CN107305741A - 远程中断和超控用于自动驾驶*** - Google Patents

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Abstract

一种自主车辆包括自动驾驶***，其被配置为在行驶周期期间自动控制车辆转向、加速和制动而无需操作者干预。车辆附加地包括被配置为与远程通信设备通信的无线通信***。车辆还包括控制器，其被配置为经由无线通信***传送车辆特性数据。车辆特性数据包括指示车辆的自动驾驶***控制的车辆状态标识符。控制器还被配置为响应于来自远程通信设备的远程超控请求，命令自动驾驶***执行最小风险状况操纵以停止车辆。

Description

远程中断和超控用于自动驾驶***
技术领域
本发明涉及由自动驾驶***控制的车辆，特别是那些被配置成在行驶周期期间自动控制车辆转向、加速和制动，而无需人为干预的车辆。
背景技术
现代车辆的操作变得更自动化，即能够以越来越少的驾驶员干预来提供驾驶控制。车辆自动化已被归类为数值级别，从零到五，零对应于没有自动化，完全由人控制，五对应于无人为控制的完全自动化。诸如巡航控制、自适应巡航控制和停车辅助***的各种自动驾驶员辅助***对应于较低的自动化水平，而真正的“无人驾驶”车辆对应于较高的自动化水平。
发明内容
根据本发明的车辆包括自动驾驶***(“ADS”)，其被配置成在行驶周期期间自动控制车辆转向、加速和制动，而无需人为干预。车辆还包括无线通信***，其被配置成与远程通信设备通信。车辆还包括控制器，其配置成经由无线通信***传送车辆数据。车辆数据包括指示车辆的ADS控制的车辆状态标识符。
根据各种实施例，无线通信***包括专用短程通信***。
根据各种实施例，控制器被配置为响应于来自远程通信设备的请求而传送车辆数据。
根据各种实施例，控制器还被配置为响应于来自远程通信设备的远程超控请求，命令ADS执行最小风险状况操纵。在这样的实施例中，控制器可以被进一步配置为在命令ADS执行最小风险状况操纵之前验证远程通信设备的授权状态。
根据各种实施例，车辆数据另外包括与ADS相关联的型号标识符。
根据本发明的用于控制车辆的***包括远程通信设备。远程通信设备被配置为与具有ADS的机动车辆中的无线通信***无线地通信，ADS被配置成在行驶周期期间自动控制车辆转向、加速和制动，而无需人为干预。远程通信设备被配置为响应于用户输入，向远程无线通信***传送远程超控请求，以命令ADS自动执行最小风险状况操纵。
根据各种实施例，该***还包括具有ADS的车辆、无线通信***和控制器，其中所述ADS被配置成在行驶周期期间自动控制车辆转向、加速和制动，而无需人为干预。控制器被配置为响应于远程超控请求而命令ADS执行最小风险状况操纵以停止车辆。
根据各种实施例，远程通信设备还被配置为从无线通信***接收车辆数据。所述车辆数据包括指示车辆的ADS控制的车辆状态标识符。远程通信设备另外被配置为响应于指示车辆的ADS控制的车辆状态标识符而呈现警报。在这样的实施例中，远程通信设备可以与视觉显示器通信，该警报可以包括在显示器上表示机动车辆的位置的至少一个符号。在这样的实施例中，远程通信设备还可以被配置为向无线通信***传送数据请求，其中基于所述数据请求接收车辆数据。在这样的实施例中，车辆数据可以另外包括与ADS相关联的型号标识符，并且远程通信设备可以被配置为记录远程超控请求的记录和与ADS相关联的型号标识符。这样的变体还可以包括附加的远程通信设备，其被配置为响应于记录，向具有型号标识符的附加ADS的附加车辆传送远程超控请求。
根据各种实施例，远程通信设备被配置为通过专用短程通信信道与无线通信***进行无线通信。
根据各种实施例，远程通信设备还被配置为向无线通信***传送授权状态。
根据本发明的控制车辆的方法包括提供具有ADS和无线通信***的车辆，所述ADS被配置成在行驶周期期间自动控制车辆转向、加速和制动，而无需人为干预。该方法另外包括控制无线通信***以传送车辆数据，所述车辆数据包括指示车辆的ADS控制的车辆状态标识符。该方法还包括响应于从远程通信设备接收到远程超控请求，控制ADS执行最小风险状况操纵。
根据各种实施例，无线通信***包括专用短程通信***。
根据各种实施例，对无线通信***传送车辆数据的控制响应于来自远程通信设备的请求。
根据各种实施例，该方法另外包括在命令ADS执行最小风险状况操纵之前验证远程通信设备的授权状态。
根据各种实施例，车辆数据另外包括与ADS相关联的型号标识符。
根据本发明的实施例提供了许多优点。例如，本发明提供了一种***和方法，通过该***和方法，在ADS的控制下的车辆可以被诸如制造商代表、救护车或警察的外部授权机构要求靠边停车。因此，车辆可以被远程从交通中移除，增加外部授权机构和车辆中任意乘客双方对于ADS的信心。
本发明的上述优点和其它优点和特征将从下面结合附图的优选实施例的详细描述中变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的用于控制车辆的***的第一实施例的示意图；
图2是根据本发明的用于控制车辆的***的第二实施例的示意图；以及
图3示出根据本发明的用于控制车辆的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
本文描述了本发明的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采用各种和替代形式。所述附图不一定是按比例绘制的；一些特征可以被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅是作为教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方式，可以期望与本发明的教导一致的特征的各种组合和修改。
现在参考图1，以示意形式示出了根据本发明的用于控制车辆的***10。***10包括机动车辆12。机动车辆12包括推进***14，在各种实施例中，推进***可包括内燃机、诸如牵引马达的电机和/或燃料电池推进***。机动车辆12另外包括转向***16。虽然为了说明的目的被描绘为包括方向盘，但是在本发明的范围内的一些实施例中，转向***16可以不包括方向盘。机动车辆12另外包括多个车轮18和相关联的车轮制动器20，车轮制动器被构造成向车轮18提供制动转矩。在各种实施例中，车轮制动器20可以包括摩擦制动器，诸如电机的再生制动***，和/或其它适当的制动***。
推进***14、转向***16和车轮制动器20与至少一个控制器22通信或在至少一个控制器22的控制下。虽然为了说明的目的被描绘为单个单元，但是控制器22可以另外包括一个或多个其他控制器，统称为“控制器”。控制器22可以包括与各种类型的计算机可读存储设备或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储设备或介质可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保持存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储器。KAM是持久性或非易失性存储器，其可用于在CPU掉电时存储各种操作变量。计算机可读存储设备或介质可以使用诸如PROM(可编程只读存储器)，EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)，闪存或能够存储数据的任何其它电、磁、光或组合存储器装置等众多已知存储器设备中的任何一种来实现，其中一些数据表示由控制器22在控制车辆中使用的可执行指令。
控制器22设置有自动驾驶***(ADS)24，其用于自动控制推进***14、转向***16和车轮制动器20以分别控制车辆加速度、转向和制动，而无需人为干预。ADS 24被配置为响应于来自多个传感器26的输入来控制推进***14、转向***16和车轮制动器20，多个传感器26可以包括RADAR、LIDAR、光学相机、热相机、超声传感器和/或合适的附加传感器。
ADS 24优选地是所谓的四级或五级自动化***。四级***表示“高度自动化”，指的是即使人类驾驶员没有适当地响应干预的请求，通过自动驾驶***的动态驾驶任务的所有方面的驾驶模式特定性能。五级***表示“全自动化”，指的是通过自动驾驶***在由人类驾驶员管理的所有道路和环境条件下的动态驾驶任务的所有方面的全时性能。然而，根据本发明的实施例可以包括能够自动执行最小风险状况操纵的任何ADS，如下面将进一步详细讨论的。
车辆12附加地包括与控制器22通信或在控制器22的控制下的无线通信***28。无线通信***28优选地被配置为经由专用短程通信(DSRC)信道进行通信。DSRC信道是指专门设计用于汽车使用的单向或双向短程至中程无线通信信道以及相应的一组协议和标准。然而，诸如IEEE 802.11的附加或替代无线通信标准也被认为在本发明的范围内。
虽然ADS 24可以被设计用于在各种操作条件下的鲁棒操作，在一些情况下，外部授权机构(例如制造商代表、救护车或警察)可能期望车辆12在道路的一侧靠边停车或以要么从交通中移除。然而，当处于ADS 24的控制下时，车辆12可能不能令人满意地响应指示靠边停车请求的典型信号，例如与紧急车辆相关联的闪光灯或警报器。
因此，***10包括远程通信设备30，以使外部授权机构能够确定车辆12是否处于ADS 24的控制下，并且如果是，则可选地向车辆发出远程超控请求。
远程通信设备30被配置为使用与车辆12的无线通信***28兼容的通信协议进行无线通信，例如DSRC。
无线通信***28被配置为将与车辆12和ADS 24相关的信息传送到远程通信设备30。根据优选实施例，无线通信***28被配置为响应于来自远程通信设备30的识别请求来传送信息。在另一优选实施例中，远程通信设备30被配置为结合授权码或其他授权状态符号来传送识别请求。在替代实施例中，无线通信***被配置为连续地传送信息。另外，远程通信设备30和无线通信***28之间的通信可以被加密。也可以使用本领域技术人员已知的附加安全特征。因此可以减少无意或未授权的信息通信的风险。
在一个实施例中，远程通信设备30是专用单元。在另一个实施例中，远程通信设备被集成到更大的车-车或车-基础设施通信***中。
远程通信设备30包括显示器32，并且被配置为在显示器32上显示从无线通信***28接收的信息。该信息可以包括但不限于车辆12的位置、与ADS 24相关联的型号、与传感器26和/或其他车辆部件相关联的健康信息，以及其他相关信息。
远程通信设备30附加地包括至少一个输入界面34。在各种实施例中，输入界面34包括物理按钮、显示器32的触敏部分或其他合适的输入机构。
远程通信设备30被配置为响应于对输入界面34的用户输入，而将远程超控请求传送到无线通信***28。
控制器22被配置为响应于经由无线通信***28接收到的远程超控请求，命令ADS24执行自动操纵以实现最小风险状况。最小风险状况是指当给定的行程不能或不应该完成时，人类用户或ADS可以使得车辆减少碰撞风险的状况。该操纵，其可以被称为最小风险状况操纵，可以根据当前车辆位置和交通状况而变化。最小风险状况操纵可以包括使车辆12减速和/或使车辆12完全停止。最小风险状况操纵可能需要自动地使车辆12在当前行驶路径内减速或停车，或者可能需要更广泛的操纵，以便将车辆12从主动行车道移除，例如通过使车辆12停到路肩上。可以执行各种其他操纵作为最小风险状况操纵的一部分。
远程通信设备30优选地被配置为结合授权码或其他授权状态标志符来传送远程超控请求。也可以使用本领域技术人员已知的附加安全特征。因此可以减少无意或未授权的远程超控请求的传输的风险。
远程通信设备30还被配置为响应于输入界面34的第二用户输入，以中断远程超控请求。这可以包括将超控释放信号传送到无线通信***28。响应于远程超控请求的中断，ADS 24可以控制车辆以恢复驾驶操作。因此，如果外部授权机构确定远程超控请求不再是必要的，则ADS可以控制车辆继续先前的行程。
现在参考图2，示出了用于控制车辆的***10’的第二实施例。***10’包括远程通信设备30’。远程通信设备30’优选地被配置为大体类似于如图1所示和上面讨论的远程通信设备30。
远程通信设备30’与至少一个远程服务器36通信。在优选实施例中，远程通信设备30’被配置为与服务器36无线通信，例如经由蜂窝数据通信或其它适当的无线通信协议。
远程通信设备30’被配置为将从车辆无线通信设备接收的至少一部分数据传送到服务器36。服务器36包括至少一个计算机可读存储设备38。服务器36可以包括与计算机可读存储设备通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储设备38提供有数据40，例如以一个或多个数据库的形式，包括关于多个车辆，操作者和/或ADS型号的信息。数据40优选地包括与各种ADS型号相关联的远程超控事件的累积数量。数据40还可以包括其他信息，例如保险数据库和/或操作者许可证数据库。在优选实施例中，远程通信设备30’可以读取和写入数据40，例如以记录远程超控事件和相关联的ADS型号标识符。ADS型号标识符可以包括与识别特定ADS相关和/或可用于识别特定ADS的各种特性，诸如与至少一个ADS模块相关联的软件版本号、与ADS协作的组件的列表、和/或在ADS控制下的车辆的型号。
多个附加远程通信设备30”也与服务器36通信。附加的远程通信设备30”被配置为从服务器36接收信息，例如通过访问数据库38或通过具有从服务器36“推送”到附加远程通信设备30”的信息。
在优选实施例中，响应于服务器36记录与超过校准事件阈值的ADS型号相关联的多个事件，服务器36向远程通信设备30’和附加远程通信设备30“传送型号范围内的远程超控请求。响应于型号范围的远程超控请求，远程通信设备30’和附加远程通信设备30"将向任何检测到的具有ADS的车辆传送远程超控请求，所述ADS具有与所述型号范围的远程超控请求相关联的型号标识符。响应于型号范围的远程超控请求，可以禁用具有ADS的车辆直到满足修复条件，所述ADS具有相关型号标识符，例如制造商翻新车辆，ADS的软件更新或其他适当的诊断服务。
现在参考图3，以流程图形式示出了根据本发明的控制车辆的方法。该方法在框100开始。
具有ADS的车辆在ADS控制下操作，如框102所示。车辆外部的授权设备将识别请求传送到车辆，如框104所示。授权设备可以是例如类似于图1所示并在上面讨论的远程通信设备。如框106所示，可以以加密通信发送识别请求和/或结合指示授权用户状态的授权码来传送识别请求。
响应于识别请求，车辆传送指示车辆处于ADS控制下的状态标识符，如框108所示。车辆还可以传送附加车辆特性，例如ADS型号标识符和/或车辆健康信息，如框110所示。
如果需要，授权设备可以向车辆传送远程超控请求，如框112所示。响应于远程超控请求，ADS控制车辆以自动执行最小风险状况操纵，如框114所示。如上所述，最小风险状况操纵是指当给定的行程不能或不应该完成时，通过ADS使得减少碰撞风险的状况的操纵。
远程通信设备随后可以使用服务器将远程超控请求以及与远程超控请求相关联的ADS型号标识符一起记录，如框116所示。然后进行确定，例如在服务器上确定与ADS型号标识符相关联的远程超控请求的累积数量是否超过预定阈值，如操作118所示。
如果操作118的确定是肯定的，即远程超控请求的累积数目确实超过阈值，则将型号范围的远程超控请求传送到多个远程通信设备，如框120所示。响应于型号范围的远程超控请求，多个远程通信设备可以向具有ADS的任何标识的车辆发出远程超控请求，所述ADS具有相关联的型号标识符。因此，具有ADS的车辆的操作可以被超控，直到已经执行了适当的诊断动作，所述ADS具有相关联的型号标识符。控制然后进行到操作122。
如果操作118的确定是否定的，即远程超控请求的累积数量没有超过阈值，则控制直接前进到操作122。
如操作122所示，不管是否期望从远程超控请求中释放ADS，都会做出决定。这可以包括决定车辆或ADS是否需要诊断动作。
如果操作122的确定是否定的，即不期望从远程超控请求释放ADS，则ADS被保持在远程超控状态，如框124所示。该方法在框126结束。
如果操作122的确定是肯定的，即期望从远程超控请求释放ADS，则远程超控请求被中断，如框128所示。这可以例如经由如上所述的到远程通信设备的第二用户输入来执行。该方法在框126结束。
以上的变型当然是可能的。作为示例，紧急车辆(例如警车、救护车或消防车)可以被配置成在响应紧急情况时向所有ADS控制的车辆发送远程超控请求，例如当警报器报警时。因此，在ADS***的控制下的任何车辆可以自动执行最小风险状况操纵以为应急车辆换路。值得注意的是，这些紧急超控不会记录在服务器上。
可以看出，根据本发明的***和方法使得外部授权机构能够识别在ADS的控制下的车辆，并且如果需要，使得ADS自动地执行最小风险状况操纵。因此，外部授权机构可以在适当时从交通中移除车辆。此外，如果适当，包括特定型号的ADS的所有车辆可以被超控，直到已经执行诊断动作。
本文公开的过程，方法或算法可以传递到处理设备、控制器或计算机/由其实现，处理设备、控制器或计算机可以包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，过程、方法或算法可以被存储为可由控制器或计算机以许多形式执行的数据和指令，包括但不限于，永久存储在诸如ROM设备的不可写存储介质上的信息和可变地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM设备和其他磁和光介质的可写存储介质上的信息。过程、方法或算法也能够在软件可执行对象中实现。或者，使用合适的硬件组件诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其他硬件组件或设备或硬件、软件和固件组件的组合整体或部分地实现这些过程、方法或算法。这样的示例设备可以作为车辆计算***的一部分在车上，或者位于车外并且与一个或多个车辆上的设备进行远程通信。
如前所述，各种实施例的特征能够组合以形成可以不明确描述或示出的本发明的另外的实施例。虽然各种实施例可以被描述为相对于一个或多个期望的特性提供优点或优于其它实施例或现有技术实现，本领域的普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可以被折衷以实现期望的整体***属性，这取决于具体应用和实现。这些属性包括但不限于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、易于组装等。因此，相对于一个或多个特性，被描述为比其它实施例或现有技术实现不那么理想的实施例不在本发明的范围之外，并且对于特定应用可能是期望的。
虽然上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在描述由权利要求包含的所有可能的形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变。如前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可以不明确描述或示出的本发明的另外的实施例。虽然各种实施例可以被描述为相对于一个或多个期望的特性提供优点或优于其它实施例或现有技术实现，本领域的普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可以被折衷以实现期望的整体***属性，这取决于具体应用和实现。这些属性包括但不限于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、易于组装等。因此，相对于一个或多个特性，被描述为比其它实施例或现有技术实现不那么理想的实施例不在本发明的范围之外，并且对于特定应用可能是期望的。

Claims (9)

1.一种用于控制车辆的***，包括：
远程通信设备，其被配置为与具有自动驾驶***的机动车辆中的无线通信***无线通信，所述自动驾驶***被配置为在行驶周期期间控制车辆转向、加速和制动而无需操作者干预，所述远程通信设备被配置为响应于用户输入而向所述无线通信***传送远程超控请求，以命令所述自动驾驶***自动执行最小风险状况操纵。
2.根据权利要求1所述的***，还包括具有自动驾驶***的车辆、无线通信***和控制器，其中所述自动驾驶***被配置为在行驶周期期间控制车辆转向、加速和制动而无需操作者干预，所述控制器被配置为响应于远程超控请求，命令所述自动驾驶***执行最小风险状况操纵。
3.根据权利要求1所述的***，其中所述远程通信设备还被配置为从无线通信***接收车辆数据，所述车辆数据包括指示所述自动驾驶***对车辆的控制的车辆状态标识符，并且响应于指示所述自动驾驶***对车辆的控制的车辆状态标识符而发出警报。
4.根据权利要求3所述的***，其中所述远程通信设备与视觉显示器通信，并且所述警报包括在所述显示器上表示机动车辆的位置的至少一个符号。
5.根据权利要求3所述的***，其中所述远程通信设备还被配置为向所述无线通信***传送数据请求，所述车辆数据基于所述数据请求被接收。
6.根据权利要求3所述的***，其中所述车辆数据还包括与自动驾驶***相关联的型号标识符，并且其中所述远程通信设备被配置为记录所述远程超控请求的记录和与所述自动驾驶***相关联的型号标识符。
7.根据权利要求6所述的***，还包括附加的远程通信设备，其被配置为响应于所述记录将附加远程超控请求传送到附加车辆，所述附加车辆具有带有所述型号标识符的附加自动驾驶***。
8.根据权利要求1所述的***，其中所述远程通信设备被配置为通过专用短程通信信道与无线通信***进行无线通信。
9.根据权利要求1所述的***，其中所述远程通信设备还被配置为向无线通信***传送授权状态指示符。
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