CN114604252A - 基于自主和半自主驾驶***的情境信息的对速度限制的间接验证 - Google Patents

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Abstract

本文档描述了用于基于自主和半自主驾驶***的情境信息间接验证速度限制的技术和***。除了相机***之外，所描述的技术和***还使用其他传感器和次级因素来提高检测发布的速度限制的准确度和可信度。例如，相机***捕获直接指示速度限制的图像或其他数据。还获得道路的情境信息或附近交通工具的情境信息并将其用于确定对速度限制的至少一个间接指示。通过将相应的权重应用于对速度限制的直接指示和间接指示来标识复合速度限制。所描述的***和技术从而能够基于复合速度限制来控制交通工具。以此方式，所描述的***和技术可以验证速度限制，以使自主和半自主驾驶***更安全。

Description

基于自主和半自主驾驶***的情境信息的对速度限制的间接 验证
背景技术
自主和半自主驾驶***可以使用相机***来检测发布的(posted)速度限制或建议的速度，以用于控制交通工具加速和制动。然而，这种相机***容易误解交通标志。例如，即使是由于天气、涂鸦或其他原因导致的交通标志的细微变化，也可能引入相机***的错误(例如，通过将发布的“35”英里每小时(mph)速度限制错误标识为是发布“85”mph区的开始)。对发布的速度限制的错误标识可能导致不舒服且不安全的驾驶，可能导致撞车。
发明内容
本文档描述了基于自主和半自主驾驶***的情境(contextual)信息间接验证速度限制的技术和***。除了相机***之外，所描述的技术和***还使用其他传感器和次级因素来提高检测发布的速度限制的准确度和可信度。例如，相机***捕获提供速度限制的直接指示的图像或其他数据。所描述的***和技术使用至少一个附加传感器来标识道路的情境信息或附近交通工具的情境信息。基于情境信息确定对速度限制的至少一个间接指示。对速度限制的间接指示可用于验证对速度限制的直接指示。还可以通过将相应的权重应用于对速度限制的直接指示和间接指示来标识复合速度限制。所描述的***和技术从而实现基于对速度限制的直接指示的验证或复合速度限制对交通工具进行控制。以此方式，所描述的***和技术验证对速度限制的指示，以使自主和半自主驾驶***更安全。
本文档还描述了由本文阐述的以上总结的技术和***执行的方法，以及用于执行这些方法的装置。
本发明内容介绍了与基于自主和半自主驾驶***的情境信息间接验证速度限制相关的简化概念，在具体实施方式和附图中进一步描述了所述简化概念。本发明内容并非旨在标识出要求保护的主题的必要特征，也并非旨在用于确定要求保护的主题的范围。
附图说明
在本文档中参考以下附图描述了基于自主和半自主驾驶***的情境信息间接验证速度限制的一个或多个方面的细节。贯穿附图通常使用相同的数字来引用相似的特征和部件：
图1示出了在其中速度确定模块可以基于交通工具的自主和半自主驾驶***的情境信息间接验证速度限制的示例环境；
图2示出了速度确定模块的示例配置，该速度确定模块可以基于自主和半自主驾驶***的情境信息间接验证速度限制；
图3示出了用于间接验证对速度限制的直接指示或标识用于驾驶***的复合速度限制的速度确定模块的示例流程图；
图4示出了基于区域政策关联基于相机的速度限制的示例流程图；
图5示出了基于附近交通工具确定基于交通的速度限制的示例流程图；
图6示出了基于地图信息和道路设计指南确定对速度限制的间接指示的示例流程图；
图7示出了基于对速度限制或复合速度限制的先前直接指示来确定预期速度限制范围的示例流程图；
图8示出了以基于相机的速度限制和基于情境的速度限制为基础来确定复合速度限制的示例流程图；以及
图9示出了验证速度限制以及标识用于自主和半自主驾驶***的复合速度限制的示例方法。
具体实施方式
概述
对速度限制或建议速度的准确标识是自主和半自主驾驶***的基本任务。如上所述，自主和半自主驾驶***可以使用相机***来提供对发布的速度限制或建议的速度的直接指示，所述发布的速度限制或建议的速度用于控制交通工具速度。
研究表明，自主和半自主驾驶***容易受到伪造、更改或损坏的交通标志的影响。特别是，相机***可能会误解交通标志并使用不正确的值来控制交通工具。例如，相机***经常错误标识带有涂鸦、孔洞、贴纸或其他细微变化的标志。例如，错误可由覆盖大部分或全部交通标志的材料(例如胶带、垃圾、雪、泥土、碎屑)引起，从而导致错误地解释或错过速度限制。
此类错误会导致不舒服的驾驶甚至是不安全的驾驶。考虑胶带被粘贴到35-mph速度限制交通标志的一部分的示例。如果相机***将速度限制标识为85mph，则交通工具将开始加速并以远高于速度限制的速度行驶。除了让驾驶员和乘客感到不舒服之外，这样的驾驶也可能是灾难性的并导致事故。
一些自主和半自主驾驶***使用位置数据(例如，全球定位***(GPS)数据)来从地图或数据库中确定速度限制。位置数据可能并不总是可用或准确的，因此速度限制可能无法确定。在其他情况下，地图或数据库可能不是最新的(例如，由于施工区域或道路变化的临时速度限制)或可能没有考虑有条件的速度限制(例如，基于交通的速度限制、基于条件的速度限制)。
相比之下，本文档描述了基于自主和半自主驾驶***的情境信息间接验证速度限制的技术和***。将来自相机***的对速度限制的直接指示与来自其他传感器和情境信息的源的数据进行比较。例如，***可以使用其他传感器和情境信息的源(而不仅仅是相机或其他视觉传感器)，以验证和提高对速度限制的直接指示的准确度。情境信息的源可以包括道路设计指南、区域速度限制政策、以及附近的交通信息。***可以使用来自这些源的情境信息来确定对速度限制的间接指示并验证由相机直接指示的速度限制的准确度。通过这种方式，所描述的***和技术可以以高的准确度和高的置信度检测发布的速度限制，这可以使自主和半自主驾驶***更安全。
该示例只是所描述的用于基于自主和半自主驾驶***的情境信息来间接验证速度限制的技术和***的一个示例。本文档描述了其他的示例和实现。
图1示出了在其中速度确定模块114可以基于交通工具102的自主和半自主驾驶***的情境信息间接验证速度限制的示例环境100。交通工具102可在道路118上行驶。
尽管示出为汽车，但交通工具102可表示其他类型的机动交通工具(例如，摩托车、公共汽车、牵引车、半挂车卡车、或者施工装备)。通常，制造商可以在可在道路118上行驶的任何移动平台中使用速度确定模块114。
交通工具102包括安装在交通工具102前部上或附近的相机***104。相机***104可以拍摄道路118的摄影图像或视频，以及在道路118旁边、道路118上或道路118上方的任何交通标志120。交通标志120可以提供对速度限制、建议的速度(例如，针对道路118中的弯道)或临时速度限制(例如，针对施工区)的直接指示。在其他实现中，相机***104的一部分可以被安装到交通工具102的后视镜中以具有道路118的视场。在其他实现中，相机***104可从交通工具102的任何外表面投射视场。例如，交通工具制造商可将相机***104的至少一部分集成到侧视镜、保险杠、车顶或其中视场包括道路118的任何其他内部或外部位置。通常，交通工具制造商可以设计相机***104的位置，以提供充分包括交通工具102可正行驶于其上的道路118以及道路118旁边的交通标志120的仪器视场。
交通工具102还包括一个或多个传感器106，以将输入数据提供给一个或多个处理器110。来自传感器106的输入数据可用于确定对速度限制的间接指示。传感器106可包括雷达***、定位***(例如，全球定位***(GPS))、激光雷达***、或者它们的任何组合。雷达***或激光雷达***可使用电磁信号来检测道路118中的对象。当交通工具102正在道路118上行驶时，定位***(诸如GPS)可以通过接收从定位***获得的信号来确定交通工具102的位置。
交通工具102还包括通信设备108、一个或多个处理器110和计算机可读存储介质(CRM)112。通信设备108可以是用于发射和接收RF信号的射频(RF)收发器。收发器可以包括一个或多个发射器和接收器，所述一个或多个发射器和接收器一起并入同一集成电路(例如，收发器集成电路)上或分开地并入不同的集成电路上。通信设备108可用于与远程计算设备(例如，提供导航信息或区域速度限制信息的服务器或计算***)、附近的结构(例如，施工区交通标志、交通灯、学校区交通标志)、或附近的交通工具通信。例如，交通工具102可以使用通信设备108来使用交通工具对交通工具(V2V)通信与附近的交通工具无线地交换信息。交通工具102可以使用V2V通信来获得附近交通工具的速度、位置和航向(heading)。类似地，交通工具102可以使用通信设备108来从附近的交通标志或结构无线地接收信息，所述信息用于指示临时的速度限制、交通拥堵、或其他交通相关信息。
通信设备108可以包括传感器接口和驾驶***接口。例如，当速度确定模块114的个体部件集成在交通工具102内时，传感器接口和驾驶***接口可以通过交通工具102的通信总线发射数据。
处理器110可为微处理器或计算设备的片上***。处理器110执行存储在CRM 112内的计算机可执行指令。作为示例，处理器110可以执行速度确定模块114以验证对速度限制的直接指示或确定道路118的复合速度限制。
处理器110可以经由传感器106或相机***104接收数据作为给速度确定模块114的输入。作为示例，处理器110可以从相机***104接收图像数据或视频数据。类似地，处理器110可以向一个或多个传感器106或相机***104发送配置数据或请求。处理器110还可以执行速度确定模块114，以验证对速度限制的直接指示或确定复合速度限制并将其作为输入提供给一个或多个驾驶***116。
CRM 112可为交通工具102提供可执行指令(例如，固件、恢复固件、软件、应用、模块、程序、功能)和数据(例如，用户数据、操作数据)的持久性和非持久性存储，以支持对可执行指令的执行。例如，CRM 112包括在由处理器110执行时执行速度确定模块114的指令。CRM 112的示例包括易失性存储器和非易失性存储器、固定媒体设备和可移动媒体设备、以及维持可执行指令和支持数据的任何合适的存储设备或电子数据存储。CRM 112可以包括以下各项的各种实现：随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、非易失性RAM(NVRAM)、只读存储器(ROM)、闪存、和在各种存储器设备配置中的其他存储存储器类型。CRM 112不包括传播信号。CRM 112可以是固态驱动器(SSD)或硬盘驱动器(HDD)。
速度确定模块114可以验证对速度限制的直接指示或确定交通工具102的复合速度限制。如本文所使用的，“复合速度限制”将基于来自传感器106和其他源的数据和情境信息确定的速度限制与来自相机***104的发布速度限制的直接指示相结合。以此方式，速度确定模块114可以使用来自相机***104和传感器106的数据以及情境信息来验证和改进其对道路118的速度限制的确定。将参照图2-图9更详细地描述速度确定模块114的操作和功能。
交通工具102还包括使用来自相机***104和速度确定模块114的数据的驾驶***116。驾驶***116可以包括自主和半自主驾驶***。通常，驾驶***116使用由速度确定模块114提供的对速度限制的直接指示或复合速度限制来控制交通工具102的速度和操作。例如，半自动驾驶***可以提供自动巡航控制，并基于对速度限制的直接指示或复合速度限制来适应调整(adapt)交通工具的速度。作为另一示例，当交通工具102超过对速度限制的直接指示或复合速度限制时，半自主驾驶***可以提供警报。
自主驾驶***可以基于对速度限制的直接指示或复合速度限制来控制交通工具102的操作，同时避免与由交通工具102上的其他***(例如，雷达***、激光雷达***)检测到的对象发生碰撞。控制交通工具102的操作可以包括通过如下方式来控制交通工具102：加速、制动、换档、使灯闪烁、启用喇叭、启用危险信号或转向信号、或以其他方式控制交通工具102以安全地在道路118上航行。由速度确定模块114提供的复合速度限制可提供针对道路118的经验证的速度限制，但也可在速度限制不能被验证时向驾驶员提供警报。
图2示出了速度确定模块114的示例配置，速度确定模块114可以基于自主驾驶***210或半自主驾驶***212的情境信息间接地验证速度限制。如参照图1所描述的，交通工具102可以包括相机***104、传感器106、通信设备108、处理器110、CRM 112、和驾驶***116。
传感器106可以包括位置传感器202和一个或多个距离和距离变化率(range-rate)传感器204。例如，位置传感器202可以包括如上所提及的可以确定交通工具102的位置的定位***。例如，速度确定模块114可以使用来自位置传感器202的位置数据来从地图数据206或情境信息208(例如，针对交通工具102的位置的区域政策)中查找道路118的速度限制。地图数据206和情境信息208被存储在CRM 112中。在一些实现中，地图数据206或情境信息208被存储在在线数据库中或远程计算设备上，并且处理器110可以经由通信设备108下载地图数据206或情境信息208。
距离和距离变化率传感器204可以例如包括雷达***、激光雷达***、或它们的组合。雷达***或激光雷达***可以使用电磁信号来检测道路118上的对象(例如，其他交通工具)。来自距离和距离变化率传感器204的数据可以向速度确定模块114提供直接输入。例如，距离和距离变化率传感器204可以确定交通工具102前方的交通工具或在与交通工具102相同的方向行驶的附近交通工具的行驶速度。如参照图5所描述的，速度确定模块114可以使用其他交通工具的行驶速度来验证由相机***检测到的速度限制并提供复合速度限制。
地图数据206可以提供区域中行驶路线(例如，公路、高速公路、街道、道路)的地图以及针对各种路线的发布的速度限制。情境信息208可以包括针对速度限制的区域指南。例如，美国的许多道路都受到用于确定最大速度限制的联邦和州指南的约束。在夏威夷，最大速度限制为60mph。结果，速度确定模块114可以确定由相机***104在夏威夷的道路上检测到的70mph的速度限制是错误的。
交通工具102还包括至少一个驾驶***116，诸如自主驾驶***210或半自主驾驶***212，所述至少一个驾驶***116依赖来自速度确定模块114的数据来控制交通工具102的操作(例如，设置驾驶速度)。通常，驾驶***116使用由速度确定模块114和传感器106提供的数据来控制交通工具的操作并执行某些功能。例如，半自主驾驶***212可以提供自适应巡航控制，并将交通工具102的行驶速度设置为不高于由速度确定模块114输出的速度限制。在该示例中，来自速度确定模块114的数据指示速度限制并且可以设置最大行驶速度。
自主驾驶***210可以将交通工具102导航到特定目的地，同时遵守如由速度确定模块114间接验证的沿道路118的速度限制。由速度确定模块114提供的速度限制数据可以提供关于本地速度限制的信息，以使得自主驾驶***210能够调整交通工具102的速度。
图3示出了速度确定模块114用于间接验证对速度限制的直接指示或标识用于驾驶***116的复合速度限制322的示例流程图300。流程图300示出了图1和图2的速度确定模块114的示例操作。在一些实现中，速度确定模块114可以包括更少的操作或额外的操作。
如上所述，相机***104可以拍摄交通标志120的输入图像302。相机***104可以将输入图像302提供给图像处理器304。在一些实现中，图像处理器304可以使用深度神经网络来对被包含在输入图像302中的速度限制信息进行分类。具体地，图像处理器304可以处理输入图像302以提取交通标志120内的感兴趣区域。提取的感兴趣区域可以作为输入馈送给经预先训练的深度神经网络或机器学习模型，以对交通标志120进行分类并确定道路118的基于相机的速度限制306，这提供了对道路118的速度限制的直接指示。
位置传感器202可以确定指示道路118上的交通工具102的当前位置的交通工具102的位置数据308。基于位置数据308，速度确定模块114可以确定基于地图的速度限制310。基于地图的速度限制310是从CRM 112中的地图获得的，该地图包括道路118的速度限制信息。位置数据308还可用于基于该位置的区域指南来标识道路特征速度限制312。参照图6更详细地描述道路特征速度限制312的确定。
速度确定模块114还可以使用位置数据308来关联基于相机的速度限制306。具体地，速度确定模块114可以使用位置数据308来查找针对道路118的区域政策并且确定基于相机的速度限制306是否符合区域政策。参照图4更详细地描述速度确定模块114的关联过程。
速度确定模块114可以从距离和距离变化率传感器204获得距离和距离变化率数据314。如上所描述的，距离和距离变化率传感器204可以包括雷达或激光雷达***。速度确定模块114经由使用通信设备108的V2V通信也可以获得针对附近交通工具的交通数据316。距离和距离变化率数据314以及交通数据316可用于生成一个或多个基于交通的速度限制318。基于交通的速度限制318考虑了前方交通工具、附近交通工具、或它们的组合的行驶速度。参照图5更详细地描述了基于交通的速度限制318的确定。
使用对速度限制的间接指示(例如，基于地图的速度限制310、道路特征速度限制312、和基于交通的速度限制318)，速度确定模块114的验证模块320可以验证基于相机的速度限制306或标识复合速度限制322。验证模块320还可对照先前确定的复合速度限制来验证复合速度限制322。验证模块320随后可以向驾驶***116的速度控制模块324提供复合速度限制322。速度控制模块324可以通过控制交通工具102的加速或制动来控制交通工具102的速度不大于复合速度限制322或在复合速度限制322的一定量内。
以这种方式，所描述的***和技术可以通过利用从传感器数据直接可用或间接可用的情境信息阵列，来降低误解交通标志120的可能性。使用情境信息来补充对速度限制的直接指示，使得被提供给驾驶***116的复合速度限制322更稳健并且更可能是正确的。
图4示出了基于区域政策关联基于相机的速度限制306的示例流程图400。流程图400示出了图1至图3的速度确定模块114的示例操作。在一些实现中，速度确定模块114可以包括更少或额外的操作来关联基于相机的速度限制306。
在402处，速度确定模块114确定交通工具102的位置数据308是否是可用的。如上所述，位置传感器202可以提供位置数据308。在一些实现中，速度确定模块114可以使用通信设备108来确定来自使用V2V通信的附近交通工具或路边设备的位置数据308。
如果当前没有位置数据可用，则在404处，速度确定模块114基于交通工具102的最后已知位置、航位推算、或它们的组合来估计交通工具102的位置。为了关联基于相机的速度限制306，交通工具102的估计位置可能是足够的。不要求精确的位置来获得针对道路118的速度限制的相关区域政策。
在406处，速度确定模块114基于针对交通工具位置的区域政策来获得区域批准的速度限制。速度确定模块114可以使用估计的或精确的位置来标识适当的区域政策。例如，基于估计的或精确的位置，速度确定模块114可以从针对该位置的联邦和州指南中标识最大速度限制。区域指南通常是公共信息。工程师或制造商可将区域政策预加载到CRM 112或速度确定模块114中。在其他实现中，速度确定模块114或交通工具102的另一部件可从中央数据库下载区域政策。以交通工具正在爱达荷州的公路上行驶为例。爱达荷州的最大速度限制为80mph。
在408处，速度确定模块114确定基于相机的速度限制306是否与区域政策相关。考虑在爱达荷州的公路上行驶的交通工具102的先前示例。速度确定模块114可以将基于相机的速度限制306与爱达荷州政策进行比较。
在410处，如果速度确定模块114确定基于相机的速度限制306与区域政策不相关，则速度确定模块114可以确定交通工具是否正在临时速度限制区中行驶。临时速度限制区可以包括施工区、基于交通的速度限制、基于天气的速度限制、或一些其他临时速度限制。速度确定模块114可以使用相机***104来确定交通工具是否正在临时速度限制区行驶。作为一个示例，相机***104可以检测交通工具102正在爱达荷州公路上的施工区中以55mph的临时速度限制行驶。速度确定模块114还可以使用通信设备108从附近的交通标志或结构获得指示临时速度限制的信息。
在412处，速度确定模块114响应于确定基于相机的速度限制306与区域政策相关(在操作408处)或交通工具正在临时速度限制区中行驶(在操作410处)，而标识出相关的速度限制412。
在标识出相关的速度限制412或确定交通工具102未在临时速度限制区中行驶(在操作410处)之后，速度确定模块114进行到操作“A”，操作“A”参照图5被描述。如果速度确定模块114确定交通工具102未在临时速度限制区中行驶，则速度确定模块也可以脱离自主驾驶***210或半自主驾驶***212。
图5示出了基于附近交通工具确定基于交通的速度限制的示例流程图500。具体地，流程图500示出了用于基于附近交通工具的行驶速度来确定基于相邻交通工具的速度限制506和基于前方交通工具的速度限制512的操作。流程图500示出了图1至图3的速度确定模块114的示例操作。在一些实现中，速度确定模块114可以包括更少或额外的操作来确定基于交通的速度限制。
速度确定模块114开始于上面参照图4讨论的操作“A”。在502处，速度确定模块114可以使用传感器106(例如，距离和距离变化率传感器204)、相机***104、或V2V通信来确定交通工具是否正在交通工具102的相邻车道中行驶。例如，交通工具102可以使用雷达、激光雷达、相机或其他传感器来确定在相邻交通车道中是否有交通工具正以与交通工具102相同的方向行驶。传感器可以安装在交通工具102的前部、后部或侧面，具有允许交通工具102检测相邻车道中的交通工具的视场。
在504处，如果在相邻车道中检测到交通工具，则速度确定模块114确定相邻车道是否受到车道特定的速度限制的约束。速度确定模块114可以使用来自相机***104的数据来确定相邻车道是否受到车道特定的速度限制的约束。例如，公路的左侧车道具有80-mph的速度限制，而右侧车道具有70-mph的速度限制。作为另一示例，相邻交通工具可受到不同速度限制的约束。一些公路对卡车、牵引拖车、和牵引另一交通工具的交通工具具有不同的速度限制。在这种情况下，速度确定模块114可以基于相邻交通工具受到不同的(例如，较低的)速度限制的约束，来确定相邻交通工具受到不同速度限制的约束。
如果相邻交通工具不受到车道特定的速度限制的约束，则速度确定模块114推断基于相邻交通工具的速度限制506。速度确定模块114可以使用雷达或激光雷达传感器来确定相邻车道中的附近交通工具的行驶速度。速度确定模块114还可以使用由附近交通工具传达的V2V信息来确定它们的行驶速度。基于附近交通工具的行驶速度，速度确定模块114推断基于相邻交通工具的速度限制506。
如果相邻交通工具受到车道特定的速度限制的约束，则速度确定模块114不考虑相邻交通工具速度来推断速度限制。以此方式，速度确定模块114避免使用适用于不同车道或不同类型的交通工具的速度限制来推断针对交通工具102的速度限制。
在508处，速度确定模块114确定另一交通工具是否正在交通工具102前方在同一交通车道中行驶(例如，“前方交通工具”)。类似于检测潜在的相邻交通工具，速度确定模块114可以使用雷达、激光雷达、相机、或其他传感器来检测前方交通工具。
在510处，速度确定模块114获得前方交通工具的距离和距离变化率数据。速度确定模块114可以使用雷达、激光雷达、或相机传感器来确定距离和距离变化率数据314。具体地，距离数据可以标识交通工具102和前方交通工具之间的距离。距离变化率数据可以标识前方交通工具的行驶速度。在另一实现中，速度确定模块114可以使用来自前方交通工具的V2V信息来标识或验证前方交通工具的距离和距离变化率数据314。使用距离和距离变化率数据314，速度确定模块114可以推断基于前方交通工具的速度限制512。
如果没有检测到前方交通工具或在确定基于前方交通工具的速度限制512之后，速度确定模块114进行到操作“B”，操作“B”将在下面参照图6被描述。
图6示出了基于地图信息和道路设计指南确定对速度限制的间接指示的示例流程图600。具体地，流程图600示出了用于基于位置数据308和道路设计指南来确定基于地图的速度限制310和道路特征速度限制312的操作。流程图600示出了图1至图3的速度确定模块114的示例操作。在一些实现中，速度确定模块114可以包括更少或额外的操作来确定基于地图的速度限制310和道路特征速度限制312。
在602处，速度确定模块114确定道路118的地图数据是否是可用的。地图数据可以被存储在交通工具102的CRM 112中或可以被远程地存储并经由通信设备108访问。如果道路118的地图数据不可用，则速度确定模块114进行到操作“C”，操作“C”参照图7被描述。
如果道路118的地图数据是可用的，则速度确定模块114标识道路118的基于地图的速度限制310。速度确定模块114还可以使用地图数据来访问道路118的特性信息。如下所述，速度确定模块114可以使用查找表基于道路118的特性来确定道路特征速度限制312。
在604处，速度确定模块114获得道路118的道路类别信息。道路类别信息可以包括道路118是主干路、次干路、还是地方道路。主干路的速度限制通常高于次干路的速度限制，并且次干路的速度限制通常高于地方道路的速度限制。道路类别信息还可以标识主干路或次干路是主要道路还是次要道路。主要道路的速度限制通常高于次要道路的速度限制。例如，来自美国联邦公路管理局(FHA)报告的道路设计指南建议城市区域中的经划分的主要主干路具有55mph的速度限制。(参见例如用于设置速度限制的方法和实践：信息报告(Methods and Practices for Setting Speed Limits:An Informational Report)，可在https://safety.fhwa.dot.gov/speedmgt/ref_mats/fhwasa12004/处获得)。相比之下，FHA建议城市区域中的经划分的主要次干路具有50mph的速度限制，而城市区域内的地方道路具有30mph的速度限制。作为另一示例，FHA建议城市区域中的经划分的次要主干路具有50mph的速度限制。下面在表1中提供了基于道路特性信息的其他示例速度限制。
在606处，速度确定模块114获得道路118的土地类型信息。土地类型信息可以包括道路118是在城市区域还是农村区域。农村道路的速度限制通常高于城市道路的速度限制。例如，FHA建议农村区域中未划分的主要主干路具有55mph的速度限制。相比之下，FHA建议城市区域中未划分的主要主干路具有50mph的速度限制。
在608处，速度确定模块114获得道路118的道路类型信息。道路类型信息可以包括道路118是经划分的道路还是未划分的道路。经划分的道路的速度限制通常高于未划分的道路的速度限制。例如，FHA建议城市区域中的经划分的主要主干路具有55mph的速度限制。相比之下，FHA建议城市区域中的未划分的主要主干路具有50mph的速度限制。
在610处，速度确定模块114获得道路118的车道信息。车道信息可以包括：道路118在每个方向上是包括单个车道还是多个车道。对于城市道路，车道信息可能不会影响建议的速度限制。在农村地区，多车道道路的速度限制通常高于单车道道路的速度限制。例如，FHA报告建议农村区域中的单车道经划分的主要主干路具有60mph的速度限制。相比之下，FHA建议农村区域中的多车道、经划分的主要主干路的速度限制为70mph。
速度确定模块114可以使用道路特性信息来从道路设计指南中标识建议的速度限制。例如，速度确定模块114可以使用在FHA中报告的值来查找道路特征速度限制312。下面的表1提供了基于道路特性信息的示例建议速度限制。
在标识出道路特征速度限制312之后，速度确定模块114进行到操作“C”，操作“C”参照图7被描述。
表1
Figure BDA0003399999510000141
图7示出了基于对速度限制的先前直接指示或复合速度限制来确定预期速度限制范围704的示例流程图700。流程图700示出了图1至图3的速度确定模块114的示例操作。在一些实现中，速度确定模块114可以包括更少或额外的操作来确定预期速度限制范围704。
在702处，速度确定模块114获得先前确定的复合速度限制或对速度限制的先前直接指示。例如，先前的复合速度限制或对速度限制的直接指示可以被存储在CRM 112中。由于复合速度限制是由速度确定模块114根据所描述的***和技术确定的，所以速度确定模块114可以将该复合速度限制存储在CRM 112的注册表或数据库中。类似地，当对速度限制的直接指示是由速度确定模块114基于情境信息来验证的时，速度确定模块114可以将所述对速度限制的直接指示存储在注册表或数据库中。速度确定模块114还可以存储交通工具的位置、道路名称、或类似信息以将速度限制与道路118相关联。
速度确定模块114可以将复合速度限制或对速度限制的直接指示与为沿道路118的先前位置确定的复合速度限制或对速度限制的直接指示进行比较。该比较提供了合理性检查，以确保推断的速度限制在短距离内没有剧烈变化。例如，FHA报告建议在通往城市和其他人口稠密区域的道路上设置分级区域，以逐步降低速度限制。两个相邻区之间的速度限制的变化通常不超过15mph，以为了安全而避免过于突然的变化。根据先前的复合速度限制，速度确定模块114可以计算预期值的范围(例如，先前的速度限制减去15mph以及增加15mph)。
图8图示了用于确定复合速度限制322的示例流程图800。具体地，流程图800示出了用于确定复合速度限制322并验证它在预期速度限制范围704内的操作。流程图800示出了图3的验证模块320的示例操作。在一些实现中，验证模块320可以包括更少的操作或额外的操作。
在802处，验证模块320将加权算法应用于相关的速度限制412、基于相邻交通工具的速度限制506、基于前方交通工具的速度限制512、基于地图的速度限制310、和道路特征速度限制312。加权算法可以将线性权重应用于每个输入值以确定复合速度限制322。线性权重的总和通常为1。工程师可以将线性权重设置为具有相等的值，或者可以将这些值设置成向某些输入提供更重的权重。在其他实现中，非线性权重可以应用于各输入速度限制。
在804处，验证模块320确定复合速度限制322是否在预期速度限制范围704内。在806处，如果复合速度限制322在预期速度限制范围704内，则验证模块320向驾驶***116或速度控制模块324提供复合速度限制322。
在808处，如果复合速度限制322不在预期速度限制范围704内，则验证模块320警告驾驶员。警报可以包括在确定当前速度限制时存在误解或困难的消息。警报还可以包括提示驾驶员设置速度限制。在该场景中，验证模块320还可以中断交通工具的自主或半自主操作。
图9示出了用于验证针对自主和半自主驾驶***的速度限制以及标识针对自主和半自主驾驶***的复合速度限制的示例方法900。方法900被示出为被执行的多组操作(或动作)，但不必限于在本文中示出操作的次序或组合。此外，操作中的一个或多个操作中的任一者可以被重复、被组合或被重组以提供其他方法。在以下讨论的各部分中，可以参考图1的环境100以及图1至图8中详述的实体，仅出于示例对它们作出参考。该技术不限于由一个实体或多个实体执行。
在902处，交通工具的相机***获得对交通工具正行驶于其上的道路的速度限制的直接指示。例如，交通工具102的相机***104获得交通工具102正行驶于其上的道路118的基于相机的速度限制306。对发布的速度限制的直接指示可以包括：交通标志120的图像、或由相机***104用于标识发布的速度限制的对交通标志120的图像的处理。参照图1和图3描述相机***104的示例操作。
在904处，交通工具的至少一个附加传感器获得道路的或道路上的附近交通工具的情境信息。例如，传感器106或通信设备108获得道路118的或道路118上的附近交通工具的情境信息。情境信息可以包括前方交通工具的速度、相邻车道中的附近交通工具的速度、区域速度限制政策、和道路设计指南。参照图5至图7描述由传感器106获得的情境信息的示例。
在906处，交通工具的处理器基于情境信息确定对道路的速度限制的至少一个间接指示。例如，处理器110执行速度确定模块114以确定对道路118的速度限制的至少一个间接指示。对速度限制的间接指示可以包括相关的速度限制412、基于相邻交通工具的速度限制506、基于前方交通工具的速度限制512、基于地图的速度限制310、和道路特征速度限制312。参照图5至图7描述了用于确定对速度限制的至少一个间接指示的操作的示例。
在908处，处理器确定对速度限制的直接指示是否与对速度限制的间接指示一致。例如，处理器110执行速度确定模块114以确定基于相机的速度限制306是否与以下各项一致：区域批准值、基于相邻交通工具的速度限制506、基于前方交通工具的速度限制512、基于地图的速度限制310、道路特征速度限制312、或它们的组合。
在910处，处理器通过将相应的权重应用于对发布的速度限制的直接指示和对速度限制的至少一个间接指示，来计算复合速度限制。相应的权重总和可以为1。例如，处理器110执行验证模块320，以通过将相应权重应用于基于相机的速度限制306和对速度限制的至少一个间接指示来计算复合速度限制322。参照图8描述了用于计算复合速度限制322的操作的示例。
在910处，处理器基于对速度限制的直接指示或复合速度限制来控制交通工具。例如，处理器110使驾驶***116或速度控制模块324基于复合速度限制322来控制交通工具102。作为另一示例，处理器110响应于确定对速度限制的直接指示与对速度限制的间接指示一致，而使驾驶***116或速度控制模块324基于对速度限制的直接指示来控制交通工具102。
示例
在以下部分中，提供了示例。
示例1：一种方法，包括：从交通工具的相机***获得对交通工具正行驶于其上的道路的速度限制的直接指示；从交通工具的至少一个附加传感器获得道路的情境信息或道路上的附近交通工具的情境信息；由交通工具的处理器并基于情境信息确定对道路的速度限制的至少一个间接指示；由处理器确定对速度限制的直接指示是否与对速度限制的间接指示一致；以及响应于确定对速度限制的直接指示与对速度限制的间接指示一致，而由处理器基于对速度限制的直接指示来控制交通工具。
示例2：示例1的方法，所述方法进一步包括：由处理器通过将相应的权重应用于对速度限制的直接指示和对速度限制的至少一个间接指示，来计算复合速度限制；以及由处理器基于复合速度限制来控制交通工具。
示例3：示例2的方法，所述方法进一步包括：确定交通工具的位置；基于交通工具的位置获得区域速度限制政策；确定对速度限制的直接指示是否与区域速度限制政策一致；以及响应于确定对速度限制的直接指示与区域速度限制政策一致，而输出对速度限制的直接指示作为相关的速度限制，其中，通过将相应的权重应用于对速度限制的直接指示和对速度限制的至少一个间接指示来计算复合速度限制包括：通过将相应的权重应用于相关的速度限制和对速度限制的至少一个间接指示来计算复合速度限制。
示例4：示例3的方法，所述方法进一步包括：响应于确定对速度限制的直接指示与区域速度限制政策不一致，而确定交通工具是否处于临时速度限制区中；并且响应于确定交通工具处于临时速度限制区中，而输出对速度限制的直接指示作为相关的速度限制。
示例5：示例4的方法，所述方法进一步包括：响应于确定交通工具不处于临时速度限制区中，而解除交通工具的自主驾驶***或半自主驾驶***。
示例6：示例2至4中任一项的方法，该方法进一步包括：确定交通工具的位置；基于交通工具的位置获得道路的特性信息，该特性信息包括以下各项中的至少一项：道路类别、土地类型、道路类型、或道路的车道信息；以及基于道路的特性信息确定道路特征速度限制，道路特征速度限制包括：对速度限制的至少一个间接指示中的对速度限制的间接指示。
示例7：示例3至5中任一项的方法，其中获得交通工具的位置包括以下各项中的至少一项：从定位***获得交通工具的当前位置；或者从定位***获得交通工具的最后已知位置或者使用交通工具的最后已知位置估计交通工具的位置。
示例8：示例3至5中任一项的方法，其中区域速度限制政策被存储在交通工具的存储器中。
示例9：示例3至5中任一项的方法，其中区域速度限制政策是从远离交通工具定位的数据库中获得的。
示例10：示例2至9中任一项的方法，该方法进一步包括：确定是否存在正在相邻车道中行驶的另一交通工具；响应于确定另一交通工具正在相邻车道中行驶，确定另一交通工具是否没有受到不同速度限制的约束；以及响应于确定另一交通工具没有受到不同速度限制的约束，基于另一交通工具的速度确定基于相邻交通工具的速度限制，基于相邻交通工具的速度限制包括：对速度限制的至少一个间接指示中的对速度限制的间接指示。
示例11：示例2至10中任一项的方法，该方法进一步包括：确定是否存在与所述交通工具行驶在同一车道中的前方交通工具；响应于确定存在与所述交通工具行驶在同一车道中的前方交通工具，而获得该前方交通工具的距离和距离变化率数据；以及基于前方交通工具的速度确定基于前方交通工具的速度限制，基于前方交通工具的速度限制包括：对速度限制的至少一个间接指示中的对速度限制的间接指示。
示例12：示例2至11中任一项的方法，该方法进一步包括：获得针对道路的先前复合速度限制；基于先前复合速度限制，确定用于复合速度限制的预期速度限制范围；确定复合速度限制是否在预期速度限制范围内；以及响应于确定复合速度限制在预期速度限制范围内，而基于复合速度限制控制交通工具。
示例13：示例1至12中任一项的方法，其中通过半自主驾驶***或自主驾驶***操作交通工具。
示例14：一种***，包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成用于：从交通工具的相机***获得对交通工具正行驶于其上的道路的速度限制的直接指示；从交通工具的至少一个附加传感器获得道路的情境信息或道路上的附近交通工具的情境信息；由交通工具的处理器并基于情境信息确定对道路的速度限制的至少一个间接指示；由处理器确定对速度限制的直接指示是否与对速度限制的间接指示一致；以及响应于确定对速度限制的直接指示与对速度限制的间接指示一致，而由处理器基于对速度限制的直接指示来控制交通工具。
示例15：示例14的***，其中所述至少一个处理器被进一步配置成用于：由处理器通过将相应的权重应用于对速度限制的直接指示和对速度限制的至少一个间接指示，来计算复合速度限制；并且由处理器基于复合速度限制来控制交通工具。
示例16：示例15的***，其中所述至少一个处理器被进一步配置成用于：确定交通工具的位置；基于交通工具的位置获得区域速度限制政策；确定对速度限制的直接指示是否与区域速度限制政策一致；以及响应于确定对速度限制的直接指示与区域速度限制政策一致，而输出对速度限制的直接指示作为相关的速度限制，其中，通过将相应的权重应用于对速度限制的直接指示和对速度限制的至少一个间接指示来计算复合速度限制包括：通过将相应的权重应用于相关的速度限制和对速度限制的至少一个间接指示，来计算复合速度限制。
示例17：示例15或16的***，其中所述至少一个处理器被进一步配置成用于：确定交通工具的位置；基于交通工具的位置获得道路的特性信息，该特性信息包括以下各项中的至少一项：道路类别、土地类型、道路类型、或道路的车道信息；并且基于道路的特性信息确定道路特征速度限制，道路特征速度限制包括：对速度限制的至少一个间接指示中的对速度限制的间接指示。
示例18：示例15至17的***，其中所述至少一个处理器被进一步配置成用于：确定是否存在正在相邻车道中行驶的另一交通工具；响应于确定另一交通工具正在相邻车道中行驶，而确定另一交通工具是否没有受到不同速度限制的约束；并且响应于确定另一交通工具没有受到不同速度限制的约束，基于另一交通工具的速度确定基于相邻交通工具的速度限制，基于相邻交通工具的速度限制包括：对速度限制的至少一个间接指示中的对速度限制的间接指示。
示例19：示例15至18的***，其中所述至少一个处理器被进一步配置成用于：确定是否存在与所述交通工具行驶在同一车道中的前方交通工具；响应于确定存在与所述交通工具行驶在同一车道中的前方交通工具，而获得该前方交通工具的距离和距离变化率数据；并且基于前方交通工具的速度确定基于前方交通工具的速度限制，基于前方交通工具的速度限制包括：对速度限制的至少一个间接指示中的对速度限制的间接指示。
示例20：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括指令，所述指令在被执行时使***的至少一个处理器：从交通工具的相机***获得对交通工具正行驶于其上的道路的速度限制的直接指示；从交通工具的至少一个附加传感器获得道路的情境信息或道路上的附近交通工具的情境信息；基于情境信息，确定对道路的速度限制的至少一个间接指示；由处理器确定对速度限制的直接指示是否与对速度限制的间接指示一致；并且响应于确定对速度限制的直接指示与对速度限制的间接指示一致，而由处理器基于对速度限制的直接指示来控制交通工具。
结论
虽然在前述描述中描述并且在附图中示出了本公开的各种实施例，但应当理解，本公开不限于此，而是可以在接下来的权利要求的范围内以各种方式实施为实践。根据前述描述，将显而易见的是，可以做出各种更改而不偏离由接下来的权利要求所限定的本公开的精神和范围。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
从交通工具的相机***获得对所述交通工具正行驶于其上的道路的速度限制的直接指示；
从所述交通工具的至少一个附加传感器获得所述道路的情境信息或所述道路上的附近交通工具的情境信息；
由所述交通工具的处理器并基于所述情境信息来确定对所述道路的所述速度限制的至少一个间接指示；
由所述处理器确定对所述速度限制的所述直接指示是否与对所述速度限制的所述间接指示一致；以及
响应于确定对所述速度限制的所述直接指示与对所述速度限制的所述间接指示一致，而由所述处理器基于对所述速度限制的所述直接指示来控制所述交通工具。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
由所述处理器通过将相应的权重应用于对所述速度限制的所述直接指示和对所述速度限制的所述至少一个间接指示，来计算复合速度限制；以及
由所述处理器基于所述复合速度限制来控制所述交通工具。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
确定所述交通工具的位置；
基于所述交通工具的所述位置获得区域速度限制政策；
确定对所述速度限制的所述直接指示是否与所述区域速度限制政策一致；以及
响应于确定对所述速度限制的所述直接指示与所述区域速度限制政策一致，而输出对所述速度限制的所述直接指示作为相关的速度限制，
其中通过将所述相应的权重应用于对所述速度限制的所述直接指示和对所述速度限制的所述至少一个间接指示来计算所述复合速度限制包括：通过将所述相应的权重应用于所述相关的速度限制和对所述速度限制的所述至少一个间接指示，来计算所述复合速度限制。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
响应于确定对所述速度限制的所述直接指示与所述区域速度限制政策不一致，而确定所述交通工具是否处于临时速度限制区中；以及
响应于确定所述交通工具处于所述临时速度限制区中，而输出对所述速度限制的所述直接指示作为所述相关的速度限制。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
响应于确定所述交通工具不处于所述临时速度限制区中，而解除所述交通工具的自主驾驶***或半自主驾驶***。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
确定所述交通工具的位置；
基于所述交通工具的所述位置获得所述道路的特性信息，所述特性信息包括以下各项中的至少一项：道路类别、土地类型、道路类型、或所述道路的车道信息；以及
基于所述道路的所述特性信息确定道路特征速度限制，所述道路特征速度限制包括：对所述速度限制的所述至少一个间接指示中的对所述速度限制的间接指示。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，获得所述交通工具的所述位置包括以下各项中的至少一项：
从定位***获得所述交通工具的当前位置；或者
从定位***获得所述交通工具的最后已知位置或者使用所述交通工具的所述最后已知位置估计所述交通工具的所述位置。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述区域速度限制政策被存储在所述交通工具的存储器中。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述区域速度限制政策是从远离所述交通工具定位的数据库中获得的。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
确定是否存在正在相邻车道中行驶的另一交通工具；
响应于确定所述另一交通工具正在相邻车道中行驶，而确定所述另一交通工具是否没有受到不同速度限制的约束；以及
响应于确定所述另一交通工具没有受到所述不同速度限制的约束，而基于所述另一交通工具的速度确定基于相邻交通工具的速度限制，所述基于相邻交通工具的速度限制包括：对所述速度限制的所述至少一个间接指示中的对所述速度限制的间接指示。
11.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
确定是否存在与所述交通工具行驶在同一车道中的前方交通工具；
响应于确定存在与所述交通工具行驶在同一车道中的前方交通工具，而获得所述前方交通工具的距离和距离变化率数据；以及
基于所述前方交通工具的速度确定基于前方交通工具的速度限制，所述基于前方交通工具的速度限制包括：对所述速度限制的所述至少一个间接指示中的对所述速度限制的间接指示。
12.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
获得针对所述道路的先前复合速度限制；
基于所述先前复合速度限制，确定用于所述复合速度限制的预期速度限制范围；
确定所述复合速度限制是否在所述预期速度限制范围内；以及
响应于确定所述复合速度限制在所述预期速度限制范围内，而基于所述复合速度限制控制所述交通工具。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过半自主驾驶***或自主驾驶***操作所述交通工具。
14.一种***，包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置成用于：
从交通工具的相机***获得对所述交通工具正行驶于其上的道路的速度限制的直接指示；
从所述交通工具的至少一个附加传感器获得所述道路的情境信息或所述道路上的附近交通工具的情境信息；
由所述交通工具的处理器并基于所述情境信息确定对所述道路的所述速度限制的至少一个间接指示；
由所述处理器确定对所述速度限制的所述直接指示是否与对所述速度限制的所述间接指示一致；并且
响应于确定对所述速度限制的所述直接指示与对所述速度限制的所述间接指示一致，而由所述处理器基于对所述速度限制的所述直接指示来控制所述交通工具。
15.如权利要求14所述的***，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成用于：
由所述处理器通过将相应的权重应用于对所述速度限制的所述直接指示和对所述速度限制的所述至少一个间接指示，来计算复合速度限制；并且
由所述处理器基于所述复合速度限制来控制所述交通工具。
16.如权利要求15所述的***，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成用于：
确定所述交通工具的位置；
基于所述交通工具的所述位置获得区域速度限制政策；
确定对所述速度限制的所述直接指示是否与所述区域速度限制政策一致；并且
响应于确定对所述速度限制的所述直接指示与所述区域速度限制政策一致，而输出对所述速度限制的所述直接指示作为相关的速度限制，
其中通过将所述相应的权重应用于对所述速度限制的所述直接指示和对所述速度限制的所述至少一个间接指示来计算所述复合速度限制包括：通过将所述相应的权重应用于所述相关的速度限制和对所述速度限制的所述至少一个间接指示，来计算所述复合速度限制。
17.如权利要求15所述的***，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成用于：
确定所述交通工具的位置；
基于所述交通工具的所述位置获得所述道路的特性信息，所述特性信息包括以下各项中的至少一项：道路类别、土地类型、道路类型、或道路的车道信息；并且
基于所述道路的所述特性信息确定道路特征速度限制，所述道路特征速度限制包括：对所述速度限制的所述至少一个间接指示中的对所述速度限制的间接指示。
18.如权利要求15所述的***，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成用于：
确定是否存在正在相邻车道中行驶的另一交通工具；
响应于确定所述另一交通工具正在相邻车道中行驶，而确定所述另一交通工具是否没有受到不同速度限制的约束；并且
响应于确定所述另一交通工具没有受到所述不同速度限制的约束，而基于所述另一交通工具的速度确定基于相邻交通工具的速度限制，所述基于相邻交通工具的速度限制包括：对所述速度限制的所述至少一个间接指示中的对所述速度限制的间接指示。
19.如权利要求15所述的***，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成用于：
确定是否存在与所述交通工具行驶在同一车道中的前方交通工具；
响应于确定存在与所述交通工具行驶在同一车道中的前方交通工具，而获得所述前方交通工具的距离和距离变化率数据；并且
基于所述前方交通工具的速度确定基于前方交通工具的速度限制，所述基于前方交通工具的速度限制包括：对所述速度限制的所述至少一个间接指示中的对所述速度限制的间接指示。
20.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括指令，所述指令在被执行时使***的至少一个处理器：
从交通工具的相机***获得对所述交通工具正行驶于其上的道路的速度限制的直接指示；
从所述交通工具的至少一个附加传感器获得所述道路的情境信息或所述道路上的附近交通工具的情境信息；
基于所述情境信息，确定对所述道路的所述速度限制的至少一个间接指示；
由所述处理器确定对所述速度限制的所述直接指示是否与对所述速度限制的所述间接指示一致；并且
响应于确定对所述速度限制的所述直接指示与对所述速度限制的所述间接指示一致，而由所述处理器基于对所述速度限制的所述直接指示来控制所述交通工具。
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