用于自动驾驶切换控制的传感器融合制造技术

用于自主驾驶切换控制的传感器融合的系统包括传感器融合模块和决策模块。传感器融合模块将来自转向系统的一个或多个传感器的多个转向传感器数据与来自多个驾驶员状态传感器的多个驾驶员状态数据融合成在时间上对准的多个融合状态数据。决策模块基于融合状态数据确定是否从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式。

Sensor fusion for automatic driving switching control

The sensor fusion system for autonomous driving control includes sensor fusion module and decision module. The sensor fusion module combines multiple sensor data from one or more sensors of the steering system with multiple driver state data from multiple driver state sensors into multiple fusion state data in time. The decision module determines whether to switch from autonomous driving mode to manual driving mode based on the fusion of state data.

【技术实现步骤摘要】
用于自动驾驶切换控制的传感器融合
技术介绍
高级驾驶员辅助系统(ADAS)和自动驾驶系统开始使用感测系统来在车辆被自主或接近自主地(半自主地)驾驶时监测驾驶员状态。这些系统需要监测驾驶员，以确保驾驶员状态对于驾驶模式是合适的。示例包括内置的转向和扭矩传感器以评估驾驶员输入，包括方向盘触摸传感器以检查驾驶员的手在方向盘上是否存在以用于车道保持辅助和类似功能，以及包括摄像机监测以确保驾驶员状态对于无人驾驶状况而言具有足够的注意力，即驾驶员没有睡觉或眼睛离开道路超过规定的时间间隔。然而，当从自动驾驶切换到手动驾驶时，这些感测系统中的每一个都具有限制。如果该切换不是驾驶员的意图，那么就会产生安全隐患，因为系统会对一个尚未准备好接管的人放弃控制权。考虑使用内置的转向系统扭矩和位置传感器来检测驾驶员输入作为信号以覆盖自主控制和切换到手动控制的应用。如果在这种情况下，除了驾驶员的手以外的其他事物是转向输入的来源(例如，驾驶员的膝盖接触方向盘)，那么系统可能会最终与驾驶员的意图相反地切换到手动驾驶，从而造成危险。
技术实现思路
用于自主驾驶切换控制的传感器融合的系统包括传感器融合模块和决策模块。传感器融合模块将来自转向系统的一个或多个传感器的多个转向传感器数据与来自多个驾驶员状态传感器的多个驾驶员状态数据融合成在时间上对准的多个融合状态数据。决策模块基于融合状态数据确定是否从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式。转向系统包括可操作地产生多个转向传感器数据的一个或多个传感器，可操作地产生多个驾驶员状态数据的多个驾驶员状态传感器，转向致动器马达和控制模块。控制模块可操作以在自主驾驶模式和手动驾驶模式下操作转向执行器马达。控制模块还可操作以将转向传感器数据与驾驶员状态数据融合为时间上对准的多个融合状态数据，并基于融合状态数据确定是否从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式。用于自主驾驶切换控制的传感器融合的方法包括通过控制模块从转向系统的一个或多个传感器获取多个转向传感器数据，并从多个驾驶员状态传感器获取多个驾驶员状态数据。将转向传感器数据与驾驶员状态数据融合为在时间上对准的多个融合状态数据。控制模块基于融合状态数据确定是否从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式。从以下结合附图的描述中，这些和其它优点和特征将变得更加明显。附图说明被认为是本专利技术的主题在说明书的结尾处的权利要求中被特别指出并明确地要求保护。从以下结合附图的详细描述中，本专利技术的前述和其它特征以及优点是清楚的，其中：图1所示的功能框图示出了根据一些实施例的包括转向系统的车辆；图2示出了根据一些实施例的用于自主驾驶切换控制的传感器融合的系统；图3示出了根据一些实施例的用于自主驾驶切换控制的传感器融合的方法；以及图4示出了根据一些实施例的用于自主驾驶切换确认的方法。具体实施方式现在参考附图，其中将参考具体实施例描述本专利技术，而不限于此，示出了包括转向系统12的车辆10的示例性实施例。在各种实施例中，转向系统12包括耦合到转向轴16的方向盘14。在所示的示例性实施例中，转向系统12是电动助力转向(EPS)系统，其还包括转向辅助单元18，转向辅助单元18耦合到转向系统12的转向轴16和车辆10的左拉杆20和右拉杆22。应当注意，转向系统12也可以是齿条辅助EPS(REPS)。转向辅助单元18包括例如齿条和小齿轮转向机构(未示出)，其可以通过转向轴16被耦合到转向致动器马达19和传动齿轮。在操作期间，当方向盘14被车辆操作者转动时，转向致动器马达19提供辅助以移动左拉杆20和右拉杆22，该左拉杆20和右拉杆22又分别移动左右转向节24、26。左转向节24耦合到左车道轮28，右转向节26耦合到车辆10的右车道轮30。如图1所示。车辆10还包括检测和测量车辆10的转向系统12的信号以及驾驶员的注意力的各种传感器31-36。传感器31-36基于测量/观察到的信号产生传感器信号。在一个实施例中，提供了方向盘扭矩传感器31用于感测施加在方向盘14上的扭矩。在所示的示例性实施例中，方向盘扭矩传感器31被放置在方向盘14上，然而应当理解，方向盘扭矩传感器31可以不总是放置在方向盘14附近或在方向盘14上。在一个实施例中，马达位置/速度传感器32感测马达的位置和/或速度，方向盘位置/速度传感器33检测方向盘位置和/或速度。此外，车辆10可以包括车轮速度传感器34，以辅助测量车速。在一些实施例中，一个或多个方向盘触摸传感器35在被检测为与方向盘14接触的区域的各个位置处测量方向盘14上的握力或压力，与方向盘14接触的宽度，接触方向盘14的力和/或与方向盘14接触的位置。来自一个或多个方向盘触摸传感器35的数据可以包括大小以及角位置。相机36可以检测以下中的一个或多个：驾驶员身体姿势，驾驶员头部姿势，驾驶员眼睛注视和驾驶员手的位置。照相机36可以安装在任何合适的位置以监测驾驶员的身体和/或脸部和/或眼睛和/或手。例如，相机36可以安装在转向柱、仪表板、A柱或顶置式控制台中。在一些实施例中，多个照相机36用于从各种角度/位置收集图像数据。一个或多个方向盘触摸传感器35和照相机36也被称为驾驶员状态传感器，其收集关于驾驶员的注意力的信息。控制模块40基于一个或多个传感器信号来控制转向系统12的操作，并进一步基于本公开的转向控制系统和方法来控制转向系统12的操作。控制模块40基于一个或多个输入，并且还基于本专利技术的转向控制系统和方法，产生命令信号来控制转向系统12的转向致动器马达19。本公开的转向控制系统和方法使两个或更多个传感器31-36在时间上对准的状态数据融合，以基于融合状态数据来确定是否从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式。控制模块40可以实现在一个或多个控制器中。应当理解，这种系统能够在自主状态和手动驾驶模式下操作，能够在两种状态下操作的整个车辆系统为半自主车辆。图2示出了根据实施例的用于基于握力的方向盘补偿的系统100。系统100包括控制模块40并且接收来自图1的传感器31-36中的两个或更多个的数据。在各种实施例中，控制模块40可以包括一个或多个子模块和数据存储，诸如传感器融合模块102、决策模块104、最近数据存储106和历史数据存储108。此处所使用的术语模块和子模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或群组)和存储器、组合逻辑电路、或提供所述功能的其它合适的组件。可以理解，图2所示的控制模块40可以进一步分割并且包括转向控制系统领域已知的附加控制元件。例如，图1的车辆10的控制模块40或其他模块(未示出)可以实现用于图1的转向系统12的自动转向控制的已知技术。可以从车辆10(图1)的传感器31-36(图1)以及其他传感器(未示出)产生到控制模块40的输入。此外，可以从车辆10(图1)内的其他控制模块(未示出)接收输入，并且可以对其进行建模或预定义。来自转向系统12的一个或多个传感器31、32和33(图1)的转向传感器数据110和来自一个或多个驾驶员状态传感器35和36(图1)的驾驶员状态数据112可以被提供给传感器融合模块102以将转向传感器数据110和驾驶员状态数据112融合成时间对准的多个融合状态数据114。例如，转向传感器数据110可以包括从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自主驾驶切换控制的传感器融合的系统，所述系统包括：传感器融合模块，其将来自转向系统的一个或多个传感器的多个转向传感器数据与来自多个驾驶员状态传感器的多个驾驶员状态数据融合成在时间上对准的多个融合状态数据；以及决策模块，其基于所述融合状态数据确定是否从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式。

【技术特征摘要】
2016.10.17 US 15/295,0391.一种用于自主驾驶切换控制的传感器融合的系统，所述系统包括：传感器融合模块，其将来自转向系统的一个或多个传感器的多个转向传感器数据与来自多个驾驶员状态传感器的多个驾驶员状态数据融合成在时间上对准的多个融合状态数据；以及决策模块，其基于所述融合状态数据确定是否从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述转向传感器数据包括从方向盘扭矩传感器和方向盘位置/速度传感器中的一个或多个中感测或推导的数据。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述驾驶员状态数据包括从方向盘触摸传感器和照相机中的一个或多个中感测或推导的数据。4.根据权利要求3所述的系统，其中，从所述方向盘触摸传感器中感测或推导的所述驾驶员状态数据包括以下中的一个或多个：与方向盘的接触面积，与方向盘的接触宽度，与方向盘的接触力以及与方向盘接触的位置，并且其中从所述照相机感测或推导的所述驾驶员状态数据包括以下中的一个或多个：驾驶员身体姿势，驾驶员头部姿势，驾驶员眼睛注视和驾驶员手的位置。5.根据权利要求1所述的系统，还包括融合状态数据的最近数据存储和融合状态数据的历史数据存储，其中所述历史数据存储能够操作为收集融合状态数据的比所述最近数据存储中所收集的更早的值。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述决策模块能够操作为将来自所述历史数据存储的融合状态数据的多个样本进行平均以作为时间平均融合状态数据，并且基于来自所述最近数据存储的融合状态数据与所述时间平均融合状态数据的组合确定是否从所述自主驾驶模式切换到所述手动驾驶模式。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述决策模块能够操作为在所述自主驾驶模式至所述手动驾驶模式的切换已经开始之后继续监测融合状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·强迪，
申请(专利权)人：操纵技术IP控股公司，
类型：发明
国别省市：美国,US