其意味著，僅將以下所檢測的可行駛的區域與本體數據結構鏈接:所述區域在當前狀況下可以通過所檢測的車輛直接到達。
[0022]根據一種實施方式，所實現的交通規則和/或所基于的公理和/或規則如此制定，使得僅考慮交通狀況的僅分配給所識別的車輛的元素。尤其，先行權規則例如可以僅關注分配有車輛的行車道/車道對，使得先行權關系僅在車輛對之間被關注并且并不針對所有行車道/車道對。
[0023]在另一實施方式中，檢測裝置包括GPS傳感器和/或雷達傳感器和/或攝像機，例如視頻攝像機或立體視頻攝像機、和/或激光雷達傳感器和/或超聲傳感器和/或所謂的光子混合器件(PMD)傳感器，即尤其用于測量距離的紅外傳感器或所謂的飛行時間(TOF)傳感器。本發明的意義上的檢測尤其包括以傳感器方式的檢測。優選也可以使用導航系統的導航數據來檢測車輛周圍區域。尤其，以傳感器方式的檢測也指的是，其他傳感器數據也由外部源譬如其他車輛和/或信號設備來檢測或使用，以便限定或確定車輛周圍區域。因此，尤其檢測與車輛周圍區域對應的數據，其隨著時間的推移可變化。尤其，也可以使用車輛傳感機構的傳感器譬如雨水傳感器和/或溫度傳感器來檢測車輛周圍區域。優選也檢測兩個行車道之間的角度。
[0024]根據另一實施方式可以設置，根據所分析處理的、所鏈接的數據結構來實施操作。尤其可以設置，自主地使車輛制動或加速和/或轉向。優選地，輸出視覺的和/或聽覺的和/或觸覺的警告信號。尤其，可以激活安全帶拉緊系統。例如也可以激活安全氣囊系統。因此，優選地激活其他駕駛員輔助系統，使得其隨后例如在碰撞的情況下可以執行減小碰撞嚴重性的措施。本發明意義上的駕駛員輔助系統例如可以是主動系統或被動系統。尤其所述駕駛員輔助系統是舒適系統或安全系統。
[0025]在另一實施方式中，針對相對于本體數據結構的一致性或有效性檢驗所檢測的車輛周圍區域和/或相對的車輛位置。優選地為此設置檢驗裝置，其例如可以集成在鏈接器中。由此有利地能夠實現在檢測或位置確定中識別故障。例如，根據檢測裝置，車輛要在沿相反方向上可行駛的車道上。但根據本體數據結構，車輛與對向可行駛的車道的鏈接被定義為不可能或有故障。因此例如可以重復檢測或位置確定，或者例如可以產生傳感器的故障報告，或者例如可以執行駕駛員輔助系統的相應的操作。
[0026]在另一種實施方式中，分析處理器集成到鏈接器中。優選地，可以設置處理器，分析處理器和/或鏈接器和/或過濾器集成在所述處理器中。優選地，可以設置處理器，分析處理器和/或鏈接器和/或過濾器以軟件形式集成在所述處理器中。就此而言，處理器設置用于計算和實施相應的鏈接、分析處理和過濾器操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]以下借助優選的實施例參照附圖詳細地闡述本發明。在附圖中:
[0028]圖1示出駕駛員輔助系統，
[0029]圖2示出用于運行駕駛員輔助系統的方法的流程圖，
[0030]圖3示出存儲設備，
[0031]圖4示出十字路口狀況，以及
[0032]圖5示出另一^h字路口狀況。
【具體實施方式】
[0033]以下針對相同特征使用相同的參考標記。
[0034]圖1示出用于車輛(未示出)的駕駛員輔助系統101。該駕駛員輔助系統101包括檢測裝置103和位置確定裝置105，所述檢測裝置用于檢測車輛周圍區域，所述位置確定裝置用于確定相對于車輛周圍區域的車輛位置。優選地也確定車輛速度。此外，構造有數據庫107，其具有本體數據結構，所述本體數據結構具有所實現的交通規則。
[0035]此外，駕駛員輔助系統101包括鏈接器109，其設置用于將與所檢測的車輛周圍區域和相對的車輛位置對應的數據與本體數據結構鏈接，以便獲得所鏈接的數據結構。所鏈接的數據結構借助分析處理器111來分析處理。
[0036]駕駛員輔助系統101因此有利地能夠檢測、尤其以傳感器方式檢測當前的或實際的車輛狀況，并且將對應于車輛狀況的數據映射到本體數據結構上。由于本體數據結構已實現交通規則，所以還有利地能夠實現:駕駛員輔助系統101例如在具有多個交通標志和/或燈光信號設備的復雜的十字路口狀況中也可以為駕駛員提供針對駕駛操縱的提示或建議。
[0037]在一種未示出的實施方式中可以設置，位置確定裝置105和檢測裝置103整體地構造為傳感器。這尤其意味著，這樣的傳感器具有兩種功能性。
[0038]例如也可以設置，用戶輸入借助未示出的輸入裝置來檢測，其中，用戶輸入例如可以包括向駕駛員輔助系統101詢問哪個車輛相對于哪個車輛有先行權。
[0039]此外優選設置，分析處理器也通過例如鏈接器向數據庫提出詢問。
[0040]在一個未示出的實施例中，優選可以設置，在檢測裝置103與鏈接器109之間形成過濾器，其過濾與所檢測的車輛周圍區域對應的數據中的確定的元素。然后才將經過濾的數據與本體數據結構鏈接。過濾器尤其具有如下優點:僅將對于確定的車輛狀況重要相關的數據用于鏈接。例如，在交通規則中車輛周圍區域的元素——譬如與車輛無其他連接的行車道和/或車道——對于可能的碰撞的評價來說不是重要相關的。于是較少的數據必須被處理，這極大地降低了計算開銷并且在一定程度上能夠實現實時處理。
[0041]圖2示出用于運行車輛的駕駛員輔助系統的方法的流程圖。在步驟201中檢測、尤其以傳感器方式檢測車輛周圍區域。在步驟203中檢測或確定相對于所檢測的車輛周圍區域的車輛位置。然后在步驟205中將所檢測的車輛周圍區域和相對的車輛位置的相應數據與具有所實現的交通規則的本體數據結構鏈接，使得形成所鏈接的數據結構。在步驟207中，分析處理所鏈接的數據結構，以便例如尤其在十字路口狀況中為駕駛員提供針對確定的駕駛操縱的提示或建議。
[0042]圖3示出存儲裝置301，在該存儲裝置中存儲有數據庫303。數據庫303包括本體數據結構，其具有所實現的公理和/或規則、尤其是交通規則。此外，在數據庫中存儲的或實現的公理和/或規則(尤其是交通規則)尤其通過鏈接器109來實施，其中，尤其存儲結
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[0043]圖4示出具有5個相交叉的行車道403、405、407、409和411的十字路口 401。在十字路口區域中，象征性地繪出分配給行車道403、405、407、409和411的交通標志。在此，參考標記413表示先行權道路交通標志。這尤其也意味著，交通標志413表示作為先行權道路的相應行車道。參考標記415表示先行權讓予交通標志。這尤其意味著,交通標志415向駕駛員指示，駕駛員必須讓予來自其他有先行權的行車道的車輛或從右邊來自有平等權的行車道的車輛先行權。此外，還繪出交通標志417，其指示速度限制。
[0044]在行車道403、405、407、409和411上的車輛用具有參考標記419的圓來表示，其中，在圓419中分別繪出了數字I至6，其用于更好地區分各個車輛。具有參考標記421的箭頭表示相應車輛419的行駛路程的示例性走向。具有參考標記423的箭頭表示位于行車道403、405、407、409和411上的車道及所述車道的所允許的行駛路程走向，允許車輛行駛所述行駛路程走向。
[0045]盡管在此未明確地繪出，但十字路口 401對于交通標志413、415和417附加地或代替地還具有燈光信號設備。在此所示的十字路口拓撲和交通狀況——在此尤其是車輛的數目和分布——應理解為僅為示例性的。例如，也可以設置具有多于或少于5個行車道的十字路口拓撲 。
[0046]駕駛員輔助系統101包括圖4中所示的十字路口狀況，并且由于與具有實現的交通規則的本體數據結構的鏈接而能夠預測哪個車輛必須讓予哪個車輛先行權。據此例如可以實施警告性的或避免事故的操作，例如當駕駛員未注意到相應的警告信號時自主地使車輛制動。
[0047]圖5示出具有四個相交叉的行車道503、505、507和509的另一^h字路口 501。車輛511位于行車道505上，所述車輛遠離十字路口 501。另一車輛513位于行車道507上，該車輛接近十字路口 501。另一車輛515位于行車道509上，該車輛同樣接近十字路口 501。
[0048]各個被分類的元素的通過彼此間的關系的鏈接在圖5中以具有相應參考標記的箭頭或雙箭頭來象征性地示出，參考標記在下文中被闡述。將所述鏈接尤其映射到本體數據結構中。
[0049]通過具有參考標記517的關系的鏈接將兩個行車道503和505鏈接并且包括以下信息:行車道503朝十字路口 501的方向看位于行車道505右側。類似地，鏈接519將兩個行車道503和505鏈接并且包括以下信息:行車道505朝十字路口 501的方向看位于行車道503左側。具有參考標記517和519的關系以成對的形式在所有彼此并排布置的行車道503,505,507和509之間存在。
[0050]此外，尤其將交通標志415與行車道509或十字路口 501鏈接，這用具有參考標記525的箭頭表示。鏈接525于是尤其包括以下信息:交通標志415屬于行車道509并且對于十字路口 501重要相關。
[0051]此外，在車輛513與行車道507之間設置有鏈接527，其尤其包括以下信息:車輛513位于行車道507上。在車輛513與十字路口 501之間的另一鏈接529包括以下信息:車輛513接近十字路口 501。
[0052]具有參考標記533的鏈接表示，相應的車輛511遠離十字路口 501。
[0053]在行車道503與十字路口 501之間的另一鏈接531還尤其包括以下信息:行車道503與十字路口 503連接。
[0054]交通標志413和415本體地如此結構化，使得上位概念交通標志構造在該數據結構中，其中，設置有到下位概念先行權讓予交通標志和另一下位概念先行權道路交通標志的分層，交通標志413和415相應地分類或歸類到所述分層中。
[0055]車輛513與515之間的鏈接或關系521包括以下信息:車輛513對車輛515有先行權。在車輛515與513之間的鏈接523包括以下信息:車輛515必須讓予車輛513先行權。該信息尤其通過鏈接器和本體數據結構來產生并且優選保存或存儲在本體數據結構中。
[0056]上面所闡述的例子和交通狀況以及十字路口拓撲應僅理解為示例性的。例如可以出現比這里所示的行車道更多或更少的行車道。尤其，車輛數目也可以完全不同。就此而言，本發明可以應用到具有任意復雜性的所有變型方案中。
[0057]總之，本發明因此尤其包括如下構思:借助鏈接器為駕駛員輔助系統提供信息，尤其也提供交通規則，使得例如在一個十字路口處的實際交通狀況其中可以鑒于交通規則來評價，然而尤其也可以鑒于誰在何處長時行駛，這是信號設備階段(Signalanlagenphase)、尤其是當前狀況的信息，以便例如提供針對符合法規的駕駛操縱的提示或建議，或在危險狀況中自主地使車輛轉向和/或制動。由于尤其交通規則實現在本體數據結構中，所以在考慮交通規則的情況下可以通過本體數據結構進行所檢測的交通狀況的處理，而在此不必使用其他的外部算法。在此，本體尤其是形式化或用于描述知識基礎。
【權利要求】
1.一種用于車輛的駕駛員輔助系統(101)，所述駕駛員輔助系統包括: 檢測裝置(103)，所述檢測裝置用于檢測車輛周圍區域； 位置確定裝置(105)，所述位置確定裝置用于確定相對于所述車輛周圍區域的車輛位置； 數據庫(107，303)，所述數據庫具有本體數據結構，在所述本體數據結構中實現交通規則； 鏈接器(109)，所述鏈接器用于將所檢測的車輛周圍區域和所述車輛位置與所述本體數據結構鏈接以便形成所鏈接的數據結構；以及 分析處理器(109)，所述分析處理器用于分析處理所鏈接的數據結構。
2.根據權利要求1所述的駕駛員輔助系統(101)，其中，在所述檢測裝置與所述鏈接器之間構造有過濾器，所述過濾器用于過濾所檢測的車輛周圍區域的元素。
3.根據以上權利要求中任一項所述的駕駛員輔助系統(101)，其中，構造有檢驗裝置，所述檢驗裝置用于針對與所述本體數據結構的一致性檢驗所檢測的車輛周圍區域和/或所述相對的車輛位置。
4.根據以上權利要求中任一項所述的駕駛員輔助系統(101)，其中，所述檢測裝置(103)包括GPS傳感器、雷達傳感器、立體視頻攝像機、激光雷達傳感器、超聲傳感器、PMD傳感器和/或攝像機。
5.一種用于運行車輛的駕駛員輔助系統(101)的方法，所述方法包括如下步驟: 檢測車輛周圍區域(201)； 檢測相對于所述車輛周圍區域的車輛位置(203);以及 將所檢測的車輛周圍區域和所述車輛位置與本體數據結構鏈接，在所述本體數據結構中實現交通規則，以便形成所鏈接的數據結構(205);以及分析處理所鏈接的數據結構(207)。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，過濾所檢測的車輛周圍區域中的元素，并且將經過濾的所檢測的車輛周圍區域與所述本體數據結構鏈接。
7.根據權利要求5或6所述的方法，其中，針對相對于所述本體數據結構的一致性檢驗所檢測的車輛周圍區域和/或所述相對的車輛位置。
8.一種用于駕駛員輔助系統(101)的存儲設備(301)，所述存儲設備具有數據庫(107，303)，所述數據庫包括本體數據結構，在所述本體數據結構中實現交通規則。
【文檔編號】G08G1/16GK103843044SQ201280025803
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年4月2日 優先權日:2011年5月31日
【發明者】M·許爾森 申請人:羅伯特·博世有限公司