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CN109270930A - 自动化车辆导航系统 - Google Patents

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CN109270930A
CN109270930A CN201810785537.1A CN201810785537A CN109270930A CN 109270930 A CN109270930 A CN 109270930A CN 201810785537 A CN201810785537 A CN 201810785537A CN 109270930 A CN109270930 A CN 109270930A
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D·吴
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Abstract

一种用于自动化车辆的导航系统(10)包括位于道路(16)的行进车道(18)上的引导车辆(12)。所述引导车辆(12)配备有发射机(28)，所述发射机(28)广播导航消息(30)，所述导航消息(30)指示所述引导车辆(12)何时要终止跟随所述引导车辆(12)当前行进的所述行进车道(18)。所述系统(10)还包括跟随车辆(14)，所述跟随车辆(14)配备有接收机(34)，所述接收机(34)接收所述导航消息(30)。所述跟随车辆(14)跟随所述引导车辆(12)直到接收到所述导航消息(30)。

Description

自动化车辆导航系统
技术领域
本公开总体上涉及用于自动化车辆的导航系统，并且更具体地涉及其中跟随车辆跟随引导车辆直到引导车辆广播导航消息为止的系统，导航消息指示引导车辆要终止跟随引导车辆当前所跟随的行进车道。
背景技术
已建议的是，自动化车辆可以使用自动化车辆在另一车辆前方的相对位置作为用于车道定位的导航。位于引导车辆后方的自动化跟随车辆这样跟随引导车辆在诸如以下各种情况下是有利的，例如：当车道标记被雪遮蔽或当车道标记在跟随车辆所行进的道路的建造/修理过程中被移除，或作为全球定位系统(GPS)导航的补充。然而，在一些情况下，如果跟随车辆终止跟随引导车辆，则其可能是优选的。
发明内容
根据一个实施例，提供了一种用于自动化车辆的导航系统。所述系统包括位于道路的行进车道上的引导车辆。所述引导车辆配备有发射机，所述发射机广播导航消息，所述导航消息指示所述引导车辆何时要终止遵循所述行进车道。所述系统还包括跟随车辆，所述跟随车辆配备有接收机，所述接收机接收所述导航消息。所述跟随车辆跟随所述引导车辆直到接收到所述导航消息。
进一步的特征和优点将在阅读优选实施例的以下具体实施方式时更显而易见，所述优选实施例仅通过非限制性示例的方式并参考附图给出。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式来描述本发明，在附图中：
图1是根据一个实施例的导航系统的图示；
图2是根据一个实施例的图1的系统所遇到的交通场景；
图3是根据一个实施例的图1的系统所遇到的交通场景。
具体实施方式
图1示出了导航系统10的非限制性示例，该系统随后被称为系统10，该系统10适于在自动化车辆(例如引导车辆12和/或跟随车辆14)上使用。如下面将通过非限制性示例更详细地描述的，大部分跟随车辆14通常在在道路16(图2和3)上行进时跟随引导车辆14。也就是说，跟随车辆14通常利用引线车辆12在道路16的行驶车道18上的位置来确定如何操作跟随车辆14的转向、加速器和/或制动器。不要求跟随车辆14完全依赖于引导车辆12来导航，但不排除这种情况。也就是说，跟随车辆14可以完全装备以在不使用行进车道18上的引导车辆12的位置的情况下在道路16上行进，并且仅使用引导车辆12的位置作为补充信息来操作跟随车辆14的转向、加速器和/或制动器。然而，还可以设想的是，当行进车道18上的引导车辆12的位置可以是跟随车辆14可得到的用于确定如何操作跟随车辆14 的转向、加速器和/或制动器的唯一信息时，可能会出现不寻常的情况。
如本文所使用的，术语“自动化车辆”可以应用于引导车辆12和/或跟随车辆14正在以自动化模式(即完全自主模式)操作的情况，其中，引导车辆12和/或跟随车辆14的(多个)操作员(未示出)可能只需指定一个目的地，以便操作引导车辆12和/或跟随车辆14。然而，完全自动化不是必需的。可以设想的是，当引导车辆12和/或跟随车辆14在手动模式下操作时，本文所呈现的教导是有用的，其中自动化程度或水平可以仅仅是向通常控制引导车辆12和/或跟随车辆14的转向、加速器和制动器的操作员提供听觉或视觉警告。例如，系统10可以只按照需要辅助操作员来改变车道和/或避开干扰和/或与对象20(例如道路16上的垃圾等)碰撞。
图2示出了交通场景22的实例的非限制性示例，其中，引导车辆12 即将退出道路16。在这个示例中，道路是一条三车道的高速公路，所有车道都在同一个方向上行进。已经观察到，在一些情况下，即使出口匝道24 不是通往跟随车辆14的目的地的路线的一部分，跟随车辆14将跟随引导车辆12进入出口匝道24。例如，如果车道标记26被雪遮蔽，则跟随车辆14至少在瞬间非常依赖于引导车辆12进行导航，因此可能不希望地将引导车辆12跟随到出口坡道24上，而不是停留在到达目的地所必需的道路16 上。
为了克服这个问题，并且参考图1，引导车辆12配备有发射机28，发射机28可以广播信号32，广播信号32可以包括或传送各种消息，包括指示引导车辆12何时要终止遵循行进车道18(并且例如跟随出口匝道24) 的导航消息30。可以设想的是，导航消息30仅可以广播引导车辆12何时将要做除停留在行驶车道18之外的任何事情，或者即使在仅报告引导车辆 12要继续遵循行进车道18持续不确定时间的情况下导航消息30也可以定期广播。
因此，跟随车辆14配备有检测信号32的接收器34，并且从而接收导航消息30。在导航消息30仅在引导车辆12即将离开道路16时广播的实施例中，跟随车辆14可以被配置或编程为跟随引导车辆12，直到接收到导航消息30。在导航消息30周期性地广播的实施例中，跟随车辆14可以被配置或编程为跟随引导车辆12，直到接收到指示引导车辆12退出的导航消息 30为止。
虽然可以将图1解释为暗示引导车辆12和跟随车辆14被明确地或不同地配置，但这只是为了简化说明。例如，可以设想的是，引导车辆12和跟随车辆14都配备有提供发射器28和接收器34两者的功能的收发机。因此，当跟随车辆14的特征是跟随引导车辆12时，引导车辆12也可以跟随在引导车辆12前方行进的下一车辆36。类似地，跟随车辆14后面跟着尾随车辆(未示出)，尾随车辆在道路16上行进或在跟随车辆14后方的行进车道18上行进。
本领域的技术人员将认识到，引导车辆12和跟随车辆14均配备有控制器，该控制器未进一步示出，以进一步简化说明。控制器可以包括诸如微处理器之类的处理器或诸如模拟和/或数字控制电路之类的其它控制电路，包括用于处理数据的专用集成电路(ASIC)，这对于本领域的技术人员来说是显而易见的。控制器可以包括存储器，包括非易失性存储器，例如用于存储一个或多个例程、阈值和采集数据的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。一个或多个例程可以由处理器执行，以执行基于从接收器34 或感知传感器40接收到的信号(例如相机、雷达、激光雷达、GPS、超声换能器和/或如本文其它地方所描述的数字地图数据库)来确定如何操作发射机28或操作车辆控制的步骤。
进一步设想的是，由发射机28广播的消息包括对跟随车辆有用的其它信息。例如，引导车辆12可以配备有车道检测器38，该车道检测器38指示引导车辆12在行进车道18中的车道位置42。还可以设想的是，车道检测器38可以包括或可以访问数字地图，该数字地图用于基于车道检测器检测到的对象相对于数字地图上的对象的映射位置的相对位置来确定车道位置42。车道位置42可以根据导引车辆12离行进车道18的中心有多远来指示。引导车辆12故意偏离中心的原因有很多，例如当引导车辆正准备驶过停泊在道路16的肩膀上的失速车辆(未显示)。车道位置42可以以置信水平44为特征，置信水平44可以指示例如车道标记26相对于道路16的表面的对比度。也就是说，置信水平44是指示引导车辆12关于行进车道18 的中心位置的置信度的指标。相比之下，如果车道标记26的对比度差，或被雪遮蔽，则置信水平44可能相对较低。
置信水平44可以由发射机28广播，而引导车辆12要继续跟随行驶车道18。当置信水平44大于置信阈值46时，跟随车辆被配置或编程为仅跟随引导车辆12。也就是说，当置信水平小于置信阈值46时，跟随车辆14 更强烈地依赖于其它信息来操作跟随车辆14的车辆控制。还可以设想的是，置信水平44仅在置信水平大于或小于某个阈值时才被广播，以便最小化信号32被发送的时间，从而不必要地对电磁噪声或不必要地对高数据速率作出贡献。例如，置信水平44可以仅当置信水平44相对较低时被广播，以在其它信息源可用的情况下警告其他人不跟随引导车辆12。
作为预防，当置信水平44相对较低时，例如小于置信阈值46，跟随车辆14可以被配置或编程为增加跟随车辆14在引导车辆12后面或后方的跟随距离48。如果引导车辆12执行一些意想不到的机动动作，则这可以增加跟随车辆14上的感知传感器的视野和/或增加对跟随车辆14可用的避碰选项。
引导车辆12的置信水平44相对较低的一个可能原因是引导车辆12的感知传感器40因灰尘、泥浆和/或冰而出现故障或“盲”。也就是说，置信水平44低的原因可能不是由于车道标志26难以被任何其它车辆识别，而是仅仅由于感知传感器40的问题。在这种情况下，跟随车辆14可能会谨慎地寻找其它车辆来跟随。因此，跟随车辆14可以配备有车辆检测器50，车辆检测器50检测其它车辆52与引导车辆12不同的相对位置，其中其它车辆52可以位于与行进车道18不同的其它车道54中。当置信水平44小于置信阈值46时，跟随车辆14可以改变车道以跟随其它车辆52。如果引导车辆12退出道路16，则跟随其它车辆52也可以是一种选择。然而，可以设想的是，如果引导车辆离开道路16，则跟随车辆14不一定需要改变车道以跟随其它车辆52。例如，跟随车辆14可以确定其它车辆52在与行进车道相邻的车道上行进，并相应地控制跟随车辆14相对于其它车辆52的相对位置。
其它车辆52可以配备有类似于发射机28和接收机34的前述组合的收发机(未示出)，并且包括与构成感知传感器的传感器相似的传感器，但这不是必需的。也就是说，当跟随车辆12不是优选时跟随车辆14可以跟随其它车辆52，因为置信水平44小于置信阈值46，即使其它车辆52没有配备用于其它车辆的收发机或必要的传感器以在自动化或自主模式下运行。
图3示出了交通场景56的另一实例的非限制性示例，其中道路16可以是典型的农村双车道道路，其具有相对车道58，其中交通(未示出)在与行驶车道18相反的方向行进。引导车辆12的感知传感器40包括对象检测器60，其可以与车道检测器38共享相机、雷达、激光雷达、超声波换能器或它们的任何组合。对象检测器60可以用于检测各种对象，例如行进车道中的另一车辆或道路16的相对车道或者在数字图上描绘或识别以相对于数字图定位的静止对象。在这个示例中，对象检测器60用于检测行进车道 18中的对象20(例如碎片、翻滚杂草等)。如果对象20的尺寸和/或组成使得优选地避开引导车辆12，即不超过引导车辆12，则当引导车辆12要偏离行进车道18以避开对象20时，发射机28广播偏离消息62。也就是说，偏离消息62可以指示引导车辆12何时有意偏离行进车道18的中心，并且可以指示偏离行进车道中心的距离有多远。如图3所示，避开对象的引导车辆12的避让路径64可以包括在相对车道58中瞬时行进的引导车辆12。
当由接收机34接收到偏离消息62时，跟随车辆14可以跟随引导车辆12的避让路径64，以在接收到偏离消息62时避开对象20。跟随车辆14可以精确地跟随避让路径64，或者如果在跟随车辆14接近对象20时存在相对的交通，或者跟随车辆14相对于引导车辆12的大小允许不精确地跟随避让路径64的替代路径(未示出)。
因此，提供了导航系统(系统10)、用于系统10的控制器和操作系统 10的方法。系统10的特征有助于避免当引导车辆12不应被跟随车辆跟随时的情况，并且提供了引导车辆12可以提供由于需要避开对象20而偏离行进车道18的通知的手段。
虽然根据本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但其并非是要限制的，而是仅限于所附权利要求中所阐述的范围。

Claims (6)

1.一种用于自动化车辆的导航系统(10)，所述系统(10)包括：
位于道路(16)的行进车道(18)上的引导车辆(12)，所述引导车辆(12)配备有发射机(28)，所述发射机(28)广播导航消息(30)，所述导航消息(30)指示所述引导车辆(12)何时要终止遵循所述行进车道(18)；
跟随车辆(14)，所述跟随车辆(14)配备有接收机(34)，所述接收机(34)接收所述导航消息(30)，其中，所述跟随车辆(14)跟随所述引导车辆(12)直到所述导航消息(30)被接收到。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述引导车辆(12)配备有车道检测器(38)，所述车道检测器(38)指示所述引导车辆(12)在所述行进车道(18)中的车道位置(42)，所述车道位置(42)的特征在于置信水平(44)，所述置信水平(44)在所述引导车辆(12)遵循所述行进车道(18)时由所述发射机(28)广播，并且当所述置信水平(44)大于置信阈值(46)时所述跟随车辆(14)跟随所述引导车辆(12)。
3.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述引导车辆(12)配备有车道检测器(38)，所述车道检测器(38)指示所述引导车辆(12)在所述行进车道(18)中的车道位置(42)，所述车道位置(42)的特征在于置信水平(44)，所述置信水平(44)在所述引导车辆(12)遵循所述行进车道(18)时由所述发射机(28)广播，并且当所述置信水平(44)小于置信阈值(46)时所述跟随车辆(14)增大了所述跟随车辆(14)在所述引导车辆(12)后方的跟随距离(48)。
4.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述引导车辆(12)配备有车道检测器(38)，所述车道检测器(38)指示所述引导车辆(12)在所述行进车道(18)中的车道位置(42)，所述车道位置(42)的特征在于置信水平(44)，所述置信水平(44)在所述引导车辆(12)遵循所述行进车道(18)时由所述发射机(28)广播，所述跟随车辆(14)配备有车辆检测器(50)，所述车辆检测器(50)检测与所述引导车辆(12)不同的其它车辆(52)，所述其它车辆(52)位于与所述行进车道(18)不同的其它车道(54)中，并且当所述置信水平(44)小于置信阈值(46)时所述跟随车辆(14)改变用于跟随所述其它车辆(52)的车道。
5.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述引导车辆(12)配备有对象检测器(60)，所述对象检测器(60)检测所述行进车道(18)中的对象(20)，当所述引导车辆(12)要偏离所述行进车道(18)以避开所述对象(20)时所述发射机(28)广播偏离消息(62)，并且当所述偏离消息(62)被接收到时所述跟随车辆(14)跟随所述引导车辆(12)以避开所述对象(20)。
6.一种用于自动化车辆的导航系统(10)，所述系统(10)包括：
位于道路(16)的行进车道(18)上的引导车辆(12)，所述引导车辆(12)配备有发射机(28)，所述发射机(28)广播导航消息(30)，所述导航消息(30)指示所述引导车辆(12)何时终止遵循所述行进车道(18)。
CN201810785537.1A 2017-07-18 2018-07-17 自动化车辆导航系统 Pending CN109270930A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

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