-
Diese Anmeldung beansprucht Priorität gegenüber der vorläufigen US-Patentanmeldung Seriennummer 61/943,590 mit dem Titel „AUTONOMOUS DRIVING SENSING SYSTEM AND METHOD“, die am 24. Februar 2014 eingereicht wurde und deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen werden.
-
Ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug, das autonom oder semiautonom betrieben wird, kann Daten bezüglich der Umgebungsbedingungen über eine Vielzahl von Mechanismen, z. B. Sensoren oder dergleichen, die im Fahrzeug enthalten sind, erhalten. Sensordaten können Informationen bezüglich Umweltbedingungen, Straßenränder oder Fahrspuren auf einer Straße usw. bereitstellen, und sie können zum Entwickeln einer geeigneten Geschwindigkeit für ein Fahrzeug, eines geeigneten Weges für ein Fahrzeug usw. verwendet werden. Die bestehenden Fahrzeugsensordaten leiden jedoch unter Beschränkungen in Bezug auf Informationen, die daraus bestimmt werden können. Zum Beispiel kann es sein, dass ein Fahrzeugcomputer nicht imstande ist, Daten von einer Vielzahl von Sensoren bezüglich einer Vielzahl von Erscheinungen in einer Vielzahl von Formaten usw. zu nutzen.
-
1 ist eine Blockdarstellung eines beispielhaften autonomen Abtastsystems eines Fahrzeugs.
-
2 ist eine Blockdarstellung einer Autofahrbahn mit Sensormarkierungen.
-
3 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Prozesses für ein autonomes Abtastsystem eines Fahrzeugs in einem autonomen Modus.
-
4 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Prozesses zur Bestimmung von Daten zur Verwendung beim Implementieren einer autonomen Aktion in einem Fahrzeug.
-
1 ist eine Blockdarstellung eines beispielhaften autonomen Fahrzeugsystems 100, das ein Fahrzeug 101 umfasst, das mit einem oder mehreren Sensordatenkollektoren 110 versehen ist, die erfasste Daten 115 in Bezug auf eine Umgebung in unmittelbarer Nähe zum Fahrzeug 101 sammeln, die z. B. eine Fahrbahn 155 (in 2 veranschaulicht) und Bereiche in unmittelbarer Nähe dazu, ein oder mehrere Zielobjekte 160 usw., umfasst. Eine Computervorrichtung 105 im Fahrzeug 101 empfängt im Allgemeinen die erfassten Daten 115 und umfasst ferner ein autonomes Fahrmodul 106 z. B. als einen Satz von Anweisungen, die in einem Speicher der Computervorrichtung 105 gespeichert sind und von einem Prozessor derselben ausgeführt werden können, wodurch einige oder alle Operationen des Fahrzeugs 101 autonom oder semiautonom, d.h. ohne menschliche Kontrolle und/oder bei begrenztem menschlichem Eingriff, durchgeführt werden können.
-
Die erfassten Daten 115 umfassen Daten bezüglich einer Fahrbahn 155 und/oder des umgebenden Umfeldes, das ein oder mehrere Ziele 160 umfasst, wobei die Daten 115 vom Computer 105 des Fahrzeugs 101 verwendet werden können, um Bestimmungen bezüglich Operationen des Fahrzeugs 101, einschließlich autonomer Operationen des Fahrzeugs 101, vorzunehmen. Da die erfassten Daten 115 eine Vielzahl von verschiedenen Aspekten der Umgebung eines Fahrzeugs 101 und/oder von Zielen 160 betreffen und Daten 115 in einer Vielzahl von Formaten für eine Vielzahl von verschiedenen Sensordatenkollektoren 110 umfassen können, kann der Computer 105 ferner so ausgelegt sein, dass er verschiedene Mechanismen zum Integrieren oder Vereinigen verschiedener Daten 115 zur Vornahme von Bestimmungen bezüglich einer oder mehrerer Aktionen im Fahrzeug 101 verwendet.
-
Zum Beispiel kann der Computer 105 so programmiert sein, dass er autonome Aufgaben ausführt, die in eine oder mehrere Kategorien fallen, die strategische, taktische und betriebliche Aufgaben umfassen. Eine strategische Aufgabe ist hierin als ein Treffen einer Entscheidung in Bezug auf eine Routenplanung für das Fahrzeug 101, z. B. Bestimmen einer optimalen Route zu einem Ziel oder Wegpunkt, Umleiten eines Fahrzeugs 101 aufgrund von Verkehrs- oder Straßenbedingungen usw., definiert. Eine taktische Aufgabe ist hierin als ein Bestimmen einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs 101 und/oder Lenken während des Befahrens einer für das Fahrzeug 101 bestimmten Route definiert. Demnach umfassen Beispiele von taktischen Aufgaben ein Durchführen von Spurwechsel, Bremsen, Beschleunigen, Halten eines vorbestimmten Abstands von einem oder mehreren umgebenden Fahrzeugen usw. Eine betriebliche Aufgabe umfasst eine Steuerung des Betriebs von verschiedenen Komponenten eines Fahrzeugs 101 zum Unterstützen der Implementierung von taktischen Aufgaben, z. B. Bestimmen einer geeigneten Quer- oder Längssteuerung eines Fahrzeugs 101, aber Betätigen einer Drosselklappe zum Erhöhen der Leistung zu einem Antriebsstrang, Betätigen von Bremsen, Betätigen einer Lenkung zum Ändern eines Lenkwinkels usw. Es können verschiedene erfasste Daten 115 zum Unterstützen dieser verschiedenen Aufgabenkategorien verwendet werden. Vorteilhafterweise können Daten, die typischerweise einer Aufgabenkategorie zugeordnet sind, zum Unterstützen einer anderen Aufgabenkategorie verwendet werden. Zum Beispiel können Daten 115 eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) zum Unterstützen der strategischen Aufgabe der Routenplanung für ein Fahrzeug 101 verfügbar sein. GPS-Daten 115 könnten jedoch auch zum Unterstützen von taktischen Aufgaben, wie beispielsweise Bestimmen und Anpassen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs 101, verwendet werden.
-
Ein Fahrzeug 101 umfasst einen Fahrzeugcomputer 105, der im Allgemeinen einen Prozessor und einen Speicher umfasst, wobei der Speicher eine oder mehrere Formen von computerlesbaren Medien umfasst und Anweisungen speichert, die vom Prozessor zum Durchführen verschiedener Operationen, einschließlich der hierin offenbarten, ausgeführt werden können. Zum Beispiel umfasst der Computer 105 im Allgemeinen Anweisungen zum Auswählen eines autonomen Betriebsmodus des Fahrzeugs 101, zum Anpassen eines autonomen Betriebsmodus des Fahrzeugs 101, zum Ändern eines autonomen Betriebsmodus des Fahrzeugs 101 usw. und ist imstande, diese auszuführen.
-
Ferner kann der Computer 105 mehr als eine Computervorrichtung, z. B. Steuerungen oder dergleichen, die im Fahrzeug 101 zum Überwachen und/oder Steuern verschiedener Fahrzeugkomponenten enthalten sind, z. B. eine Motorsteuereinheit (ECU), eine Getriebesteuereinheit (TCU) usw., umfassen oder z. B. über einen Kommunikationsbus des Fahrzeugs 101 kommunikativ damit gekoppelt sein, wie im Folgenden beschrieben wird. Der Computer 105 ist im Allgemeinen für Kommunikationen in einem Netz im Fahrzeug 101, wie beispielsweise einem CAN(Controller Area Network)-Bus oder dergleichen, ausgelegt. Der Computer 105 kann außerdem eine Verbindung mit einem Onboard-Diagnose-Anschluss (OBD-II) aufweisen. Über den CAN-Bus, den OBD-II und/oder andere drahtgebundene oder drahtlose Mechanismen kann der Computer 105 Nachrichten an verschiedene Vorrichtungen in einem Fahrzeug senden und/oder Nachrichten von den verschiedenen Vorrichtungen, z. B. Steuerungen, Aktuatoren, Sensoren usw., einschließlich der Datenkollektoren 110, empfangen. Alternativ oder zusätzlich kann der CAN-Bus oder dergleichen in Fällen, in welchen der Computer 105 tatsächlich mehrere Vorrichtungen umfasst, für Kommunikationen zwischen Vorrichtungen verwendet werden, die in dieser Offenbarung als der Computer 105 dargestellt sind. Wie folgend erwähnt, können ferner verschiedene Steuerungen und dergleichen, z. B. eine ECU, TCU usw., dem Computer 105 Daten 115 über ein Netz des Fahrzeugs 101, z. B. einen CAN-Bus oder dergleichen, bereitstellen.
-
Außerdem kann der Computer 105 zum Kommunizieren mit einem oder mehreren Remotecomputern 125 über das Netz 120 ausgelegt sein, das, wie im Folgenden beschrieben, verschiedene drahtgebundene und/oder drahtlose Netztechnologien, z. B. zellulare, Bluetooth, drahtgebundene und/oder drahtlose Paketnetze usw., umfassen kann. Ferner umfasst der Computer 105 z. B. als Teil des Moduls 106 im Allgemeinen Anweisungen zum Empfangen von Daten z. B. von einem oder mehreren Datenkollektoren 110 und/oder einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI), wie beispielsweise einem interaktiven Sprachantwort(IVR)-System, einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) mit einem Berührungsbildschirm oder dergleichen usw.
-
Wie bereits erwähnt, ist im Allgemeinen ein autonomes Fahrmodul 106 in Anweisungen enthalten, die im Computer 105 gespeichert sind und von diesem ausgeführt werden. Unter Verwendung von Daten, die im Computer 105 empfangen werden, z. B. der erfassten Daten 115 von den Datenkollektoren 110, dem Server 125 usw., kann das Modul 106 verschiedene Bestimmungen vornehmen und/oder verschiedene Komponenten und/oder Operationen des Fahrzeugs 101 ohne einen Fahrer steuern, um das Fahrzeug 101 zu betreiben. Zum Beispiel kann das Modul 106 zum Regeln des Betriebsverhaltens, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Beschleunigung, Entschleunigung, Lenkung usw., sowie des taktischen Verhaltens des Fahrzeugs 101, wie beispielsweise eines Abstands zwischen Fahrzeugen und/oder einer Zeitdauer zwischen Fahrzeugen, eines Mindestabstands zwischen Fahrzeugen beim Spurwechsel, eines Minimums zum Linksabbiegen quer zur Fahrtrichtung, einer Zeit bis zur Ankunft an einem bestimmten Ort, einer Mindestankunftszeit bis zu einer Kreuzung (ohne Signal) zum Überqueren der Kreuzung usw., verwendet werden. Außerdem kann das Modul 106 basierend auf Daten 115, z. B. einer Route des Fahrzeugs 101, von Wegpunkten auf einer Route usw., strategische Bestimmungen vornehmen.
-
Die Datenkollektoren 110 können eine Vielzahl von Vorrichtungen umfassen. Wie bereits erwähnt, können zum Beispiel verschiedene Steuerungen in einem Fahrzeug als Datenkollektoren 110 fungieren, um erfasste Daten 115, z. B. erfasste Daten 115 in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigung usw., über den CAN-Bus bereitzustellen. Ferner könnten Sensoren oder dergleichen, eine GPS(globales Positionsbestimmungssystem)-Einrichtung usw. in einem Fahrzeug enthalten und als Datenkollektoren 110 ausgelegt sein, um dem Computer 105 Daten z. B. über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung direkt bereitzustellen. Die Datenkollektoren 110 könnten auch Sensoren oder dergleichen, z. B. Mittelstrecken- und Langstreckensensoren, zum Erkennen und möglicherweise auch Einholen von Informationen von Zielen 160, wie z. B. im Folgenden genauer beschrieben, sowie anderen Bedingungen außerhalb des Fahrzeugs 101, umfassen. Zum Beispiel könnten Sensordatenkollektoren 110 Mechanismen umfassen, wie beispielsweise Funkgeräte, RADAR, Lidar, Schallmessgeräte, Kameras oder andere Bildaufnahmevorrichtungen, die zum Erkennen von Zielen 160 und/oder Einholen anderer erfasster Daten 115 eingesetzt werden könnten, die für den autonomen Betrieb des Fahrzeugs 101 relevant sind, z. B. Messen eines Abstands zwischen dem Fahrzeug 101 und anderen Fahrzeugen oder Objekten, um andere Fahrzeuge oder Objekte zu erkennen, und/oder Straßenbedingungen, wie beispielsweise Kurven, Schlaglöcher, Bodensenken, Bodenwellen, Änderungen des Gefälles usw., zu erkennen. Als noch ein weiteres Beispiel könnten GPS-Daten 115 mit Daten von hochauflösenden digitalen 2D- und/oder 3D-Landkarten und/oder Basisdaten, die als Daten des „elektronischen Horizonts“ bekannt sind, kombiniert werden, wobei solche Daten z. B. in einem Speicher des Computers 105 gespeichert werden. Basierend auf Daten 115 in Bezug auf Koppelnavigation in einer bekannten Weise und/oder irgendeine andere bekannte simultane Lokalisierung und Kartierung (SLAM) und/oder Lokalisierungsberechnung möglicherweise unter Verwendung von GPS-Daten 115 können Daten 115 digitaler Landkarten als relevante Daten für den Computer 105 zur Verwendung beim Bestimmen einer Strecke für das Fahrzeug 101 oder Unterstützen eines Streckenplaners sowie bei anderen Entscheidungsfindungsprozessen für taktische Fahrentscheidungen verwendet werden.
-
Ein Speicher des Computers 105 speichert im Allgemeinen die erfassten Daten 115. Die erfassten Daten 115 können eine Vielzahl von Daten umfassen, die in einem Fahrzeug 101 von den Datenkollektoren 110 erfasst werden, einschließlich der Daten 115, die von einem oder mehreren Zielen 160 erhalten werden. Beispiele für die erfassten Daten 115 sind vorstehend und nachstehend, z. B. in Bezug auf die Ziele 160, angegeben, und darüber hinaus können die Daten 115 außerdem Daten umfassen, die im Computer 105 daraus berechnet werden. Im Allgemeinen können die erfassten Daten 115 alle Daten umfassen, die von einer Erfassungsvorrichtung 110 gesammelt und/oder aus solchen Daten berechnet werden können, z. B. Werte von Rohdaten 115 der Sensoren 110, z. B. Werte von Radar- und Lidar-Rohdaten 115, abgeleitete Datenwerte, z. B. einen Abstand eines Objekts 160, der aus Radar-Rohdaten 115 berechnet wird, Messdatenwerte, die z. B. von einer Motorsteuerung oder einem anderen Steuer- und/oder Überwachungssystem im Fahrzeug 101 bereitgestellt werden. Im Allgemeinen können verschiedene Arten von Rohdaten 115 erfasst werden, z. B. Bilddaten 115, Daten 115 in Bezug auf reflektiertes Licht oder reflektierten Schall, Daten 115, die eine Menge von Umgebungslicht, eine Temperatur, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Gierbewegung usw. anzeigen.
-
Demgemäß könnten die erfassten Daten 115 im Allgemeinen eine Vielzahl von Daten 115 in Bezug auf Operationen /und oder Leistung des Fahrzeugs 101 sowie Daten insbesondere in Bezug auf die Bewegung des Fahrzeugs 101 umfassen. Zum Beispiel könnten die erfassten Daten 115 zusätzlich zu den Daten 115, die von einem Ziel 160 erhalten werden, wie im Folgenden erörtert, Daten bezüglich Geschwindigkeit, Beschleunigung, Bremsung, Spurwechsel und oder Fahrspurnutzung (z. B. auf bestimmten Straßen und/oder Arten von Straßen, wie beispielsweise Autobahnen zwischen Bundesstaaten) eines Fahrzeuges 101, durchschnittlicher Abstände von anderen Fahrzeugen bei jeweiligen Geschwindigkeiten oder Geschwindigkeitsbereichen, und/oder Daten 115 in Bezug auf den Betrieb des Fahrzeugs 101 umfassen.
-
Außerdem könnten die erfassten Daten 115 vom Remoteserver 125 und/oder einem oder mehreren anderen Fahrzeugen 101, z. B. unter Verwendung von Kommunikationen von Fahrzeug zu Fahrzeug, bereitgestellt werden. Für Kommunikationen von Fahrzeug zu Fahrzeug sind verschiedene Technologien bekannt, die Hardware, Kommunikationsprotokolle usw. umfassen. Zum Beispiel könnten Nachrichten von Fahrzeug zu Fahrzeug gemäß dedizierten Nahbereichskommunikationen (DSRC) oder dergleichen gesendet und empfangen werden. DSRC funktionieren bekanntlich bei verhältnismäßig niedriger Leistung über einen kurzen oder mittleren Bereich in einem von der US-Regierung speziell zugewiesenen Spektrum im 5,9-GHz-Band. Auf jeden Fall könnten Informationen in einer Nachricht von Fahrzeug zu Fahrzeug erfasste Daten 115, wie beispielsweise eine Position (z. B. gemäß Geokoordinaten, wie beispielsweise einen Breiten- und Längengrad), Geschwindigkeit, Beschleunigung, Entschleunigung usw. eines sendenden Fahrzeugs 101 umfassen. Ferner könnte ein sendendes Fahrzeug 101 andere Daten 115 wie beispielsweise eine Position, Geschwindigkeit usw. eines oder mehrerer Ziele 160 bereitstellen.
-
Das Netz 120 stellt einen oder mehrere Mechanismen dar, durch welche ein Fahrzeugcomputer 105 mit einem Remoteserver 125 und/oder einer Benutzervorrichtung 150 kommunizieren kann. Demgemäß kann es sich bei dem Netz 120 um einen oder mehrere von verschiedenen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsmechanismen handeln, die jede gewünschte Kombination von drahtgebundenen (z. B. Kabel und Faser) und/oder drahtlosen (z. B. zellular, drahtlos, Satellit, Mikrowellen und Funkfrequenz) Kommunikationsmechanismen und jede gewünschte Netztopologie (oder Topologien, wenn mehrere Kommunikationsmechanismen verwendet werden) umfassen. Beispielhafte Kommunikationsnetze umfassen drahtlose Kommunikationsnetze (die z. B. Bluetooth, IEEE 802.11 usw. verwenden), lokale Netze (LAN) und/oder Fernnetze (WAN), einschließlich des Internets, die Datenkommunikationsdienste bereitstellen.
-
Beim Server 125 kann es sich um einen oder mehrere Computerserver handeln, die im Allgemeinen jeweils mindestens einen Prozessor und mindestens einen Speicher umfassen, wobei der Speicher Anweisungen speichert, die vom Prozessor ausgeführt werden können und Anweisungen zum Ausführen von verschiedenen Schritten und Prozessen umfassen, die hierin beschrieben werden. Der Server 125 kann einen Datenspeicher 130 zum Speichern von erfassten Daten 115, die von einem oder mehreren Fahrzeugen 101 empfangen werden, umfassen oder damit kommunikativ gekoppelt sein.
-
Zusätzlich oder alternativ kann der Server Daten 115 zur Verwendung durch einen Fahrzeugcomputer 105 z. B. in einem Modul 106 bereitstellen. Im Allgemeinen kann eine Kombination von Daten 115 von verschiedenen Quellen, z. B. dem Datenspeicher 130, über den Server 125, anderer Fahrzeuge 101 und/oder den Datenkollektoren 110 in einem Fahrzeug 101, synthetisiert und/oder kombiniert werden, um die Basis für eine Warnung, Nachricht und/oder autonome Operation bereitzustellen. Zum Beispiel könnte ein erstes Fahrzeug 101 ein Objekt 160 auf einer Fahrbahn 155 erkennen. Das Objekt 160 könnte als ein potenzielles Hindernis eingestuft werden, aber dann, wenn sich z. B. das erste Fahrzeug 101 dem Objekt 160 nähert, könnte bestimmt werden, dass es eine Größe, Form und/oder Position aufweist, die keine Gefahr darstellen, die das Weiterfahren des ersten Fahrzeugs 101 behindert. Das erste Fahrzeug 101 könnte dann dem Server 125 Daten 115 bezüglich des Objekts 160 bereitstellen, der diese Daten 115 im Datenspeicher 130 speichern könnte. Die Daten 115 bezüglich des Objekts 160 könnten dann einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen 101 in einem Bereich in unmittelbarer Nähe zum Objekt 160 bereitgestellt werden, wodurch die zweiten Fahrzeuge 101 von den Daten 115 profitieren könnten, die anzeigen, dass das Objekt 160 in Wirklichkeit keine Gefahr für die zweiten Fahrzeuge 101 darstellt. Demgemäß kann ein Fahrzeug 101 seinen eigenen Betriebsverlauf und/oder den von anderen Fahrzeugen 101 aufgezeichneten Verlauf zum Vornehmen von Bestimmungen bezüglich autonomer Operationen verwenden.
-
Bei der Benutzervorrichtung 150 kann es sich um eine Vielzahl von Computervorrichtungen handeln, die einen Prozessor und einen Speicher sowie Kommunikationsfähigkeiten aufweisen. Zum Beispiel kann die Benutzervorrichtung 150 ein tragbarer Computer, ein Tabletcomputer, ein Smartphone usw. sein, der/das Fähigkeiten für drahtlose Kommunikationen unter Verwendung von IEEE 802.11, Bluetooth und/oder Zellularkommunikationsprotokollen aufweist. Ferner kann die Benutzervorrichtung 150 diese Kommunikationsfähigkeiten zum Kommunizieren über das Netz 120 auch mit einem Fahrzeugcomputer 105 verwenden. Eine Benutzervorrichtung 150 könnte mit einem Computer 105 oder den anderen Mechanismen eines Fahrzeugs 101, wie beispielsweise einem Netz im Fahrzeug 101, einem bekannten Protokoll, wie beispielsweise Bluetooth usw. kommunizieren. Demgemäß kann eine Benutzervorrichtung 150 verwendet werden, um bestimmte Operationen auszuführen, die hierin einem Datenkollektor 110 zugeschrieben werden, z. B. könnten Spracherkennungsfunktionen, Kameras, Funktionen eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) usw. in einer Benutzervorrichtung 150 verwendet werden, um dem Computer 105 Daten 115 bereitzustellen. Ferner könnte eine Benutzervorrichtung 150 verwendet werden, um dem Computer 105 eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) bereitzustellen.
-
Wie in 2 zu sehen ist, können ein oder mehrere Ziele 160 in unmittelbarer Nähe zu einer Fahrbahn 155 sein. Bei einem Ziel oder Objekt 160 kann es sich um eine Vielzahl von Objekten handeln, wie beispielsweise ein Fahrzeug 101, einen Stein, ein Verkehrszeichen, eine Bodenwelle, eine Barriere, eine Fahrspurmarkierung, eine Straßenbeleuchtung, eine Verkehrsampel, eine Kreuzung usw. In diesem Kontext umfasst die Bedeutung von „in unmittelbarer Nähe“ fahren auf, stehen auf, eingebettet oder fixiert in oder angeordnet auf oder über einer Oberfläche einer Fahrbahn 155 oder einer Oberfläche nahe einer Fahrbahn 155, z. B. ein Verkehrszeichen oder dergleichen auf einem Mast in geringer Entfernung davon, z. B. auf, nahe oder benachbart zu einem Bankett der Fahrbahn 155 usw. Ferner könnte ein Ziel 160 in unmittelbarer Nähe zu einer Fahrbahn 155 sein, indem es über der Fahrbahn 155 z. B. auf einer Seite oder Unterseite einer Brücke, auf einer Struktur, die zum Aufhängen von Verkehrszeichen über der Fahrbahn ausgelegt ist usw. aufgehängt ist. Im Allgemeinen bedeutet in unmittelbarer Nähe zu einer Fahrbahn 155 für ein Ziel 160, dass das Ziel 160 derart angeordnet ist, dass das Ziel 160 von einem oder mehreren Datenkollektoren 110 in einem Fahrzeug 101, das auf der Fahrbahn 155 fährt, in Bezug auf die das Ziel 160 in unmittelbarer Nähe ist, erkannt werden kann.
-
3 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Prozesses für ein autonomes Abtastsystem eines Fahrzeugs 101 in einem autonomen Modus.
-
Der Prozess 300 beginnt bei einem Block 305, in dem ein Fahrzeug 101 autonome Fahroperationen durchführt. Das heißt, das Fahrzeug 101 wird teilweise oder vollkommen autonom betrieben, d. h. in einer Art und Weise, die teilweise oder vollständig vom autonomen Fahrmodul 106 gesteuert wird, das so ausgelegt sein kann, dass es das Fahrzeug 101 gemäß erfassten Daten 115 betreibt. Zum Beispiel könnten alle Operationen des Fahrzeugs 101, z. B. Lenken, Bremsen, Geschwindigkeit usw., vom Modul 106 im Computer 105 gesteuert werden. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug 101 in Block 305 in einer teil- oder semiautonomen, d. h. teilweise manuellen, Weise betrieben wird, wobei einige Operationen, z. B. Bremsen, manuell von einem Fahrer gesteuert werden könnten, während andere Operationen, die z. B. Lenken umfassen, vom Computer 105 gesteuert werden könnten. Gleichermaßen könnte das Modul 106 steuern, wann das Fahrzeug 101 einen Spurwechsel ausführt. Ferner ist es möglich, dass der Prozess 300 an einem Punkt nach Beginn von Fahroperationen des Fahrzeugs 101 begonnen werden könnte, z, B. bei manuellem Auslösen durch einen Fahrzeuginsassen durch eine Benutzeroberfläche des Computers 105.
-
Als Nächstes holen Datenkollektoren 110 bei Block 310 erfasste Daten 115 ein. Zum Beispiel können Kameradatenkollektoren 110 Bilddaten 115 erfassen, eine Motorsteuereinheit kann Drehzahldaten 115 bereitstellen, ein Geschwindigkeitssensor 110 kann Geschwindigkeitsdaten 115 bereitstellen, sowie andere Arten von Daten, z. B. Radar-, Lidar-, akustische usw. Daten 115.
-
Als Nächstes werden bei Block 315 die erfassten Daten 115, die z. B. innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer erfasst wurden, zeitlich synchronisiert. Das heißt, einem oder mehreren Datenelementen der erfassten Daten 115 kann ein gleicher Zeitstempel oder dergleichen zugeordnet werden, der anzeigt, dass jedes auf diese Weise markierte Datenelement der Daten 115 eine gleiche Zeit in Bezug auf die abgetasteten Daten 115 darstellt. Ferner könnten erfasste Daten 115 mit einem Ort assoziiert werden, z. B. könnten Geokoordinaten in Breiten- und Längengraden oder dergleichen von einem Datenkollektor 110 im Fahrzeug 101 unter Verwendung des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) oder dergleichen bestimmt werden, und sie könnten mit anderen erfassten Daten 115 gemäß ähnlichen Orten, die mit den erfassten Daten 115 assoziiert sind, synchronisiert oder assoziiert werden.
-
Als Nächstes werden die erfassten Daten 115, die zeitlich synchronisiert, d. h. mit einer spezifischen Zeit oder Zeitdauer assoziiert wurden, wie zuvor in Bezug auf Block 315 beschrieben, dann bei Block 320 räumlich synchronisiert. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug 101 Daten 115 eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) umfassen, und es kann zusätzlich Ortsinformationen, z. B. eine Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder Entschleunigung usw. eines oder mehrerer Ziele 160, die möglicherweise andere Fahrzeuge 101 umfassen, bestimmen. Zum Beispiel kann die Position eines Ziels 160 unter Verwendung von Bilddaten 115, Radardaten 115, Lidardaten 115 usw. bestimmt werden. Wie bereits erwähnt, kann ein Fahrzeug 101 ferner Daten 115 in einer oder mehreren Kommunikationen von Fahrzeug zu Fahrzeug von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen 101 und/oder von einem Remoteserver 125 über das Netz 120 empfangen. Solche Daten 115, die von externen Quellen empfangen werden, können ebenfalls zeitlich und räumlich und mit den Daten 115, die in einem Fahrzeug 101 gesammelt werden, wie in Bezug auf Block 315, 320 beschrieben, synchronisiert werden.
-
Als Nächstes können die erfassten Daten 115 bei Block 325 mit einem Satz von Landkartendaten synchronisiert werden. Zum Beispiel kann der Computer 105 in einem Speicher Landkarteninformationen speichern, welche jeweils mit Geokoordinaten in einem Bereich korreliert sind, der ein Fahrzeug umgibt, und welche z.B. Straßen, Landmarken, Charakteristiken von Straßen, wie beispielsweise Geschwindigkeitsbegrenzungen, Fahrspuranzahl, Fahrtrichtungen, vorhandene Baustellen usw., anzeigen. Bei Block 325 werden diese Landkartendaten mit den Daten 115 mit räumlichen Koordinaten bei oder in der Nähe von Koordinaten assoziiert, die durch die Landkartendaten angezeigt werden.
-
Als Nächstes führt der Computer 105 bei Block 330 einen Datenvalidierungsschritt aus. Zum Beispiel können verschiedene Daten 115 geprüft werden, um zu bestimmen, dass die Daten 115 in einem annehmbaren Bereich sind, z. B. könnten Geschwindigkeitsdaten 115 über einer vorbestimmten Schwelle, die bei oder über voraussichtlichen Geschwindigkeiten eines Fahrzeugs 101 festgelegt ist, als ungültig erachtet werden.
-
Als Nächstes kann der Computer 105 bei Block 335 bestimmen, dass mindestens eine strategische, taktische oder betriebliche Aktion, z. B. Auswählen oder Ändern einer Route eines Fahrzeugs 101, Verringern einer Geschwindigkeit, um einer Geschwindigkeitsbegrenzung zu entsprechen, Spurwechseln, Verlangsamen auf eine angemessene Geschwindigkeit für mögliche Hochwasserbedingungen, Ändern eines Abstands zwischen dem Fahrzeug 101 und einem anderen Fahrzeug usw., angemessen ist. In einigen Fällen kann der Computer 105 jedoch bestimmen, dass keine Aktion erforderlich ist. Zum Beispiel kann ein Ziel 160 eine Änderung einer Geschwindigkeitsbegrenzung oder eine Unverfügbarkeit einer bestimmten Fahrspur auf einer Fahrbahn anzeigen, wenn ein Fahrzeug 101 gemäß der neuen Geschwindigkeitsbegrenzung auf einer verfügbaren Fahrspur usw. fährt. Auf jeden Fall implementiert der Computer 105 jede Aktion, die bei Block 335 bestimmt wird. Zum Beispiel können eine Geschwindigkeit, ein Abstand von anderen Fahrzeugen, eine Fahrspur usw. angepasst werden, wie zuvor beschrieben. Als Teil des Bestimmens, ob eine Aktion angemessen ist, und/oder des Bestimmens einer zu implementierenden Aktion wählt der Computer 105 ein Datenelement oder Datenelemente der Daten 115 aus, um die Aktion zu unterstützen. In einigen Fällen kann der Computer 105 ein Datenelement von Daten 115, die typischerweise für eine erste Entscheidungsfindungskategorie, z. B. strategische Bestimmungen, verwendet werden, für eine zweite Entscheidungsfindungskategorie, z. B. taktische Bestimmungen, auswählen. Ein Prozess 400 zum Bestimmen von Daten 115 zur Verwendung beim Bestimmen einer autonomen Aktion des Fahrzeugs 101 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
-
Bei Block 340, der auf Block 335 folgt, bestimmt der Computer 105, ob der Prozess 300 weitergehen sollte. Der Prozess 300 kann zum Beispiel enden, wenn autonome Fahroperationen enden, und ein Fahrer die manuelle Steuerung wieder aufnimmt, wenn das Fahrzeug 101 abgeschaltet wird, usw. Auf jeden Fall endet der Prozess 300 nach Block 340, wenn der Prozess 300 nicht weitergehen soll. Andernfalls geht der Prozess 300 zu Block 305 über.
-
4 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Prozesses 400 zur Bestimmung von Daten 115 zur Verwendung beim Implementieren einer autonomen Aktion in einem Fahrzeug 101. Der Prozess 400 beginnt bei Block 405, wobei ein Computer 105 eines Fahrzeugs 101 z. B. gemäß Anweisungen in einem autonomen Modul 106 eine Entscheidung identifiziert, die in Bezug auf eine potenzielle autonome Aktion im Fahrzeug 101 getroffen werden soll. Wie bereits erwähnt, könnte der Computer 105 zum Beispiel verschiedene strategische, taktische und/oder betriebliche Entscheidungen identifizieren, wie beispielsweise eine Notwendigkeit des Bestimmens einer Route für das Fahrzeug 101, des Bestimmens, ob das Fahrzeug 101 die Fahrspur wechseln sollte, des Bestimmens, ob eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 angepasst werden soll usw.
-
Als Nächstes identifiziert der Computer 105 bei Block 410 Daten 115 für die bei Block 405 identifizierte Entscheidung oder Bestimmung. Zum Beispiel bestimmt der Computer 105, ob Daten 115, die als für die bei Block identifizierte Entscheidung oder Bestimmung relevant empfangen werden, zum Treffen der Entscheidung oder Vornehmen der Bestimmung angemessen sind, und/oder, ob Daten 115, die typischerweise für eine andere Entscheidungskategorie geliefert werden, zum Ergänzen von Daten 115 verwendet werden könnten, die als für die Entscheidung oder Bestimmung relevant empfangen werden. Um zum Beispiel zu bestimmen, ob eine Fahrspur gewechselt werden soll, kann der Computer 105 typischerweise Daten 115 von Radar- und/oder Lidarsensoren 110 verwenden. Es könnten jedoch auch GPS-Daten 115 z. B. durch Bereitstellen von Informationen, die für bevorstehende Fahrbahnmerkmale, wie beispielsweise eine Verengung einer Fahrbahn, eine bevorstehende Baustelle, ein Vorhandensein einer Zufahrts- oder Ausfahrtsrampe, welche Verkehrsmuster beeinflussen könnte usw., verwendbar sein. Ferner könnte der Computer 105 zusätzlich zum Bestimmen, ob eine bestimmte Art von Daten 115 verwendet werden könnte, auch die Verwendung von bestimmten Arten von Daten 115 gemäß einem Fahrkontext beschränken. Zum Beispiel könnte die Verwendung von GPS-Daten 115 zur Unterstützung einer taktischen Operation auf Situationen beschränkt werden, in welchen ein Fahrzeug 101 auf einer Fahrbahn fährt, die als Autobahn, z. B. als vierspurige Autobahn, oder dergleichen, eingestuft wird.
-
Zusammengefasst bestimmt der Computer 105 bei Block 410, ob er zusätzlich zu Daten 115 in Bezug auf eine Kategorie einer Entscheidung zusätzliche Daten 115 in Bezug auf eine zweite Kategorie einbeziehen soll. Wenn keine verwendbaren Daten in einer zweiten Kategorie gefunden werden, dann endet der Prozess 400 nach Block 410. Andernfalls geht der Prozess 400 zu Block 415 über.
-
Bei Block 415 synchronisiert und validiert der Computer 105 die Daten 115, wie z. B. zuvor beschrieben.
-
Nach Block 415 implementiert der Computer 105 bei Block 420 eine Aktion unter Verwendung der identifizierten Daten 115, wie zuvor beschrieben. Nach Block 415 endet der Prozess 400.
-
Computervorrichtungen, wie beispielweise die hierin erörterten, umfassen im Allgemeinen jeweils Anweisungen, die von einer oder mehreren Computervorrichtungen, wie beispielsweise den zuvor identifizierten, ausgeführt werden können, zum Ausführen von Blöcken oder Schritten der zuvor beschriebenen Prozesse. Zum Beispiel sind die zuvor erörterten Prozessblöcke als computerausführbare Anweisungen realisiert.
-
Computerausführbare Anweisungen können aus Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert sein, die unter Verwendung einer Vielfalt von Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt sind, die ohne Einschränkung JavaTM, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. entweder allein oder in Kombination umfassen. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw. und führt diese Anweisungen aus, um dadurch einen oder mehrere Prozesse, einschließlich eines oder mehrerer der hierin beschriebenen Prozesse, durchzuführen. Solche Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung einer Vielfalt von computerlesbaren Medien gespeichert und übertragen werden. Eine Datei in einer Computervorrichtung ist im Allgemeinen eine Sammlung von Daten, die in einem computerlesbaren Medium, wie beispielsweise einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw., gespeichert werden.
-
Ein computerlesbares Medium umfasst jedes Medium, das an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die von einem Computer gelesen werden können. Solch ein Medium kann viele Formen annehmen, die, ohne darauf beschränkt zu sein, nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien usw. umfassen. Nichtflüchtige Medien umfassen zum Beispiel optische oder magnetische Platten und andere Dauerspeicher. Flüchtige Speicher umfassen einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM), der typischerweise einen Hauptspeicher darstellt. Übliche Formen von computerlesbaren Medien umfassen zum Beispiel eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, jegliches andere magnetische Medium, eine CD-ROM, eine DVD, jegliches andere optische Medium, Lochkarten, Lochstreifen, jegliches andere physische Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, eine FLASH-EEPROM, jeglichen anderen Speicherchip oder jegliche andere Speicherkassette, oder jegliches andere Medium, aus dem ein Computer auslesen kann.
-
In den Zeichnungen zeigen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Elemente an. Ferner könnten einige oder alle dieser Elemente ausgetauscht werden. Bezüglich der hierin beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren usw. versteht es sich von selbst, dass, obwohl die Schritte dieser Prozesse usw. so beschrieben wurden, dass sie in einer bestimmten geordneten Reihenfolge stattfinden, diese Prozesse auch so durchgeführt werden könnten, dass die beschriebenen Schritte in einer anderen Reihenfolge als der hierin beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Es versteht sich ferner von selbst, dass bestimmte Schritte gleichzeitig ausgeführt werden könnten, dass andere Schritte hinzugefügt werden könnten, oder dass bestimmte, hierin beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Mit anderen Worten sind die Beschreibungen von Prozessen hierin zur Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und keineswegs dahingehend auszulegen, dass sie die beanspruchte Erfindung einschränken.
-
Demgemäß versteht es sich von selbst, dass die vorstehende Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Bei Lektüre der vorstehenden Beschreibung sind für die Fachleute viele andere Ausführungsformen und Anwendungen neben den bereitgestellten Beispielen zu erkennen. Der Schutzbereich der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung bestimmt werden, sondern er sollte stattdessen unter Bezugnahme auf die angehängten Ansprüche zusammen mit dem vollen Schutzbereich von Äquivalenten, zu welchen diese Ansprüche berechtigt sind, bestimmt werden. Es ist zu erwarten, dass zukünftige Entwicklungen in den hierin erörterten Fachgebieten erfolgen werden, und beabsichtigt, dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftigen Ausführungsformen einbezogen werden. Zusammengefasst versteht es sich von selbst, dass die Erfindung modifiziert und abgeändert werden kann und nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt wird.
-
Sämtlichen Begriffen, die in den Ansprüchen verwendet werden, sollen ihre gebräuchlichen Bedeutungen verliehen werden, die für die Fachleute nachvollziehbar sind, sofern hierin nicht ausdrücklich anders angegeben. Insbesondere ist die Verwendung der Einzahlartikel, wie beispielsweise „ein/eine“, „der/die/das“, „diese/r/s“ usw., so zu verstehen, dass sie sich auf eines oder mehrere der angegebenen Elemente bezieht, sofern nicht ein Anspruch ausdrücklich Gegenteiliges erwähnt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- IEEE 802.11 [0018]
- IEEE 802.11 [0021]
