CN111976722B

CN111976722B - 包括自主控制系统的用于控制车辆的方法和设备

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Publication number: CN111976722B
Application number: CN202010441935.9A
Authority: CN
Inventors: X.F.宋; N.L.霍斯克里; Q.张
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2024-06-14
Anticipated expiration: 2040-05-22
Also published as: CN111976722A; US10984260B2; US20200372263A1

Abstract

包括自主控制系统的用于控制车辆的方法和设备。包括自主操作系统的车辆的操作，该自主操作系统包括车载地图数据库，包括利用车道保持控制系统和自适应巡航控制系统在行车道中操作，并且监视多个车道参考标记。周期性地，确定参数，包括基于前向监视传感器和车道参考标记中的一个的就车辆的第一横向偏移，以及基于GPS传感器和地图数据库的就车辆的第二横向偏移。确定差和相关联的变化量，并且当变化量大于阈值变化量时，确定在地图数据库中的错误。基于检测到的在地图数据库中的错误，警示车辆操作者主动控制车辆。

Description

包括自主控制系统的用于控制车辆的方法和设备

技术领域

本发明涉及包括自主控制系统的用于控制车辆的方法和设备。

背景技术

利用自主控制系统的车辆可以利用车载地图数据库，用于当在自主状态下操作时车辆的操作控制的目的。由于多种因素（包括，例如，施工事件），车载地图数据库可能与道路路面真实状况不同。当车载地图数据库与道路路面真实状况不同时，车辆的自主控制可导致车辆通过不期望的行驶路径。存在对检测在道路路面真实状况与车载地图数据库之间的不同的需要，以便防止车辆意外偏离到不期望的行驶路径上。存在对提供改进的系统的需求，该系统用于通知车辆操作者由于在车载地图数据库和道路路面真实状况之间缺乏相关性而需要控制车辆。

发明内容

描述了一种车辆，并且该车辆包括全球定位系统（GPS）传感器以及自主操作系统，该自主操作系统包括车载地图数据库、向前监视传感器、自适应巡航控制系统、和车道保持控制系统的。一种用于操作车辆的方法，包括：利用车道保持控制系统和自适应巡航控制系统在行车道中操作车辆，并且经由前向监视传感器，监视与行车道相关联的多个车道参考标记。周期性地确定参数，包括基于前向监视传感器和车道参考标记中的一个的就车辆的第一横向偏移，以及基于GPS传感器和地图数据库的就车辆的第二横向偏移。确定在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差。确定在周期性确定的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差中的变化量，并且当变化量大于阈值变化量时，确定在地图数据库中的错误。基于检测到的在地图数据库中的错误，警示车辆操作者主动控制车辆。

本公开的方面包括，基于周期性确定的第一横向偏移确定横向偏移差，基于横向偏移差检测车道改变操纵的发生；并且基于车道改变的发生，补偿在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差。

本公开的另一方面包括，与确定就车辆的第一横向偏移在时间和空间上一致地确定就车辆的第二横向偏移。

本公开的另一方面包括，在控制器的缓冲器中捕获周期性确定的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差中的每个，并且确定在控制器的缓冲器中捕获的周期性确定的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差的变化量。

本公开的另一方面包括，控制器的缓冲器是先进先出（FIFO）缓冲器。

本公开的另一方面包括，监视与周期性确定的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差中的每个相关联的多个启用标准，并且当与相应的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差相关联的多个启用标准中的任何一个不满足时，排除周期性确定的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差。

本公开的另一方面包括，监视与周期性确定的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差中的每个相关联的多个启用标准，并且仅当与相应的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差相关联的多个启用标准满足时，在控制器的缓冲器中，捕获周期性确定的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差。

本公开的另一方面包括，确定与向前监视传感器的监视能力相关联的置信度。

本公开的另一方面包括，评估车辆相对于车道标记的横向偏移是否在紧邻当前时间之前已稳定达一段时间。

本公开的另一方面包括，确定与来自GPS传感器的数据的准确性相关联的置信度。

本公开的另一方面包括，确定与来自GPS传感器的信号相关联的二维（2D）位置错误。

本公开的另一方面包括，确定来自GPS传感器的信号是否匹配来自导航系统的信息。

当结合所附附图考虑时，根据以下对用于实现如在所附权利要求中所定义的本教导的最佳模式及其他实施例中的一些的详细描述，本教导的以上特征和优点以及其他特征和优点将是显而易见的。

本发明还提供了以下技术方案：

1. 一种用于控制车辆的方法，其中，所述车辆包括车载地图数据库、全球定位系统GPS传感器、以及自主操作系统，所述自主操作系统包括向前监视传感器、自适应巡航控制系统和车道保持控制系统，所述方法包括：

利用所述车道保持控制系统和所述自适应巡航控制系统操作行车道中的车辆；

经由所述向前监视传感器，监视与所述行车道相关联的多个车道参考标记；

周期性地：

基于所述向前监视传感器和所述车道参考标记中的一个确定车辆的第一横向偏移，

基于来自GPS传感器和地图数据库的数据确定述车辆的第二横向偏移，并且

确定在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的差；

经由控制器，确定在周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的变化量；

当所述变化量大于阈值变化量时，检测在所述地图数据库中的错误；并且

基于在所述地图数据库中的所述错误，警示车辆操作者主动控制所述车辆。

根据方案1所述的方法，还包括：

基于周期性确定的所述第一横向偏移确定横向偏移差；

基于所述横向偏移差检测车道改变操纵的发生；并且

基于所述车道改变操纵的发生，补偿所述在第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差。

根据方案1所述的方法，包括与确定所述车辆的所述第一横向偏移在时间和空间上一致地确定就所述车辆的所述第二横向偏移。

根据方案1所述的方法，其中确定在周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的所述变化量包括：

在所述控制器的缓冲器中，捕获周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个；并且

确定在所述控制器的所述缓冲器中捕获的周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差的所述变化量。

根据方案4所述的方法，其中所述控制器的所述缓冲器包括先进先出FIFO缓冲器。

根据方案5所述的方法，还包括

监视与周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个相关联的多个启用标准；并且

当与在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的差相关联的所述多个启用标准中的任何一个不满足时，排除周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差。

根据方案5所述的方法，还包括：

仅当与在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的差相关联的所述多个启用标准满足时，在所述控制器的所述缓冲器中，捕获周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差。

根据方案7所述的方法，其中监视与周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个相关联的多个启用标准包括：确定与所述向前监视传感器的监视能力相关联的置信度。

根据方案7所述的方法，其中监视与周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个相关联的多个启用标准包括：评估所述车辆相对于所述车道标记的所述横向偏移是否在紧邻当前时间之前已稳定达一段时间。

根据方案7所述的方法，其中监视与周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个相关联的多个启用标准包括：确定与来自所述GPS传感器的所述数据的准确性相关联的置信度。

根据方案7所述的方法，其中监视与周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个相关联的多个启用标准包括：确定与来自所述GPS传感器的所述数据相关联的二维（2D）位置错误。

根据方案7所述的方法，其中监视与周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个相关联的多个启用标准包括：确定来自所述GPS传感器的所述信号是否匹配来自所述自主操作系统的所述地图数据库的信息。

一种车辆，包括：

自主操作系统，所述自主操作系统包括向前监视传感器、自适应巡航控制系统、和车道保持控制系统，；

车载地图数据库；

全球定位系统GPS传感器；

控制器，所述控制器与所述自主操作系统和GPS传感器通信，所述控制器包括储存介质，所述存储介质包括指令集，所述指令集可执行以：

周期性地：

基于来自GPS传感器和地图数据库确定车辆的第二横向偏移，并且

确定在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的差；

确定在周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的变化量；

根据方案13所述的车辆，还包括指令集，其可执行以：

基于周期性确定的所述第一横向偏移确定横向偏移差；

基于所述横向偏移差检测车道改变操纵的发生；并且

基于所述车道改变操纵的所述发生，补偿在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差。

根据方案13所述的车辆，其中所述指令集可执行以与确定车辆的所述第一横向偏移一致地确定车辆的所述第二横向偏移。

根据方案13所述的车辆，其中可执行以确定在周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的所述变化量的所述指令集包括指令集，其可执行以：

根据方案16所述的车辆，其中所述控制器的所述缓冲器包括先进先出FIFO缓冲器。

根据方案16所述的车辆，其中所述指令集还可执行以：

当与在第二横向偏移和第一横向偏移之间的所述差相关联的所述多个启用标准中的任何一个不满足时，排除周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差。

根据方案16所述的车辆，其中所述指令集还可执行以：

仅当与在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差相关联的所述多个启用标准满足时，在所述控制器的所述缓冲器中，捕获周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差。

附图说明

现在将参考所附附图，以示例的方式，描述一个或多个实施例，其中：

图1示意性地示出了根据本公开的包括用于自主推进控制的配置的车辆的俯视图。

图2示意性地示出了根据本公开的在道路系统上操作的车辆的平面图。

图3示意性地示出了根据本公开的路面真实状况监视例程，可利用该例程以在道路系统的行车道中操作自主可控的车辆。

所附附图不必然按比例，并且呈现了在此公开的本公开的多种优选特征（包括，例如，具体尺寸、定向、定位、和形状）的略为简化的表示。与此类特征相关联的细节将部分地由特定意图的应用和使用环境确定。

具体实施方式

如在此描述和说明的，公开实施例的部件可以多种不同的配置布置和设计。因此，以下详细描述并非旨在限制如所要求的本公开的范围，而仅是其可能实施例的代表。此外，尽管在以下描述中阐述了许多具体细节以便提供对在此公开的实施例的详尽理解，但是一些实施例可在没有这些细节中的一些的情况下实施。此外，为了清楚起见，没有详细描述在相关技术中理解的某些技术材料，以避免不必要地模糊本公开。

现参考附图，其中所示出的是出于说明某些示例性实施例的目的，而不是为了对其加以限制的目的。图1示意性地示出了配置有自主操作系统45的车辆10的实施例，该自主操作系统45设置为提供一定水平的自主车辆操作。如在此描述的，自主操作系统45包括地图数据库56、包括一个或多个设置以实现向前监视的对象定位传感器66的空间监视系统65、全球定位系统（GPS）传感器50、自适应巡航控制（ACC）系统40、和车道保持控制系统。在一个实施例中，地图数据库56设置在车辆10的车载控制器中的存储装置中。在一个实施例中，地图数据库56可由车载导航系统55访问。在一个实施例中，地图数据库56与车载导航系统55所利用的地图是分开且区别的。替代地，地图数据库56设置在非车载控制器中的存储装置中，并且可由自主操作系统45经由远程信息（telematics）装置60访问。

在一个实施例中并且如在此描述的，车辆10包括推进系统20、车轮制动系统30、远程信息装置60、人机界面（HMI）系统75、和控制器15。推进系统20包括原动机，诸如内燃机、电动机、其组合、或其他装置。在一个实施例中，原动机联接到能够传递扭矩并降低速度的固定齿轮或无级变速器。推进系统20还包括传动系，诸如差速器、驱动桥或其他齿轮减速机构。推进系统20的元件的操作可以由一个或多个控制器控制，该控制器监视来自一个或多个传感器的信号并生成对一个或多个执行器的命令，以便以响应于操作者对车辆加速和推进的请求的方式控制操作。

车轮制动系统30包括能够向一个或多个车辆车轮12施加制动扭矩的装置，以及相关联的控制器，该控制器监视来自一个或多个传感器的信号并生成对一个或多个执行器的命令，以便以响应于操作者对制动的请求的方式控制操作。

ACC系统40包括控制器，该控制器与车轮制动系统30、推进系统20、和HMI系统75的控制器通信，并且还与空间监视系统65通信。ACC系统40执行控制例程，该控制例程确定来自HMI系统75的操作者将车辆速度维持在预定速度水平的请求，监视来自空间监视系统65的输入，并响应地命令推进系统20和车轮制动系统30的操作。

控制器15、以及相关术语，诸如控制模块、模块、控制、控制单元、处理器和类似术语是指专用集成电路（ASIC）、电子电路、中央处理单元的多种组合，例如，微处理器和相关联的以存储器和储存装置（只读、可编程只读、随机存取、硬盘等）形式的非暂时性存储部件。非暂时性存储器部件能够储存机器可读指令，机器可读指令的形式是以一个或多个软件或固件程序或例程、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、信号调节和缓冲电路以及可由一个或多个处理器访问以提供所描述的功能的其他部件。输入/输出电路和装置包括监视来自传感器的输入的模拟/数字转换器和相关装置，其中以预先设定的采样频率或响应于触发事件监视此类输入。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语是指控制器可执行的指令集，包括校准和查询表。可以存在单个控制器，或多个控制器。每个控制器执行控制例程以提供期望的功能，包括监视来自传感装置和其他网络控制器的输入，以及执行控制和诊断例程以控制执行器的操作。例程可以规律的间隔周期性地执行，或者可响应于触发事件的发生而执行。控制器之间的通信以及控制器、执行器和/或传感器之间的通信可使用直接有线链接、网络通信总线链接、无线链接、串行外围接口总线或其他适当的通信链接实现。通信包括以适当形式交换数据信号，包括，例如，经由导电介质交换电信号、经由空气交换电磁信号、经由光波导交换光信号等等。数据信号可以包括代表来自传感器的输入的信号、代表执行器命令的信号、以及控制器之间的通信信号。

车辆10包括远程信息装置60，该远程信息装置60包括能够进行车外通信的无线远程信息通信系统，包括与具有无线和有线通信能力的通信网络系统进行通信。远程信息装置60能够进行车外通信，包括短距离自组织车到车（V2V）通信和/或车到一切（V2x）通信，这可包括与基础设施监视器的通信，例如，交通摄像头和自组织车辆通信。替代地或额外地，远程信息装置60具有无线远程信息通信系统，其能够短距离无线通信至手持装置，例如，蜂窝电话、卫星电话或其他电话装置。在一个实施例中，手持装置装载有软件应用，该软件应用包括无线协议以与远程信息装置60通信，并且该手持装置执行车外通信，包括经由通信网络90与非车载控制器95通信，通信网络90包括卫星80、天线85、和/或其他通信模式。替代地或额外地，远程信息装置60通过经由通信网络90与非车载控制器95通信而直接执行车外通信。

车辆空间监视系统65包括空间监视控制器，其与多个对象定位传感器66通信。车辆空间监视系统65动态地监视邻近车辆10的区域，并且生成所观测到的或以其他方式识别出的远程对象的数字表示。空间监视系统65可基于来自一个或多个对象定位传感器66的信息利用传感器数据融合确定每个邻近的远程对象的线性距离、相对速度、和轨迹。在一个实施例中，对象定位传感器66可包括，以非限定描述的方式，前角传感器、后角传感器、后侧传感器、侧传感器、前雷达传感器、和摄像头，尽管本公开并不限于此。对象定位传感器66的放置允许空间监视系统65监视包括邻近车辆和在车辆10周围的其他对象的交通流。由空间监视系统65生成的数据可由车道标记检测处理器（未示出）利用以估计道路。对象定位传感器66可包括距离传感器，诸如FM-CW（调频连续波）雷达、脉冲及FSK（频移键控）雷达、以及LIDAR（光检测和测距）装置、以及依赖于诸如多普勒效应测量以定位向前对象的超声装置。对象定位传感器66还可包括电荷耦合器件（CCD）或互补金属氧化物半导体（CMOS）视频图像传感器、以及其他采用数字照相方法以“观看”向前和/或后对象（包括一个或多个对象车辆）的摄像头/视频图像处理器。利用这种感测系统用于在汽车应用中检测并定位对象，并且可与自主操作系统一起使用，该自主操作系统包括，例如，自适应巡航控制、自主制动、自主转向和侧对象检测。

与空间监视系统65相关联的对象定位传感器66优选地位于车辆10之内在相对无障碍的位置处。这些传感器中的每个提供对远程对象的实际定位或状况的估计，其中所述估计包括估计位置和标准差。在这一意义上，对象定位和条件的感测检测和测量通常称为“估计”。对象定位传感器66的特性可是互补的，因为在估计某些参数上一些可比其他的更可靠。对象定位传感器66可具有不同的能够在其操作距离内估计不同参数的操作距离和角度覆盖。例如，雷达传感器可估计远程对象的距离、距离变化率和方位角定位，但是通常在估计远程对象的范围上不稳健。具有视觉处理器的摄像头在估计远程对象的形状和方位角位置上较稳健，但是在估计对象的距离和距离变化率时效率可较低。扫描型LIDAR传感器就估计距离和方位角位置来说执行有效且准确，但通常不能估计距离变化率，并且因此就新对象的获取/识别来说可不那么准确。超声波传感器能够估计距离，但可较少能够估计或计算距离变化率和方位角位置。上述传感器技术中的每个的表现受不同环境条件的影响。因此，对象定位传感器66中的一些在操作期间可呈现参数变化，尽管传感器的重叠覆盖区域为传感器数据融合创造了机会。传感器数据融合包括组合感测数据或来源于来自观测共同视场的多种源的感测数据的数据，由此以使所得信息比当单独使用这些源时可能获得的更准确和精确。

HMI系统75提供人机交互，用于指导信息娱乐系统的操作、访问和控制车载导航系统55、与远程服务中心进行通信等目的。HMI系统75监视操作者请求并向操作者提供包括车辆系统的状态、维修和保养信息的信息。HMI系统75与多个车内操作者界面装置通信和/或控制多个车内操作者界面装置的操作。HMI系统75还可与监视与车辆操作者相关联的生物数据的一个或多个装置通信，尤其包括，例如，视线定位、姿势、和头部位置跟踪。为了便于描述，将HMI系统75描绘为单一装置，但是在此描述的系统的实施例中，HMI系统75可配置为多个控制器和相关联的感测装置。车内操作者界面装置可包括能够发送消息促使操作者动作的装置，并且可包括电子视觉显示模块，例如，液晶显示器（LCD）装置、抬头显示（HUD）、音频反馈装置、可穿戴装置、以及诸如触觉座椅的触觉装置。

车辆10可包括自主操作系统45，其设置为提供一定水平的自主车辆操作。自主操作系统45包括控制器和一个或多个子系统，该子系统可以包括自主转向系统46、ACC系统40、自主制动/防撞系统、车道保持系统、车道居中系统、和/或配置为与操作者请求分开或结合的命令和控制自主车辆操作的其他系统。自主操作系统45可与地图数据库56相互作用并访问来自地图数据库56的信息，用于路线规划并且以经由车道保持系统、车道居中系统、和/或配置为命令和控制自主车辆操作的其他系统制车辆的操作。可生成自主操作命令以控制自主转向系统46、ACC系统40、自主制动/防撞系统和/或其他系统。车辆操作包括响应于期望的命令以推进模式中的一个操作，该期望的命令可包括操作者请求和/或自主车辆请求。车辆操作（包括自主车辆操作）包括加速、制动、转向、稳态行驶、滑行和空转。操作者请求可以基于操作者对加速踏板、制动踏板、方向盘110、变速器挡位选择器、ACC系统40、和转向信号杆的输入生成。方向盘110包括操作者通知元件108，其可包括设置在其上部分上的可控制灯条、和/或设置在其手抓握部分附近的一个或多个触觉装置。操作者通知元件108是HMI系统75的元件，并且由其控制。

车辆加速包括“踩油门”事件，这是增加车速即加速车辆的请求。踩油门事件可源自就加速的操作者请求，也可源自就加速的自主车辆请求。就加速的自主车辆请求的一个非限制性示例可发生在，当用于ACC系统40的传感器指示由于障碍物已从行驶车道移开车辆可达到期望的车速时，诸如可发生在当缓慢移动的车辆从进出受限的高速公路离开时。制动包括操作者请求以降低车辆速度。稳态行驶包括下述车辆操作，即其中车辆当前以一定速率移动，而没有就制动或加速的操作者请求，其车辆速度的确定是基于当前车辆速度和车辆动量、车辆风阻力和滚动阻力、以及传动系惯性曳力或曳力矩。滑行包括下述车辆操作，即其中车辆速度高于最小阈值速度，并且操作者对加速踏板的请求所位于的点是小于维持当前车辆速度所需要的点。空转包括下述车辆操作，即其中车辆速度为零或接近零。自主操作系统45包括指令集，该指令集可执行以确定就车辆10的轨迹，并且基于就车辆10的轨迹确定当前和/或即将发生的道路条件和交通条件。

如在此使用的，术语“动态的”和“动态地”描述以实时执行的步骤或过程，并且其特征在于监视或以其他方式确定参数的状态并在执行例程期间或在例程执行的迭代之间规律地或周期性地更新参数的状态。术语“信号”是指传达信息的物理可辨别的指示，并且可是适当的波形（例如，电的、光的、磁的、机械的或电磁的），诸如DC、AC、正弦波、三角波、方波、振动等等，其能够通过介质传播。术语“模型”是指基于处理器的或处理器可执行的代码以及相关联的校准，其模拟装置或物理过程的物理存在。如在此使用的，术语“动态的”和“动态地”描述以实时执行的步骤或过程，并且其特征在于监视或以其他方式确定参数的状态并在执行例程期间或在例程执行的迭代之间规律地或周期性地更新参数的状态。术语“校准”、“校准的”和相关术语是指比较与装置或系统相关联的实际的或标准的测量和就装置或系统的感知或观测到的测量或命令的位置的结果或过程。如在此描述的，校准可简化为可存储的参数表、多个可执行的方程或可利用其作为测量或控制例程的一部分的其他适当形式。参数定义为代表装置或使用一个或多个传感器和/或物理模型可辨别的其他元件的物理特性的可测量的量。参数可以具有离散值，例如，“1”或“0”，或者其值可是无限可变的。

图2示意性地示出了参考图1描述的车辆10的实施例的平面图，其中车辆10设置在道路系统200的部分上。如在此描述的，车辆10包括自主操作系统45、地图数据库56、GPS传感器50、以及能够向前监视的一个或多个对象定位传感器66，并且车辆10能够自主操作。如所示出的，道路系统200包括由左车道206、中间车道207、和右车道208组成的多车道路系统，以及多个车道参考标记205。多个车道参考标记205划分和定义就所示出的道路系统200的部分的路面真实状况。多个车道参考标记205可是以在道路系统200的表面上的涂线的形式、设置在路侧的光反射转换器或其他装置的形式、或其他装置的形式。如在此所用的，术语“路面真实状况”用于描述路表面的地理定位，其如在车辆10从其上通过的时间点上存在的那样，例如，道路系统200的前述车道206、207、208中的一个。

如地图数据库56就道路系统200的部分定义的基于地图的轨迹线260由多个基于地图的轨迹点265指示。基于地图的轨迹点265中的每个包括GPS位置，并且可还包括在相关联的GPS位置处的预期路参数，诸如横向弯曲、路拱、纵向坡等。基于地图的轨迹线260可偏离由车道参考标记205定义的路面真实状况，这是由于短期、临时的改变（诸如由于施工区域的路线变更），和/或由于道路重建而导致的永久改变。如所示的，通过向左转向，基于地图的轨迹线260偏离由车道参考标记205定义的路面真实状况。

车辆10的操作由第一横向偏移参数化，其与就道路系统200的部分的路面真实状况相关联。第一横向偏移的定义和确定是基于在车辆10与已由能够向前监视的对象定位传感器66检测到的车道参考标记205中的一个之间的横向差。车辆10的操作还由第二横向偏移参数化，其与地图数据库56相关联，该地图数据库56与自主操作系统45相关联。第二横向偏移的定义和确定是基于在由GPS传感器50定义的车辆位置和与基于地图的轨迹点265相关联的GPS位置之间的横向差。

描绘了与车辆10在道路系统200上的操作相关联的场景。第一场景210与当在中间行车道207中行驶时车辆10的操作相关联，并且包括在初始点201处以及在三个接续点（包括第一点211、第二点221、和第三点231）处的操作。第一横向偏移的确定是基于在车辆10与已由能够向前监视的对象定位传感器66检测到的车道参考标记205中的一个之间的横向差。第一横向偏移包括就初始点201的第一横向偏移202、与连续的第一点211相关联的第一横向偏移212、与第二点221相关联的第一横向偏移222、以及与第三点231相关联的第一横向偏移232。第二横向偏移的确定是基于在由GPS传感器50定义的车辆位置和与相应的基于地图的轨迹点265相关联的GPS位置之间的横向差。第二横向偏移包括就初始点201的第二横向偏移203、与连续的第一点211相关联的第二横向偏移213、与第二点221相关联的第二横向偏移223、和与第三点231相关联的第二横向偏移232。在第一场景210下，就第一横向偏移212、222和232的连续值保持基本不变，而就第二横向偏移213、223和233的连续值由于转向离开基于地图的轨迹点265将可见增加。

第二场景240与车辆10的操作相关联，其包括初始在中间行车道207中行驶，并执行车道改变操纵到右车道208中，包括初始点201和三个连续点（包括第一点241、第二点251、和第三点261）。就第一横向偏移202、242、252、和262的连续值的确定是基于在车辆10与已由能够向前监视的对象定位传感器66检测到车道参考标记205中的一个之间的横向差。就第二横向偏移203、243、253、和263的连续值的确定是基于在由GPS传感器50定义的车辆位置和与相应的基于地图的轨迹点265相关联的GPS位置之间的横向差。在第二场景240下，就第一横向偏移202、242、252和262的连续值指示增加，其带有指示车道改变的翻转，并且到达基本不变的第二点；而就第二横向偏移203、243、253、和263的连续值由于与车道改变操纵相联的转向离开基于地图的轨迹点265将可见增加。

第三场景270与车辆10的操作相关联，其包括初始在中间行车道207中行驶，并且执行车道改变操纵到右车道208中，带有可指示离开操纵的继续转向；包括初始点201和三个连续点（包括第一点271、第二点281、和第三点291）。就第一横向偏移202、272、282和292的连续值的确定是基于在车辆10和已由能够向前监视的对象定位传感器66检测到的车道参考标记205中的一个之间的横向差。就第二横向偏移203、273、283、和293的连续值的确定是基于在由GPS传感器50定义的车辆位置和与相应的基于地图的轨迹点295相关联的GPS位置之间的横向差。在第三场景270下，就第一横向偏移202、272、282和292的连续值指示增加，带有指示车道改变的翻转以及指示向右离开的继续增加；而就第二横向偏移203、273、283、和293的连续值由于与车道改变操纵相联的转向离开基于地图的轨迹点295将可见增加。

第一、第二、和第三场景210、240和270设想了下述情形，即其中具有用于监视道路的路面真实状况的第二方法可是有益的。

图3示意性地示出了路面真实状况监视例程300，其可用于控制参考图1描述的车辆10的实施例，以及参考图2描述的车辆10在道路系统200的行车道中的一个中的操作。总体上，路面真实状况监视例程300包括利用自主操作系统45（包括车道保持控制系统和ACC系统40）的多种元件在道路系统200的行车道中的一个中操作车辆10；并且经由能够向前监视的对象定位传感器66，监视与相应的行车道207相关联的多个车道参考标记205。路面真实状况监视例程300包括基于GPS传感器50和地图数据库56周期性地确定就车辆10的第一横向偏移；基于向前监视传感器和车道参考标记中的一个确定就车辆10的第二横向偏移；以及确定在第一横向偏移和第二横向偏移之间的差。确定在周期性确定的第一横向偏移和第二横向偏移之间的差中的变化量；并且当变化量大于阈值变化量时，检测到在地图数据库中的错误。在某些条件下，可基于检测到的在地图数据库中错误警示车辆操作者主动控制车辆10。

提供表1作为关键字，其中，对应于路面真实状况监视例程300的实施例，数字标记的框以及对应的功能陈述如下。本教导在此可以功能和/或逻辑框部件和/或可在控制器15中执行的多种过程步骤的方面描述。框部件可包括已配置为执行指明功能的硬件、软件、和/或固件部件。

表一

路面真实状况监视例程300的步骤可以适当的顺序执行，并且不限于参考图3描述的顺序。如在此所用的，术语“1”指示肯定的回答，或者“是”；而术语“0”指示否定的回答，或者“否”。

仅在达到多个启用标准时，路面真实状况监视例程300捕获与第二横向偏移和第一横向偏移相关联的数据（320）。启用标准包括确定与对象定位传感器66中的至少一个的监视能力相关联的置信度水平，包括对检测和感测车辆10相对于与行车道相关联的车道参考标记205的横向偏移的能力的置信度（321）。启用标准包括评估车辆10相对于与行车道相关联的车道参考标记205的横向偏移是否稳定并且是否在紧邻当前时间之前已稳定达一段时间（322）。这可包括或指示，没有已检测到或发生的车道改变的评估。启用标准包括确定关于来自GPS传感器50的数据的准确性的置信度（323）。这可包括将来自GPS传感器50的数据与来自链接到车载远程信息装置60的蜂窝电话的GPS数据进行比较。启用标准包括评估来自GPS传感器50的信号的实时稳定性（324）。启用标准包括估计与来自GPS传感器50的信号相关联的二维（2D）位置错误，并且确定其小于阈值错误（325）。启用标准包括确定来自GPS传感器50的信号是否匹配关于基于地图的轨迹线260的来自自主操作系统45的地图数据库56的信息（326）。前述启用标准列表是示例性的，并且在某些条件下可利用其他启用标准。以非限制性示例的方式，其他启用标准可包括不存在与车载操作系统有关的故障、不存在通信故障等。

当前述启用标准满足时，即步骤321-326（327），可执行路面真实状况监视例程300的地图错误校正监视（301）部分的操作（328）。这包括，在控制器15的FIFO缓冲器中，捕获周期性确定的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差，但这仅当与相应的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差相关联的多个启用标准满足时。以类似的方式，当与相应的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差相关联的多个启用标准中的任何一个或多个不满足时，从控制器15的FIFO缓冲器中排除周期性确定的在第二横向偏移和第一横向偏移之间的差。

地图错误校正监视部分（301）包括确定就第一横向偏移的原始值（302），并为了去除噪声而对结果进行过滤（303）。如之前描述的，第一横向偏移与车辆10当前通过的道路系统的部分的路面真实状况相关联。第一横向偏移的确定是基于在车辆10与由能够向前监视的对象定位传感器66已检测到的车道参考标记205中的一个之间的横向差。

同时地，确定第二横向偏移（304）。第二横向偏移267的确定是基于在由GPS传感器257定义的车辆位置和与基于地图的轨迹点265相关联的GPS位置之间的横向差。

横向偏移差的确定是基于在第一横向偏移与同时确定的第二横向偏移之间的差（306）。确定在横向偏移差中的与之前迭代的改变，并在与阈值的比较中评估该改变（308）。执行该步骤以确定车道改变事件是否已经发生或正在发生，并以确定在基于地图的轨迹线260中是否存在变动。如果不大于阈值差（308）（0），例程跳过步骤310并前进到步骤312。

如果大于阈值差（308）（1），在已经发生车道改变事件的情况下可补偿横向偏移差（310）。

确定在横向偏移差中的变化量（312）。确定在横向偏移差中的变化量包括，在FIFO（先进先出）数据缓冲器中，从确定横向偏移差的连续迭代中捕获结果，并且根据以下方程执行变化量计算以确定变化量Var(x)：

N：观测窗大小计算数量

其中：

p_i是加权因子，并且在一个实施例中等于1/N，

x_i代表单个横向偏移差值，并且

μ是在数据缓冲器中的横向偏移差值的平均值。

在一个实施例中，缓冲器大小，即观测窗大小为N = 100。

将在横向偏移差中的变化量与阈值变化量比较（314），并且如果其小于阈值变化量（314）（0），该迭代结束而没有进一步的动作（315）。

当横向偏移差大于阈值变化量（314）（1）时，将与地图数据库相关联的错误标志设置为TRUE（316），这开始动作以缓和风险（318）。缓和风险（318）包括捕获并记录在该处已设置错误标志的GPS定位。缓和风险（318）还包括在某些条件下基于检测到的在地图数据库中的错误警示车辆操作者主动控制车辆10。HMI系统75可用于警示车辆操作者，包括利用方向盘110的操作者通知元件108，包括使设置在其上部的可控制灯条照明或改变颜色、和/或使设置在其手抓握部分附近的触觉装置中的一个或多个振动。操作者通知元件108是HMI系统75的元件，并由此控制。

包括利用路面真实状况监视例程300的实施例的车辆操作有助于检测地图错误并且在车道偏离发生的点之前发送信号以警示车辆操作者，以允许车辆操作者进行缓和。

在流程图中的流程图表和框图示出了根据本公开的多种实施例的系统、方法、和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能、和操作。就此，在流程图表或框图中的每个框可代表代码的模块、段或部分，其包括用于实施指明的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，框图和/或流程图表说明的每个框、以及在框图和/或流程图表说明中的框的组合，可由执行指明的功能或动作的基于专用功能硬件的系统实施，或由专用功能硬件和计算机指令的组合实施。这些计算机程序指令也可存储在可指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式运行的计算机可读介质中，由此使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括可执行指令集中的一个或多个制品，该可执行指令集实施在流程图表和/或框图的框或多个框中指明的功能/动作。

具体描述和绘图或附图对本教导是支持性和描述性的，但是本教导的范围仅由权利要求限定。尽管已经具体描述了用于执行本教导的最佳模式中的一些和其他实施例，存在用于实现限定在所附权利要求中的本教导的多种替代设计和实施例。

Claims

1.一种用于控制车辆的方法，其中，所述车辆包括车载地图数据库、全球定位系统传感器、以及自主操作系统，所述自主操作系统包括向前监视传感器、自适应巡航控制系统和车道保持控制系统，所述方法包括：

周期性地：

基于来自全球定位系统传感器和车载地图数据库的数据确定所述车辆的第二横向偏移，并且

确定在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的差；

基于周期性确定的所述第一横向偏移确定横向偏移差；

基于所述横向偏移差检测车道改变操纵的发生；并且

基于所述车道改变操纵的发生，补偿在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差；

当所述变化量大于阈值变化量时，检测在所述车载地图数据库中的错误；并且

基于在所述车载地图数据库中的所述错误，警示车辆操作者主动控制所述车辆。

2.根据权利要求1所述的方法，包括与确定所述车辆的所述第一横向偏移在时间和空间上一致地确定所述车辆的所述第二横向偏移。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定在周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的所述变化量包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述控制器的所述缓冲器包括先进先出缓冲器。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括

6.根据权利要求4所述的方法，还包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其中监视与周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个相关联的多个启用标准包括：确定与所述向前监视传感器的监视能力相关联的置信度。

8.根据权利要求6所述的方法，其中监视与周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个相关联的多个启用标准包括：评估所述车辆相对于所述车道标记的横向偏移是否在紧邻当前时间之前已稳定达一段时间。

9.根据权利要求6所述的方法，其中监视与周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个相关联的多个启用标准包括：确定与来自所述全球定位系统传感器的所述数据的准确性相关联的置信度。

10.根据权利要求6所述的方法，其中监视与周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个相关联的多个启用标准包括：确定与来自所述全球定位系统传感器的所述数据相关联的二维位置错误。

11.根据权利要求6所述的方法，其中监视与周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的每个相关联的多个启用标准包括：确定来自所述全球定位系统传感器的信号是否匹配来自所述自主操作系统的所述车载地图数据库的信息。

12.一种车辆，包括：

自主操作系统，所述自主操作系统包括向前监视传感器、自适应巡航控制系统、和车道保持控制系统；

车载地图数据库；

全球定位系统传感器；

控制器，所述控制器与所述自主操作系统和全球定位系统传感器通信，所述控制器包括储存介质，所述存储介质包括指令集，所述指令集可执行以：

周期性地：

基于来自全球定位系统传感器和车载地图数据库确定车辆的第二横向偏移，并且

确定在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的差；

基于周期性确定的所述第一横向偏移确定横向偏移差；

基于所述横向偏移差检测车道改变操纵的发生；并且

基于所述车道改变操纵的所述发生，补偿在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差；

13.根据权利要求12所述的车辆，其中所述指令集可执行以与确定车辆的所述第一横向偏移一致地确定车辆的所述第二横向偏移。

14.根据权利要求12所述的车辆，其中可执行以确定在周期性确定的在所述第二横向偏移和所述第一横向偏移之间的所述差中的所述变化量的所述指令集包括如下指令集，其可执行以：

15.根据权利要求14所述的车辆，其中所述控制器的所述缓冲器包括先进先出缓冲器。

16.根据权利要求14所述的车辆，其中所述指令集还可执行以：

17.根据权利要求14所述的车辆，其中所述指令集还可执行以：