CN108806295A - 自动车辆路线穿越 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于提供自动驾驶系统功能的方法和设备。该设备包括：通信系统，其被配置成从外部实体接收交通信息；引导系统，其被配置成提供用于引导车辆的引导信号；以及车辆控制系统，其被配置成基于引导信号生成用于控制车辆的控制信号。该引导系统被配置成基于接收到的交通信息确定车道引导信号并且指示车辆控制系统在相同的驾驶方向上改变具有多个车道的道路的车道。引导系统被配置成通过具有表示道路的车道和道路的纵向区段的单独状态的状态机来映射道路，使得车辆的路线被确定为状态机的状态序列。

Description

自动车辆路线穿越

技术领域

技术领域通常涉及自动车辆，并且更具体地涉及用于提供自动驾驶系统功能的系统和方法，并且更具体地涉及确定自主车辆控制中的车道引导信号。

背景技术

自动车辆是一种能够感测其环境并以很少或不需要用户输入进行导航的车辆。自动车辆使用例如雷达、激光雷达、图像传感器等的一个或多个感测装置来感测其环境。自动车辆系统还使用来自全球定位系统(GPS)技术、导航系统、车辆对车辆通信、车辆对基础设施技术和/或线控驱动系统的信息来导航车辆。

车辆自动化以数字等级进行分类，从零级——对应全人工控制的无自动化，到五级——对应无人工控制的全自动化。诸如巡航控制、自适应巡航控制和停车辅助系统等各种自动驾驶辅助系统对应于较低的自动化水平，而真正的“无人驾驶”车辆对应于较高的自动化水平。

作为自动车辆的控制的一部分，车辆周围的状况，尤其是交通状况，根据被感测和识别到的状况来进行感测和识别，例如以允许控制车辆的速度、转向和调整运动路径、制动等等。

因此，期望使用关于现有状况的准确信息。另外，希望实现自主车辆的移动路径的长距离规划。此外，结合附图和前述技术领域和背景，从随后的详细描述和所附权利要求中，本发明的其它期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

提供了一种用于自动驾驶系统功能的控制器。控制器包括：通信系统，其被配置成从外部实体接收交通信息；引导系统，其被配置成提供用于引导车辆的引导信号；以及车辆控制系统，其被配置成基于引导信号生成用于控制车辆的控制信号。引导系统被配置成基于接收到的交通信息确定车道引导信号并且指示车辆控制系统在相同的驾驶方向上改变具有多个车道的道路的车道。引导系统被配置成通过具有表示道路的车道和道路的纵向区段的单独状态的状态机来映射道路，使得车辆的路线被确定为状态机的状态序列。

在一个实施例中，引导系统被配置成在车辆当前车道发生交通事故的情况下指示所述车辆控制系统改变所述道路的所述车道。

在另一实施例中，引导系统被配置成基于交通流量指示车辆控制系统改变出口位置附近的道路的车道。

在另一实施例中，所述通信系统被配置成从外部实体接收交通信息，其中引导系统被配置成融合来自多个外部实体的交通信息，并被配置成基于融合后的交通信息确定车道引导信号。

外部实体能够是远程单元。例如，外部实体能够提供涉及多条道路的交通信息并使用无线传输技术，使得任一或所选的车辆能接收到该交通信息。外部实体能够是固定式交通信息单元。替代性地或附加地，外部实体能够是诸如飞机(交通观测直升机、无人机等)或其它汽车的移动单元，其将来自其周围环境的并且由其车载传感器系统所感测的交通状况提供给其它汽车。例如，同一队的多个车辆能够将从它们周围环境所感测的交通信息上传至中央交通信息融合单元，该中央交通信息融合单元融合这些信息并将融合后的信息分发至该车队的所有车辆。在一个实施例中，中央交通信息融合单元能够被配置成选择性地仅将该交通信息提供给位于交通事件的预定范围内的特定组的汽车。

在另一实施例中，控制器被配置成从车辆上的传感器系统接收与车辆周围环境中的交通状况有关的交通信息。

在另一实施例中，引导系统被配置成融合来自外部实体的交通信息和来自传感器系统的交通信息。

在另一实施例中，引导系统被配置成将道路的多个车道中的每一个划分为纵向区段，并且将路线状态分配给纵向区段中的每一个，其中引导系统被配置成在确定车道引导信号时附加地考虑路线状态。

在另一实施例中，路线状态为加权路线状态，其中引导系统被配置成基于车道数量、交通流量、交通事故、车道拥堵、每一个纵向区段中的车辆密度中的至少一个来加权路线状态。

在另一实施例中，引导系统被配置成确定表示车辆的当前位置与目的位置之间的最佳路径的那些道路纵向区段。

在另一实施例中，当车辆从当前位置驶向目的位置时，最佳路径对应于满足以下标准中的至少一个或组合的那些道路纵向区段：最小时间要求、车辆与交通事故之间的最大车道距离、每一纵向区段的最低车辆密度。

除非被指示为替代方案或参考另一实施例，否则以上指出的任何两个或更多个实施例能够与控制器组合。

提供了一种车辆，其单独包括控制器或与本文描述的一个或多个实施例组合。

提供了一种用于自动驾驶系统功能的方法。在一个实施例中，该方法包括以下步骤：从外部实体接收交通信息；基于引导车辆的引导信号生成控制车辆的控制信号；基于所接收到的交通信息并且通过具有表示道路的车道和道路的纵向区段的单独状态的状态机来映射道路以确定车道引导信号，并且将车辆的路线确定为状态机的状态序列；以及根据已确定的车道引导信号指示车辆控制系统改变道路的车道。

要注意的是，该方法也能够根据上述控制器的一个或多个实施例的功能来修改。

附图说明

以下将结合以下附图来描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1为示出了根据实施例的具有控制器的自动车辆的功能方框图；

图2为示出了根据实施例的具有一个或多个图1中的自动车辆的交通系统的功能方框图；

图3为示出了根据实施例的控制器的功能方框图；

图4为根据实施例的且嵌入在具体交通状况内的车辆的示意图；

图5为根据实施例的控制器的路线映射的示意图；

图6为根据实施例方法的示意图；以及

图7为示出了依照实施例的车辆的功能方框图。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限制应用和用途。另外，不存在被任何前述的技术领域、背景技术、摘要或者以下详细描述中提出的任何表述的或暗示的理论约束的意图。如本文所使用的，术语模块是指单独地或以任何组合的任意硬件、软件、固件、电子控制组件、处理逻辑和/或处理器装置，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或群组的)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其它合适的部件。

本公开的实施例在此可按照功能和/或逻辑块组件以及各种处理步骤来描述。应当认识到，这些块组件能够通过被配置成执行特定功能的任意数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，本公开的实施例可采用各种集成电路组件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，它们能够在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制下运行各种功能。另外，本领域技术人员将会理解，能够结合任何数量的系统来实践本公开的实施例，并且这里描述的系统仅仅是本公开的示例性实施例。

为了简洁起见，与信号处理、数据传输、信令、控制以及所述系统的其它功能方面(以及该系统的单个操作组件)相关的传统技术在本文中可不对其进行描述。此外，这里包含的各个附图中示出的连接线旨在表示各个元件之间的示例功能关系和/或物理联接。应该注意的是，在本公开的实施例中能够存在许多替代或附加的功能关系或物理连接。

参照图1，其示出了根据各实施例的车辆10。车辆10通常包括底盘12、车身14、前车轮16和后车轮18。车身14布置在底盘12上，并基本上包围车辆10的组件。车身14和底盘12能够共同地形成车架。车轮16和18每个都在靠近车身14的相应拐角处可旋转地联接至底盘12。

在各实施例中，车辆10是自动车辆。例如，自动车辆10是自动控制地将乘客从一个位置运送到另一个位置的车辆。在所示实施例中，车辆10被描述为载客车，但应当理解的是，也能够使用任何其它车辆包括摩托车、卡车、运动型多用途车(SUV)、休闲型车辆(RV)、海运船舶、飞机等。在示例性实施例中，自动车辆10是所谓的四级或五级自动化系统。四级系统表示“高度自动化”，指的是由动态驾驶任务的各个方面的自动驾驶系统的驾驶模式特定性能，即使驾驶员对干预要求没有做出适当的响应。五级系统表示“全自动化”，指的是自动驾驶系统在驾驶员能够管理的所有道路和环境条件下的动态驾驶任务的各个方面的全时表现。

如图所示，自动车辆10通常包括推进系统20、传动系统22、转向系统24、制动系统26、传感器系统28、致动器系统30、至少一个数据存储装置32、至少一个控制器34以及通信系统36。在各实施例中，所述推进系统20可包括内燃机、电机(如牵引电动机)和/或燃料电池推进系统。传动系统22被配置成根据可选速比将动力从推进系统20传递到车轮16和18。根据各实施例，传动系统22可包括多级变传动比自动传动装置、无级变速传动装置或其它合适的传动装置。制动系统26被配置成向车轮16和18提供制动转矩。在各实施例中，制动系统26可包括摩擦制动器、线控制动器、再生制动系统(例如电机和/或其它合适的制动系统)。转向系统24影响车轮16和18的位置。虽然为说明的目的将其描绘为包括方向盘，但在本公开范围内考虑的一些实施例中，转向系统24能够不包括方向盘。

传感器系统28包括一个或多个感测自动车辆10的外部环境和/或内部环境的可观测条件的感测装置40a-40n。感测装置40a-40n可包括但不限于雷达、激光雷达、全球定位系统、光学照相机、热感照相机、超声波传感器和/或其它传感器。致动器系统30包括控制一个或多个车辆特征(例如但不限于推进系统20、传动系统22、转向系统24和制动系统26)的一个或多个致动器装置42a-42n。在各实施例中，所述车辆特征还可包括内部和/或外部车辆特征，例如但不限于门、后备箱以及如空气、音乐、照明设备等(未编号)的座舱特征。

通信系统36被配置成无线地向和从其它实体48传送信息，所述其它实体例如但不限于其它车辆(“V2V”通信)、基础设施(“V2I通信”)、远程系统和/或个人设备(参考图2作更详细的描述)。在示例性实施例中，通信系统36是被配置成使用IEEE802.11标准或通过使用蜂窝数据通信经由无线局域网(WLAN)进行通信的无线通信系统。然而，附加的或可替代的通信方法(例如专用近程通信(DSRC)信道)也被认为在本公开的范围之内。DSRC信道是指专门为汽车使用而设计的单向或双向短距至中距离无线通信信道，以及相应的一套协议和标准。在各实施例中，通信系统36被配置成从外部实体48接收交通信息。

数据存储装置32存储用于自动控制自动车辆10的数据。在各种实施例中，数据存储装置32存储可导航环境的已定义的地图。在各实施例中，所述已定义的地图可由远程系统预先定义并从远程系统(参照图2作更详细的描述)获得。例如，已定义的地图可由远程系统进行装配并传送到自动车辆10(无线地和/或以有线的方式)并被存储在数据存储装置32。能够理解的是，数据存储装置32能够是控制器34的一部分、与控制器34分开、或是控制器34的一部分和单独系统的一部分。

控制器34包括至少一个处理器44和计算机可读存储装置或介质46。处理器44能够是任何定制的或通过商购能够得到的处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、与控制器34相关联的若干处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(形式为微芯片或芯片组)、宏处理器、其任何组合、或者通常用于执行指令的任何装置。例如，计算机可读存储装置或介质46能够包括在只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和不失效存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储器。KAM是能够用于在处理器44断电时存储各种操作变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质46能够使用许多已知存储器装置中的任何一个来实施，诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪存存储器或者任何其它能够存储数据的电气、磁性、光学或组合存储器装置，其中一些数据表示可执行指令，这些可执行指令由控制器34用于控制自动车辆10。

指令能够包括一个或多个分开的程序，其中每一个程序包括用于实施逻辑功能的可执行指令的有序列表。当由处理器34执行时，这些指令接收并处理来自传感器系统28的信号，执行用于自动地控制自动车辆10的各组件的逻辑、计算、方法和/或算法，并且基于所述逻辑、计算、方法和/或算法来生成针对致动器系统30的控制信号，从而自动地控制自动车辆10的各组件。尽管在图1中仅示出了一个控制器34，但是自动车辆10的实施例能够包括任何数量的控制器34，该控制器通过任何合适的通信介质或通信介质的组合进行通信，并且相互协作以处理传感器信号，执行逻辑、计算、方法和/或算法，并且生成控制信号以自动地控制自动车辆10的各特征。

在各种实施例中，控制器34的一个或多个指令被具体实施为提供如参考本文中的一个或多个实施例所描述的自动驾驶系统功能。控制器或其中一个功能模块被配置成从外部实体接收交通信息。控制器34的另一个或同一个功能模块被配置成提供用于引导车辆10的引导信号。控制器34的另一个或同一个功能模块被配置成基于引导信号生成用于控制车辆10的控制信号，其中该功能模块被配置成基于接收到的交通信息确定车道引导信号并且指示车辆10在相同的驾驶方向上改变具有多个车道的道路的车道。控制器或其中一个功能模块进一步被配置成通过具有表示道路的车道和道路的纵向区段的单独状态的状态机来映射道路，使得车辆的路线被确定为状态机的状态序列。

现参考图2，在各种实施例中，结合图1描述的自动车辆10能够适用于在特定地理区域(例如，城市、学校或商业园区、购物中心、游乐园、活动中心等)内的出租车或班车体系环境中使用，或者能够仅由远程系统进行管理。例如，自动车辆10能够与基于自动车辆的远程交通系统相关联。图2示出了总体上以50示出的操作环境的示例性实施例，此操作环境包括与结合图1所描述的一个或多个自动车辆10a-10n相关联的基于自动车辆的远程交通系统52。在各种实施例中，操作环境50还包括经由通信网络56与自动车辆10和/或远程交通系统52进行通信的一个或多个用户装置54。通信系统36被配置成从外部实体或系统接收交通信息，并且将交通信息提供给控制器34，特别是提供给引导系统78。

通信网络56根据需要在由操作环境50支持的装置、系统和组件之间支持通信(例如，经由有形通信链路和/或无线通信链路)。例如，通信网络56能够包括无线载波系统60，诸如蜂窝电话系统，该蜂窝电话系统包括多个蜂窝塔(未示出)、一个或多个移动交换中心(MSC)(未示出)以及将无线载波系统60与陆地通信系统进行连接所需的任何其它联网组件。每个蜂窝塔包括发送天线和接收天线以及基站，其中来自不同蜂窝塔的基站直接地或经由中间设备(如基站控制器)连接至MSC。无线载波系统60能够实施任何合适的通信技术，这些通信技术包括例如数字技术(诸如CDMA(例如，CDMA2000)、LTE(例如，4G LTE或5GLTE)、GSM/GPRS)或其它现有的或新兴的无线技术。其它蜂窝塔/基站/MSC布置是可行的，并且能够与无线载波系统60一起使用。例如，基站和蜂窝塔能够共同位于同一地点或者它们能够彼此远离地定位，每个基站能够负责单个蜂窝塔，或者单个基站能够服务多个蜂窝塔，或者多个基站能够联接到单个MSC，在此仅举一些可行的布置。

除了包括无线载波系统60之外，还能够包括形式为卫星通信系统64的第二无线载波系统，由此提供与自动车辆10a-10n的单向或双向通信。这能够使用一个或多个通信卫星(未示出)和上行链路发射站(未示出)来完成。例如，单向通信能够包括卫星无线电服务，其中节目内容(新闻、音乐等)通过发射站接收、打包上传、然后再发送至卫星，该卫星将节目广播至订户。例如，双向通信能够包括利用卫星来中继车辆10与发射站之间的电话通信的卫星电话服务。卫星电话能够作为无线载波系统60的补充来使用，或者代替无线载波系统60进行使用。

还能够包括陆地通信系统62，此陆地通信系统是连接至一个或多个陆线电话的传统陆基电信网络，并且将无线载波系统60连接至远程交通系统52。例如，陆地通信系统62能够包括公共交换电话网(PSTN)，诸如用于提供固定电话、分组交换数据通信和互联网基础设施的PSTN。陆地通信系统62的一个或多个区段能够通过使用标准有线网络、光纤或其它光学网络、电缆网络、电力线、诸如无线局域网(WLAN)等其它无线网络、或提供宽带无线接入(BWA)的网络、或其任何组合来实施。此外，远程交通系统52不需要经由陆地通信系统62连接，而是能够包括无线电话设备，这样使其能够与无线网络(如无线载波系统60)直接进行通信。

尽管在图2中仅示出了一个用户装置54，但是操作环境50的实施例能够支持任意数量的用户装置54，包括由一个人拥有、操作或以其它方式使用的多个用户装置54。操作环境50所支持的每个用户装置54能够使用任何合适的硬件平台来实施。就此而言，用户装置54能够以任何常见的形式因素来实现，包括但不限于：台式计算机；移动计算机(例如，平板电脑、膝上型计算机或上网本)；智能电话；视频游戏装置；数字媒体播放器；一件家庭娱乐设备；数码相机或摄像机；可穿戴计算装置(例如，智能手表、智能眼镜、智能服装)；等等。操作环境50所支持的每个用户装置54被实现为具有执行在此描述的各种技术和方法所需的硬件、软件、固件和/或处理逻辑的计算机实现的装置或基于计算机的装置。例如，用户装置54包括形式是可编程装置的微处理器，该微处理器包括存储在内部存储器结构中的并用来接收二进制输入以形成二进制输出的一个或多个指令。在一些实施例中，用户装置54包括能够接收GPS卫星信号并且基于这些信号生成GPS坐标的GPS模块。在其它实施例中，如在此所讨论的，用户装置54包括蜂窝通信功能，使得装置使用一种或多种蜂窝通信协议在通信网络56上执行语音和/或数据通信。在各种实施例中，用户装置54包括可视显示器，诸如触摸屏图形显示器或其它显示器。

远程交通系统52包括一个或多个后端服务器系统，这些后端服务器系统能够是基于云的、基于网络的、或者驻留在由远程交通系统52所服务的特定园区或地理位置处。远程交通系统52能够配备有现场顾问或自动顾问或两者的组合。远程交通系统52能够与用户装置54和自动车辆10a-10n进行通信来制定出乘车计划、派遣自动车辆10a-10n等。在各种实施例中，远程交通系统52存储帐户信息，诸如订户认证证信息、车辆标识符、简档记录、行为模式和其它相关订户信息。

根据典型的用例工作流程，远程交通系统52的注册用户能够经由用户装置54创建乘车请求。乘车请求通常会指出乘客所期望的上车位置(或当前GPS位置)、期望的目的位置(其能够标识出预定义的车辆停靠站和/或用户指定的乘客目的地)以及上车时间。远程交通系统52接收并处理该乘车请求，并且派遣自动车辆10a-10n中的一辆选定车辆(当且仅当有车辆可用时)在指定上车地点和适当时间接走乘客。远程交通系统52还能够生成经过适当配置的确认消息或通知并将其发送到用户装置54，让乘客知晓车辆正在路上。

能够理解的是，本文公开的主题向能够被认为是标准或基准的自动车辆10和/或基于自动车辆的远程交通系统52提供某些增强特征和功能。为此，能够对自动车辆以及基于自动车辆的远程交通系统进行修改、增强或以其它方式补充，从而提供在下面更详细描述的附加特征。

根据各种实施例，控制器34实施如图3所示的自动驾驶系统(ADS)70。也就是说，利用控制器34的合适软件和/或硬件组件(例如，处理器44和计算机可读存储装置46)来提供与车辆10相结合地使用的自动驾驶系统70。

在各种实施例中，自动驾驶系统70的指令能够按功能或系统进行组织。例如，如图3所示，自动驾驶系统70能够包括传感器融合系统74、定位系统76、引导系统78和车辆控制系统80。能够理解的是，在各种实施例中，由于本公开并不限于本示例，因此，能够将指令组织成任何数量的系统(例如，加以组合、进一步进行划分等)。

通信系统36能够是控制器34的一部分，或者能够与控制器34和/或与自动驾驶系统70的一个或多个模块在功能上关联和/或通信地联接。

在各种实施例中，传感器融合系统74合成并处理传感器数据，并且预测出车辆10的环境的物体和特征的存在、位置、分类和/或路径。在各种实施例中，传感器融合系统74能够包含来自多个传感器的信息，这些传感器包括但不限于相机、激光雷达、雷达和/或任何数量的其它类型的传感器。计算机视觉系统74还能够被称为传感器融合系统，这是因为它将来自多个传感器的输入进行融合。

定位系统76对传感器数据以及其它数据加以处理，从而确定出车辆10相对于环境的位置(例如，相对于地图的局部位置、相对于道路车道的精确位置、车辆方向、速度等)。引导系统78对传感器数据以及其它数据加以处理，从而确定出车辆10遵循的路径。车辆控制系统80根据所确定的路径生成用于控制车辆10的控制信号。

在各种实施例中，控制器34实施机器学习技术来辅助控制器34的功能，诸如特征检测/分类、障碍去除、路线穿越、映射、传感器集成、地面实况确定等。

车辆控制系统80被配置成将车辆控制输出传送到致动器系统30。在示例性实施例中，致动器42包括转向控制器、换挡器控制器、节气门控制器和制动器控制器。例如，转向控制器能够控制转向系统24，如图1所示。例如，换挡器控制器能够控制传动系统22，如图1所示。例如，节气门控制器能够控制推进系统20，如图1所示。例如，制动器控制器能够控制车轮制动系统26，如图1所示。

在各种实施例中，引导系统78被配置成从通信系统36接收交通信息。如上所述并且如下面更详细描述的，通信系统36从外部实体(例如交通数据提供器106(图4))接收交通信息，此外部实体能够是固定单元或来自另一辆车辆。在各种实施例中，通信系统36被配置成从多个外部实体接收交通信息，而引导系统被配置成将来自多个外部实体的交通信息进行融合。在各种实施例中，引导系统被配置成从传感器系统28和/或定位系统76接收与车辆周围环境中的交通状况有关的交通信息。在本实施例中，引导系统被配置成将来自外部实体的交通信息和来自传感器系统的交通信息进行融合。在各种实施例中，引导系统被配置成通过具有表示道路的车道和道路的纵向区段的单独状态的状态机来映射道路，使得车辆的路线被确定为状态机的状态序列。参考图5更详细地描述这种方式。

基于交通信息(融合的或者来自单个源)，引导系统78被配置成提供用于沿着路径引导车辆10的引导信号，其中路径控制车辆10以在相同的驾驶方向上改变具有多个车道的道路的车道。例如，在各种实施例中，在车辆的当前车道上检测到交通事故的情况下，引导系统指示车辆控制系统对车辆进行控制以改变道路车道。替代性地或附加地，在各种实施例中，引导系统基于交通流量指示车辆控制系统改变出口位置附近的道路车道。

替代性地或附加地，在各种实施例中，引导系统将道路的多个车道中的每一个划分为纵向区段并且将路线状态分配给每个纵向区段并且附加地在确定车道引导信号时考虑路线状态。在该实施例中，路线状态可选地是加权路线状态，其中引导系统基于车道数量、交通流量、交通事故、车道拥堵以及每个纵向区段的车辆密度中的至少一个来加权路线状态。此外，在该实施例中，引导系统可选地确定表示车辆的当前位置与目的地位置之间的最佳路径的那些道路纵向区段。甚至进一步地，在该实施例中，当车辆从当前位置驶向目的位置时，最佳路径对应于满足以下标准中的至少一个或组合的那些道路纵向区段：最小时间要求、车辆和交通事故之间最大车道距离以及每个纵向区段的最低车辆密度。

图4描述了在具有用于相同驾驶方向的多个车道112、114的道路110上具有多个车辆10的交通场景。在该交通场景中，图中向上方向行驶使用最右边的两条车道，图中向下驾驶方向使用最左边的两条车道。车辆10通过使用如上所述的车载传感器从其周围收集数据，例如关于交通状况。这些车载传感器，根据传感器的类型，具有车载传感器探测范围102a和102b。车载传感器的探测范围指向车辆10的前方、后方或侧方。然而，车载传感器系统的探测范围通常被限制为可视范围。

车辆10被配置成从诸如数据提供器106等外部实体接收数据。替代性地或附加地，在各种实施例中，车辆10向数据提供器106上传车辆10周围的关于交通状况的信息。图4的箭头示出了数据提供器106与车辆10之间的数据上传和下载。

在各种实施例中，数据提供器106向车辆10提供涉及车辆10的计划路线的交通信息，使得由于来自交通数据提供器106的数据的可用性而扩展车辆10的计划视野104。从图4能够看出，车辆10的计划视野104基本通过数据提供器106的外部数据扩展。因此，通过数据提供器106向车辆提供关于车辆10的车载传感器系统不可见的障碍物108的信息，使得车辆10的自动驾驶系统在提前阶段启动车道改变。

在各种实施例中，数据提供器106使用无线通信技术，以便为车辆10提供交通信息。例如，移动通信网络用于此目的。因此，车辆10从车载传感器接收外部数据和本地数据，并将外部数据和本地数据融合以确定车道改变的合适指令。在图4中示出的示例中，自动驾驶系统将从数据提供器106接收关于右侧车道112上的事故信息，这将引起向左侧车道114移动的指令。车辆10向数据提供器106发送反馈或确认指令。在各种实施例中，车辆10使用例如特定日期或时间的关于交通状况的历史数据。

图5示意性地示出了所计划路线状态映射的的一个示例。在各种实施例中，在根据以上描述的各种实施例的引导系统中，实施了参考图5进行描述的路线状态映射方案。具有各自状态的状态机会映射道路，从而显示出道路的车道(即路线映射120中的垂直柱状物A、B和C)和道路纵向区段(即每一条车道被划分成的区段1至8)。车辆的起始位置或当前位置(起始状态)在左下角用S指示。车辆的最终位置(最终状态)在左上角用G指示。车辆路线根据各自交通状况选择其余状态。

每一条所计划路线被分入到状态机120中，每一个状态会基于车道数量、位置、操作等被选择。相邻状态经由边缘连接，每个状态都显示出从一种状态转换到另一种状态所需要的操作。当收到新数据或车辆当前状态发生变化时，将重新计算每个状态的得分并更新状态机。由于在相邻状态彼此相互影响的情况下，得分更新以从计划路线内车辆的当前状态和得分已经改变超过预定阈值的任何状态两者中以宽度优先的方式发生。基于所计算的状态得分，自动驾驶系统确定使所需驾驶员干预量最小化的状态穿越路径。这种状态穿越路径被确定为使得车辆10绕发生事故的车道的事故或纵向区段行进。换句话说，基于所确定的状态遍历路径提供车道变换建议。

例如，在状态A5和A4之间的纵向区段中的事故导致A5和A6之间以及可能在A6和A7之间的纵向区段中的交通繁忙的情况下，如下的提前车道变换以有利的方式引导车辆10绕开事故：A8-B7-C6-C5-C4-B3-A2-A1。因此，提前车道变换能够避免车辆10陷入由于A5和A4之间的事故造成的车道A纵向区段的繁忙交通。此外，这样的提前车道换挡能够避免在繁忙交通中的车道变换，这对于自动车辆而言可能是不期望的。

类似的考虑能够适用于出口或交叉口前的车道变换。计划在下一个交叉口向右转弯的自动车辆可使用最右边的车道。然而，如果在交叉口之前发生了事故，车辆可需要改变至左侧车道以行驶绕过事故。需要在自动车辆陷入右侧车道的繁忙交通之前向左改变车道。来自外部实体或数据提供器106的交通信息可帮助自动车辆在提前阶段启动车道变换。通过车载传感器系统，车辆无法检测到交通拥堵或道路事故，直到事故发生时该区域进入到车载传感器系统的视野中。与此相反，当使用来自外部数据提供器106的交通数据时，自动车辆能够在距离道路事故更远的距离处启动车道变换。基于这些外部数据(并且附加地基于来自其它来源的信息，例如车载传感器系统和历史数据)，自动车辆的路径计划能够被更新。

能够基于能够包含关于交通事故、交通流量和来自其它车辆的信息的实时交通数据来确定状态的得分。实时交通数据能够从交通信息提供器或服务和/或通过车辆间通信协议(如V2X)从其它交通工具获得。此外，在确定状态的得分时，也能够考虑像交通流量这样的预测的交通数据。所预测的交通数据能够基于天气信息、日期和时间、历史数据和日照角等。

基于这些实时交通数据和预测的交通数据，能够估计全局状态、交通状态和本地状态。全局状态估计可能涉及即将到来的路线需求状态以及不在计划路线上的即将到来的相邻状态。交通状态估计可涉及交通数据，该交通数据与即将到来的路线状态和瞬时当前交通状态相关。本地状态估计可涉及所计划路线(当前车道等级)内的本地状态、有效相邻状态和当前车辆参数。这些参数和数据被融合以获得路线的每个状态的状态得分。例如，对于每个状态来说，得分将通过来自实时数据源、历史数据源和相邻状态的得分的数据的融合来计算。

图6示出了指示根据一个实施例的方法的步骤的示意流程图130。在第一步132中，从外部实体接收交通信息。随后，在第二步骤134中，基于用于引导车辆的引导信号来生成用于控制车辆的控制信号。在第三步骤136中，基于接收到的交通信息确定车道引导信号，并且通过具有表示道路的车道和道路的纵向区段的单独状态的状态机来映射道路，并且将车辆的路线确定为状态机的状态序列。在第四步骤138中，根据确定的车道引导信号指示车辆控制系统改变道路的车道。

图7示意性地示出了根据一个实施例的车辆10的功能方框图。基本上，车辆10的功能被分配给顾问系统142或反馈系统140，其中每一个都由虚线指示。在下文中，将描述顾问系统和反馈系统的功能，而无意将这些功能绑定到结构组件。这些功能能够在上面参考其它实施例描述的控制器34内部被实施和/或能够是该控制器的一部分。

交通信息由交通提供器或数据提供器106提供，并且能够包含关于事故、交通流量速度和诸如此类的信息。来自数据提供器106的数据能够由查询功能154查询，并且数据提供器106将响应于该查询将交通数据提供给顾问系统，该顾问系统在融合功能156中融合所接收到的数据。建议确定功能158将确定动作或操作是否可行。如果可行，操作功能160可执行该操作。否则，顾问系统142将再次并利用获取功能152迭代地获取车辆的地理位置，并且将再次查询来自数据提供器106的信息，以便以迭代的方式重复管制功能。定制功能162使得车辆的用户能够通过提供适当的菜单设置来定制顾问系统142的功能。

反馈系统140包括车辆参数监控功能144，该功能特别监控和捕捉车辆周围的交通状况。车辆参数监控功能144可利用车辆的车载传感器系统来满足这一要求。监视功能144将其输出提供给操纵功能146，该操纵功能来确定响应于所捕获的交通状况的适当的操作。如果在右车道发生事故，这种操作可能是“改变至左车道”命令。保存参数功能148保存参数，并且提交功能150向数据提供器106提交车辆的事故视图，使得关于检测到的事故的信息能够被提供给其它车辆。

换句话说，车辆能够是数据消费者(顾问系统142从数据提供器106接收数据)以及数据生成器或数据提供器(反馈系统140将关于车辆检测到的交通事故的信息上传)。

尽管在前面的详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例，但应该理解的是存在大量的变型方案。还应该理解的是，示例性实施例或多个示例性实施例仅是示例，并不意图以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。而是，前面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实施示例性实施例或多个示例性实施例的便利路线图。应该理解的是，在不脱离如所附权利要求及其合法等同物所阐述的本公开的范围的情况下，能够对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种提供自动驾驶系统功能的控制器，包括：

通信系统，其被配置成从外部实体接收交通信息；

引导系统，其被配置成提供用于引导车辆的引导信号；

车辆控制系统，其被配置成基于所述引导信号生成用于控制所述车辆的控制信号；

其中所述引导系统被配置成基于所述接收到的交通信息确定车道引导信号并且指示所述车辆控制系统在相同的驾驶方向上改变具有多个车道的道路的车道；

其中所述引导系统被配置成通过具有表示所述道路的车道和所述道路的纵向区段的单独状态的状态机来映射所述道路，使得所述车辆的路线被确定为所述状态机的状态序列。

2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述引导系统被配置成在所述车辆的当前车道上发生交通事故的情况下指示所述车辆控制系统改变所述道路的所述车道。

3.根据权利要求1所述的控制器，其中所述引导系统被配置成基于交通流量指示所述车辆控制系统改变出口位置附近的所述道路的所述车道。

4.根据权利要求1所述的控制器，其中所述通信系统被配置成从多个外部实体接收交通信息；其中所述引导系统被配置成融合来自所述多个外部实体的所述交通信息；其中所述引导系统被配置成基于所述融合的交通信息来确定所述车道引导信号。

5.根据权利要求1所述的控制器，其中所述控制器被配置成从所述车辆上的传感器系统接收与所述车辆的周围环境中的所述交通状况相关的交通信息。

6.根据权利要求1所述的控制器，其中所述引导系统被配置成将所述道路的所述多个车道中的每一个为纵向区段并且将路线状态分配给所述纵向区段中的每一个；其中所述引导系统被配置成在确定所述车道引导信号时附加地考虑所述路线状态。

7.根据权利要求6所述的控制器，其中所述路线状态为加权路线状态；其中所述引导系统被配置成基于车道数量、交通流量、交通事故、车道拥堵以及每个纵向区段的车辆密度中的至少一个来对所述路线状态进行加权。

8.根据权利要求7所述的控制器，其中所述引导系统被配置成确定表示所述车辆的当前位置与目的位置之间的最佳路径的所述道路的所述纵向区段。

9.根据权利要求8所述的控制器，其中所述最佳路径对应于当所述车辆从所述当前位置驶向所述目的位置时满足以下标准中的至少一个或组合的那些道路纵向区段：最小时间要求、所述车辆与交通事故之间的最大车道距离以及每个纵向区段的最低车辆密度。

10.一种具有被配置成提供自动驾驶系统功能的控制器的车辆，所述控制器包括：

通信系统，其被配置成从外部实体接收交通信息；

引导系统，其被配置成提供用于引导所述车辆的引导信号；

车辆控制系统，其被配置成基于所述引导信号生成用于控制所述车辆的控制信号；

其中所述引导系统被配置成基于所述接收到的交通信息确定车道引导信号并且指示所述车辆控制系统在相同的驾驶方向上改变具有多个车道的道路的车道；

其中所述引导系统被配置成通过具有表示所述道路的车道和所述道路的纵向区段的单独状态的状态机来映射所述道路，使得所述车辆的路线被确定为所述状态机的状态序列。