基于视野的驾驶员辅助系统和方法
【专利摘要】驾驶员辅助方法包括利用视野提供器模块，基于车辆位置和预定水平距离确定包括第一道路段和第二道路段的第一路径。基于车辆位置和预定水平距离确定包括第一道路段和第三道路段的第二路径。然后发送表征第一路径、第二路径、相对于第一路径的车辆位置和相对于第二路径的车辆位置的路径数据至重构器模块。
【专利说明】基于视野的驾驶员辅助系统和方法
相关申请的交叉引用
[0001 ]本申请要求提交于2015年I月15日的美国临时专利申请号62/103,819的优先权，其内容在此以引用结合在本文。
技术领域
[0002]技术领域通常涉及汽车，并且更具体地涉及结合汽车使用的高级驾驶员辅助系统(ADAS)。
背景
[0003]现代汽车越来越多地包括高级驾驶员辅助系统(ADAS)，其设计成自动操作和/或提高驾驶过程以及增加整个运行过程中车辆的整体安全性。一个这样的系统，“基于视野的”驾驶员辅助系统，利用地图数据和外部传感器数据来预测当车辆沿道路行进时其可能采取的路径。
[0004]虽然这种驾驶员辅助系统在许多方面都是有利的，但仍有与它们运行相关联的一些未解决的问题。例如，基于视野的驾驶员辅助系统通常依赖从地图模块至需要数据的各种子系统和设备(例如，电子控制单元(ECU)等)的道路和路径数据的通信(例如，经由汽车区域网络(CAN)总线)。更具体地，地图模块通常包括“视野提供器(horizon provider)”，其提供兴趣数据给ECU中的重构器模块，其具有构建所需路径的职责。可惜的是，由于地图模块通常仅提供单个路径以及与该路径上车辆位置有关的信息至重构器模块，当车辆的驾驶员采取不同路径时(例如，在路的岔口)，重构器模块必须迅速恢复并保持与视野提供器同步，这可能耗费不期望的时长。
[0005]因此，需要提供改进的基于视野的驾驶员辅助系统和方法。本发明另外期望的功能和特征将从随后的【具体实施方式】和所附权利要求书，结合附图和前述技术领域和【背景技术】变得明显。
【附图说明】
[0006]示例性实施例将在下文中结合附图描述，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0007]根据一个实施例，图1是驾驶员辅助系统的概念性框图。
[0008]图2-6展示了用于描述示例性实施例的示例路径和相关联的道路段.
[0009]根据图2-6的示例，图7示出了路径数据。
[0010]根据一个实施例，图8和9是流程图，其共同地示出示例性驾驶员辅助方法。
【具体实施方式】
[0011]本文所示出的主题通常涉及基于视野的高级驾驶员辅助系统(ADAS)，其中视野提供器模块提供两个或更多的候选路径以及关于与这些路径中的每一个相关的车辆位置的信息到重构器模块。通过这种方式，更多的发现和重构路径的计算量可由地图模块代替重构器模块而执行。通过这种方式，系统可从车辆路径意外变化中快速恢复。在这方面，下面的【具体实施方式】本质上仅仅是示例性的，而不旨在限制应用和使用。此外，并不旨在受前述技术领域、背景、
【发明内容】
或以下【具体实施方式】提出的任何明示或暗示的理论的约束。如在本文所使用的，术语“模块”指专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或组)和存储器，其执行一个或多个软件或固件程序，组合逻辑电路和/或其他提供所示出功能的合适的部件。
[0012]现在参考图1，现在将示出根据示例性实施例的驾驶员辅助系统100的概念性框图。如所示出的，系统100通常包括地图模块102，其构造成经由任意合适的网络或总线105(例如，汽车区域网络(CAN))与一个或多个设备104进行通信。例如，设备104可对应于电子控制单元(ECU)或构造成从地图模块102接收信息的任何其他设备。任何数量的额外部件和子系统可在总线105上与模块102和/或设备104(包括各种传感器121和122(例如，全球定位系统(GPS)传感器、惯性传感器、横摆率传感器、速度传感器、转向传感器等))通信。
[0013]地图模块102包括数据库106，其构造用于存储关于道路段、地图属性和可能与地理地图关联的任何其他数据的地图数据。如本文使用的，术语“道路段”是指道路的任何离散部分，其以某种方式分界，例如，通过十字路口，高速公路入口、出口等。每个路段通常由段ID标识(例如，整数或字母数字字符串)。如将理解的，数据库106可存储与成千上万这种段相关的信息。术语“路径”是指基于驾驶方向排序的道路段顺序，并且可由“路径记录”表征，其在一个实施例中是整数(例如范围从8-63)，其中零值表示没有路径是当前已知的。
[0014]地图模块102还包括构造成存储路径信息(下面进一步详细示出)的视野提供器模块(或简单地“模块”)108。类似地，设备104包括还构造成存储路径信息114的重构器模块112。通常情况下，视野提供器模块构造成发送路径数据110以及与车辆位置和路径属性相关的信息(例如，各路段数的曲率、速度限制、等级、车道数等)至重构器模块112。模块108将通常仅发送与距离车辆(例如l_2km)预定距离内(即预定视野距离)的段相关的数据。
[0015]根据各种实施例，视野提供器模块108为重构器提供多个可能路径(例如两个或两个以上)，而不是由当前已知系统提供的单个路径。为了示出此特征，图2-6示出了示例路径和相关联的道路段。
[0016]首先参考图2，给定视野的道路拓扑200包括段210，其延续至段211，其然后在点220分成两个可能段:212和214。段213跟随段212(或“从段212延伸”)，并且段215跟随段214。在这个示例中，车辆(202)正沿段210以距在那个段上点201某个已知距离行驶。将理解的是，在道路拓扑200中，有两个主要路径可供车辆202使用:包括段210、211、212和213的序列的路径，以及包括段210、211、214和215的序列的第二路径。段210，211，212，213，214和215在本文中也可被各自称为段A、B、C、D、E和F。
[0017]根据现有技术的驾驶员辅助系统，视野提供器模块将只提供给重构器模块一个路径(即，一个道路段序列)ο例如，驾驶员辅助系统可能通过左车道中的车辆202来判断来假设驾驶员将要采取的由段210、211和212示出的路径，并且因此只发送那个路径信息至重构器模块。这在图3中示出，其中长虚线表示在十字路口之后要采取的假设段。
[0018]应当注意路径可仅由两个段限定，并且可因此被“链接”起来以限定更大的路径。例如，图3中，具有道路ID“8”的路径对应具有在段211上延伸的段210，并且具有道路ID“9”的路径对应具有在段212上延伸的段211。然后，路径“8”和“9” 一起限定包括段210、211、212的更大路径，其将然后连同与段210(例如，相对于点201)上车辆202位置相关的信息一起提供给重构器模块112。
[0019]在现有技术系统中，重构器模块也可接收与段214和215存在有关的不完全信息，但将不接收与相对于这些段的车辆202的位置有关的信息。
[0020]图4示出了随后时间，其中车辆202行进至段211，其中现在出现了两个主要路径:一个包括段211、212和213，以及另一个包括段211、214、215。根据本发明，视野提供器模块108将这两个路径连同与相对于这些路径的车辆202的位置相关的信息一起提供给重构器模块112。这在图5中示出，其示出具有路径ID “9”的路径和具有路径ID “10”的路径，路径ID“9”包括段211和212(以及到段213上的延伸)，路径ID “10”包括段211和214(具有到段215上的延伸)。显著地，车辆202均在这两个路径中示出，表示相对于段211的车辆202的位置(例如图4中距点203的距离)均提供给重构器模块112。应当注意两个路径在同一迭代期间提供给重构器模块(例如，传感器测量的同一迭代中)。也就是说，虽然现有技术系统可能会在不同时间发送多个路径(以及当车辆处于不同位置时)，根据本实施例的系统和方法在车辆大体上处于相同位置时，大体上同时发送两个完整路径。
[0021 ]图6进一步示出了具有路径ID “I I”的路径和具有路径ID “8”的路径，路径ID “I I”包括段212和213，路径ID“8”包括段214和215。应当注意由于段210不再相关，路径ID“8”(其先前结合图2的段210使用)现在可“重新使用”为图6所示路径的标志符，在此示例中给出车辆202的方向。
[0022]根据图5-6中示出的示例，图7示出了路径数据700(或“路径表”)。路径数据700可以采取多种形式并且可以以任何合适的数据结构存储。在所示实施例中，路径数据700包括:(I)车辆202当前在段211( “B”)上的指示符，车辆202在路径ID“9”上的位置，车辆202在路径ID“10”上的位置，以及路径其自身的定义，例如，路径ID 9 =段B-〉段C，和路径ID 10=段B->段E。还示出了路径ID 11和8的路径定义，如图6中所示出的。路径数据700可因此对应于图1的数据114，以及模块108的数据110。
[0023]根据一个实施例，图8和9是流程图，其共同地示出示例性驾驶员辅助方法，其将结合图1来描述。首先，在步骤801中，启动系统(例如，模块102)。例如，这可能发生在车辆启动时。模块108然后等待传感器数据(例如，来自传感器121和122的GPS和/或惯性数据)(步骤802)，接收数据(步骤803)，并确定车辆当前是否在地图道路上(例如，存在于数据库106内的道路)(步骤804)。如果车辆不在地图道路上，则系统输出(至总线105)没有路径是可用的(例如，路径ID为零)的指示符，并返回以等待传感器数据(802)。
[0024]在步骤804处如果车辆在地图道路上，在步骤806处，系统确定车辆是否与处理的先前迭代在同一段上(这可能发生在任何特定的采样率处，例如1-10次每秒)。如果车辆是在同一段上，则模块108获得当前路径ID并更新距此段原点(如起点)的距离(步骤807)。该路径ID和车辆位置然后经由总线105提供至设备104(步骤808)，于是系统返回以等待传感器数据(802)。
[0025]如果在步骤806处确定车辆未与先前迭代处在同一段上，处理以步骤901继续(图9)并且然后确定是否在路径ID表中完整描述当前道路段(例如图7)，包括可用分支(步骤902)。也就是说，视野提供器模块108可能已经知道(并且可能已经发送至重构器模块112)与当前段相关的足够路径数据。如果是这样，该过程将以步骤904继续并使用现有路径ID并更新距道路段原点的距离。该路径ID和车辆位置然后经由总线105传送至模块112(步骤906)，其中系统返回至步骤802并等待另外的传感器数据。
[0026]如果，在步骤902处，系统确定道路段没有完整描述，则模块108清除先前道路路径ID并分配该路径ID至新的段序列，同时填充(步骤903)任何缺失的分支。然后处理如以前一样以步骤904继续。
[0027]虽然至少一个示例性实施例已经在前面的【具体实施方式】中呈现，但应该理解，存在大量的变化。还应理解的是，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并不旨在以任何形式限制本公开的范围、适用性或构造。更确切地，上述【具体实施方式】将为本领域技术人员提供方便的路线图来实施一个或多个示例性实施例。应当理解，元件的功能和布置可作出各种变化而不偏离如所附权利要求书及其法律等同方案所提出的本公开的范围。
【主权项】
1.一种驾驶员辅助方法，包括: 利用视野提供器模块，基于车辆位置和预定水平距离确定包括第一道路段和第二道路段的第一路径； 基于所述车辆位置和所述预定水平距离确定包括所述第一道路段和第三道路段的第二路径； 发送表征所述第一路径、所述第二路径、相对于所述第一路径的所述车辆位置和相对于所述第二路径的所述车辆位置的路径数据至重构器模块。2.—种驾驶员辅助系统，包括: 视野提供器模块； 重构器模块，其经由数据总线与所述视野提供器模块通信联接； 其中，所述视野提供器模块构造成基于车辆位置和预定水平距离确定包括第一道路段和第二道路段的第一路径;基于所述车辆位置和所述预定水平距离确定包括所述第一道路段和第三道路段的第二路径;并且同时发送表征所述第一路径、所述第二路径、相对于所述第一路径的所述车辆位置和相对于所述第二路径的所述车辆位置的路径数据至重构器模块。
【文档编号】G01C21/28GK105928528SQ201610206675
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】J·N·尼科劳乌, S·Y·赫米斯
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司