从长期传感器数据学习的交叉路口地图的制作方法

本发明提供了用于标识交叉路口中的移动模式并基于所学习的移动模式创建交叉路口地图的系统和方法。

背景技术：

环境传感器系统向自主车辆提供数据，使得车辆可以遵循车道、避免碰撞、绕行交通等。这些系统还可以将数据传送给驾驶者操纵的车辆以提供关于天气、交通、道路条件、紧急警报等的更新。传感器系统包括安装在交叉路口附近、道路沿线和建筑物上的基础设施（交通灯、标志、停车计时器等）上的各种类型的传感器。传感器系统用于标识车道和人行横道边界，并且还可以用于确定车辆和/或静止或者在道路中或沿道路移动的其他对象之间的距离。

道路交叉路口是要解决的更复杂的区域之一。例如，在城市地区，除了交通流相交的道路外，还有人行横道、行人、自行车道、停车区等，每个都必须精确地绘制地图，以便自主车辆能够成功地驶过交叉路口。每个交叉路口都是独一无二的，并且都具有需要标识的感兴趣的点，例如交通灯或标志放置、道路弯曲度、停车模式等。所有这些信息都必须预先编程到控制系统中，以便有准确的交叉路口地图。这昂贵且是劳动密集型的。

技术实现要素：

在一个示例性实施例中，一种方法包括：将一个或多个传感器安装到基础设施部件，标识邻近基础设施部件的交叉路口中的移动模式，以及基于移动模式创建交叉路口地图。

在根据前述实施例的另一实施例中，该方法包括当移动模式之一包括标识出以大于预定速度的速度反复移动通过同一区域的对象时标识出车辆车道。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，该方法包括当移动模式之一包括标识出以小于预定速度的速度反复移动通过同一区域的对象时标识出人行横道。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，该方法包括当移动模式之一包括标识出以小于预定速度的速度在共同区域中反复来回移动的对象时标识出停车位。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，该方法包括将传感器安装到交通灯。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，该方法包括：对交叉路口地图内的对象进行优先排序，标识交叉路口内的异常，以及通过通信系统广播关于异常的信息。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，该方法包括将传感器数据从传感器传送到控制器，所述控制器被配置有算法，以通过标识和分类由传感器感测的模式来创建随时间学习的交叉路口地图。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，该方法包括提供无线通信系统，所述无线通信系统从控制器接收所学习的地图并将所学习的地图广播到其他车辆、基础设施装置和/或行人。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，所述一个或多个传感器包括以下中的一个或多个：运动传感器、光学相机传感器、雷达传感器、激光雷达传感器、激光传感器和/或超声传感器。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，该方法包括将传感器安装到交通灯、标志、建筑物和/或路灯。

在另一示例性实施例中，一种系统包括：多个传感器，其被配置成安装到至少一个基础设施部件；以及控制器，其被配置成接收传感器数据并使用传感器数据来标识邻近基础设施部件的交叉路口中的移动模式，并且其中，控制器基于移动模式来绘制交叉路口地图。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，控制器被配置成当移动模式之一包括标识出以大于预定速度的速度反复移动通过同一区域的对象时标识出车辆车道。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，控制器被配置成当移动模式之一包括标识出以小于预定速度的速度反复移动通过同一区域的对象时标识出人行横道。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，控制器被配置成当移动模式之一包括标识出以小于预定速度的速度在共同区域中反复来回移动的对象时标识出停车位。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，所述多个传感器被安装到一个或多个交通灯或标志。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，控制器被配置成：对由控制器基于传感器数据生成的交叉路口地图内的对象进行优先排序，标识交叉路口内的异常，以及通过通信系统广播关于异常的信息。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，控制器被配置有算法，以通过标识和分类由传感器感测的模式来创建随时间学习的交叉路口地图。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，该系统包括无线通信系统，所述无线通信系统从控制器接收所学习的地图并将所学习的地图广播到其他车辆、基础设施装置和/或行人。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，所述多个传感器包括以下中的一个或多个：运动传感器、光学相机传感器、雷达传感器、激光雷达传感器、激光传感器和/或超声传感器。

在根据前述实施例中的任一个的另一实施例中，传感器安装到交通灯、标志、建筑物和/或路灯。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述可以进一步理解本公开，在附图中：

图1是结合了根据本发明的系统的交叉路口的视图。

图2是结合了根据本发明的系统的另一交叉路口的示例。

图3是结合了根据本发明的系统的停车区的示例。

前述段落、权利要求或接下来的描述和附图的实施例、示例和替换方案，包括其各种方面或各自的单独特征中的任何，都可以独立地或以任何组合来采用。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这样的特征不兼容。

具体实施方式

本发明提供了这样的系统和方法：其包括将一个或多个传感器安装到基础设施部件、标识邻近基础设施部件的交叉路口中的移动模式、以及基于移动模式创建交叉路口地图。移动模式的示例可以包括以下中的任何。当移动模式之一包括标识出以大于预定速度的速度、例如以会与车辆相关联的较快速度反复移动通过同一区域的对象时，可以标识出车辆车道。当移动模式之一包括标识出以小于预定速度的速度、例如以与步行相关联的慢速反复移动通过同一区域的对象时，可以标识出人行横道。当移动模式之一包括标识出以小于预定速度的速度在共同区域中反复来回移动、例如在小的限定区域中前后操纵的对象时，可以标识出停车位。

图1和图2示出了第一道路10与第二道路12的交叉路口。交通灯系统14位于第一道路10与第二道路12之间的拐角处或位于道路10、12之间的中央位置。在一个示例中，交通灯系统14包括至少一个主杆16，其从地面向上延伸并支撑一个或多个次杆或交通臂18。每个交通臂18包括一个或多个交通灯20。主杆16本身可以包括红绿灯，而不需要交通臂。或者，除了交通臂18上的那些交通灯之外，主杆16还可以包括交通灯20。可选地，交通灯20可以悬挂在延伸跨过交叉路口的线缆或电线上。控制系统22控制交通灯20的操作，以便车辆38可以高效地移动通过交叉路口而不会彼此相撞。

周围环境传感器或环境传感器24安装到基础设施，如建筑物28、标志40、路灯、杆16、臂18或灯20。系统26使用来自传感器24的数据，传感器24随时间跟踪移动模式，以学习并创建作为固定环境的交叉路口的地图。因此，传感器24用于监测移动模式和速度以标识固定结构或区域的位置，所述固定结构或区域例如灯、消防栓、标志、车道、人行横道、停车位等，使得移动的对象（行人42、骑自行车的人、车辆38等）可以有参考系。这对于高级驾驶者辅助系统（adas）和自主车辆而言非常重要。在一个示例中，系统26使用周围环境/环境传感器24，其包括以下中的一个或多个：运动传感器、光学相机传感器、雷达传感器、激光雷达传感器、激光传感器和/或超声传感器。这些传感器24捕获来自行人42和车辆38相对于其他车辆、行人或基础设施的位置和移动信息，以创建交叉路口地图。传感器24随时间跟踪该位置和移动信息，并且系统26被配置成编译该信息以识别位置/移动的模式。这些模式可以用于基于实际位于交叉路口的传感器以精确的准确度标识车道边界、人行横道边界等。

该信息可以用于创建交叉路口地图，并且然后可以通过无线通信系统30广播该地图。通信系统的一个示例称为“车辆到万物（v2x）”通信，并且包括将信息从车辆38传递到可能影响车辆38的任何实体，并且反之亦然。它是结合了其他更特定的通信类型的车辆通信系统，如v2i（车辆到基础设施）、v2n（车辆到网络）、v2v（车辆到车辆）、v2p（车辆到行人）、v2d（车辆到装置）和v2g（车辆到电网）。这种类型的通信提高了道路安全和交通效率，并提供了能源节约。

通信系统30经由v2x通信系统进行无线通信，以与周围车辆38或基础设施装置交换信息。车辆38发送的v2x消息通常至少包括绝对位置、绝对速度和关于行进方向的信息块。系统26发送的v2x消息通常包括标识车道位置、人行横道位置、停车位位置等的交叉路口地图。针对v2x通信系统发送和/或接收消息和/或信息，该系统可以使用以下连接类别中的一个或多个：例如基于ieee802.11的wlan连接、ism（工业、科学、医疗频段）连接、蓝牙®连接、zigbee连接、uwb（超宽带）连接、wimax®（全球微波接入互操作性）连接、lte-v2x、专用短程通信（dsrc）、红外连接、移动无线电连接和/或基于雷达的通信。

重要的是位于实际交叉路口位置的环境传感器24提供用于创建交叉路口地图的数据，使得该地图是基于真实的和观察到的对象行为。这样，不需要校准或创建预编程到系统26中的交叉路口地图。相反，系统26本身学习交通参与者（车辆38、行人42、骑自行车的人等）在交叉路口内的实际移动，以提供交叉路口的准确表示。这避免了使用不准确的数据提前创建地图的任何可能性。本发明使用算法通过观察传感器24看到的模式来创建随时间学习的交叉路口地图。例如，如果传感器看到对象一遍又一遍地快速移动穿过同一区域，则可以标识出车辆车道32。如果传感器在某个区域持续观察到缓慢移动的对象，则可以标识出行人的人行横道34。如果传感器观察到在某个区域中向前和向后行驶的较大对象，则可以标识出停车位36，如图3所示。

系统26随时间持续编译传感器数据。这允许系统26标识出模式中的任何改变，使得可以根据需要来调整交叉路口地图。该新的或调整后的地图配置可以通过v2x通信系统30进行广播。因此，针对每个独一无二的交叉路口使用实时数据。这提供了改进的准确性，并且可以虑及可能发生的任何异常。例如，配送卡车可能并排停在街道中以进行配送，例如停在车辆车道上而不是停在停车位上，以便能够装卸货物。可能正转入该街道的车辆38无法“看到”卡车正阻塞车道。系统26使用来自传感器24的数据来标识存在需要避开的对象并经由v2x广播该信息。

系统26还被配置成对所学习的交叉路口地图内的对象进行优先排序，使得可以标识出交叉路口内的异常。例如，并排停着的配送货车将被给予比其他传入数据（如例如常规交通流）更高的优先级。系统26将能够快速标识出该交通阻塞对象，以便该信息然后可以经由通信系统30进行广播。这允许如例如自主车辆之类的车辆38在车辆38实际进入交叉路口之前具有关于交叉路口和交叉路口周围的街道中的异常的实时信息。这对于大型停车场而言可能也是有用的，在大型停车场中，可以使用来自传感器24的数据而容易地标识出以错误方向驾驶或跨多个停车位驾驶的车辆38。

系统26可以是单独的系统，或者可以被合并为交通灯20的控制系统22的一部分。（一个或多个）系统26可以包括一个或多个控制器，其包括处理器、存储器和经由本地接口通信联接的一个或多个输入和/或输出（i/o）装置接口。本地接口可以包括例如但不限于一个或多个总线和/或其他有线或无线连接。本地接口可以具有另外的元件，为了简单起见省略了它们，如控制器、缓冲器（高速缓存）、驱动器、中继器和接收器，以使得能够实现通信。此外，本地接口可以包括地址、控件和/或数据连接，以使得能够实现上述部件之间的适当通信。

控制器可以是用于执行软件、特别是存储在存储器中的软件的硬件装置。控制器可以是定制的或市售的处理器、中央处理单元（cpu）、与计算装置相关联的若干处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器（以微芯片或芯片组的形式）、或一般而言用于执行软件指令的任何装置。

存储器可以包括易失性存储器元件（例如，随机存取存储器（ram，如dram、sram、sdram、vram等））和/或非易失性存储器元件（例如，rom、硬驱动器、磁带、cd-rom等）中的任一个或其组合。此外，存储器可以结合电子、磁、光和/或其他类型的存储介质。要注意到，存储器也可以具有其中各种部件位于远离彼此但可以由处理器访问的分布式架构。

存储器中的软件可以包括一个或多个单独的程序，每个程序包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。体现为软件的系统部件也可以被解释为源程序、可执行程序（目标代码）、脚本或包括要执行的指令集的任何其他实体。当构建为源程序时，经由编译器、汇编器、解译器等来转变程序，这些编译器、汇编器、解译器等可以或可以不包括在存储器内。

可以联接到（一个或多个）系统i/o接口的输入/输出装置可以包括输入装置，例如但不限于键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、相机、接近度装置等。此外，输入/输出装置还可以包括输出装置，例如但不限于打印机、显示器等。最后，输入/输出装置还可以包括同时作为输入和输出进行通信的装置，例如但不限于调制器/解调器（调制解调器；用于访问另一装置、系统或网络）、射频（rf）或其他收发器、电话接口、网桥、路由器等。

控制器可以被配置成执行存储在存储器内的软件、向存储器传送数据和从存储器传送数据、以及一般而言根据软件来控制计算装置的操作。存储器中的软件全部或部分地由处理器读取，可能在处理器内缓冲，并然后被执行。

如上所述，系统26使用传感器24随时间观察交通参与者行为模式以创建交叉路口的准确地图。本发明使用算法通过标识和分类传感器24看到的模式来创建随时间学习的交叉路口地图。本领域的普通技术人员将能够用这种算法配置系统控制器。这比要求交叉路口预先编程有标识街道上合法标记的位置的所有数据的其他构思有利。本发明的优势在于系统26学习交叉路口的行为，而不是被预编程有可能不准确的交叉路口信息。此外，由于每个路口都不同，因此无需手动地指明交叉路口中任何独一无二的或感兴趣的点在何处，系统26通过观察随时间重复的模式即可自己标识它们。

还应该理解的是，虽然在所示实施例中公开了特定的部件布置，但是其他布置将受益于此。尽管示出、描述和要求保护特定的步骤序列，但应当理解，除非另有说明，否则步骤可以以任何顺序、分开或组合地执行并且仍将受益于本发明。

尽管不同的示例具有图示中所示的特定部件，但是本发明的实施例不限于那些特定组合。可以将来自一个示例的一些部件或特征与来自另一示例的特征或部件结合使用。

尽管已经公开了示例实施例，但是本领域普通技术人员将认识到，某些修改将落入权利要求的范围内。基于该原因，应研究所附权利要求来确定其真实范围和内容。