本发明涉及一种用于控制车辆的驾驶辅助功能的系统和方法。此外，本发明涉及一种具有程序代码的软件，该程序代码用于当软件在软件控制的处理装置上运行时执行这种方法。
背景技术：
1、本发明尤其可以在驾驶辅助系统(fas)的范围内使用，其中，车辆的纵向和/或横向引导以如下方式被调节，从而使得通过fas预设的驾驶任务得以完成。在此，fas能够实现至少半自动驾驶，必要时达到全自动驾驶。
2、在本文件的范围内，术语“自动驾驶”理解为具有自动的纵向和/或横向引导的驾驶。例如，自动驾驶可以是在高速公路或城市环境中的长时间的驾驶或者是停车范围内的时间有限的驾驶。术语“自动驾驶”包括具有任意的自动化程度的自动驾驶。示例性的自动化程度是辅助驾驶、半自动驾驶、高度自动驾驶、全自动驾驶和自主驾驶(分别具有越来越高的自动化程度)。上述的五个自动化程度对应于sae j3016(sae，汽车工程师学会)标准的sae等级1至5。在辅助驾驶(sae等级1)中，系统在特定的驾驶情况下执行纵向或横向引导。在半自动驾驶(sae等级2)中，系统在特定的驾驶情况下接管纵向和横向引导，其中，驾驶员必须如在辅助驾驶中那样持续监控系统。在高度自动驾驶(sae等级3)中，系统在特定的驾驶情况下接管纵向和横向引导，而驾驶员不必持续监控系统；但是，驾驶员必须能够在系统请求时在一定的时间内接管驾驶引导。在全自动驾驶(sae等级4)中，即使当驾驶员没有对干预请求做出反应时，系统也会在特定的驾驶情况下接管车辆引导，从而驾驶员不再是备用选项(rückfallebene)。在自主驾驶(sae等级5)中，系统可以在每个道路和环境条件下执行动态驾驶任务的所有方面，这些方面也由人类驾驶员掌握。因此，sae等级5对应于无人驾驶，在无人驾驶中，系统可以像人类驾驶员一样在整个行驶期间自动应对所有情况；通常不再需要驾驶员。
3、一些驾驶辅助功能需要了解车辆的精确的位置。该位置可以在纵向和/或横向方向上被确定并且相对于预先确定的参考点来表示。车辆的相对位置例如可以沿横向方向相对于识别的车道标记被说明。例如，可以借助关于预先确定的测地参考系统的地图信息、例如wgs84来确定绝对地理位置。
4、确定车辆的位置通常会遭受一系列的误差和不准确性。例如，传感器提供嘈杂的和/或伪造的信息，或者有时可能完全失效。不同的测量条件或复杂的处理启发法导致不一样准确的或可靠的确定。
5、为了能够尽可能准确和可靠地确定车辆的位置，可以使用多个优选统计上独立的位置信息源来对车辆位置进行统计估计。不同的位置信息例如可以以对车道边界的基于摄像机的检测、对象的基于激光雷达的检测、基于里程计的预测和/或全球导航卫星系统(gnss)、例如gps、glonass、伽利略或北斗为基础。来自不同的源的多个位置信息随后可以被组合以形成估计的车辆位置。在此，可以使用传感器数据融合的对于本领域技术人员来说本身已知的常见的算法、例如卡尔曼滤波器技术。
6、当使用基于gnss的位置信息来控制驾驶辅助功能时应注意，到达车辆的gnss接收器的卫星信号通常由于不同的环境影响、例如干扰而得到退化。误差源、例如多路径传播和电离层干扰对gnss信号的可用性有重大影响，并且因此降低了基于gnss的位置信息的可用性和精度。此外，用于确定和计算车辆位置的部件、例如gnss接收器和惯性传感器可能是附加的误差源。因此，在确定车辆位置时，驾驶辅助功能的可用性可能受到的这种误差影响的限制。
技术实现思路
1、从此出发，本发明的任务是，根据gnss信号提供对驾驶辅助功能的控制的改进。
2、该任务通过根据独立权利要求的系统和方法来解决。在从属权利要求中说明了有利的实施方式。
3、要指出的是，从属于独立权利要求的权利要求的附加的特征在没有独立权利要求的特征的情况下或仅与独立权利要求的特征的子集组合地可以形成单独的且与独立权利要求的所有特征的组合无关的发明，该发明可以成为独立权利要求、分案申请或后续申请的主题。这以相同方式适用于在说明书中阐述的技术教导，其可以形成与独立权利要求的特征无关的发明。
4、本发明的第一方面涉及一种用于控制驾驶辅助功能的系统。
5、该系统尤其可以是车辆、尤其是机动车的驾驶辅助系统(fas)，或者是这种fas的子系统。在此，术语机动车尤其应理解为通过机械力运动而不与铁轨结合的陆地车辆。在该意义中的机动车例如可以构造为汽车、摩托车或牵引车。
6、驾驶辅助功能尤其可以在车辆的至少半自动驾驶的范围内实施。例如，它可以是acc功能(即组合的速度和距离调节)、转向和车道引导辅助功能(lsa)、车道变换辅助功能(swa)、泊车辅助功能等。
7、该系统包括：gnss接收器模块，其设计用于接收gnss信号并提供关于当前可用的gnss信号的质量的信息；评估模块，其设计用于根据所提供的信息、借助查找表来确定信号完整性状态，该信号完整性状态与用于控制驾驶辅助功能的当前可用的gnss信号的可使用性有关；和控制模块，其设计用于根据当前可用的gnss信号的信号完整性状态来控制驾驶辅助功能和/或根据信号完整性状态使用当前可用的gnss信号以控制驾驶辅助功能(即可能也根据信号完整性状态决定不使用当前可用的gnss信号以控制驾驶辅助功能)。在此，系统例如还可以包括定位模块，该定位模块设计用于，根据从gnss接收器模块提供的信息和信号完整性状态来确定非常准确的位置解，控制模块基于该位置解控制驾驶辅助功能。在此，例如可以通过附加地使用惯性传感器的数据和/或被测量的车轮转数来进一步增加非常准确的位置解的可用性。
8、gnss接收器模块可以设计用于，基于接收到的gnss信号确定关于当前可用的gnss信号的质量的信息，并且随后将这些信息提供给评估模块。gnss接收器模块可以具有一个或多个(数据)处理装置，其被编程用于实施计算以确定这样的信息。还可想到的是，gnss接收器模块设计用于执行对适当的观测对象(observable)的专用测量，以确定关于当前可用的gnss信号的质量的信息。
9、评估模块还可以包括一个或多个处理装置，处理装置被编程用于根据通过gnss接收器模块提供的信息确定信号完整性状态。在此也可能的是，评估模块完全或部分集成到gnss接收器模块中；在一些可想到的实施方式中，gnss接收器模块和评估模块的功能因此可以借助一个或多个相同的处理装置来实施。此外可能的是，上述的定位模块的功能完全或部分借助相同的处理装置、如评估模块的功能实施。在此例如也可想到的是，评估模块形成定位模块的一部分，或者评估模块和必要时定位模块形成控制模块的一部分，或设置有由所提到的模块共同使用的一个或多个处理装置。
10、评估模块还可以具有数据存储器或者以如下方式设计，从而使得其访问数据存储器，其中，查找表存储在数据存储器中，评估模块使用该查找表来确定信号完整性状态。在此，查找表可以根据预定义的度量包含特定的与当前可用的gnss信号的质量相关的参量(其例如由gnss接收器模块提供)与信号完整性状态之间的关联性，该信号完整性状态与当前可用的gnss信号(尤其是在其可用性、精度和/或可靠性方面)的可使用性有关。在此，关联性专门可以与所考虑的驾驶辅助功能有关。也可以定义多个不同的关联性，这些关联性分别根据其对gnss信号的可用性、精度和/或可靠性的要求与特定的驾驶辅助功能有关。如果所考虑的驾驶辅助功能例如是转向和车道引导辅助功能(lsa)，那么查找表例如可以包含根据lsa对特定的从gnss信号导出的参量的精度要求、例如对水平的位置确定的精度要求被确定的关联性。
11、查找表或包含在其中的关联性例如可以至少部分以基于由于模拟和/或试驾而凭经验确定和/或验证的统计关系为基础。
12、根据实施方式，借助评估模块确定信号完整性状态包括将包含在所提供的信息中或从这些信息导出的多个信号质量指标与存储在查找表中的相应的阈值进行比较。在此，信号质量指标可以包括以下参量中的至少两个、优选至少三个，特别优选全部：
13、-当前可用的gnss卫星的数量、即gnss接收器模块当前可以从其接收可用于确定位置的信号的卫星的数量；
14、-水平的和/或竖直的精度降低(英语：dilution of precision–dop)，该精度尤其从当前可用的gnss卫星相对彼此且相对于gnss接收器模块的位置得到；
15、-在gnss接收器模块上出现的代码噪声(英语：code noise)，其形式优选为所有可用的卫星的代码噪声值的加权平均值，其中，在平均值形成中的加权例如可以根据相应的卫星高度执行；
16、-在gnss接收器模块上出现的相位噪声(英语：phase noise)，其形式优选为所有可用的卫星的相位噪声值的加权平均值，其中，在平均值形成中的加权例如可以根据相应的卫星高度执行；
17、-相位跟踪损耗(英语：phase tracking loss)；该相位跟踪损耗可以与观测对象之间的相关性有关，并且例如以定义的时间窗内的可能的周跳的数量的形式被说明，尤其是作为定义的时间窗内的所有同时被使用的卫星的周跳的标准化的数量之和；
18、-干扰指标，其指示多路径干扰(英语：multipath interference)程度和/或无意干扰(unintentional interference)程度。
19、在该关系下，周跳例如尤其可以理解为在载波相位测量的范围内的相位跟踪中的损耗或误差。这种周跳通常首先在城市环境之外发挥作用。在城市环境中，由于更高的信号干扰，周跳的数量是不太重要的，因为对基于gnss的位置信息的精度的要求是较低的。
20、可用作信号质量指标的另外的可能的参量是故障时间(英语：outage time)。故障时间理解为自gnss故障开始以来所经过的时间，其中，gnss故障尤其可能由如下情况引起，即所需的最小数量的可用于确定位置的卫星是不可用的。在该关系下，例如尤其可以考虑以下时间段，该时间段说明了自最后的可用的代码测量以来经过了多少时间，或自基于特定的最小数量的卫星、例如至少四个卫星实现的最后的可用的代码测量以来经过了多少时间。
21、另外的可能的信号质量指标是最后产生校正服务消息的时间点或校正时效(英语：age of corrections)、即在最后产生的校正服务消息与评估模块的当前的系统时间(采样时间)之间经过的被测量的时间段，该另外的可能的信号质量指标在借助评估模块，基于查找表确定信号完整性状态方面可以发挥作用。这种校正服务消息对于本领域技术人员来说结合基于gnss的非常准确的定位本身是已知的。校正服务消息通常包括例如由商业校正服务提供的对代码和相位测量的校正。
22、在借助查找表确定信号完整性状态时，车辆的横向和/或纵向的速度和/或车辆的横向和/或者纵向的加速度例如也可以用作附加的可能的信号质量指标。在此，这些车辆动态量例如可以由车辆里程计来提供。备选地或附加地，还可以基于gnss信号来计算速度和/或加速度。
23、在实施方式中，查找表将信号质量指标的通过阈值定义的多个范围的组合映射到来自多个定义的标称状态的一个标称状态。优选定义至少三个不同的标称状态。在此，信号质量指标的不同的组合可以定义关于用于确定位置的gnss信号的可用性和质量的特定的场景。例如，这种场景可以大致对应于开放天空场景、城市场景、深度城市场景等。备选地或补充地，其他的场景、例如隧道中或标志桥的区域中的行驶也可以发挥作用，这些其他的场景分别涉及对gnss信号的特定的干扰影响。
24、此外可以设置的是，查找表使每个标称状态与来自多个定义的信号完整性状态的一个信号完整性状态相关联。在此也可能的是，多个不同的标称状态与相同的信号完整性状态相关联。
25、优选定义至少三个不同的信号完整性状态。尤其可以至少定义三个信号完整性状态、即“可用且安全的”、“可用且不安全的”和“不可用的”(等)，这些信号完整性状态相应表征gnss信号在特定的驾驶辅助功能的范围内的可使用性。
26、标称状态与信号完整性状态之间的关联性分别可以专门关于所考虑的驾驶辅助功能被定义。换言之，查找表可以为多个不同的驾驶辅助功能定义不同的关联性，或具有相应的关联性的不同的查找表可以针对多个不同的驾驶辅助功能被存储。
27、评估模块可以在数据处理级别中设计用于根据分别获取的信号完整性状态来设置标志。随后，可以在借助控制模块控制驾驶辅助功能时考虑该标志，该标志至少近似实时为所考虑的驾驶辅助功能提供关于当前可用的gnss信号的可使用性的讯息。如果评估模块获取信号完整性状态为“不可用的”或“可用且不安全的”，那么控制模块例如可以决定不实施或仅有限地实施安全关键功能。
28、通常，控制模块可以设计用于，根据信号完整性状态并且(如果在足够的质量中是可用的)根据当前可用的gnss信号本身或由其导出的参量、例如车辆位置和/或车辆速度来控制驾驶辅助功能。
29、控制模块还可以设计用于，以如下方式根据信号完整性状态使用当前可用的gnss信号以控制驾驶辅助功能，即根据当前可用的gnss信号的信号完整性状态和/或根据与当前可用的gnss信号相关联的标称状态自适应地加权gnss信号对驾驶辅助功能的控制的影响。在信号完整性状态为“可用且不安全的”的情况下例如可以设置的是，针对在驾驶辅助功能的范围内的高清地图定位，gnss信号虽然被考虑到，但相对于其他的信息源、例如摄像机、雷达或激光雷达信息比较小地被加权。
30、此外，控制模块可以设计用于，在信号完整性状态的退化(即恶化)的情况下和/或在当前可用的gnss信号的标称状态的退化的情况下相应退化驾驶辅助功能。在此，驾驶辅助功能的退化例如可以逐步以信号完整性状态和/或标称状态的逐渐的退化来进行。在信号完整性状态或标称状态的逐渐恶化的情况下，这例如可以从完全开发的功能，经由必要时在多个分级中受限的功能直到达到驾驶辅助功能的不可用性(反之亦然)。
31、本发明的第二方面是一种用于控制驾驶辅助功能的计算机实现的方法，其包括以下步骤：
32、-提供关于当前可用的gnss信号的质量的信息；
33、-根据所提供的信息，借助查找表确定当前可用的gnss信号的信号完整性状态，其中，信号完整性状态与用于控制驾驶辅助功能的当前可用的gnss信号的可使用性有关(并且例如根据定义的度量说明当前可用的gnss信号相对于所考虑的驾驶辅助功能的可用性、可靠性和/或精度)；
34、-根据当前可用的gnss信号的信号完整性状态(并且必要时根据gnss信号本身或者根据从其导出的参量)来控制驾驶辅助功能，和/或根据信号完整性状态使用当前可用的gnss信号以控制驾驶辅助功能。
35、此外，借助gnss接收器模块接收gnss信号的步骤可以前置于上述的方法步骤。可以首先基于接收的gnss信号获取因此提供的关于当前可用的gnss信号的质量的信息。
36、根据本发明的第二方面的方法尤其可以借助根据本发明的第一方面的系统来实施。因此，根据本发明的方法的实施方式可以对应于根据本发明的系统的之前和随后描述的有利的实施方式，反之亦然。
37、本发明的第三方面是一种包括指令的软件，在通过处理装置实施该软件时，指令促使该处理装置实施根据本发明的第二方面的方法。在此，该软件还可以被分为多个单独的子程序，其分别可以在不同的、必要时在空间上彼此分离的处理装置(例如多个处理器)上实施。
38、例如，根据本发明的第一方面的系统可以包括一个或多个处理装置，在这些处理装置上可以实施根据本发明的第三方面的软件。
39、本发明的第四方面是一种计算机可读的(存储)介质，其包括指令，在通过(必要时分布式的)处理装置实施时，指令促使该处理装置实施根据本发明的第二方面的方法。换言之，根据本发明的第三方面的软件可以存储在计算机可读的(存储)介质上。
40、本发明的第五方面是一种具有根据本发明的第一方面的系统的车辆。
41、与前述内容相协调地，根据本发明的一些实施方式，关于可用的gnss信号的当前的框架条件与特定的场景(标称状态)相关联，这些框架条件反映在可借助gnss接收器模块检测的观测对象中。场景本身被映射到信号完整性状态，该信号完整性状态表示附加的信任和安全度量。由此，在驾驶辅助功能的范围内的位置确定中能够针对性地和精细分级地考虑gnss信号的可用性和质量。尤其也可能的是位置信息和因此必要时驾驶辅助功能的动态的、与场景相关的退化。然而，不一定必须涉及退化。更一般地，gnss位置信息可以根据情况针对驾驶辅助功能(与例如由其他的传感器提供的信息相比)或多或少地被考虑。换言之，驾驶辅助功能必要时可以在定位中更大程度地结合其他的传感器系统，以便避免由于gnss位置信息的不足而导致的退化，反之亦然。驾驶辅助功能可以基于相应的场景自适应地选择gnss定位解的使用权重。通过gnss定位解的精细的建模可以提高总系统的可用性和驾驶辅助功能的可用性。
42、此外，在此提出的解决方案特别好地适用于根据sotif(英语“safety of theintended functionality”)的产品安全分析，因为其能够实现与场景相关的安全分析，而不是全局最坏情况考虑，全局最坏情况考虑可能导致总系统的不必要地保守的设计。因此，所提出的解决方案可以有助于实现并且验证或证明fas在sae等级3或更高等级上的苛刻的安全目标。此外，通过gnss数据的针对性的、与情况相关的使用可以增加在其他的传感器中的节约潜力。
1.一种用于控制驾驶辅助功能的系统(1)，其中，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统(1)，其中，借助所述评估模块(12)确定所述信号完整性状态包括：将包含在所提供的信息中的或从所述信息导出的多个信号质量指标与存储在所述查找表中的相应的阈值进行比较。
3.根据权利要求2所述的系统(1)，其中，所述信号质量指标包括以下参量中的至少两个、尤其是至少三个：
4.根据权利要求2或3所述的系统(1)，其中，
5.根据权利要求4所述的系统(1)，其中，所述控制模块(13)设计用于，根据与当前可用的所述gnss信号相关联的标称状态，加权gnss信号在所述驾驶辅助功能的控制方面的影响。
6.根据权利要求4或5所述的系统(1)，其中，所述控制模块(13)设计用于，在当前可用的所述gnss信号的标称状态退化的情况下使所述驾驶辅助功能退化。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制模块(13)设计用于，根据当前可用的所述gnss信号的信号完整性状态，加权所述gnss信号在所述驾驶辅助功能的控制方面的影响。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制模块(13)设计用于，在当前可用的所述gnss信号的信号完整性状态退化的情况下使所述驾驶辅助功能退化。
9.一种计算机实施的用于控制驾驶辅助功能的方法(2)，所述方法包括：
10.一种软件，所述软件包括指令，在通过处理装置实施所述软件时，所述指令促使所述处理装置实施根据权利要求9所述的方法(2)。
11.一种计算机可读的(存储)介质，所述介质包括指令，在通过处理装置实施时，所述指令促使所述处理装置实施根据权利要求9所述的方法(2)。
