鉴于约束主动修改自主车辆的视野
阅读：164发布：2020-07-12
专利汇可以提供鉴于约束主动修改自主车辆的视野专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了用于鉴于约束来主动 修改 自主车辆的 视野 的方法和设备。在一个 实施例 中，公开了一种示例方法，包括使得自主车辆中的 传感器 感测第一视野中的关于环境的信息，其中环境的一部分在第一视野中被遮挡。该示例方法还包括确定期望视野，在该期望视野中环境的该部分不被遮挡，并且基于期望视野和对于车辆的一组约束，确定第二视野，在该第二视野中环境的该部分被遮挡的程度比在第一视野中小。该示例方法还包括修改车辆的 位置 ，从而使得传感器感测第二视野中的信息。，下面是鉴于约束主动修改自主车辆的视野专利的具体信息内容。
1.一种鉴于约束主动修改自主车辆的视野的方法，包括：
使得自主车辆中的传感器感测第一视野中的关于环境的信息，其中所述环境的一部分在所述第一视野中被遮挡；
确定期望视野，在该期望视野中所述环境的所述部分不被遮挡；
基于所述期望视野和对于所述车辆的一组约束，确定第二视野，在该第二视野中所述环境的所述部分被遮挡的程度比在所述第一视野中小；以及
响应于确定第二视野，将传感器的视野从第一视野修改为第二视野，其中，所述第二视野是改善的传感器的视野，并且其中，修改传感器的视野包括：
修改所述车辆的位置；和
使得所述传感器感测所述第二视野中的信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述一组约束包括基于交通法规的约束和基于乘客舒适性的约束中的至少一者。
3.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述期望视野包括：
检测所述第一视野中的障碍物；以及
响应于检测到所述障碍物，确定所述期望视野。
4.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述期望视野包括：
估计所述车辆的位置；
检测到所述车辆的位置在预定位置附近；
响应于检测到所述车辆的位置在所述预定位置附近，确定所述期望视野。
5.如权利要求1所述的方法，其中，修改所述车辆的位置包括修改所述车辆的速度和所述车辆的加速度中的至少一者。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述一组约束中的每个约束与根据遵守该约束的重要性的相应权重相关联。
7.如权利要求1所述的方法，还包括：
对于外部传感器确定所请求的视野，其中所述外部传感器与所述车辆在物理上分离；
向所述外部传感器发送对于所述所请求的视野的请求；以及
从所述外部传感器接收由所述外部传感器在所述所请求的视野中感测到的信息。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二视野不同于所述期望视野。
9.如权利要求1所述的方法，其中，使得所述传感器感测所述第二视野中的信息还包括修改所述传感器的位置和朝向中的至少一者。
10.一种自主车辆，包括：
传感器；
至少一个处理器；以及
数据存储装置，包括：
能够由所述至少一个处理器执行来进行以下操作的指令：
(a)使得所述传感器感测第一视野中的关于环境的信息，其中所述环境的一部分在所述第一视野中被遮挡；
(b)确定期望视野，在该期望视野中所述环境的所述部分不被遮挡；
(c)基于所述期望视野和对于所述车辆的一组约束，确定第二视野，在该第二视野中所述环境的所述部分被遮挡的程度比在所述第一视野中小；以及
(d)响应于确定第二视野，将传感器的视野从第一视野修改为第二视野，其中，所述第二视野是改善的传感器的视野，并且其中，修改传感器的视野包括：
修改所述车辆的位置；和
使得所述传感器感测所述第二视野中的信息。
11.如权利要求10所述的自主车辆，其中，所述一组约束包括基于交通法规的约束和基于乘客舒适性的约束中的至少一者。
12.如权利要求10所述的自主车辆，其中，确定所述期望视野包括：
检测所述第一视野中的障碍物；以及
响应于检测到所述障碍物，确定所述期望视野。
13.如权利要求10所述的自主车辆，还包括位置传感器，其中确定所述期望视野包括：
使得所述位置传感器估计所述车辆的位置；
检测到所述车辆的位置在预定位置附近；以及
响应于检测到所述车辆的位置在所述预定位置附近，确定所述期望视野。
14.如权利要求10所述的自主车辆，还包括被配置为修改所述车辆的位置的车辆控制系统。
15.如权利要求10所述的自主车辆，还包括被配置为修改所述传感器的位置和朝向中的至少一者的致动器，其中使得所述传感器感测所述第二视野中的信息还包括修改所述传感器的位置和朝向中的至少一者。
16.如权利要求10所述的自主车辆，还包括：
外部传感器接口，其中所述指令还能够被所述处理器执行来进行以下操作：
(i)对于外部传感器确定所请求的视野，其中所述外部传感器与所述车辆在物理上分离，
(ii)使得所述外部传感器接口向所述外部传感器发送对于所述所请求的视野的请求，以及
(iii)经由所述外部传感器接口接收由所述外部传感器在所述所请求的视野中感测到的信息。
17.如权利要求10所述的自主车辆，其中，所述传感器包括雷达传感器、激光传感器、声纳传感器和相机中的至少一者。
鉴于约束主动修改自主车辆的视野
技术领域
[0001] 本公开一般涉及用于自主车辆的方法和设备，具体地，涉及用于鉴于约束来主动修改自主车辆的视野的方法和设备。
背景技术
[0002] 一些车辆被配置为在自主模式中操作，在自主模式中，车辆在只有很少或者没有来自驾驶员的输入的情况下导航经过一环境。这种车辆通常包括被配置为感测关于该环境的信息的一个或多个传感器。车辆可使用感测到的信息来导航经过该环境。例如，如果传感器感测到车辆正接近障碍物，则车辆可导航绕过该障碍物。发明内容
[0003] 在一个方面中，公开了一种示例方法，其包括维持对于车辆的一组约束，使得车辆中的传感器感测第一视野中的信息，并且确定期望视野，其中期望视野不同于第一视野。示例方法还包括，基于期望视野和该组约束，确定第二视野，其中第二视野不同于第一视野，并且使得传感器感测第二视野中的信息。
[0004] 在另一方面中，公开了一种非暂态计算机可读介质，其中存储有指令，这些指令可被计算设备执行来使得该计算设备执行上述示例方法。
[0005] 在另一方面中，公开了一种示例车辆，其包括传感器、至少一个处理器和数据存储装置，该数据存储装置包括对于车辆的一组约束和指令。这些指令可被该至少一个处理器执行来维持对于车辆的该组约束，使得传感器感测第一视野中的信息，并且确定期望视野，其中期望视野不同于第一视野。这些指令还可被该至少一个处理器执行来基于期望视野和该组约束确定第二视野，其中第二视野不同于第一视野，并且使得传感器感测第二视野中的信息。
附图说明
[0008] 图2根据实施例示出了对车辆的示例约束。
[0009] 图3A-B根据实施例示出了示例方法的示例实现方式。
[0010] 图4A-B根据实施例示出了示例方法的示例实现方式。
[0011] 图5A-B根据实施例示出了示例方法的示例实现方式。
[0012] 图6根据实施例示出了示例车辆。
[0013] 图7是根据实施例的示例车辆的简化框图。
[0014] 图8是根据实施例的示例计算机程序产品的简化框图。
具体实施方式
[0015] 以下详细描述参考附图描述了公开的系统和方法的各种特征和功能。在附图中，相似的符号通常标识相似的组件，除非上下文另有指示。本文描述的说明性系统和方法实施例不欲进行限定。将容易理解，公开的系统和方法的某些方面可按许多种不同的配置来布置和组合，所有这些在这里都已设想到。
[0016] 车辆，例如被配置为自主操作的车辆，可包括被配置为感测关于车辆周围的环境的信息的传感器。传感器可具有第一视野。
[0017] 在某个时刻，车辆可检测到第一视野被诸如路标、树木或者另一车辆之类的障碍物所遮挡，使得传感器感测信息的能力被抑制。替换地或额外地，车辆可检测到车辆位于已知会抑制传感器感测信息的能力的预定位置附近。车辆也可按其他方式并且出于其他原因而确定传感器感测信息的能力被抑制。
[0018] 当传感器感测信息的能力被抑制时，可能希望车辆将传感器的视野从第一视野修改到改善传感器感测信息的能力的期望视野。为此，车辆可例如修改车辆的位置(例如，通过修改车辆的速度)，以使得传感器的视野被修改。然而，在一些情况下，修改车辆的位置可与一个或多个预定约束相对立，这些约束例如包括基于交通法规的约束和/或基于乘客舒适性的约束。在这种情况下，车辆将传感器的视野从第一视野修改到期望视野可能是危险的或者因其他原因而不利的。
[0019] 因此，车辆可确定第二视野，第二视野改善传感器感测信息的能力，而仍遵守预定约束(或者更大程度上遵守预定约束)。车辆随后可将传感器的视野从第一视野修改到第二视野，从而使得传感器感测第二视野中的信息。车辆可通过例如修改车辆的位置、修改车辆的速度、修改车辆的加速度、修改传感器的位置和/或修改传感器的朝向来修改视野。
[0020] 图1是根据实施例示出示例方法100的流程图。
[0021] 图1所示的方法100给出了例如可用于本文描述的车辆的方法的实施例。方法100可包括如方框102-108中的一个或多个所示的一个或多个操作、功能或动作。虽然这些方框是按先后顺序示出的，但这些方框可被并行执行，和/或按与本文描述的那些不同的顺序执行。另外，基于期望的实现方式，各种方框可被组合成更少的方框，划分成额外的方框，和/或被去除。
[0022] 此外，对于方法100和本文公开的其他过程和方法，流程图示出了这些实施例的一种可能实现方式的功能和操作。在此，每个方框可表示程序代码的模块、片段或部分，程序代码包括可由处理器执行来实现该过程中的特定逻辑功能或步骤的一个或多个指令。程序代码可被存储在任何类型的计算机可读介质上，例如包括盘或硬盘驱动器的存储设备。计算机可读介质可包括非暂态计算机可读介质，例如像寄存器存储器、处理器缓存和随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)那样短时间存储数据的计算机可读介质。计算机可读介质还可包括非暂态介质，例如次级或永久长期存储装置，比如只读存储器(read only memory，ROM)、光盘或磁盘以及致密盘只读存储器(compact-disc read only memory，CD-ROM)。计算机可读介质还可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可被认为是例如计算机可读存储介质、有形存储设备或者其他制品。
[0023] 此外，对于方法100和本文公开的其他过程和方法，每个方框可表示被配置为执行该过程中的特定逻辑功能的电路。
[0024] 方法100开始于方框102，在这里车辆使得车辆中的传感器感测第一视野中的信息。第一视野可包括车辆周围的环境的任何部分。
[0025] 如上所述，在一些情况下，车辆可检测到第一视野被诸如例如路标、树木或另一车辆之类的障碍物所遮挡，使得传感器感测信息的能力被抑制。替换地或额外地，车辆可检测到车辆位于已知会抑制传感器感测信息的能力的预定位置附近。车辆也可按其他方式和出于其他原因来确定传感器感测信息的能力被抑制。
[0026] 因此，在方框104，车辆确定期望视野。期望视野可以是改善传感器感测信息的能力的任何视野。例如，如果第一视野包括障碍物，就像以上示例中那样，则期望视野可避免该障碍物，可更少地包括该障碍物，和/或可使得传感器能够“绕开”该障碍物。作为另一示例，如果第一视野不包括车辆想要在其中感测信息的环境的特定部分，则期望视野可包括环境的该特定部分的一些或全部。期望视野也可采取其他形式。
[0027] 在一些实施例中，车辆可相对于第一视野来确定期望视野。例如，在第一视野在其极右部分中包括障碍物的实施例中，车辆可确定期望视野是从第一视野向前(例如，向前特定的英尺数)或者从第一视野向左旋转(例如，旋转特定的角度)，从而更少包括该障碍物。
[0028] 在其他实施例中，车辆可相对于车辆来确定期望视野。例如，在第一视野不包括车辆想要在其中感测信息的环境的特定部分的实施例中，车辆可确定环境的该特定部分相对于车辆的位置(例如，在车辆的行进方向右侧50°的方向上离车辆6英尺远)并且可确定期望视野包括环境的该特定部分(例如，期望视野可跨越车辆的行进方向右侧的从10°到70°)。
[0029] 在其他实施例中，车辆可绝对地确定期望视野。例如，在第一视野不包括车辆想要在其中感测信息的环境的特定部分的实施例中，车辆可确定车辆的绝对位置和环境的该特定部分的绝对位置(例如，特定纬度和经度)，并且可确定期望视野包括环境的该特定部分(例如，期望视野可包括特定的纬度和经度)。
[0030] 车辆也可以其他方式来确定期望视野。
[0031] 然而，在一些情况下，将传感器的视野从第一视野修改到期望视野可与对车辆的一个或多个约束相对立，例如基于交通法规的约束、基于乘客舒适性的约束和基于乘客安全的约束。其他约束也是可能的。约束可采取若干种形式。
[0032] 在一些实施例中，约束可在车辆操作之前被预先确定并存储在车辆处。例如，关于车辆的速度的约束可被预先确定并存储在车辆处。替换地或额外地，约束可由车辆在操作期间确定和/或更新。例如，车辆可通过检测速度限制标志、检测邻近车辆的速度和/或通过确定车辆的位置、以位置查询服务器和从服务器接收关于车辆的速度的约束，来确定关于车辆的速度的约束。另外，替换地或额外地，约束可在操作前被预先确定并存储在车辆处并且可在每次车辆接通动力时被更新。例如，在接通动力时，车辆可向服务器查询对约束的任何更新。另外，替换地或额外地，约束可被预先确定并存储在车辆处并且被车辆的用户通过例如用户接口来更新。也可按其他方式在车辆处维持约束。
[0033] 图2根据实施例示出了对于车辆的示例约束200。如图所示，示例约束200包括关于车辆的速度的约束202、关于人行横道接近的约束(例如，车辆可以离人行横道多近)、关于其他车辆接近的约束(例如，车辆可以离另一车辆多近)以及关于车辆的减速度的约束204。
[0034] 每个约束可与值或值的范围相关联。例如，如图所示，关于车辆的速度的约束202被示为具有35-45英里每小时的值，并且关于车辆的减速度的约束204被示为具有小于4.8英尺每平方秒的值。其他值和其他单位也是可能的。
[0035] 在一些实施例中，与约束相关联的值或值的范围可以是恒定的。然而，在其他实施例中，与约束相关联的值或值的范围可以是变化的。例如，关于速度的约束202可依据车辆的位置而变化，因为速度限制对于不同的道路可以变化。车辆可依据(例如，由车辆确定的)车辆的位置来更新关于速度的约束202。替换地或额外地，若干个不同的值或值的范围可与每个约束相关联。例如，关于减速度的约束204可依据车辆所位于的环境中的天气类型而变化，因为在某些类型的天气(例如，雨或冰)中可能希望更缓慢地减速以避免打滑。从而，车辆可维持针对若干个天气类型的关于减速度的若干个约束并且可选择针对与车辆所位于的环境中的天气类型最相似的天气类型的约束。约束和值也可采取其他形式。
[0036] 在一些实施例中，除了维持约束和值以外，车辆还可为每个约束维持权重，该权重指示出遵守该约束的重要性。例如，每个约束可按满值100来加权，其中100的权重指示出该约束必须被遵守，并且权重越低指示出遵守的重要性越低。如图所示，关于车辆的速度的约束202具有100的权重。选择这个权重可能是因为未能遵守约束202(例如，由于超速)可能是非法的和/或危险的。另一方面，如图所示，关于车辆的减速度的约束204具有仅20的权重。选择这个权重可能是因为未能遵守约束204(例如，通过猛踩刹车)可引起乘客不舒适，而不是非法或危险的。
[0037] 将会理解，所示出的示例约束、值和权重只是说明性的，而并不欲进行限定，并且其他约束、值和权重也是可能的。
[0038] 在一些实施例中，取代为每个约束维持权重，车辆可为每个约束维持值的范围并且为每个值维持得分。每个得分可指示出该值遵守该约束的程度。例如，关于速度的约束202可具有35-45英里每小时的值的范围并且该值范围中的不同值可具有不同的得分。该值范围中的一些值可具有比其他值更高的得分。例如，40-45英里每小时范围中的值可具有比
35-40或40-45英里每小时范围中的值更高的得分，表明40-45英里每小时范围中的值比35-
40或40-45英里每小时范围中的值更好地遵守约束。其他示例也是可能的。
35-40或40-45英里每小时范围中的值更高的得分，表明40-45英里每小时范围中的值比35-
40或40-45英里每小时范围中的值更好地遵守约束。其他示例也是可能的。
[0039] 将会理解，以上描述的示例约束、值和得分只是说明性的，而并不欲进行限定，并且其他约束、值和得分也是可能的。
[0040] 返回图1，在一些情况下，将传感器的视野从第一视野修改到期望视野可与对车辆的约束中的一个或多个相对立。例如，将传感器的视野从第一视野修改到期望视野可要求车辆向前移动，但向前移动可使得车辆打破如上所述的关于人行横道接近的约束(例如，车辆可以离人行横道多近)。其他示例也是可能的。
[0041] 在这种情况下，车辆将传感器的视野从第一视野修改到期望视野可能是危险的或者因其他原因而不利的。因此，在方框106，车辆基于期望视野和该组约束来确定第二视野。为此，车辆可以例如使用优化算法来最大化传感器感测信息的能力和对约束的遵守。该算法可考虑到如上所述的与约束相关联的权重或得分。将会理解，该算法可采取任意数目的形式。一般地，该算法可以是基于期望视野和约束来确定第二视野的任何函数。
[0042] 在方框108，车辆使得传感器感测第二视野中的信息。为此，车辆可将传感器的视野从第一视野修改到第二视野。车辆可通过例如修改车辆的位置、修改车辆的速度、修改车辆的加速度、修改传感器的位置和/或修改传感器的朝向来修改视野。车辆也可按其他方式来修改视野。
[0043] 在一些实施例中，除了修改传感器的视野以外，车辆还可额外地从与车辆物理上分离的一个或多个外部传感器请求在所请求的视野中的信息。外部传感器可包括例如交通信号、标志或其他车辆上的传感器。其他外部传感器也是可能的。
[0044] 因为外部传感器与车辆在物理上分离，所以外部传感器可能够感测到车辆不可及的视野中的信息。例如，交通信号上的外部传感器可能够感测到更远的信息，因为其位置相对更高。作为另一示例，另一车辆上的外部传感器可能够“绕开”车辆上的传感器的视野中的障碍物。其他示例也是可能的。
[0045] 为了从外部传感器请求所请求的视野中的信息，车辆可确定所请求的视野并且可向外部传感器发送对于所请求的视野的请求。外部传感器随后可感测所请求的视野中的信息。另外，外部传感器可向车辆发送在所请求的视野中感测到的信息中的至少一些。
[0046] 在一些实施例中，车辆除了期望视野和约束以外还可基于所请求的视野来确定第二视野。例如，车辆可确定当以所请求的视野来补充时将会改善传感器感测关于环境的信息的能力的第二视野。其他示例也是可能的。
[0047] 下面联系图3A-5B描述方法100的若干个示例实现方式。
[0048] 为了说明，描述了若干个示例实现方式。然而，要理解，这些示例实现方式只是说明性的，而并不欲进行限定。其他示例实现方式也是可能的。
[0049] 图3A-B根据实施例示出了示例方法的示例实现方式。如图3A所示，车辆302位于交叉口300处。车辆302可具有一组约束，如上所述。例如，车辆302可具有关于人行横道接近的约束(例如，车辆302可以离人行横道312多近)，该约束要求车辆302的正面保持在人行横道312后面或者邻近人行横道312。车辆302也可具有其他约束。
[0050] 如图所示，车辆302包括传感器308，传感器308被配置为感测第一视野314中的关于交叉口300的信息，如虚线箭头所指示。第一视野314被示为包括交叉口300中的交通信号306，从而使得传感器308能够感测关于交通信号306的信息。然而，如图所示，第一视野314不包括交叉口300的一部分310，这是因为邻近车辆302的卡车304的存在。因此，传感器308不能够感测关于交叉口300的该部分310的信息，而即将到来的车流可从该部分310进入交叉口300。
[0051] 在示例实现方式中，车辆302可能希望在红灯时左转弯(假定这种操纵在交叉口300处是合法的)。为了安全地进行左转弯，车辆302必须确定是否有任何即将到来的车流正从交叉口300的部分310进入交叉口300。然而，如上所述，第一视野314不包括交叉口300的部分310，使得传感器308不能够感测关于交叉口300的部分310的信息。从而，车辆302不能够确定在交叉口300处进行左转弯是否安全。
[0052] 因此，车辆302可确定期望视野316。期望视野316可以是改善传感器308感测信息的能力的任何视野。在示例实现方式中，期望视野316可以是包括交叉口300的部分310的视野，如虚线箭头所指示。
[0053] 然而，为了将传感器308的视野从第一视野314修改到期望视野316，车辆302将必须向前移动到超越人行横道312，从而打破了上面提到的人行横道接近约束。因此，不是将传感器308的视野从第一视野314修改到期望视野316，车辆302可确定第二视野318，如图3B中所示。具体地，车辆302可基于期望视野316和对车辆302的约束来确定第二视野318。为此，车辆302可例如使用优化算法来最大化传感器308感测信息的能力和对约束的遵守两者，如上所述。
[0054] 一旦车辆302确定了第二视野318，车辆302就可使得传感器308感测第二视野318中的信息。为此，车辆302可修改车辆302的位置，如箭头320所示。
[0055] 与期望视野316一样，第二视野318可改善传感器308感测信息的能力，并且进一步地，还可包括(或者很大程度上地包括)交叉口300的部分310，如虚线箭头所指示。然而，额外地，车辆302可以感测第二视野318中的信息，而不移动到超越人行横道312。如图所示，车辆302邻近但没有超越人行横道312，从而遵守了以上提及的人行横道接近约束。
[0056] 这样，车辆302可改善传感器308感测关于交叉口300的信息的能力，同时仍遵守对于车辆302的一个或多个约束。
[0057] 在一些实施例中，交通信号306可包括外部传感器(未示出)。在这些实施例中，车辆302可额外地确定所请求的视野，例如包括交叉口300的部分310的视野，并且可向外部传感器发送对于所请求的视野的请求。外部传感器可感测所请求的视野中的信息并且可向车辆302发送所请求的视野中的信息中的至少一些。
[0058] 所请求的视野中的信息可允许车辆302作出关于进行左转弯是否安全的更知情的决定。具体地，因为外部传感器位于交通信号306上(并且从而比车辆302上的传感器308更高)，所以所请求的视野可包括道路的更远离交叉口300的部分。从而，所请求的视野可包括第二视野318中未包括的额外的即将到来的车流。
[0059] 图4A-B根据实施例示出了示例方法的示例实现方式。如图4A所示，车辆402位于道路400上。车辆402可具有一组约束，如上所述。例如，车辆402可具有将速度维持在35到35英里每小时之间的约束。此外，车辆402可具有(例如，在幅值上)不超过英尺每平方秒的减速度的约束。车辆402也可具有其他约束。此外，车辆402可为每个约束维持权重。例如，关于车辆402的速度的约束的权重可比关于车辆402的减速度的约束的权重更重，因为关于速度的约束可基于交通法规(例如，速度限制)，而关于减速度的约束可基于乘客舒适性。其他权重也是可能的。
[0060] 如图所示，车辆402包括传感器408，传感器408被配置为感测第一视野410中的信息，如虚线箭头所指示。如图所示，第一视野410包括障碍物，即卡车404。结果，传感器408不能够感测关于标志406的信息。
[0061] 在示例实现方式中，车辆402可能希望检测到标志406。然而，如图所示，标志406在第一视野410中被卡车404所阻挡。从而，车辆402不能够检测到标志406。
[0062] 因此，车辆402可确定期望视野(未示出)。期望视野可以是改善传感器408感测信息的能力的任何视野。在示例实现方式中，期望视野可以是不包括(或者更少地包括)卡车404的视野，或者至少是允许车辆402检测标志406的视野。
[0063] 为了实现期望视野，车辆402可例如非常迅速地减速和/或停止，从而允许卡车404远离车辆402，从而离开传感器408的视野。然而，这种迅速减速和/或停止可能打破如上所述关于车辆402的速度和减速度的约束中的一者或两者。
[0064] 因此，不是将传感器408的视野从第一视野410修改到期望视野，而是车辆402可确定第二视野412，如图4B所示。具体地，车辆402可基于期望视野和对车辆402的约束来确定第二视野412。为此，车辆402可例如使用优化算法来最大化传感器408感测信息的能力和对约束的遵守两者，如上所述。由于关于车辆402的速度的约束的权重比关于车辆402的减速度的约束的权重更重，所以优化算法可以使遵守关于速度的约束的重要性高于关于减速度的约束。
[0065] 一旦车辆402确定了第二视野412，车辆402就可使得传感器408感测第二视野412中的信息。为此，车辆402可减速，从而修改车辆402的速度。
[0066] 与期望视野一样，第二视野412可改善传感器408感测信息的能力，并且进一步地，还可包括(或者很大程度上包括)标志406，如虚线箭头所指示。然而，额外地，车辆402可通过减慢其速度而不是像对期望视野那样停止，来将传感器408的视野从第一视野410修改到第二视野412，从而遵守对于车辆402的速度约束。另外，在一些情况下，车辆402可通过至少稍微缓慢地而不像对于期望视野那样迅速地刹车，来将传感器408的视野从第一视野410修改到第二视野412，从而遵守(或者接近遵守)对于车辆402的减速度约束。
[0067] 这样，车辆402可改善传感器408感测关于道路400的信息的能力，同时仍遵守对于车辆402的一个或多个约束。
[0068] 图5A-B根据实施例示出了示例方法的示例实现方式。如图5A所示，车辆502位于交叉口500处。车辆502可具有一组约束，如上所述。例如，车辆502可具有关于其他车辆接近的约束(例如，车辆502可以离另一车辆504多近)，该约束涉及车辆502与另一车辆504至少保持最小距离506。车辆502也可具有其他约束。
[0069] 如图所示，车辆502包括传感器508，传感器508被配置为感测第一视野514中的关于交叉口500的信息，如虚线箭头所指示。如图所示，交叉口500的一部分510在第一视野514之外。因此，传感器508不能够感测关于交叉口500的该部分510的信息，而即将到来的车流可从该部分510进入交叉口500。
[0070] 在示例实现方式中，车辆502可能希望右转弯到交叉口500中。为了安全地进行右转弯，车辆502必须确定是否有任何即将到来的车流正从交叉口500的部分510进入交叉口500。然而，如上所述，第一视野514不包括交叉口500的部分510，使得传感器508不能够感测关于交叉口500的部分510的信息。从而，车辆502不能够确定在交叉口500处进行右转弯是否安全。
[0071] 因此，车辆502可确定期望视野516。期望视野516可以是改善传感器508感测信息的能力的任何视野。在示例实现方式中，期望视野516可以是包括交叉口500的部分510的视野，如虚线箭头所指示。
[0072] 然而，为了将传感器508的视野从第一视野514修改到期望视野516，车辆502将必须移动得更靠近另一车辆504，从而使得车辆502与另一车辆504的距离小于最小距离506，这与以上提及的其他车辆接近约束相对立。
[0073] 因此，不是将传感器508的视野从第一视野514修改到期望视野516，而是车辆502可确定第二视野518，如图5B中所示。具体地，车辆502可基于期望视野516和对车辆502的约束来确定第二视野518。为此，车辆502可例如使用优化算法来最大化传感器508感测信息的能力和对约束的遵守两者，如上所述。
[0074] 一旦车辆502确定了第二视野518，车辆502就可使得传感器508感测第二视野518中的信息。为此，车辆502可修改传感器508的朝向(例如，通过旋转传感器508)。
[0075] 与期望视野516一样，第二视野518可改善传感器508感测信息的能力，并且进一步地，还可包括(或者很大程度上地包括)交叉口500的部分510，如虚线箭头所指示。然而，额外地，车辆502可以感测第二视野518中的信息，而不像期望视野516所要求的那样移动到太靠近另一车辆504。如图所示，车辆502与另一车辆504至少保持最小距离506，从而遵守了以上提及的其他车辆接近约束。
[0076] 这样，车辆502可改善传感器508感测关于交叉口500的信息的能力，同时仍遵守对于车辆502的一个或多个约束。
[0077] 现在将更详细描述以上示例方法的示例实施例可在其中实现的系统。一般地，示例系统可实现在车辆中或可采取车辆的形式。车辆可采取若干种形式，例如包括汽车、轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升飞机、割草机、挖土机、雪地机动车、休旅车、游乐园车辆、农场设备、施工设备、矿车、高尔夫球车、火车和有轨电车。其他车辆也是可能的。
[0078] 另外，另一示例系统可采取非暂态计算机可读介质的形式，其上存储有程序指令，这些程序指令可被至少一个处理器执行来提供本文描述的功能。示例系统也可采取包括这种其上存储有这种程序指令的非暂态计算机可读介质的车辆或车辆的子系统的形式。
[0079] 图6根据实施例示出了示例车辆600。具体地，图6示出了车辆600的右侧视图、前视图、后视图和顶视图。虽然车辆600在图6中被示为轿车，但其他实施例是可能的。例如，车辆600可表示卡车、厢式货车、半挂卡车、摩托车、高尔夫球车、越野车或者农场车辆，以及其他示例。如图所示，车辆600包括第一传感器单元602、第二传感器单元604、第三传感器单元
606、无线通信系统608和相机610。
606、无线通信系统608和相机610。
[0080] 第一、第二和第三传感器单元602-606中的每一个可包括全球定位系统传感器、惯性测量单元、无线电检测和测距(radio detection and ranging，RADAR)单元、激光测距仪、光检测和测距(light detection and ranging，LIDAR)单元、相机和声学传感器的任何组合。其他类型的传感器也是可能的。
[0081] 虽然第一、第二和第三传感器单元602-606被示为安装在车辆600上的特定位置中，但在一些实施例中，传感器单元602可安装在车辆600上的别处，在车辆600内部或外部。另外，虽然只示出了三个传感器单元，但在一些实施例中，车辆600中可包括更多或更少的传感器单元。
[0082] 在一些实施例中，第一、第二和第三传感器单元602-606中的一个或多个可包括一个或多个可移动底座，传感器可以可移动地安装在这些底座上。可移动底座可包括例如旋转平台。安装在旋转平台上的传感器可被旋转以使得传感器可获得来自车辆600周围的每个方向的信息。替换地或额外地，可移动底座可包括倾斜平台。安装在倾斜平台上的传感器可在特定的角度和/或方位范围内被倾斜以使得传感器可获得来自各种角度的信息。可移动底座也可采取其他形式。
[0083] 另外，在一些实施例中，第一、第二和第三传感器单元602-606中的一个或多个可包括一个或多个致动器，所述致动器被配置为通过移动传感器和/或可移动底座来调整传感器单元中的传感器的位置和/或朝向。示例致动器包括发动机、气动致动器、液压活塞、继动器、螺线管和压电致动器。其他致动器也是可能的。
[0084] 无线通信系统608可以是被配置为直接地或者经由通信网络来无线地耦合到一个或多个其他车辆、传感器或其他实体的任何系统。为此，无线通信系统608可包括天线和芯片组，用于直接地或通过空中接口与其他车辆、传感器或其他实体通信。芯片组或整个无线通信系统608可被布置为根据一个或多个其他类型的无线通信(例如，协议)来通信，例如蓝牙、IEEE 802.11(包括任何IEEE 802.11修订版)中描述的通信协议、蜂窝技术(例如GSM、CDMA、UMTS、EV-DO、WiMAX或LTE)、紫蜂(Zigbee)、专用短程通信(dedicated short range communications，DSRC)以及射频识别(radio frequency identifications，RFID)通信，等等。无线通信系统608也可采取其他形式。
[0085] 虽然无线通信系统608被示为位于车辆600的顶盖上，但在其他实施例中，无线通信系统608可以完全或部分地位于别处。
[0086] 相机610可以是被配置为捕捉车辆600所位于的环境的图像的任何相机(例如，静态相机、视频相机，等等)。为此，相机610可被配置为检测可见光，或者可被配置为检测来自光谱的其他部分的光，例如红外或紫外光，或者x射线。其他类型的相机也是可能的。相机610可以是二维检测器，或者可具有三维空间范围。在一些实施例中，相机610可以例如是测距器，其被配置为生成指示出从相机610到环境中的若干个点的距离的二维图像。为此，相机610可使用一个或多个测距技术。例如，相机610可使用结构化光技术，该技术中车辆600利用预定的光图案——例如网格或棋盘格图案——来照射环境中的物体，并且使用相机
610来检测该预定光图案从物体的反射。基于反射的光图案中的失真，车辆600可确定到物体上的点的距离。预定的光图案可包括红外光，或者另一波长的光。作为另一示例，相机610可使用激光扫描技术，该技术中车辆600发射激光并且扫描环境中的物体上的若干个点。在扫描物体的同时，车辆600使用相机610来对于每个点检测激光从物体的反射。基于激光在每个点处从物体反射所花的时间长度，车辆600可确定到物体上的点的距离。作为另一示例，相机610可使用飞行时间技术，该技术中车辆600发射光脉冲并且使用相机610来检测在物体上的若干个点处光脉冲从物体的反射。具体地，相机610可包括若干个像素，并且每个像素可检测光脉冲从物体上的一点的反射。基于光脉冲在每个点处从物体反射所花的时间长度，车辆600可确定到物体上的点的距离。光脉冲可以是激光脉冲。其他测距技术也是可能的，包括立体三角测量、片光三角测量、干涉测量法以及编码孔径技术，等等。相机610也可采取其他形式。
610来检测该预定光图案从物体的反射。基于反射的光图案中的失真，车辆600可确定到物体上的点的距离。预定的光图案可包括红外光，或者另一波长的光。作为另一示例，相机610可使用激光扫描技术，该技术中车辆600发射激光并且扫描环境中的物体上的若干个点。在扫描物体的同时，车辆600使用相机610来对于每个点检测激光从物体的反射。基于激光在每个点处从物体反射所花的时间长度，车辆600可确定到物体上的点的距离。作为另一示例，相机610可使用飞行时间技术，该技术中车辆600发射光脉冲并且使用相机610来检测在物体上的若干个点处光脉冲从物体的反射。具体地，相机610可包括若干个像素，并且每个像素可检测光脉冲从物体上的一点的反射。基于光脉冲在每个点处从物体反射所花的时间长度，车辆600可确定到物体上的点的距离。光脉冲可以是激光脉冲。其他测距技术也是可能的，包括立体三角测量、片光三角测量、干涉测量法以及编码孔径技术，等等。相机610也可采取其他形式。
[0087] 在一些实施例中，相机610可包括如上所述的被配置为通过移动相机610和/或可移动底座来调整相机610的位置和/或朝向的可移动底座和/或致动器。
[0089] 除了所示出的那些以外，或者取代所示出的那些，车辆600可包括一个或多个其他组件。
[0090] 图7是根据实施例的示例车辆700的简化框图。车辆700例如可类似于以上联系图6描述的车辆600。车辆700也可采取其他形式。
[0091] 如图所示，车辆700包括推进系统702、传感器系统704、控制系统706、外围设备708和包括处理器712、数据存储装置714和指令716的计算机系统710。在其他实施例中，车辆700可包括更多、更少或不同的系统，并且每个系统可包括更多、更少或不同的组件。此外，可按任意数目的方式来组合或分割所示出的系统和组件。
[0093] 引擎/发动机718可以是或者包括内燃引擎、电动机、蒸汽机和斯特林引擎的任何组合。其他发动机和引擎也是可能的。在一些实施例中，推进系统702可包括多种类型的引擎和/或发动机。例如，气电混合动力车可包括汽油引擎和电动机。其他示例是可能的。
[0094] 能量源720可以是完全或部分地为引擎/发动机718提供动力的能量来源。也就是说，引擎/发动机718可被配置为将能量源720转换成机械能量。能量源720的示例包括汽油、柴油、丙烷、其他基于压缩气体的燃料、乙醇、太阳能电池板、电池和其他电力来源。(一个或多个)能量源720可以额外地或替换地包括燃料箱、电池、电容器和/或飞轮的任何组合。在一些实施例中，能量源720也可以为车辆700的其他系统提供能量。
[0095] 传动装置722可被配置为把机械动力从引擎/发动机718传送到车轮/轮胎724。为此，传动装置722可包括变速箱、离合器、差速器、驱动轴和/或其他元件。在传动装置722包括驱动轴的实施例中，驱动轴可包括被配置为耦合到车轮/轮胎724的一个或多个轴。
[0096] 车辆700的车轮/轮胎724可配置为各种形式，包括单轮车、双轮车/摩托车、三轮车或者轿车/卡车四轮形式。其他车轮/轮胎形式也是可能的，例如包括六个或更多个车轮的那些。在任何情况下，车辆700的车轮/轮胎724可被配置为相对于其他车轮/轮胎724差速地旋转。在一些实施例中，车轮/轮胎724可包括固定地附着到传动装置722的至少一个车轮和耦合到车轮的边缘的可与驱动面接触的至少一个轮胎。车轮/轮胎724可包括金属和橡胶的任何组合，或者其他材料的组合。
[0097] 推进系统702可以额外地或替换地包括除了所示出的那些以外的组件。
[0098] 传感器系统704可包括被配置为感测关于车辆700所位于的环境的信息的若干个传感器，以及被配置为修改传感器的位置和/或朝向的一个或多个致动器736。如图所示，传感器系统的传感器包括全球定位系统(Global Positioning System，GPS)726、惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)728、RADAR单元730、激光测距仪和/或LIDAR单元732以及相机734。传感器系统704也可包括额外的传感器，包括例如监视车辆700的内部系统的传感器(例如，O2监视器、燃油量表、机油温度，等等)。其他传感器也是可能的。
[0099] GPS 726可以是被配置为估计车辆700的地理位置的任何传感器。为此，GPS 726可包括被配置为估计车辆700相对于地球的位置的收发器。GPS 726也可采取其他形式。
[0101] RADAR单元730可以是被配置为利用无线电信号来感测车辆700所位于的环境中的物体的任何传感器。在一些实施例中，除了感测物体以外，RADAR单元730还可额外地被配置为感测物体的速度和/或前进方向。
[0102] 类似地，激光测距仪或LIDAR单元732可以是被配置为利用激光来感测车辆700所位于的环境中的物体的任何传感器。具体地，激光测距仪或LIDAR单元732可包括被配置为发射激光的激光源和/或激光扫描仪和被配置为检测激光的反射的检测器。激光测距仪或LIDAR单元732可被配置为在相干(例如，利用外差检测)或非相干检测模式中操作。
[0103] 相机734可以是被配置为捕捉车辆700所位于的环境的图像的任何相机(例如，静态相机、视频相机，等等)。为此，相机可采取上述任何形式。
[0104] 传感器系统704可以额外地或替换地包括除了所示出的那些以外的组件。
[0105] 控制系统706可被配置为控制车辆700及其组件的操作。为此，控制系统706可包括转向单元738、油门740、制动单元742、传感器融合算法744、计算机视觉系统746、导航或路线控制系统748以及障碍物避免系统750。
[0106] 转向单元738可以是被配置为调整车辆700的前进方向的机构的任何组合。
[0107] 油门740可以是被配置为控制引擎/发动机718的操作速度并进而控制车辆700的速度的机构的任何组合。
[0108] 制动单元742可以是被配置为将车辆700减速的机构的任何组合。例如，制动单元742可使用摩擦力来减慢车轮/轮胎724。作为另一示例，制动单元742可将车轮/轮胎724的动能转换为电流。制动单元742也可采取其他形式。
[0109] 传感器融合算法744可以是被配置为接受来自传感器系统704的数据作为输入的算法(或者存储算法的计算机程序产品)。该数据可包括例如表示在传感器系统704的传感器处感测的信息的数据。传感器融合算法744可包括例如卡尔曼滤波器、贝叶斯网络或者另外的算法。传感器融合算法744还可被配置为基于来自传感器系统704的数据来提供各种评价，包括例如对车辆700所位于的环境中的个体物体和/或特征的评估、对特定情形的评估和/或基于特定情形对可能影响的评估。其他评价也是可能的。
[0110] 计算机视觉系统746可以是被配置为处理和分析由相机734捕捉的图像以便识别车辆700所位于的环境中的物体和/或特征的任何系统，所述物体和/或特征包括例如交通信号和障碍物。为此，计算机视觉系统746可使用物体识别算法、运动中恢复结构(Structure from Motion，SFM)算法、视频跟踪或其他计算机视觉技术。在一些实施例中，计算机视觉系统746可以额外地被配置成为环境绘制地图、跟踪物体、估计物体的速度，等等。
[0111] 导航和路线控制系统748可以是被配置为确定车辆700的行驶路线的任何系统。导航和路线控制系统748可以额外地被配置为在车辆700处于操作中的同时动态地更新行驶路线。在一些实施例中，导航和路线控制系统748可被配置为结合来自传感器融合算法744、GPS 726和一个或多个预定地图的数据以为车辆700确定行驶路线。
[0112] 障碍物避免系统750可以是被配置为识别、评估和避免或者以其他方式越过车辆700所位于的环境中的障碍物的任何系统。
[0113] 控制系统706可以额外地或替换地包括除了所示出的那些以外的组件。
[0114] 外围设备708可被配置为允许车辆700与外部传感器、其他车辆和/或用户交互。为此，外围设备708可包括例如无线通信系统752、触摸屏754、麦克风756和/或扬声器758。
[0115] 无线通信系统752可采取上述形式中的任何一种。
[0116] 触摸屏754可被用户用来向车辆700输入命令。为此，触摸屏754可被配置为经由电容感测、电阻感测或者表面声波过程等等来感测用户的手指的位置和移动中的至少一个。触摸屏754可能够感测在与触摸屏表面平行或共面的方向上、在与触摸屏表面垂直的方向上或者在这两个方向上的手指移动，并且还可能够感测施加到触摸屏表面的压力的水平。
触摸屏754可由一个或多个半透明或透明绝缘层和一个或多个半透明或透明导电层形成。
触摸屏754也可采取其他形式。
触摸屏754可由一个或多个半透明或透明绝缘层和一个或多个半透明或透明导电层形成。
触摸屏754也可采取其他形式。
[0117] 麦克风756可被配置为从车辆700的用户接收音频(例如，语音命令或其他音频输入)。类似地，扬声器758可被配置为向车辆700的用户输出音频。
[0118] 外围设备708可以额外地或替换地包括除了所示出的那些以外的组件。
[0119] 计算机系统710可被配置为向推进系统702、传感器系统704、控制系统706和外围设备708中的一个或多个发送数据和从它们接收数据。为此，计算机系统710可以通过系统总线、网络和/或其他连接机构(未示出)通信地链接到推进系统702、传感器系统704、控制系统706和外围设备708中的一个或多个。
[0120] 计算机系统710还可被配置为与推进系统702、传感器系统704、控制系统706和/或外围设备708的一个或多个组件交互并控制这些组件。例如，计算机系统710可被配置为控制传动装置722的操作以提高燃料效率。作为另一示例，计算机系统710可被配置为使得相机734捕捉环境的图像。作为另外一个示例，计算机系统710可被配置为存储并执行与传感器融合算法744相对应的指令。作为又一个示例，计算机系统710可被配置为存储并执行用于在触摸屏754上显示出显示屏的指令。其他示例也是可能的。
[0121] 如图所示，计算机系统710包括处理器712和数据存储装置714。处理器712可包括一个或多个通用处理器和/或一个或多个专用处理器。就处理器712包括多于一个处理器来说，这种处理器可以单独工作或者组合工作。数据存储装置714进而可包括一个或多个易失性和/或一个或多个非易失性存储组件，例如光、磁和/或有机存储装置，并且数据存储装置714可以全部或部分与处理器712集成。
[0122] 在一些实施例中，数据存储装置714可包含指令716(例如，程序逻辑)，指令716可被处理器712执行来执行各种车辆功能，包括以上联系图1描述的那些。另外，数据存储装置714可包含对于车辆700的约束762，约束762可采取上述任何形式。数据存储装置714也可包含额外的指令，包括向推进系统702、传感器系统704、控制系统706和外围设备708中的一个或多个发送数据、从其接收数据、与其交互和/或对其进行控制的指令。
[0123] 计算机系统702可以额外地或替换地包括除了所示出的那些以外的组件。
[0124] 如图所示，车辆700还包括电源760，其可被配置为向车辆700的一些或全部组件提供电力。为此，电源760可包括例如可再充电锂离子或铅酸电池。在一些实施例中，一个或多个电池组可被配置为提供电力。其他电源材料和配置也是可能的。在一些实施例中，电源760和能量源720可一起实现，如一些全电动车中那样。
[0125] 在一些实施例中，推进系统702、传感器系统704、控制系统706和外围设备708中的一个或多个可被配置为与其各自系统内和/或外的其他组件以互连的方式工作。
[0126] 另外，除了所示出的那些或者取代所示出的那些，车辆700可包括一个或多个元件。例如，车辆700可包括一个或多个额外的接口和/或电源。其他额外的组件也是可能的。在这种实施例中，数据存储装置714还可包括可被处理器712执行来控制这些额外组件和/或与这些额外组件通信的指令。
[0127] 此外，虽然每个组件和系统被示为集成在车辆700中，但在一些实施例中，可以利用有线或无线连接将一个或多个组件或系统可移除地安装在车辆700上或者以其他方式(机械地或电气地)连接到车辆700。
[0128] 车辆700也可采取其他形式。
[0129] 在一些实施例中，公开的方法可实现为以机器可读格式编码在非暂态计算机可读存储介质上或者其他非暂态介质或制品上的计算机程序指令。图8是示出根据本文给出的至少一些实施例布置的包括用于在计算设备上执行计算机过程的计算机程序的示例计算机程序产品800的概念性部分视图的示意图。
[0130] 在一个实施例中，利用信号承载介质802来提供示例计算机程序产品800。信号承载介质802可包括一个或多个编程指令804，这些编程指令804在被一个或多个处理器执行时可提供以上参考图1-5B描述的功能或功能的部分。
[0131] 在一些实施例中，信号承载介质802可包含计算机可读介质806，例如——但不限于——硬盘驱动器、致密盘(Compact Disc，CD)、数字视频盘(Digital Video Disk，DVD)、数字磁带、存储器，等等。另外，在一些实施例中，信号承载介质802可包含计算机可记录介质808，例如但不限于存储器、读/写(R/W)CD、R/W DVD，等等。此外，在一些实施例中，信号承载介质802可包含通信介质810，例如但不限于数字和/或模拟通信介质(例如，光纤缆线、波导、有线通信链路、无线通信链路，等等)。从而，例如，信号承载介质802可由无线形式的通信介质810来传达。
[0132] 一个或多个编程指令804可以例如是计算机可执行和/或逻辑实现的指令。在一些示例中，计算设备(例如图7的计算系统710)可被配置为响应于编程指令804被计算机可读介质806、计算机可记录介质808和/或通信介质810中的一个或多个传达到该计算设备而提供各种操作、功能或动作。
[0133] 非暂态计算机可读介质也可分布在多个数据存储元件之间，这些数据存储元件的位置可彼此远离。
[0134] 在一些实施例中，执行编程指令804中的一些或全部的计算设备可以是车辆，例如图7中所示的车辆700。其他计算设备也是可能的。
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