CN113286737A - 用于安全自主汽车操作的转向命令限制 - Google Patents

Abstract

各种实施例可以包括：在车辆的操作期间，限制转向命令角度的方法。各种实施例可以包括：确定车辆的速度，将所确定的速度应用于自主车辆的动态模型以确定方向盘命令角度限制。实施例还可以包括：确定接收的或命令的转向命令角度是否超过方向盘命令角度限制，并且如果接收的/命令的转向命令角度超过方向盘命令角度限制，则将转向命令角度改变为不大于最大转向命令角度的角度。

Description

用于安全自主汽车操作的转向命令限制

相关申请

本申请要求享有于2018年12月18日提交的、标题为“Steering Command LimitingFor Safe Autonomous Automobile Operation”的美国临时申请No.62/781,099的优先权，出于所有目的，上述申请的全部内容通过引用的方式特此并入本文中。

背景技术

随着行业朝着部署自主和半自主车辆的方向发展，汽车和卡车正变得越来越智能。自主和半自主车辆可以检测关于其位置和周围环境的信息(例如，使用雷达、激光雷达、GPS、文件里程表、加速度计、相机和其它传感器)，并且包括控制系统，所述控制系统解释传感信息以识别危险并且确定要遵循的导航路径。自主和半自主车辆包括控制系统，以在来自汽车的乘员或其他操作员的有限的控制下或者无控制的情况下进行操作。

发明内容

各个方面包括：通过在车辆的操作期间限制转向命令角度来控制车辆的方法。在一些方面，该方法可以包括：基于车辆的最大横向加速度，确定方向盘角度限制；生成方向盘命令和油门制动命令；确定所生成的方向盘命令的角度是否超过所确定的方向盘角度限制；响应于确定所生成的方向盘命令的角度超过所确定的方向盘角度限制，调整车辆的操作。

在一些方面，该方法可以包括：基于从被包括在车辆中的一个或多个传感器或子系统收集的输入来确定车辆的位置、车辆将遵循的轨迹、以及针对车辆的速度曲线，其中，生成方向盘命令和油门制动命令包括：基于所确定的位置、轨迹和速度曲线，生成方向盘命令和油门制动命令。

在一些方面，调整车辆的操作可以包括执行以下中的一项或多项：忽略方向盘命令、禁用自主控制、通知车辆的操作者、或者将所生成的方向盘命令的角度设置为小于或等于方向盘角度限制的值。

一些方面还可以包括：基于车辆的当前状况，来确定最大横向加速度。一些方面还可以包括：确定除了车辆的当前速度之外的当前状况，其中，基于车辆的最大横向加速度来确定方向盘角度限制包括：基于最大横向加速度和所确定的当前状况来确定方向盘角度限制。在一些方面，确定除了车辆的当前速度之外的当前状况包括确定以下中的至少一项或多项：车辆状况、天气状况、和/或道路状况。

一些方面还可以包括：确定车辆的当前速度，其中，基于车辆的最大横向加速度来确定方向盘角度限制包括：基于最大横向加速度和当前速度来确定方向盘角度限制；生成方向盘命令和油门制动命令包括：生成包括所确定的方向盘角度限制的方向盘命令。

一些方面还可以包括：确定车辆的动态模型，其中，基于车辆的最大横向加速度来确定方向盘角度限制包括：基于动态模型来确定方向盘角度限制；生成方向盘命令和油门制动命令包括：生成包括所确定的方向盘角度限制的方向盘命令。在一些方面，确定车辆的动态模型包括：基于以下中的一项或多项来确定动态模型：车辆的质量、车辆的惯性矩、车辆的轴距长度、车辆重心的位置、轮胎刚度系数、和/或轮胎动态模型。

另外的方面包括具有处理器的车辆，处理器配置有处理器可执行指令以执行上面所概述的方法中的任何方法的操作。另外的方面包括具有存储在其上的处理器可执行软件指令的非暂时性处理器可读存储介质，处理器可执行软件指令被配置为使处理器执行上面所概述的方法中的任何方法的操作。另外的方面包括用于在车辆中使用并且被配置为执行上面所概述的方法中的任何方法的操作的处理设备。

附图说明

并入本文中并且构成本说明书的一部分的附图，描绘示例性实施例，并且连同上面给出的概括描述以及下面给出的具体实施方式一起用来解释各种实施例的特征。

图1A和图1B是示出适合于实现各种实施例的车辆的组件方块图。

图1C是示出适合于实现各种实施例的车辆的组件的组件方块图。

图2是示出根据各种实施例的示例车辆管理系统的组件的组件方块图。

图3是示出用于在车辆中使用的示例片上系统的组件的方块图，所述示例性片上系统可以被配置为根据各种实施例收集和分析传感器信息。

图4是示出根据各种实施例的在对自主车辆的操作期间限制转向命令角度的实施例方法的处理流程图。

图5是示出根据一实施例的确定和使用转向角度限制来控制自主车辆的方法的处理流程图。

图6A和图6B是示出根据各种实施例的控制自主车辆的方法的处理流程图。

具体实施方式

将参照附图详细地描述各个方面。在可能的地方，将贯穿附图使用相同的附图标记来指代相同或者类似的部件。对于特定示例和实施例的引用是用于说明的目的，而不旨在限制各个方面或权利要求的范围。

各种实施例包括用于在自主和半自主车辆中使用的方法、和车辆、车辆管理系统和处理设备，其被配置为实现用于在对在高速公路上的自主和半自主车辆的操作期间限制转向命令角度的方法。

自主和半自主车辆通常包括大量传感器和子系统，以及收集和使用来自这些传感器和子系统的信息以生成用于控制车辆的操作的制动、油门和转向命令的车辆管理系统。这样的转向命令可以包括转向角度计算，所述计算将车辆当前的或计划的行驶速度、以及车辆的最大横向加速度和其它因素考虑进来。在对信息的收集或分析中的任何错误都可能导致错误的转向角度计算，而对所述错误的转向角度计算的实现可能导致车辆做出不期望的或过于激进的降低乘客舒适度或者导致不安全状况(例如，翻车、货物移动等等)的操纵(maneuver)。

各种实施例包括车辆管理系统，所述车辆管理系统基于车辆的最大横向加速度和/或当前状况，动态地确定用于转向角度的适当门限，并使用动态确定的门限来限制或限定由车辆在高速行驶期间应用的转向角度。

例如，在一些实施例中，车辆管理系统(或处理设备、处理器、控制单元等)可以被配置为确定车辆的当前位置、车辆要遵循的轨迹以及针对车辆的速度曲线，并且基于所确定的位置、轨迹和速度曲线来生成方向盘和油门制动命令。车辆管理系统还可以基于车辆在当前状况(比如车辆状况、天气状况或道路状况)下的最大横向加速度，来确定方向盘角度限制(或门限)。车辆管理系统可以确定在方向盘命令中的转向角度是否超过所确定的方向盘角度限制/门限，并且响应于确定转向角度或命令的转向角度超过所确定的方向盘角度限制/门限，来执行各种操作。例如，车辆管理系统可以响应于确定转向角度或命令的转向角度超过所确定的方向盘角度限制/门限，忽略方向盘命令，禁用在车辆中的自主控制，通知车辆的操作者和/或将转向角度的值设置为小于或等于方向盘角度限制/门限。

各种实施例可以防止车辆实施过大的、错误的或异常的转向角度，这可能导致车辆在以高速公路速度行驶时做出不期望的、过于激进的或危险的操纵。这样，在自主或半自主车辆中对各种实施例的实现和使用可以改善车辆的安全性、性能和功能。

如本文所使用的，术语“计算设备”指代以下各项中的任何一项或全部：车辆管理系统、显示子系统、驾驶员辅助系统、车辆控制器、车辆系统控制器、车辆通信系统、信息娱乐系统、车辆显示系统或子系统、车辆数据控制器或路由器、蜂窝电话、智能电话、个人或移动多媒体播放器、个人数据助理(PDA)、膝上型计算机、个人计算机、平板计算机、智能书、掌上型计算机、无线电子邮件接收机、启用多媒体互联网的蜂窝电话、车辆控制器、以及包括可编程处理器和存储器以及被配置为执行如本文所述的操作的电路的类似电子设备。

存在可以用于针对车辆确定转向角度的多种常规解决方案。例如，一些车辆可能配备有选择转向角度或者设置转向角度限制以防止在车辆牵引拖车并以低运行速度反向行驶时发生V字折叠(jackknifed)状况的系统。这样的传统系统可以被配置为从第一转向模块(例如，停车辅助系统等)接收第一转向角度命令，从另一转向模块(例如，拖车备用辅助系统等)接收第二转向角度命令，感测转向柱扭矩，并基于转向柱扭矩以及第一和第二转向角度命令来生成用于控制车辆的第三(更精细的)转向角度命令。可以基于检测到的状况(比如当转向扭矩小于门限扭矩时)来应用第三、并且更精细的转向角度。

虽然这样的系统可能适用于针对正牵引拖车并且以低运行速度反向行驶的车辆设置转向角度，但当车辆以高速公路速度向前行驶时，它不适合于智能地并且动态地确定用于转向角度的适当门限/限制。这是因为这样的系统未考虑当前状况和横向加速度以防止车辆以高速公路速度时实施可能是不安全的或者影响乘客体验的方向盘命令。因此，当车辆以高速公路速度行驶时(例如，高于每小时35、45或55英里等的速度)，使用用于确定转向角度和转向命令限制的传统系统和解决方案可能会导致不安全的状况(例如，翻车等)。

为了便于引用，使用术语“主车辆”来指代实现各种实施例的自主和半自主车辆，而使用比如“其它车辆”、“另一车辆”和“观察到的车辆”之类的术语指代主车辆使用各种实施例来观察和跟踪的车辆。

主车辆可以包括收集和分析来自在车辆内的大量传感器、系统和子系统的输入的各种系统。例如，主车辆可以包括感知系统、行为预测系统、行为规划系统、运动规划系统和运动控制系统。感知系统可以被配置为收集来自各种传感器(例如，雷达、激光雷达、照相机、惯性测量单元(IMU)等)、导航系统、车辆网络、控制器局域网(CAN)总线、高清(HD)地图和数据库的输入数据。主车辆可以使用该信息来确定车辆的当前位置/定位，识别和分析车辆周围的道路和环境，并且确定紧邻车辆的其它车辆和对象的位置和状态。

行为预测系统可以被配置为使用收集到的信息来预测在道路上的其它车辆和对象的未来运动和行为。行为规划系统可以被配置为确定针对主车辆的期望的高级别行为和/或规划主车辆的行为(例如，留在同一车道、改变车道、加速、减速等等)。运动规划和控制系统可以被配置为规划要由车辆遵循的轨迹或路线，确定速度曲线(例如，横向加速度等)，计算转向角度(其标识车轮应当进行旋转以在确定的速度曲线下遵循规划的轨迹的角度)，并且向控制车辆的操作的较低级别的控制系统(例如，DBW系统等)发布油门制动和方向盘命令以沿着规划的轨迹或路线引导车辆。

计算转向命令角度的系统(例如，运动规划和控制系统等等)通常对来自在车辆内的大量传感器、系统和子系统的输入执行复杂的分析，并且将车辆当前的或规划的行驶速度或横向加速度考虑进来。传感器/输入信息或者它们的分析中的任何错误，都可能导致错误的转向角度计算。实施不正确的转向角度可能导致车辆做出不期望的或过于激进的降低乘客舒适度或导致不安全状况(例如，翻车、货物移动等)的操纵。为了处理这样的需求，各种实施例动态地确定用于转向角度命令的适当门限，并且基于动态地确定的门限来限制或限定转向角度以防止过大、错误或异常的转向角度计算，其可能导致车辆在以高速公路速度行驶时做出不期望的、过于激进或危险的操纵。

各种实施例包括控制系统，其被配置为智能地并且动态地确定和设置转向角度限制，所述转向角度限制防止主车辆实施包括过大、错误或异常转向角度的方向盘命令。各种实施例可以通过动态地确定适合于车辆的当前操作状况(包括道路状况、车辆状况、车辆动力学、以及应用转向角度所产生的横向加速度)的转向命令角度限制，来改善自主和半自主车辆的操作安全性以及乘客体验。

在一些实施例中，在自主或半自主车辆中的车辆管理系统可以被配置为确定车辆的当前操作状况以及车辆周围的状况，鉴于所确定的状况来确定最大可允许的横向加速度，并且基于操作状况和/或最大允许的横向加速度来动态地确定转向命令角度限制。车辆管理系统可以确定针对车辆的期望的行驶方向，确定方向盘应当调整到的方向盘角度以穿过即将到来的路段，并确定所确定的方向盘命令角度是否超过所确定的方向盘命令角度限制。然后，车辆管理系统可以调整车辆的操作(例如，速度、方向盘角度等)，以符合方向盘命令角度限制。车辆管理系统可以在选择对操作的调整以符合超出的方向盘命令角度限制时，考虑道路边界和/或期望的行驶方向。例如，如果较宽的转弯是可能的(例如，当道路很宽并且没有其它车辆要避开时)，操作调整可以涉及减小命令的方向盘角度。作为另一示例，如果车辆的路径是受限制的(例如，受到道路和/或相邻车辆的限制)，则操作调整可能涉及降低车辆的速度，从而导致放宽的方向盘命令角度限制，使得所确定的方向盘命令角度将符合更新的方向盘命令角度限制。

车辆管理系统可以基于监测或确定以下各项中的任何项或全部，动态地确定车辆的当前操作状况：车辆的当前速度、车辆的当前位置、当前外部温度、当前天气状况(例如，晴朗、雪、冰、雨等)、路面类型(例如，砾石、沥青、混凝土等)、车道宽度、车辆附近的交通、当前车辆质量(包括乘客、货物、燃料的质量等)、惯性矩、重心位置、轴距长度、轮胎刚度系数或其它轮胎动态模型、以及其它类似因素、状况或考虑因素。在各种实施例中，最大可允许横向加速度可以是固定值(例如，乘员会发现可忍受或舒适的横向加速度)或者基于所感知的状况在主车辆中动态地确定的值。

在各种实施例中，车辆管理系统可以基于车辆的当前操作状况和比如以下之类的其它因素/考虑，来动态地确定最大可允许横向加速度：乘客偏好(例如，对于舒适性、运动或车辆响应性等)、车辆安全性(例如，以防止回旋、失去控制、翻车等)、货物类型(例如，鸡蛋对比砖块等)、在车辆内货物的放置(例如，在车厢上的高或低放置等)、其它基于货物的因素(例如，以避免损坏易碎货物等)、或者其任何组合。

转向命令角度限制可以是车辆管理系统使用或参考以将方向盘命令角度和/或横向加速度限制到适当水平的信息结构、参数或门限值。

在一些实施例中，车辆管理系统可以基于当前操作状况(比如车辆的当前速度)，动态地确定转向命令角度限制。

在一些实施例中，车辆管理系统可以考虑固定的或动态地确定的最大可允许横向加速度，来确定转向命令角度限制。

在一些实施例中，车辆管理系统可以通过将当前操作状况应用于算法或函数来动态地确定转向命令角度限制，所述算法或函数被配置为将速度和其它当前操作状况关联到将导致适当横向加速度的转向角度限制。

在一些实施例中，车辆管理系统可以通过使用当前操作状况来查询查找表(或其它适当的信息结构)来确定转向命令角度限制，所述查找表填充有与速度和其它参数相关的、将导致适当的横向加速度的转向角度限制。

在一些实施例中，车辆管理系统可以通过将当前速度和其它状况应用于车辆的动态模型，来确定转向命令角度限制。可以基于当前操作状况来生成或更新动态模型。在各种实施例中，动态模型可以是基于一个或多个可变标准的，比如但不限于，当前车辆质量(包括乘客和货物和燃料的质量)、惯性矩、重心位置、轴距长度、和/或轮胎刚度系数或其它轮胎动态模型。这样的标准可以在每次行程中变化以及随着状况(例如，温度)的变化而变化，以及因此可以定期地或动态地确定或更新动态模型。在一些实施例中，动态模型可以是动态自行车模型。例如，车辆管理系统可以计算并使用动态自行车模型，来预测如何确定转向角度以跟踪期望的导航路径。

在各种实施例中，自主或半自主车辆(即，主车辆)的处理器可以从自主或半自主控制系统接收方向盘命令角度。例如，车辆的控制系统可以确定期望的行驶方向，并确定实现期望的行驶方向所需的方向盘角度。在该示例中，所确定的方向盘命令角度表示方向盘应当调整到的角度。在各种实施例中，处理器可以确定所确定的方向盘命令角度是否超过所确定的方向盘命令角度限制。如果所确定的方向盘命令角度超过了所确定的方向盘命令角度限制，则处理器可以改变所确定的方向盘命令角度，以匹配方向盘命令角度限制。因此，方向盘命令角度限制用作可以基于当前状况而变化的门限。在一些实施例中，处理器可以响应于确定方向盘命令角度超过方向盘命令角度限制，将安全转向角度通知给自主控制系统的路径规划模块。在一些实施例中，处理器可以响应于确定方向盘命令角度超过所确定的方向盘命令角度限制而发布警报(例如，使人类操作员能够进行人工控制)。

各种实施例可以在各种主车辆内实现，在图1A和图1B中示出其示例车辆100。参考图1A和图1B，主车辆100可以包括控制单元140和多个传感器102-138，包括卫星地理定位系统接收机108、占用传感器112、116、118、126、128、胎压传感器114、120、照相机122、136、麦克风124、134、碰撞传感器130、雷达132和激光雷达138。

布置在主车辆之内或之上的多个传感器102-138，可以用于涉及自主和半自主导航和控制的各种目的。传感器102-138可以包括能够检测对导航和避免碰撞有用的各种信息的传感器。传感器102-138中的每个传感器可以与控制单元140以及彼此进行有线或无线通信。特别是，传感器可以包括一个或多个相机122、136或其它光学传感器或光电传感器。传感器还可以包括其它类型的对象检测和测距传感器，比如雷达132、激光雷达138、IR传感器和超声波传感器。传感器还可以包括胎压传感器114、120、湿度传感器、温度传感器、卫星地理定位传感器108、加速度计、振动传感器、陀螺仪、重力计、碰撞传感器130、测力计、应力计、应变传感器、流体传感器、化学传感器、气体含量分析仪、pH传感器、辐射传感器、盖革(Geiger)计数器、中子探测器、生物材料传感器、麦克风124、134、占用传感器112、116、118、126、128、接近传感器和其它传感器。

主机车辆控制单元140可以配置有处理器可执行指令，以使用从各种传感器(特别是相机122、136)接收的信息来执行各种实施例。在一些实施例中，控制单元140可以使用可以从雷达132和/或激光雷达138传感器获得的距离和相对位置(例如，相对方位角度)，来补充对相机图像的处理。控制单元140还可以被配置为：当在自主或半自主模式操作时，使用关于其它车辆的信息来控制主车辆100的转向、制动和油门，所述关于其他车辆的信息是使用各种实施例确定的。

图1C是示出适合于实现各种实施例的组件和支持系统的系统150的组件方块图。参考图1A、图1B和图1C，主车辆100可以包括控制单元140，控制单元140可以包括用于控制主车辆100的操作的各种电路和设备。在图1C中所示的示例中，控制单元140包括处理器164、存储器166、输入模块168、输出模块170和无线电模块172。控制单元140可以耦合到并且被配置为控制驾驶控制组件154、导航组件156和主车辆100的一个或多个传感器158。

如本文所使用的，术语“组件”、“系统”、“单元”等包括与计算机相关的实体，比如但不限于：被配置为执行特定的操作或功能的硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行的线程、程序和/或计算机。举例而言，在通信设备上运行的应用和该通信设备都可以称为组件。一个或多个组件可以存在于过程和/或执行线程中，以及组件可以位于一个处理器或内核上和/或分布在两个或更多处理器或内核之间。此外，这些组件能够从具有存储在其上的各种指令和/或数据结构的各种非暂时性计算机可读介质中执行。组件可以通过本地和/或远程过程、功能或过程调用、电子信号、数据分组、存储器读/写、以及其它已知的计算机、处理器和/或与处理相关的通信方法的方式进行通信。

处理器164可以配置有处理器可执行指令，以控制主车辆100的操纵、导航和其它操作(包括各种实施例的操作)。处理器164可以耦合到存储器166。

无线电模块172可以被配置用于无线通信。无线电模块172可以与网络收发机180交换信号182(例如，用于控制操纵的命令信号、来自导航设施的信号等)，并且可以将信号182提供给处理器164和/或导航单元156。在一些实施例中，无线电模块172可以使主车辆100能够通过无线通信链路192与无线通信设备190进行通信。无线通信链路192可以是双向或单向通信链路，并且可以使用一种或多种通信协议。

输入模块168可以从一个或多个车辆传感器158接收传感器数据，以及从包括驾驶控制组件154和导航组件156的其它组件接收电信号。输出模块170可以用于与主车辆100的各种组件(包括驾驶控制组件154、导航组件156和传感器158)进行通信或者激活所述组件。

控制单元140可以耦合到驾驶控制部件154，以控制主车辆100的与主车辆的操纵和导航有关的物理元件(比如发动机、马达、油门、转向元件、制动(包括再生制动，如适用的话)等)。驾驶控制组件154还可以包括控制主车辆的其它设备的组件，包括环境控制(例如，空调和暖气)、外部和/或内部照明、内部和/或外部信息显示器(其可以包括显示屏或显示信息的其它设备)、以及其它类似设备。

控制单元140可以耦合到导航组件156，并且可以从导航组件156接收数据，并且被配置为使用这样的数据来确定主车辆100的当前位置和方向以及前往目的地的适当路线。在各种实施例中，导航组件156可以包括或耦合到全球导航卫星系统(GNSS)接收机系统(例如，一个或多个全球定位系统(GPS)接收机)，所述GNSS接收机系统使主车辆100能够使用GNSS信号确定其当前位置。替代地或另外地，导航组件156可以包括用于从无线电节点(比如Wi-Fi接入点、蜂窝网络站点、无线电台、远程计算设备、其它车辆等)接收导航信标或其它信号的无线电导航接收机。通过对驾驶控制元件154的控制，处理器164可以控制主车辆100进行导航和操纵。处理器164和/或导航组件156可以被配置为使用与蜂窝数据网络180的无线连接182来与在网络186(例如，互联网)上的服务器184进行通信，以接收控制操纵的命令，接收在导航中有用的数据，提供实时位置报告，并评估其它数据。

控制单元162可以耦合到一个或多个传感器158。传感器158可以包括如所描述的传感器102-138，并且可以被配置为向处理器164提供各种数据。

虽然控制单元140被描述为包括单独的组件，但在一些实施例中，组件中的一些或全部组件(例如，处理器164、存储器166、输入模块168、输出模块170和无线电模块172)可以集成在单个器件或模块(比片上系统(SOC)处理器件)中。这样的SOC处理器件可以被配置用于在车辆中使用，并且被配置为例如具有在处理器164中执行的处理器可执行指令，以在安装到主车辆中时执行各种实施例的操作。

图2示出可以在主车辆100内利用的车辆管理系统200内的子系统、计算元件、计算器件或单元的示例。参照图1A-2，在一些实施例中，在车辆管理系统200内的各种计算元件、计算器件或单元可以在相互传输数据和命令(例如，通过在图2中的箭头所指示的)的互连的计算器件(即，子系统)的系统内实现。在其它实施例中，在车辆管理系统200内的各种计算元件、计算器件或单元可以在单个计算器件(比如单独的线程、过程、算法或计算元件)内实现。因此，在图2中所示出的每个子系统/计算元件在本文中通常称为在计算“堆栈”内的“层”，所述计算“堆栈”构成车辆管理系统200。然而，在描述各种实施例中对术语层和堆栈的使用，不旨在暗示或要求对应的功能是在单个自主(或半自主)车辆管理系统计算器件内实现的，尽管那是潜在的实现方式实施例。准确地说，对术语“层”的使用旨在涵盖具有独立处理器、在一个或多个计算器件中运行的计算元件(例如，线程、算法、子例程等等)的子系统、以及子系统和计算元件的组合。

在各种实施例中，车辆管理系统堆栈200可以包括雷达感知层202、相机感知层204、定位引擎层206、地图融合和仲裁层208、路线规划层210、传感器融合和道路世界模型(RWM)管理层212、运动规划和控制层214、行为规划和预测层216、以及另一传感器感知层219。层202-219仅是在车辆管理系统堆栈200的一个示例配置中的一些层的示例。在与各种实施例一致的其它配置中，可以包括其它层，比如用于其它感知传感器的附加层(例如，激光雷达感知层等等)、用于规划和/或控制的附加层、用于建模的附加层等，和/或层202-219中的某些层可以从车辆管理系统堆栈200中排除。层202-219中的每层可以交换数据、计算结果和命令，如通过在图2中的箭头所示出的。此外，车辆管理系统堆栈200可以从传感器(例如，雷达、激光雷达、相机、惯性测量单元(IMU)等)、导航系统(例如，GPS接收机、IMU等)、车辆网络(例如，控制器区域网(CAN)总线)和在存储器中的数据库(例如，数字地图数据)接收数据并进行处理。车辆管理系统堆栈200可以向电子伺辅驾驶(DBW)系统/控制单元220输出车辆控制命令或信号，所述DBW系统/控制单元220是与车辆转向、油门和制动控制直接接口连接的系统、子系统或计算器件。

雷达感知层202可以从一个或多个检测和测距传感器(比如雷达(例如，132)和/或激光雷达(例如，138))接收数据，并对数据进行处理以识别和确定在车辆100附近的其它车辆和对象的位置。雷达感知层202可以包括对神经网络处理和人工智能方法的使用来识别对象和车辆，并且将这样的信息传递到传感器融合和RWM管理层212上。

相机感知层204可以从一个或多个相机(比如相机(例如，122、136))接收数据，并对数据进行处理以识别和确定在车辆100附近的其它车辆和对象的位置。相机感知层204可以包括对神经网络处理和人工智能方法的使用，以识别对象和车辆，并且将这样的信息传递到传感器融合和RWM管理层212上。

传感器感知层219可以从一个或多个传感器(比如一个或多个温度传感器、一个或多个红外传感器、一个或多个气体/空气污染传感器和/或任何其它类型的传感器(例如，传感器102-138中的任何传感器))接收数据，并且对数据进行处理以识别和确定在车辆100附近的环境的一个或多个状态。传感器感知层219可以包括对神经网络处理和人工智能方法的使用，以识别环境的状态，并且将这样的信息传递到传感器融合和RWM管理层212上。

定位引擎层206可以从各种传感器接收数据并处理数据，以确定车辆100的位置。各种传感器可以包括但不限于GPS传感器、IMU和/或经由CAN总线连接的其它传感器。定位引擎层206还可以利用来自一个或多个相机(比如相机(例如，122、136))和/或任何其它可用传感器(比如雷达、激光雷达等)的输入。

地图融合和仲裁层208可以访问在高清(HD)地图数据库内的数据，并且接收从定位引擎层206接收的输出，并且处理数据以进一步确定车辆100在地图内的位置，比如在行车道内的位置、在街道地图内的位置等)。HD地图数据库可以存储在存储器(例如，存储器166)中。例如，地图融合和仲裁层208可以将来自GPS的纬度和经度信息转换成在被包含在HD地图数据库中的道路表面地图内的位置。GPS位置定位包括错误，因此地图融合和仲裁层208可以工作，以基于在GPS坐标与HD地图数据之间的仲裁来确定车辆在道路内的最佳猜测位置。例如，虽然GPS坐标可能将车辆放置在HD地图中的两车道道路中间附近，但是地图融合和仲裁层208可以根据行驶方向来确定车辆最有可能与行驶方向一致的车道对齐。地图融合和仲裁层208可以将基于地图的位置信息传递到传感器融合和RWM管理层212。

路线规划层210可以利用HD地图、来自交通管理系统的动态交通控制指令、和/或其它输入(比如来自操作员或调度员的输入)来规划由车辆100要遵循的到特定目的地的路线。作为示例，路线规划层210可以使用在接收到的数据收集请求中指示的用于获取传感器数据的特定位置，来规划从车辆的当前位置到特定位置的路线。路线规划层210可以将基于地图的位置信息和/或动态交通控制指令传递到传感器融合和RWM管理层212。然而，不需要由其它层(比如传感器融合和RWM管理层212等)使用先前的地图。例如，其它堆栈可以在没有提供的地图、构造车道、边界、以及接收到局部地图作为感知数据的概念的情况下，单独基于感知数据来操作和/或控制车辆。

传感器融合和RWM管理层212可以接收由雷达感知层202、相机感知层204、传感器感知层219、地图融合和仲裁层208、以及路线规划层210产生的数据和输出，并且使用这样的输入中的一些或全部输入来估计或细化车辆100相对于道路、在道路上的其它车辆以及在车辆100附近的其它对象的位置和状态。例如，传感器融合和RWM管理层212可以将来自相机感知层204的图像数据与来自地图融合和仲裁层208的仲裁的地图位置信息进行组合，以细化所确定的车辆在行车道内的位置。作为另一示例，传感器融合和RWM管理层212可以将来自相机感知层204的对象识别和图像数据与来自雷达感知层202的对象检测和测距数据进行组合，以确定和细化在车辆附近的其它车辆和对象的相对位置。作为另一示例，传感器融合和RWM管理层212可以从车辆到车辆(V2V)通信(例如，经由CAN总线)接收关于其它车辆位置和行进方向的信息，并将该信息与来自雷达感知层202和相机感知层204的信息进行组合以细化其它车辆的位置和运动。

作为进一步的示例，传感器融合和RWM管理层212可以使用动态交通控制指令来指导车辆100改变速度、车道、行进方向或其它导航元素，并且将该信息与其它接收到的信息进行相结合，以确定细化的位置和状态信息。传感器融合和RWM管理层212可以向运动规划和控制层214、行为规划和预测层216和/或数据代理服务器410(经由无线通信，比如通过C-V2X连接、其它无线连接等)输出车辆100的细化的位置和状态信息，以及在车辆100附近的其它车辆和细化的精练位置和状态信息。

作为进一步的示例，传感器融合和RWM管理层212可以监测来自各种传感器的感知数据(例如，来自雷达感知层202、相机感知层204、其它感知层等的感知数据)和/或来自一个或多个传感器本身的数据，以分析在车辆传感器数据中的状况。传感器融合和RWM管理层212可以被配置为在传感器数据中检测状况，比如传感器测量正处于、高于或低于门限、某些类型的传感器测量正在发生等，并且可以输出传感器数据作为提供到行为规划和预测层216和/或数据代理服务器410的车辆100的细化的位置和状态信息的一部分(经由无线通信，比如通过C-V2X连接、其它无线连接等等)。

细化的位置和状态信息可以包括与车辆和车辆所有者和/或操作者相关联的详细信息，比如：车辆规格(例如，尺寸、重量、颜色、车载传感器类型等)；车辆位置、速度、加速度、行驶方向、姿势、方向、目的地、燃料/功率水平和其它状态信息；车辆紧急状态(例如，车辆是紧急车辆还是在紧急情况下的私人车辆)；车辆限制(例如，重载/宽载、转弯限制、高承载车辆(HOV)授权等)；能力(例如，全轮驱动、四轮驱动、雪地轮胎、链条、支持的连接类型、车载传感器运行状态、车载传感器分辨率水平等)；设备问题(例如，低胎压、弱刹车、传感器断电等)；所有者/操作者的出行偏好(例如，首选车道、道路、路线和/或目的地、避开收费站或高速公路的偏好、最快路线的偏好等)；向数据代理服务器410提供传感器数据的权限；和/或所有者/操作者身份信息。

自主车辆系统堆栈200的行为规划和预测层216可以使用车辆100的细化的位置和状态信息以及来自传感器融合和RWM管理层212的其它车辆和对象的位置和状态信息，来预测其它车辆和/或对象的未来行为。例如，行为规划和预测层216可以使用这样的信息，基于自身车辆位置和速度以及其它车辆位置和速度来预测在车辆附近的其它车辆的未来相对位置。这样的预测可以考虑来自HD地图和路线规划的信息，以预期随着主车辆和其它车辆沿着道路行驶时相对车辆位置的变化。行为规划和预测层216可以向运动规划和控制层214输出其它车辆和对象行为和位置预测。

另外，行为规划和预测层216可以结合位置预测来使用对象行为，以规划和生成用于控制车辆100的运动的控制信号。例如，基于路线规划信息、在道路信息中的细化的位置以及其它车辆的相对位置和运动，行为规划和预测层216可以确定车辆100需要改变车道并且加速，比如以保持或实现与其它车辆的最小间隔，和/或为转弯或驶出做准备。结果，行为规划和预测层216可以计算或以其它方式确定针对车轮的转向角度和油门的改变，所述针对车轮的转向角度和油门的改变要连同实现这样的车道改变和加速所必需的其它参数一起向运动规划和控制层214和DBW系统/控制单元220进行命令。一个这样的参数可以是计算出的方向盘命令角度。

运动规划和控制层214可以接收来自传感器融合和RWM管理层212的数据和信息输出以及其它车辆和对象行为、以及来自行为规划和预测层216的位置预测，并且使用该信息来计划并且生成用于控制车辆100的运动的控制信号，并且验证这样的控制信号满足针对车辆100的安全要求。例如，基于路线规划信息、在道路信息中的细化的位置、以及其它车辆的相对位置和运动，运动规划和控制层214可以验证各种控制命令或指令并将其传递到DBW系统/控制单元220。

DBW系统/控制单元220可以从运动规划和控制层214接收命令或指令，并且将这样的信息转变成用于控制车辆100的车轮角度、制动和油门的机械控制信号。例如，DBW系统/控制单元220可以通过将对应的控制信号发送到方向盘控制器，来响应计算出的方向盘命令角度。

在各种实施例中，车辆管理系统堆栈200可以包括执行安全检查或对可能影响车辆和乘员安全的各个层的各种命令、规划或其它决定的监督的功能。这样的安全检查或监督功能可以在专用层(没有示出)内实现，或者分布在各个层之间并且被包括为功能的一部分。在一些实施例中，各种安全参数可以被存储在存储器中，并且安全检查或监督功能可以将所确定的值(例如，到附近车辆的相对间隔、到道路中心线的距离等)与对应的安全参数进行比较，并且在违反或者将违反安全参数时发布警告或命令。例如，在行为规划和预测层216(或者在未示出的单独层)中的安全或监督功能可以(例如，基于由传感器融合和RWM管理层212细化的世界模型)确定在车辆与另一车辆之间的当前或将来的分隔距离(如由传感器融合和RWM管理层212所细化的)，将该分隔距离与存储在存储器中的安全分隔距离参数进行比较，并且在当前或预测的分隔距离违反安全分隔距离参数时，向运动规划和控制层214发布指令以进行加速、减速或转弯。作为另一示例，在运动规划和控制层214(或者未示出的单独层)中的安全或监督功能可以将确定的或命令的方向盘命令角度与安全方向盘角度限制或参数进行比较，并且响应于命令的角度超过安全方向盘角度限制而发布超控(override)命令和/或警报。

存储在存储器中的一些安全参数(比如最大车速)可以是静态的(即，不随时间改变)。存储在存储器中的其它安全参数可以是动态的，因为参数是基于车辆状态信息和/或环境状况来连续地或周期性地确定或更新的。安全参数的非限制性示例包括最大安全速度、最大制动压力、最大加速度和安全方向盘角度限制，所有这些可以取决于道路和天气状况。

图3示出适于在车辆中实现各种实施例的处理器件片上系统(SOC)300的示例性SOC架构。参考图1A-3，处理器件SOC 300可以包括数个异构处理器，比如数字信号处理器(DSP)303、调制解调器处理器304、图像和对象识别处理器306、移动显示处理器(MDP)307、应用处理器308、以及资源和电源管理(RPM)处理器317。处理器件SOC 300还可以包括连接到异构处理器303、304、306、307、307、308、317中的一者或多者的一个或多个协处理器310(例如，矢量协处理器)。处理器中的每个处理器可以包括一个或多个内核、以及独立/内部时钟。每个处理器/内核可以独立于其它处理器/内核来执行操作。例如，处理器件SOC 300可以包括执行第一类型的操作系统(例如，FreeBSD、LINUX、OS X等)的处理器和执行第二类型的操作系统(例如，Microsoft Windows)的处理器。在一些实施例中，应用处理器308可以是SOC 300的主处理器、中央处理单元(CPU)、微处理器单元(MPU)、算术逻辑单元(ALU)等。图形处理器306可以是图形处理单元(GPU)。

处理器件SOC 300可以包括模拟电路和定制电路314，以管理传感器数据、模数转换、无线数据传输，以及执行其它专用操作，比如处理经编码的音频和视频信号以在网络浏览器中进行渲染。处理器件SOC 300可以进一步包括系统组件和资源316，比如电压调节器、振荡器、锁相环、外围桥、数据控制器、存储器控制器、系统控制器、接入端口、定时器、以及其它用于支持处理器和在计算设备上运行的软件客户端(例如，网络浏览器)的类似组件。

处理器件SOC 300还包括专用电路(CAM)305，其包括、提供、控制和/或管理一个或多个相机122、136(例如，主相机、网络摄像机、3D相机等)的操作、来自相机固件、图像处理、视频预处理、视频前端(VFE)、嵌入(in-line)JPEG、高清视频编解码器等的视频显示数据。CAM 305可以是独立的处理单元和/或包括独立或内部时钟。

在一些实施例中，图像和对象识别处理器306可以配置有被配置为执行在各种实施例中涉及的图像处理和对象识别分析的处理器可执行指令和/或专用硬件。例如，图像和对象识别处理器306可以被配置为执行对经由CAM 305从相机(例如，122、136)接收的图像进行处理的操作，以认出和/或识别其它车辆，以及以其它形式执行如所描述的相机感知层204的功能。在一些实施例中，处理器306可以被配置为处理雷达或激光雷达数据，并且执行如所描述的雷达感知层202的功能。

系统组件和资源316、模拟和定制电路314和/或CAM 305可以包括与外围设备(比如相机122、136、雷达132、激光雷达138、电子显示器、无线通信设备、外部存储器芯片等)以接口连接的电路。处理器303、304、306、307、308可以经由互连/总线模块324互连到一个或多个存储器元件312、系统组件和资源316、模拟和定制电路314、CAM 305和RPM处理器317，所述互连/总线模块324可以包括可重新配置的逻辑门阵列和/或实现总线架构(例如，CoreConnect、AMBA等)。通信可以通过高级互连(比如高性能片上网络(NoC))来提供。

处理器件SOC 300可以进一步包括用于与在SOC外部的资源(比如时钟318和电压调节器320)进行通信的输入/输出模块(没有示出)。在SOC外部的资源(例如，时钟318、电压调节器320)可以由内部SOC处理器/内核(例如，DSP 303、调制解调器处理器304、图形处理器306、应用处理器308等等)中的两者或更多者进行共享。

在一些实施例中，处理器件SOC 300可以被包括在用于在车辆(例如，100)中使用的控制单元(例如，140)中。如所描述的，控制单元可以包括用于与电话网络(例如，180)、互联网和/或网络服务器(例如184)进行通信的通信链路。

处理器件SOC 300还可以包括适用于从传感器收集传感器数据的额外硬件和/或软件组件，所述传感器包括运动传感器(例如，IMU的加速度计和陀螺仪)、用户接口元件(例如，输入按钮、触摸屏显示器等)、麦克风阵列、用于监测物理状况(例如，位置、方向、运动、方位、振动、压力等)的传感器、相机、指南针、GPS接收机、通信电路(例如，蓝牙、WLAN、WiFi等)以及现代电子设备的其它公知组件。

如所描述的，一个安全限制或参数是方向盘命令角度限制。对于当前速度和/或缺乏抵抗力的道路状况(例如，潮湿或结冰的状况、碎石路面等)，以及保护乘客或货物，以太大的角度旋转车轮可能导致车辆失去控制(例如，滑动或旋转)或侧翻。因此，方向盘命令角度限制可以是安全或监督功能可以在启用方向盘命令之前检查的重要限制或参数。因为安全方向盘命令角度随着速度以及道路和天气状况而变化，所以该限制可以动态地确定，比如周期性地(例如，每1到5秒)、连续地(例如，车辆控制回路的一部分)、或间歇地(例如，响应速度的变化或检测到外部状况的变化)。

图4示出根据各种实施例的动态地确定方向盘命令角度限制并且使用该限制来确保安全方向盘命令角度的方法400。参考图1A-4，可以在车辆(例如，100)的处理器(例如，164)、处理器件(例如，300)和/或控制单元(例如，140)(不同地称为“处理器”)中实现方法400。在方块402-420中执行的操作的顺序仅是说明性的，并且在各种实施例中，可以以任何顺序并且部分同时地执行方块402-420的操作。在一些实施例中，方法400可以由在车辆管理系统堆栈200内的一层或多层来执行。例如，可以作为在运动规划和控制层214中实现的安全或监督功能的一部分，来执行方法400的操作中的一些或全部操作。在其它实施例中，方法400可以由处理器独立于车辆管理系统堆栈200但与车辆管理系统堆栈200相结合地来执行。例如，方法400可以被实现为独立的软件模块或者被实现在专用硬件内，所述专用硬件监测来自/在车辆管理系统堆栈200内的数据和命令，并且被配置为采取动作并且存储数据，如所描述的。为了便于引用，计算设备、处理器或

在方块402中，处理器可以确定主车辆的当前操作状况，包括车辆的当前速度和可选的其它状况。处理器可以确定的、可能影响车辆的安全转向角度的其它状况的非限制性示例包括：当前天气状况(例如，温度和湿度)、道路状况(例如，砾石、冰或雪等)、以及轮胎状况(例如，充气水平、磨耗指数等)。

在方块404中，处理器可以将当前状况应用于算法、查找表、车辆的动态模型或者用于将当前状况与适当的车辆转弯行为相关联的其它适当方法。在一些实施例中，当前状况可以应用于被配置为将速度和状况与将导致适当的横向加速度的转向角度限制相关联的算法或函数。在一些实施例中，当前状况可以应用于查找表，所述查找表填充有与速度和其它参数相关联的、将导致适当横向加速度的转向角度限制。在一些实施例中，当前状况可以应用于车辆的动态模型。这样的动态模型可以是基于以下各项中的一项或多项的：车辆的质量、在车辆内货物和乘客的分布和质量、车辆的惯性矩、车辆重心的位置、车辆的轴距长度、车辆轮胎的轮胎刚度系数或其它轮胎动态模型。在一些情况下，在方块402中确定的当前操作状况可能影响或调整在车辆动态模型内的一些参数，比如轮胎刚度系数可能随环境温度而变化。

在方块406中，处理器可以基于当前状况(包括当前速度)来确定方向盘命令角度限制。在各种实施例中，方向盘命令角度限制可以被确定为最大转向角度，所述最大转向角度将在当前状况下在当前速度的横向加速度限制为可接受的水平。横向加速度取决于车速和转弯角度。在一些实施例中，可以确定方向盘命令角度限制，以将横向加速度限制在适当的限制内，所述适当的限制可以针对乘客(例如，针对舒适度)、货物(例如，以避免损坏易碎货物)和/或车辆安全(例如，以防止旋转、失控或翻车)来考虑最大可允许横向加速度。在一些实施例中，最大可允许横向加速度可以是固定值，比如乘客将认为可容忍或舒适的横向加速度。在一些实施例中，最大可允许横向加速度可以是基于货物类型(例如，鸡蛋对比砖块)或货物在车辆内的放置(例如，在车厢上的高或低放置)的动态值。在一些实施例中，最大可允许横向加速度可以是基于所确定的当前状况的动态值。例如，最大可允许横向加速度可以是基于位置、车道宽度、车辆附近的交通、天气状况或其它相关状况的。作为另一示例，主车辆可能能够在高达约2米每秒的横向加速度的情况下在光滑的沥青路面上保持稳定驾驶，所述约2米每秒可以被设置为最大横向加速度，但是在道路上冰、砾石或水的存在显著地降低安全横向加速度。因此，作为在方块406中的操作的一部分，处理器可以基于当前状况来确定适当的横向加速度，然后将方向盘命令角度限制确定为将导致以当前速度的横向加速度的转向角度。在一些实施例中，安全横向加速度可以考虑其它车辆(例如，从行为规划和预测层216中提取信息)，比如其它车辆的相对位置、附近的交通量、针对其它车辆预测的预期或最坏情况行为等。

在方块408中，处理器可以在车辆管理系统堆栈200内的各个层内或者可由车辆管理系统堆栈200内的各个层访问的安全操作参数数据存储或数据库中，存储或更新方向盘命令角度限制。

在一些实施例中，可以连续地(例如，在控制回路中或作为控制回路的一部分)、周期性地(例如，每1到5秒)或间歇地(例如，在检测到速度和/或其它操作状况的变化时)，重复方块402-408的操作。

在方块410中，实现安全或监督功能的处理器可以接收所确定的方向盘命令角度。例如，运动规划和控制层214可以确定方向盘命令角度，以便实现车辆方向的期望改变。该方向盘命令角度可以由处理器在方块410中接收。

在确定方块412中，处理器可以确定所接收或确定的方向盘命令角度是否超过存储在存储器中的方向盘命令角度限制(即，在方块406中确定的)。

响应于确定所接收的或确定的方向盘命令角度没有超过方向盘命令角度限制(即，确定方块412＝“否”)，在方块420中，处理器可以不采取动作(即，使所接收的或确定的方向盘命令角度能够由DBW系统/控制单元220实现)。在一些实施例中，处理器可以将所接收的或确定的方向盘命令角度中继到DBW系统/控制层220。

响应于确定方向盘命令角度超过所确定的方向盘命令角度限制(即，确定方块412＝“是”)，在方块416中，处理器可以改动方向盘命令角度，比如不大于方向盘命令角度限制。

在方块418中，处理器可以将经改动的方向盘命令角度提供给控制系统，比如DBW系统/控制单元220)。在一些实施例中，处理器还可以提供使车辆减速的命令，比如制动命令或者对油门设置的调整。

在一些实施例中，可以作为自主或半自主导航过程的一部分，连续地执行方法400的操作。

在一些实施例中，可以在单个循环中执行方法400的操作，使得在方块406中确定方向盘命令角度限制可以是与在方块410中接收方向盘命令角度并行地执行的，或者是响应于在方块410中接收方向盘命令角度而执行的，在这种情况下不需要执行在方块408中的操作。

在一些实施例中，方块402-408的操作可以是在一个系统、子系统或堆栈层中执行的，而在方块410-420中的操作是在另一系统、子系统或堆栈层中执行的。在一些实施例中，方法400所有方块的操作可以是在一个系统、子系统或堆栈层中执行的。

图5示出根据一实施例的控制车辆的方法500。参考图1A-5，方法500可以由在自主或半自主车辆中的车辆管理系统、处理器件、系统、子系统或堆栈层来执行。

在方块502中，车辆(或车辆管理系统等等)可以从传感器收集信息，并且确定车辆的当前状况或车辆周围的当前状况(例如，当前外部温度、当前天气状况、路面类型、在车辆附近的交通状况、当前车辆质量、惯性矩、重心位置等)。

在方块504中，车辆可以确定针对车辆的最大可允许横向加速度。例如，车辆可以基于车辆的当前运行状况和比如以下各项的其它因素/考虑因素，来动态地确定最大可允许横向加速度：乘客偏好(例如，对于舒适性、运动或车辆响应性等)、车辆安全性(例如，以防止旋转、失控、翻车等)、货物类型(例如，鸡蛋对比砖块等)、在车辆内货物的放置(例如，在车厢上的高或低放置等)等等。

在方块506中，车辆可以基于当前操作状况(特别是速度)和/或最大可允许横向加速度，来确定转向角度限制。

在方块508中，车辆可以确定针对车辆的期望行驶方向。

在方块510中，车辆可以确定应当将方向盘调整到的方向盘角度，以穿过即将来临的路段。

在确定方块512中，车辆可以确定方向盘角度是否超过所确定的方向盘角度限制。

响应于确定方向盘角度没有超过所确定的方向盘角度限制(即，确定方块512＝“否”)，在方块514中，车辆可以将方向盘调节至所确定的方向盘角度并且调节油门以穿过即将到来的路段。

响应于确定方向盘角度超过所确定的方向盘角度限制(即，确定方块512＝“是”)，在方块516中，车辆可以忽略方向盘角度，修改方向盘角度(例如，修改到限制角度)，禁用自主控制，通知车辆的操作者和/或采取另一动作(例如，减速)。

图6A示出根据一实施例的控制车辆的方法600。参考图1A-6A，方法600可以由在自主或半自主车辆中的车辆管理系统、处理器件、系统、子系统或堆栈层来执行。

在方块602中，车辆可以收集来自在车辆中的传感器或子系统的输入。

在方块604中，车辆可以基于收集的输入，来确定车辆的当前位置、车辆要遵循的轨迹以及车辆的速度曲线。

在方块606中，车辆可以基于收集的输入，确定方向盘角度限制/门限。

在方块608中，车辆可以基于所确定的车辆的位置、轨迹和速度曲线，生成方向盘命令和油门和/或制动命令。

在确定方块610中，车辆可以确定所生成的方向盘命令的角度是否超过所确定的方向盘角度限制。

响应于确定所生成的方向盘命令的角度超过所确定的方向盘角度限制(即，确定方块610＝“是”)，在方块614中，车辆可以丢弃或忽略方向盘角度，修改方向盘角度(例如，修改到限制角度)，禁用自主控制，通知车辆的操作者和/或采取另一动作(例如，减速)。

响应于确定所生成的方向盘命令的角度没有超过所确定的方向盘角度限制(即，确定方块610＝“否”)，在方块616中，车辆可以执行方向盘命令。

图6B示出根据另一实施例的控制车辆的方法650。参考图1A-6B，方法650可以由在自主或半自主车辆中的车辆管理系统、处理器件、系统、子系统或堆栈层来执行。在方块602-610和616中，如所描述的，车辆可以执行方法600的操作。但是，响应于确定所生成的方向盘命令的角度超过所确定的方向盘角度限制(即，确定方块610＝“是”)，车辆可以在方块652中将所生成的方向盘命令的角度设置为小于或等于方向盘角度限制的值，并在方块616中执行经修改的方向盘命令。

各种实施例可以通过限制方向盘命令角度，来改善自主和半自主车辆的安全操作，从而确保在自主和半自主操作下的车辆安全。

所示出和描述的各种实施例仅是作为说明权利要求的各种特征的示例而提供的。然而，关于任何给定的实施例示出和描述的特征不一定限于相关联的实施例，并且可以与示出和描述的其它实施例一起使用或组合。此外，权利要求不旨在受到任何一个示例实施例的限制。

上述方法描述和过程流程图仅是作为说明性示例而提供的，并且不旨在要求或者暗示着必须以所给出的顺序来执行各种实施例的方块。如本领域技术人员将理解的，可以以任何顺序来执行在前述实施例中的方块的顺序。此外，比如“其后”、“然后”、“接着”等之类的词语，不旨在限制方块的顺序；这些词语仅用于通过对方法的描述来引导读者。此外，任何对权利要求元素的单数引用(例如，使用冠词“一个(a)”、“某个(an)”或者“该(the)”)，不被解释为将该元素限制为单数。

结合本文所公开的实施例描述的各种说明性的逻辑方块、模块、电路和算法方块可以被实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可交换性，各种示例性的组件、方块、模块、电路和方块已经在上文中围绕其功能进行了总体描述。这样的功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这样的实施例决策不应解释为背离各种实施例的范围。

用于实现结合本文所公开的实施例描述的各种说明性的逻辑、逻辑方块、模块和电路的硬件，可以利用被设计为执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是，在替代方案中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器还可以被实现为通信器件的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它这样的结构。或者，一些方块或方法可以由特定于给定的功能的电路来执行。

在各种实施例中，所描述的功能可以用硬件、软件、固件或其任意组合来实现。当用软件来实现时，功能可以作为一个或多个指令或者代码被存储在非暂时性计算机可读介质或者非暂时性处理器可读介质上。本文所公开的方法或算法的操作，可以体现在处理器可执行软件模块中，所述处理器可执行软件模块可以位于非暂时性计算机可读或者处理器可读存储介质上。非暂时性计算机可读或者处理器可读存储介质可以是可以由计算机或处理器存取的任何存储介质。通过示例而非限制的方式，这样的非暂时性计算机可读或处理器可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、闪存、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁存储器件、或者可以用于以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可以由计算机进行存取的任何其它介质。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。上述的组合也包括在非暂时性计算机可读和处理器可读介质的范围内。另外，方法或算法的操作可以作为一个代码和/或指令或者代码和/或指令的任意组合或集合，位于可以并入到计算机程序产品中的非暂时性处理器可读介质和/或计算机可读介质上。

对所公开的实施例的先前描述是为了使本领域技术人员能够实现或者使用给出的实施例而提供的。对这些实施例的各种修改对于本领域普通技术人员将是显而易见的，并且，本文中定义的总体原理可以在不背离这些实施例的范围的情况下应用于其它实施例。因此，各种实施例不旨在限于本文中所示出的实施例，而是要被赋予与所附权利要求和本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (30)

1.一种控制车辆的方法，包括：

基于所述车辆的最大横向加速度，确定方向盘角度限制；

生成方向盘命令和油门制动命令；

确定所生成的方向盘命令的角度是否超过所确定的方向盘角度限制；以及

响应于确定所生成的方向盘命令的所述角度超过所确定的方向盘角度限制，调整所述车辆的操作。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于从被包括在所述车辆中的一个或多个传感器或子系统收集的输入来确定所述车辆的位置、所述车辆将遵循的轨迹、以及针对所述车辆的速度曲线，

其中，生成所述方向盘命令和所述油门制动命令包括：基于所确定的位置、轨迹和速度曲线，生成所述方向盘命令和所述油门制动命令。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，调整所述车辆的操作包括以下中的一项或多项：忽略所述方向盘命令、禁用自主控制、通知所述车辆的操作者、或者将所生成的方向盘命令的所述角度设置为小于或等于所述方向盘角度限制的值。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述车辆的当前状况，来确定所述最大横向加速度。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定除了所述车辆的当前速度之外的当前状况，其中，基于所述车辆的所述最大横向加速度来确定所述方向盘角度限制包括：基于所述最大横向加速度和所确定的当前状况来确定所述方向盘角度限制。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，确定除了所述车辆的所述当前速度之外的所述当前状况包括确定以下中的至少一项或多项：

车辆状况；

天气状况；或者

道路状况。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括确定所述车辆的当前速度，其中：

基于所述车辆的所述最大横向加速度来确定所述方向盘角度限制包括：基于所述最大横向加速度和所述当前速度来确定所述方向盘角度限制；以及

生成所述方向盘命令和所述油门制动命令包括：生成包括所确定的方向盘角度限制的所述方向盘命令。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括确定所述车辆的动态模型，其中：

基于所述车辆的所述最大横向加速度来确定所述方向盘角度限制包括：基于所述动态模型来确定所述方向盘角度限制；以及

生成所述方向盘命令和所述油门制动命令包括：生成包括所确定的方向盘角度限制的所述方向盘命令。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述车辆的所述动态模型包括：基于以下中的一项或多项来确定所述动态模型：

所述车辆的质量；

所述车辆的惯性矩；

所述车辆的轴距长度；

所述车辆重心的位置；

轮胎刚度系数；或者

轮胎动态模型。

10.一种车辆，包括：

处理器，其配置有处理器可执行指令以进行以下操作：

基于所述车辆的最大横向加速度，确定方向盘角度限制；

生成方向盘命令和油门制动命令；

确定所生成的方向盘命令的角度是否超过所确定的方向盘角度限制；以及

响应于确定所生成的方向盘命令的所述角度超过所确定的方向盘角度限制，调整所述车辆的操作。

11.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述处理器还配置有进行以下操作的处理器可执行指令：

基于从被包括在所述车辆中的一个或多个传感器或子系统收集的输入来确定所述车辆的位置、所述车辆将遵循的轨迹、以及针对所述车辆的速度曲线；以及

基于所确定的位置、轨迹和速度曲线，生成所述方向盘命令和所述油门制动命令。

12.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述处理器还配置有进行以下操作的处理器可执行指令：通过忽略所述方向盘命令、禁用自主控制、通知所述车辆的操作者、或者将所生成的方向盘命令的所述角度设置为小于或等于所述方向盘角度限制的值，来调整所述车辆的操作。

13.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述处理器还配置有进行以下操作的处理器可执行指令：基于所述车辆的当前状况，来确定所述最大横向加速度。

14.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述处理器还配置有进行以下操作的处理器可执行指令：

确定除了所述车辆的当前速度之外的当前状况；以及

基于所述最大横向加速度和所确定的当前状况来确定所述方向盘角度限制。

15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述处理器还配置有进行以下操作的处理器可执行指令：通过确定以下中的至少一项或多项，来确定除了所述车辆的所述当前速度之外的所述当前状况：

车辆状况；

天气状况；或者

道路状况。

16.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述处理器还配置有进行以下操作的处理器可执行指令：

确定所述车辆的当前速度；

基于所述最大横向加速度和所述当前速度来确定所述方向盘角度限制；以及

生成包括所确定的方向盘角度限制的所述方向盘命令。

17.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述处理器还配置有进行以下操作的处理器可执行指令：

确定所述车辆的动态模型；

基于所述动态模型来确定所述方向盘角度限制；以及

生成包括所确定的方向盘角度限制的所述方向盘命令。

18.根据权利要求17所述的车辆，其中，所述处理器还配置有进行以下操作的处理器可执行指令：基于以下中的一项或多项来确定所述车辆的所述动态模型：

所述车辆的质量；

所述车辆的惯性矩；

所述车辆的轴距长度；

所述车辆重心的位置；

轮胎刚度系数；或者

轮胎动态模型。

19.一种具有存储在其上的处理器可执行指令的非暂时性处理器可读介质，所述处理器可执行指令被配置为使得车辆的处理器执行包括以下各项的操作：

基于所述车辆的最大横向加速度，确定方向盘角度限制；

生成方向盘命令和油门制动命令；

确定所生成的方向盘命令的角度是否超过所确定的方向盘角度限制；以及

响应于确定所生成的方向盘命令的所述角度超过所确定的方向盘角度限制，调整所述车辆的操作。

20.根据权利要求19所述的非暂时性处理器可读介质，其中：

所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行还包括以下操作的操作：基于从被包括在所述车辆中的一个或多个传感器或子系统收集的输入来确定所述车辆的位置、所述车辆将遵循的轨迹、以及针对所述车辆的速度曲线；以及

所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行操作，使得生成所述方向盘命令和所述油门制动命令包括：基于所确定的位置、轨迹和速度曲线，生成所述方向盘命令和所述油门制动命令。

21.根据权利要求19所述的非暂时性处理器可读介质，其中，所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行操作，使得调整所述车辆的操作包括以下中的一项或多项：忽略所述方向盘命令、禁用自主控制、通知所述车辆的操作者、或者将所生成的方向盘命令的所述角度设置为小于或等于所述方向盘角度限制的值。

22.根据权利要求19所述的非暂时性处理器可读介质，其中，所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行还包括以下操作的操作：基于所述车辆的当前状况，来确定所述最大横向加速度。

23.根据权利要求19所述的非暂时性处理器可读介质，其中，所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行还包括以下操作的操作：确定除了所述车辆的当前速度之外的当前状况，

其中，所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行操作，使得基于所述车辆的所述最大横向加速度来确定所述方向盘角度限制包括：基于所述最大横向加速度和所确定的当前状况来确定所述方向盘角度限制。

24.根据权利要求23所述的非暂时性处理器可读介质，其中，所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行操作，使得确定除了所述车辆的所述当前速度之外的所述当前状况包括确定以下中的至少一项或多项：

车辆状况；

天气状况；或者

道路状况。

25.根据权利要求19所述的非暂时性处理器可读介质，其中：

所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行还包括以下操作的操作：确定所述车辆的当前速度；以及

所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行操作，使得：

基于所述车辆的所述最大横向加速度来确定所述方向盘角度限制包括：基于所述最大横向加速度和所述当前速度来确定所述方向盘角度限制；以及

生成所述方向盘命令和所述油门制动命令包括：生成包括所确定的方向盘角度限制的所述方向盘命令。

26.根据权利要求19所述的非暂时性处理器可读介质，其中：

所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行还包括以下操作的操作：确定所述车辆的动态模型；以及

所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行操作，使得：

基于所述车辆的所述最大横向加速度来确定所述方向盘角度限制包括：基于所述动态模型来确定所述方向盘角度限制；以及

生成所述方向盘命令和所述油门制动命令包括：生成包括所确定的方向盘角度限制的所述方向盘命令。

27.根据权利要求26所述的非暂时性处理器可读介质，其中，所存储的处理器可执行指令被配置为使得所述处理器执行操作，使得确定所述车辆的所述动态模型包括基于以下中的一项或多项来确定所述动态模型：

所述车辆的质量；

所述车辆的惯性矩；

所述车辆的轴距长度；

所述车辆重心的位置；

轮胎刚度系数；或者

轮胎动态模型。

28.一种用于在车辆中使用的处理设备，所述处理设备被配置为：

基于所述车辆的最大横向加速度，确定方向盘角度限制；

生成方向盘命令和油门制动命令；

确定所生成的方向盘命令的角度是否超过所确定的方向盘角度限制；以及

响应于确定所生成的方向盘命令的所述角度超过所确定的方向盘角度限制，调整所述车辆的操作。

29.根据权利要求28所述的处理设备，其中，所述处理设备进一步被配置为进行以下操作：通过忽略所述方向盘命令、禁用自主控制、通知所述车辆的操作者、或者将所生成的方向盘命令的所述角度设置为小于或等于所述方向盘角度限制的值，来调整所述车辆的操作。

30.根据权利要求28所述的处理设备，其中，所述处理设备被配置为执行还包括以下操作的操作：

确定除了所述车辆的当前速度之外的当前状况，其中，基于所述车辆的所述最大横向加速度来确定所述方向盘角度限制包括：基于所述最大横向加速度和所确定的当前状况来确定所述方向盘角度限制。

Images