CN110214107B - 提供驾驶员教育的自主车辆 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于使用自主车辆来教导学生如何驾驶的方法。所述方法可以包括在训练阶段期间由所述自主车辆生成用于沿道路段导航的计划。在所述训练阶段期间，所述自主车辆可以从所述学生接收关于所述学生想要如何沿所述道路段导航的控制指令。如果所述自主车辆确定实施所述指令是安全合法的，则可以实施这些指令。然而，如果所述自主车辆确定实施所述指令并不安全合法，则可以执行所述计划。在训练阶段期间，自主车辆可以在抬头显示器上向所述学生提供关于所述学生的驾驶表现的某些视觉反馈。

Description

提供驾驶员教育的自主车辆

技术领域

本发明涉及车辆系统，并且更具体地涉及用于向自主车辆的人类乘员提供驾驶员教育的系统及方法。

背景技术

驾驶员教育是人类学习如何安全合法驾驶车辆的过程。一般来说，更好的驾驶员教育过程可能会带来更好的驾驶员。因此，需要一种用于改善驾驶员教育的系统及方法。

发明内容

根据前文，根据如本文中实现并大体描述的本发明，一种方法及设备在本发明的一个实施例中被公开为包括提供用于传递驾驶员教育的平台的自主车辆。驾驶员教育可以是教导人类学生驾驶员如何安全合法地驾驶车辆的过程。在此类训练期间，自主车辆可以监控自主车辆中和周围发生的情况。因此，如果需要，自主车辆可以接管控制，忽略来自学生驾驶员的一个或多个控制输入或指令，向学生驾驶员提供听觉和/或视觉反馈等，以便教育学生驾驶员并在所有适用的安全合法阈值内操作。

附图说明

为了易于理解本发明的优点，将通过参考附图中所示的特定实施例来呈现对上面简要描述的本发明的更具体的描述。在理解这些附图仅描绘了本发明的典型实施例并且因此不被认为是对其范围的限制之后，将通过使用附图来用附加的特性和细节来描述和解释本发明，在附图中：

图1是示出技术背景的一个实施例的示意图，其中根据本发明的用于驾驶员教育的系统及方法可以在所述技术背景内操作；

图2是根据本发明的从学生驾驶员的角度通过自主车辆的挡风玻璃观看的示例性视图的示意图；

图3是根据本发明的从学生驾驶员的角度通过自主车辆的挡风玻璃观看的另一个示例性视图的示意图，其中经由抬头显示器向学生驾驶员提供某些反馈；

图4是根据本发明的从学生驾驶员的角度通过自主车辆的挡风玻璃观看的另一个示例性视图的示意图，其中经由抬头显示器向学生驾驶员高亮显示路标；

图5是示出根据本发明的用于在自主驾驶体验内提供驾驶员教育的系统的一个实施例的示意框图；以及

图6是根据本发明的用于在自主驾驶体验内提供驾驶员教育的方法的一个实施例的示意框图。

具体实施方式

将容易理解，如在本文中的附图中大体地描述和示出的本发明的部件可以按多种不同配置进行布置和设计。因此，如附图中所表示的对本发明的实施例的以下更详细描述不意图限制所要求保护的本发明的范围，而是仅表示根据本发明的当前预期实施例的某些示例。通过参考附图将最好地理解当前描述的实施例，其中相同的部件始终由相同的数字表示。

参考图1，在选定实施例中，根据本发明的自主车辆10可以包括计算机化系统12和多个传感器14。系统12可以使用一个或多个这样的传感器14的输出来确定如何最好地控制对应的自主车辆10的各种功能或操作。包括在自主车辆10内的传感器14可以采用任何合适的形式。例如，一个或多个传感器14可以包括相机、激光雷达装置、雷达装置、超声换能器、加速度计、陀螺仪、速度计、温度计、传动系传感器(例如，用于感测发动机的RPM、车轮滑移等的装置)、全球定位系统(GPS)装置等，或者它们的组合或子组合。

在某些实施例中，根据本发明的系统12可以控制自主车辆10的一个或多个核心功能(即，对于自主车辆10的驾驶而言是基本的功能)。例如，系统12可以自主地控制车辆10的转向和/或速度。因此，系统12可以控制影响车辆10所采用的路线、发动机上的节气门设置、制动等或者它们的组合或子组合的部件、联动装置、致动器等的集合。

另外，系统12可以控制自主车辆10的一个或多个外围功能(即，对于自主车辆10的驾驶而言并非基本的功能)。例如，系统12可以控制车辆10内的一个或多个座椅的位置、气候控制系统、媒体设置(例如，车辆10所要调谐到的无线电台、电视台等)、一个或多个车窗的色调等，或者它们的组合或子组合。

在某些实施例中，根据本发明的一个或多个传感器14可以是前向传感器14a(例如，指向车辆10的前方区域的相机、激光雷达装置、雷达装置、超声换能器等)、后向传感器14b(例如，指向车辆10的后方区域的倒车相机或激光雷达装置、雷达装置、超声换能器等)、侧视传感器(例如，指向车辆10一侧的区域的相机、激光雷达装置、雷达装置、超声换能器等)、乘员传感器14c(例如，指向车辆10的一个或多个乘员的或捕获所述一个或多个乘员的图像的相机)、视角传感器14d(例如，捕获挡风玻璃或其他车窗的和/或通过挡风玻璃或其他车窗的乘员视角的相机、激光雷达装置、雷达装置等)等或者它们的组合或子组合。

在选定实施例中，由自主车辆10上的系统12(或系统12的部分)接收、收集或生成的信息可以被传送到位于自主车辆10外部的一些硬件。例如，由与自主车辆10相对应的系统12接收、收集或生成的信息可以通过通信系统传递到远程计算装置。因此，由与自主车辆10相对应的系统12接收、收集或生成的信息可以由自主车辆10外部的一个或多个计算机访问。

参考图2，自主车辆10可以提供用于提供驾驶员教育的平台。驾驶员教育可以是教导人类学生驾驶员如何安全合法地驾驶车辆的过程。为了最有效，驾驶员教育可以包括重要的“亲身体验”训练，其中学生驾驶员练习驾驶自主车辆10。在此类训练期间，自主车辆10可以监控自主车辆10中和周围发生的情况。因此，如果需要，自主车辆10可以接管控制，忽略来自学生驾驶员的一个或多个控制输入或指令，向学生驾驶员提供听觉和/或视觉反馈等，以便教育学生驾驶员并在所有适用的安全合法阈值范围内操作。

例如，在训练阶段期间，自主车辆10可以在道路18的车道16内行驶。自主车辆10的速度和转向可以由学生驾驶员控制。在此类行驶期间，自主车辆10可以接近在自主车辆10前方的车道16中的车辆20。因此，如果学生驾驶员过快地接近车辆20，过于靠近车辆20等，则自主车辆10可以采取动作。

例如，如果有足够的时间可用，则自主车辆10可以向学生驾驶员传送对减速、增加相对于其他车辆20的间距等的需要。如果学生适当地响应，则自主车辆10可以使学生驾驶员处于控制之下。相反，如果学生没有适当或充分地响应，则自主车辆10可以采取进一步的动作。该进一步动作可以是对学生驾驶员减速、增加相对于其他车辆20的间距等的附加指令。

如果没有足够的时间将所需的改变传送给学生驾驶员，或者如果学生驾驶员在一个或多个反馈消息传递后未能适当地做出响应，则自主车辆10可以接管对自主车辆10的一个或多个核心功能的控制以便将自主车辆10保持在适用的安全合法阈值内。例如，如果学生驾驶员过快地接近车辆20，过于靠近车辆20等，则自主车辆10可以松开节气门、施加制动或者它们的组合。

在选定实施例中，当采取动作时，自主车辆10可以仅在特定区域或需要改变的区域中从学生驾驶员移除控制。例如，当速度成问题时，自主车辆10可以接管对车辆10的速度的控制并且使车辆10的转向处于学生驾驶员的控制之下。相反，当转向成问题(例如，车道16内的不适当漂移)时，自主车辆10可以接管对车辆10的转向的控制并且使车辆10的速度保持在学生驾驶员的控制之下。

参考图3和图4，在选定实施例中，自主车辆10可以经由一个或多个通信信道向学生驾驶员提供反馈。例如，可以在视觉上(例如，经由全息图)、在听觉上(例如，经由计算机语音)、通过学生驾驶员的其他感觉(例如，经由触觉)等或者它们的组合或子组合向学生驾驶员提供反馈。

在某些实施例中，可以教导学生驾驶员使用至少部分地经由抬头显示器显示或传送的指令、反馈等来驾驶。抬头显示器可以是透明显示器，其向学生驾驶员呈现数据而不需要学生驾驶员将目光从自主车辆10前方的驾驶环境移开(例如，朝向仪表板22或仪表装置、显示器等)。在选定实施例中，此类透明显示器可以独立于自主车辆10的挡风玻璃。在其他实施例中，透明显示器可以内置于自主车辆10的挡风玻璃中或应用于所述挡风玻璃上。

在抬头显示器上呈现的数据可以包括一个或多个伪影24。伪影24可以是从学生驾驶员的角度在学生驾驶员通过自主车辆10的挡风玻璃看到的驾驶环境上叠加的数字、箭头、高亮显示的区域等。

例如，在选定实施例中，抬头显示器可以训练学生驾驶员在车道16中保持居中。这可以通过显示一个或多个伪影24a、24b来完成。一个这样的伪影24a(例如，中心线、中心箭头等)可以表示或描绘自主车辆10在车道16中的理想路径。另一个伪影24b可以表示或描绘自主车辆10的实际路径。因此，当学生驾驶员使自主车辆10沿着理想路径转向时，两个伪影24a、24b可以重叠。相反，当学生驾驶员没有使自主车辆10沿着理想路径转向时，与实际路径相对应的伪影24b可以与和理想路径相对应的伪影24a成比例地间隔开。

可选地或除此之外，抬头显示器可以通过显示高亮显示一个或多个车道标记26的一个或多个伪影24c来训练学生驾驶员在车道16中保持居中。例如，如果学生驾驶员将自主车辆10偏离理想路径并且朝向车道标记26漂移或漂移到车道标记26上，则覆盖车道标记26的伪影24c(即，从学生驾驶员的角度来看，覆盖车道标记)可以点亮、闪光等以便教导学生驾驶员遵守或更加意识到车道标记26。

在选定实施例中，一个或多个伪影24可以高亮显示或引起对一个或多个路标28的注意。例如，如果自主车辆10检测到重要标志28(例如，停车标志、限速标志、让路标志等)，则覆盖或环绕标志28的伪影24d(即，从学生驾驶员的角度，覆盖或环绕标志)可以点亮、闪光等以便教导学生驾驶员遵守或更加意识到标志28。在某些实施例中，当学生驾驶员在他或她的学习过程中进步时，可以“关闭”或不使用选定伪影24。

在选定实施例中，自主车辆10可以记录学生驾驶员的驾驶活动以及地面实况数据(例如，表征自主车辆10如何感知驾驶环境、自主车辆10将如何导航驾驶环境等或者它们的组合的数据)。这可以使得学生驾驶员能够将他或她的驾驶表现与地面实况进行比较，并了解他或她需要改善的地方。

例如，自主车辆10可以利用某些定位和路径跟踪算法以便记录学生驾驶员所采用的路径。该日志可以在自主车辆10上使用以向学生驾驶员提供反馈。例如，在其中学生驾驶员的控制指令与由自主车辆10识别的理想路径或行为之间的误差或差异超过“危险阈值”的选定情况下，自主车辆10可以从学生驾驶员接管对核心功能的控制并且安全地停放自主车辆10。然后，日志(例如，视频回放)可以用于向学生驾驶员示出他或她偏离理想路径或行为的位置。

在选定实施例中，由自主车辆10收集的日志可以由自主车辆10传递(例如，经由电信网络上载到移除服务器)，使得该日志可以由一个或多个其他计算机访问。因此，当学生驾驶员回家时，他或她可以利用他或她拥有的计算机化装置来查看图表或将他或她所采用的路径与地面实况进行比较的其他输出。

在某些实施例中，学生驾驶员可以使用匹配游戏系统在家中练习驾驶，所述匹配游戏系统利用基于车辆的记录或回放来继续减少他或她所采用的路径与地面实况路径(例如，理想路径)之间的增量直到所述增量小于阈值。通过这种方式，学生驾驶员可以练习从在车道16中保持居中到在停车或转动之前的适当位置或时间施加制动压力的所有事项。因此，根据本发明的系统及方法可以提供、支持或实现附加训练，而没有与使用自主车辆10相关联的成本或磨损。

在选定实施例中，可以使用特殊规则和训练来帮助残障驾驶员进行针对一个或多个适用残疾人制定的额外训练。可选地或除此之外，在训练阶段开始时，学生驾驶员可以传送或输入识别对学生特别困难的一个或多个驾驶活动的信息。例如，学生驾驶员可以指示他或她在平行停车方面遇到困难。因此，在训练阶段期间，自主车辆10可以定制驾驶体验以包括更多平行停车机会。通过这种方式，可以定制根据本发明的系统及方法以便更好地满足特定学生驾驶员的特定需求。

在选定实施例中，自主车辆10可以被配置为接收并适当地响应来自学生驾驶员的语音请求。因此，在训练阶段期间，学生驾驶员可以说出对练习特定技能或一组技能的请求。可选地或除此之外，在训练阶段期间(例如，当自主车辆10安全停放时)，学生驾驶员可以说出帮助请求、附加信息、一个或多个视觉线索(例如，一个或多个伪影24)等。

在某些实施例中，自主车辆10可以监控学生驾驶员的紧张水平。可以使用心跳监视器、分析由面向内部的相机捕获的一个或多个图像的深度神经网络或某种其他方法来检测紧张。因此，由一个或多个乘员传感器14c(例如，指向自主车辆10的学生驾驶员的或捕获所述学生驾驶员的图像的一个或多个相机)收集的数据可以用于表征学生驾驶员的紧张水平。根据检测到的紧张水平，可以中止训练阶段或者训练阶段可以过渡到“更容易的”(例如，从特定学生驾驶员的角度来看)训练方法或活动，直到学生驾驶员的紧张水平恢复到可接受水平。

通过提供(例如，校准)包括但不限于从车辆10的右侧和在道路18的左侧行驶的本地交通规则，可以在世界范围内利用根据本发明的系统及方法。

参考图5，根据本发明的系统12可以通过任何合适的方式操作以支持自动驾驶体验的定制。例如，系统12可以被实施为硬件、软件或者它们的某种组合。

在选定实施例中，系统12可以包括计算机硬件和计算机软件。系统12的计算机硬件可以包括一个或多个处理器30、存储器32、一个或多个用户界面34、其他硬件36等或者它们的组合或子组合。在某些实施例中，该计算机硬件的全部或一些子集可以是已经包括作为自主车辆10的一部分的硬件。即，计算机硬件的全部或某个部分可以是多用途的并且执行已经与自主车辆10的操作相关联的任务。可选地，根据本发明的系统12可以专用于实现、支持和/或提供自主驾驶和其选定定制。

根据本发明的系统12的存储器32可以可操作地连接到一个或多个处理器30并存储计算机软件。这可以使得一个或多个处理器30能够执行计算机软件。因此，系统12可以通过添加和/或修改软件、向自主车辆10添加附加硬件或者它们的组合来增强自主车辆10的功能性或特征。

系统12的用户界面34可以使得工程师、技术人员、乘员(例如，学生驾驶员)等能够与系统12的各个方面交互、运行、定制或控制系统的各个方面。用户界面34可以使得用户能够手动控制(例如，选择、键入、在按下按钮或旋转旋钮时递增地增加或减少)和/或口头控制(例如，使用他或她的声音发出一个或多个命令或请求)一个或多个设置，以便定制训练阶段以满足他或她的特定需求。在选定实施例中，系统12的用户界面34可以包括一个或多个按钮、开关、旋钮、小键盘、键盘、触摸屏、指示装置、传声器、扬声器或视频扬声器等或者它们的组合或子组合。可选地或除此之外，用户界面34可以包括一个或多个通信端口(例如，插入端口、无线通信端口等)，一个或多个外部计算机或装置可以通过所述通信端口与系统12或其一个或多个部件进行通信。

在选定实施例中，系统12的存储器32可以(至少暂时性地)存储一个或多个日志文件38。日志文件38可以包含表征对应于学生驾驶员的训练阶段的一个或多个方面的信息。例如，日志文件38可以包含记录学生驾驶员的活动的数据以及与该活动相对应的地面实况数据。因此，在某些实施例中，日志文件38可以将学生驾驶员在驾驶环境中所采用的实际路径链接到在该驾驶环境中的理想路径。

另外，存储器32可以存储一个或多个软件模块。例如，存储器32可以存储通信模块40、驾驶员监控模块42、语音模块44、记录模块46、比较模块48、教导模块50、自主驾驶模块52、控制模块54、其他数据或软件56等或者它们的组合或子组合。可选地，通信模块40、驾驶员监控模块42、语音模块44、记录模块46、比较模块48、教导模块50、自主驾驶模块52和控制模块54中的一者或多者可以被实施为硬件或包括硬件部件。因此，尽管图5将通信模块40、驾驶员监控模块42、语音模块44、记录模块46、比较模块48、教导模块50、自主驾驶模块52和控制模块54示为存储在存储器34中的仅软件模块，但是实际上这些模块40、42、44、46、48、50、52、54中的一者或多者可以包括硬件、软件或者它们的组合。

通信模块40可以使得诸如一个或多个日志文件38、软件部件(例如，一个或多个模块40、42、44、46、48、50、52、54或对其的更新)等或者它们的子组合的组合之类的数据能够被传入或传出根据本发明的系统12。例如，形成承载在自主车辆10上的系统12的一部分的通信模块40可以使得系统12能够传输(例如，无线上载)由系统12生成的一个或多个日志文件38。可选地或除此之外，通信模块40可以使得系统12能够接收对其自主驾驶模块52的更新。因此，可以根据需要或必要时将在自主车辆10外部形成的改善带到车上。

驾驶员监控模块42可以确定学生驾驶员的眼睛相对于对应的自主车辆10的位置。知道学生驾驶员的眼睛相对于自主车辆10的位置以及驾驶环境中的各种特征相对于自主车辆10的位置，系统12可以计算从学生驾驶员的角度在何处显示一个或多个伪影24以便与这些特征进行交互(例如，高亮显示)。在选定实施例中，驾驶员监控模块42可以通过分析由指向学生驾驶员的一个或多个相机(例如，相机形式的乘员传感器14c)捕获的一个或多个图像来确定学生驾驶员的眼睛与自主车辆10的位置。

在某些实施例中，驾驶员监控模块42可以使用由一个或多个乘员传感器14c输出的数据来表征学生驾驶员的紧张水平。这可以通过监控学生驾驶员的一个或多个生物功能(例如，面部表情、眼睛活动、姿势、手部活动、呼吸等)来完成。例如，在选定实施例中，一个或多个传感器14c可以收集关于学生驾驶员的心率的数据。因此，通过使用由这些传感器14c输出的数据，驾驶员监控模块42可以跟踪学生驾驶员的心率并且在学生驾驶员正经历显著紧张(例如，高于特定阈值的紧张)时以合理的精度进行预测。

可选地或除此之外，驾驶员监控模块42可以包括经过训练以检测学生驾驶员中的至少阈值水平的紧张的人工神经网络(例如，深度神经网络)。由此类人工神经网络执行或应用的深度学习可以使用一种或多种算法来对与由一个或多个传感器14c收集的一个或多个图像的一个或多个部分相对应的数据中的高级抽象进行建模。在选定实施例中，这可以通过使用包括多个非线性变换的多个处理层来实现。

例如，人工神经网络可以包括具有输入节点、隐藏层和输出节点的前馈计算图。对于涉及图像的分类，可以将形成分类的一部分的输入图像的像素值分配给输入节点，然后通过传递许多非线性变换的网络馈送所述像素值。在计算结束时，输出节点可以产生与由神经网络推断的类别相对应的值。

为了使人工神经网络能够区分不同的类别，需要基于示例来训练它。因此，为了创建能够对学生驾驶员的紧张进行分类的人工神经网络，具有已知的(例如，已标记的)紧张特性的示例性图像(例如，与低于阈值的紧张水平相对应的数百至数千个图像以及与高于阈值的紧张水平相对应的数百至数千个图像)的大量集合必须用作训练数据。因此，使用反向传播，可以训练人工神经网络。

语音模块44可以使得系统12能够识别和理解学生驾驶员使用他或她的语音提供的信息、命令、请求等。因此，在选定实施例中，语音模块44可以提供、实现或支持关于自动语音识别(ASR)和自然语言理解(NLU)的某些能力。利用此类技术，语音模块44可以使得一个或多个语音命令或请求(例如，学生驾驶员对自主车辆10或其一个或多个系统12说出的单词或短语)能够被正确地解释。

记录模块46可以被编程为记录学生驾驶员的驾驶活动以及地面实况数据(例如，表征自主车辆10如何感知驾驶环境、自主车辆10将如何导航驾驶环境等或者它们的组合的数据)。在选定实施例中，记录模块46可以通过生成一个或多个日志文件38来记录此类信息。因此，学生驾驶员可以访问由记录模块46生成的一个或多个日志文件38，以便将他或她的驾驶表现与地面实况进行比较，并了解他或她需要改善的地方。

在选定实施例中，由记录模块46生成的一个或多个日志文件38可以包含一个或多个视频文件，或者链接到由自主车辆10的一个或多个传感器14(例如，相机)捕获的一个或多个视频文件。因此，当学生驾驶员访问由记录模块46生成的一个或多个日志文件38时，学生还能够在训练阶段期间访问由自主车辆10捕获的视频。此类视频可以使得学生驾驶员能够更清楚地看到他或她需要改善的区域。

比较模块48可以被编程为确定作用于或实施从学生驾驶员接收的或与学生驾驶员相对应的一个或多个控制输入或指令是否合适(例如，是否安全合法)。在选定实施例中，这可以涉及将一个或多个这样的控制输入或指令的效果与一个或多个规则进行比较，以确定作用于或实施一个或多个控制输入或指令是否违反任何规则。

如果一个或多个控制输入或指令不违反任何规则，则比较模块48可以指示应实施一个或多个控制输入或指令。相反，如果一个或多个控制输入或指令违反任何规则，则比较模块48可以指示不应实施一个或多个控制输入或指令。例如，比较模块48可以指示应忽略一个或多个控制输入或指令，并且应实施由自主驾驶模块52指示的一个或多个动作。

教导模块50可以被编程为向学生驾驶员提供反馈。在选定实施例中，教导模块50可以向学生驾驶员提供听觉和/或视觉反馈，以教育学生驾驶员关于如何在所有适用的安全合法阈值内操作。例如，如果学生驾驶员过快地接近另一车辆20，则教导模块50可以在听觉上和/或视觉上向学生驾驶员传送对减速、增加相对于其他车辆20的间距等的需要。在选定实施例中，教导模块50可以控制抬头显示器和在其上呈现的伪影24。

自主驾驶模块52可以是被编程为使用各种信息输入(例如，来自一个或多个传感器14的传感器数据、图像等、GPS数据、数字地图等或者它们的组合或子组合)以决定如何驾驶对应的自主车辆10的扩展子系统。因此，自主驾驶模块52可以确定何时加速、驾驶有多快、何时减速、制动程度、何时左转以及左转多远、何时右转以及右转多远等或者需要自主控制的任何其他功能或操作。

自主驾驶模块52可以在决定如何导航在现实世界驾驶中找到的一系列选项和条件方面具有显著的自由度。因此，当自主驾驶模块52决定以特定方式沿旅程、道路段等导航时，该特定方式通常不是可以沿旅程、道路段等安全合法地导航的唯一方式。

例如，自主驾驶模块52可以决定以每小时20英里的速度拐特定的拐角。然而，考虑到拐角的几何形状和当前路况，安全合法地拐弯的速度范围可以是从约每小时5英里到约每小时25英里的任何速度。因此，由自主驾驶模块52决定的每小时20英里可以是用于沿拐角导航的许多可接受解决方案中的一者。

类似地，自主驾驶模块52可以决定采用特定路线通向目的地。然而，考虑到可用道路，多条路线可以使得自主车辆10能够在相当的时间量内到达目的地。因此，由自主驾驶模块52决定的特定路线可以是用于到达目的地的许多可接受路线中的一者。

在选定实施例中，自主驾驶模块52可以包括多个默认设置。当多个可接受选项可用时，默认设置可以使得自主车辆10决定如何操作。例如，如果自主驾驶模块52的算法要考虑拐角的几何形状和当前路况并且确定通过拐角的最大安全速度，则默认设置可以指示自主车辆10以最大速度的80％沿拐角导航。类似地，如果自主驾驶模块52的导航系统要识别通向目的地的多条可能路线，则默认设置可以指示自主车辆10采用需要最少时间量的路线。

因此，学生驾驶员可以通过与自主驾驶模块52不同的方式来驾驶自主车辆10并且仍然保持符合安全合法要求(例如，保持在某些预定的物理和合法阈值内)。因此，只要没有违反安全或合法要求，就可以(例如，通过比较模块48)给予学生驾驶员显著的自由裁量权。

控制模块54可以被编程为基于由比较模块48、自主驾驶模块52或者它们的组合做出的一个或多个确定来请求、发起或实施一个或多个动作或功能。例如，当自主驾驶模块52确定自主车辆10应施加最大制动时，控制模块52可以控制一个或多个致动器来实施该确定。

参考图6，在选定实施例中，利用自主车辆10进行驾驶员训练的方法58可以包括(例如，经由一个或多个传感器14)感知60围绕自主车辆10的驾驶环境。因此，基于其对驾驶环境的感知，自主车辆10可以生成62用于导航驾驶环境的自主计划(例如，可以在决定如何导航驾驶环境中的一个或多个特征时应用一个或多个默认设置)。

在某一时刻，自主车辆10可以解释64驾驶员活动。此类活动可以包括一种或多种生物功能，诸如心率等。可选地或除此之外，此类活动可以包括学生驾驶员的驾驶员控制活动(例如，与转向、加速、制动等相关的一个或多个控制输入或指令)。可以记录此类控制活动，并且可以记录66对应的地面实况以供将来参考。

自主车辆10可以预测68驾驶员控制活动的效果是否安全合法。如果自主车辆10预测68效果将会产生不安全或非法的情况，则自主车辆10可以决定70忽略驾驶员控制活动的一个或多个方面并且代替它们而执行72自主计划的一个或多个方面。相反，如果自主车辆10预测68效果将会产生安全合法的情况，则自主车辆10可以决定70实施74驾驶员控制活动。

在实施74驾驶员控制活动之后，可以确定76是否应向学生驾驶员提供某些反馈。如果确定76反馈是适当的，则可以提供78反馈。此类反馈可以是积极的(例如，补充学生驾驶员)或消极的(例如，识别需要改善的区域)。在提供78反馈之后或者如果不给出反馈，则方法58可以继续并且可以重复其各个步骤。因此，根据本发明的自主车辆10可以连续地感知60驾驶环境，生成62或更新62用于自主地导航驾驶环境的计划，以及评估学生驾驶员的活动(例如，控制活动)。

作为根据本发明的方法58中的某一时刻，可以确定80学生驾驶员的紧张水平是否超过紧张阈值。例如，在选定实施例中，可以结合某个驾驶员活动已经被解释64(例如，在某个驾驶员活动已经被解释后)进行80此类确定。如果自主车辆10确定80学生驾驶员的紧张水平超过紧张阈值，则自主车辆10可以从学生驾驶员移除控制并执行72自主计划。这可以让学生驾驶员放松。一旦学生驾驶员更放松，就可以恢复对自主车辆10的控制。相反，如果自主车辆10确定80学生驾驶员的紧张水平未超过紧张阈值，则自主车辆10可以使自主车辆10在学生驾驶员的控制之下。

一般来说，当自主车辆10从学生驾驶员移除控制并且执行72自主计划(即，接管驾驶自主车辆10的责任)时，需要向学生驾驶员提供某种解释。因此，当自主车辆10从学生驾驶员移除控制并且执行72自主计划时，自主车辆10还可以向学生驾驶员提供78反馈。

图6中的流程图示出了根据符合本发明的各个实施例的系统、方法以及计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能性以及操作。关于这一点，流程图图中的每个框可以表示模块、代码段或部分，其包括用于实施指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意，流程图中的每个框以及流程图中的框的组合可以由执行指定功能或行动的基于专用硬件的系统或专用硬件与计算机指令的组合来实施。

还应注意，在一些可选实施方式中，框中指出的功能可以不同于图中指出的顺序出现。在某些实施例中，连续示出的两个框事实上可以基本上并发地执行，或框有时可按相反顺序执行，这取决于所涉及的功能性。可选地，如果不需要，可以省略某些步骤或功能。

在以上公开内容中，参考了附图，所述附图形成本公开的一部分并且其中通过说明方式示出可以实践本公开的具体实施方式。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以做出结构改变。在说明书中对于“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“选定实施例”、“某些实施例”等的提及指示所述的一个或多个实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每一个实施例都可以不必包括所述特定特征、结构或特性。此外，此类短语不一定是指同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为是，无论是否明确描述，结合其他实施例实现此类特征、结构或特性都在所属领域技术人员的知识范围内。

本文中所公开的系统、装置和方法的实施方式可以包括或利用包括计算机硬件(诸如，例如本文中所讨论的一个或多个处理器和系统存储器)的专用或通用计算机。本公开的范围内的实施方式还可以包括用于携带或存储计算机可执行指令和/或数据结构的物理和其他计算机可读介质。此类计算机可读介质可以为可以由通用或专用计算机系统存取的任何可用介质。存储计算机可执行指令的计算机可读介质是计算机存储介质(装置)。携带计算机可执行指令的计算机可读介质是传输介质。因此，作为示例而非限制，本公开的实施方式可以包括至少两种截然不同种类的计算机可读介质：计算机存储介质(装置)和传输介质。

计算机存储介质(装置)包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM、固态驱动器(“SSD”)(例如，基于RAM)、快闪存储器、相变存储器(“PCM”)、其他类型的存储器、其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储装置、或者可以用于以计算机可执行指令或数据结构的形式存储期望的程序代码手段并且可以由通用或专用计算机存取的任何其他介质。

本文中所公开的装置、系统以及方法的实施方式可以通过计算机网络进行通信。“网络”被定义为能够在计算机系统和/或模块和/或其他电子装置之间传输电子数据的一个或多个数据链路。当通过网络或另一种通信连接(硬接线、无线或硬接线或无线的组合)向计算机传递或提供信息时，计算机适当地将连接视为传输介质。传输介质可以包括网络和/或数据链路，其可以用于以计算机可执行指令或数据结构的形式携带期望的程序代码手段并且可以由通用或专用计算机存取。上述组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

计算机可执行指令包括例如在处理器中执行时使通用计算机、专用计算机或专用处理装置执行某个功能或功能组的指令和数据。计算机可执行指令可以是例如二进制代码、中间格式指令(诸如汇编语言)或者甚至源代码。尽管已经用特定于结构特征和/或方法行动的语言描述了本主题，但是应理解，在所附权利要求中定义的主题不必限于已描述的上述特征或行动。实情是，所述特征和行动被公开作为实施权利要求的示例性形式。

所属领域技术人员应明白，本公开可以在具有许多类型的计算机系统配置的网络计算环境中实践，这些计算机系统配置包括内置式车辆计算机、个人计算机、台式计算机、膝上型计算机、消息处理器、手持装置、多处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子产品、网络PC、小型计算机、大型计算机、移动电话、PDA、平板计算机、寻呼机、路由器、交换机、各种存储装置等。本公开还可以在分布式系统环境中实践，其中通过网络链接(通过硬接线数据链路、无线数据链路或通过硬接线与无线数据链路的组合)的本地和远程计算机系统都执行任务。在分布式系统环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储装置两者中。

此外，在适当的情况下，本文描述的功能可以在以下一者或多者中执行：硬件、软件、固件、数字部件或模拟部件。例如，可以编程一个或多个专用集成电路(ASIC)以执行本文描述的系统和过程中的一者或多者。某些术语在整个描述和权利要求中用于指代特定的系统部件。所属领域技术人员应明白，可以通过不同名称来提及部件。本文档并不意图区分名称不同但功能相同的部件。

应注意，上面讨论的传感器实施例可以包括计算机硬件、软件、固件或它们的任何组合以执行其功能的至少一部分。例如，传感器可以包括被配置为在一个或多个处理器中执行的计算机代码，并且可以包括由计算机代码控制的硬件逻辑/电路。这些示例性装置在本文出于说明目的而提供，而无意进行限制。本公开的实施例可以在如一种或多种相关领域技术人员所已知的其他类型的装置中实施。

本公开的至少一些实施例涉及计算机程序产品，其包括存储在任何计算机可用介质上的这种逻辑(例如，以软件形式)。此类软件在一种或多种数据处理装置中执行时使装置如本文所述进行操作。

尽管上文已描述本公开的各种实施例，但是应理解，仅通过示例方式而并非限制方式提出本公开的各种实施例。相关领域技术人员应明白，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出形式和细节方面的各种改变。因此，本公开的广度和范围不应受任何上述示例性实施例的限制，而是应仅根据以下权利要求和其等效物定义。出于说明及描述目的已呈现以上描述。不希望为穷尽性的或将本公开限于所揭示的具体形式。依据以上教示的其他修改及变型是可能的。此外，应注意，任何或所有上述备选实施方式可以所需的任何组合使用以形成本公开的附加混合实施方式。

Claims (18)

1.一种用于向自主车辆的人类乘员提供驾驶员教育的方法，其包括：

由自主车辆生成用于导航环境的计划；

由所述自主车辆从学生驾驶员接收用于导航所述环境的指令；

由所述自主车辆在存储器中存储驾驶表现和所述计划的日志，所述日志包含记录所述学生驾驶员的活动的数据以及与所述活动相对应的地面实况数据；

确定所述自主车辆在所述环境的行驶车道内的当前位置与所述自主车辆在所述行驶车道内的理想位置的偏差；

在所述偏差超过危险阈值的情况下，所述自主车辆从所述学生驾驶员接管对核心功能的控制，并安全地停放所述自主车辆；以及

在安全地停放所述自主车辆之后，通过视频回放向所述学生驾驶员示出偏离理想路径或行为的位置。

2.如权利要求1所述的方法，其还包括由所述自主车辆在抬头显示器上向所述学生驾驶员提供关于所述学生驾驶员的驾驶表现的视觉反馈。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述视觉反馈对应于所述自主车辆在所述环境的行驶车道内的当前位置与所述自主车辆在所述行驶车道内的理想位置的偏差。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述视觉反馈还包括通过所述抬头显示器从所述学生驾驶员的角度显示围绕所述环境内的交通标志的有界框。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述交通标志是停车标志或限速标志。

6.如权利要求1所述的方法，其还包括由所述自主车辆将所述日志发送到所述学生驾驶员能够从所述自主车辆外部访问的计算装置。

7.如权利要求1所述的方法，其还包括由所述自主车辆监控所述学生驾驶员的一个或多个生物功能。

8.如权利要求7所述的方法，其还包括由所述自主车辆基于所述一个或多个生物功能来确定所述学生驾驶员的紧张水平。

9.如权利要求8所述的方法，其还包括当所述自主车辆确定所述紧张水平高于阈值时，由所述自主车辆将训练阶段改变为对于所述学生驾驶员而言更容易。

10.一种用于向自主车辆的人类乘员提供驾驶员教育的方法，其包括：

由包括抬头显示器的自主车辆进行训练阶段，其中训练所述自主车辆上承载的学生驾驶员进行驾驶；

在所述训练阶段的进行期间，自主车辆接近道路段；

在所述进行期间，由自主车辆生成沿所述道路段导航的计划；

在所述进行期间，由所述自主车辆从学生驾驶员接收用于沿所述道路段导航的指令；

由所述自主车辆在存储器中存储驾驶表现和所述计划的日志，所述日志包含记录所述学生驾驶员的活动的数据以及与所述活动相对应的地面实况数据；

确定所述自主车辆的当前位置与所述自主车辆在行驶车道内的理想位置的偏差；

在所述偏差超过危险阈值的情况下，所述自主车辆从所述学生驾驶员接管对核心功能的控制，并安全地停放所述自主车辆；

在安全地停放所述自主车辆之后，通过视频回放向所述学生驾驶员示出偏离理想路径或行为的位置；

在所述进行期间，由所述自主车辆在所述抬头显示器上向所述学生驾驶员提供关于所述学生驾驶员的驾驶表现的视觉反馈；

在所述进行期间，由所述自主车辆监控所述学生驾驶员的一个或多个生物功能；

在所述进行期间，由所述自主车辆基于所述一个或多个生物功能来确定所述学生驾驶员的紧张水平；以及

在所述进行期间，当所述自主车辆确定所述紧张水平高于阈值时，所述自主车辆使得所述训练阶段对于所述学生驾驶员而言更容易。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述视觉反馈对应于所述自主车辆在所述道路段的所述行驶车道内的当前位置与所述自主车辆在所述行驶车道内的理想位置的偏差。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述视觉反馈还包括通过所述抬头显示器从所述学生驾驶员的角度显示围绕所述道路段附近的交通标志的有界框。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述交通标志是停车标志或限速标志。

14.如权利要求13所述的方法，其还包括由所述自主车辆将所述日志发送到所述学生驾驶员能够从所述自主车辆外部访问的计算装置。

15.一种用于向自主车辆的人类乘员提供驾驶员教育的系统，其包括：

自主车辆，所述自主车辆包括抬头显示器；

至少一个处理器，所述至少一个处理器被承载在所述自主车辆上；以及

存储器，所述存储器能够操作地连接到所述至少一个处理器并且存储进行以下操作的指令：

进行训练阶段，其中训练所述自主车辆上承载的学生驾驶员进行驾驶，

在所述训练阶段期间，生成用于沿道路段导航的计划，

在所述训练阶段期间，分析从所述学生驾驶员接收的用于沿所述道路段导航的指令，

由所述自主车辆在存储器中存储驾驶表现和所述计划的日志，所述日志包含记录所述学生驾驶员的活动的数据以及与所述活动相对应的地面实况数据，

确定所述自主车辆的当前位置与所述自主车辆在行驶车道内的理想位置的偏差，

在所述偏差超过危险阈值的情况下，所述自主车辆从所述学生驾驶员接管对核心功能的控制，并安全地停放所述自主车辆，

在安全地停放所述自主车辆之后，通过视频回放向所述学生驾驶员示出偏离理想路径或行为的位置，

在所述训练阶段期间，在所述抬头显示器上向所述学生驾驶员提供关于所述学生驾驶员的驾驶表现的视觉反馈，其中所述视觉反馈对应于所述自主车辆在所述道路段的所述行驶车道内的当前位置与所述自主车辆在所述行驶车道内的理想位置的偏差，以及

将所述日志发送到远程存储装置使得所述学生驾驶员能够从所述自主车辆外部访问所述日志。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述指令还进行监控所述学生驾驶员的一个或多个生物功能。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述指令还进行基于所述一个或多个生物功能来确定所述学生驾驶员的紧张水平。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述指令还进行当确定所述紧张水平高于阈值时使得所述训练阶段对于所述学生驾驶员而言更容易。

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