CN109131332A - 自动化车辆路线遍历能力 - Google Patents

Abstract

提供了用于控制车辆的方法和装置。该装置包括配置为监视车辆的操作者的临时失能的操作者监视系统以及配置为在临时自主操作模式下操作车辆的自主驾驶系统。提供了手动驾驶系统以便在手动模式下操作车辆，并且提供了模式确定系统以便基于临时失能而在临时自主操作模式与手动模式之间转换车辆的当前模式。

Description

自动化车辆路线遍历能力

技术领域

本技术领域大体上涉及车辆控制，并且更具体而言，涉及用于在临时失能突发期间控制车辆的系统和方法。

背景技术

车辆可以手动操作或自主操作。然而，可以根据当前的需求在这些操作模式之间进行变换。例如，自主操作模式可以由车辆的操作者或驾驶员启动。

自主车辆是能够感测其环境并利用很少的用户输入或者无需用户输入就能进行导航的车辆。自主车辆使用一个或多个诸如雷达、激光雷达、图像传感器等之类的感测装置来感测其环境。自主车辆系统进一步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。

车辆自动化已被分类为范围从零级(对应于完全人为控制的无自动化)到五级(对应于无人为控制的完全自动化)的自动化数值等级。各种自动化驾驶员辅助系统(诸如巡航控制系统、自适应巡航控制系统和停车辅助系统)对应于较低的自动化等级，而真正的“无人驾驶”车辆对应于较高的自动化等级。

因此，在操作者失能期间，可能需要定义出用于自动启动和结束车辆的临时自主操作的具体条件。此外，结合附图以及前述技术领域和背景技术，通过以下的具体实施方式和所附权利要求，本发明的其他期望特点和特征将变得显而易见。

发明内容

提供了一种用于控制车辆的控制器。在一个实施例中，控制器包括操作者监视系统和自主驾驶系统，该操作者监视系统配置为监视车辆操作者的临时失能，该自主驾驶系统配置为在临时自主操作模式下操作车辆。控制器包括手动驾驶系统和模式确定系统，该手动驾驶系统配置为在手动模式下操作车辆，该模式确定系统配置为基于临时失能而在临时自主操作模式与手动模式之间转换车辆的当前模式。

在各种实施例中，操作者监视系统检测操作者的反应并且确定该反应是否使操作者临时失能。操作者监视系统进一步产生用于自主干预的操作者失能触发信号，并且如果操作者失能，则将该操作者失能触发信号传输到模式确定系统。模式确定系统配置为：如果模式确定系统接收到操作者失能触发信号，则启动车辆的自主操作模式；并且如果操作者失能触发信号结束且如果操作者采用车辆的手动控制，则结束自主操作。

在各种实施例中，自主驾驶系统配置为：确定车辆的预期路线是否存在；并且如果预期路线存在，则跟随该预期路线，或者如果预期路线不存在，则使车辆进入预定状态。

在各种实施例中，自主驾驶系统基于过去的驾驶模式来确定是否明确地设定了预期路线或者暗示预期路线。

在各种实施例中，自主驾驶系统确定驾驶环境并且基于所确定的驾驶环境来使车辆进入预定状态。

在各种实施例中，操作者监视系统包括一组操作者监视传感器中的至少一个传感器，该组操作者监视传感器由以下组成：麦克风、照相机、转向反馈传感器，其中该至少一个传感器定位成检测在车辆上的操作者反应。

在各种实施例中，操作者监视系统包括至少两个麦克风，该至少两个麦克风定位和配置为能够检测噪声源的位置，以便区分出不同的可能操作者位置。

在各种实施例中，操作者监视系统基于该至少一个传感器的信号来检测操作者失能。

在各种实施例中，如果操作者失能，则操作者监视系统重复地产生操作者失能触发信号，并且模式确定系统在预定触发重复之后或在预定触发持续时间之后启动自主操作模式。

在各种实施例中，自主驾驶系统配置为：产生呼叫援助信号，并且在使车辆进入预定状态之后且如果操作者失能触发信号在预定持续时间仍然存在或者如果操作者在预定持续时间内没有作出响应，则将呼叫援助信号传输到通信系统。

在各种实施例中，在上文和下文中描述的控制器识别并处理车辆的操作者或驾驶员的短时失能(临时失能)，例如打喷嚏或其他不自主反应的短时突发，其可使驾驶员临时失能而使得以不期望的方式影响车辆的持续手动操作。在各种实施例中，只要检测到失能并且如果满足各种启用条件(例如，驾驶员选择加入、自主设备是健康的并且是起作用的等等)，能够进行SAE第2等级自主操作或更高等级操作的车辆自动地采用临时自主操作。

在各种实施例中，控制器及其功能改善附加场景中的现有设备和特征，而且能够采用自主操作，并且如果手动操作被恢复，则能够结束自主操作。对于呈现区别性现象并产生高等级失能的某些类型的突发，可以明显证明对干预的需要。如果操作者/驾驶员在预定的时段内没有恢复并采用适当控制(特别是在目的地未知并且潜在路线拐点即将来临时受到限制)，车辆必须开始中止到预定状态。该预定状态尤其可以是车辆在道路的预定区域中或在道路附近的停止状态，例如在休息站或在道路一旁或远离道路。驾驶员可以在他/她能够手动操作时恢复手动操作，且自主操作将相应地结束。

在各种实施例中，控制器尤其能够检测持续时间短并且具有区别性现象的操作者失能形式，例如多次打喷嚏和/或某种类型的癫痫发作，然而，这是非详尽和非限制性的示例性列举。

在各种实施例中，控制器在某些条件下使车辆进入预定状态。如果预期路线未根据驾驶环境(高速公路可能允许几分钟的自主干预，而市中心可能要短得多)明确设定(例如，使用导航路线)或强烈暗示(习惯性每天/每周驾驶模式)，则自主操作可能需要快速中止，即停止车辆。

除非被指示为替代物或者参照另一个实施例，否则这里示出的任何两个或多个实施例可以被组合为控制器的一部分。这些功能可以通过使用硬件模块或作为控制器的软件或功能模块来实现。

提供了一种车辆，其包括用于控制车辆的控制器。控制器包括操作者监视系统和自主驾驶系统，该操作者监视系统配置为监视车辆的操作者的临时失能，该自主驾驶系统配置为在临时自主操作模式下操作车辆。控制器进一步包括手动驾驶系统和模式确定系统，该手动驾驶系统配置为在手动模式下操作车辆，该模式确定系统配置为基于临时失能而在临时自主操作模式与手动模式之间转换车辆的当前模式。

在各种实施例中，车辆的操作者监视系统配置为检测操作者的反应并且确定该反应是否使操作者失能。操作者监视系统进一步配置为：产生用于自主干预的操作者失能触发信号，并且如果操作者失能，即在手动操作模式下不能至少部分地或完全地操作车辆，则将操作者失能触发信号传输到模式确定系统。自主驾驶系统配置为：如果模式确定系统接收到操作者失能触发信号，则启动车辆的自主操作模式；并且如果操作者失能触发信号结束且如果操作者采用车辆的手动控制，则结束自主操作。

应注意的是，在各种实施例中，车辆根据本文中参照控制器描述的一个或多个实施例而被修改。

提供了一种用于控制车辆的方法。该方法包括以下步骤：监视自主车辆的操作者；检测操作者的反应并确定这些反应是否使操作者临时失能；如果操作者失能，产生操作者失能触发信号；以及基于操作者失能信号而在临时自主操作模式与手动模式之间转换车辆的当前模式。

应注意的是，在各种实施例中，该方法根据在本文所述的控制器的一个或多个实施例的功能而被修改。

附图说明

下文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，其中：

图1为示出了根据实施例的具有控制器的自主车辆的功能框图；

图2为示出了根据实施例的具有一个或多个图1的自主车辆的运输系统的功能框图；

图3为示出了根据实施例的控制器的功能框图；

图4为根据实施例的车辆的功能模块的示意图；

图5为根据实施例的车辆的手动操作与自主操作之间的状态转换图的示意图；以及

图6为根据实施例的方法的示意图。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并不意图限制应用和用途。此外，并不意图被前述技术领域、背景技术、发明内容或者下面的具体实施方式中提出的任何表述的或暗示的理论约束。如本文中所使用，术语模块是指单独的或任意组合的任何硬件、软件、固件、电子控制部件、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、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路，和/或提供所述功能性的其他合适的部件。

在本文中可从功能和/或逻辑块部件以及各种处理步骤方面来描述本发明的实施例。应当理解的是，可通过被配置为执行特定功能的任意数量的硬件、软件和/或固件部件来实现这些块部件。例如，本发明的实施例可采用各种集成电路部件，如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查询表等，它们可以在一个或多个微处理器或者其他控制装置的控制下执行各种功能。另外，本领域的技术人员应当理解，可以结合任何数量的系统来实践本发明的实施例，并且本文中描述的系统仅仅是本发明的示例性实施例。

为了简洁起见，与系统(以及系统的各个操作部件)的信号处理、数据传输、信号发送、控制和其他功能方面有关的常规技术在本文中可能不再详细描述。此外，在本文中所包含的各个图中所示的连线意图表示各个元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。应当注意的是，在本发明的实施例中可存在许多替代的或附加的功能关系或者物理连接。

参照图1，示出了根据各种实施例的具有控制系统100的车辆10。车辆10通常包括底盘12、车身14、前轮16和后轮18。车身14布置在底盘12上且基本上包围车辆10的部件。车身14和底盘12可共同地形成框架。车轮16和18中的每一个都在靠近车身14的相应角处可旋转地联接到底盘12。

在各种实施例中，车辆10是可在自主模式和手动模式下操作的半自主车辆10。通常，这些模式中的一者在给定的时间点启动。在手动模式启动并且检测到驾驶员临时失能的情况下，车辆转换到自主模式。在所示的实施例中车辆10被描绘为客车，但应当理解的是，也可以使用包括摩托车、卡车、运动型多用途车(SUV)、休闲车(RV)、船舶、飞机等的任何其他车辆。在示例性实施例中，车辆10执行所谓的第四级或第五级自动化系统，该系统可以在手动模式未启动时(即在自主模式期间)操作。第四级系统表示“高度自动化”，指的是动态驾驶任务的所有方面的自动驾驶系统的针对驾驶模式的性能，即使人类驾驶员对干预请求没有做出适当的响应。五级系统表示“全自动化”，指的是在可由人类驾驶员管理的所有道路和环境条件下动态驾驶任务的所有方面的自动驾驶系统的全时性能。

如图所示，车辆10通常包括推进系统20、变速器系统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。推进系统20在各种实施例中可包括内燃机、诸如牵引电动机之类的电机和/或燃料电池推进系统。变速器系统22配置为根据可选速度比将来自推进系统20的动力传输到车轮16和18。根据各种实施例，变速器系统22包括分级传动比自动变速器、无级变速器或其他适当的变速器。制动系统26配置为向车轮16和18提供制动转矩。在各种实施例中，制动系统26可包括摩擦制动器、线控制动器、诸如电机之类的再生制动系统，和/或其他适当的制动系统。转向系统24影响车轮16和18的位置。虽然为了例示目的而被描绘为包括方向盘，但是在本发明范围内设想的一些实施例中，转向系统24可不包括方向盘。

传感器系统28包括感测车辆10的外部环境和/或内部环境的可观察条件的一个或多个感测装置40a-40n。感测装置40a-40n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/或其他传感器。致动器系统30包括一个或多个致动器装置42a-42n，其控制一个或多个车辆特征，诸如但不限于推进系统20、变速器系统22、转向系统24和制动系统26。在自主模式中，致动器装置控制车辆特征，而在手动模式中，驾驶员控制车辆特征。在各种实施例中，车辆特征可进一步包括内部和/或外部车辆特征，诸如但不限于车门、行李箱以及诸如无线电、音乐、照明等驾驶室特征(未编号)。传感器系统的至少一些传感器是用于监视驾驶员失能的内部麦克风、照相机和/或转向传感器。

通信系统36配置为向和从其他实体48无线地传送信息，其他实体诸如但不限于其他车辆(“V2V”通信)、基础设施(“V2I”通信)、远程系统和/或个人装置(关于图2更详细地描述)。在示例性实施例中，通信系统36是配置为经由使用IEEE802.11标准的无线局域网(WLAN)或通过使用蜂窝数据通信(诸如LTE(长期演进))或任何其他移动或蜂窝通信标准来进行通信的无线通信系统。然而，诸如专用短程通信(DSRC)信道(例如，基于IEEE802.11p无线变体)之类的附加或替代通信方法在各种实施例中是适当的并且也被认为在本发明的范围内。DSRC信道是指专门为汽车使用以及用于V2V和V2I通信的对应一组协议和标准而设计的单向或双向短程到中程无线通信信道。

数据存储装置32存储用于在自主模式期间自动控制车辆10的数据。在各种实施例中，数据存储装置32存储可导航环境的定义地图。在各种实施例中，定义地图可由远程系统预定义并且从远程系统获取(关于图2进一步详细描述)。例如，定义地图可由远程系统组装并且(以无线方式和/或以有线方式)传送到车辆10并存储在数据存储装置32中。如可理解的是，数据存储装置32可为控制器34的一部分，与控制器34分开，或作为控制器34的一部分以及单独系统的一部分。

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可为任何定制的或可商购获得的处理器、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(呈微芯片或芯片集的形式)、宏处理器、它们的任何组合或通常用于执行指令的任何装置。计算机可读存储装置或介质46可包括例如在只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储。KAM是持久或非易失性存储器，其可在处理器44断电时用于存储各种操作变量。计算机可读存储装置或介质46可使用诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪速存储器或能够存储数据的任何其他电性、磁性、光学或组合存储器装置之类的许多已知存储器装置中的任何一种来实施，其中的一些数据表示由控制器34用于控制车辆10的可执行指令。

指令可包括一个或多个单独的程序，每个程序包括用于实施逻辑功能的可执行指令的有序列表。指令在由处理器44执行时接收并处理来自传感器系统28的信号，执行用于自动控制自主车辆10的部件的逻辑、计算、方法和/或算法，并且基于逻辑、计算、方法和/或算法来向致动器系统30产生控制信号以自动地控制车辆10的部件。虽然图1中仅示出了一个控制器34，但是车辆10的实施例可包括任意数量的控制器34，其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协作以处理传感器信号、执行逻辑、计算、方法和/或算法且产生控制信号以自动控制车辆10的特征。

在各种实施例中，控制器34的一个或多个指令在控制系统100中实施，并且在由处理器执行时实现车辆操作转换系统102，其确定车辆10中的临时操作者失能并且控制车辆10的手动操作模式与自主操作模式之间的转换。手动操作模式例如依赖于操作者输入以控制车辆；并且自主操作模式例如在没有任何操作者输入的情况下控制车辆。

现在参照图2，在各种实施例中，关于图1所描述的车辆10适用于在某个地理区域(例如，城市、学校或商业园区、购物中心、游乐园，活动中心等)中的出租车或班车系统的环境中或尤其是当以自主模式操作时可仅仅由远程系统管理。例如，自主车辆10可与基于自主车辆的远程运输系统相关联。图2说明了大体上以50示出的操作环境的示例性实施例，该操作环境包括基于自主车辆的远程运输系统52，其与关于图1所描述的一个或多个自主车辆10a-10n相关联。在各种实施例中，操作环境50进一步包括一个或多个用户装置54，其经由通信网络56与自主车辆10和/或远程运输系统52进行通信。

通信网络56根据需要支持在由操作环境50支持的装置、系统与部件之间(例如，经由有形的通信链路和/或无线通信链路)的通信。例如，通信网络56包括无线载波系统60，诸如蜂窝电话系统，其包括多个手机信号塔(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与陆地通信系统连接所需要的任何其他联网部件。每个手机信号塔均包括发送和接收天线以及基站，其中来自不同手机信号塔的基站直接或经由诸如基站控制器之类的中间设备连接到MSC。无线载波系统60可实施任何合适的通信技术，包括例如数字技术，诸如CDMA(例如，CDMA2000)、LTE(例如，4G LTE或5G LTE)、GSM/GPRS或其他当前或正涌现的无线技术。其他手机信号塔/基站/MSC布置是可能的并且可结合无线载波系统60使用。例如，基站和手机信号塔可共同定位于同一站点处或它们可远离彼此定位，每个基站可负责单个手机信号塔或单个基站可服务于各个手机信号塔，或各个基站可联接到单个MSC，这里仅列举几种可能的布置。

除包括无线载波系统60外，还可包括呈卫星通信系统64形式的第二无线载波系统来提供与自主车辆10a-10n进行的单向或双向通信。这可使用一个或多个通信卫星(未示出)和上行链路传输站(未示出)来进行。单向通信可包括例如卫星无线电服务，其中节目内容(新闻、音乐等)是由传输站接收、封装上传并且然后发送至卫星，从而向用户广播该节目。双向通信可包括例如使用卫星以在车辆10与站之间中继电话通信的卫星电话服务。除了或代替无线载波系统60，可利用卫星电话。

可进一步包括陆地通信系统62，其为连接到一个或多个陆线电话的常规陆基电信网络并且将无线载波系统60连接到远程运输系统52。例如，陆地通信系统62可包括诸如用于提供硬接线电话、分组交换数据通信和因特网基础设施的公共交换电话网(PSTN)。陆地通信系统62的一个或多个段可通过使用标准有线网络、光纤或其他光学网络、电缆网络、电力线、其他无线网络(诸如无线局域网(WLAN))或提供宽带无线存取(BWA)的网络或其任何组合来实施。此外，远程运输系统52不需要经由陆地通信系统62连接，而是可包括无线电话设备，使得其可直接与无线网络(诸如无线载波系统60)通信。

虽然在图2中仅示出了一个用户装置54，但是操作环境50的实施例可支持任意数量的用户装置54，包括由一个人拥有、操作或以其他方式使用的多个用户装置54。由操作环境50支持的每个用户装置54可使用任何合适的硬件平台来实施。就此而言，用户装置54可以采用任何常见形状因数来实现，包括但不限于：台式计算机；移动计算机(例如，平板计算机、膝上型计算机或上网本计算机)；智能电话；视频游戏装置；数字媒体播放器；家庭娱乐设备；数码照相机或摄影机；可穿戴计算装置(例如，智能手表、智能眼镜、智能服装)；等等。由操作环境50支持的每个用户装置54被实现为计算机实施的或基于计算机的装置，其具有执行本文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。例如，用户装置54包括呈可编程装置形式的微处理器，该微处理器包括存储在内部存储器结构中并且被应用来接收二进制输入以创建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卫星信号并且基于那些信号产生GPS坐标的GPS模块。在其他实施例中，用户装置54包括蜂窝通信功能性，使得该装置使用一个或多个蜂窝通信协议(如本文所讨论)通过通信网络56执行语音和/或数据通信。在各种实施例中，用户装置54包括视觉显示器，诸如触摸屏图形显示器或其他显示器。

远程运输系统52包括一个或多个后端服务器系统，该一个或多个后端服务器系统可为基于云的、基于网络的或常驻在由远程运输系统52服务的特定园区或地理位置。远程运输系统52可由现场顾问、或自动化顾问或这两者的组合来人工操作。远程运输系统52可与用户装置54和自主车辆10a-10n进行通信以安排乘车、派遣自主车辆10a-10n等。在各种实施例中，远程运输系统52存储诸如用户认证信息、车辆标识符、简档记录、行为模式和其他相关用户信息之类的账户信息。

根据典型的用例工作流程，远程运输系统52的注册用户可经由用户装置54创建乘车请求。乘车请求通常将指示乘客期望的上车位置(或当前GPS位置)、期望目的地位置(其可识别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。远程运输系统52接收乘车请求，处理该请求，并且派遣自主车辆10a-10n中选定的一者(当一个车辆可用时和如果一个车辆可用)以在指定的上车位置且在适当的时间接乘客上车。远程运输系统52还可向用户装置54产生并发送适当配置的确认消息或通知，以使乘客知道车辆正在途中。

如可理解的是，本文公开的主题提供了可被认为是标准或基线自主车辆10和/或基于自主车辆的远程运输系统52的某些增强的特征和功能性。为此，自主车辆和基于自主车辆的远程运输系统可被修改、增强或以其他方式补充以提供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2中所示的自主驾驶系统(ADS)70和手动驾驶系统(MDS)71。即，利用控制器34的合适软件和/或硬件部件(例如，处理器44和计算机可读存储装置46)来提供与车辆10结合使用的自主驾驶系统70和手动驾驶系统71。

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，并预测车辆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可以包含来自多个传感器的信息，所述传感器包括但不限于照相机、激光雷达、雷达和/或任何数量的其他类型的传感器。由于融合了来自多个传感器的输入，计算机视觉系统74还可以被称为传感器融合系统。

定位系统76对传感器数据以及其他数据一起进行处理，从而确定车辆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、车辆朝向、速度等)。引导系统78对传感器数据以及其他数据一起进行处理，从而确定车辆10所跟随的路径。车辆控制系统80根据所确定的路径而产生用于控制车辆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的功能性，诸如特征检测/分类、障碍减少、路线遍历、映射、传感器集成、地面真值确定等。

车辆控制系统80配置为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包括转向控制装置、换挡器控制装置、油门控制装置和制动器控制装置。转向控制装置可以例如控制转向系统24，如图1所示。换挡器控制装置可以例如控制变速器系统22，如图1所示。油门控制装置可以例如控制推进系统20，如图1所示。制动器控制装置可以例如控制车轮制动系统26，如图1所示。

在各种实施例中，控制器34包括习惯路线学习功能性。因此，控制器34根据操作者/驾驶员、星期几、一天中的时间等来识别出习惯。基于过去的习惯以及当前路线的进程，控制器34标识出过去的路线，以便在激活自主模式的情况下实现跟随。例如，如果当前操作者、星期几、一天中的时间以及当前路线的进程与至少一条(优选地多条)过去的路线相匹配并且激活了自主模式，则ADS跟随过去的路线。

在手动驾驶模式下，驾驶员输入用于控制车辆，并且自主驾驶系统不活动或处于待机模式下。

在各种实施例中，提供了车辆操作转换系统102，其可以是控制器34的一部分或者可以与控制器34和/或与驾驶系统70、71的一个或多个模块功能性地相关联和/或通信地联接。车辆操作转换系统102包括操作者监视系统82(在图4中更详细地示出)以及用于在自主模式与手动模式之间(反之亦然)改变的模式确定系统81(在图5中更详细地示出)。

在各种实施例中，驾驶系统70、71的指令可以按照功能或系统进行组织。例如，如图3所示，自主驾驶系统70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。如可理解的是，在各种实施例中，由于本发明并不限于本示例，因此可以将指令组织到任何数量的系统中(例如，组合、进一步划分等)。

操作者监视系统82基于传感器数据来确定车辆10中的临时操作者失能，并且模式确定系统81将车辆10的模式或状态确定为手动操作模式或自主操作模式并基于模式/状态而向自主驾驶系统70选择性地产生信号。操作者失能信号属于在本文提及的激活或停用由ADS70执行的自主驾驶的信号的完整集合。

例如，参照图4，更详细地示出了操作者监视系统82。操作者监视系统从内部麦克风、照相机、转向系统等接收传感器数据，并确定操作者的临时失能。在各种实施例中，操作者监视系统82包括声音分离和过滤模块92、重复声音检测模块94、打喷嚏/打鼾识别器模块96、面部表情识别器模块98、姿势识别器模块104和总和模块106。

声音分离和过滤模块92基于相应声音的区别性现象来定位、过滤和/或识别预定声音模式。

重复声音检测模块94识别并检测重复声音。重复声音检测模块94基于两个相同或相似声音之间的间隔或时间跨度来识别失能。在各种实施例中，例如，此间隔或时间跨度针对每个单独的声音模式进行单独设定或预定，即允许区分出打喷嚏、咳嗽和其他类型的突发。

打喷嚏/打鼾识别器模块96被提供并识别检测到的声音。基于识别出的声音，可以标识出突发的类型。照相机83b监视操作者并将拍摄的图像提供给面部表情识别器模块98和姿势识别器模块104。转向反馈单元83c监视并检测操作者的转向输入并提取出非典型的转向运动。将转向运动输入到姿势识别器模块104。

来自打喷嚏/打鼾识别器模块96、面部表情识别器模块98和姿势识别器模块104的数据由操作者条件检测单元90的总和模块106进行融合和/或累积，以便确定操作者是否不具备操作能力。如果操作者不具备操作能力，则输出触发信号，以使自主驾驶系统采用车辆的自主操作。

具体地，如果检测出的声音、面部表情和识别出的姿势一致地表明操作者的注意力有所分散，则产生用于采用自主操作的触发信号。然而，来自打喷嚏/打鼾识别器模块96、面部表情识别器模块98和姿势识别器模块104的数据可以具有它们单独设定的权重。这些模块的输出可被相同地或不同地加权。

在另一个示例中，图5是在每个模式内具有多个状态以及在状态与模式之间具有多种转换的状态转换图的示意图。状态图是用于由模式确定系统81确定模式/状态。例如，模式确定系统81以手动模式开始操作模式。手动模式包括至少三种状态：自主干预未准备状态104、自主干预准备状态106以及触发条件观察状态108。自主模式包括至少四种状态：触发条件持续状态110、触发条件缺席状态112、中止至最小风险条件状态114以及提示操作者状态116。

模式确定系统81开始于自主干预未准备状态104。当操作者选择自主干预并且优选地系统的所有必要部件指示出操作准备就绪(例如，完成自检并且确定是正常运作的)时，模式确定系统81从自主转换未准备状态104转换到自主干预准备状态106。

在手动模式和自主干预未准备状态102下，只要自主干预没有准备好，那么模式确定系统81就维持状态102。当车辆的操作者已经在某一点选择自主干预并且优选地必要部件指示出操作准备就绪时，模式确定系统81转换到自主干预准备状态106。在系统故障检测的情况下，模式确定系统81从自主干预准备状态106转换回自主干预未准备状态104。如果检测到来自操作者条件检测单元90的触发信号，则模式确定系统81从自主干预准备状态106转换到触发条件观察状态108。在触发清零的情况下，模式确定系统81转换回到状态106。

一旦处于状态108下并且在触发信号重复或者触发信号达到预定持续时间限制的情况下，模式确定系统81激活自主模式并且转换为触发条件持续状态110。当触发条件持续时，模式确定系统81维持自主模式下的状态110，并且只要触发条件持续(即只要维持状态110)，车辆就会自主地操作。如果触发条件清零并且触发信号不存在，那么当车辆仍然在自主操作时，模式确定系统81从状态110转换到触发条件缺席状态112。在操作者作出响应并采用手动控制的情况下，模式确定系统81从状态112转换到手动模式的自主干预准备状态106。

当处于触发条件持续状态110下时，如果达到了预定条件持续限制或者如果检测到了系统故障，则模式确定系统81转换为中止至最小风险条件状态114。在状态114下，车辆自主地进入预定状态，例如在路边进入保持状态。在达到车辆的这种预定状态(“最小风险条件”)之后，模式确定系统81从状态114转换到提示操作者状态116。模式确定系统81将提示操作者状态116维持预定的时间段并重复地提示操作者。如果操作者作出响应并采用手动控制，模式确定系统81从状态116转换到自主干预未准备状态104。在操作者在预定时间跨度内没有作出响应的情况下，模式确定系统81从状态116转换到发起寻求援助的呼叫的呼叫援助状态118。

图6是用于控制车辆的方法110的示意图。该方法包括以下步骤：在步骤112中监视自主车辆的操作者；在步骤114中检测操作者的反应并确定这些反应是否使操作者临时失能；在步骤116中如果操作者失能，则产生操作者失能触发信号；以及在步骤118中，基于操作者失能信号而在临时自主操作模式与手动模式之间转换车辆的当前模式。具体地，图6中示意性示出的方法110在参照本文的各种实施例而描述的控制器34中实现。

尽管在前面的具体实施方式中已经呈现出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。还应该理解的是，该一个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发明的范围、适用性或配置。相反，前面的具体实施方式将为本领域的技术人员提供用于实现该一个或多个示例性实施例的便利指引。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发明的范围的情况下，可以对元件的功能和布置作出各种改变。

Claims (10)

1.一种用于控制车辆的控制器，包括：

操作者监视系统，其配置为监视所述车辆的操作者的临时失能；

自主驾驶系统，其配置为在临时自主操作模式下操作所述车辆；

手动驾驶系统，其配置为在手动模式下操作所述车辆；以及

模式确定系统，其配置为基于所述临时失能而在所述临时自主操作模式与所述手动模式之间转换所述车辆的当前模式。

2.根据权利要求1所述的控制器，

其中所述操作者监视系统配置为检测所述操作者的反应并且确定所述反应是否使所述操作者临时失能；

其中所述操作者监视系统配置为：产生用于自主干预的操作者失能触发信号，并且如果所述操作者失能，则将所述操作者失能触发信号传输到所述模式确定系统；

其中所述模式确定系统配置为：如果所述模式确定系统接收到了所述操作者失能触发信号，则启动所述车辆的自主操作模式，并且如果所述操作者失能触发信号结束且如果所述操作者对所述车辆采用手动控制，则结束所述自主操作。

3.根据权利要求1所述的控制器，

其中所述自主驾驶系统配置为：确定所述车辆的预期路线是否存在，并且如果所述预期路线存在，则跟随所述预期路线，或者如果所述预期路线不存在，则使所述车辆进入预定状态。

4.根据权利要求3所述的控制器，

其中所述自主驾驶系统配置为确定是否明确地设定了所述预期路线；或者

其中所述自主驾驶系统配置为基于过去的驾驶模式来暗示所述预期路线。

5.根据权利要求1所述的控制器，

其中所述自主驾驶系统配置为确定驾驶环境并且基于所述确定出的驾驶环境来使所述车辆进入预定状态。

6.根据权利要求1所述的控制器，其中所述操作者监视系统包括：

一组操作者监视传感器中的至少一个传感器，所述一组操作者监视传感器由以下组成：麦克风、照相机、转向反馈传感器；

其中所述至少一个传感器定位成检测在所述车辆上的操作者反应。

7.根据权利要求1所述的控制器，

其中所述操作者监视系统包括至少两个麦克风，所述至少两个麦克风定位和配置为能够检测噪声源的位置，以便区分出不同的可能操作者位置。

8.根据权利要求2所述的控制器，

其中所述操作者监视系统配置为如果所述操作者失能，则重复地产生所述操作者失能触发信号；

其中所述模式确定系统配置为在预定触发重复之后或在预定触发持续时间之后启动所述自主操作模式。

9.根据权利要求3所述的控制器，

其中所述自主驾驶系统配置为：产生呼叫援助信号，并且在使所述车辆进入所述预定状态之后且如果所述操作者失能触发信号在预定持续时间仍然存在或者如果所述操作者在所述预定持续时间内没有作出响应，则将所述呼叫援助信号传输到通信系统。

10.一种车辆，其包括用于控制所述车辆的控制器，所述控制器包括：

操作者监视系统，其配置为监视所述车辆的操作者的临时失能；

自主驾驶系统，其配置为在临时自主操作模式下操作所述车辆；

手动驾驶系统，其配置为在手动模式下操作所述车辆；以及

模式确定系统，其配置为基于所述临时失能而在所述临时自主操作模式与所述手动模式之间转换所述车辆的当前模式。