CN116788259A - 松手特征检测 - Google Patents
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Abstract
一种松手特征检测的***和方法可以包括将独特正弦马达命令施加到车辆的EPS或方向盘致动器,并且监视该独特正弦马达命令的衰减以确定用户的手是在车辆的方向盘上还是离开方向盘。该独特正弦马达命令的衰减可能由于驾驶员的手物理地存在于方向盘上而发生。
Description
技术领域
本公开总体上涉及的领域包括检测用户手扶在车辆方向盘上和从车辆方向盘上松手。
背景技术
配备有高级驾驶员辅助***(ADAS)的车辆可以实施“松手”检测以确定驾驶员何时将他们的手从车辆的方向盘上松开。ADAS可以与松手技术集成以更好地实现自主特征或者在ADAS已经确定需要驾驶员控制的情况下向驾驶员提供通知。
用户松手技术可以包括嵌入在车辆方向盘中的电容式触摸感测。电容式传感器可检测用户手扶在方向盘上和从方向盘上松手状态的改变。需要通知驾驶员将手扶在方向盘上的状态的配备有ADAS的车辆可以利用对用户松手和驾驶员对驾驶任务关注的电容式检测来确定松手状态。将该技术集成到车辆中可能会增加车辆的成本和复杂性。
检测从方向盘上松手的当前方法可以利用测量方向盘扭矩和方向盘处扭矩的估计。然而,存在这种方法不能如期望的那样稳健的情况。示例可以包括重复地穿越零方向盘扭矩太长时间,这会导致松手的误检测,或者在驾驶员将他们的手从方向盘上移开但是当前的方法触发回到自主驾驶的过渡的持续时间太长并且与预期驾驶路径的横向偏差变得太大的情况。
发明内容
车辆的实施自主驾驶***车辆可具有电子动力转向***(EPS),其允许驾驶员改变车辆的方向或将其从其可能正行驶的路径上转向。EPS可以与自主驾驶***以及各种其它***可操作地通信,使车辆可以在没有来自驾驶员的辅助或干扰的情况下使其自身转向到已经通知到它的预定位置。在一些情况下,驾驶员可以接管驾驶员侧转向***控制并辅助自主转向***,或者完全接管控制车辆,脱离自主驾驶***。转向***和自主驾驶***可以被构造和布置成监视驾驶员的手是否扶在了方向盘上,使得自主驾驶***可以补偿很少或没有驾驶员干扰,或者向驾驶员提供驾驶员需要手扶关注并且驾驶员应当接管车辆的警报或通知。
一种松手特征检测的***和方法,可以包括将低幅度高频正弦马达命令施加到车辆的EPS或方向盘致动器,并且监视低幅度高频正弦马达命令的衰减以确定用户的手是扶在车辆的方向盘上还是从方向盘松开。由于驾驶员的(多个)手物理地存在于方向盘上,所以可能会出现低幅度高频正弦马达命令的衰减。
从下文提供的详细描述中,本发明范围内的其它说明性变化应变得显而易见。应当理解,虽然公开了本发明的变型,但详细描述和具体示例仅旨在用于说明的目的,而没有意图限制本发明范围。
附图说明
从详细描述和附图中,将更全面地理解本发明范围内的变化的选择示例,其中:
图1描绘用于松手特征检测的***的示意图;
图2描绘用于松手特征检测的***的框图;以及
图3描绘用于松手特征检测的***的流程图。
具体实施方式
以下对变型的描述本质上仅是说明性的,而绝非旨在限制本发明的范围、其应用或用途。
如本文所用,“自主”和该术语的变型可大体指车辆中的各种自主水平,包括但不限于已识别的驾驶自动化水平,诸如由美国运输部或其它类似机构的汽车工程师协会在SAE INTERNATIONALTM商标下识别的那些。
如本文所使用的,一个或多个“车轮”,即使在由描述性形容词修改时,诸如但不限于在“可转向行车轮”、“可转向车轮”、“行车轮”或“从动轮”的记载中,也可指传统的行车轮和轮胎设置,但也可指传统的行车轮和轮胎设置的任何修改,诸如但不限于无轮缘磁悬浮轮胎、球轮胎或其中一个或多个车轮至少部分接触路面的任何其它已知的汽车运动装置。
如本文所使用的,“道路”即使在由描述性形容词修改的情况下也可指传统的驾驶路面道路,诸如但不限于混凝土或沥青道路,但也可指货物或乘客的车辆可沿其或通过其行进的任何驾驶路面或介质,诸如但不限于水、冰、雪、灰尘、泥、空气或其它气体,或一般的空间。
如本文所使用的,术语“松手”或“手扶”或这些术语的变体可被认为一般是指用户或车辆驾驶员是将他们的手放在车辆的方向盘上还是从车辆的方向盘松手。
如本文所使用的,“计算设备”或“计算机”可以泛指被构造和设置成执行本公开中描述的过程和步骤的***。计算机设备可以包括通过耦合诸如输入/输出(I/O)设备等各种***组件的***总线与存储器可操作通信的一个或多个处理器。适于执行计算机可读程序指令或过程的处理器可以包括通用和专用微处理器二者以及任何数字计算设备的任何一个或多个处理器。计算设备可以包括独立计算机或移动计算设备、智能设备、大型计算机***、工作站、网络计算机、台式计算机、膝上型计算机等。计算设备可以是包括处理器、存储器、数据存储装置等的组件的组合,所述组件与车辆中的各种***可操作地通信,所述各种***诸如但不限于电子转向***、牵引控制***、自主和半自主驾驶***等。
在多个说明性变型中,车辆可具有EPS,该EPS允许驾驶员改变车辆的方向或将其从其可能行驶的路径上转向。该转向***可以与从动机动车辆运动的源,诸如一对从动行车轮结合操作。作为非限制性示例,车辆可以配备有机械地驱动一对后行车轮以沿着道路向前推进车辆的内燃机。在这样的一个示例中,车辆可以另外配备有一组可转向行车轮,其可以由转向***经由转向接口来操纵,诸如但不限于方向盘,以在车辆沿道路行进时使车辆向左和向右转向。在这种示例中,从动后行车轮用作从动机动车辆运动的装置,并且由转向接口操纵的一对可转向的前行车轮用作转向***。另外,可以设想,从动机动车辆运动的装置(诸如与但不限于从动行车轮)和转向装置(诸如但不限于可转向行车轮),可以在操作时改变功能或在功能之间跳来跳去。作为一个非限制性示例,包括靠近车辆后部的一对从动行车轮并且还包括靠近车辆前部的一对可转向行车轮的车辆可改变驱动模式,并且开始利用包括前可转向车轮在内的可用的每个行车轮作为从动行车轮,同时仍保持前可转向行车轮的可转向性能和转向功能。类似地,可以设想,在一些情况下,从动行车轮可以间歇地或可选地用作可转向行车轮。
在多个说明性变型中,车辆可包括转向***,该转向***包括转向接口和一组可转向行车轮。转向***可以是线控转向类型的,其中,物理机构不将转向接口的操纵机械地传递到可转向行车轮,并且其中,转向接口的操纵经由电子设备的通信影响可转向行车轮的关联操纵,所述电子设备诸如但不限于传感器、收发器和电子激励致动器。在多个说明性变型中,转向输入可以包括用户或驾驶员可以使用其来利用用户或驾驶员身体的一部分使车辆转向的任何组件,用户或驾驶员身体的一部分可以包括至少一只手和/或至少一只脚。
在多个说明性变型中,车辆的转向***也可以是自主的,因为车辆可以在没有来自驾驶员的辅助或干扰的情况下使其自身朝向已经通知到它的预定位置转向。自主驾驶***可以包括至少一个计算设备或与彼此和车辆中的各种***可操作地通信的多个各种计算设备。在一些情况下,驾驶员可以接管驾驶员侧转向***控制并辅助自主转向***。转向***和自主驾驶***可以被构造和设置成监视驾驶员的手是否扶在方向盘上,使得自主驾驶***可以补偿很少或没有驾驶员的干扰,或者向驾驶员提供驾驶员需要手扶关注的警报或通知。在一些情况下,车辆可以包括音频或视觉提示或信号,其被构造和设置成警告驾驶员需要手扶控制。
车辆的转向***可以包括车辆内的松手特征检测的***和方法。该***可以包括确定自主驾驶模式是否是起作用的,并且如果是,则可以包括将低幅度高频正弦马达命令施加到车辆的EPS或方向盘致动器。该***可以包括监视低幅度高频正弦马达命令的衰减,以通过检测扭矩信号中的信号变化(特别是在低幅度高频正弦马达命令范围内),来确定用户的手是在车辆的方向盘上还是离开了方向盘。低幅度高频正弦马达命令可以是大约30Hz到大约50Hz的。根据一些实施例,低幅度高频正弦马达命令可以是约20Hz到约60Hz的。根据一些实施例,低幅度高频正弦马达命令可以是约5Hz到约75Hz的。
自主协作扭矩模式可以包括允许驾驶员在车辆处于自主模式的同时提供转向输入的功能,转向输入应驾驶员的请求增加(augment)自主驾驶轨迹。当手扶在方向盘上或离开方向盘时,低幅度高频正弦马达命令或特征可以通过方向盘扭矩传感器针对特别是在正弦频率范围内的扭矩信号中的特征变化来施加和监视。当自主位置伺服命令和自主协作扭矩模式二者起作用时,在EPS马达命令中存在该正弦特征。自主位置伺服命令可在手离开自主驾驶期间起作用,并且可用作从闭环位置控制产生的EPS马达命令。松手特征检测***可基于扭矩信号的变化产生标志,并可与现有的松手检测标准逻辑地组合。
松手特征检测的***和方法可以施加低幅度高频正弦马达命令在所监视的方向盘扭矩中产生正弦频率。可以对监视的方向盘扭矩进行滤波来分离出所产生的正弦频率,可以将该正弦频率与预定阈值进行比较以基于所产生的正弦频率的衰减来确定驾驶员的手是否离开了方向盘。在一些变型中,在驾驶员估计扭矩低于预定阈值并且方向盘扭矩特征高于预定阈值达预定持续时间的情况下,可以确定松手检测。松手特征检测的***可基于扭矩信号的变化产生标志,并可与现有的松手检测标准逻辑地组合。
根据一些变型,***可以通过任何合适的滤波装置(诸如但不限于峰值或钟形滤波器)对所监视的方向盘扭矩进行滤波以分离出低幅度高频命令。该滤波器可以放大或衰减特定频率或频率范围的幅度。以此方式,低幅度高频命令可特别地专注于监视,以确定用户的手是否离开了方向盘。
在所监视的驾驶员估计扭矩低于预定阈值的情况下,***可以确定用户的手离开了方向盘。驾驶员估计扭矩可包括EPS方向盘内的信号,其代表方向盘处的驾驶员的手部扭矩。当扭矩传感器中的马达摆动特征高于预定阈值时,该***还可确定用户的手离开了方向盘,所述预定阈值近似为驾驶员的手没有物理地衰减所施加的低幅度高频命令。***可以估计驾驶员的手不在方向盘上,监视的驾驶员估计扭矩低于预定阈值,并且扭矩传感器中的马达摆动特征高于预定阈值达预定持续时间。
***可以产生指示驾驶员的手离开了方向盘的标志,并且***可以向驾驶员提供指示可能需要手放在方向盘上的视觉或听觉提示。该标志可以与现有的松手检测标准和***逻辑地组合。
参考图1,其示出了***100的一个示意图,包括接收来自驾驶员估计扭矩计算软件组件112的驾驶员估计扭矩114和来自扭矩传感器118的方向盘扭矩120。独特正弦命令(诸如低幅度高频命令)可施加到EPS或方向盘致动器。方向盘扭矩120可被滤波122以分离出所施加的低幅度高频命令并产生方向盘扭矩特征124。方向盘扭矩特征124可以经历阈值检查126以确定该方向盘扭矩特征124是否高于第一预定阈值。在方向盘扭矩特征124高于第一预定阈值的情况下,就可以产生方向盘特征标志128并传送到松手检测逻辑模块116。驾驶员估计扭矩114也可以被传送到松手检测逻辑模块116。根据一些实施例,可以执行附加检查115以确定驾驶员估计扭矩是否低于第二预定阈值。在驾驶员估计扭矩低于第二预定阈值并且松手检测逻辑模块116已经接收到方向盘特征标志128的情况下,***100就可以确定已经检测到了驾驶员松手130。松手检测130可与车辆中现有的松手检测标准和***逻辑地组合。
图2描绘了用于松手特征检测的***的一个示例的框图,该***包括在第一框202处确定自主驾驶模式是否在车辆内起作用。如果自主驾驶模式是起作用的,则在第二框204处,***可以将低幅度高频正弦命令施加到电子动力转向***。根据框206,***可以通过方向盘扭矩传感器针对在所施加的低幅度高频正弦命令范围内的扭矩信号的变化监视扭矩信号。根据框208,***可以对所监视的方向盘扭矩信号进行滤波,使得可以分离出低幅度高频正弦命令。根据框210,***可基于在分离出的扭矩信号中观察到的变化生成标志,并且根据框212,将该标志与***内的现有松手检测标准组合。
图3描绘了用于松手特征检测的***的一个示例的流程图,包括通过确定车辆中自主驾驶模式是否是起作用的302来开始300。如果自主驾驶模式是不起作用的,则***可以禁用辅助的松手检测304。如果自主驾驶模式是起作用的,则***可以向电子动力转向***施加低幅度高频正弦命令并进行监视306。***可以确定驾驶员估计扭矩是否低于第一预定阈值308。如果驾驶员估计扭矩不低于第一预定阈值,则***可以继续向电子动力转向***306施加低幅度高频正弦命令并进行监视。如果驾驶员估计扭矩低于第一预定阈值308,***可以执行方向盘扭矩滤波以分离出低幅度高频命令并产生方向盘扭矩特征。根据框310,方向盘扭矩特征可以经历阈值检查以确定方向盘扭矩特征是否高于预定阈值。如果方向盘扭矩特征低于预定阈值,***可以继续向电子动力转向***施加低幅度高频正弦命令并进行监视306。在方向盘扭矩特征高于第一预定阈值达预定持续时间的情况下,就可以产生312方向盘特征标志并被传送到松手检测逻辑模块。
以下对变型的描述仅是对被认为在本发明的范围内的组件、要素、动作、产品和方法的说明,而不是以任何方式通过具体公开或未明确阐述的内容来限制这样的范围。除了本文明确描述的之外,本文描述的组件、要素、动作、产品和方法可以组合和重新布置,并且仍然应被认为是在本发明范围内的。
根据变型1,一种方法可包括实施自主转向***,该自主转向***可包括电子动力转向***,该电子动力转向***可包括转向接口操纵设备;确定自主驾驶模式是起作用的;分析电子动力转向***中的方向盘扭矩信号;将低幅度高频正弦马达命令施加到所述电子动力转向***的至少一部分;分析低幅度高频正弦命令的衰减;对所分析的方向盘扭矩信号进行滤波,使得低幅度高频正弦命令被分离出来;以及,检测在低幅度高频正弦马达命令范围内的方向盘扭矩信号的信号变化,其适于确定用户的手离开了转向接口操纵设备。
变型2可以包括如变型1所述的方法,其中,低幅度高频正弦马达命令范围从约30Hz到约50Hz。根据一些实施例,低幅度高频正弦马达命令可以是约20Hz到约60Hz的。根据一些实施例,低幅度高频正弦马达命令可以是约5Hz到约75Hz的。
变型3可以包括如变型1至2中任一项所述的方法,其中,转向接口操纵设备是方向盘。
变型4可以包括如变型1至3中任一项所述的方法,其中,检测低幅度高频正弦马达命令的范围内的扭矩信号的信号变化以确定用户的手离开转向接口操纵设备可以包括检测低幅度高频正弦马达命令的衰减。
变型5可以包括如变型1至4中任一项所述的方法,还可包括生成指示松手状态的松手标志。
变型6可以包括如变型1至5中任一项所述的方法,还可包括将松手标志与***内现有的松手检测标准组合以补充松手检测。
变型7可以包括如变型1至6中任一项所述的方法,其中,检测在低幅度高频正弦马达命令的范围内的方向盘扭矩信号的信号变化可以包括确定驾驶员估计扭矩低于第一预定阈值和确定经滤波的方向盘扭矩特征高于第二预定阈值达第一持续时间。
变型8可以包括如变型1至7中任一项所述的方法,其中,将低幅度高频正弦马达命令施加到电子动力转向***的至少一部分可包括将所述低幅度高频正弦命令施加到方向盘致动器并监视所述低幅度高频正弦命令。
根据变型9,一种松手特征检测的方法可以包括确定自主驾驶模式在车辆内是起作用的;从主松手检测***接收松手检测标准;将独特正弦命令施加到车辆内的电子动力转向***;经由方向盘扭矩传感器针对所施加的独特正弦命令的范围内的扭矩信号的变化监视扭矩信号;对所监视的方向盘扭矩信号进行滤波,使得所述独特正弦命令被分离出;基于所分离出的扭矩信号中的观察到的变化来生成标志;以及将所述标志与来自所述主松手检测***的松手检测标准相组合以补充所述主松手检测***。
变型10可以包括如变型9所述的松手特征检测的方法,其中,所述独特正弦命令是低幅度高频正弦马达命令。
变型11可以包括如变型9至10中任一项所述的松手特征检测的方法,其中,低幅度高频正弦马达命令范围从约30Hz到约50Hz。
变型12可以包括如变型9至11中任一项所述的松手特征检测的方法,其中,将独特正弦命令施加到车辆内的电子动力转向***可以包括将所述独特正弦命令施加到转向接口操纵设备,所述转向接口操纵设备可包括方向盘。
变型13可以包括如变型9至12中任一项所述的松手特征检测的方法,其中,经由方向盘扭矩传感器针对所施加的独特正弦命令的范围内的扭矩信号的变化监视扭矩信号可以包括监视可归因于驾驶员的手在方向盘上的物理存在的所述独特正弦命令的衰减。
变型14可以包括如变型9至13中任一项所述的松手特征检测的方法,其中,主松手检测***的松手检测标准可以包括确定驾驶员估计扭矩低于第三阈值达第二持续时间。
变型15可以包括如变型9至14中任一项所述的松手特征检测的方法,其中,将独特正弦命令施加到车辆内的电子动力转向***可以包括将所述独特正弦命令施加到方向盘致动器并监视所述独特正弦命令。
根据变型16,一种补充用于松手特征检测的***的方法可以包括确定自主驾驶模式在车辆内是起作用的;确定驾驶员估计扭矩低于第一预定阈值;向电子动力转向***施加低幅度高频正弦命令并监视所述低幅度高频正弦命令;执行方向盘扭矩滤波以分离出低幅度高频命令;生成经滤波的方向盘扭矩特征;确定所述经滤波的方向盘扭矩特征高于第二预定阈值达第一持续时间;生成方向盘特征标志;以及将所述方向盘特征标志传送到松手检测逻辑模块。
变型17可以包括如变型16所述的补充用于松手特征检测的***的方法,还可包括将所述方向盘特征标志与主松手检测***的松手检测标准相组合。
变型18可以包括如变型16至17中任一项所述的补充用于松手特征检测的***的方法,其中,主松手检测***的松手检测标准可包括确定驾驶员估计扭矩低于第三阈值达第二持续时间。
变型19可以包括如变型16至18中任一项所述的补充用于松手特征检测的***的方法,其中,低幅度高频正弦马达命令范围从约30Hz到约50Hz。
变型20可以包括如变型16至19中任一项所述的补充用于松手特征检测的***的方法,其中,向电子动力转向***施加低幅度高频正弦命令并监视所述低幅度高频正弦命令可以包括向方向盘致动器施加低幅度高频正弦命令并监视所述低幅度高频正弦命令。
在本发明范围内的选择变型的上述描述本质上仅仅是说明性的,并且因此,其变化或变型被认为是没有脱离本发明精神和范围的。
Claims (20)
1.一种方法,包括:
实施自主转向***,该自主转向***包括电子动力转向***,该电子动力转向***包括转向接口操纵设备;
确定自主驾驶模式是起作用的;
分析电子动力转向***中的方向盘扭矩信号;
将低幅度高频正弦马达命令施加到所述电子动力转向***的至少一部分;
分析低幅度高频正弦命令的衰减;
对所分析的方向盘扭矩信号进行滤波,使得低幅度高频正弦命令被分离出来;以及
检测在低幅度高频正弦马达命令范围内的方向盘扭矩信号的信号变化,其适于确定用户的手离开了转向接口操纵设备。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,低幅度高频正弦马达命令范围从约30Hz到约50Hz。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,转向接口操纵设备是方向盘。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,检测适于确定用户的手离开转向接口操纵设备的低幅度高频正弦马达命令的范围内的扭矩信号的信号变化包括检测低幅度高频正弦马达命令的衰减。
5.根据权利要求1所述的方法,还包括生成指示松手状态的松手标志。
6.根据权利要求5所述的方法,还包括将松手标志与至少一个现有松手检测标准组合以补充松手检测。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,检测在低幅度高频正弦马达命令的范围内的方向盘扭矩信号的信号变化包括:
确定驾驶员估计扭矩低于第一预定阈值;以及
确定经滤波的方向盘扭矩特征高于第二预定阈值达第一持续时间。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,将低幅度高频正弦马达命令施加到电子动力转向***的至少一部分包括将所述低幅度高频正弦命令施加到方向盘致动器并监视所述低幅度高频正弦命令。
9.一种松手特征检测的方法,包括:
确定自主驾驶模式在车辆内是起作用的;
从主松手检测***接收松手检测标准;
将独特正弦命令施加到车辆内的电子动力转向***;
经由方向盘扭矩传感器针对所施加的独特正弦命令的范围内的扭矩信号的变化监视扭矩信号;
对所监视的方向盘扭矩信号进行滤波,使得所述独特正弦命令被分离出;
基于所分离出的扭矩信号中的观察到的变化来生成标志;以及
将所述标志与来自所述主松手检测***的松手检测标准相组合以补充所述主松手检测***。
10.根据权利要求9所述的松手特征检测的方法,其中,所述独特正弦命令是低幅度高频正弦马达命令。
11.根据权利要求10所述的松手特征检测的方法,其中,低幅度高频正弦马达命令范围从约30Hz到约50Hz。
12.根据权利要求9所述的松手特征检测的方法,其中,将独特正弦命令施加到车辆内的电子动力转向***包括将所述独特正弦命令施加到转向接口操纵设备,所述转向接口操纵设备包括方向盘。
13.根据权利要求12所述的松手特征检测的方法,其中,经由方向盘扭矩传感器针对所施加的独特正弦命令的范围内的扭矩信号的变化监视扭矩信号包括监视可归因于驾驶员的手在方向盘上的物理存在的所述独特正弦命令的衰减。
14.根据权利要求13所述的松手特征检测的方法,其中,主松手检测***的松手检测标准包括确定驾驶员估计扭矩低于第三阈值达第二持续时间。
15.根据权利要求9所述的松手特征检测的方法,其中,将独特正弦命令施加到车辆内的电子动力转向***包括将所述独特正弦命令施加到方向盘致动器并监视所述独特正弦命令。
16.一种补充用于松手特征检测的***的方法,包括:
确定自主驾驶模式在车辆内是起作用的;
向电子动力转向***施加低幅度高频正弦命令并监视所述低幅度高频正弦命令;
确定驾驶员估计扭矩低于第一预定阈值;
执行方向盘扭矩滤波以分离出低幅度高频命令;
生成经滤波的方向盘扭矩特征;
确定所述经滤波的方向盘扭矩特征高于第二预定阈值达第一持续时间;
生成方向盘特征标志;以及
将所述方向盘特征标志传送到松手检测逻辑模块。
17.根据权利要求16所述的补充用于松手特征检测的***的方法,还包括将所述方向盘特征标志与主松手检测***的松手检测标准相组合。
18.根据权利要求17所述的补充用于松手特征检测的***的方法,其中,主松手检测***的松手检测标准包括确定驾驶员估计扭矩低于第三阈值达第二持续时间。
19.根据权利要求16所述的补充用于松手特征检测的***的方法,其中,低幅度高频正弦马达命令范围从约30Hz到约50Hz。
20.根据权利要求16所述的补充用于松手特征检测的***的方法,其中,向电子动力转向***施加低幅度高频正弦命令并监视所述低幅度高频正弦命令包括向方向盘致动器施加低幅度高频正弦命令并监视所述低幅度高频正弦命令。
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