CN106114517A - 允许从自主驾驶模式进行转换的车辆系统、包括该车辆系统的车辆及允许这种转换的方法 - Google Patents

允许从自主驾驶模式进行转换的车辆系统、包括该车辆系统的车辆及允许这种转换的方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种车辆系统(1)、一种车辆(50)及一种方法(100)。该车辆系统(1)被设置成用于允许在公路车辆(50)中从自主驾驶模式(AD)转换到第二驾驶模式，该公路车辆(50)具有自主驾驶性能并且包括车厢(3)、方向盘(5)和至少一个踏板(7)。该车辆系统(1)包括控制装置(9)、设置于方向盘(5)的第一位置(16)处的第一开关(15)、设置于车厢(3)内的第二位置(18)处的第二开关(17)、以及用于确定至少一个踏板(7)是否被压下的第一判断装置(20)。控制装置(9)被构造成当车辆的至少一个踏板(7)在第一开关(15)和第二开关(17)被同时启动的情况下被压下时，允许进行上述转换。

Description

允许从自主驾驶模式进行转换的车辆系统、包括该车辆系统的车辆及允许这种转换的方法
技术领域
本文中的实施例涉及一种用于允许在公路车辆中从自主驾驶模式转换到第二驾驶模式的车辆系统。本文中的实施例还涉及一种公路车辆，该公路车辆包括用于允许在该车辆中从自主驾驶模式转换到第二驾驶模式的车辆系统、以及一种用于允许在公路车辆中从自主驾驶模式转换到第二驾驶模式的方法。
背景技术
现今，车辆可具有不同的驾驶模式，这些不同的驾驶模式具有不同级别的启动装置和用于为车辆驾驶员解除一些或全部操作的系统，否则，他/她会必须执行这些操作以便沿途驾驶该车辆。
车辆驾驶员沿途或沿公路自己驾驶车辆的驾驶模式被称之为手动驾驶模式。在该手动驾驶模式中，车辆驾驶员向车辆提供例如转向、加速及制动输入。
许多车辆都提供若干半自主的功能。例如，装配有自动或自适应巡航控制的车辆可控制主车与前车保持一定距离，以例如避免或减轻后部碰撞。车辆中的车道保持辅助装置可控制主车的横向位置，使得车辆沿车道行驶，作为选择，该辅助装置可在穿过车道时向驾驶员发出警告。当启动这一种或多种系统时，就可对车辆驾驶员解除一些任务，但必须继续保持警惕，并准备好在必要时进行手动制约及接管。这种驾驶模式被称之为半自主驾驶模式。
现今，一些车辆能够自主驾驶，即无需来自车辆驾驶员的转向、加速或制动输入即可行驶。自主车辆的传感器连续监测车辆的周围事物。这些传感器可检测例如车道、周围交通及道路上或其附近的多种障碍物。这些传感器可检测与其它车辆、行人、自行车等相距的距离和方向。可使用不同种类的传感器，例如摄像头、雷达和/或激光雷达。自主车辆还可包括通信设备，使得可向车辆发送道路和/或交通信息。根据从传感器接收到的信息和向车辆发送的信息，该车辆的驱动装置可随后控制驾驶功能，例如转向、加速、制动等。据此，该车辆可在公路网内的至少一些路段自主地驾 驶。车辆自主驾驶的驾驶模式被称之为自主驾驶模式。
自主驾驶功能可为车辆驾驶员提供方便，这是因为他/她可在启用自主驾驶时将注意力集中于次要任务而非集中于驾驶。然而，由于主车功能的限制或由于车辆驾驶员的爱好，他/她可选择手动驾驶而非自主驾驶模式。
在不同驾驶模式之间的转换应该能够起动之前，必须满足一些要求。例如，自主驾驶仅在传感器向驾驶配置提供了足够多的关于主车环境的信息时才能启用。在从自主驾驶模式转换到手动或半自主驾驶模式的过程中，可能必须满足一些其它要求。所希望的是，车辆驾驶员清楚何时进行转换，使得他/她知道在某一时刻使用哪种驾驶模式。同样希望的是，不同驾驶模式之间的转换以平滑且安全的方式进行。由此，与不同驾驶模式之间的转换相关的改进是合乎要求的。
发明内容
本文中的实施例意在提供一种车辆系统，其用于允许在公路车辆中以安全且有效的方式从自主驾驶模式转换到第二驾驶模式。
根据一种实施例，提供了一种车辆系统，该车辆系统用于允许在公路车辆中从自主驾驶模式转换到第二驾驶模式，该公路车辆具有自主驾驶性能并且包括车厢、方向盘和至少一个踏板，其中，该车辆系统包括：控制装置；设置于方向盘的第一位置处的第一开关；设置于车厢内的第二位置处的第二开关，第二位置与第一位置分离开；以及用于判定至少一个踏板是否被压下的第一判断装置。控制装置被构造成当判定车辆的至少一个踏板在第一开关和第二开关被同时启动的情况下被压下时，允许进行上述转换。
由于控制装置被构造成当判定车辆的至少一个踏板在第一开关和第二开关被同时启动的情况下被压下时允许进行上述转换，因此，消除或至少显著降低了自主驾驶模式被无意中失效的风险。
此外，由于第一开关被设置于方向盘处，并且仅在判定车辆驾驶员将脚放在踏板上时才允许进行上述转换，因此确保了车辆驾驶员被定位在他/她可安全地接管控制并对驾驶负责的位置中。由此，在转换可发生之前，他/她必须将至少一只手放在方向盘上并且将一只脚放在踏板上。此外，他/她同样需要在允许进行上述转换之前启动第二开关。据此，确保车辆驾驶员完全意识到自主驾驶模式失效并且启用第二驾驶模式。
由此，特此提供了一种用于允许从自主驾驶模式转换到第二驾驶模式的车辆系统，该车辆系统既使驾驶责任清晰又避免了从自主驾驶模式进行 无意识的转换。由此，提高了安全性和舒适性。
根据一些实施例，控制装置包括开关启动判断单元，并被构造成当判定第一开关和第二开关被同时启动持续时间的至少阈值量时允许进行上述转换。由于在从自主驾驶模式的转换可发生之前，车辆驾驶员需要同时启动第一开关和第二开关持续时间的至少阈值量并且压下至少一个踏板，因此更进一步确保他/她意识到自主驾驶模式的失效。由此，进一步提高了安全性。该至少一个踏板可在启动第一开关和第二开关之后的任意时刻被压下。由此，车辆驾驶员可同时启动第一开关和第二开关持续时间的至少阈值量并且随后压下至少一个踏板。车辆驾驶员还可以在同时启动第一开关和第二开关的时刻压下至少一个踏板，直到这些开关中的一个或两个失效以允许从自主驾驶模式进行转换为止。
由于失灵或小电气故障将不会被解释为车辆驾驶员试图起动驾驶模式之间的转换，因此与时间的阈值量一样，系统的稳定性同样得到提高。
根据一些实施例，第二驾驶模式为半自主驾驶模式。由此，车辆驾驶员可以下列方式起动从自主驾驶模式至半自主驾驶模式的转换，该方式为他/她非常清楚他/她现在对于至少一些驾驶任务负责并且车辆不再自主地驾驶。这提供了在不同驾驶模式之间的更为安全的转换。
根据一些实施例，第二驾驶模式为手动驾驶模式。
由于第二驾驶模式为手动驾驶模式，因此消除了车辆驾驶员在没有完全意识到他/她对驾驶操作负有责任的情况下使自主驾驶模式失效的风险。在该实施例中，避免了车辆驾驶员从自主驾驶转换至半自主驾驶并且避免他/她对他/她仍然必须执行哪一项驾驶任务存在困惑。这进一步确保，在一些半自主功能最终失效的情况下，他/她并不会惊讶于他/她的责任。
根据一些实施例，第一开关设置于方向盘圆周的第一半部处，并且第二开关设置于方向盘圆周的第二半部处。由此，确保了驾驶员将他/她的双手放在适于驾驶车辆的位置中。第一开关和第二开关可被设置成使得车辆驾驶员必须将他/她的手放在“时钟上两点差十分”的位置或类似位置中。
根据一些实施例，第一开关和第二开关设置于方向盘的背向转向柱的第一侧面。据此，车辆驾驶员可看见开关并且利用他的手指容易地启动这些开关。
根据一些实施例，第一开关和第二开关设置于方向盘的面向转向柱的第二侧面。据此，车辆驾驶员通过用双手抓握住方向盘容易且直觉地启动这些开关。
根据一些实施例，第一开关为设置于方向盘处的手柄式开关，并且根 据一些实施例，第一开关和第二开关均为设置于方向盘处的手柄式开关。利用一个或两个专用的手柄式开关，车辆驾驶员可在不同的驾驶模式之间以安全、可靠及故意的方式进行转换。
本文中的实施例还意在以安全且有效的方式提供一种包括车辆系统的车辆。根据一些实施例，提供了一种包括根据本文中公开的实施例的车辆系统的车辆。
本文中的实施例还意在提供一种用于以安全且有效的方式允许从自主驾驶模式转换到第二驾驶模式的方法。
根据一些实施例，提供了一种用于允许在公路车辆中从自主驾驶模式转换到第二驾驶模式的方法，该公路车辆具有自主驾驶性能并且包括车厢、方向盘和至少一个踏板，其中，该方法包括：当由第一判断装置判定车辆的至少一个踏板在第一开关和第二开关被同时启动的情况下被压下时，通过控制装置进行上述转换。
由于该方法包括当判定车辆的至少一个踏板在第一开关和第二开关被同时启动的情况下被压下时允许进行上述转换，因此消除了或者至少显著地降低了自主驾驶模式被无意识地失效的风险。
附图说明
本文中的实施例的多个方面(包括其具体特征和优点)将通过下列详细说明和附图而更容易得到理解，在附图中：
图1示出了根据一些实施例的用于从自主驾驶模式转换到第二驾驶模式的车辆及系统。
图2示出了根据一些实施例的不同的车辆驾驶模式。
图3示出了根据一些实施例的车辆系统。
图4示出了根据一些实施例的用于允许从自主驾驶模式转换到第二驾驶模式的方法。
图5示出了根据一些实施例的驾驶模式之间的转换。
图6示出了驾驶模式之间无转换发生的情形。
具体实施方式
现在将参照示出了一些实施例的附图更为全面地描述本文中的实施例。但是，本申请不应被解释成被限制于本文中所阐述的实施例。如所属领域技术人员所容易明白的那样，示例性实施例所公开的特征可被组合在一起。相同的附图标记遍及全文指代相同的元件。
出于简洁和/或清楚的原因，将无需描述众所周知的功能或结构。
图1示出了车辆50。车辆50包括用于允许从自主驾驶模式转换到第二驾驶模式的车辆系统1。第二驾驶模式可以是半自主驾驶模式或手动驾驶模式。
图2中示出了不同的驾驶模式。当驱动或被驱动时，主车50将处于从多种驾驶模式选出的特定驾驶模式中。如上所述，这种驾驶模式可以是自主驾驶模式AD、半自主驾驶模式SD或手动驾驶模式MD。当第一驾驶模式失效时，将启用另一驾驶模式。这被称之为从第一驾驶模式到其它驾驶模式的转换。同样，当启用第一驾驶模式时，将使其它驾驶模式无效。这被称之为从其它驾驶模式到第一驾驶模式的转换。
车辆驾驶员可例如在他/她想要使手动驾驶无效并启用半自主驾驶模式或者反之亦然时，可起动驾驶模式转换。在他/她想要使手动驾驶无效并启用自主驾驶模式或者反之亦然时，他/她同样可起动驾驶模式转换。另外，在他/她想要使半自主驾驶无效并启用自主驾驶模式或者反之亦然时，他/她可起动驾驶模式转换。
图3中所示的车辆50包括车厢3、方向盘5和至少一个踏板7。
车辆系统1包括控制装置9，该控制装置被构造成控制车辆驾驶员应该能够启用或允许他启用及失效不同驾驶模式中的哪一个。控制装置9被设置成用来控制使车辆驾驶员必须执行哪一个动作，以便起动这种转换以及在可能的情况下同样控制允许进行对车辆驾驶员而言是有用的转换中的哪一种转换。
控制装置9可包括主车50的处理单元12和/或驱动装置13或被连接至主车50的处理单元12和/或驱动装置13。在一些实施例中，使用一个或多个处理单元12来在若干个不同的车辆系统中进行处理。一些处理单元12可致力于特定的处理任务。在一些实施例中，主车50和/或控制装置9可包括大量的处理单元12。主车50可被控制以被驱动装置13以半自主或全自主的方式驱动。
在自主驾驶模式AD中，驱动装置13允许主车50被沿途或道路自主地驱动。驱动装置13通常包括电力/机械控制系统，其被设置成至少部分地基于从车辆传感器接收到的信息来控制主车50的转向和速度。传感器可以例如是一个或多个摄像头传感器、一个或多个雷达传感器和/或一个或多个激光雷达传感器。摄像头传感器可以例如是前置数码摄像头、侧置数码摄像头或后置数码摄像头，其装配有或连接至一个或多个具有物体识别逻辑的处理器。据此，周围物体(例如车道、其它车辆、交通信号、行人、 动物、不同的障碍物等)可被检测到，并且在一些情况下，被识别/分类。雷达传感器包括发射器和接收器，其中，发射器发射从主车周围的物体上反弹回来的信号，接收器接收返回的信号。雷达传感器可包括例如超宽带雷达、窄带雷达和/或多节点雷达。激光雷达传感器可通过以激光照射物体并分析反射光来测量与物体相距的距离。用于监测车辆周围的其它类型的传感器可以是例如超声波传感器和/或红外传感器。主车50还可包括通信设备，使得主车50能够发送和接收多种类型的信息。
驱动装置13连接至车辆转向系统，使得该驱动装置13可直接或间接地控制主车50的车轮中的至少一些车轮的方向。据此，例如可调整主车50的偏航率，使得可根据来自驱动装置13的输入来调整主车50的行驶方向。驱动装置13还连接至主车发动机和主车制动系统，使得驱动装置13可直接或间接地控制主车50的加速和/或减速。驱动装置13可以例如通过增加发动机速度来提高主车速度，以及通过马达制动或启动一个或多个轮式制动器来降低主车速度。驱动装置13可以例如连接至ABS(防抱死制动系统)，使得可选择性地启动一个或多个轮式制动器。
在一些实施例中，主车50包括导航系统，用户可向该导航系统输入主车的优先路线。导航系统可包括可确定主车位置和行驶方向的定位系统。定位系统可例如经由基于卫星的全球定位系统或经由地图匹配和罗盘来确定主车位置和行驶方向。
在一些实施例中，驱动装置13包括或连接至多个车辆子系统。每一个这种子系统均可提供一些自动或半自主驾驶功能，但是不能在没有来自驾驶者的输入的情况下自主地控制主车50从第一目的地至第二目的地。在自主驾驶模式失效并且启动了一个或多个半自主系统时，主车处于半自主驾驶模式SD中。这种子系统的示例为：自适应巡航控制系统、车道偏离控制系统、防碰撞系统、交通信号识别系统、一些通信系统、一些导航系统、超声波传感器系统、红外照相系统、惯性测量系统、智能运输系统、安全公路列车系统、自动停车系统等。
总之，在AD模式中，主车50和驱动装置13被负责控制车辆50。在SD模式中，车辆驾驶员被解除了一些任务，但是他/她对车辆控制负责。当主车50处于手动驾驶模式MD中时，车辆驾驶员他/她自己对车辆50的几乎所有与驾驶有关的方面负责。
如图3中所示，车辆系统1包括设置于方向盘5的第一位置16处的第一开关15和设置于车厢3内的第二位置18处的第二开关17。第二位置18与第一位置16分离开。
第一开关15和/或第二开关17可被设置成例如任何种类的按钮或机械开关。车辆驾驶员必须主动启动和/或按下第一开关15和/或第二开关17，以便启用与第一开关15和/或第二开关17相关联的任何功能。在一些实施例中，第一开关15和/或第二开关17可被设置成灵敏按钮、滑动触摸按钮或显示图标。
车辆系统1还包括用于确定至少一个踏板7是否被压下的第一判断装置20。该第一判断装置20可包括例如用于判断的任意种类的传感器或开关。例如，压力传感器或机电开关可被用于该判断。
控制装置9被构造成，仅在判定车辆50的至少一个踏板7在第一开关和第二开关均已处于启动状态，即被车辆驾驶员按下、拉出等的情况下被压下时才允许从自主驾驶模式AD转换到第二驾驶模式。第二驾驶模式可以是半自主驾驶模式SD或手动驾驶模式MD。
在图3的实施例中，第一开关15被设置于方向盘圆周的第一半部5a处，并且第二开关17被设置于方向盘圆周的第二半部5b处。在图3的实施例中，第一开关15和第二开关17被设置于方向盘5的背向转向柱的第一侧面22处。在其它实施例中，第一开关15和第二开关17被设置于方向盘5的面向转向柱的第二侧面处，并且由此背向就座的车辆驾驶员。如图3中所示，作为选择，第二开关17可被设置于第二位置18，该第二位置18被设置于例如主车的仪表盘或中控台。
如图3中所示，第一开关15和/或第二开关17还可被设置成设置于方向盘5处的手柄式开关15a、17a。车辆驾驶员可随后通过沿任意方向拉动或推动这些手柄式开关来启动它们。在一些实施例中，车辆系统1还包括开关启动判断单元14，其被设置成判断车辆驾驶员启动一个或多个开关所用的时间。该开关启动判断单元14可连接至开关、控制装置9和/或处理单元12。
图4示出了用于允许在具有自主驾驶性能的公路车辆中从自主驾驶模式AD转换到第二驾驶模式的方法100，并且其中，该车辆包括车厢、方向盘和至少一个踏板。
该方法100包括：当由第一判断装置判定车辆的至少一个踏板在第一开关和第二开关被同时启动的情况下被压下时，通过控制装置允许进行101转换。
图5示出了主车处于自主驾驶模式AD且车辆驾驶员意欲改为手动驾驶的场景，即，发起从自主驾驶模式AD至手动驾驶模式MD的转换。为此，他/她需要同时启动第一开关15和第二开关17并压下踏板7。被启动 的开关或被启动/压下的踏板在图5和图6的活动时间表中以框来表示。在图5的实施例中，第一开关15和第二开关17必须被同时启动持续至少时间t的阈值量T。从第一开关15和第二开关17均被启动的时刻起的时间流逝被以x命名。由此，仅在x≥T并且车辆驾驶员已经压下踏板7时，才允许进行从自主驾驶模式AD至手动驾驶模式MD的转换。
如所示，车辆驾驶员可略先于一个开关之前启动另一个开关，但是它们必须被同时启动持续至少时间t的阈值量T，并且至少一个踏板必须被压下，以便从自主驾驶模式AD转换到手动驾驶模式MD。据此，确保车辆驾驶员察觉到该转换。
在一些实施例中，阈值时间T为约0.5秒。在一些实施例中，阈值时间T为约1秒。在一些实施例中，阈值时间T超过1秒，例如为1.5秒、2秒、2.5秒或3秒。该车辆系统可被设置成使用任何适当的阈值时间T。
图6示出了主车处于自主驾驶模式AD中的场景。车辆驾驶员启动第一开关15、第二开关17并且压下踏板7，但是如所示，他/她在x＝T之前过早地停止第一开关15的启动。因此，第一开关15和第二开关17并未被同时启动足够长的时间，即x＜T。因此，不允许进行自主驾驶模式AD至半自主驾驶模式SD或至手动驾驶模式MD的转换。
在图5和图6中，以AD箭头表示自主地驾驶主车的时间，并以MD箭头表示手动地驾驶主车的时间。

Claims (11)

1.一种用于允许在公路车辆(50)中从自主驾驶模式(AD)转换到第二驾驶模式的车辆系统(1)，所述公路车辆具有自主驾驶性能并且包括车厢(3)、方向盘(5)和至少一个踏板(7)，其特征在于所述车辆系统(1)包括：
-控制装置(9)，
-第一开关(15)，所述第一开关(15)设置于所述方向盘(5)的第一位置(16)处，
-第二开关(17)，所述第二开关(17)设置于所述车厢(3)内的第二位置(18)处，所述第二位置(18)与所述第一位置(16)分离开，以及
-第一判断装置(20)，所述第一判断装置(20)用于判定所述至少一个踏板(7)是否被压下，
并且其中，所述控制装置(9)被构造成当判定所述车辆的所述至少一个踏板(7)在所述第一开关(15)和所述第二开关(17)被同时启动的情况下被压下时，允许进行所述转换。
2.根据权利要求1所述的车辆系统(1)，其中，所述控制装置(9)包括开关启动判断单元(14)，所述开关启动判断单元被构造成当判定所述第一开关(15)和所述第二开关(17)被同时启动持续至少时间(t)的阈值量(T)时允许进行所述转换。
3.根据权利要求1或2所述的车辆系统(1)，其中，所述第二驾驶模式为半自主驾驶模式(SD)。
4.根据权利要求1或2所述的车辆系统(1)，其中，所述第二驾驶模式为手动驾驶模式(MD)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的车辆系统(1)，其中，所述第一开关(15)设置于方向盘圆周的第一半部(5a)，并且所述第二开关(17)设置于所述方向盘圆周的第二半部(5b)。
6.根据权利要求5所述的车辆系统(1)，其中，所述第一开关(15)和所述第二开关(17)设置于所述方向盘(5)的背向转向柱的第一侧面(22)。
7.根据权利要求5所述的车辆系统(1)，其中，所述第一开关(15)和所述第二开关(17)设置于所述方向盘(5)的面向转向柱的第二侧面。
8.根据权利要求1所述的车辆系统(1)，其中，所述第一开关(15)为设置于所述方向盘(5)处的手柄式开关(15a)。
9.根据权利要求1所述的车辆系统(1)，其中，所述第一开关(15)和所述第二开关(17)为设置于所述方向盘(5)处的手柄式开关(15a、17a)。
10.一种车辆(50)，其特征在于，它包括根据权利要求1-9中的任一项所述的车辆系统(1)。
11.一种用于允许在公路车辆(50)中从自主驾驶模式(AD)转换到第二驾驶模式的方法(100)，所述公路车辆(50)具有自主驾驶性能并且包括车厢(3)、方向盘(5)和至少一个踏板(7)，其特征在于，所述方法(100)包括：
-当由第一判断装置(20)判定所述车辆的所述至少一个踏板(7)在第一开关(15)和第二开关(17)被同时启动的情况下被压下时，通过控制装置允许进行(101)所述转换。
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