在避免碰撞任務(wù)中用于情形評估和決策的動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了在避免碰撞任務(wù)中用于情形評估和決策的動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩。一種系統(tǒng)和方法設(shè)在自我車輛上，用于在車輛避免碰撞系統(tǒng)中評估潛在的威脅，和/或規(guī)劃用于車輛路線規(guī)劃的安全允許的車輛軌跡。該方法包括檢測在自我車輛周圍的預(yù)定附近地區(qū)中的目標(biāo)，以及確定每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的相對速度或其它量度。該方法限定每個(gè)檢測到的目標(biāo)周圍的虛擬動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩，該虛擬動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩具有通過與自我車輛周圍的當(dāng)前交通狀況有關(guān)的預(yù)定屬性確定的形狀、尺寸和取向。該方法也限定自我車輛周圍的動(dòng)作網(wǎng)格。該方法基于所述目標(biāo)的防護(hù)罩和所述動(dòng)作網(wǎng)格如何相互作用，評估每個(gè)檢測到的目標(biāo)之間的潛在碰撞的威脅級別。防護(hù)罩和網(wǎng)格之間的相互作用引起致力于中止碰撞的動(dòng)作并允許軌跡規(guī)劃。
【專利說明】在避免碰撞任務(wù)中用于情形評估和決策的動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總地涉及這樣一種系統(tǒng)和方法，其用于在車輛避免碰撞系統(tǒng)中評估潛在的碰撞，和/或規(guī)劃用于車輛路線規(guī)劃的安全允許的車輛軌跡，并且更具體的，涉及這樣一種系統(tǒng)和方法，其采用整體技術(shù)，包括限定在自我車輛附近地區(qū)中的目標(biāo)周圍的虛擬動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩并確定這些防護(hù)罩中的任一個(gè)是否與在自我車輛周圍限定的動(dòng)作網(wǎng)格相互作用，來在車輛避免碰撞系統(tǒng)中評估潛在的碰撞和/或規(guī)劃用于車輛路線規(guī)劃的安全允許的車輛軌跡。

【背景技術(shù)】
[0002]為了成為完全自動(dòng)駕駛車輛的目標(biāo)，S卩，車輛能夠在最少或沒有駕駛員干預(yù)下提供駕駛控制，車輛變得越來越自動(dòng)或有感知。自適應(yīng)巡航系統(tǒng)已可用多年，在這里系統(tǒng)不僅維持設(shè)定的速度，而且還將在檢測到位于目標(biāo)車輛前面的移動(dòng)較慢的車輛的情況下時(shí)自動(dòng)地將該車輛降速。當(dāng)前存在的車輛控制系統(tǒng)包括自動(dòng)停車，在這里車輛將自動(dòng)提供用于停下該車輛的轉(zhuǎn)向控制。同樣的，存在這樣的控制系統(tǒng)，如果駕駛員作出可能影響車輛的穩(wěn)定性和車道對中性能的急轉(zhuǎn)彎變化時(shí)，該控制系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行干預(yù)，在這里車輛系統(tǒng)試圖維持車輛在行駛車道中心附近。未來的車輛將可能采用用于變道、通過、離開交通、進(jìn)入交通、并入交通、通過交叉口或在交叉口轉(zhuǎn)向等等的自動(dòng)系統(tǒng)。隨著這些系統(tǒng)在車輛技術(shù)中越來越流行，將需要確定駕駛員在與控制車輛速度、轉(zhuǎn)向和超馳自動(dòng)系統(tǒng)的這些系統(tǒng)的結(jié)合中的角色。
[0003]由于車輛技術(shù)趨向于更加有感知的車輛，這些車輛正更好地裝備算法和智能，該智能允許車輛執(zhí)行許多安全和便利的功能。隨著傳感器和算法的進(jìn)步，能用于處理的數(shù)據(jù)量增加了，并且算法可以設(shè)計(jì)成使用當(dāng)前的數(shù)據(jù)和歷史的數(shù)據(jù)，作出在預(yù)先規(guī)劃軌跡和車輛避免碰撞中關(guān)于安全機(jī)動(dòng)的決定。對于這樣有感知的車輛的最終目標(biāo)會(huì)是能夠如人類駕駛般操作和決策的車輛。
[0004]車輛駕駛員自主性所需要的部分技術(shù)是車輛彼此通訊的能力?；谥鲃?dòng)安全和駕駛員輔助系統(tǒng)的車輛ad-hoc網(wǎng)絡(luò)(VANET)，例如專用的短距離通訊(DSRC)系統(tǒng)，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，允許車輛使用關(guān)于危險(xiǎn)道路狀況、駕駛事件、事故等的警告信息給特定區(qū)域中的其它車輛發(fā)送信息。在這些系統(tǒng)中，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的直接廣播通訊或多跳geocast路由協(xié)議，被廣泛地用于通訊警告信息，即，給在直接通訊范圍內(nèi)或位于道路狀況幾千米內(nèi)的車輛發(fā)送信息。換句話說，勸告駕駛員潛在危險(xiǎn)狀況的初始信息在車輛間傳輸，以直接廣播的方式或者使用geocast路由協(xié)議，從而使得在希望應(yīng)用的范圍內(nèi)的車輛將接收感興趣的信息。
[0005]在上述提及的通訊系統(tǒng)包括車輛至車輛(V2V)和車輛至基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)的應(yīng)用，其需要最少量的一個(gè)實(shí)體給另一個(gè)實(shí)體發(fā)送信息。例如，通過簡單地從一個(gè)或多個(gè)相鄰的車輛接收廣播信息，許多車輛至車輛的安全應(yīng)用可在一個(gè)車輛上執(zhí)行。這些信息并不指向任何特定的車輛，而是意于車輛群共享，以支持該安全應(yīng)用。在想要避免碰撞的這些應(yīng)用類型中，由于兩個(gè)或多個(gè)車輛彼此交談并且可能有碰撞，因此車輛系統(tǒng)能夠警告車輛駕駛員，或可能為駕駛員采取行動(dòng)，例如施加制動(dòng)。類似的，道路基礎(chǔ)設(shè)施部件，例如交通控制單元，能夠觀測信息廣播或者另外感測車輛交通，并且如果檢測到危險(xiǎn)(例如，如果車輛以不安全的速度接近曲線或有違反紅色交通信號(hào)相位的橫穿車輛)，提供駕駛員警告。
[0006]車輛駕駛控制自動(dòng)性只有與車輛上的傳感器可靠地檢測并追蹤車輛周圍的目標(biāo)的能力一樣好。許多現(xiàn)代的車輛包括用于給予碰撞警告或碰撞避免的能力的目標(biāo)檢測傳感器和其它主動(dòng)安全應(yīng)用。目標(biāo)檢測傳感器可使用多種傳感技術(shù)中的任一種，例如短程雷達(dá)、具有圖像處理的相機(jī)、激光器或激光雷達(dá)、超聲波等。目標(biāo)檢測傳感器檢測在目標(biāo)車輛路徑上的車輛和其它目標(biāo)，并且應(yīng)用軟件使用目標(biāo)檢測信息來提供警告或采取合適的動(dòng)作。在許多車輛中，目標(biāo)檢測傳感器直接集成在車輛的前飾板或其它飾板(fascia)上。
[0007]當(dāng)前車輛車道感測系統(tǒng)典型地使用視覺系統(tǒng)去感測車輛行駛車道并在車道中間行駛車輛。這些已知車道感測系統(tǒng)中的許多檢測道路上的車道標(biāo)識(shí)，用于各種應(yīng)用，例如車道偏離警告(LDW)、車道保持(LK)、車道對中(LC)等，并典型地已采用單一的相機(jī)，位于車輛的前部或后部，以提供用于檢測車道標(biāo)識(shí)的圖像。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，公開了提供在自我車輛上的系統(tǒng)和方法，用于在車輛避免碰撞系統(tǒng)中評估潛在的威脅并決定避免碰撞所需的動(dòng)作，和/或規(guī)劃用于車輛路徑規(guī)劃的安全允許的車輛軌跡。該方法包括檢測在自身車輛周圍預(yù)定附近地區(qū)中的目標(biāo)，并確定每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的相對速度或其它量度(measure)。該方法限定了每個(gè)檢測到的目標(biāo)周圍的虛擬動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩，其具有形狀、尺寸和取向，這通過與自我車輛周圍的當(dāng)前交通狀況相關(guān)的預(yù)定屬性確定。該方法也限定了自我車輛周圍的動(dòng)作網(wǎng)格。該方法基于所述目標(biāo)的防護(hù)罩如何與動(dòng)作網(wǎng)格相互作用來評估每個(gè)檢測到的目標(biāo)之間的潛在碰撞的威脅級別。防護(hù)罩和網(wǎng)格之間的相互作用導(dǎo)致致力于中止碰撞的動(dòng)作并允許軌跡規(guī)劃。
[0009]方案1、一種識(shí)別潛在威脅的方法，所述方法包括:
[0010]檢測在自我車輛周圍的預(yù)定附近地區(qū)中的多個(gè)目標(biāo)；
[0011]確定每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的預(yù)定量度；
[0012]限定每個(gè)檢測到的目標(biāo)周圍的虛擬動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩，所述虛擬動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩具有由所述目標(biāo)和自我車輛之間的量度確定的尺寸；
[0013]限定自我車輛周圍的動(dòng)作網(wǎng)格；以及
[0014]基于所述目標(biāo)的防護(hù)罩和所述動(dòng)作網(wǎng)格是否重疊以及重疊多少，評估每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的潛在的相互作用。
[0015]方案2、根據(jù)方案I所述的方法，其中，檢測多個(gè)目標(biāo)包括采用自我車輛上的多個(gè)傳感器。
[0016]方案3、根據(jù)方案I所述的方法，其中，檢測多個(gè)目標(biāo)包括采用自我車輛和目標(biāo)之間的通訊信號(hào)。
[0017]方案4、根據(jù)方案I所述的方法，其中，確定預(yù)定量度包括確定每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的相對速度。
[0018]方案5、根據(jù)方案I所述的方法，其中，確定預(yù)定量度包括確定每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的相對加速度。
[0019]方案6、根據(jù)方案I所述的方法，其中，確定預(yù)定量度包括確定每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的相對距離。
[0020]方案7、根據(jù)方案I所述的方法，其中，限定所述安全防護(hù)罩包括給所述安全防護(hù)罩分配不確定因素，其限定了關(guān)于目標(biāo)位置的不確定性。
[0021]方案8、根據(jù)方案I所述的方法，其中，限定所述安全防護(hù)罩包括基于駕駛員的積極性調(diào)整所述安全防護(hù)罩。
[0022]方案9、根據(jù)方案I所述的方法，其中，限定所述安全防護(hù)罩包括基于目標(biāo)過去的位置，預(yù)測每個(gè)檢測到的目標(biāo)未來的位置。
[0023]方案10、根據(jù)方案I所述的方法，其中，限定動(dòng)作網(wǎng)格包括限定具有預(yù)定數(shù)量和尺寸的單元的動(dòng)作網(wǎng)格。
[0024]方案11、根據(jù)方案I所述的方法，其中，評估威脅級別包括離散化所述安全防護(hù)罩和所述動(dòng)作網(wǎng)格。
[0025]方案12、根據(jù)方案11所述的方法，進(jìn)一步包括分配道路權(quán)重給所述動(dòng)作網(wǎng)格中的每個(gè)離散元，所述道路權(quán)重認(rèn)別所述目標(biāo)和自我車輛之間的相對速度。
[0026]方案13、根據(jù)方案12所述的方法，進(jìn)一步包括分配動(dòng)作權(quán)重給所述動(dòng)作網(wǎng)格中的每個(gè)離散元，所述動(dòng)作權(quán)重認(rèn)別自我車輛從其下個(gè)預(yù)期位置移動(dòng)的代價(jià)函數(shù)。
[0027]方案14、根據(jù)方案13所述的方法，進(jìn)一步包括提供道路權(quán)重和動(dòng)作權(quán)重之間的加權(quán)和，以認(rèn)別所述動(dòng)作網(wǎng)格中每個(gè)離散元的總代價(jià)函數(shù)。
[0028]方案15、一種在設(shè)在自我車輛上的車輛避免碰撞系統(tǒng)中認(rèn)別潛在威脅的方法,所述方法包括:
[0029]使用多個(gè)傳感器檢測在自我車輛周圍的預(yù)定附近地區(qū)中的至少一個(gè)目標(biāo)；
[0030]確定檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的相對運(yùn)動(dòng)；
[0031]限定所述檢測到的目標(biāo)周圍的虛擬動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩，所述虛擬動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩具有由所述目標(biāo)和自我車輛之間的相對運(yùn)動(dòng)確定的尺寸，其中，所述動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩的尺寸隨著相對運(yùn)動(dòng)的增加而增加；
[0032]限定自我車輛周圍的動(dòng)作網(wǎng)格，所述動(dòng)作網(wǎng)格包括多個(gè)單元；以及
[0033]基于所述目標(biāo)的防護(hù)罩和動(dòng)作網(wǎng)格是否重疊，評估與所述檢測到的目標(biāo)潛在碰撞的威脅級別。
[0034]方案16、根據(jù)方案15所述的方法，其中，所述至少一個(gè)目標(biāo)是靜止目標(biāo)或移動(dòng)目標(biāo)。
[0035]方案17、根據(jù)方案15所述的方法，其中，限定所述安全防護(hù)罩包括給所述安全防護(hù)罩分配不確定因素，所述不確定因素限定了關(guān)于目標(biāo)位置的不確定性。
[0036]方案18、根據(jù)方案15所述的方法,其中，限定所述安全防護(hù)罩包括基于目標(biāo)過去的位置預(yù)測每個(gè)檢測到的目標(biāo)未來的位置。
[0037]方案19、根據(jù)方案15所述的方法，其中，評估威脅級別包括離散化所述安全防護(hù)罩和所述動(dòng)作網(wǎng)格。
[0038]方案20、根據(jù)方案15所述的方法，其中，所述相對運(yùn)動(dòng)是速度。
[0039]根據(jù)下述的描述和所附的權(quán)利要求，結(jié)合附圖，本發(fā)明的額外特征將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1是車輛的簡單示意圖，包括多個(gè)模塊，用于評估車輛周圍的潛在威脅；
[0041]圖2是道路的示意圖，示出了動(dòng)作網(wǎng)格圍繞的自我車輛和動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩圍繞的其它車輛；
[0042]圖3是圖2示出的道路的一部分的離散化網(wǎng)格，示出了情形評估和潛在威脅；
[0043]圖4是圖3示出的網(wǎng)格的示意圖,包括道路權(quán)重；
[0044]圖5是圖3示出的網(wǎng)格的示意圖,包括動(dòng)作權(quán)重；以及
[0045]圖6是圖3示出的網(wǎng)格的示意圖,包括組合的道路權(quán)重和動(dòng)作權(quán)重。

【具體實(shí)施方式】
[0046]本發(fā)明實(shí)施例的下述討論指向一種系統(tǒng)和方法，其用于在避免碰撞系統(tǒng)中提供威脅評估和避免碰撞的動(dòng)作，以及規(guī)劃安全允許的軌跡，這種討論本質(zhì)上僅是示例性的，并且決沒有意圖限制本發(fā)明或其應(yīng)用或用途。
[0047]圖1是車輛10的簡單示意圖，該車輛10裝備有傳感器陣列，整體表示在方框12處。方框12意欲代表設(shè)在車輛10上的所有傳感器，包括，但是不限于，相機(jī)、激光雷達(dá)、雷達(dá)、超聲波等等，以任何合適的結(jié)構(gòu)、混合和匹配組合以及位置，用于與這里討論一致的特定應(yīng)用。車輛10也包括通訊系統(tǒng)14，例如上面提及的DSRC系統(tǒng)，其允許車輛10與車輛10周圍的相似配備的其它車輛進(jìn)行通訊。例如，其它車輛可廣播被車輛接收的信息，例如道路中的障礙、位置和速度數(shù)據(jù)等等。傳感器12接收的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)14接收的通訊信號(hào)提供給感官知覺模塊16，其處理數(shù)據(jù)，并提供傳感器數(shù)據(jù)合成、目標(biāo)檢測、目標(biāo)追蹤等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到這樣的處理器和算法，其處理來自各種類型的傳感器的數(shù)據(jù)、圖像和信息以及其它信號(hào)并組合該信息來檢測和監(jiān)控車輛10周圍的靜止和移動(dòng)的目標(biāo)。
[0048]來自模塊16處理過的信息提供給情形評估模塊18，情形評估模塊18使用該數(shù)據(jù)認(rèn)別當(dāng)車輛10行進(jìn)時(shí)可能在車輛10周圍的潛在碰撞威脅，用于避免碰撞和主動(dòng)安全目的。要注意到的是，盡管避免碰撞是本文討論的系統(tǒng)的能力之一，但是也能夠提供其它的應(yīng)用，例如車輛路徑規(guī)劃。例如，系統(tǒng)能用來在檢測到潛在威脅時(shí)采取必須的優(yōu)化動(dòng)作，并也能確定車輛的路線以及建議替代的路線。
[0049]如下面將詳細(xì)討論的，當(dāng)關(guān)于那些威脅的數(shù)據(jù)被傳感器12和/或通訊系統(tǒng)14持續(xù)地接收和更新，情形評估模塊18提供整體的方法和分析用于評估潛在的威脅。來自情形評估模塊18的評估過的潛在威脅信息發(fā)送給行為決定模塊20，行為決定模塊20使用關(guān)于在車輛10周圍的潛在威脅的移動(dòng)和位置的數(shù)據(jù)以及車輛10的運(yùn)動(dòng)和位置來確定是否需要對車輛10的速度和方向作出糾正以避免潛在的碰撞。該信息發(fā)送給運(yùn)動(dòng)規(guī)劃模塊22，其確定為了避免碰撞需要對車輛10的速度和位置作出的那些糾正是什么，并且該控制在控制模塊24中執(zhí)行，以提供車輛轉(zhuǎn)向、節(jié)流和/或制動(dòng)控制。運(yùn)動(dòng)規(guī)劃模塊22也能設(shè)計(jì)短期和長期軌跡，以允許車輛10安全抵達(dá)預(yù)定的目的地?？刂颇K24根據(jù)碰撞的潛在威脅的嚴(yán)重性為車輛駕駛員提供警告和推薦，例如在顯示器26上，或者可以獨(dú)立于車輛駕駛員自動(dòng)地改變車輛10的速度和位置。模塊16、18、20、22和24的每一個(gè)將包括執(zhí)行本文所討論的操作所必需的處理器、算法和電路。
[0050]圖2是道路30的示意圖，其包括三個(gè)行駛車道32、34和36。自我車輛38行駛在中心車道34，并且是這里討論的車輛，該車輛裝備有模塊和算法，這些模塊和算法是接收關(guān)于在車輛38的附近地區(qū)的其它目標(biāo)(例如其它車輛、行人、自行車、物體等等，移動(dòng)的目標(biāo)和靜止的目標(biāo)，可能造成與車輛38的潛在碰撞威脅)的數(shù)據(jù)所必需的。隨著自我車輛38的移動(dòng)以及車輛38周圍其它目標(biāo)的移動(dòng)，在這些目標(biāo)之間具有連續(xù)的且動(dòng)態(tài)的改變的相互作用。
[0051 ] 情形評估模塊18在自我車輛38周圍分配動(dòng)作網(wǎng)格40，動(dòng)作網(wǎng)格40包括多個(gè)單獨(dú)單元42。網(wǎng)格40的尺寸、單元42的尺寸、單元42的數(shù)量、網(wǎng)格40的形狀等全部都是適應(yīng)性的，并且網(wǎng)格40中指定的應(yīng)用的變化可依賴于下列因素:車輛38的位置，即，城市駕駛、農(nóng)村駕駛、擁擠駕駛、道路類型等；車輛38的速度；車輛38的位置；車輛38的類型等等。要注意的是，網(wǎng)格40的分辨率是可適應(yīng)的，例如，每個(gè)車道32、34和36可包括三個(gè)單元42，指代特定車道的右邊、中間和左邊位置。此外，網(wǎng)格40的尺寸和分辨率取決于要求或可能想要的評估和軌跡規(guī)劃的延伸和細(xì)節(jié)。在這個(gè)非限制性實(shí)施例中，網(wǎng)格40具有二十一個(gè)單元42，其中，三個(gè)單元42延伸穿過整條道路30。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)格40中單元42的尺寸設(shè)定為預(yù)先固定的值。在一個(gè)樣本時(shí)間間隔內(nèi)，車輛38可維持在網(wǎng)格40的中心(零步驟)或轉(zhuǎn)移到網(wǎng)格40中的一個(gè)相鄰單元42(有限步驟)，這取決于當(dāng)前的威脅級別。在一個(gè)樣本時(shí)間間隔后車輛38的總的轉(zhuǎn)移然后通過車輛38相對于道路30的速度的矢量和而獲得，并且在網(wǎng)格40上采取的額外步驟(零或有限)乘以樣本時(shí)間間隔。在每個(gè)樣本時(shí)間間隔后，網(wǎng)格40的中心移動(dòng)到車輛38新的位置，以開始新的威脅評估循環(huán)。
[0052]由自我車輛38使用傳感器12和/或通訊系統(tǒng)14在預(yù)定范圍內(nèi)檢測的每個(gè)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的目標(biāo)將被分配虛擬動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩(DSS)，其中，DSS對關(guān)于目標(biāo)的信息進(jìn)行編碼，作為自我車輛38的潛在威脅。注意到的是，目標(biāo)的檢測和給該目標(biāo)分配防護(hù)罩是整體的方法，因?yàn)椴痪唧w認(rèn)別目標(biāo)的類型，而只是因?yàn)槟繕?biāo)存在并且會(huì)給自我車輛38造成碰撞威脅。然而，進(jìn)一步注意到的是，如果已知目標(biāo)的類型，那么該信息可用來評估威脅，例如增加行人的防護(hù)罩尺寸。在這個(gè)示例中，車輛46行駛在車道32中，在自我車輛38的前面，車輛48行駛在中間車道34中，在自我車輛38的前面，并且車輛50行駛在車道36中，在自我車輛38的后面。每個(gè)車輛46、48、50由自我車輛38檢測，并分配DSS52。此外，DSS52可以分配給自我車輛38，以認(rèn)別預(yù)定的安全問題，這些問題可與例如道路或天氣狀況的普通因素相關(guān)。
[0053]在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)DSS52表示為橢圓形狀，只是用于示例的目的。特定DSS52的形狀、尺寸和取向取決于已經(jīng)被分配的檢測到的目標(biāo)和自我車輛38之間的預(yù)定量度。注意到的是，DSS52的形狀不需要是對稱的，并且檢測到的特定目標(biāo)不需要定位在DSS52的中心。預(yù)定的量度很可能是特定目標(biāo)和自我車輛38之間的相對速度，但是也可以采用其它的量度，例如檢測到的目標(biāo)和自我車輛38之間的加速度、檢測到的目標(biāo)和自我車輛38之間的距離、例如天氣和道路狀況等的非相對量度。
[0054]注意到的是，DSS52的尺寸不僅取決于自我車輛38和周圍目標(biāo)之間的相對運(yùn)動(dòng)，而且也取決于特定區(qū)域中目標(biāo)的絕對運(yùn)動(dòng)。此外，DSS52的尺寸也可類似于理解級別或測量不確定性。例如，如果感測系統(tǒng)關(guān)于懷疑目標(biāo)的檢測或運(yùn)動(dòng)是不確定的，那么更大尺寸的DSS可分配給這個(gè)目標(biāo)，以暗示這種不確定性。同樣，DSS52的尺寸可受來自交通參與者的提示的影響。例如，如果在自我車輛38的相鄰車道中行駛的車輛意圖變道時(shí)，該系統(tǒng)可以改變分配給那個(gè)車輛的DSS52的尺寸，以反映這個(gè)意圖。此外，可使用多于一個(gè)的量度，其中，每個(gè)量度分配有其自身的DSS，在這里特定的檢測到的目標(biāo)可包括多個(gè)防護(hù)罩。防護(hù)罩52的尺寸可選擇為對與目標(biāo)碰撞的潛在時(shí)間(例如，2s)進(jìn)行編碼。動(dòng)作網(wǎng)格40的尺寸和分辨率和分配給特定目標(biāo)的防護(hù)罩52的尺寸也可以是可調(diào)節(jié)的參數(shù)，以允許駕駛員選擇性地控制自我車輛38與潛在碰撞威脅的相互作用，從而對于不同級別的駕駛員積極性是可選擇的。注意到的是，這個(gè)特性與將分配給網(wǎng)格單元42的權(quán)重更加相關(guān)，如下所述。此夕卜，如所提及的，由于目標(biāo)的檢測通常是不精確的，因此分配給特定目標(biāo)的DSS52也可以編碼有不確定因素，其可以是基于多個(gè)參數(shù)(例如地理位置、天氣、溫度等等)的權(quán)重值。同樣的，由于防護(hù)罩52的位置可從一個(gè)樣本時(shí)間變化到下一個(gè)樣本時(shí)間，可預(yù)期防護(hù)罩52的預(yù)測移動(dòng)模式，以因?yàn)轭A(yù)測未來目標(biāo)在哪的能力而進(jìn)一步加強(qiáng)與目標(biāo)碰撞的潛在風(fēng)險(xiǎn)的決策能力。
[0055]在一個(gè)實(shí)施例中，隨著特定目標(biāo)和自我車輛38之間相對速度的增加使得目標(biāo)和車輛38變得越來越近，目標(biāo)將成為潛在威脅的可能性提高，并且用于那個(gè)特定目標(biāo)的DSS52的尺寸應(yīng)被增加。因?yàn)槟繕?biāo)的檢測和對該目標(biāo)的安全防護(hù)罩的分配可基于自我車輛38和目標(biāo)之間的相對量度，并且不基于道路上的其它參數(shù)，如果在彼此周圍行駛的多個(gè)車輛全部都包括基于這個(gè)相對移動(dòng)的概念的相同實(shí)施，則可以實(shí)施威脅避免的一致性。
[0056]自我車輛38周圍的動(dòng)作網(wǎng)格42與每個(gè)DSS52相互作用或盤旋，其中，這個(gè)相互作用在評估模塊18中被評估用于避免碰撞。在這個(gè)不例中，用于車輛46、48和50的DSS52與網(wǎng)格40重疊。自我車輛38上的情形評估模塊18可導(dǎo)致行為決定模塊20由于那個(gè)相互作用而啟動(dòng)與本文的討論一致的車輛動(dòng)作。換句話說，如果分配給特定目標(biāo)的DSS52進(jìn)入動(dòng)作網(wǎng)格40，那么情形評估模塊18將認(rèn)別那個(gè)為潛在碰撞威脅，這將導(dǎo)致決定模塊20在需要時(shí)計(jì)算對車輛的位置和速度的糾正以避免碰撞。由于防護(hù)罩52的尺寸和形狀由已經(jīng)分配了防護(hù)罩52的目標(biāo)和自我車輛38的相對位置和速度來確定，防護(hù)罩52和動(dòng)作網(wǎng)格40之間相互作用的量設(shè)定威脅級別。例如，如果行駛在自我車輛38前面的車輛突然減速，那么該車輛和自我車輛38之間的相對位置將急速減少，并且這個(gè)車輛和自我車輛38之間的相對速度將急速增加，這會(huì)導(dǎo)致情形評估模塊18增大這個(gè)車輛周圍的防護(hù)罩52的尺寸，這將很可能導(dǎo)致防護(hù)罩52和動(dòng)作網(wǎng)格40相互作用，從而導(dǎo)致采取一些動(dòng)作避免與這個(gè)車輛的碰撞，例如減速或變道。
[0057]在一個(gè)實(shí)施例中，情形評估模塊18在內(nèi)部網(wǎng)格模型中離散化動(dòng)作網(wǎng)格40和安全防護(hù)罩52，以評估潛在的碰撞威脅。圖3是這樣的內(nèi)部網(wǎng)格模型60的示意圖。在模型60中，車道32、34和36用單元64的排62表示。自我車輛38由方框66表示并且動(dòng)作網(wǎng)格40由邊界68表示，邊界68覆蓋沿著車輛38行駛方向上的七個(gè)單元64以及越過車道32、34和36的橫向方向上的三個(gè)單元64，其中，方框66位于邊界68的中心。模型60中的區(qū)域70和72代表道路外，并且用黑色陰影代表車輛38離開道路的高威脅級別。車輛46、48和50在特定時(shí)間點(diǎn)的位置分別由方框74、76和78示出，并且也用黑色陰影，指示與車輛46、48和50之一處于相同單元64中的自我車輛38的威脅級別。每個(gè)車輛46、48和50周圍的DSS52由具有不同的黑色陰影的多個(gè)方框80表示，其中，方框越黑，特定方框80與代表實(shí)際車輛的方框越近。
[0058]圖2中的動(dòng)作網(wǎng)格40和圖3中的邊界68被認(rèn)別用于如上述討論的情形評估。它們也用來由行為決定模塊20提供決定，并用于基于已經(jīng)確定的風(fēng)險(xiǎn)評估執(zhí)行模塊22中的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。當(dāng)行為決定模塊20確定應(yīng)該采取特定的動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃模塊22然后確定自我車輛38將如何在單元間移動(dòng)?？梢允褂萌魏魏线m的技術(shù)來生成由決定模塊20確定的動(dòng)作。非限制性示例包括采用蜂窩自動(dòng)操作或優(yōu)化原則，這兩者都是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。注意到的是，動(dòng)作受限于自我車輛38的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)限制，這限制了取決于縱向速度和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的可達(dá)到的車輛橫向加速度。其它的限制可源自道路形狀、當(dāng)?shù)亟煌ㄒ?guī)則等等。
[0059]在運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的優(yōu)化方法中，每個(gè)單元64分配一個(gè)權(quán)重，其中，權(quán)重負(fù)值越大，自我車輛38在那個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)處于那個(gè)單元中的代價(jià)函數(shù)越高。在概率框架中，負(fù)的權(quán)重暗示著轉(zhuǎn)移到那個(gè)單元的較低的可能性。圖4是網(wǎng)格90的示意圖，示出了單元92，代表邊界68中的每個(gè)單元64。代表威脅的道路權(quán)重給每個(gè)單元92，基于可存在這些單元中的安全防護(hù)罩的部分。具體的，多個(gè)方框94顯示在一些單元92中，其中，每個(gè)方框94描述邊界68中的一個(gè)方框80。不包括方框94的那些單元92不具有在網(wǎng)格的那個(gè)離散化部分中的防護(hù)罩。網(wǎng)格90中示出的每個(gè)方框94包括數(shù)值，其認(rèn)別威脅代價(jià)函數(shù)，這被認(rèn)別用于處于那個(gè)特定單元中的自我車輛38。方框94中最大的負(fù)值表示陰影最黑的方框76以及目標(biāo)在那個(gè)防護(hù)罩中感知的確切位置，并因而代表最高的威脅。注意到的是，這是非限制性示例的方式，因?yàn)檫@可以是目標(biāo)的近似位置。隨著距離防護(hù)罩52的中心的距離的增加，在防護(hù)罩52中的權(quán)重的值減少(變得更小的負(fù)值)。
[0060]圖5是網(wǎng)格100的示意圖，也示出了單元102，其代表邊界68中的每個(gè)單元64。每個(gè)單元102分配有權(quán)重值，該權(quán)重值反映為在下一個(gè)時(shí)間間隔中潛在的動(dòng)作所付出的代價(jià)。在后續(xù)的樣本時(shí)間，動(dòng)作將改變自我車輛38的中心位置至邊界68中的另一個(gè)單元，不考慮可檢測到的其它目標(biāo)。在概率框架中，動(dòng)作權(quán)重等同于自我車輛38從單元的中心移動(dòng)到所有其它單元的轉(zhuǎn)移概率。如圖所示，自我車輛38所位于的網(wǎng)格100的中心單元，被分配零代價(jià)函數(shù)，意味著自我車輛38最安全的位置是處于那個(gè)單元中。中心單元代表根據(jù)自我車輛38的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)的自我車輛38的本位和優(yōu)化位置，但不考慮車輛38周圍的可能的障礙物。單元離自我車輛38行駛車道中的中心單元越遠(yuǎn)，代價(jià)函數(shù)提高，S卩，變得更負(fù)，因?yàn)樵谝粋€(gè)時(shí)間步長內(nèi)轉(zhuǎn)移到那個(gè)單元中通常是變得更加不安全，因此需要大的加速度。同樣的，離相鄰車道中的中心單元越遠(yuǎn)，也增加動(dòng)作權(quán)重。變道也與增加的代價(jià)函數(shù)相關(guān)。
[0061]在優(yōu)化的方法中，網(wǎng)格90中的道路權(quán)重與網(wǎng)格100中的動(dòng)作權(quán)重組合，來提供圖6示出的網(wǎng)格110，從該網(wǎng)格110能夠確定在下個(gè)時(shí)間步長中自我車輛38的優(yōu)化位置。網(wǎng)格110也示出了單元112，代表邊界68中的每個(gè)單元64。顯然的是，優(yōu)化的位置權(quán)重通過分別將來自網(wǎng)格90和100的相應(yīng)的道路權(quán)重和動(dòng)作權(quán)重的相加來確定，以評估自我車輛38在一個(gè)樣本時(shí)間段中從中心單元移動(dòng)到另一個(gè)單元的代價(jià)。注意到的是，優(yōu)化的位置權(quán)重可通過施加對道路權(quán)重和動(dòng)作權(quán)重的權(quán)重和來獲得。道路權(quán)重和動(dòng)作權(quán)重可實(shí)時(shí)地改變，以反映交通狀況的改變。
[0062]作為優(yōu)化方法的替換，行為決定模塊20和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃模塊22可以采用蜂窩自動(dòng)操作來實(shí)施。蜂窩自動(dòng)操作使用下述輸入:(i)位于動(dòng)作網(wǎng)格40內(nèi)的其它車輛的狀態(tài)，其中，這些狀態(tài)可以是質(zhì)心的相對位置和相對速度，和(ii)DSS覆蓋的網(wǎng)格單元。接著，蜂窩自動(dòng)操作施加一套預(yù)定的規(guī)則，來生成自我車輛38新的輸出狀態(tài)。例如，行為決定模塊20可確定自我車輛38應(yīng)該一直保持離每個(gè)目標(biāo)的DSS52 —個(gè)單元，并且因此自我車輛38將因此改變其狀態(tài)以滿足這個(gè)目標(biāo)。
[0063]如本領(lǐng)域技術(shù)人員將很好理解的，本文所討論的以描述本發(fā)明的一些不同的步驟和過程可涉及由使用電現(xiàn)象操縱和/或轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)、處理器或其它電子計(jì)算裝置執(zhí)行的操作。這些計(jì)算機(jī)和電子裝置可采用各種易失的和/或非易失的存儲(chǔ)器，包括非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，具有存儲(chǔ)在其上的可執(zhí)行程序，包括各種代碼或可執(zhí)行指令，能夠通過計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行，其中，存儲(chǔ)器和/或計(jì)算機(jī)可讀媒介可包括所有形式和類型的存儲(chǔ)器以及其它的計(jì)算機(jī)可讀媒介。
[0064]前述公開的討論僅是描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)這樣的討論和附圖以及權(quán)利要求，將容易認(rèn)識(shí)到能夠作出各種改變，修改和變化，而不脫離在如下述權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種識(shí)別潛在威脅的方法，所述方法包括: 檢測在自我車輛周圍的預(yù)定附近地區(qū)中的多個(gè)目標(biāo)； 確定每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的預(yù)定量度； 限定每個(gè)檢測到的目標(biāo)周圍的虛擬動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩，所述虛擬動(dòng)態(tài)安全防護(hù)罩具有由所述目標(biāo)和自我車輛之間的量度確定的尺寸； 限定自我車輛周圍的動(dòng)作網(wǎng)格；以及 基于所述目標(biāo)的防護(hù)罩和所述動(dòng)作網(wǎng)格是否重疊以及重疊多少，評估每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的潛在的相互作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測多個(gè)目標(biāo)包括采用自我車輛上的多個(gè)傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測多個(gè)目標(biāo)包括采用自我車輛和目標(biāo)之間的通訊信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定預(yù)定量度包括確定每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的相對速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定預(yù)定量度包括確定每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的相對加速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定預(yù)定量度包括確定每個(gè)檢測到的目標(biāo)和自我車輛之間的相對距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，限定所述安全防護(hù)罩包括給所述安全防護(hù)罩分配不確定因素，其限定關(guān)于目標(biāo)位置的不確定性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，限定所述安全防護(hù)罩包括基于駕駛員的積極性調(diào)整所述安全防護(hù)罩。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，限定所述安全防護(hù)罩包括基于目標(biāo)過去的位置，預(yù)測每個(gè)檢測到的目標(biāo)未來的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，限定動(dòng)作網(wǎng)格包括限定具有預(yù)定數(shù)量和尺寸的單元的動(dòng)作網(wǎng)格。
【文檔編號(hào)】B60R21/01GK104340152SQ201310757122
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】A·比斯, I·澤爾曼, M·喬多爾科夫斯基 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司