[发明专利]控制系统

说明书

本发明涉及控制系统。基于主车辆的环境传感器系统的环境传感器信号和/或地图结合瞬时位置的车辆的横向控制，其中，基于环境传感器信号和/或位置确定来确定瞬时行驶的道路的路线以及主车辆在道路上的位置，在主车辆中进行自主转向干预，结果近似或对应于主车辆的方向盘的致动或者向驾驶员提供有关转向干预的信息，重复地确定在瞬时行驶的道路上主车辆要取向的水平位置，其中，确定从主机动车辆的瞬时位置开始在瞬时行驶的道路上位于主车辆前方的内切点，并且确定从主机动车辆上的点开始经过该内切点到与水平点函数的交点的切线，并且所述角度包含在主车辆的中心纵轴与所述切线之间并且用于确定转向干预的角度规格。

技术领域

本文公开了一种用于车辆的水平稳定横向控制的系统和对应方法。该系统和方法尤其可用于(部分地)自主移动机动车辆。然而，在驾驶员转向的机动车辆中，车辆的这种横向控制也可帮助驾驶员选择行驶轨迹。这方面的细节在权利要求书中定义；另外，说明书和附图包含有关系统和操作原理的相关信息以及系统和方法的变型。

背景技术

在自主机器人控制领域，为了避免碰撞，从Quinlan,S.和Khatib,O.的“Elasticbands:connecting path planning and control”(Robotics and Automation，1993年，第2卷，第802-807页)以及从Sattel,T.和Brandt,T.的“Ground vehicle guidance alongcollision-free trajectories using elastic bands”(American Control Conference，2005年，第7卷，第4991-4996页)已知有使用所谓的弹性带的构思。这些弹性带导致无碰撞路径，当穿越该路径时，由于在路径周围随时间改变或移位的障碍物，该路径在人为力的影响下变形。

从Alia,C.、Gilles,T.和Ali,C.的“Local trajectory planning and trackingof自主vehicles,using clothoid tentacles method”(Intelligent VehiclesSymposium，2015年，第674-679页)已知，为了确定从主车辆开始的、指示可穿越的轨迹的回旋触角(clothoid tentacle)，其中，占用栅格将各个回旋触角指示为无碰撞的可穿越轨迹。

发明内容

潜在问题

尽管上述构思提供了可用的结果，但是它们是非常计算密集的。因此，在大规模生产的机动车辆中使用将需要相对强大，因此相对昂贵的计算机。这种情况由于以下事实而加剧：对于机动车辆通常行驶的速度，必须比相对缓慢移动的机器人快得多地获得结果。

所提出的解决方案

一种基于主车辆的环境传感器系统和/或(地形/道路)地图，结合主车辆的瞬时位置确定，用于车辆的水平稳定横向控制的系统/方法。主车辆的环境传感器系统可基于雷达、激光雷达、相机、超声波等和/或基于地图材料，其可与主车辆的瞬时位置确定相结合。例如，基于卫星的导航装置可提供该位置确定。环境传感器系统和/或位置确定可被配置用于确定瞬时行驶的道路的路线(course)以及主车辆在道路上的位置。转向角度干预装置被配置用于在主车辆中进行自主驾驶操作干预，结果近似或对应于主车辆的方向盘的致动或者向驾驶员提供有关转向干预的信息。控制器被提供并且被配置用于重复地确定在瞬时行驶的道路上主车辆要取向的水平位置。为此，控制器被配置用于确定从主机动车辆的瞬时位置开始在瞬时行驶的道路上位于主车辆前方的内切点，并且确定从主机动车辆上的点开始经过该内切点到与水平点函数的交点的直线。包含在主车辆的中心纵轴与该直线之间的角度用于确定转向干预的角度规格(angle specification)。

可针对驾驶员通过触觉、光学、声学等手段选择性地指定转向干预的该角度规格，以使得驾驶员适当地对方向盘进行致动。另选地，转向干预的角度规格被供应给经由齿轮机构作用于转向装置上的致动器。