DE102017129196A1

DE102017129196A1 - Nachfehlerbetrieb bei autonomen fahrzeugen

Info

Publication number: DE102017129196A1
Application number: DE102017129196.2A
Authority: DE
Inventors: Eric She; Scott J. Lauffer; Jose Lopez
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2018-06-14
Also published as: GB201720153D0; CN108216259A; US10488863B2; MX2017015905A; RU2017141384A; GB2559037A; US20180164823A1

Abstract

Fahrzeuge können dazu ausgerüstet sein, sowohl in autonomer als auch in insassengeführter Betriebsart zu funktionieren. Fahrzeuge können mit Hardware und Software ausgerüstet sein, um einen durch Breiten- und Längenkoordinaten bezogen auf ein erstes Fahrzeug definierten akzeptablen Fahrbereich zu bestimmen, wobei die Breiten- und Längenkoordinaten auf den Standorten und Größen von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen und dem Standort und der Größe einer Fahrbahn basieren. Nach Bestimmen eines Fahrzeugfehlers kann eine Rechenvorrichtung im Fahrzeug das Fahrzeug zu einem Anhalten innerhalb des akzeptablen Fahrbereichs führen.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge können dazu ausgerüstet sein, sowohl in autonomer als auch in insassengeführter Betriebsart zu funktionieren. Fahrzeuge können mit Rechenvorrichtungen, Netzwerken, Sensoren und Steuerungen ausgestattet sein, um das Fahrzeug zu führen und um einen Insassen beim Führen des Fahrzeugs zu unterstützen. Eine Rechenvorrichtung kann den Betrieb der Rechenvorrichtungen, Netzwerke, Sensoren und Steuerungen überwachen, um den einwandfreien elektrischen und logischen Zustand der Rechenvorrichtungen, Netzwerke, Sensoren und Steuerungen zu bestimmen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Beispielfahrzeugs.
2 ist ein Schaubild eines beispielhaften Verkehrsgeschehens.
3 ist ein Schaubild eines zweiten beispielhaften Verkehrsgeschehens.
4 ist ein Schaubild eines dritten beispielhaften Verkehrsgeschehens.
5 ist ein Schaubild eines vierten beispielhaften Verkehrsgeschehens.
6 ist ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zum Führen eines Fahrzeugs basierend auf dem Bestimmen eines akzeptablen Fahrbereichs.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Fahrzeuge können dazu ausgerüstet sein, sowohl in autonomer als auch in insassengeführter Betriebsart zu funktionieren. Unter halb- oder vollautonomer Betriebsart verstehen wir eine Betriebsart, wobei ein Fahrzeug durch eine Rechenvorrichtung als Bestandteil eines Bordinformationssystems, das Sensoren und Steuerungen aufweist, geführt werden kann. Das Fahrzeug kann mit Insassen besetzt sein oder nicht, aber das Fahrzeug kann in jedem Fall ohne Unterstützung eines Insassen geführt werden. Zu Zwecken dieser Offenbarung ist eine autonome Betriebsart definiert als eine, bei der jedes der Elemente Fahrzeugantrieb (z. B. über einen Antriebsstrang einschließlich eines Verbrennungsmotors und/oder Elektromotors), Bremsen und Lenken von einem oder mehreren Bordcomputern gesteuert werden kann; in einer halbautonomen Betriebsart steuert(steuern) der(die) Bordcomputer eines oder zwei der Elemente Fahrzeugantrieb, Bremsen und Lenken.
Fahrzeuge können mit Rechenvorrichtungen, Netzwerken, Sensoren und Steuerungen ausgestattet sein, um das Fahrzeug zu führen und um Karten der umgebenden realen Welt, einschließlich Merkmalen wie z. B. Straßen, zu bestimmen. Fahrzeuge können geführt und Karten können bestimmt werden basierend auf dem Orten und Identifizieren von Verkehrszeichen in der umgebenden realen Welt. Unter Führen verstehen wir das Lenken der Bewegungen eines Fahrzeugs, um das Fahrzeug entlang einer Fahrbahn oder anderer Abschnitte eines Weges zu bewegen.
1 ist ein Diagramm eines Bordinformationssystems 100, das ein Fahrzeug 110 beinhaltet, das in der autonomen („autonom“ allein bedeutet in dieser Offenbarung „vollautonom“) und insassengeführten (ebenfalls bezeichnet als nichtautonom) Betriebsart nach den offenbarten Implementierungen betrieben werden kann. Das Fahrzeug 110 beinhaltet ebenfalls eine oder mehrere Rechenvorrichtungen 115 zur Durchführung von Berechnungen zum Führen des Fahrzeugs 110 während des autonomen Betriebs. Die Rechenvorrichtungen 115 können Informationen über den Betrieb des Fahrzeugs von den Sensoren 116 empfangen.
Die Rechenvorrichtung 115 beinhaltet einen Prozessor und einen Speicher der bekannten Art. Ferner beinhaltet der Speicher eine oder mehrere Formen von computerlesbaren Medien und speichert vom Prozessor ausführbare Anweisungen zum Ausführen verschiedener Vorgänge, einschließlich wie in diesem Schriftstück offenbart. So kann z. B. die Rechenvorrichtung 115 Programmieren beinhalten, um eine oder mehrere von Fahrzeugbremsen, -antrieb (z. B. Steuerung der Beschleunigung im Fahrzeug 110 durch Steuern von einem oder mehreren von einem Verbrennungsmotor, Elektromotor, Hybridmotor usw.), -lenkung, -klimasteuerung, - Innen- und/oder Außenbeleuchtung usw. zu betreiben, sowie zu bestimmen, ob und wann die Rechenvorrichtung 115 im Gegensatz zu einem menschlichen Bediener diese Vorgänge steuern soll.
Die Rechenvorrichtung 115 kann mehr als eine Rechenvorrichtung, z. B. Steuerungen oder dergleichen, die im Fahrzeug 110 zum Überwachen und/oder Steuern von verschiedenen Fahrzeugkomponenten enthalten sind, z. B. einer Antriebsstrangsteuerung 112, einer Bremssteuerung 113, einer Lenksteuerung 114, usw., enthalten oder z.B. über einen Bordkommunikationsbus, wie nachstehend beschrieben, damit kommunikativ gekoppelt sein. Die Rechenvorrichtung 115 ist allgemein zur Kommunikation in einem Bordkommunikationsnetzwerk angeordnet, wie z. B. einem Bus in dem Fahrzeug 110 wie z. B. einem Controller Area Network (CAN) oder dergleichen; das Netz des Fahrzeugs 110 kann einen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsmechanismus der bekannten Art, z. B. Ethernet oder andere Kommunikationsprotokolle, beinhalten.
Über das Bordnetz kann die Rechenvorrichtung 115 Nachrichten an verschiedene Vorrichtungen im Fahrzeug senden und/oder Nachrichten von den verschiedenen Vorrichtungen empfangen, z. B. Steuerungen, Stellantrieben, Sensoren, usw., einschließlich der Sensoren 116. Alternativ oder zusätzlich kann in Fällen, in denen die Rechenvorrichtung 115 tatsächlich mehrere Vorrichtungen umfasst, das Bordkommunikationsnetzwerk zur Kommunikation zwischen Vorrichtungen eingesetzt werden, die in dieser Offenbarung als die Rechenvorrichtung 115 dargestellt werden. Weiterhin, wie nachstehend aufgeführt, können verschiedene Steuerungen oder Sensorelemente der Rechenvorrichtung 115 über das Bordkommunikationsnetzwerk Daten bereitstellen.
Darüber hinaus kann die Rechenvorrichtung 115 dazu konfiguriert sein, durch eine Fahrzeug-/Infrastruktur-(V/I)-Schnittstelle 111 mit einem Remote-Servercomputer 120, z. B. einem Cloudserver, über ein Netzwerk 130 zu kommunizieren, das, wie nachstehend beschrieben, sich verschiedener drahtgebundener und/oder drahtloser Netzwerktechnologien bedienen kann, z.B. Mobilfunk-, BLUETOOTH®- und drahtgebundener und/oder drahtloser Paketnetzwerke. Die Rechenvorrichtung 115 beinhaltet ebenfalls nichtflüchtigen Speicher der bekannten Art. Die Rechenvorrichtung 115 kann Informationen protokollieren, indem sie die Informationen für einen späteren Abruf und eine spätere Übertragung über das Bordkommunikationsnetzwerk und die Fahrzeug-/Infrastruktur-(V/I)-Schnittstelle 111 an einen Servercomputer 120 oder ein Nutzer-Mobilgerät 160 im nichtflüchtigen Speicher speichert.
Wie bereits aufgeführt, ist im Allgemeinen in den im Speicher gespeicherten und durch den Prozessor der Rechenvorrichtung 115 ausgeführten Anweisungen das Programmieren für das Betreiben von einer oder mehreren Komponenten des Fahrzeugs 110, z. B. Bremsen, Lenken, Antrieb, usw., ohne Eingreifen eines menschlichen Bedieners enthalten. Durch die Nutzung der von der Rechenvorrichtung 115 empfangenen Daten, z. B. der Sensordaten von den Sensoren 116, dem Servercomputer 120, usw., kann die Rechenvorrichtung 115 verschiedene Festlegungen treffen und/oder verschiedene Komponenten und/oder Vorgänge des Fahrzeugs 110 steuern, ohne dass ein Fahrer das Fahrzeug 110 bedient. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung 115 Programmieren beinhalten, um das Betriebsverhalten des Fahrzeugs 110, wie z. B. Geschwindigkeit, Beschleunigung, Verzögerung, Lenken, usw., sowie taktisches Verhalten zu steuern, wie z. B. ein Abstand zwischen Fahrzeugen und/oder Zeitraum zwischen den Fahrzeugen, Spurwechsel, minimaler Abstand zwischen Fahrzeugen, Linksabbiegen über den minimalen Weg, Fahrtzeit bis zum Eintreffen an einem bestimmten Standort und minimale Ankunftszeit an einer Kreuzung (ohne Signal) zum Überqueren der Kreuzung.
Der Begriff Steuerungen, wie er in diesem Schriftstück verwendet wird, beinhaltet Rechenvorrichtungen, die typischerweise dazu programmiert sind, ein spezifisches Fahrzeug-Teilsystem zu steuern. Beispiele hierfür beinhalten eine Antriebsstrangsteuerung 112, eine Bremssteuerung 113 und eine Lenksteuerung 114. Eine Steuerung kann eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit - ECU) der bekannten Art sein, die möglicherweise zusätzliches Programmieren beinhaltet, wie in diesem Schriftstück beschrieben. Die Steuerungen können kommunikativ mit der Rechenvorrichtung 115 verbunden sein und von ihr Anweisungen empfangen, um das Teilsystem entsprechend den Anweisungen zu betätigen. Beispielsweise kann die Bremssteuerung 113 Anweisungen von der Rechenvorrichtung 115 empfangen, um die Bremsen des Fahrzeugs 110 zu betreiben.
Die eine oder mehreren Steuerungen 112, 113, 114 für das Fahrzeug 110 können bekannte elektronische Steuereinheiten (ECU) oder dergleichen beinhalten, einschließlich, im Sinne nicht einschränkender Beispiele, eine oder mehrere Antriebsstrangteuerungen 112, eine oder mehrere Bremssteuerungen 113 und eine oder mehrere Lenksteuerungen 114. Jede der Steuerungen 112, 113, 114 kann entsprechende Prozessoren und Speicher und einen oder mehrere Stellantriebe beinhalten. Die Steuerungen 112, 113, 114 können programmiert und an einen Kommunikationsbus des Fahrzeugs 110 angeschlossen sein, wie z. B. einen Controller Area Network (CAN) -Bus oder einen Local Interconnect Network (LIN) -Bus, um Anweisungen vom Computer 115 zu empfangen und Stellantriebe basierend auf den Anweisungen zu steuern.
Die Sensoren 116 können eine Vielzahl von Vorrichtungen beinhalten, die dafür bekannt sind, Daten über den Bordkommunikationsbus bereitzustellen. Beispielsweise kann ein an der vorderen Stoßstange (nicht abgebildet) des Fahrzeugs 110 befestigter Radar einen Abstand vom Fahrzeug 110 zu einem nächsten vor dem Fahrzeug 110 befindlichen Fahrzeug bereitstellen, oder ein im Fahrzeug 110 angeordneter Sensor eines globalen Positionierungssystems (GPS) kann geografische Koordinaten des Fahrzeugs 110 bereitstellen. Der vom Radar bereitgestellte Abstand oder die vom GPS-Sensor bereitgestellten geografischen Koordinaten können von der Rechenvorrichtung 115 dazu verwendet werden, das Fahrzeug 110 autonom oder halbautonom zu betreiben.
Das Fahrzeug 110 ist im Allgemeinen ein autonomes Landfahrzeug 110, das drei oder mehr Räder aufweist, z.B. ein Personenwagen, leichter Lastkraftwagen usw. Das Fahrzeug 110 beinhaltet einen oder mehrere Sensoren 116, die V/I-Schnittstelle 111, die Rechenvorrichtung 115 und eine oder mehrere Steuerungen 112, 113, 114.
Die Sensoren 116 können dazu programmiert sein, Daten bezogen auf das Fahrzeug 110 und die Umgebung zu sammeln, in der das Fahrzeug 110 läuft. Im Sinne eines Beispiels und nicht einer Einschränkung können die Sensoren 116 Folgendes beinhalten: z.B. Höhenmesser, Kameras, LIDAR, Radar, Ultraschallsensoren, Infrarotsensoren, Drucksensoren, Beschleunigungsmesser, Gyroskope, Temperatursensoren, Drucksensoren, Hall-Sensoren, optische Sensoren, Spannungssensoren, Stromsensoren, mechanische Sensoren wie z. B. Schalter usw. Die Sensoren 116 können dazu eingesetzt werden, die Umgebung zu erfassen, in der das Fahrzeug 110 läuft, wie z. B. Witterungsbedingungen, die Neigung einer Straße, den Standort einer Straße oder die Standorte von benachbarten Fahrzeugen 110. Die Sensoren 116 können weiterhin dazu verwendet werden, dynamische Daten des Fahrzeugs 110 bezüglich Vorgängen des Fahrzeugs 110 zu sammeln, wie z.B. Geschwindigkeit, Lenkwinkel, Motordrehzahl, Bremsdruck, Öldruck, das auf die Steuerungen 112, 113, 114 im Fahrzeug 110 angelegte Leistungsniveau, die Konnektivität zwischen Komponenten und den einwandfreien Zustand der elektrischen und logischen Komponenten des Fahrzeugs 110.
2 ist ein Schaubild eines Verkehrsgeschehens 200 einschließlich eines Fahrzeugs 110, das auf einer durch gestrichelte Linien dargestellten Fahrbahn 210 fährt. Das Fahrzeug 110 hat einen Standort, eine Größe, Geschwindigkeit und Richtung, die durch eine Rechenvorrichtung 115 mittels der Sensoren 116 und der V/I-Schnittstelle 111 bestimmt werden können, wie vorstehend in Bezug auf 1 beschrieben. Die Rechenvorrichtung 115 kann ebenfalls mittels der Sensoren 116 und der V/I-Schnittstelle 111 Standort und Größe der Fahrbahn 210, Standort und Größe des Verkehrsobjekts 204 und Standort und Größe des zweiten Fahrzeugs 208 bestimmen. Der Standort ist im dreidimensionalen Raum definiert als die Koordinaten eines vorgegebenen Punktes, der einem Fahrzeug 110, zweiten Fahrzeug 208, Verkehrsobjekt 204 oder der Fahrbahn 210 zugeordnet ist. Die Koordinaten können bezüglich eines Absolut-Bezugssystems, wie z. B. Breite, Länge, gemessen in Grad, Minuten und Sekunden und Bruchteilen davon sowie Höhenlage, gemessen in Fuß, bestimmt werden.
Die Koordinaten können ebenfalls bezüglich einer lokalen Referenz, zum Beispiel des Punktes mit der Bezeichnung (x₀,y₀) in den 3, 4 und 5, bestimmt werden. In diesem Fall wird angenommen, dass die Höhenlage der Fahrzeuge 110, 208 und Verkehrsobjekte durch die Höhenlage der Fahrbahn 210 eingeschränkt wird und daher unbeachtet bleiben kann, und die Koordinaten, die den Standort der Fahrzeuge 110, 208 definieren, durch ein Paar X-, Y-Koordinaten (x_i,y_j), können, gemessen in Fuß bezüglich der orthogonalen X- und Y-Achsen in einer Ebene parallel zur befahrbaren Fläche der Fahrbahn 210 und bezogen auf einen vorgegebenen Punkt (x₀,y₀), dargestellt werden. Die Koordinaten können auch die Ausrichtung β des Fahrzeugs 110, 208 oder Verkehrsobjekts 204 beinhalten. Im Allgemeinen beinhaltet die Ausrichtung β drei Maße der Winkeldrehung um die drei Achsen X, Y und Z, einschließlich Höhenlage, gemessen in Grad, jedoch kann ähnlich wie oben, da für die vorliegenden Zwecke angenommen wird, dass die Lage des Fahrzeugs 110, 208 und Verkehrsobjekts 204 auf die Bewegung in einer Ebene parallel zur befahrbaren Fläche der Fahrbahn 210 beschränkt ist, die Ausrichtung β als Winkeldrehung in einer Ebene, gemessen in Grad, definiert werden.
Die Rechenvorrichtung 115 in einem Fahrzeug 110 kann einen akzeptablen Langstrecken-Fahrbereich 206 bestimmen, dargestellt durch gepunktete Linien, bezogen auf das Fahrzeug 110, basierend zum Beispiel auf Standort und Größe der Fahrbahn 210, Standort und Größe des Verkehrsobjekts 204 und Standort und Größe des zweiten Fahrzeugs 208. Der akzeptable Langstrecken-Fahrbereich 206 kann durch die Rechenvorrichtung 115 als eine sichere Bahnhülle, d. h. eine Fläche entlang eines geplanten oder projizierten Wegs des Fahrzeugs 110, bestimmt werden, die sicher befahren werden kann, typischerweise eine Fläche vor dem Fahrzeug 110. Mit anderen Worten ist ein akzeptabler Fahrbereich 206 eine Fläche der Fahrbahn 210 (oder eine andere möglicherweise vom Fahrzeug 110 befahrene Fläche), die der Rechner 115 als sichere Fahrfläche und innerhalb der Fähigkeiten der Rechenvorrichtung 115, das Fahrzeug 110 sicher zu führen, liegend bestimmt hat. Eine sichere Bahnhülle beinhaltet die Wege, auf denen das Fahrzeug 110 von der Rechenvorrichtung 115 so eingeschätzt werden kann, dass es angesichts des aktuellen Standorts, der Größe, Geschwindigkeit und Richtung des Fahrzeugs 110 sicher geführt werden kann. Der akzeptable Langstrecken-Fahrbereich 206 kann Informationen über Standort und Größe des Verkehrsobjekts 204 und Standort und Größe des zweiten Fahrzeugs 208 beinhalten.
Das Verkehrsobjekt 204 beinhaltet jedes physische Objekt, das das Fahrzeug 110 behindern könnte, zum Beispiel einschließlich eines Schlaglochs, einer Barriere, eines Pfeilers, eines Geländers, Verkehrszeichens oder anderen Hindernisses. Informationen über Standort und Größe des Verkehrsobjekts 204 und Standort, Größe und Geschwindigkeit und Richtung eines zweiten Fahrzeugs 208 können von den Sensoren 116 kommen, zum Beispiel Video- oder LIDAR-Sensoren, z. B. Informationen, wie sie über Spurhaltesysteme, Kollisionsvermeidungssysteme, usw. bereitgestellt werden können, oder über die V/I-Schnittstelle 111 von einem lokalen Verkehrsnetz empfangen werden können, das z. B. eine oder mehrere stationäre Netzwerkschnittstellen und m Verkehrsobjekt 204 und dem zweiten Fahrzeug 208 enthaltene Netzwerkschnittstellen enthalten kann.
Die Rechenvorrichtung 115 kann den akzeptablen Langstrecken-Fahrbereich 206 als zwei Sätze polynomialer Gleichungen darstellen, die effizient durch zwei Sätze Polynomialkoeffizienten dargestellt werden können. Die Polynomialgleichungen, einschließlich der Koeffizienten, können basierend auf der Geschwindigkeit und Richtung bestimmt und durch eine maximale Rate des Richtungswechsels und einen vorgegebenen Mindestabstand von Objekten wie dem Verkehrsobjekt 204 oder anderen Fahrzeugen 208 begrenzt sein. Die Rechenvorrichtung 115 kann die Steuerungen 112, 113, 114 anweisen, das Fahrzeug 110 so zu führen, dass ein Abschnitt des Fahrzeugs, wie zum Beispiel ein Schwerpunkt, innerhalb des akzeptablen Langstrecken-Fahrbereichs 206 gehalten wird. Der akzeptable Langstrecken-Fahrbereich 206 kann regelmäßig basierend auf neuen Informationen von den Sensoren 116 oder der V/I-Schnittstelle 111 aktualisiert werden.
Die beiden Sätze polynomialer Gleichungen können jeweils durch eine Gleichung in folgender Form dargestellt werden: $y = a_{i} x^{i} + \cdot \cdot \cdot + a_{2} x^{2} + a_{1} x + a_{0}$
wobei x und y Abstände sind, die in einer Ebene parallel zur befahrbaren Oberfläche der Fahrbahn 210 gemessen werden, die typischerweise in absoluten Zahlen in Breiten- oder Längengraden oder in Fuß, zum Beispiel bezogen auf einen Standort eines Teils von Fahrzeug 110 gemessen werden. Der Wert von i kann vorgegeben sein, um die Anzahl der Koeffizienten zu begrenzen, die basierend auf der Größe des akzeptablen Langstrecken-Fahrbereichs 206 und vorgegebener Begrenzungen der Veränderungsraten für Richtung und Geschwindigkeit im Fahrzeug 110 zu berechnen sind. Die Polynomialkoeffizienten a_i, ... a₂, a₁ a₀ können erhalten werden durch Kurvenanpassung, zum Beispiel mittels Analyse der kleinsten Quadrate, wobei die polynomialen Gleichungen an mindestens i + 1 Kardinalpunkte angepasst sind, die einem vorherberechneten Weg zugeordnet sind, der von der Rechenvorrichtung 115 bestimmt wird. Die Kardinalpunkte können z. B. Richtungsänderungen in einem vorherberechneten Weg des Fahrzeugs 110 oder in vorgegebenen Intervallen entlang eines vorherberechneten Wegs des Fahrzeugs 110 zugeordnet sein.
In einem Fall kann das zweite Fahrzeug 208 eingeparkt sein, wobei in diesem Fall das Führen von Fahrzeug 110 beinhalten kann, die Lenksteuerung 114 anzuweisen, das Fahrzeug 110 innerhalb des akzeptablen Langstrecken-Fahrbereichs 206 zu halten und dadurch sowohl das Verkehrsobjekt 204 als auch das zweite Fahrzeug 208 zu vermeiden, während die Geschwindigkeit über das Bremsmoment und das Antriebsmoment über die Steuerungen 112, 113 verstellt wird, wenn es erforderlich ist, um die mit dem Verändern der Richtung von Fahrzeug 110 verbundenen Zentripetalkräfte innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten. Auf diese Weise kann Fahrzeug 110 auf einem Weg geführt werden, der sowohl das Verkehrsobjekt 204 als auch das zweite Fahrzeug 208 bei Minimieren der Verzögerung vermeidet.
In Fällen, in denen das zweite Fahrzeug 208 sich im Verkehr mit dem Fahrzeug 110 bewegt, kann die Rechenvorrichtung 115 das Bremsmoment, Antriebsmoment und Lenken über die Steuerungen 112, 113, 114 bestimmen, was erforderlich ist, um das Fahrzeug 110 innerhalb des akzeptablen Langstrecken-Fahrbereichs 206 auf eine Weise zu führen, dass das Verkehrsobjekt 204 und die zweiten sich bewegenden Fahrzeuge 208 vermieden werden. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung 115 das Fahrzeug 110 anweisen, langsamer zu fahren oder anzuhalten, bis die zweiten Fahrzeuge 208 das Verkehrsobjekt 204 passiert haben, bevor sie das Fahrzeug 110 um das Verkehrsobjekt 204 innerhalb des akzeptablen Langstrecken-Fahrbereichs 206 herumführt.
3 ist ein Schaubild eines Verkehrsgeschehens 300 einschließlich eines Fahrzeugs 110 auf einer Fahrbahn 304, dargestellt durch gestrichelte Linien, und eines akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 306, der durch Strich-Punkt-Linien dargestellt wird, der Fahrzeug 110 zugeordnet ist. Akzeptable Langstrecken-Fahrbereiche beinhalten eine sichere Bahnhülle zum Bestimmen von Wegen für Fahrzeug 110 und können daher ebenfalls als „akzeptable Wegbereiche“ bezeichnet werden. Dagegen sind akzeptable Kurzstrecken-Fahrbereiche Flächen um Fahrzeuge 110 herum, in denen ein Fahrzeug 110 sicher geführt werden könnte. Akzeptable Kurzstrecken-Fahrbereiche können alle Bereiche in der Nähe beinhalten, die durch Fahrzeug 110 erreichbar sind, d. h. an dieses angrenzen, einschließlich Bereiche auf und abseits der Fahrbahn. Akzeptable Kurzstrecken-Fahrbereiche beinhalten Bereiche auf und abseits der Fahrbahn, um der Rechenvorrichtung 115 Wege für sicheres Führen in Fällen, in denen das Fahrzeug 110 angewiesen werden kann, die Fahrbahn zu verlassen und einzuparken, und in Fällen bereitzustellen, in denen das Fahrzeug 110 von der Rechenvorrichtung 115 angewiesen werden kann, zum Beispiel ein angehaltenes Fahrzeug 308, 310 oder ein Verkehrsobjekt 204 zu vermeiden.
Der akzeptable Kurzstrecken-Fahrbereich 306 kann durch ein Polygon, in diesem Fall ein Rechteck, beschrieben werden. Ein Rechteck kommt typischerweise zur Anwendung, da ein Rechteck benachbarte Bereiche auf und abseits der Fahrbahn beinhalten kann, innerhalb von denen das Fahrzeug 110 sicher geführt werden kann, und kann effizient durch seine vier Eckpunkte mit der Bezeichnung (x₁,y₁), (x₂,y₂), (x₃,y₃) und (x₄,y₄) dargestellt werden. Die vier Eckpunkte (x₁,y₁), (x₂,y₂), (x₃,y₃) und (x₄,y₄) werden bezüglich eines X,- Y-Koordinatensystems mit dem Ursprung an (x₀,y₀) bestimmt und die X- und Y-Koordinaten bezüglich der entsprechend bezeichneten X-Achse und Y-Achse im Verkehrsgeschehen 300 in Fuß gemessen. Der Schwerpunkt des akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 306 befindet sich an dem mit (x₀,y₀) bezeichneten Punkt und befindet sich am Schnittpunkt der X-Achse und Y-Achse, die zum Definieren der Eckpunkte des akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 306 dienen.
Der Schwerpunkt des akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 306 ist typischerweise dazu angelegt, zum Beispiel mit einem Schwerpunkt von Fahrzeug 110 übereinzustimmen. Für die X-Achse kann bestimmt sein, dass sie zum Beispiel parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs 110 ist, und für die Y-Achse, dass sie senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs 110 ist. Der akzeptable Kurzstrecken-Fahrbereich 306 stellt eine Fläche dar, innerhalb von der das Fahrzeug 110 von der Rechenvorrichtung 115 bei einem Fahrzeugfehler sicher zu einem Anhalten geführt werden kann. Durch kontinuierliches Bestimmen eines aktualisierten akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 306 ist die Rechenvorrichtung 115 bereit, das Fahrzeug 110 in dem Fall, dass die Borddiagnose in der Rechenvorrichtung 115 nicht bestimmen kann, dass eine Wahrscheinlichkeit von 99,9 % oder mehr des sicheren Führens des Fahrzeugs 110 besteht, zum sicheren Anhalten zu führen.
Die Borddiagnose in der Rechenvorrichtung 115 ist als ein Teil von Software und Hardware definiert, der die Genauigkeit und Zuverlässigkeit anderer Teile der Software und Hardware des Fahrzeugs 110 bestimmen kann, einschließlich der Rechenvorrichtung 115, Sensoren 116, V/I-Schnittstelle 111 und Steuerungen 112, 113, 114. Die Borddiagnose kann Teile der Hard- und Software des Fahrzeugs 110 testen, um eine in Prozent ausgedrückte Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass eine Soft- und Hardware des Fahrzeugs 110 innerhalb vorgegebener Toleranzen von vorgegebenen Werten arbeitet, und daher das Fahrzeug 110 sicher führen kann. Die Rechenvorrichtung 115 kann erfordern, dass die Borddiagnose bestimmt, dass die Software und Hardware des Fahrzeugs 110 über eine Wahrscheinlichkeit von 99,9 % oder darüber verfügen, das Fahrzeug 110 sicher zu führen.
Das Verkehrsgeschehen 300 beinhaltet ein zweites und drittes Fahrzeug 308, 310. Die Rechenvorrichtung 115 kann die Punkte (x₁,y₁) und (x₃,y₃) bestimmen, die zwei Eckpunkte des akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 306 bilden, indem sie Standort und Größe des zweiten und dritten Fahrzeugs bezüglich Fahrzeug 110 bestimmt. Informationen zum Standort und zur Größe des zweiten und dritten Fahrzeugs 308, 310 können von den Sensoren 116, zum Beispiel Video- oder LIDAR-Sensoren, kommen, oder über die V/I-Schnittstelle 111 von LANs empfangen werden, die stationäre Netzwerkschnittstellen und Netzwerkschnittstellen umfassen können, die im zweiten und dritten Fahrzeug 308, 310 enthalten sind.
Die Punkte (x₁,y₁) und (x₃,y₃) des akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 306 können bestimmt werden als eine vorgegebene Entfernung von den nächsten Abschnitten des zweiten und dritten Fahrzeugs 308, 310 zum Beispiel zum Punkt (x₀,y₀). Die Punkte (x₂,y₂) und (x₄,y₄) können bestimmt werden durch Erkennen des Randes der Fahrbahn 304 basierend auf den Sensoren 116 oder Informationen, die von LANs zum Beispiel über die V/I-Schnittstelle 111 empfangen wurden. Der akzeptable Kurzstrecken-Fahrbereich 306 kann regelmäßig durch die Rechenvorrichtung 115 aktualisiert werden, um den akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereich 306 an Veränderungen im Verkehrsgeschehen 300 anzupassen, einschließlich Verändern der Standorte des zweiten und dritten Fahrzeugs 308, 310 bezüglich des Fahrzeugs 110.
Wie vorstehend in Bezug auf 1 behandelt, kann die Rechenvorrichtung 115 die Konnektivität zwischen Komponenten und den einwandfreien elektrischen und logischen Zustand des Fahrzeugs 110 bestimmen. Ein Fahrzeugfehler kann auftreten, wenn die Rechenvorrichtung 115 bestimmt, dass der einwandfreie elektrische und logische Zustand von Fahrzeug 110 zum Beispiel nicht innerhalb einer vorgegebenen Toleranz eines vorgegebenen Wertes liegt. Einige Fahrzeugfehler können anzeigen, dass die Rechenvorrichtung 115 den sicheren Betrieb des Fahrzeugs 110 nicht mit einer hohen Wahrscheinlichkeit vorherberechnen kann, um den autonomen Betrieb des Fahrzeugs 110 zu gestatten. Eine hohe Wahrscheinlichkeit ist definiert als eine Wahrscheinlichkeit von 99,9 % oder mehr, dass die Rechenvorrichtung 115 das Fahrzeug 110 sicher führen kann, wie durch die in der Rechenvorrichtung 115 enthaltene Borddiagnose bestimmt. Beispiele von Fahrzeugfehlern, die unsicheren Betrieb des Fahrzeugs 110 anzeigen, beinhalten fehlende Daten des Sensors 116, einschließlich zum Beispiel Ausfall von Videokameras oder LIDAR-Sensoren, Kommunikationsfehler in der V/I-Schnittstelle 111 oder Software-Fehlerzustände in der Rechenvorrichtung 115.
4 ist ein Schaubild eines Verkehrsgeschehens 400, das dasselbe ist wie das Verkehrsgeschehen 300, außer, dass das Fahrzeug 110 der Übersichtlichkeit halber entfernt ist. Wenn die Rechenvorrichtung 115 bestimmt, dass ein Fahrzeugfehler vorliegt und der sichere Betrieb des Fahrzeugs 110 nicht mit ausreichend hoher Wahrscheinlichkeit vorherberechnet werden kann, um den sicheren autonomen Betrieb zu gestatten, weist die Rechenvorrichtung 115 das Fahrzeug 110 an, an einem vorgegebenen Standort bezüglich des akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 306 anzuhalten. Der Weg 408 ist ein Beispiel für einen Weg, von dem die Rechenvorrichtung 115 das Fahrzeug 110 anweisen kann, ihn bis zu einem Anhalten zu fahren, nachdem sie bestimmt hat, dass ein Fahrzeugfehler vorliegt.
Der Weg 408 stellt die aufeinanderfolgenden Standorte des Schwerpunkts des Fahrzeugs 110 dar, wenn die Rechenvorrichtung versucht, das Fahrzeug 110 anzuweisen, sich von Punkt (x₀,y₀) zu Punkt (x₄,y₄) entlang des Wegs p zu bewegen, der von der Gleichung 2 beschrieben wird: $p = \sqrt{x_{4}^{2} + y_{4}^{2}}$
Die Gleichung 2 ist der euklidische Abstand zwischen Punkt (x₀,y₀) und Punkt (x₄,y₄) und somit stellt Weg p den kürzesten Weg zwischen den beiden Punkten dar. Während die Rechenvorrichtung 115 die Steuerungen 112, 113, 114 anweisen kann, das Fahrzeug 110 auf Weg p zu führen, der von der Gleichung 1 dargestellt wird, ist in der Praxis, aufgrund des unterschiedlichen Ansprechverhaltens des Fahrzeugs 110 in der X- und Y-Richtung auf die Quer- und Längssteuerung, Weg 408 der Weg, den das Fahrzeug 110 fährt. Die Quer- und Längssteuerung sind die bezüglich der X-Achse und Y-Achse bestimmten Vektorkomponenten von Lenk-, Antriebs- und Bremsmoment, die über die Steuerungen 112, 113, 114 beim Steuern des Fahrzeugs 110 angewandt werden, und werden durch die Rechenvorrichtung 115 in Newton gemessen. Das Anwenden der Quer- und Längssteuerung, das dazu vorgesehen ist, um das Fahrzeug entlang des Wegs p zu führen, wie in Gleichung 1 beschrieben, kann die tatsächliche Bewegung von Fahrzeug 110, das basierend auf der Reaktion von Fahrzeug 110 auf die Quer- und Längssteuerung den Weg 408 fährt, bewirken. Die Quer- und Längssteuerung durch die Rechenvorrichtung 115 kann die Rate der Richtungsänderung unabhängig entlang der X-Achse und Y-Achse anweisen.
Alternativ kann das Fahrzeug 110 zuerst seine gewünschte Ausrichtung definieren und dann die gewünschte Koordinate innerhalb der Grenzen des Polygons berechnen. Es wird z. B. angenommen, dass die Eckpunkte des Polygons (x₁,y₁), (x₂,y₂),...(x_n,y_n) und x₁<=x₂<=x₃<=x_n sind. Die gewünschte Ausrichtung ist β bezüglich der X-Achse. Die Ausrichtung β kann im Verkehrsgeschehen 400 von 4 berechnet werden mittels der Eckpunkte des Polygons (x₁,y₁), (x₂,y₂), (x₃,y₃) und (x₄,y₄). Zuerst kann der Rechner 115 die Winkelinformationen für die einzelnen Eckpunkte berechnen: $\begin{matrix} β_{1} = t a n^{- 1} \frac{y 1}{x 1} & \begin{matrix} \end{matrix} β_{2} = t a n^{- 1} \frac{y 2}{x 2} & \begin{matrix} \end{matrix} β_{3} = t a n^{- 1} \frac{y 3}{x 3} \end{matrix}$
Als Nächstes die beiden angrenzenden Eckpunkte finden, zwischen die die Ausrichtung β fällt. Wenn (x_i,y_i), (x_j,y_j) die beiden angrenzenden Eckpunkte sind, kann ein Begrenzungs-Polygon berechnet werden als: $y = \frac{y_{j} - y_{i}}{x_{j} - x_{i}} x + \frac{y_{j} x_{j} - y_{i} x_{i}}{x_{j} - x_{i}}$
Die gewünschte Breiten- und Längenposition kann dann berechnet werden als: $\begin{matrix} \begin{matrix} x_{1} = \frac{b}{tan β - k} \end{matrix} & wobei & k = \frac{y_{j} - y_{i}}{x_{j} - x_{i}} \end{matrix}$
und $\begin{matrix} \begin{matrix} y_{1} = \frac{b tan β}{tan β - k} \end{matrix} & wobei & b = \frac{y_{i} x_{j} - y_{j} x_{i}}{x_{j} - x_{i}} \end{matrix}$
Breitenposition y₁ und Längenposition x₁ werden bestimmt bezüglich der Mitte des akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 306 (x₀,y₀), der aktualisiert werden kann, wenn das Fahrzeug 110 sich bezüglich der Fahrbahn 304 und dem zweiten und dritten Fahrzeug 308, 310 bewegt, da sich alle drei Fahrzeuge 110, 308, 310 bewegen können. Die Rechenvorrichtung kann das Fahrzeug 110 zu der gewünschten Breitenposition y₁ und Längenposition x₁ weisen unter der Annahme, dass die gewünschte Position (x₁,y₁) noch immer innerhalb des neuen akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 306 liegt. In Fällen, in denen die gewünschte Position (x₁,y₁)aus dem neuen akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereich 306 herausfällt, zum Beispiel, wenn ein zweites oder drittes Fahrzeug 308, 310 die Position wechselt und die Rechenvorrichtung 115 einen neuen akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereich 306 bestimmt, kann die Rechenvorrichtung 115 (x₁,y₁) mittels der Gleichungen 5 und 6 mit neuen Werten, die den neuen akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereich 306 widerspiegeln, eine Neuberechnung durchführen.
5 ist ein Schaubild eines Verkehrsgeschehens 500 einschließlich eines Fahrzeugs 110, das sich auf einer Fahrbahn 504 bewegt. Fahrzeug 110 befindet sich an einem Standort (x₀,y₀) in Bewegung in einer Richtung im Allgemeinen parallel zur Y-Achse und im Allgemeinen senkrecht zur X-Achse bei einer Geschwindigkeit. Das Verkehrsgeschehen beinhaltet auch ein zweites und drittes Fahrzeug 508, 510, die sich ebenfalls auf einer Fahrbahn 504 bewegen und jeweils einen Standort, eine Größe, Richtung und Geschwindigkeit bezüglich Fahrzeug 110 aufweisen. Der Standort, die Größe, Richtung und Geschwindigkeit des zweiten und dritten Fahrzeugs 308, 310 kann dazu verwendet werden, einen akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereich 506 vorherzuberechnen.
Das Verkehrsgeschehen 500 beinhaltet Geschwindigkeitsvektoren VA und VB. Die Geschwindigkeitsvektoren VA und VB sind die Richtung und Geschwindigkeit, mit der die Eckpunkte (x₁,y₁) und (x₃,y₃) sich basierend auf Standort, Größe, Richtung und Geschwindigkeit des ersten bzw. zweiten Fahrzeugs 308, 310 bewegen. Die Geschwindigkeitsvektoren VA und VB können für Zwecke der Berechnung beschrieben werden als X und Y-Komponentenvektoren VAx, VAy, VBx, VBy. Die Rechenvorrichtung 115 kann den akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereich 506 basierend auf den Komponentenvektoren VAx, VAy, VBx, VBy dadurch ändern, dass sie erstens die maximale Zeit t abschätzt, die erforderlich ist, um einen beliebigen Punkt innerhalb des ursprünglichen akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 506 zu erreichen und zweitens den akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereich 506 dadurch neu zu definieren, dass die beiden angrenzenden Eckpunkte (x₁,y₁) und (x₃,y₃) mittels der Komponentenvektoren VAx, VAy, VBx, VBy geändert werden entsprechend der Gleichungen: $(x_{i}, y_{i}) \to (x_{i} + V A x * t, y_{i} + V A y * t)$
$(x_{j}, y_{j}) \to (x_{j} + V A x * t, y_{j} + V A y * t)$
wobei im vorliegenden Beispiel i = 1 und j = 3.
Eine Ausrichtung β, wie vorstehend in Bezug auf 2 definiert, kann dadurch bestimmt werden, dass eine Ausrichtung β gewählt wird, die die geringste Wahrscheinlichkeit aufweist, einen Aufprall zwischen dem Fahrzeug 110 [sic!] dem zweiten und dritten Fahrzeug 508, 510 zu verursachen. Zum Beispiel kann Fahrzeug 110 eine Ausrichtung β wählen, die auf einen Punkt (x₄,y₄) gerichtet ist, für den bestimmt ist, der Punkt innerhalb des akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs zu sein, der am weitesten vom zweiten und dritten Fahrzeug 508, 510 entfernt ist.
Die Rechenvorrichtung 115 kann einen neuen Weg 408 für das Fahrzeug 110 basierend auf dem geänderten akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereich 506 vorherberechnen, der eine geänderte sichere Fläche aufweist, innerhalb der das Fahrzeug 110 von der Rechenvorrichtung 115 bei einem Fahrzeugfehler sicher zu einem Anhalten geführt werden kann. Auf diese Weise steht, wenn die Rechenvorrichtung 115 einen Fahrzeugfehler erkennt, ein vorherberechneter Weg 408 sofort unverzüglich zur Benutzung zur Verfügung.
6 ist ein in Bezug auf 1-5 beschriebenes Ablaufdiagramm eines Prozesses 600 zum Führen eines Fahrzeugs durch Betätigung von einem oder mehreren von einem Antriebsstrang, einer Bremse und Lenkung im Fahrzeug nach Bestimmen eines Übergangszustands. Der Prozess 600 kann durch einen Prozessor der Rechenvorrichtung 115 implementiert werden, wobei als Eingang Informationen von den Sensoren 116 verwendet werden und beispielsweise über die Steuerungen 112, 113, 114 Anweisungen ausgeführt und Steuersignale gesandt werden. Der Prozess 600 beinhaltet mehrere Schritte, die in der offenbarten Reihenfolge ausgeführt werden. Der Prozess 600 beinhaltet ebenfalls Implementierungen, die weniger Schritte beinhalten, oder kann beinhalten, dass die Schritte in unterschiedlichen Reihenfolgen ausgeführt werden.
In Schritt 602 des Prozesses 600 kann die in einem Fahrzeug 110 enthaltene Rechenvorrichtung 115 Standorte und Größen von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen 308, 310, 508, 510 und den Standort und die Größe einer Fahrbahn 304, 504 bestimmen. Die Rechenvorrichtung 115 kann die Standorte und Größen von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen 308, 310, 508, 510 und den Standort und die Größe einer Fahrbahn 304, 504 basierend auf den Sensoren 116 und der V/I-Schnittstelle 111 bestimmen, wie vorstehend in Bezug auf 3, 4 und 5 erörtert.
In Schritt 604 kann die Rechenvorrichtung 115 die Breiten- und Längenkoordinaten bestimmen. Die Breiten- und Längenkoordinaten können Eckpunkte (x₁,y₁), (x₂,y₂), (x₃,y₃) und (x₄,y₄) sein, wie zum Beispiel vorstehend in Bezug auf 3, 4 und 5 erörtert. Die Rechenvorrichtung 115 kann einen akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereich 306, 506 bezogen auf das Fahrzeug 110, 110 basierend auf den Breiten- und Längenkoordinaten bestimmen, wie vorstehend in Bezug auf 3, 4 und 5 erörtert.
In Schritt 606 kann die Rechenvorrichtung 115 bestimmen, dass ein Fahrzeugfehler vorliegt und dass die Rechenvorrichtung 115 mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht vorherberechnen kann, dass die Rechenvorrichtung 115 das Fahrzeug 110, 110 sicher in der autonomen Betriebsart führen kann. In diesem Fall kann in Schritt 608 die Rechenvorrichtung 115 das Fahrzeug 110, 110 sicher zu einem Anhalten führen, basierend auf einem akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereich 306, 506, der durch die Breiten- und Längenkoordinaten bestimmt wird, wie vorstehend in Bezug auf die vorstehenden 3, 4 und 5 erörtert, andernfalls endet der Prozess 600.
Zusammenfassend ist der Prozess 600 ein Prozess, durch den eine Rechenvorrichtung 115 die Standorte und Größen von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen und einen Standort und eine Größe einer Fahrbahn bestimmen kann. Die Rechenvorrichtung 115 kann die Breiten- und Längenkoordinaten in Bezug auf ein Fahrzeug 110 bestimmen und dann einen akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereich 306, 506 basierend auf den Breiten- und Längenkoordinaten bestimmen. Falls ein Fahrzeugfehler auftritt, bei dem die Rechenvorrichtung 115 nicht mit einer Wahrscheinlichkeit von größer oder gleich 99,9 % vorherberechnen kann, dass die Rechenvorrichtung 115 das Fahrzeug 110 sicher führen kann, kann die Rechenvorrichtung das Fahrzeug 110 innerhalb des akzeptablen Kurzstrecken-Fahrbereichs 306, 506 zu einem sicheren Anhalten führen.
Rechenvorrichtungen, wie die in diesem Schriftstück behandelten, beinhalten im Allgemeinen jeweils Anweisungen, die durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen ausführbar sind, wie z. B. die vorstehend identifizierten, und zum Ausführen der vorstehend beschriebenen Prozessblöcke oder -Schritte. Die vorstehend behandelten Prozessblöcke können z. B. als computerausführbare Anweisungen ausgeführt sein.
Computerausführbare Anweisungen können mittels Computerprogrammen, die mit Hilfe einer Vielzahl von Programmierungssprachen und/oder -Technologien generiert wurden, einschließlich u. a. und entweder allein oder in Kombination Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw., kompiliert oder interpretiert werden. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium, usw., und führt diese Anweisungen aus, wobei er einen oder mehrere Prozesse durchführt, einschließlich einen oder mehrere der in diesem Schriftstück beschriebenen Prozesse. Derartige Anweisungen und weitere Daten können in Dateien gespeichert und mittels einer Vielzahl von computerlesbaren Medien übertragen werden. Eine Datei in einer Rechenvorrichtung ist im Allgemeinen eine Sammlung von Daten, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, wie z. B. einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw.
Ein computerlesbares Medium beinhaltet jedes Medium, das an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen), die von einem Computer gelesen werden können, beteiligt ist. Ein derartiges Medium kann zahlreiche Formen aufweisen einschließlich u. a. nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien usw. Nichtflüchtige Medien beinhalten z. B. optische oder Magnetplatten und andere dauerhafte Speicher. Flüchtige Medien beinhalten dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM), der typischerweise einen Hauptspeicher darstellt. Häufige Formen von computerlesbaren Medien beinhalten z. B. eine Floppy Disk, eine flexible Diskette, Festplatte, Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein FLASH-EEPROM, eine(n) beliebige(n) andere(n) Speicherchip oder -Kassette, oder ein beliebiges anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
Alle in den Ansprüchen verwendeten Begriffe sollen ihre einfachen und normalen Bedeutungen erhalten, so wie sie von einem Fachmann verstanden werden, sofern nicht in diesem Schriftstück ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist. So sollte insbesondere die Verwendung von Artikeln im Singular, wie „ein/e/es“, „der/die/das“, usw. so gelesen werden, dass sie eines oder mehrere der angegebenen Elemente wiedergeben, sofern nicht in einem Anspruch eine ausdrückliche gegenteilige Einschränkung wiedergegeben ist.
Der Begriff „beispielhaft“ ist in diesem Schriftstück in dem Sinn verwendet, dass er ein Beispiel bedeutet, z. B. sollte ein Verweis auf ein „beispielhaftes Widget“ einfach als Verweis auf ein Beispiel eines Widgets gelesen werden.
Das einen Wert oder ein Ergebnis modifizierende Adverb „ungefähr“ bedeutet, dass eine Form, Struktur, Messung, ein Wert, eine Bestimmung, Kalkulation usw. von einer genau beschriebenen Geometrie, Entfernung, Messung, einem Wert, einer Bestimmung, Berechnung usw. aufgrund von Mängeln in Materialien, maschinelle Bearbeitung, Herstellung, Sensormessungen, Berechnungen, Verarbeitungsdauer, Kommunikationsdauer usw. abweichen können.
In den Zeichnungen geben dieselben Bezugszahlen dieselben Elemente an. Weiterhin könnten einige oder alle dieser Elemente ausgetauscht werden. Bezüglich der in diesem Schriftstück beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren usw. versteht sich, dass - obwohl die Schritte dieser Prozesse usw. als in einer bestimmten geordneten Abfolge stattfindend beschrieben wurden - diese Prozesse mit den beschriebenen Schritten in einer anderen Reihenfolge als in der hier beschriebenen Reihenfolge durchgeführt werden könnten. Weiterhin versteht sich, dass bestimmte Schritte gleichzeitig durchgeführt werden könnten, dass weitere Schritte hinzugefügt werden könnten oder dass bestimmte in diesem Schriftstück beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Mit anderen Worten: die Beschreibungen der Prozesse in diesem Schriftstück sind zur Veranschaulichung von bestimmten Ausführungsformen bereitgestellt und sollten in keiner Weise so ausgelegt werden, dass sie die beanspruchte Erfindung einschränkten.

Claims

Verfahren, umfassend: Bestimmen eines akzeptablen Fahrbereichs, der durch Breiten- und Längenkoordinaten bezogen auf ein erstes Fahrzeug definiert wird; wobei die Breiten- und Längenkoordinaten auf einem Standort und einer Größe von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen und einem Standort und einer Größe einer Fahrbahn basieren; und nach Bestimmen des Fahrzeugfehlers, Führen des ersten Fahrzeugs zu einem Anhalten innerhalb des akzeptablen Fahrbereichs.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des Fahrzeugfehlers beinhaltet, nicht mit einer Wahrscheinlichkeit von größer oder gleich 99,9 % vorherzuberechnen, dass die im ersten Fahrzeug enthaltene Hardware und Software das erste Fahrzeug sicher führen können.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Standorte und Größen von zweiten Fahrzeugen und der Standort und die Größe der Fahrbahn durch im ersten Fahrzeug enthaltene Sensoren bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Standorte und Größen von zweiten Fahrzeugen am ersten Fahrzeug über eine Netzschnittstelle empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des akzeptablen Fahrbereichs das Bestimmen von zwei Sätzen von Polynomkoeffizienten basierend auf dem Standort und der Größe von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen , dem Standort und Größe der Fahrbahn und einem Standort und einer Größe eines Verkehrsobjekts beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verkehrsobjekt Schlaglöcher, Barrieren, Pfeiler, Geländer, Verkehrszeichen und Hindernisse beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des Standorts und der Größe von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen das Bestimmen des relativen Standorts, der relativen Geschwindigkeit und Richtung von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: Verändern des akzeptablen Fahrbereichs basierend auf dem relativen Standort, der relativen Geschwindigkeit und Richtung des einen oder der mehreren zweiten Fahrzeuge.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bestimmen des akzeptablen Fahrbereichs das Bestimmen von einem oder mehreren durch ihre Eckpunkte definierten Polygonen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verändern des akzeptablen Fahrbereichs die Vektoraddition von Geschwindigkeitsvektoren zu einem oder mehreren Eckpunkten beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verändern des akzeptablen Fahrbereichs das Verändern von polynomialen Gleichungen basierend auf vorgegebenen Veränderungsraten beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die vorgegebenen Veränderungsraten die Zentripetalkräfte innerhalb vorgegebener Grenzen beschränken.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Vorherberechnen mit einer Wahrscheinlichkeit von größer oder gleich 99,9 %, dass die im ersten Fahrzeug enthaltene Hardware oder Software das erste Fahrzeug sicher führen kann, das Bestimmen des akzeptablen Fahrbereichs bei gleichzeitiger Vermeidung einer Kollision beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Vermeiden einer Kollision das Bestimmen von Befehlen an Steuerungen beinhaltet, Fahrzeugbremsen, -Lenkung und -Antriebsstrang zu steuern, um das Fahrzeug in dem akzeptablen Fahrbereich zu betreiben.
System, umfassend einen Computer, der dazu programmiert ist, das Verfahren von beliebigen der Ansprüche 1-14 auszuführen.