CN109562760A - 对于自主车辆测试预测 - Google Patents

Abstract

本公开的各方面涉及与道路中的另一车辆或对象相关的自主车辆的测试预测。例如，一个或多个处理器120可以计划自主地操纵第一车辆100完成动作，并且预测第二车辆680、780、880将采取响应动作。以可允许第一车辆取消完成动作而不引起第一车辆和第二车辆之间的碰撞的方式，并且为了向第二车辆或第二车辆的驾驶员指示第一车辆正试图完成动作，来朝着完成动作操纵第一车辆。此后，当确定第一车辆能够采取动作时，通过使用第二车辆是否开始采取特定响应动作的确定结果自主控制第一车辆来完成动作。

Description

对于自主车辆测试预测

相关申请的交叉引用

本申请是2016年7月6日提交的美国专利申请No.15/202,698的继续申请，其公开内容通过引用结合于此。

背景技术

自主车辆，诸如不要求人类驾驶员的车辆，可用于帮助将乘客或物品从一个位置运输到另一个位置。这种车辆可以在完全自主模式下操作，其中乘客可以提供一些初始输入，诸如目的地，并且车辆自行操纵(maneuver)到该目的地。

通常，当完全自主或以自主模式驾驶的车辆在道路上遇到其他车辆或对象时，这些车辆被编程为尽可能安全地操作。换句话说，这些车辆往往会“犯错(err)”，因为这些车辆在其他车辆前方驶出(pull out)以进行转弯等时不那么果断。然而，在许多情况下，这种对安全的偏好和不那么果断的行为会导致操作的延误和乘客的烦恼——特别是处于车辆或行人相对比较拥堵情形下的那些乘客。同时，进行更加果断的操纵，诸如在另一车辆前面驶出，这将要求另一车辆减速、改变方向或进行一些其他响应操纵，这本质上是危险的。例如，假设另一车辆由人类驾驶员控制，如果处于自主模式的车辆在该另一车辆前方驶出，则人类驾驶员可能反应不够快而无法使该另一车辆减速、改变方向等以避免碰撞。因此，在增加这些自主车辆的果断性和妥协安全性之间存在着微妙的平衡。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种自主控制第一车辆的方法。该方法包括由一个或多个处理器计划操纵第一车辆完成动作；预测第二车辆将采取响应动作；由一个或多个处理器以可允许第一车辆取消完成动作而不引起第一车辆和第二车辆之间的碰撞的方式，并且为了向第二车辆或第二车辆的驾驶员指示第一车辆正试图完成动作，来朝着完成动作操纵第一车辆；由一个或多个处理器确定第二车辆是否响应于操纵而正采取特定响应动作；以及当确定第一车辆能够采取动作时，由一个或多个处理器通过使用第二车辆是否开始采取特定响应动作的确定结果自主控制第一车辆来完成动作。

在一个示例中，动作是从第一道路右转到第二道路，以便在第二道路上的第二车辆的前方行驶。在另一示例中，动作是从第一道路左转以离开第一道路并且要求在第一道路上的第二车辆前方穿过。在这个示例中，动作是左转进入停车场或车道。或者，动作是在交叉路口左转到第二条道路上。

在另一个示例中，第二车辆与第一车辆在同一车道上，并且动作是超过第二车辆。在另一示例中，特定响应动作包括将第二车辆减速到特定速度。在另一示例中，特定响应动作包括改变第二车辆的当前车道。在另一示例中，当确定第二车辆已经开始采取特定响应动作时，如果第一车辆未完成动作，则在第二车辆经过第一车辆的时间之前完成动作。在另一示例中，该方法还包括由一个或多个处理器沿着路线自主控制第一车辆，并且在操纵第一车辆完成动作之前，由一个或多个处理器确定第一车辆必须采取动作以沿着路线前进(proceed)。在另一示例中，预测第二车辆将采取响应动作包括生成第二车辆将采取特定响应动作的预测，如果第一车辆要在特定时间点完成动作，则该特定响应动作可允许第一车辆遵守第一车辆的适应协议，其中该适应协议禁止要求另一车辆的某些类型的响应动作的第一车辆的动作。

本公开的另一方面提供了一种用于自主控制第一车辆的系统。该系统包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为计划操纵第一车辆完成动作；预测第二车辆将采取响应动作；以可允许第一车辆取消完成动作而不引起第一车辆和第二车辆之间的碰撞的方式，并且为了向第二车辆或第二车辆的驾驶员指示第一车辆正试图完成动作，来朝着完成动作操纵第一车辆；确定第二车辆是否响应于操纵而正采取特定响应动作；以及当确定第一车辆能够采取动作时，通过使用第二车辆是否开始采取特定响应动作的确定结果自主控制第一车辆来完成动作。

在一个示例中，特定响应动作包括将第二车辆减速到特定速度。在另一示例中，特定响应动作包括改变第二车辆的当前车道。在另一示例中，当确定第二车辆已经开始采取特定响应动作时，一个或多个处理器被配置为如果第一车辆未完成动作，则在第二车辆经过第一车辆的时间之前完成动作。在另一示例中，一个或多个处理器还被配置为在操纵之前预测第二车辆可能采取特定响应动作。在另一个示例中，动作是从第一道路右转到第二道路，以便在第二道路上的第二车辆的前方行驶。在另一示例中，动作是从第一道路左转以离开第一道路，并且要求在第一道路上的第二车辆前方穿过。在另一个示例中，该动作是左转进入停车场或车道。

本公开的另一方面提供了一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质。当指令由一个或多个处理器运行时，使得该一个或多个处理器执行自主控制第一车辆的方法。该方法包括由一个或多个处理器计划操纵第一车辆完成动作；预测第二车辆将采取响应动作；由一个或多个处理器，以可允许第一车辆取消完成动作而不引起第一车辆和第二车辆之间的碰撞的方式，并且为了向第二车辆或第二车辆的驾驶员指示第一车辆正试图完成动作，来朝着完成动作操纵第一车辆；由一个或多个处理器确定第二车辆是否响应于操纵而正采取特定响应动作；以及，当确定第一车辆能够采取动作时，由一个或多个处理器通过使用第二车辆是否开始采取特定响应动作的确定结果自主控制第一车辆来完成动作。

附图说明

图1是根据本公开的方面的示例车辆的功能图。

图2是根据本公开的方面的详细地图信息的示例表示。

图3A-3D是根据本公开的方面的车辆的示例外部视图。

图4是根据示例性实施例的示例系统的功能图。

图5是根据本公开的方面的图6的系统的示意图。

图6-11是根据本公开的方面的示例情形。

图12是根据本公开的方面的流程图。

具体实施方式

为了增加其他车辆将对自主车辆的动作安全地做出反应的可能性，自主车辆可以首先预测如果车辆要采取该动作将发生什么。作为示例，动作可以包括在另一车辆前方左转(在某人前方左转)、超过另一车辆(即，在城市道路上)或在车辆前方右转(在车辆前方驶出)，以便沿着特定路线到达目的地。在这些示例中，预测可以指示只要其他车辆采取诸如减速等地一些响应动作，自主车辆将能够安全地完成行为(即，取决于车辆的速度，不会进入其他车辆的特定距离内)。因此，由于该动作将要求其他车辆采取某些动作，因此该动作可以被认为是果断的(assertive)动作。在这方面，如果该动作不是果断的动作，那么自主汽车将简单地完成该动作。

预测本身可以基于对象类型的行为模型。这些行为模型可以被预先存储和被配置成为给定了特定场景的对象类型提供一个或多个预测行为结果。因此，这些行为模型可以根据人类的研究、对象将如何表现的本能创建，根据车辆感知系统收集的数据习得。行为模型可以提供预测信息，例如，包括预期的反应时间、速度的变化、前进方向(heading)的变化等。

接下来，自主车辆可以对果断行为的预测进行“测试”。此动作可以包括在车辆周围物理地发起转弯或移动，但是这样做然后停止(在适当的情况下)或减速以不完全施行果断动作。此动作可以是朝着完成动作的非常小的一步，但足以让其他车辆注意到自主车辆意图完成果断动作。换句话说，朝着完成果断动作的非常小的移动可以让其他人类驾驶员注意到车辆尽快完成果断动作的“意图”。此外，由于自主车辆仍有时间决定是否实际进行果断动作，因此车辆的计算机可以延迟完成果断动作，并且可以留下完全停止的空间而不完成果断动作。

一旦车辆采取动作来测试预测，自主车辆的计算机可以根据预测确定其他对象是否已经开始采取响应动作。如果根据预测没有发生这种情况或发生得太晚，因为自主车辆仅朝着攻击性(aggressive)行为迈出了一小步，所以自主车辆可以“中止”该攻击性行为。以这种方式，自主车辆可以防止事故或车辆彼此过于靠近。

如果其他车辆确实开始采取响应动作，例如根据预测减速，则自主车辆可以完全采取攻击性行为并前进。以这种方式，自主车辆能够更确定该攻击性行为被其他车辆所理解，并能够被安全地完成。

本文描述的特征可以允许自主车辆以更精细的方式驾驶，或者更像是人类驾驶员。反过来，这可以使得作为车辆中的乘客的体验不那么紧张和烦人，而不会如上所述影响安全性。

示例系统

如图1所示，根据本公开的一个方面的车辆100包括各种组件。虽然本公开的某些方面对于特定类型的车辆特别有用，但是车辆可以是任何类型的车辆，包括但不限于汽车、卡车、摩托车、公共汽车、休闲车等。车辆可以具有一个或多个计算设备，例如包含一个或多个处理器120、存储器130和其他通常存在于通用计算设备中的组件的计算设备110。

存储器130存储可由一个或多个处理器120访问的信息，包括可由处理器120运行或以其他方式使用的指令132和数据134。存储器130可以是能够存储可由处理器访问的信息的任何类型的存储器，包括计算设备可读介质，或存储可以借助电子设备读取的数据的其他介质(诸如，硬盘驱动器、存储卡、ROM、RAM、DVD或其他光盘)，以及其他可写和只读存储器。系统和方法可以包括前述各项的不同组合，其中指令和数据的不同部分存储在不同类型的媒体上。

指令132可以是由处理器直接(诸如机器代码)或间接(诸如脚本)运行的任何指令集。例如，指令可以作为计算设备代码存储在计算设备可读介质上。在这方面，术语“指令”和“程序”在本文中可互换使用。指令可以以对象代码格式存储，以便由处理器直接处理，或者以任何其他计算设备语言存储，包括按需解释或预先编译的独立源代码模块的脚本或集合。下面更详细地解释指令的功能、方法和例程。

处理器120可以根据指令132来检索、存储或修改数据134。作为示例，存储器130的数据134可以存储行为模型。行为模型可以被配置为对特定类型的对象的动作的预测，诸如不同的车辆(乘用车辆、摩托车、大型卡车(例如拖拉机拖车)、公共汽车等)或行人或骑自行车者。因此，这些行为模型可以根据人类的研究、对象将如何表现的本能创建，可以根据车辆感知系统收集的数据习得。行为模型可以提供预测信息，例如，包括预期的反应时间、速度的变化(对象加速或减速的速度有多快以及对象制动或加速的积极程度)、前进方向的变化等。

数据还可以存储车辆的适应协议(accommodation protocol)。例如，除了遵守可以结合到下面讨论的地图信息中的法律要求(诸如速度限制、交通信号、转弯车道等)之外，适应协议还可以包括对车辆的附加要求，以允许车辆以提高乘客舒适性和安全性的方式操作。

例如，适应协议可以要求当车辆100在另一车辆前方转弯时，两车辆的距离不得小于某个预定距离，诸如5到10米。虽然这可能不是“法律”要求，但是具有这样的适应协议可允许车辆100(以及道路上的其他车辆)的乘客感觉安全且更舒适。作为另一示例，适应协议可以要求车辆100的任何动作可以不要求其他车辆采取会损害其他车辆的乘客的舒适性和安全性的动作。例如，车辆可以不采取要求另一车辆“过多”改变其他车辆当前行为的动作。换句话说，适应协议可以限制另一车辆响应于车辆100的动作而做出的动作量或动作类型。作为示例，如果车辆100的动作违反了适应协议，那么车辆的计算设备可以禁止车辆100采取该动作。例如，要求另一车辆加速或减速太快(加速或减速的速度太快会使乘客感到不舒服)、变换车道或在路肩上行驶或以违反车辆法律要求的方式驾驶(诸如速度过快或非法转弯)以避免碰撞的动作，将被适应协议所禁止。然而，同时，如下面进一步讨论的，车辆100将导致另一车辆的少量减速或加速的一些动作可以根据适应协议是可接受的或者落入适应协议内。

一个或多个处理器120可以是任何传统处理器，例如商用CPU。或者，一个或多个处理器可以是专用设备，诸如ASIC或其他基于硬件的处理器。尽管图1在功能上将计算设备110的处理器、存储器和其他元件示出为在同一块内，但是本领域普通技术人员将理解，处理器、计算设备或存储器实际上可以包括多个处理器、计算设备或存储器，这些处理器、计算设备或存储器可以存储在同一物理外壳内，也可以不存储在同一物理外壳内。作为示例，内部电子显示器152可以由具有自己的处理器或中央处理单元(central processingunit，CPU)、存储器等的专用计算设备控制，其可以经由高带宽或其他网络连接与计算设备110连接。在一些示例中，该计算设备可以是用户接口计算设备，其可以与用户的客户端设备通信。类似地，存储器可以是位于与计算设备110的外壳不同的外壳中的硬盘驱动器或其他存储介质。因此，对处理器或计算设备的引用将被理解为包括对可以或不可以并行操作的处理器或计算设备或存储器的集合的引用。

计算设备110可以是通常与计算设备(例如，上述的处理器和存储器)以及用户输入150(例如，鼠标、键盘、触摸屏和/或麦克风)和各种电子显示器(例如，具有屏幕的监视器或可操作以显示信息的任何其他电子设备)结合使用的所有组件。在该示例中，车辆包括内部电子显示器152以及一个或多个扬声器154，以提供信息或视听体验。在这方面，内部电子显示器152可以位于车辆100的车厢内，并且可以由计算设备110使用以向车辆100内的乘客提供信息。除了内部扬声器之外，一个或多个扬声器154可以包括外部扬声器，外部扬声器布置在车辆上的各个位置处，以便向车辆100外部的对象提供可听通知。

在一个示例中，计算设备110可以是并入车辆100中的自主驾驶计算系统。自主驾驶计算系统可以能够与车辆的各个组件通信。例如，返回图1，计算设备110可以与车辆100的各种系统通信，诸如减速系统160(用于控制车辆的制动)、加速系统162(用于控制车辆的加速)、转向系统164(用于控制车轮的方向和车辆的方向)、信令(signaling)系统166(用于控制转弯信号)、导航系统168(用于将车辆导航到一个位置或对象周围)、定位系统170(用于确定车辆位置)、感知系统172(用于检测车辆环境中的对象)和动力系统174(例如，电池和/或燃气或柴油动力引擎)，以便在不要求或不需要车辆乘客连续或周期输入的自主驾驶模式下，根据存储器130的指令132控制车辆100的移动、速度等。同样，尽管这些系统被示为在计算设备110外部，但实际上，这些系统也可以同样作为用于控制车辆100的自主驾驶计算系统并入计算设备110中。

感知系统172还包括一个或多个组件，用于检测和分析车辆外部的对象，例如其他车辆、道路中的障碍物、交通信号、标志、树木等。例如，感知系统172可以包括激光器、声纳、雷达、一个或多个摄像机或记录可由计算设备110处理的数据的任何其他检测设备。如果车辆是小型乘用车辆，诸如汽车，则汽车可包括安装在车顶或其他方便位置的激光器。

计算设备110可以通过控制各种组件来控制车辆的方向和速度。举例来说，计算设备110可以使用来自地图信息和导航系统168的数据完全自主地将车辆导航到目的地位置(下面进一步讨论)。计算设备110可以使用定位系统170来确定车辆的位置，以及使用感知系统172在需要时检测并响应对象以安全地到达该位置。为了这样做，计算机110可以使车辆加速(例如，通过增加加速系统162提供给引擎的燃料或其他能量)、减速(例如，通过减少供应到引擎的燃料、换挡和/或通过减速系统160施加制动)、改变方向(例如，通过转向系统164转动车辆100的前轮或后轮)，并发出这种变化的信号(例如，通过点亮信令系统166的转弯信号)。因此，加速系统162和减速系统162可以是包括车辆的引擎和车辆的车轮之间的各种组件的传动系的一部分。同样，通过控制这些系统，计算机110还可以控制车辆的传动系，以便自主地操纵车辆。

作为示例，计算设备110可以与减速系统160和加速系统162相互作用，以便控制车辆的速度。类似地，计算设备110可以使用转向系统164，以便控制车辆100的方向。例如，如果车辆100被配置为在道路上使用，例如汽车或卡车，则转向系统可以包括控制车轮角度以转动车辆的组件。计算设备110可以使用信令系统166，以便通过信号向其他驾驶员或车辆发送车辆的意图，例如，在需要时点亮转弯信号灯或制动灯。

计算设备110可以使用导航系统168，以便确定并遵循到某个位置的路线。在这方面，导航系统168和/或数据134可以存储地图信息，例如计算设备110可以用来导航或控制车辆的高度详细的地图。作为示例，这些地图可以标识道路的形状和高度、车道标记、交叉路口、人行横道、速度限制、交通信号灯、建筑物、标志、实时交通信息、植被或其他此类对象和信息。车道标记可以包括诸如实线或断开的双车道或单车道线、实线或断开的车道线、反射灯等特征。给定车道可以与左和右车道线或限定车道边界的其他车道标记相关联。因此，大多数车道可以由一条车道线的左边缘和另一条车道线的右边缘界定。

图2是包括交叉路口202和204的一段道路的地图信息200的示例。在该示例中，详细地图信息200包括标识车道线210、212、214，交通信号灯220、222，人行横道230、232，人行道240，停止标志250、252和让行(yield)标志260的形状、位置和其他特征的信息。车辆可以行驶的区域可以与一条或多条轨道270、272和274相关联，这些轨道指示车辆通常应在地图信息中的不同位置行驶的位置和方向。例如，当在车道线210和212之间的车道中行驶时，车辆可以沿着轨道270行驶，并且可以过渡到轨道272以便在交叉路口204处右转。此后，车辆可以沿着轨道274行驶。当然，考虑到轨道的数量和性质，为了简单易懂，仅在地图信息200中描绘了少量轨道。

尽管在此将详细地图信息描绘为基于图像的地图，但是地图信息不需要完全基于图像(例如，光栅)。例如，详细地图信息可以包括一个或多个道路图(roadgraph)或信息图网络，例如道路、车道、交叉路口以及这些特征之间的连接。每个特征可以存储为图形数据，并且可以与诸如地理位置的信息以及它是否链接到其他相关特征相关联，例如，停止标志可以链接到道路和交叉路口等。在一些示例中，相关联的数据可以包括基于网格的道路图索引，以允许高效查找某些道路图特征。

图3A-3D是车辆100的外部视图的示例。可以看出，车辆100包括典型车辆的许多特征，诸如前照灯302、挡风玻璃303、尾灯/转弯信号灯304、后挡风玻璃305、车门306、侧视镜308、轮胎和车轮310以及转弯信号/停车灯312。前照灯302、尾灯/转弯信号灯304和转弯信号/停车灯312可以与信令系统166相关联。灯条307也可以与信令系统166相关联。如上所述，车辆100可以包括布置在车辆的外表面上的各种扬声器314，其对应于如上所述的一个或多个扬声器154。

车辆100的一个或多个计算设备110还可以从其他计算设备接收信息或向其他计算设备传递信息。图4和图5分别是示例系统400的图示和功能图，该示例系统400包括经由网络440连接的多个计算设备410、420、430、440和存储系统450。系统400还包括车辆100和类似于车辆100配置的车辆100A。尽管为了简单起见仅描绘了少数车辆和计算设备，但是典型的系统可以包括更多的车辆和计算设备。

如图4所示，计算设备410、420、430、440中的每一个可以包括一个或多个处理器、存储器、数据和指令。这样的处理器、存储器、数据和指令可以与计算设备110的一个或多个处理器120、存储器130、数据134和指令132类似地配置。

网络440和中间节点可以包括各种配置和协议，包括短程通信协议，诸如蓝牙、蓝牙LE、互联网、万维网、内联网、虚拟专用网络、广域网、局域网、使用一个或多个公司专有的通信协议的专用网络、以太网、WiFi和HTTP，以及前述的各种组合。任何能够向其他计算设备发送数据和从其他计算设备发送数据的设备(诸如调制解调器和无线接口)可以促进这种通信。

在一个示例中，一个或多个计算设备110可以包括具有多个计算设备的服务器，例如，负载平衡服务器群，其与网络的不同节点交换信息，以便接收、处理和发送数据到其他计算设备或从其他计算设备接收、处理和发送数据。例如，一个或多个计算设备210可以包括经由网络440能够与车辆100的一个或多个计算设备110或车辆100A的类似计算设备以及客户端计算设备420、430通信的一个或多个服务器计算设备，例如，车辆100和100A可以是车队的一部分，这些车队的车辆可以由服务器计算设备分派到各个位置。在这方面，车队的车辆可以周期性地向服务器计算设备传送由车辆各自的定位系统提供的位置信息，并且一个或多个服务器计算设备可以跟踪车辆的位置。

另外，服务器计算设备410可以使用网络440向诸如显示器(诸如计算设备420、430、440的显示器424、434、444)上的用户422、432、442的用户发送和呈现信息。就此而言，计算设备420、430、440可以被认为是客户端计算设备。

如图5所示，每个客户端计算设备420、430、440可以是意图由用户422、432、442使用的个人计算设备，并且具有通常与个人计算设备结合使用的所有组件，个人计算设备包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(CPU))、存储数据和指令的存储器(例如，RAM和内部硬盘驱动器)、诸如显示器424、434、444的显示器(例如，具有屏幕、触摸屏、投影仪、电视或可操作以显示信息的设备的其他显示器)和用户输入设备426、436、446(例如，鼠标、键盘、触摸屏或麦克风)。客户端计算设备还可以包括用于记录视频流的相机、扬声器、网络接口设备和用于将这些元件彼此连接的所有组件。

尽管客户端计算设备420、430和440中的每个可以包括全尺寸个人计算设备，但是它们可选地可以包括能够通过网络(例如，互联网)与服务器无线地交换数据的移动计算设备。仅作为示例，客户端计算设备420可以是移动电话或诸如支持无线的PDA、平板PC、可穿戴计算设备或系统、膝上型计算机或能够通过互联网或其他网络获得信息的上网本的设备。在另一示例中，客户端计算设备430可以是可穿戴计算设备，诸如图4中所示的“智能手表”。作为示例，用户可以使用键盘、小键盘、多功能输入按钮、麦克风、相机或其他传感器的视觉信号(例如，手或其他手势)、触摸屏等来输入信息。

在一些示例中，客户端计算设备440可以是由管理员用来向诸如用户422和432的用户提供礼宾服务的礼宾工作站。例如，如下面进一步详细描述的，礼宾员442可以使用礼宾工作站440经由电话或音频连接与用户通过各自的客户计算设备或车辆100或100A进行通信，以确保车辆100和100A的安全操作以及用户的安全。尽管在图4和5中仅示出了单个礼宾工作站440，但是在典型系统中可以包括任何数量的这种工作站。

如下面更详细描述的，存储系统450可以存储各种类型的信息。该信息可以由服务器计算设备(诸如一个或多个服务器计算设备410)检索或以其他方式访问，以便执行本文描述的部分或全部特征。例如，该信息可以包括用户帐户信息，诸如可以用于向一个或多个服务器计算设备标识用户的凭证(例如，在传统的单因素认证的情况下的用户名和密码以及通常在诸如随机标识符、生物测定等的多因素认证中使用的其他类型的凭证)。用户帐户信息还可以包括个人信息，诸如用户的姓名、联系信息、用户的客户端计算设备(或者，如果多个设备与相同的用户帐户一起使用的设备)的标识信息以及用户的一个或多个唯一信号。

存储系统450还可以存储用于生成和评估位置之间的路线的路由数据。例如，路线信息可用于估计车辆从第一位置到达第二位置所花费的时间。在这方面，路线信息可以包括地图信息，不一定像上面描述的详细地图信息那样具体，但包括道路以及关于那些道路的信息，诸如方向(单向、双向等)，定向(北、南等)、速度限制以及标识预期交通状况的交通信息等。

与存储器130一样，存储系统250可以是能够存储服务器计算设备410可访问的信息的任何类型的计算机化存储，诸如硬盘驱动器、存储卡、ROM、RAM、DVD、CD-ROM、可写和只读存储器。此外，存储系统450可以包括分布式存储系统，其中数据存储在可以物理地位于相同或不同的地理位置的多个不同的存储设备上。如图4所示，存储系统450可以经由网络440连接到计算设备，并且/或者可以直接连接到或并入计算设备110、410、420、430、440等中的任何一个。

除了上面描述的和图中所示的操作之外，现在将描述各种操作。应该理解，不必按照以下面描述的精确顺序执行以下操作。相反，可以以不同的顺序或同时处理各种步骤，并且还可以添加或省略步骤。

在一个方面，用户可以将用于请求车辆的应用下载到客户端计算设备。例如，用户422和432可以经由电子邮件中的链接，直接从网站或应用商店下载应用到客户端计算设备420和430。例如，客户端计算设备可以通过网络向一个或多个服务器计算设备410发送对应用的请求，并且作为响应，接收应用。应用可以本地安装在客户端计算设备上。

然后，用户可以使用他或她的客户端计算设备来访问应用程序并请求车辆。作为示例，诸如用户432的用户可以使用客户端计算设备430来向用于车辆的一个或多个服务器计算设备410传送请求。该请求可以包括标识拾取位置或区域和/或目的地位置或区域的信息。作为响应，一个或多个服务器计算设备410可以例如基于可用性和位置来标识和调度到拾取位置的车辆。该调度可以涉及向车辆发送传送标识用户(和/或用户的客户端设备)的信息，以便将车辆分配给用户(和/或用户的客户端计算设备)、拾取位置和目的地位置或区域。

一旦车辆100接收到调度车辆的信息，车辆的一个或多个计算设备110可以使用上述各种特征将车辆操纵到拾取位置。一旦用户(现在是乘客)安全地进入车辆，计算机110就可以发起必要的系统，以沿着到达目的地位置的路线自主地控制车辆。例如，导航系统168可以使用数据134的地图信息来确定沿着地图信息200的一组连接轨道到达目的地位置的路线或路径。然后，计算设备110可以按照上述方法，沿着朝向目的地的路线自主地(或以自主驾驶模式)操纵车辆。

为了沿着路线前进，计算设备110可以确定第一车辆必须采取特定动作。例如，动作可以包括左转到另一条道路、停车场或车道、在其他车辆行驶不稳定或远低于限速的情况下超过另一车辆、或者右转到另一个车道。这些动作中的许多动作可以通过简单地等待来完成，例如，直到周围没有其他车辆可能发生碰撞。然而，特别是在交通繁忙的地区，这种类型的策略可能会令乘客感到沮丧并造成不应有的延误。在这方面，车辆可以确定是否可以采取更加果断的动作而不是简单地等待，例如通过在车辆前方转弯(在车辆前方驶出)、前进到瓶颈、找到两车辆之间的间隙(例如在换道时)、穿过具有多路停车(即，四向或双向停车)的交叉路口前进、或超过车辆以便沿着特定路线前往目的地。当然，在许多情况下，采取更加果断的动作可以取决于道路上的其他车辆可能如何响应这种果断动作。

图6-10是车辆可能需要采取诸如上述果断动作的这种果断动作的不同情况的示例，以便沿着路线前进并且避免对任何乘客或该车辆的乘客造成不舒服或不方便的延误。这些示例不意图是限制性的，而是提供自主车辆可以采取果断行为的现实世界的情况。在这方面，这些示例在某种程度上被简化，并且没有描绘可以利用本文描述的特征的所有情况。此外，这里提供的示例专用于左侧驾驶国家，但可以与右侧驾驶国家相同(假设车道和转弯的方向相反，等等)。

每个示例描绘了包括交叉路口602和604的道路600的一部分。在该示例中，交叉路口602、604和606分别对应于地图信息200的交叉路口202和204。在该示例中，车道线610、612和614分别对应于车道线210、212和214的形状、位置和其他特性。类似地，人行横道630和632分别对应于人行横道230和232的形状、位置和其他特征。人行道640对应于人行道240；交通信号灯622、624和626分别对应于交通信号灯222、224和226；停止标志650、652分别对应于停止标志250、252；让行标志660对应于让行标志260。

在图6的示例中，车辆100正朝着交叉路口604行驶，并且沿着要求车辆100在交叉路口604处左转的路线。该路线由虚线箭头670表示。在图7的示例中，车辆100正驶出并远离交叉路口604，并且沿着由虚线箭头770表示的路线。在图8的示例中，车辆正在右转，并且沿着由虚线箭头870表示的路线。

当车辆沿着朝向目的地的路线移动时，感知系统172可以向计算设备110提供关于车辆环境的信息。例如，这可以包括标识车辆环境中的对象的信息和那些对象的特征，诸如类型、位置、速度、前进方向、尺寸、形状等。例如，计算设备110可以接收标识道路上的其他车辆的信息，车辆的类型(乘用车辆、公共汽车、卡车等)以及它们的速度、前进方向、尺寸等。返回图6，当车辆100接近交叉路口604时，计算设备110可以接收关于车辆680的位置以及其类型、速度和前进方向的信息(由箭头682的方向示出)。在图7中，当车辆100沿着路线770操纵时，它从后面接近车辆780。在该示例中，接近交叉路口604时，计算设备110可以接收关于车辆680的位置以及其类型、速度和前进方向的信息。在该示例中，该信息可以指示车辆780在道路中停止或几乎停止或以其他方式不稳定地驾驶，例如，通过在车道中转弯或部分地在路肩上驾驶等。在图8中，当车辆100沿着路线870操纵时，计算设备110可以接收关于车辆880的位置以及其类型、速度和前进方向的信息(由箭头882的方向示出)。

计算设备110还可以根据适应协议确定动作是否可以在特定时间点完成，并且不要求来自另一车辆的响应动作。换句话说，计算设备可以确定动作是否是如上所述的果断动作。例如，返回图6，考虑到车辆680的速度以及车辆680和交叉路口604之间的距离，车辆100可能没有足够的时间进入交叉路口604，并且在不太靠近车辆的情况下完成左转。换句话说，假设车辆680的速度是一致的，如果车辆100在车辆680前面左转，则车辆可能彼此非常靠近以至于车辆100将违反适应协议。类似地，在图8的示例中，如果车辆100在车辆880前方右转(例如通过合并到车辆880前方的道路上)，则车辆可能彼此非常靠近以至于车辆100将违反适应协议。在图7的示例中，车辆100通常不能超过车辆780，因为车辆在双车道道路上行驶，超车将要求车辆780穿过车道线610以进入对向(opposing)交通车道，这将再次违反适应协议。

如果车辆不违反适应协议或要求其他车辆采取响应动作，则车辆100可以简单地完成动作，因为该动作将不被认为是果断的。然而，在违反适应协议的情况下(或者实际上，在所有情况下，因为这样的处理可以连续地进行)，计算设备110可以预测另一个对象将如何对试图完成果断动作的车辆100作出反应。例如，计算设备100可以生成预测，即如果第一车辆在特定时间点完成动作，其他对象将采取将允许车辆100遵守第一车辆的适应协议的特定响应动作。

在这些示例中，预测可以指示，如果其他车辆要采取预测的响应动作，则自主车辆将能够安全地完成果断动作或者在遵守适应协议的同时完成果断动作。例如，取决于车辆的速度，完成如图6或图8所示的左转或右转将要求车辆彼此之间不是诸如5或10米等的一定距离，以便符合适应协议。在一些情况下，完成转弯可以仍然符合适应协议，只要其他车辆采取诸如减速等的一些响应动作，以便保持车辆之间的最小距离。因此，因为该动作将要求其他车辆采取一些响应动作，所以该动作可以被认为是一种果断动作。在这方面，如上所述，如果动作不是果断动作，则车辆100将简单地完成动作，因为车辆能够在遵守适应协议的同时这样做。

转到图7的示例，安全地超过车辆780可能要求车辆100尽可能快地这样做，使得车辆100花费尽可能少的时间在对向交通的车道上。因此，因为在相同的交通方向上没有开放车道，所以通过进入对向交通的车道来超车可能总被认为是一种果断动作。

预测本身可以基于行为模型。例如，关于图6，车辆100和680相对于交叉路口604的位置、前进方向和速度可以用作针对诸如如车辆680的车辆(即小型乘用车辆)的对象的行为模型的输入。然后，行为模型可以预测如果车辆100试图在车辆680前面左转(即，不等待车辆680通过交叉路口)，车辆680将如何响应。例如，在图6的情况下，如果车辆100试图沿着车辆680前方的路线670左转，则可以预期车辆680减速。当然，通过车辆680减速，车辆100可以在不违反适应协议的情况下完成动作。因此，图6的左转可以被认为是果断行为。类似地，如果车辆100要等到车辆680已经在交叉路口中经过车辆100，则左转将不会被视为果断行为。

关于图7的示例，安全地完成在车辆780周围的超车操纵可以要求车辆100尽可能快地这样做，使得车辆100在对向交通的车道中花费尽可能少的时间。行为模型可以预测，为了安全地完成动作，车辆780必须采取各种动作中的一个或多个，包括减速、驶向(pulltoward)最近的路肩、变换车道(在适用的情况下)等。换句话说，如果车辆780要加速，这将使得完成动作太危险，使得计算设备110不会完成超车操纵。

在图8的示例中，行为模型可以提供关于如果车辆100试图在车辆880前方右转(即，不等待车辆880经过车辆100)，则车辆880将如何响应的预测。例如，在图8的情况下，如果车辆100试图沿着车辆880前方的路线870进行右转，则可以预期车辆880减速。当然，通过车辆880减速，车辆100可以在不违反适应协议的情况下完成动作。因此，图8的右转可以被认为是果断行为。类似地，如果车辆100要等到车辆880已经在交叉路口中超过车辆100，则左转将不会被视为果断行为。

接下来，车辆可以对果断行为的预测进行“测试”。动作可以包括朝着完成动作操纵车辆，但是要非常缓慢地操纵，停止(在适当的情况下)或者减速以不完全施行果断动作。该动作可以是朝着完成动作的非常小的一步，但足以使其他车辆注意到车辆100意图完成果断行为。换句话说，朝着完成果断动作的一个非常小的移动可以让其他人类驾驶员注意到车辆尽快完成果断动作的“意图”。此外，由于车辆仍有时间决定是否实际进行果断动作，车辆的计算机可以延迟完成果断动作，并且可以留下完全停止的空间而不完成果断行为。

转到图6的示例，计算设备110可以将车辆100移动到图9的示例900中所示的位置。这里，车辆100已经移动到交叉路口604，并且使自身成朝右转的角度。定位使车辆100朝着车辆680的车道略微移动并且进入车辆680的车道，但仍然为车辆680提供足够的空间通过交叉路口604而不与车辆100碰撞。车辆100的这种定位可以向车辆680(或者视情况向车辆680的驾驶员)指示车辆100意图左转。诸如转弯信号的其他信号也可以用于指示车辆计算设备的意图。

在图7的示例中，计算设备110可以将车辆100移动到图10的示例1000中所示的位置。这里，车辆100已经部分地移动到对向交通车道，并且稍微提高了其速度以准备超过车辆780。车辆100的这种定位可以向车辆780(或者视情况向车辆780的驾驶员)指示车辆100意图超过车辆780。再次，诸如转弯信号的其他信号也可以用于指示车辆计算设备的意图。

返回到图8的示例，计算设备110可以将车辆100移动到图11的示例1100中所示的位置。此定位使车辆100朝着车辆880的车道稍微移动并且进入车辆880的车道，但是仍然为车辆880提供足够的空间经过车辆100而不与车辆100碰撞。车辆100的这种定位可以向车辆880(或者视情况向车辆880的驾驶员)指示车辆100意图右转。其他信号(例如转弯信号)也可以用于表明车辆计算设备的意图。

一旦车辆已经采取动作来测试预测，自主车辆的计算机可以根据预测确定其他对象是否已经开始采取响应动作。如果这没有根据预测发生或者发生得太晚，因为车辆100仅朝着果断动作迈出了一小步，所以自主车辆可以“中止”果断动作。以这种方式，自主车辆可以防止事故或车辆彼此太靠近(例如，在如上所述的5或10米内)。以这种方式，自主车辆可以更确定该果断行为被其他车辆(或其他车辆的驾驶员)所理解并且可以被安全地完成。

例如，在图9中，当车辆100移动到交叉路口604时，车辆680也移动到(与图6相比)更靠近交叉路口604的位置。如果车辆680已经减速到特定速度或者以满足预测的响应动作的特定速率减速(换句话说，该车辆680已经足够慢)，则车辆100可以简单地完成果断动作并且左转而无需等待车辆680超过车辆100或通过交叉路口。如果车辆没有采取满足预测的响应动作的动作，例如，如果车辆680没有充分减速或加速，则车辆100可以中止果断动作，并且在左转之前，简单地需等待车辆680超过车辆100。

转到图10，当车辆100移动到对向交通车道时，车辆780可以稍微向前移动或保持停止(或者如在其他示例中，继续不稳定地驾驶)。如果车辆780已经减速到特定速度或以特定速率减速或以满足预测的响应动作的方式驶向路肩，则车辆100可以简单地完成果断动作并且使用对向交通车道超过车辆780。如果车辆没有采取满足预测的响应动作的动作，例如，如果车辆680没有足够减速、加速或朝着车道线610移动，则车辆100可以中止果断动作并返回车辆780的车道。当然，车辆100可以在将来再次尝试超车操纵。

关于图11，当车辆100驶入车辆880的车道时，车辆880也驶入交叉路口604(与图8相比)。如果车辆880已经减速到特定速度或者以满足预测的响应动作的特定速率减速，则车辆100可以简单地完成果断动作并且右转，而无需等待车辆680超过车辆100。如果车辆没有采取满足预测的响应动作的动作，例如，如果车辆880没有充分减速或加速，则车辆100可以中止果断动作，并且在右转之前，简单地需等待车辆880超过车辆100。

此外，可以根据上面的示例做出并测试对各种其他类型的果断操纵的预测。例如，当车辆100前进到瓶颈时，诸如在垃圾车、应急车辆或建筑物部分地阻挡双车道道路的车道的情况下，计算设备可以做出并测试关于对其他车辆的反应的预测。这可以要求车辆100通过部分驶入迎面而来的交通的车道来采取果断的动作，以便在对象周围移动或尽可能向右移动以给予迎面而来的车辆足够的空间以也超过该对象。在该示例中，计算设备可以预测其他车辆将会或将不会为车辆100提供足够的空间来安全超过对象，并且计算设备可以在完成果断动作之前，通过开始使车辆100在对象周围缓慢地移动并且根据预测等待迎面而来的车辆作出反应来测试预测。

在另一个示例中，可以在找到两个车辆之间的间隙时做出并测试预测。例如，当车辆100需要改变到相邻车道，但是根据相邻车道中的两个车辆之间的适应协议没有足够的空间时。在该示例中，如果车辆100开始朝着间隙移动，则计算设备可以预测两个车辆是否将增大间隙。同样，计算设备可以通过开始使车辆朝着间隙移动并使用指示车辆意图在两个车辆之间移动的转弯信号来测试预测。计算设备可以等待以完成果断动作，直到两个车辆中的一个或两个开始作出反应(例如通过关闭、维持或增大间隙)。

在又一个示例中，计算设备可以在穿过具有多向停车(即，四向或双向停车)的交叉路口前进之前停止时做出并测试预测，其中还有另一车辆也停在该交叉路口处。在该示例中，计算设备可以预测其他车辆是否将允许车辆100首先前进。再次，例如，计算设备可以操纵车辆以便测试预测，但是将车辆100驶入交叉路口并等待完成果断动作，直到另一车辆开始作出反应(例如，也通过前进到交叉路口或保持静止)。

图12是自主地控制诸如车辆100的第一车辆的示例流程图1200，其可以由诸如计算设备110的一个或多个计算设备执行。在该示例中，在框1210中，一个或多个计算设备确定第一车辆是否能够采取动作。这通过以下来实现：如框1212所示，生成第二车辆将采取特定响应动作的预测，如果第一车辆要在特定时间点完成动作，则该特定响应动作可允许第一车辆遵守第一车辆的适应协议；如框1214所示，以可允许第一车辆在特定时间点之前及时取消完成动作而在不引起第一车辆和第二车辆之间的碰撞的方式，并且为了向第二车辆或第二车辆的驾驶员指示第一车辆正试图完成动作，来朝着完成动作操纵第一车辆；如框1216所示，确定第二车辆是否响应于操纵而采取特定响应动作。接下来，如框1220所示，当确定第一车辆能够采取动作时，通过使用第二车辆是否开始采取特定响应动作的确定结果自主控制第一车辆来完成该动作。

除非另有说明，否则前述可选性示例不是相互排斥的，而是可以以各种组合实现以获得唯一优点。由于可以在不脱离由权利要求限定的主题的情况下利用上述特征的这些和其他变化和组合，因此前述实施例的描述应当通过说明而不是限制权利要求所定义的主题来实施。此外，这里描述的示例的规定以及表述为“诸如”、“包括”等的条款不应被解释为将权利要求的主题限制于具体实施例；相反，这些实施例仅用于说明许多可能的实施方案中的一个。此外，不同附图中的相同的附图标记可以标识相同或相似的元件。

工业实用性

本发明具有广泛的工业实用性，包括但不限于控制自主车辆。

Claims (20)

1.一种自主控制第一车辆的方法，所述方法包括：

由一个或多个处理器计划操纵所述第一车辆完成动作；

预测第二车辆将采取响应动作；

由所述一个或多个处理器，以可允许所述第一车辆取消完成所述动作而不引起所述第一车辆和所述第二车辆之间的碰撞的方式，并且为了向所述第二车辆或所述第二车辆的驾驶员指示所述第一车辆正试图完成所述动作，来朝着完成所述动作操纵所述第一车辆；

由所述一个或多个处理器确定所述第二车辆是否响应于所述操纵而正采取所述特定响应动作；以及

当确定所述第一车辆能够采取所述动作时，由所述一个或多个处理器通过使用所述第二车辆是否开始采取所述特定响应动作的确定结果自主控制所述第一车辆来完成所述动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动作是从第一道路右转到第二道路，以便在第二道路上的所述第二车辆的前方行驶。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动作是从第一道路左转以离开所述第一道路，并且要求在所述第一道路上的第二车辆前方穿过。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述动作是左转进入停车场或车道。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述动作是在交叉路口处左转到第二道路上。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二车辆与所述第一车辆在同一车道上，并且所述动作是超过所述第二车辆。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特定响应动作包括将所述第二车辆减速到特定速度。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特定响应动作包括改变所述第二车辆的当前车道。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，当确定所述第二车辆已经开始采取所述特定响应动作时，如果所述第一车辆未完成所述动作，则在所述第二车辆经过所述第一车辆的时间之前完成所述动作。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

由所述一个或多个处理器沿着路线自主控制所述第一车辆；以及

在操纵所述第一车辆完成所述动作之前，由所述一个或多个处理器确定所述第一车辆必须采取所述动作以沿着路线前进。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，预测所述第二车辆将采取所述响应动作包括生成所述第二车辆将采取所述特定响应动作的预测，如果所述第一车辆要在特定时间点完成所述动作，所述特定响应动作可允许所述第一车辆遵守所述第一车辆的适应协议，其中所述适应协议禁止要求另一车辆的某些类型的响应动作的所述第一车辆的动作。

12.一种用于自主控制第一车辆的系统，所述系统包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：

计划操纵所述第一车辆完成动作；

预测第二车辆将采取响应动作；

以可允许所述第一车辆取消完成所述动作而不引起所述第一车辆和所述第二车辆之间的碰撞的方式，并且为了向所述第二车辆或所述第二车辆的驾驶员指示所述第一车辆正试图完成所述动作，来朝着完成所述动作操纵所述第一车辆；

确定所述第二车辆是否响应于操纵而正采取所述特定响应动作；以及

当确定所述第一车辆能够采取所述动作时，通过使用所述第二车辆是否开始采取所述特定响应动作的确定结果自主控制所述第一车辆来完成所述动作。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述特定响应动作包括将所述第二车辆减速到特定速度。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述特定响应动作包括改变所述第二车辆的当前车道。

15.根据权利要求12所述的系统，其中，当确定所述第二车辆已经开始采取所述特定响应动作时，所述一个或多个处理器被配置为如果所述第一车辆未完成所述动作，则在所述第二车辆经过所述第一车辆的时间之前完成所述动作。

16.根据权利要求12所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为在所述操纵之前预测所述第二车辆可能采取所述特定响应动作。

17.根据权利要求12所述的系统，其中，所述动作是从第一道路右转到第二道路，以便在所述第二道路上的所述第二车辆的前方行驶。

18.根据权利要求12所述的系统，其中，所述动作是从第一道路左转以离开所述第一道路，并且要求在所述第一道路上的第二车辆前方穿过。

19.根据权利要求12所述的系统，其中，所述动作是左转进入停车场或车道。

20.一种其上存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在由一个或多个处理器运行时，使所述一个或多个处理器执行自主控制第一车辆的方法，所述方法包括：

由一个或多个处理器计划操纵所述第一车辆完成动作；

预测第二车辆将采取响应动作；

由所述一个或多个处理器，以可允许所述第一车辆取消完成所述动作而不引起所述第一车辆和所述第二车辆之间的碰撞的方式，并且为了向所述第二车辆或所述第二车辆的驾驶员指示所述第一车辆正试图完成所述动作，来朝着完成所述动作操纵所述第一车辆；

由所述一个或多个处理器确定所述第二车辆是否响应于操纵而正采取所述特定响应动作；以及

当确定所述第一车辆能够采取所述动作时，由所述一个或多个处理器通过使用所述第二车辆是否开始采取所述特定响应动作的确定结果自主控制所述第一车辆来完成所述动作。