用于紧急转向的共享控制的系统和方法与流程

相关申请

本专利申请要求2019年10月10日提交的美国临时专利申请序列号no.62/913,379的优先权，其全部内容通过引用纳入在本文中。

本公开涉及车辆转向，并且特别涉及用于车辆的紧急转向的共享控制的系统和方法。

背景技术：

诸如汽车、卡车、运动型多用途车、跨界车、小型货车或其他合适的车辆之类的车辆正日益包括乘员安全特征。这种乘员安全特征的进步显著地减少了由车辆碰撞(例如，与其它车辆或其它对象)引起的意外死亡和伤害的数量。典型的乘员安全特征包括被动安全特征和主动安全特征。被动安全特征可包括安全带、气囊、改进的底盘结构设计等。主动安全特征可包括电子稳定性控制(esc)、防抱死制动系统(abs)、自适应巡航控制(acc)、自动制动系统、车道辅助系统等。

技术实现要素：

本公开大体上涉及用于车辆的紧急转向系统和方法。

所公开的实施例的一个方面包括一种用于车辆的紧急转向系统。该系统包括处理器和存储器。存储器包括指令，该指令在由处理器执行时使处理器：从至少一个输入传感器接收与车辆外部环境相对应的信息；使用该信息来识别车辆外部环境中的至少一个障碍；确定车辆与至少一个障碍之间的距离；基于车辆与至少一个障碍之间的距离和车辆速度来确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞是否即将发生；响应于确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞即将发生，确定车辆是否能够在行驶车道内移动以避免碰撞；响应于确定车辆能够在行驶车道内移动以避免碰撞，确定车辆的行驶轨迹；基于该行驶轨迹生成转向辅助角命令；以及使用转向辅助角命令和测量的转向角来控制车辆的转向机构的位置。

所公开的实施例的另一方面包括一种用于控制车辆的转向的系统。该系统包括处理器和存储器。存储器包括指令，该指令在由处理器执行时使处理器：从至少一个传感器接收与车辆外部环境相对应的信息；使用该信息来识别车辆外部环境中的至少一个障碍；确定车辆与至少一个障碍之间的距离；基于车辆与至少一个障碍之间的距离和车辆速度来确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞是否即将发生；响应于确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞即将发生，确定车辆是否能够在行驶车道内移动以避免碰撞；响应于确定车辆能够在行驶车道内移动以避免碰撞，确定车辆的行驶轨迹；基于该行驶轨迹生成转向辅助角命令；以及使用转向辅助角命令和测量的转向角来控制车辆的转向机构的位置。

所公开的实施例的另一方面包括一种用于控制车辆的转向的方法。该方法包括：从至少一个传感器接收与车辆外部环境相对应的信息，以及使用该信息来识别车辆外部环境中的至少一个障碍。该方法还包括：确定车辆与至少一个障碍之间的距离，以及基于车辆与至少一个障碍之间的距离和车辆速度来确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞是否即将发生。该方法还包括：响应于确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞即将发生，确定车辆是否能够在行驶车道内移动以避免碰撞。该方法还包括：响应于确定车辆能够在行驶车道内移动以避免碰撞，确定车辆的行驶轨迹。该方法还包括：基于该行驶轨迹生成转向辅助角命令，以及使用转向辅助角命令和测量的转向角来控制车辆的转向机构的位置。

所公开的实施例的另一方面包括一种用于控制车辆的转向的设备。该设备包括处理器和存储器。存储器包括指令，该指令在由处理器执行时使处理器：确定车辆与至少一个障碍之间的距离，至少一个障碍由至少一个传感器的输出指示；基于车辆与至少一个障碍之间的距离和车辆速度来确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞是否即将发生；响应于确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞即将发生，确定车辆避免与障碍发生碰撞同时保持车辆的行驶车道的行驶轨迹；基于该行驶轨迹生成转向辅助角命令；以及使用转向辅助角命令和测量的转向角来控制车辆的转向机构的位置。

本公开的这些和其它方面在对实施例、所附权利要求和附图的以下详细描述中公开。

附图说明

当结合附图阅读时，通过以下详细描述，本公开被最好地理解。要强调的是，根据惯例，附图的各种特征未按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意地扩大或缩小。

图1大体上示出了根据本公开的原理的车辆。

图2大体上示出了根据本公开的原理的自动紧急转向系统。

图3大体上示出了根据本公开的原理的自动紧急转向架构。

图4大体上示出了根据本公开的原理的自动紧急转向决策图。

图5大体上示出了根据本公开的原理的车道控制图。

图6大体上示出了根据本公开的原理的自动紧急转向功能图表。

图7是示出了根据本公开的原理的自动紧急转向方法的流程图。

具体实施方式

以下讨论针对本发明的各种实施例。尽管这些实施例中的一个或多个可能是优选的，但是所公开的实施例不应被解释为或以其他方式用作限制包括权利要求的本公开的范围。另外，本领域技术人员将理解，以下描述具有广泛的应用，并且对任何实施例的讨论仅旨在成为该实施例的示例性讨论，而无意于暗示包括权利要求的本公开的范围限于该实施例。

如所描述的，诸如汽车、卡车、运动型多用途车、跨界车、小型货车或其他合适的车辆之类的车辆正日益包括乘员安全特征。这种乘员安全特征的进步显著地减少了由车辆碰撞(例如，与其它车辆或其它对象)引起的意外死亡和伤害的数量。典型的乘员安全特征包括被动安全特征和主动安全特征。被动安全特征可包括安全带、气囊、改进的底盘结构设计等。主动安全特征可包括电子稳定性控制(esc)、防抱死制动系统(abs)、自适应巡航控制(acc)、自动制动系统、车道辅助系统等。

主动安全特征在避免车辆之间或者车辆与车辆的路径中的障碍之间的碰撞方面可能是至关重要的。此外，主动安全特征可以有助于减轻碰撞的严重性。最近，美国高速公路交通安全管理局(nhtsa)已经报道了至少10个汽车制造商已经致力于使自动制动特征成为所有新车辆上的标准特征。自动制动系统可以显著地降低追尾碰撞的可能性和/或严重性。

此外，诸如电子助力转向系统(eps)、线控转向系统(sbw)或其它合适的转向系统等车辆转向系统可以通过辅助车辆的操作者避免碰撞或减轻碰撞的严重性来提供主动安全特征(例如，类似于自动制动系统)。例如，如果操作者通过施加制动、转向或其组合相对较早地且有效地作出反应，则可能避免追尾碰撞。

典型的车辆包括车道辅助特征，其使用由图像捕获装置(例如，摄像头或其它合适的图像捕获装置)捕获的图像数据或使用其它传感器数据(例如，雷达传感器信息或其它合适的传感器信息)。典型的车道辅助特征包括车道保持特征、车道居中特征等。然而，这种典型的车辆不包括转向系统，其使用图像数据和/或其它传感器数据来执行自动紧急转向以避免碰撞或减轻碰撞的严重性。

用于避免障碍或碰撞的自动车辆车道变更在学术界和工业界已经研究了十年以上。然而，大多数研究仅关注车道变更事件中的整车级控制(vehiclelevelcontrol)。此外，这种研究通常集中在自主驾驶(例如，在回路中没有操作者)的情形。

因此，可能期望诸如本文描述的那些系统和方法，其被设置为在操作者在回路中的情形(例如，转向控制在操作者与高级驾驶员辅助系统(adas)模块之间共享的手持(hands-on)情形)中，使用自动紧急转向系统来避免碰撞或减轻碰撞的严重性。在一些实施例中，本文描述的系统和方法可以被设置为提供自动紧急转向以避免碰撞或减轻碰撞的严重性，同时将车辆保持在车辆的行驶车道中。这可以是比完全变更车辆的行驶车道相对更可行的碰撞避免方式。在一些实施例中，本文描述的系统和方法可被设置为辅助车辆的操作者在行驶车道内转向车辆，以降低碰撞的严重性并避免与以紧急方式变更行驶车道相关联的其它碰撞。

在一些实施例中，本文描述的系统和方法可以使用摄像头或摄像头和前部雷达传感器来检测车辆前方的障碍。如果障碍(汽车、行人等)所在的位置使得车辆能够在车道内或合理的较小横向距离内移动，则本文描述的系统和方法可以被设置为采取转向动作以辅助驾驶员遵循避让路径/轨迹。

在一些实施例中，本文描述的系统和方法可以被设置为从至少一个输入传感器接收与车辆外部环境相对应的信息。本文描述的系统和方法可以被设置为：使用该信息来识别车辆外部环境中的至少一个障碍，以及确定车辆与至少一个障碍之间的距离。本文描述的系统和方法可以被设置为：基于车辆与至少一个障碍之间的距离和车辆速度来确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞是否即将发生。本文描述的系统和方法可以被设置为：响应于确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞即将发生，确定车辆是否能够在行驶车道内移动以避免碰撞。本文描述的系统和方法可以被设置为：响应于确定车辆可以在行驶车道内移动以避免碰撞，确定车辆的行驶轨迹。本文描述的系统和方法可以被设置为：基于该行驶轨迹生成转向辅助角命令，以及使用转向辅助角命令和测量的转向角来控制车辆的转向机构的位置。

图1大体上示出了根据本公开原理的车辆10。车辆10可以包括任何合适的车辆，例如小汽车、卡车、运动型多用途车、小型货车、跨界车、任何其他乘用车、任何合适的商用车或任何其他合适的车辆。尽管车辆10被图示为具有车轮并且在道路上使用的乘用车，但是本公开的原理可以应用于其他交通工具，例如飞机、轮船、火车、无人机或其他合适的交通工具。

车辆10包括车主体12和发动机罩14。乘客室18至少部分地由车主体12限定。车主体12的另一部分限定引擎室20。发动机罩14可移动地附接至车主体12的一部分，使得当发动机罩14处于第一位置或打开位置时发动机罩14提供对引擎室20的访问，而当发动机罩14处于第二位置或关闭位置时发动机罩14盖住引擎室20。在一些实施例中，引擎室20可以被设置在车辆10的在后面的部分(与通常所示出的相比而言)。

乘客室18可以被设置在引擎室20的后方，但是在引擎室20被设置在车辆10的在后面的部分的实施例中，乘客室18可以被设置在引擎室20的前方。车辆10可以包括任何合适的推进系统，包括内燃机、一个或多个电动马达(例如，电动车辆)、一个或多个燃料电池、包括内燃机、一个或多个电动马达的组合的混合(例如，混合动力车辆)推进系统和/或任何其他合适的推进系统。

在一些实施例中，车辆10可以包括汽油燃料引擎，诸如火花点火式引擎。在一些实施例中，车辆10可以包括柴油燃料引擎，例如压缩点火式引擎。引擎室20容纳和/或包围车辆10的推进系统的至少一些组件。附加地或可选地，推进控制装置(例如加速器致动器(例如，加速器踏板)、制动致动器(例如，制动踏板)、转向盘和其他此类组件)被设置在车辆10的乘客室18中。推进控制装置可以由车辆10的驾驶员致动或控制，并且可以直接相应地连接至推进系统的对应组件，例如油门、制动器、车轴、车辆变速器(transmission)等。在一些实施例中，推进控制装置可以将信号传达到车辆计算机(例如，线控驾驶)，该车辆计算机进而可以控制推进系统的对应的推进组件。这样，在一些实施例中，车辆10可以是自主车辆。

在一些实施例中，车辆10包括经由飞轮或离合器或液力联轴节与曲轴通信的变速器。在一些实施例中，变速器包括手动变速器。在一些实施例中，变速器包括自动变速器。在内燃机或混合动力车辆的情况下，车辆10可以包括一个或多个活塞，其与曲轴协同运行以生成力，该力通过变速器被传递到一个或多个轴上，这使车轮22转动。当车辆10包括一个或多个电动马达时，车辆电池和/或燃料电池向电动马达提供能量，以使车轮22转动。

车辆10可以包括自动车辆推进系统，例如巡航控制、自适应巡航控制、自动制动控制、其他自动车辆推进系统或其组合。车辆10可以是自动或半自动车辆，或其他合适类型的车辆。车辆10可以包括与本文一般示出和/或公开的特征相比的附加的特征或更少的特征。

在一些实施例中，车辆10可以包括以太网组件24、控制器局域网(can)总线26、面向媒体的系统传输组件(most)28、flexray组件30(例如线控制动系统等)和本地互连网络组件(lin)32。车辆10可以使用can总线26、most28、flexray组件30、lin32、其他合适的网络或通信系统或其组合，以将各种信息从例如车辆内部或外部的传感器传达到例如车辆内部或外部的各种处理器或控制器。车辆10可以包括与本文一般示出和/或公开的特征相比附加的或更少的特征。

在一些实施例中，车辆10可包括转向系统，诸如eps系统或其它合适的转向系统。转向系统可被设置为接收各种输入，包括但不限于方向盘位置、输入扭矩、一个或多个车轮位置、其它合适的输入或信息或它们的组合。转向系统可被设置为向车辆10提供转向功能和/或控制。例如，转向系统可以基于各种输入生成辅助扭矩。转向系统可被设置为通过将扭矩叠加(例如，辅助扭矩)施加到马达来选择性地控制转向系统的马达(例如，eps马达)，以向车辆10的操作者提供转向辅助。

车辆10可包括自动紧急转向(aes)系统100，如图2中大体示出的。aes系统100可被称为紧急转向辅助(esa)系统。系统100可以被设置为向车辆10的操作者提供aes辅助，以便避免车辆10与车辆10正穿过的路径(例如，车辆10的行驶路径)中的障碍之间的碰撞。系统100可包括控制器102、输入装置104和存储器106。控制器102可包括任何合适的控制器，例如车辆电子控制单元或其它合适的控制器。控制器102可包括处理器和存储器，诸如存储器106。

处理器可包括任何合适的处理器，诸如本文所描述的那些。额外地，或可选地，控制器102可包括任何合适数量的处理器。存储器106可包括单个磁盘或多个磁盘(例如，硬盘驱动器)，并且包括管理该存储器106内的一个或多个分区的存储管理模块。在一些实施例中，存储器106可包括闪存、半导体(固态)存储器等。存储器106可包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)或它们的组合。

存储器106可包括指令，该指令在由处理器执行时使处理器至少控制车辆10的各种功能或操作。存储器106可包括任何合适的非易失性存储器或易失性存储器。存储器106可包括存储器阵列、存储器存储装置或任何其它合适的存储器。存储器106可包括指令，该指令在由控制器102的处理器执行时使处理器执行aes过程或方法。

控制器102可以被设置为从输入装置104接收输入。输入装置104可包括任何合适的输入装置或多个合适的输入装置。例如，输入装置104可包括图像捕获装置(例如，摄像头或其它合适的图像捕获装置)、无线电检测和测距(雷达)传感器、光检测和测距(lidar)传感器、全球定位系统(gps)传感器、声音导航和测距(声纳)传感器、其它合适的传感器或其组合。输入装置104被设置为生成输入并将该输入通信到控制器102。输入可包括与输入装置104的视野内的车辆10外部的环境相对应的图像数据和/或各种其它数据，诸如雷达数据、lidar数据、声纳数据、gps数据、其它合适的数据或图像数据和各种其它数据的组合。

图3大体上示出了根据本公开的原理的aes架构300。架构300包括障碍信息302。障碍信息302可由控制器102基于从输入装置104接收到的图像数据和/或其它各种数据生成。控制器102可以分析图像数据和/或其它各种数据并识别车辆10正穿过的路径中的障碍。在一些实施例中，控制器102可以使用诸如机器学习、神经网络(例如，卷积神经网络或其它合适的神经网络)等的人工智能来使用图像数据和/或其它各种数据来识别障碍。

控制器102可以识别至少部分在车辆10正穿过的路径中的第一障碍。控制器102可以使用图像数据和/或其它各种数据来确定第一障碍相对于车辆的位置或障碍的绝对位置。控制器102可以确定障碍与车辆10正穿过的路径的部分之间的重叠百分比。控制器102可以响应于识别出第一障碍而设定障碍检测标记。在一些实施例中，控制器102基于确定重叠百分比高于阈值来设定障碍检测标记。

在一些实施例中，控制器102可以使用来自输入装置104的图像数据来识别车道信息。例如，如上所述，输入装置104可包括图像捕获装置，其捕获图像捕获装置的视野内的图像。视野可包括车辆10外部的环境在车辆10的行驶路径内的部分。如上所述，控制器102可以分析图像数据，并且可以生成与车辆10的行驶车道的车道指示符相对应的车道系数。例如，架构300可包括摄像头车道信号处理304。控制器102可处理摄像头车道信号(例如，图像数据和/或车道系数)以生成车道信息。车道信息可包括车辆10的车辆横向距离、车辆10的车辆行驶方向、车道有效性、其它合适的信息或其组合。

在一些实施例中，控制器102可以基于障碍检测标记、车道信息、其它合适的数据或其组合来确定是否向车辆10的操作者提供紧急转向辅助。例如，架构300可包括aes决策306。控制器102可以确定车辆10与第一障碍之间的碰撞是否即将发生。控制器102可以使用从输入装置104接收到的图像数据和/或其它各种数据来确定车辆10与第一障碍之间的距离。图4大体上示出了根据本公开的原理的自动紧急转向决策图400。图400示出了aes决策306，在一些实施例中，该aes决策306检查各种标准以决定aes特征是否应该打开(on)(例如，状态1)。如果检测到第一障碍(例如，决策标记为真)，则转换到应用主动转向的下一状态(例如，状态2)。决策标记检查碰撞是否即将发生以及操作条件是否有利(例如，车辆速度、车道信息等)。

如果控制器102确定该距离在预定距离(例如，临界距离)内，则控制器102确定当前车辆速度。相反，如果控制器102确定该距离不在预定距离内，则控制器102继续监测第一障碍的位置以及车辆10与第一障碍之间的距离。在一些实施例中，预定距离可以基于当前车辆速度和纵向制动能力(例如，预定距离可以基于速度和制动能力而变化)。例如，预定距离可以基于车辆速度(u)和纵向制动能力(ax)(例如，临界距离＝u2/ax)。在一些实施例中，可以将一些额外的阈值添加到上述公式中以考虑操作者反应时间。

如果控制器102确定当前车辆速度高于阈值，则控制器102确定车辆10是否能够在行驶车道内移动以避免碰撞或减轻碰撞的严重性。阈值可包括阈值速度，该阈值速度是基于车辆10与第一障碍之间的距离确定的(例如，当距离相对较小时阈值可以较低，而当距离相对较大时阈值可以较高)。如果控制器102确定当前车辆速度不高于阈值，则控制器102继续监测第一障碍的位置和车辆速度。

如果控制器102确定车辆10不能在行驶车道内移动以避免碰撞或减轻碰撞的严重性，则控制器102启动碰撞避免替代方案。例如，控制器102可以启动车道变更程序、制动程序、其它合适的程序或其组合。相反，如果控制器102确定车辆10能够在行驶车道内移动以避免碰撞或减轻碰撞的严重性，则控制器102确定车辆10的轨迹，例如，架构300包括aes轨迹生成308。轨迹生成包括生成平滑曲线以从车辆10的给定位置横向地过渡到目标位置。目标位置由控制器102确定，使得车辆10停留在行驶车道内，但横向移动地尽可能远离第一障碍。控制器102在给定时间生成横向位置参考(y_ref)值和行驶方向角参考(f_ref)值。

架构300包括车道控制310。例如，控制器102使用观测器来获得车辆10在伪整体参考系中的横向位置和行驶方向。伪整体参考系假设车道中心为零横向位置。来自aes轨迹生成308的参考命令被控制器102(例如，车道控制310)用于生成角命令。

gref＝k1*(yref-obsy)+k2*(thref-obspsi)*u

其中k1、k2是取决于车辆10的速度的增益。图5大体上示出了根据本公开的原理的车道控制图500。

架构300包括共享控制312。例如，控制器102生成角命令(例如，在车道控制310处)并且使用该角命令和测量的转向角来执行位置控制。控制器102可以以任何合适的方式执行位置控制，诸如使用各种策略(例如，pi、pid或其它合适的前馈或反馈控制技术)。控制器102生成提供给转向辅助机构的扭矩叠加。控制器102通过将扭矩叠加施加到转向辅助机构来控制转向机构的位置。转向辅助机构可以是任何合适的转向辅助机构，其向车辆10的操作者提供被添加到转向辅助中的转向辅助。额外地，或可选地，控制器102可以监测操作者施加的扭矩信号(例如，来自扭矩传感器的信号，该扭矩传感器监测施加在转向机构上的扭矩)。如果操作者施加的扭矩信号高于阈值(例如，操作者抵抗紧急转向辅助)，则控制器102停用aes(例如，通过停用转向机构的位置控制)。

图6大体上示出了根据本公开的原理的自动紧急转向功能图表600。图表600示出了一个示例，其中控制器102(例如，提供aes功能)在6.8秒处生成了参考轨迹，并且车辆10的操作者由于扭矩与轻的抓握叠加而跟随所生成的转向角。

在一些实施例中，系统100可以执行本文描述的方法。然而，本文描述的由系统100执行的方法并不意味着限制，并且在控制器上执行的任何类型的软件可以执行本文描述的方法，而不脱离本公开的范围。例如，控制器(例如，在计算装置内执行软件的处理器)可以执行本文描述的方法。

图7大体上示出了根据本公开的原理的自动紧急转向方法700。在702处，方法700接收与车辆外部环境相对应的信息。例如，控制器102从输入装置104接收图像数据和/或各种其它数据。

在704处，方法700使用该信息识别障碍。例如，控制器102可以使用图像数据和/或各种其它数据来识别第一障碍。

在706处，方法700确定车辆与障碍之间的距离。例如，控制器102确定车辆10与第一障碍之间的距离。

在708处，方法700确定碰撞是否即将发生。例如，控制器102基于车辆10与第一障碍之间的距离在预定距离内和/或车辆10的车辆速度和制动能力来确定车辆10与第一障碍之间的碰撞是否即将发生。如果控制器102确定碰撞不是即将发生，则该方法在702处继续。如果控制器102确定碰撞即将发生，则该方法在710处继续。

在710处，方法700确定车辆是否能够在车辆的行驶车道中移动。例如，控制器102确定车辆10是否能够在车辆10的行驶车道内移动以避免碰撞或减轻碰撞的严重性。如果控制器102确定车辆10不能在行驶车道内移动以避免碰撞或减轻碰撞的严重性，则方法在712处继续。

在712处，方法700启动碰撞避免替代方案。例如，控制器102启动碰撞避免替代方案(例如，所描述的那些)以避免碰撞或减轻碰撞的严重性。在710处，如果控制器102确定车辆10可以在行驶车道内移动以避免碰撞或减轻碰撞的严重性，则该方法在714处继续。

在714处，方法700生成转向辅助角。例如，控制器102通过在行驶车道内移动(例如，不离开行驶车道)以避免碰撞或减轻碰撞的严重性来生成车辆10的轨迹。控制器102基于该轨迹生成转向辅助角(例如，角命令)。

在716处，方法700控制转向机构的位置。例如，控制器102基于转向机构的转向辅助角和测量位置来控制转向机构的位置。如所描述的，控制器102可监测与转向机构相关联的扭矩信号，并且可以响应于扭矩信号高于阈值(例如，如果车辆10的操作者抵抗aes功能)而停用aes功能。例如，控制器102可被设置为确定扭矩信号是否指示操作者正在抵抗转向操纵。响应于确定扭矩信号指示操作正在抵抗转向操纵，控制器102可以停用aes功能。

在一些实施例中，一种用于车辆的紧急转向系统包括处理器和存储器。存储器包括指令，该指令在由处理器执行时使处理器：从至少一个输入传感器接收与车辆外部环境相对应的信息；使用该信息来识别车辆外部环境中的至少一个障碍；确定车辆与至少一个障碍之间的距离；基于车辆与至少一个障碍之间的距离和车辆速度来确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞是否即将发生；响应于确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞即将发生，确定车辆是否能够在行驶车道内移动以避免碰撞；响应于确定车辆能够在行驶车道内移动以避免碰撞，确定车辆的行驶轨迹；基于该行驶轨迹生成转向辅助角命令；以及使用转向辅助角命令和测量的转向角来控制车辆的转向机构的位置。

在一些实施例中，一种用于控制车辆的转向的系统包括处理器和存储器。存储器包括指令，该指令在由处理器执行时使处理器：从至少一个传感器接收与车辆外部环境相对应的信息；使用该信息来识别车辆外部环境中的至少一个障碍；确定车辆与至少一个障碍之间的距离；基于车辆与至少一个障碍之间的距离和车辆速度来确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞是否即将发生；响应于确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞即将发生，确定车辆是否能够在行驶车道内移动以避免碰撞；响应于确定车辆能够在行驶车道内移动以避免碰撞，确定车辆的行驶轨迹；基于该行驶轨迹生成转向辅助角命令；以及使用转向辅助角命令和测量的转向角来控制车辆的转向机构的位置。

在一些实施例中，至少一个传感器包括图像捕获装置。在一些实施例中，信息包括由至少一个传感器所捕获的车辆外部环境的至少一个图像。在一些实施例中，至少一个传感器包括无线电检测和测距传感器。在一些实施例中，至少一个传感器包括光检测和测距传感器。在一些实施例中，至少一个传感器包括声音导航和测距传感器。在一些实施例中，至少一个传感器包括全球定位系统传感器。在一些实施例中，车辆的行驶轨迹包括车辆从当前位置横向地过渡到目标位置。在一些实施例中，目标位置包括在车辆的行驶车道中距离至少一个障碍最远的位置。在一些实施例中，指令还使处理器监测与操作者施加在车辆的方向盘上的扭矩量相对应的扭矩信号。扭矩信号可以由扭矩传感器生成，该扭矩传感器被设置为测量施加到方向盘的扭矩。指令还可使处理器确定扭矩信号是否指示操作者正在抵抗位置控制。指令还可使处理器响应于确定扭矩信号指示操作者正在抵抗位置控制而停用对车辆的转向机构的位置的控制。

在一些实施例中，一种用于控制车辆的转向的方法。该方法包括：从至少一个传感器接收与车辆外部环境相对应的信息，以及使用该信息来识别车辆外部环境中的至少一个障碍。该方法还包括：确定车辆与至少一个障碍之间的距离，以及基于车辆与至少一个障碍之间的距离和车辆速度来确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞是否即将发生。该方法还包括：响应于确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞即将发生，确定车辆是否能够在行驶车道内移动以避免碰撞。该方法还包括：响应于确定车辆能够在行驶车道内移动以避免碰撞，确定车辆的行驶轨迹。该方法还包括：基于该行驶轨迹生成转向辅助角命令，以及使用转向辅助角命令和测量的转向角来控制车辆的转向机构的位置。

在一些实施例中，至少一个传感器包括图像捕获装置。在一些实施例中，信息包括由至少一个传感器所捕获的车辆外部环境的至少一个图像。在一些实施例中，至少一个传感器包括无线电检测和测距传感器。在一些实施例中，至少一个传感器包括光检测和测距传感器。在一些实施例中，至少一个传感器包括声音导航和测距传感器。在一些实施例中，至少一个传感器包括全球定位系统传感器。在一些实施例中，车辆的行驶轨迹包括车辆从当前位置横向地过渡到目标位置。在一些实施例中，目标位置包括在车辆的行驶车道中距离至少一个障碍最远的位置。

在一些实施例中，一种用于控制车辆的转向的设备包括处理器和存储器。存储器包括指令，该指令在由处理器执行时使处理器：确定车辆与至少一个障碍之间的距离，至少一个障碍由至少一个传感器的输出指示；基于车辆与至少一个障碍之间的距离和车辆速度来确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞是否即将发生；响应于确定车辆与至少一个障碍之间的碰撞即将发生，确定车辆避免与障碍发生碰撞同时保持车辆的行驶车道的行驶轨迹；基于该行驶轨迹生成转向辅助角命令；以及使用转向辅助角命令和测量的转向角来控制车辆的转向机构的位置。

在一些实施例中，车辆的行驶轨迹还包括车辆从当前位置横向地过渡到目标位置。

以上讨论意在说明本公开的原理和各种实施例。一旦完全理解了上述公开，许多变化和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。意图将以下权利要求解释为包含所有这样的变化和修改。

词语“示例”在本文中用来表示用作示例、例子或说明。本文中被描述为“示例”的任何方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更优选或有利。相反，使用“示例”一词旨在以具体方式呈现概念。如在本申请中使用的，术语“或”旨在表示包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有说明或从上下文可以清楚地看出，“x包括a或b”旨在表示任何自然的包含性排列。也就是说，如果x包含a；x包括b；或x包括a和b二者，则在任何前述情况下均满足“x包括a或b”。另外，在本申请和所附权利要求书中使用的冠词“一(a/an)”通常应被解释为意指“一个或多个”，除非另有说明或从上下文清楚地指向单数形式。此外，除非如此描述，否则贯穿全文使用术语“实施方式”或“一个实施方式”并不旨在表示相同的实施例或实施方式。

本文描述的系统、算法、方法以及指令等的实现可以以硬件、软件或其任何组合来实现。硬件可以包括，例如，计算机、知识产权(ip)内核、专用集成电路(asic)、可编程逻辑阵列、光学处理器、可编程逻辑控制器、微代码、微控制器、服务器、微处理器、数字信号处理器或任何其他合适的电路。在权利要求中，术语“处理器”应被理解为单独地或组合地包括任何前述硬件。术语“信号”和“数据”可互换使用。

如在此使用的，术语模块可以包括被设计为与其他组件一起使用的封装的功能硬件单元、控制器(例如，执行软件或固件的处理器)可执行的一组指令、被配置为执行特定功能的处理电路以及与大型系统接合的自含式硬件或软件组件。例如，模块可以包括专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、电路、数字逻辑电路、模拟电路、分立电路的组合、门电路和其他类型硬件或者它们的组合。在其他实施例中，模块可以包括存储器，该存储器存储控制器可执行以实现模块的特征的指令。

此外，在一方面，例如，本文描述的系统可以使用具有计算机程序的通用计算机或通用处理器来实现，该计算机程序在被执行时实行本文描述的任何相应的方法、算法和/或指令。附加地或可选地，例如，可以利用专用计算机/处理器，其可以包含用于实行本文描述的任何方法、算法或指令的其他硬件。

此外，本公开的全部或部分实现方式可以采取可从例如计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式。计算机可用或计算机可读介质可以是例如可以有形地包含、存储、传达或传输程序以供任何处理器使用或与其结合使用的任何装置。介质可以是例如电的、磁的、光学的、电磁的装置或半导体装置。也可以使用其他合适的介质。

已经描述了上述实施例、实施方式和方面，以允许容易地理解本公开并且不限制本公开。相反，本公开旨在覆盖所附权利要求的范围内所包括的各种修改和等效布置，该范围应被赋予最宽泛的解释，以涵盖法律允许的所有此类修改和等效结构。