CN110015302B - 用于在施工区域附近从自动模式改变为手动模式的自动车辆系统和方法 - Google Patents
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Abstract
用于操作自动车辆(12)的系统(10)和方法(100)包括提供检测器(22)和控制器电路(28)。检测器(22)被配置为检测施工对象(24)。控制器电路(28)被配置为根据检测器(22)对施工对象(24)的检测，确定主车辆(12)接近施工区域(20)。控制器电路(28)和方法(100)还被配置为根据确定主车辆(12)接近施工区域(20)，将主车辆(12)的控制从自动模式(14)改变为手动模式(16)，自动模式(14)的特征在于控制器电路(28)操控主车辆(12)，手动模式(16)的特征在于主车辆(12)的乘员(18)操控主车辆(12)。
Description
技术领域
本公开内容总体上涉及用于操作自动车辆的系统和方法，并且更具体而言，涉及当主车辆(host-vehicle)靠近施工区域时，将主车辆的控制从自动模式改变为手动模式，该自动模式的特征在于控制器电路操控主车辆，而手动模式的特征在于主车辆的乘员操控主车辆。
附图说明
现在将参考附图通过示例来说明本发明，在附图中：
图1是根据一个实施例的用于操作自动车辆的系统的示意图；
图2是根据一个实施例的图1的系统遇到的场景；以及
图3是根据一个实施例的操作图1的系统的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了用于操作自动车辆12(下文称为主车辆12)的系统10的非限制性示例。如本文所使用的，术语“自动车辆”可适用于在以自动模式14(即完全自主模式)操作主车辆12时的情况，其中，对于操作主车辆12而言，主车辆12的乘员18(即操作人员)所要做的可以仅仅是指定目的地。然而，完全自动化不总是必需的。可以预期到，当以半自动或手动模式16操作主车辆12时，本文提出的教导是有用的，在半自动或手动模式16中，自动化程度或水平可以包括操控主车辆12，但可以仅仅是向总体上控制主车辆12的转向系统、加速器和制动器的操作人员提供听觉或视觉警告。例如，系统10可以仅仅根据需要来辅助操作人员(即乘员18)导航通过施工区域，以避免与例如对象(例如，施工障碍物或施工设备)冲突和/或碰撞。
系统10包括检测器22，其被配置为或用于检测各种对象，包括但不限于施工对象24的实例。如感知传感器领域的技术人员将会认识到的，检测器22可包括但不限于，相机、雷达、激光雷达或其任何组合中的一个或多个实例，或由其形成。检测器22可以由以下器件组成或可以包括以下器件：安装在主车辆12上的车载检测器22A和/或远离主车辆12设置的车外检测器22B。即，用于确定靠近主车辆12的对象的存在的信息可以由车载检测器22A专门提供，或者由车外检测器22B专门提供，或者由车载检测器22A和车外检测器22B的组合提供。车外检测器22B可以是基础设施的一部分，例如交通摄像头。
图2示出了主车辆12遇到的场景26的非限制性示例，其示出了可以存在于施工区域20处或附近并且可以由检测器22检测到的施工对象24的非限制性示例。作为示例而非限制，施工对象24可以包括但不限于：可重新配置的信息标志24A，其可以用于指示例如预期的施工开始日期和结束日期；锥形交通路标24B；路障24C；施工工人24D(拿着铁锹)；佩戴安全帽和/或背心和/或拿着正反两面停止/慢行标志的人24E；和/或施工设备24F。尽管未示出，但是可以设想到，远离施工区域20设置的其他对象也可以指示主车辆12接近施工区域；例如，前方施工标志或绕行标志。
返回图1，系统10包括控制器电路28，其在本文别处可称为控制器28。控制器28可以包括处理器30，例如微处理器或其他控制电路，例如模拟和/或数字控制电路，包括用于处理数据的专用集成电路(ASIC)，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。此后，除非另有说明，否则对控制器28被配置用于能力的任何引用也将被解释为暗示处理器30也可以被配置用于相同的能力。控制器28或处理器30可以包括输入50，其被配置为从检测器22接收信号52。控制器28可以包括存储器32，即非暂时性计算机可读储存介质，包括非易失性存储器，例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，用于存储一个或多个例程、阈值和捕获数据。存储器32可以是处理器30的一部分，或控制器28的一部分，或者与控制器28分开，例如存储在云中的远程存储器。
一个或多个例程可以由控制器28或处理器30执行以执行步骤，以基于控制器28接收的信号确定主车辆12是否处于或接近施工区域20，如本文其他部分所描述的。即，控制器28或处理器30被配置为根据检测器22对施工对象24的一个或多个实例的检测，确定主车辆12接近施工区域20。如本文所使用的，当乘员18而不是控制器28操作(例如操控)主车辆12成为优选时，即，优选的是以手动模式16而不是以自动模式14操作主车辆12时，认为主车辆12接近施工区域20。例如，可以基于或可以根据确定主车辆12距离施工区域20比阈值距离34(两百米(200米))更近来确定主车辆12接近施工区域20。即，当主车辆12距离施工区域20的最近边缘小于两百米(<200米)时，可以认为主车辆12接近施工区域20。
根据确定主车辆12接近施工区域20，控制器28被配置为将主车辆12的控制从自动模式14改变为手动模式16，自动模式的特征在于控制器电路28操控和/或操作主车辆的加速器/制动器，而手动模式的特征在于主车辆12的乘员18操控和/或操作主车辆的加速器/制动器。即，如果控制器28确定主车辆12处于或靠近施工区域20，则控制器28强制或尝试强制操作模式从自动模式14改变到手动模式16，由此乘员18(例如，操作人员)控制主车辆12以导航通过或绕过施工区域20。可以设想到，尽管采用手动模式16，但是仍然可以在主车辆12上启用安全特征，例如自动制动和/或其他与碰撞避免相关的特征。还可以设想到，可能出现以下情况，即乘员18不能控制主车辆12，并且可能需要一些替代方案来继续以无驾驶员方式(即，自动模式14)进行操作。当乘员18丧失能力时用于操作主车辆12的这些替代方案已在其他专利文献中提出，因此这里将不再讨论。
为了确定主车辆12是否/何时接近或靠近施工区域，系统10需要确定检测器22检测到的对象是否/何时是施工对象24的实例，即该对象是施工对象24并从而与施工区域相关联。因此，控制器28或处理器30可以包括图像处理器36，图像处理器36被配置为通过将来自检测器22的图像40与存储的图像38的一个或多个实例进行比较来执行对象关联。如本文所使用的，图像40可以与相机提供的照片、雷达提供的雷达返回地图、激光雷达提供的点云、或者照片、雷达返回地图和点云中的任意两个或更多个的混合/组合进行比较。如对象分类领域的技术人员将认识到的，所存储的图像38可以包括数千个图像，每个图像先前已经被分类为与可以在施工区域20处或附近找到的对象的实例相关联。
作为示例而非限制，并且如上所述，施工对象24可以是施工标志24A、锥形交通路标24B、路障24C、施工工人24D、拿着停止/慢行标志的人和/或施工设备24F(例如挖掘机、起重机、自卸卡车、平路机或部署锥形交通路标的车辆)中的一个或多个。对于施工对象24的这些示例中的每一个，在存储图像中可以存在多个实例，其从多个视角示出施工对象的可比较实例。还预期到，图像处理器36可以被配置为执行光学字符识别，使得控制器28可以“读取”施工标志24A或由人24E拿着的停止/慢行标志。
系统10可以包括接收器42，其被配置为从发射器46接收施工广播44，发射器46可以由政府实体或在施工区域20工作的建筑公司操作。接收器42和发射器46可以各自是不同收发器(例如专用短程通信(DSRC)收发器或蜂窝网络收发器)的一部分。施工广播44可以包括关于进行施工的日期/天/时间的信息，关于绕行从而可以避开施工区域20的信息，和/或限定施工区域20的边界的坐标。
系统10可以包括指定施工区域的位置和/或边界的数字地图48。数字地图48可以位于主车辆12处，例如，存储在控制器28中，并且可以周期性地(例如，每天，每小时等)更新，或者数字地图48可以存储在云中，并且可以由控制器28实时访问。还预期到，对与施工区域20相关的数字地图48的更新可以包括在施工广播44中。即，控制器电路28可以被配置为实时访问数字地图48的局部更新或者局部修改，其指定施工区域20的位置。
数字地图48可以包括关于定位对象(localization-object)54的位置(即坐标)的信息。如本文所使用的，定位对象54可以是其位置相对永久的任何对象(例如，不是定期改变和/或不易移动)并且优选地具有使定位对象54的检测和分类可靠的特征。定位对象54的合适示例包括但不限于：建筑物、桥梁、车道标记、道路/路肩过渡、交通标志、灯柱和参考对象(仅作为定位对象54而被放置的对象)。建筑项目可以暂时或永久地从数字地图48中指示的位置移除定位对象54。因此，可以基于或根据确定检测器22未检测到数字地图48中指示的定位对象54而进行以下确定，即确定主车辆12接近施工区域20。可替换地，可以基于或根据确定由检测器22检测到的定位对象54的对象位置没有位于数字地图48中指示的定位对象54的地图位置处(因为由于施工已经移动了定位对象，可能只移动了几米)来确定主车辆12接近施工区域20。
图3示出了用于操作自动车辆(例如主车辆12)的方法100的非限制性示例。如下面将更详细描述的，方法100总体上涉及检测在主车辆12附近(即靠近主车辆12处)存在施工区域20(图1和图2)，并且将主车辆12的控制从控制器28转移到主车辆12的乘员18。即，当行驶通过施工区域20时不是继续以自动模式14(即，无人驾驶或完全自主操作方式)操作主车辆12，而是通过将主车辆12的操作改变为手动模式16，将主车辆12的操作控制转移给乘员18，即操作人员。
步骤105，以自动模式操作主车辆，其可以包括以自动模式14操作主车辆12，其通常特征在于控制器电路28或处理器30具有对主车辆12的转向系统和/或加速器/制动器的控制。
步骤110，接收施工广播，其可以包括由接收器42接收施工广播44。施工广播44可以包括关于施工区域20的信息，例如：施工区域20的边界，建议的绕行，可能的延迟时间，和/或在行驶穿过施工区域20时正常速度限制的变化。
步骤115，检测对象，其可以包括利用检测器22检测施工对象24的实例。检测器22可以检测到不被认为是施工对象24的实例的对象，以及是施工对象24的实例的对象，即与施工区域20相关联的对象。
步骤120，对象是定位对象？，其可以包括根据确定数字地图48中指示的定位对象54没有被检测器22检测到而确定主车辆12接近施工区域20。控制器可以访问数字地图48以确定数字地图48是否指示附近存在定位对象54的实例，例如，桥或建筑物。然后，控制器28可以操作检测器以找到在数字地图48上指示的定位对象54。如果因为例如建筑项目已经移除了定位对象54而使得在数字地图48上指示的定位对象54未被检测器找到(即检测到)，那么这可以是以下指示，即主车辆接近施工区域20。
步骤125，访问数字地图，其可以包括访问数字地图48，数字地图48例如但不限于指定施工区域20的边界或位置。数字地图48可以存储在主车辆处，例如在存储器32中，或者远离主车辆12而存储在云中，或者以它们的组合混合方式存储数字地图48。访问可以是例如寻找由检测器22检测到的对象(例如，定位对象54)的存在，或者针对可以用于主车辆12的定位的对象的实例，搜索主车辆12的当前位置周围的数字地图的区域。最初搜索数字地图的位置可以由从卫星58接收位置信号的位置检测器56确定或指示，如本领域技术人员将认识到的那样。
步骤130，对象位置＝地图位置？，其可以包括确定主车辆12接近施工区域20，该确定是根据确定由检测器22检测到的定位对象54的对象位置(例如，全球定位系统或GPS坐标)没有位于数字地图48中指示的定位对象54的地图位置处而进行的。
步骤135，对象与施工区域相关联？，其可以包括确定对象(即，施工对象24)是否/何时与施工区域20相关联。施工对象24可以是施工标志、锥形交通路标、路障、施工工人和施工设备中的一个或多个。
步骤140，确定接近施工区域，其可以包括根据检测器22检测到施工对象24来确定主车辆12接近施工区域20。
步骤145，主车辆比阈值距离更近？，其可以包括根据确定主车辆距离施工区域20比阈值距离34更近(例如阈值距离34是200米(200米))来确定主车辆12接近施工区域。
步骤150，改变到手动模式，其可以包括根据确定主车辆12接近施工区域20，将主车辆12的控制从自动模式14改变到手动模式16。
因此，提供了用于操作自动车辆的系统10，用于系统10的控制器28，以及操作该系统10的方法100。系统10有利地使主车辆的乘员18在施工区域20中或穿过施工区域20时操控或以其他方式操作主车辆12，而不是使主车辆12继续以自动模式14操作，这是因为在自动模式操作期间控制主车辆12通常所依赖的车道标记和/或定位对象54可能不可用或不可靠。
虽然已经根据本发明的优选实施例描述了本发明，但是本发明并不是要被如此限制，而是本发明仅在所附权利要求中阐述的范围内。
Claims (21)
1.一种用于操作主车辆(12)的系统(10)，所述系统(10)包括：
检测器(22)，被配置为检测施工对象(24)；以及
控制器电路(28)，被配置为根据所述检测器(22)对施工对象(24)的检测，确定所述主车辆(12)接近施工区域(20)，并且根据确定所述主车辆(12)接近所述施工区域(20)，将所述主车辆(12)的控制从自动模式(14)改变为手动模式(16)，所述自动模式(14)的特征在于所述控制器电路(28)操控所述主车辆(12)，而所述手动模式(16)的特征在于所述主车辆(12)的乘员(18)操控所述主车辆(12)，
其中，所述系统(10)包括指定所述施工区域(20)的数字地图(48)，并且
其中，根据确定所述检测器(22)没有检测到所述数字地图(48)中指示的定位对象(54)来确定所述主车辆(12)接近所述施工区域(20)。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，根据确定所述主车辆(12)距离所述施工区域(20)比阈值距离(34)更近来确定所述主车辆(12)接近所述施工区域(20)。
3.根据权利要求2所述的系统(10)，其中，所述阈值距离(34)是200米(200m)。
4.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述施工对象(24)与施工区域(20)相关联。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统(10)，其中，所述施工对象(24)是施工标志(24A)、锥形交通路标(24B)、路障(24C)、施工工人(24D)和施工设备(24F)中的一个或多个。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的系统(10)，其中，所述系统(10)包括接收器(42)，所述接收器(42)被配置为接收施工广播(44)。
7.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，根据确定由所述检测器(22)检测到的定位对象(54)的对象位置没有位于所述数字地图(48)中指示的所述定位对象(54)的地图位置处来确定所述主车辆(12)接近所述施工区域(20)。
8.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，远离所述主车辆(12)存储所述数字地图(48)，并且所述系统(10)包括被配置为访问所述数字地图(48)的收发器。
9.一种用于操作主车辆(12)的控制器电路(28)，所述控制器电路(28)包括：
输入(50)，被配置为从检测器(22)接收信号(52)，所述检测器(22)被配置为检测施工对象(24)；以及
处理器(30)，被配置为根据所述检测器(22)对施工对象(24)的检测，确定所述主车辆(12)接近施工区域(20)，并且根据确定所述主车辆(12)接近所述施工区域(20)，将所述主车辆(12)的控制从自动模式(14)改变为手动模式(16)，所述自动模式(14)的特征在于所述控制器电路(28)操控所述主车辆(12)，而所述手动模式(16)的特征在于所述主车辆(12)的乘员(18)操控所述主车辆(12)，
其中，所述控制器电路(28)被配置为访问指定所述施工区域(20)的数字地图(48)，并且
其中，根据确定所述检测器(22)没有检测到所述数字地图(48)中指示的定位对象(54)来确定所述主车辆(12)接近所述施工区域(20)。
10.根据权利要求9所述的控制器电路(28)，其中，根据确定所述主车辆(12)距离所述施工区域(20)比阈值距离(34)更近来确定所述主车辆(12)接近所述施工区域(20)。
11.根据权利要求9或10所述的控制器电路(28)，其中，所述控制器电路(28)被配置为接收施工广播(44)。
12.一种用于操作主车辆(12)的方法(100)，所述方法(100)包括：
以自动模式(14)操作(105)所述主车辆(12)，所述自动模式(14)的特征在于控制器电路(28)操控所述主车辆(12)；
利用检测器(22)检测(135)施工对象(24)；
根据所述检测器(22)检测到所述施工对象(24)来确定(140)所述主车辆(12)接近施工区域(20)；以及
根据确定所述主车辆(12)接近所述施工区域(20)，将所述主车辆(12)的控制从所述自动模式(14)改变(150)为手动模式(16)，所述手动模式(16)的特征在于所述主车辆(12)的乘员(18)操控所述主车辆(12)，
其中，所述方法(100)包括访问(125)指定所述施工区域(20)的数字地图(48)，并且
其中，根据确定所述检测器(22)没有检测到所述数字地图(48)中指示的定位对象(54)来确定所述主车辆(12)接近所述施工区域(20)。
13.根据权利要求12所述的方法(100)，其中，根据确定所述主车辆(12)距离所述施工区域(20)比阈值距离(34)更近来确定所述主车辆(12)接近所述施工区域(20)。
14.根据权利要求13所述的方法(100)，其中，所述阈值距离(34)是200米(200m)。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法(100)，其中，所述施工对象(24)与所述施工区域(20)相关联。
16.根据权利要求12-14中任一项所述的方法(100)，其中，所述施工对象(24)是施工标志(24A)、锥形交通路标(24B)、路障(24C)、施工工人(24D)和施工设备(24F)中的一个或多个。
17.根据权利要求12-14中任一项所述的方法(100)，其中，所述方法(100)包括由接收器(42)接收(110)施工广播(44)。
18.根据权利要求12所述的方法(100)，其中，根据确定由所述检测器(22)检测到的定位对象(54)的对象位置没有位于所述数字地图(48)中指示的所述定位对象(54)的地图位置处来确定所述主车辆(12)接近所述施工区域(20)。
19.根据权利要求12所述的方法(100)，其中，远离所述主车辆(12)存储所述数字地图(48)，并且所述方法(100)包括访问所述数字地图(48)。
20.第一设备，包括：
一个或多个处理器(30)；
存储器(32)；以及
存储在存储器(32)中的一个或多个程序(105-150)，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求12-19中任一项所述的方法(100)的指令。
21.一种非暂时性计算机可读储存介质，包括用于由第一设备的一个或多个处理器(30)执行的一个或多个程序(105-150)，所述一个或多个程序包括指令，当由所述一个或多个处理器执行时，所述指令使所述第一设备执行权利要求12-19中任一项所述的方法(100)。
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