СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ ДЛЯ АВТОНОМНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2021 года по МПК B60K35/00 

Область техники

Изобретение относится к системам управления транспортным средством и к устройствам управления транспортным средством для автономных транспортных средств.

Уровень техники

Система управления транспортным средством, которая устанавливается на автономное транспортное средство, управляет операцией вождения транспортного средства согласно плану вождения. Например, в публикации нерассмотренной заявки на патент Японии № 2017-215653 описана система, которая выполняет автономное управление вождением, выполняя маневры руления и торможения, в то же время обращаясь к детализированному маршруту, сгенерированному на основе подробной карты.

Сущность изобретения

В настоящее время развиваются различные службы, использующие автономные транспортные средства. Генерирование хорошего плана вождения для автономного вождения транспортного средства является ключом к успеху в услугах, использующих автономные транспортные средства. То, какой вид плана вождения является предпочтительным, зависит от содержимого услуги, которая должна быть предоставлена, области, где услуга предоставляется, и т.д. В зависимости от типа услуги может быть желательным также обозначать поперечные позиции на полосе движения транспортного средства вместо простого обозначения маршрута движения. Конкретные примеры таких услуг включают в себя такие услуги, которые пассажиры получают в и вне транспортных средств, таких как совместно используемые транспортные средства, такси и автобусы. Даже для внутренних услуг логистики, которые используют автономные транспортные средства на территории предприятия, такого как заводы и распределительные центры, будет удобно, если могут быть обозначены поперечные позиции на полосе движения каждого транспортного средства. Аналогичные требования ожидаются для услуг, которые хотят привлекать внимание людей, таких как реклама и передвижные закусочные.

Однако, в системах, которые просто обозначают маршрут движения как на предшествующем уровне техники, поперечные позиции на полосе движения транспортного средства могут быть неподходящими для услуги. Соответственно, поставщики услуг могут хотеть использовать свои собственные программы и данные, которые основываются на их знании, вместо существующих программ и данных, чтобы генерировать план вождения, включающий в себя поперечные позиции на полосе движения транспортного средства.

Функции, относящиеся к управлению транспортным средством для автономных транспортных средств, включают в себя функцию, чтобы обнаруживать из окружающей обстановки транспортного средства любое препятствие, которое может сталкиваться с транспортным средством, и избегать препятствия. В случае, когда точность вычисления или точность управления для этой функции является низкой, транспортное средство не может управляться в соответствующие поперечные позиции на полосе движения согласно окружающей обстановке транспортного средства. В зависимости от ситуации это может вынуждать пассажира(ов) транспортного средства и людей вокруг транспортного средства почувствовать беспокойство, ведущее к плохому обслуживанию. Нелегко для поставщиков услуг с малым знанием и опытом управления транспортным средством вычислять подходящие поперечные позиции на полосе движения транспортного средства согласно окружающей обстановке транспортного средства.

В этом отношении, автопроизводители, которые разработали автономные транспортные средства, хорошо знают о характеристиках движения транспортных средств и имеют многолетний опыт управления транспортным средством. Они также имеют обширные познания о датчиках для получения информации о движении транспортного средства и информацию об окружающей обстановке транспортного средства и размещении этих датчиков. Соответственно, даже когда отдельные поставщики услуг генерируют план вождения, подходящий для их услуг, они будут иметь возможность предоставлять идеальные услуги, которые используют автономные транспортные средства, если они могут зависеть от знания автопроизводителей, чтобы представлять подходящий план вождения согласно окружающей обстановке транспортного средства.

Согласно изобретению, при предоставлении услуги, которая использует автономные транспортные средства, транспортное средство может управляться в надлежащие поперечные позиции на полосе движения согласно окружающей обстановке транспортного средства, в то же время реализуя план вождения, подходящий для услуги, насколько возможно.

Первый аспект изобретения относится к системе управления транспортным средством для автономного транспортного средства. Система управления транспортным средством включает в себя первое устройство управления, множество первых датчиков и второе устройство управления. Первое устройство управления формирует первый план вождения, включающий в себя желательные поперечные позиции на полосе движения или желательные диапазоны поперечных позиций на полосе движения, которые находятся друг за другом в направлении движения транспортного средства. Первые датчики получают информацию о движении транспортного средства и информацию об окружающей обстановке транспортного средства. Второе устройство управления связывается с первым устройством управления, формирует, на основе первого плана вождения, полученного от первого устройства управления, и информации, полученной посредством первых датчиков, второй план вождения, отличный от первого плана вождения, причем второй план вождения включает в себя целевые поперечные позиции на полосе движения или целевые диапазоны поперечных позиций на полосе движения, которые располагаются друг за другом в направлении движения транспортного средства, и управляет операцией вождения транспортного средства на основе второго плана вождения.

Согласно системе управления транспортным средством с вышеописанной конфигурацией, первый план вождения, который является желательным планом вождения, не используется как есть, но второй план вождения формируется на основе первого плана вождения и информации, полученной от первых датчиков, и второй план вождения используется для управления операцией вождения транспортного средства. Второй план вождения отражает не только первый план вождения, но также информацию, полученную от первых датчиков, и второй план вождения, таким образом, является целевым планом вождения согласно окружающей обстановке транспортного средства. Соответственно, транспортное средство может управляться в надлежащие поперечные позиции на полосе движения согласно окружающей обстановке транспортного средства, в то же время реализуя план вождения, желательный для пользователя, насколько возможно.

Согласно системе управления транспортным средством с вышеописанной конфигурацией, например, первое устройство управления может быть специализированным устройством управления, подготовленным поставщиком услуги, т.е., пользователем, а второе устройство управления может быть устройством управления транспортным средством, установленным на автономном транспортном средстве. Это предоставляет возможность отдельным поставщикам услуг формировать план вождения, подходящий для их услуг, в то же время в зависимости от знания автопроизводителя в области второго устройства управления, чтобы обозначать надлежащие поперечные позиции на полосе движения согласно окружающей обстановке транспортного средства. Первое устройство управления может быть сконфигурировано, чтобы принимать настройку первого плана вождения пользователем транспортного средства, а второе устройство управления может быть сконфигурировано, чтобы запрещать настройку или модификацию второго плана вождения пользователем.

В вышеописанном аспекте первый план вождения может включать в себя скорости транспортного средства, связанные с желательными поперечными позициями на полосе движения или желательными диапазонами поперечных позиций на полосе движения. Скорости транспортных средств, включенные в первый план вождения, отражаются во втором плане вождения, который используется для управления операцией вождения транспортного средства. В зависимости от типа услуги может быть желательным обозначать не только поперечные позиции на полосе движения, но также скорости транспортного средства. Поскольку первый план вождения включает в себя скорости транспортного средства, транспортное средство может не только управляться к поперечным позициям на полосе движения, подходящим для услуги, но также управляться для движения со скоростями транспортного средства, подходящими для услуги.

В вышеописанном аспекте второй план вождения может включать в себя скорости транспортного средства, связанные с целевыми поперечными позициями на полосе движения или целевыми диапазонами поперечных позиций на полосе движения. Т.е., целевые позиции движения или целевые поперечные позиции на полосе движения и скорости транспортного средства, связанные с целевыми поперечными позициями на полосе движения или целевыми диапазонами перечных позиций на полосе движения, могут быть определены на основе первого плана вождения, полученного от первого устройства управления, и информации, полученной от первого датчика. Надлежащие скорости транспортного средства, отражающие информацию, полученную от первых датчиков, таким образом, реализуются согласно окружающей обстановке транспортного средства. В случае, когда первый план вождения включает в себя скорости транспортного средства, транспортное средство может управляться, чтобы двигаться с надлежащими скоростями согласно окружающей обстановке транспортного средства, в то же время реализуя скорости транспортного средства, включенные в первый план вождения, насколько возможно.

В вышеописанном аспекте второе устройство управления может быть сконфигурировано, чтобы формировать второй план вождения на основе информации о характеристиках движения транспортного средства. Поскольку второй план вождения формируется с помощью информации о характеристиках движения транспортного средства, точность вычисления целевых поперечных позиций на полосе движения и целевых диапазонов поперечных позиций на полосе движения дополнительно улучшается.

В вышеописанном аспекте второе устройство управления может быть сконфигурировано, чтобы формировать, на основе информации, полученной от первых датчиков, и информации о характеристиках движения транспортного средства, информацию помощи вождению, которая способствует улучшению безопасности вождения транспортного средства, и формировать второй план вождения на основе информации помощи вождению. Второе устройство управления может формировать точную информацию помощи вождению, соединяя информацию о движении транспортного средства и информацию об окружающей обстановке транспортного средства, которые получаются от первых датчиков, и информацию о характеристиках движения транспортного средства. С помощью этой информации помощи вождению для формирования второго плана вождения второе устройство управления может точно вычислять надлежащие поперечные позиции на полосе движения согласно окружающей обстановке транспортного средства.

В вышеописанном аспекте второе устройство управления может быть сконфигурировано, чтобы формировать, в качестве информации помощи вождению, информацию области по опасной области или безопасной области, которая находится в направлении движения транспортного средства.

С помощью этой информации об области для формирования второго плана вождения второе устройство управления может точно вычислять надлежащие поперечные позиции на полосе движения согласно окружающей обстановке транспортного средства.

В вышеописанном аспекте второе устройство управления может быть сконфигурировано, чтобы формировать, в качестве информации помощи вождению, третий план вождения, который используется для выбора пути движения, избегающего опасной области, или пути движения, проходящего в безопасной области. С такой конфигураций второе устройство управления формирует второй план вождения с учетом пути движения, избегающего опасной области, или пути движения, проходящего в безопасной области, оно может точно вычислять надлежащие поперечные позиции на полосе движения согласно окружающей обстановке транспортного средства.

В вышеописанном аспекте третий план вождения может включать в себя ограничение по скорости. Например, ограничение по скорости определяется на основе информации, полученной от первых датчиков, и информации о характеристиках движения транспортного средства. Поскольку третий план вождения, который используется для формирования второго плана вождения, включает в себя ограничение по скорости, транспортное средство может управляться, чтобы двигаться с надлежащими скоростями согласно окружающей обстановке транспортного средства.

В вышеописанном аспекте первое устройство управления может быть сконфигурировано, чтобы присоединяться к и отсоединяться от транспортного средства, и первое устройство управления может быть сконфигурировано, чтобы соединяться проводом со вторым устройством управления через соединитель, который присоединяется к транспортному средству. С такой конфигурацией легко устанавливать первое устройство управления на транспортное средство и заменять первое устройство управления. Транспортное средство может, таким образом, быть индивидуально настроено для отдельных поставщиков услуг путем простой замены первого устройства управления.

Система управления транспортным средством вышеописанного аспекта может дополнительно включать в себя один или более вторых датчиков, которые соединяются с первым устройством управления, и которые конфигурируются, чтобы получать информацию об окружающей обстановке транспортного средства и отправлять информацию об окружающей обстановке транспортного средства первому устройству управления. Первое устройство управления может быть сконфигурировано, чтобы формировать первый план вождения, по меньшей мере, на основе информации, полученной посредством одного или более вторых датчиков. С такой конфигурацией поставщик услуг, который является пользователем, подготавливает специализированные датчик(и), подходящие для услуги, которую он хочет предоставлять. План вождения, подходящий для услуги, может, таким образом, быть сформирован, который улучшает качество услуги, которая использует автономные транспортные средства.

Второй аспект изобретения является устройством управления транспортным средством, соединенным с бортовым датчиком для автономного транспортного средства. Устройство управления транспортным средством включает в себя процессор и запоминающее устройство, хранящее программу, которая является исполняемой посредством процессора. Процессор конфигурируется, чтобы, посредством исполнения программы, получать первый план вождения, включающий в себя желательные поперечные позиции на полосе движения или желательные диапазоны поперечных позиций на полосе движения, которые располагаются друг за другом в направлении движения транспортного средства, получать информацию о движении транспортного средства и информацию об окружающей обстановке транспортного средства от бортового датчика, формировать, на основе первого плана вождения и информации, полученной от бортового датчика, второй план вождения, отличный от первого плана вождения, второй план вождения включает в себя целевые поперечные позиции на полосе движения или целевые диапазоны поперечных позиций на полосе движения, которые располагаются друг за другом в направлении движения транспортного средства, и управлять операцией вождения транспортного средства на основе второго плана вождения.

Согласно устройству управления с вышеописанной конфигурацией, первый план вождения, полученный извне, не используется как есть, но второй план вождения формируется на основе первого плана вождения и информации, полученной от первых датчиков, и второй план вождения используется для управления операцией вождения транспортного средства. Второй план вождения, таким образом, отражает не только первый план вождения, но также информацию, полученную от первых датчиков. Соответственно, транспортное средство может управляться в надлежащие поперечные позиции на полосе движения согласно окружающей обстановке транспортного средства, в то же время реализуя первый план вождения, полученный извне, насколько возможно. Устройство управления транспортным средством может запрещать настройку или модификацию второго плана вождения пользователем.

В вышеописанном аспекте первый план вождения может включать в себя скорости транспортного средства, связанные с желательными поперечными позициями на полосе движения или желательными диапазонами поперечных позиций на полосе движения.

В вышеописанном аспекте второй план вождения может включать в себя скорости транспортного средства, связанные с целевыми поперечными позициями на полосе движения или целевыми диапазонами поперечных позиций на полосе движения.

В вышеописанном аспекте процессор может быть сконфигурирован, чтобы формировать второй план вождения на основе информации о характеристиках движения транспортного средства.

В вышеописанном аспекте процессор может быть сконфигурирован, чтобы формировать, на основе информации, полученной от бортового датчика, и информации о характеристиках движения транспортного средства, информацию помощи вождению, которая способствует улучшению безопасности вождения транспортного средства, и формировать второй план вождения на основе информации помощи вождению.

В вышеописанном аспекте процессор может быть сконфигурирован, чтобы формировать, в качестве информации помощи вождению, информацию области по опасной области или безопасной области, которая располагается в направлении движения транспортного средства.

В вышеописанном аспекте процессор может быть сконфигурирован, чтобы формировать, в качестве информации помощи вождению, третий план вождения, который используется для выбора пути движения, избегающего опасной области, или пути движения, проходящего в безопасной области.

В вышеописанном аспекте третий план вождения может включать в себя ограничение по скорости.

Устройство управления транспортным средством вышеописанного аспекта может дополнительно включать в себя соединитель для соединения с внешним компьютером, который конфигурируется, чтобы присоединяться к и отсоединяться от транспортного средства. Процессор может быть сконфигурирован, чтобы получать первый план вождения от внешнего компьютера, присоединенного к соединителю. Например, внешний компьютер подготавливается поставщиком услуги, который является пользователем и формирует план вождения, подходящий для услуги, которая предоставляется поставщиком услуги. Это предоставляет возможность отдельным поставщикам услуг формировать план вождения, подходящий для их услуг, в то же время в зависимости от знания автопроизводителя в области устройства управления транспортного средства, чтобы обозначать надлежащие поперечные позиции на полосе движения согласно окружающей обстановке транспортного средства.

Согласно системе управления транспортным средством и устройству управления транспортным средством для автономного транспортного средства изобретения, при предоставлении услуги, которая использует автономные транспортные средства, транспортное средство может управляться в надлежащие поперечные позиции на полосе движения согласно окружающей обстановке транспортного средства, в то же время реализуя план вождения, подходящий для услуги, насколько возможно.

Краткое описание чертежей

Признаки, преимущества и техническое и промышленное значение примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых аналогичными ссылочными позициями обозначены аналогичные элементы, и на которых:

Фиг. 1 - общая конфигурация транспортного средства, к которому была применена система управления транспортным средством согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации системы управления транспортным средством согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 3 - концептуальная схема, иллюстрирующая общий вид первого и второго планов вождения согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 4 - концептуальная схема, иллюстрирующая общий вид первого и второго планов вождения согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 5 - концептуальная схема, иллюстрирующая первый конкретный пример формата данных первого плана вождения согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 6 - концептуальная схема, иллюстрирующая второй конкретный пример формата данных первого плана вождения согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 7 - концептуальная схема, иллюстрирующая третий конкретный пример формата данных первого плана вождения согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 8 - концептуальная схема, иллюстрирующая четвертый конкретный пример формата данных первого плана вождения согласно варианту осуществления изобретения;

Фиг. 9 - блок-схема, иллюстрирующая функции и последовательность операций процесса системы управления транспортным средством согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 10 - концептуальная схема, иллюстрирующая первый конкретный пример процесса формирования второго плана вождения согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 11 - концептуальная схема, иллюстрирующая второй конкретный пример процесса формирования второго плана вождения согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 12 - концептуальная схема, иллюстрирующая третий конкретный пример процесса формирования второго плана вождения согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 13 - концептуальная схема, иллюстрирующая четвертый конкретный пример процесса формирования второго плана вождения согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 14 - блок-схема, иллюстрирующая функции и последовательность операций процесса системы управления транспортным средством согласно второму варианту осуществления изобретения;

Фиг. 15 - концептуальная схема, иллюстрирующая первый конкретный пример процесса формирования второго плана вождения согласно второму варианту осуществления изобретения;

Фиг. 16 - концептуальная схема, иллюстрирующая второй конкретный пример процесса формирования второго плана вождения согласно второму варианту осуществления изобретения;

Фиг. 17 - концептуальная схема, иллюстрирующая третий конкретный пример процесса формирования второго плана вождения согласно второму варианту осуществления изобретения;

Фиг. 18 - концептуальная схема, иллюстрирующая четвертый конкретный пример процесса формирования второго плана вождения согласно второму варианту осуществления изобретения; и

Фиг. 19 - концептуальная схема, иллюстрирующая конкретный пример процесса формирования второго плана вождения согласно третьему варианту осуществления изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Варианты осуществления изобретения будут описаны со ссылкой на сопровождающие чертежи. Числовые значения для каждого элемента, которые упоминаются в последующем описании вариантов осуществления, такие как число, количество, величина или диапазон для каждого элемента, не предназначаются, чтобы ограничивать изобретение числовыми значениями, пока иное не указывается, или пока не является теоретически очевидным, что изобретение ограничивается числовыми значениями. Структуры, этапы и т.д., которые описываются в последующих вариантах осуществления, необязательно являются неотъемлемыми для изобретения, пока иное не указывается, или пока не является теоретически очевидным, что структуры, этапы и т.д. являются неотъемлемыми для изобретения.

1. Конфигурация автономного транспортного средства

Система управления транспортным средством согласно варианту осуществления изобретения является системой управления транспортным средством, которая добивается, например, уровня 3 или более высокого уровня автоматизации вождения, которые определены Обществом автомобильных инженеров (SAE). Система управления транспортным средством согласно варианту осуществления изобретения применяется к автономному транспортному средству, имеющему общую конфигурацию, показанную на фиг. 1. Конфигурация автономного транспортного средства, описанная ниже, является общей для всех вариантов осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 1, автономное транспортное средство (далее в данном документе просто называемое транспортным средством) 10 включает в себя первое устройство 100 управления и второе устройство 200 управления в качестве устройств управления для автономного вождения. Из двух устройств управления второе устройство 200 управления является устройством управления транспортным средством, установленным заранее на транспортное средство 10. Второе устройство 200 управления является уникальным для транспортного средства 10 и предоставляется, вместе с транспортным средством 10, автопроизводителем. Первое устройство 100 управления является внешним компьютером, который может быть присоединен к и отсоединен от транспортного средства 10. Первое устройство 100 управления может, следовательно, быть спроектировано и разработано организацией, отличной от той, которая проектирует и разрабатывает второе устройство 200 управления. В качестве примера, первое устройство 100 управления подготавливается поставщиком услуг, который является пользователем транспортного средства 10.

Второе устройство 200 управления электрически соединяется с элементами управления и датчиками транспортного средства 10. В частности, второе устройство 200 управления электрически соединяется с актуаторами 20 транспортного средства для управления операцией вождения транспортного средства 10. Актуаторы 20 транспортного средства включают в себя приводной актуатор 22, который приводит в движение колеса 11, тормозной актуатор 23, который тормозит колеса 11, и актуатор 21 руления, который рулит колесами 11 (см. фиг. 2). Приводной актуатор 22 включает в себя, например, двигатель, EV-систему или гибридную систему. Тормозной актуатор 23 включает в себя, например, гидравлический тормоз или тормоз для рекуперации мощности. Актуатор 21 руления включает в себя, например, систему рулевого управления с усилением, систему рулевого управления с помощью электроники или систему рулевого управления задними колесами.

Второе устройство 200 управления электрически соединяется с датчиками, такими как камера 32, радиолокатор 33 миллиметрового диапазона и датчики 31 транспортного средства. Камера 32 и радиолокатор 33 миллиметрового диапазона являются датчиками, которые получают информацию об окружающей обстановке транспортного средства 10. Например, эти датчики используются, чтобы обнаруживать препятствие, которое присутствует около транспортного средства 10, и измерять позицию и скорость обнаруженного препятствия относительно транспортного средства 10. Датчики 31 транспортного средства являются датчиками, которые получают информацию о движении транспортного средства 10. Датчики 31 транспортного средства включают в себя, например, датчик скорости, который измеряет скорость движения транспортного средства 10 из скорости вращения колес 11, датчик ускорения, который измеряет ускорение, действующее на транспортное средство 10, датчик угла поворота вокруг вертикальной оси, который измеряет угловую скорость вращения транспортного средства 10, датчик угла поворота управляемых колес, который измеряет угол поворота управляемых колес, и т.д. Эти датчики 31, 32 и 33 являются бортовыми датчиками 30, которые, вместе со вторым устройством 200 управления, устанавливаются заранее на транспортное средство 10. Бортовые датчики, отличные от датчиков, описанных выше, могут быть соединены со вторым устройством 200 управления. В отличие от специализированных датчиков, которые будут описаны позже, типы и спецификации бортовых датчиков 30 являются общими для транспортных средств 10.

Первое устройство 100 управления устанавливается в установочном пространстве 14 в транспортном средстве 10. На фиг. 1 установочное пространство 14 предусматривается в потолочной части транспортного средства 10. Является предпочтительным, что установочное пространство 14 располагается в таком месте, которое не является доступным снаружи транспортного средства 10, и что установочное пространство 14 не беспокоит пассажира(ов) транспортного средства 10. В частности, является предпочтительным, что установочное пространство 14 предусматривается под полом или за стенкой пассажирского салона. Первое устройство 100 управления соединяется проводом со вторым устройством 200 управления через разъемный соединитель 201. Следовательно, легко устанавливать первое устройство 100 управления на транспортное средство 10 и заменять первое устройство 100 управления. Транспортное средство 10 может, таким образом, быть индивидуально настроено для отдельных поставщиков услуг путем простой замены первого устройства 100 управления.

Первое устройство 100 управления электрически соединяется с датчиками, такими как датчик 41 лазерной системы обнаружения и измерения дальности (LiDAR) и GPS-датчик 42. LiDAR-датчик 41 используется, чтобы получать информацию о форме и позиции объекта, который присутствует около транспортного средства 10. GPS-датчик 42 используется, чтобы получать информацию о текущем местоположении транспортного средства 10. В настоящем варианте осуществления LiDAR-датчик 41 и GPS-датчик 42 предусматриваются в качестве специализированных датчиков 40, которые электрически соединяются только с первым устройством 100 управления, и которые отправляют полученную информацию первому устройству 100 управления. Специализированные датчики 40 подготавливаются, вместе с первым устройством 100 управления, поставщиком услуг, а именно, пользователем. Специализированные датчики, отличные от датчиков, описанных выше, могут быть соединены с первым устройством 100 управления. Типы и спецификации специализированных датчиков 40, которые должны быть установлены, могут быть определены самим пользователем согласно содержимому его услуги. Поскольку поставщик услуг, а именно, пользователь, подготавливает специализированные датчики 40, подходящие для услуги, которую он хочет предоставлять, план вождения, подходящий для услуги, может быть сформирован, который улучшает качество услуги, которая использует автономные транспортные средства. Далее в данном документе, бортовые датчики 30 называются первыми датчиками 30, а специализированные датчики 40 называются вторыми датчиками 40. Сигналы от первых датчиков 30 могут быть введены в первое устройство 100 управления.

2. Конфигурация системы управления транспортным средством

Конфигурация системы управления транспортным средством согласно варианту осуществления изобретения будет описана. Один пример конфигурации системы управления транспортным средством согласно варианту осуществления изобретения может быть показан посредством блок-схемы на фиг. 2. В системе управления транспортным средством первое устройство 100 управления и второе устройство 200 управления соединяются так, что они могут обмениваться данными друг с другом. Конфигурация системы управления транспортным средством, описанная ниже, является общей для всех вариантов осуществления изобретения.

Первое устройство 100 управления является электронным блоком управления (ECU), включающим в себя, по меньшей мере, процессор 110, запоминающее устройство 120, интерфейсную схему 130 для ECU и интерфейсную схему 140 для датчиков. Запоминающее устройство 120 включает в себя главное запоминающее устройство и вспомогательное запоминающее устройство. Интерфейсная схема 130 для ECU является интерфейсной схемой для обмена данными со вторым устройством 200 управления. Интерфейсная схема 140 для датчиков является интерфейсной схемой для обмена данными со вторыми датчиками 40, соединенными с первым устройством 100 управления. Эти интерфейсные схемы используют, например, обмен данными по локальной сети контроллеров (CAN) или обмен данными согласно стандартам Ethernet (зарегистрированная торговая марка).

Первое устройство 100 управления имеет функцию формирования плана вождения, желательного поставщиком услуг, а именно, пользователем. План вождения, который формируется посредством первого устройства 100 управления, далее в данном документе называется первым планом вождения. Запоминающее устройство 120 хранит в себе программу первого плана вождения, которая может исполняться процессором 110, и различные данные. Программа первого плана вождения программируется так, что план вождения, подходящий для услуги, которая предоставляется пользователем, получается. Программа первого плана вождения разрабатывается самим пользователем на основе его знания о своей услуге. Данные, требуемые для плана вождения, также подготавливаются по собственному усмотрению пользователя. Данные включают в себя картографическую информацию. Картографическая информация, фокусирующаяся на услуге, которая предоставляется пользователем, может быть подготовлена. Посредством исполнения программы первого плана вождения процессор 110 получает информацию датчиков от вторых датчиков 40 через интерфейсную схему 140 для датчиков, формирует первый план вождения на основе информации датчиков и предварительно сохраненных данных и выводит первый план вождения из интерфейсной схемы 130 ECU.

Второе устройство 200 управления является ECU, включающим в себя, по меньшей мере, процессор 210, запоминающее устройство 220, интерфейсную схему 230 для ECU, интерфейсную схему 240 для датчиков и интерфейсную схему 250 для актуаторов. Запоминающее устройство 220 включает в себя главное запоминающее устройство и вспомогательное запоминающее устройство. Интерфейсная схема 230 для ECU является интерфейсной схемой для обмена данными с первым устройством 100 управления. Как описано выше, второе устройство 200 управления и первое устройство 100 управления физически соединяются проводом через соединитель 201. Интерфейсная схема 240 для датчиков является интерфейсной схемой для обмена данными с первыми датчиками 30, соединенными со вторым устройством 200 управления. Интерфейсная схема 250 для актуаторов является интерфейсной схемой для обмена данными с актуатором 21 руления, приводным актуатором 22 и тормозным актуатором 23. Эти интерфейсные схемы используют, например, обмен данными по CAN или обмен данными согласно стандартам Ethernet (зарегистрированная торговая марка).

Второе устройство 200 управления имеет функцию формирования надлежащего плана вождения согласно окружающей обстановке транспортного средства 10 на основе первого плана вождения. В то время как первый план вождения является планом вождения, желательным пользователем, план вождения, который формируется посредством второго устройства 200 управления, является целевым планом вождения, который должен использоваться для управления операцией вождения транспортного средства 10. План вождения, который формируется посредством второго устройства 200 управления, далее в данном документе называется вторым планом вождения. Запоминающее устройство 220 хранит в себе программы, которые могут исполняться посредством процессора 210, и различные данные. Эти программы и данные являются уникальными для транспортного средства 10, и различные программы и данные подготавливаются для каждого типа транспортного средства.

Программы, хранящиеся в запоминающем устройстве 220, включают в себя программу второго плана вождения и программу управления операцией вождения. Эти программы разрабатываются на основе знания автопроизводителя о характеристиках движения транспортного средства и характеристиках обнаружения бортовых датчиков и их многолетнего опыта управления транспортным средством. Данные, хранящиеся в запоминающем устройстве 220, включают в себя основную информацию спецификации транспортного средства 10, вес транспортного средства и информацию о характеристиках движения транспортного средства 10, таких как максимальное возможное ускорение, максимальное возможное поперечное ускорение и скорость реакции руления. Посредством исполнения программы второго плана вождения процессор 210 получает первый план вождения через интерфейс 230 для ECU, получает информацию датчиков от первых датчиков 30 через интерфейсную схему 240 для датчиков и генерирует второй план вождения на основе первого плана вождения, информации датчиков и предварительно сохраненных данных. Посредством исполнения программы управления операцией вождения процессор 210 вычисляет регулируемые переменные для актуаторов 21, 22 и 23, которые должны использоваться для движения транспортного средства 10 согласно второму плану вождения, и выводит эти регулируемые переменные из интерфейсной схемы 250 для актуаторов.

Второе устройство 200 управления может состоять из множества ECU. Например, второе устройство 200 управления может состоять из ECU, который формирует второй план вождения, и ECU, который вычисляет регулируемые переменные для актуаторов. ECU, который формирует второй план вождения, может состоять из ECU, который непосредственно обрабатывает информацию датчиков, полученную от первых датчиков 30, и ECU, который вычисляет второй план вождения с помощью результатов обработки информации датчиков. ECU, который непосредственно обрабатывает информацию датчиков, полученную от первых датчиков 30, может быть установлен как одно целое с первыми датчиками 30. Аналогично, первое устройство 100 управления может состоять из множества ECU.

3. Обзор планов вождения

Как описано выше, первое устройство 100 управления и второе устройство 200 управления имеют функцию формирования плана вождения. Однако, первое устройство 100 управления и второе устройство 200 управления формируют первый план вождения и второй план вождения, соответственно, с различных точек зрения. Обзор первого плана вождения и второго плана вождения будет предоставлен ниже со ссылкой на фиг. 3 и 4. Вследствие различия в точке зрения при формировании плана вождения первое устройство 100 управления принимает настройку первого плана вождения пользователем транспортного средства 10, в то время как второе устройство 200 управления запрещает настройку или модификацию второго плана вождения пользователем.

В некоторых случаях, план вождения представляется набором поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения, а в других случаях, план вождения представляется набором диапазонов поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения. Фиг. 3 иллюстрирует пример первого случая, а фиг. 4 иллюстрирует пример последнего случая.

Пример, показанный на фиг. 3, будет объяснен. В этом примере, как показано белыми кругами на фиг. 3, первое устройство 100 управления дискретно выводит желательные поперечные позиции на полосе движения в направлении движения транспортного средства 10. Желательные поперечные позиции на полосе движения являются поперечными позициями на полосе движения, подходящими для услуги, которая предоставляется пользователем. Например, когда пользователь предоставляет такую услугу, что пассажиры садятся и высаживаются из транспортных средств, таких как транспортные средства для совместной поездки, такси или автобусы, желательные позиции на полосе движения могут быть заданы так, что транспортное средство 10 движется к краю своей полосы при необходимости. Набор желательных поперечных позиций на полосе движения, показанных белыми кругами на фиг. 3, представляет первый план вождения.

В зависимости от окружающей обстановки транспортного средства 10, однако, может не всегда быть возможным управлять операцией вождения транспортного средства 10 согласно плану вождения, желательному для пользователя. Например, в случае, когда существует препятствие в позиции, показанной штриховой линией на фиг. 3, транспортное средство 10 столкнется с препятствием, если операция вождения транспортного средства 10 управляется согласно первому плану вождения. Соответственно, как показано черными кругами на фиг. 3, второе устройство 200 управления отдельно выводит, в направлении движения транспортного средства 10, такие целевые поперечные позиции на полосе движения, что транспортное средство 10 может избегать препятствия. Однако, второе устройство 200 управления не задает целевые поперечные позиции на полосе движения в поперечные позиции на полосе движения, которые полностью неуместны к желательным поперечным позициям на полосе движения. Второе устройство 200 управления задает целевые поперечные позиции на полосе движения так, что поперечные позиции на полосе движения, желательные пользователем, достигаются, насколько возможно. Набор целевых поперечных позиций на полосе движения, показанных черными кругами на фиг. 3, представляет второй план вождения.

Далее, пример, показанный на фиг. 4, будет описан. В этом примере, как показано белыми двойными стрелками на фиг. 4, первое устройство 100 управления отдельно выводит желательные диапазоны поперечных позиций на полосе движения в направлении движения транспортного средства 10. Желательные диапазоны поперечных позиций на полосе движения являются диапазонами поперечных позиций на полосе движения, желательных для пользователя, и указывают диапазоны поперечных позиций на полосе движения, подходящие для услуги, которая предоставляется пользователем. В случае, когда относительно высокая степень гибкости разрешается для поперечных позиций на полосе движения, является предпочтительным представлять желательные поперечные позиции на полосе движения конечными диапазонами, как показано на фиг. 4. Набор желательных диапазонов поперечных позиций на полосе движения, показанных белыми двойными стрелками на фиг. 4, представляет первый план вождения.

Однако, в случае, когда существует препятствие в позиции, показанной штриховой линией на фиг. 4, и препятствие перекрывает какой-либо из желательных диапазонов поперечных позиций на полосе движения, операция вождения транспортного средства 10 не может управляться согласно плану вождения, желательному для пользователя. В таком случае, как показано черными двойными стрелками на фиг. 4, второе устройство 200 управления отдельно выводит, в направлении движения транспортного средства 10, такие целевые диапазоны поперечных позиций на полосе движения, что транспортное средство 10 может избегать препятствия. В частности, второе устройство 200 управления задает целевые диапазоны поперечных позиций на полосе движения так, что диапазоны поперечных позиций на полосе движения, желательные пользователем, достигаются, насколько возможно. Набор целевых диапазонов поперечных позиций на полосе движения, показанных черными двойными стрелками на фиг. 4, представляет второй план вождения.

4. Конкретные примеры первого плана вождения

Первый план вождения, который формируется посредством первого устройства 100 управления, будет описан более подробно с помощью конкретных примеров.

Фиг. 5 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую первый конкретный пример формата данных первого плана вождения. В первом конкретном примере каждый желательный диапазон поперечных позиций на полосе движения представляется посредством одной из точек, определяющих ориентирную линию, по которой транспортное средство 10 желательно должно двигаться, и допуск в этой точке. Каждая точка на ориентирной линии указывает поперечную позицию на полосе движения, наиболее подходящую для услуги, которая предоставляется пользователем, а допуск в каждой точке указывает, насколько отклонение от ориентирной линии дозволяется при предоставлении услуги. Позиция каждой точки на ориентирной линии указывается координатами [X_i, Y_i] в координатной системе (X, Y) на основе транспортного средства 10. В примере, показанном на фиг. 5, X-направление является направлением в переднюю сторону транспортного средства 10, а Y-направление является направлением, перпендикулярным X-направлению. Координатная система (X, Y) не ограничивается примером, показанным на фиг. 5.

Фиг. 6 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую второй конкретный пример формата данных первого плана вождения. Во втором конкретном примере каждый желательный диапазон поперечных позиций на полосе движения представляется посредством одной из точек, определяющих левую границу, и одной из точек, определяющих правую границу. Точки на левой границе указывают левые предельные точки поперечных позиций на полосе движения, подходящих для обслуживания, и позиция каждой точки на левой границе указывается координатами [XL_i, YL_i] в координатной системе (X, Y) на основе транспортного средства 10. Точки на правой границе указывают правые предельные точки поперечных позиций на полосе движения, подходящих для обслуживания, и позиция каждой точки на правой границе указывается координатами [XR_i, YR_i] в координатной системе (X, Y) на основе транспортного средства 10.

Фиг. 7 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую третий конкретный пример формата данных первого плана вождения. В третьем конкретном примере область, расположенная впереди в направлении движения транспортного средства 10, делится на множество ячеек сетки как в X-направлении, так и в Y-направлении, и, таким образом, представляется в виде сетки в координатной системе (X, Y) на основе транспортного средства 10. Для X-направления ячейки сетки формируются до позиции непосредственной цели. Для Y-направления ячейки формируются в области, соответствующей ширине полосы движения транспортного средства. Метка, указывающая, является ли ячейка желательной областью движения, куда транспортное средство 10 желательно должно двигаться, или нежелательной областью движения, куда транспортное средство 10 желательно не должно двигаться, присоединяется к каждой ячейке сетки. Каждый желательный диапазон поперечных позиций на полосе движения представляется желательными областями движения, расположенными друг за другом в Y-направлении.

Фиг. 8 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую четвертый конкретный пример формата данных первого плана вождения. В первом-третьем конкретных примерах первый план вождения представляется набором желательных диапазонов поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения. В четвертом конкретном примере, с другой стороны, первый план вождения представляется набором желательных поперечных позиций движения, расположенных друг за другом в направлении движения. Т.е., в четвертом конкретном примере, каждая желательная поперечная позиция на полосе движения представляется одной из точек, определяющих путь движения (желательный путь), которому транспортному средству 10 желательно следовать. Точки на пути движения указывают поперечные позиции на полосе движения, наиболее подходящие для услуги, которая предоставляется пользователем. Позиция каждой точки на пути движения указывается координатами [X_i, Y_i] в координатной системе (X, Y) на основе транспортного средства 10, и скорость [VX_i, VY_i] ассоциируется с каждой точкой на пути движения.

В четвертом конкретном примере первый план вождения включает в себя скорости [VX_i, VY_i] транспортного средства, связанные с желательными поперечными позициями [X_i, Y_i] на полосе движения, расположенными друг за другом в направлении движения. Аналогично, в первом-третьем конкретных примерах, первый план вождения может включать в себя скорости транспортного средства, связанные с желательными диапазонами поперечных позиций на полосе движения, расположенными друг за другом в направлении движения. Причина состоит в том, что, в зависимости от типа услуги, иногда является желательным обозначать не только поперечные позиции на полосе движения или диапазоны поперечных позиций на полосе движения, но также скорости транспортного средства.

5. Функции и последовательность операций процесса системы управления транспортным средством согласно первому варианту осуществления

Далее, функции и последовательность операций процесса системы управления транспортным средством согласно первому варианту осуществления изобретения будет описана со ссылкой на фиг. 9. Фиг. 9 является блок-схемой, иллюстрирующей ход последовательности процессов для автономного вождения транспортного средства 10. Процессы для автономного вождения включают в себя процессы, которые выполняются посредством первого устройства 100 управления, и процессы, которые выполняются посредством второго устройства 200 управления.

Первое устройство 100 управления выполняет процессы 111, 112. В первом процессе 111 первое устройство 100 управления получает информацию датчиков от вторых датчиков 40. Информация датчиков включает в себя информацию об окружающей обстановке транспортного средства 10 и информацию о местоположении транспортного средства 10. Далее в данном документе, в процессе 112, первое устройство 100 управления формирует первый план вождения, имеющий такой формат данных, который описан в первом-четвертом примерах, на основе информации датчиков, полученной от вторых датчиков 40.

Второе устройство 200 управления выполняет процессы 211, 212, 213 и 214. В процессе 211 второе устройство 200 управления получает первый план вождения, сформированный посредством первого устройства 100 управления. В процессе 212 второе устройство 200 управления получает информацию датчиков от первых датчиков 30. Эта информация датчиков включает в себя информацию о движении транспортного средства 10 и информацию об окружающей обстановке транспортного средства 10.

Затем, в процессе 213, второе устройство 200 управления формирует второй план вождения на основе первого плана вождения и информации датчиков, полученной от первых датчиков 30. В процессе 214 второе устройство 200 управления вычисляет регулируемые переменные для актуаторов 20 транспортного средства согласно второму плану вождения и управляет операцией вождения транспортного средства 10. Процесс формирования второго плана вождения посредством второго устройства 200 управления будет описан подробно ниже с помощью конкретных примеров.

6. Конкретные примеры процесса формирования второго плана вождения согласно первому варианту осуществления

Фиг. 10-14 являются концептуальными схемами, иллюстрирующими конкретные примеры процесса формирования второго плана вождения согласно первому варианту осуществления изобретения. В этих концептуальных схемах предполагается, что препятствие было обнаружено впереди в направлении движения транспортного средства 10, и позиция и форма препятствия были указаны из информации 301 первых датчиков. Второй план вождения формируется так, что транспортное средство 10 может избегать этого препятствия.

Фиг. 10 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую первый конкретный пример. Формат данных первого плана 161 вождения, показанный на фиг. 10, соответствует первому конкретному примеру формата данных первого плана вождения, описанному со ссылкой на фиг. 5. В случае, когда ориентирная линия в первом плане 161 вождения не сталкивается с препятствием, эта ориентирная линия используется в качестве ориентирной линии во втором плане 261 вождения. Допуск в каждой точке на ориентирной линии указывает, насколько большое отклонение от ориентирной линии допускается без столкновения с препятствием при предоставлении услуги. Для второго плана 261 вождения допуск в каждой точке вычисляется так, что целевые диапазоны поперечных позиций на полосе движения не сталкиваются с препятствием, чья позиция и форма были указаны из информации 301 первых датчиков. В случае, когда ориентирная линия в первом плане 161 вождения сталкивается с препятствием, форма ориентирной линии модифицируется так, чтобы избегать препятствия.

Во втором плане 261 вождения первого конкретного примера каждый целевой диапазон поперечных позиций на полосе движения представляется посредством одной из точек, определяющей ориентирную линию, по которой транспортное средство 10 должно управляться, чтобы двигаться, и допуска в этой точке. Второе устройство 200 управления формирует целевой путь в целевых диапазонах поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения. Целевой путь представляется последовательностью точек, расположенных друг за другом в направлении движения. Позиция каждой точки на целевом пути указывается посредством координатной системы (X, Y) на основе транспортного средства 10, и скорость ассоциируется с каждой точкой на целевом пути. В случае, когда первый план 161 вождения не включает в себя скорости, скорость в каждой точке задается на основе, например, законных ограничений скорости и скорости движущегося впереди транспортного средства. Позиция каждой точки на целевом пути является целевой позицией транспортного средства 10, и скорость, связанная с каждой точкой на целевом пути, является целевой скоростью транспортного средства 10. Второе устройство 200 управления вычисляет регулируемые переменные для актуаторов 20 транспортного средства на основе целевых позиций и целевых скоростей, так что транспортное средство 10 управляется, чтобы следовать целевому пути.

Фиг. 11 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую второй конкретный пример. Формат данных первого плана 162 вождения, показанный на фиг. 11, соответствует второму конкретному примеру формата данных первого плана вождения, описанному со ссылкой на фиг. 6. Во втором плане 262 вождения позиции правой и левой границ регулируются так, что правая и левая границы не сталкиваются с препятствием, чья позиция и форма были указаны из первой информации 301 датчиков. В примере, показанном на фиг. 11, поскольку препятствие сталкивается с правой границей, позиция правой границы регулируется внутрь для того, чтобы избегать столкновения транспортного средства 10 с препятствием. Аналогично, в случае, когда препятствие сталкивается с левой границей, позиция левой границы регулируется внутрь.

Во втором плане 262 вождения второго конкретного примера каждый целевой диапазон поперечных позиций на полосе движения представляется посредством одной из точек, определяющих левую границу, и одной из точек, определяющих правую границу. Второе устройство 200 управления формирует целевой путь в целевых диапазонах поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения. Второе устройство 200 управления вычисляет регулируемые переменные для актуаторов 20 транспортного средства на основе целевых позиций и целевых скоростей в каждой точке на целевом пути, так что транспортное средство 10 управляется, чтобы следовать целевому пути.

Фиг. 12 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую третий конкретный пример. Формат данных первого плана 163 вождения, показанный на фиг. 12, соответствует третьему конкретному примеру формата данных первого плана вождения, описанному со ссылкой на фиг. 7. Во втором плане 263 вождения метка, указывающая, является ли ячейка сетки целевой областью движения, где транспортное средство 10 должно управляться, чтобы двигаться, или нецелевой областью движения, где транспортное средство 10 не должно иметь возможности двигаться, присоединяется к каждой ячейке сетки, сформированной в области, расположенной впереди в направлении движения транспортного средства 10. Нежелательные области движения в первом плане 163 вождения используются в качестве нецелевых областей движения во втором плане 263 вождения. Те желательные области движения в первом плане 163 вождения, которые не сталкиваются с препятствием, используются в качестве целевых областей движения во втором плане 263 вождения. Однако, те желательные области движения в первом плане 163 вождения, которые сталкиваются с препятствием, используются в качестве нецелевых областей движения во втором плане 263 вождения для того, чтобы избегать столкновения транспортного средства 10 с препятствием.

Во втором плане 263 вождения третьего конкретного примера каждый целевой диапазон поперечных позиций на полосе движения представляется посредством целевых областей движения, расположенных друг за другом в Y-направлении. Второе устройство 200 управления формирует целевой путь в целевых диапазонах поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения. Второе устройство 200 управления вычисляет регулируемые переменные для актуаторов 20 транспортного средства на основе целевых позиций и целевых скоростей в каждой точке на целевом пути, так что транспортное средство 10 управляется, чтобы следовать целевому пути.

Фиг. 13 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую четвертый конкретный пример. Формат данных первого плана 164 вождения, показанный на фиг. 13, соответствует четвертому конкретному примеру формата данных первого плана вождения, описанному со ссылкой на фиг. 8. Второй план 264 вождения представляется набором целевых поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения. Т.е., в четвертом конкретном примере, каждая целевая поперечная позиция на полосе движения представляется посредством одной из точек, определяющих путь движения (целевой путь), по которому транспортное средство 10 должно управляться, чтобы следовать ему. В случае, когда желательный путь в первом плане 164 вождения не сталкивается с препятствием, желательный путь используется в качестве целевого пути во втором плане 264 вождения. Однако, в случае, когда желательный путь в первом плане 164 вождения сталкивается с препятствием, целевой путь формируется так, чтобы избегать препятствия.

Точки на целевом пути указывают поперечные позиции на полосе движения, наиболее подходящие для услуги, которая предоставляется пользователем, и не вызывающие столкновение транспортного средства 10 с препятствием. Позиция каждой точки на целевом пути указывается посредством координатной системы (X, Y) на основе транспортного средства 10, и скорость в каждой точке на целевом пути также указывается. Скорость в каждой точке на целевом пути модифицируется, когда необходимо избегать препятствия. Позиция каждой точки на целевом пути является целевой позицией транспортного средства 10, и скорость, связанная с каждой точкой, является целевой скоростью транспортного средства 10. Второе устройство 200 управления вычисляет регулируемые переменные для актуаторов 20 транспортного средства на основе целевых позиций и целевых скоростей, так что транспортное средство 10 управляется, чтобы следовать целевому пути.

7. Функции и последовательность операций процесса системы управления транспортным средством согласно второму варианту осуществления

Далее, функции и последовательность операций процесса системы управления транспортным средством согласно второму варианту осуществления изобретения будет описана со ссылкой на фиг. 14. Фиг. 14 является блок-схемой, иллюстрирующей ход последовательности процессов во втором варианте осуществления. В блок-схеме те ж процессы, что и процессы в первом варианте осуществления, обозначаются теми же ссылочными знаками. Поскольку процессы, которые выполняются посредством первого устройства 100 управления, являются такими же, что и процессы в первом варианте осуществления, только процессы, которые выполняются посредством второго устройства 200 управления, будут описаны ниже.

Во втором варианте осуществления второе устройство 200 управления выполняет процессы 211, 212, 215, 216, 217 и 218. В процессе 211 второе устройство 200 управления получает первый план вождения, сформированный посредством первого устройства 100 управления. В процессе 212 второе устройство 200 управления получает от первых датчиков 30 информацию датчиков, включающую в себя информацию о движении транспортного средства 10 и информацию об окружающей обстановке транспортного средства 10. В процессе 215 второе устройство 200 управления дополнительно получает информацию о характеристиках движения транспортного средства 10. Эта информация может быть либо информацией, зарегистрированной заранее в запоминающем устройстве 220, либо информацией, которая рассчитывается в реальном времени из параметров, используемых для вычислений во втором устройстве 200 управления, либо информацией, полученной посредством первых датчиков 30 или других бортовых датчиков.

Затем, в процессе 216, второе устройство 200 управления формирует, на основе информации датчиков, полученной от первых датчиков 30, и информации о характеристиках движения транспортного средства 10, информацию помощи вождению, которая способствует улучшению в безопасности вождения транспортного средства 10. Например, второе устройство 200 управления формирует, в качестве информации помощи вождению, информацию области для опасной области или безопасной области, которые располагаются в направлении движения транспортного средства 10. В качестве конкретного примера, в случае, когда препятствие обнаруживается впереди в направлении движения транспортного средства 10 посредством первых датчиков 30, второе устройство 200 управления вычисляет, на основе информации о характеристиках движения транспортного средства 10, такую область, в которой транспортное средство 10 не будет иметь возможности избегать препятствия, даже если транспортное средство 10 управляется, чтобы избегать препятствия. Эта область является опасной областью, а область, которая не является опасной областью, является безопасной областью. Второе устройство 200 управления может точно вычислять опасную область и безопасную область, соединяя информацию о движении транспортного средства 10 и информацию об окружающей обстановке транспортного средства 10, которые получаются от первых датчиков 30, и информацию о характеристиках движения транспортного средства 10.

После этого, в процессе 217, второе устройство 200 управления формирует второй план вождения на основе первого плана вождения и информации области. Поскольку второе устройство 200 управления использует информацию области, сформированную с учетом характеристик движения транспортного средства 10, чтобы формировать второй план вождения, оно может точно вычислять надлежащие поперечные позиции на полосе движения согласно окружающей обстановке транспортного средства 10. В процессе 218 второе устройство 200 управления вычисляет регулируемые переменные для актуаторов 20 транспортного средства согласно второму плану вождения и управляет операцией вождения транспортного средства 10. Процесс формирования второго плана вождения посредством второго устройства 200 управления будет описан подробно с помощью конкретных примеров.

8. Конкретные примеры процесса формирования второго плана вождения согласно второму варианту осуществления

Фиг. 15-18 являются концептуальными схемами, иллюстрирующими конкретные примеры процесса формирования второго плана вождения согласно второму варианту осуществления изобретения. В каждой концептуальной схеме предполагается, что опасная область была указана из информации 302 области, сформированной на основе информации датчиков, полученной от первых датчиков 30, и информации о характеристиках движения транспортного средства 10. Второй план вождения формируется так, что транспортное средство 10 движется так, чтобы избегать опасной области.

Фиг. 15 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую первый конкретный пример. Формат данных первого плана 161 вождения, показанный на фиг. 15, соответствует первому конкретному примеру формата данных первого плана вождения, описанному со ссылкой на фиг. 5. В случае, когда ориентирная линия в первом плане 161 вождения не сталкивается с опасной областью, эта ориентирная линия используется в качестве ориентирной линии во втором плане 271 вождения. Допуск в каждой точке на ориентирной линии указывает, насколько большое отклонение от ориентирной линии допускается без столкновения с опасной областью при предоставлении услуги. Для второго плана 271 вождения допуск в каждой точке вычисляется так, что целевые диапазоны поперечных позиций на полосе движения не сталкиваются с опасной областью. В случае, когда ориентирная линия в первом плане 161 вождения сталкивается с опасной областью, форма ориентирной линии модифицируется так, чтобы избегать опасной области. Во втором плане 271 вождения каждый целевой диапазон поперечных позиций на полосе движения представляется посредством одной из точек, определяющих ориентирную линию, по которой транспортное средство 10 должно управляться, чтобы двигаться, и допуска в этой точке. Второе устройство 200 управления формирует целевой путь в целевых диапазонах поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения, и вычисляет регулируемые переменные для актуаторов 20 транспортного средства на основе целевых позиций и целевых скоростей в каждой точке на целевом пути.

Фиг. 16 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую второй конкретный пример. Формат данных первого плана 162 вождения, показанный на фиг. 16, соответствует второму конкретному примеру формата данных первого плана вождения, описанному со ссылкой на фиг. 6. Во втором плане 272 вождения позиции правой и левой границ регулируются так, чтобы не сталкиваться с опасной областью. В примере, показанном на фиг. 16, поскольку опасная область сталкивается с правой границей, позиция правой границы регулируется внутрь так, чтобы избегать вхождения транспортного средства 10 в опасную область. Аналогично, в случае, когда опасная область сталкивается с правой границей, позиция левой границы регулируется внутрь. Во втором плане 272 вождения каждый целевой диапазон поперечных позиций на полосе движения представляется посредством одной из точек, определяющих левую границу, и одной из точек, определяющих правую границу. Второе устройство 200 управления формирует целевой путь в целевых диапазонах поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения, и вычисляет регулируемые переменные для актуаторов 20 транспортного средства на основе целевых позиций и целевых скоростей в каждой точке на целевом пути.

Фиг. 17 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую третий конкретный пример. Формат данных первого плана 163 вождения, показанный на фиг. 17, соответствует третьему конкретному примеру формата данных первого плана вождения, описанному со ссылкой на фиг. 7. Во втором плане 273 вождения метка, указывающая, является ли ячейка сетки целевой областью движения, где транспортное средство 10 должно управляться, чтобы двигаться, или нецелевой областью движения, где транспортное средство 10 не должно иметь возможности двигаться, присоединяется к каждой ячейке сетки, сформированной в области, расположенной впереди в направлении движения транспортного средства 10. Метка, указывающая, что ячейка сетки является нецелевой областью движения, присоединяется к каждой ячейке сетки, которая сталкивается с опасной областью, для того, чтобы избегать столкновения транспортного средства 10 с препятствием. Во втором плане 273 вождения каждый целевой диапазон поперечных позиций на полосе движения представляется посредством целевых областей движения, расположенных друг за другом в Y-направлении. Второе устройство 200 управления формирует целевой путь в целевых диапазонах поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения, и вычисляет регулируемые переменные для актуаторов 20 транспортного средства на основе целевых позиций и целевых скоростей в каждой точке на целевом пути.

Фиг. 18 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую четвертый конкретный пример. Формат данных первого плана 164 вождения, показанный на фиг. 18, соответствует четвертому конкретному примеру формата данных первого плана вождения, описанного со ссылкой на фиг. 8. Второй план 274 вождения представляется набором целевых поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения. Т.е., в четвертом конкретном примере, каждая целевая поперечная позиция на полосе движения представляется посредством одной из точек, определяющих путь движения (целевой путь), по которому транспортное средство 10 должно управляться, чтобы следовать. В случае, когда желательный путь в первом плане 164 вождения не сталкивается с опасной областью, этот желательный путь используется в качестве целевого пути во втором плане 274 вождения. Однако, в случае, когда желательный путь в первом плане 164 вождения сталкивается с опасной областью, целевой путь формируется так, чтобы избегать опасной области, как показано на фиг. 18. Скорость в каждой точке на целевом пути также модифицируется, когда необходимо избегать опасной области. Второе устройство 200 управления вычисляет регулируемые переменные для актуаторов 20 транспортного средства на основе целевых позиций и целевых скоростей в каждой точке на целевом пути.

Вышеописанные конкретные примеры описываются относительно случая, когда опасная область была указана из информации 302 области. В случае, когда безопасная область была указана из информации 302 области, второй план вождения формируется так, что транспортное средство 10 движется в безопасной области. Т.е., в случае первого-третьего конкретных примеров, целевые диапазоны поперечных позиций на полосе движения задаются в безопасной области, и целевой путь формируется в целевых диапазонах поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения. В случае четвертого конкретного примера целевые поперечные позиции на полосе движения определяются так, чтобы располагаться друг за другом в направлении движения в безопасной области.

9. Конкретный пример процесса формирования второго плана вождения согласно третьему варианту осуществления

В процессе формирования второго плана вождения согласно третьему варианту осуществления изобретения второе устройство 200 управления формирует, в качестве информации помощи вождению, третий план вождения, который используется для выбора пути движения, избегающего опасной области, или пути движения, проходящего в безопасной области. Второе устройство 200 управления формирует второй план вождения на основе первого плана вождения и третьего плана вождения.

Фиг. 19 представляет собой концептуальную схему, иллюстрирующую конкретный пример процесса формирования второго плана вождения согласно третьему варианту осуществления. Формат данных первого плана 164 вождения, показанный на фиг. 19, соответствует четвертому конкретному примеру формата данных первого плана вождения, описанного со ссылкой на фиг. 8. Первый план 164 вождения определяет желательный путь, а именно путь движения, которому транспортному средству 10 желательно следовать. Желательный путь представляется набором желательных поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения. Желательная скорость [VX1_i, VY1_i] ассоциируется с каждой желательной поперечной позицией [X1_i, Y1_i] на полосе движения.

Третий план 303 вождения формируется на основе информации датчиков, полученной от первых датчиков 30, и информации о характеристиках движения транспортного средства 10. Третий план 303 вождения определяет безопасный путь движения, а именно путь движения, который гарантирует, что транспортное средство 10 движется безопасно. Безопасный путь движения может быть либо путем движения, который предоставляет возможность транспортному средству 10 двигаться, в то же время избегая опасной области, либо путем движения, который предоставляет возможность транспортному средству 10 двигаться только в безопасной области. Безопасный путь движения представляется набором безопасных поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения. Безопасная скорость [VX3_i, VY3_i] ассоциируется с каждой безопасной поперечной позицией [X3_i, Y3_i] на полосе движения в качестве ограничения по скорости транспортного средства 10.

Второй план 284 вождения представляется набором целевых поперечных позиций на полосе движения, расположенных друг за другом в направлении движения. Т.е., каждая целевая поперечная позиция на полосе движения представляется посредством одной из точек, определяющих целевой путь для транспортного средства 10. Целевая скорость [VX2_i, VY2_i] ассоциируется с каждой целевой поперечной позицией [X2_i, Y2_i] на полосе движения. Второй план 284 вождения может быть сформирован с учетом первого плана 164 вождения и третьего плана 303 вождения, или третий план 303 вождения может быть использован как есть в качестве второго плана 284 вождения. В случае, когда второй план 284 вождения формируется с учетом первого плана 164 вождения и третьего плана 303 вождения, целевая поперечная позиция [X2_i, Y2_i] на полосе движения вычисляется посредством взвешенного среднего желательной поперечной позиции [X1_i, Y1_i] на полосе движения и безопасной поперечной позиции [X3_i, Y3_i] на полосе движения. Аналогично, целевая скорость [VX2_i, VY2_i] вычисляется посредством взвешенного среднего желательной скорости [VX1_i, VY1_i] и безопасной скорости [VX3_i, VY3_i]. Что касается этих взвешенных средних, третий план 303 вождения может иметь больший весовой коэффициент по сравнению с первым планом 164 движения.

10. Модификации вариантов осуществления

В первом-третьем конкретных примерах процесса формирования второго плана вождения согласно первому варианту осуществления, второй план вождения имеет тот же формат данных, что и первый план вождения. В первом-третьем конкретных примерах, однако, формат данных второго плана вождения может быть целевым путем, представленным последовательностью точек, расположенных друг за другом в направлении движения, как описано в четвертом конкретном примере. Аналогично, в первом-третьем конкретных примерах процесса формирования второго плана вождения согласно второму варианту осуществления, формат данных второго плана вождения может быть целевым путем, представленным последовательностью точек, расположенных друг за другом в направлении движения.

Изобретение относится к системе и устройству управления транспортным средством для автономного транспортного средства. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства содержит первое устройство управления, множество первых датчиков, выполненных с возможностью получения информации о движении транспортного средства и информации об окружающей обстановке транспортного средства, и второе устройство управления. Первое устройство управления выполнено с возможностью формирования первого плана вождения, включающего в себя желательные поперечные позиции на полосе движения или желательные диапазоны поперечных позиций на полосе движения, которые расположены друг за другом в направлении движения транспортного средства. Второе устройство управления выполнено с возможностью обмена данными с первым устройством управления, формирования, на основе первого плана вождения, полученного от первого устройства управления, и информации, полученной посредством первых датчиков, второго плана вождения, отличного от первого плана вождения, причем второй план вождения включает в себя целевые поперечные позиции на полосе движения или целевые диапазоны поперечных позиций на полосе движения, которые расположены друг за другом в направлении движения транспортного средства, и управления операцией вождения транспортного средства на основе второго плана вождения. Достигается повышение безопасности автономного транспортного средства. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства, содержащая:

первое устройство управления, выполненное с возможностью формирования первого плана вождения, включающего в себя желательные поперечные позиции на полосе движения или желательные диапазоны поперечных позиций на полосе движения, которые расположены друг за другом в направлении движения транспортного средства;

множество первых датчиков, выполненных с возможностью получения информации о движении транспортного средства и информации об окружающей обстановке транспортного средства; и

второе устройство управления, выполненное с возможностью:

- обмена данными с первым устройством управления,

- формирования, на основе первого плана вождения, полученного от первого устройства управления, и информации, полученной посредством первых датчиков, второго плана вождения, отличного от первого плана вождения, причем второй план вождения включает в себя целевые поперечные позиции на полосе движения или целевые диапазоны поперечных позиций на полосе движения, которые расположены друг за другом в направлении движения транспортного средства, и

- управления операцией вождения транспортного средства на основе второго плана вождения.

2. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 1, в которой первый план вождения включает в себя скорости транспортного средства, связанные с желательными поперечными позициями на полосе движения или желательными диапазонами поперечных позиций на полосе движения.

3. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 1 или 2, в которой второй план вождения включает в себя скорости транспортного средства, связанные с целевыми поперечными позициями на полосе движения или целевыми диапазонами поперечных позиций на полосе движения.

4. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 1 или 2, в которой второе устройство управления выполнено с возможностью формирования второго плана вождения на основе информации о характеристиках движения транспортного средства.

5. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 4, в которой второе устройство управления выполнено с возможностью:

формирования, на основе информации, полученной от первых датчиков, и информации о характеристиках движения транспортного средства, информации помощи вождению, которая способствует улучшению безопасности вождения транспортного средства, и

формирования второго плана вождения на основе информации помощи вождению.

6. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 5, в которой второе устройство управления выполнено с возможностью формирования, в качестве информации помощи вождению, информации по опасной области или безопасной области, которая расположена в направлении движения транспортного средства.

7. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 5, в которой второе устройство управления выполнено с возможностью формирования, в качестве информации помощи вождению, третьего плана вождения, который используется для выбора пути вождения, избегающего опасной области, или пути вождения, проходящего в безопасной области.

8. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 7, в которой третий план вождения включает в себя ограничение по скорости.

9. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 1 или 2, в которой:

первое устройство управления выполнено с возможностью присоединения к транспортному средству и отсоединения от него,

причем первое устройство управления выполнено с возможностью соединения проводом со вторым устройством управления через соединитель при его присоединении к транспортному средству.

10. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 1 или 2, дополнительно содержащая один или более вторых датчиков, которые соединены с первым устройством управления, и которая выполнена с возможностью получения информации об окружающей обстановке транспортного средства и отправки информации об окружающей обстановке транспортного средства первому устройству управления, при этом первое устройство управления выполнено с возможностью формирования первого плана вождения, по меньшей мере, на основе информации, полученной посредством одного или более вторых датчиков.

11. Система управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 1 или 2, в которой:

первое устройство управления выполнено с возможностью приема настройки первого плана вождения пользователем транспортного средства, а

второе устройство управления выполнено с возможностью запрета настройки или модификации второго плана вождения пользователем.

12. Устройство управления транспортным средством, соединенное с бортовым датчиком для автономного транспортного средства, содержащее:

процессор; и

запоминающее устройство, хранящее программу, которая является исполняемой посредством процессора,

при этом процессор выполнен с возможностью, посредством выполнения программы:

- получения первого плана вождения, включающего в себя желательные поперечные позиции на полосе движения или желательные диапазоны поперечных позиций на полосе движения, которые расположены друг за другом в направлении движения транспортного средства,

- получения информации о движении транспортного средства и информации об окружающей обстановке транспортного средства от бортового датчика,

- формирования, на основе первого плана вождения и информации, полученной от бортового датчика, второго плана вождения, отличного от первого плана вождения, причем второй план вождения включает в себя целевые поперечные позиции на полосе движения или целевые диапазоны поперечных позиций на полосе движения, которые расположены друг за другом в направлении движения транспортного средства, и

- управления операцией вождения транспортного средства на основе второго плана вождения.

13. Устройство управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 12, в котором первый план вождения включает в себя скорости транспортного средства, связанные с желательными поперечными позициями на полосе движения или желательными диапазонами поперечных позиций на полосе движения.

14. Устройство управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 12 или 13, в котором второй план вождения включает в себя скорости транспортного средства, связанные с целевыми поперечными позициями на полосе движения или целевыми диапазонами поперечных позиций на полосе движения.

15. Устройство управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 12 или 13, в котором процессор выполнен с возможностью формирования второго плана вождения на основе информации о характеристиках движения транспортного средства.

16. Устройство управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 15, в котором

процессор выполнен с возможностью формирования, на основе информации, полученной от бортового датчика, и информации о характеристиках движения транспортного средства, информации помощи вождению, которая способствует улучшению безопасности вождения транспортного средства, и

формирования второго плана вождения на основе информации помощи вождению.

17. Устройство управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 16, в котором процессор выполнен с возможностью формирования, в качестве информации помощи вождению, информации по опасной области или безопасной области, которая расположена в направлении движения транспортного средства.

18. Устройство управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 16, в котором процессор выполнен с возможностью формирования, в качестве информации помощи вождению, третьего плана вождения, который используется для выбора пути движения, избегающего опасной области, или пути движения, проходящего в безопасной области.

19. Устройство управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 18, в котором третий план вождения включает в себя ограничение по скорости.

20. Устройство управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 12 или 13, дополнительно содержащее соединитель для соединения с внешним компьютером, который выполнен с возможностью присоединения к транспортному средству и отсоединения от него,

при этом процессор выполнен с возможностью получения первого плана вождения от внешнего компьютера, присоединенного к соединителю.

21. Устройство управления транспортным средством для автономного транспортного средства по п. 12 или 13, в котором процессор выполнен с возможностью запрета настройки или модификации второго плана вождения пользователем транспортного средства.