用于監控自動化駕駛的方法與流程

本發明涉及一種用于監控自動化駕駛的方法，尤其監控駕駛輔助系統在自動駕駛模式中控制車輛的能力。

背景技術：

部分自動化或高度自動化駕駛功能的采用根據定義要求駕駛員對駕駛的接管。于是例如當在自動化的駕駛運行中控制車輛的駕駛輔助系統識別出了駕駛輔助系統所不能處理的駕駛情況，或者當自動化駕駛功能由于駕駛輔助系統的技術問題而退出或完全失效，則必須由駕駛員接管對車輛的控制。如果要求駕駛員接管車輛，則駕駛輔助系統必須確保實際上實現了由駕駛員接管。

在不那么復雜的用于輔助駕駛員的駕駛輔助系統中——駕駛員在此同樣必須在危急情況下獨立地接管駕駛，確定例如方向盤的運動、為進行制動或加速對踏板的操縱等簡單的指標就足以用于識別出駕駛員是否已經重新接管了對車輛的控制，因為駕駛員必須被迫一直參與到駕駛狀況中。但在部分自動化或高度自動化駕駛時，駕駛員能夠在自動化駕駛期間退出對駕駛狀況的控制并且進行其它活動。

因此在部分自動化或高度自動化駕駛時，上述簡單的指標不足以用于確定駕駛員實際上是否接管車輛控制。不能排除方向盤、制動踏板或加速踏板的運動并非有意地由駕駛員執行，而是由駕駛員偶然非故意地接觸方向盤或踏板實現的，即使駕駛員尚不能重新接管對車輛的控制。一個例如正在與車輛后座中的乘客交談的駕駛員可能在向乘客轉頭時無意中造成方向盤轉角，但這不應由駕駛輔助系統誤解為駕駛員對車輛的接管。

技術實現要素：

本發明的目的是，給出一種用于監控自動化駕駛的方法，其中在自動化駕駛時確保了識別出由駕駛員接管車輛控制。本發明的另一個目的在于，給出一種用于自動化駕駛的駕駛輔助系統，其中對自動化駕駛加以監控，該駕駛輔助系統在自動化駕駛時確保了識別出由駕駛員對車輛進行控制。本發明的另一個目的在于，給出一種具有這種駕駛輔助系統的車輛。

在用于監控自動化駕駛的方法方面的目的利用在權利要求1中給出的方法來實現。

根據用于監控自動化駕駛的方法的一種可能的實施方式，為了執行所述方法提供一種車輛，所述車輛能在沒有駕駛員的情況下借助駕駛輔助系統由自動化控制過程以自動駕駛模式控制。此外，所提供的車輛能借助駕駛輔助系統以自動的緊急模式控制，在所述緊急模式中結束自動駕駛模式并且使車輛停車。此外，所提供的車輛能夠在人工駕駛模式中通過駕駛員的人工控制過程來控制。此外，所提供的車輛的特征在于，為了在自動駕駛模式和人工駕駛模式之間進行切換，需要用于由駕駛員接管車輛的時間。

根據該方法的一種實施方式，首先獲取將來出現的駕駛情況。然后確定，駕駛輔助系統是否能在將來的駕駛情況下在自動駕駛模式中控制車輛。如果事先確定，駕駛輔助系統不能在將來的駕駛情況下在自動駕駛模式中控制車輛，則使得從確定將來的駕駛情況直至出現將來的駕駛情況會經過的時間與用于接管車輛的時間進行比較。

然后如果事先確定，直至出現將來的駕駛情況的時間大于用于由駕駛員接管車輛的時間，則檢查：由車輛的傳感器獲取的人工控制過程在當前的駕駛情況下是否與由駕駛輔助系統確定的、用于當前的駕駛情況的自動化控制過程一致。

如果確定，人工控制過程在當前的駕駛情況下與由駕駛輔助系統確定的、用于當前的駕駛情況的自動化控制過程一致，則使得自動駕駛模式去激活，并且在人工駕駛模式中控制車輛。相反如果確定，直至出現將來的駕駛情況的時間小于或等于用于接管車輛的時間，則激活車輛的自動的緊急模式。

在自動化駕駛時，方向盤與轉向系統脫耦、制動踏板與制動系統脫耦，加速踏板與驅動控制系統脫耦。由駕駛員引起的轉向、制動和加速可以通過適合的傳感器、例如轉向角傳感器和踏板行程傳感器來測量。當駕駛輔助系統確定駕駛輔助系統不能在將來出現的駕駛情況下繼續在自動駕駛模式中控制車輛，并且直至出現危急的駕駛情況的時間大于由駕駛員接管車輛所需的時間時，由駕駛輔助系統向駕駛員建議從自動駕駛模式切換至人工駕駛模式。

為了確保駕駛員實際上已經完全接管對車輛的控制，在轉遞時間期間可以通過車輛傳感器來獲取車輛的轉向性能、制動性能和加速性能并且與計算出的理論值——其由駕駛輔助系統從自動化功能提供——進行比較。如果手動執行的控制過程與理論值——其已經由駕駛輔助系統針對自動化駕駛計算出——一致，則由此對駕駛員做好接管準備加以確認，并且傳感器信號可以直接傳遞至用于轉向機構、制動器和驅動設備的相應執行器的控制系統。自動駕駛模式可以被切斷。

如果在預先給定的轉遞時間期間不能對由駕駛員接管車輛加以確認，因為所獲取的人工控制過程與確定的必要的自動化控制過程不一致，則不能立即切斷自動駕駛模式。替代于此，駕駛輔助系統將自動化功能切換至緊急模式。在緊急模式中，駕駛輔助系統可以根據交通情況或者使車輛減緩至靜止狀態，或者車輛在自動駕駛模式中繼續受控直至下一個可能的可靠位置并且在那里停車。

只要駕駛輔助系統的自動化功能仍起作用，則還可以在緊急模式期間繼續解釋(Interpretation)將來出現的駕駛情況，并且通過使自動化控制過程與駕駛員的可能的人工控制過程進行比較進一步監控駕駛員在緊急模式期間的駕駛行為。如果由駕駛輔助系統確定，前方存在的駕駛情況現在仍能由駕駛輔助系統掌控，則可以繼續進行自動駕駛模式。

如果在緊急模式期間確定，人工控制過程與自動化控制過程的計算出的理論值一致，則緊急模式可以被中斷并且切換至人工駕駛模式中。

根據所述方法的另一種實施方式，可以檢查在駕駛輔助系統中是否存在失效，并且自動化功能是否因此例如由于系統的硬件失效而不再有效。在這種情況下，可以直接在自動的緊急模式中控制車輛。只有當駕駛員通過輸入外部控制指令、例如通過按壓按鍵或通過語音輸入而確認接管車輛時，才結束緊急模式，并且在人工駕駛模式中控制車輛。

附圖說明

下面借助附圖詳細闡述本發明，該附圖示出了本發明的實施例。其中示出了：

圖1示出了具有用于自動化駕駛的駕駛輔助系統的車輛，其中對自動化駕駛加以監控，

圖2示出了用于監控自動化駕駛的方法的實施方式。

具體實施方式

在部分自動化或高度自動化駕駛時需要駕駛員在下述情況下重新承擔對車輛的控制：出現不能再由用于自動化駕駛的駕駛輔助系統來解決的危急的駕駛情況。但駕駛員在這種危急情況中常常不能正確作出決斷和主動地通過按壓按鈕或通過語音輸入來對其是否準備好接管車輛駕駛作出確認。還可能出現的情況是，駕駛員雖然已經確認了對車輛控制的接管，但他所執行的人工控制過程卻因為由于突然的接管要求所造成的過度要求而造成駕駛行為不受控。

借助下面給出的用于監控自動化駕駛的方法以及借助具有用于監控自動駕駛功能的、用于自動化駕駛的駕駛輔助系統，確保了在繼續自動化地控制車輛期間在后臺可靠地識別出駕駛員的駕駛準備。在由駕駛員接管車輛之后，駕駛員最終僅獲得駕駛輔助系統切斷了自動駕駛模式的消息。

圖1示出了具有用于自動化駕駛的駕駛輔助系統100的車輛1000。該車輛具有傳感器200，利用該傳感器可以獲取人工控制過程。傳感器200例如是轉向角傳感器和踏板行程傳感器，其能夠獲取方向盤、制動踏板或加速踏板運動。駕駛輔助系統100被設計用于，在沒有駕駛員的情況下通過自動化控制過程以自動駕駛模式來控制車輛。此外，駕駛輔助系統100還可以在自動的緊急模式中控制車輛。在自動的緊急模式中控制車輛1000時，首先繼續進行自動駕駛模式，但盡快使之結束，并且使車輛停車。此外，在人工駕駛模式中能通過駕駛員的人工控制過程來控制車輛1000。

根據用于監控自動化駕駛的方法首先獲取前方存在的、車輛在短時間內將面臨的駕駛情況、即將來出現的駕駛情況。為此例如可以使用攝像機系統，該攝像機系統拍攝前方存在的駕駛現象或位于車輛前方的交通情況，這些駕駛現象或交通情況由駕駛輔助系統100加以分析，以用于獲取在不久的將來出現的駕駛情況。借助所獲取的駕駛情況，駕駛輔助系統100能確定：駕駛輔助系統對此是否能夠在將來出現的駕駛情況下在自動駕駛模式中繼續控制車輛1000。

如果由駕駛輔助系統100確定：駕駛輔助系統不能在前方存在的駕駛情況下在自動駕駛模式中繼續可靠地控制車輛1000，則將說明從獲取到前方存在的駕駛情況至實際出現前方存在的駕駛情況之間的時間間隔的時間T_s與由駕駛員接管車輛所需的時間T_u進行比較。如果在該比較中由駕駛輔助系統100確定了：直至出現將來的駕駛情況的時間T_s大于用于接管車輛的時間T_u，則由駕駛輔助系統100檢查：由車輛1000的傳感器200獲取的人工控制過程在當前的駕駛情況下是否與由駕駛輔助系統100確定的、用于當前駕駛情況的自動化控制過程一致。

在此如果證明：駕駛員的人工控制過程在當前的駕駛情況下與由駕駛輔助系統100預先計算的、用于當前駕駛情況的自動化控制過程相符，則駕駛輔助系統的自動駕駛模式被去激活，并在人工駕駛模式中駕駛車輛1000。駕駛員這時可以主動地接管對車輛的控制。如果在將直至出現前方存在的駕駛情況的時間T_s與由駕駛員接管車輛所需的時間T_u進行比較時，駕駛輔助系統確定出時間T_s小于或等于時間T_u，則激活車輛1000的自動的緊急模式。

下面，借助圖2來描述用于監控自動化駕駛的方法的實施例。在初始狀態1中，首先由駕駛輔助系統100在自動駕駛模式中使車輛1000運行。在隨后的步驟2中由駕駛輔助系統100檢查駕駛輔助系統的能實現自動化駕駛的自動化功能是否以下述方式失效：借助駕駛輔助系統100不能再確保車輛1000的自動駕駛模式。如果確定了駕駛輔助系統100失效，則在方法步驟3中激活車輛的自動的緊急模式。車輛在自動的緊急模式中在短時間內仍以自動化的方式被繼續控制并且在隨后可能的情況中、例如在停車場上停車。

根據一種可能的實施方式，駕駛輔助系統100與用于從外部輸入控制指令以便切換至人工駕駛模式的輸入裝置300耦聯。輸入裝置300例如可以是按鍵，從而可以通過鍵擊來輸入用于切換至人工駕駛模式的控制指令。此外，輸入裝置300可以是麥克風，從而駕駛輔助系統可以通過語音輸入來獲得用于切換至人工駕駛模式的控制指令。

在方法步驟3的自動的緊急模式中的駕駛期間，由駕駛輔助系統100在方法步驟4中檢查，駕駛員是否進行了用于切換至人工駕駛模式的控制指令輸入。如果駕駛輔助系統100確定了用于切換至人工駕駛模式的控制指令的輸入，則使車輛1000的自動的緊急模式被去激活，并且在方法步驟5中在人工駕駛模式中繼續駕駛車輛。相應地，在方法步驟5中使自動的緊急模式去激活。

如果在方法步驟2中確定，用于自動化駕駛的自動化功能作用完全良好，則在方法步驟6中通過駕駛輔助系統解釋前方存在的駕駛情況。在此獲取將來出現的駕駛情況或交通情況。在隨后的方法步驟7中由駕駛輔助系統100確定，駕駛輔助系統是否能夠在所獲取的將來出現的駕駛情況下繼續在自動駕駛模式中控制車輛1000。如果確定了還能以自動化的方式處理前方存在的駕駛情況，則可選地在方法步驟8中結束之前可能設定的自動的緊急模式，或者如果車輛在自動駕駛模式中運行，則僅繼續進行方法步驟1的自動化駕駛。

如果在方法步驟7中確定，駕駛輔助系統100不能在將來的駕駛情況下在自動化的駕駛運行中控制車輛1000，則在方法步驟9中檢查：是否已經激活自動的緊急模式。如果已經激活自動的緊急模式，則繼續保持這種狀態。否則在方法步驟10中預先控制自動的緊急模式，這相當于接通激活的緊急模式的待命狀態。在預先控制時，例如預先設定用于自動的緊急模式所需的參數。

在方法步驟11中，如果之前確定：駕駛輔助系統100不能在將來出現的駕駛情況下在自動駕駛模式中控制車輛1000，則將直至出現將來的駕駛情況的時間T_s與用于由駕駛員接管車輛的時間T_u和附加的緩沖時間T_P之和進行比較。如果在這種比較時已經由駕駛輔助系統100確定：直至出現將來的駕駛情況的時間T_s大于用于接管車輛1000的時間T_u和緩沖時間T_P之和，則繼續進行初始狀態1的自動駕駛模式。相反，如果在比較時已經確定，直至出現將來的駕駛情況的時間T_s小于或等于用于接管車輛的時間T_u和緩沖時間T_P之和，則在隨后的方法步驟12中借助駕駛輔助系統100使直至出現將來的駕駛情況的時間T_s與用于接管車輛的時間T_u進行比較。

如果在方法步驟12中在將時間T_s與時間T_u進行比較時由駕駛輔助系統100確定：直至出現將來的駕駛情況的時間T_s實際上小于或等于用于由駕駛員接管車輛1000的時間T_u，則在方法步驟13中激活車輛的自動的緊急模式。這時可以在隨后可能的情況中、例如在到達可以停車地點時使車輛停車。可選地，在緊急模式期間繼續進行方法步驟6的對前方存在的駕駛的解釋。如果在方法步驟7中確定前方存在的駕駛情況又可以被自動化處理，則又切換至自動化駕駛的初始狀態1。

如果在方法步驟12中在將直至出現將來的駕駛情況的時間T_s與用于由駕駛員接管車輛所需的時間T_u進行比較時確定：時間T_s大于時間T_u，則在方法步驟14中進行駕駛員接管識別。在識別出由駕駛員接管車輛時將由車輛1000的傳感器200獲取的人工控制過程在當前的駕駛情況下與由駕駛輔助系統100確定的用于當前駕駛情況的自動化控制過程進行比較。

在此如果確定在當前的駕駛情況下人工控制過程與在該當前的駕駛情況中由駕駛輔助系統100預先計算的自動化控制過程一致，則利用方法步驟5繼續駕駛車輛。在此使得自動駕駛模式去激活，并且在人工駕駛模式中控制車輛。

相反如果在方法步驟14中在人工控制過程和由駕駛員輔助系統所確定的、用于當前的駕駛情況的自動化控制過程之間進行比較時確定：由自動化駕駛功能所計算出的理論值與駕駛員的實際人工控制過程不一致，則重新切換至方法步驟6。駕駛員在這種情況下還沒有可靠地接管車輛。因此首先以自動化的方式繼續控制車輛。

如果在隨后的方法步驟7中確定，現在可以自動地處理前方存在的駕駛情況，則在方法步驟8中取消之前在方法步驟10中對激活緊急模式的預先控制，并且車輛以自動的方式在初始狀態1中繼續運行。