CN117320935A

CN117320935A - 制动仲裁

Info

Publication number: CN117320935A
Application number: CN202280021632.9A
Authority: CN
Inventors: 孙鲁冬
Original assignee: Motional AD LLC
Current assignee: Motional AD LLC
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2022-03-15
Publication date: 2023-12-29
Also published as: EP4308424A1; US20220289199A1; KR20230156768A; WO2022197713A1

Abstract

描述了用于制动仲裁的***和方法等。获得安全停止请求。安全停止请求与运动中的运载工具的减速值相关联。确定与安全停止请求相关联的安全停止激活，其中安全停止激活与预定减速值相关联。计算自动紧急(AEB)***减速命令。在与安全停止请求相关联的减速值、与安全停止激活相关联的预定减速值、以及根据AEB***捕获到的数据所计算出的减速值之间进行仲裁，以确定最终减速输出。

Description

制动仲裁

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年3月15日提交的当前待决的美国临时专利申请序列号63/161,315的优先权，其通过引用而被全部并入。

技术领域

本说明书涉及制动仲裁。

背景技术

运载工具(例如，自主运载工具)可沿着环境中的路径从起始地点向最终地点进行操作，同时避开对象并遵守道路规则。在穿越该路径期间，可能发生需要紧急制动的事件。例如，对象可能进入运载工具的路径，使得在不进行制动的情况下，运载工具将与对象碰撞。紧急制动使运载工具减速以防止碰撞或不安全情景。

附图说明

图1示出具有自主能力的自主运载工具(AV)的示例。

图2示出示例“云”计算环境。

图3示出计算机***。

图4示出AV的示例架构。

图5示出感知***可以使用的输入和输出的示例。

图6示出LiDAR***的示例。

图7示出操作中的LiDAR***。

图8示出LiDAR***的操作的附加细节。

图9示出规划***的输入和输出之间的关系的框图。

图10示出路径规划中所使用的有向图。

图11示出控制***的输入和输出的框图。

图12示出控制器的输入、输出和组件的框图。

图13是制动子***的框图。

图14是AEB仲裁的框图。

图15是用于制动仲裁的处理的处理流程图。

具体实施方式

在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本公开的透彻理解。然而，本公开可以在没有这些具体细节的情况下实施将是明显的。在其他实例中，众所周知的构造和装置是以框图形式示出的，以避免不必要地使本公开模糊。

在附图中，为了便于描述，示出了示意要素(诸如表示装置、模块、***、指令块和数据要素的那些要素等)的具体排列或次序。然而，本领域技术人员应当理解，附图中示意要素的具体次序或排列并不意在意味着要求特定的处理次序或序列、或处理过程的分离。此外，在附图中包含示意要素并不意在意味着在所有实施例中都需要这种要素，也不意在意味着由这种要素表示的特征不能包括在一些实施例中或不能在一些实施例中与其他要素结合。

此外，在附图中，诸如实线或虚线或箭头等的连接要素用于例示两个或多于两个其他示意要素之间的连接、关系或关联，没有任何此类连接要素并不意在意味着不能存在连接、关系或关联。换句话说，一些要素之间的连接、关系或关联未在附图中示出，以便不使本公开内容模糊。此外，为了便于例示，使用单个连接要素来表示要素之间的多个连接、关系或关联。例如，在连接要素表示信号、数据或指令的通信的情况下，本领域技术人员应理解，这种要素表示影响通信可能需要的一个或多于一个信号路径(例如，总线)。

现在将详细参考实施例，其示例在附图中例示出。在以下的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对所描述的各种实施例的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员来说将明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施所描述的各种实施例。在其他实例中，没有详细描述众所周知的方法、程序、组件、电路和网络，以便不会不必要地使实施例的方面模糊。

下面描述的若干特征各自可以彼此独立地使用，也可以与其他特征的任何组合一起使用。然而，任何个别特征可能不能解决以上所讨论的任何问题，或者只能解决以上所讨论的问题之一。以上所讨论的一些问题可能不能通过本文所描述的任何一个特征得到充分解决。虽然提供了标题，但在本说明书的其他地方也可以找到与具体标题有关但在具有该标题的部分中未找到的信息。本文根据以下概要描述实施例：

1.总体概述

2.***概述

3.AV架构

4.AV输入

5.AV规划

6.AV控制

7.自动紧急制动

8.AEB仲裁

9.AEB校准

10.安全停止激活和安全处理减速

总体概述

在一些方面和/或实施例中，本文所述的***、方法和计算机程序产品包括和/或实现制动仲裁。获得安全停止请求。安全停止请求与运动中的运载工具的减速值相关联。确定与安全停止请求相关联的安全停止激活。安全停止激活与预定减速值相关联。计算自动紧急(AEB)***减速命令。在与安全停止请求相关联的减速值、与安全停止激活相关联的预定减速值、以及根据由AEB***捕获到的数据所计算出的减速值之间进行仲裁，以确定最终减速输出。

借助本文所述的***、方法和计算机程序产品的实现，用于制动仲裁的技术使得能够实现以手动模式和自动模式这两者进行操作的改进了的自动紧急制动***，从而创建高效***。根据本技术的安全停止激活和安全处理提供了预定减速级别，从而使得能够实现AEB***的持续且改进了的响应。

***概述

图1示出具有自主能力的AV 100的示例。

如本文所使用的，术语“自主能力”是指一种功能、特征或设施，该功能、特征或设施使运载工具能够部分地或完全地进行操作，而无需实时的人类干预，包括但不限于完全AV、高度AV和有条件AV。

如本文所使用的，自主运载工具(AV)是一种具有自主能力的运载工具。

如本文所使用的，“运载工具”包括货物或人员的运输方式。例如，小汽车、公共汽车、火车、飞机、无人机、卡车、船只、舰艇、潜水器、飞船等。无人驾驶的小汽车是运载工具的示例。

如本文所使用的，“轨迹”是指将AV从第一时空地点导航到第二时空地点的路径或路线。在实施例中，第一时空地点被称为初始地点或起始地点，并且第二时空地点被称为目的地、最终地点、目标、目标位置或目标地点。在一些示例中，轨迹由一个或多于一个路段(例如，道路的数段)组成，并且各路段由一个或多于一个块(例如，车道或交叉口的一部分)组成。在实施例中，时空地点对应于真实世界地点。例如，时空地点是上车或下车地点，以使人员或货物上车或下车。

如本文所使用的，“(一个或多于一个)传感器”包括一个或多于一个硬件组件，用于检测与传感器周围环境有关的信息。一些硬件组件可包括感测组件(例如，图像传感器、生物特征传感器)、发射和/或接收组件(例如，激光或射频波发射器和接收器)、电子组件(诸如，模数转换器等)、数据存储装置(诸如RAM和/或非易失性存储器等)、软件或固件组件和数据处理组件(诸如，专用集成电路等)、微处理器和/或微控制器。

如本文所使用的，“场景描述”是一种数据结构(例如，列表)或数据流，其包括由AV运载工具上的一个或多于一个传感器检测到的一个或多于一个经分类或标记的对象，或由AV外部的源提供的一个或多于一个经分类或标记的对象。

如本文所使用的，“道路”是一个可以被运载工具穿越的物理区域，并且可以对应于已命名的通道(例如，城市街道、州际高速公路等)或者可对应于未命名的通道(例如，房屋或办公楼内的车行道、停车场的一段、空地的一段、乡村区域的土路等)。因为有些运载工具(例如，四轮驱动的小卡车、越野车(SUV)等)能够穿越各种不特别适合运载工具行驶的物理区域，因此“道路”可以是任何市政当局或其他政府或行政机构没有正式定义为通道的物理区域。

如本文所使用的，“车道”是道路的可被运载工具穿越的部分。有时基于车道标记来识别车道。例如，车道可对应于车道标记之间的大部分或全部空间，或者仅对应于车道标记之间的部分空间(例如，小于50％)。例如，具有相距很远的车道标记的道路可以在标记之间容纳两个或多于两个运载工具，使得一个运载工具可以在不穿越车道标记的情况下超过另一个运载工具，因此可被解释为车道比车道标记之间的空间窄，或车道之间有两个车道。在没有车道标记的情况下，也可以对车道进行解释。例如，可以基于环境的物理特征(例如，农村地区的沿着大道的岩石和树木、或者例如在欠发达地区要避开的自然障碍物)来定义车道。也可以独立于车道标记或物理特征来解释车道。例如，可以基于原本缺少将会被解释为车道边界的特征的在区域中无障碍物的任意路径来解释车道。在示例情景中，AV可以解释通过田野或空地的无障碍物部分的车道。在另一示例情景中，AV可以解释通过不具有车道标记的宽(例如，足够两个或多于两个车道宽)道路的车道。在该情景中，AV可以将与车道有关的信息通信至其他AV，使得其他AV可以使用相同的车道信息来协调AV之间的路径规划。

术语“空中下载(OTA)客户端”包括任何AV，或者嵌入在AV中、耦接至AV或与AV进行通信的任何电子装置(例如，计算机、控制器、IoT装置、电子控制单元(ECU))。

术语“空中下载(OTA)更新”意味着对使用专有和/或标准化的无线通信技术递送至OTA客户端的软件、固件、数据或配置设置或者它们的任何组合的任何更新、改变、删除或添加，其中该专有和/或标准化的无线通信技术包括但不限于：蜂窝移动通信(例如，2G、3G、4G、5G)、无线电无线区域网络(例如，WiFi)和/或卫星因特网。

术语“边缘节点”是指耦接至网络的一个或多于一个边缘装置，这些装置提供与AV进行通信所用的门户并且可以与其他边缘节点和基于云的计算平台进行通信，以调度OTA更新并将OTA更新递送至OTA客户端。

术语“边缘装置”是指实现边缘节点并提供向企业或服务提供商(如VERIZON、AT&T)核心网的物理无线接入点(AP)的装置。边缘装置的示例包括但不限于：计算机、控制器、发送器、路由器、路由交换机、综合接入装置(IAD)、多路复用器、城域网(MAN)和广域网(WAN)接入装置。

“一个或多于一个”包括由一个要素执行的功能、由多个要素例如以分布式的方式执行的功能、由一个要素执行的若干功能、由若干要素执行的若干功能、或上述的任何组合。

还将理解的是，尽管在一些情况下，术语“第一”、“第二”等在本文中是用来描述各种要素的，但这些要素不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个要素与另一个要素。例如，在未背离各种所描述的实施例的范围的情况下，第一触点可被称为第二触点，并且类似地，第二触点可被称为第一触点。第一触点和第二触点两者都是触点，但它们不是相同触点。

在本文所描述的各种实施例的说明书中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是意在限制。如在所描述的各种实施例的说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“a”、“an”和“the”也意在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。还将理解的是，如本文所使用的“和/或”是指并且包括一个或多于一个相关清单项目的任何和所有可能的组合。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”、“包含”、“具备”和/或“具有”时，具体说明存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、要素和/或组件，但并不排除存在或添加一个或多于一个其他特征、整数、步骤、操作、要素、组件、和/或其群组。

如本文所使用的，取决于上下文，术语“如果”可选地被理解为意指“当”或“在当时”或“响应于确定为”或“响应于检测到”。类似地，取决于上下文，短语“如果已确定”或“如果[所陈述的条件或事件]已被检测到”可选地被理解为意指“在确定时”或“响应于确定为“或”在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。

如本文所使用的，AV***是指AV以及支持AV操作的硬件、软件、存储的数据和实时生成的数据的阵列。在实施例中，AV***并入在AV内。在实施例中，AV***跨若干地点分布。例如，AV***的一些软件是在类似于下面关于图2描述的云计算环境200的云计算环境上实现的。

一般而言，本文件描述了适用于任何具有一种或多种自主能力的运载工具的技术，包括完全AV、高度AV和有条件AV，诸如分别为所谓的第5级、第4级和第3级运载工具(见SAE国际标准J3016：道路上机动车自动驾驶***相关术语的分类和定义，通过引用将其全部内容并入本文件，用于了解运载工具自主权等级的更多详细信息)。本文件所描述的技术也适用于部分AV和驾驶员辅助运载工具，诸如所谓的第2级和第1级运载工具(见SAE国际标准J3016：道路上机动车自动驾驶***相关术语的分类和定义)。在实施例中，一个或多于一个第1级、第2级、第3级、第4级和第5级运载工具***可基于对传感器输入的处理，在某些操作条件下自动执行某些运载工具操作(例如，转向、制动和使用地图)。本文件中所描述的技术可以使从完全AV到人类操作的运载工具范围内的任何级别的运载工具受益。

AV与需要人类驾驶员的运载工具相比存在优势。一个优势是安全性。例如，在2016年，美国经历了600万起汽车事故、240万人受伤、40000人死亡和1300万辆运载工具碰撞事故，估计社会成本为9100亿美元多。从1965年到2015年，每行驶1亿英里的美国交通事故死亡人数已从约6人减少到约1人，部分是由于运载工具中所部署的附加安全措施。例如，认为与将发生碰撞有关的额外半秒的警告减轻了60％的前后碰撞。然而，被动安全特征(例如，安全带、安全气囊)在改进该数字方面有可能已达到它们的极限。因而，诸如运载工具的自动控制等的主动安全措施是改进这些统计数据的可能的下一步。由于在95％的碰撞中认为人类驾驶员是造成严重碰撞前事件的原因，因此自动驾驶***例如通过以下操作，有可能实现更好的安全结果：比人类更好地可靠地识别和避免紧急情况；做出比人类更好的决策，比人类更好地遵守交通法规，并且比人类更好地预测将来事件；并且比人类更好地可靠地控制运载工具。

参考图1，AV***120使运载工具100沿着轨迹198穿越环境190朝向目的地199(有时称为最终地点)进行操作，同时避开对象(例如，自然障碍物191、运载工具193、行人192、骑自行车者和其他障碍物)并且遵守道路规则(例如，操作规则或驾驶偏好)。

在实施例中，AV***120包括用于从计算机处理器146接收操作命令并对其进行操作的装置101。使用术语“操作命令”来表示使得运载工具进行动作(例如，驾驶机动动作)的可执行指令(或指令集)。操作命令可以非限制性地包括用于使运载工具开始向前移动、停止向前移动、开始向后移动、停止向后移动、加速、减速、进行左转和进行右转的指令。在实施例中，计算处理器146与下面参考图3描述的处理器304相似。装置101的示例包括转向控制器102、制动器103、挡位、加速踏板或其他加速控制机构、挡风玻璃雨刮器、侧门锁、窗控器和转向指示器。

在实施例中，AV***120包括用于测量或推断运载工具100的状态或条件的属性的传感器121，这些属性诸如是AV的位置、线速度和角速度及线加速度和角加速度、以及航向(例如，运载工具100的前端的朝向)。传感器121的示例是GPS、测量运载工具线加速度和角速率两者的惯性测量单元(IMU)、用于测量或估计轮滑移率的轮速率传感器、轮制动压力或制动转矩传感器、引擎转矩或轮转矩传感器以及转向角度和角速率传感器。

在实施例中，传感器121还包括用于感测或测量AV的环境的属性的传感器。例如，可见光、红外或热(或两者兼有)光谱的单目或立体摄像机122，LiDAR 123，RADAR(雷达)，超声波传感器，飞行时间(TOF)深度传感器，速率传感器，温度传感器，湿度传感器和降水传感器。

在实施例中，AV***120包括数据存储单元142和存储器144，用于存储与计算机处理器146相关联的机器指令或由传感器121收集的数据。在实施例中，数据存储单元142与以下关于图3描述的ROM 308或存储装置310类似。在实施例中，存储器144与下面描述的主存储器306类似。在实施例中，数据存储单元142和存储器144存储有关环境190的历史、实时和/或预测性信息。在实施例中，存储的信息包括地图、驾驶性能、交通拥堵更新或天气条件。在实施例中，与环境190有关的数据从远程数据库134通过通信信道传输到运载工具100。

在实施例中，AV***120包括通信装置140，用于将对其他运载工具的状态和条件(诸如位置、线速度和角速度、线加速度和角加速度、以及线航向和角航向)测量或推断的属性传送到运载工具100。这些装置包括运载工具到运载工具(V2V)和运载工具到基础设施(V2I)通信装置以及用于通过点对点或自组织(ad hoc)网络或两者进行无线通信的装置。在实施例中，通信装置140跨电磁频谱(包括无线电和光通信)或其他介质(例如，空气和声介质)进行通信。运载工具对运载工具(V2V)、运载工具对基础设施(V2I)通信(以及在一些实施例中为一种或多种其他类型的通信)的组合有时被称为运载工具对所有事物(V2X)通信。V2X通信通常符合一个或多于一个通信标准，用于与AV进行的和在AV之间的通信。

在实施例中，通信装置140包括通信接口。例如，有线、无线、WiMAX、Wi-Fi、蓝牙、卫星、蜂窝、光、近场、红外或无线电接口。通信接口将数据从远程数据库134传输到AV***120。在实施例中，远程数据库134嵌入在如图2中所描述的云计算环境200中。通信装置140将从传感器121收集的数据或与运载工具100的操作有关的其他数据传输到远程数据库134。在实施例中，通信装置140向运载工具100传输与遥操作有关的信息。在一些实施例中，运载工具100与其他远程(例如，“云”)服务器136通信。

在实施例中，远程数据库134还存储和传输数字数据(例如，存储诸如道路和街道地点的数据)。这些数据存储在运载工具100上的存储器144中，或者通过通信信道从远程数据库134传输到运载工具100。

在实施例中，远程数据库134存储和传输与以前在一天中类似时间沿着轨迹198行驶的运载工具的驾驶属性有关的历史信息(例如，速率和加速度分布)。在一个实现中，这种数据可以存储在运载工具100上的存储器144中，或者通过通信信道从远程数据库134传输到运载工具100。

位于运载工具100上的计算机处理器146基于实时传感器数据和先验信息两者以算法方式生成控制动作，允许AV***120执行其自主驾驶能力。

在实施例中，AV***120包括耦接到计算机处理器146的计算机***设备132，用于向运载工具100的用户(例如，乘员或远程用户)提供信息和提醒并接收来自该用户的输入。在实施例中，***设备132类似于下面参考图3讨论的显示器312、输入装置314和光标控制器316。耦接是无线的或有线的。任意两个或多于两个接口装置可以集成到单个装置中。

在实施例中，AV***120接收并强制执行例如由乘客指定的或者存储在与乘客相关联的简档中的乘客的隐私级别。乘客的隐私级别确定了如何许可使用存储在乘客简档中的以及/或者存储在云服务器136上且与乘客简档相关联的、与乘客相关联的特定信息(例如，乘客舒适度数据、生物测量数据等)。在实施例中，隐私级别指定了一旦搭乘完成则被删除的与乘客相关联的特定信息。在实施例中，隐私级别指定了与乘客相关联的特定信息，并且标识被授权访问该信息的一个或多于一个实体。被授权访问信息的所指定的实体的示例可以包括其他AV、第三方AV***、或者可以潜在地访问该信息的任何实体。

可以在一个或多于一个粒度级别指定乘客的隐私级别。在实施例中，隐私级别标识要存储或共享的特定信息。在实施例中，隐私级别适用于与乘客相关联的所有信息，使得乘客可以指定不存储或共享她的个人信息。被许可访问特定信息的实体的指定也可以在各种粒度级别指定。被许可访问特定信息的各种实体集例如可以包括其他AV、云服务器136、特定第三方AV***等。

在实施例中，AV***120或云服务器136确定AV 100或另一实体是否可访问与乘客相关联的某些信息。例如，试图访问与特定时空地点有关的乘客输入的第三方AV***必须例如从AV***120或云服务器136获得授权，以访问与乘客相关联的信息。例如，AV***120使用乘客的指定隐私级别来确定是否可以将与时空地点有关的乘客输入呈现给第三方AV***、AV 100或另一AV。这使得乘客的隐私级别能够指定允许哪些其他实体接收与乘客的动作有关的数据或与乘客相关联的其他数据。

图2示出示例“云”计算环境。云计算是一种服务交付模式，用于使得能够方便、按需地在网络上访问可配置计算资源(例如网络、网络带宽、服务器、处理、内存、存储、应用程序、虚拟机和服务)的共享池。在典型的云计算***中，一个或多于一个大型云数据中心容纳用于交付云所提供的服务的机器。现在参考图2，云计算环境200包括通过云202互连的云数据中心204a、204b和204c。数据中心204a、204b和204c为连接到云202的计算机***206a、206b、206c、206d、206e和206f提供云计算服务。

云计算环境200包括一个或多于一个云数据中心。一般而言，云数据中心(例如图2中所示的云数据中心204a)是指构成云(例如图2中所示的云202或云的特定部分)的服务器的物理排列。例如，服务器在云数据中心中物理排列成房间、组、行和机架。云数据中心有一个或多于一个区域，其中包括一个或多于一个服务器房间。每个房间有一行或多行服务器，并且每行包括一个或多于一个机架。每个机架包括一个或多于一个单独的服务器节点。在一些实现中，区域、房间、机架和/或行中的服务器基于数据中心设施的物理基础设施要求(包括电力、能源、热力、热源和/或其他要求)被排列成若干组。在实施例中，服务器节点类似于图3中描述的计算机***。数据中心204a具有许多分布在多个机架上的计算***。

云202包括云数据中心204a、204b和204c以及用于连接云数据中心204a、204b和204c并有助于促进计算***206a至206f对云计算服务的访问的网络和网络资源(例如，网络设备、节点、路由器、交换机和网络电缆)。在实施例中，该网络表示一个或多于一个本地网络、广域网或通过使用地面或卫星连接部署的有线或无线链路耦接的网际网络的任意组合。通过网络交换的数据使用多种网络层协议(诸如，因特网协议(IP)、多协议标签交换(MPLS)、异步传输模式(ATM)、帧中继(Frame Relay)等)进行传输。此外，在网络表示多个子网络的组合的实施例中，在每个底层子网络上使用不同的网络层协议。在一些实施例中，网络表示一个或多于一个互连网际网络(诸如公共因特网等)。

计算***206a至206f或云计算服务消费者通过网络链路和网络适配器连接到云202。在实施例中，计算***206a至206f被实现为各种计算装置，例如服务器、台式机、膝上型计算机、平板电脑、智能手机、物联网(IoT)装置、AV(包括小汽车、无人机、航天飞机、火车、公共汽车等)和消费电子产品。在实施例中，计算***206a至206f在其他***中实现或作为其他***的一部分实现。

图3示出计算机***300。在实现中，计算机***300是一种专用计算装置。专用计算装置被硬连线以执行这些技术，或包括诸如一个或多于一个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)的被持久编程为执行上述技术的数字电子装置，或可包括一个或多于一个通用硬件处理器，这些硬件处理器经编程以根据固件、存储器、其他存储器、或者组合中的程序指令执行这些技术。这种专用的计算装置还可以将定制的硬线逻辑、ASIC或FPGA与定制的编程相结合来完成这些技术。在各种实施例中，专用计算装置是台式计算机***、便携式计算机***、手持装置、网络装置或包含硬线和/或程序逻辑以实现这些技术的任何其他装置。

在实施例中，计算机***300包括总线302或用于传达信息的其他通信机制、以及与总线302耦接以处理信息的处理器304。处理器304是例如通用微处理器。计算机***300还包括主存储器306，诸如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储装置，该主存储器306耦接到总线302以存储信息和指令，该信息和指令由处理器304执行。在一个实现中，主存储器306用于在执行要由处理器304执行的指令期间存储临时变量或其他中间信息。当这些指令存储在处理器304可访问的非暂时性存储介质中时，使计算机***300变成一个专用机器，该机器被定制以执行指令中指定的操作。

在实施例中，计算机***300还包括只读存储器(ROM)308或耦接到总线302的其他静态存储装置，用于存储处理器304的静态信息和指令。提供诸如磁盘、光盘、固态驱动器或三维交叉点存储器的存储装置310，并且该存储装置310耦接到总线302以存储信息和指令。

在实施例中，计算机***300通过总线302耦接到诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示器、发光二极管(LED)显示器或用于向计算机用户显示信息的有机发光二极管(OLED)显示器的显示器312。包括字母数字键和其他键的输入装置314耦接到总线302，用于向处理器304传送信息和命令选择。另一种类型的用户输入装置是光标控制器316，诸如鼠标、轨迹球、触控显示器或光标方向键，用于将方向信息和命令选择传送到处理器304，并用于控制光标在显示器312上的移动。这种输入装置通常具有两个轴(第一轴(例如，x轴)和第二轴(例如，y轴))上的两个自由度，这两个轴允许装置指定平面上的位置。

根据一个实施例，本文的技术由计算机***300响应于处理器304执行主存储器306中包含的一个或多于一个指令的一个或多于一个序列而执行。这些指令从诸如存储装置310的另一存储介质读入主存储器306。执行主存储器306中包含的指令序列使处理器304执行本文所描述的过程步骤。在替代实施例中，使用硬连线电路代替或与软件指令结合使用。

如本文所使用的术语“存储介质”是指存储数据和/或指令的任何非暂时性介质，这些数据和/或指令使机器以特定方式操作。这种存储介质包括非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质例如包括诸如存储装置310的光盘、磁盘、固态驱动器或三维交叉点存储器。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器306。存储介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁数据存储介质、CD-ROM、任何其他光数据存储介质、任何具有孔型的物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、NV-RAM、或任何其他存储芯片或存储盒。

存储介质有别于传输介质，但可以与传输介质相结合使用。传输介质参与存储介质之间的信息传输。例如，传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，其包括具备总线302的电线。传输介质也可以采取声波或光波的形式，诸如在无线电波和红外数据通信过程中产生的声波或光波。

在实施例中，各种形式的介质涉及将一个或多于一个指令的一个或多于一个序列承载到处理器304以供执行。例如，这些指令最初是在远程计算机的磁盘或固态驱动器上执行的。远程计算机将指令加载到其动态存储器中，并使用调制解调器通过电话线路发送指令。计算机***300的本地调制解调器接收电话线路上的数据，并使用红外发射器将数据转换为红外信号。红外检测器接收红外信号中承载的数据，并且适当的电路将数据放置在总线302上。总线302将数据承载到主存储器306，处理器304从主存储器306检索并执行指令。主存储器306接收的指令可以可选地在处理器304执行之前或之后存储在存储装置310上。

计算机***300还包括耦接到总线302的通信接口318。通信接口318提供耦接到连接至本地网络322的网络链路320的双向数据通信。例如，通信接口318是综合业务数字网(ISDN)卡、电缆调制解调器、卫星调制解调器或用以提供与相应类型电话线路的数据通信连接的调制解调器。作为另一示例，通信接口318是局域网(LAN)卡，用于提供与兼容LAN的数据通信连接。在一些实现中，无线链路也被实现。在任何这种实现中，通信接口318发送和接收承载表示各种类型的信息的数字数据流的电、电磁或光信号。

网络链路320通常通过一个或多于一个网络向其他数据装置提供数据通信。例如，网络链路320通过本地网络322提供与主计算机324或与由因特网服务提供商(ISP)326运营的云数据中心或设备的连接。ISP 326又通过现在通常称为“因特网”328的世界范围分组数据通信网络来提供数据通信服务。本地网络322和因特网328两者都使用承载数字数据流的电、电磁或光信号。通过各种网络的信号以及网络链路320上并通过通信接口318的信号是传输介质的示例形式，其中这些信号承载了进出计算机***300的数字数据。在实施例中，网络320包含上述云202或云202的一部分。

计算机***300通过(一个或多于一个)网络、网络链路320和通信接口318发送消息和接收包括程序代码的数据。在实施例中，计算机***300接收用于处理的代码。接收到的代码在接收到时由处理器304执行，和/或存储在存储装置310中，或存储在其他非易失性存储装置中以便以后执行。

AV架构

图4示出用于AV(例如，图1所示的运载工具100)的示例架构400。架构400包括感知***402(有时称为感知电路)、规划***404(有时称为规划电路)、控制***406(有时称为控制电路)、定位***408(有时称为定位电路)和数据库***410(有时称为数据库电路)。各***在运载工具100的操作中发挥作用。共同地，***402、404、406、408和410可以是图1所示的AV***120的一部分。在一些实施例中，***402、404、406、408和410中的任何***是计算机软件(例如，计算机可读介质上所存储的可执行代码)和计算机硬件(例如，一个或多于一个微处理器、微控制器、专用集成电路[ASIC]、硬件存储器装置、其他类型的集成电路、其他类型的计算机硬件、或者这些硬件中的任何或所有的组合)的组合。***402、404、406、408和410各自有时被称为处理电路(例如，计算机硬件、计算机软件、或者这两者的组合)。***402、404、406、408和410中的任何或全部的组合也是处理电路的示例。

在使用中，规划***404接收表示目的地412的数据，并且确定表示运载工具100为了到达(例如，抵达)目的地412而可以行驶的轨迹414(有时称为路线)的数据。为了使规划***404确定表示轨迹414的数据，规划***404从感知***402、定位***408和数据库***410接收数据。

感知***402使用例如也如图1所示的一个或多于一个传感器121来识别附近的物理对象。将对象分类(例如，分组成诸如行人、自行车、汽车、交通标志等的类型)，并且将包括经分类的对象416的场景描述提供至规划***404。

规划***404还从定位***408接收表示AV位置418的数据。定位***408通过使用来自传感器121的数据和来自数据库***410的数据(例如，地理数据)以计算位置来确定AV位置。例如，定位***408使用来自GNSS(全球导航卫星***)传感器的数据和地理数据来计算AV的经度和纬度。在实施例中，定位***408所使用的数据包括具有行车道几何属性的高精度地图、描述道路网络连接属性的地图、描述行车道物理属性(诸如交通速率、交通量、运载工具和自行车车道的数量、车道宽度、车道交通方向、或车道标记类型和地点，或者它们的组合)的地图、以及描述道路特征(诸如人行横道、交通标志或各种类型的其他行驶信号等)的空间地点的地图。在实施例中，高精度地图是通过将数据经由自动或手动标注添加到低精度地图所构造的。

控制***406接收表示轨迹414的数据和表示AV位置418的数据，并且以将使得运载工具100行驶轨迹414到达目的地412的方式来操作AV的控制功能420a至420c(例如，转向、油门、制动、点火)。例如，如果轨迹414包括左转，则控制***406将以如下方式操作控制功能420a至420c：转向功能的转向角度将使得运载工具100左转，并且油门和制动将使得运载工具100在进行转弯之前暂停并等待经过的行人或运载工具。

AV输入

图5示出感知***402(图4)所使用的输入502a至502d(例如，图1中所示的传感器121)和输出504a至504d(例如，传感器数据)的示例。一个输入502a是LiDAR(光检测和测距)***(例如，图1所示的LiDAR 123)。LiDAR是使用光(例如，诸如红外光等的一道光)来获得与其视线中的物理对象有关的数据的技术。LiDAR***产生LiDAR数据作为输出504a。例如，LiDAR数据是用于构造环境190的表示的3D或2D点(也称为点云)的集合。

另一输入502b是RADAR***。RADAR是使用无线电波来获得与附近的物理对象有关的数据的技术。RADAR可以获得与不在LiDAR***的视线内的对象有关的数据。RADAR***产生RADAR数据作为输出504b。例如，RADAR数据是用于构造环境190的表示的一个或多于一个射频电磁信号。

另一输入502c是照相机***。照相机***使用一个或多于一个照相机(例如，使用诸如电荷耦接器件[CCD]等的光传感器的数字照相机)来获取与附近的物理对象有关的信息。照相机***产生照相机数据作为输出504c。照相机数据通常采用图像数据(例如，诸如RAW、JPEG、PNG等的图像数据格式的数据)的形式。在一些示例中，照相机***具有例如为了立体影像(立体视觉)的目的的多个独立照相机，这使得照相机***能够感知深度。尽管照相机***所感知的对象在这里被描述为“附近”，但这是相对于AV而言的。在一些实施例中，照相机***被配置为“看见”远处的(例如，AV前方的远至1公里或更远的)对象。因此，在一些实施例中，照相机***具有为了感知遥远的对象而优化的诸如传感器和镜头等的特征。

另一输入502d是交通灯检测(TLD)***。TLD***使用一个或多于一个照相机来获得与交通灯、街道标志和提供视觉导航信息的其他物理对象有关的信息。TLD***产生TLD数据作为输出504d。TLD数据经常采用图像数据(例如，诸如RAW、JPEG、PNG等的图像数据格式的数据)的形式。TLD***与包含照相机的***的不同之处在于：TLD***使用具有宽视场(例如，使用广角镜头或鱼眼镜头)的照相机，以获得与尽可能多的提供视觉导航信息的物理对象有关的信息，使得运载工具100能够访问这些对象所提供的所有相关导航信息。例如，TLD***的视角为约120度或更大。

在一些实施例中，使用传感器融合技术来组合输出504a至504d。因而，将个体输出504a至504d提供至运载工具100的其他***(例如，提供至如图4所示的规划***404)，或者可以采用相同类型的单个组合输出或多个组合输出(例如，使用相同组合技术或组合相同输出或者这两者)或不同类型的单个组合输出或多个组合输出(例如，使用不同的各个组合技术或组合不同的各个输出或者这两者)的形式，将组合输出提供至其他***。在一些实施例中，使用早期融合技术。早期融合技术的特征在于：在将一个或多于一个数据处理步骤应用到组合输出之前，将输出组合。在一些实施例中，使用后期融合技术。后期融合技术的特征在于：在将一个或多于一个数据处理步骤应用到个体输出之后，将输出组合。

图6示出LiDAR***602的示例(例如，图5所示的输入502a)。LiDAR***602从发光器606(例如，激光发射器)发射光604a至604c。LiDAR***所发射的光通常不在可见光谱中；例如，经常使用红外光。所发射的光604b中的一些光遇到物理对象608(例如，运载工具)并且反射回到LiDAR***602。(从LiDAR***发射的光通常不会穿透物理对象，例如，实心形式的物理对象。)LiDAR***602还具有用于检测反射光的一个或多于一个光检测器610。在实施例中，与LiDAR***相关联的一个或多于一个数据处理***生成表示LiDAR***的视场614的图像612。图像612包括表示物理对象608的边界616的信息。这样，图像612用于确定AV附近的一个或多于一个物理对象的边界616。

图7示出操作中的LiDAR***602。在该图所示的情景中，运载工具100接收采用图像702的形式的照相机***输出504c和采用LiDAR数据点704的形式的LiDAR***输出504a两者。在使用中，运载工具100的数据处理***将图像702与数据点704进行比较。特别地，在数据点704中也识别在图像702中识别出的物理对象706。这样，运载工具100基于数据点704的轮廓和密度来感知物理对象的边界。

图8示出LiDAR***602的操作的附加细节。如上所述，运载工具100基于LiDAR***602所检测到的数据点的特性来检测物理对象的边界。如图8所示，诸如地面802等的平坦对象将以一致的方式反射从LiDAR***602发射的光804a-804d。换句话说，由于LiDAR***602使用一致的间隔发射光，因此地面802将以相同的一致间隔将光反射回到LiDAR***602。在运载工具100在地面802上行驶时，在没有东西阻挡道路的情况下，LiDAR***602将继续检测到由下一个有效地面点806反射的光。然而，如果对象808阻挡道路，则LiDAR***602所发射的光804e-804f将以与预期一致方式不一致的方式从点810a-810b反射。根据该信息，运载工具100可以确定存在对象808。

路径规划

图9示出(例如，如图4所示的)规划***404的输入和输出之间的关系的框图900。一般而言，规划***404的输出是从起点904(例如，源地点或初始地点)到终点906(例如，目的地或最终地点)的路线902。路线902通常由一个或多于一个路段定义。例如，路段是指要在街道、道路、公路、车行道或适合汽车行驶的其他物理区域的至少一部分上行驶的距离。在一些示例中，例如，如果运载工具100是诸如四轮驱动(4WD)或全轮驱动(AWD)小汽车、SUV或小卡车等的能够越野的运载工具，则路线902包括诸如未铺面路径或开阔田野等的“越野”路段。

除路线902之外，规划***还输出车道级路线规划数据908。车道级路线规划数据908用于在特定时间基于路线902的路段的条件来驶过这些路段。例如，如果路线902包括多车道公路，则车道级路线规划数据908包括轨迹规划数据910，其中运载工具100可以使用该轨迹规划数据910以例如基于出口是否临近、多个车道中的一个或多于一个车道是否存在其他运载工具、或者在几分钟或更少时间的过程中变化的其他因素来从这多个车道中选择某车道。类似地，在一些实现中，车道级路线规划数据908包括路线902的某路段特有的速率约束912。例如，如果该路段包括行人或非预期交通，则速率约束912可以将运载工具100限制到比预期速率慢的行驶速率，例如基于该路段的限速数据的速率。

在实施例中，向规划***404的输入包括(例如，来自图4所示的数据库***410的)数据库数据914、当前地点数据916(例如，图4所示的AV位置418)、(例如，用于图4所示的目的地412的)目的地数据918和对象数据920(例如，如图4所示的感知***402所感知的经分类的对象416)。在一些实施例中，数据库数据914包括规划时所使用的规则。规则是使用形式语言(例如，使用布尔逻辑)指定的。在运载工具100所遇到的任何给定情形中，这些规则中的至少一些规则将适用于该情形。如果规则具有基于运载工具100可用的信息(例如，与周围环境有关的信息)所满足的条件，则该规则适用于给定情形。规则可以具有优先级。例如，“如果公路是高速公路，则移动到最左侧车道”这一规则与“如果出口在一英里内临近，则移动到最右侧车道”相比可以具有更低的优先级。

图10示出在路径规划中(例如，由规划***404(图4))使用的有向图1000。一般而言，如图10所示的有向图那样的有向图1000用于确定任何起点1002和终点1004之间的路径。在现实世界中，分隔起点1002和终点1004的距离可能相对较大(例如，在两个不同的都市区域中)，或者可能相对较小(例如，毗邻城市街区的两个交叉口或多车道道路的两条车道)。

在实施例中，有向图1000具有表示起点1002和终点1004之间的运载工具100可能占用的不同地点的节点1006a-1006d。在一些示例中，例如，在起点1002和终点1004表示不同的都市区域时，节点1006a-1006d表示道路的路段。在一些示例中，例如，在起点1002和终点1004表示相同道路上的不同地点时，节点1006a-1006d表示该道路上的不同位置。这样，有向图1000包括不同粒度级别的信息。在实施例中，具有高粒度的有向图也是具有更大规模的另一有向图的子图。例如，起点1002和终点1004相距远(例如，相距许多英里)的有向图的大部分信息处于低粒度，并且该有向图是基于所存储的数据，但该有向图还包括用于该有向图中的表示运载工具100的视场中的物理地点的一部分的一些高粒度信息。

节点1006a-1006d不同于无法与节点重叠的对象1008a-1008b。在实施例中，在粒度低时，对象1008a-1008b表示汽车不能穿越的地区，例如无街道或道路的区域。在粒度高时，对象1008a-1008b表示运载工具100的视场中的物理对象，例如其他汽车、行人、或运载工具100不能与之共用物理空间的其他实体。在实施例中，对象1008a-1008b的一部分或全部是静态对象(例如，不改变位置的对象，诸如街灯或电线杆等)或动态对象(例如，能够改变位置的对象，诸如行人或其他小汽车等)。

节点1006a-1006d通过边1010a-1010c连接。如果两个节点1006a-1006b通过边1010a连接，则运载工具100可以在一个节点1006a和另一节点1006b之间行驶，例如，而不必在到达另一节点1006b之前行驶到中间节点。(当提到运载工具100在节点之间行驶时，意味着运载工具100在由相应节点表示的两个物理位置之间行驶。)边1010a-1010c通常是双向的，从某种意义上，运载工具100从第一节点行驶到第二节点，或者从第二节点行驶到第一节点。在实施例中，边1010a-1010c是单向的，从某种意义上，运载工具100可以从第一节点行驶到第二节点，然而运载工具100不能从第二节点行驶到第一节点。在边1010a-1010c表示例如单向街道，街道、道路或公路的单独车道，或者由于法律或物理约束因而仅能沿一个方向穿越的其他特征的情况下，边1010a-1010c是单向的。

在实施例中，规划***404使用有向图1000来识别由起点1002和终点1004之间的节点和边组成的路径1012。

边1010a-1010c具有关联成本1014a-1014b。成本1014a-1014b是表示在运载工具100选择该边的情况下将花费的资源的值。典型的资源是时间。例如，如果一个边1010a所表示的物理距离是另一边1010b所表示的物理距离的两倍，则第一边1010a的关联成本1014a可以是第二边1010b的关联成本1014b的两倍。影响时间的其他因素包括预期交通、交叉口的数量、限速等。另一典型的资源是燃料经济性。两个边1010a-1010b可以表示相同的物理距离，但例如由于道路条件、预期天气等，因此一个边1010a与另一边1010b相比需要更多的燃料。

在规划***404识别起点1002和终点1004之间的路径1012时，规划***404通常选择针对成本优化的路径，例如，在将边的个体成本相加到一起时具有最小总成本的路径。

AV控制

图11示出(例如，如图4所示的)控制***406的输入和输出的框图1100。控制***根据控制器1102而操作，该控制器1102例如包括：与处理器304类似的一个或多于一个处理器(例如，诸如微处理器或微控制器或这两者等的一个或多于一个计算机处理器)；与主存储器306、ROM 308和存储装置310类似的短期和/或长期数据存储装置(例如，存储区域随机存取存储器或闪速存储器或这两者)；以及存储器中所存储的指令，这些指令在(例如，由一个或多于一个处理器)执行时执行控制器1102的操作。

在实施例中，控制器1102接收表示期望输出1104的数据。期望输出1104通常包括速度，例如速率和航向。期望输出1104例如可以基于从(例如，如图4所示的)规划***404接收到的数据。根据期望输出1104，控制器1102产生可用作油门输入1106和转向输入1108的数据。油门输入1106表示例如通过接合转向踏板或接合另一油门控件来接合运载工具100的油门(例如，加速控制)以实现期望输出1104的大小。在一些示例中，油门输入1106还包括可用于接合运载工具100的制动器(例如，减速控制)的数据。转向输入1108表示转向角度，例如AV的转向控制(例如，方向盘、转向角致动器或用于控制转向角度的其他功能)应被定位成实现期望输出1104的角度。

在实施例中，控制器1102接收在调整提供至油门和转向的输入时使用的反馈。例如，如果运载工具100遇到诸如山丘等的干扰1110，则运载工具100的测量速率1112降至低于期望输出速率。在实施例中，任何测量输出1114均被提供至控制器1102，使得例如基于测量速率和期望输出之间的差分1113来进行所需的调整。测量输出1114包括测量位置1116、测量速度1118(包括速率和航向)、测量加速度1120和运载工具100的传感器可测量的其他输出。

在实施例中，例如通过诸如照相机或LiDAR传感器等的传感器预先检测与干扰1110有关的信息，并且该信息被提供至预测性反馈***1122。然后，预测性反馈***1122将控制器1102可用于相应地调整的信息提供至控制器1102。例如，如果运载工具100的传感器检测到(“看见”)山丘，则控制器1102可以使用该信息来准备在适当时间接合油门，以避免显著减速。

图12示出控制器1102的输入、输出和组件的框图1200。控制器1102具有影响油门/制动器控制器1204的操作的速率分析器1202。例如，速率分析器1202根据例如由控制器1102接收到并由速率分析器1202处理后的反馈，来指示油门/制动器控制器1204使用油门/制动器1206进行加速或进行减速。

控制器1102还具有影响方向盘控制器1210的操作的横向跟踪控制器1208。例如，横向跟踪控制器1208根据例如由控制器1102接收到并由横向跟踪控制器1208处理后的反馈，来指示方向盘控制器1210调整转向角致动器1212的位置。

控制器1102接收用于确定如何控制油门/制动器1206和转向角致动器1212的若干输入。规划***404提供控制器1102例如选择运载工具100开始操作时的航向并确定在运载工具100到达交叉口时穿越哪个道路路段所使用的信息。定位***408例如将描述运载工具100的当前地点的信息提供至控制器1102，使得控制器1102可以确定运载工具100是否处于基于正控制油门/制动器1206和转向角致动器1212的方式而预期的地点。在实施例中，控制器1102接收来自其他输入1214的信息，例如从数据库、计算机网络等接收到的信息。

自动紧急制动

图13是制动子***1300的框图。在图13的示例中，制动子***1300从环境1302(例如，图1的环境190)获得输入。AV栈(AV stack)1304捕获并处理来自环境1302的传感器数据(例如，输出504a至504d)。在实施例中，AV栈1304是指AV的架构，诸如图4的架构400等。另外，在实施例中，AV栈1304是包括图1的传感器121的AV***120。在示例中，AV栈1304包括感知***402(有时称为感知电路)、规划***404(有时称为规划电路)、控制***406(有时称为控制电路)、定位***408(有时称为定位电路)和数据库***410(有时称为数据库电路)。在一些实施例中，感知***402、规划***404、控制***406、定位***408和数据库410包括在运载工具的自主导航***(例如，自主运载工具计算)中和/或在运载工具的自主导航***(例如，自主运载工具计算)中实现。

AV栈1304输出由线控驱动***1308获得的数据。在实施例中，AV栈1304输出轨迹数据。轨迹数据例如是由AV栈1304的规划***404(图4)生成的。在实施例中，规划***输出轨迹规划数据(例如，图9的轨迹规划数据910)。AV栈1304输出轨迹，该轨迹包括与轨迹相关联的数据，诸如速率、航点信息(x,y)、以及各航点处的速率等。在示例中，航点通过时间分隔开。例如，在各航点之间，可以经过0.5秒的时间值。AV栈的输出可以包括针对向线控驱动***1308的输入的一个或多于一个命令或诊断。例如，由AV栈1304输出的数据包括AV栈所检测到的故障诊断。故障诊断包括用于识别运载工具的错误或异常条件的数据。例如，制动故障诊断指示制动***中的错误或异常条件。

AEB***1306捕获并处理来自环境1302的传感器数据。AEB***1306包括传感器1307和处理器1309。在实施例中，传感器1307和处理器1309独立于AV栈1304并且与AV栈1304分离。例如，传感器1307和处理器1309在不使用来自AV栈1304的计算资源的情况下捕获并处理数据。在实施例中，传感器1307是用于测量或推断AV的状态或条件的属性(诸如AV的位置、线速度和角速度及线加速度和角加速度、以及航向(例如，运载工具的前端的朝向)等)的传感器。传感器1307还包括用于感测或测量AV的环境的属性的传感器。示例性传感器1307包括单目或立体摄像机、LiDAR、RADAR、超声波传感器、飞行时间(TOF)深度传感器、速率传感器、温度传感器、湿度传感器、降水传感器、GPS、IMU、轮速率传感器、轮制动压力或制动转矩传感器、引擎转矩或轮转矩传感器、以及转向角度和角速率传感器。在实施例中，传感器1307是AV栈1304的冗余或重叠传感器。

在示例中，AEB***1306设置在运载工具100中。例如，参考图1，AV***120(例如，AV栈1304)使运载工具100沿着轨迹198穿越环境190朝向目的地199(有时称为最终地点)进行操作，同时避开对象(例如，自然障碍物191、运载工具193、行人192、骑自行车者和其他障碍物)并且遵守道路规则(例如，操作规则或驾驶偏好)。AEB***1306在运载工具100穿越轨迹198朝向目的地199时检测环境190中的潜在碰撞。例如，AEB***1306生成减速命令以引起运载工具100的制动器103的致动，或者以其他方式响应于即将发生的碰撞而引起运载工具100的减速。在实施例中，减速命令包括减速速率(例如，减速值)。在实施例中，减速命令包括用于计算减速速率的数据。

在实施例中，AEB生成具有由AEB***1306计算出的值的减速命令。通常，AV栈1304和AEB***1306是独立且分离的***。AEB***1306具有其自身的传感器，具有其自身的逻辑，具有其自身的处理，具有其自身对外部世界的评定、以及其自身的经历线控驱动***1308的制动驱动的路径。在示例中，AEB***1306包括控制器、照相机和雷达。在实施例中，AEB是使得能够使用融合照相机和雷达数据来进行自动紧急制动的融合照相机和雷达***。

线控驱动***1308确定用以引起AV的操作的命令。在实施例中，线控驱动***1308是安全控制器。线控驱动***1308使得能够实现传统上由运载工具中的机械联动装置实现的运载工具功能。例如，线控驱动***1308用使用机电致动器和人机接口的电子控制***(诸如踏板和转向感模拟器等)来代替传统的机械控制***。

向线控驱动***1308的输入例如包括由AV栈1304输出的数据和由AEB***1306输出的数据。在示例中，向线控驱动***1308的输入包括诸如运载工具以手动模式进行操作并且人类驾驶员按压制动踏板时等的驾驶员制动踏板数据。向线控驱动***1308的附加输入包括来自稳定性控制***和引擎制动***等的数据。

由线控驱动***1308输出的命令例如包括转向命令、加速/减速命令(例如制动指令)和速率命令等。在示例中，确定用于输出的命令包括进行命令的安全评估。例如，确定命令导致碰撞或危险/非法机动动作的估计可能性。如果该可能性小于预定阈值，则命令被输出到致动器1310。在实施例中，线控驱动***1308从AV栈1304和AEB***1306接收减速命令。致动器1310从线控驱动***1308接收用于引起运载工具的运动1312的命令。在实施例中，线控驱动***1308根据由AV栈1304输出的轨迹数据来计算减速值，并基于该轨迹数据来输出命令。一个或多于一个致动器1310获得由线控驱动***1308输出的命令。致动器1310输出用于引起运载工具的运动1312的信号。

在实施例中，在AV正在以自动模式进行操作时，线控驱动***1308进行制动仲裁。在示例中，线控驱动***基于从AV栈1304接收到的数据来计算用于输出的减速命令。在线控驱动***1308处的制动仲裁中，线控驱动***1308在基于由AV栈输出的数据的减速命令和由AEB***1306输出的减速命令之间进行选择。AEB***1306进行制动仲裁，其中在AEB***1306处基于AV的操作模式来修改制动仲裁。在示例中，在AV栈1304的主要感知失败的情况下，AEB***1306提供回退到辅助轨迹数据期间的感知。在实施例中，用于处理更多极端情况的主***(例如，AV栈1304)是具有较低技术风险的敏锐***。在实施例中，备用辅助***(例如，AEB***1306)是用于辅助驾驶员的安全***。

图13的框图不旨在指示AV***1300将包括图13所示的所有组件。相反，***可以包括图13中未例示的更少的或附加的组件(例如，附加的制动组件、硬件、软件等)。根据具体实现的细节，***1300可以包括未示出的任意数量的附加组件。此外，AV栈1304、AEB***1306、线控驱动***1308、致动器1310和其他所述功能中的任何一个可以部分地或完全地在硬件和/或处理器中实现。例如，该功能可以用专用集成电路、以在处理器中实现的逻辑、以在专用图形处理单元中实现的逻辑来实现，或者在任何其他装置中实现。

在实施例中，如本文所述的自动紧急制动***采用运载工具平台动态、驾驶员意识输入和感知数据等作为输入。在示例中，运载工具平台动态包括但不限于运载工具速率、加速/减速速率和转向数据。在实施例中，运载工具平台动态用于预报运载工具路径。驾驶员意识输入包括但不限于油门踏板状态、制动踏板状态和转向速率等。感知数据包括由AEB***的传感器(例如，传感器1307)捕获到的数据。在实施例中，如本文所述的自动紧急制动***提供多个输出。例如，这些输出包括油门关闭、再充电、减速命令和驾驶员感知输入等。在实施例中，油门关闭用于发起功率转矩下降。在实施例中，发起预充电以使液压降低约200ms。在示例中，将由AEB***输出的减速命令作为离散的减速级别来提供。例如，离散的减速级别可以是每平方秒四、六或十米(m/s²)。在实施例中，利用驾驶员意识输入来评定运载工具的人工控制。

在实施例中，AEB***是AV栈的备用***。因此，AEB***包含其自身的感测、感知、轨迹预报和控制***。在实施例中，在AEB***处实现仲裁，并且进行加速/减速选择。在实施例中，AEB仲裁器基于在安全高输出、主动安全停止(SSA)输出和纵向控制输出之间的仲裁来确定最终减速输出，以确保实现最高的减速级别。在实施例中，当运载工具的制动控制***正在主动制动(其中“SH_Decel_Request.sts_SH1State＝Safe-Stop Activated(安全停止被激活)”)时，AEB仲裁器使用来自制动***监测器(BSM)的输入来进行仲裁。在实施例中，在DOG正在主动制动(其中“SH_Decel_Request.sts_SH2State＝Safe-StopActivated”)时，AEB仲裁器使用DOG输入来进行仲裁。

AEB仲裁

图14是AEB仲裁1400的框图。在图14的示例中，例示了仲裁器1402。在实施例中，仲裁器1402是作为经由至少一个动力传动系底盘控制单元(PCCU)执行的软件块的AEB仲裁器。在实施例中，PCCU用于线控驱动控制。在实施例中，当存在故障或者由外部***(诸如图13的AV栈1304等)触发时，AEB启动紧急制动。

在实施例中，仲裁器1402接收包括减速请求1404、安全停止请求1406和安全停止激活1408的输入。仲裁器考虑到这些输入来确定最保守的制动响应。在示例中，减速请求1404包括来自AV栈的减速命令、来自AEB***的减速命令、经由制动踏板施加的来自驾驶员的减速命令、或其任何组合。仲裁器在所接收到的减速值和所计算出的减速值之间进行仲裁。在示例中，仲裁器1402采用以下作为输入：作为BSM停止减速的第一安全处理减速请求(DecelRequestSH1)和作为DOG停止减速的第二安全处理减速请求(DecelRequestSH2)。仲裁器1402还接收安全停止请求1406和安全停止激活1408作为输入。安全停止请求是来自BSM***或DOG***的用于请求运载工具的安全停止的请求。安全停止激活是指由AEB基于运载工具的制动控制***所命令的减速级别。为了便于说明，本文所述的示例涉及三个级别。然而，可以使用任何数量的级别。

在仲裁器1402处，判定1420确定是否接收到安全停止请求。安全停止请求包括基于BSM或DOG输入的减速命令。在示例中，BSM安全停止请求由布尔(Boolean)标志(AEB_DecelSH1_SafeStopActivated)指示，并且DOG安全停止请求由布尔标志(AEB_DecelSH2_SafeStopActivated)指示。响应于来自BSM或DOG的安全停止请求，在框1422处将安全高减速设置成等于相应的BSM或DOG减速命令值。同时，由AEB***生成的安全停止激活用于比较安全停止的各个阶段的减速值。

在实施例中，AEB包括三个阶段或级别。例如，第一阶段是预填充(AEB_SSA1_Rq(Bool,SSA1请求))，第二阶段是部分制动(AEB_SSA2_Rq(Bool,SSA2请求))，并且第三级别是完全制动(AEB_SSA3_Rq(Bool,SSA3请求))。各个阶段通过使用布尔标志来指示，并且与预定范围的减速值相对应。一旦观察到对象，首先发生预填充。在实施例中，制动预填充使得能够实现自动紧急制动的快速制动致动器响应。

在图14的示例中，在第一安全停止激活判定1424处发生预填充。在实施例中，预填充与预定减速级别(K_AEB_Comfort_decel_Mps2)相关联。使用AV栈数据来在预填充期间生成减速命令。在实施例中，在主动操作制动踏板之前，预填充以低压来填充制动器。在实施例中，预填充在制动动作之前克服制动***内的隙距，使得制动垫块已搁置在制动盘上。例如，在制动踏板的操作之前使制动垫块搁置在制动盘上，这使得由于制动器的冲程而引起的不制动的时间损失更少，并由此在制动动作期间产生有效的制动力。一旦预填充完成，线控驱动***将不再听从AV栈命令。代替地，线控驱动***将向制动***发送第一阶段预填充信号以准备进行制动。然后，线控驱动***将进入被称为部分制动的下一阶段。

在第二安全停止激活判定1426处，发生部分制动。在示例中，部分制动是指减速度在0和-6m/s²之间的减速命令。部分制动级别与预定减速级别(K_AEB_Comfort_decel_Mps2)相关联。在实施例中，在部分制动期间，线控驱动***将切换到来自AEB的用于部分制动的命令，并将该命令作为最终减速输出1436发送。在实施例中，减速命令相应地调整制动踏板的位置以实现预定减速级别。在第三安全停止激活判定1428处，AEB发送减速命令以进入第三阶段：完全制动。在实施例中，完全制动与-6m/s²至-10m/s²的减速命令相关联。完全制动级别与预定减速级别(K_AEB_Comfort_decel_Mps2)相关联。

另外，在实施例中，仲裁器1402获得AEB纵向控制值。AEB纵向控制值由AEB传感器捕获，并且用于生成在框1434处仲裁的加速/减速命令1432(例如，AEB_VehAccelRq_Mps2)。在框1434处，比较所接收到的减速命令，并且将最高的减速命令作为最终减速输出1436输出。在制动仲裁期间，选择最激进的制动值。例如，-10m/s²的制动值在与-6m/s²的制动值相比时引起更大的减速速率。

在图14的示例中，在仲裁器1402处将在框1422处设置的安全高减速、与各安全停止激活判定1424、1426和1428相关联的减速命令、以及AEB***减速命令1432连续地进行比较，并且将最高的减速命令作为最终减速输出1436(AEB_finalAccelRq_Mps2)输出。仲裁可用的减速命令是基于AV的操作模式。在示例中，操作模式由模式管理器管理。可以将操作模式作为标志输入(例如，MODMGR_SuperMode)提供到仲裁器1402。在实施例中，操作模式包括手动模式、自动模式(在驾驶员座椅中但仅监测的安全驾驶员)和无人驾驶模式。

在示例中，在自动模式期间，将根据由AV栈1304(参见图13)输出的轨迹所计算出的减速值与由AEB***1306输出的减速值(其包括任何数量的预定阶段或级别)进行比较。例如，第一预填充级别对制动器充电但不发起减速。第二部分制动级别以-6m/s²减速，并且第三完全制动级别。仲裁对减速值进行比较并选择最强的减速值，并且根据该值来命令运载工具的致动器。在实施例中，使用下式来进行加速/减速计算：

对于安全高减速确定：

在AEB_DecelSH1_SafeStopActivated为真的情况下，Safety High1 decel＝DecelRequestSH1

在AEB_DecelSH2_SafeStopActivated为真的情况下，Safety High2 decel＝DecelRequestSH2

为了确定最终减速输出1536：

生成AEB_VehAccelRq_Mps2

在AEB_SSA1_Rq为真的情况下，AEB_SSA1＝K_AEB_Comfort_decel_Mps2

在AEB_SSA2_Rq为真的情况下，AEB_SSA2＝K_AEB_Comfort_decel_Mps2

在AEB_SSA3_Rq为真的情况下，AEB_SSA3＝K_AEB_Max_decel_Mps2

最终输出是Safety High1 decel、Safety High2 decel、AEB_VehAccelRq_Mps2、AEB_SSA1、AEB_SSA2和AEB_SSA3中的最大值。

图14的框图不旨在指示仲裁1400将包括图14所示的所有组件。相反，***可以包括图14中未例示的更少的或附加的组件(例如，附加的减速输入、级别、硬件、软件等)。根据具体实现的细节，仲裁1400可以包括未示出的任何数量的附加组件。此外，仲裁器1402和其他所述功能中的任何一个可以部分地或完全地在硬件和/或处理器中实现。例如，该功能可以用专用集成电路、以在处理器中实现的逻辑、以在专用图形处理单元中实现的逻辑来实现，或者在任何其他装置中实现。

AEB校准

在实施例中，对AEB仲裁器进行校准。AEB仲裁器包括BSM输入和DOG输入这两者的校准。在一些示例中，当存在驾驶员时，响应于AV的诊断输出来对仲裁器进行校准。在实施例中，AEB仲裁器具有在由诊断输出触发时使得能够对减速值进行校准的机构。

安全停止激活和安全处理减速

在实施例中，安全停止激活级别可以变化。例如，第一安全停止激活输出应将减速度设置为-3m/s/s以进行仲裁。在实施例中，第二安全停止激活输出应将减速度设置为-3m/s/s以进行仲裁。在实施例中，第二安全停止激活输出应将减速度设置为-6m/s/s以进行仲裁。在实施例中，第三安全停止激活应将减速度设置为-10m/s/s以进行仲裁。在实施例中，安全处理输出应将减速度设置为-10m/s/s以进行仲裁。

制动仲裁

图15是使得能够进行制动仲裁的处理1500的处理流程图。处理1500可以使用图1的AV、图3的计算机***或图13的制动子***来执行。

在框1502处，获得安全停止请求。安全停止请求与运动中的运载工具的减速值相关联。在框1504处，确定与安全停止请求相关联的安全停止激活。安全停止激活与预定减速值相关联。

在框1504处，计算自动紧急(AEB)***减速命令。AEB减速命令包括根据由AEB***捕获到的数据所计算出的减速值。在框1506处，在与安全停止请求相关联的减速值、与安全停止激活相关联的预定减速值、以及根据由AEB***捕获到的数据所计算出的减速值之间进行仲裁，以确定最终减速输出。最终减速输出被提供到用于引起运动中的运载工具的减速的致动器。

在先前描述中，已经参考许多具体细节描述了本发明的实施例，这些具体细节可因实现而不同。因此，说明书和附图应被视为说明性的，而非限制性意义的。本发明范围的唯一且排他的指示、以及申请人期望是本发明范围的内容是以发布权利要求书的具体形式从本申请发布的权利要求书的字面和等同范围，包括任何后续修正。本文中明确阐述的用于被包括在此类权利要求中的术语的任何定义应当以此类术语如在权利要求书中所使用的意义为准。另外，当在先前的说明书或所附权利要求书使用术语“还包括”时，该短语的下文可以是附加的步骤或实体、或先前所述的步骤或实体的子步骤/子实体。

Claims

1.一种方法，包括：

使用至少一个处理器来获得安全停止请求，其中，安全停止请求与运动中的运载工具的减速值相关联；

使用所述至少一个处理器来确定与所述安全停止请求相关联的安全停止激活，其中，所述安全停止激活与预定减速值相关联；

使用所述至少一个处理器来计算自动紧急***减速命令即AEB***减速命令，其中，所述AEB***减速命令包括根据所述AEB***捕获到的数据所计算出的减速值；以及

使用所述至少一个处理器，在与所述安全停止请求相关联的减速值、与所述安全停止激活相关联的预定减速值、以及根据所述AEB***捕获到的数据所计算出的减速值之间进行仲裁，以确定最终减速输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述安全停止请求是由制动监测***输出的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述安全停止请求是由DOG***输出的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述安全停止激活与不同的减速级别以及制动控制***的状况相对应。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述制动控制***的状况是预填充、部分制动或完全制动。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述AEB***与所述运载工具的自主运载工具栈隔离。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，最终减速值引起运动中的运载工具的减速。

8.一种非暂态计算机可读存储介质，其包括由第一装置的至少一个处理器执行的至少一个程序，所述至少一个程序包括指令，所述指令在由所述至少一个处理器执行时，执行包括以下操作的方法：

获得安全停止请求，其中，安全停止请求与运动中的运载工具的减速值相关联；

确定与所述安全停止请求相关联的安全停止激活，其中，所述安全停止激活与预定减速值相关联；

计算自动紧急***减速命令即AEB***减速命令，其中，所述AEB***减速命令包括根据所述AEB***捕获到的数据所计算出的减速值；以及

在与所述安全停止请求相关联的减速值、与所述安全停止激活相关联的预定减速值、以及根据所述AEB***捕获到的数据所计算出的减速值之间进行仲裁，以确定最终减速输出。

9.根据权利要求8所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述安全停止请求是由制动监测***输出的。

10.根据权利要求8所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述安全停止请求是由DOG***输出的。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述安全停止激活与不同的减速级别以及制动控制***的状况相对应。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述制动控制***的状况是预填充、部分制动或完全制动。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述AEB***与所述运载工具的自主运载工具栈隔离。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，最终减速值引起运动中的运载工具的减速。

15.一种运载工具，包括：

至少一个计算机可读介质，用于存储计算机可执行指令；

至少一个处理器，其通信地耦接到至少一个传感器，并且被配置为执行所述计算机可执行指令，该执行进行操作，所述操作包括：

16.根据权利要求15所述的***，其中，所述安全停止请求是由制动监测***输出的。

17.根据权利要求15所述的***，其中，所述安全停止请求是由DOG***输出的。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的***，其中，所述安全停止激活与不同的减速级别以及制动控制***的状况相对应。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的***，其中，所述制动控制***的状况是预填充、部分制动或完全制动。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的***，其中，所述AEB***与所述运载工具的自主运载工具栈隔离。

21.根据权利要求15至20中任一项所述的***，其中，最终减速值引起运动中的运载工具的减速。