一种车辆驾驶模式的切换方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆驾驶模式的切换方法、装置及存储介质。

背景技术

自动驾驶技术已成为人类发明汽车以来的一大颠覆性创新。其影响不只体现在汽车工业，对社会发展、出行体系都存在巨大影响。

其中，基于自动驾驶技术的重卡目前已广泛应用于智慧港口、智慧物流等场景内。自动驾驶车辆可以通过线控指令实现自动转向等功能，但在一些特殊的状况下，例如在遇到突发情况需要进行紧急转向时，往往需要驾驶员接管车辆进行人工驾驶以达到更为安全的驾驶效果。

目前对于自动驾驶模式下由转向系统触发的驾驶模式切换，一般是直接设定一个固定的力矩阈值，然后依据方向盘受到的力矩和力矩阈值判断是否需要进行切换。而车辆的状态和道路状态对于方向盘转动力矩都会存在较大的影响，这使得这种切换方式存在较大的局限性，例如，在力矩阈值的预设值较小时，容易使车辆在颠簸时产生误切换，在力矩阈值的预设值较大时，容易无法准确识别驾驶员的接管意图而产生与驾驶员争抢方向盘的问题，即使得车辆在自动驾驶模式中容易出现误切换或切换难等问题。

发明内容

本申请提供了一种车辆自动驾驶切换方法、装置及存储介质，以解决现有车辆在自动驾驶模式中容易出现的误切换、切换难等问题。

为了解决上述问题，本申请采用如下技术方案：

本申请第一方面提供一种车辆驾驶模式的切换方法，包括：

在自动驾驶模式中获取车辆当前行驶速度、路面信息和方向盘的实际受力参数；

根据所述车辆的车辆载重和获取的所述行驶速度、所述路面信息，确定方向盘的受力参数阈值，其中，所述受力参数阈值包括外部施加至所述方向盘上的力矩阈值；

根据所述受力参数阈值和获取的所述实际受力参数，选择是否由自动驾驶模式切换至人工驾驶模式。

在一种可能的设计中，所述确定方向盘的受力参数阈值，包括：

根据所述行驶速度和所述车辆载重，确定目标受力参数；

根据所述路面信息，确定修正系数；

通过所述修正系数修正所述目标受力参数，确定所述受力参数阈值。

在一种可能的设计中，所述确定目标受力参数，包括：

利用预先建立的模糊控制器对所述行驶速度和所述车辆载重进行模糊控制处理，以得到所述目标受力参数。

在一种可能的设计中，所述路面信息包括车道宽度和路面起伏状态，所述获取修正系数，包括：

根据所述车道宽度，从预设的第一修正表中匹配第一修正系数；

根据所述路面起伏状态，从预设的第二修正表中匹配第二修正系数；

将所述第一修正系数与所述第二修正系数的乘积作为所述修正系数；

其中，所述通过所述修正系数修正所述目标受力参数，得到所述受力参数阈值，包括：

将所述修正系数与所述目标受力参数的乘积作为所述受力参数阈值。

在一种可能的设计中，所述实际受力参数包括外部施加至所述方向盘上的实际力矩，所述选择是否由自动驾驶模式切换至人工驾驶模式，包括：

若所述实际力矩大于所述力矩阈值，则切换至所述人工驾驶模式。

在一种可能的设计中，所述受力参数阈值还包括所述方向盘持续受到外部施加力矩的时间阈值，所述实际受力参数还包括所述实际力矩的施加时长，所述选择是否由自动驾驶模式切换至人工驾驶模式，包括：

若所述实际力矩大于所述力矩阈值，且所述施加时间大于或等于所述时间阈值，则切换至所述人工驾驶模式。

在一种可能的设计中，所述力矩阈值包括第一力矩阈值和第二力矩阈值，所述第一力矩阈值小于所述第二力矩阈值，所述选择是否由自动驾驶模式切换至人工驾驶模式，包括：

若所述实际力矩大于所述第二力矩阈值，则切换至人工驾驶模式；

若所述实际力矩大于所述第一力矩阈值，且施加时间大于或等于所述时间阈值，则切换至人工驾驶模式。

本申请第二方面提供一种车辆驾驶模式的切换装置，包括：

获取模块，用于采集车辆的行驶速度和车辆载重，以及所述车辆当前行驶的道路的路面信息，还用于采集方向盘的实际受力参数；

控制模块，用于根据所述行驶速度、所述车辆载重和所述路面信息，确定受力参数阈值，并根据所述实际受力参数和所述受力参数阈值，确定是否切换至人工驾驶模式。

本申请第三方面提供一种车辆驾驶模式的切换设备，包括存储器和处理器；

其中，所述存储器用于存储计算机执行指令；

所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如上述第一方面所述的车辆驾驶模式的切换方法。

本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行以实现如上述第一方面所述的车辆驾驶模式的切换方法。

本申请提供的车辆驾驶模式的切换方法、装置、设备及存储介质，在自动驾驶模式中，实时获取车辆的行驶速度和路面信息，以及方向盘的实际受力参数，然后根据行驶速度和路面信息，确定受力参数阈值，然后根据受力参数阈值和方向盘的实际受力参数，来确定是否需要从自动驾驶模式切换至人工驾驶模式，从而在自动驾驶模式中，根据行驶速度和路面信息的变化来动态调整受力参数阈值，以根据实际情况，更为精确地判定驾驶员是否具有主动接管车辆的意图，有效降低错误切换驾驶模式的风险，保障自动驾驶车辆行驶的安全性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的车辆驾驶模式的切换方法的流程示意图一；

图2为本申请实施例提供的车辆驾驶模式的切换方法的流程示意图二；

图3为本申请实施例提供的车辆驾驶模式的切换装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的车辆驾驶模式的切换设备的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。

本申请涉及到的部分名词含义：

自动驾驶：指利用计算机视觉、机器学习、传感器等技术，使汽车或其他交通工具能够在没有人类干预的情况下，完成自主导航和行驶任务。

模糊控制器(Fuzzy Controller—FC)：也称为模糊逻辑控制器(Fuzzy LogicController—FLC)，由于所采用的模糊控制规则是由模糊理论中模糊条件语句来描述的，因此模糊控制器是一种语言型控制器，故也称为模糊语言控制器(Fuzzy LanguageController—FLC)，其主要包括模糊化接口、知识库、推理与解模糊接口。

在自动驾驶车辆行驶过程中，可以允许驾驶员在某些情况下获得车辆的控制权，以达到更为安全的驾驶效果，例如遇到突发状况驾驶员干预车辆减速或改变车道。

上述基于人工干预的保护方法可以通过多种方式触发，目前对于自动驾驶模式下由转向系统触发的驾驶模式切换，对切换条件判断方式具有局限性，容易造成误切换、切换难等问题，如由于车辆颠簸造成的错误判断，或者错误判断驾驶员接管意图导致抢方向盘等现象。

为了避免出现上述问题，本申请提供一种车辆驾驶模式的切换方法、装置、设备及存储介质，通过一种更为全面的判定方法，使自动驾驶车辆可以更为精确地判断出驾驶员的接管意图，降低了错误切换驾驶模式的风险，保证了自动驾驶车辆行驶的安全性。

以下将结合附图对本申请实施例进行详细说明，其中，可以理解的是，实施例可以任意进行组合，并且对于实施例中的类似设计，可能不再重复进行说明。

请参见图1所示，本实施例提供一种车辆驾驶模式的切换方法，可应用于所有具有自动驾驶功能的车辆，例如可自动驾驶的载客车辆或可自动驾驶的运输货物的重型卡车，其包括：

S101.在自动驾驶模式中，获取车辆载重、车辆当前行驶速度和路面信息，以及方向盘的实际受力参数；

具体来说，可以在车辆上设置传感器，用以采集车辆的行驶速度、车辆载重、方向盘的实际受力参数和路面信息。

示例性地，可以设置第一采集设备，用于采集车辆的行驶速度，例如用于车辆自带的用于获取输出轴转速、车轮转速的传感器；可以设置第二采集设备，用于采集车辆载重，例如重量传感器；可以设置第三采集设备，用于采集车辆当前行驶道路的道路信息，例如车辆自带的用于获取车道宽度的摄像设备和用于获取车辆Z向姿态的加速度传感器设备等。

S102.根据车辆载重和行驶速度、路面信息，确定方向盘的受力参数阈值；

其中，受力参数阈值至少包括外部施加至方向盘上的力矩阈值，而根据车辆载重和行驶速度、路面信息来确定受力参数阈值，可以使得受力参数阈值随着车辆和路面状态的变化进行动态调整，更为适配车辆的形式状况。

S103.根据受力参数阈值和获取的实际受力参数，选择是否由自动驾驶模式切换至人工驾驶模式，若是，则切换至人工驾驶模式，若否，则跳转至步骤S101。

具体来说，可以对比实际受力参数和受力参数阈值，在实际受力参数超出受力参数阈值的范围时，即可判定驾驶员具有接管方向盘的意图，从而主动将自动驾驶模式切换为人工驾驶模式。

而若是实际受力参数未超出受力参数阈值，则表明当前驾驶员没有接管方向盘的意图，直接跳转至步骤S101。

本实施例使受力参数阈值随着车辆载重、行驶速度、路面信息不断调整，使得受力参数更为匹配车辆的行驶状态，可以大幅度降低误判的概率，更为精确地识别驾驶员是否具有接管方向盘进入人工驾驶模式的意图，从而提升自动驾驶车辆行驶的安全性。

在一些可能的实施方式中，实际受力参数包括外部施加至方向盘上的实际力矩，在车辆处于自动驾驶模式时，若实际力矩大于力矩阈值，则可判定驾驶员具有接管方向盘的意图，此时自动切换至人工驾驶模式。

其中，实际力矩可以通过车辆上安装的传感器来进行获取，在此不再进行赘述。

在一些可能的实施方式中，受力参数阈值还包括方向盘持续受到外部施加力矩的时间阈值，实际受力参数还包括实际力矩的施加时长。在车辆处于自动驾驶模式时，若实际力矩大于力矩阈值，且施加时间大于或等于时间阈值，则判定驾驶员具有接管方向盘的意图，此时自动切换至人工驾驶模式。否则，则判定驾驶员没有主动接管方向盘的意图，无需进行驾驶模式切换，从而通过时间阈值来进一步提升判断的准确性。

其中，施加时长可以通过车辆上安装的传感器来进行获取，在此不再进行赘述。

在一些可能的实施方式中，力矩阈值包括第一力矩阈值和第二力矩阈值，第一力矩阈值小于第二力矩阈值。在车辆处于自动驾驶模式时，若实际力矩大于第二力矩，则判定驾驶员具有接管方向盘的意图，此时自动切换至人工驾驶模式。若实际力矩小于第二力矩，并大于第一力矩，且施加时间大于或等于时间阈值，则可判定驾驶员具有接管方向盘的意图，此时自动切换至人工驾驶模式。而若是实际力矩小于第二力矩，或实际力矩在第一力矩和第二力矩之间，但是施加时间小于时间阈值，则判定驾驶员没有主动接管方向盘的意图，无需进行驾驶模式切换。

具体来说，第二力矩用于表示直接判断人工干预的力矩值，其可在出现紧急情况时，快速进行驾驶模式切换，提升响应速度，以提升车辆行驶的安全性。

当然，可以理解的是，第二力矩与第一力矩是正相关的。

示例性地，第二力矩M2与第一力矩M1可以是倍数关系，如：M2＝3×M1。

当然，可以理解的是，第二力矩与第一力矩也可以是其它倍数关系，或不是倍数关系，只要第二力矩大于第一力矩，且第二力矩与第一力矩呈正相关即可。

为了对本申请的车辆驾驶模式的切换方法进行进一步说明，请参见图2所示，该切换方法包括：

S201.获取车辆当前的行驶速度和车辆载重，根据车辆当前的行驶速度和车辆载重，确定目标受力参数；

具体来说，实际受力参数可以是车辆的行驶速度与车辆载重的线性或非线性函数，也可以是根据经验制定的参数表。

示例性地，可以通过多项式插值法确定行驶速度、车辆载重与目标受力参数之间的函数关系，从而通过函数关系来实时确定目标受力参数。

示例性地，目标受力参数可以通过模糊控制计算得到。其中，目标受力参数包括第一力矩M1、第二力矩M2和力矩施加时间T。

具体来说，模糊控制器模型包含两个输入，分别为行驶速度和车辆载重，以及两个输出，分别为第一力矩M1和力矩施加时间T。具体步骤包括：

1.对模糊控制器的输入输出进行模糊化处理；

在实施例中，模糊控制器输入量中，行驶速度的模糊论域为{0,100}，车辆载重的模糊论域为{0,1}，用于表征装载量的百分比，其中0表示空载，1表示满载。

模糊控制器输出量中，第一力矩的模糊论域为{1.5,5}，力矩施加时间的模糊论域为{120,300}。

为了得到更为精确的控制值，输入量的行驶速度、车辆载重，输出量的第一力矩M1、力矩施加时间T，均被分为5个等级，模糊集均为{VS,S,M,L,VL},分别代表极小、小、中、大、极大。

2.制定模糊规则；

在实施例中，模糊控制规则为：

车辆载重一定时，行驶速度越大，则第一力矩越小，力矩施加时间越小；行驶速度一定时，车辆载重越大，则第一力矩越大，力矩施加时间越大。

示例性的，本实施例中详细的模糊控制规则见表一和表二。

表一第一力矩模糊控制规则表

表二时间阈值模糊控制规则表

S202.获取车辆当前的路面信息，根据路面信息，确定修正系数；

具体来说，路面信息包括车道宽度和路面起伏状态，其中，车道宽度d可以通过安装在车辆上的摄像头获取，路面起伏状态可以间接通过车辆Z向(竖直方向)姿态来进行获取，即可以通过车辆上垂直安装的加速度传感器来获取车辆Z向姿态，然后根据车辆Z向姿态确定路面起伏状态。

通过车辆当前行驶的车道宽度和路面起伏状态修正后的受力参数阈值，才是适合当前路面状况的值，才能有助于精确地判断驾驶员是否有切换至人工驾驶模式的意图。

在一些可能的实施方式中，可以通过车道宽度，确定第一修正系数，通过路面起伏状态，确定第二修正系数，再将第一修正系数与第二系数的乘积作为修正系数。

示例性地，可以预先根据经验设置第一修正表和第二修正表，其中，第一修正表中设置多个车道宽度对应的第一修正系数值，在确定车道宽度后，直接从第一修正表中匹配对应的第一修正系数即可。而第二修正表中也可以设置多个路面起伏状态对应的第二修正系数值，在确定路面起伏状态后，直接从第二修正表中匹配对应的第二修正系数值即可。

示例性，第一修正系数α可以按照如下规则设置：

若d＝3.5，则α＝1；

若d<3.5，则α＝0.9；

若d>3.5，则α＝1.1；

若未检测到车道线，则α＝1.1

示例性，第二修正系数可以按照如下规则设置：

若当前为正常路段，则β＝1；

若当前为颠簸路段，则β＝1.5。

可以理解的是，可以根据平时车辆行驶时的车辆Z向姿态来确定正常路段和颠簸路段的标准，预设相应标准后，只需要获取车辆Z向姿态，即可相应确定第二修正系数。

当然，可以理解的是，修正系数还可以通过其它数学模型来进行获取，此处只是进行举例说明。

S203.通过修正系数修正目标受力参数，确定受力参数阈值；

具体来说，可以按如下方程式获取受力参数阈值：

第一力矩阈值＝M1×α×β；

时间阈值＝T×α×β；

第二力矩阈值＝M2×α×β；

S204.获取外部施加至方向盘上的实际力矩和施加时长；

S205.判断实际力矩是否大于第二力矩阈值；

若是，则跳转至步骤S208，若否，则跳转至步骤S206。

S206.判断实际力矩是否大于第一力矩阈值；

若是，则跳转至步骤S207，若否，则跳转至步骤S201。

S207.判断施加时长是否大于或等于时间阈值；

若是，则跳转至步骤S208，若否，则跳转至步骤S201。

S208.由自动驾驶模式切换至手动驾驶模式。

本实施例既能动态调整受力参数阈值，又能根据受力参数阈值，及实际受力参数以多种方式确认是否需要切换至人工驾驶模式，从多个方面提升了判断的准确性，以有效提升车辆行驶的安全性。

请参见图3所示，本申请实施例还提供一种车辆驾驶模式的切换装置300，包括：获取模块310和控制模块320。

其中获取模块310，用于采集车辆的行驶速度和车辆载重，以及车辆当前行驶的道路的路面信息，还用于采集方向盘的实际受力参数；控制模块320，则用于根据行驶速度、车辆载重和路面信息，确定受力参数阈值，并根据实际受力参数和受力参数阈值，确定是否切换至人工驾驶模式。

进一步地，控制模块320还用于根据行驶速度和车辆载重，确定目标受力参数；根据路面信息，确定修正系数；通过修正系数修正目标受力参数，确定受力参数阈值。

进一步地，控制模块320还用于利用预先建立的模糊控制器对行驶速度和车辆载重进行模糊控制处理，以得到目标受力参数。

进一步地，控制模块320还用于根据路面宽度，从预设的第一修正表中匹配第一修正系数；根据路面起伏状态，从预设的第二修正表中匹配第二修正系数；将第一修正系数与第二修正系数的乘积作为修正系数。

请参见图4所示，本申请实施例还提供一种车辆驾驶模式的切换设备400，包括存储器410和处理器420。

其中，存储器410存储计算机执行指令；处理器420执行存储器存储的计算机执行指令，实现上述车辆驾驶模式的切换方法。

该车辆驾驶模式的切换设备400可以是独立的，也可以是车辆的一部分，该处理器420和存储器410可以采用车辆现有的硬件。

在上述车辆驾驶模式的切换设备400中，存储器410和处理器420之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可以通过一条或者多条通信总线或信号线实现电性连接，如可以通过总线连接。存储器410中存储有实现数据访问控制方法的计算机执行指令，包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储中的软件功能模块，处理器420通过运行存储在存储器410内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。

存储器410可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称：RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称：ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，简称：PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称：EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称：EEPROM)等。其中，存储器410用于存储程序，处理器420在接收到执行指令后，执行程序。进一步地，上述存储器410内的软件程序以及模块还可包括操作系统，其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动，并可与各种硬件或软件组件相互通信，从而提供其他软件组件的运行环境。

处理器420可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器420可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称：CPU)、网络处理器(Network Processor，简称：NP)等。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器420可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本申请的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现本申请各方法实施例的步骤。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。