用于自主车辆的自主操纵通知的制作方法

相关申请

本申请要求2014年12月31日提交的题为“vehiclemaneuverannouncementforautomatedvehicles”的美国临时申请no.62/098,416的优先权，其全部内容通过引用被合并与此。

背景技术：

本发明涉及用于在自主车辆中通报（announce）自主操纵的方法和系统。

诸如例如自适应巡航控制和自动变换车道系统这样的驾驶员辅助系统已经成功部署到市场中以增加驾驶员的舒适感和安全性。由于这些驾驶员辅助系统的先进性越来越高，因此可能需要较少的驾驶员互动。在一些情况下，驾驶员辅助系统可以为行程的一些部分提供自主驾驶模式。自主驾驶模式使得车辆能够执行自主操纵，而不需要驾驶员转向、加速或减速。因此，至少对于行程的某部分，驾驶员的角色已经从主动驾驶员转变为乘客。驾驶员和乘客需要发展对自主车辆的信任。因此，在由自主车辆执行自主操纵之前，需要通知驾驶员。

技术实现要素：

一个示例性实施例提供了一种用于操作自主车辆以执行自主操纵的系统。该系统包括人机界面和电耦合到人机界面的电子控制器。电子控制器包括电子处理器，该电子处理器被配置为检测至少一个驾驶条件并基于该至少一个驾驶条件确定自主操纵。电子处理器还被配置为在执行自主操纵之前经由人机界面显示操纵通知。电子处理器还被配置为控制自主车辆以执行自主操纵。

另一实施例提供了一种操作自主车辆以执行自主操纵的方法。该方法包括用自主车辆的电子处理器接收至少一个驾驶条件。该方法还包括基于至少一个驾驶条件用电子处理器来确定自主操纵。该方法还包括在执行自主操纵之前用电子处理器经由自主车辆的人机界面显示操纵通知。该方法还包括用电子处理器来控制自主车辆以执行自主操纵。

通过考虑详细描述和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1是根据一些实施例的自主车辆控制系统的框图。

图2a-2d示出了根据一些实施例的操纵通知的示例性实施例。

图3a和3b示出了根据一些实施例的俯视图的示例性实施例。

图4是根据一些实施例的操作自主车辆以执行自主操纵的示例性方法的流程图。

具体实施方式

在详细地解释本公开的任何实施例之前，应该理解，本公开不在其应用方面局限于在下面的描述中阐述或在下面的附图中图示的部件的构造和布置的细节。本公开能够实现其他实施例，并且能够被以各种方式实施或执行。

此外，应该理解，这里使用的用语和术语用于描述的目的，并且不应该被视为是限制性的。这里使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变型旨在包括其后列出的项及其等同物以及另外的项。术语“安装”、“连接”和“耦合”被广泛地使用，并且包括直接和间接安装、连接和耦合。另外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合，并且能够包括电连接或耦合，无论是直接连接或耦合还是间接连接或耦合。此外，可使用其他已知方式（包括直接连接、无线连接等）执行电子通信和通知。

还应该注意的是，多个基于硬件和软件的装置以及多个其他结构部件可被用于实现本公开。还应该注意的是，多个基于硬件和软件的装置以及多个不同结构部件可被用于实现本公开。另外，应该理解，本公开的实施例可包括硬件、软件和电子部件或模块，为了讨论的目的，所述硬件、软件和电子部件或模块可被图示和描述成好像多数部件仅被实现于硬件中。然而，基于对这个详细描述的阅读，本领域普通技术人员将会意识到，在至少一个实施例中，本发明的基于电子的方面可被实现于可由一个或多个处理器执行的软件(例如，存储在非暂态计算机可读介质上)中。如此，应该注意的是，多个基于硬件和软件的装置以及多个不同结构部件可被用于实现本发明。例如，在说明书中描述的“控制单元”和“控制器”可以包括一个或多个处理器、一个或多个存储器模块(包括非暂态计算机可读介质)、一个或多个输入/输出接口和连接所述部件的各种连接(例如，系统总线)。

图1是自主车辆控制系统100的一个示例性实施例的方框图。如以下更具体描述的，自主车辆控制系统100可被安装在自主车辆102上或集成到自主车辆102中，并且自主地驾驶自主车辆102。应该注意的是，在下面的描述中，术语“车辆”、“自主车辆”和“自动车辆”不应该被视为是限制性的。这些术语被以一般方式用于表示自主或自动驾驶车辆，所述自主或自动驾驶车辆具有不同程度的自动化（即，车辆被配置为在具有来自驾驶员的有限输入的情况下或在没有来自驾驶员的输入的一些情况下自己驾驶）。这里描述的系统和方法可以与具有如下能力的任何车辆一起使用：部分地或完全地自主操作、由驾驶员手动控制或二者的某种组合。

如这里所使用的，术语“驾驶员”通常表示自主车辆的如下占用者，该占用者坐在驾驶员的位置，在处于手动模式中时操作车辆的控制，或者将控制输入提供给车辆以影响车辆的自主操作。如这里所使用的，术语“乘客”通常表示自主车辆102的如下占用者，该占用者被动地乘坐在自主车辆102中，而不控制自主车辆102的驾驶操作。然而，自主车辆102的驾驶员和乘客二者都可共享另一方的某种角色。例如，对于行程的一部分或全部，驾驶员可将驾驶控制移交给自主车辆控制系统100，并且乘坐在自主车辆102中作为乘客。

如这里所使用的，术语“行程”表示自主车辆102从开始点到最终目的地点（其间具有或者没有一个或多个路点）的驾驶（手动或自主）。例如，行程可开始于驾驶员的家（即，开始点），包括在乘客的家接取乘客的车站（即，路点），并且继续前进至驾驶员和乘客的工作地（即，目的地）。

在图示的示例中，自主车辆控制系统100包括电子控制器105、车辆控制系统110、传感器115、gnss（全球导航卫星系统）系统120和人机界面（hmi）125。自主车辆控制系统100的部件以及其他各种模块和部件通过或经由一个或多个控制或数据总线彼此电耦合，所述控制或数据总线实现它们之间的通信。考虑到这里描述的本公开，将控制和数据总线用于各种模块和部件之间的互连以及通信对于本领域技术人员而言将会是已知的。在替代实施例中，自主车辆控制系统100的一些或全部部件可使用合适的无线模式（例如，蓝牙™或近场通信）以通信方式耦合。为了容易描述，图1中图示的自主车辆控制系统100包括每种前述部件中的一个部件。替代实施例可包括每种部件中的一个或多个部件，或者可排除或组合一些部件。电子控制器105控制车辆控制系统110、传感器115、gnss系统120和人机界面（hmi）125以根据这里描述的方法自主地控制自主车辆102。在一些实施例中，电子控制器105通过将控制信号或指令传送给车辆控制系统110、传感器115、gnss系统120和hmi125来控制这些装置和系统。

电子控制器105包括电子处理器145（例如，微处理器、专用集成电路等）、存储器150和输入/输出接口155。存储器150可以包括非暂态计算机可读介质，并且在一些实施例中至少包括程序存储区域和数据存储区域。程序存储区域和数据存储区域能够包括不同类型的存储器的组合，所述不同类型的存储器诸如是只读存储器(“rom”)、随机存取存储器(“ram”)（例如，动态ram(“dram”)、同步dram(“sdram”)等）、电可擦除可编程只读存储器(“eeprom”)、闪存、硬盘、sd卡或其他合适的磁、光学、物理或电子存储器装置。电子处理器145被耦合到存储器150和输入/输出接口155。电子处理器145发送和接收信息（例如，从存储器150和/或输入/输出接口155），并且通过执行一个或多个软件指令或模块来处理该信息，所述一个或多个软件指令或模块被存储在存储器150或另一非暂态计算机可读介质中。软件可以包括固件、一个或多个应用、程序数据、滤波器、规则、一个或多个程序模块和其他可执行指令。除了别的以外，电子处理器145被配置为从存储器150检索并且执行包括如本文所述的方法的用于自主车辆控制的软件。

输入/输出接口155（例如，通过一个或多个有线和/或无线连接）向位于电子控制器105外部的装置（诸如，车辆控制系统110、传感器115、gnss系统120和hmi125）传送信息以及从所述装置接收信息。输入/输出接口155接收用户输入，提供系统输出，或二者的组合。如这里所述的，可经由例如hmi125提供来自自主车辆102的驾驶员或乘客的用户输入。输入/输出接口155还可包括其他输入和输出机构，为了简洁而未在这里描述所述其他输入和输出机构，但是所述其他输入和输出机构可被实现于硬件、软件或二者的组合中。

应该理解，虽然图1仅示出了单个电子处理器145、存储器150和输入/输出接口155，但电子控制器105的替代实施例可包括多个电子处理器、存储器和/或输入/输出接口。还应该注意的是，自主车辆控制系统100可包括其他电子控制器，每个其他电子控制器包括与电子控制器105类似的部件并且被与电子控制器105类似地配置。在一些实施例中，电子控制器105被部分地或完全地实现在半导体(例如，现场可编程门阵列（“fpga”）半导体)芯片上。类似地，这里描述的各种模块和控制器可被实现为所图示的个体控制器，或实现为单个控制器的部件。在一些实施例中，可使用各方案的组合。

电子处理器145使用输入/输出接口155向车辆控制系统110发送信息或命令和从车辆控制系统110接收信息或命令（例如，通过车辆通信总线，诸如控制器局域网（can）总线）。车辆控制系统110包括用于控制各种车辆控制系统110（例如，制动、转向和引擎功率输出）的部件（例如，致动器、电机和控制器）。为了简洁起见，将不再更详细地描述车辆控制系统110。电子控制器105控制车辆控制系统110以自主驾驶自主车辆102。在一些实施例中，电子控制器105控制车辆控制系统110以自主驾驶自主车辆102而在整个行程中无需驾驶员干预或输入。在其他实施例中，电子控制器105在行程的一部分中控制车辆控制系统110以驾驶自行车辆102，并且在行程的一个或多个部分允许或要求驾驶员手动操作自主车辆102。在一些实施例中，电子控制器105控制车辆控制系统110中的一个或多个以执行自主操纵（例如，车道改变、超越另一车辆、转弯、在十字路口转弯、在高速公路上合流等）。

传感器115被耦合到电子控制器105，并且确定自主车辆102的一个或多个属性。传感器115使用例如电信号将关于那些属性的信息传送给电子控制器105。车辆属性包括例如自主车辆102或者自主车辆102的各部分或部件的位置、自主车辆102或者自主车辆102的各部分或部件的移动、作用于自主车辆102或者自主车辆102的各部分或部件上的力以及自主车辆102与其他车辆或物体(静止或移动的)的接近。传感器115可包括例如车辆控制传感器(例如，检测加速器踏板位置、刹车踏板位置和方向盘位置（转向角）的传感器)、轮速传感器、车辆速度传感器、横摆传感器、力传感器、里程度量传感器和车辆接近传感器(例如，照相机、雷达、超声波)。电子控制器105接收并且解释从传感器115接收的信号，以确定各种车辆属性的值，该各种车辆属性包括例如车辆速度、转向角、车辆位置、俯仰、横摆和滚转。电子控制器105至少部分地基于从传感器115接收的信息控制车辆控制系统110自主地控制自主车辆102(例如，通过生成制动信号、加速度信号、转向信号)。一些传感器115可被集成到车辆控制系统110中。替代地或附加地，传感器115中的一些可以与车辆控制系统110分开地部署在自主车辆102上。在一些实施例中，电子控制器105至少部分地基于从传感器115接收的信息检测驾驶条件（例如，道路上的障碍物、接近交叉路口、车道终点、合并点等）。

gnss(全球导航卫星系统)系统120使用一个或多个天线和接收器(未示出)从轨道运行卫星接收射频信号。gnss系统120基于接收的射频信号确定自主车辆102的地理空间定位(即，纬度、经度、高度和速度)。gnss系统120将这种定位信息传送给电子控制器105。当自主控制自主车辆102时，电子控制器105可结合从传感器115接收的信息使用这种信息，或者替代于从传感器115接收的信息使用这种信息。电子控制器105还可以控制gnss系统120规划路线并且对自主车辆102进行导航。gnss系统是已知的，并且将不会被更详细地描述。在一些实施例中，gnss系统120可使用gps(全球定位系统)进行操作。替代实施例可结合gnss系统120或者替代gnss系统120使用区域卫星导航系统和/或陆基导航系统。

人机界面（hmi）125提供自主车辆控制系统100和驾驶员之间的界面。hmi125电耦合到电子控制器105并且接收来自驾驶员的输入（例如，驾驶员输入），从电子控制器105接收信息，并基于收到的信息将反馈（例如，音频、视觉、触觉或其组合）提供给驾驶员。hmi125提供适当的输入机构（诸如按钮、具有菜单选项的触摸屏显示器、语音识别等）用于从驾驶员接收输入，这些输入可由电子控制器105用于控制自主车辆102。

hmi125提供视觉输出，诸如例如图形指示符(即，固定或动画图标)、光、颜色、文本、图像、前述各项的组合等。hmi125包括用于显示视觉输出的合适的显示机构，例如仪表盘、反光镜、平视显示器、中央控制台显示屏幕(例如，液晶显示器(lcd)触摸屏幕或有机发光二极管(oled)触摸屏幕)，或其他合适的机构。在替代实施例中，显示屏幕可以不是触摸屏幕。在一些实施例中，hmi125显示图形用户界面(gui)(例如，由电子处理器145从存储在存储器150中的指令和数据生成并且呈现在显示屏幕上)，所述图形用户界面使用户能够与自主车辆控制系统100交互。hmi125还可通过hmi125中所包括的扬声器或与hmi125分开的扬声器将音频输出提供给驾驶员，所述音频输出诸如是钟声、蜂鸣器、语音输出或其他合适的声音。在一些实施例中，通过诸如经由使用振动电机使一个或多个车辆部件(例如，车辆的方向盘和驾驶员的座位)振动，hmi125将触觉输出提供给驾驶员。在一些实施例中，hmi125提供视觉、音频和触觉输出的组合。

在执行自主操纵（例如，车道改变、超越另一车辆、转弯、在十字路口转弯、高速公路合流等）之前，电子控制器105使用hmi125来生成和显示操纵通知200。在执行实际的自主操纵之前主动向驾驶员通报自主操纵增加了驾驶员对自主车辆控制系统100的能力的信任。如下面更详细地描述的，除了别的以外，操纵通知200指示自主车辆102将由于检测到的驾驶条件而执行的自主操纵。图2a-2d示出了操纵通知200的示例性实施例，其中驾驶条件是阻挡自主车辆102前方的车道的较慢车辆，并且自主操纵是将车道变成左车道。这些例子不应该被视为限制。本领域技术人员将会意识到，下面描述的示例中体现的概念可以应用于任何类型的自主操纵并且响应于各种检测到的驾驶条件。

图2a示出了可以由电子控制器105使用hmi125在平视显示器（hud）205（例如，投影在自主车辆102的挡风玻璃上）上生成和显示的操纵通知200的示例性实施例。图2a所示的操纵通知200包括操纵指示符210、描述符215和驾驶条件指示符220。图2a所示的操纵指示符210是左车道的高亮显示，指示自主操纵是车道变成左车道。图2a所示的描述符215包括指示自主操纵是到车道变成左车道的文本。在其他实施例中，描述符215包括指示自主操纵是车道变成左车道的图标或图形。驾驶条件指示符220指示检测到的驾驶条件。例如，图2a所示的驾驶条件指示符220是在较慢移动车辆225上显示的图标，以指示驾驶条件是位于自主车辆102前方的障碍物（例如，较慢移动车辆225）并阻挡车道前方。

图2b示出了可以由电子控制器105使用hmi125在屏幕230（例如，在自主车辆102的仪表盘屏幕中）生成和显示的操纵通知200的另一示例性实施例。图2b中所示的操纵通知200包括操纵指示符210和驾驶条件指示符220。在一些实施例中，操纵指示符210是描绘自主操纵的图形。图2b所示的操纵指示符210是包括车辆图像和指示转向方向的箭头的图形。图2b所示的箭头指向左车道的方向，以指示自主操纵是车道变成左车道。图2b所示的驾驶条件指示符220是位于车辆图像上方的图标，以指示驾驶条件是位于自主车辆102前方的障碍物（例如，较慢移动车辆225）并阻挡车道前方。

图2c示出了可以由电子控制器105使用hmi125在触摸屏235（例如，在自主车辆102的中央控制台中）生成和显示的操纵通知200的另一示例性实施例。图2c示出的操纵通知200包括操纵指示符210和描述符215。图2c示出的操纵指示符210是包括车辆图像和指向左车道方向的箭头的图形，以指示自主操纵是车道变成左车道。图2c所示的描述符215包括指示自主操纵是车道变成左车道的文本。

在一些实施例中，当显示操纵通知200时，电子控制器105为用户（例如，驾驶员）提示驾驶员输入。例如，图2c所示的操纵通知200包括显示操纵按钮240。显示操纵按钮240是可选按钮。在一些实施例中，当在由显示操纵按钮240限定的触摸屏235的区域内施加力时，选择显示操纵按钮240。在其他实施例中，显示操纵按钮240是机械按钮。此外，在一些实施例中，显示操纵按钮240可以与诸如可滑动按钮、旋转按钮、滑动区域等的不同选择机构组合或替换。当显示操纵通知200被显示时，（例如由驾驶员）选择显示操纵按钮240时，电子控制器105接收来自hmi125的驾驶员输入。如下面将进一步详细讨论的，驾驶员输入指示关于将要执行的自主操纵的附加信息的请求。

图2d示出了可以由电子控制器105使用hmi125在屏幕230（例如，自主车辆102的仪表盘屏幕）上生成和显示的操纵通知200的另一示例性实施例。图2d所示的操纵通知200包括操纵指示符210和描述符215。图2d中所示的操纵指示符210是包括车辆图像和指向左车道方向的箭头的图形，以指示自主操纵是车道变成左车道。图2d所示的描述符215包括指示自主操纵是车道变成左车道的文本。在一些实施例中，如图2d所示，操纵通知200还可以包括第二操纵指示符245。图2d所示的第二操纵指示符245是左车道的高亮显示，以指示自主操纵是车道变成左车道。

如以上所讨论的，在操纵通知200被显示时，电子控制器105可以接收驾驶员输入，该驾驶员输入指示关于将要执行的自主操纵的附加信息的请求。响应于接收到驾驶员输入，电子控制器105使用hmi125生成并显示俯视图300。俯视图300通过提供关于自主操纵和驾驶条件的附加信息来增加驾驶员对于自主车辆控制系统100的能力的信任。俯视图300包括自主车辆在道路上的位置和将要执行的自主操纵的视觉表示。在一些实施例中，俯视图300还包括在自主车辆102周围检测到的物体的位置（和类型）的视觉表示。例如，俯视图300可以包括位于自主车辆102周围（由电子控制器105检测到）的车辆位置的视觉表示（例如车辆图形）。

在一些实施例中，俯视图300是静态图像，并且当接收到驾驶员输入时，包括自主车辆102和由电子控制器105检测到的位于自主车辆102周围的物体的位置。在其他实施例中，随着自主车辆102的检测位置和位于自主车辆102周围的物体随时间而改变，电子控制器105连续或周期性地改变或更新俯视图300。在一些实施例中，电子控制器105使用hmi125连续生成并显示俯视图300，直到已经执行自主操纵之后的时间。在其他实施例中，电子控制器105使用hmi125连续生成并显示俯视图300，直到执行自主操纵之前的时间。在其他实施例中，电子控制器105使用hmi125连续生成并显示俯视图300持续预定的时间量。

图3a示出了可以由电子控制器105使用hmi125在触摸屏235（例如，在自主车辆102的中央控制台中）生成并显示的俯视图300的示例性实施例。图3a所示的俯视图300包括指示自主车辆102的位置的第一车辆图形305和指示位于自主车辆102周围的其他车辆的位置的多个第二车辆图形310（由电子控制器105检测到）。图3a所示的俯视图300还包括操纵指示符210和驾驶条件指示符220。图3a所示的操纵指示符210是第一车辆图形305和指向左车道方向的箭头315，以指示自主操纵是车道变成左车道。图3a所示的驾驶条件指示符220是位于第一车辆图形305上方的图标，以指示驾驶条件包括位于自主车辆102前方的障碍物（例如，缓慢移动的车辆）。

图3b示出了可以由电子控制器105使用hmi125在触摸屏235（例如，在自主车辆102的中央控制台中）生成并显示的俯视图300的另一示例性实施例。图3b所示的俯视图300包括指示自主车辆102的位置的第一车辆图形305和指示位于自主车辆102周围的其他车辆的位置的多个第二车辆图形310（由电子控制器105检测到）。图3b所示的俯视图300还包括操纵指示符210和描述符215。图3b所示的操纵指示符210是第一车辆图形305以及指向左车道方向的箭头315，以指示自主操纵是车道变成左车道。图3b所示的描述符215包括指示自主操纵是车道变成左车道的文本。

在一些实施例中，如图3b所示，俯视图300还可以包括第二操纵指示符245。图3b所示的第二操纵指示符245是左车道的高亮显示，以指示自主操纵是车道变成左车道。在一些实施例中，如图3b所示，俯视图300还可以包括第三操纵指示符320。图3b所示的第三操纵指示符320是包括车辆图像和指向左车道方向的箭头的图形，以指示自主操纵是车道变成左车道。

图3a和3b示出了俯视图300的示例性实施例，其中驾驶条件是较慢的车辆阻挡自主车辆102前方的车道，并且自主操纵是车道变成左车道。这些示例不应该被视为限制。本领域技术人员将理解，上述示例中体现的概念可以应用于任何类型的自主操纵并且响应于各种检测到的驾驶条件。

图4示出了操作自主车辆102以执行自主操纵的一个示例性方法400。作为示例，在自主驾驶模式下操作时，按照自主车辆102执行车道改变（例如，在高速公路上驾驶时）来描述方法400。这个示例不应该被视为限制。本领域技术人员将理解，所描述的示例中体现的概念可以应用于由自主车辆102执行的任何自主操纵。

如图4所示，电子控制器105检测至少一个驾驶条件（例如，框405）。在一些实施例中，电子控制器105基于从一个或多个传感器115接收到的信息来检测驾驶条件。例如，自主车辆102可能正在高速公路上行驶，并且传感器115可以检测位于自主车辆102前方的较慢移动车辆225。在其他实施例中，电子控制器105可以基于从gnss系统120、驾驶员、外部装置或系统或其组合接收的信息来检测驾驶条件。例如，在一些实施例中，电子控制器105可以从gnss系统120接收指示即将到来的障碍物、即将到来的允许的速度变化、绕行等的交通信息。再次，应该理解，尽管相对于图4讨论的检测到的驾驶条件包括较慢移动车辆225和车道占用，但也可以检测其他类型的驾驶条件。

电子控制器105基于一个或多个检测到的驾驶条件来确定自主操纵（在框410）。例如，当电子控制器105检测到较慢移动车辆225并且检测到左车道可用时（例如，基于从传感器115接收到的信息），电子控制器105可以确定将自主车辆102转向左车道将避开位于自主车辆102前方的较慢移动车辆225。

基于所确定的自主操纵，电子控制器105使用hmi125（例如参见图2a）生成并显示操纵通知200（在框415）。在自主车辆102执行自主操纵之前显示操纵通知200。在一些实施例中，电子控制器105在显示操纵通知200（参见例如图2c）时提示一个或多个驾驶员输入（例如，使用hmi125）（在框420）。在一些实施例中，驾驶员输入可以是查看俯视图300的驾驶员请求。

电子控制器105确定是否接收到驾驶员输入（在框425）。当电子控制器105接收到驾驶员输入（例如，从hmi125）时，电子控制器105使用hmi125生成并显示俯视图300（例如参见图3a）（在框430）。电子控制器105控制车辆控制系统110中的至少一个以执行自主操纵（在框435）。在一些实施例中，当电子控制器105接收到驾驶员输入时，在执行自主操纵的同时，电子控制器105继续使用hmi125生成并显示俯视图300。

当电子控制器105没有接收到驾驶员输入（例如，从hmi125）时，电子控制器105控制车辆控制系统110中的至少一个以执行自主操纵而不显示俯视图300（在框435）。在一些实施例中，当电子控制器105没有接收到驾驶员输入时，在执行自主操纵的同时，电子控制器105继续使用hmi125生成并显示操纵通知200。

因此，除了别的以外，本公开提供了操作自主车辆以执行自主操纵的系统和方法。本发明的各种特征和优点在所附权利要求中阐述。