CN117321387A - 自主车辆和操作自主车辆的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制自主车辆AV(130)的方法，所述AV可在具有至少一个禁止区域(no)和至少一个校准站(120‑1、120‑2、120‑3)的环境(100)中导航。所述AV包括状态估计系统，所述状态估计系统被配置成输出包括所述AV的估计位置的估计状态，其中当所述AV在访问校准站时，所述估计状态具有保证准确度。根据一实施方案，所述方法包括基于所述AV的估计状态和从所述AV最后访问所述校准站中的一者以来经过的时间来评估所述AV是否以预定置信水平γ停留在所述禁止区域之外。如果所述评估产生否定结果，则采取安全导向动作。所述评估可以包括估计所述AV是否停留在所述禁止区域之外达包括位置不确定性(r₁，r₂)的裕度。

Description

自主车辆和操作自主车辆的方法

技术领域

本公开涉及自动车辆导航领域，并且具体地涉及允许自主车辆在有限时间内以高完整性进行导航的安全系统。

背景技术

在公布为US20200239012A1的专利申请中，公开了一种具有自动操作模式的农业机器。在自动操作模式下，机器沿着指定路径穿过农田，同时以这样的方式控制机器：使机器停留在操作员已经识别出树木、大石头等的障碍区域之外。农业机器具有包括惯性测量单元(IMU)和卫星定位单元的定位系统。当控制系统确定农业机器处于异常状态时，触发紧急停止。这种异常状态可以包括农业机器偏离其指定路径，或者机器中的任何部件的通信链路已经断开超过60秒。

不建议将US20200239012A1的教导直接应用于要在人口密集环境中操作的自主车辆，也不建议利用障碍区域来保护人或其他车辆。根据US20200239012A1使车辆适合具有更高安全标杆的任务的一种可能但最可能非常昂贵的方法是用高完整性设备替换车辆的定位系统和控制系统并且仅运行经过验证的软件。

US2018004215A1公开了一种用于控制自主车辆在请求的接送地点接送乘客的方法。基于来自内部定位系统的数据对车辆进行控制。

WO2016100796A1公开了一种方法，其中相对于划定禁止飞行区域的飞行边界来定位无人机系统(UAS)。如果发现UAS过于接近飞行边界，则触发飞行限制(例如，180°转弯、跳伞)。如果UAS中的全球定位系统(GPS)接收器发生故障，也可能会触发飞行限制。

发明内容

本公开的一个目的是提供用于控制自主车辆(AV)的方法和系统，所述AV在达到预定置信水平时应停留在禁止区域之外。进一步的目的是提出以成本有效方式实现这个目标的此类方法和系统，要特别关注在高完整性设备和软件上的花费。

这些和其他目的将通过在独立权利要求中限定的本发明来实现。从属权利要求涉及有利的实施方案。

在本发明的第一方面，提供了一种控制AV的方法，所述AV可在具有至少一个禁止区域和至少一个校准站的环境中导航。所述AV包括状态估计系统，所述状态估计系统被配置成输出包括所述AV的估计位置的估计状态，其中当所述AV在访问校准站时，所述估计状态具有保证准确度。根据一实施方案，所述方法包括基于所述AV的估计状态并且基于从所述AV最后访问所述校准站中的一者以来经过的时间来评估所述AV是否以预定置信水平γ停留在所述禁止区域之外。如果所述评估产生否定结果，则采取安全导向动作。

根据第一方面的方法能够确保所述AV以置信水平γ停留在所述禁止区域之外。一方面，所述AV可以接近所述环境中的至少一个校准站，所述AV可以访问所述至少一个校准站来以保证准确度来校准其状态。另一方面，根据从所述事件以来经过的时间，所述AV在校准事件期间已经获得的准确度被有意地低估。这些技术特征的组合允许将校准数据提供到所述AV，而不存在所述AV高估最终准确度和/或在决策中依赖过时的校准数据的重大风险。这两个提议的技术特征都不特别增加成本；相反，即使在可能包含非专用设备或在某种程度上未经验证的软件的系统中实施时，所述方法仍保持其高完整性。

在本发明的第二方面，提供了一种AV，所述AV可在具有至少一个禁止区域和至少一个校准站的环境中导航。所述AV包括被配置成生成控制信号的自主驾驶系统(ADS)、被配置成输出所述AV的估计状态的状态系统以及安全系统。当所述AV访问所述校准站时，所述估计状态具有保证准确度。所述安全系统被配置成基于由定位系统估计的状态和从最后访问校准站以来经过的时间来评估所述AV是否以预定置信水平γ停留在所述禁止区域之外，并且在所述评估的否定结果的情况下，使所述ADS采取安全导向动作。

在第三方面，本发明还涉及一种计算机程序，所述计算机程序含有用于使计算机或所述AV或特别是其安全系统实行上述方法的指令。所述计算机程序可以存储或分布在数据载体上。如本文所使用，“数据载体”可以是暂时性数据载体，诸如调制电磁波或光波，或非暂时性数据载体。非暂时性数据载体包括易失性存储器和非易失性存储器，诸如磁性、光学或固态类型的永久和非永久存储介质。仍然在“数据载体”的范围内，这样的存储器可以是固定安装的或便携式的。

第二方面和第三方面总体上共享第一方面的优点，并且这些方面可以像第一方面一样以多种方式体现。

在本公开中，术语“保证准确度”与验证准确度、指定准确度或类似表述同义使用。保证准确度可以通过经验估计来量化，或者其可以从部署在所述校准站和/或所述AV中的硬件或软件的规范中推导出来。环境中的不同校准站可以与不同值的保证准确度相关联。相比之下，当AV离开校准站并开始独立地估计其状态时，除非采取纠正或校准措施，否则估计的准确度将逐渐下降。保证准确度可以表述为关于具有不需要与置信水平γ一致的置信水平γ′的状态(例如，位置偏差)的置信区间。从这个意义上来说，保证准确度与保证的法律概念完全脱钩。

如本文所使用，“置信水平γ”可以与置信区间的概念相关，即，如果重复评估，则车辆停留在禁止区域之外的结果的分数将趋向于至少γ。替代地或另外，置信水平γ可以指的是AV位置的概率分布，意味着AV进入禁止区域的概率最多为1-γ。这样的概率分布可能仅是部分已知的或仅是估计的。在安全关键的AV控制系统中，要求γ＝99％或更高并不罕见。严重错误的可接受性非常低，并且可以相应地设置置信水平。

通常，除非本文另外明确定义，否则在权利要求中使用的所有术语应当根据它们在本技术领域中的普通含义来解释。除非另外明确声明，否则所有提及的“一种/一个/所述元件、设备、部件、装置、步骤等”将被开放性地解释为是指所述元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则不必以所公开的确切顺序执行本文公开的任何方法的步骤。

附图说明

现在参考附图以举例方式来描述各方面和实施方案，其中：

图1、图2和图3示出了AV导航所在的具有相应禁止区域和校准站的环境；

图4图示了AV的侧向避让操纵；

图5是根据一实施方案的方法的流程图；并且

图6示出了AV。

具体实施方式

现在将参考附图在下文更完整地描述本公开的各方面，在附图中示出了本发明的某些实施方案。然而，这些方面可以用许多不同的形式体现并且不应当被解释为限制性的；而是，以举例方式提供这些实施方案，使得本公开将是透彻和完整的，并且将本发明的所有方面的范围完全传达给本领域技术人员。贯穿本说明书，相同的附图标记指代相同的元件。

图1示出了AV 130-1、130-2导航所在的环境100。环境100可以例如是具有道路网的室外乡村或城市环境；用于农业或林业的土地；室内环境，诸如仓库；室内室外混合环境，诸如物流终端或港口；地下环境，诸如隧道系统或矿井。图1还示出了禁止区域110的一部分和三个校准站120-1、120-2、120-3，禁止区域110应被理解为应控制AV 130不进入其中的环境100的子集。禁止区域110可以是不动的或者其位置可以随时间改变。这对于两个AV 130来说可能是共同的，就像物理障碍物或未受保护的交通参与者的反复出现激发禁止区域110的情况一样。

替代地，为每个AV 130独立地定义一组禁止区域。然后，如果第一AV 130-1周围的区或者其计划轨迹周围的区被包括在针对第二AV 130-2应用的一组禁止区域中，则第二AV130-2将受到控制以避免与第一AV 130-1碰撞。如果AV 130快速移动或经常移动，则在AV130保持到交通协调实体(例如，车队管理系统)的快速且可靠的无线通信链路的应用中实施这种碰撞避免方法是有利的，使得相应的禁止区域110组可以频繁地重新配置。

进一步替代地，禁止区域用于安全地引导交通工具通过交叉路口、进入装载区或通常通过车辆不能共存的路段，或者只有当车辆的路径满足某些条件时它们才可以共存的路段。这在图2中示出，其中默认道路交叉路口的中心部分中的禁止区域110是针对在环境100中移动的所有AV 130而定义。调度策略可以在交通协调实体中实现，使得对于即将到来的AV 130取消默认禁止区域110，并且当同一AV 130已经通过时对于所述AV恢复默认禁止区域110。显然，如果禁止区域110被另一车辆占据，则即将到来的AV 130可能需要减速并等待轮到它通过。如果交通协调实体知道在环境100中移动的车辆的规划路径，则交通协调实体可以允许并行或依次驾驶的两辆AV 130准同时地穿过交叉路口，或者交通协调实体可以允许具有反平行路径的AV 130在交叉路口足够宽的情况下在交叉路口会车。通过让每辆AV130接收禁止区域110的车辆特定定义，有可能实现这些优点。

在这个实施方案的进一步发展中，交通协调实体可以授予AV 130使其免于观察禁止区域110的职责的临时例外，其中例外持续时间的指示可以辅助AV 130中的自主驾驶系统(ADS)估计在例外到期之前AV是否有足够的时间通过。

还设想在没有中央交通协调实体的情况下实施代表交叉路口或类似受限路段的禁止区域110的受控共享。这可以通过电子密钥、区块链或允许AV 130请求使用禁止区域110的许可并随后以可由其他AV 130追踪和/或检查的方式(优选地实时地)交回许可的类似技术来实现。

图6更详细地示出了示例性AV 130。虽然所描绘的AV 130是单体商用卡车，但是本发明的用例包括轿车、公共汽车、建筑设备和车辆组合。除了车辆的常规结构元件和功能元件之外，AV 130还包括自主驾驶系统(ADS)131，ADS被配置成考虑到AV 130自身的位置、其他道路使用者和另外的相关条件而生成到传动系统、制动器、方向盘等的控制信号以完成驾驶任务。AV 130中的状态系统132被配置成输出AV的估计状态，其中当所述AV在访问校准站120时，所述估计状态具有保证准确度。状态系统132可以是多模式感测系统。所述状态系统可以使其状态估计基于AV 130移动的指示器(例如，惯性测量单元(IMU)、车轮旋转编码器、车轮扭矩传感器)、基于绝对定位源和相对定位源(例如，用于接收卫星导航信号、用于对光学标记成像和/或与射频(RF)信标、接入点或蜂窝基站通信的光学或电磁接收器133)。预期AV 130仅在某些位置或在某些时间段期间才能接近所有定位源。AV 130还包括下面将描述的安全系统134。状态系统132还可以包括航位推算布置，所述航位推算布置可以包括观测器，诸如卡尔曼滤波器。

校准站120可以是被配置成确认AV 130的预定义位置的装置或布置。校准站120可以适合于服务移动或静止的AV 130或两者。可确认的预定义位置可以被称为校准站130的原位置。这种类型的校准站120可以包括被布置成感测通过车辆的固定机械传感器(例如，秤、地秤)、埋入式电感或电容传感器。替代地，校准站120可被配置成确定附近AV 130的实际位置或者辅助尝试确定其自身位置的附近AV 130。这种第二类型的校准站120可以包括有源或无源光学基准点(或标记)、RF应答器(例如，RFID标签)、用于提供精确定时的时间参考信号的RF发射器、被配置用于测量往返时间的RF收发器。为了与这样的校准站120交互，AV 130可以使用用于对光学标记成像的光学传感器133(图6)，或者用于接收电磁或光学信号的接收器133。此外，校准站120可以确认、确定或辅助确定AV 120的其他状态变量，诸如航向(偏航方向)、速度或加速度。这些运动学量可以通过固定传感器(诸如被配置成确定连续通行时间的埋入式道路传感器)的组合以本身已知的方式来感测。就校准站120与AV 130通信而言，这可以经由本地通信链路或经由覆盖环境100的网络并且任选地经由中央服务器或主计算机直接进行。这些示例的共同之处在于，只要AV 130访问校准站120，例如，由于相对较近或在视线内，AV 130最多地受益于由所述校准站提供的准确度。

由于每个添加的校准站120都会产生安装和维护成本，因此相关问题是如何最好地放置给定数量的校准站120以在保持系统所需的高度完整性的同时支持AV 130的平稳操作(例如，最大化AV 130的联合性能，或者最大化总的有用交通流量)。校准站120在环境100中的放置可以遵循一种或多种启发法。一个实施方案包括校准站120应接近(非移动)禁止区域110定位的启发法。如果禁止区域110是在逐个车辆的基础上定义的，则校准站120优选地接近对于在环境100中操作的所有AV 130共有的那些禁止区域110定位。通过这种放置，当AV 130沿着包括访问校准站120的路径接近禁止区域110时，AV 130的估计状态的准确度提高；这样，随之而来的位置不确定性的减小部分地抵消了到禁止区域110的距离的减小，并且可以较小程度地干扰驾驶。在一些实施方案中，术语“接近”可以具有相对含义并且指的是环境100的总范围，例如，校准站120可以与禁止区域110最多分开环境100的直径的1％。在其他实施方案中，“接近”可以是绝对距离，诸如以正常操作速度在预定义时间内所覆盖的距离，例如15秒、30秒、60秒或允许AV 130有足够时间访问校准站120，评估AV 130是否停留在禁止区域110之外并且在需要时采取安全导向动作的另一时间。

第二种可能的启发法是将校准站120布置在环境100的区域中，在所述区域中，单个AV 130将以相对高的速度操作。如本文所使用，“相对高的速度”可以对应于AV 130的全运行速度或者环境100中的最大允许速度。这种布置预期的一个效果是，在高车辆速度下应用的相对较大制动距离被可用性或相对较新的校准数据抵消，即，状态系统132的估计车辆状态没有时间显著下降到低于保证准确度。这种布置提供了与双向街道相关的类似益处，在双向街道中，预计AV 130会以相对较小的侧向间隔频繁地会车。如果每个或两个即将到来的AV 130的估计状态最近已被校准，则尽管在交汇点处有小的侧向间隔，评估也可能产生肯定结果(不需要安全导向动作)，不需要使即将到来的AV 130减速。

校准站120通常占据环境100的一小部分。例如，校准站120可以对应于小于环境100的面积的10％，诸如小于环境100的面积的1％、小于环境100的面积的0.1％。因此，对在环境110中移动的AV 130将经历的精确位置估计的获得是确定性的但间歇性的。从以上示例可以清楚，本公开中的术语“校准站”主要指的是装置、布置、设施或人工制品。所述术语通常并不指没有某些人工制品：无线电通信和/或卫星导航的自然条件良好的无障碍区域不是这个意义上的“校准站”。

远离校准站120，AV 130的状态系统132通过基于IMU数据、编码器信号、传感器信号等的航位推算来跟踪AV的位置。此外，AV 130可以基于来自机载激光雷达或光学传感器的数据而执行相对于环境100的预定义地图的定位。只要AV 130以这些或类似方式跟踪其位置而不访问校准站120，状态系统132的估计状态的准确度将逐渐降低。理论上，有很多因素可能影响这种准确度降低的速率，所述因素包括AV 130的平均速度、停靠次数、强加速或减速或急转弯操纵的发生，以及气象条件和能见度条件。然而，发明人已经认识到，从最后访问校准站120以来经过的时间是关键因素，其本身可能足以判断状态系统132的估计状态的准确度。这种实现将本发明与此类现有技术的应急技术区分开来，现有技术的应急技术被设想用于处理突然的(或者看似随机的)定位中断，诸如GPS故障。

为了完整起见，需要指出的是，在本发明的一些实施方案中，从最后访问校准站120中的一者以来经过的时间可以与其他标准结合使用。例如，AV 130在不访问校准站120中的一者的情况下接收校准或校正数据的事实可以优先于基于时间的标准或触发例外。这种例外的效果可能是状态系统132的估计状态的准确度增加一定量，所述量反映根据校准或校正数据预期的改进。

安全系统134被配置成确保AV 130以预定置信水平γ停留在禁止区域110之外。置信水平γ可以由AV 130的制造商预先编程或者由负责环境100中的安全性的道路当局规定。安全系统134接收由定位系统132估计的状态并且读取从最后访问校准站120以来经过的时间。基于这个信息和禁止区域110的定义，安全系统134可以估计AV 130进入禁止区域110的总概率。为此目的，安全系统134可以对禁止区域110上的估计概率密度函数进行积分。概率的估计可以指当前时间或从当前时间开始的向前间隔，诸如接下来的几秒、接下来的几十秒、接下来的一分钟或几分钟。然后，安全系统134评估所估计的总概率是否小于1-γ，在这种情况下继续正常操作；如果AV 130进入禁止区域110的所估计的总概率大于1-γ，则采取安全导向行动。安全导向动作可以包括停止AV 130(紧急停止)、限制AV 130的速度或者启动侧向或纵向避让操纵。回想一下，概率1-γ实际上可能是一个相当小的值；因此，可以将安全导向动作更准确地特性化为：防止AV进一步接近禁止区域的早期纠正措施，诸如AV 130移动的轻微偏转，或者减速。

替代地，安全系统134尝试基于这个信息以置信水平γ定位车辆。如果这种定位不可能具有期望的置信水平或者定位返回禁止区域110中的位置，则采取安全导向动作。不可能以期望置信水平进行定位的一个原因可以是由定位系统132估计的状态的准确度可能已经从保证准确度下降太多，所述保证准确度是AV在最后访问校准站120中的一者期间具有的准确度。进一步替代地，安全系统134可以使状态系统132以随时间增长的粒度来估计车辆的状态，例如，参考具有增加的单元尺寸的空间网格来估计位置。

替代地或另外，遵循图1到图3中所示的方法。这里，每个AV 130的估计位置由AV130上的假想参考点在地面投影处的×符号示出。此外，这些图就针对位置的盘形置信区间的半径r，r₁，r₂而言指示了相应的位置不确定性，其中置信区间具有置信水平γ。如所提到的，这些置信区间中的每一个可以被理解为环境100的区域，在重复采样期间，所述区域在除了分数1-γ的重复之外的所有重复中将含有AV 130的位置。换句话说，AV 130的估计位置利用位置不确定性进行修改，并且位置不确定性与置信水平γ相关。如图1所见，最近离开第一校准站120-1的第一AV 130-1的不确定性半径r₁稍微小于从第二AV 130-2访问第三校准站120-3以来已经移动较久的所述第二AV的不确定性半径r₂。

通过获得位置的γ水平置信区间，AV是否以预定置信水平γ停留在禁止区域110之外的评估可以采取估计置信区间的任何部分是否与禁止区域110重叠的形式。对于图1到图3中的AV 130中的任一者来说，情况并非如此。

位置不确定性的精确统计建模不是本发明的本质特征，特别是因为在不同的用例中可以对AV 130的位置的概率分布做出不同假设。同样，可以依靠不同的理论结果来近似置信区间的半径随时间的无穷小和/或渐近增长。在一些实施方案中，假设圆形位置置信区间的半径r随着时间t的p次幂增长，即，对于小的t，r(t)∝t^p，其中0＜p＜1。在一些实施方案中，假设或者/>在这方面，需要强调的是，时间相关半径表示定位不确定性增长的界限，这不一定是绝对误差的界限。

在一些实施方案中，位置不确定性不仅与AV 130的位置有关，而且与航向(偏航角)、速度和/或加速度有关。这些量的时间演变可以用与位置本身类似或不同的方式建模。AV 130的速度(即，航向和速率)的可用性使得可以用反映AV 130的即将发生移动的非各向同性性质的方式确定位置的γ水平置信区间。一个可能结果可以是这样的置信区间的大部分可以在车辆移动的方向上位于车辆130的前方。形成这种类型的置信区间允许安全系统134区分AV 130接近禁止区域110的边界定位并且朝向禁止区域行驶的情况(可能不安全)和AV 130同样接近但远离禁止区域110行进或者沿着禁止区域的边界行驶的情况(暂时可能安全)。图2和图3中展示了这些对比情况的图示。

在另外的实施方案中，在安全导向动作可以是避让操纵的情况下，AV是否以预定置信水平γ停留在禁止区域之外的评估考虑这种潜在避让操纵的效果。避让操纵可以是受控的或不受控制的。示例性不受控制的避让操纵是施加制动，直到AV 130完全停止为止的情况；受控的避让操纵通常包括在操纵期间能够继续监控和调整车辆的轨迹。此外，避让操纵可以分类为侧向操纵或纵向操纵，并且这些操纵的组合是可能的。

纵向避让操纵可包括一种或多种减速动作，诸如停用驱动扭矩、启动行车制动器或驻车制动器、应用发动机制动或再生制动等。制动距离(或停止距离)取决于AV 130的当前速度，并且可能受到诸如道路状况、道路倾斜度等的另外因素的影响。如上文所提到的，速度可以包括在(更高维度的)位置不确定性中，在这种情况下，可以以置信水平γ来估计制动距离s。在更简单的实施方案中，安全系统134可以添加对应于AV 130的最大速度的恒定最坏情况制动距离s＝s₀。这在图2和图3中示出，其中制动距离s被添加到与最后访问校准站120的时期有关的位置不确定性r。结果在图2中是肯定的(不需要安全导向动作)，其中禁止区域110在AV 130前面足够远，而在图3中是否定的。在图2和图3中，置信区间是各向同性的。如果在形成置信区间时已考虑了图3中的AV 130的航向，则安全系统134有可能能够断定所描绘的驾驶情况也是安全的(如图3暗示的，假设AV 130以某一非零速度向前移动)。

侧向避让操纵包括改变转向角和/或相对轮速，以便使AV 130从通向并可能进入禁止区域110中的不安全路径偏转。侧向避让操纵可以任选地包括减速动作，例如，准备转弯、在转弯期间制动(如果这在摩擦预算内是可能的)或者在完成操纵之后使车辆停止以允许有时间重新规划AV 130的路径。图4示出了离开在具有两个禁止区域110-1、110-2的环境中移动的AV 130的规划路径140a的三种可能的避让操纵140b、140c、140d。假设当AV 130如图所示定位时，安全系统134分析侧向避让操纵的可用性。第一操纵140b必须在早期阶段启动，但是由于其不受第二禁止区域110-2干扰，因此又相对简单，并且AV 130的ADS131因此具有成功完成所述操纵的高可能性。第二操纵140c包括两次转弯并且因此更加复杂，特别是因为第二转弯对于避开第二禁止区域110-2至关重要。第三操纵140d具有与第二操纵140c相同的复杂性，但是可以被认为更安全，因为AV 130有更多时间进行减速以准备转弯。然而，第三操纵140d不如第一操纵和第二操纵140b、140c优选，因为如果ADS131错过其刚好在第一禁止区域110-1之前使AV 130偏转的机会，则没有可用的应变操纵。安全系统134选择三个可能的侧向避让操纵140b、140c、140d中的哪一个可以取决于预定义的置信水平γ的值。较高的置信水平γ可以对应于从规划路径140a的较早分支，因为这给安全系统134留下更多的应变选项。

图5将控制AV 130的方法500概括为流程图，所述AV可在具有至少一个禁止区域110和至少一个校准站120的环境100中导航。将理解，AV 130包括被配置成输出包括AV 130的估计位置在内的AV 130的估计状态(自我状态)的状态估计系统132。方法500可以在AV130中实施，其中AV的动作全部或大部分由其中的安全系统134执行。替代地，负责AV 130安全性的安全系统134不是机载系统，而是使用至少一个联网(或云)资源。

方法从点510开始。在第一步骤512中，AV 130访问校准站120，由此状态系统132所估计的状态的准确度上升到与校准站120相关联的保证准确度。

当AV 130离开校准站120时，在第二步骤514中，AV重置内部时钟，从而测量从最后访问环境100中的校准站中的一者以来经过的时间。相当于时钟，AV 130可以使用一定变量，所述变量的值以表示从保证准确度开始算起绝对误差随时间增长的方式递增。

在第三步骤516中，AV 130读取时钟并估计AV的当前状态，当前状态包括AV的当前位置。任选地，在子步骤516.1中，AV 130可以接收禁止区域110的车辆特定定义。表示这个定义的信息可以由交通协调实体无线传输，如上所述，交通协调实体可以这样做，以安全地引导AV 130沿着不与环境100的区或其他区域(其中存在碰撞增加的风险)相交的路段通过交叉路口。

在方法500的第四步骤518中，AV 130评估其是否以预定置信水平γ停留在禁止区域之外。评估可以基于步骤516的输出，即，AV 130的估计状态和从最后访问校准站120中的一者以来经过的时间。如果评估的结果是肯定的(来自步骤518的“是”分支)，则所述方法的执行循环回到开始，进一步访问512校准站120。替代地，执行循环回到第三步骤516。如果结果是否定的(来自步骤518的“否”分支)，则在步骤520中采取安全导向动作。安全导向动作可以包括安全系统134向AV 130的ADS131发送命令以启动制动、避让操纵等。如果使用高置信水平值γ，则只需要很少的操作即可触发安全导向动作，在这种情况下，只需稍微调整AV130的方位即可使AV避开禁止区域。

根据安全导向动作的性质，方法500可以如图所示在点522处结束，或者可以从流程图的较早点恢复执行。

上面已经参考几个实施方案主要描述了本公开的各方面。然而，如本领域技术人员容易理解的那样，除了上面公开的实施方案之外的其他实施方案同样可能在本发明的如所附专利权利要求所限定的范围内。

Claims (20)

1.一种控制自主车辆AV(130)的方法(500)，所述AV能够在具有至少一个禁止区域(110)和至少一个校准站(120)的环境(100)中导航，

其中所述AV包括状态估计系统(132)，所述状态估计系统被配置成输出包括所述AV的估计位置的估计状态，其中当所述AV在访问(512)所述校准站时，所述估计状态具有保证准确度，

所述方法包括：

基于所述AV的估计状态和从最后访问所述校准站中的一者以来经过的时间来评估(518)所述AV是否以预定置信水平γ停留在所述禁止区域之外；并且

在所述评估的否定结果的情况下，则采取(520)安全导向动作。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述评估包括利用位置不确定性修改所述估计位置。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述评估基于所述AV的当前速度并且包括将潜在的纵向避让操纵的效果视为所述安全导向动作。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述评估包括估计所述AV是否停留在所述禁止区域之外达包括位置不确定性(r)和速度相关制动距离(s)的裕度。

5.如权利要求3或4所述的方法，其中所述纵向避让操纵包括一种或多种减速动作。

6.如权利要求2或4所述的方法，其中所述位置不确定性(r)随着所述经过的时间的p次幂增长，其中0＜p＜1，优选为并且最优选为/>

7.如权利要求2、4或6所述的方法，其中所述位置不确定性与所述置信水平γ相关。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述评估包括将潜在的侧向避让操纵(140b、140c、140d)的效果视为所述安全导向动作。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述侧向避让操纵适合于使所述AV从朝向所述禁止区域的路径偏转。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：

接收(516.1)所述禁止区域的车辆特定定义。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中只要所述AV在访问所述校准站，所述估计状态就最多地具有所述保证准确度。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述评估(518)之前接收所述置信水平γ的指示。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述安全导向动作适合于防止所述AV接近所述禁止区域。

14.一种自主车辆AV(130)，所述AV能够在具有至少一个禁止区域(110)和至少一个校准站(120)的环境(100)中导航，其中所述AV包括：

自主驾驶系统ADS(131)，所述ADS被配置成生成控制信号；

状态系统(132)，所述状态系统被配置成输出所述AV的估计状态，其中当所述AV在访问所述校准站时，所述估计状态具有保证准确度；以及

安全系统(134)，所述安全系统被配置成：

-基于由定位系统估计的状态和从最后访问校准站以来经过的时间来评估所述AV是否以预定置信水平γ停留在所述禁止区域之外，并且

-在所述评估的否定结果的情况下，使所述ADS采取安全导向动作。

15.如权利要求14所述的AV，所述AV还包括用于对布置在所述校准站中的一者处的光学标记成像的光学传感器(133)。

16.如权利要求14或15所述的AV，所述AV还包括适合从布置在所述校准站中的一者处的发射器接收电磁或光信号的接收器(133)。

17.如权利要求14至16中任一项所述的AV，其中所述定位系统被配置用于基于机载传感器来进行航位推算和/或基于地图的定位。

18.一种计算机程序，所述计算机程序包括用于使权利要求14至17中任一项所述的AV执行权利要求1至13中任一项所述的方法的指令。

19.一种包括校准站和多个根据权利要求14至17中任一项所述的AV的系统，其中所述校准站的放置经过优化以改进所述AV的联合性能或最大化总的有用交通流量。

20.如权利要求19所述的系统，其中：

所述校准站(120)优选地位于所有AV共有的这类禁止区域(110)附近，和/或

所述校准站(120)优选地位于所述环境(100)的其中单个AV将以相对高的速度操作的区域中。