自动化车辆的车道保持系统的制作方法

本公开通常涉及用于自动化车辆的车道保持系统，并且更具体地涉及在由操作者发起的到第二车道的车道变换之后的第一时间间隔之后，当第一车道可用于主车辆畅通无阻行驶超过第二时间间隔时，发起从第二车道到第一车道的车道变换的系统。

背景技术：

众所周知的是，自动化车辆自主地变换车道以例如超过另一车辆。然而，在一些情形中，自动化车辆的乘客/操作者可能出于对自动化车辆而言未知的原因想要变换车道。

技术实现要素：

本文中所描述的是提供被用于阻止自主车道变换的相对长的定时器(例如，25s)的车道保持系统。例如，操作者/乘客可通过例如在与自主车道变换的方向相反的方向上移动手轮(hand-wheel)(即，转向轮)或操作转向信号控制杆来中止自主车道变换。结果，启动抑制定时器，其暂时抑制在被中止的车道变换方向上的车道变换。在另一个场景中，当操作者手动地变换车道或以其他方式请求车道变换时，启动暂时阻止车道变换回到先前的车道的抑制定时器。还构想到，当来自这些场景中的任一个的定时器是活动的，并且高速公路出口或高速公路分岔口在主车辆位置的给定距离(例如，1km)内(如使用数字地图所标识的)时，在所请求的或手动执行的车道变换的方向上，定时器被延长直到通过该出口或高速公路分岔口。

根据一个实施例，提供一种用于自动化车辆的车道保持系统。该系统包括车道检测器、物体检测器和控制器。车道检测器指示道路的哪一条车道被主车辆占据。物体检测器检测接近主车辆的物体。控制器与车道检测器和物体检测器通信。控制器被配置成操作主车辆以当由物体检测器在第一车道中没有检测到使车道变换成为必要的物体，并且没有由主车辆的操作者发起从第一车道的车道变换时，使用车道检测器来跟随第一车道。控制器还被配置成当由操作者发起时，允许到第二车道的车道变换。控制器还被配置成，在由操作者发起的到第二车道的车道变换之后的第一时间间隔之后，当第一车道可用于主车辆畅通无阻行驶超过第二时间间隔时，发起从第二车道到第一车道的车道变换。

阅读优选实施例的下列详细描述并参考各个附图，进一步的特征和优点将进一步得到阐明，优选实施例只是作为非限制性示例给出的。

附图说明

现在参考各个附图通过示例的方式将描述本发明，其中：

图1是根据一个实施例的车道保持系统的示图；

图2是根据一个实施例的图1的系统所遇到的交通场景；以及

图3是根据一个实施例的图1的系统所遇到的交通场景。

具体实施方式

图1示出了车道保持系统10(在下文中被称为系统10)的非限制性示例，该系统10通常用于操作自动化车辆，例如，主车辆12。如本文中所使用的，术语“自动化车辆”可应用于当主车辆12正以自动化模式14(即，完全自主模式)操作时的情况，其中主车辆12的操作者18(即，人类操作者/乘员/乘客)可能几乎不用做指定目的地以外的事情以操作主车辆12。然而，完全自动化不是必需的。构想到，当主车辆12以手动模式16操作时，本文所呈现的教导是有用的，在手动模式下，自动化的程度或等级可能仅仅是向总体上控制主车辆12的转向、加速器和制动器的操作者18提供瞬时的辅助。即，自动化的等级可以是在完全自动化和非常低的自动化之间的任何等级。例如，系统10可能仅仅在需要时帮助人类操作者以变换车道和/或避免与例如物体20的一个或多个实例(诸如其他车辆22)干扰和/或碰撞。

系统10包括指示道路26的哪一条车道(图2和3)被主车辆12占据的车道检测器24。车道检测器24可包括以下或者由以下形成，但不限于以下：相机、激光雷达、全球定位系统(gps)或它们的组合。系统10还包括物体检测器28，该物体检测器28检测接近主车辆12的物体20的实例。物体检测器28可包括以下或者由以下形成，但不限于以下：相机、激光雷达、雷达或它们的组合。虽然有人可能将图1解释为表明车道检测器24和物体检测器28是统一组件的一部分，但这不是必需的。即，构成车道检测器24和物体检测器28的各种设备可被安装在主车辆12上的多个不同的间隔开的位置处。然而，构想到，设备中的一些可由车道检测器24和物体检测器28共享。例如，车道检测器24和物体检测器28可从相机的相同实例接收图像数据。即，车道检测器24和物体检测器28按可能在图1中所建议地各自具有它们自己的相机不是必需的。

系统10包括与车道检测器24和物体检测器28通信的控制器30。该通信可以是通过电线、光缆或无线通信的方式进行。控制器30可包括诸如微处理器之类的处理器(未具体示出)或其他控制电路，该其他控制电路诸如是包括用于处理数据的专用集成电路(asic)的模拟控制电路和/或数字控制电路，正如对本领域人员而言应显而易见的。控制器30可包括存储器(未具体示出)，该存储器包括非易失性存储器，诸如用于存储一个或多个例程、阈值和所捕捉数据的电可擦可编程只读存储器(eeprom)。该一个或多个例程可由处理器执行以执行步骤，以基于由控制器30从车道检测器24和/或物体检测器28接收的信号来确定物体20的实例的相对位置，并且以经由车辆控制32操作主车辆，如本文中所描述的。

在本文中所呈现的示例中，通常假定主车辆12将以控制器30通常控制主车辆12的转向、加速器和制动器的自动化模式14操作。在某些情况中，主车辆的操作者18可能希望发起车道变换，或阻止控制器30发起/完成车道变换。现在将描述操作者如何改变与控制器30的基线编程不一致的主车辆12的操作以在交通中操作主车辆12的各种示例场景。

图2和图3分别示出第一交通场景34和第二交通场景36的非限制性示例，第一交通场景34和第二交通场景36将对描述控制器30在某些情形中可如何操作主车辆12是有用的。第一交通场景34和第二交通场景36两者都示出三条车道的道路，其中在道路26上的所有车辆将在相同的方向中行驶。即，道路26可以是分开的高速公路的一半，并且没有示出在相反的方向中行驶的相反道路和交通。作为该描述的起点并且参考图2，控制器30可被配置成操作主车辆12以当物体检测器28在第一车道40中没有检测到使车道变换成为必要的物体，并且没有由主车辆的操作者发起从第一车道的车道变换时，使用车道检测器24来跟随第一车道40。即，主车辆将留在由控制器30或操作者18所选的车道中，直到出现或发生使由控制器30进行车道变换成为必要的情况。

如将在以下更具体解释的，通常存在两种使车道变换成为必要的情况。第一种是在当前的行驶车道(例如，图2中的第一车道40)中存在需要车道变换以在周围行驶的某些东西。例如，如由图2所表明的，主车辆12可能正在接近或赶上其他车辆22，因为其他车辆22正比主车辆12行驶得慢。在该情况中，主车辆12将需要变换车道，以超过其他车辆22并避免与其他车辆22的碰撞。第二种情况是主车辆当前没有在优选的车道中行驶，其中优选的车道可由控制器30的预编程指定或由操作者18选择。例如，如由图3所表明的，主车辆12可能刚刚超过其他车辆22，并且控制器30可被配置成如果可能的话返回到优选的车道。构想到，虽然控制器30的预编程可将最右车道(图2中的第一车道40)指定为优选车道，但是操作者18可能够重新指定道路26的中央车道作为优选车道，至少暂时地或在行程的持续时间内。

现在参考图2，控制器30可被进一步编程或配置成当由操作者18发起时,允许到第二车道42的车道变换。允许该车道变换是假定在操作员18的‘盲点’中没有任何将是问题的诸如车辆或摩托车之类的东西已经存在于第二车道42中。操作者18可通过，例如但不限于，操作主车辆12的转向信号杆(图1)、转动主车辆12的手轮(即，转向轮)、或者说出由主车辆12中的麦克风检测到的语音命令来发起到第二车道42的车道变换。构想到，如果存在阻挡车道变换的车辆，则系统10将通知操作者18和/或系统10将采取任何必要的行动以阻止车道变换。

虽然中央车道被指示为第二车道42，但车道变换可包括将主车辆移动到道路26的最左边车道，如果存在这样做的理由的话。例如，可能在右车道和中央车道两者中都存在要超过的其他车辆。还构想到，如果中央车道是优选车道并且主车辆正在道路26的中央车道中行驶，则车道变换可以是从道路26的中央车道到右车道，如果存在这样做的原因的话，诸如，事故阻塞了道路26的左车道和中央车道。

现在参考图3，控制器30可被进一步编程或配置成在由操作者18发起的到第二车道42的车道变换之后的第一时间间隔44(例如，二十五秒(25s))之后当第一车道40可用于主车辆12畅通无阻行驶超过第二时间间隔46(例如，两分钟(2min))时，发起从第二车道42到第一车道40的车道变换。如果在优选车道中存在间隔开的其他车辆22的许多实例，则这避免了主车辆12进出优选车道(例如，第一车道40)的不必要的短暂的车道变换。然而，构想到，如果主车辆12正被过往的车辆(未示出)从后部接近，尤其是如果正被行驶的道路是双车道道路而不是在图2和图3中所示的三车道型的道路26，则控制器30可忽略主车辆12畅通无阻行驶超过第二时间间隔46的测试。即，如果主车辆12正阻碍过往的车辆，则第二时间间隔46可抢先地(preemptively)被取消。

认识到，控制器30的配置或编程可不同于操作者18个人偏好的配置或编程。而且，操作者18可具有关于在频繁行驶的道路上的交通流量模式的个人/历史知识，该个人/历史知识可建议何时抢先的或预期的车道变换可能是可取的。如此，控制器30可被编程或配置成维持在某些情形中由操作者18选择的车道中的位置。例如，控制器30可被进一步配置成，在第一时间间隔44期满之后当道路分叉(divergence)48(例如，道路26中的出口坡道(ramp)或叉口(fork))位于主车辆12的预定义距离50内时，保持在第二车道42中，并且直到主车辆12通过道路分叉48。道路分叉48的存在可由物体检测器28检测到，或者被指示在可由控制器30访问的数字地图52上。

控制器30的配置或编程可不同于操作者18个人偏好的配置或编程的另一个认识到的情形是当控制器30在所有的各种时间间隔已经期满之后试图返回到优选的车道时。如果控制器30试图发起到优选的车道的车道变换，则操作者18可采取行动以阻止该车道变换。可通过指示车道变换将要由控制器30发起的在主车辆12中的图形显示使操作者18知晓控制器准备进行车道变换，或者控制器可激活主车辆12的转向信号指示器。即，控制器30可被进一步配置成，当操作者18超控(override)由控制器30发起的从第二车道42到第一车道40的车道变换时，在第三时间间隔54内保持在第二车道42中。

因此，控制器30可被进一步配置成，在第三时间间隔54期满之后当道路分叉48(例如，道路26中的出口坡道或叉口)位于(例如，由物体检测器28检测到的或者在数字地图52上所指示的)主车辆12的预定义距离50内时，保持在第二车道42中，并且直到主车辆12通过道路分叉48。

返回到图2，认识到，主车辆正行驶在第一车道40中的情形可出现，该第一车道可能已经由操作者18选择为优选车道。即使其他车辆22目前正比主车辆12行驶得慢，但是操作者18出于许多可能的原因可能想留在第一车道40中。例如，操作者18可具有关于在频繁行驶的道路上的交通流量模式的个人/历史知识，该个人/历史知识可建议放慢主车辆12以跟随其他车辆22优于变换车道以超过其他车辆22。即，控制器30可被进一步配置成，当由物体检测器28在第一车道40中检测到使车道变换成为必要的物体20的实例(例如，其他车辆22)时，发起到第二车道42的车道变换，但是当操作者18超控由控制器30发起的到第二车道42的车道变换时，在第四时间间隔56内保持在第一车道40中。如以上所建议的，控制器30正在准备或者已经发起车道变换可被指示在可由操作者18观看的显示器上，并且操作者18可利用例如语音命令或触觉输入的致动来超控该车道变换。当然，在这个情形中，主车辆12将降低速度以维持在其他车辆22后面的安全跟随距离。

因此，如以上所建议的，控制器可被进一步配置成，在第四时间间隔56之后当道路分叉48(道路26中的出口坡道或叉口)位于(由物体检测器28检测到的或者在数字地图52上所指示的)主车辆12的预定义距离50内时，保持在第一车道40中，并且直到主车辆12通过道路分叉48。

因此，提供了车道保持系统(系统10)、用于系统10的控制器30、以及操作系统10的方法。系统10和对应的方法提供了控制器30用来根据操作者18的期望更好地操作主车辆12的各种时间间隔。

尽管已经根据本发明的优选实施例描述了本发明，但是并不旨在受限于此，而是仅受随后的权利要求书中所阐述的范围限制。