CN111845749A - 一种自动驾驶车辆的控制方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动驾驶车辆的控制方法及***，属于自动驾驶领域。在车辆驾驶过程中判断驾驶员的身份合法且驾驶员的姿态信息满足第一设定姿态时，控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式；在人工驾驶模式下，实时检测驾驶员的手势信息，根据驾驶员的手势信息确定驾驶员的控制意图；根据车身周围情况和车辆运行参数判断驾驶员控制意图是否正确，若不正确，则按照自动驾驶控制逻辑进行车辆控制，若正确，则结合驾驶员的控制意图进行车辆控制。由于只有驾驶员的身份合法且其姿态信息满足第一设定姿态，才切换到人工驾驶模式；且在人工驾驶模式下，车辆的控制是车辆周围情况、车辆运行参数及驾驶员控制意图综合作用下的结果，行车安全得以提高。

Description

一种自动驾驶车辆的控制方法及***

技术领域

本发明涉及一种自动驾驶车辆的控制方法及***，属于自动驾驶技术领域。

背景技术

随着自动驾驶技术和汽车电子技术的发展，汽车搭载的电子设备越来越多，功能越来越丰富，汽车越来越智能化、网联化，在未来，自动驾驶汽车甚至可能会逐步取消方向盘、驱动踏板和制动踏板，全部由车载控制***进行自动控制。

现有技术中，车辆自动驾驶模式和人工驾驶模式间的切换主要是通过物理按键来实现的，自动驾驶模式与人工驾驶模式互不干扰、独立运行。在自动驾驶模式下，车辆按照设定好的目的地进行路线规划，根据规划好的路线进行自动行驶，在行驶过程中不断检测当前路况(包括当前所在车道、距下一路口的距离、红绿灯情况、附近车辆位置等内容)，根据检测到的当前路况刷新当前自动驾驶的控制逻辑，然后继续自动行驶。

但是，由于自动驾驶过程中车辆行驶的路线都是提前规划好的，一般不会主动改变，而驾驶人员的需求却有可能会发生变化，例如在当前自动行驶路线上，驾驶人员需要临时改变线路前往另一地点，并需要在下一路口进行左拐，此时驾驶人员需先按下切换按钮使车辆进入人工驾驶模式，然后由驾驶人员控制车辆进行左拐。这样就存在一些问题：首先由于驾驶人员是临时接管车辆的，此时驾驶人员对当前路况信息并不熟悉，很有可能作出错误的判断导致意外事故的发生；同时，在车辆左拐后再进入自动驾驶模式时，需要重新规划线路，此时仍需要驾驶人员进行按键切换、目的地重新设置等操作，不仅增加了操作负担，还会分散驾驶人员的注意力，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动驾驶车辆的控制方法，用以解决现有车辆根据需求在自动驾驶模式与人工驾驶模式之间切换时安全性不佳的问题；本发明还提供一种自动驾驶车辆的控制***，用于解决现有车辆根据需求在自动驾驶模式与人工驾驶模式之间切换时安全性不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种自动驾驶车辆的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

1)在车辆驾驶过程中判断驾驶员的身份是否合法，判断驾驶员的姿态信息是否满足第一设定姿态，若驾驶员的身份合法且驾驶员的姿态信息满足第一设定姿态，则控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式；

2)在人工驾驶模式下，实时检测驾驶员的手势信息，根据驾驶员的手势信息确定驾驶员的控制意图；

3)根据车身周围情况和车辆运行参数判断驾驶员控制意图是否正确，若不正确，则按照自动驾驶控制逻辑进行车辆控制，若正确，则结合驾驶员的控制意图进行车辆控制。

该自动驾驶车辆的控制方法的有益效果是：第一，只有驾驶员的身份合法且其姿态信息满足第一设定姿态，才控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式，不仅能够保证车辆只能由经过认证的驾驶员人工接管，从而避免非法人员对车辆进行控制，降低车辆遭受意外攻击的风险，提高行车安全性，还能够保证驾驶员接管车辆时是做好了人工接管车辆的准备的，从而能进一步提高行车安全性；第二，驾驶员的控制意图根据驾驶员的手势信息确定，无需驾驶员进行各种按键操作，有利于驾驶员在人工接管车辆时集中注意力，同样能够提高行车安全性；第三，在人工驾驶模式下，车辆的控制是车辆周围情况、车辆运行参数以及驾驶员的控制意图综合作用下的结果，只有根据车身周围情况和车辆运行参数判断出驾驶员的控制意图是正确的情况下，才结合驾驶员的控制意图对车辆进行控制，避免了驾驶员因对当前路况不熟悉而作出错误的判断导致意外事故的发生，进一步提高了行车安全性。

为了根据驾驶员的姿态信息及时实现车辆由人工驾驶模式切换到自动驾驶模式，保证行车安全，进一步地，在人工驾驶模式下，判断驾驶员的姿态信息是否满足第二设定姿态，若满足，则控制车辆退出人工驾驶模式，切换到自动驾驶模式。

为了帮助驾驶员及时获知车辆模式的切换信息，进一步地，所述步骤1)中当控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式时，还进行语音播报提醒。

为了辅助实现对驾驶员的姿态信息是否满足第一设定姿态的判断，进一步地，所述第一设定姿态包括驾驶员目光注视前方和驾驶员手势是人工驾驶形态。

为了辅助实现对驾驶员的姿态信息是否满足第二设定姿态的判断，进一步地，所述第二设定姿态为驾驶员目光未注视前方超过第一设定时间、驾驶员手势是非人工驾驶形态超过第二设定时间或者驾驶员手势是退出人工驾驶手势。

为了当在人工驾驶模式下发生驾驶员被非法人员临时替换等意外事件时，能及时退出人工驾驶模式，从而避免非法人员掌控车辆，进一步保证行车安全，进一步地，若驾驶员的身份不合法，则判断车辆是否为人工驾驶模式，若是人工驾驶模式，且在超过第三设定时间后驾驶员的身份仍不合法，则控制车辆退出人工驾驶模式，切换到自动驾驶模式。

本发明还提供了一种自动驾驶车辆的控制***，该控制***包括智能控制器、用于设置在驾驶员位置正前方中控台上的人脸识别装置和用于设置在驾驶员座位上方的手势识别装置，所述人脸识别装置用于识别驾驶员的身份和目光注视方向，所述手势识别装置用于识别驾驶员的手势信息，所述智能控制器中运行有自动驾驶控制逻辑，所述智能控制器还用于：在车辆驾驶过程中判断驾驶员的身份是否合法，判断驾驶员的姿态信息是否满足第一设定姿态，并在驾驶员的身份合法且驾驶员的姿态信息满足第一设定姿态时，控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式；在人工驾驶模式下，根据驾驶员的手势信息确定驾驶员的控制意图；根据车身周围情况和车辆运行参数判断驾驶员控制意图是否正确，若不正确，则按照自动驾驶控制逻辑进行车辆控制，若正确，则结合驾驶员的控制意图进行车辆控制。

该自动驾驶车辆的控制***的有益效果是：第一，只有驾驶员的身份合法且其姿态信息满足第一设定姿态，才控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式，不仅能够保证车辆只能由经过认证的驾驶员人工接管，从而避免非法人员对车辆进行控制，降低车辆遭受意外攻击的风险，提高行车安全性，还能够保证驾驶员接管车辆时是做好了人工接管车辆的准备的，从而能进一步提高行车安全性；第二，驾驶员的控制意图根据驾驶员的手势信息确定，无需驾驶员进行各种按键操作，有利于驾驶员在人工接管车辆时集中注意力，同样能够提高行车安全性；第三，在人工驾驶模式下，车辆的控制是车辆周围情况、车辆运行参数以及驾驶员的控制意图综合作用下的结果，只有根据车身周围情况和车辆运行参数判断出驾驶员的控制意图是正确的情况下，才结合驾驶员的控制意图对车辆进行控制，避免了驾驶员因对当前路况不熟悉而作出错误的判断导致意外事故的发生，进一步提高了行车安全性。

为了根据驾驶员的姿态信息及时实现车辆由人工驾驶模式切换到自动驾驶模式，保证行车安全，进一步地，所述智能控制器还用于在人工驾驶模式下，判断驾驶员的姿态信息是否满足第二设定姿态，若满足，则控制车辆退出人工驾驶模式，切换到自动驾驶模式。

为了帮助驾驶员及时获知车辆模式的切换信息，进一步地，所述控制***还包括语音播放器，用于在车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式时进行语音播报提醒。

为了实现对驾驶员的身份和目光注视方向的识别，以及实现对驾驶员的手势信息的识别，所述人脸识别装置为双目相机，所述手势识别装置为单目相机。

附图说明

图1是控制***实施例中车辆驾驶模式的切换流程图；

图2是控制***实施例中人工控制指令的响应流程图；

图3是控制***实施例中驾驶员手势与人工控制指令间的转换示意图；

图4-a是控制***实施例中人脸识别装置、手势识别装置的安装位置侧视图；

图4-b是控制***实施例中人脸识别装置、手势识别装置的安装位置俯视图；

图中，1是人脸识别装置，2是手势识别装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

本发明提供了一种自动驾驶车辆的控制方法及***，能够对驾驶员的身份是否合法进行验证，并能够在车辆自动驾驶过程中，根据身份合法的驾驶员的姿态信息实现车辆在自动驾驶模式和人工驾驶模式之间的切换，还能够在人工驾驶模式下，结合驾驶员的手势信息对车辆的自动驾驶控制逻辑进行调整，提高了车辆的行车安全性。

控制***实施例：

本实施例的自动驾驶车辆的控制***(以下简称控制***)，包括智能控制器(例如整车控制器)、人脸识别装置(例如双目相机)和手势识别装置(例如单目相机)。其中，智能控制器中运行有自动驾驶控制逻辑，智能控制器还用于实现一种自动驾驶车辆的控制方法(如图1和图2所示)。在实际运用中，人脸识别装置和手势识别装置的安装位置示意图如图4-a和图4-b所示，人脸识别装置1设置在驾驶员位置正前方中控台上，用于识别驾驶员的身份和目光注视方向；手势识别装置2设置在驾驶员座位上方，用于识别驾驶员的手势信息。

作为其他实施方式，智能控制器还可以是为实现自动驾驶控制逻辑和自动驾驶车辆的控制方法而专门设置的控制器；人脸识别装置不限于双目相机，只要能识别出人脸和目光即可，手势识别装置也不限于单目相机，只要能识别出手势即可。

本实施例的控制***，在智能控制器、人脸识别装置和手势识别装置的相互配合下，能够实现车辆驾驶模式的切换，具体如图1所示：

启动智能控制器中的自动驾驶程序(即自动驾驶控制逻辑)、启动人脸识别装置中的人脸识别程序和启动手势识别装置中的手势识别程序，车辆进入自动驾驶模式。

在车辆自动驾驶过程中，根据人脸识别装置的人脸识别结果判断驾驶员的身份是否合法，若驾驶员通过了人脸识别认证，即表明驾驶员身份合法；本实施例中，为了实现驾驶员身份是否合法的判断，在人脸识别装置中提前录入了大量通过认证的驾驶员人脸图像，通过将人脸识别装置实时检测到的驾驶员人脸图像与已录入的驾驶员人脸图像进行比对，若比对成功，则表示驾驶员通过了人脸识别认证，即说明驾驶员身份合法，允许该驾驶员人工接管车辆。通过这种方式，能够保证车辆只能由经过认证的驾驶员人工接管，从而避免了非法人员对车辆进行控制，降低了车辆遭受意外攻击的风险，提高了行车安全性。

若判断出驾驶员的身份不合法，则判断车辆是否为人工驾驶模式，若是人工驾驶模式，则在语音播报提醒时间超时(这里指在超过第三设定时间(例如3秒)后驾驶员的身份仍不合法)后，即控制车辆退出人工驾驶模式，切换到自动驾驶模式。采取这种方式，能够在车辆已处于人工驾驶模式的情况下，出现驾驶员被非法人员(例如歹徒或未通过认证的其他人员)临时替换等意外事件时，能够及时退出人工驾驶模式，从而避免非法人员掌控车辆，进一步保证行车安全。

在判断出驾驶员身份合法后，继续判断驾驶员的姿态信息是否满足第一设定姿态，若满足，则控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式；本实施例中，在判断出驾驶员的姿态信息满足第一设定姿态后，还对驾驶员手势是否为退出人工驾驶手势进行判断，在满足第一设定姿态且不是退出人工驾驶手势时，智能控制器才控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式。作为其他实施方式，也可以在满足第一设定姿态后直接控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式，然后再对驾驶员手势是否为退出人工驾驶手势进行判断，当为退出人工驾驶手势时，控制车辆退出人工驾驶模式，进入自动驾驶模式。本实施例中，满足第一设定姿态是指同时满足以下2个条件：(1)人脸识别装置检测到驾驶员目光注视前方；(2)手势识别装置检测到驾驶员手势是人工驾驶形态。为了帮助驾驶员及时获知车辆模式的切换信息，本实施例中控制***还包括语音播放器，语音播放器用于在车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式时进行语音播报提醒(例如提醒驾驶员即将进入人工驾驶模式)。作为其他实施方式，第一设定姿态可以根据实际需要进行调整，例如第一设定姿态中的条件(1)还可以为人脸识别装置检测到驾驶员目光注视前方超过3秒。

在人工驾驶模式下，根据驾驶员的手势信息确定驾驶员的控制意图；具体地，手势识别装置检测到驾驶员手势是人工驾驶形态时，会根据检测到的驾驶员手势确定驾驶员的控制意图，并将驾驶员的控制意图转换成相应的人工控制指令，将人工控制指令发送给智能控制器。当然，作为其他实施方式，手势识别装置还可以仅将检测到的驾驶员手势发送给智能控制器，由智能控制器判断驾驶员的控制意图，并将驾驶员的控制意图转换成人工控制指令。本实施例中，人工驾驶形态是指驾驶员双手握拳置于胸前设定范围(例如20cm-40cm)内，并且其手势为以下4种手势的一种：1)双手握拳向前伸；2)双手握拳向后拉；3)双手握拳向左移动；4)双手握拳向右移动。需要说明的是，此处所说的“向前”、“向后”、“向左”和“向右”均是将当前时刻的驾驶员手势与前一时刻的驾驶员手势相比较得到的，即根据检测到的驾驶员手势确定驾驶员的控制意图是一个动态比较的过程，通过将当前时刻的驾驶员手势与前一时刻的驾驶员手势进行比较，判断当前时刻的驾驶员手势是否较前一时刻发生了变化，若没有变化，则车辆保持前一时刻的控制逻辑行驶，若发生了变化，则结合驾驶员的控制意图对车辆进行控制。其中，初始时刻的驾驶员手势为由自动驾驶模式进入到人工驾驶模式时刻的手势。如图3所示，若与前一时刻相比驾驶员的手势为双手握拳向前伸，则代表驾驶员的控制意图是加速，此时该控制意图会被转换成加速指令，向前伸的越远，表示需求的驱动力越大；若与前一时刻相比驾驶员的手势为双手握拳向后拉，则代表驾驶员的控制意图是减速，此时该控制意图会被转换成减速指令(也称制动指令)，向后拉的越远，表示需求的制动力越大；若与前一时刻相比驾驶员的手势为双手握拳向左移动，则代表驾驶员的控制意图是向左打方向，此时该控制意图会被转换成左转指令，其中双手移动的速度和幅度会被相应转换成转向角度和转向角速度；若与前一时刻相比驾驶员的手势为双手握拳向右移动，则代表驾驶员的控制意图是向右打方向，此时该控制意图会被转换成右转指令，其中双手移动的速度和幅度会被相应转换成转向角度和转向角速度。作为其他实施方式，人工驾驶形态的种类和数量均可根据实际需要进行调整。

在人工驾驶模式下，判断驾驶员的姿态信息是否满足第二设定姿态，若满足，则控制车辆退出人工驾驶模式，切换到自动驾驶模式；本实施例中，满足第二设定姿态是指满足以下3个条件中的至少一个：(一)人脸识别装置检测到驾驶员目光未注视前方超过第一设定时间(例如3秒)，且进行语音播报提醒后3秒仍未检测到驾驶员目光注视前方(即语音播报提醒时间超时)；(二)手势识别装置检测到驾驶员手势是非人工驾驶形态超过第二设定时间(例如5秒)，且进行语音播报提醒后3秒仍未检测到驾驶员手势是人工驾驶形态(即语音播报提醒时间超时)；其中，非人工驾驶形态是指不属于人工驾驶形态的其他手势；(三)手势识别装置检测到驾驶员手势是退出人工驾驶手势(例如双手交叉呈X形状)。当满足这3个条件中的至少一个时，智能控制器控制车辆由人工驾驶模式切换到自动驾驶模式。作为其他实施方式，第二设定姿态、第一设定时间、第二设定时间和退出人工驾驶手势均可以根据实际需要调整，例如第二设定姿态中的条件(一)和条件(二)还可以不包含语音播报提醒的相关内容。

本实施例中，通过识别驾驶员的目光是否注视前方，并在判断出驾驶员未注视前方超过第一设定时间时，控制车辆从人工驾驶模式切换为自动驾驶模式，能够降低因驾驶员分神导致的车辆事故，提高行车安全。

如图2所示，在人工驾驶模式下，智能控制器不仅接收并处理感知数据(包括车身周围情况和车辆运行参数)，还对是否接收到人工控制指令进行判断，当智能控制器未接收到人工控制指令时，则按照自动驾驶控制逻辑进行车辆控制，即智能控制器结合车身周围情况和车辆运行参数，进行路径规划(从中选择最优路径)和速度规划，然后下发路径和速度规划数据，控制车辆运行；当智能控制器接收到人工控制指令时，首先判断人工控制指令是否合理(即驾驶员控制意图是否正确)，具体地，智能控制器会根据车身周围情况和车辆运行参数，判断在当前路况下，根据驾驶员控制意图对车辆进行控制是否会发生危险或分析发生危险的概率等，以此判断驾驶员控制意图是否正确。若正确，则结合驾驶员的控制意图进行车辆控制，即智能控制器结合车身周围情况、车辆运行参数和人工控制指令，进行路径规划(从中选择最优路径)和速度规划，然后下发路径和速度规划数据，控制车辆运行；若不正确，则按照自动驾驶控制逻辑进行车辆控制。

下面以在人工驾驶模式下，人工控制指令为左转指令和加速指令为例，详细说明在什么情况下判断驾驶员控制意图正确或不正确，以及相应地处理过程。

例如，在人工驾驶模式下，智能控制器接收到左转指令，表示驾驶员想要向左打方向，但此时智能控制器对感知数据的处理结果为：本车行驶速度过快，若立即左转会有危险，或者左转车道上有车辆距本车很近，若立即左转会发生碰撞事故，这时就判断驾驶员控制意图不正确，则智能控制器控制车辆不执行左转指令。

又例如，在人工驾驶模式下，智能控制器接收到加速指令，表示驾驶员想要加速，若此时智能控制器对感知数据的处理结果为：本车前方无障碍物，且本车车速低于当前路况限速值，这时就判断驾驶员控制意图正确，则智能控制器控制车辆执行加速指令。

综上所述，本发明的人工驾驶模式是指：车辆还是按照原有的自动驾驶模式进行行驶，但同时还要受到驾驶员人工操作的影响，这里的人工操作是指驾驶员通过设定的姿态向智能控制器发送加速、制动、左转和右转等控制意图，智能控制器接收到相应的控制意图后，还要结合当前路况(包括车身周围情况和车辆运行参数)进行行为决策，利用得到的最终控制报文对车辆进行控制。具体为：先结合当前路况判断驾驶员控制意图是否正确，即是否能够执行，如果当前路况能够执行该控制意图，则结合该控制意图进行行为决策，即对当前自动驾驶控制逻辑进行刷新(重新进行路径规划、速度规划、最优路径选择等)，并根据刷新后的自动驾驶逻辑控制车辆进行行驶；如果当前路况不能执行该控制意图，就发出提醒信息，智能控制器会自主决策并发送正确的控制报文对车辆进行控制，从而保证车辆行车安全；所以本发明的人工驾驶模式是对自动驾驶模式的一种调整，与现有的人工驾驶模式是不一样的。

控制方法实施例：

本发明的自动驾驶车辆的控制方法，已在控制***实施例中进行了详细介绍，此处不再赘述。

Claims (10)

1.一种自动驾驶车辆的控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

1)在车辆驾驶过程中判断驾驶员的身份是否合法，判断驾驶员的姿态信息是否满足第一设定姿态，若驾驶员的身份合法且驾驶员的姿态信息满足第一设定姿态，则控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式；

2)在人工驾驶模式下，实时检测驾驶员的手势信息，根据驾驶员的手势信息确定驾驶员的控制意图；

3)根据车身周围情况和车辆运行参数判断驾驶员控制意图是否正确，若不正确，则按照自动驾驶控制逻辑进行车辆控制，若正确，则结合驾驶员的控制意图进行车辆控制。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的控制方法，其特征在于，在人工驾驶模式下，判断驾驶员的姿态信息是否满足第二设定姿态，若满足，则控制车辆退出人工驾驶模式，切换到自动驾驶模式。

3.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的控制方法，其特征在于，所述步骤1)中当控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式时，还进行语音播报提醒。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的控制方法，其特征在于，所述第一设定姿态包括驾驶员目光注视前方和驾驶员手势是人工驾驶形态。

5.根据权利要求2所述的自动驾驶车辆的控制方法，其特征在于，所述第二设定姿态为驾驶员目光未注视前方超过第一设定时间、驾驶员手势是非人工驾驶形态超过第二设定时间或者驾驶员手势是退出人工驾驶手势。

6.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的控制方法，其特征在于，若驾驶员的身份不合法，则判断车辆是否为人工驾驶模式，若是人工驾驶模式，且在超过第三设定时间后驾驶员的身份仍不合法，则控制车辆退出人工驾驶模式，切换到自动驾驶模式。

7.一种自动驾驶车辆的控制***，其特征在于，该控制***包括智能控制器、用于设置在驾驶员位置正前方中控台上的人脸识别装置和用于设置在驾驶员座位上方的手势识别装置，所述人脸识别装置用于识别驾驶员的身份和目光注视方向，所述手势识别装置用于识别驾驶员的手势信息，所述智能控制器中运行有自动驾驶控制逻辑，所述智能控制器还用于：在车辆驾驶过程中判断驾驶员的身份是否合法，判断驾驶员的姿态信息是否满足第一设定姿态，并在驾驶员的身份合法且驾驶员的姿态信息满足第一设定姿态时，控制车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式；在人工驾驶模式下，根据驾驶员的手势信息确定驾驶员的控制意图；根据车身周围情况和车辆运行参数判断驾驶员控制意图是否正确，若不正确，则按照自动驾驶控制逻辑进行车辆控制，若正确，则结合驾驶员的控制意图进行车辆控制。

8.根据权利要求7所述的自动驾驶车辆的控制***，其特征在于，所述智能控制器还用于在人工驾驶模式下，判断驾驶员的姿态信息是否满足第二设定姿态，若满足，则控制车辆退出人工驾驶模式，切换到自动驾驶模式。

9.根据权利要求7所述的自动驾驶车辆的控制***，其特征在于，所述控制***还包括语音播放器，用于在车辆由自动驾驶模式切换到人工驾驶模式时进行语音播报提醒。

10.根据权利要求7所述的自动驾驶车辆的控制***，其特征在于，所述人脸识别装置为双目相机，所述手势识别装置为单目相机。

Images