本申请要求于2017年1月6日提交的韩国专利申请第10-2017-0002282号的优先权和权益，其全部内容通过引证结合于此。
本公开涉及一种自主驾驶系统，该自主驾驶系统包括安装在车辆上的自主驾驶辅助装置。
背景技术：
该部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可不构成现有技术。
随着车辆技术的进步，已进入了自主驾驶时代，其中，车辆按照其确定而在道路上驾驶。自主驾驶车辆安装有用于自主驾驶的自主驾驶系统，并且基于该自主驾驶系统执行自主驾驶。
然而，很大程度上依赖于当前普通道路的自主驾驶是显著困难的，因为在道路上存在很多变数。此外，自主驾驶系统需要安装在每个车辆上以自主驾驶，并且存在显著的成本负担，并且因此，安装自主驾驶系统是低效率的。
在此背景技术部分中公开的以上信息仅用于加强对本公开的背景技术的理解，并且因此，本公开可包含不构成对于本领域普通技术人员而言已经知晓的现有技术的信息。
技术实现要素：
本公开提供一种被设计为安装在道路上的自主驾驶系统，通过该自主驾驶系统，对应的道路变为自主驾驶道路并且使自主驾驶车辆以及另外普通车辆能够在自主驾驶道路上自主驾驶。
本公开另外提供一种自主驾驶系统，该自主驾驶系统能够在没有中央服务器的情况下实现自主驾驶系统。
本公开的示例性形式可用于实现除了该目的以外未详细提及的其他目的。
本公开的示例性形式提供一种包括自主驾驶辅助装置的自主驾驶系统。该自主驾驶系统包括：网关单元，被配置为与安装在自主驾驶道路中的多个路由器中处于通信范围内的路由器执行无线通信；信号处理单元，被配置为在设置与每个路由器的无线通信链接时，提供车辆的标识信息，并且在每一设置周期将车辆的行驶路径信息提供至路由器；路径追踪单元，被配置为确定包括在行驶路径信息中的车辆的速度、前进方向和转向角，使得车辆基于从路由器接收的行驶路径信息驾驶；速度控制单元，被配置为基于由路径追踪单元确定的速度信息来控制车辆的速度；以及转向角控制单元，被配置为基于由路径追踪单元确定的前进方向和转向角来控制车辆的转向角。
当从安装在自主驾驶道路的进入道路上的入口路由器接收到针对车辆的规格信息的请求时，信号处理单元可将车辆的规格信息提供至入口路由器，并且当车辆的规格信息满足设定规格时，网关单元可从入口路由器接收行驶路径信息，并且当规格信息不满足设定规格时，网关单元可从入口路由器接收自主驾驶道路中的阻止驾驶通告。
在前方道路是诸如十字路口等的道路分支点或者存在自主驾驶道路的驶出点并且车辆在道路分支点处转弯或者去往驶出点的情况下，在当前位置与道路分支点或驶出点之间的距离在预定距离内时，信号处理单元可向目前处于通信的路由器通告道路分支点处的前进方向或者向驶出点的出口意图。
网关单元可接收从多个路由器中的每个路由器接收的行驶路径信息，并且行驶路径信息可以是用于在设定路段中驾驶车辆的行驶路径信息。
设定路段可以是最大距离路段，在该最大距离路段中，多个路由器中的一个路由器被配置为与自主驾驶道路上的车辆执行无线通信。
网关单元可从异常路由器的前路由器接收需要由该异常路由器提供的行驶路径信息，并且当存在该异常路由器时，提供行驶路径信息。
当接收到其他车辆的异常或多个路由器中的至少一个路由器的异常的信息时，信号处理单元可将所接收的信息提供至控制中心。
自主驾驶系统可进一步包括：入口路由器，安装在自主驾驶道路的每个进入道路中；驶出路由器，安装在自主驾驶道路的每个驶出道路中；以及多个路由器，安装在每个入口路由器与每个驶出路由器之间的道路上，其中，每个入口路由器、每个驶出路由器以及多个路由器中的每一个具有唯一标识信息，并且被配置为与通信范围内的车辆执行无线通信，并且将针对设定路段的行驶路径信息提供至车辆，以允许车辆基于行驶路径信息驾驶至设定路段内的设定移动路径。
每个入口路由器、每个驶出路由器以及多个路由器中的每一个可与相邻路由器执行无线通信以确定该相邻路由器是否故障。
每个入口路由器、每个驶出路由器以及多个路由器中的位于弯曲路段中的路由器可确定与车辆类型相对应的车辆动力学建模系数，并且基于所确定的车辆动力学建模系数执行车辆动力学解释以确定行驶路径信息，并且将所确定的行驶路径信息提供至车辆。
每个入口路由器、每个驶出路由器以及多个路由器中的每一个可比较从车辆接收的车辆速度和转向角与包括在提供至相应车辆的行驶路径信息中的车辆速度和转向角，以确定相应车辆是否异常。
当前路由器以及位于当前路由器之后的路由器被配置为基于车辆的前进方向，通过相邻路由器中的无线通信，将与转向以及出口相对应的行驶路径信息提供至自主驾驶辅助装置，以允许相应车辆将方向改变为目标方向或者在道路分支点处将相应车辆引导至对应驶出点，并且自主驾驶辅助装置被配置为在道路分支点处提供前进方向上的出口意图或者向驶出点的出口意图。
在本公开的示例性形式中，使自主驾驶车辆以及另外普通车辆能够低成本自主驾驶。此外，通过适用于针对普通车辆的每个车辆类型的特性的车辆动力学解释，能够进行可靠的自主驾驶。
此外，本公开提供在不使用中央服务器的情况下可实现的自主驾驶系统，并且因此创新性降低系统构造成本。
此外，该自主驾驶系统可用作普通道路以及自主驾驶道路上的交通事故预防系统。
从本文所提供的描述，进一步领域的适用性将变得显而易见。应理解，描述和具体实例旨在仅仅用于举例说明，而并非旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了可充分理解本公开，现在将参考附图，通过举例的方式，描述本公开的各种形式，其中：
图1是自主驾驶系统的配置示图；
图2是路由器和自主驾驶辅助装置的框图；
图3是示出自主驾驶环境的示例性示图；
图4是自主驾驶系统的操作流程图；以及
图5是用于描述车辆动力学建模的示图。
本文描述的附图仅用于说明性目的，并且并非旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述实际上仅是示例性的并且并不旨在限制本公开、应用或使用。应理解，贯穿附图，对应的参考标号指代相似或对应的部件或特征。
如本领域技术人员将理解的，在不完全背离本公开的精神或范围的前提下，可以以各种不同的方式对所描述的形式进行修改。在附图中，为了清楚描述本公开的示例性形式，与描述不相关的部件被省略。此外，公知的已知技术的详细描述将被省略。
贯穿本说明书，除非明确描述为相反，否则词语“包括(comprise)”以及诸如“包含(comprises)”或者“含有(comprising)”的变型应被理解为暗示包括所述元件，但并不排除任何其他的元件。此外，在本说明书中公开的包括“单元”、“模块”等的术语是指处理至少一个功能或操作的单元，并且可通过硬件或软件或者硬件和软件的组合来实现。
在下文中，将参考附图描述本公开的示例性形式中的自主驾驶系统。
图1是本公开的示例性形式中的自主驾驶系统的配置示图。参考图1，自主驾驶系统包括安装在道路上的多个路由器100以及安装在车辆上的自主驾驶辅助装置200。
多个路由器100中的每一个具有唯一标识信息(标识码)，并且安装在道路的边缘处或者人行道或道路上，使得安装有路由器100的普通道路变为自主驾驶道路。在一个形式中，相应路由器100可在通信范围彼此重叠的同时以预定间隔安装，但是路由器100可安装在直线路段中，使得通信范围不会彼此重叠或者具有比弯曲路段更大的间隔。
每个路由器100与位于通信范围内的车辆执行无线通信(例如，短程无线通信、rf无线通信、蓝牙通信等)，并且通过无线通信将关于设定路段的行驶路径的信息(在下文中，被称为“行驶路径信息”)提供至车辆。行驶路径信息包括关于车辆的前进方向、前进速度(车辆速度)、转向角等的信息。作为自主驾驶路段的、一个路由器所负责的设定路段是例如，最大距离路段，在该最大距离路段中，一个路由器可与道路上的车辆执行无线通信。然而，当设定路段是直线路段时，设定路段可比最大距离路段(在该最大距离路段中，一个路由器可与车辆执行无线通信)更长。
此外，每个路由器100与位于设定范围(即，设定路段)中的车辆执行无线通信，以便从车辆接收车辆的速度和转向信息。每个路由器100通过从车辆接收的车辆的速度和转向信息来确定车辆是否异常。例如，当通过车辆的速度车辆处于停止状态时，路由器100确定车辆异常，以及当车辆的速度与由转向信息提供的行驶路径信息的速度彼此不同时或者行驶路径彼此不同时，路由器确定车辆异常。
每个路由器100甚至关于两个相邻路由器(入口点或驶出点，即，在路由器位于终点处的情况下，一个路由器)执行无线通信，通过无线通信确定相邻路由器是否异常，并且将从车辆接收的车辆的速度和转向信息提供至相邻路由器。在下文中，相邻路由器之间的基于车辆前进方向位于路由器前方的路由器被称为前路由器，并且位于路由器后方的路由器被称为后路由器。
此外，当相邻路由器异常时，每个路由器100代替该异常路由器提供该异常路由器将提供至车辆的行驶路径信息。例如，当根据车辆的前进方向的后路由器异常时，每个路由器可代替该后路由器提供行驶路径信息。
同时，可在自主驾驶道路上驾驶的普通车辆需要包括巡航控制装置、电机驱动动力转向(mdps)以及自主紧急制动(aeb)系统作为所需规格，并且不具有所需规格的普通车辆可能不能自主驾驶，并且因此，普通车辆不应进入自主驾驶道路。因此，安装在自主驾驶道路的进入道路(入口)上的路由器(在下文中，被称为入口路由器)100具有通过与入口车辆的无线通信来执行针对相应车辆的规格检查的功能，并且仅使具有所需规格的车辆进入自主驾驶道路。
另一方面，车辆在弯道上行驶的旋转半径取决于车辆的重量、轴向中心(重力中心)、全长、全宽、车辆速度等。这意味着所有种类的车辆的旋转半径彼此不相同。因此，当在弯曲路段(弯曲道路)中，相同的行驶路径信息提供至所有车辆而不考虑车辆类型时，存在可能出现一些车辆类型偏离道路或者交通线的问题。为了解决该问题，位于弯曲路段中以提供弯道的行驶路径的路由器具有识别车辆的车辆类型的功能，针对每个车辆类型的车辆动力学建模系数(例如，重量、轴向中心、全长、全宽、车辆速度等)被存储，通过使用建模系数来执行车辆动力学解释，并且针对每次的车辆的前进方向和转向角被提供至车辆。因此，自主驾驶速度可通过车辆动力学解释稳定增加，由此可更高效地提供自主驾驶服务。
此外，如同对应路由器，针对安装在弯曲路段中的路由器异常的情况，前路由器具有识别车辆类型的功能，并且使用针对每种车辆类型的车辆动力学建模系数通过车辆动力学解释来确定车辆的前进方向和转向角。
自主驾驶辅助装置200与安装在车辆上的巡航控制装置、mdps以及aeb系统相关，并且与通信范围内的路由器100执行无线通信以便将车辆的车辆标识信息、前进方向信息和转向角信息提供至路由器并且从路由器100接收行驶路径信息等。此外，自主驾驶辅助装置200使得根据从路由器100接收的行驶路径信息，通过控制车辆的速度、前进方向和转向角来驾驶车辆。
同时，自主驾驶系统可进一步包括控制服务器300。在这种情况下，控制服务器300通过与自主驾驶辅助装置200的无线通信执行作为接收并确定关于自主驾驶的各种信息的监测系统的作用，并且可以是例如远程信息处理管理系统(tms)中心的服务器。由自主驾驶辅助装置200提供的信息包括每个路由器的状态信息(包括当路由器异常时，关于异常路由器的标识信息)以及相应车辆在自主驾驶道路上的驾驶历史信息。
在车辆与控制服务器300之间的无线通信中，自主驾驶辅助装置200可使用，但驾驶员的移动设备(智能电话)也可使用。在这种情况下，自主驾驶辅助装置200与移动设备执行无线通信，并且通过移动设备将各种信息传输至控制服务器300。
在下文中，将参考图2更详细地描述路由器100和自主驾驶辅助装置200。图2是本公开的示例性形式中的路由器和自主驾驶辅助装置的框图。
参考图2，路由器100包括车辆通信单元110、路由器通信单元120、道路信息提供单元130以及异常状态处理单元140，并且可进一步包括规格确定单元150或动力学解释单元160。
车辆通信单元110识别短程无线通信范围内的车辆，并且执行与识别的车辆的无线通信。路由器通信单元120识别短程无线通信范围内的路由器，并且与识别的路由器执行无线通信。
道路信息提供单元130将对应路由器所负责的设定路段中的行驶路径信息提供至车辆的自主驾驶辅助装置200。在这种情况下，提供的行驶路径信息被预存储或者通过动力学解释单元160确定。此外，道路信息提供单元130确定从前路由器和后路由器接收的关于车辆的信息，以确定当前车辆与前车之间的距离以及当前车辆与后车之间的距离，并且将所确定的距离提供至当前车辆。
异常状态处理单元140将从车辆通信单元110接收的车辆的行驶路径信息(车辆速度、前进方向、转向角信息等)与提供至相应车辆的行驶路径信息进行比较，以确定相应车辆是否不同于行驶路径信息，并且当相应车辆不同于行驶路径信息时，确定车辆异常。此外，当不存在通过路由器通信单元120的来自相邻路由器的响应(即，相邻路由器故障)时，异常状态处理单元140将对应路由器确定为异常路由器。在车辆异常的情况下，异常状态处理单元140将该情况通告至前路由器和后路由器，并且此外，将该情况通告至另一个车辆，并且在路由器异常的情况下，异常状态处理单元140将该情况通告至车辆。
规格确定单元150可安装在安装于入口路由器中的路由器上，并且确定进入通信范围的车辆的规格，根据所确定的规格确定车辆是否进入自主驾驶道路，并且将确定结果通告至车辆。
动力学解释单元160确定进入通信范围的车辆的车辆类型，确定与车辆类型相对应的预存储建模系数，并且使用所确定的建模系数通过动力学解释来确定车辆的前进方向和转向角，并且将所确定的前进方向和转向角通告至车辆。在这种情况下，动力学解释单元160进一步包括关于车辆的速度的信息，以便将该信息提供至车辆。
将参考图5描述用于动力学解释单元160的操作的一个实例。图5是用于描述本公开的形式中的车辆动力学建模的示图。
参考图5，在解释车辆的动力学时要考虑的建模系数包括车辆的重力的中心a、车辆的前进方向x、水平方向(左-右方向)y、垂直方向(上-下方向)z、全长(l＝l1+l2)(其是前轮的中心与后轮的中心之间的距离)、前进角ψ、偏滑角β、质量m、角速度o、转向角d、滑动角度a等，并且动力学解释单元160通过使用与相应车辆的车辆类型相对应的建模系数而得到以下给出的等式1至3，并且通过等式1至3来计算车辆的前进方向x'(t)(其是初级差分值)以及车辆的转向角d(t)，以便将x'(t)和d(t)提供至车辆。
(等式1)
(等式2)
(等式3)
接下来，车辆驾驶辅助装置100包括网关单元210、信号处理单元220、路径追踪单元、速度控制单元250以及转向角控制单元250。
网关单元210与通信范围内的路由器100执行无线通信，并且与控制服务器300或驾驶员的移动设备执行无线通信。
信号处理单元220识别通过网关单元210接收的信号的类型，并且处理该信号以便执行与接收的信号相对应的操作。例如，信号处理单元220在设置与路由器100的无线通信链接时，提供车辆的标识信息或车辆的规格信息，在每一设置周期将车辆的行驶路径信息(速度、方向、转向角等)提供至路由器100或控制服务器300，当从路由器100接收到行驶路径信息时将行驶路径信息提供至路径追踪单元230，并且在接收到异常信息时通过网关单元210将关于另一个车辆或路由器的异常的信息提供至控制中心300。
路径追踪单元230确定包括在行驶路径信息中的速度、前进方向、转向角信息等，使得车辆根据从路由器100接收的行驶路径信息行驶。速度控制单元250根据从路径追踪单元230接收的速度信息与巡航控制装置和aeb系统一起控制车辆的速度，并且转向角控制单元250根据从路径追踪单元230接收的关于前进方向和转向角的信息与mdps一起控制转向角，即，车辆的前进方向。
在下文中，将参考图3描述本公开的示例性形式中的自主驾驶环境中的每个路由器的运行。图3是示出自主驾驶环境的示例性示图。
当车辆进入自主驾驶道路时，进入道路的入口路由器100a确定车辆是否可执行无线通信以及车辆的规格，中断可能不能执行无线通信的车辆，以及车辆的规格不满足设定条件(安装巡航控制装置、mdps和aeb系统)的车辆的进入，并且仅允许可执行无线通信且具有设定条件的规格的车辆进入该进入道路。
进入该进入道路的车辆从第一路由器100b(其是入口路由器100a的相邻路由器)接收行驶路径信息路径1，以便根据行驶路径信息路径1行驶。此处，入口路由器100a可提供行驶路径信息路径1，并且由于第一路由器100b位于弯曲路段，所以行驶路径信息路径1可以是通过车辆动力学解释所确定的行驶路径信息。然而，由于进入该进入道路的车辆从停止状态开始，所以速度不高，即使第一路由器100b位于弯曲路段中，第一路由器100b也可不执行车辆动力学解释。
当根据行驶路径信息路径1行驶的车辆进入第二路由器100c的通信范围时，车辆与第二路由器100c执行无线通信以接收行驶路径信息路径2并且根据行驶路径信息路径2行驶。
随后，当车辆进入第三路由器100d的通信范围时，车辆与第三路由器100d执行无线通信以接收路径信息路径3并且根据路径信息路径3行驶，并且当车辆依次进入第四路由器100e和第五路由器100f的通信范围时，车辆接收每个行驶路径信息路径4或路径5并且根据行驶路径信息路径4或路径5行驶。在这种情况下，由于第三路由器至第五路由器，100d、100e和100f位于弯曲路段中，所以行驶路径信息路径3、路径4或路径5是通过车辆动力学解释确定的行驶路径信息。
同时，在前方道路是道路分支点(诸如十字路口等)或者存在自主驾驶道路的驶出点并且车辆在道路分支点处转弯或者去往驶出点的情况下，在当前位置与道路分支点或驶出点之间的距离在预定距离内时，车辆的自主驾驶辅助装置200的信号处理单元220向当前路由器100通告在道路分支点处的前进方向(前进方向的改变，诸如左转或右转)或者向对应驶出点的出口意图。
随后，接收前进方向或出口意图的路由器100将该事实通告至后路由器，以便将与车辆的车辆前进方向或出口相匹配的行驶路径信息提供至车辆，即，自主驾驶辅助装置200。
例如，当车辆向第三路由器100d通告驶出自主驾驶道路时，第三路由器100d向第四路由器100e通告相应车辆的驶出，第四路由器100e向第五路由器100f通告相应车辆的驶出，并且第五路由器100f向驶出路由器100g通告车辆的驶出。
在下文中，将参考图4描述在图3中示出的自主驾驶环境中的自主驾驶方法。图4是本公开的示例性形式中的自主驾驶系统的操作流程图。
普通道路中的车辆进入自主驾驶道路的进入道路的入口(s401)。随后，车辆的自主驾驶辅助装置200从安装在进入道路上的入口路由器100a接收针对提供使用信息的请求，并且响应于该请求将车辆规格信息提供至入口路由器100a(s402)。
自主驾驶辅助装置200从入口路由器100a接收表明是否许可进入的信号(s403)，当接收到进入阻止信号时(s404)，自主驾驶辅助装置200执行与进入阻止相对应的操作(s405)，并且当接收到进入许可信号时(s404)，驾驶员切换并且将手动驾驶模式设置为自主驾驶模式(s406)。在自主驾驶车辆的情况下，过程s406可被省去。
进入自主驾驶道路的车辆的自主驾驶辅助装置200通过与通信范围内的路由器100的无线通信接收行驶路径信息(s407)，并且根据包括在行驶路径信息中的信息，通过控制前进方向、速度和转向角而沿着由路由器100通告的路径行驶(s408)。
自主驾驶辅助装置200在根据路由器100的指令在自主驾驶道路上驾驶的同时，确定到当前位置的路径以及设置目标点以确定从自主驾驶道路的驶出点到当前位置的剩余距离(s409)，并且确定剩余距离是否等于或小于设置值(s410)。此处，即使在车辆在道路分支点(十字路口点)处将前进方向改变为左侧或右侧的情况下，也应用过程s409和s410。
当剩余距离等于或大于预定值时，自主驾驶辅助装置200根据从路由器100接收的行驶路径信息继续驾驶，并且当剩余距离等于或小于预定值时，自主驾驶辅助装置向对应路由器100(例如第三路由器100d)通告车辆的驶出(其包括车辆驶出位置)(s411)。
随后，第三路由器100d向第四路由器100e通告车辆的驶出(包括相应车辆的驶出位置)，第四路由器100e向第五路由器100f通告车辆的驶出，并且允许位于车辆的驶出位置处并且在其附近的驶出路由器100g最终了解车辆的驶出。
在这种情况下，后路由器100d至100f在接收到车辆驶出意图之后，考虑车辆的驶出而向自主驾驶辅助装置200提供行驶路径信息。车辆根据由后路由器100d至100f提供的行驶路径信息行驶直至到达驶出路由器100g(s413)。
当车辆到达驶出路由器100g时，自主驾驶辅助装置200从驶出路由器100g接收驶出路径信息(s414)，并且根据接收的驶出路径信息行驶以偏离自主驾驶道路(s415)。
虽然已结合目前被认为是实用的示例性形式描述了本公开，但应理解，本公开不限于所公开的形式，而是相反地，本公开旨在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
符号的描述
100、100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g：路由器
100a：入口路由器100g：驶出路由器
200：自主驾驶辅助装置
300：控制中心
110：车辆通信单元120：路由器通信单元
130：道路信息提供单元
140：异常状态处理单元
150：规格确定单元
160：动力学解释单元
210：网关单元220：信号处理单元
230：路径追踪单元240：速度控制单元
250：转向角控制单元