CN110615002A - 用于控制自主驾驶的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于控制自主驾驶的装置和方法，所述装置可包括：行驶检测单元，配置为检测处于自主驾驶状态的主车辆的行驶环境和行驶状况；自主驾驶控制单元，配置为基于所述行驶检测单元检测到的所述行驶环境和行驶状况控制所述主车辆的自主驾驶，并且预测由于所述主车辆的自主驾驶引起的所述主车辆的乘客发生的身体异常；界面控制单元，配置为在所述自主驾驶控制单元预测到所述乘客的身体异常时，生成所述主车辆的车辆操作内容，用于减轻所预测到的身体异常，然后为所述乘客提供所生成的车辆操作内容。

Description

用于控制自主驾驶的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年6月20日提交的、申请号为10-2018-0070751的韩国申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于控制自主驾驶的装置和方法，更具体地，涉及一种用于控制自主驾驶以减轻在自主驾驶过程中可能发生乘客身体异常的装置和方法。

背景技术

近来，汽车工业正在推进以实现自主驾驶，其在驾驶车辆时最小化驾驶员的干预。自主车辆是指本身通过在驾驶时感测和处理外部信息的功能识别周围环境来确定行驶路线，并且使用其自身的动力独立地被驱动的车辆。

即使驾驶员没有操作方向盘、加速踏板、制动器等，自主车辆也可以防止与行驶路线上的障碍物的碰撞，并且可以在根据道路的形状调节车速和行驶方向的同时，自身行驶到目的地。例如，自主车辆可以在直道的情况下加速，并且可以在改变行驶方向的同时减速以在弯道的情况下对应于道路的曲率。

自主驾驶技术的发展促进了驾驶过程中的“手自由”操作和“眼自由”操作，从而允许自主车辆(即，自主驾驶控制系统)自身执行控制操作，例如车辆的纵向和横向控制以及障碍回避。因此，驾驶员不必保持眼睛向前或识别外部交通状况，从而驾驶员可以执行与车辆中的驾驶无关的非驾驶行为，例如，信息娱乐或阅读。

同时，自主车辆的优点在于驾驶员不必直接干预驾驶，从而减少驾驶员的工作量并允许驾驶员执行非驾驶行为。然而，由于驾驶员仅充当被动乘客，他或她可能更频繁地遭受身体异常(或症状)，例如晕动病。

可能是在自主车辆的驾驶员中发生的典型身体异常的晕动病是由视线和作为静态器官的内耳之间的认知失调引起的。如果驾驶员直接驾驶车辆，他或她在准确观察道路状况的同时预测行驶轨迹，并直接操作方向盘来改变方向，操作制动器来调节速度和加速度，从而可以预测车辆的行为。因此，与被动乘客相比，不协调被最小化并且晕动病的可能性变得显著降低。另一方面，对于自主驾驶，车辆(系统)执行车辆操作，因此驾驶员难以预测车辆行为并且难以知道自主驾驶的未来轨迹，除非乘客保持眼睛向前。此外，如果乘客执行非驾驶动作如阅读或视频观看而非保持眼睛向前，则认知失调可能增加，因此更可能引起晕动病。

也就是说，自主车辆的优点在于驾驶员不需要直接驾驶车辆，但是不利之处在于驾驶员由于认知协调引起的晕动病等身体异常的增加而感到不适。这些问题阻碍了自主汽车市场的发展。

1998年10月15日公开的、公开号为10-1998-0068399的韩国专利公开了本发明的相关技术。

发明内容

本发明的实施方式涉及一种用于控制自主驾驶的装置和方法，其克服了因为驾驶员由于自主车辆的性能而仅仅充当被动乘客时对预测车辆的未来轨迹和行为的限制，从而缓解由于驾驶员的认知失调引起的晕动症等身体异常(或症状)。

在一个实施方式中，一种用于控制自主驾驶的装置可包括行驶检测单元，配置为检测处于自主驾驶状态的主车辆的行驶环境和行驶状况；自主驾驶控制单元，配置为基于所述行驶检测单元检测到的所述行驶环境和行驶状况控制所述主车辆的自主驾驶，并且预测由于所述主车辆的自主驾驶引起的所述主车辆的乘客发生的身体异常；界面控制单元，配置为在所述自主驾驶控制单元预测到所述乘客的身体异常时，生成所述主车辆的车辆操作内容，用于减轻所预测到的身体异常，然后为所述乘客提供所生成的车辆操作内容。

所述自主驾驶控制单元可以基于所述主车辆的自主驾驶过程中的转向操作、制动操作和加速操作中的一个或多个引起的所述主车辆的加速度的变化来预测所述乘客发生的身体异常。

所述界面控制单元可以从所述自主驾驶控制单元接收关于所述转向操作、所述制动操作和所述加速操作中的一个或多个的信息，然后可以基于所接收的信息生成反映操作目标、操作量和操作定时中的一个或多个的所述车辆操作内容。

所述装置还可以包括：乘客检测单元，配置为检测所述乘客的状态，并且所述界面控制单元可以在与基于所述乘客检测单元检测到的所述乘客的状态确定的乘客的注视方向相对应的位置处显示所述车辆操作内容。

所述界面控制单元可以在与所述乘客的注视方向相对应的位置处显示所述主车辆的所述车辆操作内容和自主行驶轨迹。

当可以确定由所述乘客检测单元检测到的所述乘客的状态是不可能在视觉上识别所述车辆操作内容的状态时，所述界面控制单元可以向乘客提供选项信息，用于使乘客选择提供所述车辆操作内容的方法。

所述界面控制单元可以根据所述乘客的选择在声学上为所述乘客提供所述车辆操作内容或者不为所述乘客提供车辆操作内容。。

在另一实施方式中，一种用于控制自主驾驶的方法可包括：通过行驶检测单元检测处于自主驾驶状态的主车辆的行驶环境和行驶状况；通过自主驾驶控制单元，基于由所述行驶检测单元检测到的所述行驶环境和行驶状况控制所述主车辆的自主驾驶，并且预测由于所述主车辆的自主驾驶引起的所述主车辆的乘客发生的身体异常；通过界面控制单元在所述自主驾驶控制单元预测到所述乘客的身体异常时，生成所述主车辆的车辆操作内容，用于减轻所预测到的身体异常；和通过所述界面控制单元为所述乘客提供所述生成的车辆操作内容。

在所述预测中，所述自主驾驶控制单元可以基于所述主车辆的自主驾驶过程中的转向操作、制动操作和加速操作中的一个或多个引起的所述主车辆的加速度的变化来预测所述乘客发生的所述身体异常。

在所述生成中，所述界面控制单元可以从所述自主驾驶控制单元接收关于所述转向操作、所述制动操作和所述加速操作中的一个或多个的信息，然后基于所述接收的信息生成反映操作目标、操作量和操作定时中的一个或多个的所述车辆操作内容。

所述方法还可以包括通过乘客检测单元检测所述乘客的状态，并且在提供时，所述界面控制单元可以在与基于所述乘客检测单元检测到的所述乘客的状态确定的乘客的注视方向相对应的位置处显示所述车辆操作内容。

在所述提供中，所述界面控制单元可以在与所述乘客的注视方向相对应的位置处显示所述主车辆的所述车辆操作内容和自主行驶轨迹。

在所述提供中，当可以确定由所述乘客检测单元检测到的所述乘客的状态是不可能在视觉上识别所述车辆操作内容的状态时，所述界面控制单元可以向乘客提供选项信息，使乘客选择提供所述车辆操作内容的方法。

在所述提供中，所述界面控制单元可以根据所述乘客的选择在声学上为所述乘客提供所述车辆操作内容或者不为所述乘客提供车辆操作内容。

在本发明的一个方面中，可以考虑预测到他或她的身体异常时的时间来为驾驶员提供自主车辆的操作信息，从而减轻由他或她的认知失调引起的晕动病等身体异常。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施方式的用于控制自主驾驶的装置的框图。

图2是示出根据本发明的实施方式的自主驾驶控制装置的详细配置的框图。

图3至图5是示出根据本发明的实施方式的自主驾驶控制装置中的车辆操作内容的视图；

图6是示出根据本发明的实施方式的自主驾驶控制装置中为驾驶员显示的车辆操作内容和自主行驶轨迹的视图；和

图7和8是示出根据本发明的实施方式的用于控制自主驾驶的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的实施方式的用于控制自主驾驶的装置和方法。应当注意，附图不是精确的比例，并且为了描述方便和清楚起见，可能夸大线的粗细或部件的尺寸。此外，本文使用的术语是通过考虑本发明的功能来定义的，并且可以根据使用者或操作者的习惯或意图来改变。因此，术语的定义应根据本文所述的总体公开内容进行。

图1是示出根据本发明的实施方式的用于控制自主驾驶的装置的框图，图2是示出根据本发明的实施方式的自主驾驶控制装置的详细配置的框图，图3至图5是示出根据本发明的实施方式的自主驾驶控制装置中的车辆操作内容的视图，图6是示出根据本发明的实施方式的自主驾驶控制装置中为驾驶员显示的车辆操作内容和自主行驶轨迹的视图。

参照图1，根据本发明的实施方式的自主驾驶控制装置可包括行驶检测单元100、自主驾驶控制单元200、自主驾驶驱动控制单元300、界面控制单元400、乘客检测单元500和显示单元600。

行驶检测单元100可以检测处于自主驾驶状态的主车辆的行驶环境和行驶状况，然后可以将行驶环境和行驶状况发送到下文将要描述的自主驾驶控制单元200。行驶检测单元100可包括行驶环境检测单元110、通信单元130和行驶状况检测单元150，如图2所示，以便检测主车辆的行驶环境和行驶状况。

行驶环境检测单元110可以检测自主驾驶主车辆所需的行驶环境。在这方面，行驶环境可以包括主车辆周围行驶的移动物体，例如周围车辆和行人，以及诸如交通灯、标志牌和周围建筑物的固定物体。行驶环境检测单元110可包括物体识别传感器，例如相机传感器、雷达传感器、超声波传感器或激光雷达传感器，以检测行驶环境。

通信单元130可以从外部接收自主驾驶主车辆所需的主车辆的位置信息、周围车辆的行驶信息和道路交通信息。为此，通信单元130可以包括用于接收主车辆的位置信息的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)通信模块，以及用于接收周围车辆的行驶信息和道路交通信息的V2X(Vehicle to Everything，车辆到所有物)通信模块。

行驶状况检测单元150可以检测自主驾驶主车辆所需的主车辆的行驶状况。在这方面，行驶状况可以包含与车身和行驶状况有关的所有信息，例如，主车辆的速度、加速度和偏航率。行驶状况检测单元150可包括速度传感器、加速度传感器、偏航率传感器等以检测行驶状况。

自主驾驶控制单元200可以基于行驶检测单元100检测到的行驶环境和行驶状态控制主车辆的自主驾驶。即，如果最初建立到目的地的行驶路线，自主驾驶控制单元200可以经由下文将描述的自主驾驶驱动控制单元300控制主车辆的自主驾驶，同时实时地从行驶检测单元100接收行驶环境和行驶状况。自主驾驶控制单元200通常可以实现为安装在车辆上的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)。

自主驾驶驱动控制单元300可以通过自主驾驶控制单元200控制主车辆的转向、制动和加速。自主驾驶驱动控制单元300可以根据由自主驾驶控制单元200确定的转向水平、制动水平和加速水平分别控制转向、制动和加速，用于自主驾驶主车辆。为此，自主驾驶驱动控制单元300可包括转向控制单元310，其具有诸如MDPS(Motor Driven PowerSteering，电动机驱动动力转向)，AFS(Active Front Steering，主动前轮转向)或RWS(Rear Wheel Steering，后轮转向)的转向系统，制动控制单元330，其具有诸如AEB(Autonomous Emergency Braking，自主紧急制动)和ABS(Anti-lock Brake System，防抱死制动系统)的制动系统，和加速控制单元350，其用于通过驱动主车辆的内燃机来控制加速度，如图2所示。

根据该实施方式，自主驾驶控制单元200可以预测由于主车辆的自主驾驶引起的主车辆的乘客发生的身体异常。

也就是说，如上所述，自主驾驶控制单元200可以基于行驶检测单元100检测到的行驶环境和行驶状况执行自主驾驶，即，增加或减小速度以保持与前方车辆的恒定距离，执行驾驶以避免事故，例如，与障碍物的碰撞、改变车道，改变行驶方向以进入或离开道路。如果自主驾驶控制单元200改变了车辆的速度和行驶方向以控制自主驾驶，在车辆中进行非驾驶行为的乘客可能遭受身体异常(或症状)，例如由于认知失调引起的晕动病。因此，根据该实施方式，自主驾驶控制单元200采用用于预测由于主车辆的自主驾驶引起的乘客发生的身体异常的配置。

尽管对身体异常通过示例的方式列举了晕动病，但是它们可以覆盖由于进行非驾驶行为的乘客的认知失调而导致的所有身体异常，而不限于晕动病。

自主驾驶控制单元200可以基于主车辆的自主驾驶过程中的转向操作、制动操作和加速操作中的一个或多个引起的主车辆的加速度的变化来预测乘客发生的身体异常。

也就是说，当自主驾驶控制单元200通过转向操作、制动操作和加速操作来改变车辆的速度和行驶方向以控制自主驾驶时，主车辆的加速度改变。因此，在确定主车辆的加速度在自主驾驶过程中改变时，自主驾驶控制单元200可以预测乘客将发生身体异常。

当自主驾驶控制单元200预测到乘客的身体异常时，界面控制单元400可以生成主车辆的车辆操作内容以减轻预测到的身体异常，并且通过显示单元600或安装在车辆上的声学输出设备将所生成的车辆操作内容给乘客。

在这方面，界面控制单元400可以从自主驾驶控制单元200接收关于转向操作、制动操作和加速操作中的一个或多个的信息，并且然后可以基于所接收的信息生成反映操作目标(转向、制动和加速)、操作量(操作水平)和操作定时(执行操作之前剩余的时间)中的一个或多个的车辆操作内容。

换句话说，当自主驾驶控制单元200基于由主车辆的自主驾驶过程中的转向操作、制动操作和加速操作中的一个或多个引起的主车辆的加速度的变化预测乘客发生的身体异常，关于转向操作的信息、关于制动操作的信息、和关于加速操作的信息中的一个或多个可以发送到界面控制单元400。上述信息可以包含操作目标、操作量和操作定时。因此，界面控制单元400可以基于从自主驾驶控制单元200接收的信息，生成反映操作目标、操作量和操作定时中的一个或多个的车辆操作内容。图3至图5示出了由界面控制单元400生成的车辆操作内容的示例(例如，图3的左侧示出了在3秒之后向右侧执行车辆转向)。

显示单元600可以显示由界面控制单元400生成的车辆操作内容，以允许乘客可视地检查所述内容。显示单元600可以配置为包括在车辆的挡风玻璃上提供增强现实显示的AR HUD(Augmented Reality Head Up Display，增强现实平视显示)，安装在车辆上的集群单元或导航终端，和使用者拥有的远程信息处理终端(例如智能手机、笔记本电脑、平板电脑等)。

因此，当预测到主车辆中的乘客的身体异常时，即使主动车辆的转向、制动和加速中的一个或多个由自主驾驶驱动控制单元300控制(改变)，界面控制单元400仍通过显示单元600为乘客提供车辆操作内容，以允许乘客预测车辆的行为并最小化乘客的认知失调，从而因此减轻乘客的身体异常。

该实施方式可以进一步包括乘客检测单元500，以检测乘客的状态，如图1所示。乘客检测单元500可包括图像识别传感器(例如，相机传感器)以检测乘客的状态，例如，乘客看的方向或睡眠状态。

因此，界面控制单元400可以基于乘客检测单元500检测到的乘客状态，在对应于乘客的注视方向的位置处(即乘客看的显示单元600)显示车辆操作内容。

也就是说，界面控制单元400基于乘客检测单元500检测到的乘客状态来确定乘客的注视方向，并且在乘客看的显示单元600上显示车辆操作内容(例如，下述方法：当乘客看挡风玻璃时通过AR HUD显示车辆操作内容，并且当乘客看乘客拥有的远程信息处理终端时通过所述远程信息处理终端显示车辆操作内容)，从而允许乘客更有效地检查车辆操作内容。

此外，界面控制单元400可以在对应于乘客的注视方向的位置处显示主车辆的车辆操作内容和自主行进轨迹，如图6所示。因此，这使得乘客在主车辆沿着自主行驶轨迹自主地行驶的同时更有效地预测车辆的行为。

同时，当确定乘客检测单元500检测到的乘客状态是不可能在视觉上识别车辆操作内容的状态时，界面控制单元400可以向乘客提供选项信息，使乘客选择提供所述车辆操作内容的方法。提供车辆操作内容的方法可以是指提供车辆操作内容的形式和存在或不存在车辆操作内容。更具体地，当确定乘客的状态是不可能在视觉上识别车辆操作内容的状态时，界面控制单元400根据乘客的选择可以在声学上为乘客提供车辆操作内容或者不为乘客提供车辆操作内容。例如，当确定乘客的状态是不可能在视觉上识别车辆操作内容的状态时，界面控制单元400可以通过显示单元600为乘客提供上述选项信息(在这种情况下，可以输出声音以通知乘客提供了选项信息)。如果乘客选择以声学形式提供所述内容的选项，则界面控制单元400可以通过安装在车辆上的声学输出设备声学地提供车辆操作内容(例如当乘客正在阅读时)。如果乘客选择不提供车辆操作内容的选项，则界面控制单元400可以不为乘客提供车辆操作内容(例如当乘客正在睡觉时)。

图7和8是示出根据本发明的实施方式的用于控制自主驾驶的方法的流程图。

将参考图7描述根据本发明的实施方式的用于控制自主驾驶的方法。首先，在步骤S100，行驶检测单元100检测处于自主驾驶状态的主车辆的行驶环境和行驶状况。

随后，在步骤S200，自主驾驶控制单元200基于在步骤S100检测到的行驶环境和行驶状况来控制主车辆的自主驾驶，并且预测由于主车辆的自主驾驶引起的主车辆的乘客发生的身体异常。

在步骤S200，自主驾驶控制单元200可以基于主车辆的自主驾驶过程中的转向操作、制动操作和加速操作中的一个或多个引起的主车辆的加速度的变化来预测乘客发生的身体异常。

当通过步骤S200预测到乘客的身体异常时，在步骤S300，界面控制单元400生成主车辆的车辆操作内容，用于减轻预测到的身体异常。

在步骤S300，界面控制单元400可以从自主驾驶控制单元200接收关于转向操作、制动操作和加速操作中的一个或多个的信息，然后可以基于所接收的信息生成反映操作目标、操作量和操作定时中的一个或多个的车辆操作内容。

随后，在步骤S600，界面控制单元400为乘客提供在步骤S300生成的车辆操作内容。

同时，如图8所示，该实施方式可以进一步包括由乘客检测单元500检测乘客的状态的步骤S400。因此，在步骤S600，界面控制单元400可以在与基于步骤S400检测到的乘客的状态确定的乘客注视方向相对应的位置处显示车辆操作内容。此外，在步骤S610，界面控制单元400可以在与乘客注视方向相对应的位置处显示主车辆的车辆操作内容和自主行驶轨迹。

当在步骤S500确定在步骤S400检测到的乘客的状态是不可能在视觉上识别车辆操作内容的状态时，在步骤S600，界面控制单元400可以向乘客提供选项信息，使乘客选择提供车辆操作内容的方法。因此，界面控制单元400可以根据乘客的选择在声学上为乘客提供车辆操作内容，或者可以不为乘客提供车辆操作内容。

根据本实施方式，可以考虑预测到他或她的身体异常时的时间来为驾驶员提供自主车辆的操作信息，从而减轻由他或她的认知失调引起的晕动病等身体异常。

尽管出于说明性目的公开了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (14)

1.一种用于控制自主驾驶的装置，包括：

行驶检测单元，配置为检测处于自主驾驶状态的主车辆的行驶环境和行驶状况；

自主驾驶控制单元，配置为基于所述行驶检测单元检测到的所述行驶环境和行驶状况控制所述主车辆的自主驾驶，并且预测由于所述主车辆的自主驾驶引起的所述主车辆的乘客发生的身体异常；和

界面控制单元，配置为在所述自主驾驶控制单元预测到所述乘客的身体异常时，生成所述主车辆的车辆操作内容，用于减轻所预测到的身体异常，然后为所述乘客提供所生成的车辆操作内容。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述自主驾驶控制单元基于所述主车辆的自主驾驶过程中的转向操作、制动操作和加速操作中的一个或多个引起的所述主车辆的加速度的变化来预测所述乘客发生的所述身体异常。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述界面控制单元从所述自主驾驶控制单元接收关于所述转向操作、所述制动操作和所述加速操作中的一个或多个的信息，然后基于所接收的信息生成反映操作目标、操作量和操作定时中的一个或多个的所述车辆操作内容。

4.根据权利要求1所述的装置，还包括：

乘客检测单元，配置为检测所述乘客的状态，

其中所述界面控制单元在与基于所述乘客检测单元检测到的所述乘客的状态确定的乘客的注视方向相对应的位置处显示所述车辆操作内容。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述界面控制单元在与所述乘客的注视方向相对应的位置处显示所述主车辆的所述车辆操作内容和自主行驶轨迹。

6.根据权利要求4所述的装置，其中当确定由所述乘客检测单元检测到的所述乘客的状态是不可能在视觉上识别所述车辆操作内容的状态时，所述界面控制单元向乘客提供选项信息，使乘客选择提供所述车辆操作内容的方法。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述界面控制单元根据所述乘客的选择在声学上为所述乘客提供所述车辆操作内容或者不为所述乘客提供所述车辆操作内容。

8.一种用于控制自主驾驶的方法，包括：

通过行驶检测单元检测处于自主驾驶状态的主车辆的行驶环境和行驶状况；

通过自主驾驶控制单元，基于由所述行驶检测单元检测到的所述行驶环境和行驶状况控制所述主车辆的自主驾驶，并且预测由于所述主车辆的自主驾驶引起的所述主车辆的乘客发生的身体异常；

通过界面控制单元在所述自主驾驶控制单元预测到所述乘客的身体异常时，生成所述主车辆的车辆操作内容，用于减轻所预测到的身体异常；和

通过所述界面控制单元为所述乘客提供所生成的车辆操作内容。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述预测时，所述自主驾驶控制单元基于所述主车辆的自主驾驶过程中的转向操作、制动操作和加速操作中的一个或多个引起的所述主车辆的加速度的变化来预测所述乘客发生的所述身体异常。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述生成时，所述界面控制单元从所述自主驾驶控制单元接收关于所述转向操作、所述制动操作和所述加速操作中的一个或多个的信息，然后基于所接收的信息生成反映操作目标、操作量和操作定时中的一个或多个的所述车辆操作内容。

11.根据权利要求8所述的方法，还包括：

通过乘客检测单元检测所述乘客的状态，

其中，在所述提供中，所述界面控制单元在与基于所述乘客检测单元检测到的所述乘客的状态确定的乘客的注视方向相对应的位置处显示所述车辆操作内容。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述提供中，所述界面控制单元在与所述乘客的注视方向相对应的位置处显示所述主车辆的所述车辆操作内容和自主行驶轨迹。

13.根据权利要求11所述的方法，其中在所述提供中，当确定由所述乘客检测单元检测到的所述乘客的状态是不可能在视觉上识别所述车辆操作内容的状态时，所述界面控制单元向乘客提供选项信息，使乘客选择提供所述车辆操作内容的方法。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述提供中，所述界面控制单元根据所述乘客的选择在声学上为所述乘客提供所述车辆操作内容或者不为所述乘客提供车辆操作内容。