CN108255171B - 用于提高自主驾驶车辆的稳定性的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

在一个实施方式中，接收感知信息，该感知信息感知自主驾驶车辆(ADV)的驾驶场景。基于根据感知信息获取的驾驶场景，规划并确定从第一位置到第二位置的路径。基于感知信息来确定沿着所确定的路径的容差区域。自主驾驶车辆根据路径在容差区域内驾驶。如果自主驾驶车辆在容差区域内移动，则不出现横向误差。只有在自主驾驶车辆在容差区域以外移动时才视作出现横向误差。

Description

用于提高自主驾驶车辆的稳定性的方法和系统
技术领域
本发明的实施方式总体涉及操作自主驾驶车辆。更具体地，本发明的实施方式涉及提高车辆的自主驾驶的稳定性。
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者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，当控制自主驾驶车辆(ADV)时，车辆可因为在特定道路上驾驶的性质而在给定路径周围弯曲(或摆动、漂移)移动。在传统规划中，规划系统生成表明两个点之间的最佳路径的单个路径。然而，当命令车辆跟随给定路径时，车辆可能没有精确地跟随该路径。相反，它可以在该路径周围弯曲或者左右摆动。因此，控制系统可能不得不进行校正。在相对高速的驾驶期间，这样的校正可能会校正过度或校正不足，从而可导致乘客感到不舒适。
发明内容
本公开提供了一种用于提高车辆的自主驾驶的稳定性的计算机实施的方法。此外，本公开还提供了一种存储有用于操作自主驾驶车辆的指令的非暂时性机器可读介质以及一种用于操作自主驾驶车辆的数据处理系统。
根据本申请的一个实施方式，操作自主驾驶车辆的计算机实施的方法可包括：接收感知信息，该感知信息感知自主驾驶车辆(ADV)的驾驶场景；基于根据感知信息获取的驾驶场景，规划从第一位置到第二位置的路径；基于感知信息，确定沿着确定的路径的容差区域；以及根据所述路径在容差区域内驾驶自主驾驶车辆。如果自主驾驶车辆在容差区域内移动，则不出现横向误差。
根据本申请的另一实施方式，提供了存储有指令的非暂时性机器可读介质，所存储的指令在由处理器执行时可致使处理器执行以下操作：接收感知信息，该感知信息感知自主驾驶车辆(ADV)的驾驶场景；基于根据感知信息获取的驾驶场景，规划从第一位置到第二位置的路径；基于感知信息，确定沿着确定的路径的容差区域；以及根据所述路径在容差区域内驾驶自主驾驶车辆。如果自主驾驶车辆在容差区域内移动，则不出现横向误差。
根据本申请的又一实施方式，提供了用于操作自主驾驶车辆的数据处理系统。该数据处理系统包括处理器以及联接到处理器以存储指令的存储器。所述指令在由所述处理器执行时可致使所述处理器执行以下操作：接收感知信息，该感知信息感知自主驾驶车辆(ADV)的驾驶场景；基于根据感知信息获取的驾驶场景，规划从第一位置到第二位置的路径；基于感知信息，确定沿着确定的路径的容差区域，以及根据所述路径在容差区域内驾驶自主驾驶车辆，如果自主驾驶车辆在容差区域内移动，则不出现横向误差。
附图说明
本发明的实施方式在附图的各视图中以举例而非限制的方式示出，在附图中，相同的参考数字指示相似的元件。
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驾驶车辆的示例的框图。
图3是示出根据本发明的一个实施方式的与自主驾驶车辆一起使用的感知与规划系统的示例的框图。
图4示出自主驾驶车辆通常沿其移动的路径。
图5示出根据本发明的一个实施方式的具有容差区域的路径。
图6是根据本发明的一个实施方式的操作自主驾驶车辆的过程。
图7是根据本发明的另一实施方式的操作自主驾驶车辆的过程。
图8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。描述了许多特定细节以提供对本发明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。
本说明书中对“一个实施方式”或“实施方式”的提及意味着结合该实施方式所描述的特定特征、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同一实施方式。
根据一些实施方式，当规划从一个点到另一点的路径时，除了规划路径之外，还要基于某个时间点的驾驶环境来设计容差区域，以沿着所述路径提供缓冲区。换言之，所述路径被设计成具有路径宽度。当控制车辆时，如果车辆沿着路径在容许的区域或缓冲区内移动，那么车辆将不会被视作出现横向误差，并且不执行横向误差校正。只有当车辆在容差区域以外移动时才执行横向误差校正。换言之，如果车辆漂移离开路径的中心但仍在容差区域内，那么没有出现横向误差并且不执行横向误差校正。取决于某个时间点的环境(例如，道路的宽度、交通拥挤、障碍物、行人和/或路径的曲率)，容差区域的宽度或尺寸可以实时确定。因此，横向误差校正的数量可以减少，并且乘客可以感觉更舒适。
根据一个实施方式，接收感知信息，其中感知信息感知自主驾驶车辆的驾驶场景。基于感知信息来规划从第一位置到第二位置的路径。基于感知信息来确定路径的容差区域。自主驾驶车辆便沿着路径在容差区域内驾驶。容差区域包括左弯和右弯，所述左弯和右弯围住夹在它们之间的路径，并且车辆试图在左弯和右弯内移动，而无需考虑会造成横向误差，即使车辆漂移离开路径的中心也是如此。当车辆在路径的容差区域以外移动时，视作已经出现横向误差并且随后执行横向误差校正。
在一个实施方式中，左弯和右弯限定容差区域，充当容差区域警戒。容差区域的尺寸和形状基于某个时间点的驾驶环境的感知而动态地确定，所述驾驶环境包括但不限于道路状况(例如，摩擦、道路宽度、道路的曲率)、车辆的特性(例如，车辆的宽度、转弯半径、轮胎宽度/压力)，和/或交通状况(例如，交通拥挤、对向交通、障碍物、行人)。容差区域的目标是允许车辆平稳地移动，而不必执行不必要的横向校正，导致乘客不舒适，或者对其他车辆、障碍物或行人造成潜在问题。
图1是示出根据本发明的一个实施方式的自主驾驶车辆网络配置的框图。参考图1，配置100包括可以通过网络102通信地联接到一个或多个服务器103至104的自主驾驶车辆101。尽管示出一个自主驾驶车辆，但多个自主驾驶车辆可以通过网络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，网络或云服务器、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。
自主驾驶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。这种自主驾驶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。自主驾驶车辆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，自主驾驶车辆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。自主驾驶车辆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，所述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。
现在参考图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，所述收发器可操作以提供关于自主驾驶车辆的位置的信息。IMU单元213可以基于惯性加速度来感测自主驾驶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驾驶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可以附加地感测对象的速度和/或前进方向。LIDAR单元215可以使用激光器来感测自主驾驶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驾驶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驾驶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集成为集成式油门/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(也被称为加速度单元)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用来控制电动机或发动机的速度，电动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通过提供摩擦使车辆的车轮或轮胎减慢而使车辆减速。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允许自主驾驶车辆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可以与一个或多个装置直接无线通信，或者经由通信网络进行无线通信，诸如，通过网络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，包括例如关键字、触摸屏显示装置、麦克风和扬声器等。
自主驾驶车辆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、规划和安排路线程序)，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接口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。替代地，此类本地和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。
当自主驾驶车辆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检测或感测的实时本地环境数据(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。
服务器103可以是数据分析系统，以为各种客户端执行数据分析服务。在一个实施方式中，数据分析系统103包括数据收集器121和机器学习引擎122。数据收集器121从各种车辆(自主驾驶车辆或由人类驾驶员驾驶的常规车辆)收集驾驶统计数据123。驾驶统计数据123包括表明发出的驾驶命令(例如，油门、制动、转向命令)和由车辆的传感器在不同时间点捕获的车辆的响应(例如，速度、加速度、减速度、方向)的信息。驾驶统计数据123还可以包括描述不同时间点的驾驶环境的信息，例如，路线(包括起始和目的地位置)、MPOI、道路状况、天气状况等。
基于驾驶统计数据123，机器学习引擎122出于多种目的而执行或训练一组规则、算法和/或预测模型124，例如，用于在各种驾驶环境或驾驶场景下确定路径的容差区域的算法或模型。可以基于在各种驾驶环境或驾驶状况下从各种车辆收集的驾驶统计数据123来创建和训练算法或模型124。算法或模型124可以实时生成用于特定路径的左弯/警戒和右弯/警戒，以根据某一时间点的驾驶环境的感知来提供所述路径的容差区域。例如，给定基于感知驾驶环境的感知信息而规划的路径，可以确定与所述路径相关联的驾驶参数，诸如，道路的曲率、车辆的目标速度、车辆的转弯方向等。这些参数随后馈送到算法或模型中，以生成沿着路径的左弯和右弯，作为容差区域。容差区域随后用来引导控制车辆，从而可以影响在不同时间点的控制命令生成和发出，以及潜在横向误差校正的时间。
图3是示出根据本发明的一个实施方式的与自主驾驶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的自主驾驶车辆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、决定模块303、规划模块304以及控制模块305。
模块301至305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305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接口登录并且指定行程的起始位置和目的地。本地化模块301与自主驾驶车辆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，从而可以作为地图和路线信息311的一部分高速缓存。当自主驾驶车辆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、人行横道或例如采用对象形式的其他交通相关标志(例如，停止标志、让路标志)等。
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，以便识别自主驾驶车辆环境中的对象和/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，以及估算对象的速度等。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。
针对每个对象，决定模块303作出关于如何处置对象的决定。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)，决定模块303决定如何遇到所述对象(例如，超车、让路、停止、超过)。决定模块303可以根据诸如交通规则或驾驶规则312的一组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为自主驾驶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，决定模块303决定对该对象做什么，而规划模块304确定如何去做。例如，针对给定的对象，决定模块303可以决定超过所述对象，而规划模块304可以确定在所述对象的左侧还是右侧超过。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来控制并驾驶自主驾驶车辆。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，决定模块303和规划模块304可以集成为集成模块。决定模块303/规划模块304可以包括导航系统或导航系统的功能，以确定自主驾驶车辆的驾驶路径。例如，导航系统可以确定用于实现自主驾驶车辆沿着以下路径移动的一系列速度和定向前进方向：所述路径在使自主驾驶车辆沿着通往最终目的地的基于车行道的路径前进的同时，基本上避免感知到的障碍物。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驾驶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，以确定用于自主驾驶车辆的驾驶路径。
决定模块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、评估并且避免或以其他方式越过自主驾驶车辆的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驾驶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障碍物回避操纵。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驾驶车辆将转向进入的相邻区域中的车辆、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使用又使得自主驾驶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驾驶车辆的乘客舱中出现最小量的加速度。
根据一个实施方式，规划模块304包括容差区域确定模块321，以使用容差区域确定规则、算法或模型325来确定路径的容差区域。容差区域算法或模型325可以由数据分析系统(诸如，数据分析系统103)基于与相同类型或相似类型的自主驾驶车辆300相关联的大量驾驶统计数据而离线创建和训练。
在一个实施方式中，当规划从一个点到另一点的路径时，除了由规划模块304规划路径之外，还要由容差确定模块321基于某个时间点的驾驶环境来确定容差区域，以沿着所述路径提供缓冲区。换言之，所述路径被设计成具有路径宽度，其中路径宽度相对于目标路径的中心来限定容差区域。路径信息随后从规划模块304传输到控制模块305，包括描述与路径相关联的容差区域的信息。
响应于从规划模块304接收的规划和控制数据，控制模块305在沿着路径的不同时间点生成并向车辆平台或底盘发出一系列控制命令(例如，油门、刹车、转向)，以控制车辆根据目标路径移动。当由控制模块305控制车辆时，如果车辆沿着路径在容许的区域或缓冲区内移动，那么车辆将不会被视作出现横向误差，并且不由控制模块305执行横向误差校正。只有当车辆在容差区域以外移动时才由校正模块322执行横向误差校正。换言之，如果车辆漂移离开路径的中心但仍在容差区域内，那么没有出现横向误差并且不执行横向误差校正。取决于某个时间点的环境(例如，道路的宽度、交通拥挤、障碍物、行人和/或路径的曲率)，容差区域的宽度或尺寸可以实时确定。因此，横向误差校正的数量可以减少，并且乘客可以感觉更舒适。
根据一个实施方式，接收感知信息，其中感知信息感知自主驾驶车辆的驾驶场景。基于感知信息来规划从第一位置到第二位置的路径。由容差区域确定模块321基于感知信息来确定路径的容差区域。自主驾驶车辆便沿着路径在容差区域内驾驶。容差区域包括左弯(也被称为左边缘、左路径)和右弯(也被称为右边缘、右路径)，所述左弯和右弯围住夹在它们之间的路径(也被称为目标路径、中心路径)，并且车辆试图在左弯和右弯内移动，而无需考虑会造成横向误差，即使车辆漂移离开路径的中心也是如此。当车辆在路径的容差区域以外(例如，在左弯或右弯以外)移动时，视作已经出现横向误差并且随后由横向误差校正模块322执行横向误差校正。
现在参考图4，图4示出由规划模块304基于由感知模块302提供的感知信息和由决定模块303提供的决定信息以及其他信息而生成的典型路径401。基于表示路径401的规划和控制数据，控制模块305生成并向车辆发出控制命令(例如，油门、制动、转向命令)。然而，由于某些无法预见的因素(例如，道路状况、天气状况、车辆重量)，车辆通常在目标路径401周围移动和弯曲，如路径402所示。当车辆漂移离开目标路径401，而这被视作横向偏离目标路径401的横向误差时，传统控制系统通常将执行横向误差校正，试图将车辆校正或转弯回到目标路径401。有时，太过频繁或过早地执行这样的横向校正操作，从而可导致车辆过度且太过频繁地转弯。由频繁地执行横向误差校正操作而造成的这种行为可导致乘客不舒适，并且对于自主驾驶而言，有时不安全。
根据一个实施方式，采用专门针对某一时间点的驾驶环境配置的容差区域的设计，可以减少横向误差校正操作的数量，并且乘客可以感觉更舒适，而不会对他对象造成危险驾驶状况。图5示出具有针对目标路径401专门设计和配置的容差区域的路径。参考图5，除了规划和确定目标路径401之外，容差确定模块确定沿着目标路径401的容差区域。沿着路径401的容差区域包括相对于车辆的移动方向的左弯或路径501和右弯或路径502。
在一个实施方式中，左弯501和右弯502限定容差区域，充当容差区域警戒。容差区域的尺寸和形状(例如，弯501至502之间的形状和宽度)基于某个时间点的驾驶环境的感知而动态地确定，所述驾驶环境包括但不限于道路状况(例如，摩擦、道路宽度、道路的曲率、天气状况)、车辆的特性(例如，车辆的宽度和重量、转弯半径、轮胎宽度/压力)，和/或交通状况(例如，交通拥挤、对向交通、障碍物、行人)。容差区域的目标是允许车辆平稳地移动，而不必执行不必要的横向校正而导致乘客不舒适，或者不会对其他车辆、障碍物或行人造成潜在问题。
横向误差是指车辆因各种因素(例如，计划之外的漂移或移动)而漂移离开目标路径的中心的量。当漂移的量超出预定阈值时，车辆被视作出现横向误差。多少漂移被视作横向误差可以根据与车辆相关联的驾驶或交通规则312而改变。横向校正是指校正横向误差以将车辆引导回到目标路径的操作，例如，通过发出转向命令以使车辆朝向返回目标路径的中心转弯。控制模块305还可以发出速度控制命令，以在车辆转弯回到目标路径时使车辆减慢。
在一个实施方式中，只要车辆在由弯501至502限定的容差区域内移动，便不发生横向误差。只有当车辆在弯501至502以外移动时才执行横向误差校正。因此，不必要的横向校正操作的数量可以大大减少，并且乘客可以感觉更舒适。
图6是示出根据本发明的一个实施方式的操作自主驾驶车辆的过程的流程图。过程600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600可以由规划模块304的容差区域确定模块321和/或控制模块305执行。参考图6，在操作601中，处理逻辑接收感知信息，所述感知信息感知自主驾驶车辆的驾驶环境或驾驶场景。处理逻辑还可以接收关于涉及所感知的每个对象(例如，另一车辆、行人、障碍物、交通灯)的决定的决定信息。在操作602中，处理逻辑基于感知信息和/或决定信息来规划并确定从第一位置到第二位置的路径(例如，目标路径)。在操作603中，处理逻辑基于感知信息使用上述技术中的一些或全部来确定沿着路径的容差区域。基于路径和路径的容差区域，生成规划和控制数据。在操作604中，处理逻辑基于规划和控制数据根据路径和与路径相关联的容差区域来驾驶车辆。
图7是示出根据本发明另一实施方式的操作自主驾驶车辆的过程的流程图。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可以由控制模块305执行。参考图7，在操作701中，处理逻辑接收规划和控制数据，以从第一位置至第二位置驾驶自主驾驶车辆通过路径。在操作702中，处理逻辑从规划和控制数据中识别与路径相关联的容差区域。在操作703中，处理逻辑检测自主驾驶车辆在驾驶通过路径时是否在容差区域以外移动。响应于检测到车辆在容差区域以外移动，处理逻辑执行横向校正操作；否则，不执行横向误差校正。
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，所述软件可以通过处理器(未示出)加载在存储器中并在存储器中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，所述可执行代码可以经由来自应用的相应驱动程序和/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8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个的任何数据处理系统，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、分立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、网络处理器、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被配置成执行用于执行本文所讨论的操作和步骤的指令。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，各种操作系统、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
Figure GDA0003086470750000151
公司的
Figure GDA0003086470750000152
操作系统、来自苹果公司的Mac
Figure GDA0003086470750000153
来自
Figure GDA0003086470750000154
公司的
Figure GDA0003086470750000155
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)。所述无线收发器可以是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)、指针装置(诸如，指示笔)和/或键盘(例如，物理键盘或作为触敏屏幕的一部分显示的虚拟键盘)。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敏技术(包括但不限于电容、电阻、红外和表面声波技术)中的任一种，以及用于确定与触摸屏接触的一个或多个接触点的其他接近传感器阵列或其他元件来检测其接触和移动或间断。
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于促进摄像机功能(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、一个或多个操作系统等信息的永久性存储，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)，其上存储有体现本文所述的任何一种或多种方法或功能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个，例如诸如规划模块和/或控制模块305。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，数据处理系统1500、存储器1503和处理器1501也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进行传输或接收。
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使得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分立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，以将他们的工作实质最有效地传达给本领域中的其他技术人员。本文中，算法通常被认为是导致所期望结果的自洽操作序列。这些操作是指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旨在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。除非在以上讨论中以其他方式明确地指出，否则应当了解，在整个说明书中，利用术语(诸如所附权利要求书中所阐述的术语)进行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。应认识到，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)

1.一种用于操作自主驾驶车辆的计算机实施的方法，所述方法包括：
接收感知信息，所述感知信息感知自主驾驶车辆的驾驶场景；
基于根据所述感知信息获取的驾驶场景，规划从第一位置到第二位置的路径；
基于所述感知信息，确定沿着确定的路径的容差区域；以及
根据所述路径在所述容差区域内驾驶所述自主驾驶车辆，其中如果所述自主驾驶车辆在所述容差区域内移动，则不执行横向误差校正；
如果所述自主驾驶车辆在所述容差区域外移动，则执行横向误差校正。
2.如权利要求1所述的方法，其中确定容差区域包括确定左弯和右弯，所述左弯和右弯围住夹在它们之间的所述确定的路径，并且其中所述自主驾驶车辆在所述左弯和所述右弯内驾驶。
3.如权利要求2所述的方法，其中驾驶所述自主驾驶车辆包括：
检测所述自主驾驶车辆是否在所述左弯或所述右弯外移动；以及
响应于检测到所述自主驾驶车辆在所述左弯或所述右弯外移动，执行所述横向误差校正。
4.如权利要求3所述的方法，其中即使所述自主驾驶车辆漂移离开所述路径，也只在所述自主驾驶车辆在所述左弯或所述右弯外移动时才执行所述横向误差校正。
5.如权利要求1所述的方法，其中基于所述自主驾驶车辆正在上面移动的道路的道路宽度来确定所述容差区域。
6.如权利要求1所述的方法，其中基于所述自主驾驶车辆的车辆宽度来确定所述容差区域。
7.如权利要求1所述的方法，其中基于所述自主驾驶车辆正在上面移动的道路的曲率来确定所述容差区域。
8.如权利要求1所述的方法，其中基于所述自主驾驶车辆正在上面移动的道路的对向交通状况来确定所述容差区域。
9.一种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：
接收感知信息，所述感知信息感知自主驾驶车辆的驾驶场景；
基于根据所述感知信息获取的驾驶场景，规划从第一位置到第二位置的路径；
基于所述感知信息，确定沿着确定的路径的容差区域；以及
根据所述路径在所述容差区域内驾驶所述自主驾驶车辆，其中如果所述自主驾驶车辆在所述容差区域内移动，则不执行横向误差校正；
如果所述自主驾驶车辆在所述容差区域外移动，则执行横向误差校正。
10.如权利要求9所述的机器可读介质，其中确定容差区域包括确定左弯和右弯，所述左弯和右弯围住夹在它们之间的所述确定的路径，并且其中所述自主驾驶车辆在所述左弯和所述右弯内驾驶。
11.如权利要求10所述的机器可读介质，其中驾驶所述自主驾驶车辆包括：
检测所述自主驾驶车辆是否在所述左弯或所述右弯外移动；以及
响应于检测到所述自主驾驶车辆在所述左弯或所述右弯外移动，执行横向误差校正。
12.如权利要求11所述的机器可读介质，其中，即使所述自主驾驶车辆漂移离开所述路径，也只在所述自主驾驶车辆在所述左弯或所述右弯外移动时才执行所述横向误差校正。
13.如权利要求9所述的机器可读介质，其中基于所述自主驾驶车辆正在上面移动的道路的道路宽度来确定所述容差区域。
14.如权利要求9所述的机器可读介质，其中基于所述自主驾驶车辆的车辆宽度来确定所述容差区域。
15.如权利要求9所述的机器可读介质，其中基于所述自主驾驶车辆正在上面移动的道路的曲率来确定所述容差区域。
16.如权利要求9所述的机器可读介质，其中基于所述自主驾驶车辆正在上面移动的道路的对向交通状况来确定所述容差区域。
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：
接收感知信息，所述感知信息感知自主驾驶车辆的驾驶场景，
基于根据所述感知信息获取的驾驶场景，规划从第一位置到第二位置的路径，
基于所述感知信息，确定沿着确定的路径的容差区域，以及
根据所述路径在所述容差区域内驾驶所述自主驾驶车辆，其中如果所述自主驾驶车辆在所述容差区域内移动，则不执行横向误差校正；
如果所述自主驾驶车辆在所述容差区域外移动，则执行横向误差校正。
18.如权利要求17所述的系统，其中确定容差区域包括确定左弯和右弯，所述左弯和右弯围住夹在它们之间的所述确定的路径，并且其中所述自主驾驶车辆在所述左弯和所述右弯内驾驶。
19.如权利要求18所述的系统，其中驾驶所述自主驾驶车辆包括：
检测所述自主驾驶车辆是否在所述左弯或所述右弯外移动；以及
响应于检测到所述自主驾驶车辆在所述左弯或所述右弯外移动，执行横向误差校正。
20.如权利要求19所述的系统，其中即使所述自主驾驶车辆漂移离开所述路径，也只在所述自主驾驶车辆在所述左弯或所述右弯外移动时才执行所述横向误差校正。
21.如权利要求17所述的系统，其中基于所述自主驾驶车辆正在上面移动的道路的道路宽度来确定所述容差区域。
22.如权利要求17所述的系统，其中基于所述自主驾驶车辆的车辆宽度来确定所述容差区域。
23.如权利要求17所述的系统，其中基于所述自主驾驶车辆正在上面移动的道路的曲率来确定所述容差区域。
24.如权利要求17所述的系统，其中基于所述自主驾驶车辆正在上面移动的道路的对向交通状况来确定所述容差区域。
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