CN109308066A - 用于自动化车辆的传感器故障补偿*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于自动化车辆的传感器故障补偿***。用于自动化车辆(20)的传感器故障补偿***(46)包括第一和第二传感器(24、26)以及控制器(36)。第一传感器(24)被配置成监视第一状况(28)，并且输出与第一状况(28)相关联的第一信号(32)。第二传感器(26)被配置成监视第二状况(30)，并且输出与第二状况(30)相关联的第二信号(34)。控制器(36)被配置成：接收并处理第一信号(32)，以建立相对于(28)第一状况并针对到达目标的第一反应；接收并处理第二信号(34)，以建立相对于第二状况(30)并针对到达目标的第二反应；并且如果第一传感器(24)发送故障，则建立相对于第二状况(30)并针对到达目标的第三反应。

Description

用于自动化车辆的传感器故障补偿***
背景技术
本公开涉及自动化车辆，并且更具体地涉及自动化车辆的传感器故障补偿***。
现代车辆的操作正变得越来越自主，这使得驾驶员的干预减少。各种控制特征正变得越来越复杂，而车辆精度、效率和可靠性必须至少被保持。这种自动化***的复杂性质可能会要求大量传感器。这种传感器有时可能会发生故障，导致车辆停止所有操作，或者性能显著降级。
发明内容
在本公开的一个非限制性示例性实施例中，用于自动化车辆的传感器故障补偿***包括第一传感器、第二传感器和控制器。第一传感器被配置成监视第一状况，并且输出与第一状况相关联的第一信号。第二传感器被配置成监视第二状况，并且输出与第二状况相关联的第二信号。控制器被配置成接收并处理第一信号，以建立相对于第一状况并针对到达目标的第一反应；接收并处理第二信号，以建立相对于第二状况并针对到达目标的第二反应；并且如果第一传感器发生故障，则建立相对于第二状况并针对到达目标的第三反应。
在另一个非限制性实施例中，自动化车辆包括至少一个车辆控件和传感器故障补偿***。至少一个车辆控制被适配用于产生多个车辆反应。传感器故障补偿***包括第一传感器、第二传感器和控制器。第一传感器被配置成监视第一区域，并且输出与第一区域相关联的第一信号。第二传感器被配置成监视第二区域，并且输出与第二区域相关联的第二信号。控制器被配置成接收并处理第一信号，以建立相对于第一区域并针对到达目标的多个车辆反应中的第一反应；并且接收并处理第二信号，以建立相对于第二区域并针对到达目标的多个车辆反应中的第二反应。控制器还被配置成如果第一传感器发生故障，则建立相对于第二区域并针对到达目标的第三反应，该第三反应是第一反应的替代性方案。
在另一个非限制性实施例中，计算机软件产品由自动化车辆的控制器执行，该自动化车辆包括被配置成输出与对应的第一区域和第二区域相关联的对应的第一信号和第二信号的第一传感器和第二传感器。计算机软件产品包括第一模块、第二模块和补偿模块。第一模块被配置成接收并处理第一信号以针对执行第一任务。第二模块被配置成接收并处理第二信号以针对执行第二任务。补偿模块被配置成当第一模块接收第一信号失败时接收第二信号，并且执行作为第一任务的替代性方案的第三任务。
根据下文结合附图进行的说明，这些和其他优点及特征将变得更加明显。
附图说明
在本说明书结尾处的权利要求书中特别指出并明确请求保护了被视为本发明的主题。根据结合附图进行的以下具体实施方式，本发明的上述和其他特征、以及优点变得明显，在附图中：
图1是道路上的主车辆的俯视图，描绘有传感器故障补偿***；并且
图2是具有传感器故障补偿***的主车辆的示意图。
具体实施方式
图1示出了半自主或自主车辆(下文中称为自动化车辆或主车辆)的非限制性示例，其可以包括可以有助于主车辆20的部分或完全自动化操作的各种***和组件。各种组件和/或***可以控制对于主车辆20为了例如大致沿着道路行驶所必需的车辆操作的速度、方向(例如，转向)、制动和其他方面。这种车辆行驶可以没有主车辆20内的乘坐者(未示出)的交互。
参考图1和图2，主车辆20可以包括第一传感器24和第二传感器26，该第一传感器24和第二传感器26被配置成监视对应的第一状况和第二状况(见箭头28、30，例如，视场)，并向控制器36输出对应的第一信号和第二信号(见箭头32、34)(见图2)。在正常操作期间，控制器36可以处理第一信号32和第二信号34并且实现与对应的第一信号32和第二信号34相关联的独立的第一和第二车辆反应或任务。在一个非限制性示例中，传感器24、26可以朝向主车辆20的前方被安装，并且可以被适配成监视状况或空间内的区域。在这个示例中，传感器可以是雷达传感器、成像设备(例如，相机)、激光雷达设备、或其他传感器或能够监视空间内的区域的传感器的组合。在一个实施例中，并且如图所示，第一传感器24可以是被配置成监视远程场景作为第一场景28的远距离成像设备。第二传感器26可以是被配置成监视近程场景作为第二场景30的近距离成像设备。应构想到并理解，术语“状况”可以指场景、空间区域、或在区域内被专门监视的对象(例如，路灯、停车标志、停放的车辆等)。
在一个实施例中，作为远距离成像设备，第一传感器24可以被配置成监视或检测遥远的对象38(例如，交通灯)。这样，第一车辆反应的示例可以是：如果交通信号灯照射红色，则准备停止主车辆20。作为近距离成像设备，第二传感器26可以被配置成观察车辆左侧或右侧并且一定程度上在车辆前方的对象40。这样，第二车辆反应的示例可以是操控主车辆转向以远离(即，见箭头42)在道路44的一侧检测到的对象40(例如，停放的车辆)。
主车辆20包括传感器故障补偿***46。传感器故障补偿***46通常可以包括传感器24、26和控制器36。***46用于至少部分地补偿传感器24、26中的一个的故障，从而依赖于剩余的(多个)操作的传感器。因为传感器24、26可能不是被配置成执行相同任务的冗余传感器(即，每个传感器监视不同的场景)，所以剩余的操作的传感器通常可能处于不利地位。即，如果远距离成像设备24故障，则传感器故障补偿***46可以借助于使用近距离成像设备26，并且借助于第三补偿性车辆反应。即，由于远距离成像设备24不再能够检测交通灯38，并且近距离成像设备26(即，作为示例)不能检测交通信号38，所以第三补偿性车辆反应可以是避开交通灯38。这种避开(见图1中的箭头48)可以包括通过采用控制器36已知的、将不包括交通灯的边道来改变到达初始目标或目的地的路线。替代地，如果近距离成像设备26可以检测交通灯，但是不如远距离成像设备24那样快地检测交通灯，则第三车辆反应可以是使主车辆20减速。
如前所述，主车辆20可以是半自主或全自主的。在半自主的主车辆20的示例中，该主车辆通常可以由操作者50驾驶。在这种情况下，自动化***(未示出)可以为操作者50提供辅助。该辅助可以包括激活警告设备52(见图2)，并且/或者可以包括激活控制超驰单元54，该控制超驰单元临时接管对通常由操作者50使用的主车辆20的手动控件56的控制。这种手动控件56可以包括主车辆20的方向单元564A(例如，转向单元)、加速单元56B、以及制动单元56C。警告设备52可以包括或者可以是听觉设备52A、视觉设备52B和/或触觉设备52C。在全自主的主车辆20的示例中，自动化***可以简单地连续地命令控件56，而无需明显的操作者干预。
参考图2，传感器故障补偿***46可以进一步包括警告设备52。控制器36可以包括处理器58和电子存储介质60。处理器58可以是微处理器或其他控制电路，诸如模拟和/或数字控制电路，包括如本领域技术人员所知的用于处理数据的专用集成电路(ASIC)。控制器36的存储介质60可以是非易失性存储器，诸如用于存储一个或多个例程、阈值和所捕获数据(这些在下文被称为应用62(例如，计算机软件产品))的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。应用62可以由控制器36的处理器58执行以识别传感器24、26中的一个何时受损，并且通过利用至少一个其他传感器的属性以及通过由主车辆20实现替代性反应来补偿该受损的传感器。
应用62可以包括数据库或电子信息文件64、第一传感器模块66、第二传感器模块68和补偿模块70。数据库64和模块66、68、70通常可以被存储在电子存储介质60中，并且模块66、68、70可以由控制器36的处理器58执行。数据库64可以包括相对于行驶路线、地图、地理、拓扑和/或可以辅助主车辆20和/或传感器故障补偿***46到达目标和/或目的地的任何其他数据的预编程信息。
在操作中，第一传感器24和第二传感器26被配置成将对应的信号32、34输出到对应的第一模块66和第二模块68。每个模块66、68被配置成结合对应的传感器24、26操作，以便至少辅助引起主车辆的对应的期望反应。在处理信号32、34之后，每个对应的模块66、68可以确定主车辆20的期望的反应，并且可以将相关联的(多个)命令信号72输出到超驰单元54、控件56A、56B、56C和/或警告设备52以实现目标。
在例如其中第一传感器24发生故障、变脏、被撞击而不对准和/或仅仅是无法将可用信号32发送到第一模块66的场景下，补偿模块70被启动以执行替代性动作。即，补偿模块70可以遵循预编程的指令以应用第二传感器26以实现如前所述的主车辆20的第三反应。为了实现这个第三反应(例如，替代性路线)，补偿模块70可以利用预编程数据库64来确定仍然可以到达最终目标(例如，目的地)的适当的替代路线。
由此，用于主车辆20的自动化操作的传感器故障补偿***46通过使得***、应用、或控制器能够执行自诊断和补偿行为从而提高总体车辆性能和可靠性来发展自动化车辆技术。
上文描述的各种功能可以由计算机程序来实现或支持，该计算机程序由计算机可读程序代码形成，并且具体化在计算机可读介质中。计算机可读程序代码可以包括源代码、目标代码、可执行代码以及其他代码。计算机可读介质可以是能够由计算机访问的任何类型的介质，并且可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、致密盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或其他形式。
本文所使用的诸如组件、应用、模块、***等术语旨在指代计算机相关实体，或者是硬件、硬件与软件的组合、或者是软件执行。作为示例，应用可以是但不限于：处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序、和/或计算机。应理解，服务器上运行的应用以及服务器可以是组件。一个或多个应用可以驻留在进程和/或执行线程内，并且应用可以局部化于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。
虽然已经仅结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但应当易于理解的是，本发明不限于这些公开的实施例。相反，可以修改本发明以并入迄今为止未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、变更、替换或等效布置。另外，虽然已经描述了本发明的各个实施例，但应理解的是，本发明的各方面可以仅包括所描述实施例中的一些。相应地，本发明不应被视为受到前述说明书的限制。

Claims (20)

1.一种***，包括：
沿一路线行驶的车辆的第一传感器，所述第一传感器被配置成监视第一状况,并且输出与所述第一状况相关联的第一信号；
车辆的第二传感器，所述第二传感器被配置成监视第二状况,并且输出与所述第二状况相关联的第二信号；以及
所述车辆的控制器电路，所述控制器电路被配置成：
接收并处理所述第一信号，以建立相对于所述第一状况的第一反应；
接收并处理所述第二信号，以建立相对于所述第二状况的第二反应；
基于所述第一信号或所述第二信号识别所述第一传感器或所述第二传感器受损；并且
根据识别到所述第一传感器或所述第二传感器受损，启动以下至少一项操作来补偿受损的传感器：控制所述车辆；或为所述车辆确定替代路线。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一状况或所述第二状况是在远程场景或近程场景内被专门监视的对象。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一传感器是远距离成像设备，并且所述第二传感器是近距离成像设备。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一传感器是远距离成像设备，所述第二传感器是近距离成像设备，所述第一状况是远程场景，所述第二状况是近程场景，并且根据识别到所述第一传感器受损，所述控制器电路降低所述车辆的速度。
5.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一传感器对于特定车辆功能是优选传感器，所述第二传感器对于所述特定车辆功能是辅助传感器。
6.如权利要求2所述的***，其特征在于，根据识别到所述第一传感器受损，所述控制器电路使用所述第二传感器以操控所述车辆转向以远离所述对象。
7.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一传感器是远距离成像设备，所述第二传感器是近距离成像设备，所述第一状况是信号灯的变化，并且根据识别到所述第一传感器受损，所述控制器电路计算替代路线以避开交通信号灯。
8.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器中的至少一个是雷达传感器。
9.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器中的至少一个是激光雷达传感器。
10.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器中的至少一个是相机。
11.如权利要求6所述的***，其特征在于，所述对象是停放的车辆。
12.一种车辆，包括：
传感器故障补偿***，所述传感器故障补偿***包括：
第一传感器，所述第一传感器被配置成监视第一区域，并且输出与所述第一区域相关联的第一信号，
第二传感器，所述第二传感器被配置成监视第二区域，并且输出与所述第二区域相关联的第二信号，以及
控制器电路，所述控制器电路被配置成：
接收并处理所述第一信号，以建立相对于第一状况的第一反应；
接收并处理所述第二信号，以建立相对于第二状况的第二反应；
基于所述第一信号或所述第二信号识别所述第一传感器或所述第二传感器受损；并且
根据识别到所述第一传感器或所述第二传感器受损，启动以下至少一项操作以补偿受损的传感器：控制所述车辆；或为所述车辆确定替代路线。
13.如权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述控制器电路包括处理器和电子存储介质。
14.如权利要求13所述的车辆，其特征在于，所述传感器故障补偿***包括第一模块和第二模块，所述第一模块和所述第二模块由所述处理器执行，存储在所述电子存储介质中，并且被配置成接收并处理对应的所述第一信号和所述第二信号以实现对应的所述第一反应和所述第二反应。
15.如权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述传感器故障补偿***包括补偿模块，所述补偿模块由所述处理器执行，存储在所述电子存储介质中，并且被配置成启动以下至少一项操作以补偿受损的传感器：控制所述车辆；或为所述车辆确定替代路线。
16.一种非瞬态计算机可读存储介质，其上存储有指令，所述指令当由车辆的控制器电路执行时，使得所述车辆执行一个或多个操作，所述一个或多个操作包括：
接收并处理第一信号，以建立相对于第一状况的第一反应；
接收并处理第二信号，以建立相对于第二状况的第二反应；
基于所述第一信号或所述第二信号识别所述第一传感器或所述第二传感器受损；并且
根据确定了所述第一传感器或所述第二传感器受损，启动以下至少一项操作以补偿受损的传感器：控制所述车辆；或为所述车辆确定替代路线。
17.如权利要求16所述的非瞬态计算机可读存储介质，进一步包括数据库，所述数据库包括预编程指令，用于启动以下至少一项操作以补偿受损的传感器：控制所述车辆；或为所述车辆确定替代路线。
18.如权利要求17所述的非瞬态计算机可读存储介质，其特征在于，所述操作包括：通过降低所述车辆的速度来控制所述车辆。
19.如权利要求16所述的非瞬态计算机可读存储介质，其特征在于，所述第一传感器是远距离成像设备，所述第二传感器是近距离成像设备，所述第一状况是交通信号灯的变化，并且所述车辆的所述替代路线避开了交通信号灯。
20.如权利要求16中所述的非瞬态计算机可读存储介质，其特征在于，所述第一状况或所述第二状况是在远程场景或近程场景内被专门监视的对象。
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