CN108538086A - 辅助驾驶员进行道路车道变更 - Google Patents

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CN108538086A CN201810170571.8A CN201810170571A CN108538086A CN 108538086 A CN108538086 A CN 108538086A CN 201810170571 A CN201810170571 A CN 201810170571A CN 108538086 A CN108538086 A CN 108538086A
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Abstract

本发明涉及用于辅助驾驶员进行道路车道变更的方法、系统和计算机程序产品。一般而言，本发明的各个方面用于在机动车辆中将驾驶员引导到多车道道路的更高效的操作车道。车道推荐可以根据周围车辆的感测和/或通信方面(例如速度、加速度等)。可以用音频和/或视觉提示将车道推荐传输给驾驶员。在一个方面，利用额外数据来增强周围道路的图像以突出显示车道、车道变更位置、其他车辆等。车道推荐可以(基本上)实时地响应于道路环境中的变化状况(例如相邻车道中的车辆已经改变速度)而修正。

Description

辅助驾驶员进行道路车道变更
技术领域
本发明总体上涉及操作机动车辆，并且更具体地涉及辅助驾驶员进行道路车道变更。
背景技术
操作机动车辆的许多认知负荷(cognitive overhead)涉及车道变更。不熟悉特定路线的驾驶员为了避免错过转弯或高速公路出口匝道，可以采取一个或多个快速车道变更。对于驾驶员和附近车辆来说，快速车道变更通常是不安全的。在车道变更时，至少要考虑两个基本问题：(a)“我应该在什么车道？”和(b)“我应该什么时候变更车道？”。由于与车道变化相关的认知负荷，一些车辆包括导航和路线规划技术。导航和路线规划技术辅助驾驶员减少驾驶员的认知负荷。
这些技术分为基本的两类：离线车道建议系统和警告系统。离线车道建议系统可以建议车辆进入的车道。然而，离线车道建议系统通常不知道车辆当前处于哪个车道，并且不响应于本地环境(例如不考虑实际的车道使用)。此外，建议是终端条件，并且没有提供一个引导驾驶员到建议车道的可行方案。警告系统可以执行瞬时盲点探测，以避免不安全的车道转换。然而，警告系统通常缺乏远期计划的功能，并且不能将车道变更安排到将来。
发明内容
根据本发明，提供一种用于辅助从当前车道进行道路车道变更的方法，方法包含：
根据道路上的其他车辆的速度和加速度来确定车辆可以在其他车道上更高效地行驶；
接收从其他车道中选择另一车道的输入；
计算车辆待保持的速度；和
指示车辆在其他车辆之间变更进入另一车道的合适时间。
根据本发明的一个实施例，其中确定车辆可以在其他车道中更高效地行驶包含：确定交通在其他车道中移动得更快。
根据本发明的一个实施例，其中确定车辆可以在其他车道中更高效地行驶包含：
确定车辆的速度和加速度；
确定车辆在当前车道中行驶；
访问指示在道路上距车辆的指定距离内的一个或多个其他车辆的速度和加速度的数据，一个或多个其他车辆中的每一个行驶在从道路的一个或多个其他车道中选择的车道中；和
根据车辆的速度和加速度以及一个或多个其他车辆的速度和加速度，来确定车辆适合于移动到另一车道。
根据本发明的一个实施例，还包含在车辆的车厢中使用增强现实(AR)以视觉格式来突出显示其他车道。
根据本发明的一个实施例，其中接收选择另一车道的输入包含探测车辆处的转弯信号的激活。
根据本发明的一个实施例，其中计算车辆待保持的速度包含根据道路上的在车辆的指定距离内的其他车辆的速度和加速度来计算车辆安全地移动到另一车道的速度。
根据本发明的一个实施例，还包含：
使用激光雷达来确定车辆的速度和加速度；和
通过车辆到车辆(V2V)通信来接收道路上的一个或多个其他车辆的速度和加速度数据。
根据本发明的一个实施例，还包含：
在车辆的车厢内使用增强现实(AR)以视觉格式突出显示另一车道中的一个或多个车辆的速度；和
其中指示车辆在其他车辆之间变更进入另一车道的合适时间包含：在车厢内使用增强现实(AR)以视觉格式突出显示其他车辆。
根据本发明的一个实施例，还包含确定车辆处于多车道道路的车道中；
其中确定车辆可以在其他车道中更高效地行驶包含：确定车辆可以在多车道道路的一个或多个其他车道中更高效地行驶；
其中接收从其他车道中选择另一车道的输入包含：从多车道道路的一个或多个车道中选择另一车道，另一车道与多车道道路上的该车道相邻；和
其中指示车辆在其他车辆之间变更进入另一车道的合适时间包含：指示车辆变更进入多车道道路的另一车道的合适时间。
根据本发明的一个实施例，其中车辆是摩托车。
根据本发明，提供一种车辆，车辆包含：
一个或多个处理器；
连接到一个或多个处理器的系统存储器，系统存储器存储可由一个或多个处理器执行的指令；
一个或多个处理器执行存储在系统存储器中的指令以辅助驾驶员进行道路车道变更，道路包括车辆的当前行驶车道和一个或多个其他行驶车道，该指令包含以下指令：
确定车辆的速度和加速度；
确定车辆在当前行驶车道中行驶；
访问指示在道路上距车辆的指定距离内的一个或多个其他车辆的速度和加速度的数据，一个或多个其他车辆中的每一个行驶在从一个或多个其他车道中选择的车道中；
根据车辆的速度和加速度以及一个或多个其他车辆的速度和加速度来确定车辆待占用的另一车道，另一车道从一个或多个其他车道中选择；
在车辆的车厢中呈现道路的可视化，可视化通过突出显示另一车道来建议到另一车道的车道变更；
接收来自车厢的输入，该输入为接受建议的车道变更；
计算车辆在从当前车道变更到适当车道时待保持的速度；和
在可视化中指示车辆将变更进入另一车道的位置。
根据本发明的一个实施例，其中一个或多个处理器执行存储在系统存储器中的确定车辆的速度和加速度的指令包含：一个或多个处理器执行存储在系统存储器中的使用激光雷达来确定车辆的加速度的指令。
根据本发明的一个实施例，其中一个或多个处理器执行存储在系统存储器中的访问指示一个或多个其他车辆的速度和加速度的数据的指令包含：一个或多个处理器执行存储在系统存储器中的通过车辆对车辆(V2V)通信来接收指示一个或多个其他车辆的速度和加速度的数据的指令。
根据本发明的一个实施例，其中一个或多个处理器执行存储在系统存储器中的在车辆的车厢中呈现道路的可视化的指令包含：使用增强现实(AR)来呈现可视化。
根据本发明的一个实施例，其中一个或多个处理器执行存储在系统存储器中的接收来自车厢的输入的指令包含：一个或多个处理器执行存储在系统存储器中的探测沿另一车道的方向的转弯信号的激活的指令。
根据本发明的一个实施例，其中一个或多个处理器执行存储在系统存储器中的指示车辆变更进入另一车道的时间的指令包含：一个或多个处理器执行存储在系统存储器中的在可视化中呈现一个或多个其他车辆的指令，其中以指示的速度呈现一个或多个其他车辆中的每一个。
根据本发明的一个实施例，其中一个或多个处理器执行存储在系统存储器中的在可视化中呈现一个或多个其他车辆的指令包含：在可视化中呈现以下中的至少一个：车辆在从当前车道变更到另一车道时要跟随的第一车辆、以及车辆在从当前车道变更到另一车道时要超过的第二车辆。
根据本发明，提供一种在车辆处的方法，车辆在还包括一个或多个其他车道的多车道道路的当前车道中行驶，该方法包含：
确定车辆的速度和加速度；
确定车辆在当前行驶车道中行驶；
访问指示在道路上距车辆的指定距离内的一个或多个其他车辆的速度和加速度的数据，一个或多个其他车辆中的每一个行驶在从一个或多个其他车道中选择的车道中；
根据车辆的速度和加速度以及一个或多个其他车辆的速度和加速度来确定车辆待占用的另一车道，另一车道从一个或多个其他车道中选择；
在车辆的车厢中呈现道路的可视化，可视化通过突出显示另一车道来建议进入另一车道的车道变更；
接收来自车厢的输入，该输入为接受建议的车道变更；
计算车辆在从当前车道变更到适当车道时待保持的速度；和
在可视化中指示车辆将变更进入另一车道的位置。
根据本发明的一个实施例，其中车辆是人类操作的车辆。
根据本发明的一个实施例，在可视化内指示车辆要变更进入另一车道的时间包含：将另一车道中的至少一个车辆之前或之后的空间作为车道变更的时机，至少一个车辆包括在一个或多个车辆中。
附图说明
结合以下描述和附图，本发明的具体特征、方面和优点将变得更好理解，其中：
图1示出了计算装置的示例框图；
图2示出了可以辅助驾驶员进行道路车道变更的示例多车道道路；
图3示出了用于辅助驾驶员进行道路车道变更的示例方法的流程图；
图4A示出了多车道道路上的车辆的示例；
图4B示出了增强以指示推荐车道的示例实时显示；
图4C示出增强以指示车道变更位置和车辆速度的示例性实时显示；
图5示出了用于辅助驾驶员进行道路车道变更的示例性方法的数据流。
具体实施方式
本发明延伸到用于辅助驾驶员进行道路车道变更的方法、系统和计算机程序产品。一般而言，本发明的各个方面用于机动车辆中以将驾驶员引导到多车道道路中的更高效运行车道。车道推荐可以根据周围车辆的感测和/或通信方面。可以通过音频和/或视觉提示将车道建议传输给驾驶员。可以(基本上)实时响应于道路环境中的变化状况(例如相邻车道中的车辆已经改变速度)而修改车道建议。
在交通状况拥堵情况下，可能难以在其他车辆周围进行操纵来以更好地路线行驶到目的地。驾驶员由于缺乏超越其外围视线的能见度，而往往无法以最安全和最可靠的方式绕过其他车辆前进。变换车道甚至并道可以随着道路上的车辆数量的增加而变得复杂。驾驶员可能会被挡在无法衡量其周围车辆的速度的其他车辆之间。
本发明的各个方面可以用于辅助驾驶员根据局部交通状况来选择并且转换到最佳车道。例如，在由于较少的并道或自由出口而使某些车道交通移动较快时，或者由于较慢行驶的车辆而可能阻塞车道的情况下，本发明的各个方面是有用的。车道变更辅助系统的部件可以嵌入车辆中以减轻在通勤过程中的许多障碍，从而在公路和高速公路上创造安全且更高效的环境。
车辆中的车道变更辅助系统可以包括车道推荐系统。车道推荐系统可以使用车辆的速度和加速度以及其他附近车辆的速度和加速度来进行车道推荐。一方面，车辆使用LIDAR(激光雷达)来确定周围车辆的当前速度和加速度以及车辆的加速度。根据车辆的加速度，可以得到车辆的未来速度(例如几秒钟后)。
车辆还可以使用各种传感器来确定车辆当前行驶的当前车道。车辆还可以使用车辆到车辆(V2V)通信来向在车辆的指定距离内的周围车辆发送并且从其接收数据。例如，在彼此指定距离内的各种车辆可以使用V2V交换速度和加速度(或减速度)信息。
在一个方面，车辆包括增强现实(AR)投影系统(例如在车辆的前挡风玻璃上投影出显示(例如抬头显示器(HUD))的系统)。投影系统可以使用增强现实(AR)来根据周围车辆的平均预计速度向驾驶员突出显示(例如相对于环境光、涂层、闪光道路等)一个或多个推荐车道。投影系统也可以使用AR来指示一个或多个推荐车道内的周围车辆的平均预计速度。推荐车道可以是交通移动得比当前车道更快的车道。推荐车道可以是当前车道左侧或右侧的相邻车道，或者也可以是距当前车道更远的其他车道(例如向当前车道左侧两个或更多个车道，或者向右侧两个或更多个车道)。
车辆中的处理单元(例如CPU)可以存储、计算和分析数据以确定和建议车辆所占用的适当车道。在一个方面，可以根据所有可能车道的最快预计速度来确定适当车道。可以根据周围车辆的速度和加速度进行计算。计算可以包括确定在近期内切换到另一车道是否是车辆的最佳选择，和/或车辆是否具有绕过周围车道中的其他车辆以进行车道变更的适当速度和/或加速度。
车道变更辅助系统还可以包括位置确定模块。当建议推荐车道时(例如通过AR中的突出显示)，驾驶员可以选择启动车道变更到推荐车道。在一个方面，驾驶员通过在推荐车道的方向上激活转弯信号来指示期望变更车道。转弯信号的激活向车道变更辅助系统指示希望车道变更到推荐车道。响应于转弯信号激活，在AR中突出显示推荐车道中的一个或多个车辆。车辆突出显示可以包括以下之一或多个：环境AR灯、涂层、闪光模型等。可以显示相对于一个或多个车辆中的每一个的指示车辆为了安全并入推荐车道而保持的适当速度的数字。
如果转弯信号未被激活(例如在指定的时间内)，则车道变更辅助系统确定驾驶员已经忽略了所建议的车道变更，并且不采取进一步的行动。
车辆中的处理单元(例如CPU)除了能够分析周围车辆的数据以识别允许这样移动的单个车辆之外，还可以计算变更车道所需的安全速度。另一方面，如果驾驶员试图自行不安全地并入或变更车道，则车道变更辅助系统可以警告驾驶员所期望的车道不安全、通知用户减速、通知驾驶员在给定时间不要变更车道等。
本发明的各方面通过在行驶期间提供辅助驾驶员的额外感测能力来增加安全性并且增强驾驶员体验。改善行驶中的效率和安全性为驾驶员在道路上的机动性提供了便利。
本发明的各方面可以在各种不同类型的计算装置中实现。图1示出了计算装置100的示例框图。计算装置100可以用于执行各种过程(如本文讨论的过程)。计算装置100可以作为服务器、客户端或任何其他计算实体运行。计算装置100可以执行如本文描述的各种通信和数据传输功能，并且可以执行一个或多个应用程序(例如本文描述的应用程序)。计算装置100可以是多种计算装置(如移动电话或其他移动装置、台式计算机、笔记本计算机、服务器计算机、手持式计算机、平板计算机等)中的任何一种。
计算装置100包括一个或多个处理器102、一个或多个存储器装置104、一个或多个接口106、一个或多个大容量存储装置108、一个或多个输入/输出(I/O)装置110以及显示装置130，所有这些装置都连接到总线112。处理器102包括执行存储在存储器装置104和/或大容量存储装置108中的指令的一个或多个处理器或控制器。处理器102还可以包括各种类型的计算机存储介质(如高速缓冲存储器)。
存储器装置104包括如易失性存储器(例如随机存取存储器(RAM)114)和/或非易失性存储器(例如只读存储器(ROM)116)的各种计算机存储介质。存储器装置104还可以包括可重写ROM(例如闪存)。
大容量存储装置108包括各种计算机存储介质(如磁带、磁盘、光盘、固态存储器(例如闪存)等)。如图1所示，特定大容量存储装置是硬盘驱动器124。大容量存储装置108中还可以包括使得能够从各种计算机可读介质读取和/或向各种计算机可读介质写入的各种驱动器。大容量存储装置108包括可移除介质126和/或不可移除介质。
I/O装置110包括允许将数据和/或其他信息输入到计算装置100或从计算装置100检索数据和/或其他信息的各种装置。示例I/O装置110包括光标控制装置(键盘、键板)、条形码扫描仪、麦克风、监视器、或其他显示装置、扬声器、打印机、网络接口卡、调制解调器、摄像机、镜头、雷达、CCD(电荷耦合器件，charge-coupled device)、或其他图像捕捉装置等。
显示装置130包括能够向计算装置100的一个或多个用户显示信息的任何类型的装置。显示装置130的示例包括监视器、显示终端、视频投影装置等。
接口106包括允许计算装置100与其他系统、装置或计算环境以及人类交互的各种接口。示例性接口106可以包括任意数量的不同网络接口120，例如到以下的接口：个人局域网(PAN)、局部区域网(LAN)、控制器区域网络(CAN)、广域网(WAN)、无线网络(例如近场通信(NFC)、蓝牙(Bluetooth)、Wi-Fi(无线区域网))等网络以及因特网。其他接口包括用户接口118和外围装置接口122。
总线112允许处理器102、存储器装置104、接口106、大容量存储装置108和I/O装置110彼此通信，或者与连接到总线112的其他装置或部件通信。总线112表示几种类型的总线结构(如系统总线、PCI(外围部件互连，Peripheral Component Interconnect)总线、IEEE(美国电气和电子工程师协会，Institute of Electrical and Electronics Engineers)1394总线、USB总线等)中的一个或多个。
在本说明书和下面的权利要求书中，“增强现实”(AR)定义为物理的现实世界环境的现场直接或间接视图，该物理的现实世界环境的元素由计算机生成的感觉输入(如声音、视频、图形、全球定位系统(GPS)数据)增强(或补充)。增强可以是实时的并且在环境元素(例如在道路环境中突出显示的车道或车辆、或者随同车辆指示速度)的语义范围中。也就是说，有关环境及其对象的信息叠加在现实世界中。
图2示出了可以辅助驾驶员进行道路车道变更的示例性多车道道路200。参考图2，多车道道路200包括指定为沿方向206承载机动车辆交通的车道261、262和263。车辆201、281和291分别在车道262、261和263中行驶并且沿方向206行驶。车辆201、281和291中的每一个可以在尺寸上变化，并且可以是相同类型的车辆或不同类型的车辆，例如小型客车、载重货车、公共汽车、货车、摩托车等等。在一个方面，车道261和263与车道262相邻。例如，车道261可以是车道262右侧的下一车道(当沿方向206移动时)。车道263可以是车道262左侧的下一车道(当沿方向206移动时)。
多车道道路200可以包括也指定为沿方向206承载交通的一个或多个额外车道(未示出)。例如，多车道道路200可以包括指定为沿方向206承载交通的车道261右侧的一个或多个额外车道和/或在车道263左侧的一个或多个额外车道。多车道道路200还可以包括指定为承载与方向206相反的交通的多个车道(未示出)。分隔器可以将指定为沿方向206承载交通的车道与指定为承载与方向206相反的交通的车道分开(例如分开的公路或高速公路)。
如图所示，车辆201包括传感器202、通信模块207、配置探测器208、投影系统209、车辆部件211、车道变更辅助系统221和挡风玻璃244。传感器202、通信模块207、配置探测器208、投影系统209、车辆部件211、车道变更辅助系统221和挡风玻璃244中及其各自部件的每一个可以通过网络(例如PAN、LAN、CAN、WAN、甚至互联网)彼此连接(或者成为网络的一部分)。因此，传感器202、通信模块207、配置探测器208、投影系统209、车辆部件211、车道变更辅助系统221和挡风玻璃244以及任何其他连接的计算机系统及其部件可以通过网络创建消息相关数据并且交换消息相关数据(例如近场通信(NFC)有效负载、蓝牙封包(Bluetoothpackets)、互联网协议(IP)数据报以及使用IP数据报(如传输控制协议(TCP)、超文本传输协议(HTTP)、简单邮件传输协议(SMTP)等)的其他较高层协议)。
驾驶员232可以使用车辆部件211来控制车辆201的操作。例如，当车辆201要向左或向右移动时，驾驶员232可以使用转弯信号241来警告其他车辆。驾驶员232可以使用车辆部件211中的其他部件来控制车辆201的方向(例如方向盘)和速度(例如节气门和制动器)。
传感器202包括摄像机203和LIDAR传感器204。传感器202还可以包括其他类型的传感器(未示出)，如例如雷达传感器、声学传感器、超声波传感器、电磁传感器等。通常，传感器202可以感测和/或监测车辆201周围的物体。传感器202可以输出指示被监测物体的位置和光流的传感器数据。
配置探测器208配置为从传感器数据确定车辆201的配置。配置可以包括车辆201的速度、车辆201的加速度(或减速度)、以及车辆201行驶的车道。
车道变更辅助系统221包括车道推荐模块222和位置确定模块223。车道推荐模块222配置为根据车辆201的配置和行驶在车辆201的指定距离内的多车道道路200上的其他车辆的速度和加速度(或减速度)来推荐用于车辆201的车道。车道推荐模块222可以将推荐车道的指示输出到投影系统209。位置确定模块223配置为识别车辆201可以安全地从当前车道移动到推荐车道的推荐车道内位置(例如在推荐车道上行驶的其他车辆之间的足够大间隔/间隙)。车道确定模块223可以将所识别的位置的指示输出到投影系统209。
通常，投影系统209可以从摄像机203接收车辆201周围的道路环境的图像数据(例如图像数据266)。投影系统209可以根据图像数据在挡风玻璃244上呈现视觉显示(例如HUD)。投影系统209可以用额外数据来增加图像数据中的元素(例如车道标记、其他车辆、并道位置等)。例如，投影系统209可以在视觉显示内突出显示车道标记或车辆、指示车辆速度、突出显示并道位置等。可选地，投影系统209可以在车辆201的车厢中的显示装置上呈现增强的视觉显示。
通信模块207可以包括用于与其他车辆和/或计算机系统进行无线通信的硬件部件(例如无线调制解调器或无线网卡)和/或软件部件(例如协议栈(protocol stack))。通信模块207可以用于帮助车辆到车辆(V2V)通信以及车辆到基础设施(V2I)通信。车辆281和291(以及多车道道路200上的任何其他车辆)可以包括类似配置的通信模块。因此，多车道道路200上的车辆可以使用V2V通信相互交换信息。
车辆281和291(以及多车道道路200上的任何其他车辆)中的每一个还可以包括这样的部件：提供由传感器202、配置探测器208、投影系统209、车辆部件211、车道变更辅助系统221和挡风玻璃244提供的功能的至少一个子集以及可能全部功能。
图3示出了用于辅助驾驶员进行道路车道变更的示例方法的流程图。将针对计算机体系结构200的部件和数据来描述方法300。
方法300包括确定车辆的速度和加速度(或减速度)(301)。方法300包括确定车辆在当前车道中行驶(302)。例如，传感器202可以感测来自车辆201周围的环境的传感器数据229。配置探测器208可以从传感器数据229探测到车辆201处于车辆配置224中。车辆配置224包括速度226、加速度227和车道指示228。速度226可以指示车辆201的当前速度(例如每小时英里数，“mph”)，加速度227可以指示速度226的变化(例如速度226增加或减少)，并且车道指示228可以指示车辆201在车道262中。
传感器数据229还可以指示在车辆201的指定距离(例如在1/4英里之内)的多车道道路上的其他车辆的位置。例如，传感器数据229可以指示车道261中车辆281的位置以及车道263中车辆291的位置。可以在车辆201正在沿着多车道道路200行驶时持续地感测传感器数据229并且将传感器数据229发送到配置探测器208和车道变更辅助系统221。
方法300包括访问指示在道路上距车辆的指定距离内的一个或多个其他车辆的速度和加速度(或减速度)的数据，该一个或多个其他车辆中的每一个行驶在从一个或多个其他车道中选择的车道上(303)。例如，通信模块207可以接收来自车辆281的运动数据282。运动数据282包括速度283和加速度284。速度283可以指示车辆281的当前速度(例如英里/小时)，并且加速度284可以指示速度283的变化(例如速度283增加或减少)。类似地，通信模块207可以从车辆291接收运动数据292。运动数据292包括速度293和加速度294。速度293可以指示车辆291的当前速度(例如英里/小时)，并且加速度294可以指示速度293的变化(速度293增加还是减少)。通信模块207还可以接收指示来自车辆201的指定距离内的多车道道路上的任何其他车辆的速度和加速度(或减速度)的数据。
方法300包括根据车辆的速度和加速度(或减速度)以及一个或多个其他车辆的速度和加速度(或减速度)来确定车辆待占用的另一车道，该另一车道选自一个或多个其他车道(304)。例如，车道推荐模块222可以根据车辆配置224、运动数据282和运动数据292(以及来自任何其他车辆的运动数据)来确定车辆201占用车道261的效率更高。车道推荐模块222可以得出：指示在车道261中可能更高效行驶的车道推荐238。车道推荐模块222可以将车道推荐238发送到投影系统209。投影系统209可以从车道推荐模块222接收车道推荐238。
方法300包括在车辆的车厢中呈现道路的可视化，该可视化通过突出显示另一车道来提议车道变更进入另一车道(305)。例如，摄像机203可以捕获多车道道路200的图像数据266。可以将图像数据266发送到投影系统209。可以在投影系统209处接收图像数据266。可以在车辆201正在沿着多车道道路200行驶时持续地捕获图像数据266并且将图像数据266发送到投影系统209。
投影系统209可以根据图像数据266和车道推荐238来制定多车道道路200的HUD236。投影系统209可以在挡风玻璃244上(或在车辆201的车厢中的另一个显示装置上)呈现HUD 236。投影系统209可以通过在HUD 236内突出显示车道261(例如使用环境照明、涂层、闪光等)来增强图像数据266，以提出从车道262到车道261的车道变更。驾驶员232可以感知挡风玻璃244(或其他显示装置)上的HUD 236。在一个方面，HUD 236被呈现在驾驶员232的视野233内。因此，驾驶员232可以在查看HUD 236的同时，也保持沿方向206的多车道道路200的视野。
方法300包括接收来自车厢的接受建议的车道变更的输入(306)。例如，驾驶员232可以响应于感知到HUD 236，而希望将车辆201变更进入车道261。驾驶员236可以激活转弯信号241以指示接受从车道262变更进入车道261的推荐。车辆201上的外部车灯可以响应于转弯信号241的激活，而沿车道261的方向闪烁。还可以将信号234发送到车道变更辅助系统221。车道变更辅助系统221可以从转弯信号241接收信号234。车道变更辅助系统221感知信号234作为接受车道推荐238。
方法300包括计算车辆在从当前车道变更到适当车道时待保持的速度(307)。例如，车道变更辅助系统221可以根据运动数据282和运动数据292(以及来自多车道道路200上的任何其他车辆的运动数据)来计算车辆201在从车道262变更到车道261时待保持的速度。考虑到多车道道路200上的周围车辆的速度和加速度(或减速度)，保持计算的速度允许车辆201从车道262安全地变更到车道261。
方法300包括在可视化内指示车辆将变更到另一车道的位置(308)。例如，位置确定模块223可以确定车辆201在位置268处从车道262变更到车道261是安全的。位置确定模块223可以得出指示位置268的车道变更指示239。位置确定模块223可以将车道变更指示239发送到投影系统209。投影系统209可以从位置确定模块223接收车道变更指示239。
投影系统209可以根据图像数据266和车道变更位置239来制定HUD更新237。投影系统209可以通过突出显示位置268(例如使用环境照明、涂层、闪光等)并且在HUD更新237内指示车辆281和车辆291(以及在车辆201的指定距离内的车道261中的任何其他车辆)的速度来增强图像数据266。例如，可以在车辆281上方呈现指示车辆281的速度(以mph为单位)的数字。类似地，可以在车辆291上方呈现指示车辆291的速度(以mph为单位)的数字。
投影系统209可以在挡风玻璃244上(或车辆201的车厢中的另一个显示装置上)呈现HUD更新237。驾驶员232可以感知挡风玻璃244(或其他显示装置)上的HUD更新237。在一个方面，HUD更新237被呈现在驾驶员232的视野233内。因此，驾驶员232可以在查看HUD更新237的同时保持沿方向206的多车道道路200的视野。
然后，驾驶员232可以利用车辆部件211(例如方向盘、节气门等)在车道261中位置268处实施车道变更267。
在一个方面，当车辆201沿多车道道路200行驶时，在车辆201处大体上实时地提供车道推荐。当车辆201行驶时，车道推荐可以随着车辆201的指定距离内的交通环境变化而变化。当呈现推荐时，驾驶员232可以选择根据车道变更推荐进行操作或忽略车道变更推荐。
在一些方面中，还可以使用音频输出将车道推荐和车道变更位置指示给驾驶员232。还可以在车道推荐模块223推荐车道时将车道推荐发送到音频系统。类似地，可以在位置确定模块确定车道变更位置时将车道变更位置发送到音频系统。音频系统可以在车辆201的车厢中输出音频提示(例如通过一个或多个扬声器)。音频提示可以提醒驾驶员232查看HUD 236、查看HUD更新237等。
图4A示出了在多车道道路400的不同车道中行驶的车辆的示例。转向图4A，车辆422和426位于车道441中。车辆401和423位于车道442中。车辆424和428位于车道443中。车辆427位于车道444中。如箭头所示，图4A中描绘的所有车辆通常沿相同的方向行驶。车辆401可以比车辆423行驶得更快。当车辆401从后面接近车辆423时，车辆401中的车道变更辅助系统可以确定并且推荐车辆401的更高效的行驶车道。
转向图4B，投影系统411可以在挡风玻璃437上呈现多车道道路400的实时显示。车道推荐系统可以推荐车道443作为车辆401的更高效的行驶车道。投影系统411可以利用突出显示438来增强实时显示以将车道443识别为推荐车道。可以使用不同的图标(例如星号)来识别车辆401(车辆驾驶员432正在驾驶的)。驾驶员432可以查看实时显示并且希望从车道442变更到车道443。驾驶员432可以激活车辆401中的右转弯信号以指示希望变更到车道443。
转向图4C，车道变更辅助系统可以识别可安全地发生从车道442到车道443的车道变更的位置441。投影系统411可以用突出显示439来增强实时显示以指示位置441。投影系统411还可以用多车道道路400上的其他车辆的速度(例如以英里/小时)来增强实时显示。暂时返回到图4A，驾驶员432然后可以实施车道变换407以将车辆401从车道442移动到车道443。
图5示出了用于辅助驾驶员进行道路车道变更的示例性方法的数据流500。在501处，车道变更辅助系统可以确定车辆以预先确定距离变更车道是安全的和更优化的。在502处，车道变更辅助系统可以通过显示器上突出显示的车道来向驾驶员提示车道选项。在503处，驾驶员可以通过使用转弯信号(例如向左或向右)来接受其中一个车道。在504处，车道变更辅助系统可以计算车辆待保持的速度。在505处，车道变更辅助系统可以在显示器上突出显示各个车辆并且在其上方设置速度标记。在506处，驾驶员可以通过变更车道来接受车道选项。
因此，本发明的各方面在多种不同的情况下辅助驾驶员在多车道道路上的车道之间进行安全地变更。
在一种情况下，高速公路交通阻碍了正常的通勤。车辆可能处于中间车道，并且车道变更辅助系统确定存在可用于优化通勤的开放车道。车道变更辅助系统提供两个车道开口(右侧车道和左侧车道)。使用增强现实(AR)可视化来突出显示这两条车道。
驾驶员通过激活左转弯信号来选择左侧车道。转弯信号的激活会向车道变更辅助系统发送信息。车道变更辅助系统考虑到车辆的速度和周围车辆的速度来执行一系列的计算。车道变更辅助系统识别并入到其前方的车辆和并入到其后方的车辆。使用AR系统可视化来突出显示车辆，并且在车辆上方显示指示其速度的数字。AR系统还可以指示车辆以便安全和成功地并道所保持的速度。驾驶员然后可以将车辆移动到左侧车道。可选地，驾驶员可以选择不进入左侧车道。驾驶员可以通过保持在当前车道或将转弯信号移回中心来取消并道。
在另一种情况下，较快车辆在高速公路上被另一个较慢车辆阻碍。较慢车辆由于驾驶员不熟悉该区域并且不确定要驶出哪个出口，而行驶较慢。在这种情况下，车道变更辅助系统确定最好变换到另一车道而不是等待前方车辆加速。若较快车辆的驾驶员是新手驾驶员，则一般情况下宁可保持现状。然而，车道变更辅助系统可以在变换到更优化的车道时为新手驾驶员提供额外的舒适度。
在一个方面中，一个或多个处理器配置为执行指令(例如计算机可读指令、计算机可执行指令等)以执行多个所描述操作中的任一个。一个或多个处理器可以访问来自系统存储器的信息和/或将信息存储在系统存储器中。一个或多个处理器可以将信息(例如传感器数据、车辆配置、运动数据、速度、加速度(或减速)、车道变更推荐、车道变更位置、HUD、HUD更新、车辆部件激活信号、车道位置、AR数据等)在不同格式之间转换。
系统存储器可以连接到一个或多个处理器，并且可以存储由一个或多个处理器执行的指令(例如计算机可读指令、计算机可执行指令等)。系统存储器还可以配置为存储由所描述的部件生成的多个其他类型的数据(例如传感器数据、车辆配置、运动数据、速度、加速度(或减速度)、车道变更推荐、车道变更位置、HUD、HUD更新、车辆部件激活信号、车道位置、AR数据等)中的任一个。
在上面的公开中，已经参考了形成其一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了可以实施本公开的具体实施方式。应该理解的是，可以利用其他实施方式，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构改变。说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可以不一定包括特定的特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定是指相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例来改变这种特征、结构或特性被认为是在本领域技术人员的知识范围内。
本文公开的系统、装置和方法的实施方式可以包含或利用包括计算机硬件(例如如本文所讨论的一个或多个处理器和系统存储器)的专用或通用计算机。在本公开的范围内的实施方式还可以包括用于携带或存储计算机可执行指令和/或数据结构的物理设备和其他计算机可读介质。这样的计算机可读介质可以是可以被通用或专用计算机系统访问的任何可用介质。存储计算机可执行指令的计算机可读介质是计算机存储介质(装置)。携带计算机可执行指令的计算机可读介质是传输介质。因此，作为示例而非限制，本公开的实施方式可以包含至少两种截然不同的计算机可读介质：计算机存储介质(装置)和传输介质。
计算机存储介质(装置)包括RAM(随机存储器，Random Access Memory)、ROM(只读存储器，Read Only Memory)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器，electrically erasableprogrammable read-only memory)、CD-ROM(光盘只读存储器，Compact disc read-onlymemory)、固态驱动器(“SSD”)(例如基于RAM)、闪存、相变存储器(“PCM”)、其他类型存储器、其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储装置、或可用于以计算机可执行指令或数据结构的形式存储期望程序代码工具的并且可被通用或专用计算机访问的任何其他介质。
本文公开的装置、系统和方法的实施方式可以通过计算机网络进行通信。“网络”定义为能够在计算机系统和/或模块和/或其他电子装置之间传输电子数据的一个或多个数据链路。当通过网络或其他通信连接(硬连线、无线或者硬连线或无线连接的组合)将信息传输或提供给计算机时，计算机将该连接适当地视为传输介质。传输介质可以包括网络和/或数据链路，网络和/或数据链路可以被用来以计算机可执行指令或数据结构的形式携带期望的程序代码工具并且可以被通用或专用计算机访问。上述的组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。
计算机可执行指令例如包含在处理器处执行时使通用计算机、专用计算机或专用处理装置执行特定功能或功能组的指令和数据。计算机可执行指令可以例如是二进制文件、如汇编语言的中间格式指令，或者是源代码。虽然已经用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题不一定限于上述描述的特征或动作。相反，所描述的特征和动作作为实施权利要求的示例形式被公开。
本领域技术人员将认识到，本公开可以在具有许多类型的计算机系统配置的网络计算环境中实施，包括车内计算机或其他车辆计算机、个人计算机、台式计算机、膝上型计算机、消息处理器、手持装置、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子装置、网络个人计算机、小型计算机、大型计算机、移动电话、PDA(个人数字助理，Personal DigitalAssistant)、平板电脑、寻呼机、路由器、交换机、各种存储装置等。本公开还可以在分布式系统环境中实施，其中通过网络进行连接(通过硬连线数据链路、无线数据链路或通过硬连线和无线数据链路的组合)的本地和远程计算机系统都执行任务。在分布式系统环境中，程序模块可以位于本地和远程内存存储装置中。
此外，在适当的情况下，本文描述的功能可以在以下中的一个或多个中执行：硬件、软件、固件、数字部件或模拟部件。例如，一个或多个专用集成电路(ASIC)可以编程为执行本文描述的一个或多个系统和过程。整个说明书和权利要求中使用了某些术语来指代特定的系统部件。如本领域技术人员将认识到的，可以通过不同的名称来引用这些部件。本文档并非旨在区分名称不同而功能相同的部件。
应当指出，上面讨论的传感器实施例可以包含计算机硬件、软件、固件或其执行至少一部分功能的任何组合。例如，传感器可以包括配置为在一个或多个处理器中执行的计算机代码，并且可以包括由计算机代码控制的硬件逻辑/电路。本文提供这些示例性装置是为了说明的目的，并非旨在为限制性的。本公开的实施例可以在其他类型的装置(如相关领域的技术人员已知的)中实现。
本公开的至少一些实施例指向包含存储在任何计算机可用介质上的这种逻辑(例如以软件的形式)的计算机程序产品。这样的软件当在一个或多个数据处理装置中执行时使装置如本文所述那样操作。
尽管以上已经描述了本公开的各种实施例，但是应该理解，其仅仅是作为示例而不是限制来呈现的。对于相关领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。因此，本公开的广度和范围不应该被任何上述示例性实施例限制，而是应该仅根据以下权利要求及其等同物来限定。提出前面的描述是为了说明和描述的目的。这并非旨在是穷尽的或将本公开限制为所公开的确切形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。此外，应该注意的是，可以以期望的任何组合来使用前述替代实施方式中的任一个或全部，以形成本公开的其他混合实施方式。

Claims (15)

1.一种用于辅助从当前车道进行道路车道变更的方法，所述方法包含：
根据道路上的其他车辆的速度和加速度来确定车辆可以在其他车道上更高效地行驶；
接收从所述其他车道中选择另一车道的输入；
计算所述车辆待保持的速度；和
指示所述车辆在其他车辆之间变更进入所述另一车道的合适时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定车辆可以在其他车道中更高效地行驶包含：确定交通在所述其他车道中移动得更快。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中确定车辆可以在其他车道中更高效地行驶包含：
确定所述车辆的速度和加速度；
确定所述车辆在所述当前车道中行驶；
访问指示在所述道路上距所述车辆的指定距离内的一个或多个其他车辆的所述速度和加速度的数据，所述一个或多个其他车辆中的每一个行驶在从所述道路的一个或多个其他车道中选择的车道中；和
根据所述车辆的所述速度和加速度以及所述一个或多个其他车辆的所述速度和加速度，来确定所述车辆适合于移动到所述另一车道。
4.根据权利要求1所述的方法，还包含在所述车辆的车厢中使用增强现实(AR)以视觉格式来突出显示所述其他车道。
5.根据权利要求1所述的方法，其中接收选择所述另一车道的输入包含探测所述车辆处的转弯信号的激活。
6.根据权利要求1、4或5所述的方法，还包含：
使用激光雷达来确定所述车辆的所述速度和加速度；和
通过车辆对车辆(V2V)通信来接收所述道路上的一个或多个其他车辆的速度和加速度数据。
7.根据权利要求1所述的方法，还包含：
在所述车辆的车厢内使用增强现实(AR)以视觉格式突出显示所述另一车道中的一个或多个车辆的所述速度；和
其中指示所述车辆在所述其他车辆之间变更进入所述另一车道的合适时间包含：在所述车厢内使用增强现实(AR)以视觉格式突出显示所述其他车辆。
8.根据权利要求1所述的方法，还包含确定所述车辆处于多车道道路的车道中；
其中确定所述车辆可以在其他车道中更高效地行驶包含：确定所述车辆可以在所述多车道道路的一个或多个其他车道中更高效地行驶；
其中接收从所述其他车道中选择另一车道的输入包含：从所述多车道道路的所述一个或多个车道中选择所述另一车道，所述另一车道与所述多车道道路上的所述车道相邻；和
其中指示所述车辆在所述其他车辆之间变更进入所述另一车道的合适时间包含：指示所述车辆变更进入所述多车道道路的所述另一车道的合适时间。
9.一种车辆，所述车辆包含：
一个或多个处理器；
连接到所述一个或多个处理器的系统存储器，所述系统存储器存储可由所述一个或多个处理器执行的指令；
所述一个或多个处理器执行存储在所述系统存储器中的所述指令以辅助驾驶员进行道路车道变更，所述道路包括所述车辆的当前行驶车道和一个或多个其他行驶车道，所述指令包含以下指令：
确定所述车辆的速度和加速度；
确定所述车辆在所述当前行驶车道中行驶；
访问指示在所述道路上距所述车辆的指定距离内的一个或多个其他车辆的所述速度和加速度的数据，所述一个或多个其他车辆中的每一个行驶在从一个或多个其他车道中选择的车道中；
根据所述车辆的所述速度和加速度以及所述一个或多个其他车辆的所述速度和加速度来确定所述车辆待占用的另一车道，所述另一车道从所述一个或多个其他车道中选择；
在所述车辆的车厢中呈现所述道路的可视化，所述可视化通过突出显示所述另一车道来建议到所述另一车道的车道变更；
接收来自所述车厢的输入，所述输入为接受所述建议的车道变更；
计算所述车辆在从所述当前车道变更到适当车道时待保持的速度；和
在所述可视化中指示所述车辆将变更进入所述另一车道的位置。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中所述一个或多个处理器执行存储在所述系统存储器中的确定所述车辆的速度和加速度的所述指令包含：所述一个或多个处理器执行存储在所述系统存储器中的使用激光雷达来确定所述车辆的所述加速度的指令。
11.根据权利要求9或10所述的车辆，其中所述一个或多个处理器执行存储在所述系统存储器中的访问指示一个或多个其他车辆的所述速度和加速度的数据的所述指令包含：所述一个或多个处理器执行存储在所述系统存储器中的通过车辆对车辆(V2V)通信来接收指示所述一个或多个其他车辆的所述速度和加速度的所述数据的指令。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中所述一个或多个处理器执行存储在所述系统存储器中的在所述车辆的所述车厢中呈现所述道路的可视化的所述指令包含：使用增强现实(AR)来呈现所述可视化。
13.根据权利要求11所述的车辆，其中所述一个或多个处理器执行存储在所述系统存储器中的接收来自所述车厢的输入的所述指令包含：所述一个或多个处理器执行存储在所述系统存储器中的探测沿所述另一车道的方向的转弯信号的激活的指令。
14.一种在车辆处执行的方法，所述车辆在还包括一个或多个其他车道的多车道道路的当前车道中行驶，所述方法包含：
确定所述车辆的速度和加速度；
确定所述车辆在所述当前车道中行驶；
访问指示在所述道路上距所述车辆的指定距离内的一个或多个其他车辆的所述速度和加速度的数据，所述一个或多个其他车辆中的每一个行驶在从所述一个或多个其他车道中选择的车道中；
根据所述车辆的所述速度和加速度以及所述一个或多个其他车辆的所述速度和加速度来确定所述车辆待占用的另一车道，所述另一车道从所述一个或多个其他车道中选择；
在所述车辆的车厢中呈现所述道路的可视化，所述可视化通过突出显示所述另一车道来建议进入所述另一车道的车道变更；
接收来自所述车厢的输入，所述输入为接受所述建议的车道变更；
计算所述车辆在从所述当前车道变更到适当车道时待保持的速度；和
在所述可视化中指示所述车辆将变更进入所述另一车道的位置。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述可视化内指示所述车辆要变更进入所述另一车道的时间包含：将所述另一车道中的至少一个车辆之前或之后的空间作为所述车道变更的时机，所述至少一个车辆包括在所述一个或多个车辆中。
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