機動車安全設備和方法
【專利摘要】此處的實施例涉及一種安全設備(1)和用于控制完全自動化車輛(2)的安全自動行駛(1)的方法。提供檢測車輛(2)未來路徑上的目標(4)的一個或更多個前視檢測系統(tǒng)(3)。控制單元(5)被配置為確定關于所述檢測目標(4)的檢測置信度。所述控制單元(5)進一步能操作為根據關于所述檢測目標(4)存在的低置信度來控制車輛(2)的制動系統(tǒng)(6)以施加預定的有限制動量直至獲得關于前方檢測目標(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于前方檢測目標(4)存在的高置信度就施加完全制動，并且如果獲得關于前方檢測目標(4)不存在的高置信度則中斷制動。
【專利說明】機動車安全設備和方法

【技術領域】
[0001] 此處的實施例涉及用于控制完全自動化車輛（fullyautomatedvehicle)的自動 行駛的安全設備。
[0002] 此處的實施例涉及用于控制完全自動化車輛的自動行駛的方法。
[0003] 此處的又一實施例涉及包括用于控制完全自動化車輛的自動行駛的安全設備的 機動車。

【背景技術】
[0004] 在完全自動化的機動車中，駕駛員不再進行駕駛任務。這增加了對車輛系統(tǒng)特別 是車輛傳感系統(tǒng)的要求。當今依賴的大多數車輛傳感系統(tǒng)的性能隨著傳感距離增加而降 低。因為要求傳感系統(tǒng)的傳感器檢測存在于車輛未來路徑上的所有目標同時最小化不可靠 或錯誤檢測的數量，這就存在了挑戰(zhàn)。
[0005] 當今的傳感器系統(tǒng)具有在短程和中程如小于50m處的良好目標分類能力。這可特 別地通過具有不同傳感器（例如雷達敏感器和基于攝像機的傳感器）之間的融合信息而獲 得。
[0006] 然而，從不相關或錯誤的目標反射例如感應幻影（sensingghosts)中辨別有危險 的目標的能力在更長的范圍內顯著地降低。
[0007] 確保帶有目標檢測器的自動行駛車輛以高速行駛而不與檢測目標碰撞或干涉的 嘗試參見US6347266所述。
[0008] US6347266描述的車輛根據一種沿提供表示其信息的預定路線行駛的方法控制。 通過沿一個方向發(fā)送介質并且評估從在該方向上的任意目標反射的介質來檢測車輛路徑 上的目標。
[0009] 目標檢測器接收有關產生和接收的方向介質的接收和發(fā)送信息，換句話說，即頻 率、接收和發(fā)送強度等。目標檢測器還分析目標檢測狀態(tài)，即是否檢測了任何目標、距目標 的距離、相對目標的速率等。
[0010] 發(fā)送介質的方向至少基于表示預定路線的信息確定。基于檢測到的目標調整當前 車速。表示由穿過預定角范圍傳播的介質限定的實際區(qū)域的關鍵檢測區(qū)域被確定。
[0011] 確定發(fā)送介質的方向的步驟也基于關鍵檢測區(qū)域。調整當前車速的步驟包括確定 車輛相對于預定路線的當前位置，并且提供多個預定的車速設定，其中每個預定的車速設 定對應于一個制動距離。確定車輛的當前速度和在通過令關鍵檢測區(qū)域與預定路線重疊所 限定的區(qū)域內距車輛當前位置的最遠距離。
[0012] 因此，當前車速被調整為不超過具有等于最遠距離的相應制動距離的預定速度設 定。根據以上所述的構型，自動行駛車輛能夠評估最有效的檢測區(qū)域。因此，自動行駛車輛 能夠以高速行駛而不與檢測目標碰撞或干涉。
[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到目標處于最 有效檢測區(qū)域內時能夠完成制動動作。
[0014] 以上所描述類型的已知系統(tǒng)將最小化不可靠的檢測，通常一旦目標檢測器確信檢 測到目標則首先完成速度修正。這可能導致自動減速或制動太晚執(zhí)行并且因此可能很困 難。由此，為了確保良好的遠程性能，可能依賴更復雜和由此通常還更昂貴的傳感器，這就 增加了系統(tǒng)成本和復雜性。


【發(fā)明內容】

[0015] 此處的實施例旨在提供用于控制完全自動化車輛的自動行駛的改進安全設備。
[0016] 這可通過一種安全設備提供，該安全設備包括：用于檢測車輛未來路徑上的目標 的一個或更多個前視檢測系統(tǒng)；被配置為確定關于所述檢測目標的檢測置信度的控制單 元；其中所述控制單元進一步能操作為根據關于所述檢測目標存在的低置信度來控制車輛 的制動系統(tǒng)以施加預定的有限制動量直至獲得關于前方檢測目標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于前方檢測目標存在的高置信度就施加完全 制動，并且如果獲得關于前方檢測目標不存在的高置信度則中斷制動。
[0017] 施加預定的有限制動量直至獲得關于前方檢測目標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現(xiàn)所述設備的成本效率，因為可使用通常已存在 于當今車輛中的傳感器。
[0018] 根據第二方面，所述控制單元能操作為根據預定制動型樣（predetermined brakingprofile)施加制動的所述預定的有限制動量，通過預定制動型樣避免與檢測目標 的碰撞同時在所有情況中制動被最小化。
[0019] 提供預定制動型樣藉此避免與檢測目標的碰撞同時在所有情況中制動被最小化， 這就為車輛乘員提供了乘坐舒適性。
[0020] 根據第三方面，根據預定制動型樣，相對于距檢測目標的距離衡量目標檢測置信 度。
[0021] 相對于距檢測目標的距離衡量的檢測置信度還有利于實現(xiàn)所述設備的成本效率， 因為使用通常已存在于當今車輛中的傳感器進行確定。
[0022] 根據第四方面，控制單元能操作為通過在車輛乘員舒適度與關于檢測目標的檢測 置信度之間的平衡根據預定制動型樣施加預定的有限制動量。
[0023] 車輛乘員舒適度與檢測置信度之間的平衡還有利于實現(xiàn)所述設備的成本效率，同 時為車輛乘員提供乘坐舒適性。
[0024] 根據第五方面，通過設定最優(yōu)控制問題已經獲得預定制動型樣。
[0025] 這樣設定最優(yōu)控制問題是確保保持車輛乘員舒適度的好方法，同時使用通常已存 在于當今車輛中的傳感器以簡單和成本效率的方式避開了檢測到的障礙物。
[0026] 根據第六方面，通過設定最優(yōu)控制問題已經獲得預定制動型樣：

【權利要求】
1. 一種用于控制完全自動化車輛（2)的自動行駛（1)的安全設備（1)，其特征在于所 述安全設備（1)包括： 一個或更多個前視檢測系統(tǒng)（3)，用于檢測車輛（2)未來路徑上的目標（4); 控制單元（5)，被配置為確定關于檢測目標（4)的檢測置信度；其中所述控制單元（5) 進一步能操作為根據關于所述檢測目標（4)存在的低置信度來控制車輛（2)的制動系統(tǒng) (6)以施加預定的有限制動量直至獲得關于前方檢測目標（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于前方檢測目標（4)存在的高置信度就施加 完全制動，并且如果獲得關于前方檢測目標（4)不存在的高置信度則中斷制動。
2. 根據權利要求1所述的安全設備（1)，其特征在于所述控制單元（5)能操作為根據 預定制動型樣施加預定的有限制動量，通過所述預定制動型樣避免與檢測目標（4)碰撞同 時在所有情況中制動被最小化。
3. 根據權利要求2所述的安全設備（1)，其特征在于根據預定制動型樣，相對于距檢測 目標⑷的距離衡量目標⑷的檢測置信度。
4. 根據權利要求1-3任意一項所述的安全設備（1)，其特征在于所述控制單元（5)能 操作為通過平衡車輛（2)乘員的舒適度與關于檢測目標（4)的檢測置信度來根據預定制動 型樣施加預定的有限制動量。
5. 根據權利要求2-4任意一項所述的安全設備（1)，其特征在于所述預定制動型樣通 過設定最優(yōu)控制問題獲得。
6. 根據權利要求5所述的安全設備（1)，其特征在于所述預定制動型樣通過將最優(yōu)控 制問題設定如下而獲得：
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)的加權平方和，其中權重是調節(jié)參數。
7. 根據權利要求1-6任意一項所述的車輛安全設備（1)，其特征在于：所述前視檢測系 統(tǒng)（3)包括一個或更多個雷達傳感器、激光傳感器、激光雷達傳感器、超聲傳感器、紅外傳 感器、圖像傳感器或它們的任何組合。
8. 根據權利要求7所述的安全設備（1)，其特征在于所述控制單元（5)被配置為基于 來自兩個或更多傳感器的融合信息確定關于檢測目標（4)的檢測置信度。
9. 一種用于控制完全自動化車輛（2)的安全自動行駛的方法，其特征在于所述方法包 括如下步驟： 使用一個或更多個前視檢測系統(tǒng)（3)檢測車輛（2)未來路徑上的目標（4); 使用控制單元（5)確定關于檢測目標（4)的檢測置信度； 一旦確定關于檢測目標（4)存在的低置信度則控制車輛（2)的制動系統(tǒng)（6)以施加預 定的有限制動量直至獲得關于前方檢測目標（4)存在或不存在的高置信度， 如果獲得關于前方檢測目標（4)存在的高置信度就使用所述控制單元（5)施加完全制 動，并且如果獲得關于前方檢測目標（4)不存在的高置信度則中斷制動。
10. -種機動車（2)，其特征在于所述機動車包括根據權利要求1-8任意一項所述用于 控制完全自動化車輛（2)的自動行駛的安全設備（1)。
【文檔編號】B60R16/023GK104442757SQ201410457816
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權日:2013年9月19日
【發(fā)明者】S·紹約姆, J·埃克馬克 申請人:沃爾沃汽車公司