CN113492872B - 驾驶模式切换方法、系统以及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种驾驶模式切换方法，所述方法包括步骤：接收将车辆从自动驾驶关闭状态切换到自动驾驶模式的请求；判断所述车辆的多个子系统是否都满足多个等级的驾驶条件，所述多个子系统中的每一者用于执行相应的驾驶任务：若所述多个子系统中的每一者都满足所述多个等级的驾驶条件，则所述车辆转入自动驾驶运行状态；若所述多个子系统中的任意一者不满足所述多个等级的驾驶条件中的任意一者，则给出引导任务，并且在确定所述引导任务都完成时，所述车辆转入所述自动驾驶运行状态，其中，在所述自动驾驶运行状态下自动控制所述车辆。

Description

驾驶模式切换方法、系统以及计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及一种驾驶模式切换方法、系统以及计算机可读存储介质，具体而言，涉及根据多个子系统和多个等级的驾驶条件来切换车辆的驾驶模式的机制。

背景技术

自动驾驶车辆与传统人工驾驶车辆相比具有高的复杂性，需要安装例如激光雷达、摄像头、毫米波雷达、卫星定位传感器、自动驾驶控制器等装置。这些装置正式运行前可能就存在故障，导致系统无法使用或在使用中途造成安全事故。此外，这些复杂的装置通常启动时间缓慢，人机交互的友好性较差。

另一方面，自动驾驶车辆必须以一种安全、高效、舒适的方式实现人员与货物的定点移动。在这种方式的实施过程中，不会从一开始就完全摆脱对驾驶员、领航员或安全员的依赖，还需要车辆操作员时刻保持警惕，以便在自动驾驶系统出现重大故障时正确接管车辆。此外，自动驾驶模式与自动驾驶关闭状态的相互切换过程非常容易引起车辆操作员的误解和误操作，从而导致危险事件的发生。

发明内容

有鉴于此，本申请旨在提供一种根据多个子系统的多个等级的驾驶条件来切换车辆的驾驶模式的机制，具体而言：

根据本发明的一方面，提供一种驾驶模式切换方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：接收将车辆从自动驾驶关闭状态切换到自动驾驶模式的请求；判断所述车辆的多个子系统是否都满足多个等级的驾驶条件，所述多个子系统中的每一者用于执行相应的驾驶任务：若所述多个子系统中的每一者都满足所述多个等级的驾驶条件，则所述车辆转入自动驾驶运行状态；若所述多个子系统中的任意一者不满足所述多个等级的驾驶条件中的任意一者，则给出引导任务，并且在确定所述引导任务都完成时，所述车辆转入所述自动驾驶运行状态。其中，所述车辆在所述自动驾驶运行状态下得以实现自动控制。

在本发明的一些实施例中，可选地，所述多个等级的驾驶条件包括第一等级驾驶条件和第二等级驾驶条件，其中：所述第一等级驾驶条件包括以下至少一者的状况：灯光、雨刮、声音报警、洗涤器、人机交互图像显示、仪表显示、振动座椅、动力系统、制动系统、转向系统、胎压、保养条件以及远程通信；所述第二等级驾驶条件包括以下至少一者的状况：交通、天气以及定位。

在本发明的一些实施例中，可选地，接收到所述请求后，所述车辆从所述自动驾驶关闭状态切换到自动驾驶初始化状态；在所述自动驾驶初始化状态下，判断所述车辆的所述多个子系统是否都满足所述第一等级驾驶条件和所述第二等级驾驶条件：若所述多个子系统中的每一者都满足所述第一等级驾驶条件和所述第二等级驾驶条件，则提示确定目的地，并且在确定所述目的地后，所述车辆转入自动驾驶准备状态；若所述多个子系统中的任意一者不满足所述第一等级驾驶条件或所述第二等级驾驶条件：若可以通过所述引导任务满足所述第一等级驾驶条件和所述第二等级驾驶条件，则给出所述引导任务，并且在确定所述引导任务都完成时，所述车辆转入所述自动驾驶准备状态；若不可以通过所述引导任务满足所述第一等级驾驶条件或所述第二等级驾驶条件，则所述车辆返回到所述自动驾驶关闭状态；所述车辆从所述自动驾驶准备状态后续再转入所述自动驾驶运行状态。

在本发明的一些实施例中，可选地，若在所述自动驾驶初始化状态下接收到关闭所述自动驾驶模式的请求，则所述车辆转入所述自动驾驶关闭状态。

在本发明的一些实施例中，可选地，所述驾驶条件还包括第三等级驾驶条件，所述第三等级驾驶条件包括以下至少一者的状况：目标路径、车辆工况和操作员驾驶状态。

在本发明的一些实施例中，可选地，在所述自动驾驶准备状态下，规划到所述目的地的路径，并且判断所述车辆的多个子系统是否都满足所述第三等级驾驶条件：若所述多个子系统中的每一者都满足所述第三等级驾驶条件，则提示确认是否启动所述自动驾驶模式，并且在确定启动所述自动驾驶模式时，所述车辆转入自动驾驶运行状态；若所述多个子系统中的任意一者不满足所述第三等级驾驶条件：若可以通过所述引导任务满足所述第三等级驾驶条件，则给出所述引导任务，并且在确定所述引导任务都完成时，所述车辆转入所述自动驾驶运行状态；若不可以通过所述引导任务满足所述第三等级驾驶条件，则所述车辆返回到所述自动驾驶初始化状态。

在本发明的一些实施例中，可选地，若在所述自动驾驶运行状态下接收到退出所述自动驾驶模式的请求，则所述车辆转入所述自动驾驶准备状态。

在本发明的一些实施例中，可选地，若在所述自动驾驶运行状态下接管所述车辆，则所述车辆转入所述自动驾驶关闭状态。

在本发明的一些实施例中，可选地，若在所述自动驾驶运行状态下检测到若所述多个子系统中的任意一者出现故障，则所述车辆转入故障安全控制状态。

在本发明的一些实施例中，可选地，若在所述故障安全控制状态下所述故障消除，则所述车辆转入所述自动驾驶运行状态。

在本发明的一些实施例中，可选地，若在所述故障安全控制状态下接管所述车辆，则所述车辆转入所述自动驾驶关闭状态。

在本发明的一些实施例中，可选地，在所述故障安全控制状态下，所述车辆可以被部分接管。

在本发明的一些实施例中，可选地，在所述故障安全控制状态下，所述车辆的所述多个子系统中的一些可以被接管。

根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如上文所述的任意一种方法。

根据本发明的另一方面，提供一种驾驶模式切换系统，其特征在于，所述系统包括：多个子系统，其中的每一者用于执行相应的驾驶任务，所述多个子系统中的一者或多者接收从自动驾驶关闭状态切换到自动驾驶模式的请求。判断单元，其用于判断所述多个子系统是否都满足多个等级的驾驶条件：若所述多个子系统中的每一者都满足所述多个等级的驾驶条件，则所述车辆转入自动驾驶运行状态；若所述多个子系统中的任意一者不满足所述多个等级的驾驶条件中的任意一者，则给出引导任务，并且在确定所述引导任务都完成时，所述车辆转入所述自动驾驶运行状态，其中，在所述自动驾驶运行状态下自动控制所述车辆。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示：

图1是根据本发明的一个实施例的车辆的示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的车辆的示意图。

图3是根据本发明的一个实施例的车辆的各系统的示意图。

图4是根据本发明的一个实施例的车辆的部分子系统的示意图。

图5是根据本发明的一个实施例的车辆的部分子系统的示意图。

图6是根据本发明的一个实施例的车辆的部分子系统的示意图。

图7是根据本发明的一个实施例的车辆的部分子系统的示意图。

图8是根据本发明的一个实施例的车辆的部分子系统的示意图。

图9是根据本发明的一个实施例的车辆的部分子系统的示意图。

图10是根据本发明的一个实施例的车辆的驾驶状态的示意图。

图11是根据本发明的一个实施例的车辆的驾驶模式切换方法的示意图。

图12是根据本发明的一个实施例的车辆的驾驶状态的示意图。

具体实施方式

出于简洁和说明性目的，本文主要参考其示范实施例来描述本发明的原理。但是，本领域技术人员将容易地认识到相同的原理可等效地应用于所有类型的驾驶模式切换方法、系统以及计算机可读存储介质，并且可以在其中实施这些相同或相似的原理，任何此类变化不背离本专利申请的真实精神和范围。

随着公路等基础设施的完善，自动驾驶车辆成为当前研究的热门课题。图1示出了一种车辆结构，具体而言，为一种厢式货车结构。图1中示出的厢式货车10包括驾驶室102和厢体104，其中驾驶室102和厢体104可以是一体集成的。一般而言，厢式货车10可以用作小型物流服务或者城市物流服务。

图2示出了另外一种车辆，具体而言，为一种拖挂车结构。拖挂车20包括驾驶室102、拖车部104以及连接部206，其中驾驶室102和连接部206位于牵引部分，拖车部104经由连接部206而连接到牵引部分，连接部206可以为鞍座等连接部件。对于拖挂车而言，拖车部104部分一般不具有动力，拖车部104通过牵引部分提供动力实现前进和后退。

需要指出的是，图1中示出的厢式货车以及图2中示出的拖挂车是本发明的两个应用场景，本发明的原理不仅适用于货运车辆，还适用于其他类型的载人、载货以及其他用途的交通运输工具，例如，在可行的情况下，普通家庭用轿车、公交车、巴士、轮船、飞机、场地车、农业设备、有轨电车也可以采用本发明的基本原理。

图3是根据本发明的一个实施例的车辆的各系统的示意图。如图所示，车辆30可以包括自动驾驶控制子系统31、动力子系统32、底盘子系统33、人机交互子系统34、驾驶员监测子系统35及车身控制子系统36。自动驾驶控制子系统31与动力子系统32、底盘子系统33、人机交互子系统34、驾驶员监测子系统35、车身控制子系统36通信地耦合。本发明不限制具体的通信形式或标准，例如，自动驾驶控制子系统31与动力子系统32、底盘子系统33、人机交互子系统34、驾驶员监测子系统35、车身控制子系统36可以通过以太网、CAN总线等形式的网络得以实现相互通信。此外，尽管图中没有示出，动力子系统32、底盘子系统33、人机交互子系统34、驾驶员监测子系统35及车身控制子系统36之间也可以存在直连的通信链路，由此，各个子系统可以不经由自动驾驶控制子系统31得以实现相互通信。

自动驾驶控制子系统31是自动驾驶状态切换系统的核心组成部分，自动驾驶控制子系统31的关键功能将在下文中详细描述，其可以利用结合操作系统的通用计算平台或者专用芯片形成。

进一步参见图9，自动驾驶控制子系统31可以用于读取启动开关状态以使能自动驾驶功能，一旦启动开关有效则使自动驾驶控制系统进入自动驾驶初始化状态。在本发明的其他实施例中，自动驾驶控制子系统31也可以例如接收来自人机交互子系统34的信号，该信号可以指示使能自动驾驶功能，人机交互子系统34中可以包括虚拟的开关按钮。

自动驾驶控制子系统31可以用于监测自动驾驶的摄像头、激光雷达、毫米波雷达、卫星定位传感器等传感器状态，确保这些传感器正常开启，若存在故障则反馈故障信息。图9中示出了与自动驾驶控制子系统31耦合的摄像头302、激光雷达304以及卫星定位传感器306。其中，摄像头302及其配套的图像处理模块（未示出；也可以通过例如自动驾驶控制子系统31进行数据处理）可以实现对车辆周围的环境图像的获取，获取的图像信息可以辅助驾驶人员驾驶车辆，也可以用于自动驾驶。车辆可以通过激光雷达304及其配套的雷达数据处理模块（未示出；也可以通过例如自动驾驶控制子系统31进行数据处理）实现对周围环境的空间距离建模，该信息可以用于辅助驾驶人员驾驶车辆，也可以用于自动驾驶。需要指出的是，在本申请的其他示例中，激光雷达304也可以以其他能够探测距离的传感器模块（例如，毫米波雷达）代替或者与其结合。车辆还可以通过卫星定位传感器306及其配套的卫星数据处理模块（未示出；也可以通过例如自动驾驶控制子系统31进行数据处理）实现对车辆的地理位置的确定。所获取的地理位置可以用于辅助驾驶员导航，也可以用于自动驾驶。在本申请的其他示例中，车辆还可以经由通过卫星数据模块实现网络数据交互、发送救援信息（例如，通过北斗卫星导航系统）等。

自动驾驶控制子系统31可以根据操作员输入的目的地，规划最优路径，并可以例如利用车身控制系统36提供的经由远程通信所获得信息判断最优路径的交通状态。

此外，自动驾驶控制子系统31中设置了独立的自动驾驶状态管理子系统37，其用于负责执行自动驾驶状态的切换（具体而言，可以用于在自动驾驶关闭状态、自动驾驶初始化状态、自动驾驶准备状态、自动驾驶运行状态和故障安全控制状态之间切换），并向其他子系统发出具体的切换指令。所述自动驾驶状态管理子系统37属于自动驾驶控制子系统31的一个子集，是整个自动驾驶状态切换系统的控制中心。因此，自动驾驶状态管理子系统37在各个状态阶段会主动发出控制指令，以主动实现既定的系统功能。例如，在进行第一等级驾驶条件的监测时，如果自动灯光与自动雨刮正常，自动驾驶状态管理子系统37会主动发出“开启自动灯光”、“开启自动雨刮”的指令给车身控制子系统36。再例如，操作员输入的目的地不在高精度地图限定地区域，自动驾驶状态管理子系统37会主动发出“目的地不支持，请更换目的地”的指令给人机交互子系统34。

参见图4，车辆包括四个车轮38，其中的两个可以是主动轮而另外两个是从动轮。在本申请的其他示例中，四个车轮310也可以都是具有动力的主动轮。对于货运车辆而言，车辆30的车轮的数量可以不限于四个，例如可以为六个（三对）、八个（四对）等。另外，为了防止车辆在行驶中爆胎导致倾覆，车辆一侧的一个轮胎安装点的轮胎数量还可以为两个。此外，本申请不对车辆的具体动力来源作限定，例如，车辆可以是通过传统燃料驱动的，也可以是通过诸如氢能之类的新型燃料驱动的，还可以是纯电动的。本申请的一些实施例中以汽柴油动力作为示例，但本申请的保护范围不限于此。动力子系统32用于监测以及控制车辆的动力，其可以包括以下两个主要功能，一是监测油门踏板的位置以判断操作员是否使用了油门踏板；二是执行来自自动驾驶控制子系统31的例如发动机扭矩请求，并将实际输出的扭矩信息反馈给自动驾驶控制子系统31。

图5主要示出底盘子系统33的工作原理。底盘子系统33承担自动驾驶车辆转向与制动控制的执行，并且将传感器采集的车辆运动信息反馈给自动驾驶控制子系统31。其中，转向控制通过方向盘扭矩来实现，制动控制通过制动踏板力来实现，图中示出了可以对四个车辆施加制动力。车辆运动信息包括制动踏板位置、方向盘转角、挡位、油量、速度、加速度、横摆角速度、横摆加速度。

图6主要示出人机交互子系统34的工作原理。如图所示，人机交互子系统34耦合到显示器342、仪表显示模块344及声音输出模块346，在本发明的其他示例中，人机交互子系统34还可以通过其他感官交互方式实现人机交互。人机交互子系统34是操作员与自动驾驶车辆信息交流的窗口，这些信息包括仪表指示信息（如发动机转速、发动机故障、车速、挡位等；例如经由仪表显示模块344输出）、图文提示信息（目的地、自动驾驶系统监测结果等；例如经由显示器342输出）、触觉信息（座椅震动、安全带勒紧等）、声音提示信息（接管报警提示、疲劳驾驶声音提示等；例如经由声音输出模块346输出）。一方面，自动驾驶控制子系统31会将自动驾驶状态切换过程的结果传递到人机交互子系统34，以便操作员做出及时做出正确的操作。另一方面，人机交互子系统34（例如，经由具有触摸输入功能的显示器342或者其他输入部件）获取操作员的指令，并反馈到自动驾驶控制子系统31，以便系统进行下一阶段的状态切换。

图7主要示出驾驶员监测子系统35的工作原理。如图所示，驾驶员监测子系统35可以与摄像头352、安全带插孔检测传感器（未示出）、方向盘外围的传感器（未示出）耦合。驾驶员监测子系统35主要用于监控驾驶位置的操作员驾驶状态，主要包括：注意力状态、疲劳状态、安全带状态、方向盘压力状态。其中注意力状态与疲劳状态可以通过车载摄像头352获取的视觉数据来判断；安全带状态可以通过安全带插孔检测传感器来判断；方向盘压力可以通过安装在方向盘外围的传感器来判断。

参见图8，车身控制子系统36主要用来控制车身外围辅助安全的一些设备，如门锁、灯光（例如，大灯366）、雨刮（如图中示出的刮雨器362）、洗涤器、喇叭。这些辅助设备是自动驾驶安全运行的必要条件之一。例如，车辆行驶时控制车门锁止，可以确保车辆乘员不被甩出车外；灯光系统自动开启可避免在夜晚或者在光线较暗的隧道时摄像头传感器曝光不足；雨刮与洗涤器自动开启，可避免安装在车外表面的激光雷达、摄像头等传感器因粘附泥沙、飞虫而出现感知错误。除了上述辅助安全设备，车身控制子系统36还提供远程通信信息（例如，经由通信模块364）与胎压状态信息。远程通信信息可以提供道路的交通状态。轮压状态反应了车辆行驶前与行驶中轮胎胎压的实时变化，可用于防止爆胎、漏气导致的车辆事故。

图10是根据本发明的一个实施例的车辆的驾驶状态的示意图，其中示出了根据本发明的一个实施例的车辆从上车到抵达目的地的所有驾驶状态，包括了车辆的驾驶模式以及所述模式切换的中间状态，具体而言是熄火状态1000、自动驾驶关闭状态1001、自动驾驶初始化状态1002、自动驾驶准备状态1003、自动驾驶运行状态1004以及故障安全控制状态1005。在本发明的一些实施例中分析确立了所有驾驶状态切换所需要判断的安全驾驶条件与操作，并基于自动驾驶车辆控制方式设计了由多个子系统组成的自动驾驶状态切换机制。

在本发明的一些实施例中自动驾驶车辆状态是基于系统安全驾驶条件以及操作员的执行动作来切换的。具体的切换过程例如可以为：（1）当车辆处于静止的熄火状态1000下，若操作员执行车辆点火动作（对于电动汽车而言则是通电动作，本发明的原理适用于各种动力来源的车辆），系统将由熄火状态1000切换到自动驾驶关闭状态1001。（2）若操作员在自动驾驶关闭状态1001下打开自动驾驶控制开关以使能自动驾驶，系统将进入自动驾驶初始化状态1002。（3）自动驾驶初始化状态1002下，检查所有自动驾驶系统的安全驾驶的条件（例如，下文中将详细描述的第一等级驾驶条件和第二等级驾驶条件）；在所有必备条件全部满足的前提下，当操作员选择目的地后系统将进入自动驾驶准备状态1003。（4）自动驾驶准备状态1003下，系统检查从起始地到目的地的路径以及交通状况等是否满足自动驾驶条件（例如，下文中将详细描述的第三等级自动驾驶条件），在所有条件全部满足的前提下，系统发出提示并请求操作员确认运行自动驾驶功能，经过操作员确认后，系统将进入自动驾驶运行状态1004。（5）自动驾驶运行状态1004下，如果系统出现故障或外部交通环境发生恶劣变化，导致安全驾驶条件不满足，系统将请求操作员接管车辆并进入故障安全控制状态1005。（6）故障安全控制状态1005下，操作员正确接管车辆，系统将进入自动驾驶关闭状态1001。（7）在所有状态切换过程中，当安全驾驶条件不满足或者操作员没有执行指定操作时，自动驾驶车辆状态可以反向转移。例如，自动驾驶准备状态1003下，如果规划的路径中存在交通管制，禁止通行，系统会反向转移到自动驾驶初始化状态1002。

在本发明的一些实施例中，如图12所示，驾驶状态发生切换时，车辆控制权也会随之发生切换。在熄火状态1000下车辆静止，无需控制。在自动驾驶关闭状态1001、自动驾驶初始化状态1002、自动驾驶准备状态1003下的车辆控制权为车辆的操作员（如驾驶员、领航员、安全员、乘客等）。在自动驾驶运行状态1004下的车辆控制权为自动驾驶控制器。在故障安全控制状态1005下的车辆控制权会依据操作员的接管状态分配给车辆操作员或自动驾驶控制器，操作员没有接管的部分由自动驾驶控制器承担。具体而言，例如，故障安全控制状态1005下自动驾驶控制器可以逐步释放车辆控制权的过程。如果方向盘压力传感器感知到了操作员的双手，自动驾驶控制器则释放转向控制权；如果油门踏板或制动踏板传感器感知到操作员的动作，自动驾驶控制器则释放加速与减速的控制权。

在本发明的一些实施例中，所述安全驾驶条件是按照三层（或称为三个等级）检测模型进行设计的。每一层所检测的条件内容同步进行，完成第一层检测后立即进入下一层检测，以此可以提升系统运行效率。下面将具体描述所述安全驾驶条件三层检测模型。

第一层安全驾驶条件主要对自动驾驶车辆的各个系统进行检查以确定是否存在已知的故障，所述检查的对象可以包括：传感器、自动驾驶控制器、各个控制系统、灯光、门锁、雨刮、声音报警、洗涤器、人机交互的图像显示、仪表、震动座椅、安全带、动力系统、制动系统、转向系统、胎压、保养条件以及远程通信等等。只有当第一层中的检测项全部通过才可执行下一层安全驾驶条件检测。

第二层安全驾驶条件主要检测车辆外在的交通环境、天气与定位准确性是否满足无人驾驶的设计操作范围（防止系统在密集的交通流、极端恶劣的天气、定位偏差大的条件下启动），同时主动激活能够维持安全驾驶的自动照明与自动清洁装置。具体的检测项目可以包括：自动灯光的开启（防止光线过暗影响自动驾驶控制系统的摄像头感知功能）、自动雨刮的开启（防止下雨或泥污覆盖摄像头或其他传感器，影响自动驾驶系统的感知功能）、传感定位与地图定位校验（防止车辆出现定位错误影响自动驾驶系统的规划控制功能）、周围交通环境（防止车辆在密集且复杂的交通流下，超出自动驾驶功能设计范围）、天气（防止当前与为了极端恶劣天气，导致的预期功能安全风险）、车辆起始地址（防止车辆处在高精度地图未识别的位置）。

第三层安全驾驶条件主要检测目标路径的法规符合性，判断当前车辆的运动状态是否适合自动驾驶（防止速度过快或转向幅度过大），同时对操作员驾驶状态进行必要检测（防止操作员在紧急情况下无法接管车辆）。具体的检测项目可以包括：路径合规检查（防止路径上存在未经授权、封路、管制等无法通行的情形）、行进方向检查（防止车辆出现逆行）、车道宽度检查（防止车辆在既定路线上因道路狭窄而无法通行），以上统称为目标路径检查；油量评估（防止到达目的地途中出现油量不足）、车辆运动状态检查（防止车辆在速度过快、转弯幅度过大、上下陡坡时启动自动驾驶功能）、挡位设置（防止车辆挡位处于倒车挡、驻车挡、空挡），以上统称为车辆工况检查；操作员状态检查（防止操作员过度疲劳、注意力分散等因素导致在紧急状态下无法接管车辆）。

需要注意的是，三层安全驾驶条件检测模型可以是逐级执行的，即先执行第一层安全驾驶条件检测，再执行第二层安全驾驶条件检测，最后执行第三层安全驾驶条件检测。为了提升系统检测过程的效率，每一层安全驾驶条件的检测内容应该是同步实施的。如果出现检测不通过的情况，系统必须将不通过的具体项用图形与文字描述的方式发送到人机交互子系统34，以提示操作员通过必要的操作来使安全驾驶条件检测满足要求。如果操作员无法通过必要操作来满足要求，系统则退回到自动驾驶关闭状态1001。

在本发明的一些实施例中，本申请的自动驾驶状态切换系统包括如上文详细描述的自动驾驶控制子系统31、动力子系统32、底盘子系统33、人机交互子系统34、驾驶员监测子系统35以及车身控制子系统36。所述自动驾驶状态切换系统包括的每一个子系统具备不同的任务分工。这些系统通过一定数据协议进行通信，共同完成驾驶状态切换任务。所述自动驾驶状态切换系统中，自动驾驶控制子系统31是自动驾驶状态切换的核心组成部分，该子系统承担具体的状态切换任务，同时对其他子系统发出执行驾驶任务的指令。其余子系统承担对安全驾驶条件的检测任务，并执行来自自动驾驶控制子系统31的指令。

如图11所示，本发明的一些实施例提出了一种驾驶模式切换方法，所述方法例如可以包括如下步骤。首先，在步骤1101中，接收将车辆从自动驾驶关闭状态切换到自动驾驶模式的请求。其次，在步骤1102中，判断车辆的多个子系统是否都满足多个等级的驾驶条件，多个子系统中的每一者用于执行相应的驾驶任务。若在步骤1102中判断出多个子系统中的每一者都满足多个等级的驾驶条件，则转至步骤1105，其中车辆转入自动驾驶运行状态（在自动驾驶运行状态下车辆得以实现自动控制）。需要指出的是，本申请中记载的多个子系统中的每一者都满足多个等级的驾驶条件包括了这样一种情况：即，某些子系统可能与某些等级的驾驶条件没有关联，这也视为这些子系统满足了相关等级的驾驶条件。若在步骤1102中判断出多个子系统中的任意一者不满足多个等级的驾驶条件中的任意一者，则在步骤1103中给出引导任务，并且在步骤1104中判断引导任务是否都已完成。在确定引导任务都完成时，转至步骤1105，车辆转入自动驾驶运行状态；若存在未完成的引导任务则可以等待直至任务全部完成。

在本发明的一些实施例中，如图10所示，车辆是从熄火状态1000进入到自动驾驶关闭状态1000的，随后才按照上文的过程执行驾驶模式的切换。具体而言，在熄火状态1000下，操作员可以通过钥匙或远程控制的方式给以汽柴油为动力的车辆发动机点火。如果点火成功，则系统将由熄火状态1000切换到自动驾驶关闭状态1001；如果点火失败，则系统停留在熄火状态1000。自动驾驶关闭状态1001下，操作员可以通过挡位控制器、方向盘、油门踏板、制动踏板实现对车辆前进、后退、加速、制动等操作。当操作员打开“自动驾驶开启”开关，系统将切换到自动驾驶初始化状态1002（下文将详细描述）。当操作员对车辆进行熄火操作，系统将切换到熄火1000状态。自动驾驶关闭状态1001是自动驾驶车辆点火后默认的一种驾驶状态。

在本发明的一些实施例中，多个等级的驾驶条件包括第一等级驾驶条件和第二等级驾驶条件。第一等级驾驶条件例如可以包括以下至少一者的状况：灯光、雨刮、声音报警、洗涤器、人机交互图像显示、仪表显示、振动座椅、动力系统、制动系统、转向系统、胎压、保养条件以及远程通信。第二等级驾驶条件例如可以包括以下至少一者的状况：交通、天气以及定位。

在本发明的一些实施例中，接收到请求后，车辆从自动驾驶关闭状态1001切换到自动驾驶初始化状态1002；在自动驾驶初始化状态1002下，判断车辆的多个子系统是否都满足第一等级驾驶条件和第二等级驾驶条件：若多个子系统中的每一者都满足第一等级驾驶条件和第二等级驾驶条件，则提示确定目的地，并且在确定目的地后，车辆转入自动驾驶准备状态1003；若多个子系统中的任意一者不满足第一等级驾驶条件或第二等级驾驶条件，则执行如下判断：若可以通过引导任务满足第一等级驾驶条件和第二等级驾驶条件，则给出引导任务，并且在确定引导任务都完成时，车辆转入自动驾驶准备状态1003；若不可以通过引导任务满足第一等级驾驶条件或第二等级驾驶条件，则车辆返回到自动驾驶关闭状态1001。此外，在自动驾驶初始化状态1002下若接收到关闭自动驾驶模式的请求则车辆转入自动驾驶关闭状态1001。具体而言，例如在自动驾驶初始化状态1002下，自动驾驶控制器已经启动，并开始对自动驾驶控制子系统31、动力子系统32、底盘子系统33、车身控制子系统36、人机交互子系统34、驾驶员监测子系统35等各个子系统进行第一等级和第二等级安全驾驶条件检测。如果第一等级安全驾驶条件检查通过，则进入第二等级安全驾驶条件检查。如果第二等级安全驾驶条件检测通过，则请求车辆操作员输入目的地，并切换到自动驾驶准备状态1003。如果第一等级或者第二等级安全驾驶条件检测项有任何一项不通过，系统则将没有通过的检测项用图形和/或文字描述的方式发送到人机交互子系统34，以提示操作员通过必要的操作来使第一等级和第二等级安全驾驶条件检测满足要求。如果操作员无法通过必要操作来满足要求，系统则退回到自动驾驶关闭状态1001。在本发明的一些实施例中，如在上文所详细描述的，若判断出多个子系统中的每一者都满足（其余的）多个等级的驾驶条件，则车辆转入自动驾驶运行状态1004，在此还援引上文实施例中的其他操作逻辑，不再赘述。

在本发明的一些实施例中，驾驶条件还包括第三等级驾驶条件，第三等级驾驶条件包括以下至少一者的状况：目标路径、车辆工况和操作员驾驶状态。在本发明的一些实施例中，在自动驾驶准备状态1003下，规划到目的地的路径，并且判断车辆的多个子系统是否都满足第三等级驾驶条件：若多个子系统中的每一者都满足第三等级驾驶条件，则提示确认是否启动自动驾驶模式，并且在确定启动自动驾驶模式时，车辆转入自动驾驶运行状态1004。需要注意的是，此处的“确认启动”是对“启动自动驾驶模式”的二次确认，尽管“确认启动”、“启动”在形式上可能是相同的（例如，按压同一个开关），但是“启动”在逻辑上是“确认启动”（或称“确定启动”）的前提；由此，本申请中记载的“退出自动驾驶模式的请求”与“确认启动”是一组逆过程，而“将车辆从自动驾驶关闭状态切换到自动驾驶模式的请求”（或者“启动”）与“关闭自动驾驶模式的请求”是一组逆过程。若多个子系统中的任意一者不满足第三等级驾驶条件，则执行如下判断：若可以通过引导任务满足第三等级驾驶条件，则给出引导任务，并且在确定引导任务都完成时，车辆转入自动驾驶运行状态1004；若不可以通过引导任务满足第三等级驾驶条件，则车辆返回到自动驾驶初始化状态1002。具体而言，自动驾驶准备状态1003下，系统根据操作员输入的起始地和目的地规划合理的路径，并执行第三层安全驾驶条件检测。如果所述检测通过，系统则请求操作员确认“启动自动驾驶”请求，系统获得确认后切换到自动驾驶运行状态1004；如果所述检测不通过，系统则将不通过的检测项用图形与文字描述的方式发送到人机交互子系统34，以提示操作员通过必要的操作来使第三层安全驾驶条件检测满足要求。如果操作员无法通过必要操作来满足要求，系统则退回到自动驾驶初始化状态1002。

在自动驾驶运行状态1004下，系统将获得正式的车辆控制权，并依据规划的路径对动力子系统32、底盘子系统33、车身控制子系统36、人机交互子系统34发出指令，以使车辆实现定向安全移动。在本发明的一些实施例中，以下情况可能触发车辆的状态转换：若在自动驾驶运行状态1004下接收到退出自动驾驶模式的请求，则车辆转入自动驾驶准备状态1003。若在自动驾驶运行状态1004下操作员接管车辆，则车辆转入自动驾驶关闭状态1001。

以下情况也可能触发车辆的状态转换：若在自动驾驶运行状态1004下检测到若多个子系统中的任意一者出现故障，则车辆转入故障安全控制状态1005。若在故障安全控制状态1005下故障消除，则车辆转入自动驾驶运行状态1004。若在故障安全控制状态1005下（操作员等）接管车辆，则车辆转入自动驾驶关闭状态1001。在故障安全控制状态1005下，车辆可以被部分接管；在故障安全控制状态1005下，车辆的多个子系统中的一些可以被接管。具体而言，在该模式下可能包括至少三种状态的切出事件：第一种是操作员主动握住方向盘，并踩下了油门踏板或制动踏板中的任何一个，系统将切换到自动驾驶关闭状态1001；第二种是操作员通过人机交互子系统34输入“关闭自动驾驶”请求，经过双重确认后（防止误操作），系统将切换到自动驾驶准备状态1003；第三种是系统检测到了故障（如第一、第二、第三安全驾驶条件检测不通过），系统将切换到故障安全控制状态1005。

在本发明的一些实施例中，在故障安全控制状态1005下，系统通过人机交互子系统34发出声光接管提示，请求操作员接管车辆的控制权。如果车辆操作员没有成功接管车辆，系统将再一次发出声光接管提示，并依据故障危险等级采取必要的安全措施（如减速停车、靠边停车等）。如果操作员成功接管了车辆（方向盘感应到握手压力，同时有操作员提供的油门或制动踏板输入），系统将切换到自动驾驶关闭状态1001。如果操作员只部分接管了车辆（如方向盘、油门踏板、制动踏板中的任意一项），系统将释放操作员已经接管了的部分控制权，并仍然停留在故障安全控制状态1005。如果系统检测到故障已经恢复，且操作员并没有完全接管车辆，系统将重新切换到自动驾驶运行状态1004。

本发明的一些实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，使得处理器执行上文所述的任意一种方法。

本发明的一些实施例提出了一种驾驶模式切换系统，其包括多个子系统和判断单元。多个子系统中的每一者用于执行相应的驾驶任务，并且多个子系统中的一者或多者接收从自动驾驶关闭状态1001切换到自动驾驶模式的请求；判断单元，其用于判断多个子系统是否都满足多个等级的驾驶条件：若多个子系统中的每一者都满足多个等级的驾驶条件，则车辆转入自动驾驶运行状态1004；若多个子系统中的任意一者不满足多个等级的驾驶条件中的任意一者，则给出引导任务，并且在确定引导任务都完成时，车辆转入自动驾驶运行状态1004。其中，车辆在自动驾驶运行状态1004下得以实现自动控制。

本发明的一些实施例提出了根据多个子系统和多个等级的驾驶条件来切换车辆的驾驶模式的机制，相较于传统的切换机制，其逻辑性更强、可靠性更高，可以在一定程度上避免操作员的误解和误操作，从而进一步提高了切换车辆的驾驶模式过程中的体验。需要说明的是，附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或者在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或者在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

以上例子主要说明了本发明的驾驶模式切换方法、系统以及计算机可读存储介质。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (10)

1.一种驾驶模式切换方法，其特征在于，所述方法用于车辆在自动驾驶关闭状态、自动驾驶初始化状态、自动驾驶准备状态、自动驾驶运行状态和故障安全控制状态之间切换，并且所述方法包括如下步骤：

接收将车辆从所述自动驾驶关闭状态切换到自动驾驶模式的请求；

将所述车辆从所述自动驾驶关闭状态切换到所述自动驾驶初始化状态；

在所述自动驾驶初始化状态下判断所述车辆的多个子系统是否都满足多个等级的驾驶条件以确定是否将所述车辆转入所述自动驾驶准备状态，包括：

在所述自动驾驶初始化状态下，判断所述车辆的所述多个子系统是否都满足第一等级驾驶条件和第二等级驾驶条件：

若所述多个子系统中的每一者都满足所述第一等级驾驶条件和所述第二等级驾驶条件，则提示确定目的地，并且在确定所述目的地后，所述车辆转入自动驾驶准备状态；若所述多个子系统中的任意一者不满足所述第一等级驾驶条件或所述第二等级驾驶条件：

若可以通过引导任务满足所述第一等级驾驶条件和所述第二等级驾驶条件，则给出所述引导任务，并且在确定所述引导任务都完成时，所述车辆转入所述自动驾驶准备状态；

若不可以通过所述引导任务满足所述第一等级驾驶条件或所述第二等级驾驶条件，则所述车辆返回到所述自动驾驶关闭状态；

所述车辆从所述自动驾驶准备状态再转入所述自动驾驶运行状态，其中所述多个子系统中的每一者用于执行相应的驾驶任务，并且：

在所述自动驾驶准备状态下，规划到所述目的地的路径，并且判断所述车辆的多个子系统是否都满足第三等级驾驶条件：

若所述多个子系统中的每一者都满足所述第三等级驾驶条件，则提示确认是否启动所述自动驾驶模式，并且在确定启动所述自动驾驶模式时，所述车辆转入自动驾驶运行状态，其中，所述车辆在所述自动驾驶运行状态下得以实现自动控制，其中所述多个等级的驾驶条件包括目标路径的状况；

若所述多个子系统中的任意一者不满足所述第三等级驾驶条件：

若可以通过所述引导任务满足所述第三等级驾驶条件，则给出所述引导任务，并且在确定所述引导任务都完成时，所述车辆转入所述自动驾驶运行状态；

若不可以通过所述引导任务满足所述第三等级驾驶条件，则所述车辆返回到所述自动驾驶初始化状态；

在所述多个子系统中的任意一者不满足所述多个等级的驾驶条件中的任意一者的情况下给出引导任务，并且在确定所述引导任务都完成时，所述车辆转入所述自动驾驶运行状态；以及

在所述自动驾驶运行状态下检测到所述多个子系统中的任意一者出现故障的情况下，将所述车辆转入所述故障安全控制状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个等级的驾驶条件包括第一等级驾驶条件、第二等级驾驶条件和第三等级驾驶条件，其中：

所述第一等级驾驶条件包括以下至少一者的状况：传感器、自动驾驶控制器、各个控制系统、灯光、门锁、雨刮、声音报警、洗涤器、人机交互图像显示、仪表、震动座椅、安全带、动力系统、制动系统、转向系统、胎压、保养条件以及远程通信；

所述第二等级驾驶条件包括以下至少一者的状况：交通、天气以及定位；以及

所述第三等级驾驶条件包括以下至少一者的状况：目标路径、车辆工况和操作员驾驶状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若在所述自动驾驶初始化状态下接收到关闭所述自动驾驶模式的请求，则所述车辆转入所述自动驾驶关闭状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若在所述自动驾驶运行状态下接收到退出所述自动驾驶模式的请求，则所述车辆转入所述自动驾驶准备状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若在所述自动驾驶运行状态下接管所述车辆，则所述车辆转入所述自动驾驶关闭状态。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若在所述故障安全控制状态下所述故障消除，则所述车辆转入所述自动驾驶运行状态。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若在所述故障安全控制状态下接管所述车辆，则所述车辆转入所述自动驾驶关闭状态。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述故障安全控制状态下，所述车辆可以被部分接管。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述故障安全控制状态下，所述车辆的所述多个子系统中的一些可以被接管。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-9中任一项所述的方法。

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