CN113753069A - 自动驾驶控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动驾驶控制方法及装置。用于控制自动驾驶车辆的自动驾驶的方法包括：检测车辆以自动驾驶模式运行时无法进行自动驾驶的情况；输出控制权移交请求警示警报，然后激活最小风险策略驾驶模式；基于检测到的情况来确定驾驶员注视有效性；当驾驶员注视确定为有效时，确定驾驶员干预有效性；基于驾驶员干预有效性来确定自动驾驶车辆的控制权移交。因此，可以将控制权从系统可靠地转移给驾驶员。

Description

自动驾驶控制方法及装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年6月5日提交的韩国专利申请No.10-2020-0068494的优先权及权益，其全部内容通过引用纳入本文。

技术领域

本发明涉及自动驾驶车辆控制，更具体地，涉及这样一种自动驾驶车辆控制，其中3级自动驾驶车辆在执行自动驾驶功能的同时确定驾驶员注视有效性，并且基于确定结果安全地执行从系统到驾驶员的控制权移交。

背景技术

本节中的陈述仅提供涉及本发明的背景信息，并不会构成现有技术。

自动驾驶车辆需要具有适应性地应对驾驶过程中实时变化的周围环境的能力。

为了批量生产和激活自动驾驶车辆，需要可靠的确定控制功能。

当前生产的2级自动驾驶系统需要驾驶员的前方注视，并且当自动驾驶期间驾驶员在一定时间段内没有握住方向盘时，输出预定的移交警示警报。

因此，当驾驶员有意地将自动驾驶模式改变为手动驾驶模式时，2级自动驾驶系统应当确定驾驶员是否握住方向盘以及驾驶员是否处于前方注视状态。

此外，通常，提供了这样一种驾驶安全系统，其基于驾驶员的眨眼来确定驾驶员是否困倦，或基于驾驶员打哈欠来测量驾驶员的疲劳，并且基于测量出的疲劳来输出警示警报消息，该警示警报消息指示驾驶员停车并休息。

3级自动驾驶系统在执行自动驾驶功能时并不一定需要驾驶员抓握方向盘，并且允许驾驶员根据驾驶员的意愿来禁止自动驾驶功能，并激活手动驾驶模式。

因此，3级自动驾驶系统允许驾驶员手离开。因此，当将驾驶模式从自动驾驶模式切换到手动驾驶模式时，系统应当准确地确定驾驶员是否准备好执行手动驾驶。

在目前的3级自动驾驶系统中，可能会出现这样的情况：在自动驾驶模式停用的情况下，当驾驶员没有准备好接收控制权移交时(在驾驶员的手离开状态期间)，自动驾驶系统和驾驶员都没有控制驾驶。因为当驾驶员未准备好驾驶时，自动驾驶被停用，所以，这增加了发生事故的风险。

当前，用于基于驾驶员的注视来确定驾驶员是否注意到前方景象的系统已经得到商业化。然而，当该系统应用于3级自动驾驶车辆时，安全性可能无法得到保证。

因此，为了避免危险情况，系统必须能够准确地确定驾驶员是否准备好接收控制权移交。

发明内容

本发明的一方面提供一种自动驾驶控制方法及装置。

本发明的另一方面提供了这样一种自动驾驶控制方法及装置：其能够在自动驾驶过程中发生控制权移交情况时确定驾驶员注视有效性，并且基于确定结果更安全地执行从系统到驾驶员的控制权移交。

本发明的另一方面提供了这样一种自动驾驶控制方法及装置：其能够基于与每个控制权移交事件类型有关的驾驶员注视有效性和驾驶员干预有效性来确定最佳驾驶控制方案。

本发明的另一方面提供了这样一种自动驾驶控制方法及装置：其能够在汽车工程师协会(Society of Automotive Engineers，SAE)3级自动驾驶车辆中更加准确和安全地确定是否执行控制权移交和用于执行移交的方案。

本发明性构思要解决的技术问题不限于上述问题，并且本发明所属领域的技术人员从以下描述中将清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。

根据本发明的一方面，一种用于控制自动驾驶车辆的自动驾驶的方法包括：检测在车辆以自动驾驶模式运行时无法进行自动驾驶的情况；输出控制权移交请求警示警报，然后激活最小风险策略驾驶模式；根据检测到的无法进行自动驾驶的情况来确定驾驶员注视有效性；当驾驶员注视确定为有效时，确定驾驶员干预有效性；基于关于驾驶员干预的有效性的确定结果来确定自动驾驶车辆的控制权移交。

根据一个实施方案，基于检测到的无法进行自动驾驶的情况来确定驾驶员注视有效性可以包括：利用设置于车辆的摄像机执行驾驶员面部识别；基于驾驶员面部识别结果来识别驾驶员注视点；基于驾驶员注视点和检测到的无法进行自动驾驶的情况来计算驾驶员注视质量值Q；其中，基于Q评估驾驶员注视有效性。

根据一个实施方案，当Q为最小值时，最小风险策略驾驶模式可以保持为执行车道保持和减速行驶，而不管是否检测到驾驶员干预。

根据一个实施方案，当Q为最大值，并且驾驶员握住方向盘时，可以停用警示警报的输出，可以将全部控制权从自动驾驶系统转移给驾驶员，以激活完全手动驾驶模式。

根据一个实施方案，当Q为最大值，并且在驾驶员没有握住方向盘的情况下驾驶员正执行前后方向运动控制时，可以将前后方向运动控制权从系统转移给驾驶员，而左右方向运动控制权属于系统。

根据一个实施方案，当Q在最小值与最大值之间时，并且当方向盘扭矩超过阈值时，可以激活完全手动驾驶模式，其中，可以将阈值动态地设置为具有与Q成反比的关系。

根据一个实施方案，当Q在最小值与最大值之间时，并且在驾驶员没有握住方向盘的情况下由驾驶员引起的减速度大于对应于最小风险策略驾驶模式的减速度时，可以将前后方向移动控制权从系统转移给驾驶员，而左右方向移动控制权属于系统。

根据一个实施方案，当Q在最小值与最大值之间时，并且在驾驶员没有握住方向盘的情况下由驾驶员引起的减速度小于或等于对应于最小风险策略驾驶模式的减速度时，最小风险策略驾驶模式可以保持为执行车道保持和减速行驶。

根据一个实施方案，检测到的无法进行自动驾驶的情况可以是预期转移请求(transition demand，TD)事件，其包括路段终止事件和弯道路段驾驶事件，其中，当在路段终止事件中驾驶员处于前方注视状态时，或者在弯道路段驾驶事件中驾驶员的注视方向对于弯道路段有效时，可以将Q确定为最大值，其中，当在路段终止事件中驾驶员没有处于前方注视状态时，或者在弯道路段驾驶事件中驾驶员的注视方向对于弯道路段无效时，可以将Q确定为最小值。

根据一个实施方案，当检测到的无法进行自动驾驶的情况是意外的TD事件时，其中，可以基于引起意外TD情况的点与驾驶员注视点之间的距离来确定Q。

根据本发明的一方面，一种用于控制自动驾驶的装置包括：识别器，其用于检测车辆以自动驾驶模式操作时无法进行自动驾驶的情况；控制器，其用于输出控制权移交请求警示警报，然后当检测到无法进行自动驾驶的情况时，激活最小风险策略驾驶模式；驾驶员注视有效性确定器，其用于基于检测到的无法进行自动驾驶的情况确定驾驶员注视有效性；驾驶员干预有效性确定器，其用于当驾驶员注视确定为有效时，确定驾驶员干预有效性；以及控制权移交确定器，其用于基于与驾驶员干预有效性有关的确定结果来确定控制权移交。

根据一个实施方案，所述装置可以进一步包括：驾驶员面部识别系统，其用于结合车内摄像机来执行驾驶员面部识别；其中，驾驶员注视有效性确定器可以基于驾驶员面部识别结果来识别驾驶员注视点，基于驾驶员注视点和检测到的无法进行自动驾驶的情况来计算驾驶员注视质量值Q，并且基于Q来评估驾驶员注视有效性。

根据一个实施方案，当Q为最小值时，控制权移交确定器可以确定保持最小风险策略驾驶模式，以执行车道保持和减速行驶，而不管是否检测到驾驶员干预。

根据一个实施方案，当Q为最大值，并且驾驶员握住方向盘时，所述控制权移交确定器可以确定停用警示警报的输出，然后将全部控制权从自动驾驶系统转移给驾驶员，以激活完全手动驾驶模式。

根据一个实施方案，当Q为最大值，并且在驾驶员没有握住方向盘的同时驾驶员正执行前后方向运动控制时，所述控制权移交确定器可以确定将前后方向运动控制权从自动驾驶系统转移给驾驶员，而左右方向运动控制权属于系统。

根据一个实施方案，当Q在最小值与最大值之间，并且当方向盘扭矩超过阈值时，控制权移交确定器可以确定激活完全手动驾驶模式，其中，可以将所述阈值动态地设置为具有与Q成反比的关系。

根据一个实施方案，当Q在最小值与最大值之间，并且在驾驶员没有握住方向盘的情况下由驾驶员引起的减速度大于对应于最小风险策略驾驶模式的减速度时，控制权移交确定器可以确定将前后方向移动控制权从自动驾驶系统转移给驾驶员，而左右方向移动控制权属于系统。

根据一个实施方案，当Q在最小值与最大值之间，并且在驾驶员没有握住方向盘的情况下由驾驶员产生的减速度小于或等于对应于最小风险策略驾驶模式的减速度时，控制权移交确定器可以确定保持最小风险策略驾驶模式，以执行车道保持和减速行驶。

根据一个实施方案，检测到的无法进行自动驾驶的情况可以是预期转移请求(transition demand，TD)事件，其包括路段终止事件和弯道路段驾驶事件，其中，当在路段终止事件中驾驶员处于前方注视状态时，或者在弯道路段驾驶事件中驾驶员的注视方向对于弯道路段有效时，可以将确定Q为最大值，其中，当在路段终止事件中驾驶员没有处于前方注视状态时，或者在弯道路段驾驶事件中驾驶员的注视方向对于弯道路段无效时，可以将Q确定为最小值。

根据一个实施方案，检测到的无法进行自动驾驶的情况可能是意外的TD事件，其中，可以基于引起意外TD情况的点与驾驶员注视点之间的距离来确定Q。

附图说明

通过随后结合附图所呈现的具体描述将更为清楚地理解本发明的以上特征和优点：

图1为根据本发明的一个实施方案的自动驾驶车辆的自动化等级的表格；

图2为用于示出在自动驾驶过程中根据TD情况发生的自动驾驶车辆控制步骤的示意图；

图3为用于示出根据本发明的一个实施方案的自动驾驶控制装置的结构的框图；

图4为用于示出根据本发明的一个实施方案的自动驾驶控制装置中的自动驾驶控制方法的流程图；

图5为用于示出根据本发明的另一个实施方案的自动驾驶控制装置中的自动驾驶控制方法的流程图；

图6为用于示出根据本发明的另一个实施方案的自动驾驶控制装置中的自动驾驶控制方法的流程图；

图7为用于示出根据本发明的一个实施方案的当预期TD事件发生时确定驾驶员注视有效性的方法的图；

图8为示出根据本发明的实施方案的当意外的TD事件发生时确定驾驶员注视有效性的方法的图。

具体实施方式

下文中，将参考示例性附图对本发明的部分实施方案进行详细描述。应当注意，在将附图标记添加到附图的组件时，即使相同或等同的组件存在于不同的附图中，也由相同的附图标记表示。此外，在描述本发明的实施方案时，当确定出相关描述的已知组件或功能干扰对本发明的实施方案的理解时，将省略其详细描述。

在描述根据本发明的实施方案的组件时，可以使用诸如第一、第二、“A”、“B”、(a)、(b)等术语。这些术语仅仅旨在将组件之间区分开，并且这些术语不限制组件的性质、顺序或次序。除非另有定义，否则本文中所使用的包括技术和科学术语的所有术语具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。应当进一步理解，诸如常用字典中定义的术语应当理解为具有与其在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不会解释为理想化或过于正式的意义，除非本文中明确地如此定义。

下文中，将参考图1至图8详细描述本发明的实施方案。

图1为定义了根据本发明的一个实施方案的自动驾驶车辆的自动化等级的表格。

自动驾驶车辆是指这样的车辆：其通过识别车辆的行驶环境并由此确定为了避免危险的行驶路线来确定危险的同时自行驾驶，从而使驾驶员的驾驶操作最小化。

最终，自动驾驶车辆是指能够在没有人为影响的情况下驾驶、转向和驻车的车辆。作为自动驾驶车辆核心技术的自动驾驶是指在没有主动控制或驾驶员监视的情况下驾驶车辆的能力。该能力目前日益先进。

然而，如图1所示，当前自动驾驶汽车的概念可以包括中间自动化等级，所述中间自动化等级发展到全自动等级，并且可以对应于以面向全自动驾驶车辆大规模生产和的商业化为目标导向的概念。

根据本发明的自动驾驶控制方法可以应用于对应于图1所示的自动驾驶系统的自动化等级中的等级3(有条件的自动驾驶)的自动驾驶车辆，但可以不限于此，并且还可以应用于可能发生控制权移交情况的其他级别的自动驾驶车辆。

基于汽车工程师学会(Society of Automotive Engineers，SAE)的自动驾驶车辆的自动化级别可以如图1所示的表格进行分类。

图2为用于示出在自动驾驶过程中根据TD情况发生的自动驾驶车辆控制步骤的示意图。

下文中，为了便于描述，将自动驾驶车辆简称为“车辆”。

参考图2，当根据驾驶员对自动驾驶选择按钮的输入来激活自动驾驶功能时，车辆可以以自动驾驶模式操作。

基于自动驾驶正常运行状态下的方向盘扭矩值和方向盘扭矩保持时间、加速器/制动器的加速/减速控制量、自动驾驶停用按钮输入等，车辆可以确定驾驶员干预是否发生。

在自动驾驶正常运行的状态下，当检测到驾驶员干预时，车辆可以立即将自动驾驶模式切换为手动驾驶模式。

在自动驾驶过程中，当由于系统故障、碰撞风险检测等而导致转移需求(Transition Demand，TD)情况出现时，车辆可以输出请求从系统向驾驶员进行控制权移交的警示警报消息，并且可以运行最小风险策略驾驶模式。

就此而言，TD情况是指不再保持自动驾驶的情况，并且可以包括诸如被其他车辆干扰、前方行人或野生动物的出现、前方障碍物的检测、前方车辆的突然停车、天气恶化等情况，但不限于此。诸如车辆控制器故障、车辆通信故障以及燃料短缺和故障情况的系统故障可以包括在其中。

此外，TD情况可以包括自动驾驶车辆可以预料的预期事件和上述的意外事件。在一个示例中，预期事件可以包括收费站进入事件、高速公路路段终止事件等，并且不限于此。

当车辆以最小风险策略驾驶模式运行时，车辆可以执行车道保持和减速控制，直到车辆完全停车。

基于根据加速器/制动器操作的加速和减速、驾驶员是否抓握方向盘、方向盘扭矩值以及方向盘扭矩保持时间，车辆可以确定在最小风险策略驾驶模式下驾驶员注视的有效性，以及可以确定驾驶员干预的有效性。

车辆可以基于确定结果来确定最小风险策略驾驶模式下的驾驶员注视有效性和驾驶员干预有效性，以及停用最小风险策略驾驶模式并切换至手动驾驶模式。

当从系统到驾驶员的控制权移交正常完成时，车辆可以停止输出请求将控制权从系统移交给驾驶员的警示警报消息。

图3为用于示出根据本发明的一个实施方案的自动驾驶控制装置的结构的框图。

参考图3，自动驾驶控制装置300可以包括GPS接收器301、雷达/激光雷达302、车外摄像机303、车内摄像机304、驾驶员面部识别系统305、方向盘操纵检测器306、自动驾驶控制器310、转向控制器320、转向致动器321、加速和减速控制器330、加速器331、减速器332、警示警报生成器340以及方向盘350。

自动驾驶控制器310可以配置为包括精确位置测量装置311、识别器312、控制器313、驾驶员注视有效性确定器314、驾驶员干预有效性确定器315以及控制权移交确定器316。

图3所示的自动驾驶控制装置300的所有组件不一定是必不可少的组件，因此其中可以包括更多或更少的组件。

GPS接收器301可以从位置测量卫星接收位置信号。就此而言，位置信号可以用于创建关于车辆的地理位置信息。

雷达/激光雷达302可以检测车辆周围的物体。雷达/激光雷达302可以检测车辆的前方、侧方和后方的物体，可以计算与检测到物体的距离，可以区分检测到的物体是静态物体还是动态物体，并且可以测量检测到的动态物体的移动速度，可以区分检测到的动态物体是行人还是车辆，并且可以通过高分辨率地形扫描来识别道路和设施的情况。

车外摄像机303可以安装在车辆的外部，以拍摄车辆的前方图像、侧方图像和后方图像。为此，可以将多个车外摄像机303设置于车辆。

由车外摄像机303拍摄的图像可以用于诸如车道线识别、车辆周围的物体识别和增强现实的目的。

车内摄像机304可以安装于车辆的内侧，以拍摄驾驶员的照片。在一个示例中，车内摄像机304可以识别驾驶员的面部并且对驾驶员的面部进行成像。在实施方案中，车内摄像机304可以包括用于拍摄热像图的基于红外热的面部识别摄像机，但是不限于此。车内摄像机304可包括可见光摄像机和红外热摄像机两者，以对可见图像和红外图像进行成像。

车内摄像机304拍摄的图像可以用于分析和监视驾驶员的注视方向和注视点、驾驶员是否困倦以及驾驶员的疲劳的目的。

驾驶员面部识别系统305可以根据来自自动驾驶控制器310的控制信号来分析由车内摄像机304拍摄的图像，以识别驾驶员的面部，并且基于识别出的面部来确定驾驶员的注视方向和驾驶员的注视点。

根据实施方案，自动驾驶控制器310可以在TD情况发生时激活车内摄像机304，并且可以控制驾驶员面部识别系统305执行驾驶员面部识别。然而，这仅仅是一个示例。当车辆以自动驾驶模式运行时，车内摄像机304可以自动激活，驾驶员面部识别系统305可以自动地执行驾驶员面部识别。

在一个示例中，TD情况可以包括车辆前方出现的行人或野生动物、前方障碍物检测、车辆切入、车辆控制器/致动器故障、车外摄像机系统和车内摄像机系统故障、车辆内部/外部通信故障等。

方向盘操纵检测器306可以检测驾驶员对方向盘350的抓握状态和操纵状态。在一个示例中，当TD情况发生时，方向盘操纵检测器306可以根据来自自动驾驶控制器310的控制信号来测量方向盘扭矩。

在一个示例中，方向盘350装备有能够检测方向盘是否由驾驶员抓握的传感器，例如，触摸传感器、压力传感器或生物传感器中的至少一种。在这种情况下，方向盘操纵检测器306可以基于从至少一个传感器收集到的感测信息来确定方向盘350是否被驾驶员抓握。

在另一个示例中，方向盘操纵检测器306可以结合转向控制器320和/或转向致动器321来测量方向盘350的扭矩量和扭矩变化。当感测到方向盘350的扭矩量或扭矩变化大于或等于预定参考值时，自动驾驶控制器310可以确定出驾驶员已经干预左右方向的转向。

下文中，将详细描述自动驾驶控制器310的详细结构。

精确位置测量装置311可以利用来自GPS接收器301的位置信号和预先存储的精确地图信息来确定车辆的当前位置，并且可以将确定出的车辆的当前位置映射到精确地图上。

识别器312可以基于来自雷达/激光雷达302的感测信息和由车外摄像机303成像的图像信息来识别车道线，并且可以识别车辆行驶环境，例如，在车辆周围行驶的另一车辆、车辆周围的障碍物和车辆周围的行人。

此外，识别器312可以基于与车辆的当前位置相对应的精确地图信息来识别车辆是沿直线行驶还是沿曲线行驶。

此外，识别器312可以基于精确地图映射信息、从雷达/激光雷达302接收到的感测信息和由车外摄像机303成像的图像信息中的至少一种来识别车辆正在行驶的道路的速度限制、坡度和曲率。

控制器313可以基于识别器312的识别结果来计算请求命令值，并且可以将包括计算出的请求命令值的控制命令信号发送到转向控制器320和/或加速和减速控制器330。

此外，控制器313可以监视设置用于自动驾驶的各种系统/控制器/致动器的故障。

在一个示例中，故障监视可以包括监视车外/车内摄像机系统的故障、包括GPS接收器301的定位系统的故障、雷达/激光雷达302系统的故障、制动系统的故障、驱动系统的故障、传动系统的故障、通信系统的故障等。

控制器313可以基于识别器312的识别结果和/或故障监视结果来确定TD情况是否已经发生。

控制器313可以配置为控制警示警报生成器340在TD情况发生时输出请求从系统向驾驶员进行控制权移交的预定警示警报消息。

当TD情况发生时，控制器313可以允许车辆以最小风险策略驾驶模式运行并且执行车道保持和减速控制。

当TD情况发生时，驾驶员注视有效性确定器314可以计算驾驶员注视质量值，并且基于所述质量值来确定驾驶员注视有效性。

基于将在随后描述的附图的描述，通过驾驶员注视有效性确定器314基于TD情况类型的驾驶员注视质量值计算方法将变得更加清楚。

当TD情况发生时，驾驶员干预有效性确定器315可以识别驾驶员干预并且可以确定识别到的驾驶员干预的有效性。

控制权移交确定器316可以基于驾驶员注视有效性确定结果和驾驶员干预有效性评估结果来适应性地执行控制权移交控制方法。

在一个示例中，控制权移交控制方案可以包括保持最小风险策略驾驶模式的方案、切换到全手动模式的方案、切换到部分手动模式的方案等。

转向控制器320可以负责自动驾驶车辆的左右方向的运动。转向控制器320可以根据从自动驾驶控制器310的控制器313发送的左右方向运动控制请求命令值来控制转向致动器321的转向方向和扭矩。

加速和减速控制器330可以负责自动驾驶车辆的前后方向运动。

加速和减速控制器330可以基于从自动驾驶控制器310的控制器313发送的前后方向运动控制请求命令值来控制加速器331和/或减速器332。在一个示例中，加速器331可以包括控制给发动机提供空气量的节气门、控制给发动机提供燃料量的加速器等。减速器332可以包括降低车辆的速度的制动器。

图4为用于示出根据本发明的一个实施方案的自动驾驶控制装置中的自动驾驶控制方法的流程图。

在下文中，为了便于描述，将图3的自动驾驶控制装置300简称为“装置300”。

参考图4，当车辆以自动驾驶模式运行的同时发生无法进行自动驾驶的情况时(即，当检测到TD情况时)，装置300可以输出控制权移交请求警示警报，然后激活最小风险策略驾驶模式(S410至S420)。

当最小风险策略驾驶模式被激活时，装置300可以经由驾驶员面部识别来识别驾驶员的注视方向和注视点(S430)。

装置300可以基于检测到的TD情况来计算驾驶员注视质量值(S440)。

装置300可以基于驾驶员注视质量值来确定驾驶员注视有效性(S450)。

基于确定结果，当驾驶员注视对于检测到的TD情况有效时，装置300可以确定驾驶员干预有效性(S460)。

就此而言，驾驶员干预有效性可以包括“无效”、“部分有效”和“有效”中的一种。

基于步骤460中的确定结果，当驾驶员干预有效时，装置300可以激活完全手动驾驶模式，并且可以将全部控制权从系统转移给驾驶员。

基于步骤460中的确定结果，当驾驶员干预部分有效时，装置300可以激活部分手动驾驶模式，从而可以将前后方向运动的控制权转移给驾驶员，并且允许左右方向运动的控制权属于系统。

在步骤450中，当确定驾驶员注视对于检测到的TD情况无效时，或者在步骤460中，当确定驾驶员干预无效时，车辆可以前进至步骤430，并且可以在以最小风险策略驾驶模式执行车道保持和减速控制的同时执行驾驶员面部识别。

图5为用于示出根据本发明的另一个实施方案的自动驾驶控制装置中的自动驾驶控制方法的流程图。

下文中，为了便于描述，将图3的自动驾驶控制装置300简称为“装置300”。

参考图5，当车辆以自动驾驶模式运行的同时发生无法进行自动驾驶的情况时(即，当检测到TD情况时)，装置300可以输出控制权移交请求警示警报，然后激活最小风险策略驾驶模式(S501至S502)。

装置300可以计算驾驶员注视质量值Q(S503)。就此而言，Q可以具有0到1的值。

装置300可以确定Q是否为0(S504)。

基于确定结果，当Q为0时，装置300可以保持最小风险策略驾驶模式，以执行车道保持和减速控制，而与驾驶员干预无关(S505)。

基于步骤504中的确定结果，当Q不为0时，装置300可以确定Q是否为1(S506)。

基于确定结果，当Q为1时，装置300可以确定驾驶员是否握住方向盘(S507)。

当确定出驾驶员握住方向盘时，装置300可以停用警示警报的输出，然后可以将全部控制权转移给驾驶员，以激活完全手动驾驶模式。

在步骤507中，当确定出驾驶员没有握住方向盘时，装置300可以确定驾驶员是否正执行前后方向运动控制(S509)。

当确定驾驶员正执行前后方向运动控制时，装置300可以允许左右方向运动的控制权属于系统，并且可以将前后方向运动的控制权转移给驾驶员，以激活部分手动驾驶模式(S510)。

在步骤509中，当确定出驾驶员没有执行前后方向运动控制时，装置300可以前进至步骤503。

在步骤506中，当Q不为1时，即，当Q为0至1之间的值时，装置300可以确定驾驶员是否握住方向盘(S511)。

基于确定结果，当驾驶员握住方向盘时，装置300可以确定与Q相对应的方向盘扭矩阈值T(S512)。在一个示例中，Q越大，T越小。即，T可以与Q成反比。

装置300可以确定当前方向盘扭矩是否大于T(S513)。

根据确定结果，在当前方向盘扭矩大于T时，装置300可以停用警示警报的输出，并且可以将全部控制权转移给驾驶员，以激活完全手动驾驶模式(S514)。

在步骤511中，当驾驶员没有握住方向盘时，装置300可以确定驾驶员的减速度是否大于系统减速度(S515)。

就此而言，驾驶员的减速度是指驾驶员踩踏制动踏板时生成的减速度。系统减速度可以指在最小风险策略驾驶模式中由系统在减速控制中生成的减速度。

当确定出的驾驶员的减速度大于系统减速度时，装置300可以允许左右方向运动的控制权属于系统，并且可以将前后方向运动的控制权转移给驾驶员，以激活部分手动驾驶模式(S516)。

当确定出的驾驶员的减速度小于或等于系统减速度时，装置300可以保持最小风险策略驾驶模式，以使系统执行车道保持和减速控制(S517)。

图6为用于示出根据本发明的另一个实施方案的自动驾驶控制装置中的自动驾驶控制方法的流程图。

具体地，图6为示出当车辆响应于TD情况的发生而以最小风险策略驾驶模式运行时，用于通过自动驾驶控制装置计算驾驶员的注视质量值Q的方法的流程图。

下文中，为了便于描述，将图3的自动驾驶控制装置300简称为“装置300”。

参考图6，当装置300激活最小风险策略驾驶模式时，装置300可以确定发生的TD情况是否是预期TD事件(S601)。

基于确定结果，当发生的TD情况是预期TD事件时，装置300可以确定预期TD事件是否是路段终止事件(S602)。就此而言，路段终止事件可以包括收费站进入事件、高速公路终止事件等。

当基于确定结果，预期TD事件是路段终止事件时，装置300可以确定驾驶员的注视方向是否是前方注视方向(S603)。

基于确定结果，当驾驶员注视方向是前方注视方向时，装置300可以将驾驶员注视质量值Q确定为1作为最大值(S604)。

当基于步骤603中的确定结果，当驾驶员注视方向不是前方注视方向时，装置300可以将驾驶员注视质量值Q确定为0作为最小值(S605)。

在步骤602中，当预期TD事件不是路段终止事件时，装置300可以确定预期TD事件是否是弯道路段驾驶事件(S606)。

基于确定结果，当预期TD事件是弯道路段驾驶事件时，装置300可以确定驾驶员注视的有效性(S607)。在一个示例中，装置300可以确定驾驶员的注视方向和注视点对于相应的弯道行驶路段是否有效。

基于确定结果，当驾驶员注视方向对于相应的弯道行驶路段有效时，装置300可以将驾驶员注视质量值Q作为最大值确定为1。基于确定结果，当驾驶员注视方向对于相应的弯道行驶路段无效时，装置300可以将驾驶员注视质量值Q确定为最小值0。

在步骤601中，当发生的TD情况不是预期TD事件，而是意外的TD情况时，装置300可以确定驾驶员的注视方向是否有效(S608)。在一个示例中，当驾驶员的注视方向朝向挡风玻璃的顶部或挡风玻璃的底部时，装置300可以确定出驾驶员的注视方向无效。在另一个示例中，当驾驶员闭上眼睛或驾驶员的疲劳大于或等于参考值时，装置300可以确定出驾驶员的注视方向无效。

基于确定结果，当驾驶员注视方向无效时，装置300可以将驾驶员注视质量值Q确定为最小值0。

基于步骤608中的确定结果，当驾驶员注视方向有效时，装置300可以识别引起意外TD情况的点d1(S609)。

装置300可以计算点d1与驾驶员注视点d2之间的间隔d3。装置300可以基于d3确定驾驶员注视质量值Q(S611)。就此而言，基于d3确定的Q可以具有0到1之间的值。在一个示例中，d3越小，Q越大。即，Q可以与d3成反比。

图7为用于示出根据实施方案的在预期TD情况下驾驶员注视有效性评估方法的图。

参考图7，附图标记710示出当车辆当前正在行驶的道路是直行路段时如何评估驾驶员注视有效性。附图标记720示出当车辆当前正在行驶的道路是弯道路段时如何评估驾驶员注视有效性。

参考附图标记710，当车辆沿着直行路段行驶时，装置300可以将前方注视区域确定为有效注视区域，并且可以将目标注视点确定为有效注视区域的中心。在一个示例中，前方注视区域可以定义为具有椭圆形。这仅是一个示例。在另一个示例中，前方注视区域可以定义为具有矩形或其他形状。

在一个示例中，当驾驶员注视点位于有效注视区域中时，装置300可以确定出驾驶员注视是有效的。在另一个示例中，装置300可以确定驾驶员的注视点，并且可以计算目标注视点与驾驶员的注视点之间的间隔d。

装置300可以将计算出的间隔dl和第一参考值d_straight进行比较，并且基于比较结果来确定驾驶员注视有效性。在一个示例中，当d1小于第一参考值时，装置300可以确定出驾驶员的注视是有效的。当d1小于第一参考值，但是驾驶员的注视点位于挡风玻璃的顶部区域或挡风玻璃的底部区域时，装置300可以确定出驾驶员的注视无效。

附图标记712表示驾驶员注视点位于有效注视区域内并且有效的情况。附图标记713表示这样的情况：因为注视点位于有效注视区域之外，所以驾驶员注视点无效。附图标记714和附图标记715示出d1小于第一参考值，但是驾驶员注视点分别位于挡风玻璃的顶部区域和挡风玻璃的底部区域，并且是无效的。

参考附图标记720，当车辆沿着弯道路段行驶时，装置300可以不将前方注视区域确定为有效注视区域，而是将在与弯曲方向相对应的方向上与该前方注视区域相邻的区域确定为有效注视区域，并且可以将目标注视点确定为确定出的有效注视区域的中心。在一个示例中，对于弯道路段的有效注视区域可以定义为具有圆形形状。这仅是一个示例。对于弯道路段的有效注视区域可以定义为具有正方形形状。

当目标注视点721与驾驶员注视点722之间的间隔d2在有效注视区域的半径d_curve之内时，装置300可以确定出驾驶员注视是有效的。

图8为用于示出根据本发明的实施方案的用于评估意外TD情况下驾驶员注视有效性的方法的图。

参考图8，装置300可以在发生意外TD情况的点810周围设置具有半径d1的第一有效区域801。

装置300可以在发生意外TD情况的点810周围设置具有最大半径d2的第二有效区域802。

在一个示例中，第一有效区域801可以是圆形的，并且第二有效区域802可以是椭圆形的。这仅是一个示例。第一有效和第二有效区域的形状可以根据本领域技术人员的设计而变化。

在实施方案中，第一有效区域801可以位于第二有效区域802内部。

在一个示例中，第一有效区域801和/或第二有效区域802可以设置为在左右方向上不对称。第一有效区域801和/或第二有效区域802的尺寸和/或形状可以根据车辆行驶环境或天气而变化。

在一个示例中，当车辆当前行驶的道路是市区的拥堵道路时，第一有效区域801和/或第二有效区域802的大小可以设置为小于当车辆当前正在行驶的道路是郊区的非拥堵道路时的尺寸大小。

在示例中，当由于雾、雪、雨等引起天气恶劣时，第一有效区域801和/或第二有效区域802的大小可以设置为小于天气晴朗时的尺寸大小。

如附图标记820所示，当驾驶员注视点位于第一有效区域801中时，装置300可以将驾驶员注视质量值Q确定为1。如附图标记840所示，当驾驶员注视点位于第二有效区域802外部时，Q可以确定为0。如附图标记830所示，当驾驶员注视点位于第一有效区域801与第二有效区域802之间的区域中时，Q可以确定为0和1之间的值。

结合本文中公开的实施方案描述的方法或算法的步骤可以直接在由处理器执行的硬件或软件模块中实现，或者以其组合形式实现。软件模块可以驻留在存储介质(即，存储器和/或存储装置)中，例如，RAM，闪存，ROM，EPROM，EEPROM，寄存器，硬盘，可移动磁盘，CD-ROM。

示例性存储介质联接到处理器，所述处理器可以从所述存储介质读取信息或向该存储介质写入信息。在另一种方法中，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在专用集成电路(ASIC)内。ASIC可以驻留在用户终端内。在另一种方法中，处理器和存储介质可以作为单独的组件驻留在用户终端中。

本发明具有提供自动驾驶控制方法及装置的优点。

此外，本发明具有以下优点：提供了这样一种自动驾驶控制方法及装置：其能够在自动驾驶过程中发生控制权移交情况时确定驾驶员注视有效性，并且基于确定结果更安全地执行从系统到驾驶员的控制权移交。

此外，本发明具有以下优点：提供了这样一种自动驾驶控制方法及装置：其能够基于与每个控制权移交事件类型有关的驾驶员注视有效性和驾驶员干预有效性来确定最佳驾驶控制方案。

此外，本发明具有以下优点：提供了这样一种自动驾驶控制方法及装置：其能够更准确、更安全地确定是否在SAE(汽车工程师协会)3级自动驾驶车辆中执行控制权移交以及执行移交的方案。

另外，可以提供基于本发明可以直接或间接识别的各种效果。

尽管本发明已经在上文参考示例性实施方案和附图进行描述，但是本发明并不限于此，本领域技术人显然可以对本发明进行各种不同方式的修改和改变，而不会脱离由如下权利要求书所提供的本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种用于控制车辆的自动驾驶的方法，所述方法包括：

检测车辆以自动驾驶模式运行时无法进行自动驾驶的情况；

输出控制权移交请求警示警报，然后激活最小风险策略驾驶模式；

基于检测到的无法进行自动驾驶的情况来确定驾驶员注视有效性；

当驾驶员注视确定为有效时，确定驾驶员干预有效性；

基于驾驶员干预有效性来确定车辆的控制权移交。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定驾驶员注视有效性包括：

利用设置于车辆的摄像机来执行驾驶员面部识别；

基于驾驶员面部识别来识别驾驶员注视点；

基于驾驶员注视点和检测到的无法进行自动驾驶的情况来计算驾驶员注视质量值；

基于驾驶员注视质量值来评估驾驶员注视有效性。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括：

当驾驶员注视质量值为最小值时，保持最小风险策略驾驶模式，以执行车道保持和减速行驶，而不管是否检测到驾驶员干预。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法包括：

当驾驶员注视质量值为最大值并且驾驶员握住方向盘时，停用警示警报的输出；

将全部控制权从自动驾驶系统转移给驾驶员，以激活完全手动驾驶模式。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括：

当驾驶员注视质量值为最大值，并且在驾驶员没有握住方向盘的情况下驾驶员正执行前后方向运动控制时，将前后方向运动控制权从自动驾驶系统转移给驾驶员，而左右方向运动控制权属于自动驾驶系统。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括：

当驾驶员注视质量值在最小值与最大值之间，并且方向盘扭矩超过阈值时，激活完全手动驾驶模式；

将所述阈值动态地设置为具有与驾驶员注视质量值成反比的关系。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，当驾驶员注视质量值在最小值与最大值之间，并且在驾驶员没有握住方向盘的情况下由驾驶员引起的减速度大于对应于最小风险策略驾驶模式的减速度时，将前后方向移动控制权从自动驾驶系统转移给驾驶员，而左右方向移动控制权属于自动驾驶系统。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，当驾驶员注视质量值在最小值与最大值之间，并且在驾驶员没有握住方向盘的情况下由驾驶员引起的减速度小于或等于对应于最小风险策略驾驶模式的减速度时，保持最小风险策略驾驶模式，以执行车道保持和减速行驶。

9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括：

当在路段终止事件中驾驶员处于前方注视状态时，或者当在弯道路段驾驶事件中驾驶员注视方向对于弯道路段有效时，确定出驾驶员注视质量值为最大值；

当在路段终止事件中驾驶员没有处于前方注视状态时，或者当在弯道路段驾驶事件中驾驶员注视方向对于弯道路段无效时，确定出驾驶员注视质量值为最小值；

其中，检测到的情况是包括路段终止事件和弯道路段驾驶事件的预期转移请求事件。

10.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括：

当检测到的情况是意外转移请求事件时，基于引起意外转移请求情况的点与驾驶员注视点之间的距离来确定驾驶员注视质量值。

11.一种用于控制自动驾驶的装置，所述装置包括：

识别器，其配置为检测在自动驾驶模式下无法进行自动驾驶的情况；

控制器，其配置为当检测到所述情况时，

输出控制权移交请求警示警报；

激活最小风险策略驾驶模式；

驾驶员注视有效性确定器，其配置为基于检测到的所述情况确定驾驶员注视有效性；

驾驶员干预有效性确定器，其配置为当驾驶员注视确定为有效时，确定驾驶员干预有效性；以及

控制权移交确定器，其配置为基于驾驶员干预有效性来确定控制权移交。

12.根据权利要求11所述的用于控制自动驾驶的装置，其中，所述装置进一步包括：

驾驶员面部识别系统，其配置为结合车内摄像机来执行驾驶员面部识别；

其中，所述驾驶员注视有效性确定器配置为：

基于驾驶员面部识别来识别驾驶员注视点；

基于驾驶员注视点和检测到的所述情况来计算驾驶员注视质量值；

基于驾驶员注视质量值来评估驾驶员注视有效性。

13.根据权利要求12所述的用于控制自动驾驶的装置，其中，当驾驶员注视质量值为最小值时，所述控制权移交确定器配置为保持最小风险策略驾驶模式，以执行车道保持和减速行驶，而不管是否检测到驾驶员干预。

14.根据权利要求12所述的用于控制自动驾驶的装置，其中，当驾驶员注视质量值为最大值，并且驾驶员握住方向盘时，所述控制权移交确定器配置为：

停用警示警报的输出；

将全部控制权从自动驾驶系统转移给驾驶员，以激活完全手动驾驶模式。

15.根据权利要求12所述的用于控制自动驾驶的装置，其中，当驾驶员注视质量值为最大值，并且在驾驶员没有握住方向盘的情况下驾驶员执行前后方向运动控制时，所述控制权移交确定器配置为将前后方向运动控制权从自动驾驶系统转移给驾驶员，而左右方向运动控制权属于自动驾驶系统。

16.根据权利要求12所述的用于控制自动驾驶的装置，其中，当驾驶员注视质量值在最小值与最大值之间，并且方向盘扭矩超过阈值时，所述控制权移交确定器配置为：

激活完全手动驾驶模式；

将所述阈值动态地设置为具有与驾驶员注视质量值成反比的关系。

17.根据权利要求12所述的用于控制自动驾驶的装置，其中，当驾驶员注视质量值在最小值与最大值之间，并且在驾驶员没有握住方向盘的情况下由驾驶员引起的减速度大于对应于最小风险策略驾驶模式的减速度时，所述控制权移交确定器配置为将前后方向移动控制权从自动驾驶系统转移给驾驶员，而左右方向移动控制权属于自动驾驶系统。

18.根据权利要求12所述的用于控制自动驾驶的装置，其中，驾驶员注视质量值在最小值与最大值之间的情况下，并且在驾驶员没有握住方向盘的情况下由驾驶员引起的减速度小于或等于对应于最小风险策略驾驶模式的减速度时，所述控制权移交确定器配置为保持最小风险策略驾驶模式，以执行车道保持和减速行驶。

19.根据权利要求12所述的用于控制自动驾驶的装置，其中，所述控制权移交确定器配置为：

当在路段终止事件中驾驶员处于前方注视状态时，或者当在弯道路段驾驶事件中驾驶员注视方向对于弯道路段有效时，确定出驾驶员注视质量值为最大值；

当在路段终止事件中驾驶员没有处于前方注视状态时，或者当在弯道路段驾驶事件中驾驶员注视方向对于弯道路段无效时，确定出驾驶员注视质量值为最小值；

其中，检测到的情况是包括路段终止事件和弯道路段驾驶事件的预期转移请求事件。

20.根据权利要求12所述的用于控制自动驾驶的装置，其中，所述控制权移交确定器配置为：

当检测到的情况是意外转移请求事件时，基于引起意外转移请求情况的点与驾驶员注视点之间的距离来确定驾驶员注视质量值。

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