CN112020687A - 自主驾驶交通工具的电力管理、动态路线规划及存储器管理 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为自主驾驶交通工具ADV导航的系统及方法，所述自主驾驶交通工具ADV利用ADV网络平台中的机载计算机及/或一或多个ADV控制系统节点。所述机载计算机接收关于电池组的电池监测及管理数据。所述机载计算机利用电池管理系统确定关于所述电池组的当前电荷状态SOC及其它信息，及确定沿着经产生路线为ADV导航以到达预定目的地所需的经估计总电力量是否可用。响应于确定所述ADV无法到达所述预定目的地，所述机载计算机自动启动动态路线规划算法，其利用人工智能产生替代路线来找出所述ADV可利用所述电池组的所述当前电荷状态SOC沿其导航以到达所述目的地的路线。

Description

自主驾驶交通工具的电力管理、动态路线规划及存储器管理
相关申请案
本申请案主张2018年5月22日申请且标题为“自主驾驶交通工具的电力管理、动态路线规划及存储器管理(POWER MANAGEMENT,DYNAMIC ROUTING AND MEMORY MANAGEMENTFOR AUTONOMOUS DRIVING VEHICLES)”的序列号为15/933,260的美国专利的申请日期的权益，所述申请案的全部揭示内容特此以引用方式并入本文中。
关于联邦政府赞助的研究或开发的声明
无。
技术领域
各种实施例大体上涉及自主驾驶交通工具、相关联特征及能力，及用于执行特定功能性的相关联系统及方法。更明确来说，系统、方法及装置经配置以为自主驾驶交通工具(ADV)导航及基于输入数据、感测到的数据及接收到的数据以各种方式更改导航路线。
背景技术
无人驾驶汽车的典型方法未将沿着到达预定目的地的路线为自驾交通工具导航所需的功耗考虑在内。常规手动驾驶交通工具可包含每分钟可产生约12千兆字节的数据的一或多个相机及雷达。自驾交通工具需要使用传感器来为交通工具穿过世界导航，传感器利用比常规手动驾驶交通工具所需的计算功率多得多的计算功率。无论是利用内燃机、混合式燃烧及电动引擎还是利用全电动交通工具来对自驾汽车提供动力，都会产生对发电系统的巨大电力需求，这将转化为减小自驾交通工具的操作范围。
发明内容
本发明的一或多个实施例的目标是改进前面提及的缺陷。
本文中描述的一或多个实施例包含一种用于使用利用人工智能及经改进存储器管理的动态路线规划算法来为自主驾驶交通工具(ADV)规划路线及自主导航的系统及/或方法。由一或多个实施例用来使用利用人工智能及经改进存储器管理的动态路线规划算法为ADV规划路线及自主导航的所述系统及方法包含经编程以为交通工具自主导航的机载计算机。ADV的一或多个实施例包含：一或多个传感器装置，其通信地耦合到所述机载计算机；及一或多个处理器，其经编程以确定表示所述交通工具的当前地理位置的交通工具位置。
ADV的一或多个实施例包含：一或多个传感器装置，其通信地耦合到机载计算机；及一或多个处理器，其经编程以确定表示交通工具的当前地理位置的交通工具位置。ADV的一或多个实施例确定确定表示交通工具的第一预定地理目的地的第一目的地、产生地理区域的映射图，所述映射图包含起始位置(例如交通工具位置或所安排的起始地理位置)、第一目的地及交通工具可基于其进行导航以到达所述第一目的地的所述交通工具位置与所述第一目的地之间的可导航道路。ADV的一或多个实施例产生第一路线，其包含所述交通工具位置、所述第一目的地及包含于所述第一路线中的交通工具可基于其进行导航以到达第一目的地的第一组可导航道路。一或多个实施例利用通信地耦合到电池装置的一或多个传感器装置及CPU来监测及管理所述电池装置。ADV的一或多个实施例分析关于包含于第一路线中的第一组可导航道路的信息(例如，可导航道路信息)及产生表示交通工具从交通工具位置沿第一路线导航以到达第一目的地将花费的总时间的第一路线时间。ADV的一或多个实施例将第一路线设置为当前路线、将第一目的地设置为当前目的地及沿着当前路线为交通工具导航、周期性地确定及更新交通工具位置及将每一经更新交通工具位置设置为表示交通工具的当前地理位置的当前交通工具位置。
ADV的一或多个实施例响应于当前交通工具位置的确定将第一路线时间更新成表示交通工具从沿当前路线导航的当前交通工具位置到达当前目的地将花费的时间的当前路线时间、产生表示交通工具可从当前交通工具位置导航到当前目的地的不同于当前路线的一组一或多个替代路线的第一替代路线集，其中第一替代路线集中的替代路线中的每一者包含未包含于当前路线及其它替代路线中的每一者中的至少一个可导航道路。ADV的一或多个实施例响应于表示将应用于第一替代路线集中的每一替代路线的一或多个合格路线条件的路线条件集的识别，将路线条件集应用于包含于第一替代路线集中的每一替代路线及确定包含满足所有合格条件的一或多个合格路线的合格路线集。ADV的一或多个实施例响应于未识别路线条件集，将替代路线集设置为合格路线集，分析关于包含于合格路线集中包含的每一合格路线中的一或多个可导航道路的信息，及产生表示交通工具从其当前位置沿合格路线导航以到达当前目的地的将花费的时间的每一合格路线的合格路线时间。ADV的一或多个实施例根据当前路线时间及每一合格路线时间确定最短时间，且响应于最短时间比当前路线时间短，自动将与最短时间相关联的合格路线设置为新的当前路线及沿着新的当前路线为交通工具导航以到达当前目的地。
ADV的一或多个实施例经配置作为电动交通工具。ADV的一或多个实施例经配置作为混合电动交通工具。ADV的一或多个实施例包含机载计算机，所述机载计算机包括经编程以沿着当前路线自主地将交通工具导航到预定地理目的地的一或多个处理器。ADV的一或多个实施例包含经配置以将电力提供到自主驾驶交通工具的电池装置。ADV的一或多个实施例包含通信地耦合到机载计算机的一或多个传感器装置。ADV的一或多个实施例包含经配置以产生包含电池装置的电荷状态的电池数据的一或多个传感器装置。ADV的一或多个实施例经配置以确定交通工具的起始地理位置。ADV的一或多个实施例经配置以产生地理区域的映射信息，其包含交通工具的起始位置、目的地、起始交通工具位置与目的地之间的一或多个可导航道路及关于一或多个道路的信息。ADV的一或多个实施例经配置以利用映射信息产生从交通工具的起始位置到目的地的当前路线，其包含可导航道路中的一或多者。ADV的一或多个实施例经配置以确定表示从起始位置沿着当前路线为交通工具导航以到达目的地将花费的时间的当前路线时间。ADV的一或多个实施例经配置以从至少一个传感器装置接收电池装置的电荷状态。ADV的一或多个实施例经配置以确定沿着当前路线为交通工具导航以到达目的地所需的经估计总电力量。ADV的一或多个实施例经配置以利用电池装置的电荷状态及总电力量确定机载计算机是否可沿着当前路线将交通工具从起始位置导航到目的地，而不必利用外部电源为电池装置充电。ADV的一或多个实施例经配置以响应于确定机载计算机可沿着当前路线为交通工具导航以到达目的地而不必利用外部电源为电池装置充电，沿着当前路线自主地将交通工具从起始位置导航到目的地。ADV的一或多个实施例包含数据存储装置，其通信地耦合到一或多个处理器以可检索地存储数据。ADV的一或多个实施例包含存储器中处理系统，其包含一或多个处理器中的至少一者以执行从包含于系统中的一或多个装置接收的数据的存储器中处理。
ADV的一或多个实施例经配置以确定沿着当前路线为交通工具导航以到达目的地的所需的经估计总电力量。ADV的一或多个实施例经配置以利用映射信息分析包含于当前路线中的一或多个可导航道路。ADV的一或多个实施例经配置以识别与包含于当前路线中的一或多个可导航道路相关联的影响电池装置的能量充电及放电的应激事件。ADV的一或多个实施例经配置以分析应激事件，其包含(例如)影响包含于当前路线中的一或多个可导航道路的倾角、交通拥堵、制动事件、加速事件、曲率角、风速、雨水的严重程度、表面坡度、积雪深度或任何环境或路况。ADV的一或多个实施例经配置以利用映射信息、当前路线时间及经识别应激事件确定将从电池装置放电以使机载计算机能够沿着当前路线为交通工具导航以到达目的地的经估计电力量。
ADV的一或多个实施例经配置以响应于确定在不必利用外部电源为电池装置充电的情况下机载计算机无法沿当前路线导航以到达目的地的，利用映射信息产生包含起始位置到目的地之间的一或多个可导航道路的一组一或多个替代路线。ADV的一或多个实施例经配置以确定所述一组替代路线的一组对应替代路线时间，其表示从起始位置沿着每一替代路线为交通工具导航以到达目的地将花费的时间。ADV的一或多个实施例经配置以产生一组替代路线，其中包含于所述组中的每一替代路线包含未包含于其它替代路线中的任一者内的至少一个可导航道路。ADV的一或多个实施例经配置以确定沿着当前路线为交通工具导航以到达目的地的所需的经估计总电力量。ADV的一或多个实施例经配置以利用电池装置的电荷状态及总电力量确定机载计算机是否可沿着替代路线中的每一者将交通工具从起始位置导航到目的地，而不必利用外部电源为电池装置充电。ADV的一或多个实施例经配置以响应于确定机载计算机可沿着一或多个替代路线为交通工具导航以到达目的地的而不必利用外部电源为电池装置充电，将可被导航而不必利用外部电源为电池装置充电的一或多个替代路线中的每一者而识别为一或多个合格路线中的合格路线集。ADV的一或多个实施例经配置以将与相应合格路线相关联的替代路线时间识别为合格路线时间。ADV的一或多个实施例经配置以通过确定一或多个合格路线时间之间的最短时间及将与最短时间相关联的合格路线设置为交通工具的新的当前路线来确定新的当前路线。
上文论述/概述不希望描述本发明的每一实施例或每个实施方案。接下来的图及详细描述还例示各种实施例。
附图说明
本发明的前述及其它目标、特征及优点将从附图中所说明的实施例的以下描述显而易见，其中参考字符指代贯穿各个图的相同部件。图并非是按比例的，反而应将重点放在说明本发明的原理上。
图1是描绘根据一些实施例的正利用电池管理系统及依赖于由机载导航系统用来为ADV规划路线的数据的导航技术的ADV的导航方法及系统的实施方案的实例的图。
图2是描绘根据一些实施例的包含用于控制ADV的ADV机载导航系统的系统的功能框图的实例；
图3A是描绘根据一些实施例的ADV控制系统及机载计算机的体系结构的实例的图；
图3B是描绘根据一些实施例的ADV控制系统及机载计算机的存储器体系结构的实例的图；
图4是描绘根据一些实施例的包含用于管理及监测电池组及/或包含于电池组中的一或多个电池的状态的电池管理系统的电池系统的功能框图的实例；
图5是描绘根据一些实施例的ADV控制系统计算机节点的体系结构的实例的图；
图6是描绘根据一些实施例的ADV控制系统网络平台的实例的图；
图7是包含根据一些实施例的由一或多个处理器及/或其它装置执行以基于提供到处理器的传感器数据、导航数据及/或其它数据为ADV规划路线的一或多个步骤的流程图的框图的实例；
图8是包含根据一些实施例的由一或多个处理器及/或其它装置执行以基于由处理器接收的传感器及/或其它数据更改由ADV存储及/或采用的先前导航路线的一或多个步骤的流程图的框图的实例；
图9是包含根据一些实施例的由一或多个处理器及/或其它装置执行以基于由处理器接收的传感器及/或其它数据更改由ADV存储及/或采用的先前导航路线的一或多个步骤的流程图的框图的实例；
图10A是包含根据一些实施例的由一或多个处理器及/或其它装置执行以使用由处理器接收的传感器及/或其它数据沿由ADV产生的路线导航的一或多个步骤的流程图的框图的实例；
图10B是包含根据一些实施例的由一或多个处理器及/或其它装置执行以使用由处理器接收的传感器及/或其它数据沿由ADV产生的路线导航的一或多个步骤的流程图的框图的实例；及
图10C是包含根据一些实施例的由一或多个处理器及/或其它装置执行以使用由处理器接收的传感器及/或其它数据沿由ADV产生的路线导航的一或多个步骤的流程图的框图的实例。
具体实施方式
本发明的一或多个实施例用于产生本文中所描述的路线规划信息、映射信息、导航信息、乘员识别信息、含有由ADV运输的物品的信息、路线、包含一或多个ADV的当前位置的参考信息、包含到达当前目的地的当前时间的时序信息等。ADV的一或多个实施例包含包含于ADV机载计算机中的一或多个处理器及/或一或多个控制及系统节点502以监测及管理由ADV利用的电池装置的电力放电及充电过程。在一或多个实施例中，ADV经配置为电动交通工具(EV)。在一或多个实施例中，ADV经配置作为混合电动交通工具(HEV)。HEV交通工具是经配置为除了燃料电池或引擎外还包含电池装置作为用于移动交通工具及为交通工具导航的动力源的混合交通工具的ADV。EV交通工具是经配置作为单独利用电池装置作为用于移动交通工具及为交通工具导航的动力源的电动交通工具的ADV。在这些配置中的每一者中，ADV混合EV(HEV)及ADV EV的一或多个实施例的主能量源是包含一或多个电池的电池装置。如本文中使用，传感器是可为系统、设备、软件、硬件、可执行指令集、接口、软件应用、换能器及/或包含用于指示、响应于、检测及/或测量物理性质及产生关于物理性质的数据的一或多个传感器的前面提及内容的各种组合的传感器装置。
在一或多个实施例中，电池装置是电池组。所属领域的技术人员应了解，其它类型的电池装置可用于将电力提供到本文中描述的ADV的实施例，且因此，电池组的详述不希望具限制性。如本文中参考图1到4论述，电池管理系统由机载计算机用来控制电池组的电力放电，使得ADV可在更有效且节能模式中进行操作以增加ADV的操作距离。举例来说，如果ADV乘员希望行进到预定目的地，那么本文中描述的ADV的一或多个实施例包含机载计算机，其将估计沿着经产生路线经由可导航道路为ADV导航以到达目的地的电力需求及使用可用于操作ADV的经存储能量确定ADV是否可安全地到达目的地。如果机载计算机确定ADV无法到达预定目的地，那么将警告ADV乘员中的一或多者且给予其到达目的地的一或多个选项。这些选项可包含(例如)对ADV电池组进行充电、关闭特定ADV组件及/或装置以节约电力、降低ADV的速度以节约电能使得ADV可导航更长的距离，从而将原始预定目的地改为另一目的地等。
可由本文中描述的一或多个实施例利用的电池装置的类型包含单个电池、耦合成串联或并联配置的多个电池、配置为主电池及辅助电池的多个电池(其中每一主电池及辅助电池经指派以将电力提供到包含于ADV中的特定装置及/或促进由ADV执行的特定功能及操作)、或包含以各种方式耦合以将电力提供到包含于ADV中的相关组件的多个电池的电池组。在一或多个实施例中，在本文中描述的电池装置中可用于将电力提供到ADV的电池可包含(例如)锂离子(Li离子)、熔融盐(Na-NiCl2)、镍金属氢化物(Ni-MH)及锂硫(Li-S)电池。如本文中论述，ADV指代自主驾驶电动交通工具或自主驾驶混合电动交通工具。所属领域的技术人员应了解，可利用其它类型的电池，且因此，本文中论述的一或多个实施例不应限于本文中命名的特定电池。除非声明论述单独适用于单个电池或电池组，否则本文中关于电池组的论述，包含参考图1到10的论述，适用于电池组及一或多个电池两者。除非另外声明，否则本文中的论述，包含参考图1到10的论述，适用于本文中描述的ADV的两种配置(EV及HEV)。
本文中描述自主驾驶交通工具(ADV)的一或多实施例，其经配置以在利用用于管理由电池组输出的电力的电池管理方法及系统时自主地驾驶以将一或多个ADV乘员送到目的地。举例来说，参考图1，如果一或多个ADV经编程以沿一或多个路线导航(例如，具有地理起始点A且在点B处的预定地理目的地处终止的路线)，那么由ADV用来沿着经产生路线为ADV导航的电池组用于提供：1)由ADV沿着经产生路线为ADV导航所需的电力的至少一部分(即，在HEV配置的情形下)(例如，到ADV传感器、ADV机载计算机及外围组件/装置、发动机/发电机、交通工具的轮子、HVAC系统、空调系统、加热系统、通风系统、音频/视频组件、交通工具组件(转向灯、喇叭、警示灯、天窗、头灯、刹车灯、内饰灯及操作及导航ADV所需的任何其它机构/装置/组件)的电力)；或2)由ADV沿着经产生路线为ADV导航所需的全部电力(即，在EV配置的情形下)。在此案例中，监测及管理电池组以：1)确定及监测电池组的健康状态(SOH)；2)确定及监测电池组的电荷状态(SOC)；3)确定ADV是否可使用处于其当前SOC及/或SOH水平下的电池组沿经产生路线导航以到达预定目的地；4)监测电池组的电输出；5)管理由电池组输出的电能使得ADV可到达预定目的地；6)管理ADV的操作(例如，关闭某些不需要的ADV传感器及其它电组件/装置(例如，HVAC系统、空调系统、加热系统、通风系统、音频/视频组件等))以节约电能来延长ADV在电池组需要额外电荷之前可行进的导航距离；7)管理ADV的速度以节约电能来延长ADV在电池组需要额外电荷之前可行进的导航距离；及/或8)执行其它操作以更有效地操作ADV，来延长由ADV利用的电池组的寿命及/或扩展ADV的操作。
一旦利用如本文中所描述的一或多种技术产生了路线，就分析关于影响由被ADV利用的电池组经历的电能放电及/或电能积累的可导航道路中的一或多者的信息以确定需要从电池组输出以将ADV从起始地理点(例如，ADV的预定起始点、所安排的起始点或当前位置)导航到预定目的地的总电力量。举例来说，关于一或多个可导航道路或包含于经分析以确定其对电池组的电荷状态(SOC)的影响的路线中的一或多个道路的相关部分的信息可包含倾角信息、交通信息、经估计空闲/停止时间、速度信息、环境条件、温度信息、由一或多个ADV传感器所需的电力、由一或多个ADV组件/装置所需的电力及会影响电能放电或积累的任何其它信息。可根据GPS数据估计包含可导航道路或可导航道路的一部分的倾角及曲率角。也可根据从其它交通工具及/或沿相同可导航道路导航及产生关于车道的数据的一或多个ADV产生的历史数据确定此信息。也可通过已积累此信息且专属或在线系统的授权用户可存取的一或多个专属数据库及/或服务存取此信息及关于天气及环境条件的其它信息。一旦利用如本文中所描述的一或多种技术产生了路线，就确定电池组的电荷状态(SOC)。在一或多个实施例中，一旦如利用本文中所描述的一或多种技术产生了路线，就确定电池组的健康状态(SOH)。利用本文中描述的一或多种技术还确定沿路线导航以到达预定目的地的所需的时间。基于沿路线导航的时间、关于包含于所述路线中的一或多个可导航道路的信息、沿路线导航以到达预定目的地的所需的总电力量及电池组的SOC(且任选地，SOH)，ADV机载计算机204确定ADV是否可沿当前路线导航而到达预定目的地。
另外，在一或多个实施例中，CPU 302由电力管理及电池监测系统312编程以取决于总路线的平均速度及/或沿着包含于路线中的一或多个可导航道路的平均速度给予一或多个ADV乘员ADV将以其沿着经产生路线行进的速度选择(例如，10、20、30、40、50等mph/km/h或低于沿着路线的任何点或长度的平均行进速度的某一百分比的mph/km/h)，及确定及显示与经呈现每一速度选择相关联的经估计到达时间。在一或多个实施例中，所述选择可包含ADV将沿着一或多个可导航道路或包含于路线中的可导航道路的部分维持的一或多个速度选择使得：1)ADV可到达预定目的地；及/或2)ADV在特定经估计时间(例如，5月6日星期五6:00AM、9月9日星期二6:15AM、10月20日星期三8:00PM、12月28日星期四8:10PM)到达预定目的地，而不必利用外部电源(例如，充电站)来将电荷添加到电池组。举例来说，一旦CPU接收电池组402的SOC及确定将ADV从起始位置导航到预定目的地将需要的经估计总电荷量，CPU 302就可由电力管理及电池监测系统312编程以显示表示ADV将以其沿着经产生路线被自主驾驶的速度的一系列速度，以及表示在选择了相关联速度的情况下ADV将到达预定目的地的经估计日期/时间的一系列相关联时间。在此实例中，机载计算机204包含显示器装置210，其包含使ADV乘员能够选择速度的触摸屏，如本文中描述。可在沿着旅途的任何点(例如，在旅途开始之前、在旅途期间的任何点)给出此选择。
在一或多个实施例中，CPU 302由电力管理及电池监测系统312编程以向一或多个ADV乘员给出关闭特定ADV组件/装置来节约电力的选择，如本文中论述。类似地，在一或多个实施例中，可给出关闭某些一或多个ADV组件/装置的选择作为与阈值电荷电平相关联的选择，ADV为到达包含于路线中的预定目的地将不会低于所述阈值电荷电平。举例来说，机载计算机可让ADV乘员关闭一或多个ADV装置/组件以使能够沿着经产生路线为ADV导航以到达预定目的地，而不必利用外部电源来将电荷添加到电池组。在一或多个实施例中，关闭一或多个ADV组件/装置的选项可包含一或多个组件/装置将被关闭的某些时距(例如，空调器在12:00AM开始且2:00AM结束的2个小时内关闭)。可在显示器屏幕210上向ADV乘员呈现降低ADV的速度及关闭特定ADV组件/装置的选择两者，且所述选择是使用包含于显示器屏幕210中的触摸屏技术进行选择。举例来说，一旦CPU接收电池组402的SOC且确定将ADV从起始位置导航到预定目的地将需要的经估计总电荷量，CPU 302可由电力管理及电池监测系统312编程以显示一或多个ADV组件/装置及一系列相关联经估计阈值电荷电平。每一阈值电荷电平表示电荷状态(SOC)，在ADV到达预定目的地之时电池装置将不会低于所述电荷状态。在此实例中，机载计算机204包含显示器装置210，其包含使ADV乘员能够选择ADV组件/装置以将所述ADV组件/装置转变为关闭状态的触摸屏。可在沿着旅途的任何点(例如，在旅途开始之前、在旅途期间的任何点)给出此选择。
一旦基于电池组的当前电荷状态(SOC)(且任选地，当前健康状态(SOH))确定ADV可到达预定目的地，或如果确定ADV无法利用其当前电荷状态(SOC)(及任选地，其当前健康状态(SOH))下的电池组沿路线导航以到达预定目的地，那么ADV机载计算机204产生包含ADV可进行导航以到达预定目的地的一或多个替代路线的替代路线集及表示针对每一路线ADV从交通工具的当前、预定或所安排的地理位置到达预定目的地的经估计时间的相关联时间。类似于原始(即，当前)路线，针对包含于替代路线集中的每一替代路线，机载计算机204将：1)确定为沿着替代路线为ADV导航以到达预定目的地的而向电池组要求的总经估计电力量；2)识别ADV可沿其导航以到达预定目的地的而不必将更多电荷存储在电池组上的每一替代路线；3)确定包含ADV可沿其导航以到达预定目的地的一或多个合格路线的合格路线集；4)确定哪一合格路线是最短时间路线(即，将花费最短时间量来进行导航以到达预定目的地)；及5)将最短时间替代路线设置为新的当前路线及沿着新的当前路线为ADV导航以到达预定目的地的。
在一或多个实施例中，如果ADV利用原始路线或任何替代路线无法到达预定目的地，那么机载计算机204将给予ADV乘员/用户键入另一目的地或前进到EV或HEV充电站来对电池组进行充电的选择。充电站在地理上可位于经产生路线上或经产生路线外(即，最近充电站、位于经预选县、镇、市、州、国家等的充电站)。新的地理目的地可通过网络无线地传输到相关ADV、存储于ADV机载计算机204中及/或通过网络由驻留在ADV控制系统网络610上且经由网络608通信地耦合到ADV的一或多个控制及系统节点502传输到ADV，如参考图6描述。本发明的一或多个实施例将利用乘员传感器装置208及ADV内容物传感器装置220来监测ADV乘员及由ADV运输的任何内容物的重量，使得可在确定沿着路线为汽车导航所需的总电能时将乘员及被运输的内容物的重量考虑在内。所属领域的技术人员应了解，ADV交通工具越重，产生足够力矩来克服由可导航道路表面产生的摩擦以使交通工具的轮子转动以沿着道路移动交通工具所需的电力越多。
图1说明ADV导航系统(例如，ADV 602)的至少一部分且大体上说明其能力中的一或多者，其能力包含：使用输入数据、感测到的数据、接收到的数据及/或其它数据产生包含起始点A及第一预定目的地B(DN)的ADV的路线以自主地将ADV从地理起始点A导航到地理目的地点B；及利用感测到的数据、接收到的数据及/或其它数据自动确定ADV是否可在电池组的当前电荷状态(SOC)(及任选地，其当前健康状态(SOH))下利用电池组沿始当前路线RN导航以到达在点B处表示的预定地理目的地。一旦确定ADV无法到达预定目的地，或如果确定ADV利用电池组的当前电荷状态(SOC)(及任选地，当前健康状态(SOH))无法到达预定目的地，就产生包含一或多个替代路线RA的替代路线集，如本文中描述，以利用电池组的当前电荷状态(SOC)(及任选地，当前健康状态(SOH))确定ADV是否可到达预定目的地DN。
为了简单起见，展示在提供于单个地理区域内的车道上执行路线规划及导航操作的一个ADV。然而，ADV导航系统网络(参考图6描述)的一或多个实施例可用于在导航道路上的整个相同或不同地理区域内辅助一队ADV规划路线及为多个ADV导航。在一个实例中，ADV602包含可由机载导航系统用以允许机载导航系统进行操作的交通工具识别。在其它实例中，交通工具识别可通过网络传输到驻留于ADV网络610内驻留的一或多个节点502内的远程导航服务(RNS)，其使RNS能够检查包含包括在ADV中的每一电池组的SOC(及任选地，SOH)的每一ADV的状态，及将导航信息传输到每一ADV(例如，起始点、目的地、映射信息、路线规划信息、路线、人造物的地理位置等)。交通工具识别可包含乘员感知数据及/或识别数据、关于路线的数据及/或其它导航数据、及/或感知数据、导航数据、控制数据及/或本文中论述的关于交通工具、路线及/或其中的乘员的任何其它数据。下文描述的实施例的实例适用于单个ADV及一队自主驾驶交通工具，且可产生路线规划信息及跨短及长的距离为一或多个ADV导航，包含在设施、地理区域、街区、镇、市、州、国家等之间及其内。如图1中展示，ADV602正被其实施例在本文中揭示的机载导航系统控制，以确定起始点A与结束点B之间的路线RN及沿着导航路线R自主地将ADV从起始点A驾驶(即，导航)到结束点B。在此实例中，ADV602是经配置以使用机载导航系统沿着导航路线R自主地移动一或多个人的乘客EV或HEV交通工具。在本文中描述的其它实施例中，ADV 602可为使用导航道路来自主地导航地理区域的任何EV或HEV交通工具。
图1中展示的ADV 602包含：ADV传感器，其可用于收集用以导航ADV通过其周围环境的数据；传感器，其用于收集关于一或多个交通工具乘员的数据；电池管理系统；及机载导航计算机，其使用经由前面提及的传感器传递的数据的至少一部分结合其它数据利用关于图7、8及10A到10C描述的动态路线规划算法沿着路线RN将ADV导航(即，ADV自主地驾车运送ADV乘员)到预定目的地。举例来说，在ADV已确定路线R(即，包含当前路线RN及任何替代路线RA的路线)期间及/或之后，ADV机载计算机连续处理由一或多个传感器接收的数据以监测电池组的SOC及/或SOH及沿着路线RN为ADV导航。如果机载计算机确定ADV利用处于其当前SOC及/或SOH的电池组无法到达预定目的地DN，那么机载计算机经编程以使用利用人工智能将ADV导航到新的目的地DN+1的动态重新规划路线算法自动确定新的路线RN+1(如图1中描绘)以到达目的地DN，而不必使用外部充电装置(未展示)为电池组进行充电。如果机载计算机确定通过经由当前路线RN或替代路线RA利用处于其当前SOC及/或SOH的电池组为ADV导航，ADV无法到达预定目的地DN，那么机载计算机204将给予用户/ADV乘员输入新的目的地DN+1及利用关于图9及图10A到10C描述的动态重新规划路线算法来为ADV重新规划路线的选择。
在一或多个实施例中，传感器是可为系统、设备、相机、检测产生图像的光的任何装置、利用任何形式的电力及磁力来成像、测量及/或检测现象的电磁装置、软件、硬件、可执行指令集、接口、软件应用、换能器及/或包含用于指示、响应于、检测及/或测量物理性质及产生关于物理性质的数据的一或多个传感器的前面提及内容的各种组合的传感器装置。举例来说，电池管理系统222是经配置为用以监测及管理电池组402及/或包含于其中的一或多个电池的传感器装置，如本文中参考图2到4描述。在另一实例中，传感器可为换能器或测量重量(例如，英制、公制、国际标准、磅、NIST等)、质量或力的任何其它装置。举例来说，乘员传感器装置208换能器产生由CPU 302利用乘员识别系统320处理以测量由ADV运输的内容物的重量的数据。
图2、3A、3B及4是可用于为在图1中大体上展示的ADV 602规划路线及导航的机载ADV导航系统200的实施例的功能框图。如图2中展示，本文中描述的ADV的每一实施例具有机载计算机及控制系统(机载计算机)204，其操作以自主地定位及控制ADV来将ADV从地理起始点A导航到地理结束点B，而无需ADV乘员加速、空转、发动机节流、转向、制动或警示(例如，使用交通工具喇叭、雨刮器、危险警告灯或使用转向灯)可以某种方式影响另一交通工具或行人的行动的另一交通工具或行人。由参考图2描述的传感器产生的传感器数据将由参考图2、3A、3B及4描述的机载计算机204处理以自主地为ADV导航及控制ADV同时监测及管理电池组402，如参考图4描述。机载计算机204操作以尤其(例如)产生、确定及/或监测：1)路线规划信息，其在必要时包含重新规划路线信息；2)将ADV从地理起始点导航到地理结束目的地的导航信息；及3)传感器信息，其以数字方式描述ADV的外部周围环境、交通工具活动及利用电池管理系统222及电力管理及电池系统监测系统312的电池组的当前电荷状态(SOC)及健康状态(SOH)。举例来说，ADV的驾驶装置，例如(举例来说)转向轮、制动踏板、油门踏板、转向灯、镜及警告喇叭，将由ADV装置控制器212依据由参考图3A描述的机载计算机204传输的控制信号控制。机载计算机204与ADV参考传感器216、导航及控制传感器218及电池管理系统222通信以接收相关联传感器数据及处理所述相关联传感器数据以利用ADV装置控制器212自主地驾驶ADV。
为了辅助机载计算机204为ADV导航，ADV参考传感器216产生传感器数据(例如，其产生关于ADV面朝的方向及ADV的定向的传感器数据)，其由机载计算机204经由ADV参考定位系统304处理以确定ADV在地球表面上的地理位置及定位，经由映射系统310与相关地理区域的导航图相关以使机载计算机204能够利用动态系统308最终确定路线RN及额外路线RN+M。举例来说，在一个实施例中，参考图3A描述的参考定位系统304包含于机载计算机204内且用于接收由ADV参考传感器216产生的传感器信息以产生表示ADV在地球上的位置且最终表示ADV在地图上的位置的定位信息。位置信息可包含(例如)ADV 602面朝及/或前进的方向(例如，方向是基本方向及顺序方向)、ADV的定向(例如，倾角及旋转位置)。在另一实施例中，ADV参考系统304可为产生可利用一或多个I/O端口316输入到机载计算机204中以编程CPU以执行所描述功能性的定位及参考数据的独立装置。
在一或多个实施例中，由机载计算机204利用映射系统310产生的映射图包含映射信息，例如ADV可导航的可导航道路、沿着可导航道路及/或相关地理区域发现的地理人造物(artifact)的地理位置，人造物包含例如可存在且可在相关地理区域内在地理上识别的一或多个城市街道、通行费、灯、桥、高速公路、街头摄像头、结构、商家、经识别事故或交通拥堵、位置等。另外，映射信息包含关于包含于地理区域中的一或多个可导航道路及包含于相关地理区域中的每一经产生路线的信息，其包含一或多个可导航道路或一或多个可导航道路的部分的地理长度(米、千米、英里等)及倾角、及包含于一或多个可导航道路或一或多个可导航道路的部分内的每一曲线的曲率角。在一或多个实施例中，每一ADV的CPU 302经编程以利用一或多个ADV传感器产生及可检索地存储前面提及的关于可导航道路的信息使得所述信息可经检索以辅助一或多个路线的产生，如本文中描述。在另一实施例中，一或多个控制及系统节点502可从一或多个ADV机载计算机收集包含关于可导航道路的信息(例如，倾角、曲率角或两者的组合)的映射信息。在一或多个实施例中，机载计算机204及/或一或多个节点502可利用GPS装置(本文中描述)收集前面提及的映射信息。另外，机载计算机204及/或一或多个节点502可通过使用公共网络608接入因特网来检索前面提及的映射信息。前面提及的映射信息与包含于针对其产生映射信息且将映射信息可检索地存储作为历史信息且经组织使得其可用映射信息来检索的地理区域中的可导航道路相关联。映射信息可由CPU 302用于产生一或多个路线及路线时间，如本文中描述。
在一或多个实施例中，CPU 302经编程以利用动态路线规划系统308产生除了经产生路线之外的额外路线规划信息。举例来说，在这一或多个实施例中，动态路线规划系统308编程CPU 302以利用各种ADV传感器测量一或多个环境条件，例如当日时间、雨水的严重程度、积雪深度、温度、风速、交通堵塞、制动距离、平均速度限制及包含平均速率、其它速度信息、照明条件及关于包含于地理区域中的一或多个可导航道路的任何其它环境信息。由一或多个ADV收集的环境信息经传输到一或多个控制及系统节点使得其被可检索地存储及传输到相关ADV来辅助路线产生及其它活动。在一或多个实施例中，参考图6描述的移动装置606可传输关于驻留于地理区域中的可导航道路的环境条件，包含交通模式、可导航道路及周围环境的条件(例如，雨、雪、光照条件(晴朗、有雾、朦胧等)、温度、风速等)及其它信息(例如，速率、制动距离、当日时间等)。在一或多个实施例中，CPU 302利用映射系统310接收交通信息、环境条件及影响包含于经产生路线中的一或多个可导航道路的其它信息。在其它实施例中，机载计算机204及/或一或多个控制及系统节点502可经由参考图6描述的公共网络608接入因特网，以接收影响及关于地理区域中及/或包含于经产生路线中的一或多个可导航道路的环境条件。信息可经存储于相应数据存储系统中且经组织使得信息可在适用于辅助机载计算机204产生路线及确定路线时间时被检索，如本文中描述。
在这些实施例中的任一者中，前面提及的信息与包含于经产生路线中的一或多个可导航道路相关联使得信息可用于产生经估计导航时间(例如，TRN、TRA、TRQ等，如本文中关于图7到10C描述)及本文中所描述的电池管理及监测信息。举例来说，机载计算机可查询数据库或利用本文中描述的存储器中处理系统获得特定类型的地理人造物(例如，商家、住宅、加油站、学校、银行、竞技场、棒球场、医疗设施等)的地理位置及接收出现在显示器210上产生且经引用作为符号或可用于在视觉上表示显示器210上的相关地理人造物中的一或多者的任何其它显示器装置的地图上的前面提及的相关人造物的地址列表或显示。这些地理人造物可驻留于不同国家、州、市、县及/或镇中及横跨不同国家、州、市、县及/或镇，且与相应映射信息相关联的地理区域可横跨国际边界。
在一个实施例中，定位系统可使用全球定位系统(GPS)、Quazi-Zenith卫星系统(QZSS)、北斗、伽利略、Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema或全球导航卫星系统(GLONASS)或任何其它系统，其准确到足以确定ADV在时间及距离约束内的位置，使得位置可与利用映射系统310产生的映射信息相关、被连续更新且落于某些定位距离内使得ADV 602的导航可安全地实现同时维持通过利用动态路线规划系统308产生的路线规划信息的准确度。取决于将被导航的区域的大小，室内定位系统(IPS)也可用作本文中描述的其它定位系统。
ADV参考传感器216可包含测量ADV的物理移动及定向的传感器，包含(但不限于)一或多个加速度计、磁场传感器、速度计等。ADV的当前位置由参考图3A描述的作为机载计算机204的部分的导航及驾驶模式系统、路线规划系统及映射系统连续更新及使用以产生路线规划信息及沿着经产生路线自主地为汽车导航。
参考图2描述的导航及控制传感器218产生传感器数据，其被传递到由参考图3A描述的机载计算机204利用的导航及驾驶模式系统306。导航及控制传感器218可包含(例如)一或多个红外传感器、陀螺仪、激光器及/或其它光传感器、加速度计、气流计、气压传感器、振动传感器、电化学传感器、测量力的传感器、测量重量的传感器及可用于测量物理移动、物理冲击、距离、速度、方向、定向(角、旋转)及时间的其它传感器。在另一实施例中，产生关于转向轮、一或多个轮胎及/或转向柱的位置的数据的一或多个传感器及/或读取或利用由机载速度计产生的数据的一或多个传感器也可由导航及驾驶系统使用以沿着预定路线为ADV导航。导航及控制传感器218还可包含检测车道条件(例如、泥、水、雪、冰、坑、栅栏、不平坦路面、碎石、玻璃、无路等)，且由这些传感器218产生的数据可由机载计算机204经由导航及驾驶模式系统306使用以依取决于感测到的条件被确定是安全的方式控制ADV及为ADV导航。可用于监测车道条件的导航及控制传感器218是振动传感器、相机、热传感器、温度传感器、激光器及/或其它光传感器、湿度传感器或可产生指示导航道路的数据的任何其它传感器。
导航及驾驶模式系统306还可使用导航及控制传感器218避免沿着路线的障碍以沿着路线安全地为ADV导航，所述障碍例如其它交通工具、路障(交通锥、施工、碎片等)、人行道、悬挂着的障碍物(例如，桥、树枝、灯具等)及类似者。在此实施例中，导航及控制传感器可为例如雷达及/或激光雷达的一或多个电磁能量传感器、或例如(举例来说)声呐传感器的一或多个声学传感器、用于检测交通灯、停止标志及希望在视觉上传递信息的任何其它结构或装置的相机、或本文中描述的希望沿着路线有效地为ADV导航的导航及控制传感器218的任何组合。由本文中描述的一或多个前面提及的雷达、激光雷达及/或声呐传感器产生的传感器数据由导航及驾驶系统使用以确定相关对象距ADV的距离，且如果需要行动的话，那么在相关对象周围为ADV导航。机载计算机204使用ADV的经连续更新的位置信息及从导航及控制传感器218产生的传感器数据沿着预定路线以一方式安全且有效地为ADV导航及控制ADV，使得ADV的速度被连续监测及控制、ADV的方向及定向被连续监测及控制、交通标志及警示标志被感测及遵守、及沿着路线存在的障碍通过采取安全地避开障碍的更多行动(例如，停止交通工具、绕过障碍、提高或降低ADV的速度、使ADV执行U形转弯或安全地避开障碍的一些其它行动方针)来安全地通过，同时继续将ADV导航到在由机载计算机204产生的路线上识别的地理预定目的地。
为了辅助机载计算机204确定沿经产生路线导航及到达预定目的地所需的总电力量，ADV导航系统200包含将测量ADV内的一或多个内容物的重量的内容物传感器220。在一或多个实施例中，内容物传感器220可包含换能器装置，其将重力转换成可由CPU302利用内容物ID及监测系统322处理以确定占用相关ADV的每一物品的重量的电信号。在此实例中，用于携载一或多个物品的手提箱、包、背包及/或其它容器中的每一者使用一或多个换能器装置220来称重。在一或多个实施例中，CPU 302利用内容物ID及监测系统322可使每一物品与唯一ID、图像(即，利用相机传感器装置220对一或多个内容物进行成像)及总重量相关联使得全部以下者都可被连续更新。类似地，在这一或多个实施例中，一旦选择将物品放置于一或多个容器中，或视情况而定，在不利用容器的情况下放置于ADV中，就对每一物品进行称重及/或成像、给予其唯一标识及对其进行监测。类似地，ADV 602的一或多个实施例包含乘员传感器装置208，其包含经配置以产生由CPU 302利用乘员ID系统320接收以测量及确定一或多个ADV乘员的总重量的数据的换能器。
在另一实施例中，乘员传感器208可为产生图像数据的非接触式传感器，例如(举例来说)可产生可由CPU 302利用乘员ID系统320用来基于图像数据估计一或多个ADV乘员的重量的图像数据的一或多个相机传感器装置。在另一实施例中，一或多个ADV乘员可联合触摸屏利用GUI(未展示)以使用显示器屏幕210键入其重量。举例来说，机载计算机204可经配置以从一或多个乘员传感器208接收乘员传感器数据及经由乘员ID系统320利用乘员ADV识别图像数据以处理经产生传感器数据及产生指示关于相关ADV乘员的照片及高清图像的图像(图像识别信息)，及将经产生或接收到的图像识别信息传输到一或多个控制及系统节点502(参考图5描述)以进行进一步处理来确定ADV乘员的重量。
在一或多个实施例中，如参考图3B描述，数据存储装置314由机载计算机204配置以可检索地存储由包含(例如)乘员传感器208、导航及控制传感器218、ADV参考传感器216、电池管理系统222的一或多个ADV传感器产生的全部传感器数据及由一或多个传感器、模块、装置、系统等产生的由机载计算机204利用以有效且安全地为ADV 602导航的任何其它数据，如本文中描述。尽管未说明，但在一或多个实施例中，数据存储装置314也经配置以存储机载计算机204的操作系统、及由机载计算机204利用以执行本文中描述的相应功能性的一或多个系统，系统包含ADV参考系统304、导航及驾驶模式系统306、动态路线规划系统308、映射系统310、电力管理及电池监测系统312及/或乘员识别系统320。数据存储装置314也经配置以可检索地存储与相关地理区域相关联的映射信息，本文中描述的路线规划信息(例如，ADV地理起始位置及地理目的地)与所述地理区域相关联且在地理上驻留于其内。在一或多个实施例中，数据存储装置314可包含一或多个数据库及/或访问一或多个数据库(例如，微软SQL服务器、MySQL、Oracle、相关数据库、多维数据库、DB2、OLAP多维数据集数据库、多维在线分析处理(MOLAP)等)。
如本文中描述，机载计算机204的一或多个实施例包含存储器中处理系统，其经配置以利用一或多个处理器及一或多个RAM装置(未展示)执行存储器中处理以存储为ADV导航及执行与本文中描述的机载计算机204相关联的全部功能性所需的全部相关数据。在另一实施例中，数据存储装置314的全部内容都被可检索地存储于一或多个RAM装置中以由CPU 302进行高效存取。在一或多个实施例中，CPU 302可为一或多个处理器。在此实例中，存储于一或多个RAM装置中的全部数据的一或多个副本也被存储于数据存储装置314中。存储装置314可为(例如)非易失性存储器、只读存储器(ROM)、快闪存储器、NAND快闪存储器及类似者、或磁盘装置，例如硬盘驱动器(HDD)及类似者。举例来说，存储器中处理系统可存储一或多个相关地理区域的全部映射信息及路线规划信息使得CPU 302可产生路线，而不必存取数据存储装置314。举例来说，存储器中处理系统可存储由电池管理系统222产生的全部电池监测及管理数据，使得CPU可处理及分析包含电池组402及/或包含于其中的一或多个电池404的SOC及SOH的由电池管理系统222确定的相关电池数据，及确定经产生路线是否可由ADV导航而不必使用外部电力供应器对电池组402进行充电，以上全都不必从存储系统314检索数据。在一或多个实施例中，由导航及控制传感器218及ADV参考传感器216产生的数据也可由存储器中处理系统存储及处理，使得相关数据不必从数据存储系统314检索。
图4说明包含电池管理系统222的电池系统400。现将参考图4描述可由本文中描述的ADV的一或多个实施例利用的电池管理系统222的一个实例。在一或多个实施例中，电池管理系统222包含监测及执行电路406、电压及温度感测电路408、微控制器410、电流感测电路412及存储器存储装置414。在一或多个实施例中，ADV是利用参考图4所描述的电池管理系统222的混合电动交通工具(HEV)。在一或多个实施例中，由在本文中的一或多个实施例中作为电动交通工具(EV)或混合电动交通工具(HEV)的ADV利用的电池装置可为，例如是包含多个锂离子(Li-离子)电池404的Li离子(Li-离子)电池组402。所属领域的技术人员应了解且如本文中描述，电池组可包含其它类型的电池且是以类似方式管理及监测。在本文中描述的一或多个实施例中，表示电池404的可用容量的电池404的电荷状态(SOC)由微控制器410测量，且测量值可表达为额定(例如，由电池制造商额定或独立地验证)电池容量的百分比、健康水平(例如，1到5、1到10等)及/或由指示(例如，低、中、高、灯、一系列灯等)表达。SOC还向用户给出在需要外部重新充电过程之前电池组402或包含于其中的多个电池404将继续执行多长时间的指示。在本文中描述的一或多个实施例中，表示相较于当电池被评定为新电池或准备好使用时电池放电及存储经积累电力两者的能力的电池404放电及存储经积累电力两者的能力的量度的电池404的健康状态(SOH)由微控制器410测量且可以各种方式来表达，例如(举例来说)百分比、健康水平(例如，1到5、1到10等)，或由指示(例如，低、中、高、灯、一系列灯等)表达。SOH是电池由于使用而劣化的程度及对电池组402及电池404强加的年限的指示。
SOC可使用开路电压(OCV)Vocv测量确定。在一或多个实施例中，利用电池组402及/或包含于其中的一或多个电池404的实时电压、电流及温度测量实时执行SOC测量。微控制器410通过将利用由电压及温度感测电路408产生的数据的电压的测量转换成利用与电池组402及/或包含于其中的一或多个电池404相关联的已知电压/SOC放电曲线(未展示)的SOC测量来确定电池组402及/或一或多个电池404的SOC。在一或多个实施例中，电池组402及/或电池404的电流及温度读数也可由微控制器410用来确定电池组402及/或电池404的更准确电压读数。
SOH不像SOC的情况中那样对应于电池组402的特定物理量。所属领域的一般技术人员应了解，在一或多个实施中可利用各种定义的SOH，包含日历寿命、容量衰减等。举例来说，SOC可被定义为可释放容量Creleasable与额定容量Crated的百分比(SOC＝Creleasable/Cratedx100％)。SOH可被定义为最大可释放容量Cdischarge与额定电池容量Crated的百分比(SOH＝Cdischarge/Cratedx100％)。当电池是新的时，容量Cdischarge将与容量Crated基本上相同。所属领域的技术人员应了解，容量Cdischarge将随着电池由于年限及时间老化而下降，使得电池组402及包含于其中的一或多个电池中的每一者的健康状态SOH将随着时间的推移而下降且电池的劣化将由于使用及使用特性而加速。本文中论述的一或多个实施例可利用各种方法来确定电池组402或包含于其中的一或多个电池404的健康状态。举例来说，微控制器410可结合统计方法利用历史数据来基于电池使用(在图6中所展示的一或多个ADV 602或在交通工具中利用相同类型的电池的其它交通工具中类似或基本上相同)确定SOH。另外，微控制器410可利用具有经验校准的分析模型，例如(举例来说)利用经由电池特性的直接测量值指示老化的电池参数的估计。在一或多个实施例中，微控制器410可基于指示电池的年限的通过方程式基于电池特性建模的电池参数利用半经验模型。
在一或多个其它实施例中，ADV经配置作为利用参考图4所描述的电池管理系统222的电动交通工具(EV)或混合电动交通工具(HEV)。电池管理系统222监测及管理包含以串联配置连接的多个电池404的电池组402。尽管图4中所展示的实例说明串联连接的多个串联电池块，但电池组402可包含未展示的其它配置(例如，串联连接的多个并联电池块或以环配置连接的多个串联电池块或并联电池块)。每一配置中利用的电池块的数目将取决于电池管理系统222的所需电状态及ADV的电需求。多个电池块404包含电池单元，其经配置以积累并存储电能使得直流能量可用于对电池组402进行充电。包含于电池组404中的电池单元还可经配置以释放直流能量来使电池组402放电。当ADV正沿路线导航时，电池组402连接到逆变器416及使用由电池组402积累的能量来驱动电动发电机418。对电池组402进行充电的一种方法是连接电池组402以使用电力充电器422将电池组连接到外部电力供应器。外部电力供应器的实例包含(但不限于)由公共设施提供的充电器、发电站、家用充电器或经配置以将电力提供到用于HEV或EV中的电池装置的其它充电站。
在一或多个实施例中，ADV经配置作为混合电动交通工具(HEV)或电动交通工具(EV)，其包含包含于电池组402中作为主电池操作的一或多个电池404及包含于电池组402中不同于主电池404的作为二次或辅助电池操作的一或多个电池404。在此配置中，主电池用于操作用于驱动ADV的一或多个电动机，且辅助电池用于对需要电力的其它装置(例如，ADV传感器、空调(HVAC)、通风系统、加热系统、灯、扬声器、音频/视觉等)供电。替代地，在一或多个实施例中，电池组402可经配置使得多个电池中的每一者在需要时可用于作为主电池或辅助电池使得无需永久标示为主电池及替代电池。在此实例中，微控制器410利用监测及执行装置406将确定哪一电池404将连接到哪一装置以将电力供应到所述装置。在一或多个实施例中，需要由一或多个辅助电池供应的电力的装置可在ADV电动机不运转(例如，在节能操作模式中关闭、停下)时利用，装置例如灯、音频/视觉装置、本文中所描述的ADV传感器、空调、加热、空气通风、HVAC系统、警示/闪光灯、门锁等。
在一个实例中，电池管理系统222是用作测量电池装置402的一或多个状态的电力存储状态估计系统的ADV传感器装置。在一或多个实施例中，电池管理系统222包含作为电压及温度感测电路408的部分的电压感测电路。电压感测电路经配置以通过测量每一电池404的终端电流测量跨每一电池的电压来辅助确定电池组402的状态。在另一实例中，电压感测电路经配置以感测电池组402的总电压。可用于电压及温度感测电路408中的电压感测电路的实例可包含电流传感器或例如模拟前端电路的模拟电路。包含于电压及温度感测电路408中的温度感测电路经配置以通过测量每一个别电池404、包含于电池组402中的一或多个电池404或整个电池组402的温度来测量电池组402的温度。举例来说，温度感测电路可测量跨一或多个电池404的多个温度及将平均值当做跨整个电池组402的温度或取得沿着电池包配置的一个点的温度且将所述温度当作电池组402的代表性温度。在一个实例中，温度感测电路是热敏电阻。温度感测电路可为模拟电路，例如模拟前端电路。举例来说，温度传感器可为定位在电池组上且产生电压信号的一或多个换能器，且电压感测电路可辅助确定电池组402或一或多个电池404的温度。在一或多个实施例中，电池管理系统222取决于包含于电池组402中的电池404的数目包含多个电压及温度感测电路408。在另一实施例中，电池管理系统222包含单个电压及温度感测电路。
电压及温度感测电路408将电压感测电路及温度感测电路的测量结果输出到微控制器电路410以感测电池管理系统222的各种状态及辅助各种测量及分析。在一或多个实施例中，微控制器电路410利用监测及执行装置406可基于由电压及温度感测电路408检测的电池组402的温度在异常发热周期时段执行充电及放电循环。
在一或多个实施例中，电池管理系统222包含测量电池组402的电流的电流感测电路412。电流感测装置412感测流到电池组402及/或从电池组402流动的电流及将电流测量值输出到微控制器410。在一个实例中，电流感测电路412是连接到电池组402或一或多个电池404的电流传感器。在另一实例中，电流感测电路412可为模拟电路，例如模拟前端电路。
在一或多个实施例中，电池管理系统222还包含实时测量电池组402及/或包含于其中的一或多个电池404的阻抗值的电池阻抗感测电路。在一或多个实施例中，阻抗感测电路是监测及执行装置406的至少部分。举例来说，在安装时确定电池组402及/或一或多个电池404的内部阻抗，且电池阻抗感测电路测量随着电池404随着时间的推移老化的变化以辅助确定电池404的内部阻抗。可把测量电池组402的内部电阻作为确定测量电池组402及/或包含于其中的一或多个电池404中的每一者的剩余寿命时的考虑因素。举例来说，电池阻抗感测电路可经配置以利用欧姆测量测试方法来确定内部电阻。在此实例中，电池组402及/或一或多个电池404在一段时间(例如，秒或更长)内接收短暂放电。电压及温度感测电路408测量在无负载情况下的开路电压(OCV)。电池管理系统222此后以预定负载遵循相同程序。此后，微控制器410将利用欧姆定律计算电阻值(电压差ΔV除以电流(i)等于电阻(R))。所属领域的技术人员应了解，电池的阻抗值随着时间推移的变化指示电池的寿命。举例来说，应认识到，在无电流流动的情况下，内部电阻处的电压降是0，因此，输出端子处的电压通过开路电压(OCV)管控。当将负载施加到电池组402及/或一或多个电池404时(即，充电及放电循环期间的正电荷或负电荷)，负载电阻与电池404中的一或多者或电池组402的内部电阻(R)串联。
在ADV的一或多个实施例中，电池系统400为ADV提供能量源使得获取关于电池组402的充电及放电循环的数据是重要的。电压及温度感测电路408、电流感测电路412及监测及执行装置406将电池单元404的电池电压及温度发送到微控制器410。微控制器410基于接收到的信息感测电池管理系统222的状态及经由CPU 302将电池状态数据传输到交通工具控制装置212。存储器存储装置414存储信息，所述信息包含关于影响电池404的劣化、内部电池电阻特性、针对电池组402及/或一或多个电池404的各种电池电荷电平的电池的容量能力的因素的数据、关于电池404中影响放电电压(即，极化电压)的活性物质的极化的数据、关于个别电池404及电池组402的数据及关于电荷状态(SOC)、开路电压(OCV)且在一些实施例中关于健康状态(SOH)及一者对另一者的影响的数据。存储器装置可为例如ROM、RAM或可由微控制器410存取的任何存储装置。存储器装置414可由SDRAM、DDR SDRAM、DDR2SDRAM、DDR3 SDRAM、DDR4 SDRAM、非易失性存储器、EPROM、EEPROM或任何其它合适的存储器结构及/或装置形成。
微控制器410利用由电压及温度感测电路408、电流感测电路412及监测及执行装置406产生的数据及确定电池组402及/或一或多个个别电池404的电荷状态(SOC)及电池组402及/或一或多个个别电池404的健康状态(SOH)。举例来说，微控制器410可基于历史使用情况及/或基于当前路线估计的未来使用情况估计电池组402的状态，包含剩余电池容量水平、电池的健康状态、时间，直到将需要外部电荷等。微控制器410还监测及控制用于对电池组402及/或一或多个电池404进行充电及放电的电流及由电池组402及/或一或多个电池404积累及放电的电力量。微控制器410还利用监测及执行装置406监测电池组402及/或一或多个电池404的异常状态。微控制器利用SOC及SOH信息通过将信息传递到控制ADV的功能性的各个方面(包含ADV的速度)的交通工具控制装置212控制电池组402到交通工具的电力输出。举例来说，交通工具控制装置212使用由微控制器410传输的信息控制逆变器416。微控制器410还控制及监测充电器422。
在放电模式中，在机载计算机204利用ADV装置控制器212的控制下，电池管理系统222连接到逆变器416及通过使已由电池组402积累的电能放电来驱动电动发电机418以沿着当前路线为ADV导航。在第一充电模式中，在机载计算机204的控制下，电池组402可通过电动发电机418充电。在第二充电模式中，在机载计算机204的控制下，电池组402可利用充电器420经充电到预定电平。
当ADV正沿包含于路线中的一或多个可导航道路导航时，环境条件也会影响电池组402的放电速率。可将这些电池放电活动描述为应激事件，所述应激事件由于在电池应激事件的持续时间期间提高放电速率(例如，在加载周期期间)而影响电池寿命。所属领域的一般技术人员应了解，在可称为正常驾驶条件的条件下，行进距离、行进时间、平均速度、交通工具重量及最大加速度是影响电池充电/放电速率、热产生速率及能量吞吐率的所有因素。初始加速度、巡航速度、最大速度、驾驶循环、可导航道路的坡度及驾驶范围是在考虑性能时的典型的规格。所属领域的技术人员还应了解，还可使用估计公式计算以预定速率行进预定距离的ADV中的电池组的放电速率，使得ADV在电荷状态下可行进的距离范围可通过改变ADV的行进速度来实现。
ADV由操作电池管理系统222的机载计算机204驱动以利用微控制器410使存储于电池组402中的电力放电。通过电池组402与电连接到电动发电机418的电动机(未展示)或混合发动机(未展示)之间的连接为ADV交通工具供电。在操作中，ADV的轮子由通过电动机产生的力矩提供动力。本文中描述的用于为ADV导航及与ADV乘员通信的各种传感器也可由电池组402供电。举例来说，在一或多个实施例中，ADV是混合交通工具，其中引擎的力矩经传送到电动发电机418且移动轮子所需的动力通过力矩产生。电池组402经配置以存储由电动发电机418产生的电力。从电池组402汲取的电流在微控制器410的管理下被施加到发动机。在发动机内部，使此电流穿过磁场，这产生用于使轮子转动的力矩。在一或多个实施例中，此过程在交通工具制动期间反转使得微控制器410可将电动发电机418转换成发电机。在ADV减速之后，由在减速期间施加于制动系统的阻力产生的力矩产生经由电动发电机418传送到电池组402的电力。举例来说，在这些实施例中，存储于移动交通工具中的动量用于使电动发电机418的电动机中的导体穿过磁场以产生电流，所述电流由微控制器410引导回到电池系统以用电能对电池组402进行充电。使用再生制动过程增加ADV EV或HEV的驾驶范围。微控制器410利用电压及温度感测电路408、电流感测电路412及监测及执行装置406连续地确定电池组402的当前电荷电平、电池的SOV、OVC及SOH。在一或多个实施例中，ADV经配置作为可利用电动机产生力矩来在不使用驱动电机的情况下移动轮子的电动交通工具。在此实施例中，电池组402还用于对本文中参考图2及3描述的ADV传感器供电。
在一或多个实施例中，监测及执行装置(M&P装置)406经配置以将SOH、SOC及OCV信息传输到一或多个视觉显示器210。在此实施例中，指示电池组402及/或包含于其中的一或多个电池404的不足状态的警示消息也通过M&P装置200传输。另外，当ADV正经历充电操作使得电池组402中的电池404正经历利用充电装置422从外部电力供应器充电时，M&P装置406可指示电池组402或包含于其中的一或多个电池404的电荷状态及到达完全充电状态所需的时间及显示上述内容。举例来说，基于由充电装置及指示的充电的便利性及电池组402的健康状态(SOH)及电池组402的当前充电状态，M&P装置可显示当前电荷电平及获得所要电荷电平的估计时间。如本文中论述，M&P装置406还可辅助确定电池组402的当前电荷电平是否足以从当前交通工具位置或所安排的交通工具位置到达预定目的地。M&P装置406还可以预定间隔从微控制器410请求SOH及SOC信息及显示SOH及SOC信息或利用所述信息向一或多个ADV乘员显示关于电池组402或一或多个电池404的当前或未来充电状态及/或电池组402或一或多个电池404的健康的警示通知信息。这些充电状态可包含电池组402或一或多个电池的剩余电池电力、预期电池电力及/或功率容量，其包含指示电池组402或一或多个电池404是否具有到达特定预定电荷电平的能力的信息，所述特定预定电荷电平在电池组402或相关电池404具有100％额定功率的情况下是完全充电状态的百分比。举例来说，如果电池失去容量，那么其再次充电到100％的充满电状态的能力会降级。M&P装置406可指示电池组402及/或包含于其中的一或多个电池404的减少的容量。在其它实施例中，如果电池组402或一或多个电池产生了高内部电阻，那么当电池在负载下时电池将变热且导致电压下降。M&P装置406可指示电池组402及/或包含于其中的一或多个电池404的高内部电阻。
存在影响电池组402的能量充电及从电池组402的能量放电的用以千瓦(kW)为单位的功率来表达的各种电池应激事件。这些事件包含引擎的加热、影响电池组402的寄生损失、由于电池系统的操作的低效及/或传输的低效的能量放电、加速ADV所需的能量放电、通过包含一或多个倾角的可导航道路所需的能量放电、抵抗重力及防止ADV在包含向上倾角的可导航道路上后溜所需的能量放电及抵抗至少部分由于空气动力学低效(例如，阻力损失)的大气条件力所需的能量放电。在一或多个实施例中，可将一或多个可导航道路的坡度考虑在内作为可影响电池组402的能量充电及放电的应激事件。另外，内部电池电阻特性可不利地影响电池的寿命及电池的电力放电速率。从积极方面来看，通过再生制动过程的能量电荷可作为正能量变化施加于电池组402或电池404中的一或多者。利用每一经产生路线的路线规划信息，例如(举例来说)交通模式、包含一或多个可导航道路的地理长度(米、千米、英里等)及倾角、包含于一或多个可导航道路内的每一曲线的曲率角的映射信息、环境条件(例如，雨、雪、晴朗、温度、风速等)及本文中描述的其它信息(例如，速率、距离、行进时间等)以及关于ADV本身的信息(例如，变速器健康状况、电池组健康状况等)，使微控制器410能够提前估计由电池组402或一或多个电池404由于这些及其它电池应激事件中的每一者引发的能量增益及损失。以此方式，将由电池组402或一或多个电池404由于ADV为由机载计算机204或一或多个节点502产生的任何路线导航而放电的总能量由微控制器410利用ADV机载计算机204估计，以分析包含于相关路线中的可导航道路及计算在相关路线的进程内将发生的能量充电及放电事件。以此方式，一旦相关路线经产生以估计沿着经产生路线的任何地理点的剩余电池寿命，就可在出行之前估计电池组402或包含于其中的一或多个电池404的电荷状态。
如参考图5及6所描述的ADV控制系统节点502经配置作为ADV控制系统网络610，其是ADV控制网络平台600的部分。驻留于ADV控制系统网络610中的一或多个控制系统节点502可由一或多个ADV交通工具通过机载计算机204来利用以按各种方式为相关ADV导航，包含例如产生映射及路线规划信息，辅助监测一或多个ADV乘员及监测由一或多个ADV利用的电池组及/或一或多个电池，如本文中参考图4、5及6描述。如关于图6描述，一或多个ADV控制系统节点502可经配置于ADV网络服务平台600中且经配置作为云网络及/或映射到云网络610。云网络可受保护使得仅经授权用户(例如，计算机装置及/或被给予授权的人)可访问网络。网络610也可受辅助防止未经授权访问的防火墙保护。
在一个实施例中，映射系统508、ADV参考系统510、路线规划系统512及ADV乘员识别系统522驻留于节点存储器数据存储装置504中且可经配置为(例如)将由CPU514等执行的软件、软件应用程序、可执行指令。在一或多个实施例中，CPU 514可为一或多个处理器。在一个实施例中，包含于ADV控制系统节点502中的存储系统506还可包含一或多个数据库及/或访问一或多个数据库(例如，SQL服务器、MySQL、Oracle等)，所述一或多个数据库存储关于各种大小的地理区域(例如，横跨不到一英里的区域到横跨一千多英里的区域)的映射信息，所述地理区域例如(举例来说)大的地理区域(例如美国、美国的州)、国外及其它大的区域(例如欧洲大陆(例如，包含汽车可进入的可导航道路的地理区域))。地图系统508可从存储装置506检索映射信息以产生一或多个地图，其包含由路线规划系统512产生的可由一或多个ADV 602利用以到达一或多个预定目的地的一或多个路线的相关地理区域。映射信息还包含结构(例如，住宅、商家、医疗设施、娱乐设施等)及所关注点(即，收费公路、桥梁、飞机场、箱型商店、游乐园)的地理信息及相关联地址信息。驻留于ADV中的机载计算机204还经配置以从驻留于ADV网络610中的一或多个节点502接收映射信息及路线规划信息及利用此信息为相关ADV导航。在一些实施例中，ADV控制及系统节点502可驻留在一或多个(在多个节点的情况中)应用程序服务器(未展示)上，及/或驻留于云网络中。其它配置在本发明的范围内。在机载计算机204的帮助下，一或多个节点502可将可导航路线中的一者或一系列(即，一或多个)可导航路线从ADV的当前位置传输到预定目的地中的一者或一系列预定目的地，其可由驻留于一或多个ADV 602中的一或多个机载计算机204用于本文中参考图7到10C描述的其映射、路线产生及导航活动中的每一者。与相关联于路线及/或包含于路线中的任一者中的可导航道路中的每一者的任何信息一起产生及/或获得的路线中的每一者可经存储于地图存储数据库506中以由映射系统508、ADV参考系统510、路线规划系统512及/或乘员ID系统522检索以用于辅助一或多个ADV。
驻留于ADV中的机载计算机204还经配置以从驻留于ADV网络610中的一或多个节点502接收映射信息及路线规划信息(包含路线规划指令)及利用此信息自主地为相关ADV导航。在一些实施例中，ADV控制及系统节点502可驻留在一或多个(在多个节点的情况中)应用程序服务器(未展示)上，及/或驻留于云网络中。其它配置在本发明的范围内。在机载计算机204的帮助下，一或多个节点502可传输包含ADV的当前位置、预定起始地理位置或所安排的起始位置的可导航路线中的一者或一系列(即，一或多个)及预定目的地中的一者或一系列(例如，可由于由ADV乘员利用GUI(未展示)进行的输入而确定、利用移动装置、膝上型或桌面计算机安排及/或由一或多个节点502接收的目的地)。一或多个节点502还可传输关于包含于传输到ADV的路线中的一或多个可导航道路或一或多个道路的相关部分的路线规划及映射信息。此信息可包含倾角信息、交通信息、经估计空闲/停止时间、速度信息、环境条件、温度信息、由一或多个ADV传感器要求的电力、由一或多个ADV组件/装置要求的电力及会影响电能放电或积累的任何其它信息。此信息可由机载计算机204分析以确定其对相关电池组的电荷状态(SOC)的影响。路线规划及映射信息可由驻留于一或多个ADV 602中的一或多个机载计算机204用以进行本文中参考图7到10C描述的其映射、路线产生及导航活动中的每一者。与相关联于路线及/或包含于路线中的任一者中的可导航道路中的每一者的任何信息一起产生及/或获得的路线中的每一者可经存储于地图存储数据库506中以由映射系统508、ADV参考系统510、路线规划系统512及/或乘员及内容物识别系统522检索以用于辅助一或多个ADV。
在一个实施例中，驻留于ADV控制网络610中的一或多个节点502可使用社交网络构建及更新用于产生导航路线的映射信息及路线规划信息，如本文中描述。举例来说，用户可使用移动装置606通过网络608与ADV控制网络平台600的一或多个节点502及其它组件(例如，ADV 602)通信。移动装置606的实例包含(但不限于)移动电话(例如，智能电话、功能手机等)、个人数字助理及平板计算机，且其它类型的移动装置606在本发明的范围内。移动装置606可经由通信网络608与ADV控制网络平台600通信。可用于通过网络608传递关于一或多个ADV的导航的数据及信息的移动装置606的实例包含膝上型计算机、平板计算机(例如，iPad)、移动或智能电话(例如，iPhone)、智能手表(例如，Pebble E-paper手表)、扩增现实头戴式显示器(例如，谷歌眼镜)等等。在一或多个其它实施例中，包含于一队ADV中的每一ADV可经由通信网络608与ADV控制网络平台600通信以将信息传输到驻留于ADV网络610中的一或多个节点502使得信息可被利用及/或传输到ADV队中的一或多个ADV。由移动装置606及/或ADV 602传输的信息可包含例如关于一或多个可导航道路的信息、地理人造物的地理位置信息、可导航道路的长度的当前及/或平均速度、温度、道路危险因素、交通拥塞信息、交通模式信息、绕道、可导航道路的行进时间或可导航道路的长度、为经产生路线导航的行进时间、交通工具的GPS及参考定位数据、可导航道路的倾角或可导航道路的长度、可导航道路的曲率角或可导航道路的长度或关于可导航道路或其长度、周围地理区域、环境条件的任何信息、及/或可由ADV机载计算机感测及/或确定的关于ADV本身的信息。
如本文中描述，如果机载计算机204不具有足够的映射信息来产生从其当前地理位置到经识别目的地的路线或确定沿经产生路线导航将需要的总电力量的估计，这是因为所述映射信息不含ADV的当前位置、ADV的经识别目的地或一或多个可导航道路或关于前面提及的当前位置与经识别目的地之间的一或多个可识别道路的相关信息，那么机载计算机204可将接收所需映射及路线规划信息的请求传输到驻留于ADV控制网络610中的一或多个ADV控制系统节点502。举例来说，机载计算机204可利用映射系统310、动态路线规划系统308及ADV参考系统304使用经传输信息产生ADV的当前地理位置、经识别地理目的地、沿着其为ADV导航以到达目的地的一或多个路线、及沿经产生路线导航将需要的总电力量。在一些实施例中，一或多个ADV控制系统节点502将确定ADV的当前位置、ADV的经识别目的地、前面提及的当前位置与经识别目的地之间的一或多个可导航道路，及产生供ADV到达目的地的一或多个路线及将所述一或多个路线传输到机载计算机204以由机载计算机204使用及/或确认经产生信息。在一个实施例中，ADV系统的ADV乘员或另一用户可使用显示器210上的GUI键入目的地。在另一实施例中，可使用一或多个移动装置606或经由将信息传输到ADV系统网络610的桌面计算机向ADV提供一或多个目的地，所述信息包含安排信息(例如，时间、日期等)、目的地信息(地址等)及乘员ID信息(姓名、年龄、地址等)。在一或多个实施例中，ADV平台600的用户可将目的地信息及安排信息传输到一或多个ADV 602，通过网络608直接传输到一或多个ADV或经由驻留于ADV平台网络610中的一或多个控制及系统节点502传输到一或多个ADV。举例来说，目的地信息可由驻留于ADV网络610中的一或多个节点502传输到一或多个ADV，一或多个ADV又将根据ADV的当前位置自动产生路线规划信息及将已知ADV乘员运输到一或多个预定目的地。另外，目的地及安排信息可由机载计算机204利用以在可能的情况下在时间、导航、速度及环境约束下在特定时间自动将相关ADV乘员运送到预定目的地。
ADV控制系统利用一或多个控制节点502可确定ADV的当前位置及/或起始位置以按类似于本文中关于机载计算机204描述的方式辅助产生路线规划信息。举例来说，ADV网络可利用图5中展示的包含于一或多个控制系统节点502内的ADV参考系统510确定ADV在地球上的位置且最终确定其在地图上的位置。举例来说，ADV参考系统510可使用全球定位系统(GPS)、Quazi-Zenith卫星系统(QZSS)、北斗、伽利略、Globalnaya NavigazionnayaSputnikovaya Sistema或全球导航卫星系统(GLONASS)或任何其它系统，其准确到足以确定ADV在时间及距离约束内的位置，使得位置可与映射信息相关、被连续更新且落于特定定位距离内使得交通工具的导航可安全地实现同时维持路线规划信息的准确度。在另一实施例中，起始位置可经由移动装置606传输、使用包含于显示器210中的GUI键入或以其它方式提供到机载计算机204。
如本文中描述，移动装置606可在ADV网络平台600内用以通过经由公共网络608将关于一或多个可导航道路的信息传输到驻留于ADV网络610中的一或多个控制系统节点502来提供所述信息。举例来说，移动装置606中的一些经配备有成像系统使得视觉信息(例如，图片、视频)可经传输到驻留于ADV 602中的一或多个节点502或一或多个机载计算机204或传输到所述两者。利用驻留于一或多个节点502中的ADV参考系统508及驻留于机载计算机204内的ADV参考系统304，图像数据可与驻留于存储系统506及/或数据存储装置314中的历史图像数据进行比较以确定图像信息的位置。一旦确定了地理位置，信息就可用于归因于可导航道路周围的环境(即，事故、路障、环境事件等)而更新路线导航时间、确定目的地或当前位置或影响路线规划及定位的其它信息中的一或多者。在一些例子中，图像数据本身将包含元数据，其包含可以某一方式用于确定及产生路线规划、映射及路线更新信息的定位及其它信息。可用于产生及确定关于ADV中的一或多者的定位、路线规划及映射的信息的历史信息经存储于存储系统506或其它数据库中以由一或多个节点502进行检索来辅助一或多个ADV沿经产生路线导航，如本文中描述。关于图6，一或多个ADV控制系统节点可经配置于可经映射到受防火墙保护的云网络610的ADV网络服务网络及可经映射到公共云网络608的管理网络中。
图7是根据一个实施例的流程图700，将参考流程图700描述用于使用ADV的当前位置确定及产生到预定目的地DN的路线RN的算法及沿着路线RN自主地为ADV导航。在步骤702，识别ADV的当前地理位置。在一个实施例中，机载计算机204利用ADV参考系统304使用本文中描述的技术确定ADV的当前地理位置。在另一实施例中，驻留于ADV网络610中的一或多个控制系统节点502可用于使用本文中描述的一或多种技术确定ADV的当前地理位置。在另一实施例中，一或多个移动装置606可用于使用本文中描述的一或多种技术确定ADV的当前地理位置。
在步骤704，机载计算机204接收表示表示结束点B的预定目的地DN的数据及使用针对相关地理区域产生的映射信息确定目的地DN在地图上的相关联地理位置。如本文中描述，目的地DN可由ADV乘员或第三方选择、使用移动装置或桌面计算机传输到一或多个节点502，且此后传输到相关ADV、由ADV乘员键入到显示器210、使用一或多个控制及系统节点502通过网络608传输到机载计算机204及/或以其它方式选择。
在步骤706，机载计算机204利用映射系统310及数据存储装置314利用动态路线规划系统308确定是否存在足以产生从起始点A到预定目的地DN的路线RN的信息。如本文中描述，映射信息用于辅助确定从起始点A到目的地DN的导航道路使得时间TRN表示ADV沿着导航道路自主地将ADV从起始点导航到目的地DN将花费的时间。知道起始点A到预定目的地DN之间的全部导航道路的地理位置允许驻留于ADV网络610中的机载计算机204及/或一或多个节点502分析历史数据及/或实时传输的数据以确定一或多个事件(例如，交通、事故、环境危险因素、吊桥活动、收费公路、道路维修等)是否将妨碍ADV沿包含于当前路线RN中的一或多个道路导航以到达目的地DN且因此影响时间TRN。另外，关于汽车的当前位置、ADV的当前方向及/或ADV正沿着可导航道路行进的方向分析可导航道路中的每一者允许更可靠地计算时间TRN。如果机载计算机204在步骤706确定存在的信息是不足够的，那么如参考步骤708描述，机载计算机204将以下请求传输到ADV网络中的一或多个控制及系统节点502：1)接收产生映射信息及/或路线RN的必要信息；2)接收映射信息及路线RN两者；或3)接收1)及2)两者及使用来自2)的信息确认1)中产生的映射及/或路线信息。
如果机载计算机204在步骤706确定存在足够的信息，那么机载计算机204在步骤710利用动态路线规划系统308产生路线RN及时间TRN及在步骤712自动启动路线以自主地将ADV从ADV的当前位置导航到目的地DN。
在一个实施例中，机载计算机204及/或系统控制节点中的一或多者经由动态路线规划系统308(在机载计算机204的情形下)或路线规划系统512(在一或多个控制节点的情形下)编程以执行动态路线规划算法，其利用人工智能基于关于相关地理区域中的可导航道路的信息连续地产生从ADV的当前位置到预定目的地DN的最短时间路线。现将参考图8描述动态算法，图8表示所述算法的流程图。根据一个实施例，ADV机载计算机204及/或一或多个系统控制节点502经编程以利用动态路线规划算法使用人工智能(AI)执行动态路线规划来产生及确定ADV将从地理起始点(例如，ADV的当前位置或另一预定地理位置)导航到地理结束点(例如，预定目的地DN或另一预定地理位置)的最短时间路线。取决于待横穿的地理区域的大小及所收集的关于收集的地理区域内的可导航道路的信息量，单个ADV可使用人工智能(AI)执行动态路线规划以产生路线RN+1，或利用一或多个ADV控制系统节点502的ADV系统网络610可由机载ADV计算机用以使用人工智能(AI)执行动态路线规划以产生新的路线RN+1。
举例来说，如果机载计算机204确定存储于数据存储装置中且利用映射系统产生的映射信息不含新路线RN+1的任一或多个部分，那么机载计算机204可通信地耦合到包含于ADV系统网络610中的一或多个控制系统节点502及接收所需的映射信息以产生新路线RN+1并执行动态路线规划算法。与路线RN的产生或接收同时地或在由ADV沿路线RN导航期间的任何点利用动态路线规划系统308初始化动态路线规划算法。如本文中参考步骤802描述，机载计算机204确定ADV的当前地理位置及从ADV的当前地理位置到达当前预定位置DN将花费的总时间TRN。如参考步骤804描述，机载计算机204使用参考系统、动态路线规划系统308及映射系统310并分析：1)由映射系统产生的映射信息；2)通过网络传输到机载计算机204的数据及/或其它信息；3)存储于机载计算机204数据存储装置314中的及/或传输到机载计算机204的存储于一或多个控制系统节点502的数据存储装置506中的历史数据(如果可用)，以产生从ADV的当前位置到预定目的地DN的数个替代可导航路线RA。
举例来说，在一个实施例中，机载计算机204在路线RN最初产生时使用映射系统及ADV参考系统自动产生除了当前路线RN之外的设置数目个替代路线RA。路线RA可基于利用时间、距离及/或可导航道路条件的经加权系统产生。
举例来说，在一个实施例中，使用从路线RN上的ADV的当前位置到当前预定目的地DN测量的与当前路线RN相关联的总可导航距离，机载计算机204利用动态路线规划系统308还可产生在参考可导航距离(按从ADV的当前位置到预定地理目的地DN的距离定义)的可导航距离内(例如，更高及更低)(例如，≤N≥(其可为参考可导航距离的百分比或某个其它数字))的数个(例如，≤N(其取决于可用路线的数目及可用系统处理资源可为任何数字))替代路线RA。
另一实施例通过使用加权系统产生ADV可从ADV的当前位置导航到预定目的地DN的数个替代路线RA，如步骤804中描述，所述加权系统使用包含横穿与当前路线RN对准或最接近对准的一或多个已知先前存储的路线所需的平均时间的历史数据。在此实例中，如本文中参考步骤802描述，由机载计算机204或由一或多个控制系统节点502产生或接收的每一路线RN具有与其相关联的总时间值TRN，其是基于路线RN的总距离及/或其它信息(例如，ADV的当前速度、交通工具在路线内的一或多个可导航道路上的已知平均速度、关于横穿整个路线或包含于其中的一或多个可导航道路的时间的历史信息、路线内一或多个可导航道路的速度限制、路障、事故、路线内一或多个可导航道路的条件、当日时间、星期几或可用于确定横穿路线RN的时间的任何信息-例如，可导航道路信息)的时间量度。举例来说，路线RN的时间TRN以本文中描述的方式连续更新且随着ADV沿当前路线RN导航被保存，使得TRN表示基于本文中描述的信息的ADV从ADV的当前位置到达当前目的地DN将花费的总时间的当前经估计时间量度。在一个实施例中，如关于步骤804描述，针对接收或产生的每一路线RN，一系列历史路线RH基于特定准则自动产生。举例来说，匹配或最接近匹配路线RN的历史路线RH通过比较总时间值TRN与总时间值TRH(从ADV的当前地理位置横穿相关历史路线的总时间)来选择，所述总时间值TRH与每一RH类似地相关联且以与时间TRN的方式一致的一或多种方式确定。在一个实施例中，机载计算机204及/或一或多个控制系统节点502确定时间TRH是否在时间TRN的预定时间范围内。举例来说，时间范围可为任何范围(更高或更低)(例如，≤TRN≥(其可为参考可导航时间TRN的百分比数或某个其它数字))，只要其适于出于本文中描述的目的识别数个相关历史路线RH。每一历史路线RH从存储于包含于机载计算机204中的数据存储装置314中及/或一或多个控制系统节点502的存储系统506中的历史上保存的路线储存库选择。如上文，如果机载计算机204确定存储于数据存储装置314中且利用映射系统310产生的映射信息不含包含于历史路线RH或替代路线RA中的任一或多个可导航道路，那么机载计算机204可通信地耦合到包含于ADV系统网络610中的一或多个控制系统节点502及接收所需的映射信息以产生历史路线RH或替代路线RA并执行动态路线规划算法。如果一或多个历史路线RH被存储在一或多个控制系统节点502上，那么历史路线RH可被传输到机载计算机204以进行处理。一旦已使用本文中描述的一或多种技术及/或其它已知技术确定了一组一或多个历史路线，那么每一历史路线RH将被添加到替代路线RA的列表且与当前路线RN相关联。在一个实施例中，针对每一路线RA，表示针对当前路线RN以本文中描述的一或多个方式类似地确定的从ADV的当前地理位置横穿路线RA的总时间的总时间值TRA当前由机载计算机204及/或一或多个控制系统节点502更新及保存。以此方式，如果替代路线RA中的一或多者的TRA被确定为在可接受时间值范围外，那么将从所述一组替代路线RA丢弃所述一或多个令人不愉快的路线RA。
在一个实施例中，机载计算机204还可依赖于由通过网络608连接到ADV系统平台600的一或多个移动装置606传输的信息及数据来计算、更新及/或获得可能影响一或多个历史路线RH的总时间值TRH、一或多个替代路线RA的总时间值TA的信息及/或获得可用于计算及/或更新ADV当前正在其上导航的路线RN的TRN的信息。可由一或多个移动装置606传输的信息包含例如交通工具在包含于路线RN、RH及/或RA中的一或多者内的一或多个可导航道路上的平均速度、关于横穿路线RN、RH及/或RA的一或多者或包含于路线RN+1、RH及/或RA中的任一或多者内的一或多个可导航道路中的全部的时间的历史信息、路线RN+1、RH及/或RA中的一或多者内的一或多个可导航道路的速度限制、路障、事故、路线RN、RH及/或RA中的任一或多者内的一或多个可导航道路的条件、当日时间、星期几或可用于确定及/或更新横穿路线RA、RH及/或RN的时间TRA、TH及/或TRN的测量值的任何信息。在将参考图6进行描述的此实例中，移动装置606将通过网络608连接到一或多个控制系统节点502及使用ADV系统平台600将信息传输到所述一或多个节点。机载计算机204可通过网络608通信地连接到一或多个控制系统节点502使得相关信息可从驻留于网络610中的一或多个节点502传输到机载计算机204。在此实施例中，经由网络608连接到ADV系统网络610的移动装置606的用户可传输关于包含于路线RA、RH及/或RN中的可导航道路中的任一者的信息。
如步骤806中描述，在已关于步骤804确定了一组替代路线RA之后，分析包含于所述一组替代路线RA中的每一替代路线RA以确定任何预定约束是否将导致一或多个替代路线RA被从一组可用替代路线RA丢弃。举例来说，一旦已产生一组路线RA，机载计算机204就可将选择组RA中的路线中的一者作为新的当前路线RN+1必须满足的任何规则或预定条件考虑在内。机载计算机204经编程以从满足一或多个预定条件的一组替代路线RA选择最短时间道路RQ，其中RQ表示ADV将花费最短时间量从ADV的当前位置横穿到预定目的地DN的从一组合格替代路线RA确定的路线(最短时间路线)。如在步骤806中描述，这些预定条件可包含与以下各者相关联的条件：1)存在于包含于相关RA中的一或多个可导航道路上的公路条件；2)收费公路或使行进以存在于包含于相关RA中的一或多个可导航道路上的某种支付系统为条件的其它货币实体；3)存在于包含于相关RA中的一或多个可导航道路上的环境条件；4)存在于包含于相关RA中的一或多个可导航道路上的事故或其它障碍；或5)存在于包含于相关RA中的一或多个可导航道路上的将妨碍高效及/或便利形式的行进的任何其它条件或事件。在一个实施例中，如参考步骤806描述，机载计算机204经编程以选择避免沿着可导航道路及/或相关地理区域发现的特定地理人造物的替代路线RA，人造物包含例如可在包含含于一组替代路线RA中的一或多个可导航道路的相关地理区域内存在且可在地理上识别的一或多个城市街道、通行费、灯、桥梁、高速公路、街头摄像头、结构、经识别事故或交通拥堵、位置等。根据步骤806，针对不满足本文中参考步骤806描述的预定条件中的任一或多者的任何替代路线RA，机载计算机204将从一组替代路线RA丢弃一或多个替代路线来确定合格替代路线RQ的集合RQ。
一旦机载计算机204识别了一组合格替代路线RQ，机载计算机204就确定每一合格路线RQ的时间TRQ，其中每一路线RQ的TRQ表示从ADV的当前地理位置横穿路线RQ的总时间，如步骤808中描述。每一合格路线RQ的时间TRQ是以类似于针对当前路线RN确定的TRN的方式的方式来确定及/或以本文中描述的一或多个方式确定。一旦一组合格路线RQ被确定，每一合格路线RQ的时间TRQ就由机载计算机204及/或一或多个控制系统节点502连续地更新及保存。关于步骤808，响应于机载确定每一合格路线RQ的时间TRQ，机载计算机204确定ADV的当前位置，且关于当前位置确定合格路线RQ中的每一者的哪一时间TRQ表示最短时间，且将与最短TRQ相关联的合格路线设置为路线RQt。在此实例中，路线RQt表示从ADV的当前位置到预定目的地DN的一组合格路线RQ中的全部合格路线RQ中的最短时间路径。如步骤808中描述，机载计算机204确定最短时间路径路线RQt的时间TQt，其中路线RQt的TQt表示从ADV的当前地理位置横穿最短时间路径RQt到预定目的地DN的总时间。最短时间路径RQt的时间TQt由机载计算机204及/或一或多个控制系统节点502连续地更新及保存。
如步骤810中描述，响应于机载计算机204确定最短时间路径RQt的时间TQt，将最短时间路径RQt的时间TQt与当前路线RN的时间TRN进行比较。如果ADV的当前地理位置的时间TQt小于当前路线RN的时间TRN，那么机载计算机204就将路线RQt设置为新路线RN+1且自动为ADV重新规划路线以沿新的路线RN+1自主导航，如本文中描述。一旦新路线RN+1被设置，动态路线规划算法将循环回到步骤802，设置RN＝RN+1且连续循环通过本文中所描述的利用人工智能为ADV自动导航直到ADV到达其预定目的地DN的动态路线规划算法。举例来说，响应于RN被更新到RN+1，机载计算机204将确定新路线RN+1的时间TRN+1，其中时间TRN+1表示从ADV的当前地理位置横穿路线RN+1的总时间，如步骤802中描述。此后，动态路线规划算法将如本文中所描述那样使用人工智能通过连续实时产生替代路线RA来为ADV自动导航、确定所述替代路线中的任一者是否表示到ADV正自主导航的当前路线的更短时间路线及如果新路线满足预定条件且是比ADV正导航的当前路线更短时间的路线那么自动重新引导自主交通工具以沿另一替代路线(例如，如果前一路线是路线RN+1且当前目的地是DN，那么新路线是RN+2)导航。
举例来说，如步骤812中描述，如果ADV的当前地理位置的时间TQt等于或大于当前路线RN的时间TRN，那么机载计算机204将丢弃路线RQT，回到步骤804及沿着当前路线RN为ADV自主导航同时连续循环通过动态路线规划算法以产生替代路线及确定替代路线是否满足预定条件及其是否是比ADV正导航的当前路线更短时间的路线直到ADV到达其预定目的地DN为止，如本文中描述。在上述实施例中，机载计算机204、一或多个控制系统节点502或两者的组合分别利用动态路线规划系统308及/或路线规划系统512可执行利用人工智能为ADV实时自主导航的动态路线规划算法，如本文中描述。
在一或多个实施例中，机载计算机204或一或多个节点502分别利用动态路线规划系统308及/或路线规划系统512将产生一组替代路线RA。举例来说，如果需要ADV沿从其当前位置到达预定目的地DN的公路A、公路B、公路C及公路D导航，那么ADV机载计算机204将监测其数据存储装置314及/或一或多个控制系统节点502的存储系统506以确定是否存在关于公路A、公路B、公路C及/或公路D的将影响可导航时间TRN的任何当前及相关信息。如果存在将影响可当前路线的导航时间TRN的事件，那么机载计算机204或一或多个节点502将产生将把所述事件考虑在内的新可导航时间TRN+1。类似地，如果替代路线RA或历史路线RH包含表示ADV可从其当前地理位置沿着一或多个替代路线导航以到达当前目的地DN的可导航道路的公路G、公路H、公路I及公路J，那么ADV机载计算机204将监测其数据存储装置及/或一或多个控制系统节点502的存储系统506以确定是否存在关于公路G、公路H、公路I及/或公路J的将影响可导航时间TRA或TRH的任何当前及相关信息及在机载计算机204上更新所述当前及相关信息。在此实例中，机载计算机204可使用与所述信息相关联的时间/日期戳记(例如，存储、接收、传输、捕获等的时间)确定从ADV系统平台600上的装置或包含于一或多个控制系统节点502中的数据存储系统接收的信息是否是当前的。举例来说，机载计算机可确定与信息相关联的时间/日期戳记是否在距当前时间的预定时间范围X内。举例来说，机载计算机204可使用关于本文中的图8描述的动态路线规划算法确定信息是否是相关的及信息是否影响横穿一或多个公路A到D所需的时间或是否为影响一或多个经测量时间TRN、TRH、TRA、TQ及/或TQt的事件，如本文中描述。
机载计算机204利用动态路线规划系统308、映射系统310及定位系统304可通过执行参考图9中说明的流程图描述的动态重新路线规划算法为ADV重新规划从其在当前路线RN上的当前地理位置到包含于新路线RN+1中的最新确定的地理目的地的路线。类似于参考图8中说明的流程图描述的路线规划算法，参考图9描述的动态算法利用人工智能使机载计算机204能够在执行动态重新路线规划以ADV正横穿当前路线RN时产生新路线RN+1及自动为ADV重新规划从其在当前路线RN上的当前地理位置到包含于新路线RN+1中的最新确定的地理目的地DN+1的路线。机载计算机204及/或系统控制节点502中的一或多者经由动态路线规划系统308(在机载计算机204的情形下)或路线规划系统512(在一或多个控制节点502的情形下)编程以执行动态路线规划算法，其利用人工智能基于关于相关地理区域中的可导航道路的信息连续地产生从ADV的当前位置到新目的地DN+1的最短时间路线。现将参考图9描述动态重新路线规划算法。
在此实施例中，在步骤902，当ADV正沿路线RN自主地导航以到达预定地理目的地DN时，机载计算机204接收或产生新目的地DN+1。类似于原始目的地DN，新目的地DN+1可由机载计算机204产生或接收，这又将导致机载计算机204产生从ADV的当前地理位置到新地理目的地的新路线RN+1及确定从ADV的当前地理位置到达新目的地DN+1将花费的总时间TRN+1。取决于待从ADV的当前位置横穿其到新目的地DN+1的地理区域的大小及关于含有新路线RN+1的地理区域内的可导航道路的相关可用信息量，单个ADV机载计算机204可使用人工智能(AI)执行动态重新路线规划以产生新路线RN+1，或利用一或多个ADV控制系统节点502的ADV系统网络610可由机载ADV计算机204利用以使用人工智能(AI)执行动态路线规划以产生新路线RN+1。举例来说，类似于上文参考图8描述的动态路线规划算法，如果机载计算机204确定存储于数据存储装置中且利用映射系统产生的映射信息不含新路线RN+1的任一或多个相关部分，那么机载计算机204可通信地耦合到包含于ADV系统网络610中的一或多个控制系统节点502及接收所需的映射信息以产生新路线RN+1并执行动态重新路线规划算法。当新目的地DN+1被产生或接收时，可与新路线RN+1的产生或接收同时地或在由ADV沿路线RN导航期间的任何点利用动态路线规划系统308初始化动态重新路线规划算法。如本文中参考步骤902描述，机载计算机204确定ADV的当前地理位置及从ADV的当前地理位置到达新目的地DN+1将花费的总时间TRN+1。
如参考步骤904描述，在机载计算机204产生新路线RN+1之后，机载计算机204使用参考系统、动态路线规划系统308及映射系统310并分析：1)由映射系统产生的映射信息；2)通过网络传输到机载计算机204的数据及/或其它信息；及/或3)存储于机载计算机204数据存储装置中及/或传输到机载计算机204的存储于一或多个控制系统节点502的数据存储装置中的历史数据(如果可用)，以产生从ADV的当前位置到新目的地DN+1的数个替代可导航路线RA。举例来说，在一个实施例中，机载计算机204利用动态路线规划系统在新路线RN+1最初产生时可使用映射信息及ADV参考系统自动产生除了新路线RN+1之外的设置数目个替代路线RA。路线RA可基于利用时间、距离及/或可导航道路条件的加权系统产生。
举例来说，在一个实施例中，使用从ADV在新路线RN+1上的当前位置到新目的地DN+1测量的与新路线RN+1相关联的总可导航距离，机载计算机204还可产生在参考可导航距离(按从ADV的当前位置到新预定地理目的地DN+1的距离定义)的可导航距离内(例如，更高及更低)(例如，≤N≥(其可为参考可导航距离的百分比或某个其它数字))的数个(例如，≤N(其取决于可用路线的数目及可用系统处理资源可为任何数字))替代路线RA。
另一实施例通过使用加权系统产生ADV可从ADV的当前位置导航到新目的地DN+1的数个替代路线RA，如步骤904中描述，所述加权系统使用包含横穿与新路线RN+1对准或最接近对准的一或多个已知先前存储的路线所需的平均时间的历史数据。在此实例中，如本文中参考步骤902描述，利用动态路线规划系统308产生或由机载计算机204经由一或多个控制系统节点502接收的每一新路线RN+1具有与其相关联的总时间值TRN+1，其是基于新路线RN+1的总距离及/或其它信息(例如，ADV的当前速度、交通工具在路线内的一或多个可导航道路上的已知平均速度、关于横穿整个路线或包含于其中的一或多个可导航道路的时间的历史信息、路线内一或多个可导航道路的速度限制、路障、事故、路线内一或多个可导航道路的条件、当日时间、星期几或可用于确定横穿新路线RN+1的时间的任何信息)的经估计时间测量值。举例来说，新路线RN+1的时间TRN+1以本文中描述的方式连续更新且随着ADV沿新路线RN+1导航被保存，使得时间TRN+1表示基于本文中描述的信息的ADV从ADV的当前位置到达新目的地DN+1将花费的总时间的当前时间量度。在一个实施例中，如关于步骤904描述，针对接收或产生的每一新路线RN+1，一系列历史路线RH基于特定准则自动产生。举例来说，匹配或最接近匹配新路线RN+1的历史路线RH通过比较总时间值TRN+1与总时间值TRH(从ADV的当前地理位置横穿相关历史路线的总时间)来选择，所述总时间值TRH与每一RH类似地相关联且以与TRN+1的方式一致的一或多种方式确定。在一个实施例中，机载计算机204及/或一或多个控制系统节点502确定TRH是否在TRN+1的预定时间范围内。举例来说，时间范围可为任何范围(更高或更低)(例如，≤TRN+1≥(其可为参考可导航时间TRN+1的％数或一些其它数字))，只要其适于出于本文中描述的目的识别数个相关历史路线RH。每一历史路线RH从存储于包含于机载计算机204中的数据存储装置314中及/或一或多个控制系统节点502的存储系统506中的历史上保存的路线储存库选择。如上文，如果机载计算机204确定存储于数据存储装置314中且利用映射系统310产生的映射信息不含包含于历史路线RH或替代路线RA中的任一或多个可导航道路，那么机载计算机204可通信地耦合到包含于ADV系统网络610中的一或多个控制系统节点502及接收所需的映射信息以产生历史路线RH或替代路线RA并执行动态路线规划算法。如果被存储在一或多个控制系统节点502上，那么历史路线RH可被传输到机载计算机204以进行处理。一旦已使用本文中描述的一或多种技术及/或其它已知技术确定了一组历史路线，那么每一历史路线RH将被添加到替代路线RA的列表且与新路线RN+1相关联。在一个实施例中，针对每一路线RA，表示针对新路线RN+1以本文中描述的一或多种方式类似地确定的从ADV的当前地理位置横穿路线RA的总时间的总时间值TRA当前由机载计算机204及/或一或多个控制系统节点502更新及保存。以此方式，如果替代路线RA中的一或多者的TRA被确定为在可接受时间值范围外，那么将从所述一组替代路线RA丢弃所述一或多个令人不愉快的路线RA。
在一个实施例中，机载计算机204还可依赖于由通过网络608连接到ADV系统平台600的一或多个移动装置606传输的信息及数据来获得可能影响一或多个历史路线RH的总时间值TRH、一或多个替代路线RA的总时间值TA的信息及/或获得可用于计算及/或更新ADV当前正在其上导航的新路线RN+1的TRN+1的信息。可由一或多个移动装置606传输的信息包含例如交通工具在包含于路线RN+1、RH及/或RA中的一或多者内的一或多个可导航道路上的平均速度信息、关于横穿路线RN+1、RH及/或RA的一或多者或包含于路线RN+1、RH及/或RA中的任一或多者内的一或多个可导航道路中的全部的时间的历史信息、路线RN+1、RH及/或RA中的一或多者内的一或多个可导航道路的速度限制信息、路障、事故、路线RN+1、RH及/或RA中的任一或多者内的一或多个可导航道路的物理及/或环境条件、当日时间、星期几或可用于确定及/或更新横穿路线RA、RH及/或RN+1的时间TA、TH及/或TRN+1的测量值的任何信息。在将参考图6进行描述的此实例中，一或多个移动装置606将通过网络连接到一或多个控制系统节点502及使用ADV系统网络610将信息传输到一或多个节点502。机载计算机204可通过网络608通信地连接到一或多个控制系统节点502使得相关信息可从驻留于网络610中的一或多个节点502传输到机载计算机204。在此实施例中，经由网络608连接到ADV系统平台600的移动装置606的一或多个用户可传输关于包含于路线RA、RH及/或RN+1中的可导航道路中的任一者的信息。
如步骤906中描述，在关于步骤904已经确定了一组替代路线RA之后，分析包含于所述一组替代路线RA中的每一替代路线RA以确定任何预定条件是否将导致一或多个替代路线RA被从一组可用替代路线RA丢弃。举例来说，一旦已产生一组路线RA，机载计算机204就根据必须满足的一组规则或预定条件确定所述组RA中的路线中的一者是否将变成ADV自动导航的新路线RN+2。举例来说，如步骤906中描述，机载计算机204经由动态路线规划系统308经编程以从满足一或多个预定条件的一组替代路线RA选择最短时间道路RQ，其中RQ表示ADV将花费最短时间量从ADV的当前位置横穿到预定目的地DN+1的从一组合格替代路线RA确定的路线(最短时间路线)。如在步骤906中描述，这些预定条件可包含与以下各者相关联的条件：1)存在于包含于相关RA中的一或多个可导航道路上的公路条件；2)收费公路或使行进以存在于包含于相关RA中的一或多个可导航道路上的某种支付系统为条件的其它货币实体；3)存在于包含于相关RA中的一或多个可导航道路上的环境条件；4)存在于包含于相关RA中的一或多个可导航道路上的事故或其它障碍；或5)存在于包含于相关RA中的一或多个可导航道路上的将妨碍高效及/或便利形式的行进的任何其它条件或事件。在一个实施例中，如参考步骤906描述，机载计算机204经编程以选择避免沿着可导航道路及/或相关地理区域发现的特定地理人造物的替代路线RA，人造物包含例如可在包含含于一组替代路线RA中的一或多个可导航道路的相关地理区域内存在且可在地理上识别的一或多个城市街道、通行费、灯、桥梁、高速公路、街头摄像头、结构、位置等。根据步骤906，针对不满足本文中参考步骤906描述的预定条件中的任一或多者的任何替代路线RA，机载计算机204将从一组替代路线RA丢弃一或多个替代路线来确定合格替代路线RQ的集合RQ。
一旦机载计算机204识别了一组合格替代路线RQ，机载计算机204就确定每一合格路线RQ的时间TRQ，其中每一路线RQ的TRQ表示从ADV的当前地理位置横穿路线RQ的总时间，如步骤908中描述。每一合格路线RQ的时间TRQ是以类似于针对新路线RN+1确定的TRN+1的方式的方式确定及/或以本文中描述的一或多种方式确定。一旦一组合格路线RQ被确定，每一合格路线RQ的时间TRQ就由机载计算机204及/或一或多个控制系统节点502连续地更新及保存。关于步骤908，响应于机载计算机204确定每一合格路线RQ的时间TRQ，机载计算机204确定ADV的当前位置，且关于当前位置确定合格路线RQ中的每一者的哪一时间TRQ表示最短时间，且将与最短TRQ相关联的所述合格路线设置为路线RQt。在此实例中，路线RQt表示从ADV的当前位置到新目的地DN+1的一组合格路线RQ中的全部合格路线RQ中的最短时间路径。如步骤908中描述，机载计算机204确定最短时间路径路线RQt的时间TQt，其中路线RQt的TQt表示从ADV的当前地理位置横穿最短时间路径RQt到新目的地DN+1的总时间。最短时间路径RQt的时间TQt由机载计算机204及/或一或多个控制系统节点502连续地更新及保存。
如步骤910中描述，响应于机载计算机204确定最短时间路径RQt的时间TQt，将最短时间路径RQt的时间TQt与新路线RN+1的时间TRN+1进行比较。如果ADV的当前地理位置的时间TQt小于新路线RN+1的时间TRN+1，那么机载计算机204就将路线RQt设置为新路线RN+2且自动为ADV重新规划路线以沿新路线RN+2自主导航，如本文中描述。一旦新路线RN+2被设置，动态路线规划算法将循环回到步骤902，将RN+2设置为当前路线(例如，RN)且连续循环通过本文中所描述的利用人工智能为ADV自动导航的动态路线规划算法直到ADV到达新目的地DN+1为止。举例来说，响应于RN+1被更新到RN+2，机载计算机204将确定新路线RN+2的时间TRN+2，其中时间TRN+2表示从ADV的当前地理位置横穿路线RN+2的总时间，如步骤902中描述。此后，动态路线规划算法如本文中所描述那样使用人工智能将通过连续实时产生替代路线RA为ADV自动导航以确定所述经产生替代路线中的任一者是否表示相较于ADV正自主导航的当前路线更短的时间路线及如果新路线满足预定条件且是比ADV正导航的当前路线更短时间的路线那么自动重新引导自主交通工具以为另一替代路线(例如，如果前一路线是路线RN+2且当前目的地是DN+1，那么新路线是RN+3)导航。
举例来说，如步骤912中描述，如果ADV的当前地理位置的时间TQt等于或大于新路线RN+1的时间TRN+1，那么机载计算机204将丢弃路线RQt，回到步骤904及沿着当前路线RN+1为ADV自主导航同时连续循环通过动态路线规划算法以产生替代路线及确定替代路线是否满足预定条件及其是否是比ADV正导航的当前路线更短时间的路线直到ADV到达其新目的地DN+1为止，如本文中描述。在上述实施例中，机载计算机204、一或多个控制系统节点502或两者的组合可执行利用人工智能为ADV实时自主导航的动态路线规划算法，如本文中描述。
在一个实施例中，机载计算机204或一或多个节点502将产生一组替代路线RA。举例来说，如果需要ADV沿从其当前位置到达新目的地DN+1的公路A、公路B、公路C及公路D导航，那么ADV机载计算机204将监测其数据存储装置及/或一或多个控制系统节点502的存储系统506以确定是否存在关于公路A、公路B、公路C及/或公路D的将影响可导航时间TRN+1的任何当前及相关信息。如果存在将影响可当前路线的导航时间TRN+1的事件，那么机载计算机204或一或多个节点502将更新将把所述事件考虑在内的可导航时间TRN+1。类似地，如果替代路线RA或历史路线RH包含表示ADV可从其当前地理位置沿着一或多个替代路线导航以到达新目的地DN+1的可导航道路的公路G、公路H、公路I及公路J，那么ADV机载计算机204将监测其数据存储装置314及/或一或多个控制系统节点502的存储系统506以确定是否存在关于公路G、公路H、公路I及/或公路J的将影响可导航时间TRA或TRH的任何当前及相关信息及在机载计算机204上更新所述当前及相关信息。在此实例中，机载计算机204可使用与所述信息相关联的时间/日期戳记(例如，存储、接收、传输、捕获等的时间)确定从ADV系统平台600上的装置606或包含于一或多个控制系统节点502中的数据存储系统506接收的信息是否是当前的，以确定所接收信息是否在距当前时间的预定时间范围X内。举例来说，机载计算机204可使用关于本文中的图9描述的动态重新路线规划算法确定信息是否是相关的及信息是否影响横穿一或多个公路A到D所需的时间或是否为影响一或多个经测量时间TRN、TRH、TRA、TQ及/或TQt的事件，如本文中描述。
图10A是流程图1000，将参考流程图1000描述用于管理需要递送到发动机/发电机418来辅助ADV EV/HEV到达预定目的地的电力的算法。利用电池管理系统222及经由微控制器410执行的一或多个应用程序，机载计算机204可在出行之前针对任何经产生路线或在沿着当前路线的任何时间估计电池组402及/或包含于其中的一或多个电池404的健康状态(SOH)及电荷状态(SOC)，以估计从ADV的当前地理位置到达每一经产生路线的预定目的地将需要的电池电荷，或所安排的行程需要的电池电荷，实时确定电池组402及/或一或多个电池404的电池寿命及估计电池组402及/或一或多个电池404在沿着每一经产生路线(例如，当前路线、替代路线、安排的路线等)的任何地理点的电池寿命、通过在出行之前或在沿着经产生路线的任何时间操纵对发动机/发电机418的电力要求管理由发动机/发电机418输出的电力、及通过在出行之前或在沿着经产生路线的任何时间操纵放置在管理电池组402上的负载管理电池组402及/或一或多个电池404的能量放电。所属领域的一般技术人员应了解，除非另外指示，否则关于电池组402的论述也适于包含于电池组402内的一或多个电池404，且类似地，关于任一或多个电池404的论述也适于一个电池组402。
在步骤1002，机载计算机204接收表示代表旅程的结束点B的预定目的地DN的数据及利用由映射系统310产生的映射信息确定目的地DN的相关联地理位置。使用本文中描述的技术，机载计算机产生包含目的地DN及ADV的当前地理位置或经规划旅程的另一起始位置的路线RN及估计与路线RN相关联的表示ADV沿包含于用于到达目的地DN的路线RN中的一或多个可导航道路导航将花费的时间的时间TRN。
在步骤1004，包含于机载计算机204内的CPU 302利用电力管理及电池监测系统312及映射系统310、本文中参考图2及3A、3B描述的一或多个ADV传感器及/或一或多个节点502接收关于包含于路线RN中的一或多个可导航道路的物理属性及影响包含于路线RN中的一或多个可导航道路的环境条件的信息。除了在步骤1002中接收的用于确定时间TRN的信息之外且如本文中参考图7到9论述，此信息还可包含包含于路线RN中的一或多个可导航道路的倾角、包含于路线RN中的一或多个可导航道路的曲率角、正影响包含于路线RN中的一或多个可导航道路的任何天气条件(雨(量、严重程度等)、雨夹雪、雪(数英寸、数米等厚)、风速(mph、km/h等)、温度)。在步骤1004，CPU 302还可接收关于ADV本身的信息，其包含ADV的空气动力学属性、关于变速器的低效率、关于引擎的低效率、及关于ADV中的任何其它部件的可影响电池、电池的电荷状态及电池的健康状态的低效率的信息或可辅助CPU 302针对旅程确定经估计电池寿命的任何其它信息。在步骤1004，CPU 302还可接收关于影响包含于路线RN中的一或多个可导航道路的交通流量的事件的信息，所述事件例如当前交通速度、道路施工、交通堵塞、交通模式、提速区域(例如，速度限制变化、拥堵区域或交通工具或其它事故区或工作区的结束)及降速区域(例如，速度限制变化、拥塞区或交通工具或其它事故区或工作区的开始)、路标(例如，停止标志、减速标志、桥梁开放/封闭标志、绕行标志等)及可影响ADV在可导航道路上的速度及由ADV利用的电池组402的电力需求的任何其它事物。
在步骤1004，CPU利用电力管理及电池监测系统312确定哪种经产生及/或接收到的信息指示电池应激事件，使得将需要电池组402增加所产生的能量的量以满足由ADV或其组件中的任一者(例如，发动机/发电机418、ADV传感器、HVAC、空调器、加热系统、4轮驱动(如果适用)等)提出的更高电力需求。举例来说，包含路线RN的地理区域的温度可足够高使得其可影响电力放电速率，使得与当前电荷状态(SOC)相关联的电池的寿命小于其受较低区域温度影响时原本将具有的寿命。作为另一实例，包含斜坡(例如，正倾角)的可导航道路上的交通拥塞可指示归因于为了产生足够的电力来克服ADV轮胎的摩擦及由于倾角而影响ADV的滚动阻力而需要电池进行电能放电的电池应激事件。作为另一实例，与ADV的表面区域相关联(且还归因于风速及/或大气密度)的拖拽力可指示归因于为了产生足够的电力来克服气动拖拽力而需要电池进行电能放电的电池应激事件。另外，需要一或多个速度爆发的区域，例如包含限速变化的可导航道路或包含从城市街道进入高速公路的路线，可指示归因于为了产生足够的电力来满足速度要求而需要电池进行电能放电的电池应激事件。在另一实例中，归因于导致经产生电力由于无法将经产生力矩适当地传送到轮子的有缺陷的传动系而被浪费的变速器低效率的电力损失可指示归因于被电池组402释放的被浪费掉的电能的电池应激事件。在又另一实例中，由于ADV引擎低效率(例如引擎基于其消耗的能量与行进的距离相比是低效的(即，节约燃料))的电力损失还导致经产生的电力被浪费。先前实例还与经配置以辅助引擎进行其操作来节约并有效地利用从电池放电的能量两者的任何ADV引擎控制器相关。另外，还确定导致电池组402获得电能的能量事件，例如再生制动及所安排的电池组402充电事件。
这些电池应激事件中的每一者用于减少或增加与电池组402的当前电荷电平相关联的电池的经估计寿命。所属领域的技术人员应了解，与电池应激事件相关联地放电或获得的经估计电能量可通过公式化计算确定，因而，在本文中将不再论述。此外，对利用跨一或多个可导航道路的已知路线的ADV供电所需的电池组的电能输出也可通过公式化计算确定。此外，ADV的速度、ADV的重量(包含其乘员及ADV中运输的内容物)及关于经产生路线将行进的距离全都是已知量，使得将ADV从起始地理位置导航到预定目的地将需要的总电能的估计也可利用公式化计算估计。举例来说，用于确定将ADV从起始地理位置导航到预定目的地将需要的总电能的估计可为交通工具在包含于经产生路线中的每一可导航道路上行进的平均车速，或用于确定总电能的估计的速度可为由相关政府当局指派给包含于经产生路线中的每一可导航道路的速度限制。在步骤1006，CPU 302利用电力管理及电池监测系统312基于关于相关经产生路线、包含于路线中的可导航道路、正影响或将影响包含路线及/或路线本身的区域的环境条件、包含于ADV本身中的可影响电池组402的SOC的组件的信息及可影响电池组402的SOC的任何其它信息估计总所需电力。
在步骤1008，CPU利用电池管理系统222接收电池组402的当前电荷电平(SOC)。在步骤1008，电池管理系统222还至少部分基于电池组402的健康状态(SOH)确定可用于电荷积累及存储的电池容量。如本文中论述，所属领域的一般技术人员应理解，如果电池组402被组织成分别经指派以对ADV的不同组件供电的一或多个主电池及一或多个辅助电池，那么由一或多个实施例利用的包含一或多个主电池及一或多个辅助电池的电池管理系统222可经配置以确定主电池及辅助电池两者的电荷状态(SOC)及健康状态(SOH)。
在步骤1010，利用电力管理及电池监测系统312，CPU 302将确定ADV是否可利用处于其当前状态(即具有其当前电荷状态(SOC)及当前健康状态)的电池组402到达预定目的地DN，从而从当前交通工具地理位置或所安排的预定起始地理位置沿当前经产生路线RN导航。如果ADV可利用处于其当前状态的电池组402到达预定目的地DN，那么CPU还将在步骤1010确定可由ADV利用以到达预定目的地DN的一系列经估计平均速度及一旦ADV到达预定目的地DN电池组402可具有的电荷状态(SOC)的相关联估计。这些速度及所得电荷状态(SOC)可利用将本文中论述的相关电池应激事件考虑在内的电池寿命估计公式来估计，这是因为ADV将以预定平均速度沿具有已知距离的经产生路线导航。在一或多个替代实施例中，电池组402的健康状态(SOH)还用于基于与速度选择相关联的电荷状态(SOC)的相关联估计确定ADV是否可到达预定目的地DN。
在一或多个实施例中，如果在步骤1010确定需要更多电力才能到达预定目的地DN，那么CPU 302还将确定一或多个组件是否可被转到关闭状态或脱机状态来节约电力。举例来说，可考虑在时间TRN内对空调器、加热系统、通风系统、无线电等中的一或多者供电所需的总电力估计来确定ADV是否可通过节约经估计电力而到达预定目的地DN。如果是这样的话，CPU 302可显示速度范围的结果及经估计电荷状态(SOC)及给予ADV乘员ADV将以哪一速度行进到达预定目的地DN的选择，且如果适用的话，给予ADV乘员将哪些ADV组件切换到关闭状态或脱机状态来节约能量的选择。举例来说，如果经估计电荷状态(SOC)高出特定百分比使得在旅程期间的任何点处确定ADV在当前电荷状态(SOC)下无法到预定目的地DN，那么CPU 302还可给予ADV乘员关闭一或多个ADV组件的选择，如本文中论述。
在步骤1012，查询块提出问题：ADV可利用处于其当前SOC的电池组402能到达预定目的地DN吗？在一或多个实施例中，响应于机载计算机204确定答案是是，算法在框1014移动到步骤1018。在其它一或多个实施例中，ADV将以所选择的当前速度沿当前路线RN导航以到达预定目的地DN。
参考图10B，现将参考步骤1018到1030论述算法。在步骤1018，机载计算机204产生从ADV的当前地理位置或预定起始地理位置开始的一组一或多个替代路线RA。由机载计算机204依据参考步骤1018所描述的算法执行的功能性在功能性上类似于关于步骤804论述的算法，且因此在本文中将不再进行详细描述。
在步骤1020，针对包含于所述一组替代路线RA中的一或多个替代路线RA中的每一者，CPU利用电力管理及电池监测系统312确定哪些经产生及/或接收到的信息指示电池应激事件，使得将需要电池组402增加所产生的能量的量以满足由ADV或其组件中的任一者(例如，发动机/发电机418、ADV传感器、HVAC、空调器、加热系统、4轮驱动(如果适用)等)提出的更高电力需求。由机载计算机204依据参考步骤1020所描述的算法执行的功能性在功能性上类似于关于步骤1004论述的算法，且因此在本文中将不再进行详细描述。
在步骤1022，针对包含于所述一组替代路线RA中的一或多个替代路线RA中的每一者，CPU 302利用电力管理及电池监测系统312基于关于每一经产生替代路线RA、包含于每一替代路线中的可导航道路、正影响或将影响包含每一替代路线及/或替代路线本身的区域的环境条件、包含于ADV本身中的可影响电池组402的SOC的组件的信息及可影响电池组402的SOC的任何其它信息估计总所需电力。由机载计算机204依据参考步骤1022所描述的算法执行的功能性在功能性上类似于关于步骤1006论述的算法，且因此在本文中将不再进行详细描述。
在步骤1024，CPU利用电池管理系统222接收电池组402的当前电荷电平(SOC)。由机载计算机204依据参考步骤1024所描述的算法执行的功能性在功能性上类似于关于步骤1008论述的算法，且因此在本文中将不再进行详细描述。
在步骤1026，利用电力管理及电池监测系统312，CPU 302针对包含于所述一组替代路线RA中的一或多个替代路线RA中的每一者确定ADV是否可利用处于其当前状态(即具有其当前电荷状态(SOC)及当前健康状态(SOH))的电池组402从当前交通工具地理位置或所安排的预定起始地理位置到达预定目的地DN。由机载计算机204依据参考步骤1026所描述的作出上述确定及依据此确定执行功能性的算法执行的功能性在功能性上类似于关于步骤1010论述的算法，且因此在本文中将不再进行详细描述。响应于确定ADV无法利用一或多个替代路线到达预定目的地DN，将丢弃无法被利用的所述替代路线以获得包含一或多个合格路线RQ的合格路线集。在一或多个实施例中，将可用于到达预定目的地的一或多个替代路线与一组预定条件进行比较以获得包含一或多个合格路线RQ的合格路线集。由机载计算机204依据参考步骤1026所描述的比较一组预定条件来获得合格路线集的算法执行的功能性在功能性上类似于关于关于图9描述的步骤906论述的算法，且因此在本文中将不再进行详细描述。
在步骤1028，响应于确定没有替代路线满足被包含于一组合格路线中所需的要求，机载计算机204将继续沿着其当前路线RN为ADV导航及返回到算法的步骤1018以继续搜索较短时间替代路线。在替代例中，如果合格路线集包含一或多个合格路线RQ，那么机载计算机204移动到步骤1030及确定ADV的当前位置，且关于当前位置，确定合格路线RQ中的每一者的哪一时间TRQ表示最短时间。机载计算机204将与最短TRQ相关联的合格路线设置为路线RQt。在此实例中，路线RQt表示从ADV的当前位置到预定目的地DN的一组合格路线RQ中的全部合格路线RQ中的最短时间路径。如步骤1022中关于时间TRA描述，机载计算机204类似地确定最短时间路径路线RQt的时间TQt，其中路线RQt的TQt表示从ADV的当前地理位置横穿最短时间路径RQt到预定目的地DN的总时间。最短时间路径RQt的时间TQt由机载计算机204及/或一或多个控制系统节点502连续地更新及保存。
如步骤1032中描述，响应于机载计算机204确定最短时间路径RQt的时间TQt，将最短时间路径RQt的时间TQt与当前路线RN的时间TRN进行比较。如果ADV的当前地理位置的时间TQt小于当前路线RN的时间TRN，那么机载计算机204就将路线RQt设置为新当前路线RN+1且自动为ADV重新规划路线以沿新路线RN+1自主导航，如本文中描述。一旦新当前路线RN+1被设置，动态路线规划算法就将循环回到步骤1018，将RN+1设置为当前路线RN且连续循环通过本文中所描述的利用人工智能为ADV自动导航直到ADV到达预定目的地DN的动态路线规划算法，如本文中描述。在一或多个实施例中，机载计算机204还将确定从ADV电池接收的用于沿着新当前路线RN+1为交通工具导航所需总电力输出是否小于当前路线RN所需。如果答案是否，那么机载计算机204将沿着原始当前路线RN继续为ADV导航及返回到算法的步骤1018以继续搜索需要来自电池组402的较少总电力输出的较短时间替代路线。
参考图10A，在步骤1012，响应于机载计算机204确定ADV利用具有当前电荷电平(SOC)及/或健康状态(SOH)的电池包402无法到达预定目的地DN，算法移动到参考图10C描述的步骤1040。在步骤1040，算法执行本文中参考图10B描述的步骤1018到1024以产生包含一或多个替代路线RA的替代路线集。
在步骤1044，利用电力管理及电池监测系统312，CPU 302将针对包含于所述一组替代路线RA中的一或多个替代路线RA中的每一者，确定ADV是否可利用处于其当前状态(即具有其当前电荷状态(SOC)及当前健康状态(SOH))的电池组402来从当前交通工具地理位置或所安排的预定起始地理位置到达预定目的地DN。由机载计算机204依据参考步骤1044所描述的作出上述确定及依据此确定执行功能性的算法执行的功能性在功能性上类似于关于步骤1010论述的算法，且因此在本文中将不再进行详细描述。在步骤1046，响应于确定ADV无法利用包含于替代路线集中的替代路线中的任一者到达预定目的地DN，算法移动到步骤1054，其中记载计算机204通知ADV乘员新目的地DN+1必须被接收或键入到机载计算机中使得新目的地可通过一或多个经产生路线到达。所属领域的一般技术人员应了解，新目的地可为具有某一地理位置(例如剧院、商家、住宅、充电站、加油站(在HEV情形下)等)的任何地方。
在步骤1046，响应于确定ADV无法利用包含于替代路线集中的全部替代路线到达预定目的地DN，依据步骤1048，无法被利用的所述替代路线将被丢弃以获得包含一或多个合格路线RQ的合格路线集。在一或多个实施例中，可用于到达预定目的地的一或多个替代路线也与一组预定条件进行比较以获得包含一或多个合格路线RQ的合格路线集。由机载计算机204依据参考步骤1048所描述的比较一组预定条件来获得合格路线集的算法执行的功能性在功能性上类似于关于关于图9描述的步骤906论述的算法，且因此在本文中将不再进行详细描述。
在步骤1050，如果合格路线集RQ未包含一或多个合格路线，那么算法前进到上文参考图10C详细描述的步骤1054。在步骤1050，如果合格路线集RQ包含一或多个合格路线，那么算法前进到步骤1052，其中将确定为是最短时间路径的合格路线设置为具有通过本文中描述的技术确定的相关联时间TRN的当前路线RN。此后，算法前进到步骤1018以连续搜索需要较少电力输出的一或多个较短时间路线，如本文中描述。
另一实施例可使用一或多个动态路线规划算法，其利用人工智能，如本文中描述，以基于存在或将存在的影响相关地理区域中的一或多个导航道路的一或多个环境条件将ADV的当前目的地自动改成新地理目的地。又另一实施例可使用本文中描述的一或多个算法将ADV导航到单个经产生路线中的多个预定地理目的地，其中ADV可动态地选取多个预定目的地DN中表示距ADV的当前地理位置的最短时间道路的任一者，接着，基于一组目的地DN-2中的哪一者表示距ADV的当前地理位置的最短时间道路继续选取剩余多个预定目的地DN-1(即，未包含先前选取的目的地的一组目的地)中的任一者。动态路线规划算法可循环通过一组预定目的地直到全部预定目的地都已被ADV到达。
如本文中描述，ADV 602包含用于沿着经产生路线自主地为ADV导航(“驾驶”ADV)的机载计算机204。另外，当被置于手动操作模式中时可手动控制ADV 602以使其操作为正常交通工具。在此，ADV乘员可取决于配置手动操作转向轮、加速及制动踏板、转向灯、故障信号灯、利用一或多个镜及加速及/或完全停止及/或执行传统功能及操作以如常规交通工具EV或HEV那样手动驾驶ADV。
经引用以描述一或多个实施例的图中的流程图及框图说明根据本发明的各种实施例的系统、方法及计算机程序产品的可能实施方案的体系结构、功能性及操作。就此点来说，流程图或框图中的每一框可表示包括用于实施指定逻辑功能及/或方法步骤的一或多个可执行指令的模块、片段或代码部分。还应注意，在一些替代实施方案中，框中注解的功能可不按图中注解的顺序发生。举例来说，展示为连续的两个框实际上可基本上同时执行，或有时可按反向顺序执行所述框，这取决于涉及的功能性。还应注意，框图及/或流程图说明中的每一框及框图及/或流程图说明中的框的组合可由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件与计算机指令的组合实施。
在本文中描述的一或多个实施例中，微控制器410利用开路电压VOCV测量值确定电池组402及/或包含于其中的一或多个电池404的SOC及SOH。所属领域的一般技术人员应了解，确定SOC及SOH的其它方法可由本文中描述的一或多个实施例利用，方法包含(但不限于)卡尔曼(Kalman)滤波器方法、库仑计数方法或增强型库仑计数方法、通用SOC算法及/或利用神经网络的系统。
现将参考图1到6描述可由参考图6所描述的ADV系统网络平台600的一或多个实施例利用的计算机装置及/或连接到网络平台600的计算机的实例。举例来说，机载计算机204、微控制器410、ADV控制系统节点502及/或下文所描述的用以实现本文中参考图1到10C描述的计算机装置的功能性的一或多个计算机组件及对应功能性可包含实现装置数据的有线及/或无线通信的通信收发器，装置数据包含经传输数据、接收到的数据、实时数据传输及/或安排用于广播的数据、数据的数据包及使用收发器进行的任何其它传输或接收通信形式。
在一或多个实施例中，包括参考图5及6描述的一或多个控制节点502的ADV系统云网络610可包含一或多个网络服务器及一或多个波形服务器。波形服务器及网络服务器通信地连接到因特网，使得数据可从连接到ADV平台600的一或多个计算机装置(例如，包含于ADV 602、移动装置606、用于安排及监测由ADV 602进行的旅程的用户PC等中的计算机装置)传输到波形服务器及网络服务器。经引用以描述一或多个实施例的图中的流程图及框图说明根据本发明的各种实施例的系统、方法及计算机程序产品的可能实施方案的体系结构、功能性及操作。就此点来说，流程图或框图中的每一框可表示包括用于实施指定逻辑功能及/或方法步骤的一或多个可执行指令的模块、片段或代码部分。还应注意，在一些替代实施方案中，框中注解的功能可不按图中注解的顺序发生。举例来说，展示为连续的两个框实际上可基本上同时执行，或有时可按反向顺序执行所述框，这取决于涉及的功能性。还应注意，框图及/或流程图说明中的每一框及框图及/或流程图说明中的框的组合可由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件与计算机指令的组合实施。关于由ADV利用的电池组的信息可通过本地网络传输到波形服务器及网络服务器中的一或多者。举例来说，一旦如本文中描述那样自动为ADV重新规划路线，关于被定义为ADV将从ADV的当前地理位置到达预定目的地(即，一旦已经根据本文中描述的重新路线规划算法为ADV重新规划路线的情况下的ADV沿着路线的当前目的地)的时间的ADV的到达时间的信息可与其它信息、数据及指令一起传输到相关ADV。举例来说，一旦重新为ADV规划了路线，识别最近外部充电站的信息可由一或多个控制及系统节点502传输到相关ADV。
包含例如机载计算机204及ADV控制系统节点502的计算机装置可经配置以根据不同类型的无线网络系统提供语音及/或数据通信功能性。举例来说，ADV 204在一个实施例中包含麦克风，其中一或多个ADV乘员可将语音数据从机载计算机204传输到一或多个计算机系统节点502，计算机系统节点502又可经由网络608将语音数据传输到一或多个ADV 602或利用唯一ADV识别信息直接传输到另一ADV，如参考图6描述。移动装置606还可经由通信网络608与ADV控制网络平台600通信。可用作网络608、610、604及用于连接本文中描述的通信装置(例如，ADV 602、移动装置606、控制及系统节点502及用于网络608、610、604中的每一者中的任何计算机装置)的任一或多个网络的无线网络系统的实例可进一步包含(但不限于)无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)系统、无线广域网(WWAN)系统及类似者。提供数据通信服务的合适的无线网络系统的实例可包含(但不限于)电气及电子工程师协会(IEEE)802.xx系列协议，例如IEEE 802.11a/b/g/n系列标准协议及变体(也称为“Wi-Fi”)、IEEE 802.16系列标准协议及变体(也称为“WiMAX”)、IEEE 802.20系列标准协议及变体及类似者。应注意，贯穿本发明可互换地引用WAN及WWAN及/或贯穿本发明可互连地引用LAN及WLAN。举例来说，网络608可经配置作为公共网络，例如因特网。
计算机装置机载计算机204、ADV控制系统节点502及/或用于安排ADV中的行程的一或多个用户工作站还可包含(例如)一或多个数据输入端口。举例来说，机载计算机204的I/O接口316及本文中描述的额外计算机中的任一者的I/O接口可经配置使得任何类型的数据、媒体内容及/或输入都可被接收，例如使用显示器210的用户可选择输入、使用显示器210或连接到机载计算机204的麦克风(未展示)的消息、经记录视频内容及从任何内容及/或数据源接收的任何其它类型的音频、视频及/或图像数据，所述内容及/或数据源包含ADV乘员传感器208、ADV导航及控制传感器218、ADV参考传感器216等(即，ADV传感器)。数据输入端口还可包含USB端口、同轴电缆、快闪存储器或本文中描述的其它存储器的内部连接器及例如快闪存储棒、CD及DVD的可读媒体。这些数据输入端口可用于将计算机装置耦合到组件、外围设备或例如麦克风或相机的配件。另外，计算机装置可包含媒体捕获组件，例如用于捕获音频的集成麦克风及用于捕获静止图像及/或视频媒体内容的相机。
用于机载计算机204中或本文中描述的其它ADV传感器(例如(举例来说)导航及控制传感器218、ADV参考传感器216等)中的任一或多者中的收发器模块(例如，收发器206、通信收发器214、ADV装置控制器212、乘员传感器208等)可包含经配置以使用不同类型的协议、通信范围、操作电力需求、RF子带、信息类型(例如，语音或数据)、使用场景、应用程序及/或类似者进行通信的一或多个收发器。在各种实施例中，前面提及的收发器中的一或多者可包括例如经配置以使用任何数目或组合的通信标准或通信标准支持参考图6所描述的ADV 602之间的通信的一或多个收发器。举例来说，包含于ADV 602的机载计算机204中或由ADV 602的机载计算机204利用的收发器在各种实施例中可包括经配置以根据一或多个无线通信协议执行数据通信的一或多个收发器，所述无线通信协议例如(但不限于)WLAN协议(例如，IEEE 802.11a/b/g/n、IEEE 802.16、IEEE 802.20等)、PAN协议、低速率无线PAN协议(例如，ZigBee、IEEE802.15.4-2003)、红外协议、蓝牙协议、包含被动或主动RFID协议的EMI协议及/或类似者。
包含机载计算机204、ADV控制系统节点502及/或一或多个用户桌面站(未展示)或移动装置606的计算机装置还可包含处理计算机可执行指令实现用装置及/或ADV的操作的一或多个处理器、微处理器、控制器及类似者。替代地或另外，计算机装置可经实施有软件、硬件、固件或结合处理及控制电路实施的固定逻辑电路系统中的任一者或组合。尽管大体上未展示，但包含机载计算机204、ADV控制系统节点502及/或一或多个用户桌面站(未展示)或移动装置606的计算机装置还可包含耦合装置内的各种组件的系统总线或数据传送系统(例如通信骨干)。系统总线可包含不同总线结构中的任一者或其组合，例如利用多种总线体系结构中的任一者的存储器总线或存储器控制器、外围总线、通用串行总线及/或处理器或本地总线。
包含机载计算机204、ADV控制系统节点502及/或一或多个用户桌面站(未展示)或移动装置606的计算机装置还可包含实现存储数据的一或多个存储器装置，其实例包含随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)、NAND快闪存储器、EPROM、EEPROM等)及磁盘存储装置。磁盘存储装置可经实施为任何类型的磁性或光学存储装置，例如硬盘驱动器、可记录及/或可重写光碟、任何类型的数据多功能光碟(DVD)及类似者。计算机装置还可包含大容量存储媒体装置。
在一或多个实施例中，包含于计算机装置(包含存储器装置414(参考图4描述)及包含于机载计算机204中的存储器装置314、包含于ADV控制系统节点502中的存储器装置504及/或包含于或连接到用户桌面站(未展示)或移动装置606的其它存储器装置)内的存储器装置可提供数据存储机构来存储数据及/或从ADV产生、传输及/或接收的信息，包含例如用于一些存储器装置的本文中描述的传感器数据。此信息包含经由本文中关于图6描述的移动装置606传输的信息、例如由本文中描述的一或多个ADV传感器产生的传感器数据的装置数据、其它类型的信息及/或数据及由包含参考及定位系统304、导航及驾驶模式系统306、动态路线规划系统308、映射系统310、电池管理及监测系统312、乘员识别系统320、内容物识别及监测系统322及/或本文中描述的其它系统的各种装置应用程序产生的信息。
举例来说，参考及定位系统304、导航及驾驶模式系统306、动态路线规划系统308、映射系统310、电池管理及监测系统312、乘员识别系统320、内容物识别及监测系统322及包含于机载计算机204中的操作系统(未说明)(即，可经配置作为装置应用程序的系统)中的任一或多者可经维持为存储器装置314内的软件指令且在一或多个处理器302上执行。类似地，映射系统508、ADV参考系统510、路线规划系统512及乘员及内容物识别系统522(即，可经配置为装置应用程序的系统)中的一或多者可经维持为存储器装置504内的软件指令及在包含于ADV控制及系统节点502中的一或多个处理器514上执行。装置应用程序中的每一者还可包含装置管理器，例如任何形式的控制应用程序、软件应用程序、信号处理及控制模块、特定装置的本机代码、特定装置的硬件抽象层等。
在一或多个实施例中，机载计算机204、微控制器410及/或一或多个控制系统节点502包含经配置以执行存储器中处理的存储器中处理系统，其可包含从相关联可存取数据存储装置检索数据的存储器数据网格应用程序(例如，Hazelcast IMDG、Infinispan、Pivotal GemFire XD、Oracle Coherence、GridGain Enterprise Edition、IBM WebSphere应用服务器、Ehcache、XAP、红帽JBoss数据网格、ScaleOut SateServer、Galaxy等等)。在一或多个实施例中，机载计算机204包含一或多个RAM存储器装置(例如，SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、DDR4 SDRAM等)(未展示)及/或快闪存储器(未展示)，其可用于联合数据存储装置314(例如，数据库、磁盘、存储器存储体或任何其它合适的大型存储器装置)或可由机载计算机204存取的其它存储装置执行存储器中处理。类似地，一或多个节点502及/或微控制器410可利用一或多个RAM存储器装置524结合存储于地图存储数据库506及/或与一或多个相关节点相关联的其它存储装置中的数据及信息执行存储器中处理(参见与机载计算机数据存储装置314相关联的实例)。举例来说，可检索地存储于数据存储装置314及存储数据库506或用于可检索地存储及/或产生信息(例如，映射信息、导航信息、生理状态信息、路线、包含一或多个ADV的当前位置的参考信息、包含到达当前目的地的当前时间的时序信息等)的任何其它存储装置中的相关数据及/或信息也可经维持于一或多个RAM存储器装置或用作RAM存储器装置(例如，快闪存储器)的装置中且利用处理存储器中系统进行存取。
本文中描述的RAM存储器装置可用于控管利用本文中所描述的传感器为一或多个ADV导航所需的全部相关数据、监测一或多个ADV中的一或多个ADV乘员、如本文中所描述为一或多个ADV产生路线、监测一或多个ADV及由一或多个ADV输送的内容物及/或监测及管理本文中所描述的电池组。在一或多个实施例中，本文中描述的RAM存储器装置可用于控管存储器中大型存储器结构的全部。在这些实施例中，为了保证存储于RAM中的数据及信息的持久性，数据的副本也可被存储于相关联长期存储器装置(即，数据存储装置314、数据存储装置414及/或存储系统506)中。快闪存储器还可联合或代替RAM存储器装置使用以用于机载计算机系统存储器、微控制器410及/或用于一或多个节点502的系统存储器以进行存储器中处理。举例来说，由机载计算机204、微控制器410及/或控制系统节点502执行本文中描述的功能所需的全部相关数据可从源数据库加载到相关联系统存储器中，使得其可在存储器中处理而非重复地查询所需信息的一或多个数据库。在一或多个实施例中，一或多个相关数据库(即，整个数据库)的内容可经加载到系统存储器中进行处理。
在一个实施例中，机载计算机204包含包含于导航及驾驶模式系统306及如本文中描述那样产生音频数据及视频数据以辅助导航ADV及如本文中描述那样产生显示器系统210的显示器数据的ADV装置控制器212中的音频及视频处理系统。音频系统及/或显示器系统可包含处理、显示及/或以其它方式再现音频、视频、显示器及/或图像数据的任何装置。举例来说，一或多个乘员传感器208可为产生被转换成可本地存储于计算机204上及传输到一或多个计算机及系统节点502的视频文件的视频数据的相机装置。另外，包含一或多个ADV乘员的图像的图像文件可由机载计算机204利用由可为一或多个相机的一或多个乘员传感器装置208产生的图像数据来创建。
在一或多个实施例中，机载计算机204还利用一或多个乘员传感器208，其是产生可结合安全因特网启用的视频会议应用程序使用的视频数据的相机装置，所述应用程序例如SkypeTM、ClickMeetingTM、Join.meTM及使ADV乘员能够与占用另一ADV的人进行通信的其它应用程序。与揭示的系统同时使用视频会议为ADV计算机提供与其它ADV计算机介接的工具且允许ADV系统辅助ADV乘员在不同ADV中彼此进行通信。
虽然制作及使用本发明的各种实施例在下文进行详细论述，但应了解本发明提供可体现于多种多样的特定上下文中的许多可适用发明概念。本文中论述的特定实施例仅说明制作及使用本发明的特定方式且不限制本发明的范围。
显示器数据及音频信号可经由RF(射频)链路、S-视频链路、HDMI(高清多媒体接口)、复合视频链路、分量视频链路、DVI(数字视频接口)、模拟音频链接或例如媒体数据端口428的其它类似通信链路经传递到音频组件及/或显示器组件。另外，音频系统及/或显示器系统可为计算机装置的外部组件，或替代地，是实例计算机装置的集成组件。
说明书中提及的所有公开案及专利申请案指示本发明所属的领域的技术人员的技术水平。所有公开案及专利申请案宛如每一个别公开案或专利申请案明确及个别地指示以引用方式并入在相同程度上以引用方式并入本文中。
已经参考形成本发明的一部分的附图及图式在本文中更完整地描述了本发明，附图及图式形成本发明的一部分，且通过说明展示特定实例实施例。然而，标的物可以多种不同形式体现，且因此，所涵盖或主张的标的物希望理解为不限于本文中陈述的任何实例实施例；实例实施例仅被提供为是说明性的。同样地，预期所主张或涵盖的标的物的合理广泛的范围。举例来说，标的物可尤其经体现为方法、装置、组件或系统。本文中的详细描述因此不希望以限制性意义理解。
在整个说明书及权利要求书中，术语可能有超出明确陈述的含义的上下文中暗示或暗含的细微含义。同样地，本文中所使用的短语“在一个实施例中”不一定是指同一实施例且本文中所使用的短语“在另一实施例中”不一定是指不同实施例。举例来说，希望主张的标的物整体或部分包含实例实施例的组合。同样地，术语“如果”可被解译为“响应于”。
一般来说，术语可至少部分根据在上下文中的用法来理解。举例来说，例如本文中所使用的“及”、“或”或“及/或”的术语可包含可至少部分取决于使用此类术语的上下文的多种含义。通常，“或”如果用于关联列表，例如A、B或C，那么希望意味着A、B及C(此处以包含意义使用)，还意味着A、B或C(此处以排他意义使用)。另外，本文中所使用的术语“一或多个”至少部分取决于上下文可用于描述以单数意义的任何特征、结构或特性或可用于描述以复数意义的特征、结构或特性的组合。类似地，例如“一(a/an)”或“所述”的术语可同样被理解为表达单数用法或表达复数用法，这至少部分取决于上下文。另外，术语“基于”可被理解为不一定希望表达一组排他因素，反而允许存在不一定明确描述的额外因素，这也至少部分取决于上下文。
最后，应注意，对任何参考文献的论述都不是承认其是本发明的现有技术，特别是可能具有在此申请案的优先权日期之后的公开日期的任何参考文献。同时，下面的每一及每个权利要求作为本发明的额外实施例特此并入到此详细描述或说明书中。
尽管已经详细描述了本文中描述的系统及过程，但应理解，在不脱离由所附权利要求书所界定的本发明的精神及范围的情况下，可进行各种改变，替换及变更。所属领域的技术人员可能够研究优选实施例并识别与本文中所描述的方式不完全相同的其它方式来实施本发明。发明人的意图是，本发明的变化及等效物在权利要求书的范围内，而说明书、摘要说明书及图式不用于限制本发明的范围。明确来说，本发明希望与所附权利要求及其等效物一样广泛。

Claims (20)

1.一种为自主驾驶交通工具规划路线的系统，其包括：
电池装置，其经配置以将电力提供到自主驾驶交通工具；
机载计算机，其包括：
一或多个处理器，其经编程以沿着当前路线自主地将所述交通工具导航到预定地理目的地；
一或多个传感器装置，其通信地耦合到所述机载计算机；
其中所述一或多个传感器装置中的至少一者经配置以产生包含所述电池装置的电荷状态的电池数据；
其中所述一或多个处理器中的至少一者响应于接收所述目的地而经编程以：
确定所述交通工具的起始地理位置；
产生地理区域的映射信息，其包含所述交通工具的所述起始位置、所述目的地、所述起始交通工具位置与所述目的地之间的一或多个可导航道路及关于所述一或多个道路的信息；
利用所述映射信息产生从所述交通工具的所述起始位置到所述目的地的所述当前路线，其包含所述可导航道路中的一或多者；
确定表示从所述起始位置沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地将花费的时间的当前路线时间；
从所述至少一个传感器装置接收所述电池装置的所述电荷状态；
确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量；
利用所述电池装置的所述电荷状态及所述总电力量确定所述机载计算机是否能够沿着所述当前路线将所述交通工具从所述起始位置导航到所述目的地，而不必利用外部电源为所述电池装置充电；及
响应于确定所述机载计算机能够沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地而不必利用所述外部电源为所述电池装置充电，沿着所述当前路线自主地将所述交通工具从所述起始位置导航到所述目的地；
数据存储装置，其通信地耦合到所述一或多个处理器以可检索地存储数据；及
存储器中处理系统，其包含所述一或多个处理器中的所述至少一者以执行从包含于所述系统中的一或多个装置接收的数据的存储器中处理。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个处理器中的所述至少一者响应于确定所述机载计算机能够沿着所述当前路线导航以到达所述目的地而不必利用所述外部电源为所述电池装置充电而经编程以：
利用所述映射信息产生从所述起始位置到所述目的地的一组一或多个替代路线，其包含一或多个可导航道路，及
确定所述一组替代路线的一组对应替代路线时间，其表示从所述起始位置沿着每一替代路线为所述交通工具导航以到达所述目的地将花费的时间，
其中每一替代路线包含未包含于所述其它替代路线中的任一者内的至少一个可导航道路；
其中所述一或多个处理器中的所述至少一者响应于所述一组一或多个替代路线的识别而经编程以通过以下各者确定新的当前路线：
比较所述当前路线时间与所述一组替代路线时间；
确定所述当前路线时间与所述一组替代路线时间中的所述替代路线时间中的每一者之间的最短时间；及
响应于确定所述最短时间是所述替代路线时间中的一者，将与所述最短时间相关联的所述替代路线设置为所述交通工具的所述新的当前路线。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述电池装置是包含一或多个锂离子电池的锂离子电池组，且其中经配置以产生电池数据的所述传感器装置包括：
微控制器；
电压感测电路，其通信地耦合到所述电池装置及所述微控制器；
电流感测电路，其通信地耦合到所述电池装置及所述微控制器；
温度感测电路，其通信地耦合到所述电池装置及所述微控制器；及
监测及执行装置，其通信地耦合到所述电池装置及所述微控制器，所述监测及执行装置经配置以测量所述电池装置的阻抗；
其中所述微控制器利用由所述电压感测电路、电流感测电路、温度感测电路及监测及执行电路产生的数据确定所述电池装置的所述电荷状态及健康状态。
4.根据权利要求1所述的系统，其中沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量的所述确定是由经编程以进行以下各者的一或多个处理器确定：
利用所述映射信息分析包含于所述当前路线中的所述一或多个可导航道路以识别与包含于所述当前路线中的所述一或多个可导航道路相关联的影响所述电池装置的能量充电及放电的应激事件；
其中所述应激事件包含影响包含于所述当前路线中的所述一或多个可导航道路的倾角、曲率角、风速、雨水的严重程度、表面坡度及积雪深度中的任一者；及
利用所述映射信息、所述当前路线时间及所述经识别应激事件确定将从所述电池装置放电以使得所述机载计算机能够沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地的所述经估计电力量。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个处理器中的所述至少一者响应于确定在不必利用外部电源为所述电池装置充电的情况下所述机载计算机无法沿所述当前路线导航以到达所述目的地而经编程以：
利用所述映射信息产生所述起始位置到所述目的地之间的一组一或多个替代路线，其包含一或多个可导航道路；
确定所述一组替代路线的一组对应替代路线时间，其表示从所述起始位置沿着每一替代路线为所述交通工具导航以到达所述目的地将花费的时间；
其中每一替代路线包含未包含于所述其它替代路线中的任一者内的至少一个可导航道路；
确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量；
利用所述电池装置的所述电荷状态及所述总电力量确定所述机载计算机是否能够沿着所述替代路线中的每一者将所述交通工具从所述起始位置导航到所述目的地，而不必利用外部电源为所述电池装置充电；及
响应于确定所述机载计算机能够沿着一或多个替代路线为所述交通工具导航以到达所述目的地，而不必利用所述外部电源为所述电池装置充电，
将能够被导航而不必利用所述外部电源为所述电池装置充电的所述一或多个替代路线中的每一者识别为一或多个合格路线的合格路线组及将与所述相应合格路线相关联的每一替代路线时间识别为合格路线时间；
其中所述一或多个处理器中的所述至少一者响应于所述一组一或多个合格路线的所述识别而经编程以通过以下各者确定所述新的当前路线：
确定所述一或多个合格路线时间之间的最短时间；及
将与所述最短时间相关联的所述合格路线设置为所述交通工具的所述新的当前路线。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述一或多个传感器包括：
至少一个换能器，其经配置以产生指示放置于所述交通工具内的一或多个物品的重量的数据；
其中所述一或多个处理器中的所述至少一者经编程以
接收所述交通工具的重量；
接收所述交通工具内的一或多个乘员的重量；
确定所述交通工具、所述交通工具内的一或多个乘员及放置于所述交通工具内的一或多个物品的合并重量及将所述合并重量识别为应激事件；
利用所述映射信息、所述当前路线时间及所述经识别应激事件确定将从所述电池装置放电以使得所述机载计算机能够沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地的所述经估计电力量。
7.根据权利要求4所述的系统，其进一步包含包括触摸屏的显示器装置，
其中利用包含于所述当前路线中的一或多个可导航道路的经指派速度限制计算所述经估计总电力量；且
其中所述一或多个处理器中的所述至少一者响应于确定在不必利用所述外部电源为所述电池装置充电的情况下所述机载计算机无法沿所述当前路线导航以到达所述目的地而经编程以：
确定以一组速度从所述起始位置沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量，所述一组速度包含比包含于所述当前路线中的一或多个可导航道路的所述经指派速度限制低20％、30％及40％的速度；
针对包含于所述一组速度中的每一速度，确定相关联经估计阈值，在低于所述相关联经估计阈值的情况下，所述电池装置将不放电；
在所述显示器装置上显示包含于所述一组速度中的每一速度及所述相关联经估计阈值；及
响应于选择所述速度中的一者，以所述所选择速度沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地，而不必利用所述外部电源为所述电池装置充电。
8.一种用于为自主驾驶交通工具规划路线的处理器实施方法，其包括：
由电池装置将电力提供到自主驾驶交通工具；
由一或多个处理器中的至少一者沿着当前路线自主地将所述交通工具导航到预定地理目的地；
利用一或多个传感器装置中的至少一者产生关于所述电池装置的包含所述电池装置的当前电荷状态的数据；
确定所述交通工具的起始地理位置；
利用从存储装置检索的数据产生地理区域的映射信息，其包含所述交通工具的所述起始位置、所述目的地、所述起始交通工具位置与所述目的地之间的一或多个可导航道路及关于所述一或多个道路的信息；
使用包含所述一或多个处理器中的所述至少一者的存储器中处理系统执行存储器中处理，所述一或多个处理器利用所述映射信息，
产生从所述交通工具的所述起始位置到所述目的地的所述当前路线，其包含一或多个可导航道路；及
确定表示从所述起始位置沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地将花费的时间的当前路线时间；
从所述一或多个传感器装置中的所述至少一者接收所述电池装置的所述电荷状态；
确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量；
利用所述电荷状态及所述总电力量确定是否能够沿着所述当前路线将所述交通工具从所述起始位置导航到所述目的地，而不必利用外部电源为所述电池装置充电；及
响应于确定能够沿着所述当前路线将所述交通工具从所述起始位置导航到所述目的地而不必利用外部电源为所述电池装置充电，沿着所述当前路线将所述交通工具导航到所述目的地。
9.根据权利要求8所述的处理器实施方法，其进一步包括：
响应于确定能够沿着所述当前路线将所述交通工具从所述起始位置导航到所述目的地而不必利用外部电源为所述电池装置充电，
利用所述映射信息产生一组一或多个替代路线，其包含从所述起始位置到所述目的地的一或多个可导航道路，其中每一替代路线包含未包含于所述其它替代路线中的任一者内的至少一个可导航道路；及
确定所述一组替代路线的一组对应替代路线时间，其表示从所述起始位置沿着每一替代路线为所述交通工具导航以到达所述目的地将花费的时间；
响应于所述一组一或多个替代路线的识别，
比较所述当前路线时间与所述一组替代路线时间；及
确定所述当前路线时间与所述一组替代路线时间中的所述替代路线时间中的每一者之间的最短时间；及
响应于确定所述最短时间是所述替代路线时间中的一者，
将与所述最短时间相关联的所述替代路线设置为所述交通工具的新的当前路线。
10.根据权利要求8所述的处理器实施方法，其中接收所述电池装置的所述电荷状态的步骤包括：
由微控制器接收指示所述电池装置的电压的电池数据；
由所述微控制器接收指示所述电池装置的电流的电池数据；
由所述微控制器接收指示所述电池装置的温度的电池数据；
由所述微控制器接收指示所述电池装置的阻抗的电池数据；
由所述微控制器利用所述电池数据确定所述电池装置的所述电荷状态；及
将所述电荷状态传输到所述一或多个传感器中的所述至少一者。
11.根据权利要求8所述的处理器实施方法，其中确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量包含：
分析所述映射信息及包含于所述当前路线中的所述一或多个可导航道路以识别与包含于所述当前路线中的所述一或多个可导航道路相关联的影响所述电池装置的能量充电及放电的应激事件，
其中所述应激事件包含影响包含于所述当前路线中的所述一或多个可导航道路的倾角、曲率角、风速、雨水的严重程度、表面坡度及积雪深度中的任一者；及
利用所述映射信息、所述当前路线时间及所述经识别应激事件确定将从所述电池装置放电以使得机载计算机能够沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地的所述经估计电力量。
12.根据权利要求8所述的处理器实施方法，响应于确定在不必利用外部电源为所述电池装置充电的情况下所述机载计算机无法沿所述当前路线导航以到达所述目的地，
利用所述映射信息产生所述起始位置到所述目的地之间的一组一或多个替代路线，其包含一或多个可导航道路；
确定所述一组替代路线的一组对应替代路线时间，其表示沿着从所述起始位置到达所述目的地的每一替代路线导航所述交通工具将花费的时间，其中每一替代路线包含未包含于所述其它替代路线中的任一者内的至少一个可导航道路；
确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量；
利用所述电池装置的所述电荷状态及所述总电力量确定所述机载计算机是否能够沿着所述替代路线中的每一者将所述交通工具从所述起始位置导航到所述目的地，而不必利用外部电源为所述电池装置充电；及
响应于确定所述机载计算机能够沿着一或多个替代路线为所述交通工具导航以到达所述目的地，而不必利用所述外部电源为所述电池装置充电，
将能够被导航而不必利用外部电源为所述电池装置充电的所述一或多个替代路线中的每一者识别为一或多个合格路线的合格路线组；及
将与所述相应合格路线相关联的每一替代路线时间识别为合格路线时间；及
响应于所述一组一或多个合格路线的所述识别而经编程以通过以下各者确定所述新的当前路线：
确定所述一或多个合格路线时间之间的最短时间；及
将与所述最短时间相关联的所述合格路线设置为所述交通工具的所述新的当前路线。
13.根据权利要求11所述的处理器实施方法，其中确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量包含：
由至少一个换能器产生指示放置于所述交通工具内的一或多个物品的重量的数据；
接收所述交通工具的重量；
接收所述交通工具内的一或多个乘员的重量；
确定所述交通工具、所述交通工具内的一或多个乘员及放置于所述交通工具内的一或多个物品的合并重量；
将所述合并重量识别为应激事件；及
利用所述映射信息、所述当前路线时间及所述经识别应激事件确定将从所述电池装置放电以使得所述机载计算机能够沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地的所述经估计电力量。
14.根据权利要求11所述的处理器实施方法，其中确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量包含：
利用包含于所述当前路线中的一或多个可导航道路的经指派速度限制确定所述经估计总电力量；及
响应于确定在不必利用所述外部电源为所述电池装置充电的情况下所述机载计算机无法沿所述当前路线导航以到达所述目的地，
确定以一组速度从所述起始位置沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量，所述一组速度包含比包含于所述当前路线中的一或多个可导航道路的所述经指派速度限制低20％、30％及40％的速度；
针对包含于所述一组速度中的每一速度，确定相关联经估计阈值，在低于所述相关联经估计阈值的情况下，所述电池装置将不放电；
在显示器装置上显示包含于所述一组速度中的每一速度及所述相关联经估计阈值；及
响应于选择所述速度中的一者，
以所述所选择速度沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地，而不必利用所述外部电源为所述电池装置充电。
15.一种用于为自主驾驶交通工具规划路线的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括具有以其体现的程序代码的非暂时性计算机可读存储媒体，所述程序代码能够由一或多个处理器中的至少一者读取及执行以执行包括以下各者的方法：
由电池装置将电力提供到自主驾驶交通工具；
由一或多个处理器中的至少一者沿着当前路线自主地将所述交通工具导航到预定地理目的地；
利用一或多个传感器装置中的至少一者产生关于所述电池装置的包含所述电池装置的当前电荷状态的数据；
确定所述交通工具的起始地理位置；
利用从存储装置检索的数据产生地理区域的映射信息，其包含所述交通工具的所述起始位置、所述目的地、所述起始交通工具位置与所述目的地之间的一或多个可导航道路及关于所述一或多个道路的信息；
使用包含所述一或多个处理器中的所述至少一者的存储器中处理系统执行存储器中处理，所述一或多个处理器利用所述映射信息，
产生从所述交通工具的所述起始位置到所述目的地的所述当前路线，其包含一或多个可导航道路；及
确定表示从所述起始位置沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地将花费的时间的当前路线时间；
从所述一或多个传感器装置中的所述至少一者接收所述电池装置的所述电荷状态；
确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量；
利用所述电荷状态及所述总电力量确定是否能够沿着所述当前路线将所述交通工具从所述起始位置导航到所述目的地，而不必利用外部电源为所述电池装置充电；及
响应于确定能够沿着所述当前路线将所述交通工具从所述起始位置导航到所述目的地而不必利用外部电源为所述电池装置充电，沿着所述当前路线将所述交通工具导航到所述目的地。
16.根据权利要求15所述的计算机产品，其中所述方法进一步包括：
响应于确定能够沿着所述当前路线将所述交通工具从所述起始位置导航到所述目的地而不必利用外部电源为所述电池装置充电，
利用所述映射信息产生从所述起始位置到所述目的地的包含一或多个可导航道路的一组一或多个替代路线，其中每一替代路线包含未包含于所述其它替代路线中的任一者内的至少一个可导航道路；及
确定所述一组替代路线的一组对应替代路线时间，其表示从所述起始位置沿着每一替代路线为所述交通工具导航以到达所述目的地将花费的时间；
响应于所述一组一或多个替代路线的识别，
比较所述当前路线时间与所述一组替代路线时间；及
确定所述当前路线时间与所述一组替代路线时间中的所述替代路线时间中的每一者之间的最短时间；及
响应于确定所述最短时间是所述替代路线时间中的一者，
将与所述最短时间相关联的所述替代路线设置为所述交通工具的新的当前路线。
17.根据权利要求15所述的计算机产品，其中确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量包含：
分析所述映射信息及包含于所述当前路线中的所述一或多个可导航道路以识别与包含于所述当前路线中的所述一或多个可导航道路相关联的影响所述电池装置的能量充电及放电的应激事件，
其中所述应激事件包含影响包含于所述当前路线中的所述一或多个可导航道路的倾角、曲率角、风速、雨水的严重程度、表面坡度及积雪深度中的任一者；及
利用所述映射信息、所述当前路线时间及所述经识别应激事件确定将从所述电池装置放电以使得机载计算机能够沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地的所述经估计电力量。
18.根据权利要求15所述的计算机产品，其中所述方法进一步包括：
响应于确定在不必利用外部电源为所述电池装置充电的情况下所述机载计算机无法沿所述当前路线导航以到达所述目的地，
利用所述映射信息产生所述起始位置到所述目的地之间的一组一或多个替代路线，其包含一或多个可导航道路；
确定所述一组替代路线的一组对应替代路线时间，其表示从所述起始位置沿着每一替代路线为所述交通工具导航以到达所述目的地将花费的时间，其中每一替代路线包含未包含于所述其它替代路线中的任一者内的至少一个可导航道路；
确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量；
利用所述电池装置的所述电荷状态及所述总电力量确定所述机载计算机是否能够沿着所述替代路线中的每一者将所述交通工具从所述起始位置导航到所述目的地，而不必利用外部电源为所述电池装置充电；及
响应于确定所述机载计算机能够沿着一或多个替代路线为所述交通工具导航以到达所述目的地，而不必利用所述外部电源为所述电池装置充电，
将能够被导航而不必利用外部电源为所述电池装置充电的所述一或多个替代路线中的每一者识别为一或多个合格路线的合格路线组；及
将与所述相应合格路线相关联的每一替代路线时间识别为合格路线时间；及
响应于所述一组一或多个合格路线的所述识别而经编程以通过以下各者确定所述新的当前路线：
确定所述一或多个合格路线时间之间的最短时间；及
将与所述最短时间相关联的所述合格路线设置为所述交通工具的所述新的当前路线。
19.根据权利要求17所述的计算机产品，其中确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量包含：
由至少一个换能器产生指示放置于所述交通工具内的一或多个物品的重量的数据；
接收所述交通工具的重量；
接收所述交通工具内的一或多个乘员的重量；
确定所述交通工具、所述交通工具内的一或多个乘员及放置于所述交通工具内的一或多个物品的合并重量；
将所述合并重量识别为应激事件；及
利用所述映射信息、所述当前路线时间及所述经识别应激事件确定将从所述电池装置放电以使得所述机载计算机能够沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地的所述经估计电力量。
20.根据权利要求17所述的计算机产品，其中确定沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量包含：
利用包含于所述当前路线中的一或多个可导航道路的经指派速度限制确定所述经估计总电力量；及
响应于确定在不必利用所述外部电源为所述电池装置充电的情况下所述机载计算机无法沿所述当前路线导航以到达所述目的地，
确定以一组速度从所述起始位置沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地所需的经估计总电力量，所述一组速度包含比包含于所述当前路线中的一或多个可导航道路的所述经指派速度限制低20％、30％及40％的速度；
针对包含于所述一组速度中的每一速度，确定相关联经估计阈值，在低于所述相关联经估计阈值的情况下，所述电池装置将不放电；
在显示器装置上显示包含于所述一组速度中的每一速度及所述相关联经估计阈值；及
响应于选择所述速度中的一者，
以所述所选择速度沿着所述当前路线为所述交通工具导航以到达所述目的地，而不必利用所述外部电源为所述电池装置充电。
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