用于控制道路車輛組移動的方法和控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制道路上車輛的群組移動的方法和控制系統(tǒng)，所述群組包括引領(lǐng)車輛和一個或多個另外車輛。本發(fā)明還涉及用于形成群組的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從SARTRE項目已知以車隊行駛。SARTRE代表的是由歐洲公約的準則7方案資助的環(huán)境安全道路車隊(Safe Road Trains for the Environment)，旨在研發(fā)使得車隊能夠以顯著的環(huán)境安全性和舒適度在普通公路上運行的策略和技術(shù)。例如參見在SARTRE項目的主頁上(www.sartre-project.eu)可得到的SARTRE項目的最終報告。
[0003]道路車輛的車隊包括引領(lǐng)車輛和一定數(shù)量的跟隨車輛。引領(lǐng)車輛的駕駛員以常規(guī)方法駕駛車輛，而跟隨車輛能夠進入自主或半自主控制同時跟隨引領(lǐng)車輛。因此，跟隨車輛的駕駛員從駕駛車輛的任務(wù)中解脫出來，可以做出于安全性通常禁止的其它事情，例如打電話、讀書或看電影。此外，車隊的車輛可比每個車輛單獨駕駛時彼此更靠近地行進，減少了空氣阻力并且從而節(jié)省了燃料，這對環(huán)境和經(jīng)濟都是有利的，并且還可能以更有效的方式利用道路網(wǎng)絡(luò)。
[0004]雖然以車隊行進提供了很多優(yōu)點，但是希望進一步發(fā)展道路車輛的成群組行進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服或改善現(xiàn)有技術(shù)的至少一個缺點或提供有用的可選方案。
[0006]通過權(quán)利要求1的主題可實現(xiàn)上述目的。
[0007]因而，在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種用于控制道路車輛的群組移動的方法。群組包括引領(lǐng)車輛和一個或多個另外車輛。引領(lǐng)車輛包括第一控制單元和第一通信裝置。一個或多個另外車輛的每個包括第二控制單元，第二控制單元適于以至少部分自動的模式通過引領(lǐng)車輛的第一控制單元控制一個或多個另外車輛的移動。一個或多個另外車輛的每個包括用于與引領(lǐng)車輛的第一通信裝置通信的第二通信裝置。群組的車輛在群組內(nèi)關(guān)于縱向位置、橫向位置、速度和/或加速相對彼此可變動。道路車輛的群組可通過引領(lǐng)車輛的第一控制單元被控制以便作為一個整體移動，整體的形狀是可變的。群組的車輛藉此相互協(xié)作。
[0008]作為一個整體移動包括當群組移動時考慮群組的單個車輛的移動。原則上整個群組移動，但是車輛的彼此相對位置可能變化。車輛在群組內(nèi)也可能改變相對位置。在某些狀況下，群組的一個或多個車輛甚至可以例如在紅色交通燈、停止信號前面或由于交通阻塞而臨時地靜止。如果/當車輛在群組內(nèi)相對彼此移動，則整體的形狀變化。
[0009]群組的車輛并不是機械地固定于彼此，而是關(guān)于縱向位置、橫向位置、速度和/或加速能夠相對彼此變動。群組的車輛并非實體地例如用拖曳桿連接。相反，它們通過通信裝置以非機械的方式連接。通信是例如利用電磁輻射的無線通信，例如無線電波。
[0010]在群組內(nèi)，當群組移動時車輛相互協(xié)作。群組不需要形成結(jié)合在一起的實體單元。群組例如可分裂成具有外部物體(例如在子群之間不屬于群組的車輛)的子群。最小的子群僅僅包括群組的一個車輛。群組內(nèi)車輛的協(xié)作可包括利用彼此的傳感器和/或?qū)θ绾卧诋斍敖煌顩r下執(zhí)行操作做出決定。
[0011]當車輛以自動模式行駛時，它是自主駕駛。自主駕駛的概念是指車輛在沒有人干預(yù)的情況下行駛。引領(lǐng)車輛和/或一個或多個另外車輛可具有自動水平，因此0%〈自動水平< 100%，其中，0%是僅由駕駛員駕駛并且100%是車輛完全自主駕駛。至少部分自動的模式對應(yīng)于大于0%并且小于或等于100%的自動水平，例如半自動模式。當自動水平在0%與100%之間的任何水平時，車輛可自主地執(zhí)行某些動作例如保持與前車的適宜距離，同時駕駛員執(zhí)行其它動作例如適當時超過其它車輛。越接近100%，車輛自主執(zhí)行的動作越多。100%的自動水平是指車輛在沒有人干預(yù)的情況下行駛，即完全自主駕駛。
[0012]引領(lǐng)車輛帶領(lǐng)群組。其控制單元(即第一控制單元)控制群組的一個或多個另外車輛的移動?？苫谌航M內(nèi)的車輛數(shù)量、它們的性能和/或周圍交通來控制本發(fā)明的群組。引領(lǐng)車輛以下述方式移動，即，使其控制單元考慮群組總體的移動而非僅考慮第一車輛的移動。群組因此作為一個整體移動，但是在群組移動期間整體的形狀可能變化。
[0013]這與從SARTRE項目可知的車隊不同，其中引領(lǐng)車輛由駕駛員駕駛，該駕駛員將引領(lǐng)車輛作為獨立車輛駕駛，即駕駛員常規(guī)地駕駛車輛，例如不考慮后車的移動。車隊的車輛大體上位于前后排列的直線上，而本發(fā)明的群組可包括橫向具有間隔的車輛，例如位于一個以上車道內(nèi)或變更車道的車輛。
[0014]當本發(fā)明的群組接近外部物體(例如靜止或緩慢移動的車輛)時，群組適合于超過外部物體。通過群組的各個單個車輛超過外部物體，群組于是可經(jīng)過外部物體。如果從上方觀察，看上去群組會以變形蟲似的方式或像蠕蟲一樣在障礙物即外部物體周圍“漂浮”。在超過外部物體的整個操作期間，群組將作為一個整體移動，但是在操作的不同階段群組將具有不同的形狀。
[0015]如上所述，本發(fā)明的群組可臨時地分裂成子群。某個子群的車輛適于與另一子群的車輛協(xié)作。
[0016]車輛在群組內(nèi)如何協(xié)作的示例是當在道路上例如由于彎路或山頂以受限能見度行進時群組接近外部物體(例如不屬于群組且以更慢速度移動的另一車輛)時。因此群組適于超過外部物體。在群組前面的車輛于是可首先超過外部物體。此后，當交通狀況適于執(zhí)行超車時另一車輛可追隨第一車輛。因為群組車輛的協(xié)作，群組第二靠前的車輛可使用來自已經(jīng)超過外部物體的第一車輛的一個或多個傳感器的信息以確定交通狀況是否適于超車，例如沒有對向交通。僅作為示例，如果第二車輛在彎路或山頂后面移動，因此不能看見從彎路或山頂另一側(cè)接近的對向交通，則可利用已經(jīng)通過彎路或山頂?shù)牡谝卉囕v的一個或多個傳感器來監(jiān)視彎路或山頂后面的交通狀況并且將其通信至引領(lǐng)車輛。因此，盡管第二車輛自身不能檢測是否安全，但仍可能執(zhí)行由引領(lǐng)車輛控制的安全超車。有時，交通狀況不適宜第二車輛立刻進行安全超車。第一車輛隨后可能繼續(xù)作為子群在外部物體前面移動，并且群組的其余車輛可能作為另一子群繼續(xù)在外部物體之后移動直至出現(xiàn)適宜的交通狀況。當判斷交通狀況是否適宜時，可利用群組的一個以上的車輛、優(yōu)選所有車輛的傳感器。引領(lǐng)車輛可為第一車輛、第二車輛或群組內(nèi)的任何其它車輛。
[0017]如果第二車輛不是群組的成員，則它不得不僅僅利用其自有的傳感器或駕駛員看得見的東西，并且在這種狀況下第二車輛不能超車。第二車輛將不得不等到它自己能確定交通狀況適宜時才超車。因此，本發(fā)明的方法使得可能在傳統(tǒng)上認為不適合超車的路段上以安全的方式執(zhí)行超車。例如這使得能夠在沿每個方向具有一個車道的道路上對群組執(zhí)行這種操作。因而可在公共道路網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的各種道路例如窄路、沿每個方向具有一個車道的道路和沿每個方向具有一個以上車道的道路上執(zhí)行本發(fā)明的方法。
[0018]從SARTRE項目已知，在車隊中，整個車隊將作為一組(即作為結(jié)合在一起的實體單元)超過外部物體。因而需要適宜的較長路段，使得車隊的所有車輛有足夠的時間執(zhí)行超車。通常在沿每個方向具有一個車道的主路上很難發(fā)現(xiàn)這種路段。因此，以車隊行進通常最適宜在沿相同方向具有至少兩個車道的道路例如高速公路上。
[0019]此外，車隊的引領(lǐng)車輛位于車隊的前端處，而在本發(fā)明的群組中引領(lǐng)車輛可采取群組中的任意位置，例如中心或最后位置。
[0020]當車輛在群組中移動時，駕駛員從駕駛車輛的任務(wù)中解脫出來并且可以做出于安全性通常禁止的其它事情，例如打電話、讀書或看電影。此外，群組的車輛可比每個車輛單獨駕駛時彼此更靠近地行進，減少了空氣阻力并且從而節(jié)省了燃料，這對環(huán)境和經(jīng)濟都是有利的，并且還可能以更有效的方式利用道路網(wǎng)絡(luò)。通過利用本發(fā)明的群組，與SARTRE項目所述的車隊相比，群組的形狀具有更大的自由度，例如由于車輛可位于一個以上的車道內(nèi)，或引領(lǐng)車輛可對應(yīng)于群組內(nèi)的任何位置，或群組可分裂成子群。
[0021]本發(fā)明的群組可包括一個、兩個、三個、四個或更多另外車輛。群組內(nèi)車輛的數(shù)量沒有理論上限，但是要求車輛處于引領(lǐng)車輛的通信距離范圍內(nèi)就設(shè)定了實際限制。引領(lǐng)車輛可直接與群組的另一車輛通信。作為可選方案或補充，引領(lǐng)車輛可經(jīng)由群組的一個或多個可轉(zhuǎn)發(fā)通信的其它車輛進行通信，因此群組的遠距離車輛無論如何都位于引領(lǐng)車輛的通信距離內(nèi)。經(jīng)由基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進行通信也是可行的。因此引領(lǐng)車輛的可能通信距離遠遠大于單個車輛的通信距離。
[0022]在群組的車輛之間可具有很多空隙，甚至其它不屬于群組的車輛，但有時優(yōu)選具有更密集的群組，因為這將有助于降低空氣阻力從而節(jié)省燃料。
[0023]另一方面，在由SARTRE項目已知的車隊中，車隊的車輛形成結(jié)合在一起的實體單元。因此，車隊車輛的實際數(shù)量上限可能會由高速公路的入口和出口的長度設(shè)定。適宜地，車隊不能過長，不然會堵塞高速公路的入口和/或出口。
[0024]此外，如果汽車即第一車輛拖曳大蓬車即第二車輛，則它們不會形成本發(fā)明意義上的群組，因為它們通過拖曳桿為彼此固定的關(guān)系，并且大蓬車不能以至少部分自動的模式運行而是適于被汽車所拖曳