针对受损驾驶员的自主车辆控制的制作方法
【专利摘要】一种针对受损的驾驶员的自主车辆控制系统，检测车辆操作者的状态。确定状态是受损状态。根据受损状态执行至少一项自主操作。
【专利说明】针对受损驾驶员的自主车辆控制
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及自主车辆控制，尤其涉及针对受损的驾驶员的自主车辆控制系统和方法。
【背景技术】
[0002]车辆，例如汽车可以配置为自主驾驶操作。例如，该车辆可以包括中央控制单元或诸如此类，也就是，具有处理器和存储器的计算设备，其接收来自各种车辆数据采集设备(如传感器)和一般外部数据来源(如导航信息)的数据。然后，中央控制单元可以给各种车辆部件(如控制转向、刹车、加速等的驱动器等等)提供指令，用以在没有人类操作员操作的情况下控制车辆运行。因此，对于自主车辆，不考虑人类操作员的状态和条件的运行是可能的。因此，对于自主车辆，考虑人类驾驶员在执行车辆操作时的状态和条件是有必要的。
【发明内容】
[0003]一种系统，包含车载计算机，所述计算机包含处理器和存储器，其中计算机配置为:
[0004]检测车辆操作者的状态；
[0005]确定状态是受损状态；以及
[0006]根据受损状态执行至少一项自主操作。
[0007]进一步地，自主操作包括根据受损状态向车辆外部实体请求援助。
[0008]进一步地，计算机进一步配置为接收对请求的回应，以根据回应执行自主操作。
[0009]进一步地，计算机进一步配置为跟随回应从外部实体接收额外指令，以根据额外指令执行第二自主操作。
[0010]进一步地，自主操作是继续驾驶路线、停车、以及行进至指定位置之一。
[0011]一种方法，包含:
[0012]检测车辆操作者的状态；
[0013]确定状态是受损状态；以及
[0014]根据受损状态执行至少一项自主操作。
[0015]进一步地，自主操作包括根据受损状态向车辆外部实体请求援助。
[0016]进一步地，进一步包含接收对请求的回应，且根据回应执行自主操作。
[0017]进一步地，进一步包含跟随回应从外部实体接收额外指令，且根据额外指令执行第二自主操作。
[0018]进一步地，自主操作是继续驾驶路线、停车、以及行进至指定位置之一。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是典型的自主车辆系统的框图。
[0020]图2是自主车辆中用于检测和回应受损驾驶员状态的典型过程图。
【具体实施方式】
[0021]系统概述
[0022]图1是典型的自主车辆系统100的框图。车辆101包括车载计算机105，其配置为从一个或多个数据采集装置110接收与车辆驾驶员和/或车辆101有关的各种参数信息，如采集到的数据115。例如，这些参数可以包括车辆101的速度(即速率)，车辆加速度和/或减速度，与车辆路径或转向有关的数据，与车辆驾驶员有关的生物计量数据，如心率、呼吸、瞳孔扩张、体温、意识状态等。计算机105通常包括自主驾驶模块106，其包含自主(即没有操作员输入时)运行车辆101的指令，包括响应于从服务器125接收到的指令。计算机105也可以包括用于确定车辆101操作者状态的指令，如车辆操作者是否受损，如果是，受损方式。进一步地，计算机105可以配置为通过网络120与一个或多个远程站点(如服务器125)进行通信，这些远程站点可能包括数据存储130。服务器125可以配置为根据从计算机105报告的受损操作者状态确定可以采取什么措施帮助车辆操作者，并且提供指导至计算机105以便相应地进行操作。例如，服务器125可以指导计算机105靠路边停车以等待援助，或服务器125可以指导车辆101在自主模式下驾驶至预选的紧急医疗援助机构，或行进至与急救提供方(如救护车等)的集合点。来源于服务器125的这些指令中的每个可以以特定驾驶员受损和援助的必要性为根据。例如，在医疗应急的情况下，服务器125可以确定最好是使车辆101行驶至一个会合应急车辆的预定位置，以尽量减少获得医疗援助的时间。在另一种情况下，最好是使车辆101在自主模式下直接行驶至医疗援助机构。
[0023]典型系统要素
[0024]车辆101包括车载计算机105，其大体包括处理器和存储器，存储器包括一种或多种计算机可读介质的形式，且存储处理器可执行的用于执行各种操作的指令，包括本发明所公开的那些。进一步地，计算机105可以包括多于一个的计算设备，如控制器或诸如此类，其包括在车辆101内用于监视和/或控制各种车辆部件，如发动机控制单元出⑶)，传输控制单元(1'⑶)等。计算机105通常配置为在控制器局域网总线等诸如此类上进行通信。计算机105也可以与车载诊断装置连接器(080-11)连接。通过0^总线，080-11，和/或其它有线或无线机制，计算机105可以传递信息至车辆中的各种设备和/或从各种设备接收信息，该各种设备如为控制器，驱动器，传感器等，包括数据采集装置110。可选地或附加地，在计算机105实际上包含多个设备的情况下，总线或诸如此类可用于本发明中计算机105表示的设备之间的通信。另外，计算机105可配置为与网络120通信，该网络120，如下所述，可以包括各种有线和/或无线网络技术，如移动电话，蓝牙，有线和/或无线分组网络等。
[0025]通常包括在计算机105存储和执行的指令中的是自主驾驶模块106。使用计算机105接收到的数据，如从数据采集装置110、服务器125等接收的，模块106可以在无驾驶员操作车辆101的情况下控制各种车辆101部件和/或运行。例如，模块106可以用于调节车辆101的速度，加速度，减速度，转向，部件(如灯，挡风玻璃刮水器等)的操作。
[0026]数据采集装置110可以包括多种设备。例如，车辆中各种控制器可以起数据采集装置110的作用，以通过0^总线提供数据115，如有关车辆速度，加速度，系统和/或部件功能等的数据115。进一步地，传感器或诸如此类，全球定位系统(⑶3)设备等可以被包括在车辆中，且配置作为数据采集装置110以直接为计算机105提供数据，如通过有线或无线连接。传感器数据采集装置110可以包括例如狀0八1？(雷达)，“0八1？(激光雷达)，声波定位仪等机制，即部署用于测量车辆101与其它车辆或物体之间的距离的传感器。然而其他的传感器数据采集装置110可以包括照相机，体内酒精测定器，运动检测器等，即提供用于评估车辆101操作者条件或状态的数据的数据采集装置110。
[0027]计算机105的存储器通常储存采集到的数据115。采集到的数据115可以包括车辆101采集到的多种数据。采集到的数据115的例子上面已提供，此外，数据115通常使用一个或多个数据采集装置110进行采集，此外可以包括在计算机105和/或服务器125中由此计算出的数据。总之，采集的数据115可以包括任何可以被采集装置110收集的数据和/或从这些数据中计算出的数据。
[0028]网络120代表一个或多个机制，车载计算机105可以通过其与远程服务器125通信。因此，网络120可以是各种有线或无线通信机制中的一个或多个，包括任何可取的有线(如电缆和光纤)和/或无线(如移动电话，无线网络，卫星，微波和射频)通信机制的组合和任何可取的网络拓扑(或当使用多个通信机制时的拓扑典型的通信网络包括提供数据通信服务的无线通信网络(如使用蓝牙，1222 802.11等)，局域网和/或广域网(歡吣，包括互联网。
[0029]服务器125可以是一个或多个计算机服务器，每个通常包括至少一个处理器和至少一个存储器，存储器存储处理器可执行的指令，包括用于执行本发明中所描述的各种步骤和过程的指令。服务器125可以被包括或可通信地耦合至数据存储130用于存储采集到的数据115，有关本发明中所述的发生的潜在事故的记录等。进一步地，服务器125可以存储针对特定的道路、城市等的地理区域内与多辆车辆101，交通状况，天气状况等有关的信息。此外，服务器125可以配置为存储有关医疗设施位置和/或移动医疗援助车辆的当前位置和它们各自的响应新的援助请求的可用性的信息。服务器125也可以配置为在自主驾驶区(如道路等)提供线控驾驶指令至车辆101，例如用于所有车辆101停车的“全部停车”指令，速度限制指令，车道限制指令等。
[0030]用户设备150可以是各种计算设备中的任何一个，包括处理器和存储器，以及通信设备。例如，用户设备150可以是便携式计算机，平板电脑，智能电话等，其包括使用1222802.11，蓝牙，和/或蜂窝通信协议进行无线通信的设备。进一步地，用户设备155可以使用这样的通信设备通过网络120通信，以及直接与车载计算机105通信，如使用蓝牙。
[0031]典型的过程流程
[0032]图2是自主车辆中用于检测和回应受损驾驶员状态的典型过程200的图。
[0033]过程200开始于框205，在此车辆101开始驾驶操作，其可以是车辆驾驶员手动控制，或其可以是部分或完全自主的。例如，如上所提到的，计算机105可以被配置为根据采集到的数据115和/或来自于服务器125的指令控制车辆101的操作。然而，在框205，车辆101可以由驾驶员手动驾驶，或一些操作(如刹车)可以由驾驶员手动控制，然而其它操作(如转向)可以由计算机105控制，这也是可能的。
[0034]下一步，在框210，计算机105检查车辆101操作者(如驾驶员)的状态。例如，如上所提到的，计算机105可以使用多种传感器数据采集装置110以获得显示驾驶员的图像、测量的呼吸、脉搏率等的数据115，且可以使用多种已知的机制用于检测驾驶员受损。
[0035]下一步，在框215，计算机105确定驾驶员受损状态是否已被检测到。例如，收集到的有关驾驶员状态的数据115可以用于确立驾驶员受损参数，于是当外部确立参数时，数据115独自或结合其它收集到的数据115可以表明驾驶员受损。如果未检测到驾驶员受损，过程200返回至框210。然而，如果检测到驾驶员受损，那么过程200进入框220。
[0036]在框220，计算机105进一步分析数据115以确定框215中驾驶员受损的具体类型。例如，某数据值115可以表明一种或多种驾驶员受损类型的可能性，例如医疗上的状况如心脏病发作，受酒精和/或药物影响，驾驶员在驾驶室睡着了等。总之，多种已知的机制可以用于检测驾驶员受损且用来分析和确定受损类型。
[0037]因此，在框225，跟随框220，计算机105确定是否已检测到医疗上的状况。根据框220的分析，如数据值115提供驾驶员的脉搏率、体温、呼吸等超出了预定范围的指示，以及如驾驶员的眼睛扩张等，可以表明医疗上的状况。进一步地，计算机105和/或与计算机105通信的用户设备150可以配置为确定驾驶员是否能够响应来自人机界面￠111)或诸如此类的一个或多个问题，和/或迅0或诸如此类可以用于从驾驶员获取有关驾驶员状态的信息，如受损的状态。如果检测到医疗上的状况，那么下一步执行框230。否则，过程200进入框235。
[0038]如果在框225中检测到医疗上的状况，那么在框230，自主驾驶模块106确定计算机105是否能够与服务器125和/或紧急援助提供方通信，以请求医疗状况援助。计算机105可以通过多种机制做出这样的确定。例如，计算机105可以发送测试信息或诸如此类以确定与服务器125和/或援助提供方通信是否可能。进一步地，例如，如果计算机105不能连接网络120，那么计算机105将确定寻求援助是不可能的。此外，计算机105可以通过网络120联系服务器125以确定援助是否可用。服务器125或计算机105可以确定由于车辆101的位置或一些其他因素取得援助是不可能的。
[0039]跟随框230，在框240中，计算机105确定在框230中请求援助的能力是否被确认。如果已确认，下一步执行框245 (以下讨论)。否则，过程200进入框260。
[0040]如果在框225中未检测到医疗上的状况，那么在框235中，计算机105确定车辆101驾驶员是否已被检测到受到药物(如酒精、麻醉药等)的影响。例如，车辆驾驶员可以提供样品至与计算机101连接的体内酒精测定器，车辆101中的数据采集器110可以提供数据，如语音分析、显示眼睛扩张的图像分析、皮肤颜色等，以确定车辆101驾驶员受到药物的影响。如果检测到药物状况，那么下一步执行框250。否则，在计算机105不能鉴定驾驶员受损的具体原因的情况下，过程200进入到框265。
[0041]在框250，已检测到药物状况，那么，例如针对框230的描述，计算机105评价是否有必要与服务器125和/或紧急援助提供方通信以请求药物状况的援助。
[0042]在框255，其可以跟随框250或框265，计算机105不但确定在框250中是否帮助或援助可以联系已确定，而且是否应该联系可以提供帮助的实体，如呼叫中心供应方，如医院，“911”呼叫中心，车辆援助服务等。例如，一些药物导致的受损可能需要援助，如驾驶员昏迷或经历危及生命的反应。另一方面，如果驾驶员不需要援助而仅仅是受损，如受到酒精或一些其他药物的影响，自主驾驶模块106可以用于安全运送驾驶员至他的或她的目的地，特别当采取了其它措施时，例如禁用驾驶员超控模块106且控制车辆101的能力。如果能够且应该联系帮助，那么过程200进入框245，下面讨论。否则，过程200进入框260。
[0043]在框245，其可以跟随框240或框255，如上所述，计算机105提供请求至服务器125为车辆101寻求帮助，即援助。可以用多种方法提供这个请求。例如，计算机105可以直接联系呼叫中心，如通过蜂窝网络或诸如此类。可选地或额外地，计算机105可以提交请求至服务器125，然后其进而可以包括获得帮助的指令。在任何情况下，一旦做出帮助请求，计算机105通常从询问的实体(如服务器125，呼叫中心等)接收指令，其涉及自主驾驶模块106执行的操作。例如，这样的指令可以以预定格式提供，如提供驾驶路线和其它驾驶指令等，如根据援助的必要性和需要的紧急性。这些指令也可以考虑车辆的自主驾驶功能，如车辆是否支持自主驾驶操作。
[0044]在框260，其可以跟随框245或框255，自主驾驶模块106执行适当的驾驶指令。例如，如果框260跟随框255，这意味着驾驶员已被确定有药物导致的受损，但是不必向车辆101外部请求帮助或目前不可能与服务器125联系。因此，驾驶模块106可以配置为执行驾驶指令，以便不允许驾驶员控制车辆操作和/或从手动驾驶转变成完全自主驾驶，且驾驶模块106可以进一步执行指令以进入安全位置，如驾驶员的住所，办公室，医院等。进一步地，如果框260跟随框245，自主驾驶模块106可以执行提供援助的实体提出的驾驶指令，如在路边或在停车场停车以等待帮助，与应急车辆在指定地点集合，行进至医院等。
[0045]可选地或额外地，跟随接收到响应于如框245所述的援助请求的指令，即使没有如框245所述地请求援助，模块106可以在框260中执行一项或多项驾驶动作。如果车辆101目前处于手动或部分自主驾驶模式，这个动作可以包括执行部分或完全自主驾驶。例如，如果确定驾驶员无意识，反应迟钝等，模块106可以执行控制车辆101在路边停车的指令。进一步地，例如，模块106可以执行驾驶车辆101至安全位置(如离开高速路、至敞亮的停车场等)的指令，然后停车以等待帮助。可选地，可以指示车辆101继续驾驶。
[0046]框265可以跟随框235。如果过程200到达框265，这意味着已检测到驾驶员受损，但是受损没有被确定为医疗上的受损或药物导致的受损，例如驾驶员昏昏欲睡或睡着了。在框265之后，过程200进入到框255。
[0047]在框270，其跟随框260，计算机105确定驾驶操作是否完成，即自主驾驶模块106是否有进一步的操作要执行，如因为车辆101还没有到达指定目的地，如被任意提供方指定的目的地，计算机105响应于驾驶员受损确定的目的地等。如果驾驶操作已完成，过程200结束。否则，下一步执行框275。
[0048]在框275，计算机105确定是否停止部分或全部自主驾驶模式，如可能已如上所述地执行的自主驾驶模块106的操作。例如，除非驾驶员受损已导致驾驶员超控模块106的能力被取消，驾驶员可以提供输入以停止模块106。进一步地，服务器125或自主驾驶架构一些其它元件可以提供指令至计算机105以停止自主驾驶操作。例如，由于驾驶员状况，由于道路状况，天气状况等，可以命令车辆101停车。在任何情况下，如果计算机105确定停止自主驾驶模式，那么过程200进入框290。否则，下一步执行框280。
[0049]在框280，计算机105确定是否对自动驾驶模式(如模块106执行的操作)做一些修正。例如，计算机105可以从服务器125或自主驾驶架构的一些其它元件接收指令以修改路线，如因为天气状况，道路状况等，或因为应急车辆或实施路边援助的实体改变了它的路线或可用性。如果应该修改自主驾驶模式，过程200进入框285。否则，过程200返回至框 270。
[0050]在框285，对自主驾驶模式进行适当的修正，如在框280中确定的修正。然后过程200返回至框270。
[0051]在框290，其可以跟随框270，自主驾驶模式停止，如计算机105停止模块106的操作。跟随框290，过程200结束。
[0052]结论
[0053]计算设备，例如本发明中所讨论的那些，通常各自包括一个或多个计算设备(如上所述的那些)可执行的指令，用于执行上述过程的框或步骤。例如上述讨论的过程框可以呈现为计算机可执行的指令。
[0054]计算机可执行的指令可以从使用多种程序设计语言和/或技术建立的计算机程序中被编译或解读，这些程序设计语言和/或技术，非为限制，包括拓妨71，0, 0++, 皿1
801-11)1:, ？61~1，等中单独一个或结合。通常，处理器(如微处理器)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过程，包括本发明中所述过程的一个或多个。这样的指令和其它数据可以被存储且使用多种计算机可读介质传送。计算设备中的文件通常是存储在计算机可读介质(例如存储介质，随机存取存储器等)中的数据集。
[0055]计算机可读介质包括参与提供计算机可读数据(如指令)的任何介质。这样的介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质，易失性介质等。非易失性介质包括，例如光盘或磁盘以及其他持续内存。易失性介质包括动态随机存取存储器(0狀1),其典型地构成主存储器。计算机可读介质的普遍形式包括，例如软盘(￠10卯7 41810，可折叠磁盘(^16^1)316 (11810，硬盘，磁带，其它磁性介质，⑶-001，，070，其它光学介质，穿孔卡片，纸带，其它具有孔排列模式的物理介质，狀1，叩01，2？卩01，3其它存储芯片或磁片盒，或其它计算机可读的介质。
[0056]在附图中，相同的附图标记指示相同元件。进一步地，这些元件中的一些或全部可以被改变。至于本发明中所述的介质，过程，系统，方法等，应当理解的是，虽然这些过程等的步骤等被描述成根据一定的有序序列发生，这些过程可以实施为以不同于本发明所述顺序的顺序来执行所述的步骤。进一步应当理解，某些步骤可以同时执行，其它步骤可以增力口，或在此所述的某些步骤可以省略。换句话说，提供本发明过程的描述目的在于说明某些实施例，而不应以任何方式被解释为限制要求保护的发明。
[0057]因此，应当理解的是，上述说明旨在说明而不是限制。除了提供的例子，在阅读上述说明基础之上许多实施例和应用对本领域技术人员是显而易见的。本发明的范围不应参照上述说明来确定，而是应该参照权利要求连同这些权利要求所享有的全部等效范围确定。可以预见和预期未来的发展将会发生在本发明讨论的领域，且本发明所公开的系统和方法将会被结合到这些未来的实施例中。总之，应当理解的是，本发明能够进行修改和变化并且仅被以下权利要求限定。
[0058]在权利要求中使用的所有术语旨在被给予它们最宽泛的合理解释和它们如本领域中技术人员理解的通常含义，除非在此作出明确相反的指示。特别是单数冠词如“一”，“该”，“所述”等的使用应被理解为叙述一个或多个所示元件，除非权利要求中叙述了明确相反的限制。
【权利要求】
1.一种系统，其特征在于，包含车载计算机，所述计算机包含处理器和存储器，其中计算机配置为: 检测车辆操作者的状态； 确定状态是受损状态；以及 根据受损状态执行至少一项自主操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，自主操作包括根据受损状态向车辆外部实体请求援助。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，计算机进一步配置为接收对请求的回应，以根据回应执行自主操作。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，计算机进一步配置为跟随回应从外部实体接收额外指令，以根据额外指令执行第二自主操作。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，自主操作是继续驾驶路线、停车、以及行进至指定位置之一。
6.一种方法，其特征在于，包含: 检测车辆操作者的状态； 确定状态是受损状态；以及 根据受损状态执行至少一项自主操作。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，自主操作包括根据受损状态向车辆外部实体请求援助。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包含接收对请求的回应，且根据回应执行自主操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包含跟随回应从外部实体接收额外指令，且根据额外指令执行第二自主操作。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，自主操作是继续驾驶路线、停车、以及行进至指定位置之一。
【文档编号】B60W40/08GK104417547SQ201410452626
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】威尔福德·特伦特·约普 申请人:福特全球技术公司