發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域

本公開總地涉及適于在自動(dòng)化車輛上的使用的車道延伸系統(tǒng)，并且更具體地涉及當(dāng)從相機(jī)圖像確定的視覺路徑不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖時(shí)，根據(jù)視覺路徑先前定義的當(dāng)前軌跡操作車輛的系統(tǒng)。

發(fā)明

背景技術(shù)：

已知使用相機(jī)來檢測(cè)道路的特征(例如車道標(biāo)記和路緣)以操作(例如轉(zhuǎn)向)自動(dòng)化車輛。然而，在一些實(shí)例中，這些特征可能是不一致的、減弱的或以其他方式不可用的。這些實(shí)例的示例包括但不限于十字路口、山頂、偏離的車道標(biāo)記、出口匝道、標(biāo)記不佳的車道和/或不正確地檢測(cè)到的視覺標(biāo)記。已經(jīng)提出使用諸如電子水平(eh)或通用的全球定位系統(tǒng)的數(shù)字地圖，但這種數(shù)字地圖要求不期望的頻繁的更新以保持與相機(jī)可檢測(cè)到的一致。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種適于在自動(dòng)化車輛上的使用的車道延伸系統(tǒng)。系統(tǒng)包括相機(jī)、位置設(shè)備和控制器。相機(jī)用于捕捉主車輛行進(jìn)的道路的圖像。位置設(shè)備用于確定主車輛在數(shù)字地圖上的位置?？刂破髋c相機(jī)和位置設(shè)備通信?？刂破髋渲脼榛谠趫D像中檢測(cè)到的道路的車道標(biāo)記確定視覺路徑、當(dāng)視覺路徑確實(shí)對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖時(shí)根據(jù)視覺路徑操作主車輛以及當(dāng)視覺路徑不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖時(shí)根據(jù)視覺路徑先前定義的當(dāng)前軌跡操作主車輛。

有利地，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前軌跡完成對(duì)主車輛的操作而不參考數(shù)字地圖。

在閱讀優(yōu)選實(shí)施例的下列詳細(xì)描述后，進(jìn)一步的特征和優(yōu)勢(shì)將更清楚地呈現(xiàn)，該優(yōu)選實(shí)施例僅作為非限制性的示例且參照附圖而給出。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖借助示例來描述本發(fā)明，在附圖中：

圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的車道延伸系統(tǒng)的示圖；

圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的由圖1的系統(tǒng)經(jīng)歷的交通場(chǎng)景；

圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的由圖1的系統(tǒng)經(jīng)歷的交通場(chǎng)景；以及

圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的由圖1的系統(tǒng)經(jīng)歷的交通場(chǎng)景。

具體實(shí)施方式

圖1示出適于在自動(dòng)化車輛(下文稱為主車輛12)上的使用的車道延伸系統(tǒng)10(下文稱為系統(tǒng)10)的非限制性示例。通常，系統(tǒng)10配置為在自動(dòng)模式14中操作(即駕駛)主車輛12，由此主車輛12的操作者16與乘客相差不多。即，操作者16實(shí)質(zhì)上與對(duì)主車輛12的轉(zhuǎn)向或?qū)铀倨骱椭苿?dòng)器的操作不相關(guān)。構(gòu)想主車輛12也可在手動(dòng)模式18中操作，其中操作者16對(duì)操作車輛控制20完全負(fù)責(zé)，或者在部分模式(未示出)中操作，其中對(duì)車輛的控制由操作者16和系統(tǒng)10的控制器24共享。

控制器24可包括諸如微處理器的處理器(未具體示出)或諸如包括用于處理數(shù)據(jù)的專用集成電路(asic)的模擬和/或數(shù)字控制電路的其它控制電路(如對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)當(dāng)是明顯的)。控制器24可包括用于儲(chǔ)存一個(gè)或多個(gè)例程、閾值和捕獲的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器(未具體示出)，包括非易失性存儲(chǔ)器，諸如電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(eeprom)。如本文中所描述，可通過處理器執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)例程以基于由控制器24接收的信號(hào)執(zhí)行操作主車輛12的步驟。

系統(tǒng)10包括用于捕捉主車輛12行進(jìn)的道路30的圖像28的相機(jī)26。圖像28可包括但不限于在道路30上或接近道路30的車道標(biāo)記32、其他車輛34和/或行人36。適于在主車輛12上的使用的相機(jī)26的示例是市售的，如將被本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)的。相機(jī)26可安裝在主車輛12的前面，或安裝在主車輛的內(nèi)部的適于使相機(jī)穿過主車輛12的擋風(fēng)玻璃觀察主車輛12周圍的區(qū)域的位置。

系統(tǒng)10包括用于確定主車輛12在數(shù)字地圖40上的位置42的位置設(shè)備38。位置設(shè)備38可類似于在全球定位系統(tǒng)(gps)和/或電子水平類型的系統(tǒng)中使用的那些。位置42可表達(dá)為例如對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40上的特定位置的全球坐標(biāo)?？商娲?，位置42可以被表達(dá)為到沿道路30布置的一個(gè)或多個(gè)基于地面的應(yīng)答器的距離和方向。一些先前系統(tǒng)依賴廣泛詳細(xì)地描述或模擬駕駛環(huán)境(即道路30)的各種形式的數(shù)字地圖，因此車輛理論上可以使用高精度版本的位置設(shè)備而不利用諸如圖像28的任何其他信息來操作。如在之后的描述中將變得明顯的，本文中所描述的系統(tǒng)10使用的數(shù)字地圖40僅提供了關(guān)于道路30相對(duì)低水平的細(xì)節(jié)，例如在主車輛前方的道路30的形狀，諸如指示道路30是直的或彎曲的。

控制器24與相機(jī)26和位置設(shè)備38電氣通信，因此控制器24可接收來自相應(yīng)設(shè)備的圖像28和位置42?？刂破?4通常配置為使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的圖像處理算法處理圖像28以基于但不限于在圖像28中檢測(cè)到的或存在的道路30的車道標(biāo)記32來確定視覺路徑44。如本文中所使用的，視覺路徑44定義沿道路30的路徑，控制器24在自動(dòng)模式14中對(duì)主車輛的操作的期間跟隨該路徑，自動(dòng)模式14控制主車輛12的車輛控制20的轉(zhuǎn)向、加速器和/或制動(dòng)器。即，系統(tǒng)10使用圖像28以確定車輛控制20怎樣被操作以駕駛主車輛12。

如在之后的描述中將變得明顯的，本文中所描述的系統(tǒng)10相對(duì)于依賴于諸如高分辨率數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫和昂貴的高精度全球定位設(shè)備的其他裝置的先前系統(tǒng)對(duì)于操作主車輛12具有優(yōu)勢(shì)。即，系統(tǒng)10或更具體地控制器24配置為當(dāng)視覺路徑44確實(shí)對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖時(shí)根據(jù)或沿著視覺路徑44操作主車輛12。換句話說，只要圖像28足以提供與數(shù)字地圖40不一致的視覺路徑44，控制器24中的視覺/地圖匹配邏輯46選擇跟隨視覺路徑的選項(xiàng)并且跟隨視覺路徑44。

與為提供在沒有圖像28的情形下操作車輛的方法而已經(jīng)引起成本和復(fù)雜性的先前系統(tǒng)相反，本文中所描述的控制器24配置為當(dāng)視覺路徑44不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40時(shí)根據(jù)視覺路徑44先前定義的當(dāng)前軌跡50來操作主車輛12。即，如果圖像28不足以確定視覺路徑44和數(shù)字地圖40對(duì)于道路30指示相同的形狀，或者視覺路徑44和數(shù)字地圖40指示的道路30的形狀不一致，即視覺路徑44和數(shù)字地圖40不對(duì)應(yīng)，則系統(tǒng)10簡(jiǎn)單地至少暫時(shí)地按相同方式繼續(xù)轉(zhuǎn)向主車輛12，例如沿同樣的彎曲或在直線上的路徑(當(dāng)前軌跡50)，直到圖像28重新變得足以確定對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40的視覺路徑44。

系統(tǒng)10將在不采取一些輔助行動(dòng)的情形下根據(jù)當(dāng)前軌跡50操作主車輛12多長時(shí)間或多遠(yuǎn)將取決于多種因素，例如但不限于相機(jī)26的操作狀態(tài)、主車輛12的速度、在視覺路徑44不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40的情況之前視覺路徑44和數(shù)字地圖40確實(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間的程度/長度和/或在主車輛12的路徑中對(duì)某個(gè)物體的檢測(cè)。需要強(qiáng)調(diào)，與先前系統(tǒng)相反，本文中所描述的系統(tǒng)10相對(duì)于先前系統(tǒng)具有成本和復(fù)雜性的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閷?duì)主車輛12的操作根據(jù)當(dāng)前軌跡50完成而不參考數(shù)字地圖40。

圖2示出了道路30的十字路口52的非限制性示例，其已經(jīng)被觀察到導(dǎo)致對(duì)于操作自動(dòng)化車輛的僅基于視覺的系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向可信度的問題。還觀察到新的轉(zhuǎn)向車道和出口匝道導(dǎo)致相似的問題。因?yàn)槁肪?6提供的右邊緣標(biāo)記54從道路30的中央線提供的左邊緣標(biāo)記58偏離，視覺路徑44可能轉(zhuǎn)向離開對(duì)應(yīng)于指示道路30是直路的數(shù)字地圖40的當(dāng)前軌跡50。這是當(dāng)因?yàn)檐嚨罉?biāo)記32不穿過十字路口52延伸車道標(biāo)記32未被檢測(cè)到時(shí)視覺路徑44不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40的地方的示例。為了克服這個(gè)問題，控制器24僅僅在當(dāng)前軌跡50中轉(zhuǎn)向主車輛12，在該示例中直線向前，并且這樣做不是因?yàn)閿?shù)字地圖40指示道路30是直路，而是因?yàn)橥茰y(cè)通過直行將重新檢測(cè)到足夠的特征使得視覺路徑44和數(shù)字地圖40將重新對(duì)應(yīng)。

圖3示出道路30的另一非限制性示例，其可能導(dǎo)致視覺路徑44不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40。在該示例中道路30包括其他車輛34行進(jìn)的旁路60。道路30包括阻止相機(jī)26看見在山頂62另一邊的道路30的山頂62。在該實(shí)例中，視覺路徑44指示道路30在山頂62處停止，但數(shù)字地圖40指示道路30在山頂?shù)牧硪贿叴嬖?。由此，視覺路徑不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40。如在圖2所示的先前情形下，控制器24僅僅根據(jù)當(dāng)前軌跡50轉(zhuǎn)向主車輛12，并且這樣做不是因?yàn)閿?shù)字地圖40指示道路30存在，而是因?yàn)橥茰y(cè)通過直行將重新檢測(cè)到足夠的特征使得視覺路徑44和數(shù)字地圖40將重新對(duì)應(yīng)。

控制器24可進(jìn)一步配置為當(dāng)視覺路徑44不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40時(shí)根據(jù)當(dāng)前軌跡50操作主車輛12，直到在主車輛12的行進(jìn)路徑64中檢測(cè)到物體66(例如完成指示的轉(zhuǎn)彎之后的其他車輛34)。如本文中所使用的，行進(jìn)路徑64是主車輛12使用本文中所描述的系統(tǒng)10最終將跟隨的路徑。在主車輛12通過山頂62之后，控制器24可能花一點(diǎn)時(shí)間重新確定對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40的視覺路徑44，因此主車輛12繼續(xù)根據(jù)當(dāng)前軌跡50行進(jìn)。然而，如果其他車輛34執(zhí)行圖3中顯示的轉(zhuǎn)向并且因此在行進(jìn)路徑64中，則控制器24可能采取某些行動(dòng)以阻止與其他車輛34的碰撞，盡管視覺路徑44可能還未對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40。物體66的其他非限制性的示例包括跨過行進(jìn)路徑64的行人36(圖3中未示出)或行進(jìn)路徑64中的道路30上的碎片(圖3中未示出)。

如上所提出的，控制器24可進(jìn)一步配置為操作主車輛12以避免與在主車輛12的行進(jìn)路徑64中檢測(cè)到的物體66的碰撞。為了避免碰撞，控制器24可以例如應(yīng)用主車輛12的制動(dòng)和/或操作轉(zhuǎn)向以將主車輛12轉(zhuǎn)向進(jìn)另一車道或到道路30的路肩上。即，當(dāng)在行進(jìn)路徑中檢測(cè)到物體66(其他車輛34)時(shí)，主車輛12可以停止、減速和/或轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離行進(jìn)路徑64，并且因此不繼續(xù)根據(jù)當(dāng)前軌跡50行進(jìn)。

圖4示出可能導(dǎo)致視覺路徑44不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40的道路30的另一非限制性示例。在該示例中，道路30包括建設(shè)區(qū)68，其中道路30的一部分不具有控制器能夠使用以確定視覺路徑44的任何視覺提示，例如車道標(biāo)記、路緣或人行道邊緣。由此，視覺路徑不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40。與圖2和3示出的當(dāng)視覺路徑44不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖時(shí)控制器24僅僅將主車輛12轉(zhuǎn)向在直線方向中的先前情形相反，在該非限制性示例中道路30是彎曲的，因此視覺路徑44在建設(shè)區(qū)68開始的點(diǎn)之前是彎曲的。由此，視覺路徑44先前定義的當(dāng)前軌跡50也是彎曲的。主車輛12通過固定或保持在建設(shè)區(qū)68開始的點(diǎn)時(shí)(即在視覺路徑44不對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40的點(diǎn)時(shí))使用的主車輛12的方向盤的角度來跟隨當(dāng)前軌跡50。通過保持方向盤的角度，主車輛跟隨當(dāng)前軌跡50，并且這樣做不是因?yàn)閿?shù)字地圖40指示道路30在建設(shè)區(qū)68的另一邊恢復(fù)，而是因?yàn)橥茰y(cè)通過在曲線的相同半徑繼續(xù)使主車輛12轉(zhuǎn)彎將重新檢測(cè)到足夠的特征使得視覺路徑44和數(shù)字地圖40將重新對(duì)應(yīng)。在根據(jù)當(dāng)前軌跡50行進(jìn)之后，檢測(cè)到足夠的視覺提示，并且當(dāng)對(duì)車道標(biāo)記32的檢測(cè)恢復(fù)使得視覺路徑44和數(shù)字地圖40將重新對(duì)應(yīng)時(shí)控制器24配置為恢復(fù)根據(jù)視覺路徑44對(duì)主車輛12的操作。

因此，提供了車道延伸系統(tǒng)(系統(tǒng)10)、用于系統(tǒng)10的控制器24以及操作系統(tǒng)10的方法。與先前系統(tǒng)相反，本文中所描述的系統(tǒng)10與先前系統(tǒng)相比花費(fèi)更少并且更簡(jiǎn)單，因?yàn)楫?dāng)來自相機(jī)26的圖像28不足以確定對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40的視覺路徑44時(shí)，系統(tǒng)10僅僅根據(jù)當(dāng)前軌跡50轉(zhuǎn)向主車輛12(例如繼續(xù)沿著當(dāng)前彎曲或直的路徑)。根據(jù)當(dāng)前軌跡50轉(zhuǎn)向不參考數(shù)字地圖40地完成，并且預(yù)期繼續(xù)，直到圖像28重新變得足以確定對(duì)應(yīng)于數(shù)字地圖40的視覺路徑44，或直到需要避免主車輛12的行進(jìn)路徑64中的物體66以阻止碰撞。

盡管已針對(duì)其優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而本發(fā)明不旨在受如此限制，而是僅受所附權(quán)利要求書中給出的范圍限制。