CN111746532A - 车辆控制系统 - Google Patents

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Abstract

车辆控制系统。在被配置为用于自主驾驶的车辆控制系统(1、101、201)中，具有：控制单元，其被配置为当检测到控制单元或驾驶员变得不能适当地保持车辆的行驶状态时，执行使车辆停泊在规定的停车区域中的停车过程；以及外部通知单元(14)，其包括前照灯，并且控制单元被配置为在停车过程中以重复方式改变前照灯的照明模式。

Description

车辆控制系统
技术领域
本发明涉及一种被配置为用于自主驾驶的车辆控制系统。
背景技术
根据已知的行驶控制系统，当检测到驾驶员不能继续适当地驾驶车辆时将车辆自主地驾驶到合适的停车位置并将车辆停泊在停车位置处。例如，参见JP2016-196285A。根据该现有技术，当车辆被自主地驾驶至停车位置时，前照灯被开启以警示周围车辆发生紧急情形。
每当车辆在夜间或昏暗条件下行驶时，都会使用前照灯。因此，仅开启前照灯可能无法适当地警示周围车辆和行人发生紧急情形。
发明内容
鉴于现有技术的这种问题，本发明的主要目的是提供一种被配置为当车辆的驾驶员变得不能适当地驾驶车辆时能够以可靠方式警示周围车辆和行人的用于自主驾驶的车辆控制系统。
为了实现该目的，本发明提供了一种被配置为用于自主驾驶的车辆控制系统(1、101、201)，该车辆控制系统包括：
控制单元(15)，其用于使车辆转向、加速和减速；以及
外部通知装置(14)，其使用光，
其中，控制单元被配置为当检测到控制单元或驾驶员变得不能适当地保持车辆的行驶状态时，执行使车辆停泊在规定的停车区域中的停车过程，并且
其中，外部通知装置包括前照灯，并且控制单元被配置为在停车过程中以重复方式改变前照灯的照明模式。
当检测到驾驶员处于妨碍驾驶员接管驾驶的异常状态时，可以启动停车过程，使得车辆可以自主地驾驶到停车位置以停泊在停车位置。此时，前照灯的照明模式重复地改变。具体地，使前照灯以不同于简单照明的方式操作，以使行人和周围车辆的乘员识别出发生了紧急情形。
优选地，前照灯被配置为能选择地处于展示两个不同照射范围的第一状态和第二状态中，并且控制单元被配置为使第一状态和第二状态以重复方式交替。
因此，行人和其它车辆的乘员能够容易地识别出发生了紧急情形。
优选地，前照灯包括具有不同照射范围的第一光源和第二光源，在第一状态下第一光源被开启同时第二光源被关闭，在第二状态下第一光源被关闭同时第二光源被开启。
由此，仅通过以交替方式开启第一光源和第二光源，能够以非常明显的方式改变前照灯的照明模式。
优选地，前照灯包括具有不同照射范围的第一光源和第二光源，在第一状态下第一光源被开启同时第二光源被关闭，在第二状态下第一光源和第二光源二者被开启。
由于在改变前照灯的照明模式的过程期间不需要关闭第一光源，因此第一光源可以选自在开启之后完全变亮之前需要特定时间段的光源。
优选地，前照灯包括能选择地具有比水平方向低地指向的第一照射方向和比第一照射方向高的第二照射方向的光源，第一状态和第二状态分别对应于第一照射方向和第二照射方向。
因此，在第一状态和第二状态之间不需要开启和关闭光源，从而能够从在开启之后完全变亮之前需要特定时间段的光源中选择光源。另外，与不同光源一个到另一个切换的布局相反，光源可以由单个光源组成，使得光源的数量能够被最小化。
优选地，车辆控制系统还包括乘员监测装置，其中，控制单元被配置为在乘员监测装置指示驾驶员身体健康时禁止前照灯的照明模式在停车过程中以重复方式改变。
当驾驶员处于正常健康状况中，并且可能因其它原因未能响应接管驾驶的请求时，驾驶员应该能够自行应对这种情形。因此，限制照明模式的切换是有利的。结果，当驾驶员的健康状况没有问题并且不要求紧迫性时，可以防止不必要地警示周围行人和周围车辆的乘员。
优选地，外部通知装置还包括尾灯(14g)，其中，控制单元在停车过程中开启尾灯以及前照灯。
由此，能够使后续车辆的乘员容易地识别驾驶员不能接管驾驶的紧急状况。
因此，本发明提供了一种被配置为当车辆的驾驶员变得不能适当地驾驶车辆时能够以可靠方式警示周围车辆和行人的用于自主驾驶的车辆控制系统。
附图说明
图1是安装有根据本发明的车辆控制系统的车辆的功能框图；
图2是停车过程的流程图；
图3是外部通知装置的功能框图；
图4是根据本发明第一实施方式的通知过程的流程图；以及
图5是根据本发明第四实施方式的停车保持过程的流程图。
具体实施方式
下面参照附图描述根据本发明的优选实施方式的车辆控制系统。以下公开内容根据靠左行驶的交通。在靠右行驶的交通的情况下，本公开中的左和右将被颠倒。
如图1所示，根据本发明的车辆控制系统1是安装在车辆上的车辆系统2的一部分。车辆系统2包括动力单元3、制动装置4、转向装置5、外部环境识别装置6、车辆传感器7、通信装置8、导航装置9(地图装置)、驾驶操作装置10、乘员监测装置11、HMI 12(人机界面)、自主驾驶级别开关13、外部通知装置14和控制单元15。车辆系统2的这些组件彼此连接，使得可以通过诸如CAN 16(控制器局域网)之类的通信手段在这些组件之间传输信号。
动力单元3是用于向车辆施加驱动力的装置，并且可以包括动力源和传动单元。动力源可以由诸如汽油引擎和柴油引擎的内燃机、电动机或它们的组合组成。制动装置4是向车辆施加制动力的装置，并且可以包括将制动片压向制动转子的制动钳以及向制动钳供给液压的电动液压缸。制动装置4也可以包括驻车制动装置。转向装置5是用于改变车轮的转向角的装置，并且可以包括使前轮转向的齿条齿轮机构和驱动齿条齿轮机构的电动机。动力单元3、制动装置4和转向装置5由控制单元15控制。
外部环境识别装置6是检测位于车辆外部的对象的装置。外部环境识别装置6可以包括捕获来自车辆周围的电磁波或光以检测车辆外部的对象的传感器，并且可以由雷达17、激光雷达18、外部摄像头19或它们的组合组成。外部环境识别装置6还可以被配置为通过从车辆外部的源接收信号来检测车辆外部的对象。外部环境识别装置6的检测结果被转发给控制单元15。
雷达17向车辆周围区域发射诸如毫米波之类的无线电波，并通过捕获反射波来检测对象的位置(距离和方向)。优选地，雷达17包括向车辆的前方辐射无线电波的前方雷达、向车辆的后方辐射无线电波的后方雷达以及在侧向方向上辐射无线电波的一对侧方雷达。
激光雷达18向车辆的周围部分发射诸如红外线之类的光，并且通过捕获反射光来检测对象的位置(距离和方向)。在车辆的合适位置处设置至少一个激光雷达18。
外部摄像头19可以捕获诸如车辆、行人、护栏、路缘石、墙壁、中间隔离带、道路形状、道路标志、涂在道路上的道路标记等的周围对象的图像。外部摄像头19可以由使用诸如CCD和CMOS之类的固态成像装置的数码摄像机组成。在车辆的合适位置处设置至少一个外部摄像头19。外部摄像头19优选地包括对车辆的前方进行成像的前方摄像头、对车辆的后方进行成像的后方摄像头以及对来自车辆的侧方视野进行成像的一对侧方摄像头。外部摄像头19可以由能够捕获周围对象的三维图像的立体摄像机组成。
车辆传感器7可以包括检测车辆的行驶速度的车辆速度传感器、检测车辆的加速度的加速度传感器、检测车辆绕垂直轴的角速度的偏航率传感器、检测车辆的行驶方向的方向传感器等。偏航率传感器可以包括陀螺仪传感器。
通信装置8允许在连接至导航装置9的控制单元15与本车辆周围的其它车辆以及位于车辆外部的服务器之间进行通信。控制单元15可以经由通信装置8执行与周围车辆的无线通信。例如，控制单元15可以经由通信装置8与提供交通规则信息的服务器通信，并且还经由通信装置8与接受来自车辆的紧急呼叫的紧急呼叫中心通信。此外，控制单元15还可以经由通信装置8与诸如存在于车辆外部的行人等的人员所携带的便携式终端进行通信。
导航装置9能够识别车辆的当前位置，并且执行到目的地等的路线导航，并且可以包括GNSS接收器21、地图储存单元22、导航界面23和路线确定单元24。GNSS接收器21根据从人造卫星(定位卫星)接收到的信号来标识车辆的位置(经度和纬度)。地图储存单元22可以由诸如闪存和硬盘之类的本身已知的储存装置组成，并且存储或保留地图信息。导航界面23从用户接收目的地等的输入，并且通过视觉显示和/或语音向用户提供各种信息。导航界面23可以包括触摸面板显示器、扬声器等。在另一实施方式中，GNSS接收器21被配置为通信装置8的一部分。地图储存单元22可以被配置为控制单元15的一部分，或者可以被配置为可以经由通信装置8与控制单元15通信的外部服务器的一部分。
地图信息可以包括广泛的道路信息，该道路信息可以包括但不限于诸如高速公路、收费公路、国道和县道之类的道路类型，道路的车道数量，诸如各车道的中心位置(包括经度、纬度和高度的三维坐标)、道路分界线和车道线、是否存在人行道、路缘石、围栏等的道路标记，交叉口的位置，车道的合并点和分支点的位置，紧急停泊区的面积，每条车道的宽度以及沿道路设置的交通标志。地图信息还可以包括交通规则信息、地址信息(地址/邮政编码)、基础设施信息、电话号码信息等。
路线确定单元24根据由GNSS接收器21指定的车辆位置、从导航界面23输入的目的地以及地图信息，确定到目的地的路线。当确定路线时，除了路线之外，路线确定单元24还通过参考地图信息中的车道的合并点和分支点来确定车辆将行驶的目标车道。
驾驶操作装置10接收由驾驶员执行的输入操作以控制车辆。驾驶操作装置10可以包括方向盘、加速踏板和制动踏板。此外，驾驶操作装置10可以包括换档杆、驻车制动杆等。驾驶操作装置10的每个元件设置有用于检测相应操作的操作量的传感器。驾驶操作装置10将表示操作量的信号输出给控制单元15。
乘员监测装置11监测乘员室内乘员的状态。乘员监测装置11包括例如对坐在车厢内座椅上的乘员进行成像的内部摄像头26以及设置在方向盘上的握持传感器27。内部摄像头26是使用诸如CCD和CMOS之类的固态成像装置的数码摄像机。握持传感器27是检测驾驶员是否正握住方向盘的传感器，并将握持是否存在输出为检测信号。握持传感器27可以由设置在方向盘上的电容传感器或压电装置形成。乘员监测装置11可以包括设置在方向盘或座椅上的心率传感器或设置在座椅上的就座传感器。另外，乘员监测装置11可以是由乘员佩戴并且可以检测包括驾驶员的心率和血压中的至少一个的驾驶员的生命信息的可穿戴装置。就此而言，乘员监测装置11可以被配置为能够经由本身已知的无线通信手段与控制单元15通信。乘员监测装置11将拍摄的图像和检测信号输出给控制单元15。
外部通知装置14是用于通过声音和/或光向车辆外部的人员进行通知的装置，并且可以包括警告灯和喇叭。前照灯(前灯)、尾灯、制动灯、危险警告灯以及车辆内部灯可以用作警告灯。
HMI 12通过视觉显示和语音向乘员通知各种信息，并接收乘员的输入操作。HMI12可以包括以下装置中的至少一个：包括LCD或有机EL的诸如触摸面板和指示灯之类的显示装置31；诸如蜂鸣器和扬声器之类的声音产生器32；以及诸如触摸面板上的GUI开关以及机械开关之类的输入接口33。导航界面23可以被配置为用作HMI12。
自主驾驶级别开关13是根据驾驶员的命令来激活自主驾驶的开关。自主驾驶级别开关13可以是机械开关或显示在触摸面板上的GUI开关，并且位于车厢的适当部分中。自主驾驶级别开关13可以由HMI 12的输入接口33形成，或者可以由导航界面23形成。
控制单元15可以由包括CPU、ROM、RAM等的电子控制单元(ECU)组成。控制单元15通过根据由CPU执行的计算机程序执行运算处理来执行各种类型的车辆控制。控制单元15可以被配置为单片硬件，或者可以被配置为包括多片硬件的单元。另外，控制单元15的每个功能单元的至少一部分可以通过诸如LSI、ASIC和FPGA之类的硬件来实现，或者可以通过软件和硬件的组合来实现。
控制单元15被配置为通过组合各种类型的车辆控制来执行至少0级至3级的自主驾驶控制。级别是根据SAE J3016的定义的，并与驾驶员的驾驶操作中和车辆周围环境的监测中机器干预程度有关地确定。
在0级自主驾驶中，控制单元15不控制车辆，并且驾驶员执行所有驾驶操作。因此，0级自主驾驶意味着手动驾驶。
在1级自主驾驶中，控制单元15执行驾驶操作的特定部分，并且驾驶员执行驾驶操作的其余部分。例如，自主驾驶级别1包括恒速行驶、车辆间距离控制(ACC；自适应巡航控制)和车道保持辅助控制(LKAS；车道保持辅助系统)。当用于执行1级自主驾驶所需的各种装置(例如，外部环境识别装置6和车辆传感器7)全部正常运行时，执行1级自主驾驶。
在2级自主驾驶中，控制单元15执行整个驾驶操作。仅当驾驶员监测车辆的周围环境，车辆在指定区域内并且用于执行2级自主驾驶所需的各种装置全部正常运行时，才执行2级自主驾驶。
在3级自主驾驶中，控制单元15执行整个驾驶操作。3级自主驾驶要求驾驶员在需要时监测或注意周围环境，并且仅当车辆在指定区域内并且用于执行3级自主驾驶所需的各种装置全部正常运行时，才执行3级自主驾驶。执行3级自主驾驶的条件可以包括车辆正在拥挤的道路上行驶。车辆是否正在拥挤的道路上行驶可以根据从车辆外部的服务器提供的交通规则信息，或者另选地，由车速传感器检测到的车速被确定为低于预定减速确定值(例如，30km/h)超过预定时间段，来确定。
因此，在1级至3级的自主驾驶中，控制单元15执行转向、加速、减速和监测周围环境中的至少一项。当处于自主驾驶模式时，控制单元15执行1级至3级的自主驾驶。下文中，将转向操作、加速操作和减速操作统称为驾驶操作，并且可以将驾驶和对周围环境的监测统称为驾驶。
在本实施方式中，当控制单元15已经经由自主驾驶级别开关13接收到执行自主驾驶的命令时，控制单元15根据外部环境识别装置6的检测结果和由导航装置9获取的车辆位置来选择适于车辆环境的自主驾驶级别，并根据需要来改变自主驾驶级别。然而，控制单元15还可以根据对自主驾驶级别开关13的输入来改变自主驾驶级别。
如图1所示，控制单元15包括自主驾驶控制单元35、异常状态确定单元36、状态管理单元37、行驶控制单元38和储存单元39。
自主驾驶控制单元35包括外部环境识别单元40、车辆位置识别单元41和行动计划单元42。外部环境识别单元40根据外部环境识别装置6的检测结果识别位于车辆周围的障碍物、道路形状、是否存在人行道以及路标。障碍物包括但不限于护栏、电线杆、周围车辆以及行人。外部环境识别单元40可以从外部环境识别装置6的检测结果中获取诸如各个周围车辆的位置、速度和加速度之类的周围车辆的状态。各个周围车辆的位置可以被识别为诸如周围车辆的重心位置或角部位置之类的代表点、或由周围车辆的轮廓表示的区域。
车辆位置识别单元41识别作为车辆正在行驶的车道的行驶车道以及车辆相对于行驶车道的相对位置和角度。车辆位置识别单元41可以根据地图储存单元22中存储的地图信息和由GNSS接收器21获取的车辆位置来识别行驶车道。此外，可以从地图信息中提取在车辆周围的路面上绘制的车道标记，并且可以通过将提取的车道标记与由外部摄像头19捕获的车道标记进行比较来识别车辆相对于行驶车道的相对位置和角度。
行动计划单元42依次创建用于沿着路线驾驶车辆的行动计划。更具体地，行动计划单元42首先确定在车辆不与障碍物接触的情况下在由路线确定单元24确定的目标车道上行驶的一组事件。这些事件可以包括：车辆以恒定速度在同一车道上行驶的恒速行驶事件；车辆以等于或低于由驾驶员所选择的速度的特定速度或者由当时环境确定的速度跟随前车的前辆跟随事件；车辆改变车道的车道改变事件；车辆超过前车的超车事件；车辆在道路的交汇口从另一道路并入交通的并道事件；车辆在道路交汇口处驶入所选道路的分流事件；自主驾驶结束并且驾驶员接管驾驶操作的自主驾驶结束事件；以及当满足特定条件时使车辆停车的停车事件，所述条件包括控制单元15或驾驶员变得不能继续驾驶操作的情况。
行动计划单元42调用停车事件的条件包括：在自主驾驶期间没有检测到响应于对驾驶员的干预请求(移交请求)而对内部摄像头26、握持传感器27或自主驾驶级别开关13的输入的情况。干预请求是对驾驶员接管一部分驾驶的警示以及对执行驾驶操作和监测与要移交的一部分驾驶相对应的环境中的至少一项的警示。行动计划单元42调用停车事件的条件甚至包括行动计划单元42根据来自脉搏传感器、内部摄像头等的信号检测到驾驶员由于生理疾病而在车辆行驶中已经不能执行驾驶的事件。
在执行这些事件期间，行动计划单元42可以根据车辆的周围状况(存在附近车辆和行人、由于道路建设而导致车道变窄等)调用用于避让障碍物等的避让事件。
行动计划单元42生成与所选事件相对应的车辆未来行驶的目标轨迹。通过依次布置车辆在每个时间点应追踪的轨迹点来获得目标轨迹。行动计划单元42可以根据针对每个事件设置的目标速度和目标加速度来生成目标轨迹。此时，针对轨迹点之间的每个间隔确定关于目标速度和目标加速度的信息。
行驶控制单元38控制动力单元3、制动装置4和转向装置5，使得车辆根据也由行动计划单元42生成的调度表来追踪由行动计划单元42生成的目标轨迹。
储存单元39由ROM、RAM等形成，并且存储自主驾驶控制单元35、异常状态确定单元36、状态管理单元37和行驶控制单元38进行处理所需的信息。
异常状态确定单元36包括车辆状态确定单元51和乘员状态确定单元52。车辆状态确定单元51分析来自各种装置(例如，外部环境识别装置6和车辆传感器7)的影响正在执行的自主驾驶级别的信号，并检测在任何装置和单元中发生的可能妨碍正在执行的自主驾驶级别的正常运行的异常。
乘员状态确定单元52根据来自乘员监测装置11的信号来确定驾驶员是否处于异常状态。异常状态包括在要求驾驶员掌控车辆方向的1级或更低级的自主驾驶中驾驶员不能正确地掌控车辆方向的情况。在1级或更低级的自主驾驶中驾驶员无法掌控车辆方向可能意味着驾驶员未握住方向盘、驾驶员睡着了、驾驶员由于生病或受伤而丧失行为能力或失去意识，或者驾驶员处于心脏停跳状态。当在要求驾驶员掌控车辆方向的1级或更低级的自主驾驶中没有从驾驶员到握持传感器27的输入时，乘员状态确定单元52确定驾驶员处于异常状态。此外，乘员状态确定单元52可以根据从内部摄像头26的输出中提取的驾驶员的面部图像来确定驾驶员的眼睑的睁开/闭合状态。当驾驶员的眼睑闭合超过预定时间段时，或者当每单位时间间隔眼睑闭合的次数等于或大于预定阈值时，乘员状态确定单元52可以确定驾驶员在睡意很强、无意识或心脏骤停的情况下睡着了，使得驾驶者不能正确地驾驶车辆，并且驾驶员处于异常状况。乘员状态确定单元52还可以从捕获的图像中获取驾驶员的姿势，以确定驾驶员的姿势不适合驾驶操作或者驾驶员的姿势在预定时间段内未改变。这很可能意味着驾驶员由于生病、受伤或处于异常状况而无行为能力。
在2级或更低级的自主驾驶的情况下，异常状况包括驾驶员忽略监测车辆周围环境的职责的情形。这种情形可以包括驾驶员没有握住或抓握方向盘的情况，或者驾驶员的视线没有朝向前方的情况。当握持传感器27的输出信号指示驾驶员没有握住方向盘时，乘员状态确定单元52可以检测驾驶员忽略监测车辆周围环境的异常状况。乘员状态确定单元52可以根据由内部摄像头26捕获的图像来检测异常状况。乘员状态确定单元52可以使用本身已知的图像分析技术来从捕获的图像中提取驾驶员的面部区域，然后从所提取的面部区域提取包括眼睛的内眼角和外眼角及瞳孔的虹膜部分(以下称为虹膜)。乘员状态确定单元52可以根据眼睛的内眼角和外眼角的位置、虹膜、虹膜轮廓等来检测驾驶员的视线。当驾驶员的视线未朝向前方时，确定驾驶员正在忽略监测车辆周围环境的职责。
另外，在不需要驾驶员监测周围环境的级别的自主驾驶中或在3级自主驾驶中，异常状况是指在向驾驶员发出驾驶接管请求时驾驶员不能迅速接管驾驶的状态。驾驶员不能接管驾驶的状态包括不能监测系统的状态，或者换言之，诸如在驾驶员睡着时驾驶员不能监测可能正在呈现警报显示的画面显示的状态，以及在驾驶员不向前看时。在本实施方式中，在3级自主驾驶中，异常状况包括即使通知驾驶员监测车辆周围环境，驾驶员也不能执行监测车辆周围环境的职责的情况。在本实施方式中，乘员状态确定单元52在HMI 12的显示装置31上显示预定的画面，并命令驾驶员注视显示装置31。此后，乘员状态确定单元52用内部摄像头26检测驾驶员的视线，并且确定在驾驶员的视线未面向HMI 12的显示装置31的情况下驾驶员不能履行监测车辆周围环境的职责。
乘员状态确定单元52可以根据来自握持传感器27的信号来检测驾驶员是否正握住方向盘，并且如果驾驶员没有握住方向盘，则可以确定车辆处于监测车辆周围环境的责任正被忽略的异常状态。此外，乘员状态确定单元52根据内部摄像头26捕获的图像来确定驾驶员是否处于异常状态。例如，乘员状态确定单元52通过使用本身已知的图像分析手段从所捕获的图像中提取驾驶员的面部区域。乘员状态确定单元52还可以从所提取的面部区域中提取驾驶员的包括眼睛的内眼角和外眼角及瞳孔的虹膜部分(以下称为虹膜)。乘员状态确定单元52根据所提取的眼睛的内眼角和外眼角的位置、虹膜及虹膜轮廓等来获得驾驶员的视线。当驾驶员的视线未朝向前方时，确定驾驶员正在忽略监测车辆周围环境的职责。
状态管理单元37根据本车辆位置、自主驾驶级别开关13的操作、以及异常状态确定单元36的确定结果中的至少一项来选择自主驾驶的级别。此外，状态管理单元37根据所选的自主驾驶级别来控制行动计划单元42，从而执行根据所选自主驾驶级别的自主驾驶。例如，当状态管理单元37已经选择了1级自主驾驶并且正在执行恒速行驶控制时，行动计划单元42要确定的事件仅限于恒速行驶事件。
除了执行根据所选级别的自主驾驶之外，状态管理单元37还根据需要升高和降低自主驾驶级别。
更具体地，当满足用于以所选级别执行自主驾驶的条件并且用于升高自主驾驶级别的命令被输入到自主驾驶级别开关13时，状态管理单元37提高级别。
当用于执行当前级别的自主驾驶的条件不再满足时，或者当用于降低自主驾驶的级别的命令被输入到自主驾驶级别开关13时，状态管理单元37执行干预请求处理。在干预请求处理中，状态管理单元37首先向驾驶员通知移交请求。可以通过在显示装置31上显示消息或图像或者从声音产生器32生成语音或声学通知来向驾驶员进行通知。对驾驶员的通知可以在干预请求处理之后继续预定时间段或者可以继续进行通知，直到乘员监测装置11检测到输入为止。
当车辆已经移动到仅允许比当前级别低的级别的自主驾驶的区域时，或者当异常状态确定单元36已经确定出驾驶员或车辆已经发生了妨碍继续进行当前级别的自主驾驶的异常状况时，不再满足用于执行当前级别的自主驾驶的条件。
在通知驾驶员之后，状态管理单元37检测内部摄像头26或握持传感器27是否已经从驾驶员接收到指示驾驶接管的输入。以取决于要选择的级别的方式来确定对是否存在接管驾驶的输入的检测。当移动到2级时，状态管理单元37从内部摄像头26获取的图像中提取驾驶员的视线，并且当驾驶员的视线面向车辆的前方时，确定出接收到指示由驾驶员接管驾驶的输入。当移动至1级或0级时，状态管理单元37在握持传感器27已经检测到驾驶员握住方向盘时确定存在指示意图接管驾驶的输入。因此，内部摄像头26和握持传感器27充当检测驾驶员对驾驶的干预的干预检测装置。此外，状态管理单元37可以根据对自主驾驶级别开关13的输入来检测是否存在指示驾驶员对驾驶的干预的输入。
当在从干预请求处理开始起的预定时间段内检测到指示对驾驶进行干预的输入时，状态管理单元37降低自主驾驶级别。此时，在降低级别之后的自主驾驶的级别可以是0，或者可以是能够执行的最高级别。
当在执行干预请求处理之后的预定时间段内未检测到与驾驶员对驾驶进行干预相对应的输入时，状态管理单元37使行动计划单元42生成停车事件。停车事件是在车辆控制退化的同时使车辆停在安全位置(例如，紧急停泊区、路边区、路边路肩、停泊区等)处的事件。在此，在停车事件中执行的一系列处理可以称为MRM(最小风险策略)。
当调用停车事件时，控制单元15从自主驾驶模式转换为自主停车模式，并且行动计划单元42执行停车过程。在下文中，参照图2的流程图描述停车过程的概要。
在停车过程中，首先执行通知过程(步骤ST1)。在通知过程中，行动计划单元42操作外部通知装置14以通知车辆外部的人员。例如，行动计划单元42激活外部通知装置14中包括的喇叭，以周期性地产生声学通知。通知过程一直持续到停车过程结束。在通知过程结束之后，行动计划单元42可以依据情形继续激活喇叭以产生声学通知。
然后，执行退化过程(步骤ST2)。退化过程是限制能够被行动计划单元42调用的事件的过程。退化过程可以禁止至超车道的车道改变事件、超车事件、并道事件等。此外，在退化过程中，与不执行停车过程的情况相比，车辆的速度上限和加速度上限在各个事件中会受到更大限制。
接下来，执行停车区域确定过程(步骤ST3)。停车区域确定过程根据本车辆的当前位置参考地图信息，并在本车辆的行驶方向上提取诸如道路路肩和疏散空间之类的适于停车的多个可用停车区域(停车区域或潜在停车区域的候选)。然后，通过考虑停车区域的大小、到停车区域的距离等，选择可用停车区域中的一个作为停车区域。
接下来，执行移动过程(步骤ST4)。在移动过程中，确定到达停车区域的路线，生成沿着通往停车区域的路线的各种事件，并确定目标轨迹。行驶控制单元38根据由行动计划单元42确定的目标轨迹来控制动力单元3、制动装置4和转向装置5。然后，车辆沿着路线行驶并到达停车区域。
接下来，执行停车位置确定过程(步骤ST5)。在停车位置确定过程中，根据由外部环境识别单元40识别出的位于车辆周围的障碍物、道路标记和其它对象来确定停车位置。在停车位置确定过程中，有可能由于存在周围车辆和障碍物而导致在停车区域中无法确定停车位置。当在停车位置确定过程中不能确定停车位置时(步骤ST6中为“否”)，依次重复停车区域确定过程(步骤ST3)、移动过程(步骤ST4)和停车位置确定过程(步骤ST5)。
如果在停车位置确定过程中能够确定停车位置(步骤ST6中为“是”)，则执行停车执行过程(步骤ST7)。在停车执行过程中，行动计划单元42根据车辆的当前位置和目标停车位置来生成目标轨迹。行驶控制单元38根据由行动计划单元42确定的目标轨迹来控制动力单元3、制动装置4和转向装置5。然后，车辆朝向停车位置移动并停在停车位置处。
在执行了停车执行过程之后，执行停车保持过程(步骤ST8)。在停车保持过程中，行驶控制单元38根据来自行动计划单元42的命令来驱动驻车制动装置，以将车辆保持在停车位置。此后，行动计划单元42可以通过通信装置8向紧急呼叫中心发送紧急呼叫。当停车保持过程完成时，停车过程结束。
在本实施方式中，车辆控制系统1包括如前所述的控制单元15、提供驾驶员干预检测装置的功能的乘员监测装置11以及外部通知装置14，并且控制单元15被配置为诸如当驾驶员变得无法接管驾驶或因其它原因变得无法继续本车辆的适当行驶状态时，通过改变车辆的前照灯的照明模式向可能出现在本车辆周围的车辆和行人通知发生了紧急情形。为了实现该目标，外部通知装置14可以包括危险警示灯14a、喇叭14c、前照灯4e和尾灯14g，并且控制单元15包括用于控制外部通知装置14的外部通知控制单元64。
危险警示灯14a包括设置在车辆前端的两侧上的一对光源和设置在车辆后端的两侧上的一对光源。外部通知控制单元64被配置为根据来自行动计划单元42的信号以及各个光源的开启和关闭模式，来控制施加到车辆的前端和后端所设置的危险警示灯14a的各个光源的电压。
喇叭14c是能够用来通过声音警示周围环境的危险的可能的声学警示装置之一。外部通知控制单元64可以根据来自行动计划单元42的信号以及喇叭14c的发声模式来控制施加到喇叭14c的电压。
前照灯14e包括第一光源组61和第二光源组62。第一光源组61包括设置在车辆前端的两侧的至少一对第一光源61e。第一光源61e的照射距离(照明时的照射距离)彼此相等。第二光源组62包括设置在车辆前端的两侧上的至少一对第二光源62e。第二光源62e的照射距离也彼此相等。第一光源61e的照射距离比第二光源62e的照射距离短。在本实施方式中，将第一光源61e的照射距离设置为40m，并且将第二光源62e的照射距离设置为100m。此外，第一光源61e和第二光源62e优选是LED灯或卤素灯。
外部通知控制单元64通过根据来自行动计划单元42的信号控制施加到第一光源61e和第二光源62e中的每一个的电压来控制第一光源组61和第二光源组62的开启和关闭。外部通知控制单元64可以选择性地将前照灯14e置于第一光源组61和第二光源组62的所有光源61e、62e都被关闭的关闭状态(未点亮状态)以及开启状态(点亮状态)，开启状态可以包括第一状态(其中第一光源组61的所有光源61e开启并且第二光源组62的所有光源62e关闭)和第二状态(其中第一光源组61的所有光源61e关闭并且第二光源组62的所有光源62e开启)。
当前照灯14e处于第一状态时，照射距离为40m，并且前照灯14e可以称为近光灯(用于正常夜间行驶)。另一方面，当前照灯14e处于第二状态时，照射距离为100m，并且前照灯14e可以被称为远光灯(用于夜间在乡村道路上行驶)。当前照灯14e的照明模式在第一状态和第二状态之间切换时，照射距离改变，并且照射方向也可以改变。
尾灯14g包括设置在车辆后端的两侧上的一对光源。外部通知控制单元64可以通过根据来自行动计划单元42的信号控制施加到尾灯14g的各光源的电压，来附加地控制设置在车辆后端上的尾灯14g的每个光源的开启和关闭。外部通知控制单元64可以根据需要与前照灯14e相关联地开启和关闭尾灯14g。
下面参照图4详细描述用于操作外部通知装置14以通知车辆外部的通知过程。在通知过程的第一步骤ST11中，行动计划单元42发送这样的信号，该信号用于命令外部通知控制单元64以使危险警示灯14a开始闪烁并继续闪烁直到接收到命令其终止的信号为止。当信号的发送完成时，行动计划单元42执行步骤ST12。
在步骤ST12中，行动计划单元42将信号转发到外部通知控制单元64，以通过使用喇叭14c启动声学通知，并且周期性地或以重复的方式继续喇叭14c的操作，直到接收到用于结束喇叭14c的操作的命令为止。一旦信号的发送完成，行动计划单元42执行步骤ST13。
在步骤ST13中，行动计划单元42确定前照灯14e是否处于点亮状态(处于第一状态或第二状态)。当前照灯14e点亮时，尾灯14g也点亮。当前照灯14e未点亮时，行动计划单元42执行步骤ST14，而当前照灯14e点亮时，行动计划单元42执行步骤ST15。
在步骤ST14中，行动计划单元42向外部通知控制单元64发送点亮前照灯14e的信号。此时，行动计划单元42可以命令外部通知控制单元64将前照灯14e设置为第二状态。在点亮前照灯14e的同时，行动计划单元42命令外部通知控制部64点亮尾灯14g。一旦信号的发送完成，行动计划单元42执行步骤ST15。
在步骤ST15中，行动计划单元42使前照灯14e在第一状态和第二状态之间周期性地切换，并且向外部通知控制单元64输出命令重复进行该切换直到接收到命令终止的信号为止的信号。一旦信号的发送完成，行动计划单元42结束通知过程。
一旦通知过程完成，执行图2中的步骤ST2至ST8的过程。在停车保持过程(ST8)中，切换继续重复，直到从行动计划单元42发送命令结束前照灯14e的照明模式切换的信号并且该信号被外部通知控制部64接收到为止。可以在车辆停下来，并且设置在车门上的车门传感器检测车门的打开时发送用于命令结束通知的信号。在替代实施方式中，在车辆停车之后经过特定时间段时开始进行发送。
下面讨论如上所述配置的车辆控制系统1的操作模式和优点。
在根据本实施方式的车辆控制系统1中，第一光源组61中包括的第一光源61e和第二光源组62中包括的第二光源62e被交替地开启和关闭，使得前照灯14e在第一状态和第二状态之间循环交替。
当在夜间特别是在乡村道路上驾驶车辆时，驾驶员将前照灯14e设置为照射距离较长的第二状态，因此以远光灯来使用前照灯14e。当在城市道路上驾驶车辆或者有对向车辆时，驾驶员将前照灯14e的照射方向从第二状态降低到照射距离短的第一状态，从而以近光灯来使用前照灯14e。
在本实施方式中，前照灯14e的切换以与上述正常方式不同的方式进行。在本实施方式中，选择前照灯14e的照明模式是为了诸如在正在执行停车过程，并且控制单元15或驾驶员变得不能适当地保持车辆的行驶状态时向外部提供通知发生了紧急情形。
在本实施方式中，在停车过程中开启车辆的尾灯14g。这使得跟随车辆的驾驶员更容易识别出自主驾驶车辆中的驾驶员在需要时(诸如在做出切换请求时)可能已经不能接管驾驶。
在本实施方式中，通过在两种照明模式之间进行切换，能够使周围车辆和行人识别出异常情形。因此，与在三种以上的照明模式之间进行切换的情况相比，简化了控制单元15的构造。
<第二实施方式>
根据本发明的第二实施方式的车辆控制系统101(也示出在图1中)与第一实施方式的车辆控制系统1不同之处在于：由外部通知控制单元64控制的前照灯14e的第一状态和第二状态。第二实施方式在其它方面与第一实施方式类似。下面详细讨论第一状态和第二状态下的照明模式，并且从以下公开内容中省略了车辆控制系统101的其余部分。在以下公开内容中，与第一实施方式共同的部件用相同的附图标记表示。
外部通知控制单元64被配置为将前照灯14e设置为第一状态和第二状态，在该第一状态下第一光源组161的所有第一光源161e开启并且第二光源组162的所有第二光源162e关闭，在第二状态下第一光源组161的所有第一光源161e开启并且第二光源组162的所有第二光源162e开启。当前照灯14e处于第一状态时，照射距离为40m，并且前照灯14e为近光灯。另一方面，当前照灯14e处于第二状态时，照射距离为100m，并且前照灯14e为远光灯。
在前照灯14e在第一状态和第二状态之间切换的整个时间中，所有第一光源161e保持开启。因此，具有较高亮度的光源(例如，HID灯)可以用作第一光源161e，即使这样的光源在开启之后可能需要特定时间段才能完全变亮。在本实施方式中，第一光源161e各自由LED灯或卤素灯组成，但是也可以是在开启之后需要特定时间段才能完全变亮的HID灯。
下面讨论第二实施方式的车辆控制系统101的操作模式和优点。
在第二实施方式的车辆控制系统101中，当在前照灯14e的点亮状态下前照灯14e在第一状态和第二状态之间周期性地切换时，第二光源组162中所包括的所有第二光源162e被开启和关闭，而第一光源组161中所包括的所有第一光源161e保持开启。
因此，前照灯14e的第一光源161e在执行照明模式切换的同时持续开启。第一光源161e可以各自由诸如在开启之后需要特定时间段才能完全变亮的HID灯之类的光源组成。
<第三实施方式>
与第一实施方式的车辆控制系统1相反，根据本发明的第三实施方式的车辆控制系统201通过在第一状态和第二状态之间切换来切换前照灯14e的光源的方向。此外，前照灯14e的配置略有不同。在下文中，下面讨论前照灯14e的结构和照明模式。由于第三实施方式在其它方面与第一实施方式类似，因此在以下公开内容中省略了与第一实施方式共同的其它部分，与第一实施方式共同的部件由相同的附图标记表示。
前照灯14e没有设置与先前实施方式中的第一光源组61的光源相对应的光源，并且仅由第二光源组262组成，第二光源组262包括设置在车辆前端的两侧上的至少一对第二光源262e。第二光源262e可以被支撑在车身前端，以绕横向延伸的旋转轴可倾斜(可旋转)。因此，第二光源262e在其中照射方向相对于水平方向稍微向下的第一状态和其中照射方向比在第一状态下稍微更向上的第二状态之间可移动。第一状态和第二状态下的照射距离可以与第一实施方式类似地确定。第二光源262e可以各自由LED灯、HID灯或卤素灯组成。
外部通知控制单元64被配置为通过根据来自行动计划单元42的信号控制施加到第二光源262e的电压来控制第二光源262e的开启和关闭及其照射方向。可以通过机械布置或通过选择相应光源中包括的发光元件来改变照射方向。外部通知控制单元64可以至少在第一状态和第二状态之间切换前照灯14e。当前照灯14e处于第一状态时，照射距离为40m，并且前照灯14e可以被视为是近光灯。另一方面，当前照灯14e处于第二状态时，照射距离为100m，并且前照灯14e可以被视为远光灯。
下面讨论第三实施方式的车辆控制系统201的操作模式和优点。
在根据第三实施方式的车辆控制系统201中，在第二光源262e保持开启的同时，通过改变照射方向来使前照灯14e周期性地在第一状态和第二状态之间切换。
由于通过改变照射方向来进行切换，因此不需要关闭第二光源262e。因此，能够将具有高亮度但是在点亮前需要较长时间的光源用作第二光源262e。这样的光源可以能够以相对小的功耗产生高强度的光，使得前照灯14e的照明模式的切换容易被行人和周围车辆的乘员识别。
<第四实施方式>
根据本发明的第四实施方式的车辆控制系统301与第一实施方式的车辆控制系统1的不同之处在于：车辆控制系统301利用乘员监测装置11，并且在通知过程中执行步骤ST12之后执行步骤ST21。第四实施方式在其它方面与第一实施方式类似。在下文中，详细描述步骤ST21，并且在以下公开内容中省略了车辆控制系统301的其余部分。在以下公开中，与第一实施方式共同的部件由相同的附图标记表示。
如图5所示，在步骤ST21中，行动计划单元42获取乘员监测装置11的监测结果，并根据所获取的监测结果来确定驾驶员的健康状况是否正常。更具体地，当由心率传感器测量的心率在预定参考范围内时，行动计划单元42确定驾驶员的健康状况是正常的(健康良好)。参考范围优选为60bpm至90bpm。当确定出驾驶员的健康状况不正常(健康不佳)时，行动计划单元42执行步骤ST13，并且当确定出驾驶员的健康状况正常时，跳过后续步骤ST13至步骤ST15，并且通知过程结束。换句话说，在这种情况下，禁止切换前照灯14e的照明模式。
在另选实施方式中，在步骤ST21中，行动计划单元42根据由内部摄像头26捕获的图像来确定驾驶员的健康状况。更具体地，行动计划单元42对所捕获的图像执行本身已知的图像分析。例如，当检测到驾驶员的眼睑保持闭合达预定时间段或更长时，可以确定驾驶员的健康状况异常。
下面讨论第四实施方式的车辆控制系统301的操作模式和优点。
在第四实施方式的车辆控制系统301中，即使当确定出驾驶员未能接管驾驶时(通常响应于来自车辆控制系统301的切换请求)和/或驾驶员未能适当地监测周围环境时，如果乘员监测装置11的监测结果表明驾驶员身体健康，则对前照灯14e的照明模式的改变进行一些限制。
如果驾驶员身体健康，并且未能适当地干预(或接管)驾驶，则驾驶员很可能仍然能够应对该情况。因此，通过禁止前照灯14e的照明模式的改变，防止由于前照灯14e的照明模式的改变而对行人和周围车辆的乘员进行不必要地警示。
已经根据特定实施方式描述了本发明，但是本发明不限于这样的实施方式，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下以各种方式进行变型。例如，在第三实施方式中，第二光源262e各自由车身前端支撑，从而关于在横向方向上延伸的旋转轴可旋转。然而，本发明不限于该模式。例如，第二光源262e可以各自设置有反射板，该反射板由外部通知控制单元64控制，从而能够使照射方向在至少两个方向(包括相对于水平方向略微向下指向的第一方向，以及比第一方向稍微向上指向的第二方向)上移动(displacing)。
另外，在上述实施方式中，尾灯14g被配置为与前照灯14e的开启和关闭协同地开启和关闭，但本发明不限于此。例如，尾灯14g可以被配置为由行动计划单元42开启和关闭而与其它光源没有关联。
另外，在前述实施方式中，前照灯14e被配置为周期性地开启和关闭，但是本发明不限于该模式。例如，通过开启/关闭前照灯14e，可以与莫尔斯电码类似地向外部通知信息。例如，利用该配置，当通信装置8发生故障时，可以向车辆外部通知异常内容。
此外，在前述实施方式中，一旦停车过程启动，开启前照灯14e，并且照明模式以交替方式切换。然而，本发明不限于该模式。例如，行动计划单元42可以仅在车辆已经在停车位置处停车之后，换句话说，在启动停车保持过程之后，才开启前照灯14e并开始切换照明模式。
在前述实施方式中，前照灯14e被切换为用于改变照明模式的灯。另选地或附加地，车辆的内部灯或其它照明装置可以与前述实施方式中的前照灯14e类似地开启和关闭，以实现相似的目的。

Claims (7)

1.一种被配置为用于自主驾驶的车辆控制系统，该车辆控制系统包括：
控制单元，该控制单元用于使车辆转向、加速和减速；以及
外部通知装置，该外部通知装置使用光，
其中，所述控制单元被配置为当检测到所述控制单元或驾驶员变得不能适当地保持所述车辆的行驶状态时，执行使所述车辆停泊在规定的停车区域中的停车过程，并且
其中，所述外部通知装置包括前照灯，并且所述控制单元被配置为在所述停车过程中以重复方式改变所述前照灯的照明模式。
2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其中，所述前照灯被配置为能选择地处于展示两个不同照射范围的第一状态和第二状态中，并且所述控制单元被配置为使所述第一状态和所述第二状态以重复方式交替。
3.根据权利要求2所述的车辆控制系统，其中，所述前照灯包括具有不同照射范围的第一光源和第二光源，在所述第一状态下所述第一光源被开启同时所述第二光源被关闭，在所述第二状态下所述第一光源被关闭同时所述第二光源被开启。
4.根据权利要求2所述的车辆控制系统，其中，所述前照灯包括具有不同照射范围的第一光源和第二光源，在所述第一状态下所述第一光源被开启同时所述第二光源被关闭，在所述第二状态下所述第一光源和所述第二光源二者被开启。
5.根据权利要求2所述的车辆控制系统，其中，所述前照灯包括能选择地具有比水平方向低地指向的第一照射方向和比所述第一照射方向高的第二照射方向的光源，所述第一状态和所述第二状态分别对应于所述第一照射方向和所述第二照射方向。
6.根据权利要求1所述的车辆控制系统，该车辆控制系统还包括乘员监测装置，其中，所述控制单元被配置为在所述乘员监测装置指示所述驾驶员身体健康时禁止所述前照灯的照明模式在所述停车过程中以重复方式改变。
7.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其中，所述外部通知装置还包括尾灯，其中，所述控制单元在所述停车过程中开启所述尾灯以及所述前照灯。
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