技术摘要：
本发明涉及一种用于运行机动车(2)的被构造用于全自动引导机动车(2)的车辆引导系统(3)的方法，其中，借助评估机动车(2)的至少一个环境传感器(9)的传感器数据来确定交通警察(7)的存在性和/或确定描述由所述交通警察(7)给出的交通指令的指令数据，并且在全自动引导车辆时  全部
背景技术：
自主的、即构造用于全自动引导机动车的车辆引导系统近来处于研究的焦点中。 在此重要的是，精确地检测在自我车辆、即自身机动车的周围环境中的动态和静态目标。在 此，通过传感器融合可以生成车辆环境的动态的和静态的地图(环境地图)。根据所识别的 通过环境地图描述的环境对象，执行交通情况的评估/分析并且根据该交通情况触发措施 和/或进行轨迹规划。特别是在复杂且危险的交通情况中，自主的车辆引导系统应减轻驾驶 员的负担。随着实际车辆引导功能的发展，传感器技术也随之进步。 在机动车中使用雷达传感器在现有技术中已经广泛已知。目前，雷达传感器大多 用作中等距离和远距离范围的环境传感器，以便能够确定其他交通参与者或较大的对象的 距离、角度和相对速度。这种雷达数据可以进入环境模型中或者也可以直接提供给车辆系 统。在已知的现有技术中，例如纵向引导系统、如ACC或安全系统得益于雷达数据。也已经提 出在机动车的内部空间中使用雷达传感器。 传统结构形式的雷达传感器大多具有较大的尺寸并且相当笨重，因为天线以及在 天线上直接所需的电子部件、即雷达前端集成在壳体中。在此，电子部件主要形成雷达收发 器，所述雷达收发器包含频率控制装置(通常包括锁相环-PLL)、混合装置、低噪声放大器 (LNA)等，然而通常也将控制模块和数字信号处理部件实现在天线附近，以便例如能够将已 经整理好的传感器数据、例如对象列表提供给所连接的总线、例如CAN总线。 基于半导体的雷达部件的实现长期以来被证明是困难的，这是因为需要昂贵的特 殊半导体，特别是GaAs。已经提出了较小的雷达传感器，其整个雷达前端在单个芯片上以 SiGe技术实现，然后也已知了CMOS技术的方案。这种解决方案是将CMOS技术扩展到高频应 用的结果，其通常也被称为RF-CMOS。这种CMOS雷达芯片以极其小的结构实现并且不使用昂 贵的特殊半导体，即首先在制造中相对于其他半导体技术提供了明显的优点。作为CMOS芯 片的77GHz雷达收发器的示例性实现方案在Jri  Lee等人的文章“A  Fully  Integrated  77- GHz  FMCW  Radar  Transceiver  in  65-nm  CMOS  Technology(采用65nm  CMOS技术的完全集 成的77GHz  FMCW雷达收发器)”，IEEE  Journal  of  Solid  State  Circuit(IEEE固态电路杂 志)45(2010)，第2746-2755页中加以描述。 由于此外建议将芯片和天线实现在共同的封装中，所以可以实现极其成本有利的 小的雷达传感器，所述雷达传感器可以明显更好地满足结构空间要求并且由于短的信号路 径也具有非常低的信噪比以及适用于高频率和较大的、可变的频率带宽。因此，这种小尺寸 4 CN 111615643 A 说　明　书 2/7 页 的雷达传感器也可以用于短距离应用，例如在30cm至10m的范围中。 还提出了，这种CMOS收发器芯片和/或具有CMOS收发器芯片和天线的封装件与数 字式信号处理处理器(DSP处理器)设置在共同的电路板上，或者信号处理处理器的功能同 样集成到CMOS收发器芯片中。对于控制功能也可以实现类似的集成。 对于未来的在城市区域中的全自动化的车辆引导功能，要考虑各种要处理的危急 的交通情况。对此的一个例子是在交叉路口区域中的交通灯处使用交通警察，其中男交通 警察或女交通警察(下面为了简单起见统称为“交通警察”)进行交通管理。在交叉路口情形 中，交通灯识别例如可以借助于作为环境传感器的摄像机来实现。对于交通警察的交通管 理，存在各种挑战，例如区分交通警察和横过马路的行人，以及识别交通警察给出的指令。 文献DE  10  2013  219  038  A1在该上下文中公开了一种用于通过驾驶员辅助系统 识别警察的方法，其中，借助于车辆侧的摄像机拍摄车辆环境的图像，其中，借助于存储在 驾驶员辅助系统中的图像评估装置评估所拍摄的图像的图像数据，并且其中，借助于评估 的图像数据自动地识别警察。因此，特别是配备有交通灯辅助和/或交通标志辅助的驾驶员 辅助系统能够识别管理交通的警察，并且就此而言代替对交通灯或交通标志做出反应而对 警察做出反应。例如可以自主或部分自主地干预机动车的引导，其方式是，将识别到的交通 灯阶段或识别到的交通标志在其优先级中降级或忽略。然而，摄像机在很大程度上受到诸 如环境亮度和环境影响等因素的影响。同样，摄像机不太适合用于3D检测以及进而手势等 的识别。 文献DE  10  2015  004  605  A1描述了一种移动单元的控制系统的运行方法，该控 制系统被构造用于全自动地引导移动单元、特别是机动车，其中，评估移动单元的至少一个 环境传感器的传感器数据以用于确定指令数据，该指令数据描述了有权发出交通指令的人 员的存在性和/或由人员发出的至少一个交通指令。在探测到有权发出交通指令的人员时， 评估相关性标准，该相关性标准评估指令数据和/或传感器数据、描述所确定的和/或一般 由人员发出的交通指令对于移动单元的相关性，其中，仅在满足相关性标准时在全自动引 导移动单元时才考虑该交通指令。作为机动车的环境传感器可以考虑不同类型的传感器， 其中，优选使用光学传感器、特别是摄像机和/或运行时间传感器、特别是雷达传感器作为 环境传感器。对传感器数据的评估不作更详细说明。 文献DE  10  2014  111  023  A1的主题是用于控制自动化的车辆的方法和装置，所 述方法和装置具有下述特征：车辆检测到可有多种解释的交通情况，对检测到的交通情况 进行评估，基于对检测到的交通情况的评估选择与至少一个交通参与者的有计划的交互， 向交通参与者发出信号告知该交互，检测交通参与者对交互的反应，对该反应进行评估并 且依据对反应的评估来采取有计划的机动行为。交互伙伴可以是交通警察。使用的传感器 可以包括摄像机、里程计14、GPS传感器或用于光学测距或测速(光探测和测距，LiDAR)的系 统16。
技术实现要素：
因此，本发明的目的在于，提供一种用于在交通警察管理时可靠地分析交通情况 分析的可能性。 为了实现该目的，在开头所述类型的方法中规定，使用至少一个雷达传感器作为 5 CN 111615643 A 说　明　书 3/7 页 环境传感器，所述至少一个雷达传感器具有实现雷达收发器的半导体芯片，其中，在探测到 交通警察的存在时，将雷达传感器从至少一个常规运行模式切换到用于探测交通警察的肢 体和/或肢体的运动的附加运行模式，其中，评估雷达传感器的传感器数据，以得出描述交 通警察的肢体和/或肢体的运动的指令数据。 本发明基于以下认识，在雷达技术中的最新进展——以半导体技术、特别是CMOS 技术提供新型高分辨率雷达传感器——特别适合于这种类型的环境检测，以用于从自机动 车出发识别交通警察的姿势和手势，这对于提高全自动引导车辆的功能的可用性、安全性 和可靠性是重要步骤。在此，特别是在本发明的范围内也可以使用半导体芯片，该半导体芯 片除了实现雷达收发器之外还实现雷达传感器的数字信号处理部件(DSP)和/或控制单元， 和/或该半导体芯片与雷达传感器的天线装置作为一个封装实现。通过这种方式，通过高度 集成进一步缩短了信号路径，信噪比得到改善并且雷达传感器的传感器数据的质量提高， 由此也可以更好地并且更可靠地识别肢体和/或肢体的运动。这特别适用于对交通警察的 探测，因为通常基于半导体的、特别是基于CMOS的雷达传感器即使在近距离和中距离的范 围中也能够实现可靠的探测。 特别是，基于半导体的这种雷达传感器的应用方案允许通过相应地改变运行参数 来更灵活地适配探测特性，在此例如可以将三个雷达传感器隐藏地安装在前保险杠中。换 言之，正是半导体-雷达传感器适合用于在分配有不同的检测特性的不同运行模式中的运 行。在本发明的范围内，至少一个这种运行模式、所述附加运行模式被明确地针对探测交通 警察的指令的要求来设计，并且相应地从例如用于一般地探测城市交通中的静态和动态对 象的常规运行模式切换到该附加运行模式，以便专门针对评估获得雷达传感器的与指令数 据相符的传感器数据。应当指出的是，在使用多个雷达传感器的情况下必要时仅必须将这 些雷达传感器中的一部分切换到附加运行模式中，以便同时保留其他检测特性。 总之于是在确定了管理交通的交通警察的情况下将至少一个雷达传感器切换到 附加运行模式，在附加运行模式中，该至少一个雷达传感器拍摄特别适合于识别交通警察 的指令的传感器数据。在此要指出的是，在常规运行模式中就已经也可以使用至少一个雷 达传感器的传感器数据，以便因为通过雷达反射展示了不同的行为方式、因此不同的运动 模式和/或姿态，而能够实现和/或辅助对交通警察与作为交通参与者的其他行人的区分。 在此方面再次明确指出，利用雷达传感器优选在两个相互垂直的平面中进行角度测量，以 便能够实现机动车的环境、特别是前方环境的三维扫描。在此，特别是在高度角和方位角方 面进行角度检测。为此，可以使用特殊的天线装置，其中各个天线元件在两个相互垂直的方 向上相继布置。特别是可以使用这样的雷达传感器，其将高度角测量能力与高的横向分辨 率相结合，并且因此在复杂的城市交通场景中也允许静态目标和动态目标的可靠分类。 在一种具体的设计方案中可以设置，在附加运行模式中使用的多普勒分辨率优于 0.1m/s，特别是通过在雷达信号的频率调制中使用多于400的上升斜坡，和/或使用至少 2GHz的频率带宽。在一个优选的设计方案中，例如可以在FMCW雷达中使用500个上升斜坡。 优选地，使用至少4GHz的频率带宽，以便于实现高的间隔分辨率，例如在4GHz的情况下为 5cm的间隔分辨率。当然，在附加运行模式中也可以针对预先规定的对交通警察的肢体和/ 或肢体的运动的探测而调整雷达传感器的另外的和/或其他的运行参数。 在本发明的一个特别有利的设计方案中设置成，特别是在肢体的识别和/或肢体 6 CN 111615643 A 说　明　书 4/7 页 的运动的评估方面，至少部分地通过微多普勒分析从雷达传感器的传感器数据中确定指令 数据。如下的事实被称为微多普勒效应，即，偏离于对象的整体运动的对象运动围绕主要的 多普勒频移产生多普勒调制，这也被称为微多普勒特征。通过评估该微多普勒特征，可以推 断出关于对象的子单元、在此是交通警察的肢体的相应运动的信息。 因此，特别有利的是，为了从雷达传感器的传感器数据中确定指令数据，至少部分 地使用人工智能的评估算法。特别是可以使用所谓的“深度学习”的训练方法来训练人工智 能的该评估算法。例如，可以将典型的反射模型或微多普勒特征与相应的肢体姿态/运动相 关联，以确定指令数据。 在有利的设计方案中，除了雷达传感器在识别交通警察时、特别是即使在黑暗中 已经对划分交通环境中的行人提供重要贡献这一事实外，优选通过微多普勒特征来识别交 通警察的指令。除了所描述的在使用人工智能的评估算法的情况下的实施方式之外，在此 也可以设置，在机动车内的数据库中、特别是在雷达传感器中存储肢体的运动和/或肢体姿 态的典型的反射模型，并且在对交通情况的分析和解读中将所存储的反射模型与当前获取 的、如雷达传感器的传感器数据所描述的反射模型相比较。雷达反射模型优选在水平和竖 直方向都是明显的，从而可以静态和动态地进行对象的、在此特别是对象的部分、即肢体的 3D解读。 在本发明的一个改进方案中可以规定，至少部分地从作为环境传感器的摄像机的 传感器数据中对交通警察的存在性进行探测。正是在根据行人的着装等以及根据交通警察 的制服对行人和交通警察进行分类方面，使用摄像机是特别有利的。例如，通过摄像机的传 感器数据确定了交通警察进行交通管理，从而导致雷达传感器切换到附加运行模式中，但 在此如迄今的实施方案所示出的那样，也可以考虑其他环境传感器、特别是雷达传感器的 传感器数据。 特别有利地可以规定，作为环境传感器，除使用雷达传感器外，还使用至少一个摄 像机和至少一个激光雷达传感器，其中，不同传感器类型的传感器数据被用于共同评估和/ 或用于检查彼此的评估结果的可信度。为了构建一个用于全自动驾驶的可靠系统，适宜的 是，实现多种测量原理的冗余。在此，作为环境传感器，优选可以使用雷达传感器、摄像机和 激光雷达传感器的组合，以便确保可靠地分析和解读在设有交通警察和交通灯的交通情况 时的交叉路口状况。在此，摄像机在速度测量方面被评价为较弱，但是在对象(行人、交通 灯、交通灯颜色等)的分类方面提供了最高的性能。激光雷达传感器光学地扫描周围环境并 且提供了附加的细节以用于解读交通情况。雷达传感器特别在对象的运动方面证实是高度 有用的，这可以通过对多普勒信号的评估和/或优选也通过微多普勒分析来实现。 在本发明的有利的改进方案中可以规定，在探测到交通警察的存在时，使交通灯 变换的探测结果相比于指令数据具有更低的优先级。交通灯识别功能因此被规定为低优先 级和/或完全忽略，而描述交通警察的手势的指令数据被规定为高优先级。相应地，机动车 的全自动运行也针对所确定的指令数据作出调整。例如指令数据说明，交通警察给出左转 弯手势，则在机动车中使用具有左转弯的转弯操纵的轨迹，以便考虑指令数据。换言之，车 辆引导系统考虑自身机动车相对于交通警察的位置、交叉路口的基础设施(例如可根据预 测的路段数据(PSD)或环境传感器的传感器数据确定)以及关于交通情况的其他融合的信 息，以便进行最优的轨迹规划并且相应地控制机动车的运行。 7 CN 111615643 A 说　明　书 5/7 页 在根据本发明的方法的优选改进方案中还可以规定，引导机动车保持与所探测到 的交通警察的最小间距。以这种方式在机动车与交通警察之间保持安全距离。 在此还要注意，在从雷达传感器的传感器数据中确定指令数据时考虑的评估算法 和/或数据库完全可以是针对国家和/或地区特定的(如果有相应区别的话)，从而可以根据 行驶的国家/行驶的区域对交通警察的指令进行正确评估和探测。 除了所述方法，本发明还涉及一种机动车，具有至少一个构造为雷达传感器的环 境传感器和构造用于全自动引导所述机动车的车辆引导系统，所述车辆引导系统具有构造 用于实施根据本发明的方法的控制设备。关于根据本发明的方法的全部实施方案可以类似 地转用于根据本发明的机动车，从而也可以利用这些实施方案获得已经提到的优点。 附图说明 本发明的其他优点和细节从下面描述的实施例中以及根据附图得出。附图示出： 图1示出了在交叉路口处的可能的交通情况， 图2示出了交通警察的可能的指令， 图3示出了根据本发明的方法的一个实施例的流程图，并且 图4示出了根据本发明的机动车。