用于自动化车辆的V2X物体位置验证系统

摘要

一种适于在自动化车辆中使用的物体检测系统(10)包括收发器(20)、物体检测器(28)以及控制器(36)。收发器(20)适于安装在主车辆(12)上。收发器(20)用于接收靠近主车辆(12)的物体(26)的指示位置(22)。物体检测器(28)适于安装在主车辆(12)上。物体检测器(28)用于检测物体(26)相对于主车辆(12)的相对位置(30)。控制器(36)与收发器(20)和物体检测器(28)通信。控制器(36)基于指示位置(22)和相对位置(30)确定物体(26)相对于主车辆(12)的确认位置(40)。确定物体(26)的确认位置(40)允许从各种优化算法中选择以更好地跟踪物体(26)的后续预期运动，并降低了由无线传输(24)的黑客攻击或无线传输(24)中的故意的恶意内容引起的主车辆(12)的不必要或不稳定动作的风险。

权利要求

1.一种用于自动化车辆的物体检测系统，所述系统包括：

收发器，所述收发器接收靠近主车辆的物体的指示位置，其中所述指示位置由所述物体发送；

物体检测器，所述物体检测器用于检测所述物体相对于所述主车辆的相对位置；以及控制器，所述控制器与所述收发器和所述物体检测器通信，其中当所述指示位置对应于所述相对位置时，所述控制器基于所述指示位置和所述相对位置来确定所述物体相对于所述主车辆的确认位置，其中，当在所述确认位置被建立之后，所述物体检测器与所述物体之间的视场被遮挡时，所述控制器对于遮挡时间维持所述确认位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于确定所述主车辆的当前位置的定位设备，并且所述控制器进一步基于所述当前位置来确定所述确认位置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述物体的所述指示位置与所述主车辆的所述当前位置两者都是相对于参考坐标来指定的。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物体是靠近所述主车辆的另一车辆和行人中的一者。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当在所述确认位置被建立之后，所述收发器对所述指示位置的接收是间歇性的时，所述控制器对于中断时间维持所述确认位置。

说明书

用于自动化车辆的V2X物体位置验证系统

技术领域

[0001] 本发明总体上涉及适于在自动化车辆中使用的物体检测系统，并且更具体地涉及基于物体的指示位置和相对位置的对应关系来确定该物体相对于自动化车辆的确认位置。

背景技术

[0002] 自动化车辆或自主车辆的操作通常需要关于诸如行人和包括自行车在内的其他车辆的移动物体的位置的可靠信息。车辆至车辆(V2V)通信和车辆至行人(V2P)通信(被统称为V2X通信)可能是间歇性的，或可能被恶意地改变、黑客攻击或“欺骗”，因此由主车辆接收的V2X信息是错误的。例如，当实际上没有物体存在时，黑客可以使关于行人或其他车辆(物体)的实际位置或运动向量的V2X信息指示该物体已经或即将穿过或进入主车辆的当前行驶路径。对靠近该行驶路径的移动物体的错误指示可能导致主车辆不必要地减速或施加制动，并且从而可能导致车辆碰撞。

[0003] 主车辆可以被配备成直接确定关于靠近该主车辆的物体(诸如，行人或其他车辆)的存在的信息。例如，相机、雷达、激光雷达或其任何组合可被用于检测各种潜在移动物体的存在。然而，这些设备的视场可能被诸如大型卡车之类的其他车辆遮挡，或被设备上的雪或灰尘遮挡。

发明内容

[0004] 根据一个实施例，提供了一种适于在自动化车辆中使用的物体检测系统。该系统包括收发器，物体检测器和控制器。收发器适于安装在主车辆上。收发器用于接收靠近主车辆的物体的指示位置。物体检测器适于安装在主车辆上。物体检测器用于检测物体相对于主车辆的相对位置。控制器与收发器和物体检测器通信。控制器基于指示位置和相对位置来确定物体相对于主车辆的确认位置。

[0005] 阅读以下对优选实施例的详细描述，进一步的特征和优点将更清楚地呈现，优选实施例通过参考附图仅作为非限制性示例给出。

附图说明

[0006] 现在将参照附图，通过示例的方式描述本发明，其中：

[0007] 图1是根据一个实施例的基础设施设备状态验证系统的示图；并且[0008] 图2是根据一个实施例的图1的系统所遇到的交通场景。

具体实施方式

[0009] 图1示出了适于由自动化车辆(以下称为主车辆12)使用的物体检测系统10(以下称为系统10)的非限制性示例。尽管本文中呈现的描述和示例通常涉及完全自动化车辆或自主的车辆，但是构想了本文中所描述的系统10的优点适用于部分自动化的车辆，在该部分自动化的车辆中，向主车辆12的操作者提供辅助，该操作者通常控制主车辆12的车辆控件14。即，能以自动模式16(即，全自动)或手动模式18或那两种模式的部分混合模式来操作主车辆12。

[0010] 系统10包括适于安装在主车辆12上的收发器20。通常，收发器20用于经由无线传输24接收靠近主车辆12的物体26的指示位置22。通过示例而非限制的方式，物体26可以是其他车辆54(图2)或靠近主车辆12的行人64。指示位置22可以例如使用已知的射频车辆至车辆(V2V)或车辆至行人(V2P)协议(这经常被统称为V2X通信)从物体26发送。

[0011] 系统10还包括适于安装在主车辆12上的物体检测器28。物体检测器28用于确定物体26的相对位置30。相对位置30可以基于由物体检测器28检测到的物体26的测量、数据和/或观察来确定。物体检测器28可以包括但不限于相机、雷达单元、激光雷达单元、或其任何组合。通过示例而非限制的方式，相对位置30可以基于由物体检测器28的雷达单元或激光雷达单元测量的距离32和角度34。可替代地，物体26的相对位置30可以基于物体26定位在由物体检测器28的相机拍摄的图像中的位置来确定。

[0012] 系统10还包括与收发器20和物体检测器28通信的控制器36。控制器36可以包括处理器(未具体示出)或其他控制电路，该处理器诸如微控制器，该其他控制电路诸如用于处理数据的包括专用集成电路(ASIC)的模拟和/或数字控制电路，如对于本领域内技术人员应当显而易见的那样。控制器36可包括用于存储一个或多个例程、阈值和捕获的数据的存储器38，该存储器38包括非易失性存储器，诸如，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。一个或多个例程可以由处理器执行以执行以下步骤：基于指示位置22和相对位置30来确定物体26的确认位置40，该指示位置22和相对位置30由控制器36接收以如本文中所描述来验证物体26的实际位置(确认位置40)。如在阅读了以下非限制性示例之后将变得显而易见的那样，当指示位置22与相对位置30对应、匹配或指示物体26的相同位置时，通常建立了确认位置40。如果指示位置22和相对位置30不对应，则这可能是由于恶意欺骗，或者由于物体检测器28与物体26之间的视场42被遮挡，或由于无线传输24的干扰。

[0013] 系统10还可以包括用于确定主车辆12的当前位置46的定位设备44。通过示例而非限制的方式，定位设备44可以是全球定位系统接收器(GPS接收器)。然而，预想了用于指示位置的其他手段，诸如相对于在数字地图上也存在的可观测到地标的距离和方向，该可观测到的地标例如建筑物或交通信号灯。控制器36可以进一步被配置成基于当前位置46、结合指示位置22和相对位置30来确定确认位置40。优选地，物体26的指示位置22和主车辆12的当前位置46两者都是相对于相同的参考坐标来指定的。例如，可以使用世界坐标，其中各个位置以纬度、经度和海拔高度来表示。替代地，各个位置可以被变换或转置成以相对于主车辆12的笛卡尔坐标(X，Y，Z)或极坐标(距离，偏航角，仰角)表示，其中主车辆12上的某个点(例如前保险杠的中心)是参考位置(例如，0,0,0)。

[0014] 图2示出了配备有系统10的主车辆12可能遇到的交通场景50的非限制性示例。在此示例中，主车辆12从先前位置52行驶到当前位置46，其中包括改变车道以在围绕停止的卡车56行驶。从先前位置52，物体检测器28能够检测物体26的存在，在该示例中，物体26是相对位置30处的其他车辆54。主车辆12中的收发器20还能够从其他车辆54接收无线传输24，其中无线传输24包括或传送其他车辆54的指示位置22。

[0015] 当指示位置22和相对位置30对应或大致相同时，其他车辆54的实际位置被确认，即，确认位置40被控制器36登记，并且物体26的身份被更确信地建立。物体26(在这种情况下为车辆(其他车辆54相对于不动的物体))的身份被更确信地建立的事实可由控制器36用于使用物体检测器28来更可预测地跟踪其他车辆54的运动。例如，由于其他车辆54相对于示出的交叉路口的位置是已知的，因此预期的行驶方向是向如由物体检测器28所观察的左侧(即，进入交叉路口)。由控制器36用于检测向左移动的算法可以被优化或选择以更好地检测该向左移动。相比之下，当停止的卡车56当前没有移动时，如果它先前确实开始移动，则预期的行驶方向是向前的，即当主车辆12处于先前位置52时，直接远离主车辆12，因此，由控制器36选择的用于处理来自物体检测器28的信号的信号处理算法可以被优化以检测在该前向方向上的运动。

[0016] 假设确认位置40被建立，因为当主车辆12处于先前位置52时，相对位置30和指示位置22匹配。然而，随着主车辆12行驶到当前位置46，物体检测器28的视场42可能变得被停止的卡车56遮挡，因此相对位置30变得不确定。只要指示位置22保持不变，系统10、或者更具体地控制器36就可以被配置成仅基于指示位置22、对于遮挡时间60(例如，30秒)来维持确认位置40。类似地，当用于确定指示位置22的无线传输24的接收被例如电噪声或其他干扰(包括带有恶意的无线传输的人为干扰)中断时，控制器36可以被配置为仅基于(使用物体检测器而确定的)相对位置30、对于中断时间62(例如，30秒)来维持确认位置40。

[0017] 正如车辆至车辆(V2V)通信可以用于确定其他车辆54的指示位置22一样，已提出车辆至行人(V2P)通信可以用于跟踪行人64的移动。通过示例而非限制的方式，来自行人64的无线传输24可以源自个人通信设备66，例如智能电话。当主车辆位于先前位置52时，可以确认行人64的存在和实际位置，因为物体检测器28“看到”行人64，并且由来自个人通信设备66的无线传输24指示的位置匹配或对应。

[0018] 随着主车辆12行驶到当前位置46，物体检测器28到行人64的图示位置的视场42可能变得被停止的卡车56遮挡。作为具有某个未被检测到的第三方的恶意的人为干扰或由行人64欺骗的示例，无线传输24的内容可以被操纵以将行人64指示为突然在停止的卡车56前面移动，如箭头68所指示。如果不是为了确认由能够从当前位置46看到停止的卡车56前面的区域的物体检测器28提供的位置，则仅基于V2X通信操作的系统可能不必要地使主车辆12减速或停止。也就是说，因为物体检测器28可以看到行人64实际上没有在停止的卡车56前面移动，所以主车辆12可以不中断地继续行驶。

[0019] 因此，提供了适于在自动化车辆中使用的物体检测系统(系统10)，用于系统10的控制器36以及操作系统10的方法。通过基于指示位置22与相对位置30的一致性来确定物体26的确认位置40，能以更高的置信度确定物体26的实际存在，身份以及位置。物体的身份和实际位置是确信已知的，这允许控制器36例如从各种优化算法中选择以更好地跟踪物体26的后续预期运动。此外，通过由相对位置30确认指示位置22，降低了由无线传输24的黑客攻击或无线传输24中的故意的恶意内容引起的主车辆12的不必要或不稳定动作的风险。

[0020] 尽管已经根据本发明的优选实施例对本发明进行了描述，然而本发明并不旨在受限于此，而是仅受所附权利要求书中所阐述的范围限制。