CN110341719A - 控制车辆以调节感知系统能量使用的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制车辆的方法，包括：确定车辆的当前操作情况；以及识别车辆的多个传感器的子集，需要所述子集提供数据，使得车辆控制功能能够用于车辆的当前操作情况。当车辆在车辆的当前操作情况下操作时，断开多个传感器的其他部分以减少车辆使用的电能。可以降低所选择的传感器的子集的采样率，以进一步减少车辆使用的能量。此外，可以实施能量降低处理策略，以减少用于提供车辆控制功能以进一步减少车辆使用的能量的计算设备的处理器频率或电压。

Description

控制车辆以调节感知系统能量使用的方法

引言

本公开总体涉及一种用于控制车辆以调节感知系统能量使用的方法和系统。

许多车辆装备有提供车辆控制功能的系统。车辆控制功能的示例可以包括但不限于：车道辅助特征，警告驾驶员车辆正在越过车道线和/或将车辆保持在驾驶车道内；停止辅助特征，警告驾驶员道路中有障碍物或自动接合制动系统以减慢车辆；巡航控制辅助特征，自动减速以保持车辆前方的预定自由距离。另外，车辆控制功能可以在半自主车辆或完全自主车辆中实现，所述半自主车辆或完全自主车辆能够在没有来自操作者的输入或来自操作者的输入最小的情况下控制车辆的大多数或所有控制操作。车辆控制功能可以包括辅助车辆操作者的功能，或者可以包括与车辆的部分或完全控制相关联的功能，例如可以实现用于半自主或完全自主车辆操作。

这些各种不同的车辆控制功能需要许多不同的车载车辆传感器和计算设备来实现。传感器和相关联的计算设备可以被称为感知系统，因为它们被用于感知车辆的周围环境。感知系统的这些传感器和计算设备需要电能来操作。用于操作感知系统所汲取的电能可能是显著的，并且可能负面地影响由内燃机提供动力的车辆的燃料效率，或由电动力系统提供动力的车辆的里程。

发明内容

提供了一种控制车辆的方法。该方法包括利用车辆的计算设备确定车辆的当前操作情况。然后，计算设备识别车辆的多个传感器的子集，该子集用于提供数据以使得车辆控制功能能够用于车辆的当前操作情况。计算设备然后断开多个传感器的其他部分以减少车辆使用的电能。

在控制车辆的方法的一个方面中，当车辆的当前操作情况改变时，计算设备重新接合多个传感器的其他部分。

在控制车辆的方法的另一方面中，计算设备可以为计算设备的处理器选择降低能量处理策略。降低能量处理策略在为车辆的当前操作情况提供车辆控制功能的同时减少计算设备使用的电能。降低能量处理策略可以包括但不限于以下之一：计算设备的处理器的频率减小、或计算设备的处理器的电压减小。一旦选择了降低能量处理策略，计算设备就从初始或基本处理策略改变为降低能量处理策略。当车辆的当前操作情况改变时，计算设备从降低能量处理策略改变回基本处理策略。

在控制车辆的方法的另一方面中，计算设备与非基于车辆的设备电连接，以将与车辆的当前操作情况相关的数据传送到车辆。非基于车辆的设备可以包括但不限于交通信号、交通标志、另一车辆等。然后，计算设备可以基于从非基于车辆的设备传送到车辆的数据来估计车辆的操作情况的未来变化。然后，可以控制计算设备，以在车辆的操作情况中出现估计的未来变化之前，从降低能量处理策略改变到基本处理策略。

在控制车辆的方法的另一方面中，计算设备与基于车辆的系统电连接，以将与车辆的当前操作情况相关的数据传送到车辆。基于车辆的系统可以包括但不限于变速器控制模块、发动机控制模块、制动控制模块等。计算设备可以使用来自基于车辆的系统的数据来选择多个传感器的子集和/或选择降低能量处理策略。

在控制车辆的方法的一个实施例中，计算设备可以为所识别的多个传感器的子集选择降低的采样率。降低的采样率降低了传感器收集数据的频率，从而降低了它们的能量汲取。然后，计算设备可以控制传感器的子集以在降低的采样率下操作。

在控制车辆的方法的一个方面中，确定车辆的当前操作情况的步骤可以包括将车辆的当前操作情况分类为离散数量的操作情况之一。然后可以使用离散数量的操作情况中的当前的一个来选择传感器的子集和/或降低能量处理策略。

还提供了一种车辆。该车辆包括多个传感器，以及连接到多个传感器的计算设备。该计算设备包括处理器和其上存储有感知系统能量降低算法的存储器。处理器可操作，以执行感知系统能量降低算法以从多个传感器接收数据。感知系统能量降低算法识别车辆当前正在离散数量的操作情况中的哪一个中操作，并且将所识别的操作情况定义为车辆的当前操作情况。识别所述多个传感器的子集以提供数据，使得车辆控制功能能够用于车辆的当前操作情况。断开多个传感器的其他部分，以减少车辆使用的电能。感知系统能量降低算法还可以为计算设备的处理器选择降低能量处理策略。降低能量处理策略在为车辆的当前操作情况提供车辆控制功能的同时减少计算设备使用的电能。控制计算设备以从基础处理策略改变到降低能量处理策略。当车辆的当前操作情况改变为离散数量的操作情况中的另一个时，多个传感器的其他部分被重新接合，并且计算设备被控制为从降低能量处理策略改变回基本处理策略。

在车辆的另一方面中，处理器可操作，以执行感知系统能量降低算法，为多个传感器的所识别的子集选择采样率，且控制所述多个传感器的子集在所选定的采样率下操作。

在车辆的另一方面中，处理器可操作，执行感知系统能量降低算法，电连接到基于车辆的控制系统，从其接收关于车辆的当前操作情况的数据。此外，计算设备可以与非基于车辆的设备电连接，将与车辆的当前操作情况相关的数据传送到计算设备。然后，计算设备可以基于从非基于车辆的设备和/或基于车辆的控制系统传送到车辆的数据来估计车辆的操作情况的未来变化，并且在估计的车辆的操作情况的未来变化发生之前，从降低能量处理策略改变到基本处理策略，以及重新接合传感器的其他部分。

因此，在此描述的系统和过程基于车辆的当前操作情况减少了车辆操作用于感知系统的传感器和计算装置所使用的能量的量。这减少了操作车辆所需的电能总量，这可以在由内燃机提供动力时改善车辆的燃料效率，或者可以在由电动力系统提供动力时扩展车辆的驾驶里程。

本教导的上述特征和优点以及其它特征和优点从以下结合附图执行本教导的最佳模式的详细描述中显而易见。

附图说明

图1是示出感知系统的车辆的示意性平面图。

图2是表示控制车辆的方法的流程图。

具体实施方式

本领域的普通技术人员将认识到，诸如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等术语被用于描述附图，并不表示对由所附权利要求限定的本公开的范围的限制。此外，本教导可根据功能和/或逻辑块组件和/或各种处理步骤来在本公开中描述。应当认识到，这样的块组件可以包括被配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件。

参照附图，其中在所附的几个视图中相同的附图标记表示相同的部件，车辆在图1中总体上以20示出。车辆20可以被配置为任何类型的可移动平台，包括但不限于汽车、卡车、货车、公共汽车、火车、飞机、船、ATV等。

参见图1，车辆20包括感知系统22。感知系统22包括安装在车辆20上的多个传感器24，和计算设备26。多个传感器24可以包括但不限于一个或多个照相机、一个或多个光检测和测距(激光雷达)设备、一个或多个雷达设备或一些其它类型的传感器24。传感器24用于收集与车辆20周围的环境和/或车辆20的运动相关的数据。传感器24的具体类型、样式和数量与本公开的教导无关，因此这里不再详细描述。

计算设备26连接到传感器24，并且可操作来接收从传感器24收集的数据。计算设备26可操作以使用从传感器24收集的数据来实现一个或多个车辆控制功能。车辆控制功能可以包括但不限于：车道辅助特征，警告驾驶员车辆20正在越过车道线和/或将车辆20保持在驾驶车道内；停止辅助特征，警告驾驶员道路中有障碍物或自动接合制动系统以减慢车辆20；巡航控制辅助特征，自动减速以保持车辆20前方的预定自由距离。另外，车辆20可以包括半自主车辆或完全自主车辆，能够在来自操作者的输入最小或没有操作者的输入的情况下控制车辆20的大部分或全部控制操作。因此，应当理解，车辆控制功能可以包括车辆以部分自主模式或完全自主模式操作所需的功能。由车辆控制功能执行的特定操作，以及计算设备26使用来自传感器24的数据来执行车辆控制功能的方式与本公开的教导无关，因此这里不再详细描述。

感知系统22的多个传感器24和计算设备26中的每一个都需要电能来操作。从这些设备所汲取的电能可能是显著的。如果车辆20由内燃机提供动力，则内燃机必须向诸如交流发电机或发电机的发电设备提供动力，以便为感知系统22提供所需的电力。产生用于感知系统22的电能所需的动力降低了车辆20的燃料效率。如果车辆20由使用存储在诸如电池的能量存储设备中的电能的电动力系统提供动力，则能量存储设备必须使用存储在其中的一些电能来为感知系统22提供动力，从而减少车辆20的行驶里程。因此，这里的详细描述提供了一种用于减少操作车辆20的感知系统22使用的电能的量的方法和系统。

计算设备26可以称为控制模块、控制单元、控制器、车辆20控制器、计算机等。计算设备26可操作来控制车辆20的一个或多个系统的操作以实现车辆控制功能。计算设备26包括至少一个处理器28，并且可以包括实现车辆控制功能所必需的所有软件、硬件、存储器30、算法、连接、传感器24等。这样，下面描述的方法可以实现为可在计算设备26上操作的程序或算法。应当理解，计算设备26可以包括能够分析来自各种传感器24的数据、比较数据、做出执行车辆控制功能所需的必要决定、以及执行控制车辆20的操作以实现车辆控制功能所必需的所需任务的任何设备。

计算设备26可以实现为一个或数个数字计算机或主机，其具有一个或多个处理器28、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、光驱动器、磁驱动器等、高速时钟、模数(A/D)电路、数模(D/A)电路和任何所需的输入/输出(I/O)电路、I/O设备和通信接口、以及信号调节和缓冲电子设备。

计算机可读存储器30可以包括参与提供数据或计算机可读指令的非暂时性/有形介质。存储器可以是非易失性或易失性的。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘以及其它永久性存储器。示例性的易失性介质可以包括动态随机存取存储器(DRAM)，其可以构成主存储器。存储器的实施例的其他示例包括软驱、软盘或硬盘、磁带或其他磁介质、CD-ROM、DVD和/或任何其他光学介质，以及诸如闪存的其他可能的存储设备。

计算设备26包括有形的、非暂时性存储器30，其上记录有计算机可执行指令，包括感知系统能量降低算法32。计算设备26的处理器28被配置用于执行感知系统能量降低算法32。感知系统能量降低算法32实现了一种基于车辆20的当前驾驶情况来控制车辆20以减少车辆20使用的电能的方法。

参照图2，控制车辆20的方法包括确定车辆20的当前操作情况。确定车辆20的当前操作情况的步骤通常由图2中的框100指示。车辆20的当前操作情况可以基于一个或多个操作参数的当前条件或值来定义。计算设备26可以使用从一个或多个基于车辆的系统34收集的数据以及从车辆20的一个或多个传感器24收集的数据以适当的方式确定车辆20的当前操作情况。当前操作情况可以定义为离散数量的操作情况之一。这样，计算设备26可以将车辆20的当前情况分类为离散数量的操作情况之一。例如，离散数量的操作情况可以包括但不限于一般驾驶情况、高速公路驾驶情况、城市驾驶情况、夜间驾驶情况、白天驾驶情况、拥挤的交通情况、交通灯情况等。计算设备26可以分析来自不同源的数据，并且确定当前车辆20的情况最对应于离散数量的驾驶情况中的哪一个。计算设备26然后可以将该驾驶情况定义为车辆20的当前操作情况。应当理解，计算设备26可以以未在此描述的一些其他方式来确定车辆20的当前操作情况。

车辆20的不同驾驶情况可能使得某些车辆控制功能变得不必要。例如，如果车辆20在交通灯处静止，则感知系统22不必操作远程雷达，感知系统22也不必连续地监视和评估车辆20在驾驶车道内的位置。然而，当在交通灯处静止时，自主车辆可以继续监视附近的交通并识别交通灯的变化，以便确定何时松开制动系统并使车辆20前进。因此，对于某些驾驶情况，可停用一个或一个以上传感器24，且可控制计算设备26以在降低能量处理策略下操作，减少车辆20在那些某些驾驶情况下操作时所使用的电能的量。

一旦确定了车辆20的当前驾驶情况，则计算设备26识别车辆20的传感器24的子集，该子集可能是需要的或所需的，以便提供能够实现用于车辆20的当前操作情况的特定车辆控制功能的数据。识别传感器24的子集的步骤通常由图2中的框102指示。例如，如果当前驾驶情况最佳定义为在交通灯处静止，则计算设备26可以选择感测交通灯的情况所必需的传感器24，诸如一个或多个面向前方的相机。应当理解，计算设备26可以提供几个不同的车辆控制功能，并且几个不同的车辆控制功能可以应用于任何给定的驾驶情况。因此，应当理解，计算设备26识别可能需要为车辆20的当前操作情况提供所有可能的车辆控制功能的所有传感器24。这样，由计算设备26识别的传感器24的子集可以用于收集车辆20的当前操作情况的所有可能的车辆控制功能的数据。可能不需要传感器24的其他部分，即，用于车辆20的当前操作情况下由计算装置26识别的不属于传感器24的子集的一部分的传感器24，来提供用于车辆20的当前操作情况的车辆控制功能。

计算设备26可以以适当的方式识别传感器24的子集。例如，计算设备26可以具有对应于每个不同操作情况的传感器24预定子集。这样，一旦定义了当前操作情况，就可以识别传感器24的子集。在其他实施例中，计算设备26可以基于其他因素来识别传感器24的子集。例如，计算设备26可以与另一基于车辆的系统34电连接，将与车辆20的当前操作情况相关的数据传送到计算设备26。其他基于车辆的系统34可以包括但不限于发动机控制模块、变速器控制模块、车辆20定向模块等。计算设备26可以从一个或多个其他基于车辆的系统34接收数据，并且使用该数据来识别用于车辆20的当前操作情况的传感器24的子集。例如，如果计算设备26从另一基于车辆的系统34，例如陀螺仪或其他方位传感器24，接收到车辆20正在爬陡坡的数据，则计算设备26可以确定面向前方的相机可以定位为在水平视线，并且确定车辆20的当前方位不需要这种面向前方的相机。这样，计算设备26可以确定那些面向前方的摄像机不包括在传感器24的子集中。在另一示例中，如果车辆20正在下山坡，则计算设备26可以确定安装在车顶上的相机可以最佳地定位以看到车辆20前方的道路，并且可以将该车顶相机包括在所识别的传感器24的子集中。

一旦计算设备26已经识别了传感器24的子集以及传感器24的其他部分，则计算设备26可以断开多个传感器24的其他部分以减少车辆20使用的电能。断开传感器24的其他部分的步骤通常由图2中的框104指示。因为只有识别的传感器24的子集将被用于收集用于车辆20的当前驾驶情况的车辆控制功能的数据，所以传感器24的其他部分是不需要的，并且可以在车辆20在当前操作情况下操作时被关闭，即被断开以节省能量。应当理解，保持所识别的传感器24的子集的操作以继续收集数据，同时断开传感器24的其他部分。

除了断开在车辆20的当前驾驶情况期间不需要收集数据的传感器24的其他部分之外，计算设备26还可以为所识别的多个传感器24的子集选择降低的采样率。为传感器24的子集选择降低的采样率的步骤通常由图2中的框106指示。对于一些操作情况，所识别的传感器24的子集可能是必要的，但是它们可能仅需要在用于特定操作情况下以正常操作频率的一小部分来操作。例如，当车辆20在交通灯处停止时，计算设备26可以降低横向传感器24收集数据的频率。因此，可以相应地降低采样率。如果计算设备26为所识别的传感器24的子集选择降低的采样率，则计算设备26可以控制传感器24的子集在车辆20处于当前操作情况下时以降低的采样率操作。降低传感器24的子集的采样率减少了每单位时间的操作周期的数目，这减少了传感器24的子集在该单位时间期间使用的电能的量。

计算设备26还可以为计算设备26的处理器28选择降低能量处理策略。选择降低能量处理策略的步骤通常由图2中的框108指示。降低能量处理策略减少了计算设备26使用的电能，同时为车辆20的当前操作情况提供车辆控制功能。降低能量处理策略可以包括用于处理器28的操作策略，其减少车辆20的当前操作情况下执行所需任务所需的电能的量。例如，降低能量处理策略可以包括但不限于计算设备26的处理器28的频率降低，或计算设备26的处理器28的电压降低。应当理解，降低能量处理策略可以包括用于控制处理器28的一些其他策略，该策略在车辆20在当前操作情况下操作时减少电能的使用。一旦计算设备26已经选择了降低能量处理策略，则计算设备26可以控制处理器28从初始或基本处理策略改变到降低能量处理策略。当车辆20在当前操作情况下操作时，可以维持降低能量处理策略。实现传感器24的子集的降低的采样率以及降低的能量处理策略的步骤通常由图2中的框110指示。

计算设备26监视车辆20的操作以确定车辆20的当前操作情况是否已经改变。确定车辆20的当前操作情况是否已经改变的步骤通常由图2中的框112指示。如果车辆20的当前操作情况没有改变，通常表示为114，则计算设备26维持传感器24的其他部分保持断开，维持传感器24的子集的降低的采样率，并且维持降低的能量处理策略。

当车辆20的当前操作情况改变时，通常如116所示，计算设备26可以重新接合传感器24的其他部分，并且可以控制计算设备26的处理器28从降低能量处理策略改变到初始的基本处理策略，通常如方框118所示。如上所述，车辆20的当前操作情况可以定义为离散数量的操作情况之一。因此，当车辆20当前正在操作的条件不再匹配所定义的车辆20的当前操作情况时，计算设备26可以将车辆20的当前操作情况改变或重新定义为最匹配当前条件的离散数量的操作情况之一。当计算装置改变或重新定义车辆20的当前操作情况时，所识别的传感器24的子集、传感器24的降低的采样率、和/或降低的能量处理策略对于车辆20的重新定义的当前操作情况可能不再有效，并且这些参数可以重置。例如，如果车辆20正在高速公路上行驶，则车辆20的当前操作情况可以被确定为高速公路驾驶情况。一旦车辆20驶出高速公路时，车辆20的当前驾驶情况可以重新定义或改变为城市驾驶情况或乡村驾驶情况。当在高速公路上操作时，车辆控制功能所需的传感器24的子集可以不同于当在城市环境中操作时车辆控制功能所需的传感器24的子集。另外，传感器24的不同子集可能需要不同的采样率和/或不同的降低能量处理策略。因此，当计算设备26确定车辆20的当前操作情况改变时，计算设备26可以重新接合传感器24的其他部分、将所有传感器24控制到全采样率、并且将处理器28的控制返回到基本处理策略，直到可以定义和实现用于车辆20的新的当前操作情况的新的传感器24的子集、新的降低的采样率和新的降低能量处理策略。

计算设备26可以以适当的方式识别车辆20的当前操作情况的变化。例如，计算设备26可以完全基于由车辆20的传感器24收集的数据和/或来自车辆20的其他基于车辆20的控制系统的数据来进行该确定。此外，计算装置可以与非基于车辆的设备36电连接，将与车辆20的当前操作情况相关的数据传送到车辆20。例如，可以设想，诸如停车灯、交通留言板等的某些设备可以向该区域中的车辆广播数据。计算设备26可以与设备连接以从其接收数据。例如，如果车辆20停止在交通灯处，则计算设备26可以与交通灯连接，并且接收关于交通灯将改变信号并允许交通移动的时间的信息。计算设备26可以使用从非基于车辆的设备36传送到车辆20的数据，估计车辆20的操作情况的未来的变化，并且可以从降低能量处理策略改变到基本处理策略，并且可以在车辆20的操作情况的估计的未来变化发生之前重新接合传感器24的其他部分。因此，来自非基于车辆的设备36的数据可以使得计算设备26能够预测车辆20的当前操作情况的变化，并且相应地准备感知系统22。

详细描述和附图或图支持和描述本公开，但是本公开的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于执行所要求保护的教导的一些最佳模式和其它实施例，但是存在用于实践在所附权利要求中限定的本公开的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种控制车辆的方法，所述方法包括：

利用所述车辆的计算设备确定所述车辆的当前操作情况；

利用所述计算设备识别所述车辆的多个传感器的子集，以提供数据，使得能够实现用于所述车辆的所述当前操作情况的车辆控制功能；

使所述多个传感器的其他部分与所述计算设备断开，以减少所述车辆使用的电能。

2.如权利要求1所述的方法，还包括当所述车辆的所述当前操作情况改变时，使所述多个传感器的其他部分与所述计算设备重新接合。

3.如权利要求1所述的方法，还包括为所述计算设备的处理器选择降低能量处理策略，其中所述降低能量处理策略减少所述计算设备使用的电能，同时为所述车辆的所述当前操作情况提供所述车辆控制功能。

4.如权利要求3所述的方法，还包括控制所述计算设备从基本处理策略改变到所述降低能量处理策略。

5.如权利要求4所述的方法，还包括将所述计算设备与非基于车辆的设备电连接，以将与所述车辆的所述当前操作情况相关的数据传送到所述车辆。

6.如权利要求5所述的方法，还包括基于从所述非基于车辆的设备传送到所述车辆的所述数据来估计所述车辆的所述操作情况的未来变化。

7.如权利要求6所述的方法，其中，控制所述计算设备从所述降低能量处理策略改变到所述基本处理策略还定义为，在所述车辆的所述操作情况中出现所述估计的未来改变之前控制所述计算设备从所述降低能量处理策略改变到所述基本处理策略。

8.如权利要求1所述的方法，还包括为所述多个传感器的所述识别的子集选择降低的采样率的步骤。

9.如权利要求8所述的方法，还包括控制所述多个传感器的所述子集以所述降低的采样率进行操作。

10.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述车辆的所述当前操作情况进一步定义为确定所述车辆当前正在离散数量的操作情况中的哪一个中操作。