CN102027458B - 对有限能力自动车辆的驾驶员控制的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于提供至少部分自动的车辆的驾驶员控制的接口的车辆系统。该系统包括驾驶员指令处理器，所述驾驶员指令处理器从驾驶员接口装置接收驾驶员希望车辆系统进行一定的动作的要求信号，且响应于此将合适的信号发送到合适的自动车辆系统。驾驶员指令处理器也向显示装置发出信号，指示可利用的动作、驾驶员要求的确认、正在进行的动作或将进行的动作的状态等。

Description

对有限能力自动车辆的驾驶员控制的方法和设备

技术领域

本发明总的涉及用于控制至少部分自动车辆的系统和方法，且更特定地涉及用于控制包括驾驶员接口以用于结合自动控制提供驾驶员要求的至少部分自动车辆的系统和方法。

背景技术

现代车辆的操作变得越来越自动，即能够提供带有越来越少的驾驶员干预的驾驶控制。巡航控制系统已使用在车辆上多年，其中车辆操作者可设定特定的车辆速度，且在驾驶员不操作节气门的情况下车辆将维持此速度。在现有技术中已开发了自适应巡航控制系统，其中系统不仅维持设定速度，而且在使用多种传感器，例如使用雷达和摄影机检测到前方较慢移动的车辆时，系统将自动将车辆减速。特定的现代车辆也提供了自动泊车，其中车辆将自动提供用于停泊车辆的转向控制。如果驾驶员进行可能影响车辆稳定性的粗暴的转向改变，则一些车辆系统就进行干预。一些车辆系统试图将车辆维持在道路上的车道中心附近。此外，已展示了全自动车辆，所述全自动车辆能够在模拟城市交通中以高达30mph的速度行驶，同时遵守所有道路规则。

随着车辆系统改进，它们将变得更自动，其目标是完全自动的车辆。例如，未来车辆可能将使用车道变更、通过、转向驶离交通、转向驶入交通等的自动系统。当这些系统变得在车辆技术中更流行时，也将需要确定驾驶员的角色将如何与这些用于控制车辆速度和转向的系统组合，且将自动系统超控。

发明内容

根据本发明的教示，公开了用于提供用于使驾驶员控制至少部分自动的车辆的的接口的车辆系统。系统包括驾驶员指令处理器，所述驾驶员指令处理器从驾驶员接口装置接收驾驶员希望车辆系统进行一定的动作的要求信号，且响应于要求信号将合适的信号发送到合适的自动车辆系统。驾驶员指令处理器也向显示装置发出信号，指示可利用的动作、驾驶员要求的确认、正在进行的动作或将进行的动作的状态等。

本发明的另外的特征将从如下的描述和附带的权利要求中结合附图显见。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的包括自动驾驶系统，驾驶员指令处理器和驾驶员指令输入装置的车辆系统的图示；

图2是与图1中示出的自动驾驶系统结合的多种车辆子系统的方框图；

图3是图1中示出的用于道路行驶操纵的驾驶员指令输入装置的图示；

图4是根据本发明的实施例的用于提供低速操纵的驾驶员指令输入装置的图示；

图5是图示了作为用于道路行驶操纵的小车的驾驶员指令输入装置的透视图；

图6是作为用于道路行驶操纵的操纵杆的驾驶员指令输入装置的图示。

具体实施方式

如下针对用于至少部分自动的车辆的驾驶员控制接口和相关处理器的本发明的实施例论述仅在本质上是示例性的，且不意图于限制本发明或其应用或使用。

本发明提出了一种用于车辆驾驶员和一个或多个部分自动的车辆系统之间的接口的系统和方法，所述接口用于通知驾驶员车辆何时要求指令或要求其他驾驶员动作，用于由驾驶员指示车辆下一步将执行何种操纵的输入装置，用于将指令传输到车辆的装置，和确定驾驶员或装置已进行手动车辆控制的装置。输入装置提供了对应于希望的运动方向的布置在物理构造中的替代物。

图1是根据本发明的实施例的车辆系统10的图示，所述车辆系统10包括驾驶员指令处理器12，所述驾驶员指令处理器12提供了自动驾驶系统14和控制车辆操作的其他车辆装置和系统之间的接口。自动驾驶系统14可提供任何合适类型的至少部分自动的车辆的操作，如将在下文中进一步详述。驾驶员指令处理器12从车辆转向系统16接收指示车辆操作者正在转向车辆的信号，从车辆加速踏板18接收指示车辆操作者要求多少动力的信号，且从车辆制动器20接收指示车辆驾驶员正在制动车辆的信号。

另外，系统10包括连到驾驶员指令处理器12的车辆驾驶员接口22，所述车辆驾驶员接口22包括一系列按键24，如在下文中详述，所述按键24向处理器12提供了指示驾驶员希望车辆做什么的请求。驾驶员指令处理器12可包括与在此的论述一致的任何合适的算法，所述算法将处理来自接口22的特定的车辆操纵信号，且驾驶员指令处理器12然后向自动驾驶系统14内的合适的装置发送控制信号。本领域一般技术人员将容易地认识到且能够提供与此处论述一致的这样的算法。这些要求信号在处理器12内被处理，且提供到自动驾驶系统14内，这导致车辆相应地操作。系统10还包括显示器26，所述显示器26可显示适合于系统10的如在此所述的操作的任何功能，例如车辆路线、车辆控制的选择选项、选中的控制选项等。

图2是示出了与驾驶员指令处理器12结合的自动驾驶系统14的非限制性代表图示的方框图。自动驾驶系统14包括自动驾驶协调器30，所述自动驾驶协调器30提供系统14的控制。换言之，要求来自传感器、检测器、雷达、摄影机、GPS等的多种输入以允许驾驶系统14检测驾驶环境，且能够自动地驱动车辆。下文中的论述仅给出了可提供在自动驾驶系统14内的子系统的代表性示例，而理解到也可以使用其他子系统。

驾驶协调器30包括提供预测的交通流量的信号的交通流量评估子系统32。交通流量评估子系统32可从车辆雷达和/或激光雷达装置34、视觉装置36等接收信号。自动驾驶协调器30还包括提供道路预测信号的道路评估子系统38，所述道路预测信号例如为道路中的弯道，道路中的分岔，车道结束，打滑的道路，等。道路评估子系统38可从视觉装置36，GPS接收器和/或地图数据库40等接收信号。自动驾驶协调器30还包括提供关于车辆驾驶员注意程度如何的驾驶员注意力评估子系统42，例如车辆驾驶员打盹、清醒等。驾驶员注意力评估子系统42可接收来自驾驶员监控摄影机44的信号和关于驾驶员活跃性的其他信息，以确定驾驶员注意力的评估。

自动驾驶协调器30还可包括基于多种输入信号向多种车辆装置和控制器提供合适信号的操纵和行为计划子系统46。特别地，操纵和行为计划子系统46从交通流量评估子系统32接收交通流量预测信号，从道路评估子系统38接收道路预测信号，从驾驶员注意力评估子系统42接收驾驶员响应性信号，且从驾驶员指令处理器12接收可从接口22输入的驾驶员的自动驾驶行为请求。使用此数据，操纵和行为计划子系统46将控制多种车辆装置，多种车辆装置向例如前向运动监控器48和侧向运动监控器50提供自动车辆驾驶信号。前向运动监控器48可向合适的车辆装置，例如自适应巡航控制控制器、发动机控制器和/或制动控制器，提供自适应巡航控制(ACC)指令。侧向运动监控器50可向合适的车辆装置，例如车道定中心子系统和转向促动器，提供转向和横摆角速度指令信号。

图3是包括图1中示出的按键24的接口22的顶视图。按键24在接口22上定向且布置成箭头图案，所述箭头图案与车辆的行驶方向和由车辆操作者给出的特定指令一致。特别地，车辆操作者可按下按键24的一个以导致车辆自动执行车辆操纵。在此非限制性实施例中，按键24包括：用于提供继续在当前车道内的要求的按键60；用于提供加速要求或当停止时用于提供开动要求的按键62；用于提供更靠近地跟随前车的要求的按键64；用于向左变更车道要求的按键66；用于向左转要求的按键68；用于向左并道要求的按键70；用于跟随道路中左侧岔道的要求的按键72；用于减速要求的按键74；用于从前车后退的要求的按键76；用于向右变更车道要求的按键78；用于向右转要求的按键80；用于向右并道要求的按键82；用于跟随道路中右侧岔道的要求的按键84；和用于在下一个交叉处停止的要求的按键86。

虽然在此非限制性实施例中使用带有按键24的接口22，但其他合适的接口可以包括操纵杆、触摸屏显示器、玩具小车或被推、拉或转向以指示驾驶员想要车辆执行的操纵等的其他车辆表示等。

在本发明的一个实施例中，驾驶员接口22和驾驶员指令处理器12的结合好比新手驾驶员和新手驾驶员的教练或教师之间的一种关系。在此关系中，自动驾驶系统14作为新手驾驶员操作，它可能对于特定区域不熟悉和/或可能不具有在其驾驶能力方面的完全的信心。车辆驾驶员将起到教师的作用，且插入如所论述的指令，所述指令告知自动驾驶系统14它正在进行正确工作，或告知自动驾驶系统14进行某种车辆操纵。例如，当车辆正沿着道路被自动驾驶，且遇到其他车辆、合并的车道、驶出匝道、停车标志、高速公路驶出坡道等时，可在显示器26上显示多个选择，从而要求车辆操作者为车辆系统14进行选择以采取应对，或要求车辆操作者在遇到每个选项时提供告知系统14维持当前路线的指令。

接口22上的按键24的以上论述意图于仅是代表性的。在另一个实施例中，一个接口可提供用于其他车辆要求，例如低速车辆操纵，其中该接口是所提供的唯一的接口或是除接口22外的另一个接口。这样的接口90在图4中示出。接口90包括用于向左转到下一个行车道要求的按键92；用于向右转到下一个行车道要求的按键94；用于在左侧上的下一个地点处平行泊车要求的按键96；用于在右侧上的下一个地点处平行泊车要求的按键98；用于在左侧上的下一个地点处斜放停车要求的按键100；和用于在右侧上的下一个地点处斜放停车要求的按键102。接口90也可以是接口22的一部分。

如上所提及，其他的接口装置可用于提供驾驶员指令。图5是包括玩具小车112的另一个指令接口装置110的透视图。小车112安装在平台114上，其安装方式使得小车112可左移、可右移、可前移、可后移、可上移、可下移、可枢转且可转动。每种移动可提供任何合适的要求，例如以上所述的那些要求。

图6是包括操纵杆120和平台122的驾驶员指令装置118的俯视图，所述驾驶员指令装置118也适用于提供驾驶员输入指令。例如，将操纵杆置入位置1可以是保持在当前车道内的指令，将操纵杆置入位置2可以是跟随左侧岔道或向左并道的指令，将操纵杆置入位置3可以是向左转的指令，将操纵杆置入位置4可以是向左变更车道的指令，将操纵杆置入位置5可以是更近地跟随或加速的指令，将操纵杆置入位置6可以是更远地跟随或减速的指令，将操纵杆置入位置7可以是跟随右侧岔道或向右并道的指令，将操纵杆置入位置8可以是向右转的指令，将操纵杆置入位置9可以是向右变更车道的指令。

前述论述公开且描述了本发明的仅是示例的实施例。从此论述且从附图和权利要求中本领域一般技术人员将容易地认识到可进行多种改变、修改和变化而不偏离如在所附权利要求中限定的本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种用于提供车辆驾驶员和至少部分自动的驾驶系统之间的控制的车辆系统，所述车辆系统包括：

至少一个驾驶员接口装置，所述驾驶员接口装置允许车辆驾驶员输入用于特定车辆操纵的驾驶要求信号，其中至少一个驾驶员接口装置包括具有多个按键的接口装置，其中每个按键提供特定的驾驶操纵，其中接口装置上的多个按键布置在箭头型构造中，其中用于前进车辆要求的按键在箭头前方，用于减速车辆要求的按键向着箭头的后方，用于向左车辆要求的按键在箭头左侧，且用于向右车辆要求的按键在箭头右侧；

用于显示要求和车辆系统的操作的显示装置；和

响应于驾驶要求信号的驾驶员指令处理器，所述驾驶员指令处理器向自动驾驶系统提供驾驶信号，使自动驾驶系统响应于驾驶信号自动操作车辆以执行操纵，且所述驾驶员指令处理器向显示装置提供信号以用于显示所选择的车辆操作，

其中，所述至少部分自动的驾驶系统包括自动驾驶协调器，所述自动驾驶协调器包括：

提供预测的交通流量的信号的交通流量评估子系统；

提供道路预测信号的道路评估子系统；

提供关于车辆驾驶员注意程度如何的驾驶员注意力评估子系统；以及

基于多种输入信号向多种车辆装置和控制器提供合适信号的操纵和行为计划子系统，

其中，所述操纵和行为计划子系统从所述交通流量评估子系统接收交通流量预测信号，从所述道路评估子系统接收道路预测信号，从所述驾驶员注意力评估子系统接收驾驶员响应性信号，且从所述驾驶员指令处理器接收可从所述驾驶员接口装置输入的驾驶员的自动驾驶行为请求。

2.根据权利要求1所述的车辆系统，其中多个按键包括：用于继续处于当前车道内要求的一个或多个按键，用于加速要求的按键，用于更靠近地跟随要求的按键，用于向左变更车道要求的按键，用于向左转要求的按键，用于向左并道要求的按键，用于跟随左侧岔道要求的按键，用于减速要求的按键，用于向后更远地跟随要求的按键，用于向右变更车道要求的按键，用于向右转要求的按键，用于向右并道要求的按键，用于跟随右侧岔道要求的按键和用于停车的按键。

3.根据权利要求1所述的车辆系统，其中至少一个驾驶员接口装置包括具有多个按键的接口装置，多个按键包括：用于向左转到下一个行车道要求的按键，用于在左侧上的下一个地点平行泊车要求的按键，用于在左侧上的下一个地点斜放泊车要求的按键，用于向右转到下一个行车道要求的按键，用于在右侧上的下一个地点平行泊车要求的按键，用于在右侧上的下一个地点斜放泊车要求的按键。

4.根据权利要求1所述的车辆系统，其中至少一个驾驶员接口装置包括成形的装置，所述成形的装置通过将成形的装置向左、向右、向前、向后、向上、向下和旋转移动提供了驾驶员要求。

5.根据权利要求4所述的车辆系统，其中成形的装置是玩具小车。

6.根据权利要求1所述的车辆系统，其中至少一个驾驶员接口装置包括操纵杆，所述操纵杆通过将操纵杆向左、向右、向前、向后或旋转移动提供了驾驶员要求。

7.根据权利要求1所述的车辆系统，其中显示装置显示驾驶员可选择的多种驾驶操纵的选项。

8.根据权利要求1所述的车辆系统，其中驾驶员指令处理器接收指示驾驶员要求的车辆制动、车辆转向和车辆节气门控制的信号。

9.一种用于提供车辆驾驶员和至少部分自动的驾驶系统之间的控制的车辆系统，所述车辆系统包括：

至少一个驾驶员接口装置，所述驾驶员接口装置允许驾驶员输入用于驾驶要求信号，所述至少一个驾驶员接口装置包括具有多个按键的接口装置，其中每个按键提供特定的驾驶操纵，且其中多个按键布置为用于前进车辆要求的按键向着接口装置的前方，用于减速车辆要求的按键向着接口装置的后方，用于向左车辆要求的按键向着接口装置的左侧，且用于向右车辆要求的按键向着接口装置的右侧；

用于显示车辆系统的操作和用于驾驶员选择多种驾驶操纵的选项的显示装置；和

响应于驾驶要求信号的驾驶员指令处理器，所述驾驶员指令处理器向自动驾驶系统提供驾驶信号，使自动驾驶系统响应于驾驶信号自动操作车辆，且所述驾驶员指令处理器向显示装置提供信号以用于显示所选择的车辆操作，

其中，所述至少部分自动的驾驶系统包括自动驾驶协调器，所述自动驾驶协调器包括：

提供预测的交通流量的信号的交通流量评估子系统；

提供道路预测信号的道路评估子系统；

提供关于车辆驾驶员注意程度如何的驾驶员注意力评估子系统；以及

基于多种输入信号向多种车辆装置和控制器提供合适信号的操纵和行为计划子系统，

其中，所述操纵和行为计划子系统从所述交通流量评估子系统接收交通流量预测信号，从所述道路评估子系统接收道路预测信号，从所述驾驶员注意力评估子系统接收驾驶员响应性信号，且从所述驾驶员指令处理器接收可从所述驾驶员接口装置输入的驾驶员的自动驾驶行为请求。

10.根据权利要求9所述的车辆系统，其中多个按键包括：用于继续处于当前车道内要求的一个或多个按键，用于加速要求的按键，用于更靠近地跟随要求的按键，用于向左变更车道要求的按键，用于向左转要求的按键，用于向左并道要求的按键，用于跟随左侧岔道要求的按键，用于减速要求的按键，用于向后更远地跟随要求的按键，用于向右变更车道要求的按键，用于向右转要求的按键，用于向右并道要求的按键，用于跟随右侧岔道要求的按键和用于停车的按键。

11.根据权利要求9所述的车辆系统，其中至少一个驾驶员接口装置包括具有多个按键的接口装置，多个按键包括：用于向左转到下一个行车道要求的按键，用于在左侧上的下一个地点平行泊车要求的按键，用于在左侧上的下一个地点斜放泊车要求的按键，用于向右转到下一个行车道要求的按键，用于在右侧上的下一个地点平行泊车要求的按键，用于在右侧上的下一个地点斜放泊车要求的按键。

12.根据权利要求9所述的车辆系统，其中驾驶员指令处理器接收指示驾驶员要求的车辆制动、车辆转向和车辆节气门控制的信号。

13.根据权利要求9所述的车辆系统，其中至少一个驾驶员接口装置包括操纵杆，所述操纵杆通过将操纵杆向左、向右、向前或向后移动提供了驾驶员要求。

14.根据权利要求9所述的车辆系统，其中至少一个驾驶员接口装置包括成形的装置，所述成形的装置通过将成形的装置向左、向右、向前、向后、向上、向下和旋转移动提供了驾驶员要求。