CN108340918A - 车道变换 - Google Patents

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CN108340918A CN201810029775.XA CN201810029775A CN108340918A CN 108340918 A CN108340918 A CN 108340918A CN 201810029775 A CN201810029775 A CN 201810029775A CN 108340918 A CN108340918 A CN 108340918A
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勒瓦瑟·特里斯
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Abstract

一种计算机，被编程为对请求的车辆车道变换进行评分并且一经确定在预定时间内分数小于预定阈值就致动车辆部件以执行车道变换。

Description

车道变换
技术领域
本发明涉及一种用于确定是否进行车道变换的计算装置以及方法。
背景技术
当车辆改变其行驶车道时，经常存在与物体(例如另一车辆)碰撞的风险。车辆的驾驶员可以在没有意识到或者试图减轻碰撞风险的情况下(例如，另一车辆处于驾驶员的盲区)启动车道变换。在另一示例中，车辆驾驶员可以甚至在没有试图验证车道变换是安全的情况下启动车道变换。
发明内容
根据本发明，提供一种计算机，编程为：
对请求的车辆车道变换进行评分；以及
一经确定在预定时间内分数小于预定阈值就致动车辆部件以执行车道变换。
根据本发明的一个实施例，还编程为一经确定分数超过预定阈值就防止车道变换。
根据本发明的一个实施例，计算机被编程为一经接收请求车道变换的用户输入就确定分数。
根据本发明的一个实施例，还编程为在预定时间周期性地确定分数。
根据本发明的一个实施例，还编程为一经确定在预定时间期间分数超过预定阈值，就在预定禁止时间内忽略用于车道变换的用户请求。
根据本发明的一个实施例，还编程为至少部分地基于主车辆当前车道的曲率和交通限制中的一个来确定分数。
根据本发明的一个实施例，确定分数还包括识别用于车道变换的目标车道。
根据本发明的一个实施例，还编程为检测一个或多个第二车辆并且至少部分地基于检测到的一个或多个第二车辆来确定分数。
根据本发明的一个实施例，车辆部件包括主车辆转向致动器。
根据本发明的一个实施例，还编程为通过以下步骤来致动车辆部件以执行车道变换：
将指令输出到车辆转向致动器；以及
执行激活车辆转向信号和经由无线通信网络输出指示车道变换的数据二者中的至少一个。
根据本发明，提供一种方法，包括：
对请求的车辆车道变换进行评分；以及
一经确定在预定时间内分数小于预定阈值就致动车辆部件以执行车道变换。
根据本发明的一个实施例，还包括一经确定分数超过预定阈值就防止车道变换。
根据本发明的一个实施例，一经接收请求车道变换的用户输入就确定分数。
根据本发明的一个实施例，在预定时间周期性地确定分数。
根据本发明的一个实施例，还包括一经确定在预定时间期间分数超过预定阈值，就在预定禁止时间内忽略用于车道变换的用户请求。
根据本发明的一个实施例，至少部分地基于主车辆当前车道的曲率和交通限制中的一个来确定分数。
根据本发明的一个实施例，确定分数还包括识别用于车道变换的目标车道。
根据本发明的一个实施例，还包括检测一个或多个第二车辆并且至少部分地基于检测到的一个或多个第二车辆来确定分数。
根据本发明的一个实施例，车辆部件包括主车辆转向致动器。
根据本发明的一个实施例，致动车辆部件以执行车道变换还包括：
将指令输出到车辆转向致动器；以及
执行激活车辆转向信号和经由无线通信网络输出指示车道变换的数据二者中的至少一个。
附图说明
图1是示出了示例性车辆的图；
图2是示出了在多车道中行驶的多个车辆的示例的图；
图3A-3B是用于改变图1的车辆的车道的确定的分数的示例性曲线图；
图4是车道变换的示例性过程的流程图。
具体实施方式
前言
参考图1-2，计算机110被编程为确定用于在预定时间内执行的主车辆100的车道变换的分数。一经确定在预定时间内分数小于预定阈值，计算机110然后就可以驱动车辆100的部件以执行车道变换。车辆100可以被称为第一车辆或主车辆100，除主车辆100之外的车辆200可以被称为第二车辆200a、200b、200c。
示例性***元件
图1示出了车辆100。车辆100可以例如用电动马达和/或内燃机以各种已知的方式供电。车辆100可以是地面车辆，例如小汽车、卡车等。车辆100可以包括计算机110、致动器120、传感器130以及用户界面140。车辆100具有几何中心点150，例如车辆100的相应的纵向和横向中心线相交的点。
计算机110包括诸如已知的处理器和存储器。存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，并且存储可由计算机110执行的用于执行各种操作(包括如本文所公开的)的指令。
计算机110可以以自主或半自主模式操作相应的车辆100。为了本发明的目的，自主模式被限定为一种模式，在该种模式中由计算机110控制车辆100的推进、制动以及转向中的每一个；在半自主模式中，计算机110控制车辆100的推进、制动以及转向中的一个或两个。
计算机110可以包括操作车辆制动、推进(例如通过控制内燃机、电动马达、混合动力发动机等中的一个或多个来控制车辆中的加速)、转向、气候控制、内部和/或外部照明等中的一个或多个的程序设计，以及确定否以及何时要由计算机110而非人类操作者控制这种操作的程序设计。此外，计算机110可以被编程为确定人类操作者是否以及何时要控制这种操作。
计算机110可以包括或者例如经由如下面进一步描述的车辆100的通信总线可通信地连接到多于一个处理器，例如车辆中包括的用于监测和/或控制各种车辆控制器(例如，动力传动***控制器、制动控制器、转向控制器等)的控制器等。计算机110通常被布置为在车辆通信网络上进行通信，该车辆通信网络可以包括诸如控制器局域网(CAN)等的车辆中的总线，和/或其它有线和/或无线机构。
经由车辆100的网络，计算机110可以将消息传送到车辆中的各种装置和/或接收来自各种装置(例如，致动器120、用户界面140等)的消息。可替选地或另外地，在计算机110实际上包括多个装置的情况下，车辆100的通信网络可以被用于表示为本发明中的计算机110的装置之间的通信。而且，如下所述，各种控制器和/或传感器可以经由车辆通信网络将数据提供给计算机110。
此外，计算机110可以被配置为例如经由车辆到车辆通信网络通过车辆到车辆(V到V)的无线通信接口与其它车辆200进行通信。V到V通信网络表示一个或多个机构，通过该一个或多个机构车辆100的计算机110可以与其它车辆200进行通信，并且V到V通信网络可以是一个或多个无线通信机构，该一个或多个无线通信机构包括无线(例如，蜂窝式、无线、卫星、微波以及射频)通信机构以及任何期望的网络拓扑结构(或当使用多个通信机构时的拓扑结构)的任何期望的组合。示例性的V到V通信网络包括提供数据通信服务的蜂窝式、蓝牙、IEEE 802.11、专用短程通信(DSRC)和/或包括因特网的广域网(WAN)。
车辆100的致动器120经由电路、芯片或其它电子和/或机械部件来实施，该其它电子和/或机械部件可以根据已知的适当的控制信号致动各种车辆子***。致动器120可以被用于控制车辆100的制动、加速以及转向。例如，在半自主模式下，计算机110可以一经接收来自人类操作者的改变车道的用户请求就致动转向致动器120以改变车辆车道(见图2)。
传感器130可以包括已知将数据提供给计算机110的各种装置。例如，传感器130可以包括设置在车辆100的顶部上的激光雷达(LIDAR)传感器130，该LIDAR传感器130提供围绕车辆100的第二车辆200(包括在车辆100旁边或后面行进的第二车辆200)的相对位置、尺寸以及形状(参见图2)。作为另一示例，固定到车辆100的保险杠的一个或多个雷达传感器130可以提供相对于车辆100的位置在车辆100的前方和/或后方行进的第二车辆200的位置。传感器130可以包括提供来自车辆100周围的区域的图像的摄像机传感器130(例如，前视摄像机，侧视摄像机等)。例如，计算机110可以被编程为接收来自摄像机传感器130的图像数据并且被编程为实施图像处理技术以检测车道标记220、车道210a、210b、210c以及诸如车辆200的其它物体。计算机110还可以被编程为例如基于GPS(全球定位***)坐标和/或检测到的车道标记220来确定车辆100的当前行驶车道210a。基于从传感器130接收到的数据，计算机110可以确定其它车辆200相对于车辆100的相对距离、速度等。作为另一示例，计算机110可以被编程为经由无线通信网络接收包括其它车辆200的相对速度、位置坐标和/或方向的数据。例如，计算机110可以接收来自设置在其它车辆200中的GPS传感器的这种数据，该GPS传感器提供第二车辆200的地理坐标、移动方向等。
用户界面装置140可以被配置为在操作车辆期间接收来自用户(诸如人类操作者)的信息。此外，用户界面装置140可以被配置为将信息呈现给用户。因此，用户界面装置140可以位于车辆100的乘客室中。例如，用户界面装置140可以包括转向信号开关。在示例性非自主模式中，计算机110可以接收改变车道210的请求，例如左转信号指示从当前车道210a改变到目标车道210b的车辆100的用户的意图。在示例性半自主模式中，计算机110可以被编程为一经接收到来自用户的请求(例如经由转向信号开关)就执行车道变换。换言之，计算机110可以被编程为仅在车辆100的用户请求改变当前车道210a时才执行车道变换。
现在参考图2和图3A，车辆100的计算机110可以被编程为确定在预定时间T(例如10秒)内待执行的所请求的或可能的主车辆100的车道变换的分数(例如从车道210a到车道210b)(参见图3A)。一经确定在预定时间T内(例如在时间t2)分数小于预定阈值时，计算机110然后就致动车辆100的部件(例如，转向致动器120)以执行车道变换。
例如，计算机110可以通过将指令输出到车辆100的转向致动器120来执行车道变换以从当前车道210a横向移动到车道210b。在一个示例中，计算机110可以基于从车辆100的传感器130、经由无线通信网络的其它车辆200、远程计算机等接收的数据来确定转向致动器120的指令。转向致动器120的指令可以包括例如30度的转向角变化、例如1Nm(牛顿米)的扭矩值和/或例如1安培的电流值。另外地或可替选地，计算机110可以经由车辆100的无线通信网络接口致动车辆100的转向信号和/或输出数据，以向其它车辆200指示主车辆100改变车道210。经由无线网络来自车辆100的输出数据可以例如包括车辆100的标识符、当前车道210a、目标车道210b、车道变换操作的预期持续时间(例如4秒)和/或车辆100的速度。此外，计算机110可以被编程为一经完成车道变换就关闭车辆100的转向信号灯。例如，计算机110可以当车辆100的位置(例如基于GPS坐标和地图数据)被确定为处于目标车道210b的中间的预定距离(例如50cm)内时(诸如与位于车道210b两侧的相邻车道标记220平行和居中的虚拟线)确定车道变换完成。
在一个示例中，计算机110可以被编程为一经在时刻t1接收到指示车道变换的用户请求就确定分数。用户请求可以包括致动车辆100的转向信号开关。在另一示例中，用户请求可以包括从触摸屏用户输入端140接收到的输入、语音命令(例如“改变到相邻的左侧车道”)。在另一示例中，计算机110可以基于当前车道210a和指示改变到向左侧一个车道的用户请求来确定目标车道210b。在一个示例中，计算机110可以被编程为一经接收到用户输入，就周期性地(例如每50毫秒)确定预定时间T的分数。换言之，计算机110继续从时间t1到t1+T周期性地对车道变换操作进行评分。这里应当注意的是，图3A-3B中所示的分数曲线图仅用于说明性的目的，并且分数值可以基于任何周期性或非周期性的速率来确定。
本文使用的术语分数是例如由数字指定的值，该值指示与另一物体或另一车辆200碰撞的风险。在一个示例中，分数可以被分配给多个离散的类别中的一个，诸如“低的”、“中等的”、“高的”以及“即将发生的”风险。例如，分数阈值可以被分类为“中等的”，即，如果分数是“低的”，即小于“中等的”分数阈值，则计算机110可以致动车辆100的致动器120以执行车道变换。在另一示例中，分数可以被限定为0％和100％之间的数字百分比值。例如，计算机110可以当分数(例如，20％)小于分数阈值(例如30％)时致动车辆100的致动器120以执行车道变换。
计算机110可以使用各种技术来确定分数。在一个示例中，计算机110可以通过识别目标车道210(例如车道210b)来确定分数。计算机110然后可以例如检测车辆200a、200b、200c，并且至少部分地基于检测的车辆200a、200b、200c来确定分数。例如，计算机110可以基于车辆200a、200b的速度、加速度和/或减速度来确定分数。在一个示例中，计算机110可以通过估计当车辆100横向移动到车道210b上的车辆200a、200b之间的区域时车辆100与第二车辆200a、200b中的一个发生碰撞的风险来确定分数。另外地或可替选地，计算机110可基于从车辆100的传感器130、V到V通信***等接收到的数据来确定分数，该数据指示第二车辆200c是否意图改变到车道210b(例如第二车辆200a、200b之间的区域)。
在另一示例中，计算机110可以被编程为基于车道210的曲率来确定分数。例如，如以上示例中所介绍的，当车道210的曲率半径小于250米时，计算机110可以确定“高”风险分数。另外地或可替选地，计算机110可以至少部分地基于交通限制来确定分数，例如，可以为具有车道变换限制的路段确定“高”风险。在一个示例中，计算机110基于从车辆100的图像传感器130接收到的包括交通信号图像的图像数据、经由无线通信网络接收到的地图数据等来确定交通限制。另外地或可替选地，计算机110可以至少部分地基于天气情况(例如湿滑的道路、恶劣天气情况等)来确定分数。另外地或可替选地，计算机110可以至少部分地基于外部照明情况来确定分数，例如，在白天期间可以确定较低的分数。作为另一示例，计算机110可以基于各种参数(诸如其它车辆200的位置坐标、速度、加速度等、天气情况、外部照明情况、交通限制等)的组合来确定分数。
参考图2和图3B，计算机110可以被编程为一经确定分数超过预定阈值就防止车道变换。例如，如图3B所示，计算机110可以在t1处接收用于车道变换的用户请求。然而，在整个预定时间T内(例如从t1到t1+T)，所确定的分数高于阈值。因此，计算机110可以阻止车道变换。另外地或可替选地，计算机110可以被编程为一经确定在预定时间T期间分数超过预定阈值，就在预定时间T结束之后忽略(或禁止)用于车道变换的用户请求达例如Tinh秒。如图3B所示的一个示例，计算机110一经确定在t1+T到t1+T+Tinh的整个时间分数高于阈值，就禁止从t1+T到t1+T+Tinh的车道变换。换言之，计算机110可以忽略在时间t1+T到t1+T+Tinh期间接收到的任何用于车道变换的用户请求。
过程
图4是用于车道变换的示例性过程400的流程图。下面描述的如在第一车辆100的计算机110中执行的过程400的步骤可以替选地或另外地在一个或多个其它计算装置(例如，远程或“云”计算机)中执行。
过程400从框405开始，在框405中计算机110确定用于车道变换的用户请求是否例如从转向信号开关接收到。接收到的用户请求可以包括车道变换的方向(例如右或左)，和/或目标车道210(例如车道210c)。如果计算机110确定用于车道变换的用户请求被接收到，则过程400继续进行判定框410；否则过程400结束，或者可替选地，过程400返回到判定框405。
在判定框410中，计算机110确定车道变换是否被禁止。例如，如以上参考图3B所讨论的，一经确定在时间t1处接收到先前的用户请求之后分数在t1至t1+T的时间间隔内高于阈值，车道变换就可以被禁止或者阻止从t1+T开始的预定时间Tinh。如果计算机110确定车道变换将被禁止，则过程400结束，或者可替选地返回到判定框405；否则过程400继续进行框415。
在框415中，计算机110开始比较从时间t1的过去时间与预定车道变换时间T。例如，当在时间t1处可以接收到用户请求时，然后车道变换时间从t1到t1+T。此外，计算机110周期性地(例如每50毫秒)确定车道变换的分数。
接下来，在框420中，计算机确定所请求的车道变换的分数。在一个示例中，计算机110被编程为检测其它车道210中的其它车辆200和/或物体，例如车道210b中的车辆200a、200b，车道210c中的车辆200c等。计算机110然后至少部分地基于检测到的车辆200和/或物体对所请求的车道变换进行评分。在另一示例中，计算机110至少部分地基于交通限制、车道210的曲率等对所请求的车道变换进行评分。
接下来在判定框425中，例如如上所述的，计算机110确定用于车道变换的分数是否小于分数阈值。如果计算机110确定所确定的分数(例如20％)小于分数阈值，则过程400继续进行框440；否则过程400继续进行判定框430。
在框430中，计算机110阻止车道变换。在一个示例中，如果车辆100的驾驶员将扭矩施加到车辆100的方向盘以使车辆100离开当前车道210a，则计算机110经由车辆100的致动器120以相反的方向施加扭矩以防止车道偏离。另外地或可替选地，计算机110可以例如基于车辆100相对于检测到的车道标记220的横向位置来致动车辆100的转向致动器120以保持车辆100的车道210a。在另一示例中，计算机110可以脱离车辆100的方向盘和车辆100的车轮的机械联动，以防止由例如用户施加到车辆100的方向盘的扭矩引起的车道变换。
在框440中，计算机110例如通过致动车辆100的转向致动器120来执行车道变换。计算机110可以被编程为将车辆100从当前车道210a移动到目标车道210b。另外地，计算机110可以被编程为激活车辆100的转向信号灯以指示车道变换和/或通过经由车辆100无线通信网络接口输出数据来指示车道变换。
在判定框445中，其中由于风险分数不小于预定阈值，并且计算机110因此在框425中确定其不能进行车道变换，所以计算机110确定车道变换时间T是否已经过去。例如，如上所讨论的，在达到时间t1+T之后车道变换时间已经过去了。如果计算机110确定车道变换时间T已经过去，则过程400继续进行框450；否则过程400返回到判定框420。
在框450中，计算机110开始车道变换禁止时间Tinh。在一个示例中，禁止时间从t1+T到t1+T+Tinh。在框450之后，过程400可以结束，或者可替选地返回到判定框405。
如本文所讨论的计算装置通常各自包括可由诸如以上所标识的那些一个或多个计算装置执行并用于执行上述过程的框或步骤的指令。计算机可执行指令可以从使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序进行编译或解释，该各种编程语言和/或技术包括但不限于单独的或组合的JavaTM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl、HTML等等。通常，处理器(例如，微处理器)从存储器、计算机可读介质等接收指令并且执行这些指令，从而执行包括本文所述的一种或多种过程这样的一种或多种过程。可以使用各种计算机可读介质来存储和传输这样的指令和其它数据。计算装置中的文件通常是存储在诸如存储介质、随机存取存储器等的计算机可读介质上的数据的集合。
计算机可读介质包括参与提供可通过计算机读取的数据(例如，指令)的任意介质。这种介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质等。非易失性介质包括例如光盘或磁盘以及其它持久存储器。易失性介质包括通常构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘(floppy disk)、软盘(flexible disk)、硬盘、磁带、任意其它磁性介质、只读光盘驱动器(CD-ROM)，数字化视频光盘(DVD)、任意其它光学介质、打孔卡、纸带、任意其它具有孔图案的物理介质、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、闪存(FLASH)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、任意其它存储器芯片或盒或计算机可读取的任意其它介质。
关于本文描述的介质、过程、***、方法等，应当理解的是，尽管这种过程的步骤等已经描述为根据某一有序序列发生，但是这种过程可实践为以除了本文描述的顺序之外的顺序来执行描述的步骤。还应当理解的是，可同时执行某些步骤、可添加其它步骤或者可删除本文描述的某些步骤。换言之，本文中***和/或过程的说明被提供用于示出某些实施例的目的，并且不应解释为限制本公开的主题。
因此，可以理解的是，包括上述说明和附图以及下述权利要求的本发明旨在是说明性的而非限制性的。当阅读上述说明时，除了提供的示例之外的很多实施例和应用对于本领域的技术人员将显而易见。本发明的范围不应当参考上述说明确定，而是相反应当参考所附的权利要求和/或包括在本文所基于的非临时专利申请中的权利要求连同给予此权利要求的全部等同范围来确定。期望和预期将在本文讨论的现有技术中发生未来的发展，并且公开的***和方法将被并入到此未来的实施例中。总之，应当理解的是，本公开的主题能够修改和变形。

Claims (14)

1.一种方法，包括：
对请求的车辆车道变换进行评分；以及
一经确定在预定时间内所述分数小于预定阈值就致动车辆部件以执行所述车道变换。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括一经确定所述分数超过所述预定阈值就防止所述车道变换。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，一经接收请求所述车道变换的用户输入就确定所述分数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述预定时间周期性地确定所述分数。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括一经确定在所述预定时间期间所述分数超过所述预定阈值，就在预定禁止时间内忽略对于所述车道变换的用户请求。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，至少部分地基于主车辆当前车道的曲率和交通限制中的一个来确定所述分数。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述分数还包括识别用于所述车道变换的目标车道。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括检测一个或多个第二车辆并且至少部分地基于所述检测到的一个或多个第二车辆来确定所述分数。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆部件包括主车辆转向致动器。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，致动所述车辆部件以执行车道变换还包括：
将指令输出到车辆转向致动器；以及
执行激活车辆转向信号和经由无线通信网络输出指示所述车道变换的数据二者中的至少一个。
11.一种计算装置，编程为执行根据权利要求1-10中任一项所述的方法。
12.一种计算机程序产品，包括存储可由计算机处理器执行的指令的计算机可读介质，所述指令用于执行根据权利要求1-10中任一项所述的方法。
13.一种地面车辆，包括编程为执行根据权利要求1-10中任一项所述的方法的计算装置。
14.一种计算机，编程为：
对请求的车辆车道变换进行评分；以及
一经确定在预定时间内所述分数小于预定阈值就致动车辆部件以执行所述车道变换。
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