通過交通路口的車輛隊伍控制的製作方法
2023-04-29 17:24:11 1
專利名稱：通過交通路口的車輛隊伍控制的製作方法
技術領域：
本公開涉及機動車輛的自動化或半自動化控制。
背景技術：
在這個部分的陳述只是提供與本公開相關的背景信息且可構成或可不構成現有技術。自主駕駛系統和半自主駕駛系統利用關於道路和其它駕駛條件的輸入來自動控制節流閥和轉向機構來操作車輛。·公路、道路和街道路口和相關聯的交通信號燈用來促進交通流動。在交通信號燈允許交通流動之後，存在與一列車輛隊列移動通過路口相關聯的時間延遲。
發明內容
一種用於控制通過路口的車輛隊伍的方法包括監視第一車輛通過路口的移動；以及使得跟隨通過路口的第一車輛的第二車輛的移動與第一車輛通過路口的移動同步。
現將以舉例說明的方式參考附圖來描述一個或多個實施例，在附圖中
圖I為根據本公開的主體車輛的平面 圖2示出了交通路口的示意平面圖且示意性地描繪了根據本公開位於共同行進車道中的主體車輛和前方車輛；
圖3為描繪了根據本公開的使用用來控制車輛速度的自動車輛控制系統在交通路口操作主體車輛的方法的流程圖；以及
圖4為示出了根據本公開的對應於等待車輛數量的時間延遲的數據圖。
具體實施例方式現參看附圖，其中圖示僅出於說明某些示例性實施例而不是限制示例性實施例的目的，圖I示意性地示出了主體車輛101，主體車輛101包括四輪客運車輛，其具有可轉向的前輪160和固定的後輪170。應意識到本文所述的概念也應用於其它車輛。主體車輛101包括空間監視系統116、車輛監視系統115和通信控制模塊19。使用動力系控制模塊(PCM) 125和車輛控制模塊(VCM) 128來控制主體車輛101。PCM 125包括用於控制車輛制動和加速的自適應巡航控制系統(ACC) 126以控制車輛的速度和加速度，包括自主控制車輛制動和加速以在預定條件下控制車輛的速度和加速度。VCM 128包括用於車輛橫向運動控制的轉向控制器(STRG) 146。空間監視系統116、車輛監視系統115、PCM 125、VCM 128和通信控制模塊19優選地使用高速區域網通信總線127進行通信。為了易於描述，主體車輛101的空間監視系統116、車輛監視系統115、動力系控制模塊125和VCM 128被示出為離散的元件。應意識到所描述的由離散元件執行的功能可使用一個或多個裝置來進行，例如，實施為算法編碼，預定的標定值、硬體和/或專用集成電路(ASIC)。空間監視系統116包括控制模塊，控制模塊利用信號連接到感測裝置，感測裝置可操作以檢測且生成表示靠近主體車輛101的遠程對象的數字圖像。當由感測裝置中的一個或多個檢測到遠程對象時，遠程對象被說成靠近主體車輛101。空間監視系統116優選地確定每個靠近的遠程對象的直線射程、相對速度和軌跡且使用通信控制模塊19來傳送這種信息。感測裝置位於主體車輛101上，且在一實施例中包括前角傳感器121、后角傳感器120、後側傳感器120』、側部傳感器129和前雷達傳感器122，以及攝像機123，但本公開並不受此限制。優選地，攝像機123包括用於檢測前車道標記的單色視覺攝像機。前雷達傳感器122優選地包括遠程雷達裝置用於檢測在主體車輛101前方的對象。在一實施例中，前雷達傳感器122優選地以大約15°窄視場角度來檢測在遠達200m處的對象。由於窄視場角度，遠程雷達可能檢測不到在主體車輛101前方的所有物體。前角傳感器121優選地包括短程雷達裝置來輔助監視在主體車輛101前方的區域，在一實施例中，每個短程雷達裝置具有60°的窄視場角和400m的檢測範圍。側部傳感器129、后角傳感器120和後側傳感器120』優選地包括短程雷達裝置以輔助監視在主體車輛101的旁側和後方的接近的交通， 在一實施例中，每個具有60°的視場和40m的檢測範圍。前述傳感器的放置允許空間監視系統116監視交通流動，包括靠近的對象車輛和在主體車輛101周圍的其它對象。空間監視系統116所生成的數據由車道標記檢測處理器74用來估計車行道。備選地，感測裝置可包括對象定位感測裝置，包括距離傳感器，例如FM-CW (調頻連續波)雷達、脈衝和FSK (頻移鍵控)雷達、以及雷射雷達(光檢測和測距)裝置和超聲裝置，超聲裝置依靠例如都卜勒效應測量的作用來定位前方對象。對象定位裝置可包括電荷耦合裝置(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)視頻圖像傳感器和其它已知的攝像機/視頻圖像處理器，其利用數字攝影方法來「查看」前方的對象，包括一個或多個對象車輛。這樣的感測系統在汽車應用中用於檢測和定位對象且可用於包括自適應巡航控制、防撞、預防碰撞安全性和側部對象檢測的系統。感測裝置優選地位於主體車輛101內相對不受阻擋的位置。還應意識到這些傳感器中的每一個提供對象的實際位置或條件的估計，其中所述估計包括估計的位置和標準偏差。照此，對象位置和條件的感測檢測和測量通常被稱作「估計」。還應意識到這些傳感器的特徵可為互補的，因為某些傳感器在估計特定參數方面比其它傳感器更可靠。傳感器可具有不同的操作範圍和角覆蓋範圍，其能估計在其操作範圍內的不同參數。例如，雷達傳感器優選地估計對象的距離、距離變化率和方位角位置，但通常在估計所檢測的對象的大小(extent)方面並不可靠。帶有視覺處理器的攝像機在估計對象的形狀和方位角位置方面更可靠，但在估計對象的距離和距離變化率方面效率不高。掃描型雷射雷達傳感器在估計距離和方位角位置方面表現高效且準確，但通常不能估計距離變化率，且因此在新對象採集/識別方面並不準確。超聲傳感器能估計距離但通常不能估計或計算距離變化率和方位角位置。另外，應意識到每個傳感器技術的性能受到不同環境條件影響。因此，某些傳感器在操作期間具有參數差異，但傳感器的重疊覆蓋區域帶來傳感器數據融合的機會。車輛監視系統115優選地包括用於監視車輛操作的多個車載底盤監視感測系統和裝置來確定車輛運動狀態，車輛運動狀態被傳送到通信總線127。車輛運動狀態優選地包括(例如)車輛速度、可轉向輪160的轉向角，和偏擺率。車載底盤監視感測系統和裝置包括慣性傳感器，諸如速率陀螺儀和加速度計。車輛監視系統115估計車輛運動狀態，諸如偏擺率和橫向速度，且估計主體車輛101的橫向偏移和朝向角。所測量的偏擺率與轉向角測量組合以估計車輛的橫向速度狀態。車輛監視系統115生成與車輛運動狀態相關聯的信號，車輛運動狀態可由用於車輛控制和操作的其它車輛控制系統來監視。動力系控制模塊(PCM) 125在信號上和在操作上連接到車輛動力系，且執行控制方案來控制發動機、變速器和其它扭矩機器(這些都未示出)的操作，以響應於車輛操作條件和駕駛員或操作者輸入來向車輪傳輸牽引扭矩。PCM 125被圖示為單個控制模塊，但可包括多個控制模塊裝置，這些控制模塊裝置可操作來控制各種動力系致動器，包括發動機、變速器、扭矩機器、輪馬達和混合動力系統的其它元件(全都未圖示)。PCM 125包括自適應巡航控制系統(ACC) 126，自適應巡航控制系統(ACC) 126響應於使用人機接口(HMI)控制模塊124所檢測到的操作者控制輸入來控制車輛制動和加速，包括自主控制車輛制動和加速，以在預定條件下控制車輛速度和加速度。VCM 128在信號上和在操作上連接到多個車輛作業系統且執行控制方案來控制其 操作。車輛作業系統優選地包括制動，穩定性控制和轉向系統。車輛作業系統還可包括其它系統，例如，HVAC、娛樂系統、通信系統和防盜系統。車輛控制模塊128被圖示為單個控制模塊，但可包括多個控制模塊裝置，這些控制模塊裝置可操作來監視系統且控制各種車輛致動器。VCM 128包括用於車輛橫向運動控制的轉向控制器(STRG) 146。轉向控制器146優選地包括電動轉向系統(EPS)，其與主動前轉向系統聯接以在執行包括車道變化操縱的自動操縱期間通過控制可轉向輪160的轉向角來增強或取代操作者輸入。示例性主動前轉向系統允許車輛操作者進行主要轉向操作，包括在需要時增強轉向輪角控制以實現優選的轉向角和/或車輛偏擺角。應意識到本文所述的控制方法可加以修改以應用於車輛轉向控制系統，例如電動轉向，四輪/後輪轉向系統，以及直接偏擺控制系統，其控制每個輪的牽引以生成偏擺運動。主體車輛101的乘客艙允許車輛操作者與安裝到轉向柱109上的轉向盤108交互。輸入裝置110優選地機械安裝到轉向柱109上且信號連接到人機接口(HMI)控制模塊124。備選地，輸入裝置110可靠近轉向柱109機械地安裝在對於車輛操作者而言方便的位置。此處示出為從柱109突出的手柄的輸入裝置110包括接口裝置，車輛操作者可利用該接口裝置110以自動控制模式命令車輛操作，例如通過命令啟動自動車輛控制系統。輸入裝置110優選地具有可由目前的轉向信號啟動系統使用的控制特點和位置。備選地，其它輸入裝置，諸如槓桿、開關、按鈕和語音識別輸入裝置可代替輸入裝置110或作為輸入裝置110的補充來使用。HMI控制模塊124監視操作者請求且向操作者提供信息，包括車輛系統的狀況、維修和維護信息以及命令操作者動作的警告。HMI控制模塊124信號地連接到通信總線127，允許與主體車輛101中的其它控制模塊通信。HMI控制模塊124被配置成監視從輸入裝置10輸出的信號，基於從輸入裝置110輸出的信號來辨別來自車輛操作者的啟動信號，以及將啟動信號傳送到通信總線127。HMI控制模塊124被配置成監視操作者對轉向盤108、加速踏板和制動踏板的輸入。應意識到其它HMI裝置和系統可包括車輛LCD顯示器、音頻反饋、觸覺座椅以及相關聯的人響應機構，人響應機構呈旋鈕、按鈕和音頻響應機構的形式。主體車輛101包括通信控制模塊19，通信控制模塊19具有無線遠程信息處理通信系統，無線遠程信息處理通信系統能進行車輛外通信，包括與具有無線和有線通信能力的通信網絡系統210進行通信。通信控制模塊19可包括無線遠程信息處理通信系統，無線遠程信息處理通信系統能進行車輛外通信，包括短程車輛與車輛間的通信。參考圖2示出了通信網絡系統210。備選地或另外，控制模塊19具有無線遠程信息通信系統，其能與手持裝置19A、例如手機或衛星電話進行短程無線通信。在一實施例中，手持裝置19A被加載軟體應用程式，該軟體應用程式包括與控制模塊19通信的無線協議，且手持裝置19A執行車輛外通信，包括經由通信網絡系統210與遠程伺服器進行通信。主體車輛101還可包括全球定位系統15和導航系統17，它們可用於限定主體車輛101的地理位置。控制模塊、模塊、控制器、控制單元、處理器和類似的用語表示下列中一個或多個的任何合適的一個或各種組合(多個)專用集成電路((ASIC)、(多個)電子電路、(多個)中央處理單元(優選地為(多個)微處理器)和執行一個或多個軟體或固件程序的相關聯的存儲器和存儲裝置(只讀、可編程只讀、隨機存取、硬驅動等)，(多個)組合邏輯電路、(多個)輸入/輸出電路和裝置，適當信號調節和緩衝電路以及用於提供所描述的功能的其它合適的部件。控制模塊具有控制算法的集合，包括存儲於存儲器中且被執行以提供 所需功能的常駐軟體程序指令和標定值。算法優選地在預設循環周期進行。算法例如由中央處理單元來執行且可操作以監視來自感測裝置和其它網絡化控制模塊的輸入且執行控制和診斷例程來控制致動器的操作。可以在進行中的發動機和車輛操作期間以有規律的間隔來執行循環周期，例如，每3. 125,6. 25、12. 5、25和100毫秒。備選地，可響應於事件的發生來執行算法。圖2示出了交通路口 205的平面圖且示意性地描繪了主體車輛，例如在上文中參考圖I所述的主體車輛101以及對象車輛225，對象車輛225為位於共同行進車道230中的隊列中的前方車輛。對象車輛225優選地在主體車輛101的正前方。交通控制信號220，例如交通控制信號燈或無線電信號被布置成控制通過交通路口 205的交通流動。在一實施例中，存在智能公路系統215，其被配置成監視靠近和通過交通路口 205的車輛的位置、速度和軌跡且提供交通控制信號220的控制操作。在一實施例中，感應環路交通傳感器可用於監視進入交通路口 202的車輛的操作，包括監視對象車輛225的前進速度和加速度。在一實施例中，存在無線通信系統210，其被配置成與主體車輛101通信，包括便於智能公路系統215與主體車輛101之間通信。此可包括將對象車輛225的前進速度和加速度傳送到主體車輛101。在智能公路系統215與主體車輛101之間的通信還可包括將交通控制信號傳送到主體車輛101和對象車輛125。圖3示出流程圖300，其描繪了用於操作主體車輛，如在上文中參考圖I所述的主體車輛101的方法。主體車輛101包括車輛外監視系統和被配置成控制車輛速度的自動車輛控制系統。車輛外監視系統可包括車載監視系統，其包括參考圖I所述的空間監視系統116和車輛監視系統115。備選地或者另外，車輛外監視系統可包括無線通信系統210，無線通信系統210被配置成與主體車輛101通信，以便於智能公路系統215與主體車輛101之間使用通信控制模塊19的無線遠程信息處理通信系統的通信。這優選地包括監視交通控制信號220來判斷交通控制信號220是否已經變化為允許包括主體車輛101的行進車道230中的交通流動的能力。這優選地包括將對象車輛225的前進速度和加速度傳送到主體車輛101。備選地或此外，車輛外監視系統可包括使用前述控制模塊19的車輛與車輛間的通信鏈路，控制模塊19使用無線遠程信息處理通信來將對象車輛225的前進速度和加速度傳送到主體車輛101。被配置成控制車輛速度的自動車輛控制系統優選地包括用於控制車輛制動和加速的自適應巡航控制系統126來控制車輛速度和加速度，包括自主控制車輛制動和加速，來在例如參考圖3所描述的預定條件下控制車輛速度和加速度。如參考圖3所述，操作主體車輛包括監視310交通控制信號220來判斷交通控制信號220是否已變為允許包括主體車輛101的行進車道230中的交通流動315。當交通控制信號220未變成允許包括主體車輛101的行進車道230中的交通流動時316，繼續監視310。當交通控制信號220變為允許包括主體車輛101的行進車道230中的交通流動時318，監視位於主體車輛101的行進車道230中的對象車輛225的前進速度320。在一實施例中，使用先前所述的前雷達傳感器122來監視位於主體車輛101的行進車道230中的對象車輛225的前進速度。在一實施例中，使用通信控制模塊19來監視位於主體車輛101的行進車道230中的對象車輛225的前進速度。通信控制模塊19在主體車輛101與對象車 輛225之間通信以直接確定對象車輛225的前進速度。在一實施例中，使用用於確定對象車輛225的前進速度和加速度的感應環路交通傳感器來監視位於主體車輛101的行進車道230中的對象車輛225的前進速度，其經由通信控制模塊19傳送到主體車輛101。在一實施例中，使用用於確定對象車輛225的前進速度和加速度的感應環路交通傳感器來監視位於主體車輛101的行進車道230中的對象車輛225的前進速度，其經由通信控制模塊19傳送到主體車輛101。響應於前方車輛225的前進速度和加速度來控制主體車輛101的前進速度和加速度(325)。控制主體車輛101的行進速度和加速度優選地包括使得主體車輛101的行進速度與對象車輛225的前進速度同步。在一實施例中，主體車輛101的前進速度和位於主體車輛101的行進車道230中的對象車輛225的前進速度由智能公路系統215同步地命令為共問速度。圖4為數據圖，其包括表示與車輛移動相關聯的時間延遲的縱軸420和表示在交通控制信號時在行進車道的隊列中等待的車輛數量的橫軸410。並非本文所述方法的系統操作包括數據集430，其表示在車輛移動中的時間延遲隨著等待車輛的數量增加而單調增力口。相反，數據集440表示包括文本所述方法的系統的操作,且表示不存在與超過行進車道的隊列中第一車輛的車輛移動相關聯的時間延遲。照此，該操作方法可減小在通過路口時與超過行進車道隊列中第一車輛的車輛移動相關聯的時間延遲，用於緩解交通擁堵且實現無縫交通流動。本公開已經描述了優選實施例和其修改。在閱讀和理解說明書時，其他人可想到另外的修改和更改。因此，其意圖是本發明並不限於所公開的(多個)特定實施例為所設想到的執行本公開的最佳實施方式，而是本公開包括屬於所附權利要求內的所有實施例。
權利要求
1.一種用於控制通過路口的車輛隊伍的方法，包括 監視通過所述路口的第一車輛的運動；以及 使得跟隨第一車輛通過所述路口的第二車輛的運動與通過所述路口的第一車輛運動同步。
2.一種用於操作主體車輛的方法，所述主體車輛包括車輛外監視系統和自動車輛控制系統，所述自動車輛控制系統被配置成控制車輛速度，所述方法包括 監視交通控制信號；以及 在檢測到所述交通控制信號變化為允許包括所述主體車輛的行進車道中的交通流動時，監視位於包括所述主體車輛的行進車道中對象車輛的前進速度，並且根據所述對象車輛的前進速度來控制所述主體車輛的行進速度。
3.根據權利要求2所述的方法，其中根據所述對象車輛的前進速度來控制所述主體車輛的行進速度包括使得所述主體車輛的行進速度與所述對象車輛的前進速度同步。
4.根據權利要求2所述的方法，其中所述交通控制信號包括交通控制燈。
5.根據權利要求2所述的方法，其中所述交通控制信號包括交通控制無線電信號。
6.一種用於控制通過路口的車輛隊伍的系統， 包括 通信系統，其用於將通過所述路口的第一車輛的運動傳送給跟隨第一車輛通過所述路口的第二車輛；以及 用於所述第二車輛的車輛控制系統，其用於以與所述第一車輛通過所述路口的運動同步的方式控制所述第二車輛通過所述路口的運動。
7.根據權利要求6所述的系統，其中所述通信系統包括車輛與車輛間的通信系統，其中第一車輛通過所述路口的所述運動經由所述車輛與車輛間的通信系統傳送給所述第二車輛。
8.根據權利要求6所述的系統，其中所述通信系統包括車輛與基礎設施間的通信系統，其中第一車輛通過所述路口的所述運動經由所述車輛與基礎設施間的通信系統傳送給所述第二車輛。
全文摘要
一種用於控制通過路口的車輛隊伍的方法，包括監視第一車輛通過路口的運動；以及使得跟隨第一車輛通過路口的第二車輛的運動與通過路口的第一車輛運動同步。公開了使用該方法的系統。
文檔編號B60W50/00GK102947160SQ201080067618
公開日2013年2月27日 申請日期2010年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者B.鄧, J.杜 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司