本发明涉及自导向车辆的安全控制技术，尤其涉及一种自导向车辆的控制方法，以及一种自导向车辆的控制装置。
背景技术：
自导向车辆是采用感知、定位技术对车辆运行进行电子约束，通过沿虚拟轨道自动转向运行的胶轮式车辆。虚拟轨道的实现方式可以包括地面涂画标识线、电磁感应、高精度定位等形式。按照自导向车辆的运行模式以及实现电子/电气(electronics/electrical)系统功能的特点，现有的自导向车辆存在发生由自身控制系统或执行系统故障引起自动转向功能异常的隐患，容易导致的轨迹偏离的问题。
当发生上述轨迹偏离情况时，现有的自导向车辆只能通过司机的人工接管来降低车辆碰撞的风险。这种安全控制策略完全依赖司机的快速反应和操作准确性等不可控的因素来保障行车安全。然而，由于车辆速度、司机状况、道路情况、天气情况等运营场景的不确定性，以及车辆偏离轨迹导致事故往往在极短的时间内发生的特点，司机的人工接管无法可靠地保障行车安全，存在较大的失效风险。
基于以上描述，本领域亟需一种安全控制技术，用于在自导向车辆发生轨迹偏离的问题时规避车辆的碰撞风险，并在碰撞事故无法避免的情况下降低事故的严重程度。
技术实现要素：
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种自导向车辆的控制方法、一种自导向车辆的控制装置，以及一种计算机可读存储介质，用于在自导向车辆发生轨迹偏离的问题时规避车辆的碰撞风险，并在碰撞事故无法避免的情况下降低事故的严重程度。
本发明提供的上述自导向车辆的控制方法包括：监测所述自导向车辆的轨迹跟随状态；响应于指示轨迹偏离的监测信号，执行报警缓冲控制以发出车道偏离报警，并对所述自导向车辆进行轨迹偏离缓冲；响应于司机输入的人工接管指令，执行人工接管控制以关闭自动转向功能，并启动手动驾驶功能；以及响应于判断未收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，执行安全保证控制以主动制动所述自导向车辆。
优选地，在本发明的一些实施例中，执行所述报警缓冲控制的步骤可以包括：执行车道偏离报警功能，通过声音、光线和/或座椅振动的方式向所述司机发出所述车道偏离报警；执行转向记忆和回转功能，缩小所述自导向车辆的偏离角度以进行所述轨迹偏离缓冲；以及执行限制牵引功率输出功能，发送牵引控制指令限制最高输出扭矩以进行所述轨迹偏离缓冲。
优选地，在本发明的一些实施例中，执行所述转向记忆和回转功能的步骤可以包括：从所述自导向车辆的转向系统调取前一记忆周期的转矩曲线，其中，所述记忆周期是根据发生所述轨迹偏离与收到所述监测信号的时间差来确定，所述转矩曲线指示所述记忆周期内各时刻的转矩；以及控制所述转向系统根据所述前一记忆周期的转矩曲线执行回转，以缩小所述自导向车辆的偏离角度，其中，执行所述回转的转矩变化量不大于预设的最大转矩变化量，执行所述回转的时长不大于所述记忆周期。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述报警缓冲控制可以通过异构冗余的方式来实施，其中，所述车道偏离报警功能可以通过车辆控制系统及can通信网络来实施，所述转向记忆和回转功能可以通过转向系统来实施，所述限制牵引功率输出功能可以通过牵引控制系统来实施。
可选地，在本发明的一些实施例中，执行所述人工接管控制的步骤可以包括：执行人工接管检测功能，以检测所述司机进一步输入的所述手动驾驶控制指令，其中，所述手动驾驶控制指令包括所述司机对方向盘的干预时间和干预扭矩；以及响应于所述干预时间大于预设的时间阈值和/或所述干预扭矩大于预设的扭矩阈值，判断收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，执行自动转向退出控制功能以关闭所述自动转向功能，并启动所述手动驾驶功能以供所述司机通过所述方向盘执行回转。
优选地，在本发明的一些实施例中，执行所述安全保证控制的步骤可以包括：执行主动制动功能，以统计所述司机的手动接管时间，其中，所述手动接管时间指示自收到所述人工接管指令至所述自动转向功能关闭的时长；以及响应于所述手动接管时间达到预设的第一故障容错时间，判断未收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，并主动触发紧急制动器以主动制动所述自导向车辆。
优选地，在本发明的一些实施例中，执行所述安全保证控制的步骤还可以包括：执行所述主动制动功能，以统计所述司机的人工接管时间，其中，所述人工接管时间指示自收到所述指示轨迹偏离的监测信号至收到所述人工接管指令的时长；以及响应于所述人工接管时间达到预设的第二故障容错时间，判断未收到所述司机输入的人工接管指令，并主动触发紧急制动器以主动制动所述自导向车辆。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述控制方法还可以包括步骤：执行所述安全保证控制的车辆诊断控制功能，以监测所述自导向车辆偏离轨迹的过程，以及导致所述轨迹偏离的系统故障。
根据本发明的另一方面，本文还提供了一种自导向车辆的控制装置，用于在自导向车辆发生轨迹偏离的问题时规避车辆的碰撞风险，并在碰撞事故无法避免的情况下降低事故的严重程度。
本发明提供的上述自导向车辆的控制装置适于监测所述自导向车辆的轨迹跟随状态，并包括报警缓冲控制模块、人工接管控制模块及安全保证控制模块。所述报警缓冲控制模块配置为：响应于指示轨迹偏离的监测信号，发出车道偏离报警，并对所述自导向车辆进行轨迹偏离缓冲。所述人工接管控制模块配置为：响应于司机输入的人工接管指令，关闭自动转向功能，并启动手动驾驶功能。所述安全保证控制模块配置为：响应于判断未收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，主动制动所述自导向车辆。
优选地，在本发明的一些实施例中，所述报警缓冲控制模块可以进一步配置为：执行车道偏离报警功能，通过声音、光线和/或座椅振动的方式向所述司机发出所述车道偏离报警；执行转向记忆和回转功能，缩小所述自导向车辆的偏离角度以进行所述轨迹偏离缓冲；以及执行限制牵引功率输出功能，发送牵引控制指令限制最高输出扭矩以进行所述轨迹偏离缓冲。
优选地，在本发明的一些实施例中，所述报警缓冲控制模块可以进一步配置为：从所述自导向车辆的转向系统调取前一记忆周期的转矩曲线，其中，所述记忆周期是根据发生所述轨迹偏离与收到所述监测信号的时间差来确定，所述转矩曲线指示所述记忆周期内各时刻的转矩；以及控制所述转向系统根据所述前一记忆周期的转矩曲线执行回转，以缩小所述自导向车辆的偏离角度，其中，执行所述回转的转矩变化量不大于预设的最大转矩变化量，执行所述回转的时长不大于所述记忆周期。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述报警缓冲控制模块可以具有异构冗余的架构。所述报警缓冲控制模块可以通过车辆控制系统及can通信网络来实施所述车道偏离报警功能，通过转向系统来实施所述转向记忆和回转功能，并通过牵引控制系统来实施所述限制牵引功率输出功能。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述人工接管控制模块可以进一步配置为：执行人工接管检测功能，以检测所述司机进一步输入的所述手动驾驶控制指令，其中，所述手动驾驶控制指令包括所述司机对方向盘的干预时间和干预扭矩；以及响应于所述干预时间大于预设的时间阈值和/或所述干预扭矩大于预设的扭矩阈值，判断收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，执行自动转向退出控制功能以关闭所述自动转向功能，并启动所述手动驾驶功能以供所述司机通过所述方向盘执行回转。
优选地，在本发明的一些实施例中，所述安全保证控制模块可以进一步配置为：执行主动制动功能，以统计所述司机的手动接管时间，其中，所述手动接管时间指示自收到所述人工接管指令至所述自动转向功能关闭的时长；以及响应于所述手动接管时间达到预设的第一故障容错时间，判断未收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，并主动触发紧急制动器以主动制动所述自导向车辆。
优选地，在本发明的一些实施例中，所述安全保证控制模块还可以配置为：执行所述主动制动功能，以统计所述司机的人工接管时间，其中，所述人工接管时间指示自收到所述指示轨迹偏离的监测信号至收到所述人工接管指令的时长；以及响应于所述人工接管时间达到预设的第二故障容错时间，判断未收到所述司机输入的人工接管指令，并主动触发紧急制动器以主动制动所述自导向车辆。
可选地，在本发明的一些实施例中，所述安全保证控制模块还可以配置为：执行车辆诊断控制功能，以监测所述自导向车辆偏离轨迹的过程，以及导致所述轨迹偏离的系统故障。
根据本发明的另一方面，本文还提供了一种计算机可读存储介质，用于在自导向车辆发生轨迹偏离的问题时规避车辆的碰撞风险，并在碰撞事故无法避免的情况下降低事故的严重程度。
本发明提供的上述计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。所述计算机指令被处理器执行时，可以实施上述任意一个实施例所提供的自导向车辆的控制方法。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1示出了根据本发明的一些实施例提供的自导向车辆的控制装置的架构示意图。
图2示出了根据本发明的一些实施例提供的自导向车辆的控制方法的流程示意图。
附图标记
10自导向车辆的控制装置；
11报警缓冲控制模块；
12人工接管控制模块；
13安全保证控制模块。
21司机室；
22转向系统；
23牵引控制系统；
24紧急制动器。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
如上所述，当发生上述轨迹偏离情况时，现有的自导向车辆只能通过司机的人工接管来降低车辆碰撞的风险。这种安全控制策略完全依赖司机的快速反应和操作准确性等不可控的因素来保障行车安全。然而，由于车辆速度、司机状况、道路情况、天气情况等运营场景的不确定性，以及车辆偏离轨迹导致事故往往在极短的时间内发生的特点，司机的人工接管无法可靠地保障行车安全，存在较大的失效风险。
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种自导向车辆的控制方法、一种自导向车辆的控制装置，以及一种计算机可读存储介质，用于在自导向车辆发生轨迹偏离的问题时规避车辆的碰撞风险，并在碰撞事故无法避免的情况下降低事故的严重程度。
在一些非限制性的实施例中，本发明提供的上述自导向车辆的控制方法可以由一种自导向车辆的控制装置来实施。请参考图1，图1示出了根据本发明的一些实施例提供的自导向车辆的控制装置的架构示意图。
如图1所示，在本发明的一些实施例中，上述自导向车辆的控制装置10可以包括报警缓冲控制模块11、人工接管控制模块12，以及安全保证控制模块13。该报警缓冲控制模块11、人工接管控制模块12及安全保证控制模块13可以配置于自导向车辆的车辆控制系统。在一些实施例中，该报警缓冲控制模块11、人工接管控制模块12及安全保证控制模块13可以由配置于车辆控制系统的同一个控制器的多个软件功能模块来实现。可选地，在另一些实施例中，该报警缓冲控制模块11、人工接管控制模块12及安全保证控制模块13也可以由配置于车辆控制系统的多个硬件控制器模块来实现。
以下将结合上述自导向车辆控制装置10的架构来描述一些自导向车辆控制方法的实施方式。本领域的技术人员可以理解，这些自导向车辆控制方法的方案只是本发明提供的一些非限制性的实施例，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一些便于公众实施的具体方案，而非用于限制本发明的保护范围。
请参考图2，图2示出了根据本发明的一些实施例提供的自导向车辆的控制方法的流程示意图。
如图2所示，本发明提供的上述自导向车辆的控制方法可以包括步骤：监测自导向车辆的轨迹跟随状态。
如上所述，自导向车辆可以采用感知、定位技术对车辆运行方向进行电子约束，从而控制车辆沿虚拟轨道进行自动转向。该虚拟轨道的实现方式包括但不限于地面涂画标识线、电磁感应、高精度定位等形式。
以上述地面涂画标识线为例，自导向车辆的控制装置10可以利用自导向车辆的车道偏离检测功能监测车辆的轨迹跟随状态，并根据车道偏离检测功能传递到车辆控制系统的状态信息，判断车辆是否偏离涂画于地面的标识线轨迹。具体来说，该车道偏离检测功能可以由一个车道偏离检测模块来实施。该车道偏离检测模块可以包括一个或多个朝向路面的摄像头以及图像处理单元。该图像处理单元适于对摄像头采集的路面图像进行图像识别，并根据图像识别的结果判断自导向车辆是否偏离涂画于地面的标识线轨迹。
在一些实施例中，自导向车辆的控制装置10可以将车道偏离检测功能传递到车辆控制系统的状态信息发送到报警缓冲控制模块11。响应于该状态信息指示自导向车辆已经偏离标识线轨迹，报警缓冲控制模块11可以判断收到指示轨迹偏离的监测信号。
如图2所示，本发明提供的上述自导向车辆的控制方法还可以包括步骤：响应于指示轨迹偏离的监测信号，执行报警缓冲控制以发出车道偏离报警，并对自导向车辆进行轨迹偏离缓冲。
在本发明的一些实施例中，报警缓冲控制可以包括车道偏离报警功能、转向记忆和回转功能，以及限制功率输出功能。该车道偏离报警功能可以通过蜂鸣器、扬声器、警示灯、显示器弹窗和/或座椅振动等声、光、振动的方式，向司机发出车道偏离报警，从而提示司机人工接管车辆来进行手动驾驶。该转向记忆和回转功能可以利用发生轨迹偏离之前的转矩回转车辆，以缩小自导向车辆的偏离角度，从而针对车辆的航向角实施轨迹偏离缓冲。该限制牵引功率输出功能可以向牵引电机或发动机发送牵引控制指令，限制牵引电机或发动机的最高输出扭矩以限制车辆速度，从而针对车辆速度实施轨迹偏离缓冲。通过实施上述轨迹偏离缓冲，可以有效地延后车辆发生碰撞的时间，并在碰撞事故无法避免情况下尽可能地降低事故的严重程度。
在一些实施例中，报警缓冲控制模块11可以配置为异构冗余的架构，以保障报警缓冲控制的各功能的可靠性和独立性。相应地，报警缓冲控制可以通过异构冗余的方式来同步实施。具体来说，如图1所示，响应于指示轨迹偏离的监测信号，报警缓冲控制模块11可以立即通过车辆控制系统及车辆的can通信网络，向司机室21的扬声器、警示灯及座椅振动模块发送激活指令，以控制司机室21的扬声器、警示灯及座椅振动模块向司机发出车道偏离报警。
同时，报警缓冲控制模块11可以从自导向车辆的转向系统22调取发生轨迹偏离前一记忆周期δt的转矩曲线t＝{t1,t2,…,tn}，以作为执行车辆回转的转矩控制量。该记忆周期δt可以根据自导向车辆实际发生轨迹偏离的时刻t1与报警缓冲控制模块11收到监测信号的时刻t2的时间差来确定，即δt＝t2-t1。该转矩曲线t可以包括一个记忆周期δt内各时刻的转矩控制量t1～tn。之后，报警缓冲控制模块11可以控制转向系统22根据该前一记忆周期δt的转矩曲线t＝{t1,t2,…,tn}来执行自导向车辆的回转，以缩小自导向车辆偏离地面标识轨迹线的角度。
在一些实施例中，报警缓冲控制模块11可以预设有最大转矩变化量δtmax，用于限制相邻两个转矩控制量之间的变化幅度。例如：定义开始执行回转时自导向车辆的原始转矩为t0。若t1-t0>δtmax，则报警缓冲控制模块11可以采用t1’＝t0+δtmax的转矩控制量来执行回转，以防突然急转引发翻车事故或对车内乘客造成伤害。同理，若t2–t1’>δtmax，则报警缓冲控制模块11可以采用t2’＝t1’+δtmax的转矩控制量来执行回转。依此类推，报警缓冲控制模块11可以根据该前一记忆周期δt的转矩曲线t＝{t1,t2,…,tn}，持续地对自导向车辆执行回转，直到司机输入人工接管指令，或执行回转的时长达到一个记忆周期δt。一般来说，一个记忆周期δt通常设置在300～500ms之间，仅为司机做出反应提供适当的缓冲时间。
此外，报警缓冲控制模块11还可以同时通过牵引控制系统23来实施上述限制牵引功率输出功能，限制牵引电机或发动机的最高输出扭矩以限制车辆速度，从而针对车辆速度实施轨迹偏离缓冲。在一些实施例中，上述最高输出扭矩可以通过整车测试来验证获得。
在本发明的一些实施例中，安全保证控制模块13可以配置用于执行主动制动功能以统计司机的人工接管时间δt23，并在统计的人工接管时间δt23达到预设的第二故障容错时间ftti2(即δt23≥ftti2)后，主动触发车辆的紧急制动器24来主动制动自导向车辆。该人工接管时间δt23指示自报警缓冲控制模块11收到轨迹偏离信号的时刻t2至其收到人工接管指令的时刻t3的时长，即δt23＝t3-t2。
具体来说，在接收到报警缓冲控制模块11发出的车道偏离报警后，司机可以通过司机室21的人机交互接口输入人工接管指令，激活人工接管控制模块12来实施手动驾驶。该人工接管指令包括但不限于启动手动驾驶模式的确认指令、切换驾驶模式的开关指令，以及操作车辆方向盘的旋转指令。若统计的人工接管时间δt23达到预设的第二故障容错时间ftti2，则安全保证控制模块13可以判断报警缓冲控制模块11未在第二故障容错时间ftti2内收到人工接管指令。此时，安全保证控制模块13可以主动触发车辆的紧急制动器24，主动制动自导向车辆以规避车辆碰撞的风险。通过设置第二故障容错时间ftti2来监控轨迹偏离信号与人工接管指令的时间差δt34，本发明可以快速判断司机是否具有手动驾驶车辆的意愿，并在司机未表示手动驾驶车辆意愿的情况下及时制动车辆以规避车辆碰撞风险，或在碰撞事故无法避免情况下尽可能地降低事故的严重程度，从而提高了整车的安全性。
反之，若司机在第二故障容错时间ftti2内(即δt23<ftti2)输入了人工接管指令，则控制装置10可以将该人工接管指令发送到人工接管控制模块12来实施人工接管控制。
如图2所示，本发明提供的上述自导向车辆的控制方法还可以包括步骤：响应于司机输入的人工接管指令，执行人工接管控制以关闭自动转向功能，并启动手动驾驶功能。
在本发明的一些实施例中，人工接管控制可以包括人工接管检测功能、自动转向退出控制功能，以及手动驾驶功能。该手动接管检测功能用于检测司机进一步输入的手动驾驶控制指令。该手动驾驶控制指令包括但不限于司机对设于司机室21的方向盘的操作指令。在一些实施例中，人工接管控制模块12可以通过传感器检测司机对方向盘的干预时间和干预扭矩。若干预时间大于预设的时间阈值且干预扭矩大于预设的扭矩阈值，则人工接管控制模块12可以判断收到的操作指令为司机进一步输入的手动驾驶控制指令，从而执行自动转向退出控制功能以关闭车辆的自动循迹转向功能，并启动车辆的手动驾驶功能以供司机通过方向盘来控制自导向车辆的转向系统22执行回转。
反之，若干预时间小于预设的时间阈值或干预扭矩小于预设的扭矩阈值，则人工接管控制模块12可以判断方向盘收到的操作指令为误触发指令，从而继续保持车辆的自动循迹转向功能，以等待司机进一步输入手动驾驶控制指令，或安全保证控制模块13执行主动制动。
本领域的技术人员可以理解，上述干预时间大于预设的时间阈值且干预扭矩大于预设的扭矩阈值的判断标准，只是本发明提供的一种非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一种便于公众实施的具体方案，而非用于限制本发明的保护范围。可选地，在另一些实施例中，本领域的技术人员也可以仅采用干预时间或干预扭矩中的一者，或者其他判断标准来筛除误触发指令。
如图2所示，本发明提供的上述自导向车辆的控制方法还可以包括步骤：响应于判断未收到司机进一步输入的手动驾驶控制指令，执行安全保证控制以主动制动自导向车辆。
在本发明的一些实施例中，安全保证控制模块13可以配置用于执行主动制动功能以统计司机的手动接管时间δt34，并在统计的手动接管时间δt34达到预设的第一故障容错时间ftti1(即δt34≥ftti1)后，主动触发车辆的紧急制动器24来主动制动自导向车辆。该手动接管时间δt34指示自报警缓冲控制模块11收到人工接管指令的时刻t3至自动循迹转向功能关闭的时刻t4的时长，即δt34＝t4–t3。
具体来说，在输入人工接管指令后，司机可以通过旋转司机室21的方向盘来进一步输入手动驾驶控制指令，从而控制车辆按照预期的路径行驶。若统计的手动接管时间δt34达到预设的第一故障容错时间ftti1，则安全保证控制模块13可以判断人工接管控制模块12未在第一故障容错时间ftti1内收到进一步的手动驾驶控制指令。此时，安全保证控制模块13可以主动触发车辆的紧急制动器24，主动制动自导向车辆以规避车辆碰撞的风险，从而提高了整车的安全性。通过设置第一故障容错时间ftti1来监控人工接管指令与手动驾驶控制指令的时间差δt34，本发明可以进一步判断司机是否确实具备手动驾驶车辆的能力，并在司机未能及时提供手动驾驶控制指令的情况下及时制动车辆以规避车辆碰撞风险，或在碰撞事故无法避免情况下尽可能地降低事故的严重程度，从而规避司机的错误操作带来的恶劣影响，并进一步提高整车的安全性。
反之，若司机在第一故障容错时间ftti1内(即δt34<ftti1)输入了手动驾驶控制指令，则人工接管控制模块12可以根据司机输入的手动驾驶控制指令，控制自导向车辆的转向系统22执行对应的回转操作。
可选地，在本发明的一些实施例中，针对车辆控制系统或转向执行系统的性能下降引起的轨迹偏离，若轨迹偏离信号在上述第二故障容错时间ftti2内消除，则控制装置10可以直接结束执行上述自导向车辆控制方法，从而继续保持车辆的自动循迹转向功能。
可选地，在本发明的一些实施例中，上述安全保证控制模块13还可以配置有车辆诊断控制功能。具体来说，响应于车道偏离检测模块提供的轨迹偏离信号，安全保证控制模块13可以执行车辆诊断控制功能，以监测自导向车辆偏离轨迹的完整过程，并与车辆的控制系统及执行系统进行数据交互，以诊断导致轨迹偏离的系统故障。之后，安全保证控制模块13可以将诊断获得的诊断数据显示到司机室21的显示器，以供司机根据车辆偏离轨迹的过程数据以及导致轨迹偏离系统故障数据，执行正确、准确的控制操作。
通过以上描述可知，本发明提供了一种包括多级安全控制策略的自导向车辆控制技术。通过采用报警缓冲控制、司机人工接管控制，以及安全保证控制的方式，本发明能够克服现有技术完全依靠司机人工接管，并严重依赖司机快速反映和操作准确性的隐患，有效地规避司机错误操作带来的恶劣影响、规避车辆的碰撞风险，并在碰撞事故无法避免情况下尽可能地降低事故的严重程度，从而极大地提高了整车安全性。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
根据本发明的另一方面，本文还提供了一种计算机可读存储介质，用于在自导向车辆发生轨迹偏离的问题时规避车辆的碰撞风险，并在碰撞事故无法避免的情况下降低事故的严重程度。
本发明提供的上述计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。该计算机指令被载有报警缓冲控制模块11、人工接管控制模块12及安全保证控制模块13的处理器执行时，可以实施上述任意一个实施例所提供的自导向车辆的控制方法。
本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
尽管上述的实施例所述的报警缓冲控制模块11、人工接管控制模块12及安全保证控制模块13，可以通过软件与硬件的组合来实现。但是可以理解，报警缓冲控制模块11、人工接管控制模块12及安全保证控制模块13也可以单独在软件或硬件中加以实施。对于硬件实施而言，报警缓冲控制模块11、人工接管控制模块12及安全保证控制模块13可以在一个或多个专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理器件(dapd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行上述功能的其它电子装置或上述装置的选择组合来加以实施。对软件实施而言，报警缓冲控制模块11、人工接管控制模块12及安全保证控制模块13可以通过在通用芯片上运行的诸如程序模块(procedures)和函数模块(functions)等独立的软件模块来加以实施，其中每一个模块可以执行一个或多个本文中描述的功能和操作。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
1.一种自导向车辆的控制方法，其特征在于，包括：
监测所述自导向车辆的轨迹跟随状态；
响应于指示轨迹偏离的监测信号，执行报警缓冲控制以发出车道偏离报警，并对所述自导向车辆进行轨迹偏离缓冲；
响应于司机输入的人工接管指令，执行人工接管控制以关闭自动转向功能，并启动手动驾驶功能；以及
响应于判断未收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，执行安全保证控制以主动制动所述自导向车辆。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，执行所述报警缓冲控制的步骤包括：
执行车道偏离报警功能，通过声音、光线和/或座椅振动的方式向所述司机发出所述车道偏离报警；
执行转向记忆和回转功能，缩小所述自导向车辆的偏离角度以进行所述轨迹偏离缓冲；以及
执行限制牵引功率输出功能，发送牵引控制指令限制最高输出扭矩以进行所述轨迹偏离缓冲。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，执行所述转向记忆和回转功能的步骤包括：
从所述自导向车辆的转向系统调取前一记忆周期的转矩曲线，其中，所述记忆周期是根据发生所述轨迹偏离与收到所述监测信号的时间差来确定，所述转矩曲线指示所述记忆周期内各时刻的转矩；以及
控制所述转向系统根据所述前一记忆周期的转矩曲线执行回转，以缩小所述自导向车辆的偏离角度，其中，执行所述回转的转矩变化量不大于预设的最大转矩变化量，执行所述回转的时长不大于所述记忆周期。
4.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述报警缓冲控制通过异构冗余的方式来实施，其中，所述车道偏离报警功能通过车辆控制系统及can通信网络来实施，所述转向记忆和回转功能通过转向系统来实施，所述限制牵引功率输出功能通过牵引控制系统来实施。
5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，执行所述人工接管控制的步骤包括：
执行人工接管检测功能，以检测所述司机进一步输入的所述手动驾驶控制指令，其中，所述手动驾驶控制指令包括所述司机对方向盘的干预时间和干预扭矩；以及
响应于所述干预时间大于预设的时间阈值和/或所述干预扭矩大于预设的扭矩阈值，判断收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，执行自动转向退出控制功能以关闭所述自动转向功能，并启动所述手动驾驶功能以供所述司机通过所述方向盘执行回转。
6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，执行所述安全保证控制的步骤包括：
执行主动制动功能，以统计所述司机的手动接管时间，其中，所述手动接管时间指示自收到所述人工接管指令至所述自动转向功能关闭的时长；以及
响应于所述手动接管时间达到预设的第一故障容错时间，判断未收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，并主动触发紧急制动器以主动制动所述自导向车辆。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，执行所述安全保证控制的步骤还包括：
执行所述主动制动功能，以统计所述司机的人工接管时间，其中，所述人工接管时间指示自收到所述指示轨迹偏离的监测信号至收到所述人工接管指令的时长；以及
响应于所述人工接管时间达到预设的第二故障容错时间，判断未收到所述司机输入的人工接管指令，并主动触发紧急制动器以主动制动所述自导向车辆。
8.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
执行所述安全保证控制的车辆诊断控制功能，以监测所述自导向车辆偏离轨迹的过程，以及导致所述轨迹偏离的系统故障。
9.一种自导向车辆的控制装置，其特征在于，所述控制装置适于监测所述自导向车辆的轨迹跟随状态，并包括：
报警缓冲控制模块，配置为：响应于指示轨迹偏离的监测信号，发出车道偏离报警，并对所述自导向车辆进行轨迹偏离缓冲；
人工接管控制模块，配置为：响应于司机输入的人工接管指令，关闭自动转向功能，并启动手动驾驶功能；以及
安全保证控制模块，配置为：响应于判断未收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，主动制动所述自导向车辆。
10.如权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述报警缓冲控制模块进一步配置为：
执行车道偏离报警功能，通过声音、光线和/或座椅振动的方式向所述司机发出所述车道偏离报警；
执行转向记忆和回转功能，缩小所述自导向车辆的偏离角度以进行所述轨迹偏离缓冲；以及
执行限制牵引功率输出功能，发送牵引控制指令限制最高输出扭矩以进行所述轨迹偏离缓冲。
11.如权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述报警缓冲控制模块进一步配置为：
从所述自导向车辆的转向系统调取前一记忆周期的转矩曲线，其中，所述记忆周期是根据发生所述轨迹偏离与收到所述监测信号的时间差来确定，所述转矩曲线指示所述记忆周期内各时刻的转矩；以及
控制所述转向系统根据所述前一记忆周期的转矩曲线执行回转，以缩小所述自导向车辆的偏离角度，其中，执行所述回转的转矩变化量不大于预设的最大转矩变化量，执行所述回转的时长不大于所述记忆周期。
12.如权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述报警缓冲控制模块具有异构冗余的架构，其中，所述报警缓冲控制模块通过车辆控制系统及can通信网络来实施所述车道偏离报警功能，通过转向系统来实施所述转向记忆和回转功能，并通过牵引控制系统来实施所述限制牵引功率输出功能。
13.如权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述人工接管控制模块进一步配置为：
执行人工接管检测功能，以检测所述司机进一步输入的所述手动驾驶控制指令，其中，所述手动驾驶控制指令包括所述司机对方向盘的干预时间和干预扭矩；以及
响应于所述干预时间大于预设的时间阈值和/或所述干预扭矩大于预设的扭矩阈值，判断收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，执行自动转向退出控制功能以关闭所述自动转向功能，并启动所述手动驾驶功能以供所述司机通过所述方向盘执行回转。
14.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述安全保证控制模块进一步配置为：
执行主动制动功能，以统计所述司机的手动接管时间，其中，所述手动接管时间指示自收到所述人工接管指令至所述自动转向功能关闭的时长；以及
响应于所述手动接管时间达到预设的第一故障容错时间，判断未收到所述司机进一步输入的手动驾驶控制指令，并主动触发紧急制动器以主动制动所述自导向车辆。
15.如权利要求14所述的控制装置，其特征在于，所述安全保证控制模块还配置为：
执行所述主动制动功能，以统计所述司机的人工接管时间，其中，所述人工接管时间指示自收到所述指示轨迹偏离的监测信号至收到所述人工接管指令的时长；以及
响应于所述人工接管时间达到预设的第二故障容错时间，判断未收到所述司机输入的人工接管指令，并主动触发紧急制动器以主动制动所述自导向车辆。
16.如权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述安全保证控制模块还配置为：
执行车辆诊断控制功能，以监测所述自导向车辆偏离轨迹的过程，以及导致所述轨迹偏离的系统故障。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时，实施如权利要求1～8中任一项所述的自导向车辆的控制方法。
技术总结