用于处理自动驾驶系统与车辆之间的通信延迟的系统的制作方法

1.本公开的实施方式总体涉及操作自动驾驶车辆。更具体地，本公开的实施方式涉及一种用于处理自动驾驶车辆(adv)的自动驾驶系统(ads)与adv之间的通信延迟的系统。


背景技术：

2.以自动驾驶模式运行(例如，无人驾驶)的车辆可将乘员、尤其是驾驶员从一些驾驶相关的职责中解放出来。当以自动驾驶模式运行时，车辆可使用车载传感器导航到各个位置，从而允许车辆在最少人机交互的情况下或在没有任何乘客的一些情况下行驶。
3.运动规划和控制是自动驾驶中的关键操作。然而，传统的运动规划操作主要从它的曲率和速度来估计完成给定路径的难度，而不考虑不同类型车辆在特征上的差异。将相同的运动规划和控制应用于所有类型的车辆，这在某些情况下可能不准确和平滑。
4.车辆的自动驾驶系统与车辆之间的通信丢失或延迟是在自动驾驶期间可能发生的严重问题。虽然存在通信丢失/延迟的可能性，但是应当减轻通信丢失/延迟的后果。


技术实现要素：

5.第一方面，本公开提供了一种用于操作自动驾驶车辆的计算机实施的方法，该方法包括：通过自动驾驶车辆(adv)的电子控制单元(ecu)接收命令，该命令由adv的自动驾驶系统(ads)发送；基于与所接收到的命令的定时相对应的状态机，确定ecu与ads之间的通信状态；如果通信状态为第一状态，则基于所接收到的命令操作adv；如果通信状态为第二状态，则释放adv的油门；以及如果通信状态为第三状态，则释放adv的油门并基于第一加速度阈值发出制动。
6.第二方面，本公开提供了一种存储有指令的非暂时性机器可读介质，指令在由处理器执行时致使处理器执行操作，该操作包括：通过自动驾驶车辆(adv)的电子控制单元(ecu)接收命令，该命令由adv的自动驾驶系统(ads)发送；基于与所接收到的命令的定时相对应的状态机，确定ecu与ads之间的通信状态；如果通信状态为第一状态，则基于所接收到的命令操作adv；如果通信状态为第二状态，则释放adv的油门；以及如果通信状态为第三状态，则释放adv的油门并基于第一加速度阈值发出制动。
7.第三方面，本公开提供了一种数据处理系统，该数据处理系统包括：处理器；以及存储器，联接至处理器以存储指令，指令在由处理器执行时致使处理器执行操作，该操作包括：通过自动驾驶车辆(adv)的电子控制单元(ecu)接收命令，命令由adv的自动驾驶系统(ads)发送；基于与所接收到的命令的定时相对应的状态机，确定ecu与ads之间的通信状态；如果通信状态为第一状态，则基于所接收到的命令操作adv；如果通信状态为第二状态，则释放adv的油门；以及如果通信状态为第三状态，则释放adv的油门并基于第一加速度阈值发出制动。
附图说明
8.本公开的实施方式在附图的各图中以举例而非限制的方式示出，附图中的相同参考标记指示相似元件。
9.图1是示出根据一个实施方式的网络化系统的框图。
10.图2是示出根据一个实施方式的电子控制单元(ecu)的框图。
11.图3示出了根据一个实施方式的电子控制单元(ecu)的通信状态。
12.图4是示出根据一个实施方式的用于操作自动驾驶车辆的方法的流程图。
13.图5是示出根据一个实施方式的用于操作自动驾驶车辆的方法的流程图。
14.图6是示出根据一个实施方式的自动驾驶车辆的框图。
15.图7是示出根据一个实施方式的自动驾驶车辆的示例的框图。
16.图8是示出根据一个实施方式的与自动驾驶车辆一起使用的感知与规划系统的示例的框图。
具体实施方式
17.将参考以下所讨论的细节来描述本公开的各种实施方式和方面，附图将示出所述各种实施方式。下列描述和附图是本公开的说明，而不应当解释为对本公开进行限制。描述了许多特定细节以提供对本公开的各种实施方式的全面理解。然而，在某些情况下，并未描述众所周知的或常规的细节，以提供对本公开的实施方式的简洁讨论。
18.本说明书中对“一个实施方式”或“实施方式”的提及意味着结合该实施方式所描述的特定特征、结构或特性可包括在本公开的至少一个实施方式中。短语“在一个实施方式中”在本说明书中各个地方的出现不必全部指同一实施方式。
19.根据一些实施方式，公开了操作自动驾驶车辆的系统和方法。在一个实施方式中，系统(自动驾驶车辆(adv)的电子控制单元(ecu))接收由adv的自动驾驶系统(ads)发送的命令。这里，ecu包括实时系统，以及ads包括非实时系统。系统基于与接收到的命令的定时相对应的状态机来确定ecu与ads之间的通信状态。如果通信状态为第一状态，则系统基于接收到的命令来操作adv。如果通信状态为第二状态，则系统释放adv的油门。如果通信状态为第三状态，则系统释放adv的油门并使用第一加速度阈值制动。
20.图1是示出根据本公开的一个实施方式的自动驾驶车辆网络配置的框图。参考图1，网络配置100包括可通过网络102通信地联接到一个或多个服务器103至104的自动驾驶车辆101。尽管示出一个自动驾驶车辆，但多个自动驾驶车辆可通过网络102联接到彼此和/或联接到服务器103至104。网络102可以是任何类型的网络，例如，有线或无线的局域网(lan)、诸如互联网的广域网(wan)、蜂窝网络、卫星网络或其组合。服务器103至104可以是任何类型的服务器或服务器群集，诸如，网络或云服务器、应用服务器、后端服务器或其组合。服务器103至104可以是数据分析服务器、内容服务器、交通信息服务器、地图和兴趣点(mpoi)服务器或位置服务器等。
21.自动驾驶车辆是指可配置成处于自动驾驶模式下的车辆，在所述自动驾驶模式下车辆在极少或没有来自驾驶员的输入的情况下导航通过环境。这种自动驾驶车辆可包括传感器系统，所述传感器系统具有配置成检测与车辆运行环境有关的信息的一个或多个传感器。所述车辆和其相关联的控制器使用所检测的信息来导航通过所述环境。自动驾驶车辆
101可在手动模式下、在全自动驾驶模式下或者在部分自动驾驶模式下运行。
22.对于一个实施方式，自动驾驶车辆101包括通信地联接至自动驾驶系统(ads)120的一个或多个电子控制单元(ecu)106。ecu 106可以是汽车电子设备中的嵌入式系统，其控制车辆中的电气系统或子系统中的一个或多个，或者ecu 106可以是包括微处理器、存储器、存储装置和/或通信接口的控制器，通过该通信接口，ecu 106可经由网络107与车辆的各种系统(诸如ads 120)通信。ecu 106可包括但不限于门控制单元、发动机控制单元、动力系统控制模块、座位控制单元、速度控制单元、车辆网远程控制单元、制动控制模块(防抱死制动或电子控制稳定性)、电池管理单元等。
23.ecu 106可接收对adv应用油门、制动或转向方向等的命令。在一个实施方式中，ecu 106可发布adv的状态，指示adv是处于自动模式、手动模式还是部分自动模式。对于一个实施方式，ecu 106可经由网络107与ads 120通信。对于一个实施方式，一个或多个ecu 106可以是集成部件。
24.通信网络107可以是控制器区域网络(can)总线、以太网、无线通信网络、另一种类型的通信网络，或不同通信网络的组合。对于一个实施方式，ads 120通信地联接至收发器114，收发器114通信地联接至天线116，自动驾驶车辆101可通过天线116无线地向服务器103至104发送数据和从服务器103至104接收数据。
25.图2是示出根据一个实施方式的电子控制单元(ecu)的框图。参考图2，ecu 106包括命令接收器201、通信状态确定器203、油门/制动控制器205和反馈信号发送器207。命令接收器201可从自动驾驶系统(ads)(诸如图1的ads 120)接收命令(油门命令、制动命令、转向命令等)。通信状态确定器203可确定ads 120与ecu 106之间的通信状态。ecu 106可经由常规消息或周期性心比特信号来确定自动驾驶系统(ads)120与ecu 106之间的通信状态。通信状态可指示在ads 120与ecu 106之间有多长时间的通信丢失，例如通信延迟或通信丢失。油门/制动控制器205可控制adv 101的油门或制动。反馈信号发送器207可将反馈信号从ecu 106发送至ads 120。反馈信号可以是指示adv 101的通信状态的信号。
26.图3示出了根据一个实施方式的电子控制单元(ecu)的通信状态。参考图3，通信状态具有四个类别。第一类别指示ecu(诸如图2的ecu 106)在三个通信周期(例如，对应于或类似于驾驶/规划周期，诸如100ms周期)内接收到ads通信消息(例如，ads命令或周期性脉冲)。在一个实施方式中，经由adv 101的诸如can总线的通信总线来传送该通信消息。在一个实施方式中，通信周期具有约24毫秒的时间段，因此三个周期等于约72毫秒。对于第一类别，ecu执行从ads接收的转向/油门以及制动命令。车辆的自动状态处于自动模式。
27.第二类别指示ecu在三个和六个通信周期之间接收到ads通信消息。在一个实施方式中，在第三通信周期中，ecu释放油门，保持adv的当前转向，并且不施加制动。车辆的自动状态从自动模式切换到可恢复的自动模式。在一个实施方式中，可恢复的自动模式是自动模式的子集。响应于ecu在第三和第六通信周期之间接收到通信消息，ecu自动恢复自动驾驶模式，并且ecu继续执行ads命令。
28.第三类别表示ecu在六个和九个通信周期之间接收到ads通信消息。在一个实施方式中，在第六通信周期中，ecu释放油门，保持adv的当前转向并且施加轻度制动(例如，约1m/s2)。车辆的自动状态保持可恢复的自动模式。响应于ecu在第六和第九通信周期之间接收到通信消息，ecu在通信恢复之后自动恢复自动驾驶模式，并且ecu继续执行ads命令。
29.第四类别指示ecu在超过9个通信周期之后接收到ads通信消息。在一个实施方式中，在第九通信周期中，ecu释放油门，保持adv的当前转向，并且ecu施加猛烈制动(例如，约3m/s2)。车辆的自动状态切换为手动模式。响应于ecu有时在第九通信周期之后接收到ads通信消息，ecu保持手动驾驶模式并且不恢复到自动驾驶模式。因为adv 101处于手动驾驶模式，所以发送至ecu的后续ads命令将不被处理。相反，从adv 101的方向盘和物理油门/制动垫处理制动、油门和转向命令。在通信恢复之后，ecu保持手动驾驶模式。ecu可响应于用户输入(例如，经由ads的用户接口或不同的用户输入)切换为自动驾驶模式。
30.在一个实施方式中，ecu在通信总线上发布通信状态(自动模式、手动模式、可恢复的自动模式)以使ads消化ecu通信状态。
31.图4是示出根据一个实施方式的用于操作自动驾驶车辆的方法的流程图。过程400可由可包括软件、硬件或其组合的处理逻辑来执行。例如，过程400可由图1的ecu 106执行。参考图4，在操作401中，处理逻辑通过自动驾驶车辆(adv)的电子控制单元(ecu)接收命令，该命令由adv的自动驾驶系统(ads)发送。在操作402中，处理逻辑基于与接收到的命令的定时相对应的状态机来确定ecu与ads之间的通信状态。在操作403中，如果通信状态为第一状态，则处理逻辑基于所接收的命令来操作adv。在操作404中，如果通信状态为第二状态，则处理逻辑释放adv的油门。在操作405中，如果通信状态为第三状态，则处理逻辑释放adv的油门并使用第一加速度阈值制动。
32.在一个实施方式中，如果通信状态为第四状态，则处理逻辑释放adv的油门并使用第二加速度阈值制动。在一个实施方式中，处理逻辑基于通信状态通过ecu生成反馈信号，其中，ads从ecu接收反馈信号以确定adv的状态。
33.在一个实施方式中，adv的状态是自动模式、可恢复的自动模式或手动模式中的一种，其中，如果通信状态为第四状态，则ecu将adv从自动模式或可恢复的自动模式操作到手动模式，并且其中，ads向ecu发送命令以将adv从手动模式操作到自动模式。在一个实施方式中，ecu包括生成具有确定延迟的响应的实时系统，以及ads包括生成具有确定或不确定延迟的命令的非实时系统。
34.在一个实施方式中，如果ecu在第一延迟阈值内接收到命令，则通信状态为第一状态；如果ecu在第一延迟阈值与第二延迟阈值之间接收到命令，则通信状态为第二状态；如果ecu在第二延迟阈值与第三延迟阈值之间接收到命令，则通信状态为第三状态；以及如果ecu在超过第三延迟阈值时接收到命令，则通信状态为第四状态。在一个实施方式中，第一延迟阈值、第二延迟阈值和第三延迟阈值分别是三个、六个和九个通信周期。在一个实施方式中，如果到第三延迟阈值未接收到命令，则处理逻辑还将ecu与ads之间的通信状态确定为第四状态。
35.图5是示出根据一个实施方式的用于操作自动驾驶车辆的方法的流程图。过程500可由可包括软件、硬件或其组合的处理逻辑来执行。例如，过程500可由图1的ads 120执行。参考图5，在操作501中，处理逻辑向adv的ecu发送命令，其中，ecu基于对应于所发送的命令的定时的状态机来确定ecu与ads之间的通信状态，其中，如果通信状态为第一状态，则ecu基于所发送的命令来操作adv，其中，如果通信状态为第二状态，则ecu释放adv的油门，其中，如果通信状态为第三状态，则ecu释放adv的油门并使用第一加速度阈值制动。在操作502中，处理逻辑从ecu接收反馈信号，该反馈信号指示ecu与ads之间的通信状态。
36.图6是示出根据本公开的一个实施方式的自动驾驶系统的框图。参考图6，在一个实施方式中，自动驾驶系统120包括但不限于感知与规划系统610、车辆控制系统611、无线通信系统612、用户接口系统613和传感器系统615。
37.在另一实施方式中，ads 120包括感知与规划系统610，以及ecu 106包括车辆控制系统611、无线通信系统612、用户接口系统613和传感器系统615。ads 120和/或ecu 106还可包括普通车辆中包括的某些常用部件，诸如：发动机、车轮、方向盘、变速器等，所述部件可由车辆控制系统611和/或感知与规划系统610使用多种通信信号和/或命令进行控制，该多种通信信号和/或命令例如，加速信号或命令、减速信号或命令、转向信号或命令、制动信号或命令等。
38.部件610至615可经由互连件、总线、网络或其组合通信地联接到彼此。例如，部件610至615可经由控制器局域网(can)总线通信地联接到彼此。can总线是设计成允许微控制器和装置在没有主机的应用中与彼此通信的车辆总线标准。它是最初是为汽车内的复用电气布线设计的基于消息的协议，但也用于许多其它环境。
39.现在参考图7，在一个实施方式中，传感器系统615包括但不限于一个或多个摄像机711、全球定位系统(gps)单元712、惯性测量单元(imu)713、雷达单元714以及光探测和测距(lidar)单元715。gps单元712可包括收发器，所述收发器可操作以提供关于自动驾驶车辆的位置的信息。imu单元713可基于惯性加速度来感测自动驾驶车辆的位置和定向变化。雷达单元714可表示利用无线电信号来感测自动驾驶车辆的本地环境内的对象的系统。在一些实施方式中，除感测对象之外，雷达单元714可另外感测对象的速度和/或前进方向。lidar单元715可使用激光来感测自动驾驶车辆所处环境中的对象。除其它系统部件之外，lidar单元715还可包括一个或多个激光源、激光扫描器以及一个或多个检测器。摄像机711可包括用来采集自动驾驶车辆周围环境的图像的一个或多个装置。摄像机711可以是静物摄像机和/或视频摄像机。摄像机可以是可机械地移动的，例如，通过将摄像机安装在旋转和/或倾斜平台上。
40.传感器系统615还可包括其它传感器，诸如：声纳传感器、红外传感器、转向传感器、油门传感器、制动传感器以及音频传感器(例如，麦克风)。音频传感器可配置成从自动驾驶车辆周围的环境中采集声音。转向传感器可配置成感测方向盘、车辆的车轮或其组合的转向角度。油门传感器和制动传感器分别感测车辆的油门位置和制动位置。在一些情形下，油门传感器和制动传感器可集成为集成式油门/制动传感器。
41.在一个实施方式中，车辆控制系统611包括但不限于转向单元701、油门单元702(也称为加速单元)和制动单元703。转向单元701用来调整车辆的方向或前进方向。油门单元702用来控制电动机或发动机的速度，电动机或发动机的速度进而控制车辆的速度和加速度。制动单元703通过提供摩擦使车辆的车轮或轮胎减速而使车辆减速。应注意，如图7所示的部件可以以硬件、软件或其组合实施。在一个实施方式中，车辆控制系统611和ecu 106是集成系统。
42.返回参考图6，无线通信系统612允许自动驾驶车辆101与诸如装置、传感器、其它车辆等外部系统之间的通信。例如，无线通信系统612可以与一个或多个装置直接无线通信，或者经由通信网络进行无线通信。无线通信系统612可使用任何蜂窝通信网络或无线局域网(wlan)，例如，使用wifi，以与另一部件或系统通信。无线通信系统612可例如使用红外
链路、蓝牙等与装置(例如，乘客的移动装置、显示装置、车辆101内的扬声器)直接通信。用户接口系统613可以是在车辆101内实施的外围装置的部分，包括例如键盘、触摸屏显示装置、麦克风和扬声器等。
43.自动驾驶车辆101的功能中的一些或全部可由感知与规划系统610控制或管理，尤其当在自动驾驶模式下操作时。感知与规划系统610包括必要的硬件(例如，处理器、存储器、存储装置)和软件(例如，操作系统、规划和路线安排程序)，以从传感器系统615、控制系统611、无线通信系统612和/或用户接口系统613接收信息，处理所接收的信息，规划从起始点到目的地点的路线或路径，随后基于规划和控制信息来驾驶车辆101。可替代地，感知与规划系统610可与车辆控制系统611集成在一起。
44.例如，作为乘客的用户可例如经由用户接口来指定行程的起始位置和目的地。感知与规划系统610获得行程相关数据。例如，感知与规划系统610可从mpoi服务器中获得位置和路线信息。位置服务器提供位置服务，并且mpoi服务器提供地图服务和某些位置的poi。可替代地，此类位置和mpoi信息可本地高速缓存在感知与规划系统610的永久性存储装置中。
45.当自动驾驶车辆101沿着路线移动时，感知与规划系统610也可从交通信息系统或服务器(tis)获得实时交通信息。应注意，服务器可由第三方实体进行操作。可替代地，服务器的功能可与感知与规划系统610集成在一起。基于实时交通信息、mpoi信息和位置信息以及由传感器系统615检测或感测的实时本地环境数据(例如，障碍物、对象、附近车辆)，感知与规划系统610可规划最佳路线并且根据所规划的路线例如经由控制系统611来驾驶车辆101，以安全且高效到达指定目的地。
46.图8是示出根据一个实施方式的与自动驾驶车辆一起使用的感知与规划系统的示例的框图。系统800可实施为图1的自动驾驶车辆101的一部分，包括但不限于感知与规划系统610、控制系统611和传感器系统615。参考图8，感知与规划系统610包括但不限于定位模块801、感知模块802、预测模块803、决策模块804、规划模块805、控制模块806和路线安排模块807。
47.模块801至807中的一些或全部可以以软件、硬件或其组合实施。例如，这些模块可安装在永久性存储装置852中、加载到存储器851中，并且由一个或多个处理器(未示出)执行。应注意，这些模块中的一些或全部可通信地联接到图7的车辆控制系统611的一些或全部模块或者与它们集成在一起。模块801至807中的一些可一起集成为集成模块。
48.定位模块801确定自动驾驶车辆101的当前位置(例如，利用gps单元712)以及管理与用户的行程或路线相关的任何数据。定位模块801(又称作为地图与路线模块)管理与用户的行程或路线相关的任何数据。用户可例如经由用户接口登录并且指定行程的起始位置和目的地。定位模块801与自动驾驶车辆101的诸如地图与路线信息811的其它部件通信，以获得行程相关数据。例如，定位模块801可从位置服务器和地图与poi(mpoi)服务器获得位置和路线信息。位置服务器提供位置服务，并且mpoi服务器提供地图服务和某些位置的poi，从而可作为地图与路线信息811的一部分高速缓存。当自动驾驶车辆101沿着路线移动时，定位模块801也可从交通信息系统或服务器获得实时交通信息。
49.基于由传感器系统615提供的传感器数据和由定位模块801获得的定位信息，感知模块802确定对周围环境的感知。感知信息可表示普通驾驶员在驾驶员正驾驶的车辆周围
将感知到的东西。感知可包括例如采用对象形式的车道配置、交通灯信号、另一车辆的相对位置、行人、建筑物、人行横道或其它交通相关标志(例如，停止标志、让行标志)等。车道配置包括描述一个或多个车道的信息，诸如，例如车道的形状(例如，直线或弯曲)、车道的宽度、道路中的车道数量、单向或双向车道、合并或分开车道、出口车道等。
50.感知模块802可包括计算机视觉系统或计算机视觉系统的功能，以处理并分析由一个或多个摄像机采集的图像，从而识别自动驾驶车辆环境中的对象和/或特征。所述对象可包括交通信号、道路边界、其它车辆、行人和/或障碍物等。计算机视觉系统可使用对象识别算法、视频跟踪以及其它计算机视觉技术。在一些实施方式中，计算机视觉系统可绘制环境地图，跟踪对象，以及估算对象的速度等。感知模块802也可基于由诸如雷达和/或lidar的其它传感器提供的其它传感器数据来检测对象。
51.针对每个对象，预测模块803预测对象在这种情况下将如何表现。预测是基于感知数据执行的，该感知数据在考虑一组地图/路线信息811和交通规则812的时间点感知驾驶环境。例如，如果对象为相反方向上的车辆且当前驾驶环境包括十字路口，则预测模块803将预测车辆是否可能会笔直向前移动或转弯。如果感知数据表明十字路口没有交通灯，则预测模块803可能会预测车辆在进入十字路口之前可能需要完全停车。如果感知数据表明车辆目前处于左转唯一车道或右转唯一车道，则预测模块803可能预测车辆将更可能分别左转或右转。
52.针对每个对象，决策模块804作出关于如何处置对象的决定。例如，针对特定对象(例如，交叉路线中的另一车辆)以及描述对象的元数据(例如，速度、方向、转弯角度)，决策模块804决定如何与所述对象相遇(例如，超车、让行、停止、超过)。决策模块804可根据诸如交通规则或驾驶规则812的规则集来作出此类决定，所述规则集可存储在永久性存储装置852中。
53.路线安排模块807配置成提供从起始点到目的地点的一个或多个路线或路径。对于从起始位置到目的地位置的给定行程，例如从用户接收的给定行程，路线安排模块807获得路线与地图信息811，并确定从起始位置至到达目的地位置的所有可能路线或路径。路线安排模块807可生成地形图形式的参考线，它确定了从起始位置至到达目的地位置的每个路线。参考线是指不受其它诸如其它车辆、障碍物或交通状况的任何干扰的理想路线或路径。即，如果道路上没有其它车辆、行人或障碍物，则adv应精确地或紧密地跟随参考线。然后，将地形图提供至决策模块804和/或规划模块805。决策模块804和/或规划模块805检查所有可能的路线，以根据由其它模块提供的其它数据选择和更改最佳路线中的一个，其中，其它数据诸如为来自定位模块801的交通状况、由感知模块802感知到的驾驶环境以及由预测模块803预测的交通状况。根据时间点下的特定驾驶环境，用于控制adv的实际路径或路线可能接近于或不同于由路线安排模块807提供的参考线。
54.基于针对所感知到的对象中的每个的决定，规划模块805使用由路线安排模块807提供的参考线作为基础，为自动驾驶车辆规划路径或路线以及驾驶参数(例如，距离、速度和/或转弯角度)。换言之，针对给定的对象，决策模块804决定对该对象做什么，而规划模块805确定如何去做。例如，针对给定的对象，决策模块804可决定超过所述对象，而规划模块805可确定在所述对象的左侧还是右侧超过。规划和控制数据由规划模块805生成，包括描述车辆101在下一移动循环(例如，下一路线/路径段)中将如何移动的信息。例如，规划和控
制数据可指示车辆101以30英里每小时(mph)的速度移动10米，随后以25mph的速度变到右侧车道。
55.基于规划和控制数据，控制模块806根据由规划和控制数据限定的路线或路径通过将适当的命令或信号发送到车辆控制系统611来控制并驾驶自动驾驶车辆。所述规划和控制数据包括足够的信息，以沿着路径或路线在不同的时间点使用适当的车辆设置或驾驶参数(例如，油门、制动、转向命令)将车辆从路线或路径的第一点驾驶到第二点。
56.在一个实施方式中，规划阶段在多个规划周期(也称作为驾驶周期)中执行，例如，在每个时间间隔为100毫秒(ms)的周期中执行。对于规划周期或驾驶周期中的每一个，将基于规划和控制数据发出一个或多个控制命令。即，对于每100ms，规划模块805规划下一个路线段或路径段，例如，包括目标位置和adv到达目标位置所需要的时间。可替代地，规划模块805还可规定具体的速度、方向和/或转向角等。在一个实施方式中，规划模块805为下一个预定时段(诸如，5秒)规划路线段或路径段。对于每个规划周期，规划模块805基于在前一周期中规划的目标位置规划用于当前周期(例如，下一个5秒)的目标位置。控制模块806然后基于当前周期的规划和控制数据生成一个或多个控制命令(例如，油门、制动、转向控制命令)。
57.应注意，决策模块804和规划模块805可集成为集成模块。决策模块804/规划模块805可包括导航系统或导航系统的功能，以确定自动驾驶车辆的驾驶路径。例如，导航系统可确定用于影响自动驾驶车辆沿着以下路径移动的一系列速度和前进方向：所述路径在使自动驾驶车辆沿着通往最终目的地的基于车行道的路径前进的同时，基本上避免感知到的障碍物。目的地可根据经由用户接口系统613进行的用户输入来设定。导航系统可在自动驾驶车辆正在运行的同时动态地更新驾驶路径。导航系统可将来自gps系统和一个或多个地图的数据合并，以确定用于自动驾驶车辆的驾驶路径。
58.根据一个实施方式，如上所述的自动驾驶系统的系统架构包括但不限于应用层、规划与控制(pnc)层、感知层、设备驱动层、固件层和硬件层。应用层可包括与自动驾驶车辆的用户或乘客交互的用户接口或配置应用，诸如例如与用户接口系统613相关联的功能。pnc层可包括至少规划模块805和控制模块806的功能。感知层可包括至少感知模块802的功能。在一个实施方式中，存在包括预测模块803和/或决策模块804的功能的附加层。可替代地，这种功能可包括在pnc层和/或感知层中。固件层可至少表示传感器系统615的功能，其可以以现场可编程门阵列(fpga)的形式实现。硬件层可表示自动驾驶车辆的诸如控制系统611的硬件。应用层、pnc层和感知层可经由设备驱动层与固件层和硬件层通信。
59.应注意，如上文示出和描述的部件中的一些或全部可在软件、硬件或其组合中实施。例如，此类部件可实施为安装并存储在永久性存储装置中的软件，所述软件可通过处理器(未示出)加载在存储器中并在存储器中执行以实施贯穿本技术所述的过程或操作。可替代地，此类部件可实施为编程或嵌入到专用硬件(诸如，集成电路(例如，专用集成电路或asic)、数字信号处理器(dsp)或现场可编程门阵列(fpga))中的可执行代码，所述可执行代码可经由来自应用的相应驱动程序和/或操作系统来访问。此外，此类部件可实施为处理器或处理器内核中的特定硬件逻辑，作为可由软件部件通过一个或多个特定指令访问的指令集的一部分。
60.前述详细描述中的一些部分已经根据在计算机存储器内对数据位的运算的算法
和符号表示而呈现。这些算法描述和表示是数据处理领域中的技术人员所使用的方式，以将他们的工作实质最有效地传达给本领域中的其他技术人员。本文中，算法通常被认为是导致所期望结果的自洽操作序列。这些操作是指需要对物理量进行物理操控的操作。
61.然而，应当牢记，所有这些和类似的术语均旨在与适当的物理量关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标记。除非在以上讨论中以其它方式明确地指出，否则应当了解，在整个说明书中，利用术语(诸如所附权利要求书中所阐述的术语)进行的讨论是指计算机系统或类似电子计算装置的动作和处理，所述计算机系统或电子计算装置操控计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)量的数据，并将所述数据变换成计算机系统存储器或寄存器或者其它此类信息存储装置、传输或显示装置内类似地表示为物理量的其它数据。
62.本公开的实施方式还涉及用于执行本文中的操作的设备。这种计算机程序存储在非暂时性计算机可读介质中。机器可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何机构。例如，机器可读(例如，计算机可读)介质包括机器(例如，计算机)可读存储介质(例如，只读存储器(“rom”)、随机存取存储器(“ram”)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存存储器装置)。
63.前述附图中所描绘的过程或方法可由处理逻辑来执行，所述处理逻辑包括硬件(例如，电路、专用逻辑等)、软件(例如，体现在非暂时性计算机可读介质上)或两者的组合。尽管所述过程或方法在上文是依据一些顺序操作来描述的，但是应当了解，所述操作中的一些可按不同的顺序执行。此外，一些操作可并行地执行而不是顺序地执行。
64.本公开的实施方式并未参考任何特定的编程语言进行描述。应认识到，可使用多种编程语言来实施如本文描述的本公开的实施方式的教导。
65.在以上的说明书中，已经参考本公开的具体示例性实施方式对本公开的实施方式进行了描述。将显而易见的是，在不脱离所附权利要求书中阐述的本公开的更宽泛精神和范围的情况下，可对本发明作出各种修改。因此，应当在说明性意义而不是限制性意义上来理解本说明书和附图。