用于操纵自动化车辆的控制系统和方法与流程

1.本发明涉及一种用于操纵自动化车辆的控制系统。本发明进一步涉及一种用于操纵自动化车辆的方法、一种控制单元、一种车辆、一种计算机程序以及一种计算机可读介质。
2.本发明可以应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管将关于卡车描述本发明，但是本发明不限于这种特定车辆，而是也可以用于其它车辆，诸如乘用车和工作机器。


背景技术：

3.自动化车辆可以被定义为可以沿着期望的行驶路径被自动操纵的车辆。自动化车辆通常配备有许多环境感知传感器或障碍物检测传感器，这些传感器用于在使用期间感知车辆周围的环境。
4.传感器的输入可以用于操纵。例如，如果检测到障碍物正在阻碍期望的行驶路径，则车辆可以基于来自传感器的信息来执行用于避免与障碍物碰撞的附加车辆操纵。
5.目前的趋势是针对局限区域而开发和使用自动化车辆，所述局限区域诸如采矿点、物流中心、港口等。当在局限区域中驾驶时，与在公共道路网络中驾驶车辆相比，可以使用更简单的传感器设置。其原因在于，当在局限区域中驾驶时，环境在进一步程度上是已知的。例如，当在公共道路网络中驾驶时，需要检测任何物体。另一方面，当在局限区域中驾驶时，不同类型的障碍物可能被缩减到减少数量的不同障碍物类型。换言之，在局限区域中可能存在的障碍物类型通常较少。
6.然而，即使针对局限区域中的自动化车辆可以使用更简单的传感器设置，但是仍然有必要为车辆配备若干个传感器，使得车辆周围的所有区域都被传感器覆盖。例如，在反向操纵期间，车辆后方的区域需要被传感器覆盖。因而，自动化车辆通常应配备有指向前和指向后的传感器，以便适应向前和反向移动。作为另一个示例，在从静止启动期间，离车辆最近的区域也需要被传感器覆盖。因此，传感器还可能需要指向下以覆盖离车辆最近的区域。因此，即使在旨在在局限区域中操作时，自动化车辆也需要配备有若干个传感器，以便覆盖车辆周围的所有区域。


技术实现要素：

7.鉴于上述内容，本发明的目标在于提供一种改进的用于操纵自动化车辆的控制系统，该控制系统至少部分地缓解了现有技术的一个或多个缺点，或者该控制系统至少是合适的替选方式。本发明的另一个目标在于提供一种改进的用于操纵自动化车辆的方法，该方法至少部分地缓解了现有技术的一个或多个缺点，或者该方法至少是合适的替选方式。本发明的又一个目标在于提供一种改进的控制单元、一种车辆、一种计算机程序以及一种计算机可读介质，其至少部分地缓解了现有技术的一个或多个缺点，或者其至少是合适的替选方式。
8.根据第一方面，所述目标至少部分地通过根据本发明所述的控制系统来实现。
9.因而，提供了一种用于操纵自动化车辆的控制系统，其中，该控制系统包括一个或多个障碍物检测传感器，所述一个或多个障碍物检测传感器被配置成在自动化车辆的操纵期间检测自动化车辆的预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，该控制系统被进一步配置成在自动化车辆的操纵期间利用多个预定义的障碍物检测模式，其中，所述多个预定义的障碍物检测模式具有不同水平的障碍物检测精度。
10.所述控制系统被进一步配置成基于特定驾驶任务和/或基于特定操作区域而为自动化车辆从所述多个预定义的障碍物检测模式中选择特定障碍物检测模式，使得在特定驾驶任务期间和/或在特定操作区域中使用该特定障碍物检测模式。
11.具有不同水平的障碍物检测精度的障碍物检测模式意味着障碍物检测精度在不同模式之间变化。例如，具有相对低水平的障碍物检测精度的模式可以被配置成不对阻碍预期行驶路径的所有可能障碍物进行检测，而是可以被配置成无视接近车辆的某些类型的障碍物和/或某些区域。另一方面，具有相对高水平的障碍物检测精度的模式可以被配置成检测可能阻碍预期行驶路径的所有或几乎所有类型的可能障碍物。障碍物检测精度可以被定义为与沿着预期行驶路径在自动化车辆的附近存在或不存在障碍物的概率相关联的精度水平。
12.通过提供如本文中所公开的控制系统，实现了自动化车辆的更通用和高效的操作。另外，由于可以使用更少的障碍物检测传感器，因此实现了有成本效益的控制系统。例如，已经认识到，对于一些驾驶任务和/或在一些操作区域中，自动化车辆可能受害于使用具有相对高水平的障碍物检测精度的障碍物检测模式。因此，通过将控制系统配置成使得具有较低水平的障碍物检测精度的障碍物检测模式用于这样的驾驶任务和/或操作区域，可以在不使用太多的障碍物检测传感器的情况下实现自动化车辆的更高效操作。
13.例如，通过选择具有较低水平的障碍物检测精度的障碍物检测模式，可以避免自动化车辆被阻止继续其驾驶任务的死锁情况。
14.此外，通过为其它驾驶任务和/或操作区域选择具有较高水平的障碍物检测精度的障碍物检测模式，可以实现更高效的操作，例如，控制系统可以允许更高的最大速度。
15.鉴于上述情况，可以实现自动化车辆的更通用、高效和有成本效益的操作。
16.本文中所使用的驾驶任务应被广义地解释并且可以被定义为用于沿着期望的驾驶路径将自动化车辆从第一点驾驶到另一点的驾驶任务。然而，驾驶任务也可以被定义为用于自动化车辆的开始操作的驾驶任务，并且还可以被定义为用于自动化车辆的终止或停止操作的驾驶任务。因此，驾驶任务例如可以是从静止发起自动化车辆的驾驶的任务。驾驶任务也可以是用于发起向前驾驶操作和反向驾驶操作中的任一个操作的驾驶任务。
17.可选地，当特定驾驶任务是具有由预定义的传感器视野阈值限定的有限传感器视野的驾驶任务时，控制系统可以被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着预期行驶路径的未被传感器视野覆盖的区域的障碍物检测，诸如禁用所有障碍物检测。禁用未被传感器视野覆盖的区域的障碍物检测在本文中意味着忽略与障碍物存在于该区域中的概率有关的任何信息。此外，禁用所有障碍物检测在本文中意味着忽略与沿着预期行驶路径在车辆的附近存在障碍物的概率有关的任何信息。通过如上所述地提供禁用障碍物检测，可以防止死锁情况。例如，具有有限传感器视野的特定驾驶任务可
以是至少部分地反向移动的驾驶任务。已经意识到，对于一些反向移动的驾驶任务，传感器视野可能是有限的，使得在自动化车辆后方的某些区域可能未被传感器覆盖。由此，通过例如在这样的情况下禁用所有障碍物检测，即使传感器视野是有限的，车辆也将能够进行驾驶任务。例如，已经意识到，当自动化车辆是牵引挂车的牵引车辆并且其中挂车至少部分地遮挡传感器视野时，可能发生这种情况。
18.可选地，当特定驾驶任务是自动化车辆从静止发起驾驶的启动驾驶任务时，控制系统可以被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着预期行驶路径的未被传感器视野覆盖的区域的障碍物检测，诸如禁用所有障碍物检测。由此，可以防止死锁情况。还已经意识到，当从静止发起驾驶时，与车辆相邻的区域可能未被传感器覆盖。因此，利用相对高的障碍物检测精度的控制系统可能阻止自动化车辆发起驾驶，因为控制系统未知相邻区域是否没有障碍物。换言之，利用高障碍物检测精度的控制系统可能无法排除障碍物可能存在于相邻区域中。因而，通过例如在这种情况下禁用所有障碍物检测，即使障碍物检测传感器还未覆盖相邻区域，自动化车辆也能够开始驾驶。
19.可选地，当特定操作区域对应于已知地面表面是可驾驶的已知行驶路径时，控制系统可以被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，仅检测预期行驶路径是否没有障碍物。由此，例如，在沿着已知行驶路径驾驶时可以需要较少的处理功率。这意味着更快的系统反应时间和/或较低的处理功率需求。因而，如果已知地面表面是可驾驶的，则控制系统可以不调查地面表面是否是不可驾驶的，诸如地面表面是否包括坑洞等。而是，控制系统可以仅调查障碍物是否位于地面表面上。这样的障碍物可以是其它车辆、弱势道路使用者(vru)等。
20.可选地，当特定操作区域对应于未知地面表面是否可驾驶的行驶路径时，控制系统可以被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，检测所述地面表面是否可驾驶以及预期行驶路径是否没有障碍物。这意味着当自动化驾驶车辆正沿着未知的行驶路径驾驶时，安全性提高。
21.可选地，所述多个预定义的障碍物检测模式可以包括具有变化的障碍物检测精度的至少两个不同的障碍物检测模式，其中，第一模式被定义为高精度模式，并且被配置成检测地面表面是否可驾驶和/或预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，附加模式被定义为精度低于第一模式的模式，并且被配置成至少禁用未被一个或多个障碍物检测传感器覆盖的区域的障碍物检测，诸如被配置成禁用所有障碍物检测。通过使用至少两个这样的障碍物检测模式，实现了更通用的控制系统，其中，能够为特定的驾驶任务和/或操作区域选择最合适的模式。仍然可选地，所述多个预定义的障碍物检测模式可以包括具有变化的障碍物检测精度的至少三个不同的障碍物检测模式，其中，第一模式被定义为高精度模式，并且被配置成检测地面表面是否可驾驶和预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，第二模式被定义为精度低于第一模式的模式，并且被配置成检测预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，第三模式被定义为精度低于第二模式的模式，并且被配置成至少禁用未被一个或多个障碍物检测传感器覆盖的区域的障碍物检测，诸如被配置成禁用所有障碍物检测。例如，第二障碍物检测模式可以被配置成仅检测预期行驶路径是否没有障碍物。通过使用至少三个这样的障碍物检测模式，实现了更通用的控制系统，其中，能够为特定的驾驶任务和/或操作区域选择最合适的模式。因而，上述的附加模式可以对应于第三模式。
22.可选地，较低水平的精度可以意味着在自动化车辆的操纵期间的较低的可允许车辆速度，所述较低水平的精度诸如为当禁用所有障碍物检测时。因而，当使用具有较低精度的模式时，控制系统可以以较低的车辆速度操纵车辆。这意味着提高的操作安全性。例如，当从静止开始时，或者当反向时，如上所述，最大允许车辆速度可以对应于10km/h或更小，诸如5km/h或更小。例如，所允许的车辆速度可以对应于在这些情况下的步行速度。
23.可选地，所述多个预定义的障碍物检测模式中的至少一个可以利用占用网格，该占用网格包括表示自动化车辆周围的环境的子区域的多个小区，其中，当在小区中检测到障碍物和/或当检测到小区中的地面表面是不可驾驶的时，该小区被视为被占用。此外，例如，当小区还未被任何障碍物检测传感器覆盖时，或者如果自上次小区被任何障碍物检测传感器覆盖以来已经经过了特定时间段，则该小区也可以被视为被占用。通过使用占用网格，可以有助于对障碍物的检测，这意味着降低的处理功率和/或更快的处理。应注意，也可以由控制系统另外地或可替选地使用关于自动化车辆的周围环境的其它表示。而且，对于周围环境的这些表示，未覆盖区域可以被分类为被占用。因此，根据本发明的示例实施例，控制系统可以被配置成将未覆盖区域分类为被占用，由此不允许车辆在那些区域中驾驶。未覆盖区域是还未被一个或多个障碍物检测传感器覆盖的区域。另外或可替选地，未覆盖区域可以是在自上次该区域被一个或多个障碍物检测传感器覆盖以来的特定时间段期间还未被一个或多个障碍物检测传感器覆盖的区域。
24.可选地，至少一个特定操作区域可以是地点上的预定义的操作区域，其中，来自所述多个预定义的障碍物检测模式的特定障碍物检测模式被预选择用于所述至少一个预定义的操作区域。这意味着车辆的更高效的操作，其中，控制系统在进入预定义的操作区域时能够毫不犹豫地使用预选择的模式。例如，控制系统可以被配置成当自动化车辆从一个预定义的操作区域驾驶到地点上的另一个预定义的操作区域时在不同的预选择模式之间切换。
25.仍然可选地，在响应于获得指令以在已经预选择了特定障碍物检测模式的至少一个预定义的操作区域中进行特定驾驶任务的情况下，并且当该指令指示覆写所预选择的障碍物检测模式时，控制系统可以被配置成以基于特定驾驶任务的障碍物检测模式来至少临时地替换所预选择的障碍物检测模式。由此，可以实现更通用的控制系统。例如，通过能够覆写预选择的障碍物检测模式，可以避免死锁情况。
26.根据本发明的第二方面，所述目标至少部分地通过根据本发明所述的方法来实现。
27.因而，提供了一种用于通过使用来自一个或多个障碍物检测传感器的输入而操纵自动化车辆的方法，所述一个或多个障碍物检测传感器被配置成在自动化车辆的操纵期间检测自动化车辆的预期行驶路径是否没有障碍物。
28.该方法包括：
[0029]-在自动化车辆的操纵期间利用多个预定义的障碍物检测模式，其中，所述多个预定义的障碍物检测模式具有不同水平的障碍物检测精度，以及
[0030]-基于特定驾驶任务和/或基于特定操作区域，为自动化车辆从所述多个预定义的障碍物检测模式中选择特定障碍物检测模式，使得在特定驾驶任务期间和/或在特定操作区域中使用所述特定障碍物检测模式。
[0031]
本发明的第二方面的实施例的优点和效果类似于本发明的第一方面的实施例的优点和效果，反之亦然。还应注意，本发明的第一方面的所有实施例与本发明的第二方面的所有实施例可以组合，反之亦然。
[0032]
可选地，当特定驾驶任务是具有由预定义的传感器视野阈值限定的有限传感器视野的驾驶任务时，该方法可以包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着预期行驶路径的未被传感器视野覆盖的区域的障碍物检测，诸如禁用所有障碍物检测。
[0033]
可选地，具有有限传感器视野的特定驾驶任务可以是至少部分地反向移动的驾驶任务。
[0034]
可选地，当特定驾驶任务是自动化车辆从静止发起驾驶的启动驾驶任务时，该方法可以包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着预期行驶路径的未被传感器视野覆盖的区域的障碍物检测，诸如禁用所有障碍物检测。
[0035]
可选地，当特定操作区域对应于已知地面表面可驾驶的已知行驶路径时，该方法可以包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，仅检测预期行驶路径是否没有障碍物。
[0036]
可选地，当特定操作区域对应于未知地面表面是否可驾驶的行驶路径时，该方法可以包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，检测所述地面表面是否可驾驶以及预期行驶路径是否没有障碍物。
[0037]
可选地，在响应于获得指令以在已经预选择了特定障碍物检测模式的所述至少一个预定义的操作区域中进行特定驾驶任务的情况下，并且当该指令指示覆写所预选择的障碍物检测模式时，该方法可以包括以基于特定驾驶任务的障碍物检测模式来至少临时地替换所预选择的障碍物检测模式。
[0038]
根据本发明的第三方面，所述目标至少部分地通过根据本发明所述的控制单元来实现。
[0039]
因而，提供了一种控制单元，该控制单元用于通过使用来自一个或多个障碍物检测传感器的输入而操纵自动化车辆，所述一个或多个障碍物检测传感器被配置成在自动化车辆的操纵期间检测自动化车辆的预期行驶路径是否没有障碍物。该控制单元被配置成执行根据本发明的第二方面的任一个实施例的方法的步骤。因而，该方法优选是计算机实施的方法。
[0040]
根据本发明的第四方面，所述目标至少部分地通过一种车辆来实现，该车辆包括根据本发明的第一方面的任一个实施例的控制系统和/或根据本发明的第三方面的任一个实施例的控制单元。
[0041]
该车辆优选是用于运输货物的运输车辆。例如，该车辆可以是卡车，诸如重型卡车、公共汽车、工作机器等。该车辆优选是被构造成在局限区域中使用的车辆。
[0042]
根据本发明的第五方面，所述目标至少部分地通过一种计算机程序来实现，该计算机程序包括程序代码装置，该程序代码装置用于当所述程序在计算机上、诸如在根据本发明的第三方面的控制单元上运行时执行本发明的第二方面的任一个实施例的步骤。
[0043]
根据本发明的第六方面，所述目标至少部分地通过一种承载计算机程序的计算机可读介质来实现，该计算机程序包括程序代码装置，该程序代码装置用于当所述程序产品
在计算机上、诸如在根据本发明的第三方面的控制单元上运行时执行本发明的第二方面的任一个实施例的步骤。
[0044]
本发明的其它优点和有利特征在以下描述中以及在从属权利要求中公开。
附图说明
[0045]
参考附图，下文是对作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。
[0046]
在附图中：
[0047]
图1是包括根据本发明的示例实施例的控制系统的车辆的示意性侧视图，
[0048]
图2是从包括根据本发明的示例实施例的车辆的车辆组合的上方观察的示意图，
[0049]
图3是从包括根据本发明的示例实施例的控制系统的车辆的上方观察的示意图，
[0050]
图4是根据本发明的示例实施例的控制系统的示意图，
[0051]
图5是包括根据本发明的示例实施例的车辆的车辆组合的侧视图，以及
[0052]
图6是根据本发明的示例实施例的方法的流程图。
[0053]
附图示出了本发明的图解例证性实施例，因而不一定按比例绘制。应理解，所示和所述的实施例是例证性的，并且本发明不限于这些实施例。还应注意，附图中的一些细节可能被夸大，以便更好地描述和图示本发明。在整个说明书中相同的附图标记指示相同的元件，除非另有表述。
具体实施方式
[0054]
图1描绘了根据本发明的示例实施例的车辆100的示意性侧视图。本文中的车辆100为卡车的形式。然而，应注意，根据本发明的车辆不仅可以是卡车，而且可以为任何其它类型，诸如公共汽车、建筑设备，诸如轮式装载机、自卸卡车、挖掘机等。特别地，车辆100是自动化车辆，其适于在局限区域中操作，所述局限区域诸如终端区域、采矿点、建筑点、港口等。因而，车辆100可能不适于在公共道路网络中操作。
[0055]
如图所示，车辆100包括障碍物检测传感器10。在本实施例中，障碍物检测传感器10指向车辆100的向前方向，并且被配置成检测在自动化车辆100的操纵期间自动化车辆100的预期行驶路径是否没有障碍物。
[0056]
障碍物检测传感器10可以为任何合适的类型，诸如lidar(光检测和测距)传感器、radar(无线电检测和测距)传感器、相机以及超声波传感器中的任一种。
[0057]
障碍物检测传感器10具有视野12(由虚线三角形指示)。
[0058]
参考图2，示出了从根据本发明的示例实施例的车辆100的上方观察的示意图。在该实施例中，车辆100是正在牵引挂车110的牵引车辆。因而，车辆100与挂车110一起形成车辆组合。车辆100包括第一障碍物检测传感器和第二障碍物检测传感器10，该第一障碍物检测传感器和第二障碍物检测传感器10被设置在车辆100的分开的侧面上并且指向后。如图所示，每一个传感器10具有相应的视野14、16(由虚线三角形指示)。
[0059]
图1和图2中所示的每一个车辆100包括例如如图4中所示的控制系统1。更具体地，每一个车辆100包括至少一个障碍物检测传感器10，所述至少一个障碍物检测传感器10被通信地连接到控制单元20。控制系统1被配置成通过使用来自传感器10的信息而沿着预期行驶路径操纵车辆100。例如，控制系统1可以被配置成向一个或多个致动器(未示出)发起
控制信号，以控制车辆100的转向、制动和推进中的至少一个。
[0060]
本文中的控制单元20为电子控制单元。控制单元20可以包括处理电路，该处理电路适于运行本文中所公开的计算机程序。控制单元20可以包括用于执行根据本公开的第二方面的方法的硬件和/或软件。在实施例中，控制单元20可以被表示为计算机。控制单元20可以由一个或多个单独的子控制单元构成。另外，控制单元20可以通过使用有线和/或无线通信装置与所述至少一个障碍物检测传感器10通信。这在图4中用虚线指示。仍然进一步地，即使控制单元20优选是车辆车载控制单元，但应注意，控制单元20可以另外或可替选地是车辆车外控制单元，诸如作为计算机云系统的一部分的控制单元。
[0061]
因而，控制系统1是用于操纵自动化车辆100的控制系统1。控制系统1包括一个或多个障碍物检测传感器10，所述一个或多个障碍物检测传感器10被配置成在自动化车辆100的操纵期间检测自动化车辆100的预期行驶路径是否没有障碍物。
[0062]
控制系统1被进一步配置成在自动化车辆100的操纵期间利用多个预定义的障碍物检测模式，其中，所述多个预定义的障碍物检测模式具有不同水平的障碍物检测精度。
[0063]
控制系统1被进一步配置成基于特定驾驶任务和/或基于特定操作区域而为自动化车辆100从所述多个预定义的障碍物检测模式中选择特定障碍物检测模式，使得在特定驾驶任务期间和/或在特定操作区域中使用该特定障碍物检测模式。
[0064]
参考图1，特定驾驶任务可以是自动化车辆100从静止发起驾驶的启动驾驶任务。因此，当特定驾驶任务是启动驾驶任务时，控制系统1可以被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着预期行驶路径t的区域a1的障碍物检测，该区域a1未被传感器视野12覆盖。例如，可以禁用所有障碍物检测。由此，能够由控制系统1至少忽略在启动时未被障碍物检测传感器10覆盖的区域a1。结果，能够避免可能的死锁情况。然而，如果控制系统1将考虑区域a1，则将不能排除在区域a1中可能存在障碍物，这是因为区域a1未被传感器10在其视野12中覆盖。通过本发明，能够避免这种类型的情况。
[0065]
作为另一个示例，参考图2，当特定驾驶任务是具有由预定义的传感器视野阈值限定的有限传感器视野的驾驶任务时，控制系统1可以被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着预期行驶路径t的区域a2的障碍物检测，该区域a2未被传感器视野14、16覆盖，诸如，禁用所有障碍物检测。在图2中，具有有限传感器视野的特定驾驶任务是至少部分地反向移动的驾驶任务。如图所示，挂车110遮挡挂车110后方的区域a2。以与上文所述类似的方式，如果控制系统1将考虑区域a2，则将不能排除在区域a2中可能存在障碍物，这是因为区域a2未被传感器10覆盖。因而，可能导致车辆100被阻止移动的死锁情况。通过本发明，也能够避免这种类型的情况。
[0066]
根据另一个示例，当特定操作区域对应于已知地面表面是可驾驶的已知行驶路径时，控制系统1可以被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，仅检测预期行驶路径是否没有障碍物。因而，可以仅检测被设置在地面表面上并且不形成地面表面的一部分的障碍物，而忽略其它障碍物。例如，控制系统1可以被配置成利用仅检测预期行驶路径是否没有障碍物(诸如其它车辆、vru等，例如可移动的物体)的障碍物检测模式。
[0067]
仍然进一步地，作为又一个示例，当特定操作区域对应于未知地面表面是否可驾驶的行驶路径时，控制系统1可以被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，检测地面表面是否可驾驶以及预期行驶路径是否没有障碍物。
[0068]
所述多个预定义的障碍物检测模式可以包括具有变化的障碍物检测精度的至少两个不同的障碍物检测模式，其中，第一模式被定义为高精度模式，并且被配置成检测地面表面是否可驾驶和/或预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，附加模式被定义为精度低于第一模式的模式，并且被配置成至少禁用未被一个或多个障碍物检测传感器10覆盖的区域的障碍物检测，诸如被配置成禁用所有障碍物检测。例如，所述多个预定义的障碍物检测模式可以包括具有变化的障碍物检测精度的至少三个不同的障碍物检测模式，其中，第一模式被定义为高精度模式，并且被配置成检测地面表面是否可驾驶和预期行驶路径是否没有障碍物，其中，第二模式被定义为精度低于第一模式的模式，并且被配置成检测预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，第三模式被定义为精度低于第二模式的模式，并且被配置成至少禁用未被一个或多个障碍物检测传感器10覆盖的区域的障碍物检测，诸如被配置成禁用所有障碍物检测。在该示例中，第三模式可以对应于上述的附加模式。
[0069]
优选地，较低水平的精度(诸如当禁用所有障碍物检测时)意味着在自动化车辆100的操纵期间的较低的可允许车辆速度。由此，在障碍物检测精度降低时，提供自动化车辆100的更安全的操纵。
[0070]
图3描绘了当控制单元1正在利用占用网格30时的从根据本发明的示例实施例的上方观察的车辆100和挂车110的示意图。更具体地，所述多个预定义的障碍物检测模式中的至少一个可以利用占用网格30，该占用网格30包括表示自动化车辆100周围的环境的子区域的多个小区c1,
…
,cn。因而，占用网格30是关于车辆100的周围环境的表示。当在小区中检测到障碍物o时和/或当检测到小区中的地面表面不可驾驶时，小区被视为被占用。在所示示例中，在四个小区中检测到障碍物o，这意味着控制系统1将确定这四个小区被占用。因而，控制系统1可以在车辆100沿着预期行驶路径t的操纵期间试图避开这四个小区。例如，车辆100可以执行附加的车辆操纵，使得避开这四个小区。换言之，可以调整预期行驶路径t，使得其不穿过四个被占用小区中的任一个。此外，当小区还未被任何障碍物检测传感器覆盖时，或者如果自上次小区被任何障碍物检测传感器覆盖以来已经经过了特定时间段时，则该小区也可以被视为被占用。仍然进一步地，根据示例实施例，每一个小区可以与两个值相关联，一个值与小区中是否存在障碍物有关，另一个值与小区中的地面表面是否可驾驶有关。
[0071]
此外，至少一个特定操作区域可以是地点上的预定义的操作区域，其中，来自所述多个预定义的障碍检测模式的特定障碍检测模式被预选择用于至少一个预定义的操作区域。仍然进一步地，在响应于获得指令以在已经预选择了特定障碍物检测模式的所述至少一个预定义的操作区域中进行特定驾驶任务的情况下，并且当该指令指示覆写所预选择的障碍物检测模式时，控制系统1可以被配置成以基于特定驾驶任务的障碍物检测模式来至少临时地替换所预选择的障碍物检测模式。
[0072]
如图2和图3中所示的车辆100和挂车110可以例如是卡车和挂车组合，如图5中所示。图5描绘了牵引车辆100和挂车110(在这种情况下是所谓的半挂车)的侧视图。在本文中，所示障碍物检测传感器10被设置成靠近车辆100的挡风玻璃。即使车辆100被配置成沿着行驶路径自动地驾驶，但是车辆100也可以被配置成手动地驾驶。
[0073]
本发明还涉及一种通过使用来自一个或多个障碍物检测传感器10的输入来操纵自动化车辆100的方法，所述一个或多个障碍物检测传感器10被配置成在自动化车辆100的
操纵期间检测自动化车辆100的预期行驶路径是否没有障碍物。图6示出了这种方法的示例实施例的流程图。
[0074]
该方法包括：
[0075]
s1：在自动化车100的操纵期间利用多个预定义的障碍物检测模式，其中，所述多个预定义的障碍物检测模式具有不同水平的障碍物检测精度，以及
[0076]
s2：基于特定驾驶任务和/或基于特定操作区域，为自动化车辆100从所述多个预定义的障碍物检测模式中选择特定障碍物检测模式，使得在特定驾驶任务期间和/或在特定操作区域中使用该特定障碍物检测模式。
[0077]
作为示例，当特定驾驶任务是具有由预定义的传感器视野阈值限定的有限传感器视野的驾驶任务时，该方法可以包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着预期行驶路径的未被传感器视野覆盖的区域的障碍物检测，诸如禁用所有障碍物检测。具有有限传感器视野的特定驾驶任务可以是至少部分地反向移动的驾驶任务。
[0078]
此外，作为另一个示例，当特定驾驶任务是自动化车辆从静止发起驾驶的启动驾驶任务时，该方法可以包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着预期行驶路径的未被传感器视野覆盖的区域的障碍物检测，诸如禁用所有障碍物检测。
[0079]
当特定操作区域对应于已知地面表面可驾驶的已知行驶路径时，该方法可以包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，仅检测预期行驶路径是否没有障碍物。
[0080]
当特定操作区域对应于未知地面表面是否可驾驶的行驶路径时，该方法可以包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，检测地面表面是否可驾驶以及预期行驶路径是否没有障碍物。
[0081]
至少一个特定操作区域可以是地点上的预定义的操作区域，其中，来自所述多个预定义的障碍物检测模式的特定障碍物检测模式被预选择用于至少一个预定义的操作区域。此外，在响应于获得指令以在已经预选择了特定障碍物检测模式的所述至少一个预定义的操作区域中进行特定驾驶任务的情况下，并且当该指令指示覆写所预选择的障碍物检测模式时，该方法可以进一步包括以基于特定驾驶任务的障碍物检测模式来至少临时地替换所预选择的障碍物检测模式。
[0082]
如上所述，所述多个预定义的障碍物检测模式可以包括具有变化的障碍物检测精度的至少两个不同的障碍物检测模式，其中，第一模式被定义为高精度模式，并且被配置成检测地面表面是否可驾驶和/或预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，附加模式被定义为精度低于第一模式的模式，并且被配置成至少禁用未被一个或多个障碍物检测传感器10覆盖的区域的障碍物检测，诸如被配置成禁用所有障碍物检测。例如，所述多个预定义的障碍物检测模式可以包括具有变化的障碍物检测精度的至少三个不同的障碍物检测模式，其中，第一模式被定义为高精度模式，并且被配置成检测地面表面是否可驾驶和预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，第二模式被定义为精度低于第一模式的模式，并且被配置成检测预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，第三模式被定义为精度低于第二模式的模式，并且被配置成至少禁用未被一个或多个障碍物检测传感器10覆盖的区域的障碍物检测，诸如被配置成禁用所有障碍物检测。在该示例中，第三模式可以对应于上述的附加模
式。
[0083]
因而，上述控制单元20可以被配置成执行本文中所公开的方法。因而，控制单元20用于通过使用来自一个或多个障碍物检测传感器10的输入而操纵自动化车辆100，所述一个或多个障碍物检测传感器10被配置成在自动化车辆100的操纵期间检测自动化车辆100的预期行驶路径是否没有障碍物。
[0084]
例如，控制单元20可以利用本文中所公开的计算机程序和/或计算机可读介质。
[0085]
应理解，本发明不限于上文所述和附图所示的实施例；而是，本领域技术人员将认识到，可以在所附权利要求的范围内做出许多修改和变型。

技术特征：
1.一种用于操纵自动化车辆(100)的控制系统(1)，其中，所述控制系统(1)包括一个或多个障碍物检测传感器(10)，所述一个或多个障碍物检测传感器(10)被配置成在所述自动化车辆(100)的操纵期间检测所述自动化车辆(100)的预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，所述控制系统(1)被进一步配置成在所述自动化车辆(100)的操纵期间利用多个预定义的障碍物检测模式，其中，所述多个预定义的障碍物检测模式具有不同水平的障碍物检测精度，其中，所述控制系统(1)被进一步配置成基于特定驾驶任务和/或基于特定操作区域而为所述自动化车辆(100)从所述多个预定义的障碍物检测模式中选择特定障碍物检测模式，使得在所述特定驾驶任务期间和/或在所述特定操作区域中使用所述特定障碍物检测模式。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，当所述特定驾驶任务是具有由预定义的传感器视野阈值限定的有限传感器视野的驾驶任务时，所述控制系统(1)被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着所述预期行驶路径的未被所述传感器视野覆盖的区域的障碍物检测，诸如禁用所有障碍物检测。3.根据权利要求2所述的控制系统(1)，其中，具有所述有限传感器视野的所述特定驾驶任务是至少部分地反向移动的驾驶任务。4.根据前述权利要求中的任一项所述的控制系统(1)，其中，当所述特定驾驶任务是所述自动化车辆从静止发起驾驶的启动驾驶任务时，所述控制系统(1)被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着所述预期行驶路径的未被所述传感器视野覆盖的区域的障碍物检测，诸如禁用所有障碍物检测。5.根据前述权利要求中的任一项所述的控制系统(1)，其中，当所述特定操作区域对应于已知地面表面是可驾驶的已知行驶路径时，所述控制系统(1)被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，仅检测所述预期行驶路径是否没有障碍物。6.根据前述权利要求中的任一项所述的控制系统(1)，其中，当所述特定操作区域对应于未知地面表面是否可驾驶的行驶路径时，所述控制系统(1)被配置成选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，检测所述地面表面是否可驾驶以及所述预期行驶路径是否没有障碍物。7.根据前述权利要求中的任一项所述的控制系统(1)，其中，所述多个预定义的障碍物检测模式包括具有变化的障碍物检测精度的至少两个不同的障碍物检测模式，其中，第一模式被定义为高精度模式，并且被配置成检测地面表面是否可驾驶和/或所述预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，附加模式被定义为精度低于所述第一模式的模式，并且被配置成至少禁用未被所述一个或多个障碍物检测传感器(10)覆盖的区域的障碍物检测，诸如被配置成禁用所有障碍物检测。8.根据权利要求7所述的控制系统(1)，其中，所述多个预定义的障碍物检测模式包括具有变化的障碍物检测精度的至少三个不同的障碍物检测模式，其中，第一模式被定义为高精度模式，并且被配置成检测地面表面是否可驾驶和所述预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，第二模式被定义为精度低于所述第一模式的模式，并且被配置成检测所述预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，第三模式被定义为精度低于所述第二模式的模式，并且被配置成至少禁用未被所述一个或多个障碍物检测传感器(10)覆盖的区域的障碍物检测，诸如被配置成禁用所有障碍物检测。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的控制系统(1)，其中，较低水平的精度意味着在所述自动化车辆(100)的操纵期间的较低的可允许车辆速度，所述较低水平的精度诸如为当禁用所有障碍物检测时。10.根据前述权利要求中的任一项所述的控制系统(1)，其中，所述多个预定义的障碍物检测模式中的至少一个利用占用网格(30)，所述占用网格(30)包括表示所述自动化车辆(100)周围的环境的子区域的多个小区(c1,
…
,cn)，其中，当在小区中检测到障碍物时和/或当检测到所述小区中的地面表面是不可驾驶的时，所述小区被视为被占用。11.根据前述权利要求中的任一项所述的控制系统(1)，其中，至少一个特定操作区域是地点上的预定义的操作区域，其中，来自所述多个预定义的障碍物检测模式的特定障碍物检测模式被预选择用于所述至少一个预定义的操作区域。12.根据权利要求11所述的控制系统(1)，其中，在响应于获得指令以在已经预选择了特定障碍物检测模式的所述至少一个预定义的操作区域中进行特定驾驶任务的情况下，并且当所述指令指示覆写所预选择的障碍物检测模式时，所述控制系统(1)被配置成以基于所述特定驾驶任务的障碍物检测模式来至少临时地替换所预选择的障碍物检测模式。13.一种用于通过使用来自一个或多个障碍物检测传感器(10)的输入而操纵自动化车辆(100)的方法，所述一个或多个障碍物检测传感器(10)被配置成在所述自动化车辆(100)的操纵期间检测所述自动化车辆(100)的预期行驶路径是否没有障碍物，所述方法包括：-在所述自动化车辆(100)的操纵期间利用多个预定义的障碍物检测模式，其中，所述多个预定义的障碍物检测模式具有不同水平的障碍物检测精度，以及-基于特定驾驶任务和/或基于特定操作区域，为所述自动化车辆(100)从所述多个预定义的障碍物检测模式中选择特定障碍物检测模式，使得在所述特定驾驶任务期间和/或在所述特定操作区域中使用所述特定障碍物检测模式。14.根据权利要求13所述的方法，其中，当所述特定驾驶任务是具有由预定义的传感器视野阈值限定的有限传感器视野的驾驶任务时，所述方法包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着所述预期行驶路径的未被所述传感器视野覆盖的区域的障碍物检测，诸如禁用所有障碍物检测。15.根据权利要求14所述的方法，其中，具有所述有限传感器视野的所述特定驾驶任务是至少部分地反向移动的驾驶任务。16.根据权利要求13至15中的任一项所述的方法，其中，当所述特定驾驶任务是所述自动化车辆从静止发起驾驶的启动驾驶任务时，所述方法包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，至少禁用沿着所述预期行驶路径的未被所述传感器视野覆盖的区域的障碍物检测，诸如禁用所有障碍物检测。17.根据权利要求13至16中的任一项所述的方法，其中，当所述特定操作区域对应于已知地面表面是可驾驶的已知行驶路径时，所述方法包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，仅检测所述预期行驶路径是否没有障碍物。18.根据权利要求13至17中的任一项所述的方法，其中，当所述特定操作区域对应于未知地面表面是否可驾驶的行驶路径时，所述方法包括选择如下障碍物检测模式，在所述障碍物检测模式中，检测所述地面表面是否可驾驶以及所述预期行驶路径是否没有障碍物。19.根据权利要求13至18中的任一项所述的方法，其中，所述多个预定义的障碍物检测
模式包括具有变化的障碍物检测精度的至少两个不同的障碍物检测模式，其中，第一模式被定义为高精度模式，并且被配置成检测地面表面是否可驾驶和/或所述预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，附加模式被定义为精度低于所述第一模式的模式，并且被配置成至少禁用未被所述一个或多个障碍物检测传感器(10)覆盖的区域的障碍物检测，诸如被配置成禁用所有障碍物检测。20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述多个预定义的障碍物检测模式包括具有变化的障碍物检测精度的至少三个不同的障碍物检测模式，其中，第一模式被定义为高精度模式，并且被配置成检测地面表面是否可驾驶和所述预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，第二模式被定义为精度低于所述第一模式的模式，并且被配置成检测所述预期行驶路径是否没有障碍物，并且其中，第三模式被定义为精度低于所述第二模式的模式，并且被配置成至少禁用未被所述一个或多个障碍物检测传感器(10)覆盖的区域的障碍物检测，诸如被配置成禁用所有障碍物检测。21.根据权利要求13至20中的任一项所述的方法，其中，较低水平的精度意味着在所述自动化车辆(100)的操纵期间的较低的可允许车辆速度，所述较低水平的精度诸如为当禁用所有障碍物检测时。22.根据权利要求13至21中的任一项所述的方法，其中，所述多个预定义的障碍物检测模式中的至少一个利用占用网格，所述占用网格包括表示所述自动化车辆周围的环境的子区域的多个小区，其中，当在小区中检测到障碍物时和/或当检测到所述小区中的地面表面是不可驾驶的时，所述小区被视为被占用。23.根据权利要求13至22中的任一项所述的方法，其中，至少一个特定操作区域是地点上的预定义的操作区域，其中，来自所述多个预定义的障碍物检测模式的特定障碍物检测模式被预选择用于所述至少一个预定义的操作区域。24.根据权利要求23所述的方法，其中，在响应于获得指令以在已经预选择了特定障碍物检测模式的所述至少一个预定义的操作区域中进行特定驾驶任务的情况下，并且当所述指令指示覆写所预选择的障碍物检测模式时，所述方法进一步包括以基于所述特定驾驶任务的障碍物检测模式来至少临时地替换所预选择的障碍物检测模式。25.一种控制单元(20)，所述控制单元(20)用于通过使用来自一个或多个障碍物检测传感器(10)的输入而操纵自动化车辆(100)，所述一个或多个障碍物检测传感器(10)被配置成在所述自动化车辆(100)的操纵期间检测所述自动化车辆(100)的预期行驶路径是否没有障碍物，所述控制单元被配置成执行根据权利要求13至24中的任一项所述的方法的步骤。26.一种车辆(100)，包括根据权利要求1至12中的任一项所述的控制系统(1)和/或根据权利要求25所述的控制单元。27.一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码装置，所述程序代码装置用于当所述程序在计算机上、诸如在根据权利要求25所述的控制单元上运行时执行根据权利要求13至24中的任一项所述的步骤。28.一种承载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码装置，所述程序代码装置用于当所述程序产品在计算机上、诸如在根据权利要求25所述的控制单元上运行时执行根据权利要求13至24中的任一项所述的步骤。

技术总结
本公开涉及用于操纵自动化车辆的控制系统和方法。所述控制系统包括一个或多个障碍物检测传感器，所述障碍物检测传感器被配置成在所述自动化车辆的操纵期间检测所述自动化车辆的预期行驶路径是否没有障碍物，所述控制系统被进一步配置成在所述自动化车辆的操纵期间利用多个预定义的障碍物检测模式，所述多个预定义的障碍物检测模式具有不同水平的障碍物检测精度，所述控制系统被进一步配置成基于特定驾驶任务和/或基于特定操作区域而为所述自动化车辆从所述多个预定义的障碍物检测模式中选择特定障碍物检测模式，使得在所述特定驾驶任务期间和/或在所述特定操作区域中使用所述特定障碍物检测模式。所述特定障碍物检测模式。所述特定障碍物检测模式。


技术研发人员：威廉
受保护的技术使用者：沃尔沃自主解决方案公司
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/6/27