CN108725451B - 用于控制车辆自动驾驶的装置和方法以及车辆系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了用于控制车辆自动驾驶的装置和方法以及车辆系统。所述装置使用驾驶员的生物识别信息而监测驾驶员的压力状态，并且基于所述驾驶员的压力状态超过预置的参考值的时间点的急动度而计算驾驶员的容许急动度。基于在车辆行驶时测量的车辆和前车的位置和运动信息以及车道信息，而计算预计急动度。此外，在所述预计急动度超过驾驶员的容许急动度时，确定车辆的行驶状态，并且基于所述车辆的行驶状态而输出警告。

Description

用于控制车辆自动驾驶的装置和方法以及车辆系统
与相关申请的交叉引用
本申请基于2017年4月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0048581号并要求该申请的优先权权益，所述申请的公开内容完整地以引用的方式并入本文。
技术领域
本申请涉及用于控制车辆自动驾驶的装置和方法以及车辆系统，更具体地涉及这样的用于控制车辆自动驾驶的装置和方法，其中，在车辆行驶期间基于生物识别(biometric)信号的改变而确定容许急动度。
背景技术
急动度是表示加速度的时间变化率的矢量，可以用位移对时间的三阶导数表示，并且可以表示在车辆突然加速或换挡时发生的车辆的前后震动。最近，急动度被用作评价驾驶员的平稳性的指标。驾驶员操纵车辆时的突然加速或换挡会使得急动度不在优选的或容许的范围内。然而在车辆行驶时，优选的急动度或容许急动度的范围对于各个驾驶员是不同的，因此有需求在自动驾驶的控制中对这种不同加以考虑。
同时，车辆的碰撞控制系统通过计算与前车的预计碰撞时间而实行碰撞回避控制。然而，传统的碰撞回避控制不考虑驾驶员的急动度，这影响评价驾驶员的平稳性，而且还影响预计碰撞时间。
发明内容
本申请提供了用于控制车辆自动驾驶的一种装置和一种方法，以及一种车辆系统；通过所述装置和方法，可以在驾驶员驾驶时基于生物识别信号的变化而确定容许急动度，并且基于所识别的驾驶员的容许急动度而确定自动驾驶控制程度。
本申请还提供了用于控制车辆自动驾驶的一种装置和一种方法，以及一种车辆系统；通过所述装置和方法，可以在驾驶员的预计急动度超过驾驶员的容许急动度时输出警告；所述预计急动度在车辆行驶时参考驾驶员的容许急动度而计算。本申请的技术目标不限于以上所述，并且通过下文的描述，未提及的其它技术目标会变得对本领域技术人员显而易见。
根据本申请的一个方面，一种用于控制车辆自动驾驶的装置可以包括：驾驶员状态监测装置，其配置为使用驾驶员的生物识别信息而监测驾驶员的压力状态；急动度计算器，其配置为基于在所述驾驶员的压力状态超过预置的参考值的时间点的急动度而计算驾驶员的容许急动度，并且基于在车辆行驶时所测量的车辆和前车的位置和运动信息以及车道信息而计算预计急动度；确定装置，其配置为在所述预计急动度超过所述驾驶员的容许急动度时，确定车辆的行驶状态；以及警告处理器，其配置为基于所述车辆的行驶状态而输出警告。
根据本申请的另一个方面，一种用于控制车辆自动驾驶的方法可以包括：使用驾驶员的生物识别信息而监测驾驶员的压力状态；基于所述驾驶员的压力状态超过预置的参考值的时间点的急动度，而计算驾驶员的容许急动度；基于在车辆行驶时所测量的车辆和前车的位置和运动信息以及车道信息，而计算预计急动度；在所述预计急动度超过驾驶员的容许急动度时，识别车辆的行驶状态，并且基于所述车辆的行驶状态，而输出警告。
根据本申请的另一个方面，一种车辆系统可以包括：检测器，其具有配置为测量驾驶员的生物识别信号的一个或更多个传感器；自动驾驶控制装置，其配置为：使用通过所述一个或更多个传感器所测量的驾驶员的生物识别信息，而监测驾驶员的压力状态；比较驾驶员的容许急动度与预计急动度，所述容许急动度基于在所述驾驶员的压力状态超过预置的参考值的时间点的急动度而计算，所述预计急动度基于在车辆行驶时所测量的车辆和前车的位置和运动信息而计算；并且在所述预计急动度超过所述驾驶员的容许急动度时，基于车辆的行驶状态而输出警告信号；以及界面，其配置为输出对应于所述警告信号的信息。
附图说明
通过随后结合附图所呈现的具体描述，本申请的以上和其它目的、特征以及优点将更为清楚：
图1为显示车辆系统的配置的方框图，根据本申请的示例性实施方案的自动驾驶控制装置应用至所述车辆系统；
图2至图4为显示根据本申请的示例性实施方案的自动驾驶控制装置的操作的视图；
图5为显示根据本申请的示例性实施方案的自动驾驶控制方法的操作流程的视图；以及
图6为执行根据本申请的示例性实施方案的方法的计算系统的方框图。
附图中每个元件的附图标记
11：界面
13：检测器
15：通讯单元
17：储存装置
110：控制器
120：驾驶员状态监测装置
130：急动度计算器
140：确定装置
150：警告处理器
160：行驶控制器。
具体实施方式
下文将参考附图对本申请的示例性实施方案进行详细描述。在说明书中，应注意到即便出现在不同的附图中，相同或等同的附图标记指代相同或等同的部分。而且，在本申请随后的描述中，如果结合于本文中的公知功能和配置的具体描述会使本申请的主题变得不清楚，那么将省略这些具体描述。
应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非化石能源的燃料)。
虽然将示例性实施方案描述为使用多个单元以实行示例性进程，应当理解示例性进程也可以通过一个或多个模块实行。另外，应当理解术语“控制器”或“控制单元”是指包括存储器和处理器的硬件装置。该存储器被配置成储存所述模块，并且处理器具体配置成执行所述模块以实行以下进一步描述的一个或更多个进程。
此外，本申请的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非瞬态计算机可读介质，其包含通过处理器、控制器或控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据储存设备。计算机可读记录介质还可以分布在网络连接的计算机系统上，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)以分布方式储存和执行。
本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的，而不旨在限制本申请。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该/所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。还将理解，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或加入一种或更多种其它的特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或更多种相关列举项目的任何和所有组合。
除非特别指出或从上下文显而易见，本文中所用的术语“约”理解为在本领域内的普通公差的范围内，例如均值的2个标准偏差内。“约”可被理解为在指定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文显而易见，本文提供的所有数值被术语“约”修饰。
此外，本文可以在描述本申请的部件时使用例如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等的术语。这些术语仅用于区分这些元件与其它元件，而这些元件的本质、顺序、次序和数量不受这些术语限制。另外，除非另有定义，本文使用的所有术语，包括技术术语或科技术语，具有本申请相关领域技术人员所通常理解的相同意义。在常用词典中定义的术语应解释为具有与相关技术语境含义相符的含义，并且除非在本申请的说明书中被清楚地定义，不应解释为理想的或过于形式上的含义。
图1为显示车辆系统的配置的方框图，根据本申请的示例性实施方案的自动驾驶控制装置应用至所述车辆系统。参考图1，根据本申请的示例性实施方案的车辆系统可以包括界面11，检测器13，通讯单元15，储存装置17以及自动驾驶控制装置(处理器)100。控制器110可以配置为操作系统的部件以及自动驾驶控制装置100。
根据本申请的装置100可以在车辆的内部实施。自动驾驶控制装置100也可以与安装在车辆中的控制器整体地形成，或者可以实施为单独的装置，所述单独的装置通过单独的连接单元而连接至车辆的控制器。具体地，自动驾驶控制装置100可以与车辆的发动机和马达一同操作，并可以通过配置为通过操作发动机和马达的控制器操作。界面11可以包括输入单元以及输出单元，所述输入单元配置为接收控制指令，所述输出单元配置为输出自动驾驶控制装置100的工作状态和结果。
此外，输入单元可以包括按键，并且可以包括鼠标、操纵杆、飞梭按钮(jogshuttle)和手写笔。输入单元也可以包括设置在显示器上的软按键。输出单元可以包括显示器，并且可以包括例如扬声器的声音输出单元。当显示器中设置有例如触摸层、触摸片或触摸板的触摸传感器时，显示器可以如同触摸屏般工作，并且可以实施为这样的形式，其中输入单元和输出单元整体形成。显示器还可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器、场发射显示器(FED)和3D显示器中的至少一种。
检测器13可以包括配置为测量驾驶员的生物识别信号的一个或更多个传感器。例如，检测器13可以包括配置为测量驾驶员心率状态的第一传感器，配置为测量驾驶员皮肤的皮肤电反应的第二传感器，以及配置为测量驾驶员的瞳孔尺寸(即瞳孔的尺寸调整)的第三传感器。另外，检测器13可以配置为在预置事件发生时测量驾驶员的生物识别信息，并且将所测量的驾驶员的生物识别信息提供至自动驾驶控制装置100。检测器13可以包括配置为检测位于车辆周围的障碍(例如位于车辆前方的前车20)的一个或更多个传感器，并测量与相应的障碍的距离。检测器13可以进一步包括配置为测量车辆的速度和/或加速度的传感器。所述事件包括驾驶员的压力状态。基于生物识别信息(皮肤电反应(galvanic skinresponse，GSR)、驾驶员的瞳孔尺寸、驾驶员的心率等)确定驾驶员的压力状态。
通讯单元15可以包括通讯模块，所述通讯模块与车辆中安装的电子部件和/或控制器支持通讯界面。例如，通讯模块可以配置为将通过检测器13测量的驾驶员的生物识别信息传递至自动驾驶控制装置100，并且可以配置为将自动驾驶控制装置100的工作状态和结果传递至界面11和/或储存装置17。具体地，通讯模块可以包括支持车辆的网络通讯的模块，例如控制器局域网络(CAN)通讯、局域互联网络(LIN)或Flex-Ray通讯。通讯模块还可以包括用于无线互联网连接或短程通讯的模块。相应地，通讯单元15可以配置为实行与主题车辆周围的另一车辆(例如前车)的车辆至车辆(V2V)通讯。之后，通过与前车的V2V通讯，通讯单元15可以配置为接收有关前车的信息，例如前车的位置、速度、加速度信息。
此外，储存装置17可以配置为储存自动驾驶控制装置100工作所需的数据和/或算法。例如，储存装置17可以配置为储存通过检测器13测量的驾驶员的生物识别信息，并且储存通过通讯单元15接收的有关前车的信息。此外，储存装置17可以配置为储存用于自动驾驶控制装置100工作的设定条件，以及工作结果。储存装置17也可以配置为储存自动驾驶控制装置100用于计算急动度并确定驾驶员的状态的算法，并且储存用于根据自动驾驶控制装置100的决定而操作车辆的指令。
虽然图1的实施方案显示储存装置17与自动驾驶控制装置100分开设置，但单独的储存装置可以实施为在自动驾驶控制装置100的内部。具体地，储存装置17可以包括储存介质，例如随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、可复写只读存储器(PROM)和电子抹除式可复写只读存储器。
自动驾驶控制装置100可以配置为，使用通过检测器13测量的驾驶员的生物识别信息而检测驾驶员的状态，并对于确定驾驶员处于压力状态时，通过计算驾驶员的容许急动度和预计急动度而确定自动驾驶控制程度。自动驾驶控制装置100可以包括：控制器110、驾驶员状态监测装置120、急动度计算器130、确定装置140、警告处理器150和行驶控制器160。具体地，控制器110可以配置为处理自动驾驶控制装置100的元件间传递的信号。驾驶员状态监测装置120可以配置为使用通过检测器13测量的生物识别信息(例如心率状态、皮肤电反应和/或瞳孔尺寸)而监测驾驶员的压力状态。驾驶员状态监测装置120可以配置为基于图2中示出的状态而识别驾驶员的压力状态。
例如，如图2中的(a)所示，驾驶员状态监测装置120可以配置为基于驾驶员的心率变化(heart rate variability，HRV)而确定驾驶员的压力状态。具体地，当驾驶员的心率增加特定的范围(或特定的比率)或更高，并且心率变化(HRV、LF/HF)增加特定的范围(或特定的比率)或更高时，驾驶员状态监测装置120可以配置为确定驾驶员的压力指数超过参考值A。
同时，如图2中的(b)所示，驾驶员状态监测装置120可以配置为基于驾驶员的皮肤的皮肤电反应(GSR)而确定驾驶员的压力状态。具体地，当驾驶员的皮肤阻抗反应(skinimpedance response，SIR)频率增加特定的范围(或特定的比率)或更高时，驾驶员状态监测装置120可以配置为确定驾驶员的压力指数超过预置的参考值A。
此外，如图2中的(c)所示，驾驶员状态监测装置120可以配置为基于驾驶员的瞳孔的尺寸而确定驾驶员的压力状态。具体地，当驾驶员的瞳孔的尺寸增加特定的范围(或特定的比率)或更高时，驾驶员状态监测装置120可以配置为确定驾驶员的压力指数超过参考值A。当然，驾驶员状态监测装置120可以配置为，在图2中的(a)至(c)显示的条件的全部三个满足时，或者两个或更多满足时，确定驾驶员的压力指数超过参考值A。
急动度计算器130可以配置为，在车辆行驶时测量急动度。具体地，急动度是表示加速度的时间变化率的矢量，并且可以用位移对时间的三阶导数表示。例如，在车辆10在开始时间点启动并在结束时间点停止所对应的区间中，急动度可以用加速度的导数的值表示。具体地，结束时间点指车辆在快要与位于车辆前方的前车碰撞的位置停止的时间点，或者指车辆快要脱离车道的时间点。
此外，作为确定驾驶员的压力指数超过预置的参考值A的回应，急动度计算器130可以配置为，储存在对应的时间点测量的最小急动度，并将最小急动度确定为驾驶员的容许急动度。之后，行驶控制器160可以配置为，基于所确定的容许急动度而确定自动驾驶控制程度。具体地，行驶控制器160可以配置为，将自动驾驶控制程度确定为保持急动度低于所确定的容许急动度的程度。此外，急动度计算器130可以配置为，在确定驾驶员的容许急动度后，在车辆行驶的同时计算预计急动度。之后，急动度计算器130可以配置为，计算预计纵向急动度和预计横向急动度；所述预计纵向急动度用于防止车辆与前车碰撞，所述预计横向急动度用于防止车辆脱离车道。
计算预计纵向急动度的示例性实施方案
首先，将参考图3描述计算预计纵向急动度的技术。如图3所示，车辆10在当前时间点的纵向位置、纵向速度和纵向加速度为xe、ve、ae，且前车20在相同时间点的位置、速度和加速度为xl、vl、al，在此时可以使用xe、ve、ae以及xl、vl、al而计算在车辆10与前车20之间的区间中的预计纵向急动度。随后，车辆10在相应的区间中以预计纵向急动度的运动情况可以如等式1所表示。
等式1
Figure BDA0001477336770000081
其中，x(t)是车辆10在时间点t的纵向位置，t是时间点，ak是任意系数。假设与车辆10的当前位置相关的开始时间点是0，车辆10快要与前车20碰撞的时间点(即结束时间点)是T，那么在此时，x(0)表示车辆10在开始时间点的纵向位置，即当前位置(此后称为“第一位置”)，而x(T)表示车辆10在结束时间点T的纵向位置(此后称为“第二位置”)。此外，x(0)是车辆在开始时间点的纵向位置，因此可以是0。
进一步地，车辆10在开始时间点(t＝0)的纵向速度(此后为“第一速度”)可以用x’(0)表示，纵向加速度(此后为“第一加速度”)可以用x”(0)表示；车辆10在结束时间点(t＝T)的纵向速度(此后为“第二速度”)可以用x’(T)表示，纵向加速度(此后为“第二加速度”)可以用x”(T)表示。
具体地，根据本申请，可以在车辆在达到结束时间点时停止的条件下计算预计纵向急动度。相应地，车辆需要在结束时间点处于停止状态，第二速度x’(T)和第二加速度x”(T)的值为0。急动度计算器130可以配置为通过将t＝0代入等式1的x(t)而导出a0＝x(0)。进一步地，急动度计算器130可以配置为通过将t＝0代入等式1的x’(t)而导出a1＝x’(0)。急动度计算器130还可以配置为通过将t＝0代入x’(t)的导数x”(t)而导出a2＝x”(0)。最后，急动度计算器130可以配置为通过将t＝T代入等式1的x(t)、x’(t)、x”(t)而导出x(T)、x’(T)、x”(T)。
同时，车辆10在快要与前车20碰撞的时间点(即结束时间点)停止，而前车20可以处于行驶状态或可以处于停止状态。当前车20在结束时间点处于行驶状态时，假设前车20保持开始时间点的运动状态，那么前车20的速度vl和加速度al可以满足vl+alT>0。具体地，车辆10的第二位置可以如等式2所表示。
等式2
Figure BDA0001477336770000091
同时，当前车20在结束时间点处于停止状态时，假设前车20保持开始时间点的运动状态，那么前车20的速度vl和加速度al可以满足vl+alT≤0。具体地，车辆10的第二位置可以如等式3所表示。
等式3
Figure BDA0001477336770000092
如上讨论的，由于车辆10在结束时间点停止，所以结束时间点的急动度可以是0。相应地，急动度计算器130可以配置为，计算等式1的x(t)的三阶导数x”’(t)等于0的时间点。假设前车20在结束时间点处于行驶状态，使用等式2表达车辆10的第二位置x(T)，将x”’(t)按T整理，在此时，车辆10停止的结束时间点Tmov可以如等式4和等式5所表示。
等式4
Figure BDA0001477336770000101
等式5
Figure BDA0001477336770000102
同时，假设前车20在结束时间点处于停止状态，使用等式3表达车辆10的第二位置x(T)，将x”’(t)按T整理，在此时，车辆10停止的结束时间点Tstop可以如等式6和等式7所表示。
等式6
Figure BDA0001477336770000103
等式7
Figure BDA0001477336770000104
具体地，急动度计算器130可以配置为，在等式4和等式5的Tmov中确定比前车20的停止时间点-(vl/al)小的Tmov，作为结束时间点T。当等式4和等式5的Tmov都大于前车20的停止时间点-(vl/al)时，急动度计算器130可以配置为在等式6和7的Tstop中确定值为正并最小的Tstop，作为结束时间点T。之后，所确定的结束时间点T可以定义为第一结束时间点。在通过上述过程确定第一结束时间点T后，急动度计算器130可以配置为将这样的急动度计算为预计纵向急动度，其绝对值在从开始时间点t＝0至所确定的第一结束时间点t＝T的区间内所产生的预计急动度中最大。
计算预计横向急动度的示例性实施方案
同时，将参考图4描述计算预计横向急动度的技术。如图4所示，车辆在开始时间点t＝0(即当前时间点)的横向位置、横向速度和横向加速度为xs、vs、as，且车辆10在结束时间点t＝T(即车辆快要闯入车道线的时间点(或车辆快要脱离车道的时间点))的横向位置、横向速度和横向加速度为xh、vh、ah，在此时可以使用xs、vs、as以及xh、vh、ah而计算在车辆10与车道线之间的区间中的预计横向急动度。
进一步地，车辆在开始时间点的横向位置xs(此后称为“第三位置”)可以通过从前侧监测摄像机(例如MFC)的输出值中减去车身宽度的一半而计算，所述摄像机配置为监测车辆闯入车道线(即车辆跨过道路车道线)。进一步地，车辆10在开始时间点的横向速度vs(此后称为“第三速度”)可以使用等式8计算。
等式8
vs＝v×sinθ
在等式8中，v是车辆的速度，且θ是车辆的前进角度。
进一步地，车辆10在开始时间点的横向加速度(此后称为“第三加速度”)可以使用第三速度的导数计算，即as＝vs’＝dvs/dt。此后，车辆在结束时间点的横向位置xs将称为“第四位置”，横向速度vs将称为“第四速度”，且横向加速度as将称为“第四加速度”。
车辆在快要闯入车道线时必须处于停止状态。因此，第四速度和第四加速度值为0。之后，对于在车辆10与车道之间的区间中的预计横向急动度的车辆10的运动情况即为等式1中的对于在车辆10与前车之间的区间中的预计纵向急动度的车辆10的运动情况。参考等式1，第三位置可以为x(0)，第三速度可以为x’(0)，第三加速度可以为x”(0)，第四位置可以为x(T)，第四速度可以为x’(T)，第四加速度可以为x”(T)。随后，x’(T)和x”(T)值为0。
如上讨论的，由于车辆10在结束时间点停止，所以结束时间点的急动度可以是0。相应地，急动度计算器130可以配置为计算等式1的x(t)的三阶导数x”’(t)等于0的时间点，即结束时间点。由于车辆10在停止时间点必须处于停止状态，如果从等式1推导x”’(T)并按T整理，车辆停止的结束时间点T可以如等式9和等式10所示。
等式9
Figure BDA0001477336770000111
等式10
Figure BDA0001477336770000121
将第三位置、第三速度、第三加速度代入等式9和等式10，当所计算出的两个T都是正值时，可以将两个T中较小的一个确定为结束时间点；当两个T中仅有一个是正值时，可以将正值的T确定为结束时间点。同时，当从等式9和等式10计算出的两个T都是负值时，可以将两个T中较大的一个确定为结束时间点。之后，所确定的结束时间点T可以定义为第二结束时间点。
在通过上述过程确定第二结束时间点T后，急动度计算器130可以配置为将这样的急动度计算为预计横向急动度，其绝对值在从开始时间点t＝0至所确定的第二结束时间点t＝T的区间内所产生的预计急动度中最大。具体地，急动度计算器130可以配置为比较上述计算的预计纵向急动度与预计横向急动度。之后，急动度计算器130可以配置为将具有预计纵向急动度与预计横向急动度的最大值的急动度确定为预计急动度。
换而言之，急动度计算器130可以配置为，在预计纵向急动度大于预计横向急动度时，确定预计纵向急动度增加驾驶员的压力指数。因此，急动度计算器130可以配置为将预计纵向急动度确定为预计急动度。同时，急动度计算器130可以配置为，在预计横向急动度大于预计纵向急动度时，确定预计横向急动度增加驾驶员的压力指数。因此，急动度计算器130可以配置为将预计横向急动度确定为预计急动度。确定装置140可以配置为确定所确定的预计急动度是否超过驾驶员的容许急动度。当预计急动度超过驾驶员的容许急动度时，确定装置140可以配置为确定车辆是否处于自动驾驶状态。在车辆处于自动驾驶状态时，作为确定预计急动度超过驾驶员的容许急动度的回应，警告处理器150可以配置为将警告信号输出至车辆的界面11。
同时，当车辆不处于自动驾驶状态时，确定装置140可以配置为确定驾驶员的驾驶操控状态。在预计急动度超过驾驶员的容许急动度时，作为确定未检测到驾驶员的单独驾驶操控的回应，警告处理器150可以配置为将警告信号输出至界面11。在预计急动度超过驾驶员的容许急动度时，作为确定未检测到驾驶员的单独驾驶操控的回应，行驶控制器160可以配置为启动驾驶员的自动驾驶控制，以防止潜在的碰撞或事故。此外，作为确定检测到驾驶员的单独驾驶操控的回应，警告处理器150可以配置为确定平稳性的程度非正常，并将平稳性程度非正常信号和警告信号输出至车辆的界面11。
将详细描述根据本申请的用于控制车辆自动驾驶的装置的工作流程。图5为显示根据本申请的示例性实施方案的自动驾驶控制方法的操作流程的视图。下文描述的方法可以通过装置内的处理器执行。
参考图5，自动驾驶控制装置100可以配置为，在车辆行驶同时获得通过车辆中的传感器测量的驾驶员的生物识别信息(S110)，并测量驾驶员的急动度(S120)。在“S110”步骤中，自动驾驶控制装置可以配置为，获取驾驶员的心率信息、皮肤电反应信息和/或瞳孔尺寸信息，并且基于所获取的驾驶员的生物识别信息而确定驾驶员的压力指数是否超过预置的参考值A。具体地，自动驾驶控制装置可以配置为，基于驾驶员的心率、心率变化的增量、皮肤阻抗反应率的增量、和/或瞳孔尺寸的增量而确定驾驶员的压力指数是否超过预置的参考值A。
作为确定驾驶员的压力指数超过预置的参考值A(S130)的反应，自动驾驶控制装置100可以配置为，将在压力指数超过预置的参考值A的时间点测量的最小急动度计算为驾驶员的容许急动度(S140)。之后，自动驾驶控制装置100可以配置为，将这样的程度确定为自动驾驶控制程度，其可以使急动度保持为小于“S140”步骤中所计算的驾驶员的容许急动度(S150)。此后，自动驾驶控制装置100可以配置为，在车辆行驶同时计算预计急动度(S160)。
在“S160”步骤中，自动驾驶控制装置100可以配置为，基于在主体车辆行驶时所测量的车辆10和前车的位置和运动信息，而计算在车辆10抵达前车位置之前的区间中产生的预计纵向急动度。进一步地，自动驾驶控制装置100可以配置为，基于在车辆10行驶时所测量车辆10的位置和运动信息以及车道信息，而计算在车辆10抵达车道线位置之前的区间中产生的预计横向急动度。之后，自动驾驶控制装置100可以配置为，计算预计纵向急动度和预计横向急动度中的较大者，将其计算为预计急动度。相应地，将参考图3和图4的描述，用于计算预计纵向急动度和预计横向急动度的过程。
自动驾驶控制装置100可以随后配置为，比较“S140”步骤中所计算的驾驶员的容许急动度与“S160”步骤中所计算的预计急动度。当预计急动度大于驾驶员的容许急动度时(S170)，自动驾驶控制装置100可以配置为，确定车辆是否处于自动驾驶状态下，并且当车辆处于自动驾驶状态下时(S180)，自动驾驶控制装置100可以配置为输出警告信号(S210)。
同时，当车辆不处于自动驾驶状态时(S180)，自动驾驶控制装置100可以配置为确定是否存在驾驶员的驾驶操控。当不存在驾驶员的驾驶操控时(S190)，自动驾驶控制装置100可以配置为输出警告信号(S210)。此外，当存在驾驶操控时(S190)，自动驾驶控制装置100可以配置为，确定平稳性的程度非正常，并输出平稳性非正常状态和警告(S200)。
根据本示意性实施方案的自动驾驶控制装置100可以包括一个或更多个处理器和存储器。此外，自动驾驶控制装置100的控制器110、驾驶员状态监测装置120、急动度计算器130、确定装置140和警告处理器150可以以独立硬件设备的形式实施，并且一个或更多个处理器可以以这样的形式驱动，其中处理器包括在其它硬件设备中，所述处理器例如微处理器或通用计算机系统。
图6为执行根据本申请的示例性实施方案的自动驾驶控制方法的计算系统的方框图。参考图6，计算系统1000可以至少包括：经由总线1200连接的处理器1100、存储器1300、用户界面输入装置1400、用户界面输出装置1500、储存装置1600以及网络界面1700。处理器1100可以是处理储存在存储器1300和/或储存装置1600中的指令的中央处理单元(CPU)或半导体装置。存储器1300和储存装置1600可以包括各种易失性或非易失性储存介质。例如，存储器1300可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。
相应地，参考本申请的示例性实施方案描述的方法或算法的步骤可以通过处理器1100所执行的硬件、软件模块或其组合直接实施。软件模块可以处于储存介质(例如存储器1300和/或储存装置1600)中，例如RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可拆卸硬盘或CD-ROM。示例性储存介质可以联接至处理器1100，并且处理器1100可以配置为从储存介质读取信息并在储存介质中写入信息。在另一方法中，储存介质可以与处理器1100成为一体。处理器和储存介质可以处于专用集成电路(ASIC)中。ASIC可以处于用户终端中。在另一方法中，处理器和储存介质可以作为单独的部件处于用户终端中。
根据本申请，可以在驾驶员驾驶时基于生物识别信号的变化而识别容许急动度，并且可以基于所识别的驾驶员的容许急动度而确定自动驾驶控制程度，从而能够提高驾驶员的平稳性。此外，根据本申请，在车辆行驶中计算出的驾驶员的相对于驾驶员的容许急动度的预计急动度超过驾驶员的容许急动度时，可以输出警告。
上述描述是本申请的技术精神的简单示例，并且本申请可以由本申请相关领域技术人员多方面地修正或修改，而不脱离本申请的基础特征。因此，所公开的本申请的示例性实施方案并不限制本申请的技术精神，而是示例性的，并且本申请的技术精神的范围并不限于本申请的示例性实施方案。本申请的范围应由权利要求所解释，所有同类技术精神应理解为落入本申请的范围中。

Claims (20)

1.一种用于控制车辆自动驾驶的装置，其包括：
存储器，其配置为储存程序指令；和
处理器，其配置为执行所述程序指令；在执行时，所述程序指令配置为：
使用驾驶员的生物识别信息而监测驾驶员的压力状态；
基于在驾驶员的压力状态超过预置的参考值的时间点的急动度而计算驾驶员的容许急动度，并且基于在车辆行驶时测量的车辆和前车的位置和运动信息以及车道信息而计算预计急动度；
在所述预计急动度超过所述驾驶员的容许急动度时，确定车辆的行驶状态；并且
根据所述车辆的行驶状态而输出警告。
2.根据权利要求1所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述驾驶员的生物识别信息包括从以下信息中所选出的至少一个：驾驶员的心率、心率变化、皮肤阻抗反应和瞳孔尺寸。
3.根据权利要求2所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序在执行时配置为：基于驾驶员的心率、心率变化、皮肤阻抗反应和瞳孔尺寸中的任一个来确定驾驶员的压力状态是否超过所述预置的参考值。
4.根据权利要求2所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序在执行时配置为：基于驾驶员的心率、心率变化、皮肤阻抗反应和瞳孔尺寸中的两个或更多个来确定驾驶员的压力状态是否超过所述预置的参考值。
5.根据权利要求1所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序指令在执行时配置为：通过获得车辆的位置的三阶导数而计算急动度。
6.根据权利要求1所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序指令在执行时配置为：在车辆行驶同时计算急动度，并且将在所述驾驶员的压力状态超过所述预置的参考值的时间点计算出的最小急动度计算为驾驶员的容许急动度。
7.根据权利要求1所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序指令在执行时配置为：基于在车辆行驶时测量的车辆和前车的位置和运动信息以及车道信息，而计算在车辆抵达前车的位置以及车道线的位置之前的区间中产生的预计纵向急动度和预计横向急动度。
8.根据权利要求7所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序指令在执行时配置为：基于车辆的位置、速度和加速度信息以及前车的位置、速度和加速度信息，而计算在车辆抵达前车的位置之前的区间中产生的预计急动度为0的时间点，并且将所述预计急动度为0的时间点确定为第一结束时间点。
9.根据权利要求8所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序指令在执行时配置为：在将当前时间点取为开始时间点时，将在所述开始时间点与所述第一结束时间点之间的区间中产生的预计急动度中绝对值最大的急动度计算为预计纵向急动度。
10.根据权利要求7所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序指令在执行时配置为：基于车辆的位置、速度、加速度和前进角度信息以及车道的位置信息，而计算在车辆抵达车道线的位置之前的区间中产生的预计急动度为0的时间点，并且将所述预计急动度为0的时间点确定为第二结束时间点。
11.根据权利要求10所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序指令在执行时配置为：在将当前时间点取为开始时间点时，将在所述开始时间点与所述第二结束时间点之间的区间中产生的预计急动度中绝对值最大的急动度计算为预计横向急动度。
12.根据权利要求7所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序指令在执行时配置为：将所述预计纵向急动度与所述预计横向急动度中较大的一个确定为预计急动度。
13.根据权利要求1所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序指令在执行时配置为：在所述预计急动度超过所述驾驶员的容许急动度时确定车辆是否在自动驾驶状态，并且在车辆在自动驾驶状态下时输出警告。
14.根据权利要求1所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序指令在执行时配置为：在所述预计急动度超过所述驾驶员的容许急动度时确定车辆行驶是否受操控，并且在车辆的行驶不受操控时输出警告。
15.根据权利要求14所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，在车辆的行驶受操控时，输出车辆平稳性非正常状态，并且输出警告。
16.根据权利要求1所述的用于控制车辆自动驾驶的装置，其中，所述程序指令在执行时配置为：基于所述驾驶员的容许急动度而确定车辆的自动驾驶控制程度。
17.一种用于控制车辆自动驾驶的方法，其包括：
使用驾驶员的生物识别信息，通过处理器监测驾驶员的压力状态；
基于所述驾驶员的压力状态超过预置的参考值的时间点的急动度，通过处理器计算驾驶员的容许急动度；
基于在车辆行驶时测量的车辆和前车的位置和运动信息以及车道信息，通过所述处理器计算预计急动度；
在所述预计急动度超过所述驾驶员的容许急动度时，通过所述处理器确定车辆的行驶状态；并且
基于车辆的行驶状态，通过所述处理器输出警告。
18.根据权利要求17所述的用于控制车辆自动驾驶的方法，其中，所述预计急动度的计算包括：
基于车辆的位置、速度和加速度信息以及前车的位置、速度和加速度信息，通过所述处理器计算在车辆抵达前车的位置之前的区间中产生的预计纵向急动度；
基于车辆的位置、速度、加速度和前进角度信息以及车道的位置信息，通过所述处理器计算在车辆抵达车道的位置之前的区间中产生的预计横向急动度；
通过所述处理器将所述预计纵向急动度和所述预计横向急动度中较大的一个确定为预计急动度。
19.根据权利要求17所述的用于控制车辆自动驾驶的方法，进一步包括：
在计算驾驶员的容许急动度后，基于所述驾驶员的容许急动度，通过所述处理器确定车辆的自动驾驶控制程度。
20.一种车辆系统，其包括：
检测器，其包括配置为测量驾驶员的生物识别信号的一个或更多个传感器；
自动驾驶控制装置，其配置为：使用通过所述一个或更多个传感器测量的驾驶员的生物识别信息而监测驾驶员的压力状态；比较驾驶员的容许急动度与预计急动度，所述容许急动度基于在所述驾驶员的压力状态超过预置的参考值的时间点的急动度而计算，所述预计急动度基于在车辆行驶时所测量的车辆和前车的位置和运动信息而计算；并且在所述预计急动度超过所述驾驶员的容许急动度时，基于车辆的行驶状态而输出警告信号；以及
界面，其配置为输出对应于所述警告信号的信息。
CN201711171592.3A 2017-04-14 2017-11-22 用于控制车辆自动驾驶的装置和方法以及车辆系统 Active CN108725451B (zh)

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