KR101688762B1 - 자율 주행 차량에 대한 제어를 운전자에게 이행하기 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

자율 주행 차량에 대한 제어를 운전자에게 이행하기 위한 시스템들 및 방법들 Download PDF

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Abstract

제어를 운전자에게 이행하기 위한 적응적 방법들에 대한 방법들 및 시스템들이 설명된다. 차량을 자율적으로 제어하는 컴퓨팅 디바이스는 운전자에 의한 지시를 통해 자율 모드로부터 수동 모드로의 차량의 이행에 대한 요청을 수신하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 차량의 자율 동작과 관련되는 파라미터들에 기초하여 차량의 상태를 결정할 수 있다. 차량의 상태 및 지시에 기초하여, 컴퓨팅 디바이스는, 제어의 이행에 대응하는 시간의 지속기간 및 이행에 대한 전략을 포함할 수 있는, 제어의 이행에 대응하는 명령어들을 결정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드로부터 수동 모드로의 차량에 대한 제어의 이행을 수행하는 명령어들을 제공할 수 있다.

Description

자율 주행 차량에 대한 제어를 운전자에게 이행하기 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR TRANSITIONING CONTROL OF AN AUTONOMOUS VEHICLE TO A DRIVER}
자율 주행차량들은 승객들을 한 장소에서 다른 장소로 운송하는 데 도움이 되도록 다양한 컴퓨팅 시스템들을 이용한다. 일부 자율 주행차량들은 조종사, 운전자, 또는 승객 등의 조작자로부터의 일부 초기 입력 또는 연속 입력을 요구할 수 있다. 다른 시스템들, 예를 들어 자동조종(autopilot) 시스템들은 시스템이 관여된 경우에만 이용될 수 있으며, 이는 조작자가 수동 모드(조작자가 차량의 움직임에 대해 고도의 제어를 수행하는 모드)로부터 자율 모드(차량이 본질적으로 그 자체를 구동하는 모드)까지의 중간의 어딘가에 있는 모드들로 전환하는 것을 가능하게 한다.
본 출원은 자율 주행차량들에 있어서 제어를 운전자에게 이행하기 위한 적응적 방법들에 관련된 실시예들을 개시한다. 일 양태에서, 본 출원은 방법을 설명한다. 방법은, 컴퓨팅 디바이스를 통해, 자율 모드에서 동작하는 차량에 대한 제어의 이행에 대한 지시(indication)를 수신하는 것을 포함할 수 있고, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드에서 차량을 제어하도록 구성된다. 방법은, 컴퓨팅 디바이스에 의해, 자율 모드에서의 차량의 동작에 관련된 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 차량의 상태를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 방법은 또한, 차량의 상태 및 지시에 기초하여, 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행에 대응하는 명령어들, 및 차량에 대한 제어의 이행에 대한 전략과 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행이 발생하도록 구성되는 시간의 지속기간 중 하나 또는 둘 다를 나타내는 정보를 포함하는 명령어들을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 추가적으로 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행을 수행하기 위한 명령어들을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 본 출원은, 컴퓨팅 디바이스에 의해 실행되는 경우, 컴퓨팅 디바이스로 하여금 기능들을 수행하게 하는 실행가능한 명령어들을 저장한 비-일시적인 컴퓨터 판독가능한 매체를 설명한다. 기능들은, 컴퓨팅 디바이스를 통해, 자율 모드에서 동작하는 차량에 대한 제어의 이행에 대한 지시를 수신하는 것을 포함하고, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드에서 차량을 제어하도록 구성된다. 기능들은, 컴퓨팅 디바이스에 의해, 자율 모드에서의 차량의 동작에 관련된 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 차량의 상태를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 기능들은 추가적으로, 차량의 상태 및 지시에 기초하여, 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행에 대응하는 명령어들 및 차량에 대한 제어의 이행에 대한 전략과 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행이 발생하도록 구성되는 시간의 지속기간 중 하나 또는 둘 다를 나타내는 정보를 포함하는 명령어들을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 기능들은 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행을 수행하는 명령어들을 제공하는 것을 더 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 출원은 시스템을 설명한다. 시스템은 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 시스템은 또한, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행되는 경우, 시스템으로 하여금, 컴퓨팅 디바이스를 통해, 자율 모드에서 동작하는 차량에 대한 제어의 이행에 대한 지시를 수신하는 것을 포함하는 기능들을 수행하게 하는 실행가능한 명령어들을 저장하여 갖는 메모리를 포함할 수 있고, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드에서 차량을 제어하도록 구성된다. 기능들은, 컴퓨팅 디바이스에 의해, 자율 모드에서의 차량의 동작에 관련된 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 차량의 상태를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 기능들은, 차량의 상태 및 지시에 기초하여, 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행에 대응하는 명령어들 및 차량에 대한 제어의 이행에 대한 전략 및 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행이 발생하도록 구성되는 시간의 지속기간 중 하나 또는 둘 다를 나타내는 정보를 포함하는 명령어들을 결정하는 것을 추가적으로 포함할 수 있다. 기능들은 자율 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행을 수행하기 위한 명령어들을 제공하는 것을 더 포함할 수 있다.
전술한 요약은 단지 예시적인 것이고 어떤 식으로든 제한하고자 하는 것이 아니다. 전술한 예시적인 양태들, 실시예들, 및 특징들 외에, 도면들과 하기의 상세한 설명을 참조함으로써 추가의 양태들, 실시예들, 및 특징들이 명백해질 것이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 예시적인 자동차의 간략화된 블록도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 자동차를 예시한다.
도 3은 자율 주행차량에 대한 제어를 운전자에게 이행하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4c는 자율 주행차량의 제어를 운전자에게 이행하기 위한 추가의 예시적인 방법에 대한 흐름도이다.
하기의 상세한 설명은 첨부 도면들을 참조하여 개시된 시스템들 및 방법들의 다양한 특징들과 기능들에 대해 기술한다. 도면들에서, 유사한 기호들은 문맥이 다르게 지시하지 않는 한 유사한 컴포넌트들을 식별한다. 본 명세서에 기술된 예시적인 시스템 및 방법 실시예들은 제한하고자 하는 것이 아니다. 개시된 시스템들 및 방법들의 일부 양태들은 매우 다양한 상이한 구성들로 배열되고 조합될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있으며, 이러한 구성들 모두가 본 명세서에서 고려된다.
예들에서, 자율 모드에서 동작하는 차량은 운전자에게 제어를 이행하도록 구성될 수 있다. 차량은 차량에 대한 제어를 요청하는 지시(예를 들어, 운전자로부터의)를 수신할 시에 중단 없이 자율 모드와 수동 모드 사이에서 이행하도록 구성될 수 있다. 자율 모드에서 차량을 제어하도록 구성된 컴퓨팅 디바이스는 조향 핸들(steering wheel), 스로틀(throttle) 또는 브레이크에 대한 운전자에 의한 힘의 인가와 같은 다양한 지시들을 통해 운전자로부터 차량에 대한 제어를 위한 요청을 수신할 수 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드에서의 차량의 동작과 관련된 파라미터에 기초하여 차량의 상태를 결정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 차량의 브레이킹 시스템, 조향 시스템, 또는 스로틀 시스템과 연관된 정보와 같은 파라미터들을 결정할 수 있다. 추가적으로, 컴퓨팅 디바이스는 차량의 속도 또는 가속도, 조향 시스템의 현재의 또는 곧 발생할 선회각(turning angle), 인가되고 있는 브레이크의 레벨, 또는 다양한 파라미터들의 조합을 결정하도록 구성될 수 있다. 차량의 상태는 최근의 또는 미래의 트래픽 패턴(traffic pattern), 환경상의 장애물들(environment obstacles), 및 차량의 가까운 미래의 액션과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 차량의 상태 및 지시에 기초하여, 컴퓨팅 디바이스는 자율 동작 모드로부터 수동 또는 반 수동(semi-manual) 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행에 대응하는 명령어들을 결정하도록 구성될 수 있다. 명령어들은 차량에 대한 제어의 이행을 위한 전략 및/또는 제어의 이행이 발생하는 시간의 지속기간을 포함할 수 있다. 상이한 파라미터들 및 운전자로부터의 지시의 유형은 컴퓨팅 디바이스로 하여금 차량에 대한 제어의 이행에 대한 상이한 전략들을 결정하고 이행을 완료하기 위한 각종의 시간의 지속기간을 사용하게 할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행을 수행하는 명령어들을 제공할 수 있고, 이행을 실행하는 명령어들을 더 수행할 수 있다. 다른 개체들(entities)이 또한 명령어들을 수행할 수 있다.
일부 예들에서, 컴퓨팅 디바이스는, 운전자로부터의 지시가 하나 이상의 임계치를 만족시키는 경우에만 운전자로의 제어의 이행을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 차량의 조향 시스템에서의 검출된 변화량이 임계치를 초과하는 경우에만 운전자에게 제어를 이행하도록 구성될 수 있다. 임계량을 요구함으로써, 컴퓨팅 디바이스는, 수신된 지시가 운전자에 의해 의도되었고 조향 핸들의 의도적이지 않은 충격(bump) 또는 작은 변화에 대한 다른 원인이 아니라는 것을 확인할 수 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드로부터 운전자로의 제어의 즉각적 이행이 안전하지 않을 수 있고 및/또는 적절하지 않을 수 있다고 결정할 수 있고, 따라서, 운전자로부터 요청을 수신하는 것에도 불구하고 핸드오프(handoff)를 수행하지 않을 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 자율적으로 동작하는 차량의 상태를 고려할 수 있고, 이행이, 예리한 회전 도중 동안에 또는 차량이 도로 상의 물체 등의 주위를 돌고 있는(maneuvering) 동안의 핸드 오프 제어와 같이 운전자로부터의 과도한 즉각적 액션을 요구할 수 있다고 결정할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 운전자로부터 수신된 지시의 유형이 자율적으로 동작하는 차량의 상태에 기초하여 제어를 이행하기에 적절한 지시가 아니라고 결정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 제어를 위해 운전자에 의해 조향 핸들에 인가된 힘으로 지시를 검출하지만, 차량이 현재 고속으로 동작하고 있는 있는 경우, 컴퓨팅 디바이스는 고속에서의 즉각적 회전을 실행하는 것은 불안할 수 있기 때문에 운전자에게 제어를 이행하는 것을 거부할 수 있다.
또한, 예시적인 시스템은 본 명세서에 기술된 기능을 제공하기 위해 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행가능한 프로그램 명령어들이 저장되어 있는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체의 형태를 취할 수 있다. 예시적인 시스템은 또한 그러한 프로그램 명령어들이 저장되어 있는 그러한 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체를 포함하는 자동차 또는 자동차의 서브시스템의 형태를 취할 수 있다.
이제 도면들을 참고하면, 도 1은 예시적인 실시예에 따른, 예시적인 자동차(100)의 간략화된 블록도이다. 자동차(100)에 결합되거나 포함된 컴포넌트들은 추진 시스템(propulsion system)(102), 센서 시스템(104), 제어 시스템(106), 주변 장치들(108), 전원(110), 컴퓨팅 디바이스(111), 및 사용자 인터페이스(112)를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(111)는 프로세서(113), 및 메모리(114)를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(111)는 자동차(100)의 제어기, 또는 제어기의 일부일 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(113)에 의해 실행가능한 명령어들(115)을 포함할 수 있고, 또한 지도 데이터(116)를 저장할 수 있다. 자동차(100)의 컴포넌트들은 서로 그리고/또는 각자의 시스템들에 결합된 다른 컴포넌트들과 상호접속된 방식으로 작동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전원(110)은 자동차(100)의 모든 컴포넌트들에 전력을 공급할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(111)는 추진 시스템(102), 센서 시스템(104), 제어 시스템(106), 및 주변 장치들(108)로부터 정보를 수신하고 이들을 제어하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(111)는 사용자 인터페이스(112) 상에 이미지들의 디스플레이를 생성하고 그로부터 입력들을 수신하도록 구성될 수 있다.
다른 예들에서, 자동차(100)는 더 많은, 더 적은, 또는 상이한 시스템들을 포함할 수 있고, 각 시스템은 더 많은, 더 적은, 또는 상이한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 게다가, 도시된 시스템들 및 컴포넌트들은 임의의 수의 방식으로 결합되거나 분할될 수 있다.
추진 시스템(102)은 자동차(100)에 동력에 의한 모션(powered motion)을 제공하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 추진 시스템(102)은 엔진/모터(118), 에너지원(120), 변속기(122), 및 휠들/타이어들(124)을 포함한다.
엔진/모터(118)는 내연 엔진, 전기 모터, 증기 엔진, 및 스털링(Stirling) 엔진의 임의의 조합이거나 이를 포함할 수 있다. 다른 모터들 및 엔진들도 가능하다. 일부 예들에서, 추진 시스템(102)은 여러 유형의 엔진들 및/또는 모터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스-전기 하이브리드 승용차는 가솔린 엔진과 전기 모터를 포함할 수 있다. 다른 예들도 가능하다.
에너지원(120)은, 전부 또는 부분적으로, 엔진/모터(118)에 동력을 공급하는 에너지의 소스를 나타낼 수 있다. 즉, 엔진/모터(118)는 에너지원(120)을 기계 에너지로 변환하도록 구성될 수 있다. 에너지원(120)의 예로는, 가솔린(gasoline), 디젤(diesel), 다른 석유계 연료(petroleum-based fuel), 프로판(propan), 다른 압축 가스계 연료, 에탄올(ethanol), 태양 전지판, 배터리, 및 다른 전기 동력원들이 포함된다. 에너지원(들)(120)은 추가로 또는 대안으로 연료 탱크, 배터리, 캐패시터, 및/또는 플라이휠(flywheel)의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 에너지원(120)은 자동차(100)의 다른 시스템들에 에너지를 제공할 수도 있다.
변속기(122)는 엔진/모터(118)로부터의 기계 동력을 휠들/타이어들(124)에 전달하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 변속기(122)는 기어박스(gearbox), 클러치(clutch), 디퍼런셜(differential), 구동 샤프트들(drive shafts), 및/또는 다른 요소들을 포함할 수 있다. 변속기(122)가 구동 샤프트들을 포함하는 예들에서, 구동 샤프트들은 휠들/타이어들(124)에 결합되도록 구성되는 하나 이상의 차축들(axles)을 포함할 수 있다.
자동차(100)의 휠들/타이어들(124)은 외바퀴 자전거, 자전거/오토바이, 세발 자전거, 또는 승용차/트럭 4-바퀴 형식을 포함한 다양한 형식으로 구성될 수 있다. 6개 이상의 바퀴를 포함하는 것들과 같이, 다른 휠/타이어 형식들도 가능하다. 자동차(100)의 휠들/타이어들(124)은 다른 휠들/타이어들(124)에 대하여 차동식으로 회전하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 휠들/타이어들(124)은 변속기(122)에 고정식으로 부착되어 있는 적어도 하나의 휠 및 구동면과 접촉할 수 있는 휠의 테두리에 결합된 적어도 하나의 타이어를 포함할 수 있다. 휠들/타이어들(124)은 금속과 고무의 임의의 조합, 또는 다른 재료들의 조합을 포함할 수 있다.
추진 시스템(102)은 추가로 또는 대안으로 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
센서 시스템(104)은 자동차(100)가 위치하는 환경에 관한 정보를 감지하도록 구성된 다수의 센서들을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 센서 시스템의 센서들은 위성 위치확인 시스템(Global Positioning System(GPS)) 모듈(126), IMU(inertial measurement unit)(128), RADAR(radio detection and ranging) 유닛(130), 레이저 거리 측정기 및/또는 LIDAR(light detection and ranging) 유닛(132), 카메라(134), 및 센서들의 위치 및/또는 배향(orientation)을 수정하도록 구성된 액추에이터들(136)을 포함한다. 센서 시스템(104)는, 예를 들어, 자동차(100)의 내부 시스템들을 모니터하는 센서들(예컨대, O2 모니터, 연료 게이지, 엔진 오일 온도 등)을 포함하는 부가의 센서들도 포함할 수 있다. 다른 센서들도 가능하다.
GPS 모듈(126)은 자동차(100)의 지리적 위치를 추정하도록 구성된 임의의 센서일 수 있다. 이를 위하여, GPS 모듈(126)은, 위성 기반 포지셔닝 데이터에 기초하여, 지구에 대한 자동차(100)의 위치를 추정하도록 구성된 트랜시버를 포함할 수 있다. 한 예에서, 컴퓨팅 디바이스(111)는 GPS 모듈(126)을 지도 데이터(116)와 결합하여 이용하여 자동차(100)가 주행하고 있을 수 있는 도로 위의 차선 경계의 위치를 추정하도록 구성될 수 있다. GPS 모듈(126)은 다른 형태들도 취할 수 있다.
IMU(128)는 관성 가속도에 기초하여 자동차(100)의 위치 및 배향 변경들을 감지하도록 구성된 센서들의 임의의 조합일 수 있다. 일부 예들에서, 센서들의 조합은, 예를 들어, 가속도계 및 자이로스코프를 포함할 수 있다. 센서들의 다른 조합들도 가능하다.
RADAR 유닛(130)은, 물체의 범위(range), 고도(altitude), 방향, 또는 속도와 같은 물체의 특정을 결정하기 위해 라디오파(radio waves)를 이용하도록 구성될 수 있는 물체 검출 시스템으로서 간주 될 수 있다. RADAR 유닛(130)은 파들(waves)의 경로 내의 임의의 물체에 반사될 수 있는(bounce off) 무선파들 또는 마이크로파들의 펄스들을 송신하도록 구성될 수 있다. 물체는 파들의 에너지의 일부를 수신기(예를 들어, 접시(dish) 또는 안테나)에 반환할 수 있고, 이들은 또한 RADAR 유닛(130)의 일부일 수 있다. RADAR 유닛(130) 또한 수신된 신호들(물체에서 반사된)의 디지털 신호 프로세싱을 수행하도록 구성될 수 있고 물체를 식별하도록 구성될 수 있다.
RADAR와 유사한 다른 시스템들이 전자기 스펙트럼(electromagnetic spectrum)의 다른 부분들에서 사용되어왔다. 하나의 예는 LIDAR(light detection and ranging)이고, 이것은 라디오파들 보다는 레이저들로부터의 가시광을 이용하도록 구성될 수 있다.
LIDAR 유닛(132)은 광을 이용하여 자동차(100)가 위치되는 환경에서 물체를 감지 또는 검출하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 일반적으로, LIDAR는 광으로 타겟을 조광함으로써 타겟에 대한 거리 또는 다른 특성들을 측정할 수 있는 광학적 원격 감지 기술이다. 예로서, LIDAR 유닛(132)은 레이저 펄스들을 방출하도록 구성된 레이저 소스 및/또는 레이저 스캐너 및 레이저 펄스들의 반사를 수신하도록 구성된 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, LIDAR 유닛(132)은 회전 거울에 의해 반사되는 레이저 레인지 파인더(laser range finder)를 포함할 수 있고, 레이저는 일차원 또는 이차원으로 디지털화되고 있는 장면 주위로 스캐닝되어, 특정 각도 간격에서의 거리 측정치를 수집한다. 예들에서, LIDAR 유닛(132)은 광(예를 들어, 레이저)원, 스캐너 및 광학계(optics), 광-검출기(photo-detector) 및 수신기 전자장치들, 그리고 위치 및 네비게이션 시스템과 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
예에서, LIDAR 유닛(132)은 자외선(UV), 가시, 또는 적외선 광을 이용하여 물체들을 촬상하도록 구성될 수 있고, 비-금속성의 물체들을 포함하여 광범위한 타겟들과 사용될 수 있다. 일례에서, 고해상도로 물체의 물리적 특징들을 맵핑하기 위해 좁은 레이저 빔(narrow laser beam)이 이용될 수 있다.
예들에서, 약 10 마이크로미터(적외선)로부터 약 250㎚(UV) 까지의 범위의 파장들이 사용될 수 있다. 통상적으로, 광은 후방산란(backscattering)을 통해 반사된다. 레일리 산란(Rayleigh scattering), 미에 산란(Mie scattering) 및 라만 산란(Raman scattering)뿐 아니라 형광 발광(fluorescence)과 같은 상이한 유형의 산란이 상이한 LIDAR 응용들에 대해 사용될 수 있다. 상이한 유형의 후방산란에 기초하여, 예로서, LIDAR는 그에 따라 레일리 LIDAR, 미에 LIDAR, 라만 LIDAR, 및 Na/Fe/K 형광발광 LIDAR라고 지칭될 수 있다. 예를 들어, 파장들의 적절한 조합들은 반사된 신호들의 강도에 있어서의 파장 의존형 변화들을 찾음으로써 물체들의 원격 맵핑을 허용할 수 있다.
스캐닝 LIDAR 시스템과 비스캐닝 LIDAR 시스템 모두를 이용하여 3차원(3D) 촬상이 달성될 수 있다. "3D 게이트 뷰잉 레이저 레이더(3D gated viewing laser radar)"는 펄스형 레이저(pulsed laser) 및 고속 게이트형 카메라(fast gated camera)를 적용하는 비스캐닝 레이저 거리 측정 시스템의 한 예이다. 촬상 LIDAR는 또한 전형적으로 CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor) 및 하이브리드 CMOS/CCD(charge-coupled device) 제조 기법들을 이용하여 단일 칩들 상에 형성된 고속 검출기들의 어레이 및 변조 감지 검출기들의 어레이를 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 디바이스들에서, 각각의 픽셀은 어레이가 카메라로부터의 이미지를 나타내도록 프로세스될 수 있도록 고속으로 복조 또는 게이팅에 의해 국부적으로 프로세스될 수 있다. 이러한 기법을 이용하여, LIDAR 유닛(132)에 의해 검출되는 물체 또는 장면을 나타내는 3D 포인트 클라우드(point cloud)를 생성하기 위해 수천 개의 픽셀이 동시에 획득될 수 있다.
포인트 클라우드는 3D 좌표계에서 정점들(vertices)의 세트를 포함할 수 있다. 이러한 정점들은, 예를 들어, X, Y, 및 Z 좌표들에 의해 정의될 수 있고, 물체의 외부 표면을 나타낼 수 있다. LIDAR 유닛(132)은 물체의 표면 상의 많은 수의 포인트를 측정함으로써 포인트 클라우드를 생성하도록 구성될 수 있고, 포인트 클라우드를 데이터 파일로서 출력할 수 있다. LIDAR 유닛(132)에 의한 물체의 3D 스캐닝 프로세스의 결과로서, 포인트 클라우드는 물체를 식별하고 시각화하는 데 이용될 수 있다.
일례에서, 포인트 클라우드는 물체를 시각화하기 위해 직접적으로 렌더링될 수 있다. 다른 예에서, 포인트 클라우드는 표면 재구성(surface reconstruction)으로서 지칭될 수 있는 프로세스를 통해 다각형 또는 삼각형 메시 모델(polygon or triangle mesh model)들로 변환될 수 있다. 포인트 클라우드를 3D 표면으로 변환하기 위한 예시적인 기법들은 델로네 삼각분할(Delaunay triangulation), 알파 형상들(alpha shapes), 및 볼 피봇팅(ball pivoting)을 포함할 수 있다. 이러한 기법들은 포인트 클라우드의 존재하는 정점들에 대해 삼각형들의 네트워크를 구축하는 것을 포함한다. 다른 예시적인 기법들은 포인트 클라우드를 체적 거리 필드(volumetric distance field)로 변환하는 것 및 마칭 큐브 알고리즘(marching cubes algorithm)을 통해 그렇게 정의된 내포 표면(implicit surface)을 재구성하는 것을 포함한다.
카메라(134)는 자동차(100)가 위치하는 환경의 이미지들을 캡처하도록 구성된 임의의 카메라(예컨대, 스틸 카메라, 비디오 카메라 등)일 수 있다. 이를 위하여, 카메라는 가시광을 검출하도록 구성될 수 있거나, 적외선 또는 자외선과 같은 스펙트럼의 다른 부분들로부터의 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 다른 유형의 카메라들도 가능하다. 카메라(134)는 2차원 검출기일 수 있거나, 3차원 공간 레인지를 가질 수 있다. 일부 예들에서, 카메라(134)는, 예를 들어, 카메라(134)로부터 환경 내의 다수의 포인트까지의 거리를 나타내는 2차원 이미지를 생성하도록 구성된 레인지 검출기(range detector)일 수 있다. 이를 위하여, 카메라(134)는 하나 이상의 레인지 검출 기법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 카메라(134)는 자동차(100)가 그리드 또는 체커보드 패턴과 같은 미리 결정된 광 패턴으로 환경 내의 물체를 조명하고 카메라(134)를 이용하여 물체로부터의 미리 결정된 광 패턴의 반사를 검출하는 구조화된 광 기법을 이용하도록 구성될 수 있다. 반사된 광 패턴의 왜곡들에 기초하여, 자동차(100)는 물체 상의 포인트들까지의 거리를 결정하도록 구성될 수 있다. 미리 결정된 광 패턴은 적외선, 또는 다른 파장의 광을 포함할 수 있다.
액추에이터들(136)은, 예를 들어, 센서들의 위치 및/또는 배향을 수정하도록 구성될 수 있다.
센서 시스템(104)은 추가로 또는 대안으로 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
제어 시스템(106)은 자동차(100)와 그것의 컴포넌트들의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 제어 시스템(106)은 조향 유닛(138), 스로틀(140), 브레이크 유닛(142), 센서 융합 알고리즘(144), 컴퓨터 비전 시스템(146), 네비게이션 또는 경로 설정 시스템(148), 및 장애물 회피 시스템(150)을 포함할 수 있다.
조향 유닛(138)은 자동차(100)의 진로 또는 방향을 조정하도록 구성된 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다.
스로틀(140)은 엔진/모터(118)의 동작 속도와 가속도를 제어하고, 결국, 자동차(100)의 속도와 가속도를 제어하도록 구성된 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다.
브레이크 유닛(142)은 자동차(100)를 감속시키도록 구성된 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들어, 브레이크 유닛(142)은 휠들/타이어들(124)의 속도를 늦추기 위해 마찰을 이용할 수 있다. 다른 예들로서, 브레이크 유닛(142)은 회생식(regenerative)이고 휠들/타이어들(124)의 운동 에너지를 전류로 변환하도록 구성될 수 있다. 브레이크 유닛(142)은 다른 형태들도 취할 수 있다.
센서 융합 알고리즘(144)은, 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(111)에 의해 실행가능한 알고리즘(또는 알고리즘을 저장한 컴퓨터 프로그램 제품)을 포함할 수 있다. 센서 융합 알고리즘(144)은 센서 시스템(104)으로부터의 데이터를 입력으로 받아들이도록 구성될 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 센서 시스템(104)의 센서들에서 감지된 정보를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 센서 융합 알고리즘(144)은, 예를 들어, 칼만 필터(Kalman filter), 베이지안 네트워크(Bayesian network), 또는 다른 알고리즘을 포함할 수 있다. 센서 융합 알고리즘(144)은 또한 센서 시스템(104)으로부터의 데이터에 기초한 다양한 평가들을 제공하도록 구성될 수 있고, 평가들은, 예를 들어, 자동차(100)가 위치하는 환경 내의 개별 물체들 및/또는 특징들의 평가들, 특정한 상황들의 평가들, 및/또는 특정한 상황들에 기초한 가능한 영향들의 평가들을 포함할 수 있다. 다른 평가들도 가능하다.
컴퓨터 비전 시스템(146)은, 예를 들어, 차선 정보, 교통 신호들 및 장애물들을 포함하는, 자동차(100)가 위치하는 환경 내의 물체들 및/또는 특징들을 식별하기 위하여 카메라(134)에 의해 캡처된 이미지들을 프로세스하고 분석하도록 구성된 임의의 시스템일 수 있다. 이를 위하여, 컴퓨터 비전 시스템(146)은 물체 인식 알고리즘, SFM(Structure from Motion) 알고리즘, 비디오 트래킹, 또는 기타 컴퓨터 비전 기법들을 이용할 수 있다. 일부 예들에서, 컴퓨터 비전 시스템(146)은 추가로 환경을 매핑하고, 물체들을 추적하고, 물체들의 속도를 추정하는 등을 행하도록 구성될 수 있다.
네비게이션 및 경로 설정 시스템(148)은 자동차(100)에 대한 운전 경로를 결정하도록 구성된 임의의 시스템일 수 있다. 네비게이션 및 경로 설정 시스템(148)은 추가로 자동차(100)가 동작 중인 동안 운전 경로를 동적으로 업데이트하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 네비게이션 및 경로 설정 시스템(148)은 자동차(100)에 대한 운전 경로를 결정하기 위해 센서 융합 알고리즘(144), GPS(126), 및 하나 이상의 미리 결정된 지도로부터의 데이터를 통합시키도록 구성될 수 있다.
장애물 회피 시스템(150)은 자동차(100)가 위치하는 환경 내의 장애물들을 식별하고, 평가하고, 회피하거나 다른 방법으로 지나가도록 구성된 임의의 시스템일 수 있다.
제어 시스템(106)은 추가로 또는 대안으로 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
주변 장치들(108)은 자동차(100)가 외부 센서들, 다른 자동차들, 및/또는 사용자와 상호작용하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 주변 장치들(108)은, 예를 들어, 무선 통신 시스템(152), 터치스크린(154), 마이크로폰(156), 및/또는 스피커(158)를 포함할 수 있다.
무선 통신 시스템(152)은 직접 또는 통신 네트워크를 통해 하나 이상의 다른 자동차, 센서들, 또는 다른 개체들에 무선으로 결합되도록 구성된 임의의 시스템일 수 있다. 이를 위하여, 무선 통신 시스템(152)은 직접 또는 무선 인터페이스를 통하여 다른 자동차들, 센서들, 또는 다른 개체들과 통신하기 위한 칩셋 및 안테나를 포함할 수 있다. 칩셋 또는 무선 통신 시스템(152)은 일반적으로, 여러 가능한 것들 중에서, 블루투스, IEEE 802.11(임의의 IEEE 802.11 개정들을 포함함)에 기술된 통신 프로토콜들, 셀룰러 기술(예를 들어 GSM, CDMA, UMTS, EV-DO, WiMAX, 또는 LTE), Zigbee, DSRC(dedicated short range communications), 및 RFID(radio frequency identification) 통신들과 같은 하나 이상의 다른 유형의 무선 통신(예컨대, 프로토콜들)에 따라 통신하도록 구성될 수 있다. 무선 통신 시스템(152)은 다른 형태들도 취할 수 있다.
터치스크린(154)은 사용자에 의해 자동차(100)에 명령들을 입력하는 데 이용될 수 있다. 이를 위하여, 터치스크린(154)은, 여러 가능한 것들 중에서도, 용량성 감지, 저항 감지, 또는 표면 음향파 프로세스를 통해 사용자의 손가락의 위치 및 움직임 중 적어도 하나를 감지하도록 구성될 수 있다. 터치스크린(154)은 터치스크린 표면에 평행하거나 평면인 방향의, 터치스크린 표면에 수직인 방향의, 또는 양쪽 모두의 방향의 손가락 움직임을 감지할 수도 있고, 또한 터치스크린 표면에 가해진 압력의 레벨을 감지할 수도 있다. 터치스크린(154)은 하나 이상의 반투명한(translucent) 또는 투명한(transparent) 절연층 및 하나 이상의 반투명한 또는 투명한 도전층으로 형성될 수 있다. 터치스크린(154)은 다른 형태들도 취할 수 있다.
마이크로폰(156)은 자동차(100)의 사용자로부터 오디오(예컨대, 음성 명령 또는 기타 오디오 입력)를 수신하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 스피커들(158)은 자동차(100)의 사용자에게 오디오를 출력하도록 구성될 수 있다.
주변 장치들(108)은 추가로 또는 대안으로 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
전원(110)은 자동차(100)의 컴포넌트들 중 일부 또는 전부에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 전원(110)은, 예를 들어, 충전식 리튬-이온 또는 납축전지(lead-acid battery)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 배터리들의 하나 이상의 뱅크가 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 전원 재료들 및 구성들도 가능하다. 일부 예들에서, 전원(110)과 에너지원(120)은, 일부 전전기식 승용차(all-electric cars)에서와 같이, 함께 구현될 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(111)에 포함된 프로세서(113)는 하나 이상의 범용 프로세서 및/또는 하나 이상의 특수 목적 프로세서(예컨대, 이미지 프로세서, 디지털 신호 프로세서 등)를 포함할 수 있다. 프로세서(113)가 둘 이상의 프로세서를 포함할 경우에, 그러한 프로세서들은 개별적으로 또는 결합하여 작동할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(111)는, 예를 들어, 사용자 인터페이스(112)를 통하여 수신된 입력에 기초하여 자동차(100)의 기능들을 제어하도록 구성될 수 있다.
메모리(114)는, 또한, 광, 자기, 및/또는 유기적 저장소와 같은, 하나 이상의 휘발성 및/또는 하나 이상의 비휘발성 저장소 컴포넌트를 포함할 수 있고, 메모리(114)는 전부가 또는 일부가 프로세서(113)와 통합될 수 있다. 메모리(114)는 본 명세서에 기술된 기능들 또는 방법들 중 임의의 것을 포함하는, 다양한 자동차 기능들을 실행하기 위해 프로세서(113)에 의해 실행가능한 명령어들(115)(예컨대, 프로그램 논리)을 포함할 수 있다.
자동차(100)의 컴포넌트들은 그 각자의 시스템들 내부 및/또는 외부의 다른 컴포넌트들과 상호접속된 방식으로 작동하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 자동차(100)의 컴포넌트들 및 시스템들은 시스템 버스, 네트워크, 및/또는 기타 접속 메커니즘(미도시)에 의해 함께 통신가능하게 연결될 수 있다.
또한, 컴포넌트들 및 시스템들 각각은 자동차(100)에 통합된 것으로 도시되어 있지만, 일부 예들에서, 하나 이상의 컴포넌트 또는 시스템은 자동차(100)에 탈착 가능하게 장착되거나 유선 또는 무선 연결들을 이용하여 자동차에 (기계적으로또는 전기적으로) 달리 접속될 수 있다.
자동차(100)는 도시된 것들 외에 또는 그 대신에 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자동차(100)는 하나 이상의 부가의 인터페이스 및/또는 전원을 포함할 수 있다. 다른 부가의 컴포넌트들도 가능하다. 이러한 예들에서, 메모리(114)는 부가의 컴포넌트들을 제어하고/하거나 이들과 통신하기 위해 프로세서(113)에 의해 실행가능한 명령어들을 추가로 포함할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른, 예시적인 자동차(200)를 보여준다. 특히, 도 2는 자동차(200)의 우측면도, 정면도, 후면도, 및 상면도를 보여준다. 자동차(200)는 도 2에 승용차로서 예시되어 있지만, 다른 예들도 가능하다. 예를 들어, 자동차(200)는 여러 예들 중에서도, 트럭, 승합차(van), 세미-트레일러(semi-trailer) 트럭, 오토바이, 골프 카트, 오프-로드 차량, 또는 농장 차량을 나타낼 수 있다. 도시된 바와 같이, 자동차(200)는 제1 센서 유닛(202), 제2 센서 유닛(204), 제3 센서 유닛(206), 무선 통신 시스템(208), 및 카메라(210)를 포함한다.
제1, 제2, 및 제3 센서 유닛들(202-206) 각각은 위성 위치확인 시스템 센서들, 관성 측정 유닛들, RADAR 유닛들, LIDAR 유닛들, 카메라들, 차선 검출 센서들, 및 음향 센서들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 다른 유형의 센서들도 가능하다.
제1, 제2, 및 제3 센서 유닛들(202)은 자동차(200)의 특정 위치들에 장착된 것으로 도시되어 있지만, 일부 예들에서 센서 유닛(202)은 자동차(200)의 어떤 다른 곳에, 자동차(200)의 내부 또는 외부에 장착될 수 있다. 또한, 3개의 센서만이 도시되어 있지만, 일부 예들에서 더 많은 또는 더 적은 센서 유닛들이 자동차(200)에 포함될 수 있다.
일부 예들에서, 제1, 제2, 및 제3 센서 유닛들(202-206) 중 하나 이상은 센서들이 움직일 수 있게 장착될 수 있는 하나 이상의 가동 마운트(movable mount)를 포함할 수 있다. 가동 마운트는, 예를 들어, 회전 플랫폼을 포함할 수 있다. 회전 플랫폼 위에 장착된 센서들은 회전될 수 있어 이 센서들은 자동차(200) 주위에 각 방향으로부터 정보를 획득할 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 가동 마운트는 경사 플랫폼(tilting platform)을 포함할 수 있다. 경사 플랫폼 상에 장착된 센서들은 특정 범위의 각도들 및/또는 방위각들 내에서 기울어질 수 있어서, 이 센서들은 다양한 각도로부터 정보를 획득할 수 있다. 가동 마운트는 다른 형태들도 취할 수 있다.
또한, 일부 예들에서, 제1, 제2, 및 제3 센서 유닛들(202-206) 중 하나 이상은 센서들 및/또는 가동 마운트들을 움직임으로써 센서 유닛 내의 센서들의 위치 및/또는 배향을 조정하도록 구성된 하나 이상의 액추에이터를 포함할 수 있다. 예시적인 액추에이터들은 모터들, 공압식(pneumatic) 액추에이터들, 유압식(hydraulic) 피스톤들, 계전기들(relays), 솔레노이드들(solenoids), 및 압전(piezoelectric) 액추에이터들을 포함한다. 다른 액추에이터들도 가능하다.
무선 통신 시스템(208)은 도 1의 무선 통신 시스템(152)에 관하여 전술한 바와 같이 직접 또는 통신 네트워크를 통해 하나 이상의 다른 자동차, 센서들, 또는 다른 개체들에 무선으로 결합되도록 구성된 임의의 시스템일 수 있다. 무선 통신 시스템(208)은 자동차(200)의 지붕 위에 배치된 것으로 도시되어 있지만, 다른 예들에서 무선 통신 시스템(208)은 전부 또는 일부가 어떤 다른 곳에 위치할 수 있다.
카메라(210)는 자동차(200)가 위치하는 환경의 이미지들을 캡처하도록 구성된 임의의 카메라(예컨대, 스틸 카메라, 비디오 카메라 등)일 수 있다. 이를 위하여, 카메라(210)는 도 1의 카메라(134)에 관하여 전술한 형태들 중 임의의 형태를 취할 수 있다. 카메라(210)는 자동차(200)의 전방 앞유리 안쪽에 장착된 것으로 도시되어 있지만, 다른 예들에서 카메라(210)는 자동차(200)의 어떤 다른 곳에, 자동차(200)의 내부 또는 외부에 장착될 수 있다.
자동차(200)는 도시된 것들 외에 또는 그 대신에 하나 이상의 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다.
자동차(200)의 제어 시스템은 여러 가능한 제어 전략들 중의 제어 전략에 따라서 자동차(200)를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 시스템은 자동차(200)에 결합된(자동차(200)에 있는 또는 자동차에서 떨어져 있는) 센서들로부터 정보를 수신하고, 그 정보에 기초하여 제어 전략(그리고 관련된 운전 거동)을 수정하고, 수정된 제어 전략에 따라서 자동차(200)를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 시스템은 또한 센서들로부터 수신된 정보를 모니터하고, 운전 조건들을 계속해서 평가하도록 구성될 수 있고; 또한 운전 조건들의 변경들에 기초하여 제어 전략 및 운전 거동을 수정하도록 구성될 수 있다.
도 3은 운전자에게 자율 주행차량의 제어를 이행하기 위한 방법(300)의 흐름도이다.
방법(300)은 하나 이상의 블록들(302 내지 308)에 의해 예시된 하나 이상의 동작, 기능 또는 액션을 포함할 수 있다. 블록들은 순차적인 순서로 예시되어 있지만, 이들 블록은 일부 경우에 병행하여, 그리고/또는 본 명세서에 기술된 것과 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 다양한 블록들은 원하는 구현에 기초하여 더 적은 수의 블록으로 결합되거나, 부가의 블록들로 분할되거나, 그리고/또는 제거될 수 있다.
게다가, 방법(300) 및 본 명세서에 개시된 다른 프로세스들 및 방법들에 있어서, 순서도는 본 실시예들의 하나의 가능한 구현의 기능 및 동작을 보여준다. 이에 관하여, 각 블록은 프로세스의 특정한 논리 기능들 또는 단계들을 구현하기 위해 프로세서에 의해 실행가능한 하나 이상의 명령어를 포함하는, 모듈, 세그먼트, 또는 프로그램 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 프로그램 코드는, 예를 들어, 디스크 또는 하드 드라이브를 포함하는 저장소 디바이스와 같은, 임의의 유형의 컴퓨터 판독가능 매체 또는 메모리에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 예를 들어, 레지스터 메모리, 프로세서 캐시 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같이 단기간 동안 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체와 같은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한, 예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM), 광 또는 자기 디스크, CD-ROM(compact-disc read only memory)과 같이, 보조적인 또는 지속적인 장기간 저장소와 같은 비일시적 매체 또는 메모리를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들은 또한 임의의 다른 휘발성 또는 비휘발성 저장 시스템들일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 유형의(tangible) 저장 디바이스, 또는 다른 제조물로 간주될 수 있다.
게다가, 방법(300) 및 본 명세서에 개시된 다른 프로세스들 및 방법들에 있어서, 도 3의 각 블록은 프로세스의 특정한 논리 기능들을 수행하도록 배선된 회로를 나타낼 수 있다.
블록(302)에서, 방법(300)은, 컴퓨팅 디바이스를 통해, 자율 모드에서 동작하는 차량에 대한 제어의 이행에 대한 지시를 수신하는 것을 수반할 수 있고, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드에서 차량을 제어하도록 구성될 수 있다. 차량을 자율적으로 제어하는 컴퓨팅 디바이스는 차량에 대한 수동 제어로의 전환을 요청하는 운전자로부터의 다양한 유형의 지시들을 연속적으로 모니터링하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는, 스로틀, 브레이크, 또는 조향 핸들 등의 수동 적용과 같은, 운전자로부터의 다양한 지시들을 검출 및 수신하도록 구성될 수 있다. 일 구현에서, 차량은 자율 모드로부터 수동 모드로의 이행을 위해 운전자로부터의 지시를 수신하기 위한 버튼, 스위치, 또는 유사한 인터페이스로 구성될 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 게이지들(gauges), 센서들, 또는 다른 컴포넌트들을 포함하는 지시들을 검출하는 다양한 수단을 사용할 수 있다.
또한, 자율 모드에서 차량을 제어하는 컴퓨팅 디바이스는 수신된 지시가 잘못된 지시를 검출하는 것을 방지하기 위한 임계치를 초과하는 것을 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 차량의 조향 시스템에 있어서의 운전자에 의한 수동 변경(예를 들어, 조향 핸들의 회전)이 임계치보다 높고 자율 모드에서의 차량에 대한 제어와 무관하다는 것을 결정하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는, 운전자가 조향 핸들에 의도하지 않게 충격을 주었고 수동 동작 모드로의 제어의 이행을 원하지 않는 경우들에서 임계치를 사용하여 운전자에게 제어를 이행하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 컴퓨팅 디바이스는 운전자에 의한 차량의 브레이킹 시스템의 적용을 검출한 후에 운전자에게로 제어를 핸드 오프하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 컴퓨팅 디바이스는 브레이크에 인가된 압력이 임계치를 초과하거나 브레이킹 시스템의 전반적인 변경이 임계치 레벨을 초과하는 것을 요구할 수 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스는 스로틀 시스템에서의 변경을 검출하고, 변경이 운전자로부터의 지시를 나타내는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드에서 차량의 브레이크들을 적용할 수 있고 운전자가 수동으로 스로틀을 적용하고 있는 것을 검출할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 수동 적용이 운전자로의 제어의 이행에 대한 지시라고 결정할 수 있다. 다른 형식의 지시가 컴퓨팅 디바이스에 의해 또한 검출될 수 있다.
블록(304)에서, 방법은(300), 컴퓨팅 디바이스에 의해, 자율 모드에서의 차량의 동작과 관련된 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 차량의 상태를 결정하는 것을 더 수반할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 브레이킹 시스템, 조향 시스템 또는 스로틀 시스템과 연관된 정보와 같은, 자율 모드에서의 차량의 동작에 관련된 다양한 파라미터들을 결정할 수 있다. 차량의 브레이킹 시스템, 조향 시스템, 스로틀 시스템 및 다른 시스템들과 연관된 정보는, 예를 들어, 현재 사용, 이전 액션들, 또는 미래의 액션들의 레벨을 포함할 수 있다.
파라미터들을 이용하여, 컴퓨팅 디바이스는 차량의 상태를 결정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는, 제어의 핸드오버(handover)에 대한 지시가 운전자로부터 수신되는 시간의 그 기간에서 차량의 속도 도는 조향의 각도를 결정할 수 있다. 마찬가지로, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드에서의 차량의 동작에 관련된 파라미터들의 조합을 결정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 차량의 선회 반경(turning radius), 그리고 스로틀 시스템 및 브레이킹 시스템의 현재 상태를 결정할 수 있다.
일부 경우들에서, 컴퓨팅 디바이스는 차량의 환경 및/또는 차량의 미래 상태와 연관된 파라미터들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 경로, 도로의 레이아웃, 차량의 방향, 및 다른 인자들에 기초하여 주행 패턴들을 결정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는, 자율 차량이, 가능한 미래의 이동 또는 시간의 경과에 따라 실행할 수 있는 명령들을 사용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 차량이 회전, 가속, 제동, 또는 차선 변경 등을 실행하려 한다고 결정할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 차량이 교통 신호, 장애물, 원치않은 목적지 또는 다른 파라미터들 등에 접근하고 있다고 결정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 도 1에서 설명된 차량과 연관된 하나 이상의 컴포넌트를 사용하여 차량의 현재 또는 미래의 동작 상태를 정의하는 다양한 파라미터들을 결정할 수 있다. 일부 예시적인 컴포넌트들은 GPS(global positioning system), 다른 컴퓨팅 디바이스들, 레이저들, 이미지 검출 디바이스들, 레이더, 센서들, 게이지들, 또는 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 결정되는 파라미터들은 차량의 상태를 결정하기 위해 프로세스될 수 있고, 차량의 상태는 운전자로의 제어의 이행이 수용가능한 상태, 또는 운전자로의 제어의 이행이 수용가능하지 않거나 권장되지 않는 상태와 같은 상태들을 포함할 수 있다.
블록(306)에서, 방법(300)은 차량의 상태 및 지시에 기초하여, 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행에 대응하는 명령어들, 및 차량에 대한 제어의 이행을 위한 전략 및 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행에 대응하는 시간의 지속기간 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 명령어들을 결정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드로부터 수동 모드로의 차량의 이행에 사용하기 위한 명령어들을 결정할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 차량의 상태, 주행 패턴, 운전자로부터 수신된 지시의 유형, 및/또는 다른 정보에 를 감안하는 명령어들을 결정할 수 있다.
명령어들은 차량에 대한 제어를 운전자에게 이행하는 방법을 정의하는 전략을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드들 내지 수동 또는 반-수동 모드 사이의 이행을 효율적으로 실행하는 특정 전략을 결정하도록 구성될 수 있다. 사용된 다양한 전략들은 자율적으로 동작하는 차량의 상태, 운전자로부터 수신된 지시, 이전의 그리고 가능한 미래의 주행 패턴, 및/또는 추가의 인자들에 기초하여 컴퓨팅 디바이스에 의해 결정될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 운전자에게로의 효율적이고 안전한 제어의 이행을 제공하는 것에 기초하여 전략들을 선택할 수 있다. 일부 예들에서, 컴퓨팅 디바이스는 자율적으로 동작하는 차량과 관련되는 가능한 변수들 중 일부 또는 전부에 기초하여 사용할 특정 전략을 결정하기 위해 하나 이상의 알고리즘을 사용할 수 있다.
예시적인 전략들에서, 컴퓨팅 디바이스는 차량에 대한 완전한 제어를 운전자에게 즉각적으로 이행할 수 있고 또는 다양한 시스템들을 개별적으로 운전자에게 이행할 수 있다. 일부 예들에서, 컴퓨팅 디바이스는 운전자에게 제어를 이행하기 위한 특정 전략이 다른 전략들보다 더 효율적으로 작동할 수 있다고 결정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는, 반-수동 모드를 통해 이행을 느리게 실행하는 것이 수신된 지시 유형 및 차량의 현재 상태에 기초하여 운전자에게 제어를 이행하기 위한 가장 효율적인 수단일 수 있다고 결정할 수 있다. 다른 상황들에서, 컴퓨팅 디바이스는 제어의 즉각적인 전달이 가장 효율적인 전략이라고 결정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 미리결정된 순서로 차량 시스템을 이행하는 전략을 선택할 수 있다.
또한, 명령어들은 또한, 컴퓨팅 디바이스에 의해 결정되는 바와 같이 발생할 제어의 이행에 대한 시간의 지속기간을 포함할 수 있다. 명령어들은 이행의 지연을 포함하여, 컴퓨팅 디바이스에 의해 요구된 시간의 지속기간을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 긴 시간의 지속기간에 걸쳐 이행을 수행하는 것은 운전자가 자율로부터 수동으로의 제어의 이행에 적응하도록 할 수 있다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 지시를 수신하고 다가오는 차례를 결정된 파라미터에 따라 실행한 후에 이행이 수행되어야 한다고 결정하고 그에 따라 자율 모드로부터 수동 모드로의 이행을 위한 시간의 지속기간을 설정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 차량의 모든 시스템에 대한 제어의 이행이 지연되거나 속도를 올려야 할 필요가 있는 경우들에서 이행 동안에 지속기간을 변경시킬 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 운전자에게 제어를 핸드 오버하도록 결정된 특정 전략에 기초하여 지속기간을 사용할 수 있다.
차량을 제어하는 컴퓨팅 디바이스는 파라미터들 및 지시의 유형이 수동 모드로의 안전한 이행을 초래하지 않을 수 있고 그에 응답하여 이행을 실행하지 않을 수 있다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 차량이 고속도로 상에서 고속으로 자율적으로 구동되고 있고 조향 핸들에 대한 수동적 힘의 인가를 검출하는 것을 통해 운전자로부터의 지시를 수신한다고 결정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는, 높은 속도와 운전자에 의해 적용된 선회 반경은 안전하게 조합될 수 없기 때문에 이러한 상황에서 핸드오프를 수행하지 않을 것을 결정할 수 있다. 마찬가지로, 컴퓨팅 디바이스는, 차량이 도로의 장애물(예를 들어, 정지된 차량)에 신속하게 접근하고 있기 때문에 자율 모드에서 차량에 브레이크를 적용하고 있을 수 있고 운전자에 의해 스로틀의 적용에 대한 지시를 수신할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 다가오는 장애물과의 충돌을 방지하기 위해 이러한 상황에서 운전자로의 제어의 이행을 수행하지 않을 수 있다. 추가로, 컴퓨팅 디바이스는 또한 차량의 상태 및 다른 예들에서의 지시에 기초하여 제어의 핸드오프를 지연할 수 있다.
블록(308)에서, 방법(300)은 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행을 수행하기 위한 명령어들을 제공하는 것을 수반한다. 차량과 관련된 다른 개체 또는 컴퓨팅 디바이스는 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행을 수행하기 위한 명령어들을 사용하도록 구성될 수 있다. 명령어들은, 예를 들어, 메모리 또는 클라우드 내에 저장될 수 있다.
방법(300)의 일부 예시적인 구현들에서, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드와 수동 모드 사이에서 몇번이고 전환하도록 구성될 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 상이한 레벨들의 임계치의 사용을 통해 도로로부터 야기될 수 있는 임의의 기계적-피드백 토크(mechanical-feedback torque)로부터 운전자에 의해 인가된 조향 토크(steering torque)를 구분하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 회전 동안에 차량이 범프에 부딪히는 것으로부터 야기되는 기계적-피드백 토크와 운전자에 의해 조향 핸들에 인가되는 힘과의 차이를 결정하도록 구성될 수 있다. 그 차이를 결정하기 위해, 컴퓨팅 디바이스는 조향 핸들을 수동으로 회전시키는 것으로부터 수신된 높은 임계치의 임의의 지시를 요구할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 제어의 핸드오프에 대한 명령어들에서 적응적 전략을 통해 과다 조향(over-steering)을 제거하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 운전자가 적응하게 하도록 차량 토크를 0으로 부드럽게 감소시키기 위해 적응적 전략을 사용할 수 있다.
방법(300)의 다른 예시적인 구현에서, 컴퓨팅 디바이스는 브레이크를 적용하는 과정에 있을 수 있고 자율 모드에서 브레이크의 적용 동안에 운전자로부터 지시를 수신할 수 있다. 지시의 유형 및 차량의 상태에 따라, 컴퓨팅 디바이스는 상이한 기능들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스가 조향 핸들의 수동 적용을 통해 지시를 수신하는 경우, 컴퓨팅 디바이스는 차량이 운전자에게 핸드오프하기 위한 안전한 환경에서의 속도로 주행하고 있을 때까지 자율적 브레이킹을 감소시킬 것을 결정할 수 있다. 반대로, 컴퓨팅 디바이스가 운전자에 의해 스로틀의 적용을 통해 지시를 수신하는 경우, 컴퓨팅 디바이스는 운전자가 반대의 입력을 인가하고 있기 때문에 자율적 브레이킹을 해제하도록 구성될 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 운전자가 자율적 브레이킹 동안에 브레이크에 대해 힘을 인가하고 있고 계속해서 브레이킹 시스템을 제어한다는 것을 검출할 수 있지만, 운전자가 브레이크에 수동적으로 가해진 힘을 포기할 때까지 브레이킹 레벨을 증가시킬 수 있다. 시간에 따라, 컴퓨팅 디바이스는 차량이 이행에 안전한 상태에 있는 경우 운전자에게 브레이킹 시스템에 대한 제어를 전체적으로 용이하게 할 수 있다.
다른 구현에서, 컴퓨팅 디바이스는 자율적으로 가속하고 있을 수 있고 수동 제어에 대한 운전자로부터의 지시를 검출할 수 있다. 이러한 경우에, 컴퓨팅은 지시를 수신함에 따라 즉시 가속을 해제하도록 구성될 수 있고 운전자에게 제어를 이행할 수 있다. 마찬가지로, 컴퓨팅 디바이스는 차량에 대한 제어를 유지할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스가 지시 인터페이스(예를 들어, 버튼, 스위치)의 적용을 검출하는 일부 경우들에서, 컴퓨팅 디바이스는 차량의 모든 시스템들은 수동 모드로 이행하도록 구성될 수 있거나 또는 차량의 시스템들의 오직 일부를 이행하도록 구성될 수 있다.
또한, 일부 예들에서, 컴퓨팅 디바이스는 운전자로의 차량에 대한 제어의 핸드오프가 발생하는 것을 방지하는 제한들을 설정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 차량이 임계 속도 위로 또는 특정 조건들(예를 들어, 폭우, 폭설)에서 주행하고 있는 경우 운전자로부터의 제어에 대한 모든 요청들을 거부하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 또한 운전자에게 제어를 핸드오프할지 여부에 대한 결정을 행하는 경우의 차량의 임계 근접거리 내에 존재하는 장애물들, 보행자, 및/또는 다른 차량들의 수량를 감안할 수 있다. 추가적으로, 컴퓨팅 디바이스는 또한 유-턴(U-turn)을 수행하는 동안과 같이, 차량에 의한 특정 현재 동작 상태들 동안에 핸드오프를 수행하기 위해 더 긴 지속기간을 항상 선택하도록 구성될 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 운전자에게 제어를 넘겨주기 위해 더 짧은 지속기간을 사용할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는, 컴퓨팅 디바이스가 차량의 하나 이상의 컴포넌트(예를 들어, 센서들)이 적절하게 동작하고 있지 않고 제어의 불안한 전달을 초래할 수 있다고 결정하는 경우 자율 모드로부터 수동 모드로의 전환을 허용하지 않도록 구성될 수 있다.
컴퓨팅 디바이스는, 오디오 메시지들/경고들 또는 스크린 상의 판독가능한 텍스트와 같은, 다양한 인터페이스들을 통해 운전자에게 메시지들을 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 운전자로의 제어의 이행을 수행하는 것이 일시적으로 불안하다고 결정할 수 있고, 거절의 배경을 설명하는 온-스크린 메시지에서 설명할 수 있다. 마찬가지로, 일부 경우들에서, 컴퓨팅 디바이스는 시트(seat) 및/또는 조향 핸들을 진동시켜 운전자에게 제어의 이행에 대한 요청이 거절되었음을 알려줄 수 있다.
일례에서, 컴퓨팅 디바이스는 차량에 대한 제어를 컴퓨팅 디바이스로부터 운전자에게 이행하기 이전에 운전자에 대한 확인을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 이미지 검출 디바이스를 사용하여 운전자가 차량의 제어를 맡도록 적절하게 위치되는지를 결정할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 운전자가 차량을 제어할 수 있는 상태에 있는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 운전자가 각성상태(alert)라는 것은 확인하기 위해 센서들 또는 안구 검출 피처들을 사용할 수 있다. 마찬가지로, 컴퓨팅 디바이스는, 운전자에게 차량에 대한 제어를 이행하기 이전에 운전자가 조향 핸들 상에 두 손을 두고 있음을 보장하기 위해 센서들을 활용할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드로부터 수동 모드로 제어를 이행하기 이전에 만족될 다른 안전 인자들을 또한 요구할 수 있다.
다른 구현에서, 컴퓨팅 디바이스는 운전자에게 차량에 대한 제어를 이행하고 차량의 환경뿐 아니라 운전자의 액션들을 모니터링할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는, 컴퓨팅 디바이스가 운전자의 액션들이 사고 또는 부상을 초래할 수 있다고 결정하는 상황들에서 운전자를 보조하거나 심지어 차량에 대한 완전한 제어를 취하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 주택가에서 운전자에게 제어를 이행할 수 있지만, 운전자가 속도 제한보다 높은 (예를 들어, 20 mph 초과) 임계치로 계속해서 가속한 후에, 컴퓨팅 디바이스는 차량의 통제를 운전자로부터 다시 취할 수 있다. 다른 예들이 있을 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 자율 주행차량에 대한 제어를 운전자에게 이행하는 방법의 예시적인 구현에 대한 흐름도를 도시한다. 도 4a는 방법(300)의 예시적인 구현의 개요를 도시한다. 도 4b 내지 도 4c는 또한 도 4a에서 도시된 흐름도의 일부분에 포커스한다. 도 4a 내지 도 4c의 예시적인 흐름도 이외에도 다른 예들이 있을 수 있다.
도 4a는 방법을 수행하기 위한 예시적인 흐름도를 도시하며, 블록들(402 내지 412) 중 하나 이상에 의해 예시된 하나 이상의 동작, 기능 또는 액션들을 포함할 수 있다. 블록들은 순차적인 순서로 예시되어 있지만, 이들 블록은 일부 경우에 병행하여, 그리고/또는 본 명세서에 기술된 것과 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 다양한 블록들은 원하는 구현에 기초하여 더 적은 수의 블록으로 결합되거나, 부가의 블록들로 분할되거나, 그리고/또는 제거될 수 있다.
블록(402)에서, 방법은 제어의 이행을 위한 지시를 수신하는 것을 포함한다. 도 3에서 논의된 바와 같이, 자율 모드에서 차량을 제어하는 컴퓨팅 디바이스는 상이한 지시들을 통해 운전자로부터 제어의 이행을 위한 지시를 수신하도록 구성될 수 있다. 도 4b는, 컴퓨팅 디바이스에 의해 검출될 수 있는 예시적인 지시들을 도시함으로써 도 4a에 도시된 블록(402)를 확대한 것이다. 도 4b에 도시된 지시들 이외에도 다른 지시들이 있을 수 있다. 도 4a와 마찬가지로, 도 4b는 컴퓨팅 디바이스가 제어의 이행을 위한 지시를 수신할 수 있는 방식들을 설명하는 예시적인 흐름도를 도시한다. 컴퓨팅 디바이스는 지시들을 실시간으로 검출하고 또한 일부 예들에서 다수의 시스템들을 통해 지시들의 조합에 대해 확인할 수 있다.
도 4b에 도시된 블록(403a)에서, 컴퓨팅 디바이스는, 차량의 조향 시스템이 조향 핸들로의 수동적 힘을 통한 임의의 입력을 수신하였는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 도 3에서 설명된 바와 같이, 컴퓨팅 디바이스는, 운전자가 조향 시스템에 인가할 수 있는 임의의 힘으로부터의 지시들을 검출하도록 구성될 수 있다. 다른 예들에서, 컴퓨팅 디바이스는 힘이 조향 핸들에 인가되었는지를 결정하기 이전에 다른 지시들에 대해 확인하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드로부터 수동 모드로의 차량에 대한 제어의 이행을 원한다고 운전자가 지시하였는지를 결정하도록 다수의 시스템들을 동시에 실시간으로 확인하도록 구성될 수 있다.
블록(403b)에서, 컴퓨팅 디바이스는, 가속기가 눌려지는지를 검출하도록 구성될 수 있다. 도 3에서 논의된 바와 같이, 컴퓨팅 디바이스는 스로틀 시스템의 수동 적용을 통해 운전자로부터의 지시를 수신할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 운전자가 차량을 가속하기를 원한다는 것을 검출할 수 있다. 일부 경우들에서, 컴퓨팅 디바이스는 다른 시스템들 이전에 임의의 지시에 대해 스로틀 시스템을 확인하도록 구성될 수 있다.
블록(403c)에서, 컴퓨팅 디바이스는 브레이크가 눌려졌는지를 검출하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 가능한 지시를 위한 운전자로부터의 풋브레이크, 핸드브레이크 등의 물리적 적용을 감지할 수 있다. 다른 지시들과 마찬가지로, 컴퓨팅 디바이스는 수동 적용의 검출을 가능하게 하도록 브레이크 시스템을 연속적으로 모니터할 수 있다.
블록(403d)에서, 컴퓨팅 디바이스는, 자율 모드로부터 수동 모드로의 제어에 대한 이행을 요청하는 버튼, 또는 스위치가 눌려지거나 플립되었는지(flipped)를 검출하도록 구성될 수 있다. 도 3에 논의된 바와 같이, 컴퓨팅 디바이스는 버튼, 스위치 또는 다른 수단을 통해 운전자로부터 지시를 수신할 수 있다.
블록(403e)에서, 컴퓨팅 디바이스는, 운전자가 음성 명령을 통해 차량에 대한 제어를 요청하는지를 검출하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 컴퓨팅 디바이스는, 제어를 요청하는 특정 핸드 제스처 또는 심볼과 같은, 물리적 모션들을 검출하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 음성 명령을 통해 운전자로부터의 확인을 수신하도록 구성될 수 있다.
임의의 포인트에서, 컴퓨팅 디바이스는, 운전자가 차량에 대한 제어를 원한다고 신호할 수 있는 지시들에 대해 하나 이상의 시스템을 확인하도록 구성될 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 디바이스가 확인된 차량 시스템들로부터 어떤 지시들도 수신하지 못하는 경우에, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드에서 차량을 계속해서 제어할 것이고 운전자로부터의 지시들을 계속 모니터링할 수 있다.
차량의 시스템 중 하나 이상을 통해 운전자로부터의 지시를 검출하는 것에 응답하여, 컴퓨팅 디바이스는 도 4a 내지 도 4c의 블록(404)로서 도시된 바와 같이, 차량의 상태를 결정하기 위해 진행하도록 구성될 수 있다. 도 3에서 논의된 바와 같이, 컴퓨팅 디바이스는, 자율의 차량의 동작과 관련된 파라미터들을 포함할 수 있는, 차량의 상태를 결정할 필요가 있을 수 있다. 이 포인트에서, 컴퓨팅 디바이스는 속도, 환경, 시스템들의 레벨, 또는 자율 모드에서 동작하는 차량과 연관된 다른 파라미터들을 결정하도록 구성될 수 있다.
도 4a의 블록(404)에서, 컴퓨팅 디바이스는 수신된 지시가 임계치를 초과하는지를 결정한다. 컴퓨팅 디바이스가, 검출된 지시가 임계치를 초과하지 않는다고 결정하는 경우, 컴퓨팅 디바이스는 운전자로부터의 새로운 지시를 위해 시스템을 모니터링하는 단계로 돌아간다. 하나 이상의 임계치를 이용하는 것에 의해, 컴퓨팅 디바이스는 오류에 의해 수신된 지시들의 수를 감소시킬 수 있다.
도 4c는 도 4a의 블록(404)을 더 확장하여, 검출된 지시가 자율 모드로부터 수동 모드로의 제어의 이행에 대한 운전자로부터의 진정한 요청인지를 결정하는데 컴퓨팅 디바이스가 사용될 수 있는 예시적인 임계치들을 도시한다. 도 4c에서, 블록들(405a 내지 405d)는, 차량에 대한 제어를 이행하기 위해 방법(300)에서 진행할 지를 결정하기 위해 또는 검출된 지시가 오류로부터 유발되었는지를 인식하기 위해 컴퓨팅 디바이스가 활용할 수 있는 예시적인 임계치 테스트들을 나타낸다. 컴퓨팅 디바이스는 검출된 지시의 유형과 무관하게 각각의 임계치 테스트들을 수행하도록 구성될 수 있거나 또는 지시에 기초하여 임계치 테스트에 포커스할 수 있다. 마찬가지로, 컴퓨팅 디바이스는, 컴퓨팅 디바이스에 의해 또는 운전자에 의해 수동으로, 운전 조건들에 따라 변경될 수 있는 예상 임계치 량들에 대해 레벨들의 조합을 결정하도록 구성될 수 있다. 임계치들은 변화할수 있고 또는 미리정의될 수 있고 그리고 다수의 임계치들이 적용될 수 있다.
도 4a의 블록(404)에서 도시되고 도 4c에서 더 확장된 바와 같이, 차량을 제어하는 컴퓨팅 디바이스는, 검출된 지시가 제어를 요청하는 운전자에 의해 주어진 실제 지시인지를 결정하도록 구성될 수 있다.
블록(405a)에서, 컴퓨팅 디바이스는 차량의 선회각이 임계치보다 높은지를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 차량의 현재 선회각을 결정하고 및/또는 운전자에 의해 조향 핸들에 인가된 힘이 임계치를 초과하는지를 결정할 수 있다. 임계치를 사용하는 것에 의해, 컴퓨팅 디바이스는, 예를 들어, 조향 시스템에 인가된 힘이 제어를 요청하는 운전자에 의해 유발되었고 도로의 범프에 부딪히거나 운전자가 사고로 조향 핸들에 부딪히는 것으로부터 유발된 것이 아니라는 것을 보장할 수 있다. 도 3에서 논의된 바와 같이, 컴퓨팅 디바이스는 운전자에 의해 조향 시스템에 인가된 힘이 임계치를 초과하여 자율모드로부터 수동 모드로의 원치않는 이행을 개시하는 것을 방지하는 것을 요구할 수 있다.
블록(405b)에서, 컴퓨팅 디바이스는 자율적으로 주행하는 차량의 속도가 임계치보다 높은지를 결정하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는, 다른 시스템들을 확인하기 이전에 속도가 임계치보다 높은지를 결정할 수 있다. 마찬가지로, 컴퓨팅 디바이스는, 이행이 원해진다는 것을 보장하기 위해 운전자에 의해 스로틀 시스템에 인가된 힘의 양이 임계치를 초과하는지를 결정할 수 있다.
블록(405c)에서, 컴퓨팅 디바이스는 브레이킹 시스템이 하나 이상의 임계치를 초과하는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는, 컴퓨팅 디바이스가 적절한 지시를 수신하였는지를 결정하기 위해 브레이크 시스템에 수동으로 인가된 힘이 임계치를 초과하는지를 확인하도록 구성될 수 있다.
블록(405d)에서, 컴퓨팅 디바이스는 운전자가 자율 모드로부터 수동 모드로의 제어의 이행에 대한 준비가 되어 있는지를 결정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 도 3에서 논의된 바와 같은 특징들을 이용하여 운전자가 제어의 이행에 대해 준비가 되어 있는지를 결정할 수 있다.
컴퓨팅 디바이스가, 임계치들 중 하나 이상이 검출된 지시가 수동 모드를 위한 운전자로부터의 실제 요청이라는 것을 나타내는 것을 충족한다고 결정하는 경우에, 컴퓨팅 디바이스는 도 4a 내지 도 4c의 블록(406)으로 진행하여 차량의 상태를 결정할 수 있다. 검출된 지시들이 임계치를 초과하지 않는 경우, 컴퓨팅 디바이스는 도 4c의 블록(407)에서 도시된 바와 같이 운전자로부터의 새로운 지시를 모니터링하는 단계로 돌아가도록 구성될 수 있다.
도 4a를 다시 참조하면, 컴퓨팅 디바이스는 검출된 지시가 컴퓨팅 디바이스에 의해 적용된 임의의 임계치 테스트를 초과하는 경우 자율 모드에서 동작하는 차량의 상태를 결정하기 위해 진행할 수 있다.
블록(406)에서, 컴퓨팅 디바이스는, 자율 모드에서 동작하는 동안 속도, 환경, 차량 시스템들의 레벨 등에 관련되는 파라미터들을 포함하는, 차량의 상태를 결정할 수 있다. 도 3에서 논의된 바와 같이, 컴퓨팅 디바이스는 자율 모드로부터 수동 모드로의 차량의 이행에 관련되는 다수의 파라미터들을 결정할 수 있다.
블록(408)에서, 컴퓨팅 디바이스는 운전자에게로 제어를 넘기는 이행이 적절하고 및/또는 안전한지를 결정하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 차량의 상태 및 지시의 유형이 안전한 이행을 허용하는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 컴퓨팅 디바이스는 차량이 현재 제어의 이행을 허용하기 위한 안전한 환경에 있지 않다고 결정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스가 이행이 안전하지 않거나 적절하지 않다고 결정하는 경우에, 컴퓨팅 디바이스는 이행을 요청하는 지시를 무시할 수 있고 차량에 대한 제어를 유지하면서 시스템들을 모니터링하는 단계로 돌아갈 수 있다. 일부 경우들에서, 컴퓨팅 디바이스는, 이행이 안전하고 및/또는 적절하다고 컴퓨팅 디바이스가 결정할 때까지의 시간 기간 동안 이행을 지연시킬 수 있다. 컴퓨팅 디바이스가 이행이 안전하고/적절하다고 결정하는 경우, 컴퓨팅 디바이스는 지시 및 차량의 상태에 기초하여 제어의 이행에 대응하는 명령어들을 결정하도록 진행할 수 있다.
블록(410)에서, 컴퓨팅 디바이스는 지시 및 차량의 상태에 기초하여 제어의 이행에 대응하는 명령어들을 결정할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 오직 지시, 오직 차량의 상태, 또는 그 조합에 기초하여 명령어들을 결정할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 도 3에서 더 전술한바와 같이 명령어들을 결정하기 위해 다른 인자들을 사용할 수 있다.
블록(412)에서, 컴퓨팅 디바이스는 도 3에서 설명된 바와 같이, 자율 동작 모드로부터 수동 동작 모드로의 차량에 대한 제어의 이행을 수행하는 명령어들을 제공할 수 있다.
전술한 핸드오프들의 다양한 조합들을 포함하는 다른 적응적 전략들 및 지속기간들이 가능하다. 전략들은, 차량의 상태 및/또는 수신된 지시의 유형에 따라 자율 및 반-수동 차량들에서 구현될 수 있다. 본원에서 논의된 방법은 변형들을 포함할 수 있고, 상이한 유형의 차량들 또는 다른 개체들에 대해 수행될 수 있다.
본 명세서에 다양한 양태들 및 실시예들이 개시되었지만, 본 분야의 통상의 기술자에게는 다른 양태들 및 실시예들이 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태들및 실시예들은 설명을 위한 것이고 제한하고자 하는 것은 아니며, 진정한 범위는 다음의 청구항들과 함께, 그러한 청구항들의 자격이 주어지는 균등물들의 전범위에 의해 지시된다. 또한, 본 명세서에 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예들을 기술하기 위한 것이고, 제한하고자 하는 것은 아님을 이해해야 한다.

Claims (21)

  1. 삭제
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  7. 명령어들을 저장한 컴퓨터 판독가능한 매체로서, 상기 명령어들은, 컴퓨팅 디바이스에 의해 실행되는 경우, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금,
    자율 모드에서 동작하는 차량에 대한 제어의 이행에 대한 지시를 수신하는 것 - 상기 제어의 이행에 대한 상기 지시는, 상기 차량의 조향 시스템에서의 변경을 검출하는 것을 포함하고, 상기 조향 시스템에서의 상기 변경은 임계치 레벨보다 높고 상기 자율 모드에서의 상기 차량의 상기 제어와 무관함 - ;
    상기 자율 모드에서 상기 차량의 동작과 관련된 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 차량의 상태를 결정하는 것;
    상기 차량의 상기 상태 및 상기 지시에 기초하여, 자율 모드로부터 수동 동작 모드로의 상기 차량의 하나 이상의 시스템에 대한 제어의 이행을 위한 전략을 결정하는 것 - 상기 전략은 상기 자율 모드로부터 상기 수동 동작 모드로의 제어를 이행하기 위한 상기 차량의 하나 이상의 시스템의 각각의 시스템들 및 상기 자율 모드로부터 상기 수동 동작 모드로의 상기 차량의 상기 하나 이상의 시스템의 상기 각각의 시스템들에 대한 상기 제어의 이행이 발생하도록 구성되는 하나 이상의 시간의 지속기간을 나타내는 정보를 포함함 - ; 및
    상기 자율 모드로부터 상기 수동 동작 모드로의 상기 차량의 상기 하나 이상의 시스템에 대한 상기 제어의 이행을 수행하기 위한 상기 전략을 제공하는 것
    을 포함하는 기능들을 수행하게 하고,
    상기 자율 모드로부터 수동 동작 모드로의 상기 차량의 하나 이상의 시스템에 대한 제어의 이행을 위한 전략을 결정하는 것은, 상기 자율 모드로부터 상기 수동 동작 모드로의 주어진 시간의 지속기간에 걸친 일련의 이행들에서 상기 차량의 상기 하나 이상의 시스템의 각각의 시스템들에 대한 제어를 이행하기 위한 전략을 결정하는 것을 포함하고, 상기 주어진 시간의 지속기간은 상기 차량의 상기 상태 및 상기 수신된 지시에 기초하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어의 이행에 대한 지시를 수신하는 것은, 버튼 또는 스위치를 통해 해제 신호를 수신하는 것을 포함하고,
    상기 차량의 상기 상태 및 상기 지시에 기초하여, 상기 자율 모드로부터 수동 동작 모드로의 상기 차량의 하나 이상의 시스템에 대한 제어의 이행을 위한 전략을 결정하는 것은,
    미리정의된 시간의 지속기간 내에 상기 자율 모드로부터 상기 수동 동작 모드로 상기 차량의 모든 시스템들을 이행하는 것을 포함하는 전략을 결정하는 것을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
  10. 삭제
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  15. 삭제
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  18. 방법으로서,
    컴퓨팅 시스템에 의해 자율 모드에서 차량을 동작시키는 단계 - 조향 핸들(steering wheel)은 상기 차량의 조향 시스템의 수동 제어에 실질적으로 관여되어 있지 않음(disengaged) - ;
    상기 컴퓨팅 시스템에 의해 적어도 상기 조향 핸들에 인가된 토크의 임계치 변경에 대응하는 관여 신호를 수신하는 단계;
    상기 관여 신호를 수신하면 차량 상태를 결정하는 단계 - 상기 차량 상태는 상기 차량의 속도의 지시를 포함함 - ;
    상기 차량 상태에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 차량을 상기 자율 모드로부터 수동 모드로 이행하기 위한 이행 기간을 결정하는 단계 - 상기 결정된 이행 기간은 상기 컴퓨팅 시스템이 자율 제어 프로세스에 의해 상기 조향 시스템에 인가된 토크를 감소시키기 시작하는 때부터 상기 조향 시스템의 수동 제어로의 이행이 완료되는 때까지의 시간의 지속기간임 - ;
    상기 이행 기간에 걸쳐, 자율 제어 프로세스에 의해 상기 조향 시스템에 인가된 토크를 감소시키는 단계; 및
    상기 이행 기간의 종료까지, 상기 조향 시스템의 수동 제어를 허용하도록 상기 조향 핸들을 관여시킴으로써 상기 자율 모드로부터 수동모드로의 이행을 완료하고 상기 자율 제어 프로세스의 사용을 중지하는 단계
    를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 토크의 임계치 변경은 상기 차량의 속도에 더 기초하는 방법.
  20. 삭제
  21. 실행가능한 명령어들을 저장한 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 실행가능한 명령어들이 컴퓨팅 디바이스에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금,
    자율 모드에서 차량을 동작시키는 단계 - 조향 핸들은 상기 차량의 조향 시스템의 수동 제어에 실질적으로 관여되어 있지 않음 - ;
    적어도 상기 조향 핸들에 인가된 토크의 임계치 변경에 대응하는 관여 신호를 수신하는 단계;
    상기 관여 신호를 수신하면 차량 상태를 결정하는 단계 - 상기 차량 상태는 상기 차량의 속도의 지시를 포함함 - ;
    상기 차량 상태에 기초하여, 상기 차량을 상기 자율 모드로부터 수동 모드로 이행하기 위한 복수의 이행 전략들 중 선호하는 이행 전략을 선택하는 단계 - 상기 선택하는 단계는 적어도,
    (a) 상기 차량의 속도에 적어도 부분적으로 기초하여 이행 기간을 결정하는 것 - 상기 결정된 이행 기간은 상기 컴퓨팅 디바이스가 자율 제어 프로세스에 의해 상기 조향 시스템에 인가된 토크를 감소시키기 시작하는 때부터 상기 조향 시스템의 수동 제어로의 이행이 완료되는 때까지의 시간의 지속기간임 - ;
    (b) 상기 이행 기간에 걸쳐, 자율 제어 프로세스에 의해 상기 조향 시스템에 인가된 토크를 감소시키는 것; 및
    (c) 상기 이행 기간의 종료까지, 상기 조향 시스템의 수동 제어를 허용하도록 상기 조향 핸들을 관여시킴으로써 상기 자율 모드로부터 수동모드로의 이행을 완료하는 것
    을 포함하는 상기 복수의 이행 전략들의 요구사항들을 따름 - ;
    상기 선호하는 이행 전략을 실행하고 상기 자율 제어 프로세스의 사용을 중지하는 단계
    를 포함하는 기능들을 수행하도록 하는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체.
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