CN112572444A - 与具有自主功能的车辆相关联的主动停车模式 - Google Patents

Abstract

本发明涉及与具有自主功能的车辆相关联的主动停车模式。一种具有自主功能的车辆，响应于检测到使驾驶员从自主功能接管必要的条件，该车辆能够在未成功完成驾驶员接管模式的情况下发起主动停车模式。在一些实施例中，响应于检测到使紧急停车必要的条件，紧急停车模式可越过驾驶员接管模式或主动停车模式。

Description

与具有自主功能的车辆相关联的主动停车模式

技术领域

本公开涉及车辆的自主制动功能。

背景技术

对于具有自主功能的车辆，可遇到其中车辆的程序编制相比于车辆的人类控制更不受偏爱的情况。这些情况可包括不可预见的情况，诸如意外的环境条件或车辆为自主功能所依赖的系统的意外条件。

然而，由人类接管车辆的控制可能不以自主系统所预期的方式完成。自主功能的用于当未按预期完成人类接管时的情况的应急操作将是有利的。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种支持（handing）自主驾驶功能的车辆，该车辆包括处理器、与处理器数据通信的传感器、与处理器数据通信的制动系统、以及与处理器数据通信的转向系统。传感器可以是可操作的以生成传感器数据，处理器可使用该传感器数据来描述车辆在其中操作的环境。制动系统和转向系统可以是可操作的以生成分别指示每个系统的用户输入的信号，并且可从处理器接收控制信号以自主地起作用。在检测到使驾驶员接管必要的条件的情况下，车辆可发起驾驶员接管模式，但如果用户在阈值时间限制内未提供输入，则车辆发起主动停车模式。主动停车模式可以是可操作的以指定车辆的停车点、导航到该停车点、以及将车辆停在该停车点处。

本公开的另一方面涉及一种在具有自主功能的车辆中自主制动的方法。该方法可包括以下步骤：响应于检测到使驾驶员接管必要的条件发起驾驶员接管模式；向驾驶员指示驾驶员接管模式的发起并在指示时开启计时器。如果计时器达到阈值而没有来自驾驶员的指示控制的接管的任何输入，则发起主动停车模式，其中，主动停车模式包括指定车辆的停车点、导航到该停车点、以及将车辆停在该停车点处。

本公开的另一方面涉及一种用于车辆的自主停车系统，该系统包括处理器、与处理器数据通信的传感器、与处理器数据通信的制动系统、以及与处理器数据通信的转向系统。传感器可以是可操作的以生成传感器数据，处理器可使用该传感器数据来描述车辆在其中操作的环境。制动系统和转向系统可以是可操作的以生成分别指示每个系统的用户输入的信号，并且可从处理器接收控制信号以自主地起作用。在检测到使驾驶员接管必要的条件的情况下，车辆可发起驾驶员接管模式，但如果用户在阈值时间限制内未提供输入，则车辆发起主动停车模式。主动停车模式可以是可操作的以指定车辆的停车点、导航到该停车点、以及将车辆停在该停车点处。

下文将参考附图更详细地解释本公开的以上方面和其他方面。

附图说明

图1是具有对于主动停车模式而言可操作的系统的车辆的图解图示。

图2是以主动停车模式操作的车辆的图解图示。

图3是以紧急停车模式操作的车辆的图解图示。

图4是图示在具有自主功能的车辆中操作主动停车模式的方法的示例的流程图。

具体实施方式

参考附图公开所图示的实施例。然而，将理解的是，所公开的实施例旨在仅为可以以各种和替代形式实现的示例。附图不必然按比例绘制，并且一些特征可能被夸大或最小化以示出具体部件的细节。所公开的特定结构和功能细节将不被解释为限制性的，而是作为用于教导本领域技术人员如何实践所公开的构思的代表性基础。

图1示出根据本文中所公开的教导的一个实施例的车辆100，该车辆100具有可操作以执行自主功能的系统。车辆可包括处理器101、传感器103、制动系统105、转向系统107和原动机（mover）操作系统109。传感器103、制动系统105、转向系统107和原动机操作系统109中的每一个均可与处理器101数据通信。在所描绘的实施例中，车辆100包括个人汽车，但在不偏离本文中所公开的教导的情况下，其他实施例可包括商用汽车、水运工具、飞机、轨道车辆或本领域普通技术人员已知的具有自主功能的其他运载工具。

传感器103可以是可操作的，以生成描述车辆100在其中操作的环境的一个或多个条件的数据。传感器103可包括接近度传感器、超声波传感器、雷达传感器、激光雷达传感器、光学传感器、摄像机传感器、温度计、湿度计、压力传感器、运动传感器、红外线传感器、紫外线传感器、全球定位传感器或本领域普通技术人员已知的对生成数据以描述车辆的局部环境有用的任何其他传感器而不偏离本文中所描述的教导。在所描绘的实施例中，传感器103至少部分地安置在车辆100的本体内，但其他实施例可包括其他布置而不偏离本文中所公开的教导。在所描绘的实施例中，传感器103被构造为布置在车辆100的前面的单个传感器，但其他实施例可包括具有不同位置或数量的传感器的其他布置而不偏离本文中所公开的教导。在具有多个传感器103的一些实施例中，传感器可包括不同的类型或构型而不偏离本文中所公开的教导。

制动系统105与处理器101数据通信，并且可以是可操作的以生成指示由车辆的驾驶员启用车辆100的制动器的驾驶员制动信号。制动系统105还可操作以从处理器101接收制动控制信号，该制动控制信号可操作以启用车辆100的制动器。制动控制信号可以是可操作的以向车辆100施加变化程度的制动力，从而提供多种选项来控制车辆的前进运动。在所描绘的实施例中，从处理器101发送的制动控制信号可足以使车辆100的前进运动减慢到最终停止，即使在高速（诸如在高速公路上经历的速度）下也是如此。其他实施例可包括使用制动控制信号的其他制动选项而不偏离本文中所公开的教导。在所描绘的实施例中，制动系统105定位在车辆100的轮舱附近，但其他实施例可包括其他布置而不偏离本文中所公开的教导。

转向系统107与处理器101数据通信，并且可以是可操作的以生成指示由车辆的驾驶员启用车辆100的转向的驾驶员转向信号。转向系统107可进一步可操作以从处理器101接收转向控制信号，该转向控制信号可操作以控制车辆100的转向机构。转向控制信号可以是可操作的以在被指定用于车辆的操作的规定的运动范围内导航车辆100。在所描绘的实施例中，转向控制信号可足以提供车辆100的高达90度转弯的转弯运动，但其他实施例可包括其他规定的机动性而不偏离本文中所公开的教导。在一些实施例中，出于安全性、法律合规或乘客的舒适度的原因，可相对于车辆100的瞬时速度限制车辆100响应于转向控制信号的机动性。在所描绘的实施例中，转向系统107被定位在车辆100的转向柱附近，但其他实施例可包括其他布置而不偏离本文中所公开的教导。

原动机操作系统109与处理器101数据通信，并且可以是可操作的以生成指示由驾驶员启用车辆的原动机的推进控制的驾驶员原动机信号。车辆100的原动机可包括内燃发动机、电动马达、混合动力马达、柴油发动机、蒸汽发动机、喷气发动机、推进器或本领域普通技术人员已知的车辆的其他原动机而不偏离本文中所公开的教导。出于图示且非限制的目的，所描绘的实施例可包括呈混合动力发动机的形式的原动机，其可操作以响应于来自加速器和换挡传动装置变速器的输入。原动机操作系统109可进一步可操作以从处理器101接收原动机控制信号，该原动机控制信号可操作以控制原动机的加速器和换挡变速器。原动机控制信号可以是可操作的以在被指定用于车辆的规定的操作速度范围内控制原动机的前进运动和操作。原动机控制信号可以是可操作的以使车辆100的原动机脱离接合。在所描绘的实施例中，原动机操作信号可足以提供车辆100在低速（诸如，适合于停泊或在私人车道上机动的那些速度）和高速（诸如，适合于维持在高速公路上的交通的流动的那些速度）下的前进和后退运动。在一些实施例中，出于安全性、法律合规或乘客的舒适度的原因，可限制车辆100响应于原动机控制信号的移动速度。在所描绘的实施例中，原动机操作系统109被定位在车辆100的原动机附近，但其他实施例可包括其他布置而不偏离本文中所公开的教导。

出于优化车辆100的自主功能的目的，处理器101可进一步可操作以分析从传感器103、制动系统105、转向系统107或原动机操作系统109接收到的数据。车辆100可利用一个或多个自主功能以自主模式操作。如果处理器101在自主模式期间检测到数据内的异常条件，则可改变车辆100的操作模式，或者可调整或禁用一个或多个自主功能。在一些实施例中，由检测到异常数据条件导致的操作改变可以是暂时的，直到不再检测到异常条件的这种时刻为止。在一些实施例中，可不同地对待不同类型的异常条件：一些异常条件导致暂时的操作改变，且其他异常条件则被维持直到向车辆100提供维修以校正该条件为止。

数据内的异常条件可包括由车辆100的一个或多个元件生成的错误信号。可生成错误信号以指示元件的控制器或传感器中的故障，诸如诊断故障代码（DTC）。可响应于意外数据或不符合由处理器101预期的规定行为的数据来生成错误信号。

数据内的异常条件可包括其中车辆100的一个或多个自主功能是不期望的环境条件。环境条件可包括干扰车辆100的传感器或控制系统的天气或电磁条件、在车辆100的部件的规定操作范围之外的温度、或在车辆100的规定操作条件之外的交通条件。环境条件可包括指示车辆100的一个或多个自主功能的限制使用的法律约束。以示例且非限制的方式，在法律上仅容许一些形式的自主驾驶的城市中，车辆100可检测其位置并作为响应选择性地启用和禁用自主功能。

数据内的异常条件可包括其中车辆100的一个或多个自主功能是不期望的预期条件。例如，传感器103可被规定为在指定的行进距离之后需要重新校准，并且在达到这种距离时，数据可指示传感器103应被重新校准以确保优化的操作。

车辆100可包括指示器，这些指示器向一个或多个乘客提供异常条件的检测。指示器可包括视觉指示器、听觉指示器或触觉指示器。这些指示器可额外地包括对车辆100的当前操作模式的指示，诸如完全自主模式、（一个或多个）部分自主模式、或需要驾驶员控制车辆的一个或多个功能的驾驶员接管模式。可响应于对使驾驶员接管必要的异常条件的响应检测（这在下文中被称为“接管条件”）发起驾驶员接管模式。

响应于检测到接管条件，车辆100可发起驾驶员接管模式和计时器。在计时器达到阈值而处理器101没有检测到驾驶员制动信号、驾驶员转向信号或驾驶员原动机信号的情况下，可发起额外的主动停车模式。在车辆100的主动停车模式中，处理器101可以是可操作的以指定环境内的停车点，且然后使用制动控制信号、转向控制信号、原动机控制信号或其某种组合导航到停车点。在导航到停车点时，处理器101可使用制动控制信号、转向控制信号、原动机控制信号或其某种组合停止车辆的运动。在所描绘的实施例中，处理器101可被编程以指定停车点，该停车点针对接近度、停车点的安全性以及导航到停车点的容易性而被优化。一些实施例可在指定停车点时利用其他或优化因素而不偏离本文中所公开的教导。

车辆100可额外地包括紧急停车模式。可响应于检测到使车辆100的立即停车必要的条件（诸如，危险道路条件或预测的碰撞）发起紧急停车模式。在所描绘的实施例中，响应于检测到使紧急停车必要的条件，紧急停车模式发起可中断车辆100以任何其他模式进行的操作。

图2是在主动停车模式的发起期间车辆200的操作的图解图示。在所描绘的实施例中，车辆200可包括具有一个或多个自主功能的汽车（诸如车辆100（见图1）），但该实施例是以说明且非限制的方式呈现的。在图2中，当检测到使驾驶员接管必要模式的条件（诸如，车辆200接近其中法律上不容许自主功能的区域）时，车辆200最初沿方向201行驶。车辆200然后可与驾驶员接管模式的指示同时发起计时器。如果车辆200在规定的阈值时间内未检测到驾驶员输入，则车辆200可发起主动停车模式。在主动停车模式中，车辆200可利用一个或多个传感器（诸如传感器103；见图1）来识别和指定停车点203。可基于优化因素来选择停车点203，所述优化因素诸如距车辆200的接近度、车辆将停在该点处的预测的安全性、以及导航到该点的容易性。一旦停车点203已被指定，车辆200就可将路线改变为沿方向205朝向停车点203移动，并且在成功导航到停车点203之后停止运动。在停止运动时，车辆200可等待驾驶员输入以成功地转变到驾驶员接管模式或禁用车辆200。在一些实施例中，可发起停车计时器，从而测量在没有驾驶员输入的情况下经过的时间的量。如果停车计时器达到规定的阈值时间，则出于安全性的目的，车辆200可禁用其功能。

在所描绘的实施例中，停车点203表示在主动停车模式操作期间用于车辆200的停车的优化位置。以示例且非限制的方式，由于主动停车模式的优化因素，未选择的点207将不是优选的。在所描绘的实施例中，未选择的点207更难以导航到，因为车辆200必须做出更剧烈的转向操作并且穿过活跃交通的更多条车道。在所描绘的实施例中，出于停车的目的，未选择的点207也更不安全，因为它更靠近更快速移动的左车道交通，并且可能需要车辆200的乘客穿过马路以离开周围环境（在车辆200或步行中的任一者）。车辆200可编程有这种优化因子以确定优化的停车点。在包括其他条件（诸如，停车点203的堵塞）的其他情形中，未选择的停车点207可以是优选的。

图3是车辆200转变到紧急停车模式的图解图示。当涉及车辆的自主功能的处理器（诸如处理器101；见图1）预测到碰撞或能够通过车辆停车以免进一步运动来预防的其他情形时，可在车辆200的操作期间的任何时刻启用紧急停车模式。在所描绘的实施例中，车辆200可包括具有一个或多个自主功能的汽车（诸如车辆100（见图1）），但该实施例以图示且非限制的方式呈现。在图3中，当检测到使驾驶员接管必要模式的条件（诸如车辆200接近其中法律上不容许自主功能的区域）时，车辆200最初沿方向301行驶。车辆200然后可与驾驶员接管模式的指示同时发起计时器。如果车辆200在规定的阈值时间内未检测到驾驶员输入，则车辆200可发起主动停车模式。在主动停车模式中，车辆200可利用一个或多个传感器（诸如传感器103；见图1）来识别和指定停车点203。可基于优化因素来选择停车点203，所述优化因素诸如距车辆200的接近度、车辆将停在该点处的预测的安全性、以及导航到该点的容易性。然而，在所描绘的实施例中，车辆200可由于诸如已停车的车辆305的由环境引起的堵塞而无法接近停车点203。在所描绘的实施例中，车辆200可检测到未选择的点207也可能被堵塞，诸如被已停车的车辆305堵塞。车辆200的处理器可预测到尝试导航到停车点203或未选择的点207可导致与已停车的车辆305发生碰撞，并且也预测到继续沿方向301行驶也可导致与已停车的车辆305发生碰撞。作为响应，车辆200可在点307处发起紧急停车模式。

在紧急停车模式中，车辆200可控制其自主功能以停止运动。在所描绘的实施例中，紧急停车模式可接合制动系统或使车辆200的原动机脱离接合。在一些实施例中，以紧急停车模式操作的车辆200可以是可操作的以操纵车辆从而避免预测的碰撞而不偏离本文中所公开的教导。一些实施例可包括在紧急停车模式中这些或其他功能的不同组合而不偏离本文中所公开的教导。

图4是示出在车辆（诸如车辆100（见图1））中接合主动停车模式的方法的流程图。该方法在步骤400处开始，并且车辆将以自主模式或部分自主模式操作直到在步骤402处它检测到使驾驶员接管必要的条件的这种时刻为止。在检测到接管条件之后，该方法进行到步骤404，其中车辆发起驾驶员接管模式并同时发起计时器。在步骤406处，驾驶员接管模式等待驾驶员输入，该驾驶员输入指示驾驶员已接管了车辆的功能的控制。如果接收到驾驶员输入，则在步骤408处启用驾驶员接管模式，并且该方法完成。如果未接收到驾驶员输入，则在步骤410处使计时器递增，并且在步骤412处将当前时间与阈值时间值相比较。如果计时器尚未达到阈值，则该方法返回步骤406以等待驾驶员输入。如果计时器确实达到阈值而没有驾驶员输入，则该方法进行到步骤414以发起车辆的主动停车模式。

在步骤416处，主动停车模式可利用车辆的一个或多个传感器来指定合适的停车点。可基于许多种因素来指定合适的停车点，所述因素诸如停在该点处的预测的安全性、距车辆的接近度、导航到该点的安全性、以及该点对于使车辆停车的可用性。其他实施例可包括额外的或其他因素而不偏离本文中所公开的教导。指定合适的停车点中的因素可被加权成层次结构，以给予因素中的某些因素比其他因素更多的重视。以示例且非限制的方式，相比于停车点到车辆的接近度，可给予停车点的预测的安全性更多的权重。其他实施例可利用其他加权层次结构而不偏离本文中所公开的教导。

在指定停车点之后，该方法进行到步骤418，其中车辆导航到停车点并在该停车点处停止运动并等待用户接管车辆。导航到停车点可利用车辆的一个或多个自主功能，诸如转向、制动或原动机控制。停在停车点处可利用车辆的一个或多个自主功能，诸如转向、制动或原动机控制。原动机控制可包括在停车点处使车辆的原动机脱离接合。在一些实施例中，停车计时器可初始化以跟踪车辆在没有用户输入的情况下保持停车的时长。如果停车计时器达到阈值，则原动机控制可使车辆的原动机脱离接合，从而迫使驾驶员手动地重新接合原动机以便进行进一步的运动。

在将车辆停在停车点处之后，该方法在步骤420处完成。在所描绘的实施例中，响应于检测到使紧急停车必要的条件（诸如，预测到碰撞），可在该方法中的任何时刻初始化紧急停车模式。具体地，当车辆被构造成等待驾驶员输入时，紧急停车模式初始化可在步骤404之后越过（override）该方法，或者当车辆初始化主动停车模式时，紧急停车模式初始化可在步骤414之后越过该方法。

尽管上文描述了示例性实施例，但这些实施例不旨在描述所公开的设备和方法的所有可能形式。而且，说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词语，并且应理解的是，在不脱离如要求保护的本公开的精神和范围的情况下，可做出各种改变。各种实施的实施例的特征可组合以形成所公开的构思的另外的实施例。

Claims (20)

1.一种具有自主驾驶功能的车辆，所述车辆包括：

处理器，其至少部分地安置在所述车辆内；

至少部分地安置在所述车辆内的传感器，所述传感器与所述处理器数据通信并且可操作以检测所述车辆在其中操作的环境的条件；

制动系统，其与所述处理器数据通信并且可操作以生成指示所述制动系统的驾驶员操作的驾驶员制动信号并从所述处理器接收制动控制信号，所述制动系统可操作以施加阻滞力以抵御所述车辆的运动；以及

转向系统，其与所述处理器数据通信并且可操作以生成指示所述转向系统的驾驶员操作的驾驶员转向信号并从所述处理器接收转向控制信号，其中

所述处理器可操作以从所述传感器接收数据并在所述数据内检测使驾驶员接管必要的接管条件，所述处理器还可操作以通过发起计时器并在所述计时器在所述处理器接收到驾驶员制动信号或驾驶员转向信号之前达到阈值时发起主动停车模式来响应于检测到的接管条件，所述主动停车模式包括：指定所述车辆的停车点、导航到所述停车点、以及将所述车辆停在所述停车点处。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述处理器还可操作以在所述数据内检测使紧急停车必要的条件并且响应于检测到所述使紧急停车必要的条件而发起紧急制动模式，所述紧急制动模式包括制动直到所述车辆停下来为止。

3.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述使紧急停车必要的条件包括预测的碰撞。

4.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述紧急制动模式可越过所述处理器的其他操作模式。

5.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述接管条件包括传感器故障条件。

6.根据权利要求1所述的车辆，其还包括原动机操作系统，所述原动机操作系统可操作以从所述处理器接收原动机控制信号。

7.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述处理器还可操作以在所述数据内检测使紧急停车必要的条件并且响应于检测到所述使紧急停车必要的条件发起紧急制动模式，所述紧急制动模式包括禁用所述原动机。

8.一种具有自主功能的车辆的自主制动的方法，所述方法具有以下步骤：

响应于检测到使驾驶员接管必要的条件发起驾驶员接管模式；

向驾驶员指示驾驶员接管模式的发起并在指示时开启计时器；以及

响应于所述计时器达到阈值而没有驾驶员输入，发起主动停车模式，其中，

所述主动停车模式操作包括指定所述车辆的停车点、将所述车辆导航到所述停车点、以及将所述车辆停在所述停车点处。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述使驾驶员接管必要的条件包括检测到传感器故障条件。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述使驾驶员接管必要的条件包括检测到异常传感器条件。

11.根据权利要求8所述的方法，在发起驾驶员接管模式的步骤之后的任何时刻，还具有响应于检测到使紧急停车必要的条件发起紧急制动模式的步骤，所述紧急制动模式包括绕过所述方法并制动，直到所述使紧急停车必要的条件消退。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述紧急制动模式还包括禁用所述车辆的原动机。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述使紧急停车必要的条件包括预测的碰撞。

14.一种用于车辆的自主停车系统，所述系统包括：

处理器；

与所述处理器数据通信的传感器，所述传感器可操作以检测所述车辆在其中操作的环境的条件；

制动系统，其与所述处理器数据通信并且可操作以生成指示所述制动系统的驾驶员操作的驾驶员制动信号并从所述处理器接收制动控制信号；以及

转向系统，其与所述处理器数据通信并且可操作以生成指示所述转向系统的驾驶员操作的驾驶员转向信号并从所述处理器接收转向控制信号，其中

所述处理器可操作以从所述传感器接收数据并在所述数据内检测使驾驶员接管必要的接管条件，所述处理器还可操作以通过发起计时器并在所述计时器在所述处理器接收到驾驶员制动信号或驾驶员转向信号之前达到阈值时发起主动停车模式来响应于检测到的接管条件，所述主动停车模式包括：指定所述车辆的停车点、导航到所述停车点、以及将所述车辆停在所述停车点处。

15.根据权利要求14所述的自主停车系统，其中，所述处理器还可操作以在所述数据内检测使紧急停车必要的条件并且响应于检测到所述使紧急停车必要的条件发起紧急制动模式，所述紧急制动模式包括制动直到所述车辆停下来为止。

16.根据权利要求15所述的自主停车系统，其中，所述使紧急停车必要的条件包括预测的碰撞。

17.根据权利要求15所述的自主停车系统，其中，所述紧急制动模式可越过所述处理器的其他操作模式。

18.根据权利要求14所述的自主停车系统，其中，所述接管条件包括传感器故障条件。

19.根据权利要求14所述的自主停车系统，其还包括原动机操作系统，所述原动机操作系统可操作以从所述处理器接收原动机控制信号。

20.根据权利要求19所述的自主停车系统，其中，所述处理器还可操作以在所述数据内检测使紧急停车必要的条件并且响应于检测到所述使紧急停车必要的条件发起紧急制动模式，所述紧急制动模式包括禁用所述原动机。

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