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用於自主駕駛的操作模式的製作方法

2023-12-01 23:36:56


技術領域總體上涉及車輛,並且更具體地涉及用於自主駕駛的操作模式的實現。



背景技術:

近年來,自主車輛、半自主車輛及其它方式的自動車輛已經有所發展。這樣的自動車輛通常具有可以由車輛自動操作的一個或多個系統(例如,轉向系統、制動系統和/或一個或多個其它車輛系統)。此外,這樣的自動車輛通常配置為以兩種模式操作:駕駛員可以以傳統方式手動操作車輛的「手動」模式,以及經由車輛的控制系統對車輛系統中的一個或多個進行操作的、獨立於駕駛員的「自動」模式。

自動車輛可依靠一種或多種操作模式,用於獲取有關車輛位置的準確信息。然而,可能期望的是,提供在控制自動車輛的自動系統中實現這種操作模式的進一步改進。

因此,期望的是,提供用於實現用於自主駕駛的操作模式的技術。還期望的是,提供利用這種技術的方法、系統及車輛。此外,結合附圖和前面的技術領域及背景技術,可以從以下詳細說明和所附權利要求中清楚地了解本發明的其它期望的特點與特徵。



技術實現要素:

在第一個非限制性實例中,提供了一種用於控制車輛的自動系統的方法。該方法包括:使用包括一個或多個位置確定系統的操作模式來確定車輛的當前位置,如果該操作模式包括衛星提供的位置數據以及衛星校準數據的同時使用,則以自動模式來操作自動系統而無需駕駛員的幹預,如果該操作模式不包括衛星提供的位置數據以及衛星校準數據的同時使用,則以手動模式操作自動系統而無需駕駛員的幹預。

在另一非限制性實例中,提供了一種用於控制車輛的自動系統的控制系統。該控制系統包括一個或多個位置確定系統及處理器。處理器被聯接至一個或多個位置確定系統,且被配置成用於至少有助於使用包括一個或多個位置確定系統的操作模式來確定車輛的當前位置,如果該操作模式包括衛星提供的位置數據以及衛星校準數據的同時使用,則以自動模式來操作自動系統而無需駕駛員的幹預,如果該操作模式不包括衛星提供的位置數據以及衛星校準數據的同時使用,則以手動模式操作自動系統而無需駕駛員的幹預。

在另一非限制性實例中,提供了一種車輛。該車輛包括一個或多個自動駕駛系統、多個位置確定系統、以及處理器。處理器被聯接至一個或多個自動駕駛系統及多個位置確定系統,且被配置用於至少有助於使用包括一個或多個位置確定系統的操作模式來確定車輛的當前位置,如果該操作模式包括衛星提供的位置數據以及衛星校準數據的同時使用,則以自動模式來操作自動系統而無需駕駛員的幹預,如果該操作模式不包括衛星提供的位置數據以及衛星校準數據的同時使用,則以手動模式操作自動系統而無需駕駛員的幹預。

附圖說明

結合以下附圖(其中,相同的附圖標記表示相同的部件),下文將描述一個或多個實例,並且

圖1為示出了根據非限制性實例的、包括車輛以及無線載波系統、陸地網絡和呼叫中心的通信系統的示意圖;

圖2為根據非限制性實例的、圖1的包括一個或多個自動駕駛系統和控制系統的車輛的功能框圖;

圖3為根據非限制性實例的、用於實現用於車輛的一個或多個自主駕駛系統的操作模式的過程流程圖,其可結合圖1的通信系統及圖1和圖2的車輛被實現;以及

圖4示出了圖3的過程的示意性實施例的示意圖。

具體實施方式

以下詳細描述本質上僅僅是示意性的,並非意圖限制應用及使用。此外,不存在被任何前述的技術領域、背景、摘要或者以下詳細描述中提出的任何表述的或暗示的理論約束的意圖。

提供了一些方法、系統及車輛,其利用用於控制車輛的一個或多個自主駕駛功能中的車輛位置參數的誤差估計。在某些實例中,自主駕駛功能(例如,自動轉向功能)基於用於車輛一個或多個操作模式而被選擇性地啟用或禁用,結合圖1至圖4下文中更加詳細地描述這一點。

參考圖1,示出了通信系統10的非限制性實例,該通信系統10可結合本文公開的裝置/系統的實例而使用,或被用於實現本文公開的方法的實例。通信系統10通常包括車輛12、無線載波系統14、陸地網絡16和呼叫中心18。應當理解的是,該整體結構、設置和操作、以及示出的系統的單個部件都僅僅為示意性的,並且也可利用不同配置的通信系統來實現本文公開的方法的實例。因而,提供示出的通信系統10的簡要概述的以下段落無意於限制。

車輛12可為任何類型的移動車輛,例如摩託車、汽車、卡車、露營車、船舶、飛機等,且該車輛配備有使其可與通信系統10進行通信的適當的硬體和軟體。車輛硬體20中的一些大致在圖1中示出,其包括遠程信息處理單元24、麥克風26、揚聲器28、連接至遠程信息處理單元24的按鈕和/或控制器30。網絡連接或車輛總線32操作地聯接至遠程信息處理單元24。適當的網絡連接的實例包括:控制器區域網路(CAN)、媒體導向系統傳輸(MOST)、局部網際網路(LIN)、乙太網及其它合適的連接,舉幾個例來說,例如符合已知的ISO(國際標準化組織)、SAE(汽車工程師協會)和/或IEEE(電氣與電子工程師協會)的標準及規範的連接。

遠程信息處理單元24為通過與呼叫中心18進行通信而提供多種服務的車載裝置,且其通常包括電子處理裝置38、一種或多種電子存儲器40、蜂窩晶片組/部件34、無線數據機36、雙模式天線70以及包含GPS晶片組/部件的導航單元42。在一個實例中,無線數據機36包括電腦程式和/或適於在電子處理裝置38中執行的軟體例程的集合。

遠程信息處理單元24可提供多種服務,包括:轉彎方向提示及其它結合GPS晶片組/部件42而提供的導航相關服務;安全氣囊展開通知及其它結合各種撞擊和/或碰撞傳感器接口模塊66及貫穿車輛而設置的碰撞傳感器68而提供的與應急或路旁援助相關的服務;和/或信息娛樂相關服務,其中,可以通過信息娛樂中心46下載音樂、網際網路網頁、電影、電視節目、視頻遊戲和/或其它內容,該信息娛樂中心經由車輛總線32及音頻總線22操作地連接至遠程信息處理單元24。在一個實例中,所下載的內容被儲存下來,用於當前或以後回放。以上列舉的服務決不是遠程信息處理單元24的所有功能的窮舉列表,其僅僅示出了遠程信息處理單元可能可以提供的一些服務的。可以預見,除了上面列舉的不同部件,遠程信息處理單元24可包括許多附加部件。

車輛通信可使用無線電傳輸來建立與無線載波系統14的話音通道,以使得可通過話音通道來發送和接收話音和數據的傳輸。經由用於話音通信的蜂窩晶片組/部件34和用於數據傳輸的無線數據機36來啟動車輛通信。當前實例中可能使用任何合適的編碼或調製技術,包括數字傳輸技術,例如TDMA(時分多址)、CDMA(碼分多址)、W-CDMA(寬帶碼分多址)、FDMA(頻分多址)、OFDMA(正交頻分多址)等。

雙模式天線70服務於GPS晶片組/部件42及蜂窩晶片組/部件34。

麥克風26向駕駛員或其它車輛乘員提供了一種用於輸入口頭或其它音頻指令的裝置,且其可以配備有使用本領域已知的人/機接口(HMI)技術的嵌入式話音處理單元。相反,揚聲器28向車輛乘員提供可聽輸出,且其既可以是專門與遠程信息處理單元24使用的獨立揚聲器,也可以是車輛音頻部件64的一部分。在任一種情況下,麥克風26和揚聲器28使得車輛硬體20和呼叫中心18可通過可聽的語音與乘員通信。車輛硬體還包括一個或多個按鈕和/或控制器30,其用於使得車輛乘員來啟動或接合車輛硬體部件20中的一個或多個。例如,按鈕和/或控制器30中的一個可以為用於啟動與呼叫中心18(不管其是例如顧問58的人,還是自動呼叫響應系統)的話音通信的電子按鈕。在另一實例中,按鈕和/或控制器30中的一個可用於啟動應急服務。

音頻部件64被操作地連接至車輛總線32及音頻總線22。音頻部件64經由音頻總線22接收模擬信息,並將其處理為聲音。經由車輛總線32來接收數字信息。音頻部件64提供幅度調製(AM)及頻率調製(FM)的無線電、光碟(CD)、數字視盤(DVD)以及獨立於信息娛樂中心46的多媒體功能。音頻部件64可包含揚聲器系統,或可經由車輛總線32和/或音頻總線22上的仲裁來利用揚聲器28。

車輛撞擊和/或碰撞檢測傳感器接口66被操作地連接至車輛總線32。碰撞傳感器68經由撞擊和/或碰撞檢測傳感器接口66向遠程信息處理單元提供與車輛碰撞嚴重性(例如衝擊角度和所承受的力度)相關的信息。

連接至多個傳感器接口模塊44的車輛傳感器72被操作地連接至車輛總線32。實例車輛傳感器包括但不限於陀螺儀、加速計、磁強計、排放檢測和/或控制傳感器等類似傳感器。舉幾個例來說,實例傳感器接口模塊44包括動力系控制、氣候控制、和車身控制。

無線載波系統14可為蜂窩電話系統或任何其它合適的無線系統,該無線系統傳輸車輛硬體20與陸地網絡16之間的信號。根據一實例,無線載波系統14包括一個或多個蜂窩塔48、基站和/或移動交換中心(MSCs)50以及任何其它將無線載波系統14與陸地網絡16相連接所需的聯網部件。本領域技術人員可以理解的是,可以有多種蜂窩塔/基站/MSC布置,且其可與無線載波系統14使用。語音編解碼器或聲碼器可被合併進一個或多個基站內,但取決於無線網絡的特定結構,其可合併於無線交換中心中,也可合併於一些其它網絡部件中。

陸地網絡16可為傳統陸基電信網絡,其連接至一個或多個陸線電話且將無線載波系統14連接至呼叫中心18。例如,如本領域的技術人員可以理解的,陸地網絡16可包括公共交換電話網絡(PSTN)和/或網際網路協議(IP)網絡。當然,陸地網絡16的一個或多個段可以通過以下形式而實現:標準有線網絡、光纖或其它光學網絡、電纜網絡、其它無線網絡(例如無線區域網路(WLANs)或提供寬帶無線接入(BWA)的網絡)、或它們的任何組合。

呼叫中心18被設計成向車輛硬體20提供多個不同的系統後端功能,並且根據這裡示出的實例,其通常包括一個或多個交換機52、伺服器54、資料庫56、顧問58及多種其它電信/計算機設備60。這些各種呼叫中心部件經由網絡連接或總線62而合適地彼此相聯接,如先前描述的與車輛硬體20相連接的呼叫中心部件。交換機52(可為專用小交換(PBX)交換機)對傳入信號進行路由選擇,以使得話音傳輸通常發送至顧問58或自動響應系統,而數據傳輸被傳遞至數據機或其它電信/計算機設備60,用於進行解調和進一步信號處理。如先前所解釋的,數據機或其他電信/計算機設備60可包括編碼器,且可被連接至各個裝置(例如伺服器54和資料庫56)。例如,資料庫56可被設計成用於儲存用戶檔案記錄、用戶行為模式或任何其它相關的用戶信息。儘管示出的實例描述為其與有人操縱的呼叫中心18相結合使用,但應該理解的是,呼叫中心18可以是任何中央或遠程設施、有人操縱或無人操縱、移動或固定的,人們希望從/向該呼叫中心交換話音和數據。

參考圖2,根據圖2中的示意圖提供了車輛12的某些特徵。如圖2所示且如下文中更詳細描述的那樣,在多種可能的自動系統103中,車輛12包括用於控制車輛12的一個或多個自動系統103(例如車輛12的轉向系統150和/或制動系統160)的控制系統102。正如下面進一步討論的,控制系統102包括傳感器陣列104、衛星通信裝置105、蜂窩通信裝置106、控制器107和通知單元108。在多個實例中,根據結合圖3和圖4中的過程300而在下文中進一步提出的步驟,控制器107基於用於車輛12的一個或多個操作模式而控制自動系統103。

如圖2所示,車輛12除了包括以上參考的控制系統102之外,還包括底盤112、車身114、四隻車輪116、電子控制系統(ECS)118、轉向系統150及制動系統160。車身114設置在底盤112上且基本上封閉了汽車12的其它部件。車身114及底盤112可共同地形成車架。車輪116每個都在靠近車身114的相應角落處可旋轉地連接至底盤112。在多個實例中,車輛12可不同於圖1中所描述的。例如,在某些實例中,車輪116的數量可變化。作為附加的實例,例如在多種其它可能的差異之中,在多個實例中車輛12並不具有轉向系統,且可能通過差分制動實現轉向。

在圖2示出的實例中,車輛12包括致動器組件120。致動器組件120包括安裝在底盤112上、用於驅動車輪116的至少一個推進系統129。在示出的實例中,致動器組件120包括發動機130。在一個實例中,發動機130包括燃燒發動機。在其它實例中,除了燃燒發動機之外或作為其替代,致動器組件120可包括一個或多個其它類型的發動機和/或馬達,例如電動馬達/發電機。在某些實例中,電子控制系統118包括控制發動機130的發動機控制系統和/或車輛12的一個或多個其它系統。

仍然參考圖2,發動機130通過一個或多個驅動軸134被聯接至車輪116中的至少一些。在一些實例中,發動機130被機械地聯接至變速器。在其它實例中,發動機130可替代地連接至用於給電動馬達提供動力的發電機,且電動馬達被機械地連接至變速器。在某些其它實例中(例如,電動車輛),發動機和/或變速器並不是必需的。

自動系統103至少在某些模式下提供自動駕駛特徵,且無需駕駛員的幹涉。在一個實例中,當在自動模式時,自動系統103實現相對於自動系統103的自主駕駛(通過控制系統102直接地或間接地經由ECS 118提供的指令),且當在手動模式時,允許駕駛員幹涉並控制。在示出的實例中,自動系統103包括轉向系統150及制動系統160。將理解的是,在某些實例中,轉向系統150可自動運行而制動系統160則不能,反之亦然。還將理解的是,在某些實例中,可利用各種一個或多個其它自動系統103。例如,在某些實例中,如通用汽車的「超級巡航(Supercruise)」能力那樣,自動系統103可用於利用攝像機、雷達、準確地圖和GPS的輸入而自動制動及轉向。在某些實例中,在自動模式下,整個車輛12(例如,所有車輛系統)可自動運行,而在某些其它實例中,僅只有某些車輛系統可自動運行。

轉向系統150安裝在底盤112上,並控制車輪116的轉向。在示出的實例中,轉向系統150包括方向盤151、轉向柱152和轉向信號燈153。在各種實例中,當處於手動模式中時,方向盤151和轉向信號燈153在期望轉向時接收來自車輛12的駕駛員的輸入,且轉向柱152基於來自駕駛員的輸入經由驅動軸134導致產生用於車輪116的期望轉向角。同樣在某些實例中,當處於自動模式中時,轉向系統150利用來自控制系統102的轉向指令(直接地來自控制系統102和/或經由圖2的ECS 118間接地來自控制系統102),而無需駕駛員的幹涉。同樣在某些實例中,在處於自動模式中時,轉向系統150包括自動車道居中功能。

制動系統160安裝在底盤112上,並為車輛12提供制動。當處於手動模式中時,制動系統160經由制動器踏板(未示出)接收來自駕駛員的輸入,並經由制動器單元(同樣未示出)提供適當的制動。同樣在某些實例中,當處於自動模式中時,制動系統160利用來自控制系統102的制動指令(直接來自控制系統102和/或經由圖2的ECS 118間接地來自控制系統102),而無需駕駛員的幹涉。

控制系統102安裝在底盤112上。如上文所討論的,控制系統102控制車輛12的一個或多個自動系統103(例如,自動轉向、自動制動和/或其它自動系統103),包括在相對於自動模式的手動模式中對自動系統103進行的選擇性操作,這一點將在下文中進行更詳細的描述。在某些實例中,控制系統102可包括電子控制系統118、轉向系統150、一個或多個主動安全系統、遠程信息處理單元24、車道居中系統和/或車輛12的多個其它系統,其可為上述系統的一部分,並且/或者可聯接至上述系統。

如上所述,且如圖2所示,在一個實例中,控制系統102包括傳感器陣列104、衛星通信裝置105、蜂窩通信裝置106、控制器107和通知單元108。

傳感器陣列104包括用於監測車輛12的各種傳感器(其在本文中也被稱為傳感器單元和/或檢測單元)。在一個實例中,傳感器陣列104對應於圖1的車輛傳感器72。同樣在一個實例中,傳感器陣列104包括測量車輛12的慣性測量值的一個或多個慣性測量傳感器109(例如,一個或多個用於測量車輛12的陀螺偏航率的陀螺偏航傳感器)、以及一個或多個車輪速度傳感器110(例如,其聯接至車輛12的一個或多個車輪116)和傳動齒輪傳感器(例如,其用於檢測車輛12的傳動狀態(例如,前進或後退狀態))。傳感器陣列104的傳感器將相應的測量值和值提供至控制系統102以進行處理。

衛星通信裝置105包括一個或多個裝置、系統和/或部件,用於與一個或多個衛星進行通信。在各種實例中,衛星通信裝置105包括一個或多個全球導航衛星系統(GNSS)。在一個實例中,衛星通信裝置105包括一個或多個全球定位系統(GPS)裝置,其包括一個或多個被配置成用於與GPS衛星相通信的GPS接收器。同樣在一個實例中,衛星通信裝置105包括圖1的GPS晶片組/部件42。此外,在某些實例中,衛星通信裝置105可包括一個或多個裝置、系統和/或部件(例如,接收器),用於與一個或多個衛星系統(例如,舉例來說,俄羅斯的基於GLONASS的系統(屬於其它可能的衛星系統))相通信。衛星通信裝置105獲得車輛12的相應位置值(例如,經由一個或多個衛星獲得該位置值),並將其傳遞至控制系統102以進行處理。

蜂窩通信裝置106包括一個或多個裝置、系統和/或部件,用於與一個或多個蜂窩無線系統相通信。在一個實例中,蜂窩通信裝置106包括一個或多個被配置成用於與蜂窩通信塔相通信的蜂窩數據機。此外,在一個實例中,蜂窩通信裝置106包括圖1的蜂窩晶片組/部件34。同樣在一個實例中,蜂窩通信裝置106經由蜂窩無線系統接收與來自或涉及衛星(包括還可利用來作為衛星通信裝置105的一部分的衛星)的錯誤傳輸相關的信息,並將該信息傳遞至控制系統102以進行處理。

如圖2所示,控制器107包括計算機系統。在某些實例中,控制器107還可包括傳感器陣列104的傳感器中的一個或多個、衛星通信裝置105和/或蜂窩通信裝置106、一個或多個其它裝置和/或系統,和/或者其部件。此外,將理解的是,控制器107可以以其它方式不同於在圖2中示出的實例。例如,控制器107可聯接至或可通過其他方式利用一個或多個遠程計算機系統和/或其它控制系統,例如,電子控制系統118和/或圖2的轉向系統150,和/或車輛12的一個或多個其它系統。

在所示出的實例中,控制器107的計算機系統包括處理器172、存儲器174、接口176、儲存裝置178和總線180。在一個實例中,處理器172和存儲器174分別對應於圖2的電子處理裝置38和電子存儲器40。處理器172執行控制器107的計算和控制功能,並可包括任何類型的處理器或多個處理器、單個集成電路(例如,微處理器)或任何合適數量的集成電路裝置和/或協同工作來完成處理單元的功能的電路板。在操作過程中,處理器172執行一個或多個包含在存儲器174內的程序182,並由此控制控制器107的一般操作和控制器107的計算機系統來一般地執行本文所述的過程,例如,在下文中結合圖3和圖4進一步進行描述的過程300。

存儲器174可為任何類型的合適的存儲器。例如,存儲器174可包括各種類型的動態隨機存取存儲器(DRAM)(例如,SDRAM)、各種類型的靜態RAM(SRAM)和各種類型的非易失性存儲器(PROM、EPROM和閃速存儲器)。在某些實例中,存儲器174與處理器172一樣位於和/或共同位於相同的計算機晶片上。在所示出的實例中,存儲器174儲存以上所參考的程序182以及各種春村物質(例如,卡爾曼濾波器)。

總線180用於在控制器107的計算機系統的各部件之間傳遞程序、數據、狀態和其它信息或信號。例如,接口176允許系統驅動器和/或另一計算機系統與控制器107的計算機系統進行通信,並可利用任何合適的方法和設備來實現。在一個實例中,接口176獲得來自傳感器陣列104的傳感器的各種數據。接口176可包括一個或多個網絡接口,以與其它系統或部件相通信。接口176還可包括一個或多個用於與技術人員進行通信的網絡接口,以及/或者一個或多個用於連接至存儲設備(例如,存儲裝置178)的存儲接口。

存儲裝置178可為任何合適類型的存儲設備,包括直接存取存儲裝置(例如,硬碟驅動器、快閃記憶體系統、軟盤驅動器和光碟驅動器)。在一個實例中,存儲裝置178包括程序產品,存儲器174可從該程序產品接收程序182,其中該程序執行本公開的一個或多個過程的一個或多個實例,例如,在下文中結合圖3-4進一步進行描述的過程300(及其任何子過程)的步驟。在另一實例中,程序產品可直接存儲在存儲器174和/或例如磁碟186之類的磁碟(例如,下文所引用的磁碟)中,以及/或者可由其通過其他方式由上述裝置進行訪問。

總線180可為任何合適的連接計算機系統和部件的物理或邏輯裝置。這包括但不限於:直接硬布線連接、光纖以及紅外和無線總線技術。在操作過程中,程序182存儲在存儲器174中,並由處理器172來執行。

將被理解的是,雖然在全功能計算機系統的背景中描述了該實例,但是本領域技術人員將認識到,本公開的機構能夠作為程序產品來進行分發,其中該程序產品具有一個或多個類型的用於存儲程序及其指令並執行其分發的非瞬變計算機可讀信號承載介質(例如,承載程序並包含有存儲在其中的用於使計算機處理器(例如,處理器172)進行和執行程序的計算機指令的非瞬變計算機可讀介質)。此類程序產品可採取多種形式,本公開等同地應用,且無需考慮用於執行分發的計算機可讀信號承載介質的特定類型。信號承載介質的實例包括:可錄介質(例如,軟盤、硬碟驅動器、存儲卡和光碟)以及傳輸介質(例如,數字和模擬通信鏈路)。將被理解的是,雲基存儲和/或其它技術還可應用於某些實例中。同樣將被理解的是,例如,控制器107的計算機系統還可以以其它的方式不同於圖2所示出的實例,原因在於控制器107的計算機系統可被聯接至或可通過其它方式利用一個或多個遠程計算機系統和/或其它控制系統。

通知單元108被聯接至控制器107,並為車輛12的駕駛員提供通知。在某些實例中,例如,通知單元108基於控制器107(例如,其處理器172)提供的指令向駕駛員提供音頻通知、視頻通知、觸覺通知和/或其它通知,其中這些通知有關車輛12的位置評估、車輛12的操作模式以及圖2的自動系統103是否處於相對於手動模式的自動模式中的通知。同樣在各種實例中,通知單元108根據下文中結合圖3和圖4進一步進行描述的過程300的步驟來執行這些和其它功能。

雖然控制系統102的部件(包括傳感器陣列104、控制器107和通知單元108)被示出為該控制系統的一部分,但將被理解的是,在某些實例中,這些特徵可包括兩個或更多系統。此外,在各種實例中,控制系統102可包括各種其他車輛裝置和系統(例如,除了別的之外,致動器組件120、電子控制系統118、轉向系統150和/或車輛12的一個或多個其它系統)的全部或部分,和/或可聯接至上述車輛裝置和系統。

圖3是示出了根據非限制性示例的、用於實現車輛的一個或多個自主駕駛系統的位置錯誤信息的過程300的流程圖。在一個非限制性實例中,過程300可結合圖1的通信系統10以及圖1和圖2的車輛12來實現。

如圖3所示出,過程300開始於步驟302。例如,在各種實例中,當車輛12開始驅動模式時,例如,如由圖2的一個或多個傳動齒輪傳感器111所檢測到的,在當前車輛驅動或點火循環開始時,過程300可開始。在一個實例中,流程300在駕駛員已執行車輛12的點火操作(例如,通過轉動點火鑰匙、按下啟動按鈕和/或接合遙控鑰匙)時開始。在一個實例中,流程300在整個點火循環或車輛驅動中持續。

獲得衛星位置數據(步驟304)。在一個實例中,基於一個或多個衛星經由一個或多個GNSS系統提供的信息通過圖2所示的與圖1和2的車輛12的當前位置或地點相關的衛星通信裝置105獲得衛星位置數據。同樣在一個實例中,衛星位置數據包括車輛12的估計經緯度。此外,在一個實例中,衛星位置數據經由衛星通信裝置105的設置在車輛12上或內的一個或多個接收器獲得,其中衛星通信裝置105與一個或多個衛星通信系統(例如,GPS和/或GLONASS)進行通信。

獲得車輛測量數據(步驟306)。在一個實例中,慣性測量數據經由圖2的傳感器陣列104的一個或多個傳感器獲得。同樣在一個實例中,車輛測量數據包括圖1和2的車輛12的一個或多個慣性測量值(例如,經由傳感器陣列104的一個或多個慣性測量傳感器109(例如,偏航傳感器)測得的車輛12的一個或多個陀螺偏航率)、一個或多個車輪速度值(例如,其由傳感器陣列104的一個或多個車輪速度傳感器110測得)以及車輛的傳動裝置狀態(例如,傳感器陣列104的一個或多個傳動裝置傳感器111測得或檢測到的前進或後退狀態)。同樣在一個實施例中,步驟306的車輛數據用於在業內大家所稱的「DR」(例如,用於「航位推算」或「推導推算」分析,在該分析中,車輛的當前位置通過利用預定位置並基於經過的時間和進程期間的已知或估計速度推演該位置來進行計算)。

獲得附加數據(步驟308)。在一個實例中,附加數據包括所傳播的與可能錯誤和/或對應於各種衛星(包括用於步驟304的衛星位置數據的衛星)的校正值相關的衛星校正數據。同樣在一個實例中,步驟308的附加數據經由圖2的蜂窩通信裝置106獲得,例如,利用蜂窩通信裝置106的蜂窩數據機來獲得。此外,在一個實例中,步驟308的附加數據包括在GNSS工業內通常被稱為「精密單點定位(PPP)」信息的數據。該PPP數據包括(但不限於)如下項:(i)GPS和GLONASS衛星精密軌道;(ii)GPS和GLONASS衛星時鐘校正值;(iii)全球電離層信號延遲估計值;和(iv)全球對流層信號延遲估計值。

數據被輸入至卡爾曼濾波器(步驟310)。在一個實例中,步驟304的衛星位置數據、步驟306的車輛測量數據和步驟308的附加數據各自都提供來作為輸入至卡爾曼濾波器的輸入。同樣在一個實例中,卡爾曼濾波器作為在其中的存儲物質184存儲在圖2的存儲器174中,且這些輸入中的每一個都利用卡爾曼濾波器經由圖2的處理器172進行處理。

計算位置估計值(步驟312)。在一個實例中,圖1和2的車輛12的當前位置的橫向分量和縱向分量的估計值利用步驟304的衛星位置數據、步驟306的車輛測量數據和步驟308的附加數據經由圖2的處理器172進行計算。在一個實施例中,卡爾曼濾波器利用步驟304的GNSS輸入、步驟306的車輛傳感器數據和步驟308的附加數據(包括PPP信息)來計算車輛緯度、經度、速度、方向、仰角和UTC時間(「通用協調時間」)。如果這三個輸入源(即來自步驟304、306和308)中的每一個都可用,則卡爾曼濾波器將報告「GNSS+DR+PPP」,例如,如下文所討論的,其足以讓各種自動系統103在自動模式(例如,使車輛自動轉向和制動)中進行操作。

參照圖4,在一個實例中,外部衛星通信系統404(例如,GPS和GLONASS)將射頻(RF)信號418提供至圖1的衛星通信裝置105的接收器414,該接收器隨後將數據422從外部衛星通信系統404提供至卡爾曼濾波器412,其中該數據涉及代碼測量值、載波相位、軌道、電離層、時間和與監測車輛12的橫向位置和縱向位置的外部衛星通信系統404的衛星相關的位置方位。同樣如圖4所示,外部蜂窩通信系統406(例如,來自無線蜂窩通信提供商)將射頻(RF)信號420提供至圖1的蜂窩通信裝置106的蜂窩數據機(例如,在一個非限制性實例中,4G-LTE數據機),該蜂窩數據機隨後將數據424從外部蜂窩通信系統406提供至卡爾曼濾波器412,其中該數據涉及電離層延遲、對流層延遲、衛星軌道和與外部衛星通信系統404的衛星相關的衛星時鐘。在一個實例中,數據424包括用於由卡爾曼濾波器412執行的精密的精確單點分析(PPA)的數據(例如,包括:(i)GPS和GLONASS衛星精密軌道;(ii)GPS和GLONASS衛星時鐘校正值;(iii)全球電離層信號延遲估計值;和(iv)全球對流層信號延遲估計值)。同樣如圖4所示,各種車輛傳感器408(例如,圖2的傳感器陣列104的車輛傳感器)將車輛傳感器數據426提供至卡爾曼濾波器412,其中該車輛傳感器數據包括車輛12的陀螺偏航率、車輛12的差分車輪速度和車輛12的傳動裝置狀態(例如,前進或後退狀態)。在一個實例中,數據426包括用於由卡爾曼濾波器412執行的DR(航位推算)分析的數據。同樣如圖4所示,圖2的處理器172利用卡爾曼濾波器412來過濾和處理各種輸入,以生成各種輸出428。在一個實例中,輸出428包括車輛12的精密橫向和縱向位置或地點的估計值、相關測量值(包括車輛12的方向、速度和仰角)以及時間的相關測量值(例如,上文提及的UTC時間)和與估計值相關的質量度量。

再次參考圖3,確定用於所述數據處理的操作模式(步驟313)。在一個實例中,所述操作模式包括數據(例如,步驟304的衛星位置數據,步驟306的車輛測量數據和/或步驟308的附加數據)目前由處理器172和卡爾曼濾波器412在計算步驟312的估算值中使用。例如,在某些情況下,步驟304的衛星位置數據,步驟306的車輛測量數據和/或步驟308的附加數據中的一個或多個,在計算步驟312的估算值時,可以不通過處理器172和卡爾曼濾波器412使用,例如,如果認為相應數據不可靠,如果相應數據落在車輛12的已知或期望界限或極限之外,和/或如果確定相應系統在提供準確和可靠的信息以供處理器172和卡爾曼濾波器412在步驟312中使用時不正確地操作。例如,根據上面的討論,在一個實例中,如果步驟304、306和308的三個輸入源中的每一個分別可用並且計算的絕對估計位置誤差估計(APEE)足夠低,則卡爾曼過濾器將報告識別「GNSS+DR+PPP」模式,例如參考每個正確運用並操作的GNSS(衛星位置數據),DR(車輛測量數據/航位推算)和附加數據/PPP(精確點定位)。在一個實例中,如果且僅當三個相應數據源(GNSS,DR,PPP)中的每一個可用時,才識別操作模式「GNSS+DR+PPP」。在另一實例中,如果且僅當三個相應的數據源(GNSS,DR,PPP)中的每一個可用時,才識別操作模式「GNSS+DR+PPP」,進一步提供用於車輛12的計算位置(使用三組數據輸入中的每一組)相關的絕對位置誤差估計(APEE)小於預定閾值。在另一實例中,如果且僅當三個相應數據源(GNSS,DR,PPP)中的每一個都可用時,才識別操作模式「GNSS+DR+PPP」,進一步提供每個GNSS,DR和PPP數據小於相關的預定閾值。相反地,如果這些輸入源中的一個或多個未被利用、不正確地操作、不可用和/或具有超過相應的預定閾值的誤差,則將識別不同的對應操作模式,諸如「GNSS+DR「(例如如果該PPP數據不可用),「GNSS+PPP」(例如,如果該DR數據不可用),「DR+PPP」(例如,如果該GNSS數據不可用),「DR」(例如,如果該GNSS數據不可用),「DR」(例如,如果該GNSS數據不可用),「DR」(例如,如果該DR和PPP數據不可用)。

向用戶提供數據(步驟314)。在一個實例中,來自步驟312(包括緯度和經度)的車輛12的位置的估算值連同操作模式(例如,那些用於確定位置估計的數據類型)在步驟314期間經由圖2的通知單元108提供給用戶。在某些實例中,還提供來自卡爾曼濾波器的附加信息,諸如航向,速度,高度,時間和/或質量度量)。在各實例中,通知單元108可以為用戶提供這樣的值的音頻,視覺和/或其他通知(例如,對於車輛12的駕駛員)。在某些實施例中,位置估算也在用戶的顯示地圖上顯示。(例如,在通知單元108的車輛導航系統上或與其相關聯的車輛導航系統)。

另外,在步驟316-324(在下文中描述)中,對圖2的一個或多個自動系統103的控制基於操作模式的控制。在各實例中,基於步驟313的操作模式,經由圖2的處理器172提供的指令來執行該控制,例如下文中所更詳細描述的。

對衛星位置數據是否用於卡爾曼濾波器估算進行確定(步驟316)。在一個實例中,步驟316包括關於衛星通信裝置105是否可操作的確定。在另一個實例中,步驟316包括關於衛星通信裝置105是否正確操作的確定(例如如果由衛星通信裝置105提供的值落在已知或期望的極限或界限內)。在另一個實例中,步驟316包括確定步驟304的衛星位置數據是否在通過卡爾曼濾波器(例如,卡爾曼濾波器)進行處理期間利用。以影響估計的結果的方式,例如,在步驟312中由過濾器給予非零權重),以便估算車輛12的位置。此外,在一個實例中,步驟的確定由圖2的處理器172進行。

如果確定衛星位置數據不用於卡爾曼濾波器估算,則圖2的一個或多個自動系統103在駕駛員參與的情況下以手動模式操作(步驟324)。在一個實例中,經由由圖2的處理器172提供(例如提供至圖2的ECS 118和/或圖2的自動系統103)的指令來實現手動模式。在一個實例中,圖2的轉向系統150在步驟324中以手動模式操作。在一個實例中,圖2的制動系統160在步驟324以手動模式操作。在又一實例中,在步驟324中,轉向系統150和制動系統160都在手動模式下操作。在某些實例中,使用來自相機,雷達,精確地圖和GPS(例如通用汽車的「超級」能力)的輸入使制動和轉向自動的自動系統103可以禁用,或者以手動模式操作步驟324。在其他實例中,在步驟324中,一個或多個其他自動系統103可以在手動模式下操作。在某些實例中,受影響的自動系統103在處於手動模式時由駕駛員完全操作。在某些其它實例中,在手動模式中,受影響的自動系統103可以由駕駛員在可能需要的一些自動輔助下操作。在適當的條件下,通過動力轉向,緊急制動輔助等)。在一個實例中,該過程之後返回到如圖3所示的步驟304進行新的迭代。

相反地,如果確定衛星位置數據用於卡爾曼濾波器估算,則要確定車輛測量數據是否用於卡爾曼濾波器估計(步驟318)。在一個實例中,步驟318包括確定一個或多個相關傳感器(例如,一個或多個偏航傳感器,輪速傳感器和/或傳動裝置傳感器104)傳感器陣列是可操作的。在另一個實例中,步驟318包括確定是否一個或多個相關傳感器(例如,一個或多個偏航傳感器,輪速傳感器和/或傳動裝置傳感器104)傳感器陣列是正確操作的。如果由這樣的傳感器提供的值落在已知或期望的限制或界限內)。在另一個實例中,步驟318包括確定步驟306的衛星位置數據是否在通過卡爾曼濾波器(例如,卡爾曼濾波器)進行處理期間利用。以影響估計的結果的方式,例如,在步驟312中由過濾器給予非零權重),以便估算車輛12的位置。此外,在一個實例中,步驟的確定由圖2的處理器172進行。

如果確定車輛測量數據不用於卡爾曼濾波器估計,則過程進行到上述參考步驟324,作為圖1的一個或多個自動系統103在手動模式下操作,駕駛員參與。相反地,如果確定車輛測量數據用於卡爾曼濾波器估算,則過程轉而進行到下面直接描述的步驟320。

在步驟320期間,確定附加數據是否用於卡爾曼濾波器估計(步驟318)。在一個實例中,步驟318包括關於蜂窩通信裝置106是否可操作的確定。在一個實例中,步驟318包括關於蜂窩通信裝置106是否可=正確操作的確定(包括如果由蜂窩通信裝置106提供的值落在已知或期望的限制或界限內)。在另一個實例中,步驟318包括確定步驟308的附加數據是否在通過卡爾曼濾波器進行處理期間利用(例如以影響估計的結果的方式,例如,在步驟312中由過濾器給予非零權重),以便估算車輛12的位置。此外,在一個實例中,步驟的確定由圖2的處理器172進行。

如果確定附加數據不用於卡爾曼濾波器估算,則過程前進到步驟324。如上所述,在步驟324期間,圖2的一個或多個自動系統103在手動模式下操作,駕駛員參與。

相反地,如果確定附加數據用於卡爾曼濾波器估算,則該過程代之以進入步驟322。在步驟322期間,圖2中的一個或多個自動系統103以自動模式操作,其中這樣的系統103通過車輛12自身(例如,控制系統102和/或ECS 118)而無需駕駛員介入。在一個實例中,經由經由圖2的處理器172提供的指令來實現自動模式(例如到圖2的ECS 118和/或圖2的自動系統103)。在一個實例中,圖2的轉向系統150步驟322中以自動模式操作。在另一實例中,圖2的制動系統在160在步驟322中以自動模式操作。在另一實例中,轉向系統150和制動系統160都在步驟322中以自動模式操作。在某些實例中,使用來自攝像機,雷達,精確地圖和GPS(例如通用汽車的「超級」能力)的輸入來自動制動和轉向的自動系統103可以啟用或,在步驟322中以自動模式操作。在其他實例中,在步驟322中,一個或多個其他自動系統103可以在相應的自動模式下操作。在某些實例中,受影響的自動系統103在處於手動模式時完全無需駕駛員參與地操作。在某些其它實例中,在自動模式中,受影響的自動系統103仍然能夠在某些實例中被駕駛員超控覆蓋(例如如果駕駛員接合制動踏板或方向盤,則在一個實例中)。在一個實例中,該過程之後返回到如圖3所示的步驟304進行新的迭代。

因此,在所描繪的實例中,僅當同時滿足步驟316,318和320的條件中的每一個時,受影響的自動系統才以自動模式操作。否則,如果不滿足這些條件中的任一條件,則受影響的自動系統在手動模式下操作。應當理解,在某些實例中,自動模式可以基於修改的標準(例如,在一個實例中,可以基於是否滿足步驟320的條件來實現自動模式;在另一實例中,雖然在另一實例中,自動模式可以通過結合步驟316或318中的至少一個來滿足步驟320的組合來實現,等等)。

應當理解,所公開的方法,系統和車輛可以與圖中所示和本文所描述的方法,系統和車輛不同。例如,通信系統10,車輛12,控制系統102和/或其各種部件可以與圖1和圖2所示的和/或結合如上所述的不同。另外,應當理解,過程300的某些步驟可以不同於圖3和圖4中描述的那些步驟和/或上面結合圖3圖4所描述的。類似地,應當理解,上述方法的某些步驟可以同時發生或者以不同於圖3和圖4所示或結合如上所述的順序發生。

雖然在前面的詳細描述中已經給出了至少一個實例,但是應當理解存在著大量的變型。還應當理的是,一個或多個實例僅是實例,並且不旨在以任何方式限制本發明的範圍、適用性或配置。更確切地說,前面的詳細描述將為本領域技術人員提供用於實現一個或多個實例的便利的指引。應當理解的是,在不脫離所附權利要求書及其法律等同物的範圍的情況下,可以對元件的功能和布置做出各種改變。

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