具有模块化控制接口的自主车辆的制作方法
本发明涉及车辆设备领域，并且更具体地，涉及一种具有模块化控制接口的自主车辆。
背景技术：
自主车辆技术的改进将导致越来越少的人类与车辆的交互。然而，即使是完全的自主车辆也偶尔依赖于一些人类的交互。因此，全自主车辆配备有传统的控制接口，例如方向盘、加速器踏板、制动踏板等。
技术实现要素：
根据本发明，提供一种车辆系统，包含：
通信电路，该通信电路被编程为与可从自主车辆移除的控制器通信；以及
处理器，该处理器被编程为接收从控制器传送的控制信号，
其中控制信号与在非自主模式下手动控制自主车辆相关，
其中处理器被编程为当车辆正在非自主模式下操作时根据从控制器传送的控制信号向至少一个车辆子系统输出命令。
根据本发明的一个实施例，其中控制器包括方向盘、加速器踏板和制动踏板中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，其中处理器被编程为仲裁从控制器传送的控制信号和由自主模式控制器输出的信号，并且至少部分基于控制信号和由自主模式控制器输出的信号如何被仲裁来输出命令到至少一个车辆子系统。
根据本发明的一个实施例，该车辆系统还包含配置为接收控制器的支架，其中控制器可移除地安装到支架。
根据本发明的一个实施例，该车辆系统还包含配置为将通信电路插入控制器的线束。
根据本发明的一个实施例，其中控制信号经由线束被传送到通信电路。
根据本发明的一个实施例，其中通信电路被编程为与控制器无线通信。
根据本发明的一个实施例，该车辆系统还包含：
至少一个自主驾驶传感器；以及
自主模式控制器，自主模式控制器被编程以在自主模式下操作时控制至少一个车辆子系统。
根据本发明的一个实施例，其中处理器被编程为响应于从控制器接收到控制信号而命令自主模式控制器在非自主模式下操作。
根据本发明的一个实施例，其中控制器包括具有被编程为测量角度请求的运动传感器的方向盘，并且其中方向盘被编程为将角度请求无线地传送到通信电路并且其中处理器编程以至少部分地根据角度请求来控制至少一个车辆子系统。
根据本发明的一个实施例，其中控制器包括与通信电路无线通信并且被编程为将踏板位置信号无线地传送到通信电路的加速器踏板，并且其中处理器被编程为至少部分地根据踏板位置信号控制至少一个车辆子系统。
根据本发明，提供一种车辆系统，包含：
至少一个自主驾驶传感器；
通信电路，通信电路被编程为与可从自主车辆移除的控制器通信；以及
处理器，处理器被编程为接收从控制器传送的控制信号，
其中控制信号与当车辆正在非自主模式下操作时手动控制至少一个车辆子系统相关，
其中处理器被编程以输出命令从而在自主车辆正在自主模式下操作时根据由至少一个自主驾驶传感器输出的信号来控制至少一个车辆子系统，并且输出命令从而当自主车辆正在非自主模式下操作时根据从控制器传送的控制信号控制至少一个车辆子系统。
根据本发明的一个实施例，其中控制器包括方向盘、加速器踏板和制动踏板中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，其中处理器被编程为仲裁从控制器传送的控制信号和由自主模式控制器输出的信号，并且至少部分地基于控制信号和由自主模式控制器输出信号如何被仲裁来输出命令到至少一个车辆子系统。
根据本发明的一个实施例，该车辆系统还包含配置为接收控制器的支架，其中控制器可移除地安装到支架。
根据本发明的一个实施例，该车辆系统还包括配置为将通信电路插入控制器中的线束，其中控制信号经由线束被传送到通信电路。
根据本发明的一个实施例，其中通信电路被编程为与控制器无线通信。
根据本发明的一个实施例，其中处理器被编程为响应于从控制器接收到控制信号而命令自主模式控制器在非自主模式下操作。
根据本发明的一个实施例，其中控制器包括具有被编程为测量角度请求的运动传感器的方向盘，并且其中方向盘被编程为将角度请求无线地传送到通信电路，并且其中处理器被编程为当自主车辆在非自主模式下操作时至少部分地根据角度请求来控制至少一个车辆子系统。
根据本发明的一个实施例，其中控制器包括与通信电路无线通信并且编程为将踏板位置信号无线传送到通信电路的加速器踏板，并且其中处理器被编程为当自主车辆在非自主模式下操作时至少部分地根据踏板位置信号来控制至少一个车辆子系统。
附图说明
图1示出了具有用于接收可移除控制器的控制器接口的示例性自主车辆；
图2是控制器接口的示例部件以及其他示例车辆部件的框图；
图3a-3c示出了用于接收一些可移除控制器的示例性车辆仪表板；
图4a-4b示出了用于接收其他可移除控制器的示例车辆仪表板。
具体实施方式
在某种程度上，自主车辆将在绝大多数时间需要很少或没有人类交互。因此，可以从车辆中省略例如方向盘、加速器踏板、制动踏板等的与手动操作车辆相关联的某些控制器以例如增加客舱空间。
然而，移除那些或其它控制器中的一些可能引入其他挑战。例如，安全气囊有时包含进方向盘中。此外，例如在生产线上或在服务站中，有时自主车辆可能需要被手动操作以例如将车辆驾驶到电梯上或者在自主车辆控制器故障的情况下。因此，在一系列非常具体但又重要的情况下，完全省略来自车辆的控制器可能过于限制。
增加完全自主车辆中的车厢空间同时不完全阻止使用特定控制器的一种方式包括通过可移除有线(或无线)控制器代替传统控制器。因此，用于可移除控制器的示例性自主车辆的控制器接口包括被编程以与可移除控制器通信的通信电路。系统还包括被编程以接收从控制器传送的与在非自主模式下手动控制自主车辆相关的控制信号的处理器。处理器还被编程以当车辆正在非自主模式下操作时根据从控制器传送的控制信号向至少一个车辆子系统输出命令。
因此，在不依赖于来自控制器的输入的情况下并且控制器不在车辆内部的情况下，车辆通常可以在自主模式下操作。然而，对于那些很少需要的控制器，其可以临时安装并用于手动控制原本的自主车辆。
所示的元件可以采用许多不同的形式，并且包括多个和/或替代的部件和设施。所示的示例部件不旨在是限制性的。实际上，可以使用附加的或替换的部件和/或实施方式。此外，所示出的元件不一定按比例绘制，除非明确地说明。
如图1所示，自主主车辆100包括控制器接口105，控制器接口105允许当需要时如方向盘、加速器踏板、制动踏板等的控制器110(见图2-4b)安装在自主主车辆100中。也就是说，当自主主车辆100需要手动操作时，控制器接口105可以接收控制器110。否则，可以从自主主车辆100省略控制器110。
控制器接口105可以经由有线或无线通信接口与控制器110通信。控制器接口105可以接收和处理由控制器110输出的与自主主车辆100的手动控制相关的控制信号。控制器接口105可以根据接收自控制器110的控制信号向各种其它车辆子系统115(参见图2)输出命令。例如，控制器接口105可以响应于从控制器110接收的信号而向转向系统、发动机控制模块、变速器控制模块、制动系统等输出命令。
在一些可能的实施方式中，控制器接口105可以向控制器110输出命令。例如，在控制器110包括具有安全气囊的被动约束装置的情况下——被动约束装置可以是独立装置或集成进可移除方向盘中，控制器接口105可以响应于例如检测到碰撞而输出使安全气囊充气的命令。
此外，控制器接口105可以仲裁由控制器110和控制自主主车辆100的各种操作的一个或多个控制器输出的控制信号。通过仲裁控制信号，控制器接口105可以确定哪些控制信号应当输出到相应的车辆子系统115以自主地或非自主地(手动地)控制主车辆100。
控制器接口105可以包括用于接收各种控制器110的多个物理连接。例如，一个或多个支架120(参见图3a-3c)可以位于自主主车辆100的客舱中，并且每个支架120可以被调整以接收特定控制器110并且处于特定方向。当不需要手动控制自主主车辆100时，支架120可以进一步允许移除控制器110。
此外，控制器接口105可以经由有线通信、无线通信或两者与控制器110通信。对于有线通信，控制器接口105可以包括包含进一个或多个支架120中或在一个或多个支架120附近并且被调整针对特定方向的多个线束125(参见图3a-3c)。这样，当控制器110插入进支架120中时，控制器110同样插入到线束125中。对于无线通信可以省略线束125，可以通过例如蓝牙
控制器接口105可以进一步被编程以控制主车辆100是否正在自主模式、非自主模式或部分自主模式下操作。例如，如果适当的控制器110插入到支架120和线束125中或者以其他方式与控制器接口105通信并且准备好控制主车辆100(即能够输出控制信号)，则控制器接口105可命令主车辆100以非自主模式操作，意味着由控制器110输出的控制信号可优先于由与自主车辆操作相关联的一个或多个控制器输出的控制信号。
在一些情况下，控制器接口105可以响应于指示用户手动控制主车辆100的意图的用户输入而仅将由控制器110输出的控制信号传递到各个车辆子系统115。
尽管示出为轿车，但是自主主车辆100可以包括可以在自主(例如无驾驶员)模式、部分自主模式和/或非自主模式中操作的任何乘客或商用机动车，例如轿车、卡车、运动型多用途车、跨界车(crossovervehicle)、厢式货车、小型货车、出租车、公共汽车等等。
图2是示出如何将控制器接口105和控制器110结合到自主主车辆100中的框图。如图所示，控制器接口105可以包括用户界面130(其可以可选地与控制器接口105分离，但是在主车辆100中原本是可用的)、通信电路135和处理器140。控制器接口105的部件还可以与控制器110、自主驾驶传感器145、自主模式控制器150等通信。
用户界面130可以包括能够向车辆乘员呈现信息的任何数量的电子部件。除了呈现信息之外，用户界面130可以被编程以接收用户输入。响应于用户输入，用户界面130可以向处理器140输出表示用户输入的信号。用户界面130可以位于自主主车辆100的乘客舱中，并且在一些可能的方法中，用户界面130可以包括触摸感应显示屏。此外，用户界面可以包含进控制器接口105(如图2所示)中，或者可以包含进与控制器接口105通信的不同车辆系统中，例如信息娱乐系统。
通信电路135可以包括便于控制器接口105和控制器110之间的部件有线或无线通信的任何数量的电子组件，如集成电路和可能的其它部件。对于无线通信(如图2所示)，通信电路135可以被编程以根据任何数量的无线通信协议(如蓝牙
处理器140可以包括编程以接收和处理由控制器110输出的控制信号的任何数量的电子部件。处理器140可以处理控制信号，并且在一些情况下根据控制信号产生命令以控制自主主车辆100。例如，处理器140可以被编程为忽略控制信号，除非已经接收到表明车辆乘员准备好以非自主模式操作自主主车辆100并且通信电路135已经与控制器110建立通信的用户输入。在这些情况下，处理器140可以被编程为基于控制信号生成和输出命令，从而有效地使自主主车100在非自主模式下操作。
在一些情况下，当自主主车辆100正在非自主模式下操作时，处理器140可命令自主模式控制器150、自主驾驶传感器145或两者均关闭。或者，处理器140可以仲裁由控制器110和自主模式控制器150输出的信号以确定哪些信号应当用于以自主或非自主模式控制车辆子系统115。在另一个可能的实施方式中，处理器140可以基于控制信号向自主模式控制器150提供命令信号，自动模式控制器150相应地可以将命令信号输出到各个车辆子系统115。在该实施方式中，自主模式控制器150可以给出比自主模式控制器150将自己生成以自主控制主车辆100的信号更高的优先级的由处理器140输出的命令信号。
自主驾驶传感器145可以包括任何数量的电子部件，自主驾驶传感器145在主车辆100正在自主(例如无驾驶)模式下操作时产生帮助导航主车辆100的信号。自主驾驶传感器145的示例可以包括雷达传感器、激光雷达传感器、视觉传感器等。因此，自主驾驶传感器145在车辆正在自主模式下操作时帮助车辆“看见”道路和车辆周围环境和/或越过各种障碍物。
自主模式控制器150可以包括当主车辆100正在自主模式下操作时可以控制一个或多个车辆子系统115的任何数量的电子部件。可以由自主模式控制器150控制的子系统的示例可以包括制动子系统、悬架子系统、转向子系统和动力传动系统子系统。自主模式控制器150可以被编程为通过向与这些子系统相关联的控制单元输出信号来控制这些子系统中的任何一个或多个。自主模式控制器150可以至少部分地基于由自主驾驶传感器145产生的信号或由处理器140输出的命令信号来控制子系统，处理器140已经在上面讨论，其可以是基于由控制器110输出的控制信号。
现在参考3a-图4b，主车辆100可以包括任何数量的控制器110，当某人希望在非自主模式下操作主车辆100时，控制器110可以可移除地连接到控制器接口105。图3a-3c示出了各种控制器110可以插入到位于车辆客舱内的仪表板155上的支架120和线束125中的位置的示例。图4a-4b示出了控制器110可以与控制器接口105进行无线通信的示例。
图3a示出了具有控制器接口105的主车辆100中的示例仪表板155。如图所示，控制器接口105包括用于接收控制器110的端口160a。端口160a包括门165、支架120和连接器170。门165可以在没有控制器110插入时的期间隐藏托架120和连接器170。因此，门165可以在铰链上操作或者可以从仪表板155移除以暴露托架120和连接器170。如上所述，支架120可以在控制器110用于手动控制主车辆100的操作时将控制器110保持在仪表板155上的适当位置。在一些情况下，支架120可以被调整以在特别方向上接收控制器110。连接器170可以包括例如线束125或用于促进控制器110和控制器接口105之间的信号通信的任何其他插头。
控制器接口105还可以包括其他端口160。例如，如图3a所示，控制器接口105包括用于接收用作制动踏板的控制器110的端口160b和用作加速器踏板的控制器110的端口160c。端口160b和端口160c可以各自包括支架120和连接器170，支架120和连接器170中的一个或两个可以被调整以分别在特定方向上接收制动踏板和加速器踏板，用于正确使用和信号通信的。
图3b示出了门165已经被移除并且控制器110a(示出为方向盘)插入到支架120中并且连接到端口160a的连接器170的实施方式。此外，分别示出为制动踏板和加速器踏板的其他控制器110b和110c分别插入端口160b和端口160c的支架120和连接器170中。因此，图3b示出了其中主车辆100包括可允许主车辆100被手动操作的一些控制器110的实施方式。
当控制器110包括方向盘或任何其他类型的转向装置时，控制器110可以包括加速度计或被编程为检测移动的其他类型的运动传感器175，包括测量角度请求。角度请求可以包括例如期望的旋转角度，如同用户正在转动传统方向盘一样。运动传感器175可以被编程为经由有线或无线通信线路将角度请求传送到通信电路135。通信电路135相应地可以将角度请求传送到处理器140使得处理器140可以根据角度请求控制一个或多个车辆子系统115，例如转向子系统。
当控制器110包括加速器或制动踏板时，例如如图3b所示，每个踏板可以包括可以用于确定踏板位置的编码器。编码器可以经由通信电路135通过有线或无线连接将表示踏板位置的踏板位置信号输出到处理器140。处理器140可以被编程为根据踏板位置信号将命令输出到一个或多个车辆子系统115，例如取决于哪个踏板被按压的节气门或制动控制器。
图3c示出了具有集成被动约束装置180(例如安全气囊)的已安装的控制器110。当没有安装控制器110时，并且当自主主车辆100在自主模式下操作时，乘员可以不位于端口160a附近或甚至不面对端口160a。因此，可以从该位置省略被动约束装置180。当安装控制器110并且乘员正在使用控制器110来手动控制主车辆100时，在该位置处可能需要被动约束装置180。在图3c的示例中，被动约束装置180集成进控制器110中并且可以接收由控制器接口105、车辆子系统115或两者输出的信号。因此，当检测到碰撞时，可以将信号传送到被动约束装置180，使被动约束装置180展开。信号与被动约束装置180通信可以经由与端口160a相关联的连接器170、控制器接口105的通信电路135或两者的组合来促进。
现在参考图4a-图4b，控制器接口105和控制器110之间的无线通信可以允许将端口160从仪表板155中排除。替代地，控制器110可以包括与控制器接口的通信电路135无线通信的无线发射器。在这种可能的实施方式中，控制器110和通信电路135可以包括近场通信(nearfieldcommunication，nfc)技术以促进无线通信。然而，如果需要被动约束装置180，则可以使用单独的端口160来接收被动约束装置180并与其通信。
与控制器110的无线通信可以允许控制器110采用与传统方向盘不同的形式。非传统控制器110的示例可以包括例如游戏控制器、操纵杆、智能电话、平板计算机或可以包括加速度计或其他类型的运动传感器175或方向控制并且可以与控制器接口105无线地通信的任何其他电子设备。虽然对于关于图3a-3c所示的实施方式也是如此，但图4a-4b的无线接口不依赖于支架120和有线电连接，这意味着不同的控制器110可以在相同的主车辆100上使用。此外，非传统控制器的输出可以不限于特定的功能。也就是说，非传统控制器的输出可以涉及例如纵向运动控制、加速度、制动、车轮扭矩、加速器或制动踏板位置等。
图4a-4b的控制器110可以包括各种按钮185。在一些实施方式中，例如与游戏控制器一样，按钮185可以物理地结合到控制器110中。在其他情况下，例如与具有触摸感应显示屏的智能电话或其他控制器110一样，按钮185可以被虚拟地呈现在显示屏上并且对通过触摸虚拟按钮185提供的用户输入作出响应。此外，通过包括运动传感器175，与转向主车辆100相关联的运动可以通过例如关于特定轴旋转控制器110来检测。
此外，即使一个控制器110可以与控制器接口105无线通信，但是如加速器踏板和制动踏板之类的其他控制器仍然可以经由支架120和有线连接来连接。或者，如如图4a-图4b那样的情况，可以省略其功能由例如无线控制器110的真实或虚拟按钮185代替的那些其他控制器110。
通常，上面所讨论的计算系统和/或装置可使用任意数量的计算机操作系统，包括，但并不限于，以下这些操作系统的版本和变体：ford
计算装置大体上包括计算机可执行指令，其中，该指令可由一个或多个计算装置——例如，那些上面所列举的——执行。计算机执行指令可由利用各种程序语言和/或技术创建的计算机程序编译或解释，包括，但不限于，javatm、c、c++、visualbasic、javascript、perl等单独或者组合。这些应用中的一些可以在虚拟机上编译和执行，如java虚拟机、dalvik虚拟机等。通常，处理器(例如，微处理器)——例如，从存储器、计算机可读介质等——接收指令，并且执行这些指令，从而执行一个或多个程序，包括这里所描述的一个或多个程序。这种指令和其它的数据利用各种计算机可读介质可被存储和传输。
计算机可读介质(也称为处理器可读介质)包括任何永久(例如，有形的)介质，其参与提供计算机(例如，通过计算机的处理器)可读的数据(例如，指令)。这种介质可采取多种形式，包括，但不限于，非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可包括，例如，光盘或磁盘以及其它的永久存储器。易失性介质可包括，例如，动态随机存取存储器(dram)，其典型地构成主存储器。这样的指令可被一个或多个传输介质传输，包括同轴电缆、铜线或光纤，包括含有与计算机的处理器耦接的系统总线的电线。计算机可读介质的一般形式包括，例如，软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其它的磁介质，只读光盘驱动器(cd-rom)、数字化视频光盘(dvd)、任何其它的光学介质，穿孔卡片、纸带、任何其它的具有孔式样的物理介质，ram(随机存取存储器)、prom(可编程只读存储器)、eprom(可擦除可编程只读存储器)、flash-eeprom(闪速电可擦除可编程只读存储器)、任何其它的存储器芯片或内存盒，或任何其它的计算机可读的介质。
数据库、数据存储库或这里所描述的其它的数据存储可包括各种类型的机制，其用于存储、访问和检索各种类型的数据，包括层次数据库、在文件系统中的一组文件、以专用格式的应用数据库、关系数据库管理系统(relationaldatabasemanagementsystem，rdbms)等。这种数据存储中的每个大体上包括在使用上述中的一个的计算机操作系统的计算机装置中，并通过各种方式中的任何一个或多个可访问。文件系统可从计算机操作系统访问，并且可包括以各种格式存储的文件。rdbms除了用于创建、存储、编辑和执行存储的程序的语言之外总体使用结构化查询语言(structuredquerylanguage，sql)，例如，上述的程序化sql(pl/sql)语言。
在一些实施例中，系统元件可实施为在一个或多个计算机装置(例如，服务器、个人电脑等)上的、存储在与其关联的计算机可读介质(例如，磁盘、存储器等)上的计算机可读的指令(例如，软件)。计算机程序产品可包含这种存储在计算机可读介质上的指令，其用于执行这里所描述的功能。
关于这里描述的程序、系统、方法、探试法等，应该理解的是，虽然这些程序的步骤等已经被描述为按照某个有序序列发生，但是可以在以与此处所述顺序不同的顺序执行所描述的步骤的情况下实施这些程序。应该进一步理解的是，某些步骤能够同时执行，能够加入其它步骤，或者能够省略这里所描述的某些步骤。也就是说，在这里的程序的说明旨在提供用于说明某些实施例的目的，不应以任何方式被解释为限制权利要求。
因此，应该理解的是，上述说明旨在说明并非限制。通过阅读上述说明，除了提供的实例以外的许多实施例和应用将是显而易见的。保护范围应该不应参照上述说明确定，而是应当参照所附的权利要求连同这些权利要求所享有的全部等同范围而确定。可以预期和想到的是未来的发展将出现在这里所述的技术中，并且该公开的系统和方法将结合入这些未来的实施例中。总之，应该理解的是，该应用可被修改和变化。
在权利要求中所使用的全部术语，旨在被给予如本领域技术人员所理解的它们的普遍的含义，除非在此做出与此相反的明确指示。特别地，单独的冠词的使用，例如，“一个”、“这”、“所述”等应该被理解为描述一个或多个指示的元件，除非权利要求描述了与此相反的明确限制。
提供公开的摘要允许读者快速地确定技术公开的性质。应该理解的是，它并不是用于解释或限制权利要求的范围或意义。此外，在前述的具体实施方式中，可以看出，各种功能集合在各个实施例中用于简化公开的目的。公开的这种方法不是理解为表达声明的实施例所需要的功能比在每个权利要求中清楚地列举的功能多的意图。恰恰相反，如下面的权利要求的表达，本发明主题在于比单个公开的实施例中的所有功能少。因此，下面的权利要求借以成为具体实施方式中的一部分，每个权利要求依靠其自身作为单独要求保护的主题。
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