可分级驾驶员辅助系统的制作方法

本发明总体上涉及一种用于机动车辆的驾驶员辅助系统，并且更具体地涉及一种具有可分级架构的驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统具有中央安全控制器以及任选的第一、第二、以及第三集成电路以便提供不同级别的驾驶员辅助。
背景技术：
：本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息并且可以或可以不构成现有技术。已利用旨在改善机动车辆的安全性、效率以及性能的越来越先进的技术来设计机动车辆。此类技术的示例包括先进驾驶员辅助系统。一般而言，先进驾驶员辅助系统使车辆系统自动化、自适应车辆系统、或增强车辆系统，从而提高车辆安全性和/或驾驶者驾驶性能。先进驾驶员辅助系统可以依赖于来自多个数据源的输入，多个数据源包括激光雷达（lidar）、声纳、超声、雷达、来自摄像头的图像处理，并且输入可以来自于与机动车辆自身分离的其它源，例如车辆到车辆（v2v）或车辆到基础设施（v2i）系统。先进驾驶员辅助系统被设计成通过提供向驾驶员报警潜在问题的技术来避免事故或者通过实施安全防护来避免碰撞，例如自主地控制车辆。驾驶者驾驶性能可以通过使用增强某些系统的特征而得到改善，所述特征例如自动化照明、自动化停车、自适应巡航控制（adaptivecruisecontrol）、自动化制动、或者使用摄像技术而得到改善的盲点消除。先进驾驶员辅助系统已被限定成为各种级别的驾驶员辅助，从具有无自动化并且具有人驾驶员监控所有事情的低级别到具有高度自动化以及完全或几乎完全的计算机监控的高级别。然而，各级别的驾驶员辅助具有关于在该特定级别下实施驾驶员辅助系统所需要的传感器、摄像头、致动器、以及处理能力方面的关联复杂性。通过将另外的传感器与用以与另外的车辆电子控制模块通信的关联控制器简单地添加在一起来实现较高级别的驾驶员辅助会导致具有增加的潜在和不可预知相互作用的复杂系统。因此，本领域可得益于可分级驾驶员辅助系统，该可分级驾驶员辅助系统可被容易地调整到所期望的驾驶员辅助的级别。技术实现要素：根据若干方面，一种用于机动车辆的可分级驾驶员辅助系统包括中央安全域控制器（centralsafetydomaincontroller），中央安全域控制器具有第一感知逻辑电路，第一感知逻辑电路通信联接到第一芯片组插口和第二芯片组插口，其中，第一芯片组插口通信联接到第二芯片组插口和第三芯片组插口。第一远程前置摄像头通信联接到第一感知逻辑电路，并且多个环绕视野（surroundview）摄像头通信联接到第一感知逻辑电路。中央安全域控制器提供第一和第二级别的驾驶员辅助，并且另外的集成电路或微控制器可以选择性地连接入第一、第二、和第三芯片组插口中的一个以提供第三、第四、或第五级别的自动化驾驶辅助。在一个方面中，可分级驾驶员辅助系统包括决策与控制逻辑微控制器，所述决策与控制逻辑微控制器连接入第一芯片组插口。在另一方面中，可分级驾驶员辅助系统包括前置远程雷达，前置远程雷达通信联接到决策与控制逻辑微控制器。在另一方面中，决策与控制逻辑微控制器通信联接到车辆制动控制器、车辆转向控制器、或车辆动力系统（powertrain）控制器。在另一方面中，可分级驾驶员辅助系统包括第二感知逻辑集成电路，所述第二感知逻辑集成电路连接入第二芯片组插口。在另一方面中，所述第二感知逻辑集成电路与所述第一感知逻辑集成电路相比具有较低的处理能力。在另一方面中，可分级驾驶员辅助系统包括前置中程摄像头、后置中程摄像头以及驾驶员监控器摄像头，前置中程摄像头、后置中程摄像头以及驾驶员监控器摄像头各自通信联接到第二感知逻辑集成电路。在另一方面中，可分级驾驶员辅助系统包括测距系统，所述测距系统通信联接到决策与控制逻辑电路。在另一方面中，所述测距系统包括前置中程雷达、左置中程雷达以及至少一个超声系统，前置中程雷达、左置中程雷达以及至少一个超声系统各自通信联接到决策与控制逻辑微控制器。在另一方面中，可分级驾驶员辅助系统包括通信集成电路，通信集成电路连接入第三芯片组插口。在另一方面中，通信集成电路包括全球导航卫星系统接收器和地图存储器系统，并且通信集成电路接收高清晰度地图数据。在另一方面中，通信集成电路包括车辆通信处理器，所述车辆通信处理器被构造成提供与另一车辆的车辆到车辆通信。在另一方面中，决策与控制逻辑集成电路包括第一控制逻辑，第一控制逻辑用于接收来自第一感知逻辑集成电路、第二感知逻辑集成电路、远程雷达、以及测距系统的信息。决策与控制逻辑集成电路还包括第二控制逻辑，第二控制逻辑用于通过比较从第一感知逻辑集成电路、第二感知逻辑集成电路、远程雷达、以及测距系统所接收的信息来执行合理性测试（rationalitytest）。决策与控制逻辑集成电路另外包括第三控制逻辑，第三控制逻辑用于在如下情况中将中央安全域控制器置于降低能力模式（reducedcapabilitymode）：合理性测试显示从第一感知逻辑集成电路、第二感知逻辑集成电路、远程雷达、以及测距系统中的任何一个所接收的信息与从第一感知逻辑集成电路、第二感知逻辑集成电路、远程雷达、以及测距系统中的任何其它一个所接收的信息之间存在冲突。在另一方面中，降低能力模式包括第四控制逻辑，第四控制逻辑用于告知机动车辆的驾驶者来干预对机动车辆的控制。在另一方面中，降低能力模式包括以较低级别的驾驶自动化来自主地控制车辆。在另一方面中，决策与控制逻辑集成电路包括第五控制逻辑，第五控制逻辑用于基于从第一感知逻辑集成电路所接收的信息来命令车辆制动控制器、车辆转向控制器、或车辆动力系统控制器。在另一方面中，从第一感知逻辑集成电路所接收的信息是关于交通信号、交通标志、限速标志、车道标识、障碍物、或停车空间的状态的信息。根据另外的方面，一种用于机动车辆的可分级驾驶员辅助系统包括域控制器。域控制器包括：决策与控制逻辑微控制器；第一感知逻辑集成电路，第一感知逻辑集成电路通信联接到决策与控制逻辑微控制器；以及第二感知逻辑集成电路，第二感知逻辑集成电路通信联接到决策与控制逻辑微控制器和第一感知逻辑集成电路。测距装置通信联接到决策与控制逻辑微控制器。第一组摄像头通信联接到第一感知逻辑集成电路；并且第二组摄像头通信联接到第二感知逻辑集成电路。域控制器提供第三级别的驾驶员辅助，并且去除第二感知逻辑集成电路和决策与逻辑微控制器中的一者或两者来提供第一和第二级别的驾驶员辅助。域控制器的作用是：如果第一感知逻辑集成电路或第一组摄像头进入故障状态，则使用第二感知逻辑集成电路和第二组摄像头来控制车辆。在另一方面中，通信集成电路通信联接到决策与控制逻辑微控制器。通信集成电路具有全球导航卫星系统接收器和地图存储器系统以便提供第四级别的驾驶员辅助。通信集成电路还具有车辆通信处理器，车辆通信处理器被构造成提供与另一车辆的车辆到车辆通信以提供第五级别的驾驶员辅助。根据另外的方面，一种用于机动车辆的可分级驾驶员辅助系统包括域控制器。域控制器包括：决策与控制逻辑微控制器；第一感知逻辑集成电路，第一感知逻辑集成电路通信联接到决策与控制逻辑微控制器；以及第二感知逻辑集成电路，第二感知逻辑集成电路通信联接到决策与控制逻辑微控制器和第一感知逻辑集成电路。前置远程雷达通信联接到决策与控制逻辑微控制器。第一远程前置摄像头和多个环绕视野摄像头通信联接到第一感知逻辑电路。前置中程摄像头、后置中程摄像头、以及驾驶员监控器系统通信联接到第二感知逻辑集成电路。域控制器提供第三级别的驾驶员辅助，并且去除第二感知逻辑集成电路和决策与逻辑微控制器中的一者或两者来提供第一和第二级别的驾驶员辅助。域控制器的作用是：如果第一感知逻辑集成电路或第一组摄像头进入故障状态，则使用第二感知逻辑集成电路和第二组摄像头来控制车辆。通过参考下面的描述和附图，将会明白另外的方面、示例、以及优点，其中，同样的附图标记指的是相同的元件、元素或特征。附图说明本文中所描述的附图仅仅是出于说明的目的，而并不意图以任何方式来限制本公开的范围。图1是具有先进驾驶员辅助系统的示意性机动车辆的示意图；图2是具有视觉传感器覆盖的示例性机动车辆的示意俯视图；图3是具有测距传感器覆盖的示例性机动车辆的示意俯视图；图4是可分级先进驾驶员辅助系统构架的第一构造的示意图；图5是可分级先进驾驶员辅助系统构架的第二构造的示意图；以及图6是可分级先进驾驶员辅助系统构架的第三构造的示意图。具体实施方式下面的描述在本质上只是示例性的，而并不意图限制本公开、应用或使用。参照图1，示例性机动车辆5被示出为具有由附图标记10概括性地指示的可分级驾驶员辅助系统。机动车辆5被图示为轿车（passengercar），然而，机动车辆5可以是任何类型的车辆，例如卡车、厢式车（van）、运动型多用途车等。可分级驾驶员辅助系统10包括中央安全域控制器12，中央安全域控制器12与一个或多个驾驶员辅助装置13电子通信或者通信联接到一个或多个驾驶员辅助装置13，一个或多个驾驶员辅助装置13安装到机动车辆5。驾驶员辅助装置13可以采用各种形式并且通常包括用于各级别的驾驶自动化的传感器和/或通信装置。驾驶自动化的这些级别是由2014年1月发布的标题为“与路上机动车辆自动化驾驶系统相关的术语的分类和定义（taxonomyanddefinitionsfortermsrelatedtoon-roadmotorvehicleautomateddrivingsystems）”的美国机动车工程师学会（sae）国际标准j3016来限定的，如在下表中所总结的：sae级别名称转向和加速/减速的实行驾驶环境的监控动态驾驶任务的回退（fallback）执行系统能力（驾驶模式）0无自动化人驾驶员人驾驶员人驾驶员不适用1驾驶员辅助人驾驶员和系统人驾驶员人驾驶员一些驾驶模式2部分自动化系统人驾驶员人驾驶员一些驾驶模式3条件自动化系统系统人驾驶员一些驾驶模式4高度自动化系统系统系统一些驾驶模式5全自动化系统系统系统全部驾驶模式根据sae国际标准j3016，级别0包括由人驾驶员来全时执行动态驾驶任务的所有方面，即使当由告警或干预系统而得到增强时。级别1包括由驾驶员辅助系统使用关于驾驶环境的信息并在预期人驾驶员执行动态驾驶任务的所有其余方面的情况下来针对特定驾驶模式择一地实行转向或加速/减速。级别2包括由一个或多个驾驶员辅助系统使用关于驾驶环境的信息并在预期人驾驶员执行动态驾驶任务的所有其余方面的情况下来针对特定驾驶模式实行转向和加速/减速两者。级别3包括在预期人驾驶员将会对干预的请求作出适当响应的情况下由自动化驾驶系统来针对特定驾驶模式执行动态驾驶任务的所有方面。级别4包括由自动化驾驶系统来针对特定驾驶模式执行动态驾驶任务的所有方面，甚至人驾驶员不对干预的请求作出适当响应。级别5包括在所有道路和环境状态可由人驾驶员管理的条件下由自动化驾驶系统全时执行动态驾驶任务的所有方面。可分级驾驶员辅助系统10能够通过如下方式关于驾驶自动化的级别进行分级：基于通信联接到中央安全域控制器12的驾驶员辅助装置13的数量和类型来设置中央安全域控制器12的级别。驾驶员辅助装置13的数量和类型至少部分地由配置在机动车辆5上的驾驶自动化的级别来限定。因此，图1示出了处于级别5构造的可分级驾驶员辅助系统10。在该构造中，驾驶员辅助装置13可以包括多个基于视觉的传感器（visionbasedsensor），包括前置远程摄像头14、前置中程摄像头16、后置中程摄像头18、前置环绕摄像头（surroundcamera）20、后置环绕摄像头22、左侧环绕摄像头24、右侧环绕摄像头26、以及驾驶员监控器摄像头28。前述摄像头14、16、18、20、22、24、26和28中的每个可以被构造成捕获处于可视光谱和/或处于不可视（例如，红外）部分的光谱的视觉信息。图2示出了摄像头14、16、18、20、22、24、26和28中的每个在机动车辆5周围的覆盖区域的示例。远程摄像头14相对于摄像头16、18、20、22、24、26以最大范围捕获机动车辆5前方的弧段中的视觉信息。前置远程摄像头14捕获来自前置远程摄像头覆盖区域50的视觉信息。前置中程摄像头16相对于摄像头14、18、20、22、24、26以中间范围捕获机动车辆5前方的弧段中的视觉信息。前置中程摄像头16捕获来自前置中程摄像头覆盖区域52的视觉信息。后置中程摄像头18相对于摄像头14、16、20、22、24、26以中间范围捕获机动车辆5后方的弧段中的视觉信息。后置中程摄像头18捕获来自后置中程摄像头覆盖区域54的视觉信息。前置、后置、左侧和右侧环绕摄像头20、22、24和26相对于摄像头14、16、18以最小范围分别捕获机动车辆5的前方、后方、左侧、以及右侧的弧段中的视觉信息。在后处理中对来自环绕摄像头20、22、24和26的图像进行编制以生成环绕视野图像，如将会在下面所描述的。环绕摄像头18、20、24、26捕获来自环绕摄像头覆盖区域56的视觉信息。驾驶员监控器摄像头28优选地安装在机动车辆5的面对机动车辆5的驾驶员的舱室中。驾驶员监控器摄像头28捕获来自驾驶员覆盖区域58的视觉信息。驾驶员监控器摄像头28可用于确定机动车辆5的驾驶员的报警等。图1和2中所示的摄像头构造意图是示例性和非限制性的，如此，在不偏离本发明的情况下，可分级驾驶员辅助系统10的实施例可以包括比所示的更多或更少的摄像头。回到图1，驾驶员辅助装置13还可以包括多个测距传感器，多个测距传感器通信联接到中央安全域控制器12，多个测距传感器包括前置远程传感器30、前置中程传感器32、前置/侧置短程传感器34和36、后置中程传感器38、以及后置短程传感器40。图3图示出测距传感器30、32、34、36、38和40中的每个在机动车辆5周围的覆盖区域的示例。测距传感器30、32、34、36、38和40中的每个可以包括能够探测物体与机动车辆5之间的距离的任何测距技术，包括雷达、激光雷达（lidar）、超声等。前置远程传感器30以比传感器32、34、36、38和40的距离更大的距离探测在机动车辆5前部的弧段中的物体。前置远程传感器30被构造成探测远程前部视野覆盖区域60中的物体。前置中程传感器32以在前置远程传感器30与传感器34、36、38和40的距离之间的距离探测在机动车辆5前部的弧段中的物体。前置中程传感器32被构造成探测中程前部视野覆盖区域62中的物体。前置/侧置短程传感器34、36以及后置短程传感器40以比传感器30、32和38的距离更小的距离探测机动车辆5周围的物体。前置/侧置短程传感器34、36以及后置短程传感器40被构造成探测短程覆盖区域64中的物体。后置中程传感器38以在前置远程传感器30与传感器34、36、40的距离之间的距离探测机动车辆5后方的弧段中的物体。后置中程传感器38被构造成探测中程后部视野覆盖区域65中的物体。本发明的实施例可以采用比所示的更多或更少的测距传感器。仍然参照图1，可分级驾驶员辅助系统10还包括通信传感器66，通信传感器66通信联接到中央安全域控制器12。通信传感器66通常包括收发器以便以无线方式将数据传输至机动车辆5和/或接收来自机动车辆5的数据。通信传感器66可以被构造成使用wi-fi和/或dsrc（专用短程通信）协议来通信。通信传感器66可以被构造成接收全球导航卫星信息或者接收和/或传输存储于存储器中的高清晰度（hd）地图数据。hd地图数据的示例可以包括路况信息，例如车道关闭、施工相关的车道移位、道路中的杂物、失速（stalled）车辆等。通信传感器66可以包括被构造成提供车辆到车辆（v2v）以及车辆到基础设施（v2i）的通信的电路。中央安全域控制器12通信联接到一个或多个车辆控制器68。车辆控制器68可以包括车辆制动控制器、车辆转向控制器、车辆动力系统控制器、车辆发动机控制器、车体控制器、和/或车辆信息娱乐（vehicleinfotainment）控制器。在图4中，可分级驾驶员辅助系统10被示出为具有级别1自主驾驶能力。中央安全域控制器12具有第一感知逻辑集成电路100，第一感知逻辑集成电路100通信联接到第一芯片组插口102和第二芯片组插口104。第一芯片组插口102通信联接到第二芯片组插口104和第三芯片组插口106。本文中所使用的词语“插口”代表可将电子元件插入到其中从而在电路中形成连接的装置，或者替代地，代表被构造成经由介于中间的导电附接手段形成到该电子元件的电连接的导体图案（conductorpattern），介于中间的导电附接手段包括但不限于锡焊或导电粘合剂。装置或芯片组“被连接入”插座代表如下状态：被插入到装置或芯片组可被插入到的插座中从而在电路中形成连接，或者替代地，代表如下状态：经由介于中间的导电附接手段而连接到导体图案。在图4-6中，中央安全域控制器12内的电子装置和/或插口之间的通信联接由双头箭头指示。为了提供级别1或级别2自动化驾驶，前置远程摄像头14和多个环绕视野摄像头20、22、24、26通信联接到第一感知逻辑集成电路100。来自摄像头14、20、22、24、26的图像数据被传送至第一感知逻辑集成电路100。第一感知逻辑集成电路100被构造成使用来自摄像头14、20、22、24、26的图像数据来感知机动车辆5的周围环境，例如车道标识、行人以及其它物体等。第一、第二和第三芯片组插口102、104和106是空的。在一个示例中，第一感知逻辑集成电路100是选自恩智浦（nxp）半导体公司所制造的s32v234类的汽车视觉片上系统（soc）电路或集成电路。然而，可以采用各种其它soc电路。可分级驾驶员辅助系统10的系统构架是能够分级的，这是由于可以将另外的集成电路或微控制器选择性地连接入第一、第二、以及第三芯片组插口102、104、106中的一个或多个中以提供第三、第四、或第五级别的自动化驾驶。例如，在图5中，可分级驾驶员辅助系统10被图示为处于级别3自动化驾驶。在该构造中，中央安全域控制器12包括决策与控制逻辑微控制器108和第二感知逻辑集成电路110，决策与控制逻辑微控制器108连接入第一芯片组插口102，第二感知逻辑集成电路110连接入第二芯片组插口104。具有级别3自动化驾驶的可分级驾驶员辅助系统10还包括前置远程传感器30，前置远程传感器30通信联接到决策与控制逻辑微控制器108。决策与控制逻辑微控制器108通信联接到车辆控制器44中的一个或多个，车辆控制器44可以包括车辆制动控制器、车辆转向控制器、和/或车辆动力系统控制器。前置中程摄像头16、后置中程摄像头18、以及驾驶员监控器摄像头28各自通信联接到第二感知逻辑集成电路110。第二感知逻辑集成电路110被构造成使用来自摄像头16、20、28的图像数据以感知机动车辆5的周围环境（例如在机动车辆5的前部或后面的车道标识、行人以及其它物体等）或感知机动车辆5的驾驶员。第二感知逻辑集成电路110可以是选自恩智浦（nxp）半导体公司所制造的s32v234类的汽车视觉片上系统（soc）电路。在一个实施例中，由于较少的驾驶员辅助装置13连接到第二感知逻辑集成电路110，所以第二感知逻辑集成电路110与第一感知逻辑集成电路100相比具有较低的处理能力。例如，第一感知逻辑集成电路100可以是s32v234csoc电路并且第二感知逻辑集成电路110可以是s32v234ksoc电路，两者均由nxp半导体公司制造。决策与控制逻辑微控制器108被构造成接收来自第一和第二感知逻辑电路100、110的感知数据并且基于该感知数据输出控制命令或决策。决策与控制逻辑微控制器108可以是选自nxp半导体公司所制造的mpc574xp类的微控制器单元（mcu）电路。来看图6，可分级驾驶员辅助系统10被图示为处于级别4或5自动化驾驶。在该构造中，中央安全域控制器12包括测距系统72，测距系统72通信联接到决策与控制逻辑电路108。测距系统72包括前置中程传感器32、后置中程传感器38、以及前置/侧置短程传感器34、36。通信集成电路112连接入第三芯片组插口106。通信集成电路112包括全球导航卫星系统接收器74和/或地图存储器系统76以及gps控制器78，全球导航卫星系统接收器74和/或地图存储器系统76接收高清晰度地图数据。通信集成电路112通信联接到通信传感器66，通信传感器66被构造成提供与位于机动车辆5附近的基础设施或另一个车辆的车辆到车辆通信。在本发明的实施例中，决策与控制逻辑微控制器108包括第一控制逻辑，第一控制逻辑用于接收来自第一感知逻辑集成电路100、第二感知逻辑集成电路110、前置远程传感器30、以及测距系统72的信息。决策与控制逻辑微控制器108还包括第二控制逻辑，第二控制逻辑用于通过比较从第一感知逻辑集成电路100、第二感知逻辑集成电路110、前置远程传感器30、以及测距系统72所接收的信息来执行合理性测试。另外地，决策与控制逻辑微控制器108包括第三控制逻辑，第三控制逻辑用于在如下情况中将中央安全域控制器12置于降低能力模式：合理性测试显示从第一感知逻辑集成电路100、第二感知逻辑集成电路110、前置远程传感器30、以及测距系统72中的任何一个所接收的信息与从第一感知逻辑集成电路100、第二感知逻辑集成电路110、前置远程传感器30、以及测距系统72中的任何其它一个所接收的信息之间存在冲突。降低能力模式可以包括第四控制逻辑，第四控制逻辑用于告知机动车辆驾驶者来干预对机动车辆5的控制。替代地，降低能力模式可以包括：以sae标准j3016中所限定的较低级别或以相同级别但具有该数字级别时的驾驶模式的减小子集来自主地控制机动车辆5，该自主地控制机动车辆5达无定限的时间段或者直到基于来自驾驶员监控器摄像头28的信息而确定驾驶员准备接管对机动车辆5的控制。决策与控制逻辑电路108可以包括第五控制逻辑，第五控制逻辑用于基于从第一感知逻辑集成电路100所接收的信息来命令车辆控制器68。从第一感知逻辑集成电路100所接收的信息是关于交通信号、交通标志、限速标志、车道标识、障碍物、或停车空间的状态的信息。本文中所使用的如适用于例如第一控制逻辑、第二控制逻辑、第三控制逻辑、第四控制逻辑、以及第五控制逻辑的术语“控制逻辑”意指如下的装置中的一个或多个的任何适合的一种或各种组合：（一个或多个）专用集成电路（asic）、（一个或多个）电子电路、实行一个或多个软件或固件程序的（一个或多个）中央处理单元（优选地为（一个或多个）微处理器）及关联的存储器或存储设备（只读存储器、可编程只读存储器、随机存取存储器、硬盘驱动器（harddrive）等）、（一个或多个）组合式逻辑电路、（一个或多个）输入/输出电路和装置、适当的信号调理及缓冲电路系统、以及用以提供所期望的功能性的其它适合的元件。中央安全域控制器12具有一组控制算法，包括存储于存储器中并且被实行以提供所期望的功能的常驻软件程序指令和校验（calibration）。可以在持续的车辆运行期间以规律的时间间隔实行所述算法。替代地，可以响应于事件的发生而实行所述算法。本公开已经描述了某些优选实施例以及对它们的修改。在阅读和理解本说明书时，其他人可以进行另外的修改和变更。因此，所意图是，本公开并不局限于作为所构想到的用于实施本公开的最佳模式而公开的（一个或多个）特定实施例，而本公开将会包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。当前第1页12