CN111433099A - 对于不受保护的转弯的早期对象检测 - Google Patents

Abstract

提供了用于通过车辆的感知系统早期检测对象并作为响应由车辆触发预防动作而无需等待更精确的检测的系统和方法。车辆具有多级传感器范围，其中，第一级别的传感器范围与传感器范围的外界限相邻并且具有第一置信度值，并且第二级别的传感器范围在第一范围内并且具有第二更高的置信度值。在即将来临的交通以高速率行进的情况下，车辆响应于噪声较大的检测或以较低置信度感知的对象，而不等待可能来得太晚的证实。

Description

对于不受保护的转弯的早期对象检测

相关申请的交叉引用

本申请是2017年12月7日提交的美国专利申请第15/834,535号的继续，通过引用将该美国专利申请的公开内容并入本文。

背景技术

自主车辆(例如，不需要人类驾驶员的车辆)可以用于帮助将乘客或物品从一个位置运输到另一位置。这样的车辆可以在完全自主模式下操作，在该完全自主模式下，乘客可以提供一些初始输入，诸如接取或目的地位置，并且车辆将自身操纵到该位置。

尽管某些自主车辆可以在半自主模式下操作，诸如在某些情况下人类驾驶员接管车辆的控制，但是自主车辆尽可能以最安全的方式操作仍然很重要。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种用于操纵车辆的方法。所述方法包括：对于具有一个或多个传感器的自主车辆，限定具有第一相关的置信度值的第一传感器范围，第一传感器范围与一个或多个传感器的可及范围(reach)的外界限相邻，并限定第二传感器范围，第二传感器范围具有高于第一置信度值的第二相关的置信度值，第二传感器范围在第一传感器范围内，并且比第一传感器范围更接近一个或多个传感器。该方法还包括在一个或多个处理器处从一个或多个传感器接收输入，由一个或多个处理器基于从一个或多个传感器接收的输入来检测在车辆的第一传感器范围内的对象，和在在第二传感器范围内检测到所述对象之前，使车辆响应于在第一传感器范围内检测到对象而采取第一动作，其中，第一动作包括让行、停止加速、减速或切换车道中的至少一个。在一些示例中，该方法还可以包括：由一个或多个处理器基于从一个或多个传感器接收的进一步输入来检测对象已经移入车辆的第二传感器范围中，和基于对第二传感器范围内的对象的检测来验证对第一传感器范围内的对象的检测。

车辆在从一个或多个传感器接收输入时，可能正在等待并道到具有每小时45英里或更高的速度限制的道路上。在该示例中，在第一传感器范围内检测到的对象可以是在道路上行进的第二车辆，并且第一动作可以包括继续等待以并道到道路上。在另一示例中，车辆在从一个或多个传感器接收输入时，正在具有每小时45英里或更高的速度限制的道路的第一车道中行进，在第一传感器范围内检测到的对象是第二车辆，该第二车辆在道路上的第一车道或第二车道中行进并从后面靠近该车辆，并且第一动作包括离开第二车辆正在其中行进的车道而改变车道。在又一示例中，车辆在从一个或多个传感器接收输入时，正在进行到道路上的不受保护的转弯，在第一传感器范围内检测到的对象是沿着道路朝着车辆行进的第二车辆，并且第一动作可以包括等待直到第一传感器范围和第二传感器范围通畅(clear)为止，才进行不受保护的转弯。

本公开的另一方面提供一种系统，其包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器具有：与一个或多个传感器的可及范围的外界限相邻的第一限定范围，第一限定范围具有第一相关的置信度值；和第二限定范围，第二限定范围在第一传感器范围内并比第一传感器范围更接近一个或多个传感器，第二限定范围具有高于第一置信度值的第二相关的置信度值。该系统还包括与一个或多个传感器通信的一个或多个处理器，其中，该一个或多个处理器被配置为：从一个或多个传感器接收输入；基于从一个或多个传感器接收的输入，检测车辆的第一传感器范围内的对象；和在在第二传感器范围内检测到对象之前，使车辆响应于在第一传感器范围内检测到对象而采取第一动作，其中，第一动作包括让行、停止加速、减速或切换车道中的至少一个。

本公开的又一方面提供了一种车辆，其包括：驱动系统，至少包括加速系统、制动系统和转向系统；以及感知系统，至少包括一个或多个传感器。该一个或多个传感器具有与一个或多个传感器的可及范围的外界限相邻的第一限定范围，第一限定范围具有第一相关的置信度值；和第二限定范围，第二限定范围在第一传感器范围内并比第一传感器范围更接近一个或多个传感器，第二限定范围具有高于第一置信度值的第二相关的置信度值。该车辆还包括控制系统，该控制系统至少包括与一个或多个传感器通信的一个或多个处理器。一个或多个处理器被配置为从一个或多个传感器接收输入；基于从一个或多个传感器接收的输入，检测车辆的第一传感器范围内的对象；和在在第二传感器范围内检测到对象之前，使车辆响应于在第一传感器范围内检测到对象而采取第一动作，其中，第一动作包括让行、停止加速、减速或切换车道中的至少一个。在一些示例中，车辆可以是自主的。

附图说明

图1是根据示例性实施例的示例车辆的功能图。

图2是根据本公开的各个方面的车辆的示例外部视图。

图3是根据示例性实施例的车辆的第一传感器范围和第二传感器范围的示例鸟瞰图。

图4是根据本公开的各个方面的示例流程图。

图5是根据本公开的各个方面的在第一类型的地理区域内反应的车辆的示例鸟瞰图。

图6是根据本公开的各个方面的在图5的地理区域内反应的车辆的另一示例鸟瞰图。

图7是根据本公开的各个方面的在图5的地理区域内反应的车辆的另一示例鸟瞰图。

图8是根据本公开的各个方面的在第二类型的地理区域内反应的车辆的示例鸟瞰图。

具体实施方式

概述

本技术涉及自主车辆对对象的检测。具体地，在某些驾驶情况下，自主车辆可以基于对对象的早期检测进行操作，而无需等待更精确的检测。例如，尽管自主车辆通常可以等待直到在具有相对高的相关置信度值的传感器范围内检测到对象，但是本技术提供了基于噪声较大的传感器范围内的检测来进行早期检测。

根据本技术的自主车辆具有多级传感器范围，其中，第一、较不精确级别的传感器范围与传感器范围的外界限相邻，而第二、较精确级别的传感器范围在第一范围内。这样，第一范围可以具有比第二范围低的相关置信度值。例如，在第一范围内检测到的对象很可能实际上以第一确定度存在，而在第二范围内检测到的对象很可能实际上以高于第一确定度的第二确定度存在。

在某些情况下，对象(例如，房屋、植物叶子、停放的汽车等)可能会阻挡传感器的视线。在这样的情况下，“第一范围”可以紧邻被遮挡区域，在该区域中，移动对象将首先从遮挡中出现，但是仍然具有较低的置信度值。“第二范围”可以与第一范围相邻，但在被遮挡区域的更下游，其中，置信度值较高。

可以使用早期检测的驾驶情况可以包括自主车辆预期给其他交通(traffic)让行(yield)的那些情况，诸如当并道到公路上时，或者当穿越一个或多个交通车道以进行左转弯时。当即将来临的交通以高速率(诸如50mph或更高)行进时，这样的早期检测特别有利。在这样的情况下，自主车辆可能需要太长时间才能及时接收更高质量的检测，因而无法安全地采取所需的驾驶动作，诸如并道或转弯。通过响应于噪声较大的检测或以较低置信度感知的对象，可以较早安全地采取适当的驾驶动作，并且从而在检测到的对象变得太近之前的时间内采取适当的驾驶动作。适当的驾驶动作可以是例如等待并道或转弯，直到在传感器的视场内未检测到即将来临的对象为止。

在具有较低置信度值的第一传感器范围内检测对象可能会产生误检(falsepositive)。但是，在对象实际上不存时就像对象存在一般进行响应通常是更安全的响应。

用于检测对象的传感器可以包括各种不同传感器中的任何一种，包括通常包括在自主车辆中的那些传感器。例如，传感器可以包括雷达、激光雷达(LIDAR)、声纳或相机。

在一些示例中，可以使用各种技术来提高在第一传感器范围内检测到的对象的置信度水平。例如，可以对在第一传感器范围内从传感器接收的输入进行过滤，使得只有处于或高于阈值信噪比(SNR)的检测将触发反应。该反应可以不同于对第二传感器范围内确认的检测的反应。例如，由第一传感器范围内的检测触发的初步反应可以包括有限的制动，而第二传感器范围内的确认的检测可以触发完全制动。在其他示例中，可以使用不同类型的传感器来检测第一传感器范围内的对象，并且可以对来自那些不同类型的传感器的输入进行交叉验证。例如，如果雷达传感器和激光雷达传感器都在第一传感器范围内检测到对象，则可以确定对象存在。与此相比，如果仅雷达传感器在第一传感器范围内检测到对象，而激光雷达没有检测到，则可以确定该对象实际上不存在。

在其他示例中，还可以提高在第一传感器范围和第二传感器范围两者的管道(pipeline)上检测到的对象的置信度水平。例如，除了从当前感知数据集提取特征(诸如SNR、交叉验证等)之外，还可以通过感知数据的多次迭代在时间上跟踪对象。例如，可以跟踪具有时间元素的对象属性，诸如速度和加速度。

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。尽管本公开的某些方面对于特定类型的车辆特别有用，但是该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、休闲车辆等。该车辆可以具有一个或多个计算设备，诸如包含一个或多个处理器120、存储器130和通常在通用计算设备中存在的其他组件的计算设备110。

存储器130存储一个或多个处理器120可访问的信息，包括可由处理器120执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，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的不同组合，其中，指令和数据的不同部分被存储在不同类型的介质上。

指令132可以是将由处理器直接执行(诸如，机器代码)或间接执行(诸如，脚本)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”在本文中可以互换使用。指令可以以目标代码格式存储以供处理器直接处理，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集合或脚本。在下面更详细地说明指令的功能、方法和例程。

数据134可以由处理器120根据指令132来获取、存储或修改。例如，尽管所要求保护的主题不受任何特定数据结构的限制，但是数据可以存储在计算设备寄存器中、存储在关系数据库中作为具有多个不同字段和记录的表、XML文档或平面文件。数据也可以以任何计算设备可读格式来格式化。

一个或多个处理器120可以是任何常规处理器，诸如可商购获得的CPU。替代地，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框内，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可以或可以不存放在同一物理壳体内的多个处理器、计算设备或存储器。例如，存储器可以是位于不同于计算设备110的壳体的壳体中的硬盘驱动器或其他存储介质。因此，提及处理器或计算设备将被理解为包括提及可以或可以不并行操作的处理器或计算设备或存储器的集合。

计算设备110可以包括通常关于计算设备所使用的所有组件，诸如上述处理器和存储器，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)。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。就这一点而言，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用来向车辆100内的乘客提供信息。

计算设备110还可以包括一个或多个无线网络连接156，以促进与其他计算设备的通信，诸如下面详细描述的客户端计算设备和服务器计算设备。无线网络连接可以包括短程通信协议(诸如蓝牙、蓝牙低功耗(LE))、蜂窝连接以及各种配置和协议，包括互联网、万维网、内联网、虚拟专用网、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以及上述的各种组合。

在一个示例中，计算设备110可以是自主驾驶计算系统的控制计算设备或被合并到车辆100中。自主驾驶计算系统可以能够与车辆的各种组件通信，以根据存储器130的主车辆控制代码来控制车辆100的运动。例如，返回图1，计算设备110可以与车辆100的各种系统(诸如减速系统160、加速系统162、转向系统164、信号系统(signaling system)166、导航系统168、定位系统170、感知系统172和动力系统174(即车辆的发动机或电动机))通信，以根据存储器130的指令134来控制车辆100的运动、速度等。同样，尽管这些系统被示出为在计算设备110的外部，但实际上，这些系统也可以合并到计算设备110中，同样作为用于控制车辆100的自主驾驶计算系统。

作为示例，计算设备110可以与减速系统160和/或加速系统162的一个或多个致动器交互，例如制动器、加速器踏板和/或车辆的发动机或电动机，以控制车辆的速度。类似地，计算设备110可以使用转向系统164的一个或多个致动器，诸如方向盘、转向轴和/或齿条和小齿轮系统中的小齿轮和齿条，以控制车辆100的方向。例如，如果车辆100被配置为在道路上使用，诸如汽车或卡车，则转向系统可以包括一个或多个致动器，以控制车轮的角度来使车辆转弯。计算设备110可以使用信号系统166，以例如在需要时通过点亮转弯信号灯或制动灯而向其他驾驶员或车辆发信号通知车辆的意图。

计算设备110可以使用导航系统168，以确定并遵循到达某个位置的路线。就这一点而言，导航系统168和/或数据134可以存储详细的地图信息，例如，标识道路的形状和高程、车道线、交叉路口、人行横道、限速、交通信号、建筑物、标志、实时交通信息、植被或其他这样的对象和信息的高度详细的地图。

计算设备110可以使用定位系统170，以确定车辆在地图上或地球上的相对或绝对位置。例如，位置系统170可以包括GPS接收器，以确定设备的纬度、经度和/或高度位置。其他定位系统(诸如基于激光的定位系统、惯性辅助GPS或基于相机的定位)也可以用于识别车辆的位置。车辆的位置可以包括绝对地理位置，诸如纬度、经度和高度，以及相对位置信息，诸如相对于紧在其周围的其他汽车的位置，其通常可以用比绝对地理位置小的噪声来确定。

定位系统170还可以包括与计算设备110通信的其他设备，诸如加速度计、陀螺仪或另一方向/速度检测设备，以确定车辆的方向和速度或对其的改变。仅通过示例的方式，加速设备可以确定其相对于重力方向或垂直于其的平面的俯仰、偏航或滚转(或对其的改变)。该设备还可以跟踪速度的增加或减少以及这样的改变的方向。如本文所述的设备的位置和取向数据的提供可以被自动地提供给计算设备110、其他计算设备以及前述的组合。

感知系统172还包括用于检测车辆外部的对象的一个或多个组件，这些对象诸如其他车辆、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、相机和/或记录可以由计算设备110处理的数据的任何其他检测设备。在车辆是诸如厢式旅行车的乘用车的情况下，该厢式旅行车可以包括安装在车顶或其他便利位置上的激光器或其他传感器。例如，图2是车辆100的示例性外部视图。在该示例中，车顶顶部壳体210和圆顶壳体212可以包括激光雷达传感器以及各种相机和雷达单元。另外，位于车辆100的前端的壳体220和在车辆的驾驶员和乘客侧的壳体230、232可以均存放激光雷达传感器。例如，壳体230位于驾驶员门260的前面。车辆100还包括用于也位于车辆100的车顶上的雷达单元和/或相机的壳体240、242。可以将附加的雷达单元和相机(未示出)定位在车辆100的前端和后端和/或定位在沿着车顶或车顶顶部壳体210的其他位置上。

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可以使用来自详细的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。计算设备110可以使用定位系统170来确定车辆的位置并使用感知系统172来检测对象并在需要时对对象做出响应以安全到达该位置。为了这样做，计算设备110可以使车辆加速(例如，通过由加速系统162增加提供给发动机的燃料或其他能量)、减速(例如，通过由减速系统160减少供应给发动机的燃料、改变档位和/或通过施加制动)、改变方向(例如，通过由转向系统164转动车辆100的前轮或后轮)和发出信号表示这样的改变(例如，通过点亮信号系统166的转弯信号)。因此，加速系统162和减速系统160可以是包括在车辆的发动机和车辆的车轮之间的各种组件的动力传动系统的一部分。同样，通过控制这些系统，计算设备110也可以控制车辆的动力传动系统，以自主地操纵车辆。

图3示出了限定的传感器范围的示例，其中，可以通过检测不同传感器范围中的对象来触发不同的车辆响应。如上所述，车辆100具有一个或多个传感器，诸如雷达、激光雷达、相机等。该一个或多个传感器具有边界310所示的可及范围的外界限。例如，边界310可以表示一个或多个传感器的视场的程度(extent)，以使传感器不检测边界310之外的对象。在一些示例中，传感器的视场可能被遮挡，诸如被树木、建筑物等遮挡。在这种情况下，外边界310可以至少部分地由遮挡对象限定。在其他示例中，车辆上的传感器与外边界310之间的距离可以取决于例如所使用的传感器的类型。例如，雷达传感器可以具有大约160-200m的可及范围，而激光雷达传感器可以具有大约85-160m的可及范围。

在外边界310内的是第一传感器范围315。第一传感器范围具有与其相关的第一置信度值。到达第一范围并且在外边界310附近的传感器信号可能是有噪声的，这是因为长范围和/或在传感器的可及范围内历经了短距离(例如，在传感器视场内的时间较短)。因此，第一置信度值可以相对低。

在第一范围传感器范围315内并且更接近车辆100的是第二传感器范围325。边界320可以从第二传感器范围325限定第一传感器范围315。第二传感器范围325可以例如在范围上比第一传感器范围315短大约10-30m或更多。第二传感器范围325与第二置信度值相关。与第一传感器范围内的传感器信号相比，第二传感器范围325内的信号噪声更小且更精确，因为第二传感器范围325中的信号没有到达第一传感器范围315中的信号那么远。因此，第二置信度值高于第一置信度值。

根据一些示例，第一传感器范围315与第二传感器范围325之间的边界320可以基于信号质量、距一个或多个传感器的距离或至一个或多个传感器的方位和/或其他因素来确定。仅通过示例的方式，可以以阈值距离、阈值信噪比或其某种组合设置边界320。就这一点而言，边界320可以随信号质量的改变而变化。在其他示例中，边界320可以被重新限定以适应其他因素，诸如天气、能见度、传感器退化等。

尽管在上述示例中仅限定了两个传感器范围，但是应当理解，还可以限定附加的传感器范围，诸如第三传感器范围、第四传感器范围等。

可以基于在其中检测到对象的传感器范围来触发车辆100的不同动作。例如，如果在第一传感器范围315中检测到对象，则车辆100可以采取初步动作，诸如让行、减速、停止加速、改变车道、等待等。然而，如果对象移入第二传感器范围325内，则车辆100可以采取不同的响应动作，诸如停止或另一动作。在一些示例中，对第二范围325内的对象的检测可以用作对第一范围315内的对象的先前检测的证实。就这一点而言，响应于第一检测而采取的第一动作可以被认为是初步动作，以为响应于第二检测而采取的第二动作做准备。

示例方法

除了上述和附图中示出的操作之外，现在将描述各种操作。应当理解，不必以下面描述的精确顺序执行以下操作。而是，可以以不同的顺序或同时地处理各个步骤，并且还可以添加或省略步骤。

图4是示出指定传感器视场的多个范围并响应于在该多个范围中的一个中检测到对象而操作自主车辆的示例方法的流程图。

在框410中，在车辆上的一个或多个传感器的视场的外界限处限定第一传感器范围。第一传感器范围具有第一相关的置信度值。可以基于例如信号质量、错误率或其他信息来确定第一置信度值。因为第一传感器范围在视场的外界限附近，所以在一个或多个传感器处接收的输入信号很可能比视场的其他部分噪声更大。因此，与视场的其他部分相比，第一传感器范围的置信度值可能相对低。

在框420中，限定第二传感器范围，其中，第二传感器范围比第一传感器范围更接近一个或多个传感器，诸如图3所示。第二传感器范围具有第二相关的置信度值，其中，第二置信度值高于第一置信度值。例如，相对于行进到第一传感器范围的信号，行进距离较少的第二传感器范围内的信号可能更准确并且噪声更少。另外，进入第二范围内的对象在整个可检测范围内行进了更大的距离。第一传感器范围和第二传感器范围之间的边界可以例如基于相关的置信度值或其他准确度量化子(quantifier)来确定。例如，可以基于阈值距离、阈值置信度值等来设置边界。

在框430中，车辆的一个或多个处理器从一个或多个传感器接收输入。根据一些示例，在一个或多个传感器包括多个不同类型的传感器的情况下，接收的输入可以包括来自多个源的输入。

在框440中，基于接收的输入来检测第一传感器范围内的对象。该对象可以是例如行人、骑行者、另一车辆或该车辆应避开的任何其他对象。在许多示例中，对象可能正在移动或即将移动。例如，当车辆准备进行左转弯时，对象可能正在驾驶员侧靠近车辆。在其他示例中，当车辆在道路上行进时，对象可能从后面靠近车辆。在其他示例中，对象可能正在车辆正等待并道到的公路的右车道中行进。尽管这些仅是一些示例，但是应当理解，可以在多种情况中的任何情况下检测对象。在不同类型的多个传感器向一个或多个处理器提供输入的示例中，可以通过两个或更多个不同类型的传感器来检测对象。来自不同类型传感器的信号因此可以用于彼此交叉验证。

在框450中，响应于在第一传感器范围内检测到对象，在第二传感器范围内检测到该对象之前，触发车辆以采取第一动作。第一动作可以是例如等待转弯或并道、减速、停止加速或另一预防动作。

在一些示例中，可以基于其他标准来限制响应于在第一传感器范围内检测到对象而采取动作。例如，仅当检测对象的信号的信噪比处于或高于预定阈值(诸如通过滤除具有比预定阈值低的信噪比的信号)时才采取动作。在使用不同类型的传感器彼此交叉验证的情况下，仅当输入被交叉验证时才采取动作。

在一些示例中，该方法还可以包括基于从一个或多个传感器接收的进一步的输入来检测对象已经移入车辆的第二传感器范围中。在这样的示例中，对第二范围内的对象的检测可以用于验证对第一范围中的对象的检测。因此，车辆可以作为响应而采取次级动作，诸如停止、继续等待等。

图5-8示出了车辆对第一传感器范围内的对象的检测进行响应的一些示例情景。如图5所示，车辆100正在到道路550的入口坡道560上行进。道路550可以是高速道路，诸如，其中车辆每小时行进大约40英里以及更快。第二传感器范围325是通畅的，该第二传感器范围325具有比第一传感器范围315更接近车辆100的周长。换句话说，在第二传感器范围325内没有检测到对象。如果车辆100仅依赖于来自第二传感器范围325的该指示，则其可以继续进入道路550并“截住(cut off)”车辆500或造成与车辆550碰撞或接近碰撞。但是，第一传感器范围315包括车辆500。因此，尽管第一传感器范围315可能具有较低的置信度值，但可以留意其对即将来临的车辆的指示作为预防。这样，车辆100可以给车辆500让行，并等待以并道到道路550上。如果在第一传感器范围315中的车辆500的检测是误检，并且在第一传感器范围315内实际上不存在车辆，则由于由第一传感器范围内的检测触发的反应的有限性质(limited nature)，让行或等待不应引起任何危险。

如图6所示，车辆500已移入第二传感器范围325中。对在第二传感器范围325内的车辆500的这样的检测可用于验证第一传感器范围315中的检测。根据一些示例，这样的验证可以用于调整在第一传感器范围中的将来检测的置信度值，校准传感器，训练一个或多个处理器以触发对在第一传感器范围内的检测的反应或用于任何其他目的。例如，如果在类似情况下的将来时间，车辆100在第一传感器范围315内检测到类似于车辆的对象，则车辆100的一个或多个处理器可以以更大的置信度确定车辆实际上正在靠近。

如图7的示例所示，当车辆700正在道路550上朝着入口坡道560行进时，它与车辆100相距太远，以至于它在视场之外。在该示例中，车辆100的最大传感器范围足够长，使得通畅的视场将指示车辆100与车辆700之间的足够缓冲，用于车辆100安全地进入道路550。车辆700超出了第一传感器范围315的外界限，因此超出了车辆100上任何一个传感器的检测点。因为车辆700在视场之外，所以其距车辆100可能足够远，使得车辆100可以安全地进入道路550。因此，当第一传感器范围和第二传感器范围都通畅且足够大以安全地检测交通，并且即使在低信噪比下也没有检测到即将来临的交通时，车辆100继续并道到道路550上。

图8示出了另一情景，其中，车辆100正计划沿路径870进行到道路850上的不受保护的左转弯。在此示例中，不受保护的转弯是车辆100穿越具有路权的交通的车道的转弯。尽管车辆100必须在停止标志852处停止，但没有使沿道路850行进的交通停止、减速、让路等的标志、交通信号灯或其他要求。因此，当车辆100进行通过交叉路口854并进入道路850的左转弯时，存在以下一些风险：如果车辆100进入交叉路口854，则朝着交叉路口854行进的车辆(诸如车辆800)将与车辆100发生碰撞。因此，车辆100检测是否有任何车辆正在靠近以避免这样的碰撞。为了尽可能多地给车辆100通知，车辆100检测在第一传感器范围315内是否有任何对象。因此，车辆100可以检测车辆800的至少一部分。作为响应，车辆100可以继续在停止标志852处等待，直到视场通畅为止。

在第一传感器范围315内，车辆100还检测到已经开始穿越道路850的行人880。因此，在这种情况下，车辆100还可以通过等待进行转弯来对行人880作出响应。

虽然上面描述了受益于在第一传感器范围中的早期感知的车辆100进行的操纵的几个示例，但是应该理解，这些示例绝不是限制性的，并且该技术可以在多种其他情况中的任何一种中应用。例如，在高速道路上的相邻车道中的交通移动得比车辆快的情况下，车辆可以受益于对这样的交通的早期检测。作为响应，车辆可以改变车道或采取另一预防动作。其他示例可以包括车辆应给其尚未能以高置信度看到的另一车辆让行的任何情况。

通过观察并遵守在传感器范围的外界限处的具有噪声的信号，车辆可以采取预防动作，该预防动作导致车辆的更安全的操作。例如，与在较接近范围检测到对象时需要突然减速并停止相反，车辆可以通过停止加速来进行准备。除了改善车辆的乘客的乘车体验外，车辆的预防动作还可以提高共享道路每个人的安全。

除非另有说明，否则前述替代示例不是互相排斥的，而是可以以各种组合实现以实现独特的优点。由于可以在不脱离权利要求所限定的主题的情况下利用以上讨论的特征的这些和其他变形以及组合，因此，对实施例的前述描述应通过说明的方式而不是通过限制权利要求限定的主题的方式进行。另外，在此描述的示例的规定以及用表达为“诸如”、“包括”等的用语不应被解释为将权利要求的主题限制于特有示例；而是，这些示例仅旨在说明许多可能的实施例之一。此外，不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。

Claims (21)

1.一种用于操纵车辆的方法，所述方法包括：

对于具有一个或多个传感器的自主车辆，限定具有第一相关的置信度值的第一传感器范围，所述第一传感器范围与所述一个或多个传感器的可及范围的外界限相邻；

限定第二传感器范围，所述第二传感器范围具有高于第一置信度值的第二相关的置信度值，所述第二传感器范围在所述第一传感器范围内，并且比所述第一传感器范围更接近所述一个或多个传感器；

在一个或多个处理器处从所述一个或多个传感器接收输入；

由所述一个或多个处理器基于从所述一个或多个传感器接收的输入来检测在所述车辆的所述第一传感器范围内的对象；以及

在在所述第二传感器范围内检测到所述对象之前，使所述车辆响应于在所述第一传感器范围内检测到所述对象而采取第一动作，其中，所述第一动作包括让行、停止加速、减速或切换车道中的至少一个。

2.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基于从所述一个或多个传感器接收的进一步输入来检测所述对象已经移入所述车辆的第二传感器范围中；以及

基于对所述第二传感器范围内的所述对象的检测来验证对所述第一传感器范围内的所述对象的检测。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括使所述车辆响应于在所述第二传感器范围中检测到所述对象而采取第二动作。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二动作不同于所述第一动作。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用所述一个或多个处理器确定与从所述一个或多个传感器接收的输入相关的信噪比；

对从所述一个或多个传感器接收的输入进行过滤，以忽略具有低于阈值的信噪比的信号。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述一个或多个传感器接收输入包括接收第一类型的输入和接收第二类型的输入，并且还包括：

对所述第一类型的输入和所述第二类型的输入进行交叉验证。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一类型的输入来自第一传感器，并且所述第二类型的输入来自第二传感器，所述第二传感器具有与所述第一传感器不同的传感器类型。

8.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述车辆在从所述一个或多个传感器接收输入时，正在等待并道到具有每小时45英里或更高的速度限制的道路上；

在所述第一传感器范围内检测到的对象是在所述道路上行进的第二车辆；以及

所述第一动作包括继续等待以并道到所述道路上。

9.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述车辆在从所述一个或多个传感器接收输入时，正在具有每小时45英里或更高的速度限制的道路的第一车道中行进；

在所述第一传感器范围内检测到的对象是第二车辆，所述第二车辆在所述道路上的所述第一车道或第二车道中行进并从后面靠近所述车辆；以及

所述第一动作包括避开所述第二车辆正在其中行进的车道。

10.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述车辆在从所述一个或多个传感器接收输入时，正在进行到道路上的不受保护的转弯；

在所述第一传感器范围内检测到的对象是沿着所述道路朝着所述车辆行进的第二车辆；以及

所述第一动作包括等待直到所述第一传感器范围和第二传感器范围通畅为止，才进行所述不受保护的转弯。

11.一种系统，包括：

一个或多个传感器，所述一个或多个传感器具有：

与所述一个或多个传感器的可及范围的外界限相邻的第一限定范围，所述第一限定范围具有第一相关的置信度值；以及

第二限定范围，所述第二限定范围在所述第一传感器范围内并比所述第一传感器范围更接近所述一个或多个传感器，所述第二限定范围具有高于第一置信度值的第二相关的置信度值；

与所述一个或多个传感器通信的一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器被配置为：

从所述一个或多个传感器接收输入；

基于从所述一个或多个传感器接收的输入，检测所述车辆的所述第一传感器范围内的对象；以及

在在所述第二传感器范围内检测到所述对象之前，使所述车辆响应于在所述第一传感器范围内检测到所述对象而采取第一动作，其中，所述第一动作包括让行、停止加速、减速或切换车道中的至少一个。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为使所述车辆响应于在所述第二传感器范围中检测到所述对象而采取第二动作。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：

基于从所述一个或多个传感器接收的进一步输入来检测所述对象已经移入所述车辆的第二传感器范围中；以及

基于对所述第二传感器范围内的所述对象的检测来验证对所述第一传感器范围内的所述对象的检测。

14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：

确定与从所述一个或多个传感器接收的输入相关的信噪比；以及

对从所述一个或多个传感器接收的输入进行过滤，以忽略具有低于阈值的信噪比的信号。

15.根据权利要求11所述的系统，其中：

所述一个或多个传感器至少包括第一类型的第一传感器和不同于所述第一类型的第二类型的第二传感器。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，从所述一个或多个传感器接收输入包括从所述第一传感器接收第一类型的输入，并且从所述第二传感器接收第二类型的输入，并且其中，所述一个或多个处理器还被配置为对所述第一类型的输入和所述第二类型的输入进行交叉验证。

17.一种车辆，包括：

驱动系统，至少包括加速系统、制动系统和转向系统；

感知系统，至少包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器具有：

与所述一个或多个传感器的可及范围的外界限相邻的第一限定范围，所述第一限定范围具有第一相关的置信度值；以及

第二限定范围，所述第二限定范围在所述第一传感器范围内并比所述第一传感器范围更接近所述一个或多个传感器，所述第二限定范围具有高于第一置信度值的第二相关的置信度值；

控制系统，至少包括与所述一个或多个传感器通信的一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器被配置为：

从所述一个或多个传感器接收输入；

基于从所述一个或多个传感器接收的输入，检测所述车辆的所述第一传感器范围内的对象；以及

在在所述第二传感器范围内检测到所述对象之前，使所述车辆响应于在所述第一传感器范围内检测到所述对象而采取第一动作，其中，所述第一动作包括让行、停止加速、减速或切换车道中的至少一个。

18.根据权利要求17所述的车辆，其中，所述车辆是自主的。

19.根据权利要求17所述的车辆，其中：

所述车辆在从所述一个或多个传感器接收输入时，正在等待并道到具有每小时45英里或更高的速度限制的道路上；

在所述第一传感器范围内检测到的对象是在所述道路上行进的第二车辆；以及

所述第一动作包括继续等待以并道到所述道路上。

20.根据权利要求17所述的车辆，其中：

所述车辆在从所述一个或多个传感器接收输入时，正在具有每小时45英里或更高的速度限制的道路的第一车道中行进；

在所述第一传感器范围内检测到的对象是第二车辆，所述第二车辆在所述道路上的所述第一车道或第二车道中行进并从后面靠近所述车辆；以及

所述第一动作包括避开所述第二车辆正在其中行进的车道。

21.根据权利要求17所述的车辆，其中：

所述车辆在从所述一个或多个传感器接收输入时，正在进行到道路上的不受保护的转弯；

在所述第一传感器范围内检测到的对象是沿着所述道路朝着所述车辆行进的第二车辆；以及

所述第一动作包括等待直到所述第一传感器范围和第二传感器范围通畅为止，才进行所述不受保护的转弯。

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