CN108099918B - 用于确定自主车辆的命令延迟的方法 - Google Patents

Abstract

在一个实施方式中，收集自主车辆的驾驶统计数据。驾驶统计数据包括在由一个或多个命令周期表示的不同时间点的驾驶命令、速度以及响应于驾驶命令的速度变化。确定自主车辆的命令延迟候选项，命令延迟候选项中的每个由一个或多个命令周期表示。针对命令延迟候选项中的每个，计算驾驶命令的导致自主车辆服从与命令延迟候选相关联的驾驶命令的响应的百分比。选择具有最高服从性百分比的命令延迟候选项中的一个，作为自主车辆的命令延迟。命令延迟用来规划并控制自主车辆的后续操作。

Description

用于确定自主车辆的命令延迟的方法

技术领域

本发明的实施方式总体涉及操作自主车辆。更具体地，本发明的实施方式涉及确定自主车辆的命令延迟。

背景技术

以自主模式运行(例如，无人驾驶)的车辆可以将乘员、尤其是驾驶员从一些驾驶相关的职责中解放出来。当以自主模式运行时，车辆可以使用车载传感器导航到各种位置，从而允许车辆在最少人机交互的情况下或在一些没有任何乘客的情况下行驶。

运动规划和控制是自主驾驶的关键操作。然而，传统的运动规划操作主要从路径的曲率和速度来估算完成给定路径的难度，而没有考虑不同类型车辆的特征差异。将相同的运动规划和控制应用于所有类型的车辆，而这在一些情况下可能并不准确平稳。

此外，速度控制也是自主驾驶的关键步骤。然而，自主驾驶车辆(ADV)因车辆而异。难以确定发出命令的时间与来自ADV的响应的时间之间的速度控制命令延迟。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于确定操作自主车辆的驾驶命令的命令延迟的计算机实施方法。所述方法包括确定自主车辆的多个命令延迟候选项，所述命令延迟候选项中的每个均由一个或多个命令周期表示；针对所述命令延迟候选项中的每个，基于在不同时间点捕获的、与所述自主车辆相关联的驾驶统计数据来计算驾驶命令的、导致所述自主车辆服从所述驾驶命令的响应的百分比；以及选择具有最高服从性百分比的、所述命令延迟候选项中的一个，作为所述自主车辆的所述命令延迟，其中所述命令延迟用于规划并控制所述自主车辆的后续操作。

根据本发明的另一方面，提供了一种其中存储有指令的非暂时性机器可读介质，所述指令在由处理器执行时致使所述处理器执行操作。所述操作包括确定自主车辆的多个命令延迟候选项，所述命令延迟候选项中的每个均由一个或多个命令周期表示；针对所述命令延迟候选项中的每个，基于在不同时间点捕获的、与所述自主车辆相关联的驾驶统计数据来计算驾驶命令的、导致所述自主车辆服从所述驾驶命令的响应的百分比；以及选择具有最高服从性百分比的、所述命令延迟候选项中的一个，作为所述自主车辆的所述命令延迟，其中所述命令延迟用于规划并控制所述自主车辆的后续操作。

根据本发明的又一方面，提供了一种数据处理系统，其包括处理器以及存储器，所述存储器联接到所述处理器，以存储指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器执行操作。所述操作包括确定自主车辆的多个命令延迟候选项，所述命令延迟候选项中的每个均由一个或多个命令周期表示，针对所述命令延迟候选项中的每个，基于在不同时间点捕获的、与所述自主车辆相关联的驾驶统计数据来计算驾驶命令的、导致所述自主车辆服从所述驾驶命令的响应的百分比，以及选择具有最高服从性百分比的、所述命令延迟候选项中的一个，作为所述自主车辆的所述命令延迟，其中所述命令延迟用于规划并控制所述自主车辆的后续操作。

附图说明

本发明的实施方式在附图的各图中以举例而非限制的方式示出，在附图中，相同参考数字指示类似元件。

图1是示出根据本发明的一个实施方式的网络化系统的框图。

图2是示出根据本发明的一个实施方式的自主车辆的示例的框图。

图3是示出根据本发明的一个实施方式的与自主车辆一起使用的感知与规划系统的示例的框图。

图4是示出根据本发明的一个实施方式的用于确定自主车辆的命令延迟的数据处理系统的框图。

图5是示出根据本发明的一个实施方式的驾驶统计数据的一部分的图表。

图6是示出根据本发明的一个实施方式的命令延迟预测模型的框图。

图7是示出根据本发明的一个实施方式的确定用于操作自主车辆的命令的延迟的过程的流程图。

图8是示出根据本发明的另一实施方式的确定用于操作自主车辆的命令的延迟的过程的流程图。

图9是示出根据一个实施方式的数据处理系统的框图。

具体实施方式

以下将参考下文所讨论的细节来描述本发明的各种实施方式和方面，附图将示出所述各种实施方式。下列描述和附图是对本发明的说明，而不应当解释为限制本发明。描述了许多具体细节以提供对本发明的各种实施方式的全面理解。然而，在某些情况下，并未描述众所周知的或常规的细节以提供对本发明的实施方式的简洁讨论。

本说明书中提及的“一个实施方式”或“实施方式”意味着结合该实施方式所描述的具体特征、结构或特性可以包括在本发明的至少一个实施方式中。短语“在一个实施方式中”在本说明书中各个地方的出现不必全部指代同一实施方式。

根据一些实施方式，在一段时间内收集特定类型或类别的各种自主车辆(也被称为自主驾驶车辆或ADV)的驾驶统计数据，其中在对ADV进行自主驾驶或由人类驾驶员对其进行手动驾驶时，可以由每个ADV的处理逻辑捕获并记录驾驶统计数据。驾驶统计数据可以包括关于驾驶命令(例如，油门、制动或转向命令)的信息、发出此类驾驶命令的时间、不同时间点的车辆行为(例如，响应于驾驶命令)，和/或从不同时间点的车辆行为导出的车辆的响应。

确定或限定用于ADV的预定命令延迟候选项的列表。每个命令延迟候选项由一个或多个命令周期表示。例如，如果每0.1秒发出驾驶命令，那么命令周期是0.1秒。因此，命令候选项可以由一个或多个0.1秒表示。针对命令延迟候选项中的每个，计算驾驶命令(例如，油门、制动或转向命令)的百分比，该驾驶命令的百分比导致ADV的响应符合与讨论中的命令延迟候选项相关联的驾驶命令。在已经针对所有命令延迟候选项确定了符合驾驶命令的响应的所有百分比之后，选择具有最高百分比的命令延迟候选项，作为特定类型的ADV的命令延迟。之后，命令延迟可以用来生成用于控制并驾驶相同或类似类型的ADV的规划和控制数据。

图1是示出根据本发明的一个实施方式的自主车辆网络配置的框图。参考图1，网络配置100包括可通过网络102通信地联接到一个或多个服务器103至104的自主车辆101。尽管示出一个自主车辆，但多个自主车辆可以通过网络102联接到彼此和/或联接到服务器103至104。网络102可以是任何类型的网络，例如，有线或无线的局域网(LAN)、诸如互联网、蜂窝网络、卫星网络的广域网(WAN)或其组合。服务器103至104可以是任何类型的服务器或服务器群集，诸如，万维网或云服务器、应用服务器、后端服务器或其组合。服务器103至104可以是数据分析服务器、内容服务器、交通信息服务器、地图和兴趣点(MPOI)服务器或者位置服务器等。

自主车辆是指可以被配置成处于自主模式下的车辆，在所述自主模式下车辆在极少或没有来自驾驶员的输入的情况下导航通过环境。这种自主车辆可以包括传感器系统，所述传感器系统具有被配置成检测与车辆运行环境有关的信息的一个或多个传感器。所述车辆和其相关联的控制器使用所检测的信息来导航通过所述环境。自主车辆101可以在手动模式下、在全自主模式下或者在部分自主模式下运行。

在一个实施方式中，自主车辆101包括但不限于感知与规划系统110、车辆控制系统111、无线通信系统112、用户接口系统113、信息娱乐系统114和传感器系统115。自主车辆101还可以包括普通车辆中包括的某些常用部件，诸如，发动机、车轮、方向盘、变速器等，这些部件可以由车辆控制系统111和/或感知与规划系统110使用多种通信信号和/或命令进行控制，例如，加速度信号或命令、减速度信号或命令、转向信号或命令、制动信号或命令等。

部件110至115可以经由互连件、总线、网络或其组合通信地联接到彼此。例如，部件110至115可以经由控域网(CAN)总线通信地联接到彼此。CAN总线是被设计成允许微控制器和装置在没有主机的应用中与彼此通信的车辆总线标准。它是基于消息的协议，最初是为汽车内的多路电线设计的，但也用于许多其他环境。

现在参照图2，在一个实施方式中，传感器系统115包括但不限于一个或多个摄像机211、全球定位系统(GPS)单元212、惯性测量单元(IMU)213、雷达单元214以及光探测和测距(LIDAR)单元215。GPS系统212可以包括收发器，所述收发器可操作来提供关于自主车辆的位置的信息。IMU单元213可以基于惯性加速度来感测自主车辆的位置和定向变化。雷达单元214可以表示利用无线电信号来感测自主车辆的本地环境内的对象的系统。在一些实施方式中，除感测对象之外，雷达单元214另外可以感测对象的速度和/或前进方向。LIDAR单元215可以使用激光器来感测自主车辆所处环境中的对象。除其他系统部件之外，LIDAR单元215还可以包括一个或多个激光源、激光扫描器以及一个或多个检测器。摄像机211可以包括用来捕获自主车辆周围环境的图像的一个或多个装置。摄像机211可以是静物摄像机和/或视频摄像机。摄像机可以是可机械地移动的，例如，通过将摄像机安装在旋转和/或倾斜平台上。

传感器系统115还可以包括其他传感器，诸如，声纳传感器、红外传感器、转向传感器、油门传感器、制动传感器以及音频传感器(例如，麦克风)。音频传感器可以被配置成从自主车辆周围的环境中捕获声音。转向传感器可以被配置成感测方向盘、车辆的车轮或其组合的转向角度。油门传感器和制动传感器分别感测车辆的油门位置和制动位置。在一些情形下，油门传感器和制动传感器可以整合为集成式油门/制动传感器。

在一个实施方式中，车辆控制系统111包括但不限于转向单元201、油门单元202(也被称为加速单元)和制动单元203。转向单元201用来调整车辆的方向或前进方向。油门单元202用来控制电机或发动机的速度，转而控制车辆的速度和加速度。制动单元203用来通过提供摩擦使车辆的车轮或轮胎慢下来而使车辆减速。应注意，如图2所示的部件可以在硬件、软件或其组合中实施。

回到图1，无线通信系统112允许自主车辆101与诸如装置、传感器、其他车辆等外部系统之间的通信。例如，无线通信系统112可以直接与一个或多个装置无线通信，或者经由通信网络进行无线通信，诸如，经由网络102与服务器103至104通信。无线通信系统112可以使用任何蜂窝通信网络或无线局域网(WLAN)，例如，使用WiFi，以与另一部件或系统通信。无线通信系统112可以例如使用红外链路、蓝牙等与装置(例如，乘客的移动装置、显示装置、车辆101内的扬声器)直接通信。用户接口系统113可以是在车辆101内实施的外围装置的部分，包括例如键盘、触摸屏显示装置、麦克风和扬声器等。

自主车辆101的功能中的一些或全部可以由感知与规划系统110控制或管理，尤其当在自主驾驶模式下操作时。感知与规划系统110包括必要的硬件(例如，处理器、存储器、存储设备)和软件(例如，操作系统、规划和路线程序)，以从传感器系统115、控制系统111、无线通信系统112和/或用户接口系统113接收信息，处理所接收的信息，规划从起始点到目的地点的路线或路径，随后基于规划和控制信息来驾驶车辆101。替代地，感知与规划系统110可以与车辆控制系统111集成在一起。

例如，作为乘客的用户可以例如经由用户界面来指定行程的起始位置和目的地。感知与规划系统110获得行程相关数据。例如，感知与规划系统110可以从MPOI服务器中获得位置和路线信息，所述MPOI服务器可以是服务器103至104的一部分。位置服务器提供位置服务，并且MPOI服务器提供地图服务和某些位置的POI。或者，此类位置和MPOI信息可以本地高速缓存在感知与规划系统110的永久性存储装置中。

当自主车辆101沿着路线移动时，感知与规划系统110也可以从交通信息系统或服务器(TIS)获得实时交通信息。应注意，服务器103至104可以由第三方实体进行操作。替代地，服务器103至104的功能可以与感知与规划系统110集成在一起。基于实时交通信息、MPOI信息和位置信息以及由传感器系统115检测或感测的实施本地环境数据(例如，障碍物、对象、附近车辆)，感知与规划系统110可以规划最佳路线并且根据所规划的路线例如经由控制系统111来驾驶车辆101，以安全有效地到达指定目的地。

图3是示出根据本发明的一个实施方式的与自主车辆一起使用的感知与规划系统的示例的框图。系统300可以被实施为图1的自主车辆101的一部分，包括但不限于感知与规划系统110、控制系统111和传感器系统115。参考图3，感知与规划系统110包括，但不限于，本地化模块301、感知模块302、决策模块303、规划模块304以及控制模块305。

模块301至307中的一些或全部可以在软件、硬件或其组合中实施。例如，这些模块可以安装在永久性存储装置352中、加载到存储器351中并且由一个或多个处理器(未示出)执行。应注意，这些模块中的一些或全部可以通信地联接到图2的车辆控制系统111的一些或全部模块或者与它们集成在一起。模块301至307中的一些可以一起集成为集成模块。

本地化模块301(也被称为地图与路线模块)管理与用户的行程或路线相关的任何数据。用户可以例如经由用户界面登录并且指定行程的起始位置和目的地。本地化模块301与自主车辆300的其他部件通信，诸如，地图和路线信息311，以获得行程相关数据。例如，本地化模块301可以从位置服务器和地图与POI(MPOI)服务器获得位置和路线信息。位置服务器提供位置服务，并且MPOI服务器提供地图服务和某些位置的POI，从而可以高速缓存为地图和路线信息311的一部分。当自主车辆300沿着路线移动时，本地化模块301也可以从交通信息系统或服务器获得实时交通信息。

基于由传感器系统115提供的传感器数据和由本地化模块301获得的本地化信息，感知模块302确定周围环境的感知。感知信息可以表示普通驾驶员在驾驶员正驾驶的车辆周围将感知到的东西。感知可以包括车道配置(例如，直线车道或弯曲车道)、交通灯信号、另一车辆的相对位置、行人、建筑物、人行横道，或其他交通相关标志(例如，停止标志、让路标志)等，例如，采用对象的形式。

感知模块302可以包括计算机视觉系统或计算机视觉系统的功能，以处理并分析由一个或多个摄像机捕获的图像，以便识别自主车辆的环境中的对象和/或特征。所述对象可以包括交通信号、道路边界、其他车辆、行人和/或障碍物等。计算机视觉系统可以使用对象识别算法、视频跟踪以及其他计算机视觉技术。在一些实施方式中，计算机视觉系统可以绘制环境地图、跟踪对象以及估计对象的速度等。感知模块302也可以基于由诸如雷达和/或LIDAR的其他传感器提供的其他传感器数据来检测对象。

针对对象中的每个，决策模块303作出关于如何处理对象的决定。例如，针对特定对象(例如，交叉路线中的另一车辆)以及描述对象的元数据(例如，速度、方向、转弯角度)，决策模块303决定如何遇到所述对象(例如，超车、让路、停止、经过)。决策模块303可以根据诸如交通规则或驾驶规则312的一套规则来作出此类决定，所述规则可以存储在永久性存储装置352中。

基于针对所感知到的对象中的每个的决定，规划模块304为自主车辆规划路径或路线，以及驾驶参数(例如，距离、速度和/或转弯角度)。换言之，针对给定的对象，决策模块303决定如何处理该对象，而规划模块304确定如何去做。例如，针对给定的对象，决策模块303可以决定经过所述对象，而规划模块304可以确定在所述对象的左侧还是右侧经过。规划和控制数据由规划模块304生成，包括描述车辆300在下一移动循环(例如，下一路线/路径段)中将如何移动的信息。例如，规划和控制数据可以指示车辆300以30英里每小时(mph)的速度移动10米，随后以25mph的速度变到右侧车道。

基于规划和控制数据，控制模块305根据由规划和控制数据限定的路线或路径通过将适当的命令或信号发送到车辆控制系统111来控制并驾驶自主车辆。所述规划和控制数据包括足够的信息，以沿着路径或路线在不同的时间点使用适当的车辆设置或驾驶参数(例如，油门、制动和转弯命令)将车辆从路线或路径的第一点驾驶到第二点。

应注意，决策模块303和规划模块304可以集成为集成模块。决策模块303/规划模块304可以包括导航系统或导航系统的功能，以确定自主车辆的驾驶路径。例如，导航系统可以确定一系列速度和定向前进方向以实现自主车辆沿着以下路径的移动：所述路径在使自主车辆沿着通往最终目的地的基于道路的路径前进的同时，基本上避开感知到的障碍物。目的地可以根据经由用户接口系统113进行的用户输入来设定。导航系统可以在自主车辆正在运行的同时动态地更新驾驶路径。导航系统可以将来自GPS系统和一个或多个地图的数据合并，以便确定用于自主车辆的驾驶路径。

决策模块303/规划模块304还可以包括防撞系统或防撞系统的功能，以识别、评估并且避开或以其他方式绕过自主车辆环境中的潜在障碍物。例如，防撞系统可以通过以下方式实现自主车辆的导航中的变化：操作控制系统111中的一个或多个子系统来采取转向操纵、转弯操纵、制动操纵等。防撞系统可以基于周围的交通模式、道路状况等自动确定可行的避障操纵。防撞系统可以被配置成使得当其他传感器系统检测到位于自主车辆将转向进入的邻近区域中的车辆、建筑障碍物等时不采取转向操纵。防撞系统可以自动选择既可用又使得自主车辆乘员的安全性最大化的操纵。防撞系统可以选择预测的避开操纵以致使自主车辆的乘客舱中出现最小量的加速度。

图4是示出根据本发明的一个实施方式的用于确定自主车辆的命令延迟的数据处理系统的框图。系统400可以实施为专用数据分析系统，诸如图1的数据分析系统或服务器103。参考图4，系统400包括，但不限于，机器学习引擎411、数据收集器412以及命令延迟确定模块或计算器413，它们可以从永久性存储装置402加载到存储器401中并且由一个或多个处理器403执行。

在一个实施方式中，数据收集器412从相同类型或类似类型的许多车辆收集驾驶统计数据431，其中驾驶统计数据由车辆的多种传感器或记录系统捕获并记录。此类车辆可以是自主驾驶车辆和/或由人类驾驶员驾驶的常规车辆。驾驶统计数据431可以包括识别在某些时间点或命令周期发出的某些驾驶命令(例如，油门、制动、转向命令)的信息、在不同时间点捕获的车辆速度或方向等。基于驾驶统计数据431，机器学习引擎411响应于驾驶命令来分析统计数据以学习车辆行为。

在一个实施方式中，机器学习引擎411生成命令延迟预测模型或命令延迟确定算法432。命令延迟预测模型或算法432可以由命令延迟确定模块413使用以预测或确定特定类型的自主车辆的命令延迟。命令延迟是指发出驾驶命令(例如，油门、制动、转向命令)的时间与车辆的响应时间之间的时间延迟。不同命令的延迟可以不同。例如，油门命令的延迟可以不同于制动命令或转向命令的延迟。在一个实施方式中，命令延迟确定模块413包括油门延迟确定模块421、制动延迟确定模块422、转向延迟确定模块(未示出)，以分别确定油门命令、制动命令或转向命令的延迟。

针对命令延迟预测模型432，驾驶统计数据431的至少一部分可以馈送到命令延迟预测模块432中，并且命令延迟预测模型432的输出表示所预测的命令延迟，例如，如图6所示。替代地，命令延迟确定模块413可以基于驾驶统计数据431使用延迟确定公式或算法来计算命令延迟。所述延迟确定公式或算法可以基于多种车辆的现有驾驶统计数据而导出。

在一个实施方式中，确定或限定用于ADV的预定命令延迟候选项的列表。每个命令延迟候选项由一个或多个命令周期表示。例如，如果每0.1秒发出速度控制命令，那么命令周期是0.1秒。因此，命令候选项可以由一个或多个0.1秒表示。针对命令延迟候选项中的每个，命令延迟确定模块413计算驾驶命令(例如，速度控制命令)的百分比，该驾驶命令的百分比导致ADV的服从与讨论中的命令延迟候选项相关联的驾驶命令的响应(例如，速度或方向变化)。

术语“服从”是指车辆的响应是否为响应于特定类型的命令的预期响应。例如，如果驾驶命令是油门命令，那么车辆预期在命令延迟之后的某些点加速。类似地，如果驾驶命令是制动命令，那么车辆预期减速。如果驾驶命令是转向命令，那么车辆预期在转向命令所指定的方向上转弯。否则，车辆被视作不服从。

车辆服从延迟候选项的速度命令而改变速度的百分比或比率表示所述延迟候选项成为用于自主车辆的命令延迟的概率。在已经针对所有命令延迟候选项确定了服从驾驶命令的速度变化的所有百分比之后，选择具有最高百分比的命令延迟候选项，作为用于特定类型的ADV的命令延迟。之后，命令延迟可以用来生成用于控制并驾驶相同或类似类型的ADV的规划和控制数据。

图5是示出根据本发明的一个实施方式的驾驶统计数据的一部分的图表。参考图5，统计数据500可以表示图4的驾驶统计数据431的至少一部分。具体地，在此示例中，统计数据500可以从只与油门命令和来自自主车辆的响应相关的整体驾驶统计数据431中提取，以用于确定油门命令延迟。然而，相同或类似技术可以应用于确定其他类型的命令的延迟，诸如，制动或转向命令。在一个实施方式中，提取响应于各种油门命令而在不同点捕获的某些驾驶统计数据。在此示例中，针对由命令周期或时间标记501表示的预定时间点集合，从驾驶统计数据中识别车辆速度502。此外，还识别在不同点发出的油门命令503。

在此特定示例中，命令周期T1至T5处的车辆速度502分别是5、6、5、6和5。针对相同命令周期发出的油门命令分别是1、0、1、1和1。应注意，如本文中示出的数字仅用于说明的目的；它们并不意味着实际数据。针对油门命令，正数表示已经应用具有非零值的油门命令，即，全加速踏板压力的百分比。数字零指示没有应用加速压力，在这种情况下，车辆可以基于在前一命令周期中发出的命令进行移动或以恒定的速度移动。车辆可以取决于前一命令而加速或减速。

基于在由命令周期501表示的不同时间点捕获的车辆速度，可以采用加速度指示器504的形式来确定车辆是否在特定的时间点加速或减速。在此示例中，在命令周期T1，车辆速度从T1的5变成T2的6。因此，与命令周期T1对应的加速度指示器504为正，在此示例中，为1或逻辑1(真)。正值表明车辆在加速，而诸如T4的-1的负值表明车辆在减速。类似地，基于从先前命令周期变化的速度，用于T2至T4的加速度指示器504可以分别确定为-1(速度从T2的6变成T3的5)、1(速度从T3的5变成T4的6)以及-1(速度从T4的6变成T5的5)。

在一个实施方式中，针对作为目标延迟候选项的预定命令延迟候选项中的每个，油门命令延迟确定模块421确定速度变化形式的哪些车辆响应服从在目标延迟候选项之前的命令周期中发出的对应油门命令。在一个实施方式中，模块421确定在第一命令周期发出的驾驶命令的命令值。模块421还确定响应于驾驶命令而在第二命令周期发生的自主车辆的响应的响应值。模块421基于命令值和响应值来确定响应于驾驶命令的所述响应的服从性。

第一命令周期与第二命令周期之间的差异表示讨论中的命令延迟候选项。驾驶命令可以是油门命令或制动命令。如果自主车辆响应于在第一命令周期发出的油门命令而在第二命令周期加速，那么响应(例如，速度的变化)服从油门命令。类似地，如果自主车辆响应于在第一命令周期发出的制动命令而在第二命令周期减速，那么响应服从制动命令。同样的过程也可以应用于转向命令。

在此示例中，针对一个命令周期的延迟候选项505，确定T2、T3和T4的速度变化的服从性。如上文描述，当油门命令503为正时，车辆预期在命令延迟之后加速。当油门命令503为零时，其可以应用于加速、减速或都没有。对于这种运用，其将被解释成在油门命令下为正或在制动命令下为负。分析驾驶统计数据的目标是确定用于所述类型的车辆的命令延迟。

在此示例中，出于说明的目的，只考虑命令周期T1至T5。然而，可以考虑更多的命令周期。事实上，考虑的命令周期越多，结果将越准确。针对一周期延迟候选项505(例如，一个周期的命令延迟)，可以通过在不同命令周期检查加速度指示器504和油门命令503来确定T2、T3和T4的服从性。在此示例中，由于T2的加速度指示器是-1而在T1发出的油门命令503是1，因此，T1的服从性将为0(假)。这表明车辆在T2的速度变化(例如，加速度)不服从在T1发出的油门命令。由于T3的加速度指示器是1而在T2发出的油门命令503是0，因此，T3的服从性将为1(真)。这表明车辆在T3的速度变化(例如，加速度)服从在T2发出的油门命令。

因此，针对一周期延迟候选505(例如，一个周期的命令延迟)，命令周期T2、T3和T4的服从性为0(假)、1(真)和0(假)。因此，非零(或真)的服从性的百分比是1/3，大约33％。这样的百分比表示一周期延迟是用于相同或类似类型的车辆的油门命令的命令延迟的概率。针对两周期延迟候选项506(例如，两个周期的命令延迟)，T3和T4的服从性分别为1(真)和1(真)。因此，非零(或真)的服从性的百分比是2/2或100％。这样的百分比表示两周期延迟是用于相同或类似类型的车辆的油门命令的命令延迟的概率。可以执行相同的过程以确定3周期延迟、4周期延迟、……、n周期延迟等的概率。

在已经确定了所有延迟候选项的服从性百分比之后，将选择具有最高百分比或概率的延迟候选中的一个，作为所述类型的车辆的最终命令延迟。在此示例中，与33％的一周期延迟相比，100％的两周期延迟将被认为是用于车辆的命令延迟。如图5所示的技术也可以用来确定制动命令的命令延迟。

图7是示出根据本发明一个实施方式的确定用于操作自主车辆的命令的延迟的过程的流程图。过程700可以由处理逻辑执行，所述处理逻辑可以包括软件、硬件或其组合。例如，过程700可以由命令延迟确定模块413执行。参考图7，在操作701中，收集自主车辆或者相同或类似类型的车辆的驾驶统计数据。驾驶统计数据包括在不同时间点捕获的驾驶命令(例如，油门、制动、转向命令)和车辆速度或方向。在操作702中，处理逻辑确定多个命令延迟候选项。每个命令延迟候选项由一个或多个命令周期表示。

在操作703中，针对命令延迟候选项中的每个，处理逻辑计算导致服从与延迟候选项相关联的驾驶命令的响应(例如，车辆速度或方向的变化)的驾驶命令的百分比。在已经计算了所有延迟候选项的所有百分比之后，在操作704中，处理逻辑选择具有最高百分比的延迟候选项，作为用于所述类型的自主车辆的命令延迟的最终候选项。在操作705中，处理逻辑基于所选择的命令延迟来规划并且控制自主车辆的后续操作。

图8是示出根据本发明的另一实施方式的确定用于操作自主车辆的命令的延迟的过程的流程图。过程800可以由处理逻辑执行，所述处理逻辑可以包括软件、硬件或其组合。例如，过程800可以由命令延迟确定模块413执行，作为图7的操作703中涉及的操作的一部分，以计算特定命令延迟候选项的服从响应的百分比。

参考图8，在操作801中，收集自主车辆或者相同或类似类型的车辆的驾驶统计数据。驾驶统计数据包括在由命令周期表示的不同时间点捕获的驾驶命令和车辆速度。针对预定命令周期中的每个，在操作802中，处理逻辑识别表示在第一命令周期发出的驾驶命令(例如，油门、制动、转向命令)的第一命令值。在操作803中，处理逻辑识别自主车辆中第二命令周期的响应(例如，速度或方向的变化)。第一命令周期与第二命令周期之间的差异表示讨论中的命令延迟候选项。在操作804中，处理逻辑确定车辆的响应是否根据或服从命令值。在操作805中，处理逻辑基于驾驶命令的命令值来计算具有服从响应的驾驶命令的百分比。所述百分比表示延迟候选项成为自主车辆的命令延迟的概率。

应注意，已经基于从多种车辆收集的驾驶统计数据通过数据分析系统离线地执行了上文描述的确定命令延迟的过程。在一些实施方式中，也可以在车辆中的至少一些中在线地执行此类过程。例如，机器学习引擎411、数据收集器412以及命令延迟确定模块413中的一些可以寄存在存储器351中，并且由如图3所示的自主车辆的感知与规划系统110的一个或多个处理器执行。数据收集器412可以定期地从传感器系统115收集驾驶统计数据，并且将收集的数据存储在永久性存储装置352中。机器学习引擎411和/或命令延迟确定模块413实时地确定命令延迟(例如，油门命令延迟、制动命令延迟、转向命令延迟等)。此类命令延迟可以用于在随后的路线或路线段或者下一命令周期中规划并控制车辆。尽管在线过程可以向车辆要求附加的处理资源，但命令延迟可以更准确，因为命令延迟可以考虑到该时间点的驾驶状况(例如，道路状况、天气状况)而改变。

应注意，如上文示出和描述的部件中的一些或全部可以在软件、硬件或其组合中实施。例如，此类部件可以实施为安装并存储在永久性存储装置中的软件，所述软件可以由处理器(未示出)在存储器中加载并执行以实施贯穿本申请所述的过程或操作。替代地，此类部件可以实施为编程或嵌入到专用硬件(诸如，集成电路(例如，专用集成电路或ASIC)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA))中的可执行代码，所述专用硬件可以经由来自应用的对应驱动器和/或操作系统来访问。此外，此类部件可以实施为处理器或处理器内核中的特定硬件逻辑，作为可由软件部件通过一个或多个特定指令访问的指令集的一部分。

图9是示出可以与本发明的一个实施方式一起使用的数据处理系统的示例的框图。例如，系统1500可以表示以上所述的执行上述过程或方法中的任一种的任意数据处理系统，例如，图1的感知与规划系统110或者服务器103至104中的任一个。系统1500可以包括许多不同的部件。这些部件可以实施为集成电路(IC)、集成电路的部分、离散电子装置或适用于电路板的其他模块(诸如，计算机系统的主板或插入卡)，或者实施为以其他方式并入计算机系统的底盘内的部件。

还应注意，系统1500旨在示出计算机系统的许多部件的高级视图。然而，应当理解的是，某些实施例中可以具有附加的部件，此外，其他实施例中可以具有所示部件的不同配置。系统1500可以表示台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、服务器、移动电话、媒体播放器、个人数字助理(PDA)、智能手表、个人通信器、游戏装置、网络路由器或集线器、无线接入点(AP)或中继器、机顶盒或其组合。此外，虽然仅示出了单个机器或系统，但是术语“机器”或“系统”还应当被理解为包括单独地或共同地执行一个(或多个)指令集以执行本文所讨论的任何一种或多种方法的机器或系统的任何集合。

在一个实施方式中，系统1500包括通过总线或互连件1510连接的处理器1501、存储器1503以及装置1505至1508。处理器1501可以表示其中包括单个处理器内核或多个处理器内核的单个处理器或多个处理器。处理器1501可以表示一个或多个通用处理器，诸如，微处理器、中央处理单元(CPU)等。更具体地，处理器1501可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、或实施其他指令集的处理器、或实施指令集组合的处理器。处理器1501还可以是一个或多个专用处理器，诸如，专用集成电路(ASIC)、蜂窝或基带处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器、图形处理器、通信处理器、加密处理器、协同处理器、嵌入式处理器，或者能够处理指令的任何其他类型的逻辑。

处理器1501(其可以是低功率多核处理器插座，诸如超低电压处理器)可以充当用于与所述系统的各种部件通信的主处理单元和中央集线器。这种处理器可以实施为片上系统(SoC)。处理器1501被配置成执行指令以执行本文所讨论的操作和步骤。系统1500还可以包括与可选的图形子系统1504通信的图形接口，图形子系统1504可以包括显示控制器、图形处理器和/或显示装置。

处理器1501可以与存储器1503通信，存储器1503在一个实施方式中可以经由多个存储器装置实施以提供给定量的系统存储器。存储器1503可以包括一个或多个易失性存储(或存储器)装置，诸如，随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、静态RAM(SRAM)，或者其他类型的存储装置。存储器1503可以存储包括由处理器1501或任何其他装置执行的指令序列的信息。例如，多种操作系统、装置驱动程序、固件(例如，输入输出基本系统或BIOS)和/或应用程序的可执行代码和/或数据可以加载到存储器1503中并由处理器1501执行。操作系统可以是任何类型的操作系统，例如，机器人操作系统(ROS)、来自微软公司(

公司)的

操作系统、来自苹果公司的Mac

来自谷歌公司

公司的

LINUX、UNIX，或者其他实时或嵌入式操作系统。

系统1500还可以包括IO装置，诸如装置1505至1508，包括网络接口装置1505、可选的输入装置1506，以及其他可选的IO装置1507。网络接口装置1505可以包括无线收发器和/或网络接口卡(NIC)。无线收发器可以是WiFi收发器、红外收发器、蓝牙收发器、WiMax收发器、无线蜂窝电话收发器、卫星收发器(例如，全球定位系统(GPS)收发器)或其他射频(RF)收发器，或者它们的组合。NIC可以是以太网卡。

输入装置1506可以包括鼠标、触摸板、触敏屏幕(其可以与显示装置1504集成在一起)、指示器装置(诸如，指示笔)和/或键盘(例如，物理键盘或显示为触敏屏幕的一部分的虚拟键盘)。例如，输入装置1506可以包括联接到触摸屏的触摸屏控制器。触摸屏和触摸屏控制器例如可以使用多种触摸灵敏度技术中的任一种来检测其接触和移动或间断，包括但不限于电容、电阻、红外和表面声波技术，以及其他接近传感器阵列或用于确定与触摸屏接触的一个或多个点的其他元件。

IO装置1507可以包括音频装置。音频装置可以包括扬声器和/或麦克风，以促进支持语音的功能，诸如语音识别、语音复制、数字记录和/或电话功能。其他IO装置1507还可以包括通用串行总线(USB)端口、并行端口、串行端口、打印机、网络接口、总线桥(例如，PCI-PCI桥)、传感器(例如，运动传感器，诸如加速度计、陀螺仪、磁强计、光传感器、罗盘、接近传感器等)，或者它们的组合。装置1507还可以包括成像处理子系统(例如，摄像机)，所述成像处理子系统可以包括用来促进摄像机功能(诸如，记录照片和视频片段)的光学传感器，诸如电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)光学传感器。某些传感器可以经由传感器集线器(未示出)联接到互连件1510，而诸如键盘或热传感器的其他装置可以由嵌入式控制器(未示出)控制，这取决于系统1500的具体配置或设计。

为了提供诸如数据、应用程序、一个或多个操作系统等的信息的永久性存储，大容量存储设备(未示出)也可以联接到处理器1501。在各种实施方式中，为了实现更薄且更轻的系统设计并且为了改进系统响应性，这种大容量存储设备可以经由固态装置(SSD)来实施。然而，在其他实施方式中，大容量存储设备可以主要使用硬盘驱动器(HDD)来实施，其中较小量的SSD存储设备充当SSD高速缓存器以在断电事件期间实现上下文状态以及其他此类信息的非易失性存储，从而使得在系统活动重新启动时能够实现快速通电。另外，闪存装置可以例如经由串行外围接口(SPI)联接到处理器1501。这种闪存装置可以提供系统软件的非易失性存储，所述系统软件包括所述系统的BIOS以及其他固件。

存储装置1508可以包括计算机可访问的存储介质1509(也被称为机器可读存储介质或计算机可读介质)，其上存储有体现如本文所述的方法或功能中的任何一种或多种的一个或多个指令集或软件(例如，模块、单元和/或逻辑1528)。处理模块/单元/逻辑1528可以表示上述部件中的任一种，例如机器学习引擎411、数据收集器412或者命令延迟确定模块413。处理模块/单元/逻辑1528还可以在其由数据处理系统1500、存储器1503和处理器1501执行期间完全地或至少部分地驻留在存储器1503内和/或处理器1501内，另外构成机器可访问的存储介质。处理模块/单元/逻辑1528还可以通过网络经由网络接口装置1505被传输或接收。

计算机可读存储介质1509也可以用来永久性地存储以上描述的一些软件功能。虽然计算机可读存储介质1509在示例性实施方式中被示为单个介质，但是术语“计算机可读存储介质”应当被认为包括存储所述一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的高速缓存器和服务器)。术语“计算机可读存储介质”还应当被认为包括能够存储或编码指令集的任何介质，所述指令集用于由机器执行并且导致所述机器执行本发明的任何一种或多种方法。因此，术语“计算机可读存储介质”应当被认为包括但不限于固态存储器以及光学介质和磁性介质，或者任何其他非暂时性机器可读介质。

本文所述的处理模块/单元/逻辑1528、部件以及其他特征可以实施为离散硬件部件或集成在硬件部件(诸如，ASICS、FPGA、DSP或类似装置)的功能中。此外，处理模块/单元/逻辑1528可以实施为硬件装置内的固件或功能电路。此外，处理模块/单元/逻辑1528可以以硬件装置和软件部件的任何组合来实施。

应注意，虽然系统1500被示出为具有数据处理系统的各种部件，但是并不旨在表示使部件互连的任何特定架构或方式；因为此类细节和本发明的实施方式没有密切关系。还应当认识到，具有更少部件或可能具有更多部件的网络计算机、手持计算机、移动电话、服务器和/或其他数据处理系统也可以与本发明的实施方式一起使用。

前述详细描述中的一些部分已经根据在计算机存储器内对数据位的运算的算法和符号表示而呈现。这些算法描述和表示是数据处理领域中的技术人员所使用的方式，以最有效地将他们的工作实质传达给本领域中的其他技术人员。这里，算法通常被认为是导致所期望结果的前后一致的操作序列。这些操作是需要对物理量进行物理操控的操作。

然而，应当牢记，所有这些和类似的术语均意图与适当的物理量关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标记。除非在以上讨论中另外明确地说明清楚，否则应当了解，在整个本说明书中，利用术语(诸如所附权利要求书中所阐述的术语)的讨论是指计算机系统或类似电子计算装置的动作和处理，所述计算机系统或电子计算装置操控计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)量的数据，并将所述数据变换成计算机系统存储器或寄存器或者其他此类信息存储设备、传输或显示装置内类似地表示为物理量的其他数据。

本发明的实施方式还涉及用于执行本文中的操作的设备。这种计算机程序被存储在非暂时性计算机可读介质中。机器可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何机构。例如，机器可读(例如，计算机可读)介质包括机器(例如，计算机)可读存储介质(例如，只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存存储器装置)。

前述附图中所描绘的过程或方法可以由处理逻辑来执行，所述处理逻辑包括硬件(例如，电路、专用逻辑等)、软件(例如，体现在非暂时性计算机可读介质上)或两者的组合。尽管所述过程或方法在上文是依据一些顺序操作来描述的，但是应当了解，所述操作中的一些可以按不同的顺序执行。此外，一些操作可以并行地执行而不是顺序地执行。

本发明的实施方式并未参考任何特定的编程语言进行描述。应当理解的是，可以使用多种编程语言来实施如本文描述的本发明的实施方式的教导。

在以上的说明书中，已经参考本发明的具体示例性实施方式对本发明的实施方式进行了描述。将显而易见的是，在不脱离所附权利要求书中阐述的本发明的更宽泛精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种修改。因此，应当在说明性意义而不是限制性意义上来理解本说明书和附图。

Claims (24)

1.一种用于确定操作自主车辆的驾驶命令的命令延迟的计算机实施方法，所述方法包括：

确定自主车辆的多个命令延迟候选项，所述命令延迟候选项中的每个均由一个或多个命令周期表示；

针对所述命令延迟候选项中的每个，基于在不同时间点捕获的、与所述自主车辆相关联的驾驶统计数据来计算驾驶命令的、导致所述自主车辆服从所述驾驶命令的响应的百分比；以及

选择具有最高服从性百分比的、所述命令延迟候选项中的一个，作为所述自主车辆的所述命令延迟，其中所述命令延迟用于规划并控制所述自主车辆的后续操作。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：针对与所述命令延迟候选项中的每个相关联的多个驾驶命令中的每个，确定所述自主车辆的响应于所述驾驶命令的响应的服从性。

3.如权利要求2所述的方法，其中确定所述自主车辆的响应于所述驾驶命令的响应的服从性包括：

确定在第一命令周期发出的第一驾驶命令的第一命令值；

确定响应于所述第一驾驶命令而在第二命令周期发生的所述自主车辆的第一响应的第一响应值；以及

基于所述第一命令值和所述第一响应值来确定响应于所述第一驾驶命令的所述第一响应的服从性。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述第一命令周期和所述第二命令周期的差异表示所述命令延迟候选项中的一个。

5.如权利要求3所述的方法，其中所述第一驾驶命令包括油门命令，其中，如果所述自主车辆基于所述驾驶统计数据在所述第二命令周期加速，那么所述第一响应服从所述第一驾驶命令。

6.如权利要求3所述的方法，其中所述第一驾驶命令包括制动命令，其中，如果所述自主车辆基于所述驾驶统计数据在所述第二命令周期减速，那么所述第一响应服从所述第一驾驶命令。

7.如权利要求3所述的方法，其中所述第一驾驶命令包括在第一方向上转弯的转向命令，其中，如果所述自主车辆基于所述驾驶统计数据在所述第二命令周期沿所述第一方向转弯，那么所述第一响应服从所述第一驾驶命令。

8.如权利要求1所述的方法，其中命令延迟是油门命令延迟、制动命令延迟或转向命令延迟中的一个。

9.一种其中存储有指令的非暂时性机器可读介质，所述指令在由处理器执行时致使所述处理器执行操作，所述操作包括：

确定自主车辆的多个命令延迟候选项，所述命令延迟候选项中的每个均由一个或多个命令周期表示；

针对所述命令延迟候选项中的每个，基于在不同时间点捕获的、与所述自主车辆相关联的驾驶统计数据来计算驾驶命令的、导致所述自主车辆服从所述驾驶命令的响应的百分比；以及

选择具有最高服从性百分比的、所述命令延迟候选项中的一个，作为所述自主车辆的所述命令延迟，其中所述命令延迟用于规划并控制所述自主车辆的后续操作。

10.如权利要求9所述的非暂时性机器可读介质，其中所述操作还包括：针对与所述命令延迟候选项中的每个相关联的多个驾驶命令中的每个，确定所述自主车辆的、响应于所述驾驶命令的响应的服从性。

11.如权利要求10所述的非暂时性机器可读介质，其中确定所述自主车辆的、响应于所述驾驶命令的响应的服从性包括：

确定在第一命令周期发出的第一驾驶命令的第一命令值；

确定响应于所述第一驾驶命令而在第二命令周期发生的、所述自主车辆的第一响应的第一响应值；以及

基于所述第一命令值和所述第一响应值来确定响应于所述第一驾驶命令的所述第一响应的服从性。

12.如权利要求11所述的非暂时性机器可读介质，其中所述第一命令周期和所述第二命令周期的差异表示所述命令延迟候选项中的一个。

13.如权利要求12所述的非暂时性机器可读介质，其中所述第一驾驶命令包括油门命令，其中，如果所述自主车辆基于所述驾驶统计数据在所述第二命令周期加速，那么所述第一响应服从所述第一驾驶命令。

14.如权利要求12所述的非暂时性机器可读介质，其中所述第一驾驶命令包括制动命令，其中，如果所述自主车辆基于所述驾驶统计数据在所述第二命令周期减速，那么所述第一响应服从所述第一驾驶命令。

15.如权利要求12所述的非暂时性机器可读介质，其中所述第一驾驶命令包括在第一方向上转弯的转向命令，其中，如果所述自主车辆基于所述驾驶统计数据在所述第二命令周期沿所述第一方向转弯，那么所述第一响应服从所述第一驾驶命令。

16.如权利要求9所述的非暂时性机器可读介质，其中命令延迟是油门命令延迟、制动命令延迟或转向命令延迟中的一个。

17.一种数据处理系统，其包括：

处理器；以及

存储器，所述存储器联接到所述处理器，以存储指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器执行操作，所述操作包括：

确定自主车辆的多个命令延迟候选项，所述命令延迟候选项中的每个均由一个或多个命令周期表示，

针对所述命令延迟候选项中的每个，基于在不同时间点捕获的、与所述自主车辆相关联的驾驶统计数据来计算驾驶命令的、导致所述自主车辆服从所述驾驶命令的响应的百分比，以及

选择具有最高服从性百分比的、所述命令延迟候选项中的一个，作为所述自主车辆的所述命令延迟，其中所述命令延迟用于规划并控制所述自主车辆的后续操作。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述操作还包括：针对与所述命令延迟候选项中的每个相关联的多个驾驶命令中的每个，确定所述自主车辆的、响应于所述驾驶命令的响应的服从性。

19.如权利要求18所述的系统，其中确定所述自主车辆的、响应于所述驾驶命令的响应的服从性包括：

确定在第一命令周期发出的第一驾驶命令的第一命令值；

确定响应于所述第一驾驶命令而在第二命令周期发生的、所述自主车辆的第一响应的第一响应值；以及

基于所述第一命令值和所述第一响应值来确定所述第一响应的、响应于所述第一驾驶命令的服从性。

20.如权利要求19所述的系统，其中所述第一命令周期和所述第二命令周期的差异表示所述命令延迟候选项中的一个。

21.如权利要求19所述的系统，其中所述第一驾驶命令包括油门命令，其中，如果所述自主车辆基于所述驾驶统计数据在所述第二命令周期加速，那么所述第一响应服从所述第一驾驶命令。

22.如权利要求19所述的系统，其中所述第一驾驶命令包括制动命令，其中，如果所述自主车辆基于所述驾驶统计数据在所述第二命令周期减速，那么所述第一响应服从所述第一驾驶命令。

23.如权利要求19所述的系统，其中所述第一驾驶命令包括在第一方向上转弯的转向命令，其中，如果所述自主车辆基于所述驾驶统计数据在所述第二命令周期沿所述第一方向转弯，那么所述第一响应服从所述第一驾驶命令。

24.如权利要求17所述的系统，其中命令延迟是油门命令延迟、制动命令延迟或转向命令延迟中的一个。

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