主动车道辅助的系统和方法

技术领域

本发明涉及自主运载工具操作管理和高级驾驶员辅助系统。

背景技术

运载工具中的单踏板功能允许驾驶员在不使用制动踏板的情况下实际进行驾驶。通过允许驾驶员单独使用加速器踏板调节相对高的减速率来做到这一点。然而，常见的抱怨是，诸如在高速公路上巡航时等，当驾驶员释放加速器踏板时运载工具减速太多。这就要求驾驶员更加专注于小心地调节运载工具的速度。在某些情况下，诸如当前方运载工具开始快速减速时等，当驾驶员释放加速器踏板时运载工具没有足够减速。这导致驾驶期间压力增加。因此，需要系统和方法来将加速器踏板行为和驾驶员预期相匹配。

发明内容

本文公开了自主运载工具操作管理和自主驾驶中的主动车道辅助的方面、特征、要素、实现和实施例。

所公开实施例的一方面是一种主运载工具中使用的方法。该方法包括获得传感器数据。可以获得传感器数据以确定与主运载工具的操作环境相关联的场景。该方法包括计算减速估计。减速估计可以基于场景。该方法包括计算反馈力。反馈力可以基于减速估计。该方法包括基于所计算出的反馈力来调整加速器踏板输出(APO)到转矩的转换。APO到转矩的转换调整可以以基于场景的速率发生。

所公开实施例的一方面是主运载工具。主运载工具可以包括一个或多于一个传感器。该一个或多于一个传感器可以被配置为从主运载工具的操作环境获得数据。主运载工具可以包括处理器，该处理器被配置为基于所获得的数据来确定场景。处理器可以被配置为基于场景来计算减速估计。处理器可以被配置为基于减速估计来计算反馈力。处理器可以被配置为基于所计算出的反馈力来调整APO到转矩的转换。APO到转矩的转换调整可以以基于场景的速率发生。

本文公开的方法、设备、过程和算法的这些的变型和其他方面、特征、要素、实现和实施例将在下文中进一步详细描述。

附图说明

通过参考以下描述和附图中提供的示例，本文公开的方法和设备的各个方面将变得更明显，在附图中：

图1是可以实现本文公开的方面、特征和要素的运载工具的示例的图。

图2是可以实现本文公开的方面、特征和要素的运载工具运输和通信系统的一部分的示例的图。

图3是根据本发明的运载工具中使用的主动车道辅助系统的示例的图。

图4是图3所示的主动车道辅助系统的运载工具环境监视器的示例的图。

图5A是示出根据本发明的主动车道辅助关注区域的场景的示例的框图。

图5B是示出根据本发明的主动车道辅助关注区域的场景的另一示例的框图。

图6是根据本发明的实施例的运载工具中使用的主动车道辅助方法的示例的流程图。

具体实施方式

主动踏板算法可以用于修改加速器踏板特性(pedal map)，以针对相同的加速器踏板位置和运载工具速度产生更大的减速。例如，修改加速器踏板特性可以向运载工具的驾驶员给予运载工具在更接近领先运载工具期间正在进行抵抗的感觉。可以基于例如将运载工具分类为车道内、相邻车道或迎面而来的场景确定来修改加速器踏板特性。可以基于场景确定来生成减速估计。本文公开的主动车道辅助方法和系统可以基于领先运载工具、道路属性、静态对象或其任何组合来修改加速器踏板范围。道路属性可以包括斜坡、下坡、弯路、车道标记、停止线或任何其他道路标记或特性。

本文公开的主动车道辅助方法和系统可以增强驾驶员的享受。例如，加速器踏板范围可以被调整为匹配驾驶员预期，使得在开放、自由移动的情形下，在运载工具如预期的那样滑行和巡航时，驾驶员可以放松并将其脚从加速器上拿开。在需要更高速度调制的交通或位置(诸如交叉口和驻车场等)中，例如运载工具可以被配置为当驾驶员释放加速器踏板时充分减速。本文公开的方法和系统可以使用机器学习方法以供进行连续的场景确定。

尽管本文参考自主运载工具进行描述，但是本文描述的方法和设备可以在能够自主或半自主操作的任何运载工具中实现。尽管参考运载工具运输网络进行了描述，但是本文描述的方法和设备可以包括在运载工具可导航的任何区域中进行操作的自主运载工具。

图1是可以实现本文公开的方面、特征和要素的运载工具的示例的图。如图所示，运载工具1000包括底盘1100、动力总成1200、控制器1300和轮1400。虽然为了简单起见，运载工具1000被示出为包括四个轮1400，但是可以使用一个或多于一个任何其他推进装置(诸如推动器或踏步板等)。在图1中，使诸如动力总成1200、控制器1300和轮1400等的元件互连的线指示诸如数据或控制信号等的信息、诸如电力或转矩等的动力、或者信息和动力这两者可以在各个元件之间通信。例如，控制器1300可以从动力总成1200接收动力，并且可以与动力总成1200、轮1400或这两者通信以控制运载工具1000，这可以包括加速、减速、转向或以其他方式控制运载工具1000。

如图所示，动力总成1200包括动力源1210、变速器1220、转向单元1230和致动器1240。可以包括动力总成的其他元件(诸如悬架、驱动轴、轮轴或排气系统等)或元件的组合。尽管单独示出，但是轮1400可以被包括在动力总成1200中。

动力源1210可以包括引擎、电池或其组合。动力源1210可以是可操作以提供能量(诸如电能、热能或动能等)的任何装置或装置的组合。例如，动力源1210可以包括引擎(诸如内燃机、电动马达或者内燃机和电动马达的组合等)，并且可以是可操作的以向轮1400中的一个或多于一个轮提供动能作为原动力。动力源1210可以包括势能单元，诸如一个或多于一个干电池(诸如镍镉(NiCd)电池、镍锌(NiZn)电池、镍氢(NiMH)电池、锂离子(Li-ion)电池等)、太阳能电池、燃料电池、或能够提供能量的任何其他装置等。

变速器1220可以从动力源1210接收能量(诸如动能等)，并且可以将该能量传输到轮1400以提供原动力。变速器1220可以由控制器1300、致动器1240或这两者控制。转向单元1230可以由控制器1300、致动器1240或这两者控制，并且转向单元1230可以控制轮1400以使运载工具转向。致动器1240可以从控制器1300接收信号，并且可以致动或控制动力源1210、变速器1220、转向单元1230或其任何组合以操作运载工具1000。

如图所示，控制器1300可以包括定位单元1310、电子通信单元1320、处理器1330、存储器1340、用户接口1350、传感器1360、电子通信接口1370或其任何组合。尽管被示出为单个单元，但是控制器1300的任意一个或多于一个元件可以集成到任意数量的单独物理单元中。例如，用户接口1350和处理器1330可以集成在第一物理单元中，并且存储器1340可以集成在第二物理单元中。尽管在图1中未示出，但是控制器1300可以包括诸如电池等的动力源。尽管被示出为单独的元件，但是定位单元1310、电子通信单元1320、处理器1330、存储器1340、用户接口1350、传感器1360、电子通信接口1370或其任何组合可以集成在一个或多于一个电子单元、电路或芯片中。

处理器1330可以包括现有的或随后开发的能够操纵或处理信号或其他信息的任何装置或装置的组合，该处理器1330包括光学处理器、量子处理器、分子处理器或其组合。例如，处理器1330可以包括一个或多于一个专用处理器、一个或多于一个数字信号处理器、一个或多于一个微处理器、一个或多于一个控制器、一个或多于一个微控制器、一个或多于一个集成电路、一个或多于一个专用集成电路、一个或多于一个现场可编程门阵列、一个或多于一个可编程逻辑阵列、一个或多于一个可编程逻辑控制器、一个或多于一个状态机或者其任何组合。处理器1330可以与定位单元1310、存储器1340、电子通信接口1370、电子通信单元1320、用户接口1350、传感器1360、动力总成1200或其任何组合可操作地耦接。例如，处理器可以经由通信总线1380与存储器1340可操作地耦接。

存储器1340可以包括能够例如包含、存储、通信或运输机器可读指令或与其相关联的任何信息的任何有形的非暂态计算机可用或计算机可读介质，以供处理器1330使用或与该处理器1330相关地使用。存储器1340例如可以是一个或多于一个固态驱动器、一个或多于一个存储卡、一个或多于一个可移动介质、一个或多于一个只读存储器、一个或多于一个随机存取存储器、一个或多于一个盘(包括硬盘、软盘、光盘)、磁卡或光卡、或适合于存储电子信息的任何类型的非暂态介质或其任何组合。

通信接口1370可以是如图所示的无线天线、有线通信端口、光通信端口或能够与有线或无线电子通信介质1500交互的任何其他有线或无线单元。尽管图1示出经由单个通信链路进行通信的通信接口1370，但是通信接口可以被配置为经由多个通信链路进行通信。尽管图1示出单个通信接口1370，但是运载工具可以包括任意数量的通信接口。

通信单元1320可以被配置为经由有线或无线电子通信介质1500(诸如经由通信接口1370等)发送或接收信号。尽管在图1中未明确示出，但是通信单元1320可以被配置为经由任何有线或无线通信介质(诸如射频(RF)、紫外线(UV)、可见光、光纤、有线线路或其组合等)来进行发送、接收或这两者。尽管图1示出单个通信单元1320和单个通信接口1370，但是可以使用任意数量的通信单元和任意数量的通信接口。在一些实施例中，通信单元1320可以包括专用短距离通信(DSRC)单元、机载(on-board)单元(OBU)或其组合。

定位单元1310可以确定地理位置信息，诸如运载工具1000的经度、纬度、高度、行驶方向或速度等。例如，定位单元可以包括全球定位系统(GPS)单元，诸如启用广域增强系统(WAAS)的美国国家海洋电子协会(NMEA)单元、无线电三角测量单元或其组合等。定位单元1310可以用于获得例如表示运载工具1000的当前航向、运载工具1000在二维或三维中的当前位置、运载工具1000的当前角定向或其组合的信息。

用户接口1350可以包括能够与人交互的任何单元，诸如虚拟或物理键盘、触摸板、显示器、触摸显示器、平视显示器(heads-up display)、虚拟显示器、增强现实显示器、触觉显示器、特征跟踪装置(诸如眼跟踪装置等)、扬声器、麦克风、摄像机、传感器、打印机或其任何组合等。如图所示，用户接口1350可以与处理器1330可操作地耦接，或者与控制器1300的任何其他元件可操作地耦接。尽管被示出为单个单元，但是用户接口1350可以包括一个或多于一个物理单元。例如，用户接口1350可以包括用于与人进行音频通信的音频接口、以及用于与人进行基于视觉和触摸的通信的触摸显示器。用户接口1350可以包括多个显示器，诸如物理上分开的多个单元、单个物理单元内的多个定义部分或其组合等。

传感器1360可以包括一个或多于一个传感器(诸如传感器阵列等)，其可以是可操作的以提供可以用于控制运载工具的信息。传感器1360可以提供与运载工具1000的当前操作特性相关的信息。传感器1360例如可以包括速度传感器、加速度传感器、转向角传感器、牵引力相关传感器、制动相关传感器、方向盘位置传感器、眼跟踪传感器、座椅位置传感器或任何传感器或者传感器的组合，这些传感器可操作以报告与运载工具1000的当前动态情形的某些方面相关的信息。

传感器1360可以包括可操作以获得与运载工具1000周围的物理环境相关的信息的一个或多于一个传感器。例如，一个或多于一个传感器可以检测道路几何形状和特征(诸如车道线等)以及阻碍物(诸如固定阻碍物、运载工具和行人等)。传感器1360可以是或可以包括现在已知的或随后开发的一个或多于一个摄像机、激光感测系统、红外感测系统、声感测系统、或任何其他合适类型的车载环境感测装置、或装置的组合。在一些实施例中，传感器1360和定位单元1310可以是组合单元。

尽管未单独示出，但是运载工具1000可以包括轨迹控制器。例如，控制器1300可以包括轨迹控制器。轨迹控制器可操作以获得用于描述运载工具1000的当前状态和针对运载工具1000规划的路线的信息，并且基于该信息来确定和优化运载工具1000的轨迹。在一些实施例中，轨迹控制器可以输出可操作以控制运载工具1000使得运载工具1000跟随由轨迹控制器确定的轨迹的信号。例如，轨迹控制器的输出可以是优化轨迹，该优化轨迹可以被供给到动力总成1200、轮1400或这两者。在一些实施例中，优化轨迹可以是诸如转向角集合等的控制输入，其中各个转向角与时间点或位置相对应。在一些实施例中，优化轨迹可以是一个或多于一个路径、线路、弯路或其组合。

轮1400中的一个或多于一个轮可以是：在转向单元1230的控制下可以枢转至转向角的转向轮；在变速器1220的控制下可以扭转以推动运载工具1000的推动轮；或可以对运载工具1000进行转向和推动的转向推动轮。

尽管图1中未示出，但运载工具可以包括未在图1中示出的单元或元件，诸如壳体、

运载工具1000可以是在没有直接人工干预的情况下自主控制以穿越运载工具运输网络的一部分的自主运载工具。尽管在图1中未单独示出，但是自主运载工具可以包括自主运载工具控制单元，该自主运载工具控制单元可以进行自主运载工具选路、导航和控制。自主运载工具控制单元可以与运载工具的其他单元集成。例如，控制器1300可以包括自主运载工具控制单元。

自主运载工具控制单元可以根据当前运载工具操作参数来控制或操作运载工具1000以穿越运载工具运输网络的一部分。自主运载工具控制单元可以控制或操作运载工具1000以进行定义的操作或机动动作，诸如停放运载工具等。自主运载工具控制单元可以基于运载工具信息、环境信息、表示运载工具运输网络的运载工具运输网络数据或其组合来生成从诸如运载工具1000的当前位置等的起点到目的地的行驶路线，并且可以根据该路线来控制或操作运载工具1000以穿越运载工具运输网络。例如，自主运载工具控制单元可以将行驶路线输出到轨迹控制器，并且轨迹控制器可以使用所生成的路线来操作运载工具1000以从起点行驶到目的地。

图2是可以实现本文公开的方面、特征和要素的运载工具运输和通信系统2000的一部分的示例的图。运载工具运输和通信系统2000可以包括诸如图1所示的运载工具1000等的一个或多于一个运载工具2100/2110，其可以经由一个或多于一个运载工具运输网络2200的一个或多于一个部分行驶，并且可以经由一个或多于一个电子通信网络2300进行通信。尽管在图2中没有明确示出，但是运载工具可以穿越在运载工具运输网络中未明确或完全包括的区域(诸如越野区域等)。

电子通信网络2300例如可以是多址系统并且可以提供用于运载工具2100/2110与一个或多于一个通信装置2400之间的通信，诸如语音通信、数据通信、视频通信、消息传送通信或其组合等。例如，运载工具2100/2110可以经由网络2300从通信装置2400接收诸如表示运载工具运输网络2200的信息等的信息。

在一些实施例中，运载工具2100/2110可以经由有线通信链路(未示出)、无线通信链路2310/2320/2370、或任意数量的有线或无线通信链路的组合进行通信。例如，如图所示，运载工具2100/2110可以经由地面无线通信链路2310、经由非地面无线通信链路2320或经由其组合进行通信。地面无线通信链路2310可以包括以太网链路、串行链路、蓝牙链路、红外(IR)链路、紫外线(UV)链路或能够提供电子通信的任何链路。

运载工具2100/2110可以与另一运载工具2100/2110进行通信。例如，主运载工具(HV)或主体运载工具2100可以经由直接通信链路2370或经由网络2300从远方运载工具(RV)或目标运载工具2110接收一个或多于一个自动化运载工具间消息(诸如基本安全消息(BSM)等)。例如，远方运载工具2110可以将该消息广播到在定义的广播范围(诸如300米等)内的主运载工具。在一些实施例中，主运载工具2100可以经由诸如信号中继器(未示出)或其他远方运载工具(未示出)等的第三方接收消息。运载工具2100/2110可以基于例如定义的间隔(诸如100毫秒等)定期地发送一个或多于一个自动化运载工具间消息。

自动化运载工具间消息可以包括运载工具识别信息、地理空间状态信息(诸如经度、纬度或高度信息等)、地理空间位置准确性信息、运动学状态信息(诸如运载工具加速信息、偏航率信息、速度信息、运载工具航向信息、制动系统状况信息、油门信息、方向盘角度信息等)、或运载工具选路信息、或运载工具操作状态信息(诸如运载工具尺寸信息、前照灯状态信息、转弯信号灯信息、雨刷状况信息、变速器信息或与使运载工具状态变速相关的任何其他信息或信息的组合等)。例如，变速器状态信息可以指示使运载工具变速的变速器是处于空档状态、驻车状态、前进状态还是倒车状态。

运载工具2100可以经由接入点2330与通信网络2300进行通信。可以包括计算装置的接入点2330可以被配置为经由有线或无线通信链路2310/2340与运载工具2100、与通信网络2300、与一个或多于一个通信装置2400、或与其组合进行通信。例如，接入点2330可以是基站、基站收发器站(BTS)、节点B(Node-B)、增强型节点B(eNode-B)、家庭节点B(HomeNode-B，HNode-B)、无线路由器、有线路由器、集线器、中继器、交换机或任何类似的有线或无线装置。尽管图2中被示出为单个单元，但是接入点可以包括任意数量的互连元件。

运载工具2100可以经由卫星2350或其他非地面通信装置与通信网络2300进行通信。可以包括计算装置的卫星2350可以被配置为经由一个或多于一个通信链路2320/2360与运载工具2100、与通信网络2300、与一个或多于一个通信装置2400、或与其组合进行通信。尽管图2中被示出为单个单元，但是卫星可以包括任意数量的互连元件。

电子通信网络2300可以是被配置为提供语音通信、数据通信或任何其他类型的电子通信的任何类型的网络。例如，电子通信网络2300可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网(VPN)、移动或蜂窝电话网络、因特网或任何其他电子通信系统。电子通信网络2300可以使用诸如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、因特网协议(IP)、实时传输协议(RTP)、超文本传输协议(HTTP)或其组合等的通信协议。尽管图2中被示出为单个单元，但是电子通信网络可以包括任意数量的互连元件。

运载工具2100可以识别运载工具运输网络2200的一部分或条件。例如，运载工具2100可以包括一个或多于一个车载传感器2105(诸如图1所示的传感器1360等)，该一个或多于一个车载传感器2105可以包括速度传感器、轮速传感器、照相机、陀螺仪、光学传感器、激光传感器、雷达传感器、声波传感器、或者能够确定或识别运载工具运输网络2200的一部分或条件的任何其他传感器或装置或者其组合。传感器数据可以包括车道线数据、远方运载工具位置数据或这两者。

运载工具2100可以使用经由网络2300通信的信息(诸如表示运载工具运输网络2200的信息、由一个或多于一个车载传感器2105识别的信息或其组合等)来穿越一个或多于一个运载工具运输网络2200的一个或多于一个部分。

尽管为了简单起见，图2示出两个运载工具2100、2110，一个运载工具运输网络2200，一个电子通信网络2300和一个通信装置2400，但是可以使用任意数量的运载工具、网络或计算装置。运载工具运输和通信系统2000可以包括未在图2中示出的装置、单元或元件。尽管运载工具2100被示出为单个单元，但是运载工具可以包括任意数量的互连元件。

尽管示出了运载工具2100经由网络2300与通信装置2400进行通信，但是运载工具2100可以经由任意数量的直接或间接通信链路与通信装置2400进行通信。例如，运载工具2100可以经由诸如蓝牙通信链路等的直接通信链路与通信装置2400进行通信。

在一些实施例中，运载工具2100/2210可以与实体2500/2510(诸如运载工具的驾驶员、操作者或拥有者等)相关联。在一些实施例中，与运载工具2100/2110相关联的实体2500/2510可以与一个或多于一个个人电子装置2502/2504/2512/2514(诸如智能电话2502/2512或计算机2504/2514等)相关联。在一些实施例中，个人电子装置2502/2504/2512/2514可以经由直接或间接通信链路与相应的运载工具2100/2110进行通信。尽管在图2中一个实体2500/2510被示出为与一个运载工具2100/2110相关联，但是任意数量的运载工具可以与实体相关联并且任意数量的实体可以与运载工具相关联。

图3是根据本发明的运载工具中使用的主动车道辅助系统3000的示例的图。主动车道辅助系统3000包括处理器3010(诸如图1所示的处理器1330等)、存储器3020(诸如图1所示的存储器1340等)以及一个或多于一个传感器3030(诸如图1所示的传感器1360等)。

处理器3010包括运载工具环境监视器3040和运载工具控制器3050。运载工具环境监视器3040可以使操作环境数据相关、相关联或以其他方式处理操作环境数据以确定场景。确定场景可以包括：识别、跟踪或预测主运载工具的操作环境中的一个或多于一个远方运载工具的动作(诸如指示沿着主运载工具的预期路径的缓慢或静止远方运载工具的信息等)，以识别主运载工具的操作环境的一个或多于一个方面(诸如主运载工具的操作环境中的运载工具运输网络几何形状等)或者在地理空间上与车道操作相对应的方面的组合。例如，运载工具环境监视器3040可以从一个或多于一个传感器3030接收信息(诸如传感器数据等)，该信息可以对应于：主运载工具的操作环境中的一个或多于一个远方运载工具、主运载工具的操作环境中该主运载工具的操作环境的一个或多于一个方面、或者在地理空间上与场景(例如与诸如制动、加速、转向或其任何组合等的运载工具操作相关联)相对应的方面的组合。运载工具环境监视器3040可以将传感器数据与主运载工具的操作环境中的一个或多于一个所识别的远方运载工具、主运载工具的操作环境的一个或多于一个方面或者在地理空间上与运载工具操作相对应的方面的组合相关联，这可以包括针对各个所识别的远方运载工具中的一个或多于一个来识别当前或预期的行驶方向、路径(诸如预期路径等)、当前或预期速度、当前或预期的加速率或其组合。运载工具环境监视器3040可以将所识别的、相关联的或所生成的场景信息输出到运载工具控制器3050，或者供运载工具控制器3050访问。场景信息可以将运载工具分类为车道内、相邻车道、迎面而来或其他分类。车道内运载工具可以被分类为主运载工具已经识别出其正在跟随的领先运载工具。相邻车道运载工具可以被分类为位于相邻车道中的相邻运载工具。在主运载工具进行或正在进行进入相邻车道的变道之后，相邻运载工具可以被重新分类为领先运载工具。迎面而来的运载工具是正在穿越朝向主运载工具的方向的运载工具，并且可能与主运载工具在相同车道中或者在相邻车道中。

存储器3020包括一个或多于一个踏板特性3060。踏板特性3060可以被称为加速器特性，并且可以与诸如正常模式、再生模式或舒适模式等的驾驶模式相关联。例如，再生模式可以在释放加速器踏板时提供大的减速(即，主动制动)，并且舒适模式可以在释放加速器踏板时提供最小减速以提供滑行体验。正常模式可以是再生模式和舒适模式的混合，其中提供了适度的减速。各踏板特性可以是将驾驶员加速器踏板输出(APO)转换到驾驶员转矩请求的方法的表示。踏板特性可以被表示为转矩相对于速度和APO的曲线，并且可以用于基于驾驶模式、主运载工具速度、APO或其任何组合来估计驾驶员转矩或加速请求。

运载工具控制器3050包括主动辅助控制器3070，并且被配置为从运载工具环境监视器3040接收场景信息。主动辅助控制器3070被配置为基于场景信息来修改来自存储器3020的踏板特性。动态修改的踏板特性可以用于基于对不久的将来(即，在接下来的10秒内)的潜在减速要求估计来调整释放加速器踏板时的最大减速。最大减速估计可以基于领先运载工具、道路属性、静态对象或其任何组合的减速估计。领先运载工具的减速估计可以基于主运载工具的当前速度(v

领先运载工具的减速估计可以是基于领先运载工具距主运载工具的相对距离、领先运载工具的相对速度和领先运载工具的相对加速度的函数的动态估计。

道路属性的减速估计可以基于主运载工具的当前速度(v

静态对象的减速估计可以基于主运载工具的当前速度(v

滤波器3075可以被应用于主动辅助控制器3070的输出。滤波器3075可以输出主动辅助请求3080。在示例中，主动辅助请求3080可以是从所选择的驾驶模式下的额定转矩请求中减去以调整在释放加速器踏板时可能的最大减速的转矩请求。滤波器3075可以是用于平滑地修改主动辅助请求3080以调整释放加速器踏板时的最大减速的速率限制器。主动辅助请求3080可以被斜坡化，使得初始调整值以基于所确定的场景的速率递增，直到其达到最大调整值为止。可以基于曲线来调整调整值与最大减速估计的比率。在示例中，在进入所确定的场景时，可以以第一速率调整最大减速估计，并且在离开所确定的场景时，可以以第二速率调整最大减速估计。在示例中，第一速率可以是第二速率的大约六倍，使得加速器反馈力在进入所确定的场景时被快速调整以斜坡化地进入调整，并且在离开所确定的场景时以较慢速率调整以缓和地退出调整。在这种情况下离开所确定的场景可以包括：当所确定的场景已经变化时(例如当领先运载工具已经离开高速公路或者发生了场景中的一些其他变化时)，返回到正常驾驶状态。

图4是诸如图3所示的运载工具环境监视器3040等的运载工具环境监视器4000的示例的图。运载工具环境监视器4000被配置为例如从图3所示的一个或多于一个传感器3030获得传感器数据4010。传感器数据4010可以包括主运载工具的当前速度、主运载工具的偏航率、主运载工具的转向角、主运载工具加速数据、主运载工具位置数据、主运载工具和远方运载工具之间的距离、远方运载工具的当前速度、远方运载工具加速数据、远方运载工具位置数据、与道路属性相关联的数据(诸如主运载工具正行驶的车道的宽度等)、与静态对象相关联的数据、主运载工具和静止对象之间的距离、或其任何组合。领先运载工具可以是与主运载工具在相同车道中行驶的远方运载工具，其被识别为主运载工具跟随的运载工具。

运载工具环境监视器4000包括关注区域估计器4020。关注区域估计器4020被配置为基于传感器数据4010来确定关注区域估计。关注区域可以基于主运载工具的速度、主运载工具的转向角、主运载工具的偏航率、主运载工具正前方的纵向距离、基于车道的宽度或者领先运载工具或相邻运载工具的宽度的距运载工具左侧或右侧的横向距离、或者其任何组合。纵向和横向距离基于相对于主运载工具的X和Y坐标，其中X是主运载工具正前方的距离，并且Y是距主运载工具左侧或右侧的距离。在示例中，如果主运载工具在零偏航率的情况下正以每秒30米行驶，则可以预期主运载工具将在2秒内沿纵向方向行驶60米，并且沿横向方向行驶0米。在非零偏航率的情况下，预期的纵向行驶距离自从主运载工具跟随弯路起减小，并且基于偏航率符号，预期的横向行驶距离正或负增加。主运载工具的转向角可以与主运载工具的偏航率相关联。

运载工具环境监视器4000包括主运载工具跟踪工具4030。主运载工具跟踪工具4030被配置为基于传感器数据4010来确定主运载工具跟踪。在示例中，主运载工具的传感器可以报告时间t的运载工具帧中的其他远方运载工具的观测。因此，其他远方运载工具的观测集合将全部处于不同的帧(例如，t-n、t-n+1、…、t-1、t)中。为了将观测集合与位于时间t的运载工具帧中的关注区域进行比较，将各个观测从(t-i)变换为(t)。因此，可以跟踪各运载工具帧。

运载工具环境监视器4000包括远方运载工具跟踪工具4040。远方运载工具跟踪工具4040被配置为接收主运载工具跟踪工具4030的输出，并跟踪一个或多于一个远方运载工具。远方运载工具跟踪工具4040被配置为计算与远方运载工具4050A至4050N相关联的跟踪数据。各远方运载工具的跟踪数据可以基于远方运载工具标识(ID)、相应远方运载工具和主运载工具之间的横向距离、相应远方运载工具和主运载工具之间的纵向距离、相应远方运载工具的相对速度或其任何组合来计算。

运载工具环境监视器4000包括交互估计器4060。交互估计器4060被配置为接收来自关注区域估计器4020的关注区域估计和来自远方运载工具跟踪工具4040的输出。交互估计器4060被配置为确定与各远方运载工具相关联的交互类型4070A至4070N。交互类型可以例如包括相应远方运载工具是领先运载工具、主运载工具左侧的运载工具、主运载工具右侧的运载工具、迎面而来的运载工具还是其他类型的交互。交互估计器4060可以被配置为基于关注区域估计、来自远方运载工具跟踪工具4040的输出、一个或多于一个所确定的交互类型或其任何组合来确定场景。交互估计器4060可以被配置为确定针对场景确定、领先运载工具确定或这两者的概率值，其中针对场景确定的概率值是与系统在该场景确定是正确的方面具有的置信水平相关联的置信值，并且针对领先运载工具确定的概率值是与系统在该领先运载工具确定是正确的方面具有的置信水平相关联的置信值。交互估计器4060被配置为将与所确定的场景相关联的数据4080输出到例如图3所示的运载工具控制器3050。在示例中，一旦远方运载工具的踪迹已经被转变为时间t的运载工具帧，则可以使用线性回归将该踪迹与关注区域直接比较。线性回归结果用于确定良好匹配(即，远方运载工具在相同车道中)、分流(即，远方运载工具从关注区域驶离)、会合(即，远方运载工具进入关注区域)或横向偏移(即，远方运载工具平行于关注区域行驶)。

图5A是示出根据本发明的主动车道辅助关注区域的场景5000的示例的框图。图5A示出了主运载工具5010和远方运载工具5020在诸如高速公路等的多车道道路上穿越相同方向。在该示例中，主运载工具5010和远方运载工具5020在多车道道路的同一车道上行驶。在主运载工具5010和远方运载工具5020之间示出的点是预测运载工具5010行驶所沿着的点。

图5A示出了关注区域5030，其是主运载工具5010的估计行驶区域。关注区域可以基于主运载工具5010的速度、主运载工具5010的转向角、主运载工具5010的偏航率、主运载工具5010正前方的纵向距离、基于车道的宽度或者领先运载工具或相邻运载工具的宽度的距主运载工具5010左侧或右侧的横向距离、或者其任何组合。纵向和横向距离基于相对于主运载工具的X和Y坐标，其中X是主运载工具5010正前方的距离，并且Y是距主运载工具左侧或右侧的距离。在示例中，如果主运载工具5010在零偏航率的情况下正以每秒30米行驶，则可以预期主运载工具5010将在2秒内在纵向方向上行驶60米，在横向方向上行驶0米。在非零偏航率的情况下，预期的纵向行驶距离自从主运载工具跟随弯路起减小，并且基于偏航率符号，预期的横向行驶距离正或负增加。主运载工具5010的转向角可以与主运载工具5010的偏航率相关联。可以将关注区域5030与远方运载工具5020的踪迹进行比较，以确定远方运载工具5020是车道内运载工具、相邻车道运载工具、迎面而来的运载工具还是其他运载工具。

图5B是示出根据本发明的主动车道辅助关注区域的场景5100的另一示例的框图。图5B示出了主运载工具5110和远方运载工具5120在诸如高速公路等的多车道道路上穿越相同方向。在该示例中，主运载工具5110和远方运载工具5120在多车道道路的同一车道上行驶。在主运载工具5110和远方运载工具5120之间示出的点以及远方运载工具5120前方的点是运载工具5110被预测位于到达远方运载工具5120的当前位置的路上的点。

图5B示出关注区域5130，其是主运载工具5110的估计行驶区。关注区域可以基于主运载工具5110的速度、主运载工具5110的转向角、主运载工具5110的偏航率、主运载工具5110正前方的纵向距离、基于车道的宽度或者领先运载工具或相邻运载工具的宽度的距主运载工具5110左侧或右侧的横向距离、或者其任何组合。纵向和横向距离基于相对于主运载工具的X和Y坐标，其中X是主运载工具5110正前方的距离，并且Y是距主运载工具左侧或右侧的距离。在示例中，如果主运载工具5110在零偏航率的情况下正以每秒30米行驶，则可以预期主运载工具5110将在2秒内在纵向方向上行驶60米，并且在横向方向上行驶0米。在非零偏航率的情况下，预期的纵向行驶距离自从主运载工具跟随弯路起减小，并且基于偏航率符号，预期的横向行驶距离正或负增加。主运载工具5110的转向角可以与主运载工具5110的偏航率相关联。可以将关注区域5130与远方运载工具5120的踪迹进行比较，以确定远方运载工具5120是车道内运载工具、相邻车道运载工具、迎面而来的运载工具还是其他运载工具。

图5A和图5B所示的示例假设主运载工具5010、5110以相同的速度行驶，并且关注区域应该具有相同的长度，其中关注区域长度＝主运载工具速度×提前时间(lookaheadtime)。典型的提前时间可能在6-10秒的范围。结果，这两个远方运载工具5020、5120被示出为包含在关注区域内。换句话说，可以独立于其他道路用户的位置来计算关注区域。在图5A和图5B所示的示例中，与针对主运载工具5110的主动辅助请求相比，针对主运载工具5010，对主动辅助请求的影响减小，这是因为远方运载工具5020距主运载工具5010比远方运载工具5120距主运载工具5110更远。

图6是根据本发明的实施例的在诸如图2所示的主运载工具2100等的运载工具中使用的主动车道辅助方法6000的示例的流程图。可以由图3所示的主动车道辅助系统3000进行主动车道辅助方法6000。

主动车道辅助方法6000包括获得(6010)传感器数据。可以从一个或多于一个传感器(诸如图3所示的一个或多于一个传感器3030等)获得传感器数据。传感器数据可以包括主运载工具的当前速度、主运载工具的偏航率、主运载工具的转向角、主运载工具加速数据、主运载工具位置数据、主运载工具和远方运载工具之间的距离、远方运载工具的当前速度、远方运载工具加速数据、远方运载工具位置数据、与道路属性(诸如主运载工具正行驶的车道的宽度等)相关联的数据、与静态对象相关联的数据、主运载工具和静止对象之间的距离、或其任何组合。

可以使传感器数据相关、相关联或以其他方式处理传感器数据，以确定与主运载工具的操作环境相关联的场景。确定场景可以包括：识别、跟踪或预测主运载工具的操作环境中的一个或多于一个远方运载工具的动作(诸如指示沿着主运载工具的预期路径的缓慢或静止远方运载工具的信息等)，以识别主运载工具的操作环境的一个或多于一个方面(诸如主运载工具的操作环境中的运载工具运输网络几何形状等)或在地理空间上与车道操作相对应的方面的组合。例如，传感器数据可以对应于：主运载工具的操作环境中的一个或多于一个远方运载工具、主运载工具的操作环境中该主运载工具的操作环境的一个或多于一个方面或在地理空间上与场景(例如与诸如制动、加速、转向或其任何组合等的运载工具操作相关联)相对应的方面的组合。传感器数据可以与主运载工具的操作环境中的一个或多于一个所识别的远方运载工具、主运载工具的操作环境的一个或多于一个方面或者在地理空间上与运载工具操作相对应的方面的组合相关联，运载工具操作可以包括：针对各个所识别的远方运载工具中的一个或多于一个来识别当前或预期行驶方向、路径(诸如预期路径等)、当前或预期速度、当前或预期加速率或其组合。场景信息可以将运载工具分类为车道内、相邻车道、迎面而来或其他分类。车道内运载工具可以被分类为主运载工具已经识别出要跟随的领先运载工具。相邻车道运载工具可以被分类为位于相邻车道中的相邻运载工具。在主运载工具进行或正在进行进入相邻车道的变道之后，相邻运载工具可以被重新分类为领先运载工具。迎面而来的运载工具是正在穿越朝向主运载工具的方向的运载工具，并且可以与主运载工具在相同车道中或在相邻车道中。

主动车道辅助方法6000包括基于场景来计算(6020)减速估计。减速估计可以是领先运载工具的减速估计。领先运载工具的减速估计可以基于主运载工具的当前速度、主运载工具的目标速度以及与领先运载工具的速度相匹配的时间的函数。领先运载工具的减速估计可以是基于领先运载工具距主运载工具的相对距离、领先运载工具的相对速度和领先运载工具的相对加速度的函数的动态估计。减速估计可以是道路属性的减速估计。道路属性的减速估计可以基于主运载工具的当前速度、主运载工具的目标速度以及距目标位置的距离的函数。减速估计可以是静态对象的减速估计。静态对象的减速估计可以基于主运载工具的当前速度、静态对象的目标速度以及距静态对象的距离。

主动车道辅助方法6000包括计算(6030)反馈力。可以基于领先运载工具的减速估计、领先运载工具的动态减速估计、道路属性的减速估计、静态对象的减速估计或其任何组合来计算反馈力。动态修改的踏板特性可以用于基于减速估计来调整转矩请求的可用范围。

主动车道辅助方法6000包括基于所计算出的反馈力来调整(6040)驾驶员转矩请求。调整(6040)驾驶员转矩请求有效地改变了APO到转矩的转换以匹配驾驶员预期。例如，在开放、自由移动的情形下，驾驶员可能想要放松并将其脚从加速器上拿开。在这些情形下，主运载工具将自动地调整APO到转矩的转换，以减少最大减速转矩请求，从而允许主运载工具按预期滑行和巡航。在需要更高速度调制的交通或位置(诸如交叉口和驻车场等)中，驾驶员可能预期当驾驶员将其脚从加速器踏板上拿开时来自主运载工具的更大减速。在这些情形下，主运载工具将自动地调整APO到转矩的转换，以增加最大减速，从而在驾驶员释放加速器踏板时充分减速。可以基于一个或多于一个加速器特性来调整APO到转矩的转换。该一个或多于一个加速器特性可以与驾驶模式相关联，并且包括正常模式加速器特性、再生模式加速器特性和舒适模式加速器特性。驾驶员转矩请求的调整可以基于主动辅助请求。主动辅助请求可以基于领先运载工具的减速估计的置信值。在示例中，主动辅助请求可以是从所选择的驾驶模式下的额定转矩请求中减去以调整驾驶员转矩请求估计从而更好地匹配该场景中驾驶员的预期减速的转矩请求。

主动辅助请求可以被斜坡化，使得初始调整值以基于所确定的场景的速率递增，直到其达到最大调整值为止。可以基于曲线来调整调整值与驾驶员转矩请求估计的比率。在示例中，当进入所确定的场景时，可以以第一速率来调整驾驶员转矩请求估计，并且当离开所确定的场景时，可以以第二速率来调整驾驶员转矩请求估计。在示例中，第一速率可以是第二速率的大约六倍，使得加速器反馈力在进入所确定的场景时被快速调整以斜坡化地进入调整，并且在离开所确定的场景时以较慢速率调整以缓和地退出调整。在这种情况下离开所确定的场景可以包括：当所确定的场景已经变化时(例如当领先运载工具已经离开高速公路或者发生了场景中的一些其他变化时)，返回到正常驾驶状态。

如本文所使用的，术语“计算机”或“计算装置”包括本文公开的能够进行任何方法或该方法的任何一个或多于一个部分的任何单元或单元组合。

如本文所使用的，术语“处理器”指示一个或多于一个处理器，诸如一个或多于一个专用处理器、一个或多于一个数字信号处理器、一个或多于一个微处理器、一个或多于一个控制器、一个或多于一个微控制器、一个或多于一个应用处理器、一个或多于一个专用集成电路、一个或多于一个专用标准产品；一个或多于一个现场可编程门阵列、集成电路的任何其他类型或组合、一个或多于一个状态机或其任何组合。

如本文所使用的，术语“存储器”指示任何计算机可用或计算机可读的介质或装置，这些介质或装置可以有形地包含、存储、传送或传输任何信号或信息，这些信号或信息可以由任何处理器使用或与任何处理器相关联。例如，存储器可以是一个或多于一个只读存储器(ROM)、一个或多于一个随机存取存储器(RAM)、一个或多于一个寄存器、低功率双倍数据速度(LPDDR)存储器、一个或多于一个高速缓存存储器、一个或多于一个半导体存储器件、一个或多于一个磁介质、一个或多于一个光介质、一个或多于一个磁光介质或其任何组合。

如本文所使用的，术语“指令”可以包括用于进行本文公开的任何方法或者其一个或多于一个任意部分的指示或表达，并且可以以硬件、软件或其任意组合来实现。例如，指令可以实现为存储在存储器中的信息(诸如计算机程序等)，该指令可以由处理器执行以进行如本文所述的各个方法、算法、方面或其组合中的任一者。在一些实施例中，指令或其一部分可被实现为专用处理器或电路，该专用处理器或电路可以包括用于执行如本文所述的方法、算法、方面或其组合中的任一者的专用硬件。在一些实现中，指令的一部分可以跨单个装置上、多个装置上的多个处理器分布，这些装置可以直接通信或跨网络(诸如局域网、广域网、因特网或其组合等)通信。

如本文所使用的，术语“示例”、“实施例”、“实现”、“方面”、“特征”或“要素”指示用作示例、实例或图示。除非明确指示，否则任何示例、实施例、实现、方面、特征或要素与各个其他示例、实施例、实现、方面、特征或要素独立，并且可以与任何其他示例、实施例、实现、方面、特征或要素组合使用。

如本文所使用的，术语“确定”和“识别”或其任何变型包括使用本文所示出和描述的装置中的一个或多于一个装置以任何方式选择、查明、计算、查找、接收、确定、建立、获得或者以其他方式识别或确定。

如本文所使用的，术语“或”旨在意味着包含性的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另有规定或从上下文中明确，否则“X包括A或B”旨在指示任何自然的包含性排列。即，如果X包括A；X包括B；或者X包括A和B这两者，则在任何前述情况下满足“X包括A或B”。另外，除非另有规定或从上下文中明确指向单数形式，否则在本申请和所附权利要求书中使用的冠词“a”和“an”通常应被理解为意味着“一个或多于一个”。

此外，为了简化说明，尽管本文的附图和描述可以包括步骤或阶段的序列或系列，但是本文公开的方法的要素可以以各种顺序发生或并行发生。附加地，本文所公开的方法的要素可以与本文未明确呈现和描述的其他要素一起发生。此外，可以并非需要本文描述的方法的所有要素来实现根据本发明的方法。尽管在本文中以特定的组合描述了方面、特征和要素，但是各个方面、特征或要素可以独立地使用，或者可以以与其他方面、特征和要素的各种组合或以不具有其他方面、特征和要素的各种组合来使用。

为了使得能够容易地理解本发明，描述了上述方面、示例和实现，但本发明不是限制性的。与此相对，本发明覆盖了包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等同布置，该范围应给予最宽泛的解释，以涵盖法律许可的所有这样的修改和等同结构。