用于车辆操纵计划和消息传递的方法和装置

文档序号:1909884 发布日期:2021-11-30 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 用于车辆操纵计划和消息传递的方法和装置 (Method and apparatus for vehicle maneuver planning and message transfer ) 是由 D.瓦西洛夫斯基 H.程 吴志斌 S.帕蒂尔 R.霍维 于 2020-04-14 设计创作,主要内容包括:本发明提供了可以使用车辆中的各种方法和/或装置实施的技术,以利用车辆外部传感器数据、车辆内部传感器数据、车辆能力和外部V2X输入以确定、发送、接收并利用在车辆与路边单元(RSU)之间发送的V2X信息和控制数据,以在接近交叉路口时确定交叉路口进入和车辆行为。(The present invention provides techniques that may be implemented using various methods and/or devices in a vehicle to utilize vehicle exterior sensor data, vehicle interior sensor data, vehicle capabilities, and exterior V2X inputs to determine, transmit, receive, and utilize V2X information and control data transmitted between a vehicle and a roadside unit (RSU) to determine intersection entry and vehicle behavior when approaching an intersection.)

用于车辆操纵计划和消息传递的方法和装置

相关申请

本申请要求2019年4月29日提交的题为“Method and Apparatus for VehicleManeuver Planning and Messaging”的美国临时申请第62/839,981号的权益,该申请转让给本受让人并以引用方式并入本文中。本申请要求2019年8月20日提交的题为“Method andApparatus for Vehicle Maneuver Planning and Messaging”的美国非临时申请第16/545,298号的权益,该申请转让给本受让人并以引用方式并入本文中。

技术领域

本文中所公开的主题涉及汽车设备,并且更具体地涉及用于汽车设备中或与汽车设备一起使用以促进车辆操纵的方法、消息传递和装置。

背景技术

自动驾驶汽车实现了自动驾驶以增强车载运输的安全性、效率和便利性。用于具有车联网(V2X)能力的车辆(此处被称为自控车辆)的路径和操纵计划取决于了解周围车辆的能力和行为。周围车辆的能力和行为帮助确定例如安全的车辆间间距和变道操纵。将需要例如通过V2X应用层标准经由用于车辆的一组数据元素(DE)通信周围车辆的能力和行为以交换能力信息。使用这些数据元素将使得车辆能够优化用于车辆间间距和操纵的时间和距离。应理解,如本文中所使用,对车联网(V2X)和蜂窝车联网(CV2X)的参考可适用于并且涵盖各种通信实施例和标准,诸如但不限于5G新无线电(NR)通信标准、专用短程通信(DSRC)、802.11p、来自美国汽车工程学会(SAE)的地面车辆标准(SVS)、来自欧洲电信标准协会(ETSI)的智能交通系统(ITS)标准,诸如基本安全性消息或合作感知消息,和/或可在未来存在或可定义的其他车辆对车辆(V2V)、蜂窝车联网(CV2X)和其他车联网(V2X)通信实施例。

发明内容

本文中呈现一些示例性技术,其可以车辆中的各种方法和装置来实施以确定、发送、接收并且利用数据元素以确定车辆间间距、交叉路口优先权、变道行为和间距以及其他自主车辆行为。

在实施例中,一种车辆协调方法可以包括:在自控车辆处从第一车辆接收第一消息,其中该第一消息包括用于该第一车辆的标识数据元素、用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第一车辆的制动距离数据元素或其组合;在该自控车辆处从第二车辆接收第二消息,其中该第二消息包括用于该第二车辆的标识数据元素、用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合;至少部分地基于该自控车辆的大小、用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素、用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素、用于该第一车辆的制动距离数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合来确定目标空间;将第三消息从该自控车辆发送到该第一车辆,从而请求该第一车辆与该第二车辆之间的目标空间;将第四消息从该自控车辆发送到该第二车辆,从而请求该第一车辆与该第二车辆之间的目标空间;接收来自该第一车辆的第五消息中或来自该第二车辆的第六消息中或其组合的至少一个响应;以及基于该至少一个响应将该自控车辆操纵到该第一车辆与该第二车辆之间的目标空间中。

在实施例中,一种自控车辆可以包括:一个或多个无线收发器;车辆内部传感器;车辆外部传感器;存储器;以及一个或多个处理器,该一个或多个处理器通信地耦合到该一个或多个无线收发器、该车辆内部传感器、该车辆外部传感器和该存储器;其中该一个或多个处理器被配置为:在该一个或多个无线收发器处从第一车辆接收第一消息,其中该第一消息包括用于该第一车辆的标识数据元素、用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第一车辆的制动距离数据元素或其组合;在该一个或多个无线收发器处从第二车辆接收第二消息,其中该第二消息包括用于该第二车辆的标识数据元素、用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合;至少部分地基于该自控车辆的大小、用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素、用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素、用于该第一车辆的制动距离数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合来确定目标空间;将第三消息从该一个或多个无线收发器发送到该第一车辆,从而请求该第一车辆与该第二车辆之间的目标空间;将第四消息从该一个或多个无线收发器发送到该第二车辆,从而请求该第一车辆与该第二车辆之间的目标空间;接收来自该第一车辆的第五消息中或来自该第二车辆的第六消息中或其组合的至少一个响应;以及基于该至少一个响应将该自控车辆操纵到该第一车辆与该第二车辆之间的目标空间中。

在实施例中,一种自控车辆可以包括:用于在该自控车辆处从第一车辆接收第一消息的部件,其中该第一消息包括用于该第一车辆的标识数据元素、用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第一车辆的制动距离数据元素或其组合;用于在该自控车辆处从第二车辆接收第二消息的部件,其中该第二消息包括用于该第二车辆的标识数据元素、用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合;用于至少部分地基于该自控车辆的大小、用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素、用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素、用于该第一车辆的制动距离数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合来确定目标空间的部件;用于将第三消息从该自控车辆发送到该第一车辆从而请求该第一车辆与该第二车辆之间的目标空间的部件;用于将第四消息从该自控车辆发送到该第二车辆从而请求该第一车辆与该第二车辆之间的目标空间的部件;用于接收来自该第一车辆的第五消息中或来自该第二车辆的第六消息中或其组合的至少一个响应的部件;以及用于基于该至少一个响应将该自控车辆操纵到该第一车辆与该第二车辆之间的目标空间中的部件。

在实施例中,一种车辆协调方法可以包括:在自控车辆处从第一车辆接收第一消息,其中该第一消息包括用于该第一车辆的标识数据元素、用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第一车辆的制动距离数据元素或其组合;在该自控车辆处从第二车辆接收第二消息,其中该第二消息包括用于该第二车辆的标识数据元素、用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合;基于用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素、该自控车辆的自主车辆状态、用于该第一车辆的制动距离数据元素或该自控车辆的制动距离或其组合来确定该自控车辆与该第一车辆之间的第一目标空间;基于用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素、该自控车辆的自主车辆状态、用于该第二车辆的制动距离数据元素或该自控车辆的制动距离或其组合来确定该自控车辆与该第二车辆之间的第二目标空间;将第三消息从该自控车辆发送到该第一车辆,从而请求该第一车辆与该自控车辆之间的第一目标空间;将第四消息从该自控车辆发送到该第二车辆,从而请求该第一车辆与该第二车辆之间的第二目标空间;接收来自该第一车辆的第五消息中或来自该第二车辆的第六消息中或其组合的至少一个响应;以及基于该接收的至少一个响应来操纵该自控车辆以创建或维持该自控车辆与该第一车辆之间的第一目标空间和该自控车辆与该第二车辆之间的第二目标空间。

在实施例中,一种自控车辆可以包括:一个或多个无线收发器;车辆内部传感器;车辆外部传感器;存储器;以及一个或多个处理器,该一个或多个处理器通信地耦合到该一个或多个无线收发器、该车辆内部传感器、该车辆外部传感器和该存储器;其中该一个或多个处理器被配置为:在该一个或多个无线收发器处从第一车辆接收第一消息,其中该第一消息包括用于该第一车辆的标识数据元素、用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第一车辆的制动距离数据元素或其组合;在该一个或多个无线收发器处从第二车辆接收第二消息,其中该第二消息包括用于该第二车辆的标识数据元素、用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合;基于用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素、该自控车辆的自主车辆状态、用于该第一车辆的制动距离数据元素或该自控车辆的制动距离或其组合来确定该自控车辆与该第一车辆之间的第一目标空间;基于用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素、该自控车辆的自主车辆状态、用于该第二车辆的制动距离数据元素或该自控车辆的制动距离或其组合来确定该自控车辆与该第二车辆之间的第二目标空间;将第三消息从该一个或多个无线收发器发送到该第一车辆,从而请求该第一车辆与该自控车辆之间的第一目标空间;将第四消息从该一个或多个无线收发器发送到该第二车辆,从而请求该第一车辆与该第二车辆之间的第二目标空间;在该一个或多个无线收发器处接收来自该第一车辆的第五消息中或来自该第二车辆的第六消息中或其组合的至少一个响应;以及基于该接收的至少一个响应来操纵该自控车辆以创建或维持该自控车辆与该第一车辆之间的第一目标空间和该自控车辆与该第二车辆之间的第二目标空间。

在实施例中,一种自控车辆可以包括:用于在该自控车辆处从第一车辆接收第一消息的部件,其中该第一消息包括用于该第一车辆的标识数据元素、用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第一车辆的制动距离数据元素或其组合;用于在该自控车辆处从第二车辆接收第二消息的部件,其中该第二消息包括用于该第二车辆的标识数据元素、用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合;用于基于用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素、该自控车辆的自主车辆状态、用于该第一车辆的制动距离数据元素或该自控车辆的制动距离或其组合来确定该自控车辆与该第一车辆之间的第一目标空间的部件;用于基于用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素、该自控车辆的自主车辆状态、用于该第二车辆的制动距离数据元素或该自控车辆的制动距离或其组合来确定该自控车辆与该第二车辆之间的第二目标空间的部件;用于将第三消息从该自控车辆发送到该第一车辆从而请求该第一车辆与该自控车辆之间的第一目标空间的部件;用于将第四消息从该自控车辆发送到该第二车辆从而请求该第一车辆与该第二车辆之间的第二目标空间的部件;用于在该自控车辆处接收来自该第一车辆的第五消息中或来自该第二车辆的第六消息中或其组合的至少一个响应的部件;以及用于基于该接收的至少一个响应来操纵该自控车辆以创建或维持该自控车辆与该第一车辆之间的第一目标空间和该自控车辆与该第二车辆之间的第二目标空间的部件。

附图说明

参考以下附图描述非限制性及非详尽方面,其中相同元素符号贯穿各视图指代相同部分,除非另有说明。

图1是示出用于基于车辆内部和外部传感器、车辆能力以及外部V2X输入确定和通信V2X能力数据元素值的示例性实施例的设备图。

图2是示出用于基于车辆内部和外部传感器、车辆能力以及外部V2X输入确定和通信车辆停止距离的示例性实施例的设备图。

图3a和图3b示出了自主车辆的变道的示例性过程。

图4a和图4b示出了非自主车辆的变道的示例性过程。

图5a和图5b示出了关闭自主模式的车辆的变道的示例性过程。

图6a和图6b示出了用于确定和公告车辆列队行驶的停止距离的示例性过程。

图7a和图7b示出了用于车辆确定在交叉路口处的停止距离并公告操纵的示例性过程。

图8a和图8b示出了用于在存在诸如地面水危险的环境状况的情况下确定交叉路口处的车辆行为的示例性过程。

图9示出了用于自控车辆的示例性系统级实施例。

图10示出了用于自控车辆的示例性物理实施例。

图11示出了用于自控车辆执行V2X自控车辆感测、预测、计划和执行的示例性系统级实施例。

图12示出了用于自控车辆使用能力数据元素执行V2X自控车辆感测、预测、计划和执行的示例性系统级实施例。

图13A和图13B示出了交换车辆自主能力消息传递以实现较紧密的车辆间间距。

图14示出了交换车辆自主能力消息传递以实现较紧密的车辆间间距。

图15A和图15B示出了交换车辆非自主能力消息传递以实现安全的车辆间间距。

图16示出了交换车辆非自主能力消息传递以实现安全的车辆间间距。

图17示出了交换车辆公告的停止距离以确定列队车辆间间距。

图18示出了交换车辆公告的停止距离以确定列队车辆间间距。

图19A和图19B示出了交换停止距离信息以使得周围车辆能够停止,使得紧急车辆可穿过交叉路口。

图20示出了交换停止距离信息以使得周围车辆能够停止,使得紧急车辆可穿过交叉路口。

图21A和图21B示出了交换停止距离信息以使得能够停止的周围车辆能够停止,而紧急车辆可在经过交叉路口之前减速以使得不能停止的周围车辆能够在紧急车辆之前穿过交叉路口。

图22示出了交换停止距离信息以使得能够停止的周围车辆能够停止,而紧急车辆可在经过交叉路口之前减速以使得不能停止的周围车辆能够在紧急车辆之前穿过交叉路口。

图23示出了用于变道的车辆通信的方法。

图24示出了用于请求车辆与相邻车辆之间的间距的车辆通信的方法。

图25示出了与路边单元进行车辆通信的方法。

具体实施方式

在本文中呈现一些示例性技术,其可以各种方法、方式和装置实施于车辆中。在本文中呈现的示例性技术阐述了车辆中的各种方法和装置以使得准备好或以其他方式支持车联网(V2X)数据元素的确定和使用。本文中所描述的示例性技术通常可应用于描述启用V2X车辆能力的当前未以V2X应用层标准定义的V2X能力数据元素(DE),其包括自主或非自主驾驶、停止距离、加速度、当前速度下的转弯半径和/或当前速度下的操纵性的度量。这些DE可应用于V2X消息,例如诸如来自美国汽车工程学会(SAE)的以地面车辆标准(SVS)定义的消息或来自欧洲电信标准协会(ETSI)的以智能交通系统(ITS)标准定义的消息,诸如基本安全性消息或合作感知消息。提供示例性技术和实施例以用于确定并提供这些数据元素。在实施例中,该车辆能够使用与感测的静态或动态状况有关的车辆传感器数据并使用外部V2X输入(诸如来自其他车辆的数据元素)动态地更新或调整能力数据元素的值,以确定内部车辆状态、行为和外部环境状况以及将最新数据元素以空中发送方式(OTA)提供给附近车辆。

在实施例中,一些示例性V2X数据元素可以包括该车辆是被自主还是非自主地驾驶(例如,基于存储在存储器中或在请求后确定的车辆状态)、车辆停止距离、车辆加速度和当前速度下的车辆转弯半径和/或当前速度下的操纵性的度量。在实施例中,描述该车辆是被自主还是非自主地驾驶的V2X数据元素可基于汽车能力、尤其基于汽车是否能够自主驾驶而被预定。然而,对于能够自主驾驶的车辆,可针对手动驾驶模式停用自主驾驶能力。在一些实施例中,可通过车辆的驾驶员、通过关闭自主驾驶模式或通过采取驾驶相关动作(诸如调整转向、应用加速度或应用制动)而手动地停用自主驾驶能力。在一些实施例中,当车辆遇到其未充分配备以驶入的情形时,可由车辆停用自主驾驶模式;在实施例中,手动模式开关可伴随着对驾驶员的通知:自主驾驶模式可或应被终止并且在一些实施例中也可能需要驾驶员来确认驾驶员能够在发起移出自主模式之前控制车辆。数据元素可以包括例如自主模式的车辆状态或手动模式(或其他非自主模式)的车辆状态。数据元素可用于描述关于自主模式被终止的细节;例如包括自主模式是由驾驶员手动地取消,还是由于不利状况或其他原因而被自动终止以使得车辆不能以自主模式自动驾驶。

在实施例中,可基于存储在车辆中的诸如非易失性RAM/ROM或硬盘驱动器的存储器中的预定工厂规范和/或测试数据来估计车辆停止距离。在实施例中,可基于内部和外部传感器测量、车辆能力和外部V2X输入来估计车辆停止距离。在实施例中,可基于预定工厂规范和/或测试数据和预定车辆规范以及内部和外部传感器测量、车辆能力和/或外部V2X输入的组合来估计车辆停止距离。

在实施例中,可基于存储在车辆中的诸如非易失性RAM/ROM或硬盘驱动器的存储器中的预定工厂规范和/或测试数据来估计车辆加速度。在实施例中,可基于内部和外部传感器测量、车辆能力和外部V2X输入来估计加速度。在实施例中,可基于预定工厂规范和/或测试数据和预定车辆规范以及内部和外部传感器测量、车辆能力和/或外部V2X输入的组合两者来估计车辆加速度。

在实施例中,可基于存储在车辆中的诸如非易失性RAM/ROM或硬盘驱动器的存储器中的预定工厂规范和/或测试数据来估计当前速度下的车辆转弯半径和/或当前速度下的操纵性的度量。在实施例中,可基于内部和外部传感器测量、车辆能力和外部V2X输入来估计当前速度下的车辆转弯半径和/或当前速度下的操纵性的度量。在实施例中,可基于预定工厂规范和/或测试数据和预定车辆规范以及内部和外部传感器测量、车辆能力和/或外部V2X输入的组合两者来估计当前速度下的车辆转弯半径和/或当前速度下的操纵性的度量。

图1示出了用于实施本文中的图和背景中所描述的各种方法、装置和技术的系统和部件。在实施例中,该车辆可含有各种车辆外部传感器(100),诸如相机935、LIDAR 950、雷达953、雨和天气传感器945、GNSS接收器970以及经由无线收发器930从WAN或其他通信网络提供的数据,诸如地图数据和天气状况。在实施例中,可利用来自各种车辆外部传感器100和诸如相机935、LIDAR 950、雷达953、雨和天气传感器945、GNSS接收器970的输入源的测量数据以及地图数据,以确定可在主(自控)车辆与其他车辆之间和/或与其他网络连接的设备共享的数据元素。

在车辆中,可存在多个相机935。例如,在实施例中,可存在与后视镜相关联的前窗口总成中的相机、前保险杠中的相机、外部后视侧镜(连接到前乘客门)中和后备厢总成和/或后保险杠中两者的相机,其在一些实施例中将呈现围绕汽车和/或近视点和远视点的全360度视图。一个或多个相机可存在于各种车辆实施例中。相机935可用于确定并验证车辆与外部对象之间的距离,例如以确定变道和停止位置。相机也可用于确定天气和道路状况,诸如基于路面的反射率确定或验证道路为潮湿的。此数据可单独或与诸如来自牵引控制传感器、加速度计和/或陀螺仪的车轮传感器数据组合地使用,以确定例如路面的打滑度,该打滑度可用于增大估计的停止距离。也可使用车轮和牵引控制传感器与相机数据的组合来相对于路面上的水和/或冰、路面(柏油、混凝土、尘土或碎石)的质量或类型进行进一步确定。在各种实施例中,相机也可用于确定天气状况、白天与黑夜,以及其他外部状况。

LIDAR 950可实施于中央车顶安装单元中,或者LIDAR 950可利用多个较小单元使用例如固态LIDAR 950传感器来实施,并且取向在特定方向上。LIDAR 950可用于确定车辆与外部对象之间的距离,也可与诸如GNSS接收器970或其他位置传感器、相机、车轮刻度/距离传感器和其他位置和距离相关的传感器的其他传感器组合使用以测量和/或验证停止距离和/或测量和/或校准相对于施加的制动力的停止响应。LIDAR 950测量也可与胎压传感器、制动衬垫传感器和其他轮胎相关传感器组合使用以预测和/或调整停止距离估计和/或制动性能特性;例如,相对于经标称定义的制动距离,基于预定义制动压力特性,LIDAR 950可用于测量制动力、胎压和实际停止性能之间的现场关系,该现场关系将与地面和天气相关使得制动距离可因不良天气潮湿或结冰的道路和/或不同路面而增大。

如可由各种车轮传感器1012或其他传感器945测量的胎压影响停止距离和加速度。胎压影响轮胎表面与道路或其他驾驶表面的接触量,从而影响停止距离、加速度以及操纵汽车所需的处置以及工作。胎压也影响轮胎磨损和胎面的使用寿命。例如,过度充气的轮胎可能会表现出停止距离的显著增大,例如,胎压增大20%可能引起停止距离的多达20%的增加,这取决于轮胎、胎面、实际压力和路面。另一方面,尽管胎面道路接触增加了,但有可能由于在轮胎表面施加于路面时每个施加表面的较少力的影响,充气不足20%的轮胎可表现出停止距离的减小很少或者不减小。因为轮胎表面与路面的实际相互作用将取决于胎压、诸如温度的环境因素、道路组成和其他因素而变化,所以LIDAR 950、雷达953、GNSS970、基于对象间信号的测量(例如,基于信号强度或信号定时,诸如RTT或TOA)或其他距离测量传感器可用于通过观察制动的施加对加速度和减速度的实时影响而确定当前加速度和制动性能。此外,也可在实际交通相关加速和制动期间通过实时监测并且根据需要通过用于确定当前参数的测试加速和制动使用LIDAR 950、雷达953、GNSS、和/或RTT、TOA、RSSI或其他基于信号的测量(例如使用无线收发器930基于车辆间消息传递信号)来确定对最适合天气、环境和道路状况的不同制动和/或加速方法的选择。

在实施例中,当前速度下的车辆转弯半径和/或当前速度下的操纵性的度量将取决于速度,转弯半径随着速度增加而操纵性随着速度减小。当前速度下的车辆转弯半径和/或当前速度下的操纵性的度量也受路面状况影响;(例如,打滑度在当前速度下增加转弯半径并减少操纵性)。路面牵引力的增加减小当前速度下的转弯半径并增加当前速度下的操纵性;路面牵引力的减小则会表现出相反情况。增加的轮胎充气会减少轮胎表面与道路的接触,从而减小牵引力,并且由此增加当前速度下的车辆转弯半径并减小当前速度下的操纵性。足够的轮胎胎面增加道路牵引力并且因此减小当前速度下的转弯半径并增加当前速度下的操纵性。增加车重会增加当前速度下的转弯半径并减小当前速度下的操纵性。负载分布不均匀会增加当前速度下的转弯半径并减小当前速度下的操纵性。当前速度下的车辆转弯半径和当前速度下的操纵性的度量可根据这些变量中的一些或全部来确定,和/或可利用外部和内部传感器相对于当前状况来实时监测(例如,以监测轮胎牵引力的损耗和相对于路面和/或相对于其他轮胎的轮胎打滑)。

在实施例中,雷达953可实施于安装挡泥板/保险杠的总成1108中,其中挡泥板/保险杆由诸如塑料或玻璃纤维的非金属物质构成,该非金属物质为雷达信号提供良好的前向覆盖并在前向方向上提供挡泥板的良好信号穿透。附加的雷达总成953可被添加以用于经由后保险杠向后覆盖。在实施例中,雷达953可以其他前向方式实施,从而将天线嵌入或附接到例如挡风玻璃中/上。该总成通常通过塑料(诸如塑料保险杠或其他雷达透明物质)与环境隔离。一些车辆实施例也可具有后向雷达。如同LIDAR,在实施例中,可利用相对于已知或固定位置处的对象的基于雷达的距离测量以确定车辆的性能特性,诸如相对于施加的压力的制动性能和相对于特定油门曲线的加速度。可相对于用于制动校准和加速度校准的距离确定和/或用于特定速度的制动和加速距离的确定来组合LIDAR 950或代替LIDAR利用雷达。例如,在存在雪、雾和雨或其他在视觉上遮挡状况的情况下,雷达可替代或补充LIDAR950和/或基于相机的方法。

制动性能的度量可通过在施加特定制动曲线或压力时在经过时间内行进的距离的比率来确定。制动性能的另一度量包括确定和/或估计从当前速度到零速度的停止距离。可通过各种方式使用来自诸如LIDAR、雷达、车轮旋转和/或GNSS的各种系统的距离测量来确定从当前速度停止所需的距离。即使不测量完全停止,在施加制动以使车辆减速时车辆行进的距离也可用于估计和/或按比例增加或按比例减小当前速度下的估计停止距离。在一些实施例中,可将额外的余量施加于当前速度下的估计停止距离以提供安全性余量。

测量位置和距离的冗余和/或互补的方式可尤其适用于确定在其中诸如相机的视觉方法受损、诸如雷达和车轮旋转的非视觉传感器系统可用于提供距离估计的天气情形下在潮湿或结冰的道路上的制动性能。如所讨论的,可通过测量在压力和频率下施加各种制动的距离和速度影响来估计制动性能和停止距离,并且制动性能和停止距离可用于针对该状况估计适当的制动距离以及优化制动致动器应用策略。固定对象或已知位置的对象可用作参考点,并且可以包括已知位置的车辆、道路标记、标志、树木、建筑物以及传感器系统可见的其他参考对象。车辆可发起测试制动和/或加速以表征表面和或制动/加速性能和/或优化制动策略和/或转向策略以及确定适当的制动距离和确定驾驶策略。

基于相机935和LIDAR 950和/或传感器的测量(诸如加速度计和陀螺仪测量)可用于确定并表征操纵性能,诸如通过施加已知力或通过转向系统进行的已知车轮旋转程度实现的任何给定速度下的转向的量。如同制动和加速,操纵性能也取决于包括诸如天气、路面、道路和/或环境温度的影响的状况以及轮胎胎面、胎压和其他车辆因素。相对于当前状况的车辆的表征性能可用于确定车辆性能参数,诸如当前速度下的制动性能和停止距离、加速度以及当前速度下的转弯半径和/或操纵性。这些参数可用于确定相对于加速、制动和操纵的安全车辆间间距。另外,当确定汽车间间距时,也可利用相邻和附近车辆的性能,使得在具有较短制动距离的车辆(例如,摩托车)之后的具有较长制动距离的车辆(例如,卡车)会增加附加的制动距离以考虑前方车辆相对于自控车辆的较好性能以避免在前方车辆比后面的车辆减速更快的情况下造成碰撞。类似地,在具有较长制动距离的车辆之后的具有较短制动距离的车辆可至少理论上利用正性能增量以实现较紧密的车辆间距例如以优化总车辆间距和交通流量。

雨、光和天气传感器以及各种其他传感器945也可存在于一些车辆中,并且在一些实施例中,作为仪表板和/或前窗口总成或发动机罩下总成的一部分。与天气相关的其他信息也可从诸如其他车辆、路边天气中继器的外部源并经由与天气和路边状况监测和信息递送服务的数据连接(诸如4G和5G数据连接)接收。天气相关传感器也可适用于控制各种传感器测量的加权和/或使用。例如,来自相机的基于视觉的测量可相对于在黑暗状况下的雷达测量减少权重。在视觉测量诸如在极端天气(诸如大雨、大雪和/或冰雹或浓雾)下被遮挡的情形下,LIDAR 950和相机测量可减少权重或甚至被忽略,有利于降低对车辆上的诸如雷达的系统的影响。

在实施例中,除了将轮胎牵引传感器(诸如防抱死、牵引控制和全轮驱动牵引控制相关传感器系统945)用于牵引控制、防抱死制动和全轮驱动系统外,也可利用轮胎牵引传感器来估计路面状况,该路面状况可至少部分地用于估计制动距离或修改标称制动距离估计。在实施例中,可基于道路打滑度的估计来增加凭经验导出的制动估计或其他制动估计。因此,如通过牵引控制或其他轮胎系统所测量的产生较多轮胎打滑的路面状况相对于产生很少轮胎打滑或不产生轮胎打滑的路面状况可较多地增加制动距离估计。在实施例中,道路打滑的估计可被测量并且可与道路打滑的量(轮胎牵引力的损耗)成比例地增加制动距离估计。在实施例中,该估计可被分类为低于或高于用于轮胎打滑的阈值,其可影响制动估计达预定量。

GNSS 970通常实施于车顶安装的天线总成中,诸如实施于在车顶后部上的鲨鱼鳍天线总成1002中。尤其在露天状况中,GNSS可用于确定绝对和相对位置以及速度(例如,使用多普勒测量或通过使用连续位置和时间测量)并且也确定速度变化(诸如基于来自相同GNSS卫星的连续测量信号经由随时间推移的多普勒变化)。可经由连续绝对位置之间的差异经由对GNSS星座的三边测量和/或通过比较连续时间/位置处的GNSS信号的多普勒和/或相位偏移的变化来确定相对位置。尤其在露天状况中,基于GNSS的相对位置和速度测量可足以表征车辆能力,诸如相对于特定道路状况和/或汽车状态(轮胎充气、制动衬垫磨损、流体状态和诸如当前速度和/或前进方向、偏航的运动状态)的制动性能和加速度。基于多普勒的速度测量可随时间推移来确定,并且与诸如待确定的制动或加速度参数(诸如施加的制动力、制动施加图案、所供应的燃料或能量等)和/或用于车辆固有的特定状况(诸如制动衬垫厚度、施加的压力、轮胎充气)和车辆非固有的特定状况(诸如道路状况、天气状况等)的曲线制动和加速度性能相关。在实施例中,基于多普勒的速度测量和基于多普勒的增量速度测量可用于独立地或结合其他传感器系统(诸如雷达、LIDAR 950和基于相机的系统以及基于传动系的系统,诸如车轮旋转和转向角、加速度计以及陀螺仪)表征车辆的实际加速度和制动性能。

地图数据可在本地存储在诸如闪存、RAM、ROM、磁盘驱动器或其他存储器设备的存储器960中和/或地图数据可分批次或实时获得和/或从例如使用无线收发器930通过无线数据网络访问的网络连接的地图数据库无线地更新。地图数据可与传感器数据组合并用于记录地图元数据,诸如基于地图位置的参数和状况的注释变化。此地图元数据信息可在车辆之间共享以实现任何给定位置处的即将出现车辆性能参数和外部状况的更准确和更早预测和/或与地图信息服务器和/或众包服务器共享。

在实施例中,车辆1000将根据车辆外部传感器100(诸如相机、LIDAR、雷达、雨、天气、GNSS和地图数据)、车辆内部传感器110(诸如胎压传感器、制动衬垫和制动状态传感器、速度和前进方向以及偏航)、车辆能力120(诸如停止/制动性能,和加速度)和/或外部V2X输入130(诸如外部车辆消息传递和基础架构(RSU)消息传递)来确定能力值。能力值可以被确定140为输入的函数,并且所确定的能力值可用于更新V2X能力数据元素150。在一些实施例中,可利用处理器910和/或DSP 920和存储器960和/或其各种组合执行步骤140和150,该处理器和/或DSP和存储器和/或其各种组合被配置为利用来自车辆外部传感器100、车辆内部传感器110、车辆能力120和/或外部V2X输入130或其各种组合的输入执行步骤140和150。例如,在一些实施例中,使用步骤160、V2X车辆间通信或其他模式的车辆对车辆或车辆对网络通信,能力数据元素可与其他车辆或系统共享。应理解,这是示例性实施例并且传感器类型和能力在不同车辆之间可不同。

如图2中所示,在实施例中,车辆1000可估计车辆停止距离,并且经由V2X车辆间通信提供该估计作为V2X数据元素。在实施例中,车辆1000将根据车辆外部传感器200(诸如相机、LIDAR、雷达、雨、天气、GNSS和地图数据)、车辆内部传感器210(诸如胎压传感器、制动衬垫和制动状态传感器、速度和前进方向以及偏航)、车辆能力220(诸如停止/制动性能,和加速度)和/或外部V2X输入230(诸如外部车辆消息传递和基础架构(RSU)消息传递)来确定车辆停止距离。处理器910和/或DSP 920和存储器960可被配置为更新用于车辆停止距离的V2X能力数据元素值。可根据来自车辆外部传感器200、车辆内部传感器210、车辆能力220和/或外部V2X输入230的输入确定240车辆停止距离,并且所确定的车辆停止距离可用于更新V2X能力数据元素250。在一些实施例中,可利用处理器910和/或DSP 920和存储器960和/或其各种组合执行步骤240和250,该处理器和/或DSP和存储器和/或其各种组合被配置为利用来自车辆外部传感器200、车辆内部传感器210、车辆能力220和/或外部V2X输入230或其各种组合的各种输入执行步骤240和250。例如,在一些实施例中,使用步骤260、V2X车辆间通信或其他模式的车辆对车辆或车辆对网络通信,能力数据元素可与其他车辆或系统共享。应理解,这是示例性实施例并且传感器类型和能力在不同车辆之间可不同。

如图3A和图3B中所示,在实施例中,车辆1000(例如,汽车、卡车、摩托车和/或其他机动车辆)可交换车辆自主能力以在较紧密车辆间距的情况下实现所需变道操纵。在图3A中,在实施例中,车辆A300意图从车道3至车道2向右进行变道。车道2中的车辆305A、305B和305C公告其自主驾驶能力。在实施例中,车道2车辆(自主车辆)中的每一者发送基本安全性消息(BSM),其包括描绘自主地驾驶相应车辆的数据元素。在实施例中,等效消息传递也可使用ETSI合作感知消息(CAM)来实现,该ETSI合作感知消息包括描绘自主地驾驶相应车辆的数据元素。车辆A 300从车道2中的车辆305A、305B和305C接收消息,其包括描绘自主地驾驶相应车辆的数据元素。在图3B中,车辆A 300执行从车道3至车道2的变道,向车道2中的汽车305A、305B和305C发信号通知以请求和/或宣布即将发生的变道,并且随后执行从车道3至车道2的变道,从而相对于汽车315A和315B是非自主的情况基于汽车315A和315B的所宣布的自主能力而以减小的汽车间间距插入汽车315A与315B之间。

如图4A和图4B中所示,在实施例中,车辆1000(例如汽车、卡车、摩托车和/或其他机动车辆)可接收(或推断)车辆非自主能力消息和/或信息以相对于诸如图3A和图3B中的305A、305B和305C的自主车辆将利用的车辆间距而以较宽车辆间距实现所需变道操纵。在图4A中,在实施例中,车辆A 400意图从车道3至车道4向左进行变道。车道4中的车辆410A、410B和410C公告其非自主驾驶能力。在实施例中,车道4车辆(非自主地驾驶)410A、410B和410C中的每一者发送基本安全性消息(BSM),其包括描绘非自主地驾驶相应车辆的数据元素。在实施例中,等效消息传递也可使用ETSI合作感知消息(CAM)来实现,该ETSI合作感知消息包括描绘非自主地驾驶相应车辆的数据元素。车辆A 400从车道4中的车辆410A、410B和410C接收消息传递,其包括非自主地驾驶相应车辆的数据元素。在图4B中,车辆400协商并且执行从车道3至车道4的变道,向车道4中的车辆410A、410B和410C传信以请求和/或宣布即将发生的变道,并且随后执行从车道3至车道4的变道,从而相对于在汽车410A、410B被宣布为自主的情况下将利用的汽车间间距基于汽车410A、410B的所宣布的非自主能力而以增加的汽车间间距插入汽车410A、410B之间。在实施例中,不提供BSM和/或CAM消息传递响应和/或公告的检测到但未响应的汽车可假设为非自主的。

如图5A和图5B中所示,在实施例中,车辆1000(例如汽车、卡车、摩托车和/或其他机动车辆)可接收用于目标车道中的汽车的车辆自主能力消息之后接收车辆非自主能力消息,从而使车辆A500推迟或重新计划变道直到可获得安全变道间距为止,车辆A 500将变道定向到该目标车道中。在图5A中,在实施例中,车辆A 500意图从车道3至车道2向右进行变道。车道2中的车辆505A、505B和505C公告其自主驾驶能力。在实施例中,车道2车辆(自主地驾驶)505A、505B和505C中的每一者发送基本安全性消息(BSM),其包括描绘自主地驾驶相应车辆的数据元素。在实施例中,等效消息传递也可使用ETSI合作感知消息(CAM)来实现,该ETSI合作感知消息包括描绘自主地驾驶相应车辆的数据元素。车辆A 500从车道2中的车辆505A、505B和505C接收消息,其包括描绘自主地驾驶相应车辆的数据元素。然而,在图5B中,车道2中的中间车辆(车辆505B)关闭其自主能力或另外切换到非自主驾驶模式并且发送将自主能力字段改变为非自主的BSM或CAM消息。车辆A500接收具有设定为非自主的自主能力字段的BSM或CAM消息并且响应于车辆505B的非自主能力而推迟或重新计划向右的变道。例如,在实施例中,车辆A500可等待适当的间距以用于向右的非自主变道或等待相邻的自主车辆协商向右的变道。在实施例中,不提供BSM和/或CAM消息传递响应和/或公告的检测到但未响应的汽车可假设为非自主的;例如,车辆505B停止发送自主能力,在实施例中,车辆A500可推断车辆505B不(或不再)被自主地驾驶。

在实施例中,如将用于变道或可能的变道中的用于自主和非自主车辆确定的示例性数据元素可如下实施。SAE数据元素定义可以包括新的数据元素,其包括用于DE_DriverAutonomous和DE_DriverNonAutonomous的值。这些值可被分配给现有的SAE J2735数据元素DE_BasicVehicleClass。在此实施例中,其指派当前未使用的(预留)值以表示包括V2X_DriverAutonomous和V2X_DriverNonAutonomous的DriverAutonomous和DriverNonAutonomous数据元素。

在实施例中,ETSI-ITS数据元素定义可以包括新的数据元素,其包括用于DE_DriverAutonomous和DE_DriverNonAutonomous的值。在此实施例中,新的值被分配给现有ETSI-ITS TS 102 894-2共同数据词典DE_StationType,从而指派当前未使用的(预留)值以表示用于自主和非自主驾驶的值,其包括V2X_DriverAutonomous和V2X_DriverNonAutonomous。

如图6A和图6B中所示,在实施例中,车辆1000(例如汽车、卡车、摩托车和/或其他机动车辆)可公告停止距离,该停止距离在实施例中可用于确定车辆间间距以用于列队行驶和其他目的,诸如仅用于自主车道以优化交通流量。车辆间间距可取决于道路状况(诸如干燥的道路、潮湿的道路、结冰的道路、雪地道路、柏油路、水泥路、土路或碎石路)而变化。

在图6A中,在实施例中,示出了在干燥道路状况下的车辆间间距。个别车辆基于检测的参数来确定停止距离,该参数诸如车辆速度、检测的道路和/或天气状况、固有的制动能力、车辆内部状态(例如,胎压)、诸如自主或非自主驾驶模式的车辆驾驶状态。BSM和/或CAM消息传递或其他车辆间消息传递用于向附近汽车公告停止距离能力。基于汽车对汽车V2X通信和协调和/或在经由无线网络连接访问的列队行驶服务器的辅助下,车辆间和/或列队间距并有每一车辆的公告的停止距离。如图所示,具有较长停止距离的较大车辆(诸如卡车)将在其前方维持较大的车辆间距离。

在图6B中,在实施例中,示出了潮湿道路状况下的车辆间间距。车辆检测到的道路状况(水)引起在BSM和/或CAM消息传递中公告增加的停止距离。由于检测的道路状况,车辆间间距和/或列队间距并有较大的公告停止距离。应理解,产生较长停止距离的其他恶劣状况(诸如油滑或低牵引力道路、结冰道路、积雪道路以及土路或碎石路)将类似地引起在BSM和/或CAM消息传递中公告增加的停止距离。

如图7A和图7B中所示,在实施例中,车辆1000(例如汽车、卡车、摩托车和/或其他机动车辆)可公告停止距离,其在实施例中可用于确定非紧急车辆能够并且将停止在经过的紧急车辆的交叉路口处。

在图7A中,在实施例中,示出了接近交叉路口的车辆,其中紧急车辆接近相同交叉路口。紧急车辆A随着其接近交叉路口而广播其所需操纵以继续行进通过交叉路口。非紧急车辆B和车辆C各自使用其相应位置和与交叉路口的距离、速度和前进方向、检测的道路状况和/或停止/制动能力或其组合来确定其相应停止距离,该停止距离在实施例中可用于确定每一车辆是否可在交叉路口之前停止。如果存在,则基础架构实体(例如,路边单元(RSU))可增强车辆对环境(天气、道路状况、弱势道路用户(VRU)等)的了解。在实施例中,计算的停止距离可用于更新用于停止距离的BSM和/或CAM消息传递数据元素值。

在图7B中,在实施例中,示出了车辆B和车辆C停止在交叉路口处,以允许紧急车辆A穿过交叉路口。在实施例中,紧急车辆A与车辆B和车辆C协商。车辆B和车辆C发送停止距离并确认停止在交叉路口处的能力。车辆B和车辆C停止在交叉路口处。然后,车辆A继续行进通过交叉路口。在实施例中,如果车辆B或车辆C无法停止,则车辆A因此将停止或调整速度以避开无法停止的车辆,如图8A和图8B所示。

如图8A和图8B中所示,在实施例中,车辆1000(例如汽车、卡车、摩托车和/或其他机动车辆)可公告停止距离,其在实施例中可用于确定非紧急车辆能够或不能够停止在经过的紧急车辆的交叉路口处。

在图8A中,在实施例中,示出了接近交叉路口的车辆,其中紧急车辆接近相同交叉路口。然而,在此示例中,车辆C检测到路面积水危险(或可影响其停止能力的其他路面状况,诸如雪、冰、油、尘土、碎石等)并且可通过更新其用于停止距离的BSM和/或CAM消息传递数据元素值来调整其公告停止距离。紧急车辆A随着其接近交叉路口而广播其所需操纵以继续行进通过交叉路口。非紧急车辆B和车辆C各自使用其相应位置和与交叉路口的距离、速度和前进方向、检测的道路状况(车辆C检测到地面水)和/或停止/制动能力或其组合来确定其相应停止距离,该停止距离在实施例中可用于确定每一车辆是否可在交叉路口之前停止。如果存在,则基础架构实体(例如,路边单元(RSU))可增强车辆对环境(天气、道路状况、弱势道路用户(VRU)等)的了解。在实施例中,计算的停止距离可用于更新用于停止距离的BSM和/或CAM消息传递数据元素值。

在图8B中,在实施例中,示出了车辆B停止在交叉路口处并且车辆C继续行进通过交叉路口,这是由于确定车辆无法在交叉路口之前停止以允许紧急车辆A穿过交叉路口。在实施例中,紧急车辆A与车辆B和车辆C协商。车辆B确定其将能够实时停止并且发送其停止距离。车辆C确定其由于地面水危险而无法实时停止。紧急车辆A与车辆B和车辆C协商。车辆B停止在交叉路口处,而车辆C继续行进通过交叉路口。车辆A减速(或根据需要停止)以允许车辆C在继续行进之前穿过交叉路口。

在实施例中,新的V2X数据元素(DE)类型可添加到汽车对汽车消息传递。在实施例中,这些新的V2X数据元素(DE)类型可以包括自主驾驶员和非自主驾驶员、停止距离、速度下的转弯半径和/或速度下的加速度或其各种组合。在实施例中,使用功能块对数据元素值的动态调整可并有车辆静态状况(例如,胎压、制动衬垫磨损、拖车或负载)、车辆动态状况(例如,速度、前进方向、加速度、偏航)、车辆固有能力(例如,制动、加速度、转弯半径),包括外部感测到的道路状况。在实施例中,数据元素值的新的V2X数据元素类型和动态调整可以诸如SAE和ETSI-ITS的标准实施于V2X消息传递中。

如图9中所示,在实施例中,车辆1000(例如汽车、卡车、摩托车和/或其他机动车辆)可将无线电信号发送到其他车辆1000并例如经由V2X汽车对汽车通信从其他车辆和/或从无线通信网络接收无线电信号。在一个示例中,车辆1000可通过将无线信号发送到远程无线收发器930或从该远程无线收发器接收无线信号而经由广域网(WAN)无线收发器930和无线天线932与其他车辆和/或无线通信网络通信,该远程无线收发器可以包括另一车辆1000'、无线基站收发器子系统(BTS)、Node B或演进型NodeB(eNodeB)或无线通信链路上的下一代NodeB(gNodeB)。类似地,车辆1000可例如通过使用无线局域网络(WLAN)和/或个人局域网络(PAN)无线收发器930和无线天线932而在无线通信链路上将无线信号发送到局域收发器或从局域收发器接收无线信号。在实施例中,无线收发器930可以包括WAN、WLAN和/或PAN收发器的各种组合。在实施例中,局域收发器也可为蓝牙收发器、ZigBee收发器或其他PAN收发器。在实施例中,车辆1000可通过无线通信链路934将无线信号发送到车辆1000上的无线收发器930或从该无线收发器接收无线信号。本地收发器、WAN无线收发器和/或移动无线收发器可以包括WAN收发器、接入点(AP)、毫微微小区、家庭基站、小小区基站、家庭节点B(HNB)或家庭eNodeB(HeNB)或下一代eNodeB(gNodeB)并且可提供对无线局域网络(WLAN,例如,IEEE 802.11网络)、无线个人局域网络(PAN,例如,网络)或蜂窝网络(例如,LTE网络或其他无线广域网,诸如在下一段落中讨论的LTE网络或其他无线广域网)的接入。当然,应当理解,这些仅仅是可以通过无线链路与车辆进行通信的网络的示例,并且所要求保护的主题在这方面不受限制。也应理解,无线收发器930可位于各种车辆1000、船、渡轮、汽车、公共汽车、无人机和各种运输车辆上。在实施例中,车辆1000可用于客运、包装运输或其他目的。在实施例中,来自GNSS卫星的GNSS信号974由车辆1000用于位置确定。在实施例中,来自WAN收发器、WLAN和/或PAN局域收发器的信号934单独或与GNSS信号974组合用于位置确定。

可支持无线收发器930的网络技术的示例是全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、长期演进(LTE)、第5代无线(5G)或新的无线电接入技术(NR)、高速率分组数据(HRPD)和V2X汽车对汽车通信。V2X可以诸如SAE、ETS-ITS标准的各种标准定义。GSM、WCDMA和LTE是由3GPP定义的技术。CDMA和HRPD是由第3代合作伙伴计划2(3GPP2)定义的技术。WCDMA也是通用移动电信系统(UMTS)的一部分并且可以由HNB支持。

无线收发器930可经由WAN无线基站与通信网络通信,其可以包括装备部署,该装备向服务提供对无线通信网络的订户接入(例如,在服务合约下)。在这里,WAN无线基站可在维护小区内的订户设备时执行广域网(WAN)或小区基站的功能,该功能至少部分地基于WAN无线基站能够提供接入服务的范围来确定。WAN基站的示例包括GSMTM、WCDMATM、LTETM、CDMATM、HRPDTM、WiFiTM、BT、WiMaxTM和/或第5代(5G)基站。在实施例中,其他无线基站可以包括无线LAN(WLAN)和/或PAN收发器。

在实施例中,车辆1000可含有多个无线收发器,包括WAN、WLAN和/或PAN收发器。在实施例中,可支持无线通信链路的无线电技术进一步包括无线局域网(例如,WLAN,例如,IEEE 802.11)、蓝牙TM(BT)和/或ZigBeeTM

在实施例中,车辆1000可含有一个或多个相机935。在实施例中,该相机可以包括相机传感器和安装总成。不同的安装总成可用于车辆1000上的不同相机。例如,前置相机可安装于前保险杠中、安装于后视镜总成的主干中或安装于车辆1000的其他前置区域中。后置相机可安装于后保险杠/挡泥板中、安装在后挡风玻璃上、安装在车辆的后备厢或其他后置区域上。侧面镜可安装在车辆的侧面上,诸如集成到镜总成或门总成中。相机可尤其为具有已知大小和/或形状的对象提供对象检测和距离估计(例如,停止符号和牌照两者均具有标准化大小和形状),并且也可提供关于诸如在转弯期间的相对于车辆的轴线的旋转运动的信息。当与其他传感器一起使用时,相机可通过使用其他系统、诸如通过使用LIDAR、车轮刻度/距离传感器和/或GNSS来校准以验证行进的距离和角度取向。相机可类似地用于验证并校准其他系统以例如通过对照已知对象(地标、路边标记、道路英里标记等)之间的已知距离进行校准来验证距离测量是正确的,并且也验证准确地执行对象检测使得对象因此相对于汽车通过LIDAR和其他系统映射到正确位置。类似地,在与例如加速度计组合时,可估计道路危险的影响时间(在撞击例如坑洼之前的经过时间),其可对照实际影响时间来验证和/或对照停止模型(例如,在试图撞击对象之前停止的情况下与估计停止距离比较)和/或操纵模型来验证(验证用于当前速度下的转弯半径和/或当前速度下的操纵性的度量的当前估计在当前状况下是否准确并因此进行修改以基于相机和其他传感器测量来更新估计参数)。

在实施例中,加速度计、陀螺仪和磁力计940可用于提供和/或验证运动和方向信息。加速度计和陀螺仪可用于监测车轮和传动系性能。在实施例中,加速度计也可用于基于现有停止和加速度模型以及转向模型验证相对于预测时间的诸如坑洼的道路危险的影响的实际时间。在实施例中,陀螺仪和磁力计可分别用于测量车辆的旋转状态以及相对于磁北的取向,并且尤其当与来自其他外部和内部传感器(诸如其他传感器945,诸如速度传感器、车轮刻度传感器)的测量和/或里程表测量一起使用时,用于测量并校准用于当前速度下的转弯半径和/或当前速度下的操纵性的度量的估计和/或模型。

光探测和测距(LIDAR)使用脉冲式激光以测量与对象的距离。虽然相机可用于对象检测,但LIDAR尤其关于具有未知大小和形状的对象提供更加确定地检测对象的距离的方式。LIDAR测量也可用于通过提供准确距离测量和增量距离测量来估计在不同速度下和在不同状况下的停止距离,该准确距离测量和增量距离测量可在实施例中在制动和/或加速期间来测量以确定实际停止距离和/或加速距离,该实际停止距离和/或加速距离可直接利用或可很可能用于校准预测性停止、转弯和加速模型。例如,以每小时25英里的速度对停止距离以及可能也对停止曲线相对于时间和制动压力进行的测量可用作输入以改变在其他速度下(诸如在60mph下)的停止性能的估计。这些估计可作为基于传感器测量的估计或作为参考状况下确定的曲线或应用于参考状况下确定的曲线的估计变化而进行。可对加速度和操纵性进行类似的估计,以调整特定模型或对模型应用变化以估计在给定道路、环境和车辆状况下的性能。

存储器960可与处理器910和/或DSP 920一起使用,该存储器可以包括闪存、RAM、ROM、磁盘驱动器,或闪存卡或其他存储器设备或其各种组合。在实施例中,存储器960可含有实施贯穿本描述所描述的各种方法的指令。在实施例中,存储器可含有用于估计停止距离、操纵性和加速度参数的指令。在实施例中,存储器可含有用于操作并校准传感器并且用于接收地图、天气、车辆(车辆1000和周围车辆)和其他数据以及利用各种内部和外部传感器测量和接收的数据和测量以确定性能参数(诸如停止距离、当前速度下的加速度和转弯半径和/或当前速度下的操纵性)和确定操作参数(诸如汽车间距离、转弯发起/定时和性能以及将操作合并到交通中的发起/定时)的指令。

在实施例中,功率和驱动系统(发电机、电池、变速器、发动机)以及相关系统975和系统(制动器、致动器、油门控制、转向和电气)955可由处理器和/或硬件或软件控制或由车辆的操作员控制或由其某一组合控制。该系统(制动器、致动器、油门控制、转向、电气等)955和功率以及驱动或其他系统975可结合性能参数和操作参数使用于实现自主地(和手动地,相对于警报和紧急超驰/制动/停止)安全地并且准确地驾驶和操作车辆1000,以便安全地、有效地并且高效地合并到交通中,使车辆1000停止、使该车辆加速和以其他方式操作该车辆。

全球导航卫星系统(GNSS)接收器可用于确定相对于地球的位置(绝对位置),并且当与诸如来自其他对象的测量和/或映射数据的其他信息一起使用时,用于确定相对于其他对象(诸如相对于其他汽车和/或相对于路面)的位置。

GNSS接收器970可用于确定可用于校准其他传感器的位置,该传感器在适当时诸如用于确定晴朗的天空状况下的两个时间点之间的距离并且使用该距离数据来校准诸如里程表和/或LIDAR的其他传感器。GNSS多普勒测量也可用于确定车辆的线性运动和旋转运动,该线性运动和旋转运动可结合陀螺仪和/或磁力计和其他传感器系统使用于基于测量的位置数据来维持这些系统的校准。

无线电探测和测距雷达953使用从对象反射的发送无线电波。基于反射到达所花费的时间和反射波的其他信号特性来分析反射的无线电波以确定附近对象的位置。雷达953可用于检测附近的汽车、路边对象(标志、其他车辆、行人等)的位置并且将通常实现对象的检测,即使存在诸如雪、雨或冰雹的朦胧天气。因此,当基于视觉的系统通常发生故障时,雷达953可用于补充LIDAR 950系统和相机935系统以通过提供测距和距离测量以及信息而将测距信息提供给其他对象。此外,雷达953可用于对诸如LIDAR 955和相机935的其他系统进行校准和/或合理性检查。来自雷达953的测距测量可用于确定/测量当前速度下的停止距离、加速度、当前速度下的操纵性和/或当前速度下的转弯半径和/或当前速度下的操纵性的度量。

如图10中所示,在实施例中,车辆1000可具有相机,诸如安装在后视镜的相机1006、安装在前挡泥板的相机(图中未示)、安装在侧视镜的相机(图中未示)和后相机(图中未示,但通常在后备厢、舱口或后保险杠上)。车辆1000也可具有LIDAR 1004,其用于检测对象并且测量与这些对象的距离;LIDAR 1004常常安装在车顶,然而,如果存在多个LIDAR单元,则它们可围绕车辆的前方、后方和侧面取向。车辆1000可具有其他各种与位置相关的系统,诸如GNSS接收器(通常位于车顶后部上的鲨鱼鳍单元中)、各种无线收发器(诸如WAN、WLAN、V2X;通常但不必位于鲨鱼鳍中)1002、雷达1008(通常在前保险杠中),和SONAR 1010(通常位于车辆的两侧上,如果存在)。也可存在各种车轮1012和传动系传感器,诸如胎压传感器、加速度计、陀螺仪和车轮旋转检测和/或计数器。应意识到,在车辆1000的实施例中,此列表不旨在为限制性的并且图10旨在提供各种传感器的典型位置。另外,参考图9描述关于特定传感器的另一细节。

如图11中所示,在实施例中,车辆1000可从车辆外部传感器1102、车辆内部传感器1104、车辆能力1106、来自环境的外部V2X输入1108、从其他车辆、从系统服务器和/或从车辆运动状态1110(描述当前和/或未来运动状态)接收车辆和环境信息。接收的车辆和环境信息在实施例中可在一个或多个处理器910、DSP 920和存储器中处理,该一个或多个处理器、DSP和存储器被连接并且被配置为提供外部对象感测和分类、预测和计划和操纵执行,以及确定并更新V2X能力数据元素值并经由一个或多个无线收发器930(诸如经由V2X收发器)发送包括确定的数据元素的V2X消息传递。消息传递和数据元素可经由各种方式、协议和标准(诸如经由SAE或ETSI SV2X消息和数据元素或其他由无线收发器930支持的无线协议)发送和接收。

V2X能力数据元素值确定块1128包括用于将能力值确定为输入的函数的块1130和用于更新V2X能力数据元素并将V2X能力数据元素转发到块1124V2X车辆间协商的块1132,该车辆间协商可经由无线收发器930传达各种V2X数据元素和V2X车辆请求以及通信。根据输入确定能力值的块1130从块1102、1104、1106、1108和1110接收输入,该输入在实施例中包括内部和外部传感器、能力、外部V2X输入和/或车辆运动状态。例如,在实施例中,该输入可以包括车辆外部传感器1102、车辆内部传感器1104、车辆能力1106、外部V2X输入1108,和/或车辆运动状态1110。基于和/或根据上文所描述的输入和其他车辆相关输入源(诸如服务器1255、1245、1260、1250和1240,其提供例如车辆信息、路线、位置辅助、地图数据和环境数据,并且在其他输入上提供输入和/或补充其他输入和/或结合其他输入使用,其他输入例如道路位置数据、地图数据、驾驶状况数据和其他车辆相关数据输入),自控车辆确定能力值,该车辆将能力值确定为输入的函数1130。由块1130提供的能力值被确定为来自块1102、1104、1106、1108和/或1110的输入的函数,并且被提供以更新块1132中的V2X能力数据元素,其中该能力数据元素被确定并被格式化以用于V2X车辆间消息传递。块1130和1132可使用各种专用或通用硬件和软件、诸如使用处理器910和/或DSP 920和存储器960来实施,或在实施例中可实施于诸如专用传感器处理和/或车辆消息传递核心的专用硬件块中。在实施例中,块1102、1104、1106、1108和1110可具有专用处理核心或可与块1130和1132共享处理。

在一些实施例中,车辆外部传感器1102可以包括相机1006、LIDAR 1004、雷达1008、接近传感器、雨传感器、天气传感器、GNSS接收器1002以及与传感器一起使用的接收数据,诸如地图数据、环境数据、位置、路线和/或其他车辆信息,其诸如可从其他车辆、设备和服务器(在实施例中,诸如地图服务器1250、路线服务器1245、车辆信息服务器1255、环境数据服务器1240、位置服务器1260)和/或从相关联设备(诸如移动设备1200,其可存在于诸如车辆A 1280的车辆中或附近)接收。应理解,可存在一个或多个相机。在实施例中,相机可为前置的、侧向的、后置的或可调整视角的(诸如可旋转相机)。在实施例中,可存在面向同一平面的多个相机1006。例如,相机1006可以包括两个前置相机,一个相机出于停车目的聚焦于较低对象和/或较低视角(诸如安装在保险杠上),并且一个相机聚焦于较高视角以便跟踪交通、其他车辆、行人和较远对象。在实施例中,各种视图可被拼接和/或可与诸如来自其他车辆的V2X输入的其他输入相关以优化对其他车辆和外部实体和对象的跟踪和/或将传感器系统对照彼此校准。LIDAR 1004可安装在车顶并且可旋转,或可聚焦于特定视角(诸如前置、后置、侧向)。LIDAR 1004可为固态或机械的。接近传感器可为超音波的、基于雷达的、基于光的(诸如基于红外线测距)和/或电容性的(金属主体的地面触摸取向或电容性检测)。雨和天气传感器可以包括各种感测能力和技术,诸如大气压传感器、湿气检测器、雨传感器和/或光传感器和/或可充分利用其他预先存在的传感器系统。GNSS接收器可安装在车顶,诸如安装在汽车车顶后部处的鳍状天线总成中,安装在发动机罩或仪表板上,或以其他方式放置在车辆外部或内部。

在实施例中,车辆内部传感器1104可以包括车轮传感器1012,诸如胎压传感器、制动衬垫传感器、制动状态传感器、速度计和其他速度传感器、前进方向传感器和/或取向传感器(诸如磁力计和地磁指南针)、距离传感器(诸如里程表和车轮刻度传感器)、惯性传感器(诸如加速度计和陀螺仪以及使用上文所提及的传感器的惯性定位结果)以及偏航、俯仰和/或横滚传感器(其可以个别地确定或如使用诸如加速度计、陀螺仪和/或倾斜传感器的其他传感器系统来确定)。

车辆内部传感器1104和车辆外部传感器1102均可具有共享或专用处理能力。例如,传感器系统或子系统可具有一个或多个传感器处理核心,其基于来自加速度计、陀螺仪、磁力计和/或其他感测系统的测量和其他输入确定汽车状态值,诸如偏航、俯仰、横滚、前进方向、速度、加速能力和/或距离和/或停止距离。不同的感测系统可彼此通信以确定测量值或将值发送到块1130以组合测量值并根据输入确定能力值。从来自内部和外部传感器的测量导出的汽车状态值可使用通用或应用程序处理器进一步与汽车状态值和/或来自其他传感器系统的测量组合。例如,块1130、1132和/或1124可实施于专用或集中式处理器上以确定用于V2X消息传递的数据元素值,该数据元素值可利用无线收发器930或经由其他通信收发器来发送。在实施例中,传感器可被分隔成相关系统,例如LIDAR、雷达、运动、车轮系统等,其由专用核心处理操作以使原始结果从每一核心输出被组合和解译的汽车状态值以导出组合的汽车状态值,该组合的汽车状态值包括能力数据元素和状态数据元素,该能力数据元素和状态数据元素可用于控制或以其他方式影响汽车操作和/或经由V2X或其他消息传递能力来用作与其他车辆和/或系统共享的消息传递步骤。在实施例中,这些消息传递能力可基于多种无线相关、光相关或其他通信标准,诸如由无线收发器930和天线932支持的标准。

在实施例中,车辆能力1106可以包括用于停止、制动、加速和转弯半径的性能估计,和自主和/或非自主状态和/或能力。在实施例中,能力估计可为基于公式的或可基于存储的估计,该存储的估计在实施例中可加载到存储器中。在实施例中,对于特定车辆或对于横跨一个或多个车辆的平均值和/或用于给定性能图的一个或多个模型,存储的估计可基于经验性能数字。在用于多个模型的性能估计被平均化或以其他方式组合的情况下,它们可基于类似或共同特征来选择。例如,具有类似或相同重量和相同或类似传动系的车辆可共享用于驱动性能相关估计的性能估计,诸如制动/停止距离、转弯半径和加速性能。例如,也可使用外部V2X输入1108通过来自网络上的车辆数据服务器的无线网络获得车辆性能估计。这对于获得不具备无线功能并且无法直接提供车辆信息的车辆的信息尤其有用。在实施例中,车辆能力1106也可受汽车组件状态影响,诸如轮胎磨损、轮胎品牌能力、制动衬垫磨损、制动器品牌和能力,以及发动机状态。在实施例中,车辆能力1106也可受诸如速度、前进方向的总体汽车状态并且受外部因素(诸如路面,道路状况(潮湿、干燥、打滑度/牵引力)、天气(大风、多雨、下雪、黑冰、打滑的道路))影响。在许多情况下,磨损或其他系统劣化和诸如天气、路面、道路状况等外部因素可用于将能力值确定为输入的函数1130时减少、验证或改善性能估计。类似地,在实施例中,品牌相关性能(诸如安装具有较好牵引力的轮胎,诸如用于冬天雪天环境中的雪地轮胎)可用于更改或改善性能或抑制性能的劣化。在实施例中,诸如上文所提及的多个因素可组合以估计性能并且将能力值确定为输入的函数1130。在一些实施例中,实际测量的车辆性能(诸如测量车辆停止距离和/或每段距离的加速时间)可基于实际的车辆驾驶相关性能来测量和/或估计。在实施例中,如果测量不一致,则可对最近测量的性能进行更重的加权或相对于较旧的测量给予优先权。类似地,在实施例中,在诸如相同类型的天气或相同类型的路面上的类似状况期间进行的当前由自控车辆检测(诸如经由车辆外部传感器1102和/或车辆内部传感器1104)的测量可进行较重加权和/或在将能力值确定为输入的函数1130中给予优先权。

如在块1130中被确定为输入的函数的所确定的能力值被提供给块1132,更新经由块1124(V2X车辆间协商)发送的V2X能力数据元素,其如可经由各种方式(诸如经由无线收发器930上的通信和利用各种V2X消息传递标准、诸如经由SAE或ETSI SV2X消息和数据元素)实施。在实施例中,一个或多个处理器910和/或DSP 920和存储器960以及本文中所描述的系统或部件可被连接并且被配置为执行关于图11并且贯穿本说明书描述的过程。作为输入的函数的能力值1130可在用作V2X能力数据元素之前修改成不同数据格式和/或单元和/或可需要一个或多个能力值的其他转换或组合。在实施例中,调整数据格式和/或单元和/或一个或多个能力值的转换或组合可在处理器910中执行并且更新V2X能力数据元素块1132或架构中的其他地方。

V2X车辆感测、预测、计划执行1112经由外部对象感测和分类块1114部分地利用传感器融合和对象分类块1116来关联、证实和/或组合来自输入块1102、1104、1106、1108和1110的数据来处置来自块1102、1104、1106、1108和1110的信息的接收和处理。块1114外部对象感测和分类确定存在的对象,确定对象的类型(汽车、卡车、自行车、摩托车、行人、动物等)和/或相对于自控车辆的对象状态,诸如移动状态、接近度、相对于自控车辆的前进方向、大小、危险级别和脆弱优先权(例如,相对于道路垃圾,行人将具有较高脆弱优先权)。此来自块1114的输出可被提供给预测和计划块1118,其经由块1120确定检测的对象和车辆以及其相关联轨迹并且确定块1122中的车辆操纵和路径计划,该块1122的输出直接或经由V2X车辆间协商块1124用于块1126车辆操纵执行,该块1124将集成并考虑从其他车辆接收的操纵计划、位置和状态。V2X车辆间协商考虑邻近车辆的状态并且基于车辆优先权、车辆能力(诸如停止、减速或加速以避开碰撞的能力)和在一些实施例中基于各种状况(诸如天气状况(多雨、多雾、下雪、大风)、道路状况(干燥、潮湿、结冰、打滑))实现邻近或以其他方式受影响车辆之间的协商和协调。这些包括例如用于穿过接近交叉路口的汽车之间的交叉路口的定时和次序的协商、用于相邻汽车之间的变道的协商、用于停车空间的协商、用于可在单车道道路上进行定向行进或经过另一车辆的协商。车辆间协商也可以包括基于时间和/或基于距离的因素,诸如预约时间、目的地距离和到达目的地的估计路线时间,和在一些实施例中包括预约类型和预约的重要性。

如图12中所强调,自控车辆可通过各种网络通信并且与各种设备和服务器进行通信。在实施例中,V2X车辆A1280可使用V2X或其他无线或通信收发器通过链路1223与V2X或另外与启用通信收发器的车辆B 1290通信,以例如在实施例中执行用于变道或用于经过交叉路口的车辆间协商,并交换V2X能力数据元素,诸如车辆状态、位置和能力、测量数据和/或计算的状态,并交换V2X能力数据元素中未涵盖的其他V2X车辆状态步骤。在实施例中,车辆A也可与车辆B通过网络、例如经由基站1220和/或接入点1230或经由启用通信的路边单元(RSU)1225(其中的任一者可尤其在其中在共同协议中车辆B不能够直接与车辆A1280通信的实施例中中继通信、信息和/或转换协议以供诸如车辆B的其他车辆使用)进行通信。在实施例中,车辆A1280也可与路边单元1225通信,该路边单元在各种实施例中诸如各种路边信标、交通和/或车辆监测器、交通控制设备和位置信标。

在实施例中,路边单元(RSU)1225可具有处理器1225A,其被配置为操作无线收发器1225E以从基站1220和/或接入点1230发送并接收无线消息,例如基本安全性消息(BSM)或合作感知消息(CAM)或来往于车辆A1280和/或车辆B 1290的其他V2X消息。例如,无线收发器1225E可以诸如与车辆的V2X通信的各种协议和/或使用经由无线通信网络通信的各种WAN、WLAN和/或PAN协议来发送和/或接收无线消息。在实施例中,无线收发器1225E可通过在无线通信链路上从无线基站收发器子系统(BTS)、Node B或演进型NodeB(eNodeB)或下一代NodeB(gNodeB)发送或接收无线信号而通过无线通信网络进行通信。在实施例中,无线收发器1225E可以包括WAN、WLAN和/或PAN收发器的各种组合。在实施例中,局域收发器也可为蓝牙收发器、ZigBee收发器或其他PAN收发器。本地收发器、WAN无线收发器和/或移动无线收发器可以包括WAN收发器、接入点(AP)、毫微微小区、家庭基站、小小区基站、家庭节点B(HNB)或家庭eNodeB(HeNB)或下一代eNodeB(gNodeB)并且可提供对无线局域网络(WLAN,例如,IEEE 802.11网络)、无线个人局域网络(PAN,例如,网络)或蜂窝网络(例如,LTE网络或其他无线广域网,诸如在下一段落中讨论的LTE网络或其他无线广域网)的接入。应理解,这些仅仅为可通过无线链路与路边单元(RSU)1225进行通信的网络的示例,并且所要求保护的主题在这方面不受限制。

RSU 1225可从车辆A1280和/或车辆B 1290接收位置、状态和能力信息,诸如速度、前进方向、位置、停止距离、优先权或紧急状态和其他车辆相关信息以及在一些实施例中可接收环境信息,诸如路面信息/状态、天气状态和相机信息。RSU 1225可利用经由无线收发器1225E从车辆A1280和/或车辆B 1290、环境和路边传感器1225D接收的信息和来自例如交通控制和优化服务器1265的网络信息和控制消息来协调并引导交通流且将环境、车辆、安全性和宣告消息提供给车辆A 1280和车辆B 1290。

处理器1225A可被配置为操作网络接口1225B,其在实施例中可经由回程连接到网络1270并且其可在实施例中用于与诸如集中式交通控制和优化服务器1265的各种集中式服务器通信和协调,该集中式交通控制和优化服务器监测并优化诸如城市或城市的一部分内的区域中或某一地区中的交通流。网络接口1225B也可用于远程访问路边单元(RSU)1225以用于车辆数据的众包、路边单元(RSU)1225的维护和/或与其他路边单元1225的协调或其他用途。路边单元(RSU)1225可具有处理器1225A,其被配置为操作交通控制单元1225C,该交通控制单元可被配置为处理从诸如车辆A 1280和车辆B 1290的车辆接收到的数据,诸如位置数据、停止距离数据、道路状况数据、标识数据和与附近车辆和环境的状态和位置相关的其他信息。路边单元(RSU)1225可具有处理器1225A,该处理器被配置为从环境和路边传感器1225D获得数据,该环境和路边传感器可以包括温度、天气、相机、压力传感器、道路传感器(例如用于汽车检测)、事故检测、移动检测、速度检测和其他车辆以及环境监测传感器。

在实施例中,车辆A1280也可使用短程通信和个人网络(诸如蓝牙、WiFi或Zigbee)或经由V2X或其他车辆相关通信协议与行动设备1200进行通信,例如在实施例中以接入WAN和/或WiFi网络和/或在实施例中以从移动设备1200获得传感器和/或位置测量。在实施例中,车辆A 1280可使用WAN相关协议通过WAN网络诸如经由WAN基站1220或使用WiFi直接点对点或经由WiFi接入点与移动设备1200通信。车辆A1280和/或车辆B 1290可使用各种通信协议来通信。在实施例中,车辆A1280和/或车辆B 1290可诸如例如使用V2X、GSM、WCDMA、LTE、CDMA、HRPD、Wi-Fi、BT、WiMAX、长期演进(LTE)、第5代无线(5G)新无线电接入技术(NR)通信协议等支持各种和多个无线通信模式。

在实施例中,车辆A可使用WAN协议经由基站1220在WAN网络上进行通信或使用诸如WiFi的无线LAN协议与无线LAN接入点1230进行通信。车辆也可使用例如无线LAN(WLAN)、诸如BluetoothTM或ZigBee的个域网(PAN)、DSL或分组电缆支持无线通信。

在实施例中,车辆A1280和/或车辆B 1290可含有一个或多个GNSS接收器,诸如GNSS接收器970,以用于从GNSS卫星1210接收GNSS信号1212、用于位置确定、时间获取和时间维护。可使用GNSS接收器970或其他接收器单独或组合地支持各种GNSS系统,以从北斗、伽利略、Glonass和/或GPS以及诸如QZSS和NavIC或IRNSS的各种地区导航系统接收信号。可利用其他无线系统,诸如取决于信标的无线系统,该信标在一示例中诸如一个或多个路边单元(RSU)1225、一个或多个无线LAN接入点1230或一个或多个基站1220。可结合汽车传感器940和/或945利用各种GNSS信号1212以诸如在车辆A1280与车辆B 1290之间确定位置、速度、与其他车辆的接近度。

在实施例中,车辆A和/或车辆B可访问至少部分地使用如移动设备1200所提供的GNSS确定的GNSS测量和/或位置,该移动设备在实施例中也将具有GNSS、WAN、WiFi和其他通信接收器和/或收发器。在实施例中,在GNSS接收器970失效或提供小于位置准确度的阈值水平的状况下,车辆A 1280和/或车辆B 1290可访问至少部分地使用如移动设备1200所提供的GNSS作为后退确定的GNSS测量和/或位置。

在实施例中,车辆A 1280和/或车辆B 1290可直接地或间接地(诸如通过路边单元)接入网络上的各种服务器,诸如车辆信息服务器1255、路线服务器1245、位置服务器1260、地图服务器1250、环境数据服务器1240以及交通控制和优化服务器1265。包括车辆信息服务器1255、路线服务器1245、位置服务器1260、地图服务器1250、环境数据服务器1240以及交通控制和优化服务器1265的各种服务器包括:至少一个处理器,其可以包括通用处理器、DSP、专用处理器和其各种组合;存储器,其包括RAM、ROM、闪存、硬盘驱动器和虚拟存储器或其各种组合;以及至少一个网络接口,其可以包括物理链路,诸如LAN电缆、光纤或其他物理连接、无线链路,诸如广域网(WAN)、无线LAN(WLAN)、个域网和短程网络连接(PAN),诸如蓝牙、Zigbee和一些5G设备对设备通信和/或其任何组合。

车辆信息服务器1255可提供描述各种车辆的信息,如可用于关于附近汽车作决定,诸如车辆是否能够实时停止或加速,车辆是否自主地驾驶、是否能够自主驾驶和/或是否能够通信。在实施例中,车辆信息服务器1255也可提供关于车辆大小、形状、能力、标识、所有权、占用和/或确定的位置点(诸如GNSS接收器的位置)和汽车边界相对于确定的位置点的位置的信息。

路线服务器1245可接收当前位置和目的地信息,并且提供用于车辆的路线信息、地图数据、替代路线数据和/或交通以及街道状况数据。

在实施例中,位置服务器1260可提供位置确定能力、发送器信号获取辅助(诸如GNSS卫星轨道预测信息、时间信息、大概位置信息和/或大概时间信息)、诸如含有WiFi接入点和基站的标识和位置的收发器年鉴,以及在一些实施例中,提供相对于路线的附加信息,诸如速度限制、交通和道路状态/施工状态。地图服务器1250可提供地图数据,诸如道路位置、沿着道路的关注点、沿着道路的地址位置、道路大小、道路速度限制、交通状况和/或道路状况(潮湿、打滑、下雪/结冰等)、道路状态(开放、施工、事故等)。在实施例中,环境数据服务器1240可提供天气和/或道路相关信息、交通信息、地形信息,和/或道路质量和速度信息和/或其他相关环境数据。V

在实施例中,图12中的车辆1280和1290以及移动设备1200可通过网络1270经由诸如网络1270上的无线LAN接入点1230或无线WAN基站1220的各种网络接入点进行通信。在一些实施例中,图12中的车辆1280和1290以及移动设备1200也可使用各种短程通信机构在设备之间、在车辆之间和在设备对车辆以及车辆对设备之间直接通信以诸如经由蓝牙、Zigbee和5G新无线电标准在不通过网络1270的情况下直接通信。

如图13A和图13B中所示,在实施例中,车辆1000(例如,汽车、卡车、摩托车和/或其他机动车辆)可交换车辆自主能力以在较紧密车辆间距的情况下实现所需变道操纵。在图13A和图13B中,在实施例中,自控车辆E1300进行变道以合并到其右边的车辆之间,从车道3移动到车道2,并进入两个自主车辆A1305A与1305B之间的缝隙。来自车道2中的自主车辆的BSM(或CAM或其他V2X)消息包括将车辆A指定为自主地驾驶的数据元素。用于自控车辆E(计划进行从车道3到车道2的变道的车辆)的BSM(或CAM或其他V2X)消息也包括将车辆E指定为自主地驾驶的数据元素。车辆E 1300与车道2中的车辆A 1305A和1305B协商并且执行变道。由于车辆E 1300以及车辆A 1305A和1305彼此了解其是自主的,因此相对于车道2中的车辆A为非自主和/或不能够传达状态和期望的变道信息的情况下会实现更接近的车辆间间距。

在图14中,在实施例中,图14中示为自主车辆(E)1404的自主车辆E 1300与图14中示为自主车辆(A)1402的自主车辆A1305A和1305B之间的示例消息流针对图13A和图13B所示的变道来示出。在步骤1406中,自主车辆A 1305A和1305B发送含有指示用于车辆A1305A和1305B的自主车辆能力的数据元素的BSM/CAM消息。在步骤1408中,自控车辆E 1300发送含有指示用于车辆E 1300的自主车辆能力的数据元素的BSM/CAM消息。在实施例中,这些消息可为广播的或可为点对点的。在步骤1410中,自主车辆A 1305A和1305B经由BSM和/或CAM消息与自控车辆E 1300协商变道。在实施例中,自主车辆A 1305A和1305B以及自控车辆E1300可协商定时、汽车间间距和所涉及的事件计划表使得可安全地完成变道。在实施例中,自控车辆E 1300将请求发送到与图13的车辆1305A和1305B相对应的自主车辆(A),从而请求自主车辆A 1305A与1305B之间的目的地位置的变道。该请求可广播到附近车辆或可从自控车辆(E)1300至图13的自主车辆1305A和1305B点对点地发送。在实施例中,自主车辆A1305A和1305B可以对该请求的确认和接受或拒绝来响应于自控车辆(E)1300以增加自主车辆A 1305A与1305B之间的车辆间间距。自主车辆A 1305A和1305B可在彼此之间发送消息以协商车辆1305A是否加速或车辆1305B是否减速或其某一组合。如果自主车辆A1305A和1305B中的任一者不能够增加间距或者如果自主车辆中的一者可进入其前方(1305A)或后方(1305B)的较大可用空间,则该车辆可被选择或主动增加自主车辆A 1305A与1305B之间的间距而另一对自主车辆A 1305A和1305B中的另一者无其他动作。在实施例中,一旦自主车辆A 1305A和1305B已达到所请求的间距,则自主车辆A1305A和1305B中的一者或两者将会将指出已经达到所需间距的消息发送到请求的自控车辆(E)1300,从而使得自主车辆(E)1300能够从其当前车道移动到在自主车辆A 1305A与1305B之间创建的空间中。如果目标车道中的车辆中的一者为非自主的,则自控车辆(E)可替代地请求附近一对自主车辆之间的空间,或在替代方案中,一对自主和非自主车辆中的自主车辆可创建使自控车辆(E)合并到其中的整个空间。此外,如果两个汽车中的一者为非自主的,则自主车辆可将该一个车辆与非自主车辆之间的间距增加到大于两个自主车辆之间分配的其他间距以为安全变道提供额外余量。

在实施例中,如图15A和图15B中所示,车辆1000(例如汽车、卡车、摩托车和/或其他机动车辆)可在自主车辆E(1500)与目标车道中的非自主车辆(1510A、1510B、1510C)之间交换车辆自主能力消息传递以实现所需变道操纵,但相对于自主车辆之间具有较大车辆间距。在图15A和图15B中,在实施例中,车辆E(1500)意图从两个非自主车辆(1510A,1510B)之间的车道3至车道4向左进行变道。来自车道4中的非自主车辆的BSM(或CAM或其他V2X)消息包括将车辆1510A和1510B指定为非自主地驾驶的数据元素。用于自控车辆E(1500)(计划进行从车道3至车道4的变道的车辆)的BSM(或CAM或其他V2X)消息包括将车辆E(1500)指定为自主地驾驶的数据元素。车辆E(1500)与车道4中的车辆协商变道并且执行该变道。由于车辆E(1500)和车辆1510A以及1510B彼此了解车辆1510A和1510B为非自主的,因此相对于车道4车辆1510A和1510B为自主的情况利用较大车辆间车道间距。如果非自主车辆(1510A、1510B)中的任一者不能够响应于自主自控车辆1500的变道请求,则其可以能力不足消息(表示其无法响应的拒绝或其他消息)进行响应。如果非自主车辆(1510A、1510B)中的另一非自主车辆能够响应,则其可创建整个间隙,而不用非自主车辆(1510A、1510B)中的另一非自主车辆的另外参与。否则,基于请求故障,自主自控车辆1300可将车道合并重新瞄准到另一空间和/或另一对汽车。

在图16中,在实施例中,自主车辆(E)1604与非自主车辆1602(例如,图15A和图15B的1510A和1510B)之间的示例性消息流针对图15A和图15B所示的变道来示出。在图16中,在实施例中,自主车辆E 1604(例如,如图15A和图15B中示为自主车辆(E)1500)与非自主车辆1602(例如,1510A和1510B,如图15A和图15B中所示)之间的示例性消息流针对图15A和图15B图所示的变道来示出。在步骤1606中,非自主车辆A 1602发送BSM和/或CAM消息,其含有指示用于非自主车辆1602的非自主车辆状态或缺少自主车辆能力的数据元素。在实施例中,该消息可广播到附近车辆或作为对来自附近车辆的请求的响应而点对点地发送或这两者。在步骤1608中,自主自控车辆(E)1604发送BSM/CAM消息,其含有指示用于自主自控车辆(E)1604的自主车辆能力的数据元素。在实施例中,这些消息可为广播的或可为点对点的。在步骤1610中,自主车辆1602(例如,图15A和图15B的1510A和1510B)经由BSM和/或CAM消息与自主自控车辆(E)1604协商变道。在实施例中,非自主车辆1602和自主自控车辆(E)1604可协商定时、汽车间间距和所涉及的事件计划表,使得可安全地完成变道。在实施例中,自主自控车辆(E)1604将请求发送到与图15A和图15B的车辆1510A和1510B相对应的非自主车辆1602,从而请求两个非自主车辆1602之间的目的地位置的变道。该请求可广播到附近车辆或可从自控车辆(E)1604至非自主车辆1602点对点地发送。在实施例中,非自主车辆1602可以对该请求的确认和接受或拒绝而响应于请求自主自控车辆(E)1604以增加非自主车辆1602之间的车辆间间距。非自主车辆1602可发送彼此之间的消息传递以协商一个非自主车辆是否加速或另一非自主车辆是否减速或其某一组合。如果非自主车辆1602不能增加间距(例如,被非自主车辆或另外不能够支持自动变道的车辆阻挡)或者如果非自主车辆1602中的一者可进入其前方或后方的较大可用空间,则该车辆可被选择或主动增加非自主车辆1602之间的间距,而无需该对非自主车辆1602中的另一者的另外动作。在实施例中,一旦非自主车辆1602达到所请求间距,则非自主车辆1602中的一者或两者将会将指出已经达到所需间距的消息发送到请求自控车辆(E)1604,从而使得自主车辆(E)1604能够从其当前车道移动到在非自主车辆1602之间创建的空间中。作为替代方案,因为目标车道中的车辆为非自主的,所以自控车辆(E)可替代地请求一对附近自主车辆之间的空间,或作为另一替代方案,一对自主和非自主车辆中的自主车辆可创建用于自主自控车辆(E)1604合并到其中的整个空间。此外,因为目标车道中的两个车辆为非自主的,所以请求变道的自主车辆相对于其将自两个自主车辆请求间距的情况可在合并到其车道中之前请求两个非自主汽车之间的增加之间距以为安全变道提供额外余量。

如图17中所示,在实施例中,车辆1000(例如汽车、卡车、摩托车和/或其他机动车辆)可交换车辆公告的停止距离以确定列队或其他车辆间间距。在实施例中,车辆基于检测的参数(诸如车辆速度、检测的道路/天气状况、固有制动能力、车辆内部状态(例如,胎压)和车辆驾驶状态(自主或非自主))来确定停止距离。在图17中,V5(1706)公告由于检测的道路状况(道路上的水或其他道路危险(诸如道路上的冰、碎石或沙石))的较大停止距离。列队或其他汽车间间距并有由于一个或多个检测的道路状况的较大公告停止距离。此处,在图17中,由于V5(1706)公告由于水或其他道路危险造成的较大停止距离,因此V4(1704)和V5(1706)可增加彼此之间的车辆间间距。

在图18中,在实施例中,示出了自主车辆V1(1802)、V2(1804)、V3(1806)、V4(1808)与V5(1810)之间的示例性消息流,其并有基于车辆状态和感测的环境的停止距离。在步骤1812中,V1(1802)至V5(1810)中的每一者使用BSM或CAM消息传递基于相应车辆状态(例如,轮胎胎面、轮胎充气、当前重量)和环境(道路上的危险,诸如水、冰、碎石或沙石、道路组成、天气、风和/或可见性距离)来广播。该车辆在其能够如此进行的情况下将利用每一附近车辆的广播停止距离以在步骤1814中使用BSM(或CAM或以其他方式)提供的停止距离来协商列队和/或其他车辆间间距(即,列队形成不必使用这种技术)。如果车辆不能够进行消息传递或另外不支持基于广播停止距离相关测量进行车辆间间距调整,则相邻车辆可围绕其调整以进行补偿。在图18中,每一车辆基于来自其他车辆和/或基础架构实体(诸如环境数据服务器1240和/或地图服务器1250和/或路边单元(RSU)1225)的经自检测的车辆状况、经外部检测的环境和/或道路状况、外部接收的道路状况动态地更新其用于停止距离的BSM(或CAM)消息传递步骤。

在图19A和图19B中,在实施例中,周围车辆停止以允许紧急车辆穿过交叉路口。在图19A和图19B中,在实施例中,车辆V1、V2、V3广播具有计算停止距离的BSM(或其他V2X,诸如CAM消息传递)消息。紧急(或其他优先权)车辆V2将交叉路口优先权请求发送到路边单元(RSU),诸如信号请求消息SRM。基于由V1和V3提供的相应停止距离(使用距交叉路口的相应停止距离和估计距离,RSU可确定V1和V3是否能够在交叉路口之前安全地停止),RSU在确定V1和V3能够安全地停止后授予V2交叉路口进入(发送信号状态消息,SSM)。RSU然后发送修正的交叉路口定时(例如,SPAT消息)。RSU然后将信号状态消息(SSM)发送到V1和V3,从而请求交叉路口处的停止。紧急/优先权车辆V2继续行进通过交叉路口,而V1和V3在交叉路口处停止。

在图20中,在实施例中,示出了接近交叉路口的车辆之间的示例性消息流,其并有包括停止距离的消息。在实施例中,车辆V1、V2和V3利用消息步骤发送BSM消息,其含有基于车辆状态和感测的环境的车辆的相应停止距离。在V2为紧急车辆的情况下,在实施例中,RSU将基于由V1和V3提供的停止距离来验证车辆V1和V3能够在交叉路口之前安全地停止。如果V1和V3能够停止,则RSU将基于V1和V3提供的停止距离来授予V2交叉路口进入。RSU也将例如使用SPAT消息来更新交叉路口信号定时,使得紧急车辆V2可继续行进通过交叉路口且不停止。RSU将信号状态消息(交叉路口进入消息)发送到V2以将对交叉路口进入的授予传达到V2。类似地,RSU将拒绝交叉路口进入的信号状态消息发送到V1和V3,从而请求V1和V3在交叉路口处停止。紧急车辆V2然后继续行进通过交叉路口,而V1和V3在交叉路口处停止。在所有三个车辆为非紧急车辆的情况下,在实施例中,RSU可以最大程度地减少在交叉路口处停止的车辆的数量以最大程度地增加交通吞吐量的方式分配交叉路口进入(因此,在这里,V1和V3将被指示/进行消息传递以穿过交叉路口,并且V2将被指示停止,从而假设经由BSM提供的V2的停止距离允许在交叉路口之前安全地停止)。

在图21A和图21B中,在实施例中,紧急车辆在经过检查路口之前减速和/或停止以允许可能无法停止的车辆穿过交叉路口。在图21A和图21B中,在实施例中,车辆V1、V2、V3广播具有计算停止距离的BSM(或其他V2X消息传递);在这里,由于水危险和/或由于诸如车辆速度、车辆重量和路面状况的其他因素而增加V1停止距离(在这里应注意,在示例中,V1可为卡车;然而,V1也可为汽车或其他车辆类型)。紧急(或其他紧急)车辆V2将交叉路口优先权请求(诸如例如信号请求消息SRM)发送到路边单元(RSU)。基于V1提供的停止距离,RSU确定V1无法在交叉路口之前安全地停止并拒绝V2交叉路口进入,发送信号状态消息SSM,使得V2将针对交叉路口减速或停止以允许V1首先穿过交叉路口。RSU然后发送修正的交叉路口定时(例如,SPAT消息)。然后,RSU将SSM发送到V1、V3。V1继续行进通过交叉路口。紧急/优先权车辆V2和车辆V3在交叉路口处停止。在实施例中,如果V3也可安全地继续行进而V1继续行进通过交叉路口,则V1和V3可穿过交叉路口,由于V1的广播停止距离而授予进入。一旦V1穿过了交叉路口或者如果也允许V3经过,则一旦V1和V3穿过了交叉路口,RSU就发送指示紧急车辆V2穿过交叉路口的信号状态消息。

在图22中,在实施例中,示出了接近交叉路口的车辆之间的示例性消息流,其并有包括停止距离并且进一步包括具有由于感测的环境状况的增加的停止距离的车辆的消息传递,该消息流反映图21A和图21B所示的情境中所涉及的消息。因此,在实施例中,在步骤2210中,车辆V1、V2和V3基于车辆状态和感测的环境数据广播包括相应停止距离数据元素的BSM消息传递。如图21A和图21B所示,车辆V1确定示出潮湿/打滑道路状况存在的环境数据且因此在BSM消息中广播较长停止距离。在步骤2212中,紧急车辆V2将用于交叉路口进入的信号请求消息发送到路边单元(RSU)。基于V1的广播BSM停止距离,路边单元(RSU)2208将确定车辆V1不能在交叉路口之前安全地停止并且RSU将基于V1提供的停止距离拒绝V2交叉路口进入请求,因此经由SPAT或其他消息更新交叉路口信号定时,从而启用车辆V1,或在一些实施例中,如果两者可同时安全地经过,则允许车辆V1和V3穿过交叉路口。因此,在步骤2214中,信号状态消息将从RSU发送到车辆V2,从而拒绝交叉路口进入,从而使车辆V2随后在交叉路口处停止。而且,在步骤2216中,信号状态消息将从RSU发送到车辆V1,从而将交叉路口进入授予到将随后穿过交叉路口的车辆V1。在实施例中,信号状态消息或其他消息可发送到车辆V3,从而拒绝交叉路口进入,这使得车辆V3随后停止在交叉路口处,同时等待车辆V1、然后等待车辆V2穿过交叉路口;或者,在实施例中,RSU可确定V1和V3在相同方向上行驶或至少确定其相应路径不冲突(例如,V3和V1笔直行驶通过交叉路口或向右转弯)且可同时穿过交叉路口,在此情况下,车辆V3可接收信号状态消息或其他消息,该其他消息允许在允许紧急车辆V2进入交叉路口之前该车辆V3和车辆V1同时进入交叉路口。

因此,一旦V1穿过交叉路口(或在允许两者的情况下,V1和V3均穿过交叉路口),则RSU 2208将授予交叉路口进入的新的信号状态消息或其他消息发送到V2,从而指示V2继续行进通过交叉路口。一旦车辆V2继续行进通过交叉路口,则在先前不允许V3通过交叉路口而V1穿过交叉路口的情况下,信号状态指令然后可发送到车辆V3,授权车辆V3穿过交叉路口。

在图23中,在实施例中,自控车辆与第一和第二车辆通信以请求第一和第二车辆提供车道进入和请求的间距,以使自控车辆合并到其车道中。在实施例中,请求的间距可考虑其他车辆为自主的还是非自主的(自主车辆状态)和用于各种车辆的制动距离。例如,在实施例中,如果自控车辆前方的汽车能够在距离X处停止并且自控车辆能够在距离Y处停止,其中距离X短于Y,则自控车辆可请求自控车辆与其前方的车辆之间的额外空间(例如,Y-X或更多额外距离)以允许自控车辆不可能在X距离内停止。类似地,自控车辆后方的车辆将针对自控车辆与后方的车辆之间的适当间距进行协商。因此,如果自控车辆能够在距离X处停止且后方的车辆能够在Y处停止;如果X>Y,则后方的车辆需要允许存在至少Y距离。然而,如果X<Y,则后方的车辆需要允许两个汽车之间存在至少Y+(Y-X)距离。应理解,停止距离是动态的并且可取决于许多因素而变化,该因素包括车辆重量、货物重量、胎压、路面类型、路面状态、天气、轮胎胎面、制动器磨损、制动器压力和其他因素。因此,在实施例中,车辆中的每一者将发送消息传递(例如,广播消息),其包括基本安全性消息(BSM)或合作感知消息(CAM),其中该消息包括标识数据元素、自主车辆状态数据元素,和/或制动距离数据元素,该元素可用于确定并请求车辆之间的适当间距和当车辆合并车道时允许的适当间距。也应理解,除所陈述因素之外的其他因素也可影响车辆之间的安全距离并且可分配考虑这些因素(诸如车辆决策延迟、未预见到的障碍物等)的车辆之间的附加空间。

在图23中,应理解,消息可经由无线收发器930和天线932发送并接收,并且可经由处理器910引导和/或利用DSP 920和/或将数据和指令存储在存储器960中,如图9中所描述。也应理解,各种传感器945、加速度计、陀螺仪和磁力计940、相机935、LIDAR 950和/或系统955和/或经由无线收发器930或通过其他方式接收的外部提供的信息用于确定制动距离和其他数据元素。进一步应理解,各种控制、动作和/或操纵和用于确定控制、动作和/或操纵的分析可使用存储器960中的数据和/或指令经由处理器910和/或DSP920引导或通过该处理器和/或DSP执行,并且使用存储器960中的数据和/或指令的处理器910和/或DSP 920可与各种系统955和/或功率和驱动系统975和/或其他系统交互作用,如图9至图11中所描述。

在步骤2310中,自控车辆从第一车辆接收第一消息,其中该消息包括用于该第一车辆的标识数据元素、用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第一车辆的制动距离数据元素或其组合。车辆之间的消息传递可作为基本安全性消息(BSM)或合作感知消息(CAM)或通过利用无线收发器930所支持的其他消息协议来发送。

在实施例中,第一和第二车辆是目标车辆,其在自控车辆变道以插入在第一与第二车辆之间之后将在自控车辆前方或后方。在实施例中,自控车辆确定用于针对第一和第二车辆所需的自主车辆状态(自主地驾驶或手动地驾驶)和/或制动距离的标识。该标识使得能够直接在自控车辆与第一和第二车辆之间进行协商。

制动距离信息可用于确定自控车辆与合并后的第一和第二车辆之间的最小安全距离。例如,车辆之间的距离可被确定使得将在车辆突然停止时避开碰撞。在实施例中,如果以下所针对的汽车比其前方的车辆需要更多停止距离,则将额外距离添加到车辆间间距(例如,较长停止距离减去较短停止距离的额外缓冲)以在车辆的紧急停止期间避开碰撞。进一步假设,在实施例中,自主驾驶的车辆将比手动驾驶的车辆具有较快的响应时间。因此,在实施例中,手动驾驶的车辆可将额外缓冲添加到其停止距离以考虑手动停止相对于自主停止所需要的额外的响应时间。在实施例中,也可对启用了自动紧急制动的手动操作车辆进行区分,使得紧急制动比完全手动操作的车辆更快,其中相对于用于完全自主车辆的制动距离,制动距离可能不增加或几乎不增加。

可如参考图11所描述和/或如下文所描述确定制动距离。制动距离可利用来自自控车辆外部传感器1102、自控车辆内部传感器1104、自控车辆能力1106、外部V2X输入1108和自控车辆运动状态1110的信息,其包括当前运动站,诸如速度和前进方向以及未来期望的运动和前进方向。在实施例中,自控车辆能力可基于用于自控车辆的品牌和型号的经验测试数据(诸如工厂测试数据),或可基于自控车辆的经测量性能数据或可基于公式,诸如通过使用用于在本文中指定的制动距离的公式中的一者或多者进行公式化。在实施例中,自控车辆能力也可基于经验测试数据,其基于当前车辆运动状态1110和来自自控车辆内部传感器1104和自控车辆外部传感器1102的信息来修改。例如,在实施例中,汽车的品牌和型号可使用库存轮胎和轮胎充气以各种速度进行测试以基于假设库存轮胎和标准路面的速度确定各种速度下的停止距离和停止距离曲线。在实施例中,停止距离曲线可被存储为表,其中可基于较高速度下的条目和较低速度下的条目内插用于给定速度的停止距离。在实施例中,每个停止距离可被拟合于等式中或另外与速度相关联。此可在表中或在等式中进行,其中车辆的速度并且在一些实施例中其他因素和/或测量被输入到等式或表中,并且对应的估计停止距离从等式或表中输出。另一考虑因素可以包括一旦做出停止的决定时车辆的反应时间和/或在手动地操作车辆的情况下的人类反应时间。如果考虑反应时间,则将汽车的速度乘以反应时间添加到估计制动距离。制动距离由用于发起制动的反应时间乘以速度构成,该制动距离被添加到一旦启动制动而停止汽车运动所需的距离。通常,汽车停止所需的距离与速度的平方相关。其也与道路坡度、路面状况、车辆负载/重量和所利用的制动器的状况和类型相关。因为也涉及道路状况和其他环境因素,所以制动距离可不同并且可需要针对环境中的变化(诸如道路上的冰或雪或水)进行调整。在实施例中,用于制动距离dB的等式可如下表示dB=(tR*v)+(v2/k*fR*fL*fB),其中tR是反应时间,v是速度,fR是路面状况和坡度的函数,fL是车辆负载的函数,fB是制动器标称性能和当前制动状态(磨损程度等)的函数,并且k是缩放因子,其在一些实施例中通过经验测试导出。k*fR*fL*fB是考虑道路摩擦、制动器效力和质量的估计值。较简单但可能较不准确的估计:也可利用fR、fL和fB的变化,其中dB=(tR*v)+(v2/2ug),其中u是摩擦系数并且g表示重力。

在一些实施例中,与轮胎牵引力、轮胎充气或负载相关的效应或其他效应在不同速度下也可具有不同程度的影响(即,也可具有非线性影响),或在一些实施例中,可利用线性模型来估计,或在一些实施例中,由常数因子(例如,潮湿道路因子相对于干燥道路因子)表示。估计的停止距离可经由到等式中的直接输入或经由用于各种传感器输入的停止距离输出的修改来调整。例如,停止距离随着胎压由于与路面的较多接触减小而减小。然而,排水也随着胎压由于轮胎变形减小而减小。因此,在干燥状况中,停止距离可由于过度充气的轮胎而增加或由于充气不足的轮胎而减小。在实施例中,为了保守起见,可考虑增加停止距离的影响,但可忽略减小停止距离的影响或相对于其效应对该影响进行去加权/不强调。在潮湿状况中,充气不足的轮胎会增加打滑的风险,并且在实施例中,胎压传感器可用于检测充气不足的状况,其中压力小于阈值压力或比推荐压力小某个阈值,这可用于基于在路面上打滑或以其他方式滑行的增加的可能性而将额外的距离添加到停止距离。类似地,来自诸如防抱死制动传感器、牵引控制传感器和全轮驱动牵引传感器的轮胎牵引传感器的输入可用于检测打滑表面和对轮胎的牵引力损失,并且可触发制动距离的预设增加或可基于道路打滑度的测量程度/牵引力的缺少而增加制动距离。在实施例中,温度可用于修改停止距离。例如,较暖温度可影响轮胎胎面的柔软度并且增加路面上的牵引力,而较冷温度可硬化轮胎表面并且缩减轮胎牵引力,进而在寒冷天气增加停止距离。此外,在将次冻结温度与湿气、降水或高湿度的检测组合的情况下,道路表面可为打滑的或结冰且停止距离可增加。在实施例中,可在标准驾驶状况期间基于速度降低相对于给定施加的制动力测量减速能力,并且可重新确定制动距离和/或可重新校准等式或表和/或可基于当前测量的制动性能而添加或减去补偿因素。应理解,本领域技术人员也可考虑如自控车辆外部传感器1102、自控车辆内部传感器1104、自控车辆能力1106、外部V2X输入1108和自控车辆运动状态1110所提供的其他因素,并且本公开在这方面不受限制。

在步骤2320处,该自控车辆从第二车辆接收第二消息,其中该消息包括用于该第二车辆的标识数据元素、用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合。在实施例中,该标识步骤可用作参考以用于直接与第二车辆进一步通信和用于自控车辆与第二车辆之间的协商和请求。类似地,当为自控车辆合并到车道中创建空间时,第一车辆和第二车辆可使用标识数据元素来协商并且协调对自控车辆的车道合并的请求的响应。

应理解,在一些实施例中,第一消息和第二消息可为可由附近车辆接收并且利用的广播消息,而请求、确认和协商消息可在受影响车辆之间直接发送。其他实施例可仅利用广播消息或仅利用点对点消息或其各种组合。在实施例中,进一步意识到,第一消息和第二消息可涵盖多于一个消息和/或多个消息步骤,并且可根据车辆支持的各种协议来划分。在实施例中,一些或所有点对点请求、确认和协商消息可针对协商车辆之间的隐私而加密,其中协商、请求和确认车辆均具有适当的公钥和私钥。在实施例中,诸如在一个车辆合并到两个其他车辆之间的车道中的情况下,该通信可由多于两个车辆共享,以增加受影响车辆之间的协调,并且在一些实施例中,该通信也为与受影响车辆相邻(例如,在前方和在后方)的车辆共享。

在步骤2330中,自控车辆至少部分地基于该自控车辆的大小、用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素、用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素、用于该第一车辆的制动距离数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合来确定目标空间。在实施例中,目标空间的确定可进一步基于受影响车辆之间的协商并且可影响目标空间的大小和目标空间相对于三个车辆的放置。在此实施例中,例如,如果第一车辆在其前方没有障碍物并且第二车辆在其后方具有另一车辆,则第一车辆可加速以增加第一车辆与第二车辆之间的间距,并且自控车辆可适当地加速或减速以合并到第一车辆与第二车辆之间的开放目标空间中。

在步骤2340中,自控车辆将第三消息发送到该第一车辆,从而请求该第一车辆与该第二车辆之间的目标空间。如上文所讨论,在实施例中,第三消息在自控车辆与第一车辆之间可为点对点的,或在实施例中,其可由第一车辆和第二车辆广播和接收,或其可多播到第一车辆和第二车辆。如果对用于车道合并的目标空间的请求同时广播或多播到第一车辆和第二车辆,则该请求可利用将第一车辆和第二车辆标识为用于该请求的消息接收者的第三消息,从而在步骤2350中消除对第四消息的需求。

在步骤2350中,自控车辆将第四消息发送到该第二车辆,从而请求该第一车辆与该第二车辆之间的目标空间。如上文所讨论,在一些实施例中,第三和第四消息可组合成单个请求消息,其将第一车辆和第二车辆指定为接收者,在该情况下无需发送第四消息。

在步骤2360中,自控车辆接收来自该第一车辆的第五消息中或来自该第二车辆的第六消息中或其组合的至少一个响应。在实施例中,至少一个响应可为自控车辆合并在第一与第二车辆之间授予权限。在实施例中,至少一个响应可指定定时和车辆与第一车辆和/或第二车辆之间的相对位置以使自控车辆发起合并。可需要附加消息传递以在合并期间和之后协调自控车辆与第一和/或第二车辆之间的移动和间距。在实施例中,尽管第一和第二车辆可在合并之前和期间通信,但第一车辆或第二车辆或第一和第二车辆两者可在完成合并期间或之后将彼此之间的通信切换到自控车辆,使得每一车辆与紧接在其之前或之后的车辆保持通信。

在步骤2370中,自控车辆基于接收的至少一个响应操纵到第一车辆与第二车辆之间的目标空间中。在实施例中,自控车辆将使用适当消息传递与第一车辆和第二车辆协商,以在车道合并期间和之后确定自控车辆与第一车辆和自控车辆与第二车辆之间的间距。在实施例中,自控车辆可从第一车辆或第二车辆或从两个车辆接收关于何时执行变道的通信并且可在完成变道时提供确认。诸如不良的天气状况或不良的道路状况的各种状况可用于另外影响车道合并的目标速率或定时和/或目标车辆与自控车辆之间的间距,以用于执行车道合并和/或车道合并之后的自控车辆与第一和/或第二车辆之间的间距。在实施例中,尤其来自例如第一车辆的前方车辆或也来自其他周围车辆的消息传递也可由于诸如坑洼的车道障碍物或由于目标车道中的缓慢交通而修改合并的定时,该车道障碍物或缓慢交通中的每一者可使得难以安全地合并和/或使得第一车辆和第二车辆难以创建用于合并的目标空间。

在图24中,在实施例中,自控车辆与其前方和后方的车辆通信以请求自控车辆与自控车辆前方的车辆(出于讨论目的,在本文中被称为第一车辆)之间和自控车辆与自控车辆后方的车辆(出于讨论目的,在本文中被称为第二车辆)之间的安全间距。在实施例中,车辆可为列队形成的部分,其中该车辆将与列队的其余部分协调间距,或在实施例中,三个车辆可单独行进并且仅与彼此协调。在实施例中,车辆之间的通信在支持变道的图23与支持车辆间间距的图24之间可为类似的,其中两个活动需要来自当前的或所针对的前方和后方车辆的类似消息传递、信息、协商和响应,并且通常参考图23的讨论与图24相关,反之亦然。

在图24中,应理解,消息可经由无线收发器930和天线932发送并接收,并且可经由处理器910引导和/或利用DSP 920和/或将数据和指令存储在存储器960中,如图9中所描述。也应理解,各种传感器945、加速度计、陀螺仪和磁力计940、相机935、LIDAR 950和/或系统955和/或经由无线收发器930或通过其他方式接收的外部提供的信息用于确定制动距离和其他数据元素。进一步应理解,各种控制、动作和/或操纵和用于确定控制、动作和/或操纵的分析可使用存储器960中的数据和/或指令经由处理器910和/或DSP920引导或通过该处理器和/或DSP执行,并且使用存储器960中的数据和/或指令的处理器910和/或DSP 920可与各种系统955和/或功率和驱动系统975和/或其他系统交互作用,如图9至图11中所描述。

在图24中,应理解,在一些实施例中,第一消息和第二消息可为可由附近车辆接收并且利用的广播消息,而请求、确认和协商消息可在受影响车辆之间直接发送。例如,第三消息和第四消息可分别为从自控车辆至第一车辆和至第二车辆的点对点消息。其他实施例可仅利用广播消息或仅利用点对点消息或其各种组合。在实施例中,进一步意识到,第一消息和第二消息可涵盖多于一个消息和/或多个消息步骤,并且可根据车辆支持的各种协议来划分。在实施例中,一些或所有点对点请求、确认和协商消息(诸如图24的第三和第四消息)可针对协商车辆之间的隐私和/或安全性而加密,其中协商、请求和确认车辆均具有适当的公钥和私钥。在实施例中,诸如在一个车辆合并到两个其他车辆之间的车道中的情况下或在一个车辆修改其前方和后方的间距的情况下,该通信可由多于两个车辆共享,以增加受影响车辆之间的协调,并且在一些实施例中,该通信也为与受影响车辆相邻(例如,在前方和在后方)的车辆共享。在实施例中,车辆之间的消息传递可作为基本安全性消息(BSM)或合作感知消息(CAM)或通过利用无线收发器930所支持的其他消息协议来发送。

在步骤2410中,自控车辆从第一车辆接收第一消息,其中该第一消息包括用于该第一车辆的标识数据元素以及用于该第一车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第一车辆的制动距离数据元素或其组合。如同图23,车辆之间的消息传递可作为基本安全性消息(BSM)或合作感知消息(CAM)或通过利用无线收发器930所支持的其他消息协议来发送。在实施例中,消息可为广播、多播或点对点的或其组合。在实施例中,诸如第一消息和第二消息的信息和/或状态消息可被实施为到相邻汽车的广播消息或点对点消息或被实施为到相邻汽车的多播消息。请求、确认、协商和响应消息在受影响各方之间可为点对点的或可与目标车辆的名称一起广播或多播;例如,在这里,第三消息和第四消息可分别在自控车辆与第一车辆之间和自控车辆与第二车辆之间为点对点的。上文关于图23讨论了车辆的制动距离的导出以及制动距离与各种状况和输入以及与自主车辆能力之间的关系的讨论。

在步骤2420处,该自控车辆从第二车辆接收第二消息,其中该第二消息包括用于该第二车辆的标识数据元素以及用于该第二车辆的自主车辆状态数据元素或用于该第二车辆的制动距离数据元素或其组合。第二消息可作为广播或多播消息发送以供邻近汽车利用,或可点对点发送到邻近车辆。

在步骤2430中,自控车辆基于用于该第一车辆的该自主车辆状态数据元素、该自控车辆的该自主车辆状态、用于该第一车辆的该制动距离数据元素或该自控车辆的制动距离或其组合来确定该自控车辆与该第一车辆之间的第一目标空间。应理解,也可考虑其他因素,诸如路面、道路上的水、天气状况、胎压、周围的交通和道路危险。应理解,此列表并非全面的,并且参考图23和图11的讨论找到进一步讨论。在一些实施例中,对第一目标空间的确定可在自控车辆中或在第一车辆中或在两个车辆之间协作地进行。

在步骤2440中,基于用于该第二车辆的该自主车辆状态数据元素、该自控车辆的该自主车辆状态、用于该第二车辆的该制动距离数据元素或该自控车辆的该制动距离或其组合来确定该自控车辆与该第二车辆之间的第二目标空间。如同步骤2430,应理解,也可考虑其他因素,诸如路面、道路上的水、天气状况、胎压、周围的交通和道路危险。应理解,此列表并非全面的,并且参考图23和图11的讨论找到进一步讨论。在一些实施例中,对第一第二目标空间的确定可在自控车辆中或在第一车辆中或在两个车辆之间协作地进行。

在步骤2450中,自控车辆将第三消息发送到该第一车辆,从而请求该第一车辆与该自控车辆之间的该第一目标空间。然而,应意识到,相邻车辆可发起车辆间空间的目标空间检查和修改,或两者可协作地发起目标空间检查和修改。在意图和交换的内容上,图24步骤2450类似于图23步骤2340。

在步骤2460中,自控车辆将第四消息发送到第二车辆,从而请求第一车辆与第二车辆之间的第二目标空间。在意图和交换的内容上,图24步骤2460类似于图23步骤2350。

在步骤2470中,自控车辆接收来自该第一车辆的第五消息中或来自该第二车辆的第六消息中或其组合的至少一个响应。在实施例中,至少一个响应将为自控车辆调整定位以创建和/或协调第一车辆与自控车辆之间的第一目标空间或第一与第二车辆之间的第二目标空间或其组合授予权限。可需要附加消息传递以协调自控车辆与第一和/或第二车辆之间的移动和间距。

在步骤2480中,基于接收的至少一个响应,自控车辆根据需要操纵以管理自控车辆与第一车辆之间的第一目标空间和自控车辆与第二车辆之间的第二目标空间。

在图25中,在实施例中,自控车辆与控制交叉路口进入的路边单元(RSU)交互作用,以请求并接收进入交叉路口的权限。在实施例中,如果自控车辆的确定的制动距离大于自控车辆与接近的交叉路口之间的距离(即,在给定确定的制动距离的情况下,自控车辆与交叉路口之间的距离不足以使自控车辆在交叉路口之前停止),则RSU可按照优先权向能够在交叉路口之前安全地停止的其他车辆授予自控车辆交叉路口进入。这可以包括优先于原本比自控车辆具有更大优先权的其他车辆(诸如紧急车辆(警车、消防车、救护车等等))的优先权。如果自控车辆的确定的制动距离小于自控车辆与接近的交叉路口之间的距离(即,在给定确定的制动距离的情况下,自控车辆与交叉路口之间的距离足以使自控车辆在交叉路口之前停止),则RSU可请求自控车辆在交叉路口之前停止(即,RSU不向自控车辆授予交叉路口进入,反而请求自控车辆停止),使得RSU可向比自控车辆具有更大优先权(例如,紧急车辆,诸如警车、消防车、救护车等)并且更接近于交叉路口或无法在进入交叉路口之前停止或其各种组合的车辆授予交叉路口进入。

在图25中,应理解,消息可经由无线收发器930和天线932发送并接收,并且可经由处理器910引导和/或利用DSP 920和/或将数据和指令存储在存储器960中,如图9中所描述。也应理解,各种传感器945、加速度计、陀螺仪和磁力计940、相机935、LIDAR 950和/或系统955和/或经由无线收发器930或通过其他方式接收的外部提供的信息用于确定制动距离和其他数据元素。进一步应理解,各种控制、动作和/或操纵和用于确定控制、动作和/或操纵的分析可使用存储器960中的数据和/或指令经由处理器910和/或DSP920引导或通过该处理器和/或DSP执行,并且使用存储器960中的数据和/或指令的处理器910和/或DSP 920可与各种系统955和/或功率和驱动系统975和/或其他系统交互作用,如图9至图11中所描述。

在图25中,在实施例中,RSU也可经由点对点发送或经由局域无线广播将信息提供给自控车辆,该信息诸如交通信息、道路障碍物信息、天气信息、路面信息、行人警告和/或与RSU附近的环境相关的其他信息。RSU也可具有其可用来独立地检查交通流和方向、天气状况、道路状况(透明薄冰、潮湿等)的非车辆输入,诸如雷达、LIDAR和相机输入。自控车辆可考虑由RSU提供以确定数据元素的信息。例如,在确定用于自控车辆的制动距离时,自控车辆可考虑可经由无线消息从RSU接收作为数据元素并且影响自控车辆制动性能的天气、路面和其他状况。

在步骤2510中,自控车辆基于来自自控车辆外部传感器、自控车辆内部传感器、自控车辆能力或外部V2X输入或其组合的信息确定其制动。可如先前关于图23所讨论确定制动距离。例如,制动距离的初始值可基于制动距离的查找表,该制动距离基于速度。对于介于表条目之间的速度值,可对制动距离进行内插。例如,如果你具有与制动距离B1相关联的较低速度V1和与制动距离B2相关联的较高速度V2并且速度V3介于V2与V1之间,使得V2>V3>V1,则B3(与速度V3相关联的制动距离)可表达为(V3-V1)/(V2-V1)*(B2 B1)+B1。在其他实施例中,具有非线性关系的速度和制动数据可被拟合为曲线。值得注意的是,停止距离随着速度增加以较快速率增加,因此,在实施例中,速度和制动数据可被标绘为非线性等式或其可保守地简化为线性等式,其在实施例中可在较低速度下产生多余制动距离。此外,初始速度预测可被修改以考虑其他因素,诸如多余的车辆重量、路面、天气状况(道路上的雪或冰)。在实施例中,可通过修改初始制动估计以添加额外的制动距离以考虑天气、路面不规则性、疏松的道路表面(碎石、尘土或沙石)、道路上的冰或水和将减速制动的其他因素来处理道路或天气状况。在实施例中,可基于每个状况,将预定量添加到停止距离,例如基于保守的经验数据,将余量添加到估计。在实施例中,可修改该表或曲线,或者可存在不同的表或曲线,以考虑劣化的停止状况。在实施例中,当修改添加到初始制动距离(即,标称状况制动距离)的额外制动距离量时,可使用和/或考虑车轮滑动的测量(诸如牵引控制度量)、车轮滑动的全轮驱动防抱死制动测量和/或粘附摩擦系数(道路与轮胎之间的粘附性)。

在步骤2520中,自控车辆发送第一消息,其中该消息包括用于自控车辆的标识数据元素或车辆类型或车辆优先权或其组合和用于自控车辆的制动距离数据元素。在一些实施例中,车辆类型可在非限制性示例中指定车辆为客车、运输卡车还是紧急车辆或其他车辆类型。在一些实施例中,车辆优先权可以包括对优先权的指示,诸如车辆处于紧急状态、处于时间临界情形、处于中度时间敏感情形还是处于非时间敏感情形。在一些实施例中,车辆优先权可以包括对财务转移的指示,其中最高出价者可获得相对于较低出价者的交叉路口进入优先权。在一些实施例中,车辆状态可以包括表示相对优先权的数值或有序序列(诸如1至5或A至F)。在一些实施例中,自控车辆也可发送关于是否自主地操作车辆的自主数据元素,使得可考虑响应时间或与自主操作相关的其他因素。在一些实施例中,自控车辆可发送定位信息和/或速度前进方向信息。在一些实施例中,自控车辆可在消息中包括其他相关数据元素,诸如打滑道路指示符和/或道路/轮胎滑动和/或粘附性的测量。在一些实施例中,自控车辆消息可以包括用于周围交通指示(诸如在自控车辆的前方、后方和/或侧面是否存在车辆)的数据元素。在一些实施例中,自控车辆消息可以包括紧急、状态或优先权标志,其可用于增加用于交叉路口进入的自控车辆的优先权。在一些实施例中,自控车辆消息可以包括观察数据和/或从相邻汽车接收的数据,诸如关于相邻车辆的状态和/或紧急状态的数据。消息可例如经由点对点消息直接发送到RSU,或者该消息可与对应于用于自控车辆的标识数据和用于自控车辆的制动距离数据的数据元素一起广播。如同图23,自控车辆与RSU之间的消息传递可作为基本安全性消息(BSM)或合作感知消息(CAM)或通过利用无线收发器930所支持的其他消息协议来发送。在实施例中,消息可为广播、多播或点对点的或其组合。在实施例中,信息和/或状态消息可被实施为到相邻汽车的广播消息或点对点消息或被实施为到相邻汽车和/或路边单元的多播消息。请求、确认、协商和响应消息在受影响各方之间可为点对点的或可与目标车辆的名称一起广播或多播。上文关于图23还讨论了车辆的制动距离的导出以及制动距离与各种状况和输入以及与自主车辆能力之间的关系的讨论。

在实施例中,路边单元(RSU)可自动假设接近交叉路口的车辆(诸如自控车辆)请求交叉路口进入。在实施例中,自控车辆可将请求交叉路口进入的消息发送到RSU。在一些实施例中,RSU可假设接近交叉路口的车辆请求交叉路口进入,并且因此在确定优先权的次序以授予交叉路口进入时监测接近的车辆距离、速度、停止距离、优先权和/或其他因素。

在步骤2530中,自控车辆至少部分地基于用于自控车辆的制动距离从路边单元(RSU)接收第二消息,其包括关于自控车辆的交叉路口进入的一个或多个指令。在实施例中,第二消息可以包括授予或拒绝进入交叉路口的权限的指令,其中该权限是至少部分地基于用于自控车辆的制动距离。在实施例中,第二消息可指定到交叉路口的接近速度,其在实施例中可与进入交叉路口的权限的授予相关联。在实施例中,接近速度可被确定以便使其他车辆在自控车辆穿过交叉路口之前穿过交叉路口。在实施例中,接近速度可被确定以便最大程度地增加通过交叉路口的交通流。在实施例中,第二消息可为广播信号状态消息。在实施例中,第二消息可为点对点消息。在实施例中,如果自控车辆停止距离超过自控车辆与交叉路口之间的距离,则RSU可向自控车辆授予交叉路口进入和/或用于交叉路口进入的增加的优先权。在实施例中,如果自控车辆停止距离小于自控车辆与交叉路口之间的距离(即,自控车辆能够在交叉路口之前停止或至少减速)并且较高优先权车辆请求进入交叉路口,或者如果更接近于交叉路口或在交叉路口等待的车辆请求进入交叉路口,则RSU可拒绝自控车辆进入交叉路口并且替代地请求自控车辆在交叉路口处停止同时将交叉路口进入提供给其他车辆。在实施例中,如果自控车辆停止距离小于自控车辆与交叉路口之间的距离(即,自控车辆能够在交叉路口之前停止或至少减速)并且其他车辆类型请求进入交叉路口,尤其如果公共策略或其他策略指示特定车辆类型比其他车辆类型更受青睐,则RSU可拒绝自控车辆进入交叉路口并且替代地请求自控车辆在交叉路口处停止或使其接近减速,同时将交叉路口进入提供给其他类型的其他车辆。例如,公共策略可有利于诸如公共汽车和火车的公共运输车辆或诸如开始和停止将使用较多能量的较大卡车的较大车辆以最少的停靠进行运输;在此策略下,公共运输车辆和/或较大车辆可比客车优先进入交叉路口。类似地,高占用车辆类型(或状态)相对于低占用车辆类型(或状态)可具有优先权。在实施例中,第二消息可为来自RSU的广播信号状态消息或者第二消息可为从RSU到自控车辆的点对点消息,其向自控车辆授予或拒绝交叉路口进入。

在步骤2540中,自控车辆可响应于从RSU接收到的一个或多个指令而控制自控车辆的交叉路口进入。在实施例中,基于第二消息,自控车辆可在第二消息中接收进入交叉路口或在交叉路口之前停止以等待RSU授予交叉路口进入的指令。在实施例中,第二消息可以包括从RSU到自控车辆的停止或继续行进的指令,并且可进一步包括在自控车辆接近交叉路口时修改车辆速度的请求。在实施例中,自控车辆可从RSU接收在交叉路口之前减速或以其他方式修改其速度(而非停止)以允许其他车辆在自控车辆到达交叉路口之前穿过交叉路口的指令。在实施例中,自控车辆可从RSU接收加速以在其他车辆之前穿过交叉路口的指令。在实施例中,RSU可将到交叉路口的目标接近速度发送到自控车辆,从而可使得自控车辆以慢于或快于当前自控车辆速度的速度接近交叉路口。在实施例中,自控车辆可在划分交叉路口的线处停止以等待进入交叉路口的权限。

在各种实施例中,自控车辆可由车辆1000示出(例如,如在图9至图11所示)并且可能能够进行位置确定、导航、自主驾驶、对象检测、车辆间通信和/或用于自主和/或半自主车辆中的其他技术。在以上各种实施例中,术语“车辆”和“自控车辆”可互换使用,其中自控车辆内的系统例如可被称为车辆系统或自控车辆系统。例如,术语“车辆内部传感器”和“车辆外部传感器”涉及自控车辆上的系统。自控车辆可为自主的或可具有自主模式和手动模式,或者可具有半自主特征,诸如自动化车道控制(例如,其中自控车辆能够自动停留在车道中或请求变道/合并到另一车道中或能够自动停止或自动避开道路障碍物)但另外可手动地驾驶。

在各种实施例中,并且如上文所讨论,车辆1000可结合制动衬垫和制动状态监测系统利用定位技术以估计制动距离(和/或在实施例中,不同速度下的制动效力),其可在多个速度下进行估计(如可通过定位系统和/或速度计、车轮监测器等测量)。制动距离和/或性能相对于速度可用于基于适合不同速度下的制动数据的速度和/或等式来创建制动距离的表,其可用于估计制动距离。可基于包括速度和位置的改变的不断改变的输入参数来有规律地并且周期性地更新制动距离。

在各种实施例中并且如上文所讨论,车辆1000可利用定位系统以确定可在位置数据元素中传达到相邻和/或附近车辆的位置。车辆1000可使用位置来确定车辆运动(例如何时合并车道),或确定车辆之间的间距。车辆1000可与相邻或附近车辆交换位置信息以协商并且协调诸如变道的运动且调整车辆之间的间距。

在各种实施例中,并且如上文所讨论,车辆1000(例如车辆A 1280和车辆B 1290)可具有电路和处理资源,其能够获得位置相关测量(例如,针对自GPS、GNSS或其他卫星定位系统(SPS)卫星1210、WAN无线收发器1220或WLAN或PAN局域收发器1230接收到的信号并且有可能基于这些位置相关测量计算车辆1000的固定位置或估计的位置)。在目前所示的示例中,由车辆1000获得的位置相关测量可以包括从属于SPS或全球导航卫星系统(GNSS)(1210)的卫星(诸如GPS、GLONASS、伽利略或北斗)接收到的信号(1212)的测量,和/或可以包括从固定在已知位置处的地面发送器(例如,诸如WAN无线收发器1220)接收到的信号(诸如1222和/或1232)的测量。车辆1000或位置服务器1260然后可基于这些位置相关测量使用若干定位方法中的任一者来获得用于车辆1000的位置估计,该定位方法诸如例如GNSS、辅助式GNSS(A-GNSS)、高级前向链路三边测量(AFLT)、观察到达时间差(OTDOA)或增强型小区ID(E-CID)、网络三角测量、接收信号强度指示(RSSI)或其组合。在这些技术中的一些(例如A-GNSS、AFLT和OTDOA、RSSI)中,可至少部分地基于由发送器或卫星发送并在车辆1000处接收的导频、定位参考信号(PRS)或其他定位相关信号来相对于已知位置处的三个或多于三个地面发送器或相对于具有准确知道的轨道数据的四个或多于四个卫星或其组合来在车辆1000处测量伪距离、距离或定时差异。服务器可将定位辅助数据提供给车辆1000,该定位辅助数据包括例如关于待测量的信号的信息(例如,信号定时和/或信号强度)、地面发送器的位置和标识符和/或用于GNSS卫星的信号、定时和轨道信息以促进定位技术,诸如A-GNSS、AFLT、OTDOA和E-CID。例如,位置服务器1260可以包括指示在一个或多个特定区域(诸如特定地点)中的无线收发器和/或局域收发器的位置和标识符的年鉴,并且可提供描述由蜂窝基站或AP或移动地面收发器发送的信号的信息,诸如,发送功率和信号定时。在E-CID的状况下,车辆1000可获得从WAN无线收发器1220和/或无线局域网(WLAN)或PAN局域收发器1230接收到的信号的信号强度的测量和/或可获得车辆1000与WAN无线收发器1220或无线局域收发器1230之间的往返信号传播时间(RTT)。车辆1000可使用这些测量连同从位置服务器1260接收到的辅助数据(例如地面年鉴数据或GNSS卫星数据,诸如GNSS年鉴和/或GNSS星历信息)以确定车辆1000的位置或可将该测量传递到位置服务器1260以执行相同确定。

在各种实施例中,可通过各种方式确定位置,如上文所描述。例如,在实施例中,车辆1000可利用GNSS卫星信号测量、地面发送器信号测量或其某一组合来确定其位置。在实施例中,车辆1000可利用LIDAR、雷达、GNSS、传感器和其各种组合来确定其位置。在实施例中,车辆1000可使用加速度计和/或陀螺仪和各种传感器来确定其位置(车轮刻度、转向方向等)以经由推算定位确定从最后一个确定位置行进的距离和方向。在实施例中,车辆1000可使用信号和传感器的组合确定其位置;例如,位置可使用来自GNSS和地面发送器的各种信号测量来确定并且然后使用推算定位来更新。来自确定的位置的各种信号测量可取自可见发送器以获得对发送器距确定的位置的距离的指示。距离指示可以包括信号强度或往返时间或到达时间或其他距离估计方法。可在新的确定位置处进行新的信号测量。通过组合对距取自多个位置的任何给定发送器的距离的指示,无论通过一个设备还是通过多个设备,均可确定发送器(诸如WAN无线收发器1220或WLAN或PAN局域收发器1230)的位置。可在车辆1000上或在众包服务器上或在位置服务器1260或其他基于网络的服务器上确定发送器的位置。

车辆(例如图2中的车辆1000,例如,车辆A 1280和车辆B 1290)可被称为设备、汽车、卡车、摩托车、飞行设备(诸如飞机或无人机)、无线设备、移动终端、终端、移动台(MS)、用户设备(UE)、启用SUPL的终端(SET)。通常,尽管不必要,但车辆可诸如使用V2X、GSM、WCDMA、LTE、CDMA、HRPD、Wi-Fi、BT、WiMAX、长期演进(LTE)、第5代无线(5G)或新无线电接入技术(NR)、V2X通信协议等来支持无线通信。车辆也可使用例如无线LAN(WLAN)、诸如蓝牙TM或ZigBee的个域网(PAN)、DSL或分组电缆支持无线通信。在实施例中,车辆可支持包括各种数据元素(诸如描绘相应车辆被自主地驾驶的数据元素)的基本安全性消息(BSM)的发送。在实施例中,车辆可支持ETSI合作感知消息(CAM)的发送,该ETSI合作感知消息例如在实施例中包括各种数据元素,诸如描绘相应车辆被自主地驾驶的数据元素。

车辆(例如,车辆1000)的位置的估计可以被称为位置、位置估计、位置锁定、锁定、位置、位置估计或位置锁定,并且可以是大地测量学的,因此为车辆提供位置坐标(例如,纬度和经度),其可以包括或者可以不包括海拔组成部分(例如,海拔高度、地表高度或地上高度或地上高度或地下高度)。任选地,车辆的位置可以被表达为城市位置(例如,被表达为邮政地址或建筑物中的某个点或小区域(诸如特定房间或楼层)的名称)。车辆的位置还可以被表达为车辆预期以某个概率或置信度水平(例如,67%或95%)定位在其中的区域或空间(在地理学上或以城市形态定义)。车辆的位置还可以是相对位置,该相对位置包括例如相对于已知位置处的某个原点而定义的距离和方向或相对X、Y(和Z)坐标,该相对位置在地理学上或以城市术语或参考在地图、楼层平面图或建筑平面图上指示的点、区域或空间来定义。在本文包含的描述中,除非另有指示,否则术语位置的使用可以包括这些变型中的任一者。

在整个说明书中,对“一个示例”、“示例”、“某些示例”、“在实施例中”或“示例性实施方案”的引用意味着结合该特征和/或示例描述的特定特征、结构或特性可以包括在所要求保护的主题的至少一个特征和/或示例中。因此,在整个说明书中各处出现的短语“在一个示例中”、“示例”,“在某些示例中”或“在某些实施方案中”或“在实施例中”或其他类似的短语不一定全部指代相同的特征、示例和/或限制。此外,可以在一个或多个示例和/或特征中和在各个实施例中组合或修改特定特征、结构或特性。指定的实施例并不旨在相对于细节方面可以改变的实施方案有所限制;本领域技术人员将认识到,其他未指定的实施例也可以与所描述的实施例一起使用或用于修改所描述的实施例。

本文所包括的详细描述的一些部分是根据对特定装置或专用计算装置或平台的存储器中存储的二进制数字信号的操作的算法或符号表示来呈现的。在本特定说明书的上下文中,一旦术语特定装置等被编程为根据来自程序软件的指令执行特定操作,其就包括通用计算机。算法描述或符号表示是信号处理或相关领域的普通技术人员用来将其工作的实质传达给本领域其他技术人员的技术的示例。算法在此并且通常被认为是导致期望结果的操作或类似信号处理的自洽序列。在本上下文下,操作或处理涉及对物理量的物理操纵。通常,尽管不是必须的,但是此类量可以采取能够被存储、传送、组合、比较或以其他方式操纵的电或磁信号的形式。已经证明,有时原则上出于通用的原因将此类信号称为位、数据、值、步骤、符号、字符、项、数字等是方便的。然而,应当理解,所有这些或类似术语将与适当的物理量相关联并且仅仅是方便标签。除非另有特别说明,否则从本文的讨论中显而易见的是,应当理解,在整个说明书中,利用诸如“处理”、“计算”、“计算”、“确定”等术语的讨论是指特定装置(诸如专用计算机、专用计算装置或类似的专用电子计算设备)的动作或过程。因此,在本说明书的上下文中,专用计算机或类似的专用电子计算设备能够操纵或转换信号,该信号通常表示为存储器、寄存器或其他信息存储设备、发送设备或专用计算机或类似的专用电子计算设备的显示设备中的物理电子或磁性量。

本文中描述的无线通信技术可以结合各种无线通信网络,各种无线通信网络诸如无线广域网(“WAN”)、无线局域网(“WLAN”)、无线个域网(PAN)等等。术语“网络”和“系统”在本文中可以互换使用。WAN可以是码分多址(“CDMA”)网络、时分多址(“TDMA”)网络、频分多址(“FDMA”)网络、正交频分多址(“OFDMA”)网络、单载波频分多址(“SC-FDMA”)网络、长期演进(“LTE”)、第五代(“5G”)或上述网络的任意组合等等。CDMA网络可以实现一或多种无线电接入技术(“RAT”),诸如cdma2000、宽带-CDMA(“W-CDMA”),此处仅举几种无线电技术。在此,cdma2000可以包含根据IS-95、IS-2000和IS-856标准实现的技术。TDMA网络可以实现全球移动通信系统(“GSM”)、数字高级移动电话系统(“D-AMBP”)或某个其他RAT。在名为“第3代合作伙伴计划”(“3GPP”)的联盟的文档中描述了GSM和W-CDMA。在名为“第3代合作伙伴计划2”(“3GPP2”)的联盟的文档中描述了CDMA2000。3GPP和3GPP2文档可公开获得。一方面,4G长期演进(“LTE”)通信网络也可以根据所要求保护的主题来实施。WLAN可以包括IEEE802.11x网络,并且PAN可以包括蓝牙网络、IEEE 802.15x,其包括例如Zigbee网络。本文描述的无线通信实施方案也可以结合WAN、WLAN或PAN的任何组合来使用。

另一方面,如先前所提及的,无线发送器或接入点可以包括无线收发器设备,其用于将蜂窝电话服务扩展到商业或家庭或车辆中。在此实施方案中,一个或多个车辆可以例如经由码分多址(“CDMA”)蜂窝通信协议与无线收发器设备通信。

本文中描述的技术可以与卫星定位系统(“SPS”)一起使用,该卫星定位系统包括若干全球导航卫星系统(“GNSS”,诸如全球定位系统“GPS”,俄罗斯GLONASS系统和欧盟伽利略系统以及中国北斗和北斗-2系统)中的任一者和/或GNSS的组合。此外,此类技术可以与利用充当“伪卫星”的地面发送器或SV与此类地面发送器的组合的定位系统一起使用。地面发送器可以例如包括广播PN码或其他测距码(例如,类似于GPS或CDMA蜂窝信号)的基于地面的发送器。此发送器可以被指派有唯一PN码以便允许由远程接收器标识。地面发送器可以例如有用于在来自轨道SV的SPS信号可能不可用的情形中增强SPS,诸如在隧道、矿场、建筑物、都市峡谷或其他封闭区域中增强SPS。伪卫星的另一个实施方案被称为无线电信标。如本文中所使用的术语“SV”旨在包括充当伪卫星的地面发送器、伪卫星的等效物以及可能其他者。如本文中所使用的术语“SPS信号”和/或“SV信号”旨在包括来自地面发送器的类似SPS的信号,该地面发送器包括充当伪卫星或伪卫星的等效物的地面发送器。

在前面的详细描述中,已经阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而,本领域技术人员将理解,可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他情况下,没有详细描述本领域普通技术人员已知的方法和装置以免模糊所要求保护的主题。

如本文使用的术语“和”、“或”以及“和/或”可以包括也被预期至少部分地取决于使用此类术语的上下文的各种含义。通常,“或”在用于关联列表(诸如A、B或C)时意图表示A、B和C(在此以包含性意义使用)以及A、B或C(在此以排它性意义使用)。另外,如本文使用的术语“一个或多个”可以用于以单数形式描述任何特征、结构或特性,或者可以用于描述特征、结构或特性的多个或某个其他组合。但是,应注意,这仅仅是说明性示例,并且所要求保护的主题不限于该示例。

尽管已经示出和描述了当前被认为是示例性特征的内容,但是本领域技术人员将理解,在不脱离所要求保护的主题的情况下,可以做出各种其他修改,并且可以替换等同物。另外,在不脱离本文描述的中心概念的情况下,可以做出许多修改以使特定情况适应所要求保护的主题的教导。

因此,所要求保护的主题不旨在限于所公开的示例;此类所要求保护的主题也可以包括落入权利要求及其等同物的范围内的所有方面。

对于涉及固件和/或软件的实施方案,可以用执行本文描述的功能的模块(例如,程序、功能等等)来实施方法。有形地体现指令的任何机器可读介质都可以用于实施本文描述的方法。例如,软件代码可以存储在存储器中并由处理器单元来执行。存储器可以在处理器单元内或在处理器单元外部实施。如本文所使用的,术语“存储器”是指任何类型的长期、短期、易失性、非易失性或其他存储器,并且不限于任何特定类型的存储器或特定数量的存储器,或其上存储有存储器的介质的类型。

当在固件和/或软件中实施时,可以将功能作为一或多个指令或代码存储在计算机可读存储介质上。示例包括用数据结构编码的计算机可读介质和用计算机程序编码的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以为可以由计算机访问的任何可用介质。通过示例的方式而不是限制的方式,这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、FLASH、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质、半导体存储设备或其他磁存储设备、或者可以用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行访问的任何其他介质;如本文中使用的磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘及蓝光光盘,其中磁盘通常磁性地再现数据,而光盘借助于激光光学地再现数据。上述组合也应包括于计算机可读介质的范围内。

除了存储在计算机可读存储介质上之外,指令和/或数据还可以作为信号提供在通信装置中包括的发送介质上。例如,通信装置可以包括具有指示指令和数据的信号的收发器。指令和数据被配置为使一个或多个处理器实施权利要求中概述的功能。即,通信装置包括具有指示用于执行所公开的功能的信息的信号的发送介质。在第一时间,通信装置中包括的发送介质可以包括信息的第一部分以执行所公开的功能,而在第二时间,通信装置中包括的发送介质可以包括信息的第二部分以执行所公开的功能。

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