专利名称：用于汽车的车道变换辅助装置的制作方法
用于汽车的车道变换辅助装置
现有技术
本发明涉及一种用于汽车的车道变换辅助装置，带有传感器系统，
用以定位本汽车后方并列车道上的汽车；判定模块，用以判定车后方被 定位的车辆是否处于紧邻的车道上；和驾驶员界面，用以输出判定结果。
当在这并列车道上从后面赶来的车辆接近时，这样的车道改变辅助 装置应该在变换到并列车道时保护驾驶员，以免发生碰撞危险或者至少 免受赶上来的汽车妨碍。在这样的车道变换辅助装置上，主要采用倒车 雷达作为传感器系统，因而是一个指向后方或斜后方的，并能测量被定 位汽车的位置、距离、相对速度和方位角的雷达传感器。然后从距离和 方位角算出汽车的横向偏移(Querversatz),并以此判定它处于哪个车道 上。此外，根据距离和相对速度算出换到并列车道上是否仍旧没有追尾 的危险。当该判定模块断定变换车道不可能，而且此外例如根据行驶方 向指示灯的状态或者根据驾驶员的转向可以设计成出该驾驶员想要变 换车道时，通过该驾驶员界面向驾驶员发出报警指示。这种报警指示可 以采取光学、声响或者触觉信号的形式进行。该输出通过一个集成在汽 车相关的外后视镜上的指示装置发出光信号特别适合。
筌于交通安全和该系统的可接受性，该车道变换辅助装置应该具有 这样的性质，亦一方面避免发出不必要的误报警，但另一方面，在存在 真实危险情况时要发出可靠性较高的报警指示。为此要求能够可靠地判 定，该被定位的汽车是否确实就在紧邻的左车道上(在靠右行驶的国 家)。因为传感器系统的定位检测信号带有某种允许误差，故难以作出 这个判定。只要在车辆内没有设置能够直接设计成出车道上的车道标记 的带有电子图像处理装置的视频系统，车道的宽度便难以准确得知而只 能估计。这样就可能给出可疑的情况，即不清楚该被定位的汽车是否处 于相邻的左车道上，但是在该车道内相对靠右行驶，或者该车辆是否在 '本车的车道上而且相对靠左行驶。把被定位汽车分配到紧邻车道上还是 分配到再下一个并列车道上，这也给出相应的可疑情况，在弯道上该判 定就更加恶化。为了解决这后一个的问题，美国专利US 2003/0025597 Al 建议绘制车道变化的历史。本发明的公开
本发明的任务是，进一步改善车道变换辅助装置的可靠性。
这个任务用按照本发明带有权利要求l给出的特征这样解决，即设 置一个确定模块，用以确定本车辆行驶的车道，并把判定模块设计成根 据确定模块的结果作出判定。
已经发现，当本汽车处于多车道单行线的哪个车道上是已知并在判 定模块中加以考虑时，可以明显地缩小误报警的出现频率，另一方面， 可以避免许多该报警而没有报警的情况。例如，当本汽车处于左起第二 车道时，这样便没有再下一个并列车道。这意味，被定位在离本车靠左 侧行驶的汽车在任何情况下都必定处于紧邻的车道上。当另一方面，本 汽车本身在最外左车道上行驶时，后跟的汽车便不存在超车的可能性， 以致在任何情况下都应该抑制报警，特别是即使因为该驾驶员由于其他 原因操作了向左行驶的方向指示灯，故错误地得出驾驶员想要变换车道 的结论时也是如此。用这样的方法便可防止至今较大部分车道变换辅助 装置出现的误报警。
本发明有利的实施例在从属权项中给出。
在德国专利DE 103 45 802 Al中描述了确定本车行驶的车道用的装 置的一个示例。但在本发明的框架内，为了达到这些目的，可以采用已 知的和适当的装置。
只要该车辆装备了视频系统来监测汽车前方，它的数据便可用来确 定本车的车道。在实践中装备了车道变换辅助装置的汽车至少还有一个 所谓的ACC-系统(自适应巡航控制)，其中带有定向前方的雷达传感器， 监视汽车的前方，用来定位前面行驶的汽车并自动调节本汽车到在前面 行驶的车辆的距离。在这种情况下可以通过对在前面行驶的、正在赶超 的和已经超过的汽车的横向偏距的统计整理来确定有多少车道和本汽 车处于哪个车道。作为替代或补充，为了进行这样的统计整理，还可以 利用倒车雷达的数据。只要该车辆装备了先进的导航系统，它的关于所 行驶的公路所包含的车道数目的数字地图信息，至少还可以借助于导航 系统确定该单行线现有的总车道数，。在所属的全球卫星导航系统(GPS ) 有足够的立体分辨率，而且数字地图有足够的精确度时，还可以借助于 导航系统直接确定本身的车道。
因为借助于雷达传感器，例如带有ACC-雷达或倒车雷达，还可以测量被定位目标的相对速度，可以设计成高速公路路边的静止目标，例 如导向牌方柱等，以便用这样的方法获得有关车道总宽度的信息。当附 加地已知车道数目时，便可以以相对较高的精确度算出各个车道的宽 度。这个信息再次用来以较高的可靠性给车后方被定位的车辆分配不同 的车道。即使在有两个或多个相邻左车道的情况下，这样也可以改善判 定模块的命中率。
在这个描述中以及在专利权利要求书中，术语"左"和"右"无例外地 一律联系到靠右行驶的国家。对于靠左行驶的国家这些术语应彼此对 调。
附图的简要描述
本发明的实施例显示在附图中并在以下描述中作较详细的说明。
附图中
图1是按照本发明的车道变换辅助装置的方框图；而 图2至4是用来阐明不同的交通状态下车道变换辅助装置工作方法 的简图。
本发明的实施例
图1所示的车道变换辅助装置包括传感器系统10,例如倒车雷达， 用于本汽车后方汽车及其他目标的定位；判定模块12,用以判定被倒车 雷达定位的汽车是否处于紧邻的左车道或者其他车道；和驾驶员界面 14,用以根据判定模块12的判定结果向驾驶员输出报警指示。
如在车道变换辅助装置中通常的那样，由判定模块12作出的判定 不仅取决于被定位汽车的车道分配，还取决于该汽车的实测距离和相对 速度。 一般只有在根据交通状态或者根据驾驶员的动作，诸如行驶方向 指示器、转向等可以设计成出该驾驶员想要变换车道时，才向驾驶员输 出报警指示。设计成驾驶员这样的变换车道的愿望用的装置是已知的， 这里不再赘述。判定模块12对不同的信息进行加工并产生输出报警指 示的指令，用已知的方法通过电子数据处理系统加上适当的软件形成。
按照本发明的车道变换辅助装置还有一个确定模块16,用来借助于 已知的方法确定本汽车处于多车道单行线的哪个车道上。正如参照后面 的附图2至4所阐述的，这个信息提供给判定模块使用，并在那里进行 处理。
5图2表示双车道单行线18,带有右车道20和左车道22。装备了图1的车道变换辅助装置的车辆24本身行驶在最左的车道22上。在车辆24上传感器系统10用两个倒车雷达传感器表示。此外，还画出了一个ACC-雷达传感器26，它监视汽车24的前方。
以较高的速度接近的车辆28跟随车辆24,在左车道22上行驶。汽车的速度用箭头表示。车辆28相对于本车24略为偏左行驶。仅仅根据传感器系统10的数据不易判定该车辆28是处于与该车辆24相同的车道上，还是在相邻左车道上。当汽车28处于相邻左车道上时，由于其高速而存在迫在眉睫的碰撞危险，而此外，例如还因为该驾驶员由于任何原因设置向左行驶的方向指示灯，因而得出驾驶员想要变换车道的结论时，于是就会向驾驶员发出报警指示。
然而，确定模块16向判定模块12提供本汽车24已经处于最左的车道22上的信息，因此,本汽车24的驾驶员既没有向左变换车道的可能性，车辆28也没有超车的可能性。因而，在这种情况下判定模块12可以可靠地断定，汽车24和28处于同一车道上，因此,不向驾驶员发出报警指示。
图3举例说明的情况与图2情况的差异首先在于，本汽车24现在处于右车道20上。此外，后随的车辆28在这里紧靠左车道22的左边沿行驶。由于不知道车道的配置，因而还存在车辆28处于再下一个相邻左车道(事实上不存在)的可能性，以至于以这个车辆没有碰撞危险为出发点。然而根据确定模块16的数据可以确定，本汽车24在双车道单行线18的右车道上，因此处于左起第二车道上，故不再存在再下一个左车道。所以车辆28必定处于紧邻的左车道22上，因此,必须向驾驶员发出报警指示。
图4举例说明与图3相同的情况，差别只在于该汽车在这里行驶在三个车道单行线30上，亦即，从汽车24的角度看，相邻左车道22是该道路的中间车道，而且还有一个最左的车道32。因为车辆28再次急剧地向左转入车道22行驶，根据传感器系统IO的数据并不能肯定地判定这个车辆是处于紧邻的左车道22上，还是处于最左的车道32上。从确定模块16得知，存在车道32，毕竟存在该车辆28处于这个车道32的可能性，因而不向驾驶员发出报警指示。但因而不排除该情况的模棱两可，而且为了作出可靠的判定，需要有附加的信息。然而由判定模块16提供的有关现有车道总数的信息提供了获得这样的附加信息的可能性。在图4中在高速公路的左和右边沿画出了静止的导向牌方柱34。 ACC-雷达传感器26不仅可以对这个导向牌方柱34进行定位，而且通过测量相对速度还可以知道，该导向牌方柱的绝对速度为零，亦即，这是静止目标，所以它必定处于单行线30之外。规则的光栅形成附带的证据，其中通常都会安排这个导向牌方柱34。借助于ACC-雷达传感器26或者选择地再借助于倒车雷达测量左和右导向牌方柱34的横向偏距，就可以非常近似地确定单行线30的总宽度。
把这个总宽度除以同样已知的车道数，便获得单个车道宽度的相对可靠的量度。尽管这样算出的车道宽度仍有误差，但是无论如何都比纯估计值准确。知道了这一点，对于该车辆28是处于紧邻的左车道22,还是处于再下一个并列车道32上，便可以作出可靠的判定。在所示的示例中，结果是，该车辆28处于紧邻的左车道22上，而且它正确地发出报警指示。反之，当车辆28在最左的车道32上紧靠右边缘行驶时，根据对车道宽度的准确了解，可以避免发出不希望的误报警。
权利要求
1. 用于汽车的车道变换辅助装置，其具有用以定位本汽车(24)后方并列车道(22，32)上的汽车(28)的传感器系统(10)；用以判定车后方被定位的车辆(28)是否处于紧邻的并列车道(22)上的判定模块(12)；和用以输出判定结果的驾驶员界面(14)，其特征在于，设有一个用以确定本车(24)所行驶的车道(20；22)的确定模块(16)，并且判定模块(12)设计成根据确定模块(16)的结果作出判定。
2. 按照权利要求1的车道变换辅助装置，其特征在于，该确定模块(16)设计成识别本汽车(24)处于单行线(18)最左的车道(22)上的情况，由此被定位汽车(28)不可能处于左侧并列车道上。
3. 按照权利要求1或2的车道变换辅助装置，其特征在于，该确定模块(16)设计成识别在本车(24)相邻左侧确实存在并列车道(22)的情况，和判定模块(12)设计成在这种情况下，若根据传感器系统(10)的数据不清楚该被定位的汽车(28)是在紧邻的并列车道(22)上还是在再下一个并列车道上，则判定该被定位的汽车(28)处于该紧邻的并列车道(22)上。
4. 按照上列权利要求中之一的车道变换辅助装置，其特征在于，设有一个传感器装置(26),用来测量该车(24)所行驶的单行线(30)的总宽度，而且该判定模块(12)设计成根据这个总宽度和由确定模块(16)确定的单行线(30)的车道数，算出该公路的各单个车道的宽度。
全文摘要
用于汽车的车道变换辅助装置，带有传感器系统(10)，用以给本汽车后方并列车道上的汽车定位；判定模块(12)，用以判定定位在后方的车辆是否处于紧邻车道上；和驾驶员界面，用以输出判定结果，其特征在于，有一个确定模块(16)，用以确定本车辆所行驶的车道，而该判定模块(12)设计成根据确定模块(16)的结果进行判定。
文档编号G01S13/93GK101467065SQ200780021847
公开日2009年6月24日 申请日期2007年5月9日 优先权日2006年6月13日
发明者D·霍特泽, J·卡勒 申请人:罗伯特.博世有限公司