符合示例性实施例的设备和方法涉及检测车辆在道路上的位置。更具体地，符合示例性实施例的设备和方法涉及检测车辆在多层次或多层区域、道路或路径上的位置。
技术实现要素：
一个或多个示例性实施例提供了一种确定车辆在包括多个层的道路区域上的道路层位置的方法和设备。更具体地，一个或多个示例性实施例提供了一种基于从车辆传感器和/或车辆通信装置读取的信息来确定车辆的道路层位置的方法和设备。
根据示例性实施例，提供了一种用于检测道路层位置的方法。该方法包括读取传感器信息，该传感器信息包括全球导航系统(gns)信息、图像传感器信息、环境光信息和惯性测量传感器信息中的至少一个，并且基于传感器信息在与车辆的位置对应的多个道路层中确定车辆的道路层位置。
该方法可进一步包括检测车辆的位置、确定车辆的位置是否包括多个道路层，并且可响应于确定车辆的位置包括多个道路层来执行读取传感器信息。
传感器信息可包括具有信号强度的gns信息，并且可基于gns信息的信号强度来执行确定车辆的道路层位置。
确定车辆的道路层位置可包括：如果gns信息的信号强度在来自与多个道路层中的顶部道路层以及车辆的位置对应的预设gns信号强度值的预定值内，则确定车辆在该顶部道路层上；并且如果gns信息的信号强度在来自与多个道路层中的顶部道路层下方的层以及车辆的位置对应的预设gns信号强度值的预定值内，则确定车辆在该顶部道路层下方的层上。
传感器信息可包括成像信息，该成像信息包括与车辆的位置对应的环境的图像，并且可基于在图像中检测到的特征来确定车辆的道路层位置。
确定车辆的道路层位置可包括：如果在图像信息中检测到的特征包括太阳、月亮、星星、天空和云中的至少一个，则确定车辆在多个道路层中的顶部道路层上，并且如果在图像信息中检测到的特征包括柱子、隧道，隧道灯和覆盖道路的至少一个，则确定车辆在多个道路层中的顶部道路层下方的层上。
传感器信息可包括环境光信息，该环境光信息包括车辆外部的环境光的值，并且可基于与车辆外部的环境光对应的值是否在来自与顶部道路层下方的层以及车辆的位置对应的预设环境光值的预定值内来执行确定车辆的道路层位置。
传感器信息可包括惯性测量传感器信息，该惯性测量传感器信息包括加速度值和俯仰率，并且可基于加速度值和俯仰率来执行确定车辆的道路层位置。
确定车辆的道路层位置可包括如果加速度值指示垂直加速度并且俯仰率在车辆的位置处与到多个道路层中的顶部道路层的坡道的坡道轮廓对应，则确定车辆在该顶部道路层上，并且如果加速度值指示垂直加速度并且俯仰率在车辆的位置处与到多个道路层中的顶部道路层下方的层的坡道的坡道轮廓对应，则确定车辆在该顶部道路层下方的层上。
基于传感器信息在与车辆的位置对应的多个道路层中确定车辆的道路层位置可包括基于gns信息、图像传感器信息、环境光信息中的至少一个的加权值来对状态连续确认分配第一分数、基于惯性测量传感器信息的加权值来对状态转变检测分配第二分数，以及基于分配的第一分数和分配的第二分数来确定道路层位置。
根据示例性实施例，提供了一种检测道路层位置的设备。该设备包括至少一个存储器和至少一个处理器，该至少一个存储器包括计算机可执行指令，该至少一个处理器被配置为读取并执行计算机可执行指令。该计算机可执行指令使该至少一个处理器读取传感器信息，该传感器信息包括全球导航系统(gns)信息、图像传感器信息、环境光信息和惯性测量传感器信息中的至少一个，并且基于传感器信息在与车辆的位置对应的多个道路层中确定车辆的道路层位置。
该计算机可执行指令可使该至少一个处理器检测车辆的位置并且确定车辆的位置是否包括多个道路层。该计算机可执行指令可使该至少一个处理器响应于确定车辆的位置包括多个道路层而读取该传感器信息。
该传感器信息可包括具有信号强度的gns信息，并且该计算机可执行指令可使该至少一个处理器基于gns信息的信号强度来确定车辆的道路层位置。
该计算机可执行指令可使该至少一个处理器通过以下项来确定车辆的道路层位置：如果gns信息的信号强度在来自与多个道路层中的顶部道路层以及车辆的位置对应的预设gns信号强度值的预定值内，则确定车辆在该顶部道路层上，并且如果gns信息的信号强度在来自与多个道路层中的顶部道路层下方的层以及车辆的位置对应的预设gns信号强度值的预定值内，则确定车辆在该顶部道路层下方的层上。
传感器信息可包括成像信息，该成像信息包括与车辆的位置对应的环境的图像，并且该计算机可执行指令可进一步使该至少一个处理器基于在图像中检测到的特征来确定车辆的道路层位置。
该计算机可执行指令可进一步使该至少一个处理器通过以下项来确定车辆的道路层位置：如果在图像信息中检测到的特征包括太阳、月亮、星星、天空和云中的至少一个，则确定车辆在多个道路层中的顶部道路层上，并且如果在图像信息中检测到的特征包括柱子、隧道，隧道灯和覆盖道路的至少一个，则确定车辆在多个道路层中的顶部道路层下方的层上。
传感器信息可包括环境光信息，该环境光信息包括车辆外部的环境光的值，并且该计算机可执行指令可进一步使该至少一个处理器基于与车辆外部的环境光对应的值是否在来自与顶部道路层下方的层以及车辆的位置对应的预设环境光值的预定值内来确定车辆的道路层位置。
传感器信息可包括惯性测量传感器信息，该惯性测量传感器信息包括加速度值和俯仰率，并且该计算机可执行指令可进一步使该至少一个处理器基于加速度值和俯仰率来确定车辆的道路层位置。
该计算机可执行指令可进一步使该至少一个处理器通过以下项来确定车辆的道路层位置：如果加速度值指示垂直加速度并且俯仰率在车辆的位置处与到多个道路层中的顶部道路层的坡道的坡道轮廓对应，则确定车辆在该顶部道路层上；并且如果加速度值指示垂直加速度并且俯仰率在车辆的位置处与到多个道路层中的顶部道路层下方的层的坡道的坡道轮廓对应，则确定车辆在该顶部道路层下方的层上。
根据示例性实施例，提供了一种包括可执行以执行方法的计算机指令的非暂时性计算机可读介质。该方法包括：检测车辆的位置；确定车辆的位置是否包括多个道路层；响应于确定车辆的位置是具有多个道路层的位置而读取传感器信息，该传感器信息包括全球导航系统(gns)信息、图像传感器信息、环境光信息和惯性测量传感器信息中的至少一个；以及基于该传感器信息在与车辆的位置对应的多个道路层中确定车辆的道路层位置。
从示例性实施例的以下详细描述和附图，示例性实施例的其它目的、优点和新颖特征将变得更加明显。
附图说明
图1示出了根据示例性实施例的检测道路层位置的设备的框图；
图2示出了根据示例性实施例的检测道路层位置的方法的流程图；
图3a示出了根据示例性实施例的检测道路层位置的方法的流程图；
图3b示出了根据示例性实施例的方面的确定道路层位置的方法的流程图；并且
图4示出了根据示例性实施例的方面的多层道路的层之间的转变的图示。
具体实施方式
现在将参考附图中的图1到4详细描述用于检测道路层位置的设备和方法，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。
以下公开内容将使得本领域技术人员能够实践发明概念。然而，本文所公开的示例性实施例仅仅是示例性的并且不会将发明概念限于本文所述的示例性实施例。另外，每个示例性实施例的特征或方面的描述应通常视为对于其它示例性实施例的方面而言是可用的。
还应理解的是，当本文陈述第一元件“连接到”、“附接到”第二元件、“形成在第二元件上”或“设置在第二元件上”时，除非陈述第一元件“直接”连接到、附接到第二元件、直接形成在第二元件上或直接设置在第二元件上，否则第一元件可直接连接到第二元件、直接形成在第二元件上或直接设置在第二元件上，或者第一元件与第二元件之间可存在介入元件。另外，如果第一元件被配置为从第二元件“发送”或“接收”信息，则除非第一元件被指示为“直接”发送信息到第二元件或直接从第二元件接收信息，否则第一元件可直接发送信息到第二元件或直接从第二元件接收信息、经由总线发送或接收信息、经由网络发送或接收信息或者经由中间元件发送或接收信息。
在整个公开内容中，所公开的一个或多个元件可以组合到单个装置中或组合到一个或多个装置中。另外，单个元件可被设置在单独装置上。
车辆被配备有能够检测车辆中和周围的环境的状况的传感器。传感器提供关于车辆的位置的状况或特征的信息，并且该信息可用于控制车辆或辅助车辆的操作员。一种这样的环境是多层或多层次环境，诸如高架公路、隧道、多层次桥等。
通常，位置信息本身不足以确定道路层位置，即，车辆所处的多层或多层次区域的道路、路径或层次。因而，除了位置信息之外，还可使用传感器信息或来自车辆的传感器或通信装置的信息，以更准确地确定车辆的位置和地点。
道路层位置的这种更准确的确定可用于提供更好的导航信息、自主车辆控制和地图创建。在一个示例中，多层或多层次道路可由传感器更精确地映射。在另一个示例中，自主车辆可通过准确地确定正确的道路层位置以及正确道路层位置的特征、限速和路径来更好地导航。在又一示例中，可更准确地收集映射信息，因为映射引擎可更好地确定与映射特征相关联的道路层位置。
图1示出了根据示例性实施例的检测道路层位置100的设备的框图。如图1中所示，根据示例性实施例的检测道路层位置100的设备包括控制器101、电源102、存储装置103、输出104、用户输入106、传感器107和通信装置108。然而，检测道路层位置100的设备不限于上述配置，并且可被配置为包括附加元件和/或省略一个或多个前述元件。检测道路层位置100的设备可被实施为车辆的一部分、被实施为独立部件、被实施为在车载装置与车外装置之间的混合装置或者在另一个计算装置中实施。
控制器101控制检测道路层位置100的设备的整体操作和功能。控制器101可控制检测道路层位置100的设备的存储装置103、输出104、用户输入106、传感器107以及通信装置108中的一个或多个。控制器101可包括处理器、微处理器、中央处理单元(cpu)、图形处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、状态机、电路中的一者或多者，以及硬件、软件和固件部件的组合。
控制器101被配置为从检测道路层位置100的设备的存储装置103、输出104、用户输入106、传感器107以及通信装置108中的一个或多个发送和/或接收信息。该信息可经由总线或网络发送和接收，或者可直接写入到检测道路层位置100的设备的存储装置103、输出104、用户输入106、传感器107以及通信装置108中的一个或多个/从其中读取。合适的网络连接的示例包括控制器区域网络(can)、媒体导向系统转移(most)、本地互连网络(lin)、局域网(lan)、诸如蓝牙和802.11等无线网络以及诸如以太网等其它适当的连接。
电源102可对检测道路层位置100的设备的控制器101、存储装置103、输出104、用户输入106、传感器107以及通信装置108中的一个或多个供电。电源102可包括电池、插座、电容器、太阳能电池、发电机、风能装置、交流发电机等中的一者或多个。
存储装置103被配置用于存储由检测道路层位置100的设备使用的信息并检索该信息。存储装置103可由控制器101控制以存储和检索从控制器101、传感器107和/或通信装置108接收的信息。该信息可包括全球导航系统(gns)信息、图像传感器信息、环境光信息以及惯性测量传感器信息等。存储装置103还可包括被配置为由处理器执行以执行检测道路层位置100的设备的功能的计算机指令。
gns信息可包括gps信号或其它gns信号的信号强度。gns系统可能包括gps、glonass、北斗、指南针、irnss和任何其它无线通信或基于卫星的导航系统。另外，成像信息可包括与车辆的位置对应的环境的图像。另外，环境光信息可包括车辆外部的环境光的值。另外，惯性测量传感器信息可包括加速度值和俯仰率中的一个或多个。
存储装置103可包括以下项当中的一项或多项：软盘、光盘、cd-rom(光盘-只读存储器)、磁光盘，rom(只读存储器)、ram(随机存取存储器)，eprom(可擦除可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪速存储器、高速缓存存储器和适用于存储机器可执行指令的其它类型的介质/机器可读介质。
输出104以一种或多种形式输出信息，包括：视觉、听觉和/或触觉形式。输出104可由控制器101控制以向检测道路层位置100的设备的用户提供输出。输出104可包括以下项当中的一项或多项：扬声器、音频装置、显示器、位于中心的显示器、平视显示器、挡风玻璃显示器、触觉反馈装置、振动装置、触知反馈装置、触摸反馈装置、全息显示器、仪表灯、指示灯等。根据一个示例，输出104可输出关于车辆在由自主驾驶系统或导航系统使用的道路上的位置的信息。
输出104可输出通知，其包括可听通知、光通知和显示通知当中的一项或多项。通知可指示关于车辆的道路层位置或车辆的位置的信息。另外，输出104可基于车辆的道路层位置和/或车辆的位置来输出导航信息。
用户输入106被配置为向检测道路层位置100的设备提供信息和命令。用户输入106可用于向控制器101提供用户输入等。用户输入106可包括以下项当中的一项或多项：触摸屏、键盘、软键盘、按钮、运动检测器、语音输入检测器、麦克风、相机、触控板、鼠标、触摸板等。用户输入106可被配置为接收用户输入以确认或不接受输出104输出的通知。
传感器107可包括多个传感器中的一项或多项，包括相机、激光传感器、超声波传感器、红外相机、lidar、雷达传感器、超短程雷达传感器、超宽带雷达传感器和微波传感器。传感器107可被配置为扫描车辆周围的区域以检测并提供包括车辆周围的区域的图像的图像信息或包括车辆周围的区域的环境光水平的环境光信息。另外，传感器107可提供车辆的加速度值和俯仰率。
通信装置108可由检测道路层位置100的设备使用来根据各种通信方法与各种类型的外部装置进行通信。通信装置108可用于发送/接收信息，该信息包括关于车辆的位置的信息、关于车辆的道路层位置的信息、gns或gps信息、图像传感器信息、环境光信息以及惯性测量传感器信息等。
通信装置108可包括诸如以下项当中的一者或多者的各种通信模块：远程信息处理单元、广播接收模块、近场通信(nfc)模块、gps接收机、gns接收机、有线通信模块或无线通信模块。广播接收模块可包括地面广播接收模块，其包括用于接收地面广播信号的天线、解调器和均衡器等。nfc模块是根据nfc方法与位于附近距离的外部设备进行通信的模块。gps或gns接收机是从gps或gns卫星接收gps或gns信号并且检测当前位置的模块。有线通信模块可为通过诸如局域网、控制器区域网(can)或外部网络等有线网络接收信息的模块。无线通信模块是通过使用诸如ieee802.11协议、wi-fi或ieee通信协议等无线通信协议连接至外部网络并且与外部网络进行通信的模块。无线通信模块可进一步包括移动通信模块，其接入移动通信网络并且执行根据各种移动通信标准(诸如第三代(3g)、第三代合作伙伴计划(3gpp)、长期演进(lte)、蓝牙、evdo、cdma、gprs、edge或zigbee)的通信。
根据另一个示例性实施例，检测道路层位置100的设备的控制器101可被配置为读取传感器信息，该传感器信息包括gns信息、图像传感器信息、环境光信息和惯性测量传感器信息中的至少一个，并且基于传感器信息在与车辆的位置对应的多个道路层中确定车辆的道路层位置。
检测道路层位置100的设备的控制器101可进一步被配置为检测车辆的位置并且确定车辆的位置是否包括多个道路层。响应于确定车辆的位置包括多个道路层，控制器101可读取传感器信息。
检测道路层位置100的设备的控制器101可被配置为基于gns信息的信号强度来确定车辆的道路层位置。另外，检测道路层位置100的设备的控制器101可被配置为如果gns信息的信号强度在来自与多个道路层中的顶部道路层以及车辆的位置对应的预设gns信号强度值的预定值内，则确定车辆在该顶部道路层上，并且如果gns信息的信号强度在来自与多个道路层中的顶部道路层下方的层以及车辆的位置对应的预设gns信号强度值的预定值内，则确定车辆在该顶部道路层下方的层上。
检测道路层位置100的设备的控制器101可被配置为基于在与车辆的位置对应的环境的图像中检测到的特征来确定车辆的道路层位置。另外，检测道路层位置100的设备的控制器101可被配置为如果在图像信息中检测到的特征包括太阳、月亮、星星、天空和云中的至少一个，则确定车辆在多个道路层中的顶部道路层上，并且如果在图像信息中检测到的特征包括柱子、隧道，隧道灯和覆盖道路的至少一个，则确定车辆在多个道路层中的顶部道路层下方的层上。
检测道路层位置100的设备的控制器101可被配置为基于与车辆外部的环境光对应的值是否在来自与顶部道路层下方的层以及车辆的位置对应的预设环境光值的预定值内来确定车辆的道路层位置。
检测道路层位置100的设备的控制器101可被配置为基于加速度值和俯仰率来确定车辆的道路层位置。另外，检测道路层位置100的设备的控制器101可被配置为如果加速度值指示垂直加速度并且俯仰率在车辆的位置处与到多个道路层中的顶部道路层的坡道的坡道轮廓对应，则确定车辆在该顶部道路层上，并且如果加速度值指示垂直加速度并且俯仰率在车辆的位置处与到多个道路层中的顶部道路层下方的层的坡道的坡道轮廓对应，则确定车辆在该顶部道路层下方的层上。
图2示出了根据示例性实施例的检测道路层位置的方法的流程图。图2的方法可由检测道路层位置100的设备执行，或者可被编码到计算机可读介质中作为可由计算机执行以执行该方法的指令。
参考图2，在操作s210中检测车辆的位置。在操作s220中，确定检测到的位置是否包括多个道路层。如果检测到的位置包括多个道路层(操作s220-是)，则该方法进行到操作s230以读取并处理传感器信息。如果检测到的位置不包括多个道路层或者是单层道路或路径(操作s220-否)，则该过程重置。
在操作s230中，读取和/或处理来自一个或多个传感器或通信装置的传感器信息。传感器信息可包括gps或gns信息、图像传感器信息、环境光信息或惯性测量传感器信息。然后，在操作s240中，基于传感器信息来在与车辆的位置对应的多个道路层中确定或选择车辆的道路层位置。然后可输出道路层位置，将其写入存储器或传输以用于控制车辆，确定导航或路线信息或显示车辆的位置和/或位置信息。
图3a示出了根据示例性实施例的检测道路层位置的方法的流程图。图3a的方法可由检测道路层位置100的设备执行，或者可被编码到计算机可读介质中作为可由计算机执行以执行该方法的指令。
参考图3a，在操作s310中，读取和/或处理来自一个或多个传感器或通信装置的传感器信息。传感器信息可包括gps或gns信息、图像传感器信息、环境光信息或惯性测量传感器信息。然后，在操作s310中，基于传感器信息来在与车辆的位置对应的多个道路层中确定或选择车辆的道路层位置。然后可输出道路层位置，将其写入存储器或传输以用于控制车辆，确定导航或路线信息或显示车辆的位置和/或位置信息。
图3b示出了根据示例性实施例的方面的确定道路层位置的方法的流程图。图3b的方法可由检测道路层位置100的设备执行，或者可被编码到计算机可读介质中作为可由计算机执行以执行该方法的指令。
参考图3b，在操作s321中，基于gps或gns信息、图像传感器信息、环境光信息中的至少一个的加权值来对状态连续确认分配第一分数。在操作s322中，基于惯性测量传感器信息的加权值来对状态转变检测分配第二分数。例如，当根据惯性测量传感器信息确定车辆不在坡道上时，可分配零分。基于分配的第一分数和分配的第二分数，在操作s323中确定车辆的道路层位置。
图4示出了根据示例性实施例的方面的多层道路的层之间的转变的图示。参考图4，第一图像401示出了在多层道路或高速公路的下层上行驶时的环境。第一图像401的环境特征包括柱和柱子、由于顶棚的存在而产生的较少的环境光以及由于存在顶棚而导致的较弱的gps或gns信号。这些特征可通过使用传感器和通信装置来检测，并且可使用关于这些特征的信息来确定车辆的道路层位置在顶层下面。
第三图像403示出了在多层道路或高速公路的上层上行驶时的环境。第三图像403的环境的特征可包括天空、云、大于预定阈值的环境光、缺少柱、由于缺少顶棚而导致的较强的通信信号、星星、太阳、月亮等。可使用关于多层道路或高速公路的顶层的特征的信息来确定车辆的道路层位置在顶层下面。
另外，第二图像402示出了坡道，其允许多层道路的下层与多层道路的顶层之间的转变。可经由成像检测到坡道，并且在坡道上行驶时的转变特征可包括速度、俯仰、加速度、垂直加速度等。可使用关于允许在多层道路的下层与多层道路或高速公路的多层道路的顶层之间的转变的坡道的特征的信息来确定道路层位置的车辆在顶层下面。
本文所公开的程序、方法或算法可交付给处理装置、控制器或计算机(可包括任何现有的可编程电子控制装置或专用电子控制装置)/由其实施。类似地，该过程、方法或算法可存储为可由控制器或计算机执行的呈许多形式的数据和指令，该形式包括(但不限于)永久地存储在诸如rom装置的不可写存储介质上的信息以及可变地存储在诸如软盘、磁带、cd、ram装置以及其它磁性和光学介质的可写存储介质上的信息。该过程、方法或算法还可在软件可执行对象中实施。替代地，该过程、方法或算法可全部或部分使用合适的硬件部件(诸如专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、状态机、控制器或其它硬件部件或装置)或硬件、软件和固件部件的组合来实施。
上文已经参考附图描述了一个或多个示例性实施例。上述示例性实施例应当认为是仅描述性意义而不是为了非限制目的。另外，在不脱离由以下权利要求书限定的发明概念的精神和范围的情况下可以修改示例性实施例。