機(jī)動(dòng)車安全設(shè)備和方法
【專利摘要】此處的實(shí)施例涉及一種安全設(shè)備(1)和用于控制完全自動(dòng)化車輛(2)的安全自動(dòng)行駛(1)的方法。提供檢測(cè)車輛(2)未來(lái)路徑上的目標(biāo)(4)的一個(gè)或更多個(gè)前視檢測(cè)系統(tǒng)(3)?？刂茊卧?5)被配置為確定關(guān)于所述檢測(cè)目標(biāo)(4)的檢測(cè)置信度。所述控制單元(5)進(jìn)一步能操作為根據(jù)關(guān)于所述檢測(cè)目標(biāo)(4)存在的低置信度來(lái)控制車輛(2)的制動(dòng)系統(tǒng)(6)以施加預(yù)定的有限制動(dòng)量直至獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)(4)存在或不存在的高置信度。隨后所述控制單元(5)還能操作為如果獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)(4)存在的高置信度就施加完全制動(dòng)，并且如果獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)(4)不存在的高置信度則中斷制動(dòng)。
【專利說(shuō)明】機(jī)動(dòng)車安全設(shè)備和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 此處的實(shí)施例涉及用于控制完全自動(dòng)化車輛（fullyautomatedvehicle)的自動(dòng) 行駛的安全設(shè)備。
[0002] 此處的實(shí)施例涉及用于控制完全自動(dòng)化車輛的自動(dòng)行駛的方法。
[0003] 此處的又一實(shí)施例涉及包括用于控制完全自動(dòng)化車輛的自動(dòng)行駛的安全設(shè)備的 機(jī)動(dòng)車。

【背景技術(shù)】
[0004] 在完全自動(dòng)化的機(jī)動(dòng)車中，駕駛員不再進(jìn)行駕駛?cè)蝿?wù)。這增加了對(duì)車輛系統(tǒng)特別 是車輛傳感系統(tǒng)的要求。當(dāng)今依賴的大多數(shù)車輛傳感系統(tǒng)的性能隨著傳感距離增加而降 低。因?yàn)橐髠鞲邢到y(tǒng)的傳感器檢測(cè)存在于車輛未來(lái)路徑上的所有目標(biāo)同時(shí)最小化不可靠 或錯(cuò)誤檢測(cè)的數(shù)量，這就存在了挑戰(zhàn)。
[0005] 當(dāng)今的傳感器系統(tǒng)具有在短程和中程如小于50m處的良好目標(biāo)分類能力。這可特 別地通過(guò)具有不同傳感器（例如雷達(dá)敏感器和基于攝像機(jī)的傳感器）之間的融合信息而獲 得。
[0006] 然而，從不相關(guān)或錯(cuò)誤的目標(biāo)反射例如感應(yīng)幻影（sensingghosts)中辨別有危險(xiǎn) 的目標(biāo)的能力在更長(zhǎng)的范圍內(nèi)顯著地降低。
[0007] 確保帶有目標(biāo)檢測(cè)器的自動(dòng)行駛車輛以高速行駛而不與檢測(cè)目標(biāo)碰撞或干涉的 嘗試參見US6347266所述。
[0008] US6347266描述的車輛根據(jù)一種沿提供表示其信息的預(yù)定路線行駛的方法控制。 通過(guò)沿一個(gè)方向發(fā)送介質(zhì)并且評(píng)估從在該方向上的任意目標(biāo)反射的介質(zhì)來(lái)檢測(cè)車輛路徑 上的目標(biāo)。
[0009] 目標(biāo)檢測(cè)器接收有關(guān)產(chǎn)生和接收的方向介質(zhì)的接收和發(fā)送信息，換句話說(shuō)，即頻 率、接收和發(fā)送強(qiáng)度等。目標(biāo)檢測(cè)器還分析目標(biāo)檢測(cè)狀態(tài)，即是否檢測(cè)了任何目標(biāo)、距目標(biāo) 的距離、相對(duì)目標(biāo)的速率等。
[0010] 發(fā)送介質(zhì)的方向至少基于表示預(yù)定路線的信息確定。基于檢測(cè)到的目標(biāo)調(diào)整當(dāng)前 車速。表示由穿過(guò)預(yù)定角范圍傳播的介質(zhì)限定的實(shí)際區(qū)域的關(guān)鍵檢測(cè)區(qū)域被確定。
[0011] 確定發(fā)送介質(zhì)的方向的步驟也基于關(guān)鍵檢測(cè)區(qū)域。調(diào)整當(dāng)前車速的步驟包括確定 車輛相對(duì)于預(yù)定路線的當(dāng)前位置，并且提供多個(gè)預(yù)定的車速設(shè)定，其中每個(gè)預(yù)定的車速設(shè) 定對(duì)應(yīng)于一個(gè)制動(dòng)距離。確定車輛的當(dāng)前速度和在通過(guò)令關(guān)鍵檢測(cè)區(qū)域與預(yù)定路線重疊所 限定的區(qū)域內(nèi)距車輛當(dāng)前位置的最遠(yuǎn)距離。
[0012] 因此，當(dāng)前車速被調(diào)整為不超過(guò)具有等于最遠(yuǎn)距離的相應(yīng)制動(dòng)距離的預(yù)定速度設(shè) 定。根據(jù)以上所述的構(gòu)型，自動(dòng)行駛車輛能夠評(píng)估最有效的檢測(cè)區(qū)域。因此，自動(dòng)行駛車輛 能夠以高速行駛而不與檢測(cè)目標(biāo)碰撞或干涉。
[0013] 然而，US6347266描述的車輛因此始終能修正其速度以適于在檢測(cè)到目標(biāo)處于最 有效檢測(cè)區(qū)域內(nèi)時(shí)能夠完成制動(dòng)動(dòng)作。
[0014] 以上所描述類型的已知系統(tǒng)將最小化不可靠的檢測(cè)，通常一旦目標(biāo)檢測(cè)器確信檢 測(cè)到目標(biāo)則首先完成速度修正。這可能導(dǎo)致自動(dòng)減速或制動(dòng)太晚執(zhí)行并且因此可能很困 難。由此，為了確保良好的遠(yuǎn)程性能，可能依賴更復(fù)雜和由此通常還更昂貴的傳感器，這就 增加了系統(tǒng)成本和復(fù)雜性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 此處的實(shí)施例旨在提供用于控制完全自動(dòng)化車輛的自動(dòng)行駛的改進(jìn)安全設(shè)備。
[0016] 這可通過(guò)一種安全設(shè)備提供，該安全設(shè)備包括：用于檢測(cè)車輛未來(lái)路徑上的目標(biāo) 的一個(gè)或更多個(gè)前視檢測(cè)系統(tǒng)；被配置為確定關(guān)于所述檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)置信度的控制單 元；其中所述控制單元進(jìn)一步能操作為根據(jù)關(guān)于所述檢測(cè)目標(biāo)存在的低置信度來(lái)控制車輛 的制動(dòng)系統(tǒng)以施加預(yù)定的有限制動(dòng)量直至獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)存在或不存在的高置信 度，因此所述控制單元還能操作為如果獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)存在的高置信度就施加完全 制動(dòng)，并且如果獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)不存在的高置信度則中斷制動(dòng)。
[0017] 施加預(yù)定的有限制動(dòng)量直至獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)存在或不存在的高置信度，這 就確保了考慮了所有障礙物并且有利于實(shí)現(xiàn)所述設(shè)備的成本效率，因?yàn)榭墒褂猛ǔＲ汛嬖?于當(dāng)今車輛中的傳感器。
[0018] 根據(jù)第二方面，所述控制單元能操作為根據(jù)預(yù)定制動(dòng)型樣（predetermined brakingprofile)施加制動(dòng)的所述預(yù)定的有限制動(dòng)量，通過(guò)預(yù)定制動(dòng)型樣避免與檢測(cè)目標(biāo) 的碰撞同時(shí)在所有情況中制動(dòng)被最小化。
[0019] 提供預(yù)定制動(dòng)型樣藉此避免與檢測(cè)目標(biāo)的碰撞同時(shí)在所有情況中制動(dòng)被最小化， 這就為車輛乘員提供了乘坐舒適性。
[0020] 根據(jù)第三方面，根據(jù)預(yù)定制動(dòng)型樣，相對(duì)于距檢測(cè)目標(biāo)的距離衡量目標(biāo)檢測(cè)置信 度。
[0021] 相對(duì)于距檢測(cè)目標(biāo)的距離衡量的檢測(cè)置信度還有利于實(shí)現(xiàn)所述設(shè)備的成本效率， 因?yàn)槭褂猛ǔＲ汛嬖谟诋?dāng)今車輛中的傳感器進(jìn)行確定。
[0022] 根據(jù)第四方面，控制單元能操作為通過(guò)在車輛乘員舒適度與關(guān)于檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè) 置信度之間的平衡根據(jù)預(yù)定制動(dòng)型樣施加預(yù)定的有限制動(dòng)量。
[0023] 車輛乘員舒適度與檢測(cè)置信度之間的平衡還有利于實(shí)現(xiàn)所述設(shè)備的成本效率，同 時(shí)為車輛乘員提供乘坐舒適性。
[0024] 根據(jù)第五方面，通過(guò)設(shè)定最優(yōu)控制問(wèn)題已經(jīng)獲得預(yù)定制動(dòng)型樣。
[0025] 這樣設(shè)定最優(yōu)控制問(wèn)題是確保保持車輛乘員舒適度的好方法，同時(shí)使用通常已存 在于當(dāng)今車輛中的傳感器以簡(jiǎn)單和成本效率的方式避開了檢測(cè)到的障礙物。
[0026] 根據(jù)第六方面，通過(guò)設(shè)定最優(yōu)控制問(wèn)題已經(jīng)獲得預(yù)定制動(dòng)型樣：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于控制完全自動(dòng)化車輛（2)的自動(dòng)行駛（1)的安全設(shè)備（1)，其特征在于所 述安全設(shè)備（1)包括： 一個(gè)或更多個(gè)前視檢測(cè)系統(tǒng)（3)，用于檢測(cè)車輛（2)未來(lái)路徑上的目標(biāo)（4); 控制單元（5)，被配置為確定關(guān)于檢測(cè)目標(biāo)（4)的檢測(cè)置信度；其中所述控制單元（5) 進(jìn)一步能操作為根據(jù)關(guān)于所述檢測(cè)目標(biāo)（4)存在的低置信度來(lái)控制車輛（2)的制動(dòng)系統(tǒng) (6)以施加預(yù)定的有限制動(dòng)量直至獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)（4)存在或不存在的高置信度， 其中所述控制單元（5)還能操作為如果獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)（4)存在的高置信度就施加 完全制動(dòng)，并且如果獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)（4)不存在的高置信度則中斷制動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備（1)，其特征在于所述控制單元（5)能操作為根據(jù) 預(yù)定制動(dòng)型樣施加預(yù)定的有限制動(dòng)量，通過(guò)所述預(yù)定制動(dòng)型樣避免與檢測(cè)目標(biāo)（4)碰撞同 時(shí)在所有情況中制動(dòng)被最小化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全設(shè)備（1)，其特征在于根據(jù)預(yù)定制動(dòng)型樣，相對(duì)于距檢測(cè) 目標(biāo)⑷的距離衡量目標(biāo)⑷的檢測(cè)置信度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的安全設(shè)備（1)，其特征在于所述控制單元（5)能 操作為通過(guò)平衡車輛（2)乘員的舒適度與關(guān)于檢測(cè)目標(biāo)（4)的檢測(cè)置信度來(lái)根據(jù)預(yù)定制動(dòng) 型樣施加預(yù)定的有限制動(dòng)量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項(xiàng)所述的安全設(shè)備（1)，其特征在于所述預(yù)定制動(dòng)型樣通 過(guò)設(shè)定最優(yōu)控制問(wèn)題獲得。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全設(shè)備（1)，其特征在于所述預(yù)定制動(dòng)型樣通過(guò)將最優(yōu)控 制問(wèn)題設(shè)定如下而獲得：
其中：i= /(x，《)并且其中〇彡u彡u_和u_是最大制動(dòng)并且f表述二重積分且L是 系統(tǒng)狀態(tài)和控制系統(tǒng)的加權(quán)平方和，其中權(quán)重是調(diào)節(jié)參數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的車輛安全設(shè)備（1)，其特征在于：所述前視檢測(cè)系 統(tǒng)（3)包括一個(gè)或更多個(gè)雷達(dá)傳感器、激光傳感器、激光雷達(dá)傳感器、超聲傳感器、紅外傳 感器、圖像傳感器或它們的任何組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的安全設(shè)備（1)，其特征在于所述控制單元（5)被配置為基于 來(lái)自兩個(gè)或更多傳感器的融合信息確定關(guān)于檢測(cè)目標(biāo)（4)的檢測(cè)置信度。
9. 一種用于控制完全自動(dòng)化車輛（2)的安全自動(dòng)行駛的方法，其特征在于所述方法包 括如下步驟： 使用一個(gè)或更多個(gè)前視檢測(cè)系統(tǒng)（3)檢測(cè)車輛（2)未來(lái)路徑上的目標(biāo)（4); 使用控制單元（5)確定關(guān)于檢測(cè)目標(biāo)（4)的檢測(cè)置信度； 一旦確定關(guān)于檢測(cè)目標(biāo)（4)存在的低置信度則控制車輛（2)的制動(dòng)系統(tǒng)（6)以施加預(yù) 定的有限制動(dòng)量直至獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)（4)存在或不存在的高置信度， 如果獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)（4)存在的高置信度就使用所述控制單元（5)施加完全制 動(dòng)，并且如果獲得關(guān)于前方檢測(cè)目標(biāo)（4)不存在的高置信度則中斷制動(dòng)。
10. -種機(jī)動(dòng)車（2)，其特征在于所述機(jī)動(dòng)車包括根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述用于 控制完全自動(dòng)化車輛（2)的自動(dòng)行駛的安全設(shè)備（1)。
【文檔編號(hào)】B60R16/023GK104442757SQ201410457816
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】S·紹約姆, J·?？笋R克 申請(qǐng)人:沃爾沃汽車公司