从自主车辆控制向驾驶员控制过渡的系统和方法
【专利摘要】本发明提供了一种系统和方法，包括，获得关于车辆操作员的至少一个属性的数据。该属性用来确定车辆的自主操作期间用于定位车辆部件的指令。执行包括根据指令定位车辆部件的车辆的自主操作。
【专利说明】从自主车辆控制向驾驶员控制过渡的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆的控制领域，尤其涉及一种从自主车辆控制向驾驶员控制过度的系统和方法。
【背景技术】
[0002]车辆，比如汽车，可配置为自主驾驶操作。例如，车辆可以包括中央控制单元或类似物等，即具有处理器和存储器的计算设备，其从各种车辆数据收集设备(比如传感器)接收数据和通常还从外部数据源接收数据，比如导航信息。此外，中央控制单元可以提供指令给各种车辆组件，例如，控制转向、制动、加速等的致动器和类似物，以在没有人工操作员的动作或具有减少的人工操作员的动作的情况下控制车辆操作。
[0003]例如，在自主驾驶模式时，自主车辆可以使用线控系统，比如转向，制动，加速和动力系统，来控制车辆的移动。当处于完全自主驾驶模式时，自主车辆驾驶系统(AVDS)可以仅仅使用例如来自于中央控制单元或类似物的电子指令来完全控制转向，制动和加速。车辆组件，比如方向盘、制动踏板和油门踏板，对于车辆操作而言是没有必要的，但可以仍然存在。而且，人工操作员可以保持“在驾驶员座位”，即靠近车辆部件，比如方向盘，油门，制动踏板，变速杆等，并且可以具有运用控制这些部件的能力。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种系统和方法，其中:
[0005]一种系统，包含车辆内的计算机，计算机包括处理器和存储器，计算机配置为:
[0006]获得关于车辆操作员的至少一个属性的数据；
[0007]使用该属性确定在车辆的自主操作期间定位车辆部件的指令；以及
[0008]执行车辆的自主操作，包括根据指令定位车辆部件。
[0009]进一步地，数据是接收到的关于车辆操作员以及操作员输入的数据中的至少一个。
[0010]进一步地，指令指定了在车辆的自主操作中不改变车辆部件的位置。
[0011]进一步地，车辆部件是方向盘、制动踏板和油门踏板中的一个。
[0012]进一步地，计算机进一步配置为允许车辆内的至少一个第二部件在手动控制下操作。
[0013]—种方法，包含:
[0014]获得关于车辆操作员的至少一个属性的数据；
[0015]使用该属性确定在车辆的自主操作期间定位车辆部件的指令；以及
[0016]执行车辆的自主操作，包括根据指令定位车辆部件。
[0017]进一步地，数据是接收到的关于车辆操作员以及操作员输入的数据中的至少一个。
[0018]进一步地，指令指定了在车辆的自主操作中不改变车辆部件的位置。
[0019]进一步地，车辆部件是方向盘、制动踏板和油门踏板中的一个。
[0020]进一步地，进一步包含允许车辆内的至少一个第二部件在手动控制下操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是示例性自主车辆系统的框图。
[0022]图2是用于检测驾驶员特性和确定适当定位控制的示例性方法的图表。
【具体实施方式】
[0023]系统概述
[0024]图1是示例性自主车辆系统100的框图，计算机105可以配置为与一个或多个远程站点(比如服务器125)通过网络120进行通信，这种远程站点可能包括数据存储130。车辆101包括车辆计算机105，其配置为从与车辆101的各种组件(例如，方向盘，制动踏板，油门踏板，变速杆等)有关的一个或多个数据采集器110接收信息，例如，采集的数据115。计算机105 —般包括包含自主驾驶模块106，该自主驾驶模块106包括自主地(即，无需操作员输入地)操作车辆101的指令，包括可能响应于从服务器125接收到的指令。而且，计算机105 (例如，在模块106中)一般包括用于接收数据的指令，例如，从一个或多个数据采集器110和/或人机界面(HMI)，比如交互式话音响应(IVR)系统，包括触摸屏或类似物的图形用户界面(GUI)，等等。
[0025]通过确定驾驶员特性和/或车辆101的操作条件，模块106可以确定将要应用到一个或多个车辆组件的一个或多个适当的控制。例如，模块106可以确定方向盘是否和何时应该移动以模仿或近似车辆101的转向，其被进行为自主驾驶操作的一部分，例如，根据来自于服务器125和/或模块106的指令的自主驾驶。
[0026]示例性系统元件
[0027]车辆101包括一般包括处理器和存储器的车辆计算机105，存储器包括一个或多个形式的计算机可读介质，以及存储可通过处理器执行的用于执行各种操作的指令，包括如本文所公开的。而且，计算机105可以包括多于一个的计算设备，例如，包括在车辆101内用于监视和/或控制各种车辆部件的控制器或类似物，例如发动机控制单元(ECU)，变速箱控制单元CTCU)等。计算机105—般配置为在控制器局域网(CAN)总线或类似物上通信。计算机105也可以具有与一种车载诊断连接器(OBD-1I)的连接。通过CAN总线，OBD-1I,和/或其他有线或无线的机构，计算机105可以在车辆内传递信息到各种设备和/或从包括数据采集器110的各种设备(例如，控制器，致动器，传感器等)接收信息。可选或另外地，在计算机105实际上包括多台设备的情况下，CAN总线或类似物可用于本发明中表示为计算机105的设备之间通信。此外，计算机105可配置为通过网络120进行通信，网络120如下所述可以包括各种有线和/或无线网络技术，例如，蜂窝，蓝牙，有线和/或无线分组网络等。
[0028]存储在计算机105中和通过计算机105执行的指令通常包括一个自主驾驶模块106。使用在计算机105中接收的数据，例如，来自于数据采集器110，服务器125等，模块106可以控制各种车辆101的组件和/或操作，不需要驾驶员来操作车辆101。例如，模块106可以用来调节车辆101的速度，加速度，减速度，转向，比如灯、挡风玻璃刮水器等组件的操作。而且，模块106可以包括用于评估与车辆101操作员的特性有关的例如从HMI和/或数据采集器110接收至计算机105中的指令。
[0029]数据采集器110可以包括各种设备。例如，车辆中的各种控制器可以作为数据采集器110运行，以通过CAN总线提供数据115，例如，与车速、加速度等有关的数据115。而且，传感器或类似物、全球定位系统(GPS)设备等可以包括在车辆中，并配置为数据采集器110以通过例如有线或无线连接直接向计算机105提供数据。传感器数据采集器110可以包括比如雷达，激光雷达，声纳等的机构，以及可以部署以测量车辆101与其他车辆和物体之间的距离的传感器。然而，其他的传感器数据采集器110可以包括摄像机，呼吸酒精检测仪(breathalyzers)，运动检测器等，S卩，提供用于评估车辆101操作员的条件或状态的数据的数据采集器110。此外，数据采集器110可以包括用来检测车辆101的组件(如方向盘，制动踏板，油门，变速杆等)的位置、位置变化、位置变化速率等的传感器。
[0030]计算机105的存储器一般储存采集的数据115。采集的数据115可以包括车辆101内采集的各种数据。以上提供了采集的数据115的例子，而且，数据115—般使用一个或多个数据采集器110采集，并且可以另外包括在计算机105和/或在服务器125内由此计算的数据。总之，采集的数据115可以包括可以由采集设备110采集和/或从这些数据中计算的任何数据。例如，如上所述，采集的数据115可以包括有关车辆101组件(比如方向盘、制动踏板、油门、变速杆等)的位置、位置变化、位置变化速率等的数据。
[0031]网络120表示通过其使车辆的计算机105可以与远程服务器125通信的一个或多个机构。因此，网络120可以是各种有线或无线通信机构中的一个或多个，包括有线(例如，电缆及光纤)和/或无线(例如，蜂窝，无线，卫星，微波和射频)通信机构的任何期望的组合和任何期望的网络拓扑结构(或利用多个通信机构时的多个拓扑结构)。示例性通信网络包括提供数据通信服务的无线通信网络(例如，使用蓝牙，IEEE802.1l等)，局域网(LAN)和/或广域网(WAN)，包括因特网。
[0032]服务器125可以是一个或多个计算机服务器，每个服务器一般包括至少一个处理器和至少一个存储器，存储器存储可通过处理器执行的指令，包括用于执行本发明中所描述的各种步骤和方法的指令。服务器125可以包括或可通信地耦合到用于存储采集的数据115以及用于评估操作员输入的参数的数据存储装置130，该参数例如为特定车辆101操作员的参数，特定车辆101的参数，尤其是天气或其他环境条件等。而且，服务器125可以存储关于特定的道路、城市等的地理区域内与多个车辆101、交通状况、天气条件等相关的信息。服务器125也可以配置为在自主驾驶区域(例如，道路等)提供线控指令给车辆101，比如用于所有车辆101的“全部停止”指令，速度限制，车道限制等。
[0033]用户设备150可以是包括处理器和存储器以及通信能力的各种计算设备中的任何一个。例如，用户设备150可以是包括使用IEEE802.11、蓝牙无线通信和/或蜂窝式通信协议的无线通信功能的便携式计算机、平板计算机、智能电话等。而且，用户设备155可以使用这样的通信功能通过网络120和直接与车辆计算机105通信，例如，使用蓝牙通信。因此，用户设备150可用来执行此归因于数据采集器110的操作，例如，语音识别功能，摄像机等，用户设备150可以用于与计算机105的HMI，来提供关于车辆101操作员的信息，例如年龄，驾驶经验等。
[0034]示例性方法流程
[0035]图2是用于检测驾驶员特性和确定适当定位控制的示例性方法200的图。
[0036]方法200开始于框205，其中，计算机105检测车辆101操作员(在本文中，操作员有时称为驾驶员)属性一一其可能与确定车辆101的组件的适合操作者的定位相关。例如，操作员可以通过计算机105的HMI或设备150提供身份标识，或者根据来自于数据采集器110(例如，摄像机，语音识别系统等)的数据来确定操作员身份。而且，操作员身份证明的信息，例如，通过HMI提供的名字或身份标识、通过数据采集器110等捕捉到的图像等，可以通过网络120递交给服务器125，于是，服务器125可以提供用于定位车辆101组件的相关的操作员属性。
[0037]各种操作员属性可能与确定用于操作员的车辆101组件的适当定位有关。例如，数据采集器110可以捕捉用来如上所述地识别操作员的图像，但可选或另外地，这样的图像可以用来估计车辆操作员的年龄，例如，使用已知的图像分析技术。同样地，计算机105的HMI可以针对操作员的年龄、自主车辆驾驶经验，以及其他因素来查询车辆101的操作员。而且，关于自主车辆101的组件的移动，操作员属性可以根据车辆操作员101指定的偏好来确定，例如，通过HMI输入。可选或另外地，计算机105和/或服务器125可以存储这样的在车辆101操作员的身份确认中提供给模块106的信息。
[0038]进一步可选或另外地，计算机105和/或服务器125可以存储指令，例如，操作员轮廓，用于定位适合特定操作员的车辆部件。例如，这些指令可以向操作员表明，是否移动方向盘以模仿或近似车辆101转向，是否移动油门踏板以模仿或近似车辆101油门调节，是否移动制动踏板以模仿或近似车辆101制动，是否转换车辆档位等。因此，操作员一项或多项属性可以简单地是有关自主车辆运行中定位的车辆一个或多个组件的一个或多个操作员的偏好。而且，不同的属性可以适用于车辆101不同的组件。例如，驾驶员的偏好可能表明在自主驾驶间方向盘应该移动，但油门不应该。
[0039]跟随框205，随后，在框210中，模块106评价如上所述关于框210收集的车辆101操作员属性，例如来自于数据采集器110的数据、操作者指示的偏好等。在一些情况下，操作员属性可以简单地表示为在自主驾驶操作期间用于定位车辆101组件的一套指令。例如，指令可以与自主车辆的老练的驾驶员有关，其中没有车辆101组件在自主驾驶操作期间需要移动或重新定位，例如，当车辆101转动时，方向盘甚至不会移动，当制动操作执行时，制动踏板甚至不会移动等。又例如，指令可以与自动车辆的无经验的驾驶员有关，其中自主车辆中车辆101组件在自主驾驶操作期间移动或重新定位以模仿的这些操作，例如，方向盘会转动以近似车辆101转向，当制动操作正在执行时，制动踏板会被压下等。
[0040]下一个，在框215中，模块106确定在框210中评估的属性之间是否存在一致性。例如，如果驾驶员表示偏好车辆101组件在自主汽车101操作中一点也不会改变位置，但还是发现司机对自主车辆操作是没有经验的，于是可能不存在属性之间的一致性。类似地，操作员的年龄或其他身体属性指定了自主车辆101组件应该改变位置，即使司机已表示偏好，或其他表示与此相反的属性。如果不存在属性之间的一致性，则框220接着被执行。否贝Ij，框225接着被执行。
[0041]在框220中，计算机105可以导致HMI信息显示给车辆101操作员，其关于在执行操作员属性中的限制。例如，如果模块106确定为车辆101操作时移动方向盘，即使操作员已要求方向盘保持不动，那么这种影响的信息可以显示。跟随框220，框225被执行。
[0042]在框225中，其可以跟随框215或框220中的一个，计算机105可以导致关于将要在车辆101的组件中实施动作的HMI消息被显示。即，这样的动作一般与组件的定位有关。例如，计算机105可以列出好像车辆101正在手动操作地移动的组件和/或在自主车辆101的操作中将不会移动的组件列表。
[0043]跟随的框225，计算机105确定是否开始自主驾驶操作。例如，要求开始自主驾驶操作的驾驶员输入。如果驾驶员显示启动自主驾驶操作，那么框235接着被执行。否则，框225接着被执行。
[0044]在框235中，模块106实施用于定位车辆101的一个或多个组件的指令，这种指令如上所述地确定或得到。例如，根据自主驾驶操作，例如根据来自于模块106的指令，模块106可以实施指令来实现车辆101的方向盘移动以模仿或近似所进行的车辆101的转向。另外，模块106可以执行指令，以使方向盘不移动，不管根据自主驾驶操作进行的转向。如下所述，相比于本文的具体公开，本文所公开的方法的步骤可以以不同的顺序来实现。并且特别地，框235可以在框240前或与其几乎同时执行。
[0045]在框240中，其可以跟随框235，车辆101开始自主驾驶操作，即，以一种部分或完全地通过自主驾驶模块106控制的方式开始驾驶。例如，所有车辆101的操作，例如转向、制动、速度等，可以通过计算机105内的模块106来控制。然而，它也有可能是，在框240中，车辆101可以部分自主操作，S卩，部分手动的方式，其中一些操作，例如制动，可以通过驾驶员手动控制，而其他操作，例如转向，可以通过计算机105控制。
[0046]下一个，在框245中，模块106确定是否要改变框220内执行的用于定位车辆101一个或多个组件的任何指令。例如，车辆101操作员可以通过HMI提供输入来改变这样的指令，数据采集器110可以检测出在驾驶座上的不同的车辆101操作员，并且模块106可以确定关于定位车辆101组件的不同的指令适用于这种不同的操作员，或数据采集器110可以检测更新的关于车辆101操作员或驾驶条件的属性。在任何情况下，如果模块106确定用于定位车辆101组件的指令应该更改，则方法200返回到框235来执行任何新的定位控制。否则，方法200进入到框250。
[0047]在框250中，模块106确定是否继续自主驾驶操作。例如，可接收结束自主驾驶操作的操作员输入，车辆101行程可以结束，计算机105可以关闭等。在任何情况下，如果自主驾驶操作结束，则方法200可以结束，或者，如图2中所示，进入框255。否则，方法200返回到框240。
[0048]在框255中，计算机105确定驾驶操作是否要继续。例如，可以接收表明驾驶操作将终止的用户输入，车辆101可以关闭动力等。如果驾驶操作要继续，则方法200返回到框205。否则，方法200结束。
[0049]结论
[0050]计算设备，比如本文所讨论的那些，一般各自包括通过一个或多个计算设备(比如上面所确认的那些)可执行的指令，并用于执行上面所描述的框或步骤。例如，上面所讨论的过程框可体现为计算机可执行指令。
[0051]计算机可执行指令可以使用各种编程语言和/或技术编译或解释，包括，但不限于，单独或组合的 Java?、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl、HTML 等。一般而言，处理器(例如，微处理器)接收指令，例如，从存储器、计算机可读介质等，并且执行这些指令，由此执行一个或多个方法，包括本文所描述的方法中的一个或多个。这样的指令和其他数据可使用的各种计算机可读介质存储和传输。计算设备中的文件一般是存储在计算机可读介质上的数据，该介质比如为存储介质、随机存取存储器等。
[0052]计算机可读介质包括参与提供数据(例如，指令)的可以由计算机读取的任何介质。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永久存储器。易失性介质包括动态随机存取存储器(DRAM)，其通常构成主存储器。计算机可读介质的常见形式包括，例如，软盘，柔性盘，硬盘，磁带，任何其它磁性介质，CD-ROM，DVD，任何其它光学介质，穿孔卡片，纸带，任何其他具有孔图案的物理介质，RAM, PROM, EPROM, FLASH-EEPROM，任何其他存储器芯片或盒，或从计算机可以读取的任何其他介质。
[0053]在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。而且，这些元件中的一些或全部可以改变。关于本文所描述的介质，过程，系统，方法等，应当理解的是，虽然这些过程等的步骤描述为按一定的有序序列发生，但是这些过程可以实践为以除了本文所描述的顺序执行所描述的步骤。更应当理解的是，某些步骤可以同时执行，也可以添加其他步骤，或可以省略这里所描述的某些步骤。换句话说，这里过程的描述提供是为了说明某些实施方案的目的，而不应以任何方式解释为限制要求保护的发明。
[0054]因此，应当理解的是上面的描述旨在是说明性的，而不是限制性的。除了提供的实施例，许多实施例和应用，通过阅读了上面的描述，对于本领域技术人员将是显而易见的。本发明的保护范围不应该参考上面的描述来确定，而是应该参照所附的权利要求以及该权利要求所享有的全部等效范围来确定。可以预见和预期的是，未来的发展将发生在本文所讨论的领域，并且，所公开的系统和方法将结合到这些未来的实施方案中。总之，应当理解的是，本发明能够进行修改和变化，并且仅由下面的权利要求限定。
[0055]在权利要求中使用的所有术语旨在给予其最宽泛的合理解释和本领域技术人员所理解的它们的普通含义，除非在本文中提出相反的明确指示。特别地，单数冠词如“一个”，“该”，“所述”等应当理解为叙述一个或多个所指示的元素，除非权利要求有与此相反的明确限制。
【权利要求】
1.一种系统，包含车辆内的计算机，计算机包括处理器和存储器，其特征在于，计算机配置为: 获得关于车辆操作员的至少一个属性的数据； 使用该属性确定在车辆的自主操作期间定位车辆部件的指令；以及 执行车辆的自主操作，包括根据指令定位车辆部件。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，数据是接收到的关于车辆操作员以及操作员输入的数据中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，指令指定了在车辆的自主操作中不改变车辆部件的位置。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，车辆部件是方向盘、制动踏板和油门踏板中的一个。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，计算机进一步配置为允许车辆内的至少一个第二部件在手动控制下操作。
6.—种方法，其特征在于，包含: 获得关于车辆操作员的至少一个属性的数据； 使用该属性确定在车辆的自主操作期间定位车辆部件的指令；以及 执行车辆的自主操作，包括根据指令定位车辆部件。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，数据是接收到的关于车辆操作员以及操作员输入的数据中的至少一个。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，指令指定了在车辆的自主操作中不改变车辆部件的位置。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，车辆部件是方向盘、制动踏板和油门踏板中的一个。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包含允许车辆内的至少一个第二部件在手动控制下操作。
【文档编号】B60W30/00GK104442808SQ201410482938
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2013年9月20日
【发明者】威尔福德·特伦特·约普 申请人:福特全球技术公司