CN110196058A - 导航*** - Google Patents

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Abstract

导航***(10)包括数字地图(18)、全球定位***接收器(14)、和一个或多个控制器电路(20)。数字地图(18)包括对全球定位***死区(16)的记录。全球定位***接收器(14)在数字地图(18)上指示主车辆(12)的位置(22)。该一个或多个控制器电路(20)与全球定位***接收器(14)和数字地图(18)通信。一个或多个控制器电路(20)被配置成操控主车辆(12)。一个或多个控制器电路(20)确定主车辆(12)相对于全球定位***死区(16)的位置(22)，以及确定用于主车辆(12)的行驶路径(28)是否包括至期望车道(32)的车道变换(30)。根据由一个或多个控制器电路(20)作出的行驶路径(28)包括车道变换(30)并且主车辆(12)位于全球定位***死区(16)之外的确定结果，一个或多个控制器电路(20)将主车辆(12)操控到期望车道(32)。

Description

导航***
技术领域
本公开总体上涉及导航***，并且更具体地涉及识别全球定位***死区的导航***。
附图说明
现将参照附图通过示例的方式描述本发明，其中：
图1是根据一个实施例的导航***的图示；
图2是根据另一实施例的导航***的图示；
图3是根据另一实施例的交通场景的图示；
图4是根据另一实施例的另一交通场景的图示；
图5是根据另一实施例的又另一交通场景的图示；以及
图6是根据又另一实施例的操作图2的导航***的方法的图示。
具体实施方式
将详细参照实施例，在附图中示出这些实施例的示例。在以下详细描述中，阐述众多具体细节以便提供对各个所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，无需这些具体细节就可实践所描述的各种实施例。在其它实例中，并未对公知方法、程序、部件、电路以及网络进行详细描述以免不必要地模糊各实施例的各方面。
图1示出了安装在主车辆12上的导航***10(在下文被称为***10)的示例。如下面将更详细描述的，***10是对现有导航***的改进，因为***10标识全球定位***死区16(GPS死区16)并且利用GPS死区16的位置来更新数字地图18。GPS死区16可能是由隧道、立交桥、或建筑物的“峡谷效应”导致的。经更新的数字地图18对于路径规划是有益的并且使***10能够标识将在GPS死区16外部执行的行驶车道的未来变化。用于自主车辆中或用于具有高级驾驶员辅助***(ADAS)的车辆中的路径规划需要极其精确的定位信息，该定位信息至少部分地基于精确的全球定位***信息。在知道GPS死区16正在接近以及知道在GPS死区16中定位信息将很可能劣化(degraded)的情况下，在定位信息是精确的时候决定作出驾驶操纵是有益的，因为它提高了主车辆12的安全性。
***10包括主车辆12、控制器电路20、全球定位***接收器14(GPS 14)、和数字地图18。在图1中所示的示例中，GPS 14被机械地耦合到主车辆12。GPS 14可以是汽车应用中使用的已知GPS 14中的任何已知GPS 14。
数字地图18包括对一个或多个位置22的至少一个记录，在该一个或多个位置22中，全球定位***信号是不可用的(即，不可检测、太弱而无法检测、和/或在其中可用的卫星信号的数量不足以产生精确的位置)。如图1中所示的，数字地图18车载地位于主车辆12上并且被集成到控制器电路20中。在另一实施例中，数字地图18被存储在‘云中’并且经由收发器(例如，Wi-Fi、蜂窝、卫星——未示出)被访问。在另一实施例中，数字地图18和收发器也是GPS 14的部分。控制器电路20还可以包括互联网收发器(未示出)，该互联网收发器利用GPS死区16位置22信息来更新数字地图18。互联网收发器可以是适用于汽车应用的任何互联网收发器，并且可以包括Wi-Fi、蜂窝、和卫星设备(未示出)。
控制器电路20与主车辆12、GPS 14和数字地图18通信。控制器电路20可包括诸如微处理器之类的处理器(未示出)、或其它控制电路***，诸如包括对本领域技术人员而言应当是显而易见的用于处理数据的专用集成电路(ASIC)的模拟和/或数字控制电路***。控制器电路20可以包括存储器(未具体示出)，该存储器包括非易失性存储器，诸如，用于存储一个或多个例程、阈值、和所捕获的数据的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。如本文中所描述的，可以由处理器执行一个或多个例程，以基于由控制器20从GPS 14和数字地图18接收到的信号来执行用于确定检测到的GPS死区16的实例是否存在的步骤。
控制器电路20基于从GPS 14接收到的信号和从数字地图18接收到的信号，来确定主车辆12的当前位置24是否与全球定位***信号不可用的位置22相对应。根据主车辆12的当前位置24与全球定位***信号不可用的位置22相对应的确定，控制器电路20更新数字地图18的一个或多个位置22以包括当前位置24。也就是说，控制器电路20利用在主车辆12的当前位置24处新确定的GPS死区16的位置22来更新数字地图18。
图2是安装在主车辆112上的导航***110(在下文被称为***110)的另一实施例的示例。***110包括数字地图118，数字地图118包括对全球定位***死区116(GPS死区116)的记录。如下面将更详细描述的，***110是对现有导航***的改进，因为***110标识GPS死区116并基于GPS死区116的位置122来执行路径规划决策。GPS死区116可能是由隧道、立交桥、或建筑物的“峡谷效应”导致的。应当理解的是，利用全球定位***装备导航在GPS死区116中是无效的，并且在GPS死区116的外部进行的任何主动驾驶操纵可能对于主车辆112和道路126上的其他交通的安全是有益的。
***110包括全球定位***接收器114(GPS 114)，该GPS 114在数字地图118上指示主车辆112的当前位置124。在图2中所示的示例中，GPS 114被机械地耦合到主车辆112。GPS 114可以是汽车应用中使用的已知GPS 114中的任何已知GPS 114。
***110还包括与GPS 114和数字地图118通信的一个或多个控制器电路120。该一个或多个控制器电路120可包括诸如微处理器之类的处理器(未示出)、或其它控制电路***，诸如包括对本领域技术人员而言应当是显而易见的用于处理数据的专用集成电路(ASIC)的模拟和/或数字控制电路***。该一个或多个控制器电路120可以包括存储器(未具体示出)，该存储器包括非易失性存储器，诸如，用于存储一个或多个例程、阈值、和所捕获的数据的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。如本文中所描述的，可以由处理器执行一个或多个例程，以基于由该一个或多个控制器电路120从GPS 114和数字地图118接收到的信号来执行用于确定检测到的GPS死区116的实例是否存在的步骤。
一个或多个控制器电路120被配置成以自动模式操控(steer)主车辆112，通过该自动模式，主车辆112的操作者(未具体示出)仅仅是乘客。也就是说，操作者实质上不涉及对主车辆112的加速器和制动器的操控或操作。构想到，也可以以手动模式或以部分模式(未示出)操作主车辆112，在手动模式中，操作者对于操作主车辆控制完全负责，而在部分模式中，由操作者和***110的一个或多个控制器电路120共享对主车辆112的控制。
图3示出了主车辆112在道路126上行驶的交通场景，其中GPS死区116存在于主车辆112的行驶方向上的前方的道路126上。主车辆112的行驶路径128包括进入期望车道132的车道变换130，期望车道132邻近在道路126的右侧处所示出的出口车道。期望车道132可以是由一个或多个控制器电路120确定的满足用于沿着道路126导航主车辆112的路径规划标准的任何车道。期望车道132可以是基于主车辆112的目的地和/或路径规划而被认为是期望的任何车道，并且可以包括道路分叉(roadway-split)134，诸如，出口坡道、或道路126前方中的“Y”。一个或多个控制器电路120确定主车辆112相对于GPS死区116的当前位置124，并且确定用于主车辆112的行驶路径128是否包括至期望车道132的车道变换130。根据由一个或多个控制器电路120作出的行驶路径128包括车道变换130并且主车辆112位于GPS死区116之外的确定结果，一个或多个控制器电路120在主车辆112位于GPS死区116之外时以自动模式将主车辆112操控到期望车道132。在图3中所示的示例中，一个或多个控制器电路120在主车辆112进入GPS死区116之前将主车辆112操控到期望车道132。用于自主车辆中或用于具有高级驾驶员辅助***(ADAS)的车辆中的路径规划需要极其精确的定位信息，该定位信息至少部分地基于精确的全球定位***信息。***110识别出GPS死区16正在接近并预期在GPS死区16中定位信息将很可能劣化。因此，在定位信息是精确的时候，决定作出至期望车道132的车道变换130是有益的，因为它提高了主车辆12的安全性。
图4示出了主车辆112在道路126上行驶的另一交通场景，其中GPS死区116存在于主车辆112的行驶方向上的前方的道路126上。主车辆112的行驶路径128包括进入期望车道132的车道变换130，期望车道132是在道路126的右侧处所示出的出口车道。在图4中所示的示例中，一个或多个控制器电路120在主车辆112离开GPS死区116之后将主车辆112操控到期望车道132。用于自主车辆中或用于具有高级驾驶员辅助***(ADAS)的车辆中的路径规划需要极其精确的定位信息，该定位信息至少部分地基于精确的全球定位***信息。
***110识别出GPS死区16正在接近并预期在GPS死区16中定位信息可能劣化。因此，在定位信息是精确的时候，决定作出至期望车道132的车道变换130是有益的，因为它提高了主车辆12的安全性。
图5示出了主车辆12在道路126上行驶的另一交通场景，其中GPS死区116存在于主车辆112的行驶方向上的前方的道路126上。主车辆112的行驶路径128包括进入道路分叉134前方的期望车道132的车道变换130，在道路分叉134处，道路126的行驶车道叉开。应当理解的是，由一个或多个控制器电路120基于数字地图118来标识道路分叉134相对于主车辆112的位置。一个或多个控制器电路120在离开道路分叉134的距离136大于距离阈值138处确定至期望车道132的车道变换130。一个或多个控制器电路120可以基于包括交通、道路建设、道路状况、和/或道路分叉134到GPS死区116的接近度的其他因素，在主车辆112进入GPS死区116之前(行驶路径128A)或者在主车辆112离开GPS死区116之后(行驶路径128B)，将主车辆112操控到期望车道132。用于自主车辆中或用于具有高级驾驶员辅助***(ADAS)的车辆中的路径规划需要极其精确的定位信息，该定位信息至少部分地基于精确的全球定位***信息。***110识别出GPS死区16正在接近并预期在GPS死区16中定位信息可能劣化。因此，在定位信息是精确的时候，决定作出至期望车道132的车道变换130是有益的，因为它提高了主车辆12的安全性。
距离阈值138是基于主车辆112的速度140的，并且距离阈值138随着主车辆112的速度140的增大而增大，以便安全地执行车道变换130。如将理解的，每增加车辆速度，将行驶更大的距离，从而需要更大的距离以潜在地完成相同的操纵。在另一实施例中，距离阈值138是基于当前交通密度142的，并且距离阈值138随着当前交通密度142的增大而增大，因为在潜在路径中具有更多数量的汽车的情况下变换路径可能更困难(花费更多的时间或更大的距离)。在又另一实施例中，距离阈值138是基于主车辆112的速度140和当前交通密度142的。距离阈值138可以是用户根据本地交通法来定义的。可以通过任何的已知方法来确定当前交通密度142，该已知方法诸如是，测距传感器(未示出)、基于云的交通报告、或者位于主车辆112上的相机(未示出)、或位于道路基础设施上并与主车辆112通信的相机(未示出)。也可以由主车辆112通过已知的无线通信方法中的任何无线通信方法来从交通控制设备(未示出)接收当前交通密度142。
图6是示出用于操作导航***110(在下文被称为***110)的导航方法200(在下文被称为方法200)的另一实施例的流程图。
步骤202，指示当前位置，包括利用全球定位***接收器114(GPS 114)来在数字地图118上指示主车辆112的当前位置124，如以上描述并在图2中所示的，数字地图118包括对GPS死区116的记录。
步骤204，确定死区位置，包括利用与GPS 114和数字地图118通信的一个或多个控制器电路120来确定如以上描述并在图3-5中所示的主车辆112相对于GPS死区116的当前位置124。
步骤206，确定车道变换，包括利用一个或多个控制器电路120来确定用于主车辆112的行驶路径128是否包括如图3-5中所示的至期望车道132的车道变换130。如以上所描述的，期望车道132可以是基于主车辆112的目的地和/或路径规划而被认为是期望的任何车道，并且可以包括道路分叉134，诸如，出口坡道、或道路126前方中的“Y”。
步骤208，确定距离阈值，包括利用一个或多个控制器电路120来确定如图5中所示的离开道路分叉134的距离阈值138。如以上所描述的，距离阈值138是基于主车辆112的速度140和/或当前交通密度142的。如以上所描述的，一个或多个控制器电路120在离开道路分叉134的距离136大于距离阈值138处确定至期望车道132的车道变换130。
步骤210，确定变换车道的准备情况(READINESS)，根据由一个或多个控制器电路120作出的行驶路径128包括车道变换130并且主车辆112位于GPS死区116之外的确定结果，而行进到步骤212。
步骤212，操控主车辆，包括利用一个或多个控制器电路120以自动模式将主车辆112操控到期望车道132。如以上所描述的，在主车辆112进入GPS死区116之前或者在主车辆112离开GPS死区116之后，一个或多个控制器电路120将主车辆112操控到期望车道132。
因此，提供了导航***10和导航***110，以及操作导航***110的方法200。***10对于路径规划是有益的并且使***10能够标识将在GPS死区16外部执行的行驶车道的未来变化。附加地，***110是有益的，因为***110标识GPS死区116并基于GPS死区116的位置122来执行路径规划决策。应当理解的是，在GPS死区116的外部进行的任何主动驾驶操纵对于主车辆112和道路126上的其他交通的安全性是有益的。
将理解的是，虽然在一些实例中，术语第一、第二等在本文中用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅被使用来将一个元件与另一个区别开来。例如，第一接触可被称为第二接触，并且类似地，第二接触可被称为第一接触，而不背离各个所描述的实施例的范围。第一接触和第二接触两者都是接触，但它们不是相同的接触。此外，在对本文中的各个所描述的实施例的描述中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制。如在对各个所描述的实施例和所附权利要求的描述中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。还将理解的是，本文所使用的术语“和/或”是指并且包含一个或多个相关联的所列项目的任何和所有可能的组合。将进一步理解的是，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”当在本申请文件中使用时指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。如本文中所使用的，取决于上下文，术语“如果”可选地被解释为表示“当…时”或“在..后”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于上下文，短语“如果被确定”或“如果检测到[所述状态或事件]”被可选地解释为表示“在确定后”或“响应于确定”或“在检测到[所述状态或事件]后”或“响应于检测到[所述状态或事件]”。此外，诸如上、下等的方向术语不表示任何特定的取向，而是，术语上、下等被用来将一个要素与另一要素区别开来且建立各种要素之间的位置关系。

Claims (15)

1.一种导航***(10)，包括：
主车辆(12)；
控制器电路(20)；
全球定位***接收器(14)，所述全球定位***接收器(14)被机械地耦合到所述主车辆(12)；以及
数字地图(18)，所述数字地图(18)包括对全球定位***(10)信号不可用的一个或多个位置(22)的至少一个记录，
其中，根据确定所述主车辆(12)的当前位置(24)与全球定位***(10)信号不可用的位置(22)相对应，所述控制器电路(20)更新所述数字地图(18)的所述一个或多个位置(22)以包括所述当前位置(24)。
2.一种导航***(110)，包括：
数字地图(118)，所述数字地图(118)包括对全球定位***死区(116)的记录；
全球定位***接收器(114)；
一个或多个控制器电路(120)，所述一个或多个控制器电路(120)与所述全球定位***接收器(114)和所述数字地图(118)通信，所述一个或多个控制器电路(120)被配置成操控主车辆(112)，所述一个或多个控制器电路(120)确定所述主车辆(112)相对于全球定位***死区(116)的当前位置(124)以及确定所述主车辆(112)的行驶路径(128)是否包括至期望车道(132)的车道变换(130)；以及
其中，根据由所述一个或多个控制器电路(120)作出的所述行驶路径(128)包括所述车道变换(130)以及所述主车辆(112)的所述当前位置(124)位于所述全球定位***死区(116)之外的确定结果，所述一个或多个控制器电路(120)将所述主车辆(112)操控到所述期望车道(132)。
3.根据权利要求2所述的导航***(110)，其特征在于，进一步包括：
所述一个或多个控制器电路(120)在离开道路分叉(134)的距离(136)大于距离阈值(138)处确定至所述期望车道(132)的所述车道变换(130)。
4.根据权利要求3所述的导航***(110)，其特征在于，所述距离阈值(138)是基于所述主车辆(112)的速度(140)的。
5.根据权利要求3所述的导航***(110)，其特征在于，所述距离阈值(138)是基于当前交通密度(142)的。
6.根据权利要求3所述的导航***(110)，其特征在于，所述距离阈值(138)是基于所述主车辆(112)的速度(140)和当前交通密度(142)的。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的导航***(110)，其特征在于，所述一个或多个控制器电路(120)在所述主车辆(112)进入所述全球定位***死区(116)之前将所述主车辆(112)操控到所述期望车道(132)。
8.根据权利要求2-6中任一项所述的导航***(110)，其特征在于，所述一个或多个控制器电路(120)在所述主车辆(112)离开所述全球定位***死区(116)之后将所述主车辆(112)操控到所述期望车道(132)。
9.一种导航方法(200)，包括：
利用全球定位***接收器(114)指示(202)主车辆(112)在数字地图(118)上的当前位置(124)，所述数字地图(118)包括对全球定位***死区(116)的记录；
利用一个或多个控制器电路(120)确定(204)所述主车辆(112)相对于所述全球定位死区(116)的所述当前位置(124)，其中所述一个或多个控制器电路(120)与所述全球定位***接收器(114)和所述数字地图(118)通信，所述一个或多个控制器电路(120)被配置成操控所述主车辆(112)；
利用所述一个或多个控制器电路(120)确定(206)所述主车辆(112)的行驶路径(128)是否包括至期望车道(132)的车道变换(130)；以及
根据由所述一个或多个控制器电路(120)作出的(210)所述行驶路径(128)包括所述车道变换(130)以及所述主车辆(112)位于所述全球定位***死区(116)之外的确定结果，所述一个或多个控制器电路(120)将所述主车辆(112)操控(212)到所述期望车道(132)。
10.根据权利要求9所述的导航方法(200)，其特征在于，进一步包括：
利用所述一个或多个控制器电路(120)在离开道路分叉(134)的距离(136)大于距离阈值(138)处确定(208)至所述期望车道(132)的所述车道变换(130)。
11.根据权利要求10所述的导航方法(200)，其特征在于，所述距离阈值(138)是基于所述主车辆(112)的速度(140)的。
12.根据权利要求10所述的导航方法(200)，其特征在于，所述距离阈值(138)是基于当前交通密度(142)的。
13.根据权利要求10所述的导航方法(200)，其特征在于，所述距离阈值(138)是基于所述主车辆(112)的速度(140)和当前交通密度(142)的。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的导航方法(200)，其特征在于，所述一个或多个控制器电路(120)在所述主车辆(112)进入所述全球定位***死区(116)之前将所述主车辆(112)操控(212)到所述期望车道(132)。
15.根据权利要求9-13中任一项所述的导航方法(200)，其特征在于，所述一个或多个控制器电路(120)在所述主车辆(112)离开所述全球定位***死区(116)之后将所述主车辆(112)操控(212)到所述期望车道(132)。
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