车辆导航系统的制作方法
【专利摘要】一种导航系统，其可以包括：定位设备，其用于生成位置数据信号；地理数据存储设备，其用于生成数字地图数据信号；处理设备，其用于基于所述位置数据信号和所述数字地图数据信号来生成导航信息；以及转弯控制设备，其用于生成输出信号以便启用和/或停用所述车辆的转弯信号灯和/或使自主车辆控制系统能够执行驾驶动作。所述转弯控制设备可以分析所述导航信息来检测离接近中的转弯的距离何时没有超过预定极限或何时已完成转弯或避开所述转弯。所述转弯控制设备可以分析所述导航信息和由速度传感设备生成的速度数据信号来检测到达所述接近中的转弯的时间何时没有超过预定极限。
【专利说明】车辆导航系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆导航系统，并且更具体来说涉及一种能够与自主车辆控制系统交互作用的车辆导航系统。
【背景技术】
[0002]导航系统越来越多地使用在车辆中来向车辆用户，即驾驶员提供导航指令，当在未知路线上行驶时，所述导航指令帮助驾驶员确定方位。一般来说，导航系统包括用于确定关于数字地图表示的车辆位置的定位设备，所述定位设备通常基于如全球定位系统(GPS)的定位系统。导航系统通常还包括处理系统和适合的硬件和软件，以便使用车辆位置和如用户所选导航路线的用户输入信息来生成导航信息并且将导航指令传达至驾驶员。
【发明内容】
[0003]车辆导航系统评估车辆和路线参数来确定车辆何时接近转弯。所述系统确定车辆位置和车辆速度。所述系统可以处理这种信息以便在车辆到达离所述转弯的预定距离时启用所述车辆上的适当转弯信号灯。所述导航系统还可以处理这种信息以便在所述车辆达到距所述转弯的预定时间时启用适当转弯信号灯。所述导航系统还可以将许可信号发送至自主车辆控制系统以使所述自主车辆控制系统能够完成所述转弯。所述导航系统可以使用所述车辆位置和车辆速度来确定所述车辆何时已完成所述转弯或避开所述转弯。所述导航系统可以处理这种信息以便在所述车辆已完成或避开所述转弯时停用所述转弯信号灯。
[0004]本领域技术人员将在查阅以下图式和详述之后了解或更加明白其它系统、方法、特征和优点。意图使所有此类其它的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内，包括在本发明的范围内，并且由随附的权利要求书来保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]参阅以下附图和描述可更好地理解所述系统。图中的部件不一定是按比例的，而是着重例示出本发明的原理。此外，图中的相同参考数字指定遍及不同视图中的对应部分。
[0006]图1为用于车辆中的导航系统的一个实施例的方框图。
[0007]图2为用于车辆中的导航系统的另一个实施例的方框图。
[0008]图3为转弯控制设备的方框图。
[0009]图4为包括转弯控制设备的一个实施例的导航系统的流程图。
[0010]图5为包括转弯控制设备的另一个实施例的导航系统的流程图。
[0011]图6为描绘通过转弯控制设备发出输出信号的一个实施例的流程图。
[0012]图7为描绘通过转弯控制设备发出输出信号的另一个实施例的流程图。
[0013]图8为描绘具有整合导航系统的主机单元(head unit)与车辆照明控制系统之间的通信的方框图。
[0014]图9为描绘独立导航系统、主机单元与车辆照明控制系统之间的通信的方框图。【具体实施方式】
[0015]导航系统可以对接至包括转弯控制逻辑的转弯控制设备或可以包括转弯控制设备和/或转弯控制逻辑的功能性。如果车辆，如用于运输人员和/或物品的结构，沿着预期行进路线接近转弯，那么转弯控制设备可发出适当的输出。转弯可以为例如两个或更多个道路的交叉口、道路中的分叉口(即“Y”)、如州际公路出口的道路出口，或可能需要车辆改变行进方向以便遵循预期行进路线的任何其它道路布局。输出可以启用与接近中的转弯的方向对应的转弯信号灯。车辆的转弯信号灯可以包括例如安装于车辆外部的灯。灯可以安装于车辆前和/或后保险杠附近、沿着车身侧面，和/或在车辆的侧视镜上。灯可由车辆的照明控制系统来控制。另外，如果车辆已经完成或避开转弯，那么转弯控制设备可发出适当的输出。所述输出可以停用先前由系统启用的转弯信号灯。转弯控制设备也可以基于车辆沿着预期行进路线不断接近并且随后执行或放弃车道变换而发出适当的输出。车道变换可以涉及沿着道路将位置从一个行车道改变至另一个行车道。车道变换可以在例如移动进入转弯车道、移动以避免交通事故(traffic)，或可能需要从一个行车道移动至另一个行车道的任何其它情况下来执行。转弯控制设备可接收各种数据并且使用转弯控制逻辑来确定是否发出适当的输出以便启用或停用适当的转弯信号灯。
[0016]在不久的将来，自主或无人车辆将可能与手动驾驶车辆共用道路。自主车辆可以包括在不需要人为干预的情况下控制车辆动作发生(maneuvering)的各种系统和/或子系统。举例来说，感知子系统、控制子系统和/或线路规划子系统可以操作来使得自主车辆控制系统能够驾驶车辆。自主车辆控制系统可以进一步使用各种电子控制单元(ECU)，所述电子控制单元可以例如经由车辆的控制器局域网(CAN)总线来彼此通信。目前现有的自主车辆的实例是参与以下计划的车辆，如:欧洲研究协调署(European Research CoordinationAgency ；EUREKA)欧洲最高效与绝对安全交通计划(Program for a European Traffic ofHighest Efficiency and Unprecedented Safety ;PR0METHEUS)项目以及美国国防部高级研究项目署(Defense Advanced Research Projects Agency ；DARPA)大挑战。自主车辆的控制系统可以包括导航系统。可能需要自主车辆的导航系统响应于例如转弯和/或车道变换来启用和/或停用车辆的转弯信号灯。用这种方式，自主车辆可被配置来遵守可能需要使用转弯信号灯的各种交通法规。另外，自主车辆可被配置来提醒其它自主车辆和/或人控车辆的驾驶员注意预期的转弯和/或车道变换。还可能需要自主车辆的导航系统与自主驾驶控制系统通信，所述自主驾驶控制系统可负责执行各种驾驶动作，如转弯和/或车道变换。动作导航系统可被配置来发出如许可信号的信号，所述许可信号可使自主驾驶控制系统能够完成驾驶动作。
[0017]图1是被配置来用于车辆中的示例导航系统100的方框图。导航系统可以包括和/或对接至各种设备和/或系统。导航系统100可以包括可确定车辆位置的定位设备110，所述导航系统可以安装于所述定位设备中或在所述定位设备中操作。举例来说，定位设备110可以包括GPS接收器或用于接收来自导航卫星的定位信号的相当的卫星定位系统接收器。数字地图表示可存储于地理数据存储设备120中。地理数据存储设备120可以包括例如硬盘设备、CD-ROM设备、DVD设备、ROM存储设备或任何其它非暂时性数据存储设备。另夕卜，可提供如闪速存储器的可重写的非易失性存储器，以便以灵活方式来存储处理信息并且甚至在停电的情况下保持存储信息。
[0018]导航系统100可以包括用于生成导航信息的处理设备130。处理设备130可被配置成通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、模拟电路、数字电路、服务器处理器、其组合，或其它现在已知或以后开发的处理器。处理设备130可被配置成单一设备或设备的组合，如与网络或分散式处理相关联。可使用各种处理策略中的任何一个，如多路处理、多重任务、并行处理、远程处理、集中式处理等。处理设备130可对作为软件、硬件、集成电路、固件、微码等的一部分来存储的指令做出响应或可操作来执行这些指令。处理设备130可接收来自定位设备110的位置数据以及来自地理数据存储设备120的数字地图数据以便确定相对于数字地图表示的车辆的当前位置。处理设备130可基于当前位置和/或例如像驾驶员输入的目的地的其它接收数据来生成导航信息。导航信息可以包括导航指令，例如像应采用哪些操作以便在预选导航路线上导航车辆的指示(例如，“左转”、“右转”或“遵循道路行程”)。导航信息还可以包括关于导航路线的警报。警报可以包括例如关于异常道路状况、速度极限或其它状况的警报。
[0019]导航系统100可以包括各种输出设备以便向车辆用户(例如，驾驶员)呈现或告知导航信息。输出设备可以包括扬声器设备142和/或光学显不设备144。扬声器设备142可为导航系统100的专用部件。或者，扬声器设备142可为车辆娱乐系统的部件，如汽车收音机、CD播放机、MP3播放机、磁带播放机或这类设备的组合。如果导航系统100与车辆娱乐系统共用扬声器设备142，导航系统100可以包括接口，其允许将与导航信息对应的输出信号传输至车辆娱乐信号。这可以经由车辆中的数字数据总线来完成。光学显示设备144可为完全图形显示器，例如像液晶显示器、薄膜晶体管显示器或阴极射线管显示器。光学显示设备144也可为投影显示器，如将光学信息投影至车辆的挡风玻璃上的抬头显示器(head-up display)。光学显示设备144还可以与输入设备组合。举例来说，光学显示设备144可被配置成触摸屏设备。光学显示设备144可为导航系统的专用部件或可与例如像多媒体系统的其它车辆系统一起使用。
[0020]处理设备130可以连接至定位设备110以便接收位置数据信号、连接至地理数据存储设备120以便接收数字地图数据、连接至扬声器设备142以便提供声学输出数据信号，和/或连接至光学显示设备144以便提供光学输出数据信号。处理设备130可以评估经由位置数据信号从定位设备110接收的位置数据和从地理数据存储设备120接收的数字地图数据以便生成输出至车辆用户的导航信息。输出导航信息可为对应的声学输出信号和/或光学输出信号。
[0021]导航系统100还可以包括输入设备150。处理设备130可以连接至输入设备150以便为车辆用户提供对处理设备130的功能的控制。输入设备150可以包括经过合适设计的开关和/或键盘。输入设备150可以用于例如启用或停用导航系统、选择导航路线，和/或在不同导航系统输出模式之间进行选择。导航系统输出模式可以包括例如只提供导航信息的声学输出的模式、只提供导航信息的光学输出的模式、提供导航信息的声学以及光学输出的模式，或其它合适模式。
[0022]导航系统100可以包括速度传感设备160和/或对接至所述速度传感设备160以便检测车辆的当前速度。速度传感设备160可以包括运动传感器，如抗抱死制动系统(ABS)车轮传感器。这些传感器可以定位在每个单独车轮附近或定位在车辆的差动设备内。处理设备130可以连接至速度传感设备160以便接收速度数据信号。或者或另外，处理设备130可以被配置来使用从定位设备110接收的位置数据来计算车辆的速度。处理设备130可通过分析一段时间内的车辆位置的变化来计算速度。
[0023]导航系统100可以包括转弯控制设备170和/或对接至所述转弯控制设备170。转弯控制设备170可以与处理设备130整合、连接至处理设备130，和/或被配置来对接至导航系统100的独立设备。转弯控制设备170可接收来自各种其它设备的数据。举例来说，转弯控制设备170可接收来自定位设备110的位置数据、来自地理数据存储设备120的数字地图数据、来自处理设备130的导航信息、来自速度传感设备160的速度数据，和/或来自地方数据存储设备180的地方数据。转弯控制设备170可直接接收来自各种其它设备的数据，如图2所示，和/或间接地经由处理设备130来接收数据，如图1所示。举例来说，处理设备130可以接收位置数据、数字地图数据、导航信息、速度数据和/或地方数据并且将一部分或全部接收数据传送至转弯控制设备170。如图3所示，转弯控制设备170可以具有接收模块172，其被配置来接收来自各种其它设备的数据。转弯控制设备170可以具有处理模块174，其被配置来使用转弯控制逻辑来分析所接收的数据。转弯控制设备170可以具有输出模块176，其被配置来基于分析来发出适当的输出，如稍后进一步所述。
[0024]转弯控制设备170可使用转弯控制逻辑来评估直接或间接从定位设备110、地理数据存储设备120、速度传感设备160、地方数据存储设备180和/或处理设备130接收的数据。图4是包括转弯控制设备的导航系统的流程图。在操作410处，相对于数字地图表示的车辆的当前位置可由导航系统来确定。在操作420处，状态值可由导航系统来计算。状态值可为例如转弯距离值。转弯距离可使用相对于数字地图表示的车辆的当前位置和导航信息如预选导航路线来计算。换句话说，转弯距离可以表示在车辆的当前位置与沿着预选导航路线的接近中的转弯的位置之间的沿着预选导航路线的距离。优选地，转弯距离可以表示当前位置与沿着预选导航路线行进时车辆可预期会遇到的下一个转弯的位置之间的沿着预选导航路线的距离。
[0025]在操作430处，如距离极限的状态值极限可由导航系统确定。距离极限可为预定值。举例来说，距离极限可为在约10米(m)至约IOOm范围内的预定值。预定值可为由导航系统的用户选择的落入预定范围内的值。
[0026]距离极限也可以基于车辆的当前速度来确定。导航系统可以确定车辆的当前速度并且将当前速度与速度-距离数据互相关联。举例来说，在车辆的当前速度较低时，距离极限可以具有较低值，并且在当前速度较高时，距离极限具有较高值。与车辆在较低速度下行进相比，这样可以允许车辆在较高速度下行进时在转弯前的较大距离处启用车辆的转弯信号灯。可能需要这种配置来避免在道路上发生困惑。举例来说，在沿着城市或住宅区街道行进时，在接近中的转弯前方IOOm处启用转弯信号灯可能是不合需要的，其中在到达转弯之前的IOOm内，预选导航路线可能穿过多个交叉口。其它驾驶员可能对于车辆应在哪里转弯感到困惑。因为在沿着这类街道行进时车辆的速度可能降低，所以当车辆在降低速度下行进时，提供减小的距离极限可以有助于避免产生这种类型的困惑。另一方面，在沿着例如州或州际公路行进时，在接近中的转弯前方仅IOm处启用转弯信号灯可能是不合需要的。因为在沿着公路行进时车辆的速度可能增加，其它车辆或驾驶员可能因为在车辆到达转弯之前提供的通知相对较短而猝不及防。当车辆在增加的速度下行进时，提供增加的距离极限可以有助于避免使这些其它车辆或驾驶员惊慌。还预期距离极限可以基于车辆行进的道路类型(例如住宅区街道、城市街道、州公路、州际公路等)，而不是仅基于车辆的速度或同时也基于车辆的速度。与道路类型相关的数据可以道路数据形式为导航系统所利用。道路数据可作为地理数据存储设备中存储的地理数据的一部分来接收。举例来说，地理数据可以包括对应于各种位置的道路距离极限。导航系统可将当前位置与道路距离极限相关联以便确定具体道路的距离极限和/或车辆行进的道路类型。
[0027]在一个实施例中，当车辆的当前速度小于或等于约50公里/小时(kph)时，距离极限可以在约IOm至约50m范围内，并且在当前速度大于约50kph时，距离极限可以在约50m至约IOOm范围内。可以提供两个以上的速度范围。为此，在另一个实施例中，在当前速度小于或等于约50kph时，距离极限可以在约IOm至约40m范围内，在当前速度大于约50kph但是小于或等于约IOOkph时,距离极限可以在约40m至约70m范围内，并且在当前速度大于约IOOkph时，距离极限可以在约70m至约IOOm范围内。这些范围意图是示例性而非限制性的。可提供额外速度范围(例如，三个、四个或更多个范围)以及对应距离极限。提供更大数量的速度范围可以使得车辆到达转弯之前启用的转弯信号灯的时间相对恒定，不论车辆的速度如何。换句话说，可使用多个速度范围以便在到达转弯之前以近似相同时间来启用转弯信号灯，不论车辆的速度如何。速度范围和对应距离极限可以由导航系统的处理设备130和/或转弯控制设备170以速度-距离数据形式来接收。速度-距离数据可以存储在速度-距离数据存储设备中，所述数据存储设备可以与导航系统整合、连接或对接。
[0028]距离极限也可以基于从地方数据存储设备180接收的地方数据来确定。地方数据可以包括监管极限，如监管距离极限。监管距离极限可以包括由联邦、州和/或地方法律和/或各个不同地方的法规所要求的信号指示距离。导航系统可使用车辆的当前位置和地方数据来确定车辆行进的位置(例如，国家、州和/或城市)的监管距离极限。由导航系统确定的距离极限可以与对应于车辆当前位置的监管距离极限相等。或者，由导航系统确定的距离极限可以等于监管距离极限加或减调节因数。调节系数可以由导航系统的用户来选择。预期监管距离极限可以取决于各种其它因素，例如像车辆的速度和/或车辆行进的道路类型。还进一步预期可能不可获得所有地方的监管距离极限。如果监管距离极限不可获得，那么导航系统可将监管距离极限设定为空值以使得在确定距离极限中可以不考虑监管距离极限。
[0029]在操作440处，转弯距离可与距离极限比较，并且可以对转弯距离是否超过距离极限进行确定。如果转弯距离超过距离极限，那么转弯控制逻辑可以返回到操作410。如果转弯距离未超过距离极限，那么在操作450处，转弯控制设备可发出适当的输出信号，如以下进一步描述。
[0030]图5是包括转弯控制设备的另一个实施例的导航系统的流程图。在操作510处，相对于数字地图表示的车辆的当前位置可以由导航系统来确定。在操作520处，如转弯时间值的状态值可由导航系统来计算。转弯时间可以使用相对于数字地图表示的车辆的当前位置、如预选导航路线的导航信息和/或车辆的当前速度来计算。为了计算转弯时间，导航系统首先可以如上所述确定转弯距离。可以将转弯距离除以当前速度以便计算转弯时间。
[0031]在操作530处，如时间极限的状态值极限可以由导航系统确定。时间极限可为预定值。举例来说，时间极限可为在约3秒至约30秒范围内的预定值。预定值可为由导航系统的用户选择的落入预定范围内的值。时间极限也可以基于车辆的当前速度来确定，类似于如上所述的关于距离极限的确定。举例来说，导航系统可将当前速度与速度-时间数据互相关联。速度范围和对应时间极限可以由导航系统的处理设备130和/或转弯控制设备170以速度-时间数据形式来接收，所述速度-时间数据可以存储于速度-时间数据存储设备中，所述数据存储设备可以与导航系统整合、连接或对接。时间极限也可以基于从地方数据存储设备接收的地方数据来确定，如上关于距离极限所述。地方数据可以包括监管时间极限，如由联邦、州和/或地方法律和/或各个不同地方的法规所要求的那些时间极限。导航系统可使用车辆的当前位置以及地方数据来确定车辆行进的地点(例如，国家、州和/或城市)的监管时间极限。由导航系统确定的时间极限可以等于经由地方数据接收的监管时间极限。或者，由导航系统确定的时间极限可以等于经由地方数据接收的规章时间极限加或减调节因数。调节系数可以由导航系统的用户来选择。时间极限也可以基于车辆行进的道路类型来确定。举例来说，与先前描述的道路距离极限类似的道路时间极限可以作为地理数据的一部分来接收。
[0032]在操作540处，可以将转弯时间与时间极限比较。如果转弯时间超过时间极限，那么转弯控制逻辑可返回到操作510。如果转弯时间未超过时间极限，那么在操作550处，转弯控制设备可以发出适当的输出信号，如以下进一步描述。
[0033]进一步预期图4和图5所示的实施例可以组合于单一转弯控制设备中。举例来说，转弯控制逻辑可以被配置来将转弯距离与距离极限比较并且将转弯时间与时间极限比较。如果转弯距离未超过距离极限或转弯时间未超过时间极限，那么转弯控制逻辑可以发出适当的输出信号。或者，如果转弯距离未超过距离极限并且同时转弯时间未超过时间极限，那么转弯控制设备可以发出适当的输出信号。
[0034]转弯控制设备170可以基于所接收的数据和由转弯控制逻辑执行的分析来发出各种输出信号。输出信号可以包括转弯信号灯启用输出信号和/或转弯信号灯取消输出信号。转弯信号灯启用输出信号可以进一步包括右转信号灯启用输出信号和左转信号灯启用输出信号。右转信号灯启用输出信号可以致使车辆的右转信号灯被启用。同样地，左转信号灯启用输出信号可以致使车辆的左转信号灯被启用。
[0035]转弯控制设备170还可以发出许可输出信号。许可输出信号可以由例如自主车辆的自主车辆控制系统190来接收。许可输出信号可以使自主车辆控制系统190能够执行各种驾驶动作。举例来说，许可转弯信号灯可使自主车辆控制系统190能够执行转弯动作。在其它实施例中，许可车道变换信号可以使自主车辆控制系统190能够执行车道变换动作。一旦自主车辆控制系统已经接收来自导航系统的许可信号，自主车辆控制系统可以执行驾驶动作。自主车辆控制系统可以与各种其它车辆系统通信，包括例如避撞驾驶员辅助系统，这种辅助系统具有:传感器(例如摄像机、RADAR和/或LIDAR)以便检测驾驶动作的预期路径中的障碍物或其它安全性问题、节流阀和/或制动控制系统，以便调整车辆的速度而使得车辆可以在对于车辆安全和/或对于乘客舒适的速度下来完成驾驶动作；并具有方向盘角度控制系统以便经由驾驶动作来操纵车辆。
[0036]通过发出许可输出信号，导航系统100可相对于自主车辆控制系统190来执行互锁功能。换句话说，导航系统100可以使自主车辆控制系统190能够仅在导航系统100确定执行具体动作是适当时才加以执行。许可输出信号可以由转弯控制设备170同时与转弯信号灯启用输出信号和/或转弯信号灯取消输出信号一起发出。通过确定何时自主车辆控制系统可以完成驾驶动作和/或操作适当转弯信号灯来伴随驾驶动作，导航系统100可帮助车辆在执行驾驶动作时遵守法律和/或安全性要求。
[0037]转弯控制设备170可以基于如上所述由转弯控制逻辑执行的分析来发出适当输出信号。图6是示出由转弯控制设备发出输出信号的流程图。在操作610处，接近中的转弯的方向(例如，左或右)可以由导航系统来确定。转弯方向可以使用如预选导航路线的导航数据来确定。如果转弯方向是向右，那么在操作622处，转弯控制设备可以发出右转信号灯启用输出信号和/或许可右转弯输出信号。右转信号灯启用输出信号可以启用车辆的右转信号灯。许可右转弯输出信号可以使自主车辆控制系统能够执行右转。相反地，如果转弯方向是向左，那么在操作624处，转弯控制设备可以发出左转信号灯启用信号和/或许可左转弯输出信号。左转信号灯启用信号可以启用车辆的左转信号灯。许可左转弯输出信号可以使自主车辆控制系统能够执行左转。换句话说，转弯控制设备可以发出适当输出信号以便启用与沿着车辆行进的预选导航路线的接近中的转弯方向对应的转弯信号灯。转弯控制设备也可以发出适当许可输出信号来使自主车辆控制系统能够执行接近中的转弯。
[0038]在操作630处，导航系统可以确定是否车辆已经完成转弯。这种确定可以基于由导航系统接收的各种数据来进行。举例来说，车辆的当前位置可与沿着预选导航路线的转弯位置进行比较。如果转弯位于沿着预选导航路线的当前位置的前方，那么车辆未完成转弯。相反地，如果转弯位于沿着预选导航路线的当前位置的后方，那么车辆已经完成转弯。
[0039]在另一个实施例中，从方向设备接收的方向信号可以用于确定车辆是否已经完成转弯。方向设备可以被配置成例如磁罗盘。来自方向设备的方向信号可以指示车辆的当前方向，或换句话说，车辆所指向的方向。车辆的当前方向可与转弯前面的预选导航路线的方向进行比较。如果当前方向与转弯前面的预选导航路线的方向大致上相等(例如，加或减约5度)，那么车辆未完成转弯。相反地，如果当前方向与转弯前面的预选导航路线的方向大致上不相等，那么车辆已经完成转弯。类似地，当前方向还可以与转弯之后的预选导航路线方向进行比较。如果当前方向与转弯后面的预选导航路线方向大致上不相等，那么车辆未完成转弯。相反地，如果当前方向与转弯后面的预选导航路线方向大致上相等，那么车辆已经完成转弯。这种确定也可以基于当前方向的变化。举例来说，在操作610的同时，导航系统可以存储车辆的当前方向。导航系统可以确定是否车辆已经完成转弯，所述确定是通过将存储的方向与操作630处的当前方向进行比较以便确定车辆方向是否已经改变超过预定量来进行。举例来说，如果当前方向与存储的方向之间的差异小于约30度，那么车辆未完成转弯。相反地，如果当前方向与存储的方向之间的差异为至少约30度，那么车辆已经完成转弯。
[0040]预期一种以上的确定车辆是否已经完成转弯的方法可以加以组合。举例来说，当转弯位于沿着预选导航路线的当前位置后方或车辆方向已经改变时，导航系统可以确定车辆已经完成转弯。也可以使用任何其它组合。这种方法组合可以在确定是否车辆已经完成转弯中来增加导航系统的准确性。如果车辆已经完成转弯，那么转弯控制逻辑可跳过操作640并且执行操作652和/或654，如下所述。如果车辆未完成转弯，那么导航系统可以确定车辆是否已经避开转弯，如下所述。
[0041]在操作640处，导航系统可以确定车辆是否已经避开转弯。车辆可以出于各种原因而避开转弯。举例来说，驾驶员可以简单地选择不完成转弯。在另一个实施例中，因为例如摄像机系统可以检测到障碍物或阻止转弯的其它安全性问题，所以可以阻止自主车辆控制系统完成转弯。在另一个实施例中，导航系统可以基于例如与交通状况或道路封闭相关的信息而选择不完成转弯。可以基于由导航系统接收的各种数据来确定车辆是否已经避开转弯。举例来说，车辆的当前位置可以与预选导航路线进行比较。如果当前位置沿着预选导航路线，那么车辆尚未避开转弯。相反地，如果当前位置不沿着预选导航路线，那么车辆已经避开转弯。如果车辆尚未避开转弯，那么转弯控制逻辑可返回到操作630。如果车辆已经避开转弯，那么转弯控制设备可以发出适当输出信号，如下所述。
[0042]转弯控制设备可以被配置来发出转弯信号灯取消输出信号，包括右转信号灯取消输出信号和左转信号灯取消输出信号。右转信号灯取消输出信号可导致车辆的右转信号灯被停用。同样地，左转信号灯取消输出信号可以致使车辆的左转信号灯被停用。转弯控制设备可以发出转弯信号灯取消输出信号以便停用适当转弯信号灯。举例来说，如果如在操作610处确定的转弯方向是向右，那么在操作652处，转弯控制设备可以发出右转信号灯取消输出信号。相反地，如果转弯方向是向左，那么在操作654处，转弯控制设备可以发出左转信号灯取消输出信号。图6示出了转弯控制设备可以在操作652和654处同时发出右转信号灯输出信号和左转信号灯取消输出信号，而非参照根据操作610的转弯方向。换句话说，转弯控制设备可以发出输出信号以便同时停用右转信号灯和左转信号灯，不论先前已启用的是哪个转弯信号灯。转弯控制设备也可以通过停用现用的转弯信号灯启用输出信号来取消适当转弯信号灯。换句话说，转弯信号灯可以通过发出转弯信号灯取消输出信号和/或停止发出转弯信号灯启用输出信号来停用。转弯控制设备可以进一步与发出转弯信号灯取消输出信号同时来取消许可转弯输出信号。取消许可转弯输出信号可阻止自主车辆控制系统执行如转弯的驾驶动作，直到导航系统发出许可转弯输出信号为止。自主车辆控制系统可以与被避开或被放弃的转弯或车道变换类似的方式来处理被取消的许可输出信号。
[0043]一旦适当转弯信号灯已经停用，这意味着转弯已经完成或避开，可以相对于沿着车辆预选导航路线的另一个转弯来重复如上参照图4至图6所述的步骤。优选地，另一个转弯是沿着预选导航路线的完成或避开转弯之后的转弯。在避开转弯之后的另一个转弯可以沿着响应于转弯已经避开而由导航系统产生的新预选导航路线。
[0044]在另一个实施例中，导航系统可以包括转弯控制设备，其被配置来发出适当输出以便以信号指示预期由车辆执行的接近中的车道变换，如图7所示。导航系统可以例如从自主车辆的自主车辆控制系统190接收与初始化车道变换相关联的信号。自主车辆控制系统可以初始化车道变换，以便例如引导车辆进入用于完成接近中的转弯的正确车道(例如，转弯车道或与接近中的驶出匝道最近的车道)或引导车辆穿过车流。或者，导航系统100可以初始化车道变换。导航系统可以初始化车道变换，以便例如引导驾驶员将车辆移至用于完成接近中的转弯的正确车道中。
[0045]一旦车道变换已经初始化(例如，通过自主车辆控制系统或导航系统)，那么在操作710处，导航系统可以确定车辆行进的当前行车道。当前行车道可以使用任何方法来确定。举例来说，当前行车道可以使用从定位装置接收的位置数据和/或从地理数据存储设备接收的数字地图数据来确定。数字地图数据可以包括与在给定道路上可利用的行车道的数量相关的数据。导航系统可以使用位置数据来确定车辆在哪个可利用的行车道上行进。当前行车道也可以通过包含于车辆和/或导航系统中的各种其它设备和/或系统来确定。举例来说，摄像机或其它光学传感设备可用于确定相对于表面道路和/或道路表面上的各种标记物(例如，车道标记物)的车辆的相对位置。
[0046]在操作720处,导航系统可以确定目标行车道的位置。目标行车道可为预期车辆移动进入的行车道。目标行车道可以由例如自主车辆控制系统、导航系统或驾驶员来提供。在操作730处，当前和目标行车道的位置可以进行比较以便确定车道变换的方向。如果目标行车道在当前行车道右侧，那么在操作742处，导航系统可以发出右转信号灯启用信号和/或许可右转弯输出信号。相反地，如果目标行车道在当前行车道左侧，那么在操作744处，导航系统可发出左转信号灯启用信号和/或许可左转弯输出信号。
[0047]在操作750处，导航系统可以确定是否车道变换完成。可以通过确定是否操作750处的当前行车道与步骤710处确定的当前行车道相同来进行确定。确定也可以通过从各种其它车辆传感器中的任何一个接收的数据来进行或补充。举例来说，方向盘传感器可以检测车辆方向盘的旋转运动以便确定何时车辆已经转向至另一个行车道中。其它传感器也可以包括速度传感器、前轮定位传感器和/或陀螺仪。如果车道变换完成，那么导航系统可分别在步骤772和774处发出右和/或左转信号灯取消信号。导航系统还可与发出转弯信号灯取消信号同时来取消许可转弯输出信号。如以上相对于图6所讨论，导航系统可同时发出右转信号灯取消信号和左转信号灯取消信号，不论车道变换方向如何。如果车道变换未完成，那么在操作760处，导航系统可确定是否车道变换已经被放弃。
[0048]导航系统可从自主车辆控制系统或驾驶员接收指示车道变换被放弃的信号。或者，导航系统可以检测车道变换的放弃。举例来说，如果导航系统将车道变换初始化以便为接近中的转弯做准备，那么当车辆没有完成转弯时，系统可以确定车道变换已经被放弃。没有完成转弯可如上关于检测避开转弯所述来确定。或者，导航系统可以通过一段预定时间的经过来确定车道变换已经被放弃。举例来说，如果在发出转弯信号灯启用信号30秒内车道变换未完成，那么导航系统可确定车道变换已经被放弃。在另一个替代方案中，如果车辆行进预定距离而没有完成车道变换，那么导航系统可确定车道变换已经被放弃。在另一个替代方案中，导航系统可通过确定因目标行车道中的障碍物如车流而使车道变换受到阻隔来确定车道变换已经被放弃。导航系统可使用由例如摄像机或其它光学传感设备所提供的数据来进行这种确定。如果车道变换未被放弃，那么导航系统可返回到操作750。如果车道变换已经被放弃，那么在操作772和/或774处，导航系统可发出右和/或左转信号灯取消信号和/或取消许可转弯输出信号。
[0049]各种车辆系统可经由各种通信网络来通信。举例来说，导航系统可为车辆的信息娱乐服务系统的一部分。或者，导航系统可为与车辆分离并且被配置来与车辆系统通信的系统。举例来说，导航系统可为独立系统的一部分或整合至智能手机或其它移动设备中并且被配置来与车辆的信息娱乐服务系统通信。在任何情况下，信息娱乐服务系统的通信可以由如媒体导向系统传输(MOST)、以太网、通用串行总线(USB)和/或电机与电子工程师学会(IEEE) 1394的网络连接系统来传送。车辆的转弯信号灯可为车辆照明系统的一部分。车辆照明系统可为车辆控制系统的一部分。车辆控制系统和/或车辆控制系统的各种子系统的通信可通过CAN来传送。自主车辆控制系统可以被配置成车辆内的单一 ECU或多个ECU的网络。自主车辆控制系统可以与各种其它系统包括例如制动系统、转向系统、发动机系统、传动系统、速度控制系统和/或摄像机系统来通信和/或交互作用以便控制车辆的各种功能。
[0050]可能需要导航系统被配置来与各种其它车辆系统通信。举例来说，导航系统可以被配置来与车辆控制系统通信以使得转弯控制设备发出的各种输出可导致车辆的转弯信号灯被启用和/或停用，如上所述。另外举例来说，导航系统可以被配置来与自主车辆控制系统通信以便使自主车辆控制系统能够执行驾驶动作，如上所述。
[0051]在一个实施例中，导航系统100可以整合至车辆的主机单元800中，如图8所示。主机单元可以包括定位装置110、地理数据存储设备120、处理设备130、扬声器设备142、光学显示装置144、输入装置150、速度传感设备160、转弯控制设备170和/或地方数据存储设备180。或者，导航系统100可以被配置成独立设备，如图9所示。独立导航系统100可以与车辆的主机单元800通信。导航系统100与主机单元800之间的通信可以经由网络连接系统如MOST、以太网、USB、IEEE1394, CAN或能够通过协议通信的任何其它网络连接系统来完成。在图8和图9中展示的实施例中，主机单元800可以包括CAN网关810。主机单元800可经由CAN经过CAN网关810与车辆控制系统，或更具体地说，与车辆照明系统820和/或自主车辆控制系统190来通信。用这种方式，主机单元可将信息娱乐服务网络与车辆控制网络桥接。主机单元可使用任何通信方式在信息娱乐服务网络与车辆控制网络之间传输数据。
[0052]虽然已经描述本发明的各种实施例，但是本领域普通技术人员显而易知更多个实施例和实行方案在本发明范围内是可能的。因此，除了按照附加权利要求和其等效物以外，本发明不受限制。
【权利要求】
1.一种以计算机可执行指令编码的计算机可读介质，所述计算机可执行指令可用处理器执行，所述计算机可读介质包括: 可执行来接收位置数据的指令； 可执行来接收导航信息的指令，所述导航信息包括由导航系统生成的预选导航路线； 可执行来基于所述位置数据和所述导航信息而计算状态值的指令； 可执行来基于车辆的当前速度、监管极限以及道路极限中的至少一个而确定状态值极限的指令；以及 可执行来在所述状态值没有超过所述状态值极限时输出控制信号的指令。
2.如权利要求1所述的计算机可读介质，其进一步包括可执行来接收包括所述车辆的所述当前速度的速度数据的指令，或可执行来基于所述位置数据而计算所述车辆的所述当前速度的指令，其中可执行来确定所述状态值极限的所述指令包括可执行来使所述车辆的所述当前速度与速度-距离数据和速度-时间数据中的至少一个互相关联的指令。
3.如权利要求1或2所述的计算机可读介质，其进一步包括可执行来接收包括监管距离极限和监管时间极限中的至少一个的地方数据，其中可执行来确定所述状态值极限的所述指令包括可执行来使所述车辆的当前位置与所述地方数据互相关联的指令。
4.如权利要求1至3中任一项所述的计算机可读介质，其进一步包括可执行来接收包括道路距离极限和道路时间极限中的至少一个的地理数据的指令，其中可执行来确定所述状态值极限的所述指令包括可执行来使所述车辆的当前位置与所述地理数据互相关联的指令。
5.如权利要求1至4中任一项所述的计算机可读介质，其中所述状态值包括转弯距离值，并且所述状态值极限包括转弯距离极限。
6.如权利要求1至5中任一项所述的计算机可读介质，其中所述状态值包括转弯时间值，并且所述状态值极限包括转弯时间极限。
7.如权利要求1至6中任一项所述的计算机可读介质，其中所述控制信号为第一控制信号，并且所述计算机可执行指令进一步包括可执行来分析所述位置数据、所述车辆的所述当前速度以及所述导航信息中的至少一个以便检测完成转弯或避开转弯的指令，和可执行来在检测到所述完成转弯或检测到所述避开转弯时输出第二控制信号的指令。
8.如权利要求7所述的计算机可读介质，其中所述第一控制信号启用所述车辆的转弯信号灯，并且所述第二控制信号停用所述车辆的所述转弯信号灯。
9.如权利要求7或8所述的计算机可读介质，其中所述第一控制信号启用许可信号来使自主车辆控制系统能够执行驾驶动作，并且所述第二控制信号停用所述许可信号来阻止所述自主车辆控制系统执行所述驾驶动作。
10.一种以计算机可执行指令编码的计算机可读介质，所述计算机可执行指令可用处理器执行，所述计算机可读介质包括: 可执行来接收位置数据的指令； 可执行来接收导航信息的指令，所述导航信息包括由导航系统生成的预选导航路线； 可执行来基于所述位置数据、车辆的当前速度以及所述导航信息中的至少两个而计算状态值的指令； 可执行来基于所述车辆的所述当前速度、监管极限以及道路极限中的至少一个而确定状态值极限的指令；以及 可执行来在所述状态值没有超过所述状态值极限时将许可控制信号输出至自主车辆控制系统的指令。
11.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述许可控制信号使所述自主控制系统能够执行驾驶动作。
12.如权利要求10或11所述的计算机可读介质，其进一步包括可执行来分析所述位置数据、所述车辆的所述当前速度以及所述导航信息中的至少一个以便检测完成转弯或避开转弯的指令，和可执行来在检测到所述完成转弯或检测到所述避开转弯时停用所述许可控制信号以便阻止所述自主车辆控制系统执行驾驶动作的指令。
13.—种以计算机可执行指令编码的计算机可读介质，所述计算机可执行指令可用处理器执行，所述计算机可读介质包括: 可执行来初始化车道变换动作的指令； 可执行来确定当前行车道的指令； 可执行来确定目标行车道的指令； 可执行来输出第一控制信号以使车辆能够执行所述车道变换动作并且启用所述车辆的转弯信号灯的指令； 可执行来检测完成或放弃车道变换的指令；以及 可执行来在检测到所述完成或所述放弃车道变换时输出第二控制信号以便阻止所述车辆执行所述车道变换动作并且停用所述车辆的所述转弯信号灯的指令。
14.如权利要求13所述的计算机可读介质，其中所述车道变换动作的初始化是响应于从自主车辆控制系统接收的信号。
15.如权利要求13或14所述的计算机可读介质，其中所述第一控制信号包括许可信号以便使自主车辆控制系统能够执行所述车道变换动作，并且所述第二控制信号停用所述许可信号以便阻止所述自主车辆控制系统执行所述车道变换动作。
16.一种用于车辆的导航系统，所述导航系统包括: 定位设备，其被配置来确定所述车辆的当前位置并且生成对应的位置数据信号； 处理设备，其被配置来接收所述位置数据信号并且生成导航信息；以及 转弯控制设备，其被配置来接收所述位置数据信号和所述导航信息；计算状态值；基于监管极限来确定状态值极限，并且在所述状态值没有超过所述状态值极限时输出控制信号。
17.如权利要求16所述的导航系统，其中所述转弯控制设备被配置来接收包括所述车辆的当前速度的速度数据信号，或基于所述位置数据信号来计算所述车辆的所述当前速度，并且通过使所述当前速度与速度-距离数据和速度-时间数据中的至少一个互相关联来确定所述状态值极限。
18.如权利要求16或17所述的导航系统，其中所述转弯控制设备被配置来接收包括监管距离极限和监管时间极限中的至少一个的地方数据，并且通过使所述当前位置与所述地方数据互相关联来确定所述状态值极限。
19.如权利要求16至18中任一项所述的导航系统，其中所述转弯控制设备被配置来接收包括道路距离极限和道路时间极限中的至少一个的地理数据，并且通过使所述车辆的所述当前位置与所述地理数据互相关联来确定所述状态值极限。
20.如权利要求16至19中任一项所述的导航系统，其中所述控制信号使自主车辆控制系统能够执行驾驶动作，并且所述转弯控制设备被配置来分析所述位置数据、所述车辆的当前速度以及所述导航信息中的至少一个以便检测完成转弯或避开转弯，并且在检测到所述完成转弯或检测到所述避开转弯时停用所述控制信号以便防止所述自主车辆控制系统执行所述驾驶动作。
【文档编号】G01C21/36GK103597318SQ201280027096
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年5月23日 优先权日:2011年6月2日
【发明者】R.博特赖特, D.奥尔森, L.皮尔逊 申请人:哈曼国际工业公司