车辆的驾驶模式切换控制设备和方法以及车辆系统与流程

本申请基于2018年2月21日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0020341号并且要求该韩国专利申请的优先权的权益，其全部公开内容通过引用结合于此。

本公开涉及用于控制车辆的驾驶模式切换的设备和方法及车辆系统。

背景技术：

近年来，对高级驾驶员辅助系统(adas)和自主驾驶系统的要求和需求增加。因此，车载传感器数据和精确地图的信息量增加，并且因此各种驾驶便利特征基于车载传感器数据和精确地图得到发展。

然而，由于环境条件和诸如传感器的约束的条件，关于传感器数据和/或精确地图的信息的准确度较差，并且因此adas和自主驾驶系统的性能劣化。

因此，设计驾驶模式切换时需要考虑adas和自主驾驶系统中的信息可能不太准确。

技术实现要素：

已作出本公开以解决在现有技术中存在的上述问题，同时完整地保留由现有技术所实现的优势。

本公开的一方面提供一种用于控制车辆的驾驶模式切换的设备和方法及一种提供该设备的车辆系统。该设备、方法、及系统能够通过收集精确地图和识别传感器的数据来确定可靠性并且基于所确定的结果设计驾驶模式切换以提供驾驶模式切换信息来有效地控制车辆的驾驶。

本发明构思要解决的技术问题不限于前述问题，并且本文未提到的任何其他技术问题将由本公开所属的本领域中的技术人员，从以下描述清楚理解。

根据本公开的的一方面，车辆的驾驶模式切换控制设备包括一个或多个处理器，该处理器被配置为：从车辆中的地图db、定位系统、照相机系统、以及传感器系统收集数据，分析收集的数据以确定每个数据的可靠性，基于每个数据的可靠性的所确定结果设计车辆的驾驶模式切换并且生成包括所设计的驾驶模式切换的信息的模式切换数据。

一个或多个处理器可从地图db、定位系统、照相机系统、以及传感器系统收集包括精确地图和传感器地图的地图数据、定位数据、线路数据、以及障碍物数据。

一个或多个处理器可分析由定位系统、照相机系统以及传感器系统感测的传感器数据和地图数据之间的误差量、误差累积持续时间、以及包括对应区域的地图匹配等级的区域信息并且基于分析结果确定精确地图和传感器地图的可靠性。

一个或多个处理器可分析跟踪逻辑中的误差协方差大小的变化、传感器数据的更新周期、以及由跟踪逻辑估计的估计值与传感器数据之间的误差累积量，并且基于所分析的结果确定定位数据的可靠性，其中，通过使用定位数据，跟踪逻辑被执行用于航位推算和地图匹配。

一个或多个处理器可分析线路信息的可靠性等级及相同车道中的前向车辆行进路径与本车辆行进路径之间的误差并且确定线路数据的可靠性。

一个或多个处理器可基于天气信息和关于来自传感器系统的每个传感器的重复检测区的障碍物输出信息的误差量确定障碍物数据的可靠性。

一个或多个处理器可根据每个数据的可靠性的所确定结果生成用于切换车辆的驾驶模式为公路自主驾驶模式、公路驾驶支持模式、车道跟随支持模式、或者驾驶员驾驶模式的模式切换数据。

当每个数据的可靠性等于或者高于参考值时，一个或多个处理器可生成用于将车辆的驾驶模式切换为公路自主驾驶模式的模式切换数据。该参考值是预设值。

当每个数据的可靠性低于参考值时，一个或多个处理器可生成用于将车辆的驾驶模式切换为驾驶员驾驶模式的模式切换数据。

一个或多个处理器可以进一步被配置为对所收集的数据进行预处理。

根据本公开的另一方面，车辆的驾驶模式切换控制方法可包括一个或多个处理器从车辆中的地图db、定位系统、照相机系统、以及传感器系统收集数据，一个或多个处理器分析收集的数据以确定每个数据的可靠性，并且一个或多个处理器基于每个数据的可靠性的所确定结果设计车辆的驾驶模式切换，生成包括所设计的驾驶模式切换的信息的模式切换数据。

根据本公开的另一方面，车辆系统包括具有一个或多个处理器的驱动模式切换控制设备，被配置为：从车辆中的地图db、定位系统、照相机系统、以及传感器系统收集地图数据、定位数据、线路数据、以及障碍物数据，分析所收集的数据以确定每个数据的可靠性，并且基于每个数据的可靠性的所确定结果设计驾驶模式切换以生成模式切换数据并且基于驾驶模式切换控制设备提供的模式切换数据设计切换驾驶模式的驾驶控制系统。

根据上述，通过收集精确地图和识别传感器的数据，确定数据的可靠性，并且基于所确定的结果设计驾驶模式切换来提供驾驶模式切换信息。因此，有效地控制了车辆的驾驶。

附图说明

由以下结合附图进行的详细描述中，本公开的以上和其他目的、特征以及优点将更加显而易见：

图1是示出了根据本公开的示例性实施方式应用车辆的驾驶模式切换控制设备的车辆系统的视图；

图2是示出了根据本公开的示例性实施方式的车辆的驾驶模式切换控制设备的配置的视图；

图3a至图3d是示出了根据本公开的示例性实施方式的车辆的驾驶模式切换控制设备的确定可靠性的操作的视图；

图4是示出根据本公开的示例性实施方式的车辆的驾驶模式切换控制设备的设计驾驶模式切换的操作的流程图；

图5是示出根据本公开的示例性实施方式的车辆的驾驶模式切换控制方法的操作的流程图；以及

图6是示出根据本公开的示例性实施方式的执行车辆的驾驶模式切换控制方法的计算系统的配置的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式。在附图中，相同参考标号将贯穿使用以指代相同或等同的元件。此外，为了不不必要地使本发明的主旨模糊不清，将不对已知的特征或功能进行详细的描述。

在描述本公开的示例性实施方式的元件时，本文中可使用术语第1、第2、第一、第二、a、b、(a)、(b)等。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件，不管对应元件的顺序或优先级如何，都不限制对应元件。除非以另外方式限定，否则本文使用的包括技术或科学术语的所有术语具有与本公开所属领域的技术人员通常所理解的含义相同的含义。如在常用词典中限定的这些术语应被解释为具有与相关领域中的上下文的含义相等的含义，并且不应被解释为具有理想或过度形式化的含义，除非在本申请中明确限定如此。

图1是示出根据本公开的示例性实施方式的应用了车辆的驾驶模式切换控制设备的车辆系统的视图。

如图1中所示，根据本公开的车辆系统包括驾驶模式切换控制设备100和驾驶控制系统200。

驾驶模式切换控制设备100从获得车辆周围信息的一个或多个系统(例如，车辆中设置的地图数据库(db)10、定位系统20、照相机系统30、传感器系统40等)收集数据。

地图db10可存储精确地图、传感器地图等。精确地图是使用道路形状和地形信息提前创建的并且能够在通过精确定位过程保证位置精度时使用。另外，在车辆在公路上以自主驾驶模式操作时可以使用精确地图。

定位系统20可以是用于定位车辆的精确位置的系统并且用于提高车辆的位置精度。

照相机系统30可包括一个或多个照相机，实时处理照相机拍摄的图像，并且获得关于车道标线、车辆周围的其他车辆、和/或诸如障碍物的特征的信息。由照相机系统30获得的线路信息可用在车辆以车道跟随支持模式操作时。

传感器系统40可包括诸如lidar的传感器，获取关于车辆周围的特征的信息，并提供所获得的信息。lidar处理车辆周围检测到的点云数据以获得关于车辆前面的障碍物和/或地形特征的信息。由传感器系统40获得的障碍物信息可以在车辆以公路驾驶支持模式操作时使用。

传感器系统40可以进一步包括除了lidar之外的感测车辆周围特征的传感器。

另外，驾驶模式切换控制设备100可分析所收集的数据以确定每个数据的可靠性。在该情况下，驾驶模式切换控制设备100基于所确定的每个数据的可靠性设计车辆的驾驶模式切换，根据设计的驾驶模式切换的信息生成驾驶模式切换数据，并将驾驶模式切换数据提供至驾驶控制系统200。

因此，驾驶控制系统200可基于从驾驶模式切换控制设备100提供的模式切换数据来切换车辆的驾驶模式。

根据本公开的驾驶模式切换控制设备100可以在车辆内部实现。在该情况下，驾驶模式切换控制设备100可以与车辆的内部控制器整体形成，或者可以在以分开的设备实现之后通过连接装置连接至车辆的内部控制器。

图2是示出了根据本公开的示例性实施方式的车辆的驾驶模式切换控制设备100的配置的视图。

参考图2，驾驶模式切换控制设备100可包括控制器110、通信装置120、存储装置130、以及一个或多个处理器180。一个或多个处理器180各自具有相关联的存储软件指令的非暂时性存储器，软件指令在由一个或多个处理器180执行时提供数据收集模块140、数据预处理模块150、可靠性确定模块160、以及模式切换控制器170的功能。在本示例性实施方式中，根据本实施方式的驾驶模式切换控制设备100的控制器110、数据收集模块140、数据预处理模块150、可靠性确定模块160以及模式切换控制器170可以实现为至少一个处理器。

控制器110可处理驾驶模式切换控制设备100的部件之间传输的信号。

通信装置120可包括通信模块或者收发器，该通信模块或者收发器支持与包括在车辆中的电子设备和/或控制器的通信接口。作为一个例子，通信装置120可以与设置在车辆中的地图db10、定位系统20、照相机系统30、以及传感器系统40通信以接收由每个系统获得的数据。另外，通信装置120可以与车辆中包括的驾驶控制系统200通信，以传输模式切换数据至驾驶控制系统200。

通信装置120可包括支持车辆网络通信(例如控制器局域网(can)通信、本地互连网(lin)通信、flex-ray通信等)的模块。

通信装置120可包括用于无线互联网接入的模块或者用于短距离通信的模块。作为无线互联网技术，通信模块可支持使用各种有线或无线通信标准的通信，通信标准包括无线lan(wlan)、无线宽带(wibro)、wi-fi、全球微波接入互操作性(wimax)等。通信模块可另外地或可替换地支持使用短距离通信标准作为短距离通信技术的通信，短距离通信标准包括蓝牙、zigbee、超宽带(uwb)、射频标识(rfid)、红外线数据协会(irda)等。

存储装置130可存储用于操作驾驶模式切换控制设备100的数据和/或算法和程序指令。

存储装置130可存储由数据收集模块140从地图db10、定位系统20、照相机系统30、以及传感器系统40收集的数据。另外，存储装置130可存储驾驶模式切换控制设备100确定所收集的数据的可靠性所需要的条件信息。存储装置130可存储驾驶模式切换控制设备100确定所收集的数据的可靠性所需要的机器可读编程指令和/或算法，以基于该可靠性设计驾驶模式切换，并且根据所设计的驾驶模式切换的信息来生成模式切换数据。

在本实施方式中，存储装置130可包括包含暂时性和/或非暂时性存储介质的一个或多个存储介质，诸如随机存取存储器(ram)、静态随机存取存储器(sram)、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)等。

一个或多个处理器180的数据收集模块140可从连接至通信装置120的地图db10、定位系统20、照相机系统30、以及传感器系统40请求数据，并且可收集从地图db10、定位系统20、照相机系统30、以及传感器系统40获得的数据。

作为一个例子，数据收集模块140可从地图db10收集地图数据，例如，精确地图和传感器地图。另外，数据收集模块140可从定位系统20收集定位数据。另外，数据收集模块140可从照相机系统30收集线路数据。此外，数据收集模块140可从传感器系统40收集由诸如lidar的传感器获得的障碍物数据。

由数据收集模块140收集的数据可以存储在存储装置130中并且通过控制器110传输到数据预处理模块150。因此，一个或多个处理器180的数据预处理模块150对数据收集模块140收集的数据进行预处理并将预处理的数据传输至可靠性确定模块160。

一个或多个处理器180的可靠性确定模块160可分析由数据预处理模块150预处理的数据，即，来自地图db10的地图数据、来自定位系统20的定位数据、来自照相机系统30的线路数据、以及来自传感器系统40的障碍物数据，以确定每个数据的可靠性。

首先，如图3a中所示，可靠性确定模块160可分析传感器数据与地图数据之间的误差量311、误差累积持续时间313、以及区域信息315，并且基于分析的结果执行精确地图和传感器地图的可靠性确定317。

在本实施方式中，可靠性确定模块160可确定随着传感器数据与地图数据中的误差量311变得更大并且误差累积持续时间313变得更长，精确地图和传感器地图的可靠性较低。另外，可靠性确定模块160可量化每个区域的地图匹配度并且提前给出量化的地图匹配度的等级。因此，当与输入的区域信息对应的地图匹配等级低时，可靠性确定模块160可确定精确地图和传感器地图的可靠性低。

以此方式，可靠性确定模块160确定精确地图和传感器地图的可靠性，当所确定的可靠性等于或大于参考值时，确定可靠性得到保证，并且当所确定的可靠性小于参考值时，确定该可靠性未得到充分保证。

另外，如图3b中所示，可靠性确定模块160分析跟踪逻辑中的误差协方差大小的变化321、传感器数据的更新周期323、以及估计值与传感器数据之间的误差累积量325，并且基于所分析的结果执行定位数据的可靠性确定327。

在本实施方式中，随着跟踪逻辑中的误差协方差大小的变化321变得更大、传感器数据的更新周期323变得更长、以及估计值与传感器数据之间的误差累积量325变得更大，可靠性确定模块160可确定定位数据的可靠性低。

以此方式，可靠性确定模块160确定定位数据的可靠性，当所确定的可靠性等于或大于参考值时，确定可靠性得到保证，并且当所确定的可靠性小于参考值时，确定该可靠性未得到充分保证。

另外，如图3c中所示，可靠性确定模块160可分析线路信息的可靠性等级331和相同车道中的前向车辆行进路径与本车辆行进路径之间的误差333，并且执行线路数据的可靠性确定335。

在本实施方式中，随着线路信息的可靠性等级331变得更低并且前向车辆行进路径与本车辆行进路径之间的误差变得更大，可靠性确定模块160可确定线路数据的可靠性低。

以此方式，可靠性确定模块160确定线路数据的可靠性，当所确定的可靠性等于或大于参考值时，确定可靠性得到保证，并且当所确定的可靠性小于参考值时，确定该可靠性未得到充分保证。

另外，如图3d中所示，可靠性确定模块160基于关于来自每个传感器的重复检测区的障碍物输出信息的误差量341和天气信息343，执行障碍物数据的可靠性确定345。

在本实施方式中，随着关于lidar与另一传感器之间的重复检测区的障碍物输出信息的误差量341变得更大，可靠性确定模块160可确定障碍物数据的可靠性低。另外，可靠性确定模块160可量化天气程度并且提前给出量化的天气程度的等级。因此，当与输入的天气信息对应的等级低时，可靠性确定模块160可确定障碍物数据的可靠性低。

以此方式，可靠性确定模块160确定障碍物数据的可靠性，当所确定的可靠性等于或大于参考值时，确定可靠性得到保证，并且当所确定的可靠性小于参考值时，确定该可靠性未得到充分保证。

可靠性确定模块160将所确定的每个数据的可靠性结果传输至模式切换控制器170。

然后，一个或多个处理器180的模式切换控制器170可基于所确定的关于每个数据的可靠性的结果来设计驾驶模式切换，并且根据设计的驾驶模式切换的信息生成模式切换数据。

将参考图4描述用于设计驾驶模式切换的驾驶模式切换控制设备100的操作。

参考图4，假设根据本公开的示例性实施方式的驾驶模式切换是用于驾驶员驾驶模式401、公路自主驾驶模式403、车道跟随支持模式405以及公路驾驶支持模式407之间的模式切换。

模式切换控制器170可基于从可靠性确定模块160提供的地图数据、定位数据、线路数据、以及障碍物数据的可靠性，来设计公路自主驾驶模式403、车道跟随支持模式405、公路驾驶支持模式407、以及驾驶员驾驶模式401之间的模式切换。

在本实施方式中，公路自主驾驶模式403在公路、汽车道的主道、以及ic/jc/tg的整个部分上进行操作，并且执行车间距离和车道保持控制功能、车道切换功能、避让功能、以及根据导航中设定的路径确定并且控制自动进入和退出ic/jc/tg的功能。在该情况下，公路自主驾驶模式403可使用精确地图和定位数据进行操作。

因此，模式切换控制器170可将驾驶模式切换设计为当确定定位数据和精确地图的可靠性在驾驶员驾驶模式401或者公路驾驶支持模式407下得到保证时，将车辆的驾驶模式切换为公路自主驾驶模式403，如参考标号411或者参考标号441示出的。

同时，模式切换控制器170可将驾驶模式切换设计为当确定定位数据或者精确地图的可靠性在公路自主驾驶模式403下未得到充分保证时，将车辆的驾驶模式切换为公路驾驶支持模式407，如参考标号445示出的。

另外，模式切换控制器170可将驾驶模式切换设计为当确定地图数据、定位数据、线路数据、以及障碍物数据的可靠性在公路自主驾驶模式403下未得到充分保证时，将车辆的驾驶模式切换为驾驶员驾驶模式401，如参考标号415示出的。

公路驾驶支持模式407在公路、汽车道的主道、以及ic/jc的部分上进行操作，并且执行车间距离和车道保持控制功能、车道切换功能、避让功能、和设定速度自动切换功能、以及速度检测部分中的减速控制功能。在该情况下，公路驾驶支持模式407可使用传感器地图和障碍物数据进行操作。

因此，模式切换控制器170可将驾驶模式切换设计为当确定传感器地图和障碍物数据的可靠性在驾驶员驾驶模式401或者车道跟随支持模式405下得到保证时，将车辆的驾驶模式切换为公路驾驶支持模式407，如参考标号431或者参考标号451示出的。如上所述，模式切换控制器170可将驾驶模式切换设计为当确定定位数据或者精确地图的可靠性在公路自主驾驶模式403下未得到充分保证时，将车辆的驾驶模式切换为公路驾驶支持模式407，如参考标号445示出的。

同时，模式切换控制器170可将驾驶模式切换设计为当确定传感器地图或者障碍物数据的可靠性在公路驾驶支持模式407下未得到充分保证时，将车辆的驾驶模式切换为车道跟随支持模式405，如参考标号455示出的。

另外，模式切换控制器170可将驾驶模式切换设计为当确定地图数据、定位数据、线路数据、以及障碍物数据的可靠性在公路驾驶支持模式407下未得到充分保证时，将车辆的驾驶模式切换为驾驶员驾驶模式401，如参考标号435示出的。

车道跟随支持模式405在公路和汽车道的主道上进行操作，并且执行车间距离和车道保持控制功能。在该情况下，车道跟随支持模式可使用线路数据进行操作。

因此，模式切换控制器170可将驾驶模式切换设计为当确定线路数据的可靠性在驾驶员驾驶模式401下得到保证时，将车辆的驾驶模式切换为车道跟随支持模式405，如参考标号421示出的。如上所述，模式切换控制器170可将驾驶模式切换设计为当确定传感器地图或者障碍物数据的可靠性在公路驾驶支持模式407下未得到充分保证时，将车辆的驾驶模式切换为车道跟随支持模式405，如参考标号455示出的。

同时，模式切换控制器170可将驾驶模式切换设计为当确定线路数据的可靠性在车道跟随支持模式405下未得到充分保证，或者地图数据、定位数据、线路数据、以及障碍物数据的可靠性在车道跟随支持模式405下未得到充分保证时，将车辆的驾驶模式切换为驾驶员驾驶模式401，如参考标号425示出的。

当地图数据、定位数据、线路数据、以及障碍物数据的可靠性得到保证时，模式切换控制器170可将驾驶模式切换设计为将车辆的驾驶模式切换为公路自主驾驶模式403。

如上所述，当设计了车辆的驾驶模式切换时，模式切换控制器170生成包括设计的驾驶模式切换的信息的模式切换数据。在该情况下，模式切换控制器170通过通信装置120将生成的模式切换数据传输至车辆的驾驶控制系统200。

因此，驾驶控制系统200可根据模式切换数据中包括的信息来切换车辆的驾驶模式。

如上所述的根据本示例性实施方式的驾驶模式切换控制设备100可以在一个独立的包括存储器和处理每个操作的处理器的硬件中实现，并且在被包括在其他硬件(例如，微处理器或者通用计算机系统)中时作为硬件来驱动。

在下文中，将详细描述根据本公开的具有以上提及的配置的用于车辆的驾驶模式切换控制设备100的操作。

图5是示出根据本公开的示例性实施方式的车辆的驾驶模式切换控制方法的操作的流程图。

参考图5，驾驶模式切换控制设备100从获得车辆周围信息的系统，(例如，车辆中设置的地图db10、定位系统20、照相机系统30、传感器系统40等)收集数据(s110)。在操作s110中，驾驶模式切换控制设备100可从地图db10收集精确地图和传感器地图的地图数据、从定位系统20收集定位数据、从照相机系统30收集线路数据、并且从传感器系统40收集障碍物数据。

驾驶模式切换控制设备100对在操作s110中收集的数据进行预处理(s120)并且分析预处理的数据以确定每个数据的可靠性(s130)。

然后，驾驶模式切换控制设备100基于在操作s130中确定的可靠性的结果来设计用于模式切换的驾驶模式切换，生成包括所设计的驾驶模式切换的信息的模式切换数据(s140)，并将模式切换数据传输至车辆的驾驶控制系统200(s150)。

图6是示出了根据本公开的示例性实施方式的执行车辆的驾驶模式切换控制方法的计算系统的配置的框图。

参考图6，计算系统1000可包括至少一个处理器1100、存储器1300、用户界面输入装置1400、用户界面输出装置1500、存储装置1600、以及网络接口1700，它们通过总线1200彼此连接。

处理器1100可以是用于处理存储在存储器1300和/或存储装置1600中的指令的中央处理单元(cpu)或半导体器件。存储器1300和存储装置1600中的每一个可包括各种类型的易失性或非易失性存储介质。例如，存储器1300可包括只读存储器(rom)1310和随机存取存储器(ram)1320。

因此，结合在说明书中公开的实施方式所描述的方法或算法的操作可利用由处理器1100执行的硬件模块、软件模块或其组合直接实现。软件模块可驻留在存储介质(即，存储器1300和/或存储装置1600)，例如ram、闪存、rom、可擦可编程rom(eprom)、电eprom(eeprom)、寄存器、硬盘、可移动磁盘、或者光盘rom(cd-rom)上。存储介质可耦接至处理器1100。处理器1100可从存储介质读出信息，并且可将信息写入在存储介质中。可替代地，存储介质可与处理器1100集成。处理器和存储介质可驻留在专用集成电路(asic)中。asic可驻留在用户终端中。可替代地，处理器和存储介质可驻留作为用户终端中的分离部件。

虽然已参考示例性实施方式描述了本公开，但是对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可做出各种变化和修改。

因此，本公开的示例性实施方式不是限制性的，而是说明性的，并且本公开的精神和范围不限于此。本公开的精神和范围应由所附权利要求进行解释，并且应当理解，与本公开相同的所有技术思想都包括在本公开的精神和范围内。