CN113492848B - 用于自主驾驶车辆安全操作员的前方碰撞告警警报系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种用于自主驾驶车辆安全操作员的前方碰撞告警警报系统。在一个实施例中，使用线控驾驶系统所允许的控制值为驾驶环境生成第一轨迹。如果轨迹包括与对象的碰撞，则ADV估计碰撞时间以及碰撞时ADV与对象之间的相对速度。然后使用人类驾驶员允许的控制值为驾驶环境生成第二轨迹。还估计碰撞时间以及在第二轨迹上在碰撞时ADV与对象之间的相对速度。然后，ADV将两个碰撞时间和两个相对速度进行比较，并基于比较结果生成警报消息，以供人类驾驶员接管ADV的控制。

Description

用于自主驾驶车辆安全操作员的前方碰撞告警警报系统
技术领域
本公开的实施例一般涉及操作自主车辆。更特别地，本公开的实施例涉及当手动驾驶减小碰撞的可能性时，为人类安全操作员生成告警。
背景技术
以自主模式(例如，无人驾驶)操作的车辆可以减轻乘坐者，尤其是驾驶员的一些驾驶相关责任。当以自主模式操作时，车辆可以使用车载传感器导航到各种位置，从而允许车辆以最小的人机交互或者在没有任何乘客的一些情况下行驶。
可以通过线控驾驶系统或人类驾驶员来操作自主驾驶车辆(ADV)。通常，通过设计，线控驾驶系统不具有与人类驾驶员相同的控制能力。例如，为线控驾驶系统设计的减速度被限制为0.2G，而人类驾驶员实现的减速度可以为0.6G。这样的设计是为了最小化ADV进行极端运动的可能性。但是，这种设计也限制了车辆的能力。结果，手动模式下的ADV可以降低如果ADV在自主模式下运行时发生碰撞的可能性。
因此，作为安全的最后手段，人类驾驶员通常坐在ADV中以监视任何危险并如果基于其判断线控驾驶系统不能处理危险，接管ADV的控制。但是，上述场景要求人类驾驶员始终时刻注意外部环境和ADV本身，这是一个苛刻的要求。
发明内容
在第一方面中，提供一种在自主驾驶车辆(ADV)中生成安全警报的方法，包括：
确定在第一轨迹上将发生与对象的碰撞，其中第一轨迹是由ADV使用第一组控制值针对驾驶场景生成的；
估计与对象的第一碰撞时间，以及在第一碰撞时间处ADV与对象之间的第一相对速度；
确定在第二轨迹上将与对象发生碰撞，其中第二轨迹是由ADV使用第二组控制值针对驾驶场景生成的；
估计第二碰撞时间，以及第二轨迹上在第二碰撞时间处ADV与对象之间的第二相对速度；以及
基于第一碰撞时间与第二碰撞时间之间的比较以及第一相对速度与第二相对速度之间的比较，为ADV中的安全操作员生成警报消息。
在第二方面中，提供一种具有存储在其中的指令的非暂时性机器可读介质，所述指令在由处理器执行时使处理器执行如第一方面所述的在自主驾驶车辆中生成安全警报的方法。
在第三方面中，提供一种数据处理系统，包括：
处理器；以及
存储器，耦接到处理器并存储指令，当指令由处理器执行时，所述指令使处理器执行如第一方面所述的在自主驾驶车辆中生成安全警报的方法。
在第四方面中，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现如第一方面所述的在自主驾驶车辆中生成安全警报的方法。
根据本公开，可以减少碰撞的可能性和/或减少碰撞的损害。
附图说明
本公开的实施例通过示例的方式示出并且不限于附图中的图，在附图中相同的附图标记表示相似的元件。
图1是示出根据一个实施例的联网系统的框图。
图2是示出根据一个实施例的自主车辆的示例的框图。
图3A-3B是示出根据一个实施例的与自主车辆一起使用的感知和规划系统的示例的框图。
图4是示出根据一个实施例的前方碰撞告警警报系统的示例的框图。
图5是示出根据一个实施例的生成警报消息的过程的流程图。
图6是示出根据一个实施例的生成警报消息的另一种过程的流程图。
具体实施方式
将参考以下讨论的细节描述本公开的各个实施例和方面，并且附图将示出各个实施例。以下描述和附图是本公开的说明并且不应被解释为限制本公开。描述了许多具体细节以提供对本公开的各个实施例的全面理解。然而，在某些情况下，为了提供对本公开的实施例的简要讨论，没有描述公知或常规的细节。
说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性可包括在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各个地方出现的短语“在一个实施例中”不一定都指同一实施例。
根据一些实施例，本文描述了用于生成警报以将潜在危险通知人类驾驶员以使人类驾驶员可以接管车辆的控制的系统和方法。在一个实施例中，使用线控驾驶系统所允许的控制值为驾驶环境生成第一轨迹。如果轨迹包括与对象的碰撞，则ADV估计碰撞时间以及在碰撞时间时ADV与对象之间的相对速度。然后使用人类驾驶员允许的控制值为驾驶环境生成第二轨迹。还估计第二轨迹上的碰撞时间以及在碰撞时ADV与对象之间的相对速度。然后，ADV将两个碰撞时间和两个相对速度进行比较，并基于比较结果生成警报消息，以供人类驾驶员接管ADV的控制。
在一个实施例中，为了使ADV生成警报消息，第一碰撞时间需要早于第二碰撞时间，这表明碰撞将在第二轨迹上延迟。另外，第一相对速度的绝对值需要大于第二相对速度的绝对值，这表明如果使用更大的制动力/减速来使车辆停止，则碰撞的损害将减小。
在一个实施例中，第一组控制值和第二组控制值都包括用于减速的值和用于车轮转向的值。第一组控制值是在自主驾驶模式下操作的ADV的最大控制值，第二组控制值是在手动驾驶模式下的ADV的最大控制值。
在一个实施例中，警报消息可以经由ADV中的控制器局域网(CAN总线)发送到显示屏以进行显示，或转换为喇叭警报。在ADV中作为安全操作员的人类驾驶员可以在读取显示屏上的警报消息或听到喇叭警报后停止ADV。
上面的概述不包括本发明的所有方面的详尽列表。可以预期，本发明包括可以从以上概述的各个方面的所有合适的组合以及以下公开的那些实践的所有系统、计算机介质和方法。
图1是示出根据本公开的一个实施例的自主车辆网络配置的框图。参照图1，网络配置100包括可以通过网络102通信耦接到一个或多个服务器103-104的自主车辆101。尽管示出了一个自主车辆，但是多个自主车辆可以彼此耦接和/或通过网络102耦接到服务器103-104。网络102可以是任何类型的有线或无线网络，例如局域网(LAN)、广域网(WAN)(例如Internet)、蜂窝网络、卫星网络或其组合。服务器103-104可以是任何种类的服务器或服务器集群，例如Web或云服务器、应用程序服务器、后端服务器或其组合。服务器103-104可以是数据分析服务器、内容服务器、交通信息服务器、地图和兴趣点(MPOI)服务器或位置服务器等。
自主车辆是指可以配置为处于自主模式的车辆，在自主模式下，车辆在驾驶员很少或没有驾驶的情况下在环境中导航。这种自主车辆可以包括具有一个或多个传感器的传感器系统，一个或多个传感器被配置为检测关于车辆在其中运行的环境的信息。车辆及其关联的控制器使用检测到的信息在环境中导航。自主车辆101可以在手动模式、完全自主模式或部分自主模式下操作。
在一个实施例中，自主车辆101包括但不限于感知和规划系统110、车辆控制系统111、无线通信系统112、用户接口系统113和传感器系统115。自主车辆101还可包括在普通车辆中包括的某些通用部件，例如发动机、车轮、方向盘、变速器等，可以由车辆控制系统111和/或感知和规划系统110使用各种通信信号和/或命令，例如加速信号或命令、减速信号或命令、转向信号或命令、制动信号或命令等来控制这些部件。
组件110-115可以经由互连、总线、网络或其组合在通信上彼此耦接。例如，组件110-115可以经由控制器局域网(CAN)总线彼此通信耦接。CAN总线是一种车辆总线标准，被设计为允许微控制器和设备在没有主机的应用中相互通信。它是基于消息的协议，最初是为车辆内的多路电气布线而设计的，但也用于许多其他情况。
现在参考图2，在一个实施例中，传感器系统115包括但不限于一个或多个相机211、全球定位系统(GPS)单元212、惯性测量单元(IMU)213、雷达单元214以及光检测和测距(LIDAR)单元215。GPS系统212可以包括收发器，收发器可操作以提供关于自主车辆的位置的信息。IMU单元213可以基于惯性加速度来感测自主车辆的位置和方向改变。雷达单元214可以表示利用无线电信号来感测自主车辆的局部环境内的对象的系统。在一些实施例中，除了感测对象之外，雷达单元214还可以感测对象的速度和/或前进方向。LIDAR单元215可以使用激光感测自主车辆所处的环境中的对象。LIDAR单元215可以包括一个或多个激光源、激光扫描仪以及一个或多个检测器以及其他系统组件。相机211可以包括一个或多个设备以捕获自主车辆周围的环境的图像。相机211可以是静物照相机和/或摄像机。相机可以是机械可移动的，例如通过将相机安装在旋转和/或倾斜的平台上。
传感器系统115还可包括其他传感器，例如，声纳传感器、红外传感器、转向传感器、油门传感器、制动传感器和音频传感器(例如，麦克风)。音频传感器可以被配置为从自主车辆周围的环境捕获声音。转向传感器可以被配置为感测车辆的方向盘、车轮或其组合的转向角。油门传感器和制动传感器分别感测车辆的油门位置和制动位置。在某些情况下，油门传感器和制动传感器可以集成为集成的油门/制动传感器。
在一个实施例中，车辆控制系统111包括但不限于转向单元201、油门单元202(也称为加速单元)和制动单元203。转向单元201用于调整车辆的方向或行驶方向。油门单元202用于控制电动机或发动机的速度，进而控制车辆的速度和加速度。制动单元203通过提供摩擦以使车辆的车轮或轮胎减速来使车辆减速。注意，图2中所示的组件可以以硬件、软件或其组合来实现。
再次参考图1，无线通信系统112允许自主车辆101与外部系统(例如设备、传感器、其他车辆等)之间的通信。例如，无线通信系统112可以直接或通过通信网络与一个或多个设备无线通信，例如，通过网络102与服务器103-104通信。无线通信系统112可以使用任何蜂窝通信网络或无线局域网(WLAN)，例如使用WiFi与另一个组件或系统进行通信。无线通信系统112可以例如使用红外链路、蓝牙等与设备(例如，乘客的移动设备、显示设备、车辆101中的扬声器)直接通信。用户接口系统113可以是在车辆101内实现的外围设备的一部分，包括例如键盘、触摸屏显示设备、麦克风和扬声器等。
自主车辆101的某些或全部功能可以由感知和规划系统110控制或管理，特别是在以自主驾驶模式操作时。感知和规划系统110包括必要的硬件(例如，处理器、内存、存储器)和软件(例如，操作系统、规划和路由程序)，以从传感器系统115、控制系统111、无线通信系统112和/或用户接口系统113接收信息，处理接收到的信息，规划从起点到目的地点的路线或路径，然后基于规划和控制信息驾驶车辆101。可替代地，感知和规划系统110可以与车辆控制系统111集成。
例如，作为乘客的用户可以例如经由用户接口指定行程的起始位置和目的地。感知和规划系统110获得行程相关数据。例如，感知和规划系统110可以从MPOI服务器获得位置和路线信息，MPOI服务器可以是服务器103-104的一部分。位置服务器提供位置服务，MPOI服务器提供地图服务和某些位置的POI。可替代地，这样的位置和MPOI信息可以本地缓存在感知和规划系统110的永久性存储设备中。
当自主车辆101沿着路线行驶时，感知和规划系统110还可以从交通信息系统或服务器(TIS)获得实时交通信息。注意，服务器103-104可以由第三方实体操作。可替代地，服务器103-104的功能可以与感知和规划系统110集成。基于实时交通信息、MPOI信息和位置信息以及由传感器系统检测或感测的实时本地环境数据(例如，障碍物、对象、附近的车辆)，感知和规划系统110可以规划最佳路线，并例如经由控制系统111根据规划的路线驾驶车辆101以安全有效地到达指定目的地。
服务器103可以是用于为各种客户端执行数据分析服务的数据分析系统。在一个实施例中，数据分析系统103包括数据收集器121和机器学习引擎122。数据收集器121从各种车辆收集驾驶统计数据123，这些车辆是自主车辆或由人类驾驶员驾驶的常规车辆。驾驶统计数据123包括指示所发出的驾驶命令(例如，油门、制动、转向命令)以及由车辆的传感器在不同的时间点捕获的车辆的响应(例如，速度、加速度、减速度、方向)的信息。驾驶统计数据123可以进一步包括描述不同时间点的驾驶环境的信息，例如路线(包括起始位置和目的地位置)、MPOI、天气状况、道路状况等。
基于驾驶统计数据123，机器学习引擎122出于各种目的生成或训练一组规则、算法和/或预测模型124。在一个实施例中，算法124包括根据ADV周围的驾驶环境为ADV的操作员生成警报的算法。然后，算法124可以被上传到ADV上，以在自主驾驶期间被实时利用。
图3A和3B是示出根据一个实施例的与自主车辆一起使用的感知和规划系统的示例的框图。系统300可以被实现为图1的自主车辆101的一部分，包括但不限于感知和规划系统110、控制系统111和传感器系统115。参照图3A-3B，感知和规划系统110包括但不限于定位模块301、感知模块302、预测模块303、决策模块304、规划模块305、控制模块306、路由模块307和前方碰撞告警(forward collision warning，FCW)警报模块308。
模块301-308中的一些或全部可以以软件、硬件或其组合来实现。例如，这些模块可以被安装在永久性存储设备352中、被加载到存储器351中，并且由一个或多个处理器(未示出)执行。注意，这些模块中的一些或全部可以通信耦接到图2的车辆控制系统111的一些模块或与之集成。模块301-308中的一些可以被集成在一起，作为集成模块。例如，FCW警报模块308可以与规划模块305集成。
定位模块301确定自主车辆300的当前位置(例如，利用GPS单元212)，并管理与用户的行程或路线有关的任何数据。定位模块301(也称为地图和路线模块)管理与用户的行程或路线有关的任何数据。用户可以例如通过用户接口登录并指定行程的开始位置和目的地。定位模块301与自主车辆300的其他组件通信，例如与地图和路线信息311通信，以获得与行程相关的数据。例如，定位模块301可以从位置服务器以及地图和POI(MPOI)服务器获得位置和路线信息。位置服务器提供位置服务，MPOI服务器提供地图服务和某些位置的POI，可以将其缓存为地图和路线信息311的一部分。当自主车辆300沿路线行驶时，定位模块301还可从交通信息系统或服务器获取实时交通信息。
基于传感器系统115提供的传感器数据和定位模块301获得的定位信息，感知模块302确定对周围环境的感知。感知信息可以表示与普通驾驶员在驾驶该车辆时对周围车辆的感知相同的信息。所述感知可包括例如车道配置、交通信号灯、另一车辆的相对位置、行人、建筑物、人行横道或其他与交通有关的标志(例如禁止通行标志、让路标志)等，例如以对象的形式。车道配置包括描述一个或多个车道的信息，例如，车道的形状(例如笔直或弯曲)、车道的宽度、道路中有多少个车道、单向或双向车道、合并或拆分车道以及出口车道等。
感知模块302可以包括计算机视觉系统或计算机视觉系统的功能，以处理和分析由一个或多个相机捕获的图像，以便识别自主车辆的环境中的对象和/或特征。对象可以包括交通信号、道路边界、其他车辆、行人和/或障碍物等。计算机视觉系统可以使用对象识别算法、视频追踪和其他计算机视觉技术。在一些实施例中，计算机视觉系统可以绘制环境、追踪对象并估计对象的速度等。感知模块302还可以基于由诸如雷达和/或LIDAR的其他传感器提供的其他传感器数据来检测对象。
对于每个对象，预测模块303预测在当前情况下对象将表现出什么。预测是基于感知数据根据一组地图/路线信息311和交通规则312进行的，感知数据感知在时间点处的驾驶环境。例如，如果对象是在相反方向行驶的车辆且当前驾驶环境包括交叉路口，则预测模块303将预测车辆是否将可能直线行驶或转弯。如果感知数据指示交叉路口没有交通灯，则预测模块303可以预测车辆可能必须在进入交叉路口之前完全停止。如果感知数据指示车辆当前位于仅左转车道或仅右转车道，则预测模块303可分别预测车辆将更可能左转或右转。
对于每个对象，决策模块304做出关于如何处理对象的决策。例如，对于特定对象(例如在十字路口中的另一辆车辆)及其描述对象的元数据(例如速度、方向、转弯角度)，决策模块304决定处理如何遇到该对象(例如超车、让路、停止、通过)。决策模块304可以根据可以存储在永久性存储设备352中的一组规则(诸如交通规则或驾驶规则312)做出这样的决策。
路由模块307被配置为提供从起点到目的地的一条或多条路线或路径。对于例如从用户接收到的从起始位置到目的地位置的给定行程，路由模块307获得路线和地图信息311，并确定从起始位置到达目的地位置的所有可能的路线或路径。路由模块307可以针对其确定的从起始位置到达目的地位置的每条路线生成地形图形式的参考线。参考线是指理想的路线或路径，不受其他车辆、障碍物或交通状况等其他因素的干扰。也就是说，如果道路上没有其他车辆、行人或障碍物，则ADV应该准确或紧密地遵循参考线。然后将地形图提供给决策模块304和/或规划模块305。决策模块304和/或规划模块305根据其他模块提供的其他数据，检测所有可能的路线以选择和修改最佳路线中的一个，其他模块提供的其他数据诸如来自定位模块301的交通状况，感知模块302感知的驾驶环境以及预测模块303预测的交通状况。根据时间点处的特定驾驶环境，用于控制ADV的实际路径或路线可以接近或不同于由路由模块307提供的参考线。
基于针对感知到的每个对象的决策，规划模块305利用路由模块307提供的参考线作为基础来规划自主车辆的路径或路线以及驾驶参数(例如距离、速度和/或转弯角度)。也就是说，对于给定的对象，决策模块304决定如何处理对象，而规划模块305确定怎么做。例如，对于给定的对象，决策模块304可以决定通过该对象，而规划模块305可以确定是在对象的左侧还是在右侧通过。规划和控制数据由规划模块305生成，规划和控制数据包括描述车辆300将如何在下一运动周期(例如下一路线/路径段)中移动的信息。例如，规划和控制数据可以指示车辆300以每小时30英里(mph)的速度移动10米，然后以25mph的速度改变到右车道。
基于规划和控制数据，控制模块306根据规划和控制数据所定义的路线或路径，通过向车辆控制系统111发送适当的命令或信号来控制和驾驶自主车辆。规划和控制数据包括足够的信息，以便在沿路径或路线的不同时间点使用适当的车辆设置或驾驶参数(例如，油门、制动、转向指令)将车辆从路线或路径的第一点驾驶到第二点。
在一个实施例中，在多个规划周期(也称为驾驶周期)中执行规划阶段，例如在每个100毫秒(ms)的时间间隔中。对于每个规划周期或驾驶周期，将基于规划和控制数据发出一个或多个控制命令。即，对于每100毫秒，规划模块305规划下一路线段或路径段，例如包括目标位置和ADV到达目标位置所需的时间。可替代地，规划模块305可以进一步指定特定的速度、方向和/或转向角等。在一个实施例中，规划模块305规划下一预定时间段(例如5秒)的路线段或路径段。对于每个规划周期，规划模块305基于在先前周期中规划的目标位置来规划当前周期(例如，接下来的5秒)的目标位置。然后，控制模块306基于当前周期的规划和控制数据来生成一个或多个控制命令(例如油门、制动、转向控制命令)。
注意，决策模块304和规划模块305可以被集成为集成模块。决策模块304/规划模块305可以包括导航系统或导航系统的功能，以确定用于自主车辆的驾驶路径。例如，导航系统可以确定一系列速度和前进方向，以在驱使自主车辆沿着通往最终目的地的基于道路的路径前进时，对沿着基本上避开感知到的障碍物的路径移动的自主车辆产生影响。可以根据经由用户接口系统113的用户输入来设置目的地。导航系统可以在自主车辆运行时动态地更新驾驶路径。导航系统可以合并来自GPS系统的数据和一个或多个地图，以便确定自主车辆的行驶路径。
前方碰撞告警警报模块308可以生成警报消息，以在手动驾驶可以避免或减少碰撞的可能性和/或如果碰撞最终会发生，减少碰撞带来的伤害的情况下，警告人类驾驶员接管ADV的控制。
图4是示出根据一个实施例的前方碰撞告警警报系统的示例的框图。如图4所示，当以自主驾驶模式操作的ADV在特定驾驶环境中的路段上行驶时，前方碰撞告警警报模块308可以调用规划模块305以及图3A-3B中描述的一个或多个其他模块，以为驾驶环境生成轨迹401。
由于ADV在自主驾驶模式下操作，因此ADV将生成受制于线控驾驶系统的最大控制值的轨迹401。生成轨迹的过程是在ADV的各种约束和物理限制下找到从A点到B点的最佳路径的过程。线控驾驶的减速度最大值和车轮转向最大值是物理限制的示例。
当在自主驾驶模式下操作时，ADV受制于线控驾驶系统的物理限制，该线控系统根据设计具有最大减速度，最大减速度是由人类驾驶员实现的最大减速度的一个分数(例如三分之一)。为线控驾驶系统设计的转向能力也小于人类驾驶员所实现的转向能力。
如果在ADV和轨迹401上的对象之间要发生碰撞，则前方碰撞告警警报模块308可以估计碰撞时间405以及ADV和对象之间的相对速度407。为了确定是否可能发生碰撞，ADV可以在一系列时间中估计其位置和对象的位置。如果估计ADV和对象同时在同一位置，则会发生碰撞。还可以估计ADV的速度和对象的速度，其可以用于计算ADV与对象之间在碰撞时的相对速度407。
在一个实施例中，在确定在轨迹401上将发生碰撞之后，前方碰撞告警警报模块308可以调用规划模块305和图3A-3B中描述的一个或多个其他模块以生成另一轨迹403。轨迹403是为手动驾驶而产生的，因此受制于人类驾驶员的最大控制值。
如果ADV仍将与新轨迹403上的对象碰撞，则前方碰撞告警警报模块308可以估计碰撞时间409和ADV与对象之间的相对速度411。如果在新的轨迹304上可以避免与对象的碰撞，碰撞时间409将是无限的并且相对速度411将是零。
在一个实施例中，警报生成模块413可以将碰撞时间405与碰撞时间409进行比较，并且将相对速度407的绝对值与相对速度411的绝对值进行比较。如果碰撞时间405小于碰撞时间409，并且相对速度409的绝对值大于相对速度411的绝对值，警报生成模块4413可以确定，以较大的减速度可以潜在地避免碰撞。即使不能避免碰撞，由于轨迹403上的相对速度具有比轨迹401上的相对速度407的绝对值小的绝对值，因此可以减小碰撞的损害。
因此，警报生成模块413可以生成警报消息，并通过CAN总线415将消息发送到显示屏419，或者将消息转换为喇叭警报。可以通过CAN总线415将喇叭警报发送到喇叭417，喇叭417将拉响警报。
如上所述，就包括减速和转向动力的数个控制参数而言，人类驾驶员可以行使更大的控制能力。因此，如果人类驾驶员在看到或听到警报消息后接管ADV的控制，则有可能避免碰撞。
在一个实施例中，当碰撞时间405小于碰撞时间409时，与轨迹401相比，轨迹403上的碰撞将延迟。碰撞延迟意味着，由于ADV和对象都将有更多时间采取附加动作来避免碰撞，因此碰撞更有可能被避免。
在一个实施例中，当相对速度409的绝对值大于相对速度411的绝对值时，即使碰撞将最终发生，碰撞造成的损害会更小。这样，当前方碰撞告警警报模块308确定碰撞时间405小于碰撞时间409，并且相对速度409的绝对值大于相对速度411的绝对值时，会生成消息来警告人类驾驶员接管，以减少碰撞的可能性和/或减少碰撞的损害。
图5是示出根据一个实施例的生成警报消息的过程的流程图。如图5所示的过程可以由处理逻辑来执行，处理逻辑可以包括软件、硬件或其组合。例如，过程可以由如图3A所示的自主驾驶系统执行。如图5所示，在操作501中，ADV使用用于线控驾驶系统的多个控制参数的值来生成用于驾驶场景或环境的第一轨迹。控制参数的示例包括减速和车轮转向。多个参数中的每个参数的值表示通过设计用于线控驾驶系统的最大允许值。在本公开中，线控驾驶系统的每个控制参数的最大值小于人类驾驶员的相同控制参数的最大值。
在操作503中，ADV确定为线控驾驶系统生成的轨迹是否包括与对象的碰撞。如果没有碰撞，则ADV将继续行驶并重复操作501。
在操作505中，ADV确定轨迹包括与对象的碰撞，并且将估计碰撞时间(t1)和ADV与第一轨迹上的对象之间的相对速度(s1)。
在操作507中，ADV随后使用用于人类驾驶员的控制参数的值来生成用于驾驶场景或环境的第二轨迹。
在操作508中，ADV确定第二轨迹上是否存在与对象的碰撞。
在操作509中，ADV确定在第二轨迹上不存在与对象的碰撞。因此，ADV将与对象的碰撞时间估计为无限，这表明与对象的碰撞将不会在第二轨迹上发生。
在操作510中，ADV确定在第二轨迹上存在与对象的碰撞。因此，ADV将估计碰撞时间(t2)和ADV与第二轨迹上的对象之间的相对速度(s2)。
在操作511中，ADV将t1和t2以及s1和s2进行比较。如果t1小于t2并且s1的绝对值大于s2的绝对值，则ADV将确定切换为手动驾驶可以减少碰撞的可能性，并减少如果碰撞最终发生时碰撞带来的损害。
在操作513中，可以生成警报消息以警告人类驾驶员来接管ADV的控制。如果不满足t1小于t2且s1的绝对值大于s2的绝对值的条件，则不会生成警报消息，并且ADV将继续以自主驾驶模式操作。
图6是示出根据一个实施例的生成警报消息的另一过程600的流程图。过程600可以由处理逻辑来执行，处理逻辑可以包括软件、硬件或其组合。例如，过程600可以由图3A-3B和图4所述的一个或多个模块(例如，前方碰撞告警警报模块308)执行。
参照图6，在操作601中，处理逻辑确定在第一轨迹上将发生与对象的碰撞。第一轨迹由ADV使用第一组控制值针对驾驶环境生成。第一组值是线控驾驶系统的多个控制参数的最大值。在操作602中，处理逻辑估计与对象的第一碰撞时间，以及在第一碰撞时间时ADV与对象之间的第一相对速度。在操作603中，处理逻辑确定在第二轨迹上将与对象发生碰撞。第二轨迹是由ADV使用第二组控制值为驾驶环境生成的。第二组值是对于操作601中所述的相同控制参数的用于人类驾驶员的最大值。在操作604中，处理逻辑估计第二次碰撞时间以及在第二轨迹上在第二碰撞时间时ADV与对象之间的第二相对速度。在操作605中，处理逻辑基于第一碰撞时间与第二碰撞时间之间的比较以及第一相对速度与第二相对速度之间的比较，为ADV中的安全操作员生成警报消息。。
注意，如上所示和所述的一些或所有组件可以用软件、硬件或其组合实现。例如，这些组件可以被实现为安装并存储在永久存储设备中的软件，软件可以由处理器(未示出)加载并执行在存储器中以执行贯穿本申请所述的过程或操作。可替换地，这些组件可被实现为被编程或嵌入到专用硬件中的可执行代码，专用硬件诸如集成电路(例如，专用IC或ASIC)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)，可执行代码可经由来自应用的对应驱动器和/或操作系统访问。此外，这些组件可以被实现为处理器或处理器内核中的特定硬件逻辑，作为经由一个或多个特定指令软件组件可访问的指令集的一部分。
已经关于对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示呈现了前述详细描述的一些部分。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用来最有效地将他们的工作实质传达给本领域的其他技术人员的方式。算法在这里并且通常被认为是导致期望结果的自洽操作序列。这些操作是需要对物理量进行物理操纵的那些操作。
然而，应当记住的是，所有这些和类似的术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便的标记。除非特别声明，否则从以上讨论中显而易见的是，应当理解的是，在整个说明书中，使用诸如所附权利要求书中所阐述的术语的讨论指的是计算机系统或类似电子计算设备的动作和过程，所述计算机系统或类似电子计算设备将计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)量的数据操纵和变换成计算机系统存储器或寄存器或其它这样的信息存储、传输或显示设备内的类似地表示为物理量的其它数据。
本公开的实施例还涉及用于执行本文的操作的装置。这种计算机程序存储在非瞬态计算机可读介质中。机器可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何机制。例如，机器可读(例如，计算机可读)介质包括机器(例如，计算机)可读存储介质(例如，只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备)。
在前述附图中描述的过程或方法可以由包括硬件(例如，电路、专用逻辑等)、软件(例如，体现在非暂时性计算机可读介质上)或两者的组合的处理逻辑来执行。尽管以上根据一些顺序操作描述了过程或方法，但是应当理解的是，可以以不同的顺序执行所述的一些操作。此外，一些操作可以并行地而不是顺序地执行。
本公开的实施例不是参考任何特别编程语言描述的。将了解，可使用各种编程语言实施如本文所述的本公开的实施例的教示。
在前述说明书中，已经参考本公开的具体示例性实施例描述了本公开的实施例。显然，在不背离如所附权利要求书中所阐述的本公开的更宽的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (7)

1.一种在自主驾驶车辆ADV中生成安全警报的方法，包括：
确定在第一轨迹上将发生与对象的碰撞，其中第一轨迹是由ADV使用第一组控制值针对驾驶场景生成的；
估计与对象的第一碰撞时间，以及在第一碰撞时间处ADV与对象之间的第一相对速度；
确定在第二轨迹上将与对象发生碰撞，其中第二轨迹是由ADV使用第二组控制值针对驾驶场景生成的；
估计第二碰撞时间，以及第二轨迹上在第二碰撞时间处ADV与对象之间的第二相对速度；以及
基于第一碰撞时间与第二碰撞时间之间的比较以及第一相对速度与第二相对速度之间的比较，为ADV中的安全操作员生成警报消息；
其中，响应于确定所述第一碰撞时间早于所述第二碰撞时间，并且所述第一相对速度的绝对值大于所述第二相对速度的绝对值，生成所述警报消息；
其中，所述第一组控制值是所述ADV处于自主驾驶模式时的最大控制值，所述第二组控制值是所述ADV处于手动驾驶模式时的最大控制值；所述第一组控制值和第二组控制值均包括用于减速的值和用于车轮转向的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述消息通过所述ADV中的控制器局域网被发送到显示屏，或者被转换成喇叭警报，以被安全操作员读取或听取。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述消息使所述安全操作员在接收到所述消息时手动停止ADV。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一组控制值中的每个值小于所述第二组控制值中的对应值。
5.一种具有存储在其中的指令的非暂时性机器可读介质，所述指令在由处理器执行时使处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的在自主驾驶车辆ADV中生成安全警报的方法。
6. 一种数据处理系统，包括：
处理器；以及
存储器，耦接到处理器并存储指令，当指令由处理器执行时，所述指令使处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的在自主驾驶车辆ADV中生成安全警报的方法。
7.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的在自主驾驶车辆ADV中生成安全警报的方法。
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