KR102419930B1 - 자율 차량들에 대한 교통 신호 응답 - Google Patents

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Abstract

본 개시내용의 양태들은 차량(100)이 교차로(502)를 계속 통과해야 하는지를 결정하는 것에 관한 것이다. 예를 들어, 차량의 컴퓨터들(110) 중 하나 이상은 교통 신호등(526)이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간을 식별할 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터들은 또한 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간에 차량의 위치를 추정할 수 있다. 교차로의 시작 지점(350)이 식별될 수 있다. 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간에 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리인지에 기초하여, 컴퓨터들은 차량이 교차로를 계속 통과해야 하는지를 결정할 수 있다.

Description

자율 차량들에 대한 교통 신호 응답{TRAFFIC SIGNAL RESPONSE FOR AUTONOMOUS VEHICLES}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2014년 7월 31일에 출원된 미국 특허 출원 제14/448,299호의 계속 출원이며, 그것의 개시내용은 이로써 본원에서 참조로 포함된다.
자율 차량들, 예컨대 인간 운전자를 필요로 하지 않는 차량들은 한 위치로부터 다른 위치로 승객들 또는 물품들의 수송을 원조하기 위해 사용될 수 있다. 자율 차량의 중요한 구성요소는 인지 시스템이며, 인지 시스템은 차량이 카메라들, 레이더, 센서들, 및 다른 유사한 디바이스들을 사용하여 그것의 주위들을 인지하고 해석하는 것을 허용한다. 인지 시스템은 자율 차량이 움직이고 있는 동안 다수의 결정들, 예컨대 가속, 감속, 정지, 회전 등을 실행한다. 자율 차량들은 또한 그것의 주위 환경, 예를 들어 주차된 승용차들, 나무들, 빌딩들 등에 관한 이미지들 및 센서 데이터를 수집하고 해석하기 위해 카메라들, 센서들, 및 위성 위치 확인 디바이스들을 사용할 수 있다.
인지 시스템으로부터의 정보는 차량의 컴퓨터가 다양한 환경들에서 차량을 안전하게 조종하는 것을 허용하기 위해 매우 상세한 맵 정보와 조합될 수 있다. 이렇게 매우 상세한 맵 정보는 차량의 환경의 예상된 조건들 예컨대 도로들의 형상 및 위치, 교통 신호들, 및 다른 객체들을 설명할 수 있다. 이와 관련하여, 인지 시스템으로부터의 정보 및 상세한 맵 정보는 교차로들 및 교통 신호들을 수반하는 주행 결정들을 할 시에 차량의 컴퓨터를 원조하기 위해 사용될 수 있다.
본 개시내용의 일 양태는 방법을 제공한다. 방법은 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들에 의해, 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간을 식별하는 단계; 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들에 의해, 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 추정된 시간에 차량의 위치를 추정하는 단계; 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들에 의해, 교통 신호등과 연관되는 교차로의 시작 지점을 식별하는 단계; 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들에 의해, 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리일지를 결정하는 단계; 및 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리인 것으로 결정될 때, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들에 의해, 차량이 교차로를 계속 통과해야 한다고 결정하는 단계를 포함한다.
일 예에서, 방법은 또한 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리가 아닌 것으로 결정될 때, 차량이 시작 지점에 또는 그 전에 정지해야 한다고 결정하는 단계를 포함한다. 다른 예에서, 방법은 또한 교통 신호등이 녹색으로부터 황색으로 변화된 시간을 식별하는 단계, 교통 신호등이 황색을 유지할 시간 길이를 식별하는 단계를 포함하고, 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간을 식별하는 단계는 교통 신호등이 녹색으로부터 황색으로 변화된 시간 및 교통 신호등이 황색을 유지할 시간 길이에 기초한다. 이러한 예에서, 시간 길이를 식별하는 단계는 차량이 주행하고 있는 차도의 속도 제한에 기초하여 시간 길이를 산출하는 단계를 포함한다. 대안적으로, 시간 길이를 식별하는 단계는 디폴트 값을 검색하는 단계를 포함한다. 다른 대안에서, 시간 길이를 식별하는 단계는 다양한 교통 신호등들에 대한 복수의 시간 길이들에 액세스하는 단계 및 교통 신호등에 대응하는 값을 검색하는 단계를 포함한다. 다른 예에서, 방법은 또한 차량이 교차로를 통과해야 한다고 결정하는 단계 후에, 교통 신호가 적색으로 변화될 시간에 차량의 제2 위치를 추정하는 단계, 및 차량의 추정된 제2 위치가 시작 지점을 지난 적어도 제2 임계 거리일지를 결정하는 단계를 포함한다. 이러한 예에서, 제2 임계 거리는 임계 거리 미만이다. 다른 예에서, 차량의 추정된 위치는 차량의 후방에 근접한 차량의 일부의 추정된 위치에 대응한다. 다른 예에서, 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간을 식별하는 단계는 차량으로부터 원격의 디바이스로부터 수신되는 정보에 기초한다.
본 개시내용의 다른 양태는 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들을 갖는 시스템을 포함한다. 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간을 식별하고; 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 추정된 시간에 차량의 위치를 추정하고; 교통 신호등과 연관되는 교차로의 시작 지점을 식별하고; 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리일지를 결정하고; 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리인 것으로 결정될 때, 차량이 교차로를 계속 통과해야 한다고 결정하도록 구성된다.
일 예에서, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 또한 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리가 아닌 것으로 결정될 때, 차량이 시작 지점에 또는 그 전에 정지해야 한다고 결정하도록 구성된다. 다른 예에서, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 또한 교통 신호등이 녹색으로부터 황색으로 변화된 시간을 식별하고; 교통 신호등이 황색을 유지할 시간 길이를 식별하고; 교통 신호등이 녹색으로부터 황색으로 변화된 시간 및 교통 신호등이 황색을 유지할 시간 길이에 기초하여 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간을 식별하도록 구성된다. 이러한 예에서, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 차량이 주행하고 있는 차도의 속도 제한에 기초하여 시간 길이를 산출함으로써 시간 길이를 식별하도록 더 구성된다. 대안적으로, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 또한 디폴트 값을 검색함으로써 시간 길이를 식별하도록 구성된다. 다른 대안에서, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 또한 다양한 교통 신호등들에 대한 복수의 시간 길이들에 액세스하고 교통 신호등에 대응하는 값을 검색함으로써 시간 길이를 식별하도록 구성된다. 다른 예에서, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 또한 차량이 교차로를 통과해야 한다고 결정한 후에, 교통 신호가 적색으로 변화될 시간에 차량의 제2 위치를 추정하고 차량의 추정된 제2 위치가 시작 지점을 지난 적어도 제2 임계 거리일지를 결정하도록 구성된다. 이러한 예에서, 제2 임계 거리는 임계 거리 미만이다. 다른 예에서, 차량의 추정된 위치는 차량의 후방에 근접한 차량의 일부의 추정된 위치에 대응한다. 다른 예에서, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 차량으로부터 원격의 디바이스로부터 수신되는 정보에 기초하여 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간을 식별하도록 더 구성된다.
본 개시내용의 추가 양태는 프로그램의 컴퓨터 판독가능 명령어들이 저장되는 비일시적 유형의 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 제공한다. 명령어들은 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들이 방법을 수행하게 한다. 방법은 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간을 식별하는 단계; 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 추정된 시간에 차량의 위치를 추정하는 단계; 교통 신호등과 연관되는 교차로의 시작 지점을 식별하는 단계; 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리일지를 결정하는 단계; 및 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리인 것으로 결정될 때, 차량이 교차로를 계속 통과해야 한다고 결정하는 단계를 포함한다.
일 예에서, 방법은 또한 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리가 아닌 것으로 결정할 때, 차량이 시작 지점에 또는 그 전에 정지해야 한다고 결정하는 단계를 포함한다. 다른 예에서, 방법은 또한 교통 신호등이 녹색으로부터 황색으로 변화된 시간을 식별하는 단계, 교통 신호등이 황색을 유지할 시간 길이를 식별하는 단계를 포함하고, 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간을 식별하는 단계는 교통 신호등이 녹색으로부터 황색으로 변화된 시간 및 교통 신호등이 황색을 유지할 시간 길이에 기초한다. 이러한 예에서, 시간 길이를 식별하는 단계는 차량이 주행하고 있는 차도의 속도 제한에 기초하여 시간 길이를 산출하는 단계를 포함한다. 대안적으로, 시간 길이를 식별하는 단계는 디폴트 값을 검색하는 단계를 포함한다. 다른 대안에서, 시간 길이를 식별하는 단계는 다양한 교통 신호등들에 대한 복수의 시간 길이들에 액세스하는 단계 및 교통 신호등에 대응하는 값을 검색하는 단계를 포함한다. 다른 예에서, 방법은 또한 차량이 교차로를 통과해야 한다고 결정하는 단계 후에, 교통 신호가 적색으로 변화될 시간에 차량의 제2 위치를 추정하는 단계, 및 차량의 추정된 제2 위치가 시작 지점을 지난 적어도 제2 임계 거리일지를 결정하는 단계를 포함한다. 이러한 예에서, 제2 임계 거리는 임계 거리 미만이다. 다른 예에서, 차량의 추정된 위치는 차량의 후방에 근접한 차량의 일부의 추정된 위치에 대응한다. 다른 예에서, 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간을 식별하는 단계는 차량으로부터 원격의 디바이스로부터 수신되는 정보에 기초한다.
도 1은 본 개시내용의 양태들에 따른 시스템의 기능도이다.
도 2는 본 개시내용의 양태들에 따른 자율 차량의 내부이다.
도 3은 본 개시내용의 양태들에 따른 상세한 맵 정보의 일 예이다.
도 4는 본 개시내용의 양태들에 따른 자율 차량의 외부이다.
도 5는 본 개시내용의 양태들에 따른 교차로를 포함하는 차도의 부분의 예시적 도해이다.
도 6은 본 개시내용의 양태들에 따른 차량의 예상된 위치의 예시적 도해이다.
도 7은 본 개시내용의 양태들에 따른 상세한 맵 정보의 다른 예이다.
도 8은 본 개시내용의 양태들에 따른 교차로를 포함하는 차도의 부분의 예시적 도해와 조합되는 상세한 맵 정보의 일 예이다.
도 9는 본 개시내용의 양태들에 따른 교차로를 포함하는 차도의 부분의 예시적 도해와 조합되는 상세한 맵 정보의 다른 예이다.
도 10은 본 개시내용의 양태들에 따른 예시적 흐름도이다.
기술은 자율 차량, 또는 자율 모드에서 주행하는 차량이 황색 교통 등에 응답하여 진행해야 할지 또는 정지해야 할지를 결정하는 것에 관한 것이다. 황색 등의 경우는 처리하기 특히 곤란할 수 있다. 예를 들어, 모든 황색 등들에 대한 간단한 제동은 좋은 결정이 아닐 수 있으며; 인근에 다른 차량들, 특히 자율 차량 뒤에 차량들이 있으면, 그러한 다른 차량들은 등을 통과할 시간이 여전히 있을 때 급정거를 예상하지 못할 수 있다. 그 다음, 이것은 사고들을 초래할 수 있다. 응답을 결정하는 것을 복잡하게 할 수 있는 다른 인자들은, 느리게 이동하고 있지만, 교통 신호가 황색으로 변화될 때 교차로에 이미 도달했던 다른 차량들이 자율 차량 전방에 있는지를 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 교차로를 진행하는 것은 교통 신호가 실제로 적색일 때 자율 차량이 교차로로 주행하게 할 수 있다. 따라서, 본원에 설명되는 특징들은 교통 신호가 적색으로 변화되었을 때 자율 차량이 교통 교차로를 계속 통과해야 하는지를 컴퓨터가 어떻게 결정할 수 있는지를 처리한다.
자율 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 임의의 공지된 기술들을 사용하여 교통 신호의 상태를 식별할 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터 및 상세한 맵 정보의 조합을 사용하면, 컴퓨터들은 교통 신호의 근사 위치를 추정할 수 있다. 그 다음, 템플릿들, 이미지들 내의 이미지 매칭 컬러 검출 등을 사용하면, 컴퓨터들은 교통 신호의 상태(적색, 황색, 또는 녹색)를 결정할 수 있다. 대안적으로, 이러한 정보는 다른 디바이스, 예컨대 교통 신호등과 연관되는 송신기로부터 수신되고/되거나 결정을 한 다른 차량으로부터 수신될 수 있다. 그와 같이, 컴퓨터들은 또한 교통 신호가 상기 예들 중 어느 것을 사용하여 녹색으로부터 황색으로 변화될 때를 결정할 수 있다.
일 양태에서, 황색 교통 신호에서 정지할지에 관한 결정은 교차로 전에 정지하게 되기 위해, 차량을 얼마나 많이 제동하는 것이 수행될 필요가 있는지에 기초할 수 있다. 예를 들어, 차량을 교통 교차로까지의 주어진 거리에서 정지시키는 요구된 감속이 임계값보다 더 크면, 차량의 컴퓨터들은 차량이 교차로를 계속 통과해야 한다고 결정할 수 있다. 그렇지 않으면, 차량의 컴퓨터들은 교차로 전에 차량을 정지시킬 수 있다. 그러한 로직은 많은 시나리오들에 대해 합리적으로 잘 동작하지만, 그것은 자율 차량이 (1) 이미 제동되고 있을 때(및 따라서 좀 더 제동하는 것은 자율 차량이 정지에 달하는 것을 허용함), (2) 가속되어 있을 때(및 따라서 강력한 제동으로의 변경은 불합리함), 또는 (3) 등이 교차로에 도달하기 전에 적색으로 변화될 때의 상황들에 있어서 실패할 수 있지만, 자율 차량은 상기 로직에 기초하여 통과되는 것으로 결정된다.
그러한 문제들을 처리하기 위해, 부가 인자들이 고려될 수 있다. 예를 들어, 교통 신호에 접근할 때, 자율 차량의 컴퓨터들은 교통 신호가 적색으로 변화될 시간을 식별할 수 있다. 예를 들어, 이러한 시간은 황색 교통 신호가 황색을 유지할 시간 길이에 관한 미리 저장된 정보에 액세스함으로써 컴퓨터에 의해 추정될 수 있다. 이러한 정보는 디폴트 추정 값, 특정 교통 신호 또는 교차로에 대한 측정된 값이거나, 자율 차량이 현재 주행하고 있는 도로에 대한 속도 제한에 수학적으로 기초할 수 있다. 대안적으로, 이러한 시간 길이 또는 등이 황색으로부터 적색으로 변화될 장래 시간은 다른 디바이스, 예컨대 교통 신호등과 연관되는 송신기로부터 수신되고/되거나 결정을 한 다른 차량으로부터 수신될 수 있다.
차량의 컴퓨터들은 또한 차량에 대한 속도 프로파일을 결정할 수 있다. 이러한 속도 프로파일은 궤적을 따르는 다른 교통 참여자뿐만 아니라, 도로 속도 제한, 자율 차량의 궤적을 따르는 곡률, 자율 차량이 실행할 수 있는 최소 및 최대 가속, 가속의 부드러움을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는 임의의 수의 제약들을 사용하여 장래에 짧은 시간 기간 동안 반복적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 속도 프로파일은 비용 함수들로서 다음 20초 정도 동안 매초 모든 제약들을 분석함으로써 결정될 수 있으며, 각각의 비용 함수는 자율 차량이 바람직한 상태에 있으면 더 낮은 값이고 그렇지 않으면 더 높은 값일 것이다. 비용 함수 값들 각각을 합산함으로써, 컴퓨터들은 최저 전체 비용 값을 갖는 속도 프로파일을 선택할 수 있다. 비선형 최적화는 짧은 시간 기간에 해결법의 결정을 허용할 수 있다. 게다가, 결정 로직의 이전 반복으로 계산되는 속도 프로파일은 또한 현재 속도 프로파일을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 전체 교통 상황이 갑자기 변경되지 않으면 속도 프로파일이 통상적으로 단지 거의 변경되지 않으므로 결정을 하는 시간을 더 빠르게 절약할 수 있다.
속도 프로파일을 사용하면, 컴퓨터들은 교통 신호가 황색으로부터 적색으로 변경될 시간에 자율 차량의 장래 위치를 추정할 수 있다. 이러한 시간은 교통 신호가 녹색으로부터 황색으로 변경된 것을 컴퓨터들이 결정한 시간뿐만 아니라 황색 교통 신호가 황색을 유지할 시간 길이에 관한 정보를 사용하여 결정될 수 있다. 그 다음, 시간 길이 및 속도 프로파일을 사용하면, 컴퓨터들은 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변경될 때 자율 차량이 어디에 위치될지를 추정할 수 있다. 대안적으로, 차량의 컴퓨터가 다른 디바이스로부터 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 장래 시간을 식별하는 정보를 수신하면, 이러한 장래 시간은 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변경될 때 자율 차량이 어디에 위치될지를 추정하기 위해 사용될 수 있다.
추정된 장래 위치는 자율 차량에 대한 참조 위치를 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 이러한 참조 위치는 자율 차량 상의 가장 후방 쪽의 지점, 자율 차량의 후방 차축의 중심 내의 지점, 자율 차량의 후방 범퍼의 지점 또는 평면 등일 수 있다. 일부 예들에서, 참조는 법률 요건, 예컨대 교통 신호가 적색으로 변화되기 전에 차량의 후륜들이 교차로 내에 있는 요건에 기초하여 선택될 수 있다. 그러한 일 예에서, 지점 또는 참조는 후방 타이어들 중 하나 상의 지점 또는 후방 타이어들 사이에서 연장되는 평면을 포함할 수 있다.
추정된 장래 위치를 사용하면, 컴퓨터들은 교통 신호가 황색으로부터 적색으로 변경될 때 참조 위치가 교차로 내의 특정 위치에 도달하는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상세한 맵 정보는 임계 정보뿐만 아니라 교차로가 시작되고 끝나는 위치들을 정의할 수 있다. 대안적으로, 교차로의 위치는 교차로의 전형적이 특징들 예컨대 백색 정지선, 교통 신호들의 위치, 또는 차량이 주행하고 있는 차도에서 하나 이상의 다른 차도들이 만나는 위치들을 검출하도록, 카메라 및/또는 레이저로부터의 데이터와 같은 센서 정보를 사용하여 차량의 컴퓨터에 의해 결정될 수 있다. 이러한 정보는 차량이 정지해야 하는 교차로에 대한 시작 지점을 정의하는 위치, 예컨대 교차로에서 제1 교통 신호보다 더 멀지 않은 위치를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 차량의 추정된 위치가 교차로의 시작 지점을 정의하는 위치로부터 교차로 내로의 적어도 임계 거리이면, 자율 차량은 교차로를 계속 통과할 수 있다. 그렇지 않으면, 자율 차량은 정지할 수 있다.
임계 거리는 초기에 미리 결정된 거리일 수 있다. 그러나, 차량이 교차로에 더 가깝게 이동함에 따라, 다른 인자들(예컨대 다른 차량들 등)에 기초한 속도 프로파일의 변경들의 가능성 때문에, 이러한 임계값은 자율 차량이 교차로에 접근함에 따라 실제로 감소할 수 있다.
따라서, 본원에 설명되는 양태들은 자율 차량의 컴퓨터들이 황색 교통 신호에 응답하여 교차로에 진입할지에 관한 결정들을 하는 것을 허용한다. 또한, 그러한 양태들은 또한 교통 신호가 적색으로 변화될 때 차량이 그것의 가장 뒤쪽 차축을 교차로 내에 갖는 것을 필요로 하는 법률 요건을 자율 차량이 준수하는 것을 허용한다.
예시적 시스템들
도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시내용의 일 양태에 따른 차량(100)은 다양한 구성요소들을 포함한다. 본 개시내용의 특정 양태들이 특정 타입들의 차량들과 관련하여 특히 유용하지만, 차량은 승용차들, 트럭들, 오토바이들, 버스들, 보트들, 비행기들, 헬리콥터들, 잔디 깎는 기계들, 레저 차량들, 놀이 공원 차량들, 농장 기구, 건설 기계, 전차들, 골프 카트들, 기차들, 및 트롤리들을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는 임의의 타입의 차량일 수 있다. 차량은 전형적으로 범용 컴퓨팅 디바이스들에 존재하는 하나 이상의 프로세서들(120), 메모리(130) 및 다른 구성요소들을 포함하는 컴퓨팅 디바이스(110)와 같은 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들을 가질 수 있다.
메모리(130)는 프로세서(들)(120)에 의해 실행되거나 다른 방법으로 사용될 수 있는 데이터(132) 및 명령어들(134)을 포함하는, 하나 이상의 프로세서들(120)에 의해 액세스가능한 정보를 저장한다. 메모리(130)는 다른 기록 가능 및 판독 전용 메모리들뿐만 아니라, 컴퓨팅 디바이스 판독가능 매체, 또는 전자 디바이스의 도움으로 판독될 수 있는 데이터를 저장하는 다른 매체, 예컨대 하드 드라이브, 메모리 카드, ROM, RAM, DVD 또는 다른 광 디스크들을 포함하는, 프로세서(들)에 의해 액세스가능한 정보를 저장할 수 있는 임의의 타입일 수 있다. 시스템들 및 방법들은 상술한 것의 상이한 조합들을 포함할 수 있으며, 그것에 의해 명령어들 및 데이터의 상이한 부분들은 상이한 타입들의 매체 상에 저장된다.
데이터(132)는 명령어들(132)에 따라 프로세서(들)(120)에 의해 검색, 저장 또는 수정될 수 있다. 예를 들어, 청구된 발명 대상이 임의의 특정 데이터 구조에 의해 제한되지 않지만, 데이터는 컴퓨팅 디바이스 레지스터들에 저장되며, 복수의 상이한 필드들 및 레코드들, XML 문서들 또는 플랫 파일들을 갖는 테이블로서 관계형 데이터베이스에 저장될 수 있다. 데이터는 또한 임의의 컴퓨팅 디바이스 판독가능 포맷으로 포맷될 수 있다.
명령어들(134)은 직접적으로(예컨대 머신 코드) 또는 프로세서에 의해 간접적으로(예컨대 스크립트들) 실행되는 명령어들의 임의의 세트일 수 있다. 예를 들어, 명령어들은 컴퓨팅 디바이스 코드로서 컴퓨팅 디바이스 판독가능 매체 상에 저장될 수 있다. 그와 관련하여, 용어들 "명령어들" 및 "프로그램들"은 본원에서 교환가능하게 사용될 수 있다. 명령어들은 프로세서에 의한 직접 처리를 위한 목적 코드 포맷으로 저장되거나, 요구에 따라 해석되거나 미리 컴파일되는 스크립트들 또는 독립 소스 코드 모듈들의 집합들을 포함하는 임의의 다른 컴퓨팅 디바이스 언어로 저장될 수 있다. 명령어들의 기능들, 방법들 및 루틴들은 아래에 더 상세히 설명된다.
하나 이상의 프로세서들(120)은 임의의 종래의 프로세서들, 예컨대 상업적으로 이용가능한 CPU들일 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 프로세서들은 전용 디바이스 예컨대 ASIC 또는 다른 하드웨어 기반 프로세서, 예컨대 필드 프로그램가능 게이트 어레이(field programmable gate array)(FPGA)일 수 있다. 도 1이 동일한 블록 내에 있는 것으로서 컴퓨팅 디바이스(110)의 프로세서(들), 메모리, 및 다른 요소들을 기능적으로 예시하지만, 프로세서, 컴퓨팅 디바이스, 또는 메모리는 동일한 물리적 하우징 내에 저장될 수 있거나 저장되지 않을 수 있는 다수의 프로세서들, 컴퓨팅 디바이스들, 또는 메모리들을 실제로 포함할 수 있다는 점은 본 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 메모리는 컴퓨팅 디바이스(110)의 것과 상이한 하우징에 위치되는 하드 드라이브 또는 다른 저장 매체일 수 있다. 따라서, 프로세서 또는 컴퓨팅 디바이스에 대한 참조는 병렬로 동작할 수 있거나 동작하지 않을 수 있는 프로세서들 또는 컴퓨팅 디바이스들 또는 메모리들의 집합에 대한 참조들을 포함하도록 이해될 것이다.
컴퓨팅 디바이스(110)는 사용자 입력(150)(예를 들어, 마우스, 키보드, 터치 스크린 및/또는 마이크로폰) 및 다양한 전자 디스플레이들(예를 들어, 스크린을 갖는 모니터, 소형 LCD 터치 스크린 또는 정보를 디스플레이하도록 동작가능한 임의의 다른 전기 디바이스)뿐만 아니라, 상기 설명된 프로세서 및 메모리와 같은 컴퓨팅 디바이스와 관련하여 통상적으로 사용되는 구성요소들의 모두를 가질 수 있다. 이러한 예에서, 차량은 내부 전자 디스플레이(152)를 포함한다. 이와 관련하여, 내부 전자 디스플레이(152)는 정보를 차량(100) 내의 승객들에게 제공하기 위해 차량(100)의 캐빈 내에 위치될 수 있고 컴퓨팅 디바이스(110)에 의해 사용될 수 있다.
일 예에서, 컴퓨팅 디바이스(110)는 차량(100)으로 포함되는 자율 주행 컴퓨팅 시스템일 수 있다. 자율 주행 컴퓨팅 시스템은 반자율(운전자로부터의 일부 일부) 주행 모드뿐만 아니라 완전 자율(운전자로부터의 입력 없음) 주행 모드에서 차량을 제어하기 위해 필요에 따라 차량의 다양한 구성요소들과 통신가능할 수 있다.
일 예로서, 도 2는 자율, 반자율, 및 수동(운전자로부터의 연속 입력) 주행 모드들을 갖는 차량의 내부 설계를 도시한다. 이와 관련하여, 자율 차량은 비자율 차량의 특징들의 모두, 예를 들어: 스티어링 장치, 예컨대 스티어링 휠(210); 내비게이션 디스플레이 장치, 예컨대 내비게이션 디스플레이(215)(전자 디스플레이(152)의 일부일 수 있음); 및 기어 선택기 장치, 예컨대 기어 시프터(220)를 포함할 수 있다. 차량은 또한 상술한 것에 더하여 다양한 사용자 입력 디바이스들(140), 예컨대 터치 스크린(217)(또한, 전자 디스플레이(152)의 일부일 수 있음), 또는 하나 이상의 자율 주행 모드들을 활성화시키거나 비활성화시키고 운전자 또는 승객(290)이 정보, 예컨대 내비게이션 목적지를 컴퓨팅 디바이스(110)에 제공할 수 있게 하는 버튼 입력들(219)을 가질 수 있다.
도 1로 돌아가면, 인게이징될 때, 컴퓨터(110)는 차량(100)의 이러한 기능들의 일부 또는 전부를 제어하고 따라서 전적으로 또는 부분적으로 자율일 수 있다. 다양한 시스템들 및 컴퓨팅 디바이스(110)이 차량(100) 내에 도시되지만, 이러한 요소들은 차량(100) 외부에 있거나 큰 거리들만큼 물리적으로 분리될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
이와 관련하여, 컴퓨팅 디바이스(110)는 차량(100)의 다양한 시스템들, 예컨대 감속 시스템(160), 가속 시스템(162), 스티어링 시스템(164), 시그널링 시스템(166), 내비게이션 시스템(168), 위치 확인 시스템(170), 및 인지 시스템(172)과 통신할 수 있어, 함께 동작하는 하나 이상의 시스템들은 메모리(130)에 저장되는 명령어들(134)에 따라 차량(100)의 이동, 속도, 방향 등을 제어할 수 있다. 이러한 시스템들은 실제로, 컴퓨팅 디바이스(110) 외부에 있는 것으로서 도시되지만, 이러한 시스템들은 또한 다시 차량(100)을 제어하기 위한 자율 주행 컴퓨팅 시스템으로서, 컴퓨팅 디바이스(110)로 포함될 수 있다.
일 예로서, 컴퓨팅 디바이스(110)는 차량의 속도를 제어하기 위해 감속 시스템(160) 및 가속 시스템(162)과 상호작용할 수 있다. 유사하게, 스티어링 시스템(164)은 차량(100)의 방향을 제어하도록 컴퓨팅 디바이스(110)에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 차량(100), 예컨대 승용차 또는 트럭이 도로 상에서의 사용을 위해 구성되면, 스티어링 시스템은 차량을 회전시키기 위해 휠들의 각도를 제어하는 구성요소들을 포함할 수 있다. 시그널링 시스템(166)은 예를 들어 필요할 때 방향 지시등들 또는 브레이크 등들을 비춤으로써 차량의 의도를 다른 운전자들 또는 차량들에 시그널링하도록 컴퓨팅 디바이스(110)에 의해 사용될 수 있다.
내비게이션 시스템(168)은 위치에 대한 경로를 결정하고 따르도록 컴퓨팅 디바이스(110)에 의해 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 내비게이션 시스템(168) 및/또는 데이터(132)는 맵 정보, 예를 들어 차도들, 차선 경계선들, 교차로들, 횡단보도들, 속도 제한들, 교통 신호들, 빌딩들, 표지들, 실시간 교통 정보, 초목, 또는 다른 그러한 객체들 및 정보의 형상 및 고도를 식별하는 매우 상세한 맵들을 저장할 수 있다.
도 3은 교차로(302)를 포함하는 차도의 부분에 대한 상세한 맵 정보(300)의 일 예이다. 이러한 예에서, 상세한 맵 정보(300)는 차선 경계선들(310, 312, 314), 교통 신호들(320, 322, 324, 326), 횡단보도들(330, 332, 334, 336)의 형상, 위치, 및 다른 특성들을 식별하는 정보를 포함한다. 본원에서의 예들이 단순화된 3개의 등과 관련되지만, 3개의 상태 교통 신호들(예를 들어, 차량이 교차로를 통과하여 진행할 수 있는 것을 표시하는 녹색 등 상태, 차량이 조심스럽게 진행할 수 있지만 교차로에서 정지할 필요가 있을 수 있는 전이 상태를 표시하는 황색 등 상태, 및 차량이 교차로 등 전에 정지해야 하는 것을 표시하는 적색 등 상태), 다른 타입들의 교통 신호들, 예컨대 우회전 또는 좌회전 전용 차선들을 위한 것들이 또한 사용될 수 있다.
게다가, 상세한 맵 정보는 레일들(340, 342, 344)의 망을 포함하며, 그것은 차량이 레일들을 따르고 교통 법규들을 준수하도록 차량을 조정하는 가이드라인들을 차량의 컴퓨터에 제공한다. 일 예로서, 차량의 컴퓨터는 교차로(302)에서 좌회전을 하기 위해 레일(340)을 따르고, 레일(342)로 전이하고, 그 후에 레일(344)로 전이함으로써 차량을 지점(A)으로부터 지점(B)으로(상세한 맵 정보의 실제 부분이 아닌 2개의 가상 위치들) 조종할 수 있다.
상세한 맵 정보(300)는 또한 교통 교차로의 시작 또는 차량의 현재 차선에 대응하는 교통 신호가 적색 등을 시그널링하면 차량이 정지되어야 하는 지점을 표시하는 다수의 마커들(350, 352, 354, 및 356)을 포함할 수 있다. 단순화를 위해, 교차로(302)의, 부가 교통 신호들 및 레일들과 같은 부가 상세들이 도시되지 않는다. 본원에서의 예가 우측 차선 주행 위치에 대해 그림으로 도시되지만, 상세한 맵 정보는 데이터베이스들, 로드그래프들 등을 포함하는 임의의 수의 상이한 방식들로 저장될 수 있고 또한 좌측 차선 주행 위치들의 맵들을 포함할 수 있다.
위치 확인 시스템(170)은 맵 또는 지구 상에서 차량의 상대 또는 절대 위치를 결정하도록 컴퓨팅 디바이스(110)에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 위치 확인 시스템(170)은 디바이스의 위도, 경도 및/또는 고도 위치를 결정하기 위해 GPS 수신기를 포함할 수 있다. 다른 위치 시스템들 예컨대 레이저 기반 국부화 시스템들, 관성 보조 GPS, 또는 카메라 기반 국부화는 또한 차량의 위치를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 차량의 위치는 절대 지리적 위치, 예컨대 위도, 경도, 및 고도뿐만 아니라, 상대 위치 정보, 예컨대 위치 종종 더 적은 잡음의 그러한 절대 지리적 위치에 따라 결정될 수 있는 바로 주변의 다른 승용차들에 대한 위치를 포함할 수 있다.
위치 확인 시스템(170)은 또한 차량의 방향 및 속도 또는 그것에 대한 변경들을 결정하기 위해 가속도계, 자이로스코프 또는 다른 방향/속도 검출 디바이스와 같은, 컴퓨팅 디바이스(110)와 통신하는 다른 디바이스들을 포함할 수 있다. 단지 예로서, 가속 디바이스는 중력의 방향 또는 그것에 수직인 평면에 대해 그것의 피치, 요 또는 롤(또는 그것에 대한 변경들)을 결정할 수 있다. 디바이스는 또한 속도의 증가들 또는 감소들 및 그러한 변경들의 방향을 추적할 수 있다. 본원에 제시된 바와 같은 위치 및 배향 데이터의 디바이스의 프로비저닝은 컴퓨팅 디바이스(110), 다른 컴퓨팅 디바이스들 및 상술한 것의 조합들에 자동으로 제공될 수 있다.
인지 시스템(172)은 또한 차량 외부의 객체들 예컨대 다른 차량들, 차도 내의 장애물들, 교통 신호들, 표지들, 나무들 등을 검출하여 이들 상에서 분석을 수행하는 하나 이상의 구성요소들을 포함한다. 예를 들어, 인지 시스템(172)은 컴퓨팅 디바이스(110)에 의해 처리될 수 있는 데이터를 기록하는 레이저들, 소나, 레이더, 하나 이상의 카메라들, 또는 임의의 다른 검출 디바이스들을 포함할 수 있다. 차량이 소형 승객 차량 예컨대 승용차인 경우에, 승용차는 다른 센서들 예컨대 카메라들, 레이더들, 소나들, 및 부가 레이저들뿐만 아니라, 지붕 또는 다른 편리한 위치 상에 장착되는 레이저를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(110)는 다양한 구성요소들을 제어함으로써 차량의 방향 및 속도를 제어할 수 있다. 예로서, 차량이 완전히 자율적으로 조종되고 있으면, 컴퓨팅 디바이스(110)는 상세한 맵 정보 및 내비게이션 시스템(168)으로부터 데이터를 사용하는 위치로 차량을 내비게이션할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(110)는 안전하게 위치에 도달하도록 요구될 때 객체들을 검출하고 객체들에 응답하기 위해 차량의 위치 및 인지 시스템(172)을 결정하도록 위치 확인 시스템(170)을 사용할 수 있다. 그렇게 행하기 위해, 컴퓨팅 디바이스(110)는 차량이 (예를 들어, 가속 시스템(162)에 의해 엔진에 제공되는 연료 또는 다른 에너지를 증가시킴으로써) 가속되고, (예를 들어, 엔진에 공급되는 연료를 감소시킴으로써 또는 감속 시스템(160)에 의해 브레이크들을 적용함으로써) 감속되고, (예를 들어, 스티어링 시스템(164)에 의해 차량(100)의 전륜 또는 후륜을 회전시킴으로써) 방향을 변경하고, (예를 들어, 시그널링 시스템(166)의 방향 지시등들을 비춤으로써) 그러한 변경들을 시그널링하게 할 수 있다.
도 4는 상기 설명된 차량(100)의 예시적 외부 도면이다. 도시된 바와 같이, 인지 시스템(172)의 다양한 구성요소들은 차량이 주행되고 있는 동안에 외부 객체들을 더 잘 검출하기 위해 차량(100) 상에 또는 내에 위치될 수 있다. 이와 관련하여, 하나 이상의 센서들, 예컨대 레이저 거리 측정기들(410 및 412)은 차량 상에 위치되거나 장착될 수 있다. 일 예로서, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들(110)(도시되지 않음)은 예를 들어 레이저 거리 측정기를 180도 회전시킴으로써 레이저 거리 측정기(410)를 제어할 수 있다. 게다가, 인지 시스템은 환경에 관한 다양한 이미지들을 수신하고 분석하기 위해 차량(100)의 윈드실드 상에서 내부로 장착되는 하나 이상의 카메라들(420)을 포함할 수 있다. 레이저 거리 측정기(410)가 도 4의 인지 시스템(172) 위에 위치되고, 하나 이상의 카메라들(420)이 윈드실드 상에서 내부로 장착되는 것에 더하여, 다른 검출 디바이스들, 예컨대 소나, 레이더, GPS 등은 또한 유사한 방식으로 위치될 수 있다.
하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들(110)은 또한 하나 이상의 디바이스들이 정보를 다른 비다이스들에 송신하고 정보를 다른 디바이스들로부터 수신하는 것을 허용하는 송신기들 및 수신기들과 같은 특징들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 교통 신호등의 상태가 (녹색으로부터 황색으로, 적색으로, 녹색으로) 변경될 때에 관한 정보뿐만 아니라 교통 신호들의 현재 상태에 관한 정보를 결정할 수 있다. 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 이러한 정보를 다른 차량들과 연관되는 다른 컴퓨팅 디바이스에 송신할 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 다른 컴퓨팅 디바이스들로부터 그러한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스는 교통 신호등의 상태가 다른 자율 또는 비자율 차량들과 연관되는 하나 이상의 다른 컴퓨팅 디바이스들로부터 변경될 때에 관한 정보뿐만 아니라 교통 신호등의 현재 상태에 관한 정보를 수신할 수 있다. 다른 예로서, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 교통 신호등들과 연관되는 디바이스들에 의해 그러한 정보를 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 일부 교통 신호등들은 교통 신호등의 상태가 변경될 때에 관한 정보뿐만 아니라 교통 신호등의 현재 상태에 관한 정보를 발송하는 송신기들을 포함할 수 있다.
이러한 정보는 임의의 무선 송신 방법, 예컨대 무선, 셀룰러, 인터넷, 월드 와이드 웹, 인트라넷들, 가상 사설 네트워크들, 광역 네트워크들, 로컬 네트워크들, 하나 이상의 회사들에 독점적인 통신 프로토콜들을 사용하는 사설 네트워크들, 이더넷, WiFi 및 HTTP, 및 상술한 것의 다양한 조합들을 통해 송신되거나 수신될 수 있다. 그러한 통신은 데이터를 다른 컴퓨터들에 및 다른 컴퓨터들로부터 송신할 수 있는 임의의 디바이스, 예컨대 모뎀들 및 무선 인터페이스들에 의해 용이하게 될 수 있다.
예시적 방법들
상기 설명되고 도면들에 예시되는 동작들에 더하여, 다양한 동작들이 이제 설명될 것이다. 이하의 동작들은 아래에 설명되는 정확한 순서로 수행될 필요가 없다는 점이 이해되어야 한다. 오히려, 다양한 단계들은 상이한 순서로 또는 동시에 처리될 수 있고, 단계들은 또한 추가되거나 생략될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 상기 설명된 다양한 시스템들을 사용하여 차량을 조종할 수 있다. 예를 들어, 도 5는 교차로(502)를 포함하는 차도(500)의 부분을 도시한다. 차량(100)은 교차로(502)에 접근하고 있고 예를 들어 상술한 바와 같은 자율 주행 모드에서 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스(110)에 의해 제어될 수 있다.
이러한 예에서, 교차로(502)는 상세한 맵 정보(300)의 교차로(302)에 대응한다. 이와 관련하여, 차선 경계선들(510, 512, 및 514)은 각각 차선 경계선들(310, 312, 및 314)의 형상, 위치, 및 다른 특성들에 대응한다. 유사하게, 횡단보도들(530, 532, 534, 및 536)은 각각 횡단보도들(330, 332, 334, 및 336)의 형상, 위치, 및 다른 특성들에 대응하고 교통 신호(526)는 교통 신호(326)의 형상, 위치, 및 다른 특성들에 대응한다. 단순화를 위해, 단일 교통 신호(526)만이 도시되지만, 교통 신호들(320, 322, 및 324)의 형상, 위치, 및 다른 특성들에 대응하는 다른 교통 신호들이 또한 존재할 수 있다.
자율 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 임의의 공지된 기술들을 사용하여 교통 신호의 상태를 식별할 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터 및 상세한 맵 정보 내의 교통 신호들의 예상된 위치의 조합을 사용하면, 컴퓨터들은 차량의 위치와 관련되는 교통 신호의 근사 위치를 추정할 수 있다. 예를 들어, 도 3으로 돌아가면, 차량이 지점(A)(도 5의 차량(100)의 위치에 대응함)에 있을 때, 차량의 컴퓨터는 교통 신호들(320, 322, 324, 및 326)이 차량(100)의 위치에 모두 관련되는 것을 결정하기 위해 상세한 맵 정보에 액세스할 수 있다. 따라서, 모든 다른 교통 신호들, 예컨대 도 3의 지점들(B 또는 C)(상세한 맵 정보의 실제 부분이 아닌 2개의 부가 가상 위치들)에 위치되는 차량에 관련되는 것들이 무시될 수 있다. 그 다음, 템플릿들, 이미지들 내의 이미지 매칭 컬러 검출 등을 사용하면 컴퓨터들은 이러한 교통 신호들(적색 등, 황색 등, 또는 녹색 등)의 상태를 결정할 수 있다. 대안적으로, 교통 신호들의 위치들은 오로지 센서 데이터로부터 추정되고, 상세한 맵 정보의 참조 없이 추정될 수 있다. 다른 예로서, 교통 신호들의 위치들은 다른 디바이스, 예컨대 교통 신호등과 연관되는 송신기로부터 수신되고/되거나 결정을 한 다른 차량으로부터 수신될 수 있다.
하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들(110)은 또한 교통 신호들이 상태를 변경할 때를 식별할 수 있다. 예를 들어, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들(110)은 교통 신호가 상태를 변경할 때를 결정하기 위해 짧은 시간 기간에 걸쳐 이러한 교통 신호들의 상태를 감시할 수 있다. 도 5의 예에서, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 교통 신호들의 상태를 식별하기 위해 사용되는 정보에 기초하여 교통 신호가 상태들을 변경할 시간을 추정할 수 있다. 예를 들어, 차량의 카메라들에 의해 캡처되는 이미지들과 연관되는 타임스탬프 정보를 초당 수회 사용하면, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 교통 신호가 하나의 등 색으로부터 다른 등 색으로, 예컨대 녹색 등 상태로부터 황색 등 상태로(녹색으로부터 황색으로) 상태를 변경할 시간을 추정할 수 있다. 그 다음, 이러한 정보는 (교통 신호등이 결국 적색으로 변화될 수 있기 때문에) 차량을 정지시키거나 정지 없이 교차로를 계속 통과하는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 교통 신호가 하나의 등 색으로부터 다른 등 색으로의 상태를 변경하는 시간은 다른 디바이스, 예컨대 교통 신호등과 연관되는 송신기로부터 수신되고/되거나 결정을 한 다른 차량으로부터 수신될 수 있다.
차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 얼마나 많은 제동력이 교차로에 의해 차량을 정지시키도록 요구되는지에 기초하여 관련 교통 신호가 황색 등 상태에 있을 때 교차로를 계속 통과할지 교차로에 정지할지를 결정할 수 있다. 예를 들어 도 3으로 돌아가면, "d"가 지점(A)와 마커(350) 사이의 나머지 거리(교차로(302)의 시작을 표시함)이고, "v"가 차량(100)의 현재 속도이면, 이때 정지에 대한 요구된 감속도("a")는 a = 0.5 v^2 / d로 주어진다. 이러한 예에서, v가 초당 미터들(meters per second)이고 d가 미터들(meters)이면, 이때 감속도(a)는 meters/sec2일 것이다. 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들(110)은 차량이 교차로를 통과해야 하는지를 결정하기 위해 감속도(a)를 임계값과 비교할 수 있다. 임계값은 차량의 승객에 대한 편안한 제동력에 기초하여 선택될 수 있다. 너무 많은 감속은 승객에게 무서울 수 있다(예를 들어, 운전자가 교차로에 정지하기 위해 브레이크들을 "급히 밟는" 것과 같음). 따라서, 이러한 감속도(a)가 임계값보다 더 크면, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들(110)은 차량이 교차로를 계속 통과하는 것을 허용할 수 있고, 그렇지 않으면, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 차량을 정지시킬 수 있다.
다른 예들에서, 부가 인자들은 관련 교통 신호가 황색 등 상태에 있을 때 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들이 교차로를 계속 통과할지를 결정하고 있는 경우 고려될 수 있다. 예를 들어, 교통 신호에 접근할 때, 자율 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들(110)은 교통 신호등이 황색 등 상태로부터 적색 등 상태로(황색으로부터 적색으로) 변경될 시간을 식별할 수 있다.
하나의 사례에서, 컴퓨터는 우선 교통 신호가 황색 등 상태에 남아 있을 시간 길이를 식별할 수 있다. 이것은 황색 교통 신호가 황색을 유지할 시간 길이에 관한 정보에 액세스하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 정보는 디폴트 추정 값(예를 들어, 항상 2.5초), 특정 교통 신호 또는 교차로에 대한 측정된 값(예를 들어, 교통 신호(326)에 특정됨)이거나, 차량(100)이 현재 주행하고 있는 도로에 대한 속도 제한에 수학적으로 기초할 수 있다. 일 예로서, 25 마일/시간 도로 상에서, 교통 신호등들은 대략 4초 미만으로 주기적 황색 등을 가질 수 있는 반면에, 35 마일/시간 도로 상에서, 교통 신호등들 4초 이상과 같은 더 긴 주기적 황색 등을 가질 수 있다. 대안적으로, 이러한 정보는 다른 디바이스, 예컨대 교통 신호등과 연관되는 송신기로부터 수신되고/되거나 결정을 한 다른 차량으로부터 수신될 수 있다.
식별된 시간 길이에 기초하여, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 교통 신호가 황색 등 상태로부터 적색 등 상태로(황색으로부터 적색으로) 변화될 시간을 식별할 수 있다. 이것은 교통 신호가 녹색 등 상태로부터 황색 등 상태로 변화된 추정된 시간에 식별된 시간 길이를 간단히 더함으로써 수행될 수 있다. 대안적으로, 교통 신호가 황색 등 상태로부터 적색 등 상태로 변화될 장래 시간은 다른 디바이스, 예컨대 교통 신호등과 연관되는 송신기로부터 수신되고/되거나 결정을 한 다른 차량으로부터 수신될 수 있다.
차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 또한 차량에 대한 속도 프로파일을 결정할 수 있다. 속도 프로파일은 예상된 장래 속도 및 일부 경우들에서 장래에 복수의 상이한 시간들 동안 예상된 장래 가속 및 감속을 설명할 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 이러한 속도 프로파일은 짧은 시간 기간 동안(예를 들어, 다음 20초 동안, 또는 그보다 많거나 적은 동안 매초, 또는 그보다 많거나 적은 기간마다) 반복적으로 결정될 수 있다. 더 복잡한 인자들을 무시하는 간단한 속도 프로파일의 일 예로서, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 차량의 현재 속도가 짧은 기간에 걸쳐 계속될 것(예를 들어, 가속 또는 감속이 없을 것)이라고 또는 차량의 현재 속도 및 가속 및 감속을 사용하여 차량의 장래 속도를 추정할 것이라고 가정할 수 있다.
속도 프로파일은 또한 궤적을 따르는 다른 교통 참여자들뿐만 아니라 도로 속도 제한, 자율 차량의 궤적을 따르는 곡률, 자율 차량이 실행할 수 있는 최소 및 최대 가속, 가속의 부드러움을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는 임의의 수의 부가 제약들을 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 속도 프로파일은 비용 함수들로서 다음 20초 정도 동안 매초 모든 그러한 제약들을 분석함으로써 결정될 수 있으며, 각각의 비용 함수는 자율 차량이 바람직한 상태에 있으면 더 낮은 값이고 그렇지 않으면 더 높은 값일 것이다. 비용 함수 값들 각각을 합산함으로써, 컴퓨터들은 최저 전체 비용 값을 갖는 속도 프로파일을 선택할 수 있다. 비선형 최적화는 짧은 시간 기간에 해결법의 결정을 허용할 수 있다.
게다가, 결정 로직의 이전 반복으로 계산되는 속도 프로파일은 또한 현재 속도 프로파일을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 전체 교통 상황이 갑자기 변경되지 않으면 속도 프로파일이 통상적으로 단지 거의 변경되지 않으므로 결정을 하는 시간을 더 빠르게 절약할 수 있다.
속도 프로파일을 사용하면, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 교통 신호가 황색 등 상태로부터 적색 등 상태로 변경될 시간에 자율 차량의 장래 위치를 추정할 수 있다. 예를 들어, 가장 간단한 속도 프로파일을 사용하면(차량의 속도가 변경되지 않는 경우에) 장래 위치는 교통 신호가 황색 등 상태로부터 적색 등 상태로 변경될 추정된 시간과 현재 시간 사이의 차이를 차량의 속도에 곱함으로써 결정될 수 있다. 대안적으로, 차량의 컴퓨터가 다른 디바이스로부터 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 장래 시간을 식별하는 정보를 수신하면, 이러한 장래 시간은 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변경될 때 자율 차량이 어디에 위치될지를 추정하기 위해 사용될 수 있다.
물론, 속도 프로파일이 더 복잡한 경우, 장래 위치를 추정하는 것은 교통 신호가 황색 등 상태로부터 적색 등 상태로 변경될 시간까지 차량의 평균 속도를 구하고 교통 신호가 황색 등 상태로부터 적색 등 상태로 변경될 추정된 시간과 현재 시간 사이의 차이에 이러한 값을 곱함으로써 단순화될 수 있다. 또한, 차량의 컴퓨터가 다른 디바이스로부터 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 장래 시간을 식별하는 정보를 수신하면, 이러한 장래 시간은 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변경될 때 자율 차량이 어디에 위치될지를 추정하기 위해 사용될 수 있다. 도 6은 교통 신호(526)가 차도(500)의 부분에 대해 황색 등 상태로부터 적색 등 상태로 변경될 시간에 차량(100)의 추정된 장래 위치의 일 예(그것이 추정값이므로 파선으로 도시됨)이다.
추정된 장래 위치는 자율 차량에 대한 참조 위치를 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 이러한 참조 위치는 차량(100) 상의 가장 후방 쪽의 지점, 화살표(620)에 의해 표시되는 바와 같이 차량의 후방 차축의 중심 내의 지점 또는 후방 차축의 평면을 따르는 지점, 화살표(622)에 의해 표시되는 바와 같이 차량의 후방 범퍼의 지점 또는 평면 등일 수 있다. 일부 예들에서, 참조는 법률 요건, 예컨대 교통 신호가 적색으로 변화되기 전에 차량의 후륜들이 교차로 내에 있는 요건에 기초하여 선택될 수 있다. 그러한 일 예에서, 지점 또는 참조는 화살표(620)에 의해 표시되는 바와 같이 후방 타이어들 중 하나 상의 지점 또는 후방 타이어들 사이에서 연장되는 평면을 포함할 수 있다.
차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들 또한 관련 교통 신호와 연관되는 교차로의 시작 지점을 식별할 수 있다. 예를 들어, 상기 언급된 바와 같이, 상세한 맵 정보는 임계 정보뿐만 아니라 교차로가 시작되고 끝나는 위치들을 정의하는 마커들을 포함할 수 있다. 교차로에 대한 관련 마커는 차량이 특정 레일을 따라 교차로 전에 통과하는 마커일 수 있다. 도 3으로 돌아가면, 레일(340)을 따라 지점 1로부터 교차로(302)를 향해 주행할 때, 차량은 우선 마커(350)를 통과할 것이다. 따라서, 마커(350)는 교차로(302)에 대한 관련 마커일 수 있다.
대안적으로, 교차로의 위치는 교차로의 전형적인 특징들 예컨대 백색 정지선, 교통 신호들의 위치, 또는 차량이 주행하고 있는 차도에서 하나 이상의 다른 차도들이 만나는 위치들을 검출하도록, 카메라 및/또는 레이저로부터의 데이터와 같은 센서 정보를 사용하여 차량의 컴퓨터에 의해 결정될 수 있다. 이러한 정보는 차량이 정지해야 하는 교차로에 대한 시작 지점을 정의하는 위치, 예컨대 교차로에서 제1 교통 신호보다 더 멀지 않은 위치를 식별하기 위해 사용될 수 있다.
차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 교통 신호가 황색 등 상태로부터 적색 등 상태로 변경될 때 차량, 및 일부 경우들에서 차량의 참조 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리일지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 임계 거리는 초기에 미리 결정된 거리, 예컨대 상기 설명된 예에서와 같이 차량의 정지력에 기초하여 선택되는 5미터 이상 또는 이하일 수 있다. 예를 들어, 도 7은 상세한 맵 정보(300)의 다른 예이지만 마커(350)를 통과한 레일(340)을 따라 임계 거리(Th)를 표시하는 참조 지점(710)을 포함한다.
차량의 추정된 장래 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리인 것으로 결정되는지에 기초하여, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 차량이 교차로를 계속 통과해야 하는지를 결정할 수 있다. 추정된 장래 위치가 관련 마커의 위치를 통과한 적어도 임계 거리(또는 교차로 내로의 적어도 임계 거리)이면, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들(110)은 차량이 교차로를 계속 통과하는 것을 허용할 수 있다. 그렇지 않으면, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들(110)은 마커의 위치에 의해 차량을 정지시킬 수 있다.
예를 들어, 도 8은 교통 신호(526)가 황색 등 상태로부터 적색 등 상태로 변경될 시간에 차량(100)의 장래 추정된 위치를 포함하는 차도(500)의 부분의 일 예이다. 그러나, 이러한 예는 또한 도 7의 마커(350) 및 참조 지점(710)의 위치를 포함한다. 여기서, 차량(100)의 장래 추정된 위치(심지어 화살표들(620 및 622)의 평면들에 대한)는 참조 지점(710)을 통과한다. 이와 관련하여, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 차량이 교차로를 계속 통과하는 것을 허용할 수 있다. 유사하게, 차량(100)이 교통 신호(526)가 황색 등 상태로부터 적색 등 상태로 변경될 시간까지 참조 지점(710)의 위치를 통과하지 않으면, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 마커(350)의 위치에 또는 그 전에 차량이 정지하도록 할 수 있다.
차량이 교차로에 더 가까워짐에 따라, 다른 인자들(예컨대 다른 차량들 등)에 기초한 속도 프로파일의 변경들의 가능성 때문에, 임계값은 실제로 감소할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 차량(100)이 교차로(502)에 접근함에 따라, 임계 거리(Th)는 Th'로 감소될 수 있다. 따라서, 차량(100)이 지점(E)의 위치로부터 지점(F)의 위치로 이동될 때, 참조 지점(710)은 참조 지점(910)의 위치에 재배치될 수 있다. 따라서, 차량(100)이 교차로(502)에 더 가깝게 이동함에 따라, 차량의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들은 차량이 교차로를 계속 통과하는 것을 허용하기 위해 차량은 교차로(502) 내로 멀리 있을 필요가 없다.
도 10은 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들 예컨대 차량(100)의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들(110)에 의해 수행될 수 있는 상기 설명된 양태들의 일부를 도시하는 예시적 흐름도(1000)이다. 이러한 예에서, 교통 신호등이 녹색으로부터 황색으로 변화된 시간을 식별하는 정보는 블록(1010)에서 수신된다. 교통 신호등이 황색을 유지할 시간 길이는 블록(1020)에서 식별된다. 교통 신호등이 녹색으로부터 황색으로 변화된 시간 및 교통 신호등이 황색을 유지할 시간 길이에 기초하여 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 시간은 블록(1030)에서 추정된다. 교통 신호등이 황색으로부터 적색으로 변화될 추정된 시간에서의 차량의 위치는 블록(1040)에서 추정된다. 상세한 맵 정보에 기초하여 교통 신호등과 연관되는 교차로의 시작 지점은 블록(1050)에서 식별된다. 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리인지는 블록(1060)에서 결정된다. 차량의 추정된 위치가 시작 지점을 지난 적어도 임계 거리인 것으로 결정될 때, 차량이 교차로를 계속 통과해야 하는 것이 블록(1070)에서 결정된다.
일부 예들에서, 교통 신호등은 교통 신호등이 적색으로부터 황색으로 변화될 추정된 시간 전에 적색으로 변화될 수 있다. 이것은 다양한 이유들 예컨대 교통 신호등의 상태를 결정할 때 등 색의 오분류, 교통 신호가 황색 등 상태를 유지할 시간 길이를 부정확하게 식별하는 것일 수 있거나, 또는 간단히 특정 교통 신호등의 타이밍이 일부 변칙을 포함하기 때문일 수 있다. 그러한 경우에, 차량의 컴퓨팅 디바이스는 예를 들어 상기 설명된 제동력 예를 사용하여, 차량이 교차로 내로 너무 멀리 가지 않은(예를 들어, 안전 이유들로 최대 1미터 이상 또는 이하) 상태에서 제때에 정지될 수 있을지를 직접 계산할 수 있다.
달리 명시되지 않는 한, 상술한 대안 예들은 상호 배타적인 것이 아니라, 다양한 조합들로 구현될 수 있어 고유 장점들을 달성한다. 상기 논의된 특징들의 이러한 및 다른 변화들 및 조합들이 청구항들에 의해 정의되는 발명 대상으로부터 벗어나는 것 없이 이용될 수 있으므로, 실시예들의 상술한 설명은 청구항들에 의해 정의되는 발명 대상의 제한보다는 오히려 예시로서 해석되어야 한다. 게다가, "예컨대", "포함하는" 등으로 표현되는 절들뿐만 아니라, 본원에 설명되는 예들의 제공은 청구항들의 발명 대상을 특정 예들로 제한하는 것으로 해석되지 않아야 하며; 오히려, 예들은 많은 가능한 실시예들 중 하나만을 예시하도록 의도된다. 게다가, 상이한 도면들 내의 동일한 참조 번호들은 동일 또는 유사한 요소들을 식별할 수 있다.
본 발명은 자율 차량, 또는 자율 모드에서 주행하는 차량이 황색 교통 등에 응답하여 진행해야 할지 또는 정지해야 할지를 결정하는 것을 포함하지만, 이에 제한되지 않은 넓은 산업상 이용가능성을 지니고 있다.

Claims (20)

  1. 자율 주행 모드를 갖는 차량을 제어하는 방법으로서,
    하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 차량으로부터 교차로까지의 거리를 결정하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 차량이 상기 교차로로부터 상기 거리에 있을 때의 교통 신호의 제1 상태를 결정하는 단계 - 상기 제1 상태는 하나 이상의 센서들로부터의 이미지 데이터에 기초하여 결정됨 - ;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 적어도 상기 차량이 운행하고 있는 도로에 대한 제한 속도에 기초하여 상기 교통 신호가 상기 결정된 제1 상태에 머무를 시간의 길이를 식별하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 차량의 현재 속도 및 상기 거리에 기초하여, 상기 차량이 상기 교차로에 진입할 시간을 결정하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 결정된 제1 상태에 기초하여, 상기 차량이 상기 교차로에 진입할 상기 시간에서의 상기 교통 신호의 제2 상태를 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 결정된 제2 상태 및 상기 식별된 시간의 길이에 기초하여, 상기 자율 주행 모드에서 상기 교차로를 통과하도록 상기 차량을 조종하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 결정된 제1 상태는 상기 교통 신호가 황색광을 비추는 것을 포함하는, 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 결정된 제2 상태는 상기 교통 신호가 황색광을 비추는 것을 포함하고, 상기 교차로를 통과하도록 상기 차량을 조종하는 단계는 상기 차량을 정지하지 않고 상기 교차로를 통과하여 진행하도록 하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 교차로를 통과하도록 상기 차량을 조종하는 단계는 상기 거리 및 상기 차량의 상기 현재 속도에 기초하여 상기 교차로까지 상기 차량을 정지하기 위해 얼마의 제동력이 요구되는지에 더 기초하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 차량이 정지하지 않고 상기 교차로를 통과하여 진행하여야 하는지 여부를 결정하기 위해 상기 제동력을 임계값과 비교하는 단계를 더 포함하고,
    상기 교차로를 통과하도록 상기 차량을 조종하는 단계는 상기 차량이 정지하지 않고 상기 교차로를 통과하여 진행하여야 하는지 여부의 상기 결정에 더 기초하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 비교가 상기 제동력이 상기 임계값보다 큼을 표시하면, 상기 교차로를 통과하도록 상기 차량을 조종하는 단계는 상기 차량을 정지하지 않고 상기 교차로를 통과하여 진행하도록 하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 교통 신호가 상태를 변경할 때의 시간을 식별하는 단계를 더 포함하고, 상기 교차로를 통과하도록 상기 차량을 조종하는 단계는 상기 교통 신호가 상태를 변경할 때의 상기 시간에 더 기초하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 결정된 제1 상태는 상기 결정된 제2 상태와 같은, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 결정된 제2 상태는 상기 결정된 제1 상태와 상이한, 방법.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서, 상기 시간의 길이는 디폴트 추정 시간에 더 기초하는, 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제1항에 있어서, 상기 결정된 제2 상태는 상기 시간의 길이에 더 기초하는, 방법.
  17. 자율 주행 모드를 갖는 차량을 제어하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서는:
    상기 차량으로부터 교차로까지의 거리를 결정하고,
    상기 차량이 상기 교차로로부터 상기 거리에 있을 때의 교통 신호의 제1 상태를 결정하고 - 상기 제1 상태는 하나 이상의 센서들로부터의 이미지 데이터에 기초하여 결정됨 - ,
    적어도 상기 차량이 운행하고 있는 도로에 대한 제한 속도에 기초하여 상기 교통 신호가 상기 결정된 제1 상태에 머무를 시간의 길이를 식별하고,
    상기 차량의 현재 속도 및 상기 거리에 기초하여, 상기 차량이 상기 교차로에 진입할 시간을 결정하고,
    상기 결정된 제1 상태에 기초하여, 상기 차량이 상기 교차로에 진입할 상기 시간에서의 상기 교통 신호의 제2 상태를 결정하고,
    상기 결정된 제2 상태 및 상기 식별된 시간의 길이에 기초하여, 상기 자율 주행 모드에서 상기 교차로를 통과하도록 상기 차량을 조종하도록 구성되는,
    시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 결정된 제1 상태는 상기 교통 신호가 황색광을 비추는 것을 포함하고, 상기 교차로를 통과하도록 상기 차량을 조종하는 것은 상기 차량을 정지하지 않고 상기 교차로를 통과하여 진행하도록 하는 것을 포함하는, 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 거리 및 상기 차량의 상기 현재 속도에 기초하여 상기 교차로까지 상기 차량을 정지하기 위해 얼마의 제동력이 요구되는지에 더 기초하여 상기 교차로를 통과하도록 상기 차량을 조종하도록 구성되는, 시스템.
  20. 제18항에 있어서, 상기 차량을 더 포함하는, 시스템.
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