自主驾驶认证归纳器的制作方法

本发明总体上涉及自主驾驶，并且更具体地涉及用于识别用于自主操作的候选路段的方法和系统。

背景技术：

世界正处于汽车出行的历史性的转折点。车辆及其司机之间的关系可能会显著变化。目前汽车技术的进步已为改善公路安全、提高环境效益、以及扩大流动性创造了新的可能性。在另一方面，自主车辆(这里指的不是由人工操作者而是通过机器驱动的车辆)仍然是一种发展中的技术，并且许多公司和研究人员推测车辆未来的发展和可能的影响。因此，用于认证高级别自主驾驶的监管程序尚未收敛。可能的是高级别自主驾驶在不久的将来可以仅在限制设置时被允许。

技术实现要素：

根据本发明，提供一种计算机执行的方法，包含：

获取被允许以自主等级用于一个或多个自主操作的第一多个路段的数据；

基于数据来生成路段模板；以及

基于路段模板来重构第二多个路段以提供多个重构的路段，第二多个路段还没有被允许以自主等级用于一个或多个自主操作。

根据本发明的一个实施例，方法进一步包含：

从多个重构的路段中选择一个或多个路段；以及

安排关于所选择的一个或多个路段的道路测试。

根据本发明的一个实施例，方法进一步包含：

将多个重构的路段的一个或多个路段作为一个或多个候选路段提交到管理部门来允许在一个或多个候选路段上以自主等级的一个或多个自主操作。

根据本发明的一个实施例，基于第一多个路段来生成路段模板包含：

利用非参数聚类技术划分第一多个路段来识别多个道路网络配置；以及

对多个道路网络配置强加约束来生成路段模板。

根据本发明的一个实施例，多个道路网络配置包含多个属性以及对应于多个属性的多个值。

根据本发明的一个实施例，多个属性与拓扑结构、几何结构、能见度、移动配置文件、交通模式、交通标志和信号、或者与第一多个路段相关的环境因素中的至少一个相关。

根据本发明的一个实施例，约束包含邻接条件和连续性条件中的一个或两个。

根据本发明的一个实施例，邻接条件指示第一多个路段的一个或多个单独的路段中的每一个相对于第一多个路段的一个或多个其他路段的连通性，以及其中连续性条件指示第一多个路段的两个路段的移动配置文件的相似性。

根据本发明的一个实施例，方法进一步包含：

基于指示多个重构的路段的一个或多个单独的路段的每一个的连通性的连续性条件来排列多个重构的路段。

根据本发明的一个实施例，方法进一步包含：

获取第二多个路段的数据。

根据本发明的一个实施例，自主等级包含驾驶员辅助、部分自动化、条件自动化、高自动化、全自动化、或它们的组合。

根据本发明，提供存储计算机可执行指令的一个或多个计算机可读介质，当指令在一个或多个处理器执行时使得一个或多个处理器执行操作，该操作包括：

获取被允许用于一个或多个自主操作的第一多个路段的数据；

基于第一多个路段的数据来生成一个或多个路段模板；

获取还没有被允许用于一个或多个自主操作的第二多个路段的数据；以及

基于一个或多个路段模板来重构第二多个路段以获取多个重构的路段。

根据本发明的一个实施例，操作进一步包含：

从多个重构的路段中选择一个或多个路段；以及

安排关于所选择的一个或多个候选路段的道路测试。

根据本发明的一个实施例，操作进一步包含：

将多个重构的路段的一个或多个路段作为一个或多个候选路段提交到管理机构来允许在一个或多个候选路段的一个或多个自主操作。

根据本发明的一个实施例，操作进一步包含：

基于指示多个重构的路段的一个或多个单独路段的每一个相对于第一多个路段的一个或多个其他路段的连通性的邻接条件，排列多个重构的路段。

根据本发明，提供了一种系统，包含：

一个或多个处理器；以及

配置为保持由一个或多个处理器可执行的部件的存储器，多个部件包含：

配置为执行包含以下操作的操作的路段处理程序：

获取被允许用于一个或多个自主操作的第一多个路段的数据，以及

获取还没有被允许用于一个或多个自主操作的第二多个路段的数据；以及

配置为执行包含以下操作的操作的模板生成器：

基于第一多个路段的数据来生成一个或多个路段模板，以及

基于一个或多个路段模板来重构第二多个路段以获取多个重构的路段。

根据本发明的一个实施例，多个部件进一步包含：

配置为从多个重构的路段中选择一个或多个路段的排列模块；以及

配置为安排关于所选择的一个或多个候选路段的道路测试的调度器。

根据本发明的一个实施例，多个部件进一步包含报告模块，该报告模块配置为将用作一个或多个候选路段的多个重构的路段的一个或多个路段提交给管理机构来允许在一个或多个候选路段上的一个或多个自主操作。

根据本发明的一个实施例，多个部件进一步包含排列模块，该排列模块配置为基于指示多个重构的路段的一个或多个单独的路段中的每一个相对于第一多个路段的一个或多个其他路段的连通性的邻接条件来排列多个重构的路段。

根据本发明的一个实施例，基于第一多个路段生成一个或多个路段模板包含利用非参数聚类和几何散列技术来聚类第一多个路段以建立一个或多个路段模板。

附图说明

本发明的非限制性的并且非详尽的实施例参照下面的附图进行描述，其中贯穿各附图的相似附图标记表示相似部件，除非另有规定。

图1描述了可以实施本发明的示例实施例的示例方案的示意图；

图2描述了根据本发明的一实施例的示例装置的框图；

图3描述了根据本发明的一实施例的一示例路段模板的示意图；

图4描述了根据本发明的一实施例的另一个示例路段模板的示意图；

图5描述了根据本发明的一实施例的示例过程的流程图。

具体实施方式

在下面的说明书中，参照构成说明书一部分的附图，并且其中通过说明可以实践本发明的具体示例性实施例展示。这些实施例被足够详细地描述以使本领域的技术人员能够实践在此公开的概念，并且应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以对各种公开的实施例进行修改、以及可以利用其它实施例。因此，下面的详细描述不应被视为具有限制意义。

由于用于认证高级别自主驾驶的监管程序尚未收敛，高级别自治(例如美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)3级和4级)仅可在限制设置的情况下被允许。例如，只有特定数目的路段(例如在白名单中)可被批准为对于高级别自主操作是安全的。各种因素可能会导致路段服从被列入白名单。在此的实施涉及通过识别分享有关白名单中现有的路段的相似或相同属性的候选路段来用于扩展路段的白名单的方法和系统。在一些实施方式中，路段模板可以使用例如非参数聚类和几何散列技术来建立。在这些情况下，已建立的模板可以用于识别候选路段。

图1示出了可以实施本发明的示例实施例的示例方案100。示例方案100包括计算系统102。计算系统102可包括分布式结构(例如云计算服务器或服务器群)或非分布式结构中的单个服务器或多个服务器的集合。

根据本发明的各种实施例，计算系统102可包括各种模块，每个模块在下面讨论。计算系统102可以获取多个路段104的数据，其包括已经被允许以自主等级进行自主操作的多个路段。自主等级可包括，例如，NHTSA等级2、3或4中的至少一个。在这些情况下，路段104由管理机构(例如NHTSA)批准为对于高水平自主操作是安全的。

在一些实施方式中，路段104可包括预定地理区域(例如社区、城市、县、州或省、或国家)内的多个路段。在一些实施方式中，这些多个路段可以彼此连接和/或共享相似的特征。特征可以包括，例如，与路段104相关的物理道路和/或道路网络的几何形状和/或拓扑结构。附加地或替代地，这些特征可包括路段104的车道标记、标志、和/或信号的能见度。附加地或替代地，这些特征可包括路段104的交通的主导模式。

计算系统102可以分析路段104的这些特征并产生一个或多个道路网络配置106。进一步，计算系统102可以利用一个或多个约束重定义道路网络配置106来生成一个或多个路段模板108。在一些实施方式中，计算系统102可能要求连续性条件和/或邻接条件来生成一个或多个路段模板108。关于连续性，满足连续性条件的多个路段模板可以一个覆盖在另一个之上以及可以共享边界(例如具有相似几何形状)。对模板的创建的一个约束可以被认为是保证列入白名单中路段的完整、或无间隙、覆盖范围。即，一组从列入白名单的路段中生成的路段模板需要能够被用来以它们的整体重构相同路段，并且重构需要在列入白名单中的每个路段内是连续的。是否多个路段模板可尤其放置在重叠结构中构成了在量化时可以以二进制形式(例如具有值0或1)表示的连续性约束的评估。路段以其整体通过重构被覆盖的程度是邻接得分(其可以被归一化为[0,1]的形式)。因此，在本发明的实施方式中，要求路段模板以一种列入白名单中的路段的连续集可以与邻接得分1被重构的方式从白名单中构建。在重构新路段时，计算系统102需要满足连续性条件(例如共享边界)以及邻接条件(例如路段如何很好地相互适应并且在两个重构路段之间没有任何间隙的情况下覆盖一地理区域)。在一些实施方式中，不在白名单中的给定路段可以从一个或多个路段模板被重构。例如，如果没有间隙，则路段的一些拉伸可以是连续的，这就要求该路段重构于重叠的路段模板。给定结构中的两个或更多个路段模板是否被允许重叠通过连续性约束来指定。在一些实施方式中，重构的路段可以基于它们的邻接以及它们如何更好地适应路段模板来进行评分。因此，在构造新的白名单时，计算系统102可以基于候选路段是如何连续的以及它们如何更好地适应路段模板来对候选路段评分，这些可以分布在不同场景中。

利用路段模板108，计算系统102可以重构路段110以生成重构的路段112。在一些实施方式中，重构的路段112可包括共享与由路段104识别的特征相似或相同特征的多个路段。在重构新路段时，计算系统102需要满足连续性条件(例如共享边界)以及邻接条件(例如路段如何更好地相互适应并且在两个重构的路段之间没有任何间隙的情况下覆盖一地理区域)。

在一些实施方式中，计算系统102可以通过对重构的路段112强加一个或多个约束来排列重构的路段112进而生成有序的和重构的路段114。在一些实施方式中，计算系统102可以对来自重构的路段112中的路段或者来自有序的和重构的路段114中的路段安排道路测试。在一些实施方式中，一个或多个重构的路段112或一个或多个有序的和重构的路段114可以作为候选路段被推荐到一个或多个管理机构(例如，包括或除了NHTSA)来成为用于自主操作的新增的列在白名单中的路段。

图2说明了根据本公开的一实施例的示例结构200。计算结构200示出了计算系统102的附加详细信息，其可以包括附加模块、核心程序、数据，和/或硬件。

计算系统102可包括处理器202和存储器204。存储器204可存储各种模块、应用、程序、或其他数据。存储器204可包括一组或多组指令，当指令被处理器202执行时，将使处理器202执行在此描述的用于计算系统102的操作。处理器202可包括一个或多个图形处理单元(GPU)以及一个或多个中央处理器(CPU)。

计算系统102可具有附加特征和/或功能。例如，计算系统102还可包括附加数据存储装置(可移动和/或不可移动)，包括计算机可读介质。计算机可读介质可包括，至少两种类型的计算机可读介质，即计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质可以包括以任何方法或技术实现的用于存储信息的易失的和非易失的、可移动的和非可移动的介质，例如计算机可读指令、数据结构、程序模块、程序数据、或其他数据。系统存储器、可移动的存储以及非可移动的存储都是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括，但不限于，RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、闪存或其它存储器技术、CD-ROM(只读光盘驱动器)，数字化视频光盘(DVD)、或其它光学存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其它磁存储设备、或者可以被用于存储所需信息且可以被计算系统102访问的任何其它介质。任何这样的计算机存储介质可以是计算系统102的部分。此外，计算机可读介质可以包括计算机可执行指令，当指令被处理器执行时，这些指令执行在此描述的各种功能和/或操作。

存储器204可存储操作系统206以及各种模块，例如路段处理程序208、模板生成器210、确定模块212、排列模块214、调度器216、和报告模块218和/或程序数据220。

路段处理程序208可配置为分析多个路段，例如路段104和路段110。假设路段104已经被批准为对于自主操作是安全的。在本示例中，自主等级可包括以下中的至少一个：驾驶员辅助、部分自动化、条件自动化、高自动化、或全自动化。在这些情况下，路段104可以属于一白名单并且可包括被批准为对于高级别自主操作是安全的这样的多个路段，然而路段110没有被列入白名单。本发明的实施方式可以识别在路段110中的足够类似于在路段104中的路段的一个或多个特定路段。这些一个或多个特定路段可以作为候选被提供以添加到新的白名单或现有白名单中。

在一些实施方式中，路段处理程序208可以获取路段104和路段110的数据。在这些情况下，路段104被列入白名单作为对高层次自主操作是安全的，然而路段110未被列入白名单。路段104的数据可包括，例如，在路段104中与拓扑结构和/或几何数据、能见度、移动性和/或交通模式有关的统计信息。在这些情况下，拓扑结构和/或几何数据可以使用地理信息系统(GIS)调查来获取。有关能见度的数据可以使用安装在已在路段104中的车辆中的照相机和/或一光探测和测距(LIDAR)系统来获取。与移动性和交通模式相关的数据可以从已在路段104中的车辆的远程信息数据中检索得到。

模板生成器210可配置为基于路段104的数据来生成路段模板108。在一些实施方式中，模板生成器210可使用非参数聚类技术来划分路段104以识别道路网络配置106。在此非参数聚类技术的使用是指在没有预定义用于聚合的参数的固定的、有限的集合情况下的聚类技术的使用。聚类技术的示例可包括，例如但不限于，基于深度学习的技术、k-均值聚类、和层次聚类。道路网络配置106可包括多个属性和对应于多个属性的值。这些多个属性可能与拓扑结构和几何形状、能见度、移动配置文件、交通模式、交通标志和信号、或与路段104相关联的环境因素中的至少一个相关。

在一些实施方式中，模板生成器210可以对道路网络配置106强加约束以生成路段模板108。在这些情况下，约束可以包括邻接条件和/或连续性条件。例如，邻接条件可以指示路段104的一个或多个单独路段中的每一个相对于路段104的一个或多个其它路段的连通性。连续性条件可以指示路段104的一对或多对路段的移动配置文件的相似性。强加连续性的量度可以避免路段是从两个具有不同移动配置文件(例如学校区和高速公路)的路段来重构的情况。

确定模块212可配置为基于路段模板108重构路段110以生成重构的路段112。重构的路段112可包括共享与路段104的属性相似的一个或多个属性的一个或多个候选路段。

排列模块214可配置为基于邻接条件来排列重构的路段112。在一些实施方式中，邻接条件可以指示重构路段112的一个或多个单独的路段中的每一个相对于路段112的一个或多个其他路段的连通性。在这些情况下，重构路段112可以优先获得用于道路测试的一个或多个路段。例如，调度器216可配置为从重构的路段112中选择一个或多个路段，并安排关于一个或多个路段的道路测试。报告模块218可配置为将用作一个或多个候选路段的重构路段112的一个或多个路段提交给管理机构来允许在一个或多个候选路段中以自主等级进行自主操作。

图3说明了根据本发明的一实施例的示例路段模板300。示例路段模板300可以是示例方案100中的一个或多个路段模板108的路段模板的说明性的、非限制性的实施方式。示例路段模板300可以包括与路段310的属性、参数和/或特征相关的数据。例如，示例路段模板300相对于路段310可以指定特征、几何形状、道路指标、限速、转弯半径(单数)/半径(复数)、功能等级以及各种参数的分布。在图3所示的示例中，示例路段模板300可以指定路段310的特征以包括路肩320、邻接路肩320并用于第一方向上的交通的第一车道330、用于第一方向上的交通的第二车道340、用于与第一方向相反的第二方向上的交通的第三车道360、分离第二车道340和第三车道360的第一道路隔离带350、分离第一车道330和第三车道360的第二道路隔离带355、第二车道340的转弯半径390、邻接第三车道360并且转弯后从第二车道340两侧延伸的第一人行道370和第二人行道375、以及转弯后穿过第二车道340并连接第一人行道370和第二人行道375的人行横道380。

在一些实施方式中，示例路段模板300可以指定路段310的等级、曲率和/或路面类型。在一些实施方式中，示例路段模板300可以指定一些功能等级来将路段310划分为高速公路(例如，通过将路段310划分为功能1级路段)、公路段(例如，通过将路段310划分为功能2级路段)、城市/乡村行驶路段(例如，通过将路段310划分为功能3级路段)、或农村/土路行驶路段(例如，通过将路段310划分为功能4类路段)。在一些实施方式中，示例路段模板300可以指定一些参数分布，包括，例如，在路段310中行驶车辆的速度分布、在路段310中行驶车辆的占道分布、以及在路段310中行驶车辆的车模分布。

图4说明了根据本发明的一实施例的示例路段模板400。示例路段模板400可以是示例方案100中的一个或多个路段模板108的路段模板的说明性的、非限制性的实施方式。示例路段模板400可以包括与路段410的属性、参数和/或特征相关的数据。例如，示例路段模板400可以指定相对于路段410的特征、几何形状、道路指标、限速、转弯半径(单数)/半径(复数)、功能等级以及各种参数的分布。在图4所示的示例中，示例路段模板400可以指定路段410的特征以包括绿化带420、邻接绿化带420并用于第一方向上的交通的第一车道430、用于第一方向上的交通的第二车道440、用于与第一方向相反的第二方向上的交通的第三车道460、用于第二方向上的交通的第四车道470、分离第二车道440和第三车道460的第一道路隔离带450、分离第一车道430和第三车道460的第二道路隔离带455、第二车道440的转弯半径490、以及邻接第三车道460和第四车道470并且转弯后可以在第二车道440的上面或下面行走的自行车和行人道480。

在一些实施方式中，示例路段模板400可以指定路段410的等级、曲率和/或路面类型。在一些实施方式中，示例路段模板400可以指定一些功能等级来将路段410划分为高速公路(例如，通过将路段410划分为功能1级路段)、公路段(例如，通过将路段410划分为功能2级路段)、城市/乡村行驶路段(例如，通过将路段410划分为功能3级路段)、或农村/土路行驶路段(例如，通过将路段410划分为功能4类路段)。在一些实施方式中，示例路段模板400可以指定一些参数分布，包括，例如，在路段410中行驶车辆的速度分布、在路段410中行驶车辆的占道分布、以及在路段410中行驶车辆的车型分布。

图5说明了根据本发明的用于实施一实施例的示例过程500。示例过程500可以是基于示例方案100的各种实施方案中的一个，并且是仅用于说明目的而提供，使得本领域技术人员可以更好地理解由本发明提供的益处和优点。因此，本发明的范围不被示例过程500限制。为了说明目的而非对本发明范围的限制，示例过程500的描述在下文的实施例中利用计算装置200的处理器202而提供。

在502，处理器202可以获取被允许以自主等级进行自主操作的路段104的数据。自主等级可以包括，例如，以下中的至少一种：驾驶员辅助、部分自动化、条件自动化、高自动化或全自动化。示例过程500可以从502前进到504。

在504，处理器202可以使用非参数聚类技术来区分路段104以识别道路网络配置106。道路网络配置106可以包括对应于多个属性的多个属性和值。这些多个属性可以涉及拓扑结构、几何形状、能见度、移动配置文件、交通模式、交通标志和信号和/或与路段104相关的环境因素中的至少一个。示例过程500可以从504前进到506。

在506，处理器202可以对多个道路网络配置106强加约束以生成路段模板108。该约束可以包括邻接条件和/或连续性条件。邻接条件可以指示路段104的一个或多个单独路段中的每一个相对于路段104中的一个或多个其它路段的连通性。连续性条件可以指示路段104的一对或多对路段的移动配置文件的相似性。示例过程可以从506前进到508。

在508，处理器202可以获取路段110的数据。路段110包括在一定的自主等级(例如NHTSA等级2、3或4)还没有被允许用于自主操作的路段。示例过程500可以从508前进到510。

在510，处理器202可以基于路段模板108重构路段110来获取重构的路段112。在一些实施方式中，重构的路段112可以包括共享类似于或者与路段104确定的特征相同的特征的多个路段。示例过程500可以从510前进到512。

在512，处理器202可以基于指示重构的路段110的一个或多个单独路段中的每一个相对于路段110的一个或多个其他路段的连通性的邻接条件对重构的路段112排列。示例过程500可以从512前进到514。

在514，处理器202可以从重构的路段112中选择一个或多个路段，并且安排关于所选择的一个或多个路段的道路测试。在一些实施方式中，处理器202可以选择重构的路段112的一个或多个路段作为一个或多个候选路段。处理器202可以进一步将这些一个或多个候选路段提交到管理机构用于自主操作的许可。

冠词“一(a)”和“一(an)”在本文中用于指一个或多于一个(即，至少一个)冠词的语法对象。以举例的方式，“用户”是指一个用户或多个用户。参考贯穿本说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一个示例”或“一示例”意味着结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明公开的至少一个实施例中。因此，在整个本说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例”、“在一实施例中”、“一个示例”或“一示例”不一定全部指的是同一实施例或示例。此外，特定的特征、结构、数据库、或特性可以在一个或多个实施例或示例的任何合适的组合和/或子组合中进行组合。此外，应当理解，这里提供的附图是用于对本领域普通技术人员说明作用，并且附图不一定按比例绘制。

根据本发明公开的实施例可以体现为装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明公开可以采取完全硬件构成实施例、完全软件构成实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)、或组合在此总体上作为“电路”、“模块”或“系统”参考的软件和硬件方面的实施例的形式。此外，本发明公开的实施例可以采取体现在具有体现在计算机可用程序代码的表达的任何有形介质中的计算机程序产品的形式。

附图中的流程图和框图示出了根据本发明公开的各种实施例的结构、功能和系统、方法和计算机程序产品的可能实现的操作。在这点上，在流程图或框图中的每个块可以表示一个模块、段或代码部分，其包含用于实现指定的逻辑功能(多个)的一个或多个可执行指令。还应当指出的是，框图和/或流程图的每一框、以及框图和/或流程图中的框的组合，可以由执行指定功能、操作或动作、或专用硬件和计算机指令的组合的专用的基于硬件的系统来实现。这些计算机程序指令还可以存储在可以引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读介质中，使得存储在计算机可读介质中的指令制造包括指令的制品装置，这些指令实现流程图和/或框图或多个框中指定的功能/动作。

尽管本发明公开以具体实施例的形式进行了描述，其它实施例对于本领域的普通技术人员将是显而易见的，考虑到本发明的益处，包括没有提供这里所描述的所有的好处和特征的实施例，其也在本公开内容的范围之内。应该理解的是，其他实施例在不脱离本发明的范围下可以被利用。