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CN118946916A - 用于交叉口碰撞避免的系统和方法 - Google Patents

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CN118946916A
CN118946916A CN202280094371.3A CN202280094371A CN118946916A CN 118946916 A CN118946916 A CN 118946916A CN 202280094371 A CN202280094371 A CN 202280094371A CN 118946916 A CN118946916 A CN 118946916A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
self
signal
intersection
road user
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280094371.3A
Other languages
English (en)
Inventor
V·詹姆斯
L·彼得森
N·M·拜格
F·C·周
西蒙·田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan North America Inc
Original Assignee
Nissan North America Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US17/705,996 external-priority patent/US12100300B2/en
Application filed by Nissan North America Inc filed Critical Nissan North America Inc
Priority claimed from PCT/US2022/049697 external-priority patent/WO2023146618A1/en
Publication of CN118946916A publication Critical patent/CN118946916A/zh
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Abstract

交叉口碰撞避免可以使用蜂窝网络所用的蜂窝收发器以及位于蜂窝接入点处的用于多接入边缘计算的处理器。该处理器包括共享世界模型和冲突检测模块。共享世界模型被配置为通过蜂窝收发器接收与运载工具运输网络内的交叉口附近的至少两个道路用户相关的信号,其中,该至少两个道路用户包括自我运载工具,以及信号符合基于标准的通信协议。冲突检测模块被配置为:从共享世界模型接收对象信息,确定该至少两个道路用户中的自我运载工具和其他道路用户之间的潜在未来碰撞,并且在蜂窝网络上向自我运载工具传输潜在未来碰撞的通知。

Description

用于交叉口碰撞避免的系统和方法
技术领域
本申请涉及导航交叉口,并且更特别地涉及用于交叉口碰撞避免的系统和方法。
背景技术
可从穿过运输网络的运载工具上的传感器以及从运输网络附近的基础设施传感器获得来自运输网络和运输网络的用户以及运输网络附近的用户且与运输网络和运输网络的用户以及运输网络附近的用户相关的运输网络数据。例如,可以从固定基础设施(诸如交通照相机和感应环路交通传感器)、自报告地点、以及来自联网道路用户和联网机载传感器的状态信息接收或获得运输网络数据。处理所收集的运输网络数据以提供对道路用户行为的有意义的洞察是困难的。
发明内容
本文公开了用于交叉口碰撞避免的方面、特征、要素和实现。
所公开的实现的一方面是一种用于交叉口碰撞避免的系统,包括:蜂窝网络所用的蜂窝收发器;以及位于蜂窝接入点处的用于多接入边缘计算的处理器。所述处理器包括(实现、处理等)共享世界模型,该共享世界模型被配置为通过所述蜂窝收发器接收与运载工具运输网络内的交叉口附近的至少两个道路用户相关的信号,其中,所述至少两个道路用户包括自我运载工具,以及所述信号符合基于标准的通信协议。所述处理器还包括冲突检测模块,该冲突检测模块被配置为从所述共享世界模型接收对象信息,确定所述至少两个道路用户中的所述自我运载工具和其他道路用户之间的潜在未来碰撞,并且在所述蜂窝网络上向所述自我运载工具传输所述潜在未来碰撞的通知。
所公开的实现的一方面是一种用于交叉口碰撞避免的方法,包括:由蜂窝网络所用的蜂窝收发器在共享世界模型处接收与运载工具运输网络内的交叉口附近的至少两个道路用户相关的信号,其中,所述至少两个道路用户包括自我运载工具,以及所述信号符合基于标准的通信协议;在冲突检测模块处从所述共享世界模型接收对象信息;由所述冲突检测模块确定所述至少两个道路用户中的所述自我运载工具和其他道路用户之间的潜在未来碰撞;以及由所述冲突检测模块在所述蜂窝网络上向所述自我运载工具传输所述潜在未来碰撞的通知。所述共享世界模型和所述冲突检测模块是由位于蜂窝接入点处的用于多接入边缘计算的处理器实现的。
本公开的这些和其他方面在以下实施例的详细描述、所附权利要求和附图中公开。
附图说明
当结合附图阅读时,从以下详细描述中可以最好地理解所公开的技术。强调的是,根据惯例,附图的各种特征可以不是按比例绘制的。另一方面,为了清楚起见,各种特征的尺寸可以任意扩大或减小。此外,除非另有说明,否则在整个附图中相同的附图标记指代相同的要素。
图1是可以实现本文公开的方面、特征和要素的运载工具的一部分的示例的图。
图2是可以实现本文公开的方面、特征和要素的运载工具运输和通信系统的一部分的示例的图。
图3是根据本公开的实现的用于交叉口碰撞避免的系统的图。
图4是运载工具与图3的系统之间的通信的示例的图。
图5是根据本公开的实现的生成用于交叉口碰撞避免的共享世界模型的系统的图。
图6是用于确定运载工具的意图的方法的流程图。
图7是交叉口处的危险区的图。
图8是使用根据图7的危险区来确定潜在冲突的三路交叉口的图。
图9是例示用于确定交叉口处的潜在冲突的未来时间点处的两个运载工具的意图路径和这两个运载工具之间的距离的图。
图10是用于说明如何响应于冲突检测而生成有针对性的警告的四路交叉口的图。
图11是用于说明如何在存在被遮挡的道路用户的情况下进行冲突检测的四路交叉口的图。
图12A是根据本文教导的来自冲突检测的发出到联网运载工具的通知的示例。
图12B是根据本文教导的来自冲突检测的发出到联网运载工具的通知的另一示例。
图12C是根据本文教导的来自冲突检测的发出到行人的通知的示例。
具体实施方式
运载工具可以穿过运载工具运输网络的一部分。运载工具运输网络可以包括:一个或多于一个不可导航区域,诸如建筑物;一个或多于一个部分可导航区域,诸如停放区域(例如,停车场、停车位等);一个或多于一个可导航区域,诸如道路(其包括车道、中央分隔带、交叉口等);或其组合。当运载工具穿过运载工具运输网络时,运载工具可以使用其本机传感器,该本地传感器生成或捕获与运载工具的操作环境或其一部分相对应的数据。然后,运载工具可以使用该数据来识别潜在碰撞或危险(例如,其他道路用户),其可以用于通知操作者、用于输入到安全系统、用于输入到高级驾驶员辅助系统(ADAS)或其某组合。
如上所述,其他数据可用于识别潜在碰撞或危险的目的。处理从运载工具传感器以及从其他运载工具和基础设施传感器收集的运输网络数据由于其大量而复杂。大量数据倾向于增加提供对未来行为的洞察的延迟。此外,(例如,来自不同源的)关于单个道路用户的数据在任何给定时间点可能是不一致或矛盾的。大量数据还可能导致对特定道路用户(诸如也称为自我运载工具的感兴趣运载工具)的不需要的通知。当自我运载工具正在接近交叉口或在交叉口内时,这些问题尤其严重,交叉口是运输网络中最复杂和危险的区域。
本文描述的各种解决方案改进了接近、导航等交叉口的自我运载工具的操作,其相对于用于处理数据的常规技术减少了延迟,解析来自不同源的道路用户数据,有效地针对道路用户进行通知以避免碰撞,或其组合。为了更详细地描述根据本文教导的交叉口碰撞避免的一些实现,首先参考可以实现本公开的环境。
图1是可以实现本文公开的方面、特征和要素的运载工具100的一部分的示例的图。运载工具系统包括底盘102、动力总成104、控制器114、轮132/134/136/138,并且可以包括运载工具的任何其他元件或元件的组合。虽然为了简单起见,运载工具100被示出为包括四个轮132/134/136/138,但是可以使用一个或多于一个任何其他推进装置(诸如推动器或踏步板等)。在图1中,使诸如动力总成104、控制器114和轮132/134/136/138等的元件互连的线指示诸如数据或控制信号等的信息、诸如电力或扭矩等的动力、或者信息和动力这两者可以在各个元件之间通信。例如,控制器114可以从动力总成104接收动力,并且与动力总成104、轮132/134/136/138或这两者通信以控制运载工具100,这可以包括使运载工具100进行加速、减速、转向或以其他方式进行控制。
动力总成104包括动力源106、变速器108、转向单元110、运载工具致动器112,并且可以包括动力总成的任何其他元件(诸如悬架、驱动轴、轮轴或排气系统等)或元件的组合。尽管单独示出,但是轮132/134/136/138可以被包括在动力总成104中。
动力源106可以是可操作以提供能量(诸如电能、热能或动能等)的任何装置或装置的组合。例如,动力源106包括引擎(诸如内燃机、电动马达或者内燃机和电动马达的组合等),并且可操作(被配置)以向轮132/134/136/138中的一个或多于一个轮提供动能作为原动力。在一些实施例中,动力源106包括势能单元,诸如一个或多于一个干电池(诸如镍镉(NiCd)电池、镍锌(NiZn)电池、镍氢(NiMH)电池、锂离子(Li-ion)电池等)、太阳能电池、燃料电池、或能够提供能量的任何其他装置等。
变速器108从动力源106接收能量(诸如动能等),并且将该能量传输到轮132/134/136/138以提供原动力。变速器108可以由控制器114、运载工具致动器112或这两者控制。转向单元110可以由控制器114、运载工具致动器112或这两者控制,并且转向单元110控制轮132/134/136/138以使运载工具转向。运载工具致动器112可以从控制器114接收信号,并且可以致动或控制动力源106、变速器108、转向单元110或其任何组合以操作运载工具100。
在所示实施例中,控制器114包括定位单元116、电子通信单元118、处理器120、存储器122、用户接口124、传感器126、和电子通信接口128。尽管被示出为单个单元,但是控制器114的任意一个或多于一个元件可以集成到任意数量的单独物理单元中。例如,用户接口124和处理器120可以集成在第一物理单元中,并且存储器122可以集成在第二物理单元中。尽管在图1中未示出,但是控制器114可以包括诸如电池等的动力源。尽管被示出为单独的元件,但是定位单元116、电子通信单元118、处理器120、存储器122、用户接口124、传感器126、电子通信接口128或其任何组合可以集成在一个或多于一个电子单元、电路或芯片中。
在一些实施例中,处理器120包括现有的或随后开发的能够操纵或处理信号或其他信息的任何装置或装置的组合,例如光学处理器、量子处理器、分子处理器或其组合。例如,处理器120可以包括一个或多于一个专用处理器、一个或多于一个数字信号处理器、一个或多于一个微处理器、一个或多于一个控制器、一个或多于一个微控制器、一个或多于一个集成电路、一个或多于一个专用集成电路、一个或多于一个现场可编程门阵列、一个或多于一个可编程逻辑阵列、一个或多于一个可编程逻辑控制器、一个或多于一个状态机或者其任何组合。处理器120可以与定位单元116、存储器122、电子通信接口128、电子通信单元118、用户接口124、传感器126、动力总成104和其任何组合可操作地耦接。例如,处理器可以经由通信总线130与存储器122可操作地耦接。
处理器120可以被配置为执行指令。这样的指令可以包括用于远程操作的指令,这些指令可用于从远程地点(包括操作中心)操作运载工具100。用于远程操作的指令可以被存储在运载工具100中或者从外部源(诸如交通管理中心)或服务器计算装置(其可以包括基于云的服务器计算装置)接收。处理器120还可以实现本文所述的主动风险缓解中的一些或全部。
存储器122可以包括能够例如包含、存储、通信或传送机器可读指令或与其相关联的任何信息的任何有形的非暂态计算机可用或计算机可读介质,以供处理器120使用或与处理器120相关地使用。存储器122例如可以包括一个或多于一个固态驱动器、一个或多于一个存储卡、一个或多于一个可移除介质、一个或多于一个只读存储器(ROM)、一个或多于一个随机存取存储器(RAM)、一个或多于一个寄存器、一个或多于一个低功率双倍数据速率(LPDDR)存储器、一个或多于一个高速缓冲存储器、一个或多于一个盘(包括硬盘、软盘、或光盘)、磁卡或光卡、或适合于存储电子信息的任何类型的非暂态介质或其任何组合。
电子通信接口128可以是如图所示的无线天线、有线通信端口、光通信端口或能够与有线或无线电子通信介质140交互的任何其他有线或无线单元。
电子通信单元118可以被配置为经由有线或无线电子通信介质140(诸如经由电子通信接口128等)传输或接收信号。尽管在图1中未明确示出,但是电子通信单元118被配置为经由任何有线或无线通信介质(诸如射频(RF)、紫外线(UV)、可见光、光纤、有线线路或其组合等)来进行传输、接收或这两者。尽管图1示出单个电子通信单元118和单个电子通信接口128,但是可以使用任意数量的通信单元和任意数量的通信接口。在一些实施例中,电子通信单元118可以包括专用短距离通信(DSRC)单元、无线安全单元(WSU)、电气和电子工程师协会(IEEE)802.11p(WiFi-P)或其组合。
定位单元116可以确定地理位置信息,包括但不限于运载工具100的经度、纬度、高度、行驶方向或速度等。例如,定位单元包括全球定位系统(GPS)单元,诸如启用广域增强系统(WAAS)的美国国家海洋电子协会(NMEA)单元、无线电三角测量单元或其组合等。定位单元116可以用于获得例如表示运载工具100的当前航向、运载工具100在二维或三维中的当前位置、运载工具100的当前角定向或其组合的信息。
用户接口124可以包括能够用作人的接口的任何单元,包括虚拟键盘、物理键盘、触摸板、显示器、触摸屏、扬声器、麦克风、摄像机、传感器、和打印机中的任何一个。如图所示,用户接口124可以与处理器120可操作地耦接,或者与控制器114的任何其他元件可操作地耦接。尽管被示出为单个单元,但是用户接口124可以包括一个或多于一个物理单元。例如,用户接口124可以包括用于与人进行音频通信的音频接口、以及用于与人进行基于视觉和触摸的通信的触摸显示器。
传感器126可以包括一个或多于一个传感器,诸如传感器阵列,其可操作以提供可用于控制运载工具的信息。传感器126可以提供关于运载工具或其周围环境的当前操作特性的信息。传感器126包括例如速度传感器、加速度传感器、转向角传感器、牵引力相关传感器、制动相关传感器、或可操作以报告关于运载工具100的当前动态情形的一些方面的信息的任何传感器或传感器的组合。
在一些实施例中,传感器126包括可操作以获得与运载工具100周围的物理环境有关的信息的传感器。例如,一个或多于一个传感器检测道路几何形状以及障碍物(诸如固定障碍物、运载工具、骑行者和行人等)。传感器126可以是或可以包括现在已知的或随后开发的一个或多于一个照相机、激光感测系统、红外感测系统、声感测系统、或任何其他合适类型的运载工具上环境感测装置、或装置的组合。传感器126和定位单元116可以被组合。
尽管未单独示出,但是运载工具100可以包括轨迹控制器。例如,控制器114可以包括轨迹控制器。轨迹控制器可操作以获得用于描述运载工具100的当前状态和针对运载工具100规划的路线的信息,并且基于该信息来确定和优化运载工具100的轨迹。在一些实施例中,轨迹控制器输出可操作以控制运载工具100使得运载工具100跟随由轨迹控制器确定的轨迹的信号。例如,轨迹控制器的输出可以是优化轨迹,该优化轨迹可以被供给到动力总成104、轮132/134/136/138或这两者。优化轨迹可以是诸如转向角集合等的控制输入,其中各个转向角与时间点或位置相对应。优化轨迹可以是一个或多于一个路径、线路、曲线或其组合。
轮132/134/136/138中的一个或多于一个轮可以是:在转向单元110的控制下枢转至转向角的转向轮;在变速器108的控制下扭转以推动运载工具100的推动轮;或者对运载工具100进行转向和推动的转向推动轮。
运载工具可以包括未在图1中示出的单元或元件,诸如壳体、(蓝牙)模块、调频(FM)无线电单元、近场通信(NFC)模块、液晶显示器(LCD)显示单元、有机发光二极管(OLED)显示单元、扬声器或其任何组合。
运载工具(诸如运载工具100)可以是自主运载工具或半自主运载工具。例如,如本文所使用的,如本文所使用的自主运载工具应被理解为涵盖包括高级驾驶员辅助系统(ADAS)的运载工具。ADAS可以诸如通过规避或以其他方式纠正驾驶员错误来自动化、适配和/或增强运载工具系统以实现安全和更好的驾驶。
图2是可以实现本文公开的方面、特征和要素的运载工具运输和通信系统200的一部分的示例的图。运载工具运输和通信系统200包括运载工具202(诸如图1中所示的运载工具100)和一个或多于一个外部对象(诸如外部对象206),外部对象206可以包括任何形式的运输工具(诸如图1中所示的运载工具100)、行人、骑行者以及任何形式的结构(诸如建筑物)。运载工具202可以经由运输网络208的一个或多于一个部分行驶,并且可以经由电子通信网络212中的一个或多于一个与外部对象206通信。尽管在图2中未明确示出,但是运载工具可以穿过未明确或完全包括在运输网络中的区域(诸如越野区域)。在一些实施例中,运输网络208可以包括运载工具检测传感器210中的一个或多于一个,诸如电感回路传感器,其可以用于检测运输网络208上的运载工具的移动。
电子通信网络212可以是在运载工具202、外部对象206和操作中心230之间提供通信(诸如语音通信、数据通信、视频通信、消息传送通信或其组合)的多接入系统。例如,运载工具202或外部对象206可以经由电子通信网络212从操作中心230接收信息(诸如表示运输网络208的信息)。
操作中心230包括控制器设备232,该控制器设备232包括图1中所示的控制器114的一些或全部特征。控制器设备232可以监测和协调运载工具(包括自主运载工具)的移动。控制器设备232可以监测运载工具(诸如运载工具202)和外部对象(诸如外部对象206)的状态或条件。控制器设备232可以接收运载工具数据和基础设施数据,包括以下各项中的任何项:运载工具速率;运载工具地点;运载工具操作状态;运载工具目的地;运载工具路线;运载工具传感器数据;外部对象速率;外部对象地点;外部对象操作状态;外部对象目的地;外部对象路线;和外部对象传感器数据。
此外,控制器设备232可以建立对一个或多于一个运载工具(诸如运载工具202)或外部对象(诸如外部对象206)的远程控制。以这种方式,控制器设备232可以从远程地点远程操作运载工具或外部对象。控制器设备232可以经由无线通信链路(诸如无线通信链路226)或有线通信链路(诸如有线通信链路228)与运载工具、外部对象或计算装置(诸如运载工具202、外部对象206或服务器计算装置234)交换(发送或接收)状态数据。
服务器计算装置234可以包括一个或多于一个服务器计算装置,其可以经由电子通信网络212与一个或多于一个运载工具或计算装置(包括运载工具202、外部对象206或操作中心230)交换(发送或接收)状态信号数据。
在一些实施例中,运载工具202或外部对象206经由有线通信链路228、无线通信链路214/216/224或者任何数量或类型的有线或无线通信链路的组合进行通信。例如,如图所示,运载工具202或外部对象206经由地面无线通信链路214、经由非地面无线通信链路216或者经由其组合进行通信。在一些实现中,地面无线通信链路214包括以太网链路、串行链路、蓝牙链路、红外(IR)链路、紫外(UV)链路或能够进行电子通信的任何链路。
运载工具(诸如运载工具202)或外部对象(诸如外部对象206)可以与另一运载工具、外部对象或操作中心230通信。例如,主运载工具或主体运载工具202可以经由直接通信链路224或经由电子通信网络212从操作中心230接收一个或多于一个自动化运载工具间消息,诸如基本安全消息(BSM)。例如,操作中心230可以将消息广播到在定义的广播范围(诸如三百米)内的主运载工具,或者广播到定义的地理区域。在一些实施例中,运载工具202经由第三方(诸如信号中继器(未示出)或另一远程运载工具(未示出))接收消息。在一些实施例中,运载工具202或外部对象206基于定义的间隔(诸如一百毫秒)定期地传输一个或多于一个自动化运载工具间消息。
运载工具202可以经由接入点218与电子通信网络212通信。可以包括计算装置的接入点218被配置为经由有线或无线通信链路214/220与运载工具202、与电子通信网络212、与操作中心230或与其组合通信。例如,接入点218是基站、基站收发器站(BTS)、节点B、增强型节点B(eNode-B)、家庭节点B(HNode-B)、无线路由器、有线路由器、集线器、中继器、交换机、或位于例如蜂窝塔处的任何类似有线或无线装置。尽管被示出为单个单元,但是接入点可以包括任何数量的互连元件。接入点218可以是蜂窝接入点。
运载工具202可以经由卫星222或其他非地面通信装置与电子通信网络212通信。可以包括计算装置的卫星222可以被配置为经由一个或多于一个通信链路216/236与运载工具202、与电子通信网络212、与操作中心230或与其组合通信。尽管被示出为单个单元,但是卫星可以包括任何数量的互连元件。
电子通信网络212可以是被配置为提供语音、数据或任何其他类型的电子通信的任何类型的网络。例如,电子通信网络212包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网络(VPN)、移动或蜂窝电话网络、因特网或任何其他电子通信系统。电子通信网络212可以使用通信协议,诸如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、因特网协议(IP)、实时传送协议(RTP)、超文本传送协议(HTTP)或其组合。尽管被示出为单个单元,但是电子通信网络可以包括任何数量的互连元件。
在一些实施例中,运载工具202经由电子通信网络212、接入点218或卫星222与操作中心230通信。操作中心230可以包括一个或多于一个计算装置,该一个或多于一个计算装置能够交换(发送或接收)来自运载工具(诸如运载工具202)的数据;来自外部对象(包括外部对象206)的数据;或者来自计算装置(诸如服务器计算装置234)的数据。
在一些实施例中,运载工具202识别运输网络208的一部分或条件。例如,运载工具202可以包括一个或多于一个运载工具上传感器204(诸如图1所示的传感器126),其包括速度传感器、轮速传感器、照相机、陀螺仪、光学传感器、激光传感器、雷达传感器、声波传感器或能够确定或识别运输网络208的一部分或条件的任何其他传感器或装置或其组合。
运载工具202可以使用经由电子通信网络212通信的信息(诸如表示运输网络208的信息、由一个或多于一个运载工具上传感器204识别的信息或其组合)穿过运输网络208的一个或多于一个部分。外部对象206可以能够进行以上关于运载工具202所述的通信和动作中的全部或一些。
为了简单起见,图2示出作为主运载工具的运载工具202、外部对象206、运输网络208、电子通信网络212和操作中心230。然而,可以使用任何数量的运载工具、网络或计算装置。在一些实施例中,运载工具运输和通信系统200包括图2中未示出的装置、单元或要素。
尽管运载工具202被示出为经由电子通信网络212与操作中心230通信,但是运载工具202(和外部对象206)可以经由任何数量的直接或间接通信链路与操作中心230通信。例如,运载工具202或外部对象206可以经由诸如蓝牙通信链路等的直接通信链路与操作中心230通信。尽管为了简单起见,图2示出运输网络208之一和电子通信网络212之一,但是可以使用任何数量的网络或通信装置。
外部对象206在图2中被示出为第二远程运载工具。外部对象不限于另一运载工具。外部对象可以是具有将数据传输到操作中心230的能力的任何基础设施要素,例如栅栏、标志、建筑物等。数据可以是例如来自基础设施要素的传感器数据。
如上面简要提到的,从运载工具、基础设施等收集的大量运输网络数据可能使其处理和有用性复杂化,特别是在运载工具运输网络内的交叉口处。本文描述的系统和方法用于减少关于预测未来行为的延迟和/或复杂性,解决数据中的不一致性、使通知最小化、或其某组合。
图3是根据本公开的实现的用于交叉口碰撞避免的系统300的图。如以下更详细讨论的,系统300可以在运载工具302运输和通信系统(诸如运载工具运输和通信系统200等)中实现。尽管关于运载工具302行驶通过运载工具运输网络(诸如运载工具运输网络208等)进行了描述,但是本文的教导可以在运载工具可导航的任何区域中使用。如本文所使用的,运载工具运输网络内的交叉口包含彼此相交的运载工具可导航路径,包括停车场/车库的入口和出口以及停车场内(例如,停车场内的停车位之间)的路径。系统300的其他示例可以包括更多、更少或其他组件。在一些示例中,可以组合组件;在其他示例中,组件可以被分成多于一个组件。
通常,图3例示使用多接入边缘计算(MEC)来处理从运载工具和基础设施传感器发送的协作驾驶自动化(CDA)消息的多层架构。然后,MEC向运载工具和其他道路用户(例如,弱势道路用户(VRU),诸如行人或自行车等)发送回通知以避免碰撞。这些其他道路用户在本文中可以分别被称为非机动道路用户。如图所示,系统300期望地使用消除对直接运载工具到运载工具(V2V)或运载工具到行人(V2P)通信的要求的基于标准的通信(例如,基于标准的通信协议)。在所描述的示例中,网络蜂窝运载工具到运载工具(C-V2X)(也称为网络C-V2X)用于数据/消息交换。基于标准的通信基于用于协作驾驶的汽车工程师协会(SAE)J3216标准,但是可以使用能够使用蜂窝技术进行无线通信的任何合适的通信协议。
系统300从一个或多于一个联网运载工具302(其可以是运载工具100、202)接收相应的信号302a。信号302a可以包括位置、速度或任何其他信息。信号302a可以包括BSM(例如,SAE 2735BSM)。在下面进一步详细讨论的一些实现中,可以从联网运载工具302传输意图信号INTENT。
系统300从一个或多于一个VRU(诸如行人304等)接收相应的信号304a。信号304a可以包括位置、速度或任何其他信息。信号304a可以包括个人安全消息(PSM)(例如,SAE2735BSM)。如下文更详细描述的,VRU或非机动道路用户携带通信装置(诸如蜂窝装置等)以传输PSM并可选地接收通知。蜂窝装置(也称为蜂窝启用装置)可以由道路用户以任何合适的方式支持。
系统300从一个或多于一个基础设施传感器(诸如基础设施照相机306等)接收相应的信号306a。基础设施传感器可以与运载工具运输网络内的基础设施相关联。基础设施传感器监测交叉口的至少一部分。基础设施传感器可以结合到独立的路边单元(RSU)中,或者可以安装在建筑物、交通灯、路灯等上。基础设施照相机306可以发送信号306a,信号306a包括与检测到什么(例如,运载工具、VRU、自主运载工具(AV))有关的信息。信号306a可以包括位置、速度或任何其他信息。在检测到运载工具的情况下,信号306a可以包括BSM,并且在检测到VRU的情况下,信号306a可以包括PSM。
信号302a、304a和306a在蜂窝接口308处被接收,蜂窝接口308可以包括无线蜂窝收发器(或无线接收器和无线传输器的组合)或位于蜂窝塔处的接入点(诸如接入点218等)。可以在MEC 310处进行对所接收到的数据的处理。MEC 310包括信号接口312、用以产生共享世界模型(SWM)314的系统、以及冲突检测模块316。MEC 310位于移动网络的边缘(与公共因特网上的云服务相对),诸如在网络212等处。出于该原因,MEC 310提供了针对该应用的低延迟。此外,由于计算例如使用服务器计算装置234发生在云上,因此与例如使用V2V通信仅在运载工具内进行计算相比,MEC 310是高度可扩展的。
在所示的实现中,使用蜂窝网络上的网络C-V2X将基于SAE标准的消息从运载工具302、从行人304、从基础设施照相机306或其他VRU、或从其组合发送到MEC 310。可以参考图4看到MEC 310的通信系统(包括信号接口312)的进一步细节,图4是诸如运载工具302等的运载工具与图3的系统300之间的通信的示例的图400。
如图4所示,诸如运载工具100、202等的运载工具包括接口402。接口402可以至少部分地由处理器(诸如处理器120)实现。在该示例中,运载工具302是联网运载工具,但不是自主运载工具。联网运载工具是直接或通过操作者的蜂窝装置连接到蜂窝网络的运载工具。接口402使用运载工具(例如,其操作者)的意图404作为输入。可以以任何方式(诸如检测转弯信号等)确定运载工具302的意图404。在一些实现中,意图404可以作为机器人操作系统(ROS)消息被输入。下面描述用于确定运载工具的意图404的特别有用的可选技术。
意图信号404(在本文中也称为信号INTENT)经历数据类型转换406。转换后的信号可以是JavaScript对象表示(JSON)串408。JSON串408被转换为字节410以供输入到编码机构412。编码机构412将字节410和其他传感器数据(例如,GPS)编码成适合于蜂窝网络上的装置到装置通信的格式的编码信号。在示例中,编码机构412将数据编码成JavaScript对象表示(MQTT),MQTT是在装置之间传送消息的轻量级发布-订阅网络协议。消息422在蜂窝网络(诸如特定蜂窝提供商的移动网络等)上被发送到蜂窝接口(诸如蜂窝接口308等)。消息422可以在4G网络、长期演进(LTE)网络(诸如4G LTE等)、5G网络或现在已知或下文中开发的任何其他蜂窝网络上被发送。在一些实现中,可以使用电子通信单元118来发送消息422。
蜂窝接口308接收编码消息422并将它们分布到针对MEC 310的一个或多于一个信号接口312。也就是说,如上所述,MEC 310是可扩展的。因此,信号接口312可以与MEC 310的后续组件一起被复制,以适应运输网络的不同部分、超过定义量的数据等。蜂窝接口308因此可以充当消息的代理,以确定哪个MEC 310应该处理传入消息。编码消息422通过诸如LAN424等的网络被传输到适当的信号接口312。信号接口312将消息转换回ROS或另一格式,以供系统300的其余组件(即SWM 314和冲突检测模块316)使用。
如从该描述可以确定的,接口402和信号接口312包括共同充当SWM 314和冲突检测模块316所使用的消息与蜂窝网络之间的网关的硬件。在该示例中,接口分别将数据转换为MQTT格式并发布数据,然后,如下面进一步详细描述的,在接收到时,MQTT消息被转换回另一格式(例如,SWM 314和冲突检测模块316的本机格式)以用于确定冲突/碰撞。
虽然接口402接收并编码信号INTENT,但这不是必需的。在图3的处理中意图的使用是可选的。例如,接口402可以仅包括编码机构412,该编码机构412对诸如纬度、经度、姿态、速度等的运载工具传感器数据或其任何组合(例如,BSM)进行编码。图4将接口402描述为在诸如联网运载工具302等的运载工具中实现。类似的接口可以结合在诸如基础设施照相机306等的基础设施传感器中,以供编码和传输检测到的信号(诸如信号306a等)。这样的接口可以包括或省略用以确定和包括运载工具(其中运载工具是检测到的对象)的意图的硬件/软件。与包括编码机构的接口402类似的接口可以被包括在VRU的蜂窝启用装置(例如,移动电话)中,以对诸如纬度、经度、姿态、速度等的传感器数据或其任何组合(例如,PSM)进行编码。
返回参考图3,MEC 310使用对象融合来生成共享世界模型(SWM 314,其可以用于预测和冲突检测)。如从上面可以看出,MEC 310可以从多于一个源接收与同一对象有关的数据。例如,在交叉口处,MEC 310可以接收与联网运载工具302的位置等有关的信号302a,并且接收包括与联网运载工具302的位置等有关的信息的信号302a。类似地,MEC 310可以接收与VRU(例如,行人304)的位置等有关的信号304a,并且接收包括与VRU的位置等有关的信息的信号304a。SWM 314接收信号302a、304a、306a,从传感器数据确定(例如,转换为、检测等)对象,并且融合由多个源(如果存在)检测到的对象,并且生成道路用户及其周围环境的单个世界视图。
如图3所示,SWM 314包括对象关联314a和对象融合314b。在一些实现中,对象关联314a可以根据接收到的信号302a、304a、306a(例如,BSM和PSM消息)确定对象(例如,道路用户)。例如,对象关联314a可以将各个消息内的地点信息与相应的道路用户(例如,运载工具运输网络内的联网运载工具、VRU(例如,行人或非机动运载工具)或自主运载工具)相关联。对象关联314a可以生成或维持所确定的对象中的至少一些的状态,诸如速率、姿态、几何形状(诸如宽度、高度和深度等)、分类(例如,自行车、大卡车、行人、路标等)、地点或其某组合等。
除了信号(诸如信号302a、304a、306a等(例如,BSM和PSM消息))之外,对象融合314b还可以接收随时间感测到的对象。例如,使用诸如航向和速率信息等的数据,可以在适当的情况下融合感测到的对象。也就是说,可以比较与各个对象相关联的数据以确定由单独的消息识别的相应对象是否可能是同一对象。可以使用用于比较各个感测到的对象的数据的任何技术。数据越相似,两个对象越有可能是同一对象。被确定为同一对象的对象的数据被融合以生成随时间变化的位置处的跟踪对象。其融合轨迹(例如,基于航向、姿态和速度的组合)可以在冲突检测模块316中被使用。也就是说,在SWM 314的输出处,各个道路用户是具有要供给到冲突检测模块316以供在其中使用的相应轨迹或意图路径的单独跟踪对象。
尽管被描述为SWM 314的单独组件,但是在MEC 310中使用的共享世界模型可能需要许多重叠检测来产生结果。也就是说,对象关联和融合被耦合并且迭代地进行。虽然共享世界模型的这种实现可以在MEC 310中使用,但是下面详细描述了SWM 314的特别期望的实现。
冲突检测模块316接收跟踪对象及其相应的轨迹。冲突检测模块316使用该信息来预测联网运载工具(诸如联网运载工具302等)与附近运载工具或VRU(诸如行人304等)之间在交叉口处的可能碰撞。在一些实现中,冲突检测模块316通过使用前瞻时段上的轨迹来确定各个道路用户在前瞻时段中的时间点处将处于何处,来实现这一点。
在本文的一些示例中,RSU的基础设施传感器可以检测非联网道路用户(例如,行人)并且连接到联网道路用户(例如,联网运载工具)。对于非联网道路用户,可以通过来自(一个或多于一个)基础设施传感器随时间的测量(例如,速度和航向)来进行预测。对于联网道路用户,可以从这样的测量中类似地预测意图路径。然而,在交叉口处,测量可能不提供意图路径的最佳指示,这是因为可能存在不可从测量中识别的变化,诸如转弯等。因此,在一些实现中,如下文附加详细描述的,信号INTENT可以用于确定联网运载工具的意图路径。然后可以比较道路用户的预测/意图轨迹以确定是否将发生冲突。
对于非联网道路用户(例如,行人或非联网运载工具)与联网运载工具之间的冲突检测,例如使用预测/意图路径和速度来确定在前瞻时段中的时间点或步长处的、非联网用户可能到达的地点,如针对联网运载工具那样。可以计算未来时间步长处路径之间的距离。然后,当路径之间的距离短于阈值时,可以检测到冲突。换句话说,如果两个或多于两个道路用户在特定时间点彼此在定义的接近度内,则冲突检测模块316可以识别潜在冲突,并且可选地向联网运载工具和任何其他受影响的道路用户发送通知。
这是用于检测两个路径之间在未来的某一点处的潜在冲突的一种技术。然而,其他技术也是可能的,下面通过示例描述其中的另一种技术。下面还更详细地描述通知。
在一些实现中,冲突检测可以使用联网运载工具的操作者的意图来确定联网运载工具在前瞻时段的至少一部分内的路径。在一些实现中,这是与来自联网运载工具302的信号302a一起被接收的信号INTENT。信号INTENT可以用于共享操作者的协作驾驶的意图。传统的安全系统可能不考虑未由姿态、航向、速率等以其他方式指示的意图,并且因此可能过度依赖于联网运载工具与交叉口附近的其他运载工具或VRU的接近度。
在上述示例中,转弯信号可以用于确定操作者的意图以供在冲突检测模块316中使用。例如,转弯信号可以指示联网运载工具302将在4路交叉口处右转。与从交叉口附近的道路用户接收到的其他信息一起,通知可以从冲突检测模块316发出,所述通知是比仅依赖于BSM和PSM消息更准确的预测的结果。下面进一步讨论信号INTENT的具体示例。
在联网自主运载工具(CAV)在联网运载工具或VRU正接近或导航的交叉口处或附近的情况下,可以通过使用本文的教导来改进CAV的决策。在图3中,CAV 320常规地被示出为包括到融合单元324中的传感器输入。所示的硬件传感器包括照相机以及光检测和测距传感器(LiDAR)。在自主运载工具上常规地发现的其他传感器可以包括GPS以及无线电检测和测距(RADAR)传感器。融合单元324接收信号并且将传感器所识别的对象融合成跟踪对象,以包括在由CAV 320的处理器(诸如图1的处理器120等)执行的共享世界模型中。
诸如CAV 320等的自主运载工具常规地具有共享世界模型。根据本公开的实现,CAV 320的共享世界模型还可以从蜂窝接口308接收BSM和PSM消息以细化共享世界模型。也就是说,除了协调其自身的传感器值以使用融合单元324识别对象之外,CAV 320还可以包括由CAV 320的处理器(诸如图1的处理器120)执行的SWM 314的另一实例,以生成跟踪对象及其相应的轨迹。在一些实现中,CAV 320的共享世界模型也可以与SWM 314不同(即,以与SWM 314不同的方式操作)。在任一情况下,跟踪对象及其相应的轨迹被发送到决策模块326。CAV 320不需要单独的冲突检测模块(如冲突检测模块316),这是因为决策模块326可以是用于已经应对冲突检测和解决的决策的常规模块。
如上所述,可以在用于交叉口碰撞避免的系统中使用共享世界模型,无论该系统是位于运载工具内还是位于远程计算地点处。通常,期望组合来自多个传感器的对象检测以避免混淆系统。例如,当仅存在一个行人时,多个传感器可以检测不同地点处的行人。未能使用共享世界模型可能导致自我运载工具尝试围绕多个行人检测而不是单个行人进行机动。
在可以用作SWM 314的共享世界模型的一些实现中,组合来自多个源的对象检测的时间可以由最慢传感器指定。这是因为共享世界模型可能需要迭代地进行对象关联和融合的重叠检测。结果可能需要多达一秒来产生。当通信延时增加时,这种情形变得更糟。例如,在系统300中,当在蜂窝网络上从联网传感器发送信息时,可能发生通信延时。及时接收和解析传感器数据对于进行安全关键机动(例如,激活自动紧急制动(AEB)或急转弯)非常重要。
在图5中通过示例示出生成共享世界模型的一个特定期望的系统500。系统500通过解耦对象关联和对象融合步骤以组合来自不同传感器的对象检测来应对上面提到的一些延迟问题。所得到的共享世界模型可以用作图3中的SWM 314。根据本公开的实现,所得到的共享世界模型可以用于交叉口碰撞避免。所提出的系统500的架构允许比常规技术更快的动作,并且仅受最快传感器而不是最慢(例如,最延时)传感器的限制。虽然对MEC 310和可选的联网自主运载工具(诸如CAV 320等)特别有用,但是系统500可以与接收外部传感器数据(即,来自除自主运载工具的传感器之外的传感器的传感器数据)的任何自主运载工具一起使用。
如图5中可以看出,从编号为1、2、…N的传感器接收输入502。输入502可以对应于如上文关于图3所述的来自联网运载工具的BSM、来自VRU的PSM、来自联网运载工具中的乘员的PSM、来自基础设施传感器的PSM、来自基础设施传感器的BSM或其某组合。这些输入502中的至少一些是异步信号或消息。也就是说,传感器各自具有其自己的特性,诸如采样率等。此外,各个传感器与SWM 314(例如,向图3中的蜂窝接口308)通信所需的时间量可以变化。因此,传感器的相应信号可以在不同时间被发送和/或在不同时间被接收。
在相应的感知和滤波模块504处接收输入502。感知和滤波模块504可以部分地实现对象关联314a。感知和滤波模块504从相应的输入产生、确定、感知或以其他方式识别对象(例如,道路用户)。可以使用任何技术从输入中识别对象,包括但不限于模式匹配、与数据库的比较等。如图5中的虚线所示,在对象关联在插值器606处并行地继续的同时,来自不同传感器的感知对象的检测被立即发送到下游决策(例如,下面描述的对象融合和预测模块610)。检测可以被称为非同步检测器。
可以参考各种定时源的主时钟向插值器506提供同步输出。如上所述,还将感知对象提供给插值器506。向感知对象提供它们被感知到的时间点,这些时间点是非同步的。用于相应感知对象的插值器506各自可以用于在基于来自主时钟的信号的同步定时处对感知对象进行插值。也就是说,基于来自输入502的非同步检测和其他数据(例如,速率、航向等),确定在由主时钟指示的同步时间点处感知对象的地点。
各个插值器506基于在同步时间点处感知对象的地点来输出两个信号。第一信号被称为同步轨迹段(tracklet)。同步轨迹段是由主时钟指示的各个时间点处感知对象的地点。这些轨迹段被提供给轨迹关联和校准模块608以及对象融合和预测模块510。第二信号被称为同步检测。这些同步检测被提供给轨迹关联和校准模块508以及对象融合和预测模块510。
轨迹关联和校准模块508接收同步轨迹段和同步检测,并且随时间将同步时间点处的信号与相应对象相关联。对象关联是由一个传感器感知到的对象与由另一个传感器(可能来自不同的有利点)感知到的对象的匹配(例如,行人的基础设施照相机观察与来自其电话的所报告的该行人的GPS位置的匹配)。轨迹关联和校准模块508还可以计算外在相对传感器校准。对象关联和传感器校准被发送到对象融合和预测模块510。
对象融合和预测模块510融合共享世界模型中的重复检测。例如,这包括对象及其预测路径。共享世界模式被发送用于决策512。例如,联网道路用户(运载工具、行人等)可以依赖于诸如在冲突检测模块316等处的云冲突检测决策来发送检测到的危险的及时警告。诸如在决策模块326等处,自主运载工具首先依赖于其自己的传感器来进行决策,但是可以利用来自非机载联网传感器(如果可用)的(延时)检测来增强其世界模型。
传感器校准有助于对象的融合。传感器校准也可以被保留以加快未来的关联。
除了减少用于生成共享世界模型的竞争技术上的延迟之外,系统500还可以产生更准确的共享世界模型。也就是说,与不正确关联的对象进行对象融合会导致难以校正的错误。通过对象融合与对象关联的解耦而导致的对象融合中的延时,减少了这种错误的机会。
如关于图3的描述所提及的,运载工具的意图(例如,运载工具的操作者的意图)在碰撞或冲突检测中可能是有用的。如果在接下来几秒内各个运载工具的意图路径是已知的,则可以以更高的准确度预测运载工具(例如,联网运载工具)与另一运载工具或VRU碰撞的概率。例如,如果右转信号开起,则仅从航向或速度可能无法清楚运载工具是要右转、超车、还是变道。
通常,本文提出的技术可以结合导航系统中输入的目的地或转弯信号使用高清地图(HD地图)来预测联网运载工具的未来路径。图6是用于确定联网运载工具的意图的方法600的流程图。方法600可以由联网运载工具的处理器(诸如联网运载工具302的处理器等)进行。联网运载工具的处理器可以是独立处理器、机载导航系统的处理器或结合到联网运载工具的蜂窝接口(诸如接口402等)中的处理器。
在602处,可以确定或接收针对感兴趣的联网运载工具(例如,进入、穿过、接近等交叉口的运载工具)的目的地消息。可以从运载工具的机载导航系统确定或接收目的地消息(当存在(例如,运载工具已经建立了目的地消息)时)。在604处,可以确定或接收针对运载工具的转弯信号方向消息。转弯信号方向也可以被称为转弯信号的方向或在本文中简称为方向。当运载工具在距交叉口定义的距离内时,以及/或者当运载工具响应于接合或脱离转弯信号的操作者动作而生成转弯信号改变消息时,可以定期地确定转弯信号方向。当转弯信号关闭时,方向是向前直行。
HD地图用于606处的输入。即,HD地图可以提供606处的输入,以在612处使用目的地(例如,目的地消息)来计算运载工具的可能意图路径。例如,可能意图路径可以是或包括到目的地的逐车道路径。由于HD地图提供限速和其他道路特征(如停止线和人行横道),因此该信息可以用于定义接下来几秒(诸如10~15秒等)的沿着路径的多个路点(也称为驾驶目标),路点具有如路点的类型和限速那样的信息。
可替代地或附加地,HD地图可以提供606处的输入,以在614处使用转弯信号方向来计算运载工具的可能意图路径。HD地图的限速和其他道路特征(如停止线和人行横道)可以提供606处的输入,以例如考虑转弯信号方向是指示右转、左转还是关闭(例如,当进入交叉口时或在完成转弯或变道之后)来定义接下来几秒的沿着路径的多个路点,路点具有如路点的类型和限速那样的信息。
一旦在612、614或这两者处计算出可能意图路径,方法600就前进以确定哪个可能意图路径是最准确的预测。在602处存在可用目的地并且在612处计算出可能意图路径的情况下,方法600在622处查询转弯信号方向是否可用。如果不可用,则方法600在632处使用根据目的地计算出的可能意图路径作为指示运载工具的意图。相反,在604处存在可用的转弯信号方向并且在614处计算出意图路径的情况下,方法600在624处查询是否存在可用的目的地。如果不存在,则方法600在634处使用根据转弯信号方向计算出的可能意图路径作为指示运载工具的意图。
如果在622处存在转弯信号方向并且在624处存在目的地,则方法600在630处确定转弯信号方向是否与在612处计算出的可能意图路径相匹配。例如,方法600确定在转弯信号改变为右转的情况下意图路径是包括右转还是向右车道的改变。如果在630处转弯信号方向与可能意图路径匹配,则方法600在632处使用根据目的地计算出的意图路径作为指示运载工具的意图。如果不匹配,则方法600在634处使用根据转弯信号计算出的意图路径作为指示运载工具的意图。这些选择反映了两方面的考虑。首先,仅转弯信号不是驾驶员意图的最准确度量。其次,如果转弯信号和目的地这两者都可用,则转弯信号可以改进驾驶员意图的度量。例如,与在612处确定的意图路径相矛盾的转弯信号可能指示运载工具的操作者已经决定改变使用目的地生成的最可能路径。
在任一情况下,驾驶目标有助于确定接下来几秒内的特定时间处运载工具被预测为在何时以及何地。该信息可以与其他道路用户(例如,运载工具、VRU等)的存在、意图或这两者一起用于预测冲突或碰撞的概率。例如,在没有如上文关于冲突检测模块316所述采取动作的情况下,沿着交叉口处的道路用户的各个预测路径的点可以用于识别可能的冲突。
在一些实现中,如关于图3所描述的,通过重复进行方法600确定的意图路径可以用于产生信号INTENT,该信号INTENT指示联网运载工具(例如,联网运载工具的操作者)的意图。信号INTENT在图3的实现中使用的情况下,可以用作冲突检测模块316的输入。
在示例中,当在导航系统中设置目的地时,在612处使用HD地图生成到目的地的路径。这给出从汽车的当前位置开始直到目的地的车道段的列表。为了生成意图,可以仅考虑前方路径的运载工具将在定义的时间量或定义的距离内行驶的部分。例如,仅考虑路径的接下来15秒或500米(以较大者为准)中的部分。这限制了需要针对意图而发送的数据量。从汽车所在的车道段开始直到所选择的路径的结束(例如,直到路径的该部分的结束),生成驾驶目标(例如,路点、时间点、时间步长)的列表。各个驾驶目标可以包含诸如限速、目标类型(例如,停止、人行横道等)的信息。意图消息(例如,信号INTENT)的格式的示例如下所示。
temp_id 运载工具ID
纬度 运载工具的当前位置
经度 运载工具的当前位置
航向 运载工具的当前航向
速度 运载工具的当前速度
drive_goal 驾驶目标列表
意图消息中的驾驶目标的列表可以是单独的驾驶目标消息。包含在意图消息内的驾驶目标的格式的示例如下所示。
如果要使用转弯信号,则从HD地图中查询前方路径(车道段)。如果在立即转弯之后出现另一交叉口,则可以仅直到新交叉口为止生成意图路径。然后,可以针对下一交叉口生成新的意图路径。
根据本文教导连同目的地或转弯信号(或这两者)一起使用HD地图允许以比使用速度和航向更高的准确度预测联网运载工具可能正在做什么。例如,该技术不仅提供意图,而且还提供沿路径的不同点处的意图速度。此外,该技术允许确定运载工具在接下来几秒内将遵循哪些车道。这在用于向驾驶员通知即将发生的碰撞的安全应用中是有用的。
对于非联网运载工具和VRU,如上文关于图3简要描述的,航向和轨迹可以用于确定前瞻时段(在该示例中,15秒或500米)的预测路径。在一些实现中,方法600的至少一部分可以由支持诸如基础设施照相机306等的基础设施传感器的RSU(例如,基础设施传感器由RSU容纳)中的处理器来进行。例如,RSU可以在604处确定非联网运载工具的转弯信号改变消息。转弯信号改变消息(当存在时)可以从由基础设施传感器接收到的图像中检测到。由此,可以在614处计算意图路径,并在634处使用该意图路径作为用于(诸如在冲突检测模块316处或利用RSU的处理器的)冲突检测的信号INTENT。
如从以上描述可以理解,例如,由于基础设施传感器的技术限制、预测模型的不完善以及道路用户(特别是VRU)的未知意图,不确定性可能存在于意图或预测路径中。为了应对这些不确定性中的一部分并改进(诸如冲突检测模块316处)潜在冲突的检测,本文描述的技术描述了冲突或危险区(其中,VRU可能与运载工具冲突)。可以参考图7描述该技术,图7是交叉口700的图。
图7是三路交叉口700,其中街道702具有道路分隔栏704。在一些实现中,可以基于VRU可穿越道路的位置(诸如冲突的可能性高的位置等)针对交叉口来对区进行预定义。可以基于VRU(例如,行人)事件的统计(诸如VRU可能在交叉口内在不同地点和以不同速度行驶多远)来确定区的大小。图7通过示例示出五个区706。可以定义默认区大小。在一些实现中,可以在检测到VRU时基于VRU相对于交叉口的地点以及可选的VRU的类型和/或VRU的速度来确定区大小(例如,自行车与行人相比将具有更大的区)。
在操作中,与RSU相关联的处理器(例如,与RSU的基础设施传感器相关联的处理器)或与共享世界模型(诸如SWM 314)相关联的处理器可以识别VRU(作为非联网道路用户)随时间的地点。一旦被识别,就可以针对VRU定义区。区可以是在检测到的地点处的预定义区、根据该地点放置的默认区大小、或根据该地点放置的如上所述确定的区大小。如以上参考冲突检测模块316的示例所描述的,如此进行的度量可以用于生成预测路径。
代替将道路用户限制到预测路径以供检测交叉口内的潜在碰撞,在道路用户其中至少之一是VRU的情况下,区可以用于冲突检测。在运载工具正在接近还存在VRU的交叉口的示例中,可以使用预测轨迹来确定VRU正在穿越区(诸如区706之一)的时间。可以根据预测路径(例如,在没有信号INTENT的情况下)或意图路径(例如,在使用信号INTENT的情况下)来确定运载工具将要穿越区的时间。如前所述,这可以在前瞻时段的时间步长或点处进行。一旦已知这些点,如果运载工具的意图路径和VRU的预测路径将在同一时间穿越区,就识别出潜在冲突。
例如,图8示出与图7所示的交叉口700类似的三路交叉口800(除了不存在道路分隔栏704之外)。因此,可以针对交叉口定义三个区。在图8中,自我(例如,联网)运载工具802正沿着街道810在第一方向上行驶。箭头804示出运载工具802的意图路径。(例如,非联网)运载工具806正沿着街道810在相反方向上行驶。行人808(例如,VRU)具有穿越区820的预测路径。基于与行人808相比运载工具802何时将穿越区820,检测到潜在冲突。此后,可以诸如从冲突检测模块316等发出到自我运载工具802的通知830。如果检测到冲突,则可以基于避免冲突所需的减速度水平来计算冲突水平。在一些实现中,可以将减速度水平与最大减速度进行比较,使得直到减速度水平接近最大减速度才发出通知。
如上文关于冲突检测模块316所描述的,对于运载工具之间的冲突检测,无论是联网还是非联网,都可以确定各个运载工具的预测路径。也就是说,可以使用各个运载工具的路径和速度来比较运载工具的未来位置。参考图9,例如,第一运载工具902可以在定义的时间步长906处具有预测路径912,而第二运载工具904可以在相同的定义的时间步长906处具有预测路径914。也就是说,运载工具的路径和速度用于计算它们各自的未来位置。可以计算在未来时间步长906处路径912、914之间的距离。在图9中,距离d1是路径912、914之间的第一距离,而距离d2是路径912、914之间的第二距离。路径912、914在920处收敛到潜在冲突。当路径912、914之间的距离在920之前的某个点处小于阈值时,识别出潜在冲突,并且可以发出通知。当运载工具中至少之一是联网运载工具时,相关联的路径912或914可以是意图路径(即,考虑运载工具意图(诸如信号INTENT等)的路径)。
虽然如上所述在VRU的情况下,区可以用于冲突/碰撞检测,但是针对其他非联网道路用户(诸如非联网运载工具等)也可以以类似的方式使用区。
无论接近交叉口的道路用户的类型如何,冲突检测都可以由(作为冲突检测模块316的代替或附加的)RSU的处理器进行。为此,RSU可以托管共享世界模型,该共享世界模型将与以与信号接口322接收信号的方式类似的方式从蜂窝接口308接收信号的MEC 310的SWM 314和冲突检测模块316匹配。可替代地,RSU可以托管类似于冲突检测模块316的冲突检测模块,该冲突检测模块(例如,在无线蜂窝网络上)从SWM 314接收对象和轨迹以进行冲突检测并在适当的情况下发出通知。在另一实现中,可以在RSU处接收联网运载工具的意图路径。
交叉口的冲突警告可以降低与VRU和其他道路用户冲突的风险。有用的冲突预警不仅需要准确和精确,而且需要有针对性。在真正需要时,应向运载工具的操作者给出警告。提供针对所有检测到的冲突的警告可能并不能真正帮助操作者防止冲突。过多的警告可能会使操作者应接不暇或使操作者从关键冲突分心。另一方面,复杂的交通情形可能会使运载工具操作者的注意力从可能对VRU安全关键的情形分心。
接着描述如下技术,该技术可以用于识别或以其他方式建模哪些驾驶情形(例如,通过交叉口的路径)与其他路径相比对于安全警告或通知更关键。知道这一点,可以将有针对性的警告或通知递送到(例如,联网)运载工具,同时避免或最小化不太有用的警告。该技术可以使用数据库,该数据库包括交叉口的被识别为比其他路径更关键的路径。数据库可以被存储在位于MEC 310处的存储装置或存储器中,或者被存储在针对给定交叉口的RSU的存储装置或存储器中。
可以参考图10的四路交叉口1000来例示识别更关键的路径以及数据库的内容的示例。通常,所识别的路径是操作者趋向于从VRU分心以偏向于其他道路用户的路径。在这种情况下,可能期望操作者的额外注意力。在运载工具在右车道上行驶的常规交叉口(诸如交叉口1000等)中,操作者在导航(例如,未受保护的)左转时可能未察觉VRU(例如,非机动车使用者),这是因为操作者更加注意对面的交通。图10通过实线指示在交叉口的车道中运载工具的行驶方向。如图10中的虚线所示,存在四个左转,运载工具可以通过左转穿过交叉口1000。因此,如下表I所示,存在运载工具可以采取左转而通过交叉口1000的四个可能路径。
表I
路径 进入 离开
第一个左转 车道4 车道7
第二个左转 车道2 车道5
第三个左转 车道8 车道3
第四个左转 车道6 车道1
在该实现中,这些路径比从车道4到车道1、从车道2到车道7、从车道8到车道5和从车道6到车道3通过交叉口1000的四个直行路径更关键,并且比从车道4到车道3、从车道2到车道1、从车道8到车道7和从车道6到车道5通过交叉口1000的四个右转路径更关键。在其他实现中,右转路径也可以被认为比四个直行路径更关键。
在操作中,可以接收联网运载工具(诸如联网运载工具302)的意图路径。如上所述,可以使用信号INTENT来生成意图路径。在一些实现中,可以接收预测路径来代替意图路径。如上所述,可以使用来自(例如,可选地组合到诸如SWM 314等的共享世界模型中的)联网运载工具302、基础设施传感器(诸如基础设施照相机306)或这两者的包括地点、航向等的顺序信号,来生成预测路径。意图路径确定(定义、识别)运载工具的进入车道和离开车道这两者。然后可以将针对交叉口的进入车道和离开车道的组合与意图路径进行比较,以确定该路径是否在数据库内作为需要附加驾驶员或操作者注意力的路径。
如果该组合在数据库内,则可以在冲突检测处理(诸如由冲突检测模块316进行的处理等)内对路径进行标记或以其他方式识别,以供附加考虑。在图10中,例如,如果运载工具正在采取从车道2到车道5的路径,则该路径将被标记,这是因为该路径位于如表I所示的数据库内。与此相比,如果运载工具正在采取从车道2到车道7的路径,则该路径将不被标记。
一旦针对冲突检测处理识别出路径,就可以给予该路径附加考虑。也就是说,路径使用与标准通知处理不同的通知处理。例如,可以修改通知阈值,使得与冲突检测模块316将针对其他路径相比,冲突检测模块316向联网运载工具的操作者提供VRU存在的更早通知。在一些实现中,这可以通过减小先前描述的最大减速度值来实现。在其他实现中,给予路径的附加考虑可以对应于基于VRU在距联网运载工具的定义距离内而提供通知,而不考虑由冲突检测产生的潜在冲突是否存在。
图10和表I通过示例呈现了一个交叉口。返回参考图8,示出三路交叉口800的示例。在该示例中,存在一个未受保护的左转,这是因为行人808正在穿越的街道具有停止标志(如通过停止线可以看到)。因此,数据库包括一个条目。运载工具802正在采取如箭头804所指示的左转,该左转对应于数据库中针对交叉口800识别出的路径。冲突检测处理基于数据库内的路径的准则发出有针对性的警告或通知830,该准则不同于用于运载工具802的直行向前路径或用于在另一方向上接近停止线的运载工具的准则。
检测潜在碰撞或冲突并且针对通过交叉口的所有路径发送警告是不必要的。所有这样的警告或通知可能使操作者应接不暇或分心。根据本文的教导,(例如,使用数据库的)驾驶员注意力模型包括操作者可能从VRU分心以偏向于其他道路用户的路径。识别如此包括的联网运载工具的路径,使得操作者可以给予VRU附加注意力。注意力模型易于构建,且易于维护,因此模型容易地适应不同的交叉口。此外,可以基于交叉口处事故的统计容易地调整模型,使得系统既灵活又稳健。
以上说明描述了相对容易检测的道路用户。一些道路用户(特别是VRU)可能难以被检测。这使得准确地针对通知变得困难。
例如,遮挡对于交叉口处VRU的安全性是重要的。操作者不能容易看到或机载传感器不能容易检测到的VRU可能导致交叉口处的更高碰撞风险。接着,参考图11描述用于检测VRU是否针对运载工具被遮挡并且向该运载工具发送早期警告以降低该运载工具与被遮挡的VRU之间在交叉口处发生碰撞的风险的技术,图11示出与系统300一体化的交叉口。然而,该技术可以仅与给定交叉口的RSU一起使用。
通常,如果RSU可以检测交叉口处的所有道路用户(包括动态联网道路用户和非联网道路用户)在二维(2D)平面上的位置(诸如图11的交叉口1100中通过示例所示等),则基础设施传感器(诸如基础设施照相机306等)。道路用户可以包括行人、骑自行车的人、汽车、卡车等(也被称为动态障碍物)。除了动态障碍物之外,RSU还可以感知交叉口周围的环境,诸如静态障碍物(建筑物、基础设施、停放的运载工具等)。如最初说明的,这可以包括针对各个障碍物的位置、形状和尺寸以及其他信息。
通常,一旦知道障碍物和位置,就可以通过检查两个对象之间的视线是否被静态或动态障碍物阻挡来确定两个对象之间是否存在遮挡。冲突警告然后可以针对被遮挡的道路用户。
具体地,并且参考图11的示例,道路用户包括作为移动障碍物的联网运载工具302和行人304。另一道路用户是停放的运载工具1102。联网运载工具302的意图路径由路点1104示出。可以使用如上所述的信号INTENT来确定意图路径。为了检查道路用户是否针对另一道路用户被遮挡,识别各个道路用户的位置。此后,计算两个位置之间的直线段。在图11中,为了清楚起见,直线段1106延伸超过联网运载工具302和行人304的两个初始位置。
所计算出的线段(诸如该示例中的线段1106等)是否与交叉口处的任何其他移动或静止的障碍物相交确定了道路用户是否针对另一道路用户被遮挡。在图11中,例如,行人304被标记为针对联网运载工具302被遮挡,这是因为在静止(停放)的运载工具1102与线段1106之间存在相交。然后可以向联网运载工具302、行人304或这两者发出有针对性的通知。可以使用道路用户的更新位置和(一个或多于一个)线段随时间重复该处理。
为了最小化通知,当存在清晰的视线(例如,线段和障碍物之间没有相交)时,可以省略通知。在一些实现中,当在潜在冲突的情况下超过目标减速度时,如前所述,仍然可以发出通知。利用这种遮挡模型,冲突警告对于被遮挡的道路用户可以更有针对性。这些有针对性的警告可以增加冲突警告系统的可用性。
图12A至图12C示出在诸如由冲突检测模块316或RSU的处理器检测到冲突时可以发出的通知的示例。在图11的示例中,冲突检测模块316或RSU的处理器可以确定为在交叉口1100内的联网运载工具302与行人304之间存在潜在冲突。在这些示例的各示例中,联网运载工具302被预计在交叉口处右转,并且行人304在与道路相邻的人行道上或者在右转之后穿越道路。
图12A是从图3的冲突检测模块315向联网运载工具发出的通知(诸如通知302b等)的示例。该通知是地图显示通知,其在左侧示出通过交叉口的可能路径以及行人与路径的关系,且在右侧示出前方有行人的通知。图12B是使用平视显示器的针对相同条件的通知的另一示例。可以使用蜂窝网络将这些通知中的各通知发出到联网运载工具的操作者。图12C的第三示例使用MEC 310与移动电话之间的蜂窝网络连接。可以使用图12C的示例向联网运载工具302提供通知302b。然而,与使用图12A和图12B的示例来通知联网运载工具302相比,这不太被期望。图12C的示例优选地用于从图3的冲突检测模块315向行人304发出通知(诸如通知304b等)。
图11所示的技术不依赖于来自运载工具的感知数据,尽管这种感知数据可以如上文关于MEC 310所描述的那样使用。作为代替,遮挡模型可以仅使用来自诸如RSU等处的基础设施传感器的检测以及基本几何形状/物理性质。因此,该技术通常可以应用于所有道路用户。在一些实现中,可以在确定道路用户之间的潜在冲突之前对未被遮挡的道路用户进行过滤。通过这种过滤,可以减少检查道路用户之间的冲突所需的计算。
在上面的描述中,来自感兴趣的道路用户(例如,诸如联网运载工具302等的自我运载工具)的视角不受限制。通常,如果视线被障碍物阻挡,则确定遮挡。在一些实现中,代替简单地假设来自运载工具的视角不受限制,视线可能被进一步限制到特定角度范围。例如,角度范围可以取决于人类驾驶员视角的模型。角度范围可以限制到相对于运载工具航向的+60度至-60度。
在视线受限的实现中,可以利用眼睛跟踪传感器更精确地确定人类驾驶员视角。如果可以利用运载工具内传感器跟踪眼睛并且将其与RSU或MEC 310共享,则遮挡检测可以更精确。在示例中,可以使用诸如蜂窝通信等的无线通信来测量和传输操作者的注视相对于运载工具的航向的方向。RSU或MEC 310的处理器可以通过运载工具的相对角度和航向角度来推断视线的角度范围。在一些实现中,眼睛跟踪可以连续或定期地感测注视相对于运载工具的航向的方向,并且可以类似地更新角度范围的推断。
在一些实现中,可以省略或补充人类视角模型。也就是说,以上依赖于使用由交叉口处的(一个或多于一个)基础设施传感器所进行的观察基于(例如,世界)模型来推断视线的能力。在实践中,(一个或多于一个)传感器的技术限制可能导致模型不足以检测所有遮挡或过滤非遮挡。代替传感器数据或除了传感器数据之外,人类驾驶员或操作者可以看到的内容可以基于机载传感器的感知数据。如果运载工具具有机载传感器并且可以共享来自机载传感器的感知数据,则通过集成来自机载传感器的观察,可以利用来自运载工具的更精确视角来进一步改进遮挡检测。
虽然遮挡检测被描述用于相对于运载工具的操作者的针对性警告,但是遮挡检测也可以用于自动化运载工具增加交叉口周围或交叉口中的情形感知。
根据本文教导的一些方面,用于交叉口碰撞避免的系统可以包括处理器。处理器可以包括共享世界模型,该共享世界模型被配置为从运载工具运输网络内的交叉口附近的至少两个道路用户接收信号,其中该至少两个道路用户包括自我运载工具,并且共享世界模型是共享世界模型生成系统的输出。共享世界模型生成系统包括对象关联模块和对象融合模块,对象关联模块随时间将形成信号的相应消息内的地点信息与相应的感测对象相关联,对象融合模块被配置为在至少两个感测对象对应于同一道路用户的情况下,合并该至少两个感测对象的数据以识别同一道路用户的地点。对象关联模块的处理与对象融合模块的处理解耦,使得共享世界模型的生成的速度受到提供信号的最快传感器而不是提供信号的最慢传感器的限制。处理器还可以包括冲突检测模块,该冲突检测模块从共享世界模型接收对象信息、检测该至少两个道路用户中的自我运载工具和另一道路用户之间的潜在未来碰撞、并且向自我运载工具传输潜在未来碰撞的通知。
在该系统的某些变型中,来自至少两个道路用户的信号包括在共享世界模型生成系统的感知和滤波模块处接收到的异步信号,感知和滤波模块从异步信号产生对象的非同步检测、并且与将非同步检测传输到共享世界模型生成系统的插值器同时地将非同步检测传输到对象融合模块,并且插值器使用非同步检测生成到对象关联模块和对象融合模块各自的针对相应对象的同步输出。
在该系统的某些变型中,来自自我运载工具的信号包括意图信号(该意图信号包括驾驶目标集合),并且意图信号是基于自我运载工具的转弯信号的状况和自我运载工具的目的地设置其中至少之一而生成的。
在该系统的某些变型中,冲突检测模块接收意图信号并且使用意图信号来检测潜在未来碰撞。
根据本文教导的一些方面,用于交叉口碰撞避免的系统可以包括处理器。处理器可以被配置为:接收识别运载工具运输网络内的交叉口附近的第一道路用户的地点的第一信号,其中第一道路用户是连接到蜂窝网络的自我运载工具;接收识别交叉口附近的第二道路用户的地点的第二信号,其中第二道路用户是非机动道路用户;接收自我运载工具的转弯信号的状况和自我运载工具的目的地设置其中至少之一;定义针对交叉口的冲突区,其中冲突区是交叉口的非机动道路用户与机动道路用户冲突的可能性更高的区域;使用第一信号以及自我运载工具的转弯信号的状况和自我运载工具的目的地设置其中至少之一,生成自我运载工具穿越区的意图路径;基于自我运载工具和非机动道路用户在前瞻时段中的同一时间穿越区的任何点来检测自我运载工具和非机动道路用户之间的潜在未来碰撞;以及在蜂窝网络上向自我运载工具传输潜在未来碰撞的通知。
在该系统的某些变型中,非机动道路用户是行人。
在该系统的某些变型中,处理器可以被配置为能够向非机动道路用户传输潜在未来碰撞的通知。
在该系统的某些变型中,处理器可以被配置为:接收识别交叉口附近的第三道路用户的地点的第三信号,其中第三道路用户是未连接到蜂窝网络的机动道路用户;使用第三信号来生成第三道路用户穿越区的预测路径;以及检测第三道路用户是否与自我运载工具和非机动道路用户在前瞻时段中的同一时间穿越区。
根据本文教导的一些方面,用于交叉口碰撞避免的系统可以包括处理器。处理器可以被配置为:接收第一信号,该第一信号针对第一道路用户识别通过运载工具运输网络内的交叉口的路径,其中第一道路用户是连接到蜂窝网络的自我运载工具;将路径的进入车道和离开车道的组合与存储交叉口的进入车道和离开车道的组合的数据库进行比较;基于路径的组合与交叉口的组合相匹配,将该路径识别为需要与标准通知处理不同的通知处理的路径;接收识别交叉口附近的第二道路用户的地点的第二信号,其中第二道路用户是非机动道路用户;以及根据通知处理和第二道路用户的地点在蜂窝网络上向自我运载工具传输第二道路用户的存在的通知。
在该系统的某些变型中,非机动道路用户是行人。
在该系统的某些变型中,该系统包括支持基础设施传感器并且容纳处理器的路边单元。
在该系统的某些变型中,路径是基于第一道路用户的转弯信号和目的地其中至少之一的意图路径。
根据本文教导的一些方面,用于交叉口碰撞避免的系统可以包括处理器。处理器可以被配置为:接收识别运载工具运输网络内的交叉口附近的第一道路用户的地点的第一信号,其中第一道路用户是连接到蜂窝网络的自我运载工具;接收识别交叉口附近的第二道路用户的地点的第二信号;在二维平面中定义第一道路用户与第二道路用户之间的直线段;确定直线段是否与第一道路用户和第二道路用户之间的障碍物相交;以及在直线段与障碍物相交的情况下,在蜂窝网络上向第一道路用户传输被遮挡的第二道路用户的存在的通知。
在该系统的某些变型中,该系统包括路边单元(该路边单元包括基础设施传感器),并且处理器耦接到基础设施传感器,并且第一信号和第二信号由基础设施传感器生成。
在该系统的某些变型中,处理器被配置为在直线段与障碍物相交的情况下,在蜂窝网络上向第二道路用户传输被遮挡的第二道路用户的存在的通知。
在本文中,术语“乘客”、“驾驶员”或“操作者”可以互换使用。如本文所使用的,术语“处理器”、“计算机”或“计算装置”包括能够进行本文公开的任何方法或其任何一个或多于一个部分的任何单元或单元的组合。
如本文所使用的,术语“指令”可以包括用于进行本文公开的任何方法或者其一个或多于一个任意部分的指示或表达,并且可以以硬件、软件或其任意组合来实现。例如,指令可以实现为存储在存储器中的信息(诸如计算机程序等),该指令可以由处理器执行以进行如本文所述的各个方法、算法、方面或其组合中的任一者。在一些实现中,指令或其一部分可被实现为专用处理器或电路,该专用处理器或电路可以包括用于执行如本文所述的方法、算法、方面或其组合中的任一者的专用硬件。在一些实现中,指令的一部分可以跨单个装置上的多个处理器或者在多个装置上分布,这些装置可以直接通信或跨网络(诸如局域网、广域网、因特网或其组合等)通信。
如本文所使用的,术语“示例”、“实施例”、“实现”、“方面”、“特征”或“要素”指示用作示例、实例或图示。除非另有明确指示,否则任何示例、实施例、实现、方面、特征或要素与各个其他示例、实施例、实现、方面、特征或要素独立,并且可以与任何其他示例、实施例、实现、方面、特征或要素组合使用。
如本文所使用的,术语“确定”和“识别”或其任何变型包括使用本文所示出和描述的装置中的一个或多于一个装置以任何方式选择、查明、计算、查找、接收、确定、建立、获得或者以其他方式识别或确定。
如本文所使用的,术语“或”旨在意味着包含性的“或”而不是排他性的“或”。即,除非另有规定或上下文中另有明确指示,否则,“X包括A或B”旨在指示其任何天然包含性排列。如果X包括A;X包括B;或者X包括A和B这两者,则在任何前述实例下满足“X包括A或B”。另外,除非另有规定或从上下文中明确指向单数形式,否则在本申请和所附权利要求书中使用的冠词“a”和“an”通常应被理解为意味着“一个或多于一个”。
此外,为了简化说明,尽管本文的附图和描述可以包括操作或阶段的序列或系列,但是本文公开的方法的要素可以以各种顺序发生或并行发生。附加地,本文所公开的方法的要素可以与本文未明确呈现和描述的其他要素一起发生。此外,可以并非需要本文描述的方法的所有要素来实现根据本发明的方法。尽管在本文中以特定的组合描述了方面、特征和要素,但是各个方面、特征或要素可以独立地使用,或者可以以与其他方面、特征和/或要素的各种组合或以不具有其他方面、特征和/或要素的各种组合来使用。
虽然已经结合某些实施例描述了所公开的技术,但是应当理解,所公开的技术不限于这些实施例,与此相对,旨在覆盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等同布置,该范围将被赋予法律允许的最广泛的解释。

Claims (20)

1.一种用于交叉口碰撞避免的系统,包括:
蜂窝网络所用的蜂窝收发器;以及
位于蜂窝接入点处的用于多接入边缘计算的处理器,所述处理器包括:
共享世界模型,其被配置为通过所述蜂窝收发器接收与运载工具运输网络内的交叉口附近的至少两个道路用户相关的信号,其中,所述至少两个道路用户包括自我运载工具,以及所述信号符合基于标准的通信协议;以及
冲突检测模块,其被配置为从所述共享世界模型接收对象信息,确定所述至少两个道路用户中的所述自我运载工具和其他道路用户之间的潜在未来碰撞,并且在所述蜂窝网络上向所述自我运载工具传输所述潜在未来碰撞的通知。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述基于标准的通信协议包括SAE2735。
3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述其他道路用户是非机动道路用户,以及所述冲突检测模块被配置为:
在所述蜂窝网络上向所述其他道路用户所支持的蜂窝启用装置传输所述潜在未来碰撞的通知。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述信号包括意图信号,并且所述信号使用SAE2735被传输到所述蜂窝收发器,所述意图信号包括由所述自我运载工具的转弯信号所指示的方向和所述自我运载工具的目的地设置其中至少之一。
5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述意图信号作为从所述自我运载工具所生成的JSON串转换得到的编码信号被接收,以及所述系统包括:
信号接口,用于从所述蜂窝收发器接收所述编码信号并且将所述编码信号转换成所述处理器能够使用的格式。
6.根据权利要求1所述的系统,其中,
所述信号包括意图信号,所述意图信号包括由所述自我运载工具的转弯信号所指示的方向和所述自我运载工具的目的地设置其中至少之一,以及
所述共享世界模型被配置为确定所述自我运载工具的意图路径并且将所述意图路径作为所述对象信息的一部分供给至所述冲突检测模块。
7.根据权利要求6所述的系统,其中,所述共享世界模型被配置为:
在接收到所述转弯信号的方向的情况下,使用高清地图和由所述转弯信号所指示的方向来生成所述自我运载工具相对于所述交叉口的可能意图路径;
在接收到所述目的地设置的情况下,使用所述高清地图和所述目的地设置来生成所述自我运载工具相对于所述交叉口的可能意图路径;
在由所述转弯信号所指示的方向和所述目的地设置各自被接收到的情况下:
将由所述转弯信号所指示的方向与使用所述高清地图和所述目的地设置所生成的可能意图路径进行比较;以及
基于所述比较的结果,将所述自我运载工具的意图路径选择为使用所述高清地图和所述目的地设置所生成的可能意图路径或者使用所述高清地图和由所述转弯信号所指示的方向所生成的可能意图路径;以及
向所述冲突检测模块传输符合所述意图路径的所述自我运载工具相对于所述交叉口的驾驶目标集合。
8.根据权利要求7所述的系统,其中,选择所述意图路径包括:
在所述方向与使用所述高清地图和所述目的地设置生成的可能意图路径相匹配的情况下,选择使用所述高清地图和所述目的地设置所生成的可能意图路径作为所述自我运载工具的意图路径;以及
在所述方向与使用所述高清地图和所述目的地所生成的可能意图路径不匹配的情况下,选择使用所述高清地图和所述方向所生成的可能意图路径作为所述自我运载工具的意图路径。
9.根据权利要求7所述的系统,其中,所述处理器被配置为:
在接收到由所述转弯信号所指示的方向并且未接收到所述目的地设置的情况下,选择使用所述高清地图和所述方向所生成的可能意图路径作为所述自我运载工具的意图路径;以及
在未接收到所述转弯信号的方向并且接收到所述目的地设置的情况下,选择使用所述高清地图和所述目的地设置所生成的可能意图路径作为所述自我运载工具的意图路径。
10.根据权利要求1所述的系统,其中,
所述共享世界模型被配置为确定所述自我运载工具的意图路径并且将所述意图路径与所述对象信息一起作为驾驶目标集合供给至所述冲突检测模块,以及
所述冲突检测模块接收所述驾驶目标集合并且使用所述驾驶目标集合来确定所述潜在未来碰撞。
11.根据权利要求1所述的系统,其中,
所述共享世界模型被配置为在所述蜂窝收发器处从监测所述交叉口的至少一部分的基础设施传感器接收信号,以及
来自所述基础设施传感器的信号符合所述基于标准的通信协议。
12.根据权利要求11所述的系统,其中,
所述共享世界模型被配置为针对前瞻时段,使用与所述至少两个道路用户相关的信号来确定所述至少两个道路用户各自的预测路径,
与所述至少两个道路用户相关的信号包括从所述自我运载工具接收到的信号和来自所述基础设施传感器的信号。
13.根据权利要求1所述的系统,其中,所述处理器被配置为控制所述蜂窝收发器以在所述蜂窝网络上将与所述至少两个道路用户相关的信号传输到所述交叉口附近的自主运载工具的共享世界模型。
14.根据权利要求1所述的系统,其中,
所述共享世界模型被配置为使用所述信号中的至少一部分信号来确定所述自我运载工具的预测路径;
所述预测路径通过所述交叉口;
所述信号识别所述至少两个道路用户中的非机动道路用户的地点;以及
所述冲突检测模块被配置为:
将所述预测路径的进入车道和离开车道的组合与存储所述交叉口的进入车道和离开车道的组合的数据库进行比较;
基于所述预测路径的组合与所述交叉口的组合相匹配,识别所述预测路径是否是需要与标准通知处理不同的通知处理的路径;
在所述预测路径是需要与所述标准通知处理不同的通知处理的路径的情况下,根据该通知处理和所述非机动道路用户的地点,向所述自我运载工具传输所述非机动道路用户的存在的通知;
否则,根据所述非机动道路用户的地点来确定所述标准通知处理是否向所述自我运载工具指示所述非机动道路用户的存在的通知。
15.根据权利要求14所述的系统,其中,所述非机动道路用户携带蜂窝装置,以及所述冲突检测模块被配置为:
根据所述非机动道路用户的地点,在所述蜂窝网络上并且朝着所述蜂窝装置,向所述非机动道路用户传输所述自我运载工具的存在的通知。
16.一种用于交叉口碰撞避免的方法,包括:
由蜂窝网络所用的蜂窝收发器在共享世界模型处接收与运载工具运输网络内的交叉口附近的至少两个道路用户相关的信号,其中,所述至少两个道路用户包括自我运载工具,以及所述信号符合基于标准的通信协议;
在冲突检测模块处从所述共享世界模型接收对象信息;
由所述冲突检测模块确定所述至少两个道路用户中的所述自我运载工具和其他道路用户之间的潜在未来碰撞;以及
由所述冲突检测模块在所述蜂窝网络上向所述自我运载工具传输所述潜在未来碰撞的通知,其中,所述共享世界模型和所述冲突检测模块是由位于蜂窝接入点处的用于多接入边缘计算的处理器实现的。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,接收所述信号包括:
接收识别所述自我运载工具的地点的第一信号;以及
接收识别所述其他道路用户的地点的第二信号,其中,所述其他道路用户是非机动道路用户,以及所述方法包括:
由所述共享世界模型生成所述对象信息,包括:
使用所述第一信号来生成所述自我运载工具的预测路径;以及
使用所述第二信号来生成所述其他道路用户的预测路径;
由所述冲突检测模块定义所述交叉口的危险区,其中:
所述危险区是所述交叉口中的非机动道路用户与机动道路用户冲突的可能性更高的区域,以及
确定所述自我运载工具和所述其他道路用户之间的潜在未来碰撞包括:基于所述自我运载工具的预测路径和所述其他道路用户的预测路径在前瞻时段中的同一时间穿越所述危险区的任何点,来确定所述潜在未来碰撞。
18.根据权利要求16所述的方法,其中,所述其他道路用户是非机动道路用户,以及所述方法包括:
在所述蜂窝网络上向所述其他道路用户所支持的蜂窝启用装置传输所述潜在未来碰撞的通知。
19.根据权利要求16所述的方法,其中,接收所述信号包括从监测所述交叉口的至少一部分的基础设施传感器接收传感器数据,以及其中,所述基础设施传感器由路边单元容纳。
20.根据权利要求16所述的方法,其中,接收所述信号包括:
从所述自我运载工具和监测所述交叉口的至少一部分的基础设施传感器其中至少之一接收识别所述自我运载工具的地点的信号;以及
从所述至少两个道路用户中的非机动道路用户所支持的蜂窝装置和所述基础设施传感器其中至少之一接收识别所述非机动道路用户的地点的信号,以及所述方法包括:
使用所述自我运载工具的地点和所述非机动道路用户的地点,在二维平面中定义所述自我运载工具和所述非机动道路用户之间的直线段;
确定为所述直线段与所述自我运载工具和所述非机动道路用户之间的障碍物相交;以及
响应于所述确定,向所述自我运载工具传输所述非机动道路用户被遮挡的通知。
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