CN109131532B - 用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法，其中，用于控制手动驾驶模式的方法包括：手动模式检测步骤，其检测车辆是否从自动驾驶模式切换至手动驾驶模式；第一步骤，在检测出切换至手动驾驶模式时，利用行驶路线信息来控制轮胎的角度和方向盘的转向角度；延迟时间确定步骤，其通过在预定时间内轮胎的角度变化和方向盘的转向角度变化，来确定轮胎的角度变化相对于方向盘的转向角度变化的延迟时间；延迟时间比较步骤，其将所确定的延迟时间与预定时间进行比较；第二步骤，当延迟时间处于预定时间内时，基于行驶路线信息而仅控制方向盘的转向角度；第三步骤，通过方向盘的转向角度来控制轮胎的角度。

Description

用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法，更具体地，本发明涉及这样一种用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法：其配置为，在自动驾驶车辆从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式时，防止轮胎转向角度和方向盘转向角度的不一致。
背景技术
通常地，自动驾驶车辆配置为，利用附接至车辆的先进驾驶辅助系统(ADRS)来识别道路交通状况(道路交通状况包括附近的车辆、行人、障碍物、车道、交通信号等)，并基于所识别的信息来行驶。
此外，线控转向(SBW)系统还具有物理上分离的方向盘模块和轮胎转向模块，因此即使轮胎转向，也可以使方向盘保持静止状态。
上述SBW系统特性可以在自动驾驶模式下防止方向盘在轮胎转向时持续转动，但也可以让方向盘暂时保持在存储区域，在所述存储区域中，只有在驾驶员打算以手动驾驶模式来控制车辆时，驾驶员才能恢复方向盘。
本发明的目的是使轮胎转向角度与方向盘转向角度精确对准，当设置有SBW的自动驾驶车辆在行驶过程中从自动驾驶模式切换至手动驾驶模式时，确保进行平稳和安全的模式切换。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提出一种用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法，所述方法配置为实现自动驾驶模式和手动驾驶模式两种模式，同时从自动驾驶模式无缝切换至手动驾驶模式，防止方向盘与轮胎的相应角度之间的不一致。
根据本发明的一个方面，以上和其他目的可以通过设置用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法来实现，所述方法包括：手动模式检测步骤，其中，控制器配置为检测车辆是否从自动驾驶模式切换至手动驾驶模式；第一控制步骤，其中，所述控制器配置为，作为所述手动模式检测步骤的结果，当检测出切换至手动驾驶模式时，基于行驶路线信息来控制轮胎的角度和方向盘的转向角度；延迟时间确定步骤，其中，所述控制器配置为，在所述第一控制步骤后，通过在预定时间内对轮胎的角度变化与方向盘的转向角度变化进行比较，来确定轮胎的角度变化相对于方向盘的转向角度变化的延迟时间；延迟时间比较步骤，其中，所述控制器配置为，在所述延迟时间确定步骤之后，将所确定的延迟时间与预定时间进行比较；第二控制步骤，其中，所述控制器配置为，作为所述延迟时间比较步骤的结果，当延迟时间处于预定时间内时，基于行驶路线信息而仅控制方向盘的转向角度；第三控制步骤，其中，所述控制器配置为，基于由所述第二控制步骤控制的方向盘的转向角度来控制轮胎的角度。
该方法进一步包括：驾驶员操作检测步骤，其中，所述控制器配置为，在第三控制步骤之后，检测是否由驾驶员来操作方向盘；手动驾驶模式执行步骤，其中，所述控制器配置为，作为所述驾驶员操作检测步骤的结果，当检测到由驾驶员来操作方向盘时，终止利用行驶路线信息对方向盘的转向角度进行的控制，并根据方向盘的转向角度来控制轮胎的角度。
在执行所述驾驶员操作检测步骤时，所述控制器可以配置为检测方向盘的扭矩值，并在所检测的扭矩值偏离预定扭矩映射时检测出方向盘是由驾驶员操作的。
作为所述驾驶员操作检测步骤的结果，当检测到方向盘不由驾驶员操作时，所述控制器可以配置为再次执行所述第二控制步骤。也就是说，当驾驶员不操作方向盘时，虽然允许在手动驾驶模式下驾驶，但控制器可以配置为基于行驶路线信息来连续地控制方向盘，从而防止自动驾驶模式突然停止而引发事故。
所述控制器可以配置为，在从所述第一控制步骤的初始执行时间至紧邻所述第二控制步骤的执行之前的时间内运行通知装置，以使驾驶员认识到车辆正在切换至手动驾驶模式。
作为所述延迟时间比较步骤的结果，当延迟时间不处于预定时间内时，所述控制器可以配置为再次执行所述第一控制步骤。
根据具有上述结构的用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法，当车辆从自动驾驶模式切换至驾驶员手动地进行驾驶操作的手动驾驶模式时，可以避免产生糟糕的操作性感受。所述方法也可以提高车辆的驾驶性能和便利性，最终提高车辆的适销性。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并且入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并且入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1是示出了根据本发明的示例性实施方案的用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法的流程图；以及
图2是示出了根据本发明的示例性实施方案的用于自动驾驶车辆的控制装置的框图。
应当理解的是，附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如，具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在所附多个附图中，同样的或等同的部件以相同的附图标记标引。
具体实施方式
现在将对本发明的各个实施方案详细地作出展示，这些实施方案的示例被显示在附图中并且描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非意图将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替选方式、修改方式、等同方式以及其它的实施方案。
图1是示出了根据本发明的示例性实施方案的用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法的流程图；图2是示出了根据本发明的示例性实施方案的用于自动驾驶车辆的控制装置的框图。
参照图1和图2，根据本发明的示例性实施方案的用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法可以包括：手动模式检测步骤S10，其中，控制器100配置为检测车辆是否从自动驾驶模式切换至手动驾驶模式；第一控制步骤S20，其中，控制器100配置为，作为手动模式检测步骤S10的结果，在检测出切换至手动驾驶模式时，基于行驶路线信息来控制轮胎120的角度和方向盘110的转向角度；延迟时间确定步骤S30，其中，控制器100配置为，在第一控制步骤S20后，在预定时间内，通过将轮胎120的角度变化与方向盘110的转向角度变化进行比较，确定轮胎120的角度变化相对于方向盘110的转向角度变化的延迟时间；延迟时间比较步骤S40，其中，控制器100配置为，在延迟时间确定步骤S30之后，将所确定的延迟时间与预定时间进行比较；第二控制步骤S50，其中，控制器100配置为，作为延迟时间比较步骤S40的结果，当延迟时间处于预定时间内时，基于行驶路线信息仅控制方向盘110的转向角度；以及第三控制步骤S60，其中，控制器100配置为，基于由第二控制步骤S50控制的方向盘110的转向角度来控制轮胎的角度120。
参照图2，自动驾驶车辆包括：方向盘扭矩角度传感器(torque&angle sensor，TAS)113和方向盘控制电机115；方向盘TAS 113配置为检测方向盘110的转向角度和扭矩；方向盘控制电机115配置为，通过向方向盘110传递驱动力来改变转向角度。自动驾驶车辆还包括轮胎角度检测器123和轮胎控制电机125；轮胎角度检测器123配置为检测轮胎120的转向角度；轮胎控制电机125配置为对轮胎120施加驱动力，从而改变轮胎120的角度。
控制器100配置为从方向盘TAS 113和轮胎角度检测器123接收关于方向盘110的转向角度和轮胎120的角度的信息，并基于所接收的数据来控制方向盘控制电机115和轮胎控制电机125，以调整方向盘110和轮胎120的角度。
控制器100可以配置为从检测装置130接收行驶路线信息，检测装置130配置为检测关于车辆周围环境的信息，并基于所接收的行驶路线信息来控制方向盘控制电机115或轮胎控制电机125，从而实施车辆的自动驾驶。在这里，检测装置130可以包括摄像机和雷达系统。行驶路线信息是指在车辆的前方或侧方大约60米内的道路状况信息，所述道路状况信息包括附近车辆、行人、障碍物、车道、交通信号等。
当车辆处于自动驾驶模式时，控制器100配置为，基于从检测装置130接收的行驶路线信息来控制轮胎控制电机125，从而仅通过轮胎角度控制来进行驾驶。
也就是说，在自动驾驶模式中防止方向盘110不必要地转动，从而防止驾驶员由于方向盘110的转动而感到不舒服。此外，可以采用这样的系统：在自动驾驶模式下使方向盘110能够被安置在单独的存储区域中，以有效地利用车辆的内部空间。
然而，在车辆从自动驾驶模式切换至手动驾驶模式时，在阻止方向盘110转动的情况下，方向盘110会与轮胎120的角度不一致，因此驾驶员会感到转向系统没有按预期的方式工作或校准。
因此，如图1所示，本发明的示例性实施方案中的控制器100检测车辆是否切换至手动驾驶模式(S10)，并在检测到切换至手动驾驶模式时，基于行驶路线信息，既控制方向盘的转向角度，又控制轮胎的角度(S20)。也就是说，当车辆切换至手动驾驶模式时，可以控制轮胎的角度和方向盘的转向角度，以使它们相互对正，从而在驾驶员控制方向盘110来驾驶车辆时，避免产生糟糕的驾驶操作性感受。
控制器100配置为，通过在预定时间内对轮胎的转向角度变化和方向盘的转向角度变化进行比较，确定轮胎的转向角度变化相对于方向盘的转向角度变化的延迟时间(S30)，并确定所确定的延迟时间是否处于预定时间内(S40)。
也就是说，即使在控制器100基于行驶路线信息而将轮胎的转向角度和方向盘的转向角度控制为相等时，在控制时刻也可能发生错误。例如，当方向盘的转向角度变化相对于轮胎的转向角度变化的延迟时间过长，并且方向盘的转向角度变化在一定时间内先于轮胎的转向角度变化时，方向盘110和轮胎120可能不一致，因此，当驾驶员在手动驾驶模式下驾驶车辆时，会产生糟糕的驾驶操作性感受。
因此，通过确定由延迟时间确定步骤S30确定的延迟时间是否处于预定时间内，控制器100可以确定方向盘110的转向角度是否与轮胎120的角度对正。在这种情况下，可以确定这样的预定时间：在所述预定时间内，方向盘的转向角度变化与轮胎的角度变化之间的延迟时间不过长。因此，预定时间根据设计者或车辆而变化，并因此不限于特定的值或范围。
作为延迟时间比较步骤S40的结果，当延迟时间处于预定时间内时，控制器100配置为，基于行驶路线信息，仅控制方向盘的转向角度(S50)，并基于方向盘的转向角度变化来控制轮胎120的角度(S60)。
也就是说，当延迟时间处于预定时间内时，控制器100确定不会产生方向盘110的转向角度与轮胎120的角度之间不一致的感觉，并因此禁止在连续控制方向盘110的转向角度的同时对轮胎120的角度进行基于行驶路线信息的控制(S50)。这是由于，即使驾驶员未操作方向盘，当车辆突然切换至手动驾驶模式而使得方向盘的控制产生故障时，也可能会发生交通事故。
因此，控制器100优选地执行第二控制步骤S50，然后执行控制轮胎120的角度的第三控制步骤S60，直到确认由驾驶员来执行方向盘操作。
在这种情况下，由于轮胎120的角度是根据方向盘110的转向角度而非行驶路线信息来控制的，所以当驾驶员操作方向盘110时，方向盘110的运动可以控制为与轮胎120的运动相似。因此，当车辆切换至手动行驶模式时，可以减弱糟糕的驾驶操作性感受的产生。
然而，作为延迟时间比较步骤S40的结果，当延迟时间不在预定时间内时，控制器100优选地再次执行第一控制步骤S20。也就是说，当延迟时间不处于预定时间内时，确定为方向盘110的转向角度和轮胎120的角度没有相互对正，因此在完成对正之前，引导车辆继续在自动驾驶模式下行驶。
本发明的方法可以进一步包括：驾驶员操作检测步骤S70和手动驾驶模式执行步骤S80；在驾驶员操作检测步骤S70中，控制器100配置为，在第三控制步骤S60之后，检测方向盘110是否由驾驶员来操作；在手动驾驶模式执行步骤S80中，控制器100配置为，作为驾驶员操作检测步骤S70的结果，当检测到由驾驶员操作方向盘110时，终止基于行驶路线信息对方向盘110的转向角度进行的控制，并根据方向盘110的转向角度来控制轮胎120的角度。
换句话说，控制器100基于从检测装置130接收的行驶路线信息来持续地控制方向盘110。因此，当检测到由驾驶员操作方向盘110时(S70)，控制器100终止基于行驶路线信息的对方向盘110的控制，其中，在手动驾驶模式下，车辆可以完全由驾驶员驾驶。
这里，在执行驾驶员操作检测步骤S70时，控制器100可以检测方向盘110的扭矩值，并在所检测的扭矩值偏离预定扭矩映射时，检测出方向盘110是由驾驶员来操作的。
在控制器100中，方向盘扭矩被预先映射至车辆的速度、方向盘角度和方向盘的角速度。因此，当车辆处于自动驾驶模式时，控制器100会将方向盘扭矩和从TAS 113接收的方向盘110的扭矩值与预先映射的扭矩映射进行比较。在方向盘扭矩值偏离预定扭矩映射时，控制器110可以检测出方向盘110不处于自动驾驶模式，而是由驾驶员来操作。
然而，作为所述驾驶员操作检测步骤S70的结果，当检测到方向盘110不由驾驶员操作时，控制器100再次执行第二控制步骤S50。也就是说，当驾驶员不操作方向盘110时，虽然允许在手动驾驶模式下驾驶，但控制器100也可以基于行驶路线信息来连续地控制方向盘110，从而防止自动驾驶模式突然停止并引发事故。
同时，从第一控制步骤S20的初始执行时间至紧临第二控制步骤S50的执行之前的时间，控制器可以运行通知装置140，以使驾驶员认识到车辆正在切换至手动驾驶模式。
通知装置140可以是包括警告灯、显示装置或扬声器的装置，其设置于车辆内并使驾驶员能够认识到车辆正在切换至手动驾驶模式。
因此，从第一控制步骤S20的初始执行时间到第二控制步骤S50的初始执行时间，通过运行通知装置140，驾驶员可以清楚地了解到，由于正在自动驾驶模式下行驶，所以尚未执行手动驾驶模式。
由上述描述可见，根据具有上述结构的用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法，当车辆从自动驾驶模式切换至驾驶员手动地进行驾驶的手动驾驶模式时，可以避免产生糟糕的操作性感受。所述方法可以提高车辆的驾驶性能和便利性，最终提高车辆的适销性。
为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上部”、“下部”“上”、“下”、“向上”、“向下”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”、“向内地”、“向外地”、“内部的”、“外部的”、“前”、“后”、“背面”、“向前”以及“向后”用来参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置，以对这些特征进行描述。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，并且显然的是，根据以上教导可以进行很多修改和变化。选择示例性实施方案并且进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并且利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法，所述方法包括：
手动模式检测步骤，其中，控制器配置为检测车辆是否从自动驾驶模式切换至手动驾驶模式；
第一控制步骤，其中，所述控制器配置为，作为所述手动模式检测步骤的结果，当检测出切换至手动驾驶模式时，基于行驶路线信息来控制轮胎的角度和方向盘的转向角度；
延迟时间确定步骤，其中，所述控制器配置为，在所述第一控制步骤后，通过在预定时间内对轮胎的角度变化与方向盘的转向角度变化进行比较，来确定轮胎的角度变化相对于方向盘的转向角度变化的延迟时间；
延迟时间比较步骤，其中，所述控制器配置为，在所述延迟时间确定步骤之后，将所确定的延迟时间与预定时间进行比较；
第二控制步骤，其中，所述控制器配置为，作为所述延迟时间比较步骤的结果，当延迟时间处于预定时间内时，基于行驶路线信息而仅控制方向盘的转向角度；
第三控制步骤，其中，所述控制器配置为，基于由所述第二控制步骤控制的方向盘的转向角度来控制轮胎的角度。
2.根据权利要求1所述的用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法，其进一步包括：
驾驶员操作检测步骤，其中，所述控制器配置为，在第三控制步骤之后，检测是否由驾驶员来操作方向盘；
手动驾驶模式执行步骤，其中，所述控制器配置为，作为所述驾驶员操作检测步骤的结果，当检测到由驾驶员来操作方向盘时，终止利用行驶路线信息对方向盘的转向角度进行的控制，并根据方向盘的转向角度来控制轮胎的角度。
3.根据权利要求2所述的用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法，其中，在执行所述驾驶员操作检测步骤时，所述控制器配置为检测方向盘的扭矩值，并在所检测的扭矩值偏离预定扭矩映射时检测出方向盘是由驾驶员操作的。
4.根据权利要求2所述的用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法，其中，作为所述驾驶员操作检测步骤的结果，当检测到方向盘不由驾驶员操作时，所述控制器配置为再次执行所述第二控制步骤。
5.根据权利要求1所述的用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法，其中，所述控制器配置为，在从所述第一控制步骤的初始执行时间至紧邻所述第二控制步骤的执行之前的时间内运行通知装置，以使驾驶员认识到车辆正在切换至手动驾驶模式。
6.根据权利要求1所述的用于控制自动驾驶车辆的手动驾驶模式的方法，其中，作为所述延迟时间比较步骤的结果，当延迟时间不处于预定时间内时，所述控制器配置为再次执行所述第一控制步骤。
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