车辆车道偏离系统以及方法与流程

本公开总体上涉及用于车辆的车道偏离系统，并且更具体地涉及如下系统，该系统响应于确定到其他车辆的距离小于阈值距离，操作转向设备以便将主车辆转向至行驶车道内的偏心位置。

附图说明

现将通过示例的方式参照附图描述本发明，其中：

图1是根据一个实施例的用于操作车辆的车道偏离系统的图；

图2是根据一个实施例的图1的系统所遇到的场景；以及

图3是根据一个实施例的操作图1的系统的方法。

具体实施方式

现在将详细参照实施例，在附图中示出这些实施例的示例。在以下详细描述中，阐述了众多具体细节以便提供对各个所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，无需这些具体细节就可实践所描述的各种实施例。在其它实例中，并未对公知方法、程序、组件、电路以及网络进行详细描述以免不必要地模糊各实施例的各方面。

“一个或多个(oneormore)”包括：由一个要素执行的功能、由不止一个要素例如以分布式方式执行的功能、由一个要素执行的若干功能、由若干要素执行的若干功能、或上述的任何组合。

还将理解的是，虽然在一些实例中，术语第一、第二等在本文中用于描述各种要素，但这些要素不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个要素与另一个要素区别开来。例如，第一接触件可被称为第二接触件，并且类似地，第二接触件可被称为第一接触件，而没有背离各个所描述的实施例的范围。第一接触件和第二接触件两者都是接触件，但它们并非相同的接触件。

在对本文中各个所描述的实施例的描述中所使用的术语仅出于描述实施例的目的，而非旨在构成限制。如在对各个所描述的实施例和所附权利要求的描述中所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。还将理解的是，本文所使用的术语“和/或”是指并且包含相关联的所列项目中的一个或更多个的所有可能的组合。将进一步理解的是，术语“包括(includes)”、“包括有(including)”、“包含(comprises)”和/或“包含有(comprising)”当在本申请文件中使用时指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、要素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、要素、组件和/或其群组的存在或添加。

如本文中所使用的，取决于上下文，术语“如果(if)”可选地被解释为表示“当…时或“在…时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，取决于上下文，短语“如果被确定”或“如果检测到(所陈述的状况或事件)”被可选地解释为表示“在确定…后”或“响应于确定”或“在检测到(所陈述的状况或事件)后”或“响应于检测到(所陈述的状况或事件)”。

图1示出了用于例如主车辆12的车辆的车道偏离系统10(后文通常被称为系统10)的非限制性示例。主车辆12可被表征为自动车辆或自主车辆，并且可被一些人称作按需自动移动(amod)类型的车辆。如本文中所使用，术语“自动车辆”可应用于正以自动模式(即，完全自主模式)操作主车辆12的情况，其中主车辆12的操作人员(未示出)可以仅指定目的地以便操作主车辆12。然而，完全自动化不是必需的。所设想的是，当以部分的手动模式操作主车辆12时，本文中所呈现的教导是有用的，其中在手动模式下，自动化程度或等级包括向总体上控制着主车辆12的转向、加速器和制动器的人类操作者提供操作辅助或可听或可视的通知/警告。

系统10包括感知传感器14，该感知传感器14被配置成用于检测由主车辆12所行驶的行驶车道18的车道边界16。感知传感器14可包括或包括但不限于相机、雷达、激光雷达或其任何组合中的一个或多个实例。组成感知传感器14的一个或多个设备可共同处于单个壳体中，或可分布位于主车辆12上的不同的位置处。车道边界16可包括或包括但不限于车道标记16a(图2)(例如，虚线或实线)、道路边缘16b、路缘、和/或障碍或护栏16c中的一个或多个实例。感知传感器14也被配置成用于或可使用以用于检测到在行驶车道18中在主车辆后方或前方的其他车辆22(例如，大卡车)的距离20。另外，感知传感器14也可被配置成用于或可操作以用于检测其他车辆22的大小70，该大小70可包括其他车辆22的高度、长度或宽度70a(图2)中的任一个或其组合。如下文中将更为详细地解释的，本文所描述的系统10是对于先前系统的改进，因为系统10根据需要将主车辆12转向中心车道位置的左侧或中心车道位置的右侧，以允许主车辆12的感知传感器14具有通过其他车辆22的更好的视野或视线，即，以“环视”在主车辆12后方或前方的其他车辆22。

系统10包括转向设备24，该转向设备24可操作以用于控制主车辆12的车道位置26(图2)，即，主车辆12相对于行驶车道18的假想中心线28(图2)的位置。假想中心线28不与道路的可见涂漆或粘贴的中心线混淆。通过示例而不是限制的方式，假想中心线28将通常是大体上限定了行驶车道18的边界的车道标记16a之间的半程。假想中心线28被呈现为提供用于有关主车辆12的车道位置26的讨论的框架或参照。用于自动车辆的计算机控制转向的合适的设备是已知的并且是商业可购得的。转向设备24可以是形成车辆控制的设备的集合的一部分，该车辆控制通常由计算机操作以便控制主车辆12的速度和/或方向。车辆控制可包括主车辆12的操作员或乘客(未示出)的特征以便超驰主车辆12的自主操作，其中该特征可包括下述的任何组合但并不限于：方向盘、加速器踏板、制动踏板和/或一些其他控制输入设备，诸如操纵杆或触摸屏，如本领域技术人员将认识到的。

系统10包括经由输入36与感知传感器通信并且经由输出38与转向设备通信的控制器电路30。通信可通过例如线、光纤或无线通信的方式，并且输入36以及输出38可被配置成用于模拟和/或数字信号，如本领域技术人员将认识到的。控制器电路30(下文有时称其为控制器30)可包括处理器32的一个或多个实例，诸如微处理器或其他控制电路中的一个或多个实例，其他控制电路诸如包括用于处理数据的专用集成电路(asic)的模拟和/或数字控制电路，如对本领域技术人员应当显而易见的。

尽管通常按照具有控制器30的单个实例来描述本文所描述的系统10，但是应当认识到，控制器30的功能可以在控制器的若干实例之间共享或分布，这些控制器各自被配置用于某个特定任务。在下文中，对被配置用于某些事情的控制器30的任何引用也将被解释为建议该处理器32也可以被配置用于相同的事情。还认识到在控制器30的任何实例中可能存在处理器的多个实例。控制器30可以包括存储器34(即非瞬态计算机可读存储介质)，包括非易失性存储器，诸如用于存储一个或多个例程、阈值和捕获到的数据的电可擦除可编程只读存储器(eeprom)。存储器34可以是处理器32的一部分，或者是控制器30的一部分，或者与控制器30分开，诸如存储在云中的远程存储器。一个或多个例程可以由控制器30或处理器32执行，以执行用于基于由控制器30接收的来自感知传感器14的信号确定例如其他车辆22的存在以及到其他车辆22的距离30的步骤。

控制器电路30被配置成用于(例如，被编程以用于)响应于确定到其他车辆22的距离20小于阈值距离42(例如，五米(5m))和/或确定大小70(高度、宽度70a、和/或长度)大于阈值大小72，操作转向设备24以便将主车辆12转向至行驶车道18内的偏心位置40。所设想的是，阈值距离42和/或阈值大小72可基于主车辆12的速度和/或感知传感器14的由其他车辆22所阻挡的视场的大小(高度和/或宽度)而被改变。将主车辆12转向至偏心位置40(即，中心左侧或中心右侧的偏离位置)意味着故意地将主车辆12转向以使得主车辆12的中线44(图2)不与行驶车道18的假想中心线28基本对齐(即，直接在其上方)。偏离的方向以及量可取决于其他车辆22的相对位置和/或转向至偏心位置40的目的，例如，以“看见”迎面而来的车辆。

如本文所使用，短语“在行驶车道18内”意味着主车辆12的大部分(即，一半以上)在行驶车道18中。即，主车辆12的轮胎(未示出)可接触或暂时地与车道标记16a交叉，因此感知传感器14能够穿过其他车辆22看见，但是主车辆12的中线44不会如在主车辆12正在改变车道的情况下那样与车道标记16a交叉。如果主车辆12的轮胎与车道标记16a交叉，则所预期的是主车辆12将最终被转向回到假想中心线28。如果主车辆12的中线穿过了车道标记16a，则主车辆12已不在行驶车道18内。

图2示出了系统10在安装在主车辆12上时可能遇到的场景46的非限制性示例。当通过控制器30或处理器32使主车辆12转向至中心位置时，中线44通常与行驶车道18的假想中心线对齐或叠加(允许由例如与行驶车道18的不规则性和/或阵风所引起的正常的不可控的偏差)。中心位置是主车辆12大多数时间将被转向到的位置，尤其是当主车辆12没有紧密(例如，小于阈值距离42)跟随其他车辆22的实例或被其他车辆22的实例紧密跟随时。然而，当如图2所示主车辆12正在紧密跟随其他车辆22的实例时，或正被其他车辆22的实例紧密跟随时(未示出)，可将主车辆12转向至偏心位置40，因此感知传感器14能够“穿过”其他车辆22“看见”或“环视”其他车辆22。虽然图2将感知传感器14示出为安装在主车辆12的前部，但可以设想，作为感知传感器14的一部分的设备也可安装在主车辆的后部以便检测主车辆12后方的其他车辆的实例。

当主车辆12被转向至偏心位置40时，当感知传感器14被用于检测正在接近的车辆14时，车道位置26可被表征为中心左侧40a。图2将正在接近的车辆48示出为正在从主车辆12的前方接近的迎面而来的交通的实例。在该情况下，感知传感器14通过位于中心左侧，能够在更远的距离处检测到正在接近的车辆48。也可以设想，可将主车辆12转向至中心左侧40a，因此，如果正在从主车辆12后方接近的超车(over-taking)车辆(未示出)被主车辆12后方的另一车辆的实例所阻挡，或当主车辆12正在接近左侧道路74的实例(其中另一车辆(未示出)可正在接近行驶车道18)时，感知传感器14能够更好地检测(即，看到)该超车车辆的实例。即，将主车辆12转向至行驶车道的左侧，因此感知传感器具有在行驶车道18左侧上或位于行驶车道18左侧的事物的较好的视线或视野。

替代地，当将主车辆12转向至偏心位置40时，当感知传感器14被用于检测在行驶车道18右侧的某物、例如安全停车区域50，或寻找在右侧道路(未示出)上正在接近行驶车道的车辆时，车道位置26可被表征为中心右侧40b。即，将主车辆12转向至行驶车道的右侧，因此感知传感器具有在行驶车道18右侧上或位于行驶车道18右边的事物的较好的视线或视野。

可以进一步设想，其他车辆22可被编程(如果是自主操作)或驾驶员(如果是手动操作)可决定或被训练以转向偏心从而允许主车辆12获得被其他车辆22隐藏或正在被任何车辆紧密跟随的一些对象或另一车辆的视野。相应地，控制器电路30(或处理器)可被配置成用于确定其他车辆22何时在行驶车道18中偏心，例如，左侧偏离或右侧偏离，并且响应于确定其他车辆22偏心，操作转向设备24以便将主车辆12转向至偏心位置40，该偏心位置40被表征为与其他车辆22相反。如图2中所示出的，其他车辆22被偏离至右侧，故响应于此，可将主车辆转向至中心左侧40a。也可以设想，即便距离20不小于阈值距离42，也可发起主车辆针对其他车辆22偏心的响应。即，当其他车辆22偏心并且被表征为右侧偏离时，偏心位置可被表征为(或被选择为)中心左侧40a。相似地，当其他车辆22偏心并且被表征为左侧偏离时，主车辆12的偏心位置40可被表征或选择为中心右侧40b。

返回图1，系统10也可包括速度控制设备52，该速度控制设备52可操作以用于控制主车辆12的速度54。速度控制设备52可包括或包括下述项的任何组合但不限于：加速器控制、制动和/或被配置成用于提供推进以及制动的电动马达，如本领域技术人员将认识到的。由此，控制器电路30可被配置成用于响应于确定到其他车辆22的距离20小于阈值距离42和/或其他车辆22的大小70大于阈值大小72，操作速度控制设备52以便降低主车辆12的速度54。即，当其他车辆22位于主车辆12前方时，可降低速度54以增加距离20，由此使得感知传感器14能够具有到其他车辆或对象的改进的视野或视线。

系统10也可包括数字图56，该数字图56指示了对象58的位置，该对象58诸如但不限于：交通信号60、左侧道路74、护栏16c、道路标记或道路的路肩或路缘。如本文所使用，对象58通常是永久的，即，通常将在用于车辆的自主操作的数据库上被注意到的某物。通过访问数字图56，可通过将主车辆12转向至偏心位置40由此使得感知传感器14能够更容易地检测对象58来预期对象58的外观。即，控制器电路30或处理器32可被配置成用于访问数字图56以便确定尚未检测到的对象58的实例的期望位置，并且操作转向设备24以便将主车辆12转向至偏心位置40，在该偏心位置40，感知传感器14具有对象58的视野。

系统10可包括位置检测器(未示出)，诸如用于确定主车辆12的位置(例如，gps坐标)的全球定位系统(gps)接收器，由此能够确定在何处“查看”数字图56。然而，这不是必需的。替代地，感知传感器14可被用于检测对象58的各种实例，并且使用像用于指纹匹配的模式匹配算法那样的模式匹配算法可确定主车辆12在数字图56上的位置。

在一个实施例中，感知传感器14包括相机14a以及雷达单元14b。已经观察到雷达单元14b能够有时检测到在主车辆前方行驶的其他车辆22的实例的前方行驶的第二车辆62(图2)的存在。所假定的是，由雷达单元14b所发射的雷达信号穿过其他车辆22的底部并且随后由第二车辆62反射，并且那些反射的信号返回穿过其他车辆22的底部并且由雷达单元14b检测到。即，即使从相机14a到第二车辆62的视线被其他车辆22所阻挡，也能够得知第二车辆的存在以及到第二车辆的第二距离64。例如，如果主车辆12将要超过其他车辆22，此类信息可以是有用的。

由此，控制器电路30可被配置成用于基于由雷达单元14b检测到的反射的雷达信号确定到第二车辆62的第二距离64，其中第二车辆62被表征为在其他车辆22以及主车辆12的行驶车道18中行驶。即，通过相机14a的第二车辆62的视野被表征为被其他车辆22阻挡。如果第二车辆62是其他车辆22减速的原因，即，设想了超过其他车辆22，那么到第二车辆62的相机视野可揭示第二车辆62的转向信号已激活，从而指示第二车辆62正准备转向左侧道路74，因此超车是不建议的。相应地，控制器30可被进一步配置成用于响应于确定到第二车辆62的(使用雷达单元14b确定的)第二距离64小于第二阈值66(例如，二十五米(25m))，操作转向设备24以便将主车辆12转向至偏心位置40，在该偏心位置40，相机具有第二车辆62的视野。可以设想，第二阈值66可依据但不限于主车辆12的速度和/或其他车辆22的估计长度而被改变。

图3示出了用于操作用于车辆(例如，主车辆12)的车道偏离系统10的方法100的非限制性示例。适合用于操作系统10的替代方法可在图3所示出以及下文所描述的基础上添加步骤、移除步骤或对步骤重新排序。

步骤105“访问数字图”可包括控制器30访问数字图56，该数字图56指示对象58相对于主车辆12的位置的位置。数字图56可如图1所建议的存储在主车辆12上，或可全部或部分远程存储(例如，存储在云中)并且使用收发器(诸如，wi-fi或蜂窝网络收发器)访问。

步骤110“检测车道边界”可包括由控制器利用来自感知传感器14的数据检测由主车辆12所行驶的行驶车道18的车道边界16。用于处理来自感知传感器14的数据以便检测车道边界16的算法是众所周知的。

步骤115“检测其他车辆”可包括控制器30处理来自感知传感器14的数据，该处理可包括将其他车辆22标识为跟踪目标和/或将该跟踪目标分类为车辆的实例，即，其他车辆22。

步骤120“确定大小/到其他车辆的距离”可包括控制器30利用来自感知传感器14的数据检测或确定到其他车辆22的距离20和/或其他车辆22的大小70，该其他车辆22也在主车辆12的行驶车道18中行驶。如已知的，雷达单元14b或激光雷达单元对于确定到其他车辆22的距离20均是有用的。如果距离20是已知的，则由相机所呈现的其他车辆22的图像可被用于确定其他车辆22的高度和/或宽度。即，步骤120可包括控制器30利用来自感知传感器14的数据检测或确定也在主车辆12的行驶车道18中行驶的其他车辆22的大小70(例如，长度、宽度70a、和/或高度)。

步骤125“距离是否小于阈值距离？”可包括由控制器电路30通过数值比较的方式确定到其他车辆22的距离20小于阈值距离42、以及基于该比较确定方法100将遵循哪条逻辑路径(“是”或“否”)。步骤125也可包括将大小70与阈值大小72相比较，并且如果大小70小于阈值大小72，则遵循“否”路径，如果大小70不小于阈值大小72，则遵循“是”路径。

步骤130“其他车辆是否偏心？”可包括控制器30利用来自感知传感器14(例如，相机14a)的数据确定其他车辆22在行驶车道中偏心(中心左侧或右侧)，并且基于该确定来确定方法100将遵循哪条逻辑路径(“是”或“否”)。

步骤135“确定到第二车辆的第二距离”可包括控制器30利用来自雷达单元14b的数据确定到由雷达单元14b所检测的第二车辆62的第二距离64。第二车辆62正行驶在其他车辆22的行驶车道18中，并且通过相机14a的第二车辆62的视野被表征为被其他车辆22阻挡。

步骤140“第二距离是否小于第二阈值？”可包括控制器30将第二距离64的值与第二阈值66的值相比较、以及基于该比较确定方法100将遵循哪条逻辑路径(“是”或“否”)。

步骤145“转向至偏心位置和/或降低速度”可包括响应于确定到其他车辆22的距离20小于阈值距离42(即，主车辆12过于靠近其他车辆以使得其不能环视主车辆12)，通过操作转向设备24的控制器电路30使主车辆12转向至行驶车道18内的偏心位置40和/或通过操作主车辆12的速度控制设备52来降低速度54。如果/当感知传感器14被用于检测正在接近的车辆48时，偏心位置40可被表征为或选择为中心左侧40a，并且如果/当感知传感器14被用于检测安全停车区域50时，偏心位置40可被表征为或选择为中心右侧40b。

本文描述的是第一设备30，该第一设备30包括：一个或多个处理器32；存储器34；以及存储在存储器34中的一个或多个程序105-145。一个或多个程序105-145包括用于执行方法100中的全部或部分的指令。此外，本文中所描述的是非瞬态计算机可读存储介质34，该非瞬态计算机可读存储介质34包括用于由第一设备30的一个或多个处理器32执行的一个或多个程序105-145，该一个或多个程序105-145包括当由一个或多个处理器32执行时致使该第一设备执行方法100中的全部或部分的指令。

相应地，提供了车道偏离系统(系统10)、用于系统10的控制器30、以及操作系统10的方法100。当这样做有助于感知传感器14环视在相同行驶车道中的其他车辆22时，将主车辆12有利地转向至行驶车道18内的偏心位置40，因为其他车辆22过于靠近，即，小于阈值距离72；和/或其他车辆22过大，即，大于阈值大小72。

尽管已经根据本发明的优选实施例描述了本发明，然而并不旨在受限于此，而是仅受所附权利要求书中所阐述的范围限制。