CN117087700A - 一种自动驾驶车辆接管方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动驾驶车辆接管方法、装置及车辆，该方法包括：检测车辆接管条件是否满足；车辆接管条件包括驾驶员眼睛面向前方、驾驶员手握方向盘以及驾驶员对车辆进行接管确认；其中：通过摄像头对驾驶员的视线进行识别，以判断驾驶员眼睛是否面向前方；通过多种方式判断驾驶员是否手握方向盘，包括：方向盘电容传感器识别方式、方向盘扭矩传感器识别方式以及摄像头视觉识别方式；只要有一种方式成功识别到驾驶员手握方向盘，则认为驾驶员手握方向盘；通过触发接管确认开关或语音指令的方式判断驾驶员是否对车辆进行接管确认；当车辆接管条件全部满足，则车辆确认驾驶员接管，并释放驾驶权。本发明提高了驾驶员接管的识别判断准确率。

Description

一种自动驾驶车辆接管方法、装置及车辆

技术领域

本发明属于车辆接管技术领域，具体涉及一种自动驾驶车辆接管方法、装置及车辆。

背景技术

从自动驾驶L3级到真正意义上的实现完全自动驾驶之前，要求驾驶员在任何时候都有能力接管对整车的控制，而驾驶员手握方向盘就是其能控制整车的指示信号。当检测到驾驶员将手接触方向盘，则意味着驾驶员意图从ADAS系统中重新取回对整车的控制。将手放回方向盘可以是指示驾驶员重新控制车辆的一种确认方式，但怎样判断驾驶员对方向盘进行了接管，是目前汽车行业重要的研究方向之一。比如通过扭矩传感器的方式、压力传感器的方式以及视觉摄像头的判断方式，这些虽然都能检测驾驶员对方向盘接管，但是准确率低。例如驾驶员手空心握着方向盘，没有触碰到方向盘，电容方向盘就无法识别；亦如驾驶员手握着方向盘，但没有对方向盘施加扭力，扭矩传感器则无法识别；再如驾驶员用其它物品替代手握方向盘(如用个物品挂在方向盘上或者驾驶员肚子比较大触碰到方向盘)，则自动驾驶系统会误识别。

因此，如何准确判断并识别驾驶员的真实接管意图显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种自动驾驶车辆接管方法、装置及车辆，解决无法准确判断并识别驾驶员的真实接管意图的问题。

本发明的技术方案如下：

一种自动驾驶车辆接管方法，包括以下步骤：

检测车辆接管条件是否满足；所述车辆接管条件包括驾驶员眼睛面向前方、驾驶员手握方向盘以及驾驶员对车辆进行接管确认；

其中：通过摄像头对驾驶员的视线进行识别，以判断驾驶员眼睛是否面向前方；当驾驶员的视线朝向车辆行驶方向，则认为驾驶员眼睛面向前方；

通过多种方式判断驾驶员是否手握方向盘，包括：方向盘电容传感器识别方式、方向盘扭矩传感器识别方式以及摄像头视觉识别方式；只要有一种方式成功识别到驾驶员手握方向盘，则认为驾驶员手握方向盘；

通过触发接管确认开关或语音指令的方式判断驾驶员是否对车辆进行接管确认；

当所述车辆接管条件全部满足，即驾驶员眼睛面向前方、手握方向盘且对车辆进行接管确认，则车辆确认驾驶员接管，并释放驾驶权。

进一步的，当自动驾驶车辆超出运行设计域或自动驾驶系统出现故障时，车辆向驾驶员发送接管请求信号，并检测车辆接管条件是否满足。

进一步的，车辆通过MHI向驾驶员发送接管请求信号，所述信号为视觉信号、听觉信号和触觉信号中的至少一种。

进一步的，车辆接管条件还包括加速或制动；当油门踏板或制动踏板发生位移，则认为这一条件满足。

进一步的，当驾驶员的视线方向与车辆行驶方向的夹角不超过预设角度阈值时，认为驾驶员的视线朝向车辆行驶方向；否则认为驾驶员的视线未朝向车辆行驶方向。

进一步的，间隔判断驾驶员的视线是否朝向车辆行驶方向，若至少连续两次检测到驾驶员的视线朝向车辆行驶方向，则认为驾驶员眼睛面向前方。

进一步的，方向盘电容传感器识别方式为：检测握力，并与预设握力阈值进行比较，当握力超过预设握力阈值，则认为成功识别到驾驶员手握方向盘；

方向盘扭矩传感器识别方式为：检测方向盘扭矩，并与预设扭矩阈值进行比较，当方向盘扭矩超过预设扭矩阈值，则认为成功识别到驾驶员手握方向盘；

摄像头视觉识别方式为：摄像头通过视觉方式来识别驾驶员是否手握方向盘。

进一步的，接管确认开关为触摸屏上的虚拟控制开关或车内的物理接管确认按键；

语音指令的方式为：驾驶员通过语音方式对车辆进行接管确认。

一种用于实现上述中任意一项所述的自动驾驶车辆接管方法的自动驾驶车辆接管装置，包括：

自动驾驶控制器，用于向IVI发送接管请求；

IVI，用于接收自动驾驶控制器发送的接管请求并向驾驶员发送接管请求信号；

第一DMS摄像头，用于判断驾驶员眼睛是否面向前方；

电容式方向盘，用于识别驾驶员是否手握方向盘；

方向盘扭矩传感器，用于识别驾驶员是否手握方向盘；

第二DMS摄像头，用于识别驾驶员是否手握方向盘；

接管确认开关，用于通过物理接管确认按键判断驾驶员是否对车辆进行接管确认，或IVI通过触摸屏上的虚拟控制开关或语音识别方式判断驾驶员是否对车辆进行接管确认；

自动驾驶控制器还用于判断所述车辆接管条件是否全部满足，并在驾驶员眼睛面向前方、手握方向盘且对车辆进行接管确认后，确认驾驶员接管，并释放驾驶权。

一种车辆，该车辆采用上述中任意一项所述的自动驾驶车辆接管方法。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明通过多种方式判断驾驶员是否手握方向盘，包括方向盘电容传感器识别方式、方向盘扭矩传感器识别方式以及摄像头视觉识别方式，只要有一种方式成功识别到驾驶员手握方向盘，则认为驾驶员手握方向盘，提高了手握方向盘的识别准确率；同时，其结果与驾驶员眼睛面向前方以及驾驶员对车辆进行接管确认相结合，综合作为车辆接管判断条件，能够准确判断并识别驾驶员的真实接管意图，提高了驾驶员接管的识别判断准确率。

附图说明

图1是自动驾驶车辆接管装置架构图；

图2是自动驾驶车辆接管方法原理图；

图3是自动驾驶车辆接管方法过程图；

图4是眼睛面向前方和手握方向盘判别过程图；

图5是驾驶员对车辆进行接管确认过程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

未来自动驾驶汽车人机共驾阶段，当需要驾驶员对车辆进行接管的时候，车辆需要准确判断并识别驾驶员的真实接管意图，对驾驶员是否成功接管车辆进行判断。

如图1和图2所示，本发明的接管控制步骤如下：

第一步，当自动驾驶车辆超出ODD(Operational Design Domain，运行设计域)范围时，需要驾驶员对车辆进行接管的情况下，车辆通过MHI(Human Machine Interface，人机界面)向驾驶员发送接管请求信号。HMI信号包含视觉信号、听觉信号和触觉信号。

第二步，驾驶员接收到HMI信息，眼睛面向前方并对车辆进行接管：刹车或加速、手握方向盘，同时按下接管确认按键，如图3所示。同时，车辆对驾驶员接管状态进行识别判断。

第三步，确认接管后，车辆释放驾驶权。

当然，本发明的接管方法同样适用于主动接管。

如图1和图2所示，本发明的交互接管装置包括：自动驾驶控制器、IVI(In-VehicleInfotainment，车载信息娱乐系统)、驾驶员、加速装置、制动装置、电容式方向盘、方向盘扭矩传感器、第一DMS(Driver Monitor System)摄像头、第二DMS摄像头和接管确认按键。

其中：自动驾驶控制器，负责向IVI发送接管信息；

IVI，接收自动驾驶控制器的接管信息，通过HMI界面显示(包含视觉、听觉和触觉)，负责将接管信息传达给驾驶员；

驾驶员，接收IVI展现信息，加速或制动，手握方向盘、按下接管确认按键，眼睛面向前方对车辆进行接管操作；

加速装置，驾驶员可通过其对车辆进行加速操作，并将加速信号发送至CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)网络；

制动装置，驾驶员可通过其对车辆进行制动操作，并将制动速信号发送至CAN网络；

方向盘，驾驶员手握方向盘进行接管，同时手握方向盘的姿势将被第一DMS摄像头检测到；

接管确认按键，放置在方向盘附近的开关，驾驶员接管后，对接管进行人工确认。

车辆对驾驶员接管主动检测模块，该模块包含方向盘电容传感器、扭矩传感器、DMS监测系统(包含第一DMS摄像头监测驾驶员手握方向盘，第二DMS摄像头监测驾驶员视野朝向前方)；

驾驶员接管判断确认模块，该模块结合驾驶员对车辆进行接管的操作，和车辆对驾驶员主动接管模块的检测结果，评估驾驶员是否接管车辆。

本发明的驾驶员接管判断，通过驾驶员接管操作车辆(加速或制动，手握方向盘、按下接管确认按键，眼睛面向前方)和车辆对驾驶员接管主动检测进行多重冗余确定。

1、驾驶员对车辆接管操作，驾驶员眼睛面向前方，主要通过手握方向盘进行车辆接管操作，可伴随加速或制动操作。

2、车辆对驾驶员接管主动检测，包含检测驾驶员手握方向盘和驾驶员眼睛面向前方检测。

如图4所示，驾驶员手握方向盘，通过以下几种方式识别：

①方向盘电容传感器识别，分为人手触摸或紧握接管方向盘，当检测到驾驶员双手触摸方向盘时，能正确的被感知并发出触摸信号，同时系统判断出驾驶员当前的接管能力较弱；当检测到驾驶员双手握住方向盘时，能正确的发出该握力大小，同时系统根据接收到的握力大小，判断驾驶员当前的接管能力。当握力超过预设握力阈值，则认为成功识别到驾驶员手握方向盘。

②扭矩传感器识别，通过驾驶员对方向盘施加一定扭矩，当检测到驾驶员手力矩大于某个阈值时，认为驾驶员接管方向盘控制。

③DMS监测系统中的第一摄像头识别，摄像头通过视觉方式来识别驾驶员手是否放在方向盘上。第一摄像头在电容传感器和扭矩传感器都无法识别的情况下，能作为有效补充。例如利用各种神经网路来进行图像识别等。

只要有一种方式成功识别到驾驶员手握方向盘，则认为驾驶员手握方向盘。

3、驾驶员眼睛面向前方：

驾驶员眼睛面向前方，是驾驶员接管的必要条件。通过DMS监测系统中的第二摄像头，对驾驶员的视线进行识别，如图4所示。

作为一种可选的实施方式，本发明通过摄像头对驾驶员的视线进行识别，以判断驾驶员眼睛是否面向前方；当驾驶员的视线朝向车辆行驶方向，则认为驾驶员眼睛面向前方。具体的，当驾驶员的视线方向与车辆行驶方向的夹角不超过预设角度阈值时，认为驾驶员的视线朝向车辆行驶方向；否则认为驾驶员的视线未朝向车辆行驶方向。

同时，可以间隔判断驾驶员的视线是否朝向车辆行驶方向，若至少连续两次检测到驾驶员的视线朝向车辆行驶方向，则认为驾驶员眼睛面向前方。间隔为1至2秒，可以给不熟悉接管确认开关位置的驾驶员一些寻找的时间，或者直接将接管确认开关置于方向盘上，便于驾驶员眼睛面向前方的同时方便触发接管确认开关。

4、驾驶员对车辆接管确认，驾驶员按下接管确认开关，驾驶员接管判断确认模块确认驾驶员接管确认后，车辆释放驾驶权，如图5所示。接管确认开关可以为触摸屏上的虚拟控制开关，也可以是车内的物理接管确认按键。此外，还可以通过语音指令的方式完成驾驶员对车辆的接管确认，即驾驶员通过语音方式对车辆进行接管确认。

需要说明的是，驾驶员对车辆进行接管确认可以与其他车辆接管条件一同判别，也可以在其他车辆接管条件均满足后，再进行判别。

本发明还提供一种车辆，该车辆采用上述中任意一项所述的自动驾驶车辆接管方法。

综上所述，本发明提供一种人机共驾汽车驾驶员接管装置及判断确认方法，能有效提升驾驶员接管的识别判断准确率。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。

本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动驾驶车辆接管方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测车辆接管条件是否满足；所述车辆接管条件包括驾驶员眼睛面向前方、驾驶员手握方向盘以及驾驶员对车辆进行接管确认；

其中：通过摄像头对驾驶员的视线进行识别，以判断驾驶员眼睛是否面向前方；当驾驶员的视线朝向车辆行驶方向，则认为驾驶员眼睛面向前方；

通过多种方式判断驾驶员是否手握方向盘，包括：方向盘电容传感器识别方式、方向盘扭矩传感器识别方式以及摄像头视觉识别方式；只要有一种方式成功识别到驾驶员手握方向盘，则认为驾驶员手握方向盘；

通过触发接管确认开关或语音指令的方式判断驾驶员是否对车辆进行接管确认；

当所述车辆接管条件全部满足，即驾驶员眼睛面向前方、手握方向盘且对车辆进行接管确认，则车辆确认驾驶员接管，并释放驾驶权。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆接管方法，其特征在于，当自动驾驶车辆超出运行设计域或自动驾驶系统出现故障时，车辆向驾驶员发送接管请求信号，并检测车辆接管条件是否满足。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶车辆接管方法，其特征在于，车辆通过MHI向驾驶员发送接管请求信号，所述信号为视觉信号、听觉信号和触觉信号中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆接管方法，其特征在于，车辆接管条件还包括加速或制动；当油门踏板或制动踏板发生位移，则认为这一条件满足。

5.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆接管方法，其特征在于，当驾驶员的视线方向与车辆行驶方向的夹角不超过预设角度阈值时，认为驾驶员的视线朝向车辆行驶方向；否则认为驾驶员的视线未朝向车辆行驶方向。

6.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆接管方法，其特征在于，间隔判断驾驶员的视线是否朝向车辆行驶方向，若至少连续两次检测到驾驶员的视线朝向车辆行驶方向，则认为驾驶员眼睛面向前方。

7.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆接管方法，其特征在于，方向盘电容传感器识别方式为：检测握力，并与预设握力阈值进行比较，当握力超过预设握力阈值，则认为成功识别到驾驶员手握方向盘；

方向盘扭矩传感器识别方式为：检测方向盘扭矩，并与预设扭矩阈值进行比较，当方向盘扭矩超过预设扭矩阈值，则认为成功识别到驾驶员手握方向盘；

摄像头视觉识别方式为：摄像头通过视觉方式来识别驾驶员是否手握方向盘。

8.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆接管方法，其特征在于，接管确认开关为触摸屏上的虚拟控制开关或车内的物理接管确认按键；

语音指令的方式为：驾驶员通过语音方式对车辆进行接管确认。

9.一种用于实现权利要求1至8中任意一项所述的自动驾驶车辆接管方法的自动驾驶车辆接管装置，其特征在于，包括：

自动驾驶控制器，用于向IVI发送接管请求；

IVI，用于接收自动驾驶控制器发送的接管请求并向驾驶员发送接管请求信号；

第一DMS摄像头，用于判断驾驶员眼睛是否面向前方；

电容式方向盘，用于识别驾驶员是否手握方向盘；

方向盘扭矩传感器，用于识别驾驶员是否手握方向盘；

第二DMS摄像头，用于识别驾驶员是否手握方向盘；

接管确认开关，用于通过物理接管确认按键判断驾驶员是否对车辆进行接管确认，或IVI通过触摸屏上的虚拟控制开关或语音识别方式判断驾驶员是否对车辆进行接管确认；

自动驾驶控制器还用于判断所述车辆接管条件是否全部满足，并在驾驶员眼睛面向前方、手握方向盘且对车辆进行接管确认后，确认驾驶员接管，并释放驾驶权。

10.一种车辆，其特征在于，该车辆采用权利要求1至8中任意一项所述的自动驾驶车辆接管方法。