QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese Patentanmeldung ist eine Teilfortsetzung von und beansprucht Priorität gegenüber und alle Vorteile der US-Patentanmeldung Nr. 15/784,432 , eingereicht am 16. Oktober 2017, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in diese Schrift aufgenommen wird.This patent application is a continuation part of and claims priority over and all advantages of U.S. Patent Application No. 15 / 784,432 , filed on Oct. 16, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety.
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die Erfindung betrifft eine Karte, die potenzielle Hindernisse enthält und die durch eine Rechenvorrichtung in einem Fahrzeug erzeugt werden kann. Ein geschätzter Reibungskoeffizient zwischen den Fahrzeugrädern und einer Fahrbahn, die ein festsitzendes Fahrzeug umgibt, kann auf der Grundlage von Sensordaten erzeugt werden. Auf der Grundlage der Karte kann ein Pfad bestimmt werden und das festsitzende Fahrzeug kann auf der Grundlage des Pfads und eines bestimmten Schlupfverhältnisses auf der Grundlage der Fahrzeugräder betrieben werden, um das festsitzende Fahrzeug zu befreien.The invention relates to a card that contains potential obstacles and that can be generated by a computing device in a vehicle. An estimated coefficient of friction between the vehicle wheels and a roadway surrounding a stuck vehicle may be generated based on sensor data. Based on the map, a path may be determined and the stuck vehicle may be operated based on the path and a certain slip ratio based on the vehicle wheels to free the stuck vehicle.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART
Die Society of Automotive Engineers (SAE) hat mehrere Stufen des autonomen Fahrzeugbetriebs definiert. Bei den Stufen 0-2 überwacht oder steuert ein menschlicher Fahrer den Großteil der Fahraufgaben, oftmals ohne Hilfe von dem Fahrzeug. Beispielsweise ist bei Stufe 0 („keine Automatisierung“) ein menschlicher Fahrer für den gesamten Fahrzeugbetrieb verantwortlich. Bei Stufe 1 („Fahrerassistenz“) unterstützt das Fahrzeug gelegentlich das Lenken, Beschleunigen oder Bremsen, der Fahrer ist jedoch weiterhin für den weitaus größten Teil der Fahrzeugsteuerung verantwortlich. Bei Stufe 2 („Teilautomatisierung“) kann das Fahrzeug das Lenken, Beschleunigen und Bremsen unter bestimmten Bedingungen ohne menschliche Interaktion steuern. Bei den Stufen 3-5 übernimmt das Fahrzeug mehr fahrbezogene Aufgaben. Bei Stufe 3 („bedingte Automatisierung“) kann das Fahrzeug das Lenken, Beschleunigen und Bremsen unter bestimmten Bedingungen sowie das Überwachen der Fahrumgebung bewältigen. Bei Stufe 3 ist jedoch erforderlich, dass der Fahrer gelegentlich eingreift. Bei Stufe 4 („hohe Automatisierung“) kann das Fahrzeug die gleichen Aufgaben wie bei Stufe 3 bewältigen, ist jedoch nicht darauf angewiesen, dass der Fahrer in bestimmten Fahrmodi eingreift. Bei Stufe 5 („volle Automatisierung“) kann das Fahrzeug nahezu alle Aufgaben ohne Eingreifen des Fahrers bewältigen.The Society of Automotive Engineers (SAE) has defined several stages of autonomous vehicle operation. At levels 0-2, a human driver monitors or controls the majority of the driving tasks, often without assistance from the vehicle. For example, at level 0 ("no automation"), a human driver is responsible for the entire vehicle operation. At level 1 ("driver assistance"), the vehicle occasionally supports steering, acceleration or braking, but the driver continues to be responsible for the vast majority of vehicle control. At level 2 ("partial automation"), the vehicle can control steering, acceleration and braking under certain conditions without human interaction. At levels 3-5, the vehicle takes over more driving-related tasks. At level 3 ("conditional automation"), the vehicle can manage steering, acceleration, and braking under certain conditions, as well as monitoring the driving environment. At level 3, however, it is necessary for the driver to intervene occasionally. At level 4 ("high automation"), the vehicle can perform the same tasks as at level 3, but does not rely on the driver to engage in certain driving modes. At level 5 ("full automation"), the vehicle can handle almost any task without driver intervention.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Ein Verfahren beinhaltet Erzeugen einer Karte, die Hindernisse enthält, und eines geschätzten Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugrädern und einer Fahrbahn, die ein festsitzendes Fahrzeug umgibt, auf der Grundlage von Sensordaten. Das Verfahren beinhaltet Bestimmen eines Pfads auf der Grundlage der Karte und Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines Schlupfsteuerprozesses auf der Grundlage der Fahrzeugräder. Der geschätzte Reibungskoeffizient zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn kann kleiner als ein Wert sein, der empirisch bestimmt wurde, um einen Betrieb des festsitzenden Fahrzeugs zu erlauben.One method includes generating a map containing obstacles and an estimated coefficient of friction between vehicle wheels and a roadway surrounding a stuck vehicle based on sensor data. The method includes determining a path based on the map and operating the stuck vehicle based on the path and a slip control process based on the vehicle wheels. The estimated coefficient of friction between the vehicle wheels and the road may be less than a value empirically determined to permit operation of the stuck vehicle.
Das Verfahren kann Bestimmen eines Schlupfverhältnisses auf der Grundlage der Fahrzeugradbewegung parallel zur Fahrbahn und Fahrzeugradrotation beinhalten, um den Schlupfsteuerprozess zu bestimmen.The method may include determining a slip ratio based on the vehicle wheel movement parallel to the road surface and vehicle wheel rotation to determine the slip control process.
Das Verfahren kann Bestimmen des Schlupfsteuerprozesses beinhalten, um Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines bestimmten Schlupfverhältnisses trotz des geschätzten Reibungskoeffizienten zu erlauben.The method may include determining the slip control process to allow the stuck vehicle to operate based on the path and a certain slip ratio, in spite of the estimated friction coefficient.
Das Verfahren kann Abgleichen eines Schlupfverhältnisses der Fahrzeugräder beinhalten, um zu bestimmen, ob das festsitzende Fahrzeug befreit ist.The method may include adjusting a slip ratio of the vehicle wheels to determine if the stuck vehicle is free.
Das Verfahren kann Erzeugen der Karte, beinhaltend Erzeugen einer ersten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Hindernisse, beinhalten.The method may include generating the map, including generating a first map based on vehicle sensor data, including obstacles.
Das Verfahren kann Erzeugen der Karte, beinhaltend Erzeugen einer zweiten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Schätzen von Reibungskoeffizienten für Stellen, die das festsitzende Fahrzeug umgeben, beinhalten.The method may include generating the map, including generating a second map based on vehicle sensor data, including estimating friction coefficients for locations surrounding the stuck vehicle.
Das Verfahren kann Kombinieren der ersten Karte und der zweiten Karte und Bestimmen des Pfads auf der Grundlage der kombinierten ersten Karte und zweiten Karte beinhalten.The method may include combining the first card and the second card and determining the path based on the combined first card and the second card.
Das Verfahren kann Fahrzeugsensordaten beinhalten, die passive Sensordaten und aktive Sensordaten beinhalten.The method may include vehicle sensor data including passive sensor data and active sensor data.
Ein System beinhaltet einen Prozessor und einen Speicher, wobei der Speicher durch den Prozessor ausführbare Anweisungen beinhaltet zum Erzeugen einer Karte, die Hindernisse enthält, und eines geschätzten Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugrädern und einer Fahrbahn, die ein festsitzendes Fahrzeug umgibt, auf der Grundlage von Sensordaten, zum Bestimmen eines Pfads auf der Grundlage der Karte und zum Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines Schlupfsteuerprozesses auf der Grundlage der Fahrzeugräder.A system includes a processor and a memory, wherein the memory includes instructions executable by the processor to generate a map containing obstacles, and an estimated coefficient of friction between vehicle wheels and a roadway that includes surrounding a stuck vehicle on the basis of sensor data, for determining a path based on the map, and for operating the stuck vehicle based on the path and a slip control process based on the vehicle wheels.
Der geschätzte Reibungskoeffizient zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn kann kleiner als ein Wert sein, der empirisch bestimmt wurde, um einen Betrieb des festsitzenden Fahrzeugs zu erlauben.The estimated coefficient of friction between the vehicle wheels and the road may be less than a value empirically determined to permit operation of the stuck vehicle.
Das System kann Bestimmen eines Schlupfverhältnisses auf der Grundlage der Fahrzeugradbewegung parallel zur Fahrbahn und Fahrzeugradrotation beinhalten, um den Schlupfsteuerprozess zu bestimmen.The system may include determining a slip ratio based on the vehicle wheel movement parallel to the roadway and vehicle wheel rotation to determine the slip control process.
Das System kann Bestimmen eines Schlupfsteuerprozesses beinhalten, um Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines bestimmten Schlupfverhältnisses trotz des geschätzten Reibungskoeffizienten zu erlauben.The system may include determining a slip control process to allow operation of the stuck vehicle based on the path and a certain slip ratio, in spite of the estimated friction coefficient.
Das System kann Abgleichen eines Schlupfverhältnisses der Fahrzeugräder beinhalten, um zu bestimmen, ob das festsitzende Fahrzeug befreit ist.The system may include adjusting a slip ratio of the vehicle wheels to determine if the stuck vehicle is free.
Das System kann Erzeugen der Karte, beinhaltend Erzeugen einer ersten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Hindernisse, beinhalten.The system may include generating the map, including generating a first map based on vehicle sensor data including obstacles.
Das System kann Erzeugen der Karte, beinhaltend Erzeugen einer zweiten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Schätzen von Reibungskoeffizienten für Stellen, die das festsitzende Fahrzeug umgeben, beinhalten.The system may include generating the map, including generating a second map based on vehicle sensor data, including estimating friction coefficients for locations surrounding the stuck vehicle.
Das System kann Kombinieren der ersten Karte und der zweiten Karte und Bestimmen des Pfads auf der Grundlage der kombinierten ersten Karte und zweiten Karte beinhalten.The system may include combining the first card and the second card and determining the path based on the combined first card and the second card.
Die Fahrzeugsensordaten können passive Sensordaten und aktive Sensordaten beinhalten.The vehicle sensor data may include passive sensor data and active sensor data.
Ein System beinhaltet Mittel zum Erlangen von Sensordaten und Mittel zum Steuern der Lenkung, Bremsung und des Antriebsstrangs eines festsitzenden Fahrzeugs. Das System beinhaltet Computermittel zum Erzeugen einer Karte, die Hindernisse enthält, und eines geschätzten Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugrädern und einer Fahrbahn, die das festsitzende Fahrzeug umgibt, auf der Grundlage von Sensordaten, die durch die Mittel zum Erlangen von Sensordaten erlangt worden sind, Bestimmen eines Pfads auf der Grundlage der Karte und Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines bestimmten Schlupfverhältnisses auf der Grundlage der Fahrzeugräder, um das festsitzende Fahrzeug zu befreien, durch die Mittel zum Steuern der Lenkung, Bremsung und des Antriebsstrangs des festsitzenden Fahrzeugs.A system includes means for obtaining sensor data and means for controlling the steering, braking and powertrain of a stuck vehicle. The system includes computer means for generating a map containing obstacles and an estimated friction coefficient between vehicle wheels and a roadway surrounding the stuck vehicle based on sensor data obtained by the sensor data obtaining means, determining a path based on the map and operating the stuck vehicle based on the path and a certain slip ratio based on the vehicle wheels to free the stuck vehicle, by the means for controlling the steering, braking and powertrain of the stuck vehicle.
Der geschätzte Reibungskoeffizient zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn kann kleiner als ein Wert sein, der empirisch bestimmt wurde, um einen Betrieb des festsitzenden Fahrzeugs zu erlauben.The estimated coefficient of friction between the vehicle wheels and the road may be less than a value empirically determined to permit operation of the stuck vehicle.
Figurenlistelist of figures
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1 veranschaulicht ein beispielhaftes autonomes Fahrzeug mit einer autonomen Fahrzeugsteuerung, die als Teil eines Schlupfsteuerprozesses eine Fahrzeugbewegungsbahn zu einer Fläche mit starker Reibung planen kann. 1 FIG. 12 illustrates an exemplary autonomous vehicle having an autonomous vehicle controller that may schedule a vehicle trajectory to a high friction surface as part of a slip control process.
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2 ist ein Blockdiagramm, das beispielhafte Komponenten des Fahrzeugs veranschaulicht. 2 FIG. 10 is a block diagram illustrating example components of the vehicle. FIG.
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3 ist ein Steuerdiagramm, das verschiedene Vorgänge der autonomen Fahrzeugsteuerung während des Schlupfsteuerprozesses veranschaulicht. Die 4A-4C veranschaulichen Karten, die durch die autonome Fahrzeugsteuerung erstellt werden, um die Fahrzeugbewegungsbahn zu der Fläche mit starker Reibung zu erarbeiten und detektierten Hindernissen auszuweichen. 3 FIG. 11 is a control diagram illustrating various autonomous vehicle control operations during the slip control process. FIG. The 4A-4C illustrate maps created by the autonomous vehicle control to develop the vehicle trajectory to the surface with high friction and avoid detected obstacles.
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5 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses, der durch die autonome Fahrzeugsteuerung ausgeführt werden kann, um die Fahrzeugbewegungsbahn zu der Fläche mit starker Reibung zu planen. 5 FIG. 10 is a flowchart of an example process that may be performed by the autonomous vehicle controller to schedule the vehicle trajectory to the high-friction area.
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Die 6A-6D veranschaulichen ein beispielhaftes autonomes Fahrzeug, das einen beispielhaften Schlupfsteuerprozess auf einer Fläche mit geringer Reibung durchführt.The 6A-6D illustrate an exemplary autonomous vehicle performing an exemplary slip control process on a low friction surface.
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7 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeug mit Sensoren. 7 illustrates an exemplary vehicle with sensors.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Fahrzeuge können ausgestattet sein, um sowohl in einem autonomen als auch in einem von einem Insassen gesteuerten Modus betrieben zu werden. Zusätzlich zu den vorstehend erörterten Stufen der autonomen Steuerung kann ein halb- oder vollautonomer Betriebsmodus als ein Betriebsmodus definiert sein, bei dem ein Fahrzeug durch eine Rechenvorrichtung als Teil eines Fahrzeuginformationssystems gesteuert werden kann, das Sensoren und Steuerungen aufweist. Das Fahrzeug kann besetzt oder unbesetzt sein, jedoch kann das Fahrzeug in beiden Fällen ohne die Unterstützung eines Insassen gesteuert werden. Im Rahmen dieser Offenbarung ist ein autonomer Modus als ein Modus definiert, bei dem Antrieb (z. B. über einen Antriebsstrang, der eine Brennkraftmaschine und/oder einen Elektromotor beinhaltet), Bremsung und Lenkung eines Fahrzeugs jeweils durch einen oder mehrere Fahrzeugcomputer gesteuert werden; in einem halbautonomen Modus steuert der bzw. steuern die Fahrzeugcomputer eines oder zwei von Antrieb, Bremsung und Lenkung des Fahrzeugs. Bei einem nicht autonomen Fahrzeug wird nichts davon durch einen Computer gesteuert.Vehicles may be equipped to operate in both autonomous and occupant controlled modes. In addition to the autonomous control stages discussed above, a semi or fully autonomous operating mode may be defined as an operating mode in which a vehicle may be controlled by a computing device as part of a vehicle information system having sensors and controls. The vehicle may be occupied or unoccupied, but in both cases the vehicle may be controlled without the assistance of an occupant. In the context of this disclosure, an autonomous mode is defined as a mode at the drive (eg, via a powertrain that includes an internal combustion engine and / or an electric motor), braking and steering of a vehicle are each controlled by one or more vehicle computers; In a semi-autonomous mode, the vehicle computer controls one or two of the drive, braking, and steering of the vehicle. In a non-autonomous vehicle, none of it is controlled by a computer.
Hier wird ein Verfahren offenbart, das Erzeugen einer Karte, die Hindernisse enthält, und eines geschätzten Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugrädern und einer Fahrbahn, die ein festsitzendes Fahrzeug umgibt, auf der Grundlage von Sensordaten beinhaltet. Auf der Grundlage der Karte kann ein Pfad bestimmt werden und das festsitzende Fahrzeug kann auf der Grundlage des Pfads und eines Schlupfsteuerprozesses auf der Grundlage der Fahrzeugräder betrieben werden. Der geschätzte Reibungskoeffizient zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn kann kleiner als ein Wert sein, der empirisch bestimmt wurde, um einen Betrieb des festsitzenden Fahrzeugs zu erlauben. Ein Schlupfverhältnis kann auf der Grundlage der Fahrzeugradbewegung parallel zur Fahrbahn und Fahrzeugradrotation bestimmt werden, um den Schlupfsteuerprozess zu bestimmen. Bestimmen des Schlupfsteuerprozesses kann Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines bestimmten Schlupfverhältnisses trotz des geschätzten Reibungskoeffizienten erlauben.Here, a method is disclosed that includes generating a map containing obstacles and an estimated friction coefficient between vehicle wheels and a roadway surrounding a stuck vehicle based on sensor data. Based on the map, a path may be determined and the stuck vehicle may be operated based on the path and a slip control process based on the vehicle wheels. The estimated coefficient of friction between the vehicle wheels and the road may be less than a value empirically determined to permit operation of the stuck vehicle. A slip ratio may be determined based on the vehicle wheel movement parallel to the road surface and vehicle wheel rotation to determine the slip control process. Determining the slip control process may allow operation of the stuck vehicle based on the path and a certain slip ratio despite the estimated friction coefficient.
Abgleichen eines Schlupfverhältnisses der Fahrzeugräder kann bestimmen, ob das festsitzende Fahrzeug befreit ist. Erzeugen der Karte kann Erzeugen einer ersten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Hindernisse, beinhalten. Erzeugen der Karte kann Erzeugen einer zweiten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Schätzen von Reibungskoeffizienten für Stellen, die das festsitzende Fahrzeug umgeben, beinhalten. Kombinieren der ersten Karte und der zweiten Karte kann den Pfad auf der Grundlage der kombinierten ersten Karte und zweiten Karte bestimmen. Die Fahrzeugsensordaten können passive Sensordaten und aktive Sensordaten beinhalten. Die passiven Sensordaten können Farbvideodaten beinhalten. Die aktiven Sensordaten können LIDAR-Daten oder RADAR-Daten beinhalten. Die aktiven und passiven Sensordaten können kombiniert werden, um die Karte durch Normalprojektion zu bilden. Ein Pfad auf der Grundlage der Karte kann Bestimmen beinhalten, wo das Fahrzeug betrieben werden kann, während Hindernissen mit etwas Puffer ausgewichen wird.Adjusting a slip ratio of the vehicle wheels may determine whether the stuck vehicle is free. Generating the map may include generating a first map based on vehicle sensor data including obstacles. Generating the map may include generating a second map based on vehicle sensor data, including estimating coefficients of friction for locations surrounding the stuck vehicle. Combining the first card and the second card may determine the path based on the combined first card and the second card. The vehicle sensor data may include passive sensor data and active sensor data. The passive sensor data may include color video data. The active sensor data may include LIDAR data or RADAR data. The active and passive sensor data can be combined to form the map by normal projection. A path based on the map may include determining where the vehicle can be operated while avoiding obstacles with some buffer.
Ferner wird ein computerlesbares Medium offenbart, auf dem Programmanweisungen zum Ausführen einiger oder sämtlicher der vorstehenden Verfahrensschritte gespeichert sind. Ferner wird ein Computer offenbart, der dazu programmiert ist, einige oder sämtliche der vorstehenden Verfahrensschritte auszuführen, beinhaltend eine Computereinrichtung, die dazu programmiert ist, eine Karte, die Hindernisse enthält, und einen geschätzten Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugrädern und einer Fahrbahn, die ein festsitzendes Fahrzeug umgibt, auf der Grundlage von Sensordaten zu erzeugen. Auf der Grundlage der Karte kann ein Pfad bestimmt werden und das festsitzende Fahrzeug kann auf der Grundlage des Pfads und eines Schlupfsteuerprozesses auf der Grundlage der Fahrzeugräder betrieben werden. Der geschätzte Reibungskoeffizient zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn kann kleiner als ein Wert sein, der empirisch bestimmt wurde, um einen Betrieb des festsitzenden Fahrzeugs zu erlauben. Ein Schlupfverhältnis kann auf der Grundlage der Fahrzeugradbewegung parallel zur Fahrbahn und Fahrzeugradrotation bestimmt werden, um den Schlupfsteuerprozess zu bestimmen. Bestimmen des Schlupfsteuerprozesses kann Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines bestimmten Schlupfverhältnisses trotz des geschätzten Reibungskoeffizienten erlauben.Further disclosed is a computer readable medium having stored thereon program instructions for performing some or all of the above method steps. Further disclosed is a computer programmed to perform some or all of the above method steps including a computer device programmed to contain a map containing obstacles and an estimated coefficient of friction between vehicle wheels and a roadway surrounding a stuck vehicle to generate on the basis of sensor data. Based on the map, a path may be determined and the stuck vehicle may be operated based on the path and a slip control process based on the vehicle wheels. The estimated coefficient of friction between the vehicle wheels and the road may be less than a value empirically determined to permit operation of the stuck vehicle. A slip ratio may be determined based on the vehicle wheel movement parallel to the road surface and vehicle wheel rotation to determine the slip control process. Determining the slip control process may allow operation of the stuck vehicle based on the path and a certain slip ratio despite the estimated friction coefficient.
Der Computer kann ferner dazu programmiert sein, ein Schlupfverhältnis der Fahrzeugräder abzugleichen, um zu bestimmen, ob das festsitzende Fahrzeug befreit ist. Erzeugen der Karte kann Erzeugen einer ersten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Hindernisse, beinhalten. Erzeugen der Karte kann Erzeugen einer zweiten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Schätzen von Reibungskoeffizienten für Stellen, die das festsitzende Fahrzeug umgeben, beinhalten. Kombinieren der ersten Karte und der zweiten Karte kann den Pfad auf der Grundlage der kombinierten ersten Karte und zweiten Karte bestimmen. Die Fahrzeugsensordaten können passive Sensordaten und aktive Sensordaten beinhalten. Die passiven Sensordaten können Farbvideodaten beinhalten. Die aktiven Sensordaten können LIDAR-Daten oder RADAR-Daten beinhalten. Die aktiven und passiven Sensordaten können kombiniert werden, um die Karte durch Normalprojektion zu bilden. Ein Pfad auf der Grundlage der Karte kann Bestimmen beinhalten, wo das Fahrzeug betrieben werden kann, während Hindernissen mit etwas Puffer ausgewichen wird. Fahrzeuge können mit Rechenvorrichtungen, Netzwerken, Sensoren und Steuerungen ausgestattet sein, um Informationen bezüglich der Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen und das Fahrzeug auf Grundlage der Informationen zu betreiben. Der sichere und komfortable Betrieb des Fahrzeugs kann vom Erlangen genauer und rechtzeitiger Informationen bezüglich der Umgebung des Fahrzeugs abhängen. Fahrzeugsensoren können Daten hinsichtlich Routen und Objekten bereitstellen, denen in der Umgebung des Fahrzeugs auszuweichen ist. Der sichere und effiziente Betrieb eines Fahrzeugs kann Schätzen eines Reibungskoeffizienten zwischen den Fahrzeugrädern und einer Fahrbahn beinhalten, um zu bestimmen, ob der Betrieb des Fahrzeugs erlaubt ist. In Beispielen, bei welchen der Reibungskoeffizient zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn klein ist, können die Fahrzeugräder rutschen, wodurch das „Festsitzen“ des Fahrzeugs bewirkt wird und es dadurch nicht betrieben werden kann, um ein Ziel zu erreichen. In diesem Beispiel kann eine in dem Fahrzeug enthaltene Rechenvorrichtung schätzen, dass der Reibungskoeffizient kleiner als ein empirisch bestimmter Wert auf der Grundlage des Bestimmens von Schlupfverhältnissen für die Fahrzeugräder ist. Wenn der Reibungskoeffizient zu klein ist, um den Betrieb des Fahrzeugs gemäß „gewöhnlichen“ oder Steuermitteln ohne Schlupf zu erlauben, um ein Ziel zu erreichen, kann das Fahrzeug unter Verwendung eines wie hier beschrieben Schlupfsteuerprozesses betrieben werden, um den Betrieb des Fahrzeugs trotz eines geschätzten Reibungskoeffizienten zu erlauben, der kleiner als ein empirisch bestimmter Wert ist.The computer may be further programmed to adjust a slip ratio of the vehicle wheels to determine if the stuck vehicle is free. Generating the map may include generating a first map based on vehicle sensor data including obstacles. Generating the map may include generating a second map based on vehicle sensor data, including estimating coefficients of friction for locations surrounding the stuck vehicle. Combining the first card and the second card may determine the path based on the combined first card and the second card. The vehicle sensor data may include passive sensor data and active sensor data. The passive sensor data may include color video data. The active sensor data may include LIDAR data or RADAR data. The active and passive sensor data can be combined to form the map by normal projection. A path based on the map may include determining where the vehicle can be operated while avoiding obstacles with some buffer. Vehicles may be equipped with computing devices, networks, sensors and controls to capture information regarding the environment of the vehicle and operate the vehicle based on the information. The safe and comfortable operation of the vehicle may depend on obtaining accurate and timely information regarding the environment of the vehicle. Vehicle sensors may provide data regarding routes and objects that may be present in the environment of the vehicle Vehicle is evading. The safe and efficient operation of a vehicle may include estimating a coefficient of friction between the vehicle wheels and a roadway to determine whether the operation of the vehicle is permitted. In examples where the coefficient of friction between the vehicle wheels and the road surface is small, the vehicle wheels may slip, thereby causing the vehicle to "stick" and thereby fail to operate to reach a destination. In this example, a computing device included in the vehicle may estimate that the friction coefficient is smaller than an empirically determined value based on the determination of slip ratios for the vehicle wheels. If the coefficient of friction is too small to allow operation of the vehicle in accordance with "normal" or non-slip control means to achieve a target, the vehicle may be operated using a slip control process as described herein to prevent operation of the vehicle despite an estimated one Allow friction coefficients smaller than an empirically determined value.
Eine Rechenvorrichtung in einem Fahrzeug kann dazu programmiert sein, Daten bezüglich der äußeren Umgebung des Fahrzeugs zu erlangen und die Daten zum Bestimmen von Bewegungsbahnen zu verwenden, die zum Beispiel zum Betreiben eines Fahrzeugs von einem aktuellen Ort zu einem Zielort zu verwenden sind, wobei eine Bewegungsbahn ein Vektor ist, welcher die Bewegung eines Fahrzeugs beschreibt, einschließlich des Orts, der Richtung und Änderungsrate der Richtung und Geschwindigkeit. Diese Daten können zum Beispiel RADAR, LIDAR und Videosensoren, einschließlich sichtbar und infrarot (IR) beinhalten. Der Ausdruck „Bewegungsbahn“ wird in dieser Schrift synonym mit dem Ausdruck „Pfad“ verwendet. Ein Fahrzeug kann bordeigene Sensoren verwenden, um eine Echtzeitkarte zu erzeugen, die Orte enthält, die das Fahrzeug umgeben, und eine Bewegungsbahn auf der Grundlage der Echtzeitkarte planen, wobei eine Echtzeitkarte als eine Karte definiert ist, die Daten enthält, die innerhalb der letzten Zeit bestimmt worden sind, zum Beispiel ein paar Sekunden oder weniger, bevor sie in einer Karte verwendet werden. Eine Bewegungsbahn kann Orte, Geschwindigkeiten, Richtungen, Quer- und Längsbeschleunigungen eines Fahrzeugs beinhalten, die einen Pfad beschrieben, auf welchem ein Fahrzeug betrieben werden kann.A computing device in a vehicle may be programmed to obtain data regarding the external environment of the vehicle and to use the data to determine trajectories to be used, for example, to operate a vehicle from a current location to a destination, wherein a trajectory is a vector that describes the motion of a vehicle, including the location, direction, and rate of change of direction and speed. These data may include, for example, RADAR, LIDAR and video sensors, including visible and infrared (IR). The term "trajectory" is used interchangeably with the term "path" in this document. A vehicle may use on-board sensors to generate a real-time map that includes locations surrounding the vehicle and plan a trajectory based on the real-time map, where a real-time map is defined as a map containing data within the recent time have been determined, for example, a few seconds or less before being used in a card. A trajectory may include locations, speeds, directions, lateral and longitudinal accelerations of a vehicle describing a path on which a vehicle may be operated.
In Beispielen, in welchen ein Fahrzeug festsitzt, zum Beispiel in Schlamm oder Tiefschnee usw., kann eine Rechenvorrichtung die Echtzeitkarte der Umgebung verwenden, um eine Bewegungsbahn zu planen, welche die höchste Wahrscheinlichkeit für das Befreien des Fahrzeugs aufweist, und wird daher das Betrieben des Fahrzeugs erlauben, um ein angestrebtes Ziel durch das „Befreien“ eines Fahrzeugs zu erreichen, wobei das Befreien eines Fahrzeugs Ausführen eines Schlupfsteuerprozesses beinhalten kann, wobei die Lenkung, Bremsung und der Antriebsstrang des Fahrzeugs durch den Prozessor gesteuert werden, um die geringe Reibung zwischen Rädern des Fahrzeugs und einer Fahrbahn zu überwinden, durch welche ein Fahrzeug festsitzt. In anderen Beispielen kann das Fahrzeug Daten verwenden, die von der Cloud über das Internet heruntergeladen worden sind, um zum Beispiel Flächenzustände für Orte zu bestimmen, die das Fahrzeug umgeben. Das Fahrzeug kann Daten in Bezug auf Schlupfverhältnisse von angetriebenen und nicht angetriebenen Rädern verwenden, um zu bestimmen, wann das Fahrzeug „befreit“ ist, und den gewöhnlichen Steuerbetrieb ohne Schlupf wiederaufnehmen. Dies kann stattfinden, wenn das Fahrzeug den Endpunkt seines angestrebten Pfads erreicht, wobei die Lineargeschwindigkeit der angetriebenen Räder deren Drehzahl entspricht, was bedeutet, dass das angetriebene Rat nicht rutscht. Ein weiterer Weg für die Beschreibung dessen ist zum Beispiel, wenn ein Schlupfverhältnis von nicht angetriebenen Rädern einem Schlupfverhältnis von angetriebenen Rädern entspricht.In examples in which a vehicle is stuck, for example, in mud or deep snow, etc., a computing device may use the real-time map of the environment to plan a trajectory having the highest likelihood of freeing the vehicle, and therefore will operate the vehicle Allow a vehicle to achieve a desired goal by "liberating" a vehicle, wherein liberating a vehicle may include performing a slip control process wherein the steering, braking and driveline of the vehicle are controlled by the processor to minimize the low friction between wheels of the vehicle and a roadway through which a vehicle is stuck. In other examples, the vehicle may use data downloaded from the cloud over the Internet, for example, to determine area conditions for locations surrounding the vehicle. The vehicle may use data related to slip ratios of driven and non-driven wheels to determine when the vehicle is "free" and resume normal non-slip control operation. This can take place when the vehicle reaches the end point of its intended path, with the linear velocity of the driven wheels corresponding to its speed, which means that the driven wheel will not slip. Another way of describing this is, for example, when a slip ratio of non-driven wheels corresponds to a slip ratio of driven wheels.
In einem Beispiel ist die Rechenvorrichtung dazu programmiert, eine zusammengesetzte Karte so zu erzeugen, dass sie Hindernispositionen beinhaltet. Die Rechenvorrichtung kann dazu programmiert sein, das Fahrzeug autonom zu der ausgewählten Fläche mit starker Reibung zu navigieren, und zwar über eine bestimmte Bewegungsbahn, während Hindernissen ausgewichen wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Rechenvorrichtung dazu programmiert sein, die zusammengesetzte Karte zu erzeugen, indem sie eine erste Karte erzeugt, welche die Hindernispositionen beinhaltet. In dieser Umsetzung kann die Rechenvorrichtung dazu programmiert sein, die zusammengesetzte Karte zu erzeugen, indem sie die erste Karte so erzeugt, dass sie einen Bereich von Bewegungsbahnen des Fahrzeugs beinhaltet. Alternativ oder zusätzlich kann die Rechenvorrichtung dazu programmiert sein, die zusammengesetzte Karte zu erstellen, indem sie eine zweite Karte erzeugt, welche die Positionen der Vielzahl von Flächen mit starker Reibung beinhaltet. Bei diesem möglichen Ansatz kann der Prozessor dazu programmiert sein, die zusammengesetzte Karte zu erzeugen, indem er Abschnitte der ersten Karte und der zweiten Karte kombiniert. Das Kombinieren von Abschnitten der ersten Karte und der zweiten Karte kann Integrieren der Vielzahl von Flächen mit starker Reibung aus der zweiten Karte und der Positionen der Hindernisse aus der ersten Karte in die zusammengesetzte Karte beinhalten. Die Rechenvorrichtung kann dazu programmiert sein, zu bestimmen, ob das Fahrzeug an der ausgewählten Fläche mit starker Reibung angekommen ist. In diesem Fall kann die Rechenvorrichtung dazu programmiert sein, das Ausführen des Schlupfsteuerprozesses infolge des Bestimmens, dass das Fahrzeug die ausgewählte Fläche mit starker Reibung erreicht hat, einzustellen.In one example, the computing device is programmed to generate a composite map to include obstacle locations. The computing device may be programmed to autonomously navigate the vehicle to the selected area of high friction over a particular trajectory while avoiding obstacles. Alternatively or additionally, the computing device may be programmed to generate the composite map by generating a first map that includes the obstacle locations. In this implementation, the computing device may be programmed to generate the composite map by generating the first map to include a range of trajectories of the vehicle. Alternatively or additionally, the computing device may be programmed to create the composite map by generating a second map that includes the locations of the plurality of high friction areas. In this possible approach, the processor may be programmed to generate the composite card by combining portions of the first card and the second card. Combining portions of the first card and the second card may include integrating the plurality of high friction areas from the second map and the locations of the obstacles from the first map into the composite map. The computing device may be programmed to determine if the vehicle has arrived at the selected high friction surface. In this case, the computing device can do so be programmed to adjust the execution of the slip control process as a result of determining that the vehicle has reached the selected area with high friction.
Wie in 1 veranschaulicht, beinhaltet ein autonomes Fahrzeug 100 eine Rechenvorrichtung 105, die zum Steuern verschiedener autonomer Fahrzeugvorgänge programmiert ist. Beispielsweise ist die Rechenvorrichtung 105, wie nachstehend genauer erläutert, dazu programmiert, Sensorsignale zu empfangen und Signale an verschiedene überall im Fahrzeug 100 verteilte Aktoren auszugeben. Durch Steuern der Aktoren kann die Rechenvorrichtung 105 autonom eine Längs- und Quersteuerung des Fahrzeugs 100 bereitstellen. Das heißt, die Rechenvorrichtung 105 kann Antrieb, Bremsen und Lenken des Fahrzeugs 100 steuern.As in 1 illustrates includes an autonomous vehicle 100 a computing device 105 , which is programmed to control various autonomous vehicle operations. For example, the computing device 105 as explained in greater detail below, is programmed to receive sensor signals and signals to various locations throughout the vehicle 100 output distributed actuators. By controlling the actuators, the computing device 105 autonomous longitudinal and lateral control of the vehicle 100 provide. That is, the computing device 105 can drive, brakes and steer the vehicle 100 Taxes.
Außerdem ist die Rechenvorrichtung 105, wie nachstehend genauer erläutert, dazu programmiert, Objekte in der Nähe des Fahrzeugs 100 zu detektieren. Die Objekte können andere Fahrzeuge, Fußgänger, Verkehrszeichen, Spurmarkierungen usw. beinhalten. Die Rechenvorrichtung 105 ist dazu programmiert, Flächen mit geringer Reibung (als „Fläche mit geringer Reibung“, „Fläche mit geringem µ“ oder „Fläche mit geringem mu“ bezeichnet) und mit starker Reibung (als „Fläche mit starker Reibung“, „Fläche mit starkem µ“ oder „Fläche mit starkem mu“ bezeichnet) zu detektieren. In einigen Fällen ist die Rechenvorrichtung 105 dazu programmiert, die Flächenreibung eines Bereichs in der Nähe des Fahrzeugs 100, einschließlich eines Bereichs vor dem Fahrzeug 100, neben dem Fahrzeug 100, hinter dem Fahrzeug 100 oder einer Kombination davon, vorherzusagen. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, eine Bewegungsbahn von einer Fläche mit geringer Reibung zu einer Fläche mit starker Reibung unter Berücksichtigung der Hindernisse zwischen dem Fahrzeug 100 und der Fläche mit starker Reibung zu erarbeiten.Besides, the computing device is 105 , as explained in more detail below, programmed to objects in the vicinity of the vehicle 100 to detect. The objects may include other vehicles, pedestrians, traffic signs, lane markers, etc. The computing device 105 is programmed to design low friction surfaces (referred to as "low friction surface", "low μ surface" or "low μ surface") and high friction (as "high friction surface", "high μ surface) Or "area of strong mu"). In some cases, the computing device is 105 programmed to the surface friction of an area near the vehicle 100 including an area in front of the vehicle 100 , next to the vehicle 100 , behind the vehicle 100 or a combination of predicting it. The computing device 105 may be programmed to provide a trajectory from a low friction surface to a high friction surface, taking into account the obstacles between the vehicle 100 and to work out the surface with high friction.
Obwohl das Fahrzeug 100 als Limousine veranschaulicht ist, kann es einen beliebigen Personenkraftwagen oder ein beliebiges Nutzfahrzeug wie etwa ein Auto, einen Truck, einen Geländewagen, ein Crossover-Fahrzeug, einen Van, einen Minivan, ein Taxi, einen Bus usw. beinhalten. Wie nachstehend genauer erläutert, ist das Fahrzeug 100 ein autonomes Fahrzeug, das in einem autonomen (z. B. fahrerlosen) Modus, einem teilweise autonomen Modus und/oder einem nichtautonomen Modus betrieben werden kann. Der teilweise autonome Modus kann sich auf den SAE-Betriebsmodus Stufe 2 beziehen, bei dem das Fahrzeug 100 das Lenken, Beschleunigen und Bremsen unter bestimmten Umständen ohne menschliche Interaktion steuern kann. Der teilweise autonome Modus kann sich außerdem auf den SAE-Betriebsmodus Stufe 3 beziehen, bei dem das Fahrzeug 100 das Lenken, Beschleunigen und Bremsen unter bestimmten Umständen sowie das Überwachen der Fahrumgebung bewältigen kann, auch wenn gelegentlich etwas menschliche Interaktion erforderlich ist.Although the vehicle 100 is illustrated as a sedan, it may include any passenger car or any commercial vehicle such as a car, a truck, a SUV, a crossover vehicle, a van, a minivan, a taxi, a bus, etc. As explained in more detail below, the vehicle is 100 an autonomous vehicle that can be operated in an autonomous (eg driverless) mode, a partially autonomous mode and / or a non-autonomous mode. The partially autonomous mode may refer to the SAE operating mode level 2, where the vehicle 100 steering, accelerating and braking in certain circumstances without human interaction. The partially autonomous mode may also refer to the SAE operating mode, level 3, where the vehicle 100 Under certain circumstances, steering, accelerating, and braking can be accomplished, as well as monitoring the driving environment, though occasionally some human interaction is required.
2 ist ein Blockdiagramm, welches beispielhafte Komponenten des Fahrzeugs 100 zeigt. Die in 2 gezeigten Komponenten beinhalten Aktoren 110, Sensoren 115 für autonomes Fahren, einen Speicher 120 und eine Rechenvorrichtung 105. Jeder Aktor 110 wird durch Steuersignale gesteuert, die durch die Rechenvorrichtung 105 ausgegeben werden. Durch die Rechenvorrichtung 105 ausgegebene elektrische Steuersignale können durch den Aktor 110 in mechanische Bewegung umgewandelt werden. Zu Beispielen für Aktoren 110 können ein Linearantrieb, ein Servo-Motor, ein Elektromotor oder dergleichen gehören. Jeder Aktor 110 kann einer bestimmten Längs- oder Quersteuerung des Fahrzeugs zugeordnet sein. Beispielsweise kann ein Antriebsaktor die Beschleunigung des Fahrzeugs 100 steuern. Das heißt, der Antriebsaktor kann die Drossel steuern, die den Luftstrom zum Verbrennungsmotor steuert. Im Fall von Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen kann der Antriebsaktor ein Elektromotor sein oder ansonsten die Drehzahl eines solchen steuern. Ein Bremsaktor kann die Fahrzeugbremsen steuern. Das heißt, der Bremsaktor kann die Bremsbeläge betätigen, um die Fahrzeugräder abzubremsen. Ein Lenkaktor kann die Rotation des Lenkrads steuern oder die Querbewegung des Fahrzeugs 100 anderweitig steuern, einschließlich der Ermöglichung von Richtungswechseln. Jeder Aktor 110 kann sein entsprechendes Fahrzeugteilsystem auf Grundlage von Signalen steuern, die z. B. durch die Rechenvorrichtung 105 ausgegeben werden. 2 is a block diagram illustrating example components of the vehicle 100 shows. In the 2 components shown include actuators 110 , Sensors 115 for autonomous driving, a store 120 and a computing device 105 , Every actor 110 is controlled by control signals provided by the computing device 105 be issued. Through the computing device 105 output electrical control signals can by the actuator 110 be converted into mechanical motion. Examples of actuators 110 may include a linear drive, a servo motor, an electric motor or the like. Every actor 110 can be assigned to a specific longitudinal or lateral control of the vehicle. For example, a drive actuator may accelerate the vehicle 100 Taxes. That is, the drive actuator may control the throttle that controls the flow of air to the engine. In the case of electric vehicles or hybrid vehicles, the drive actuator may be an electric motor or otherwise control the speed of such. A brake actuator can control the vehicle brakes. That is, the brake actuator may actuate the brake pads to decelerate the vehicle wheels. A steering actuator can control the rotation of the steering wheel or the transverse movement of the vehicle 100 control, including enabling directional changes. Every actor 110 can control its corresponding vehicle subsystem based on signals z. B. by the computing device 105 be issued.
Die Sensoren 115 für autonomes Fahren, oder in dieser Schrift schlicht die Sensoren 115, sind über Schaltungen, Chips oder andere elektronische Komponenten umgesetzt, die dazu programmiert sind, Objekte außerhalb des Fahrzeugs 100 zu detektieren. Beispielsweise können die Sensoren 115 Radarsensoren, abtastende Laserentfernungsmesser, Vorrichtungen zur optischen Entfernungsmessung (light detection and ranging - LIDAR), Ultraschallsensoren und Bildaufnahmesensoren, wie etwa Videokameras, beinhalten. Jeder Sensor für autonomes Fahren kann dazu programmiert sein, Signale auszugeben, die durch den Sensor detektierte Objekte wiedergeben. Beispielsweise können die Sensoren 115 dazu programmiert sein, Signale auszugeben, die Objekte, wie etwa andere Fahrzeuge, Fußgänger, Verkehrszeichen, Spurmarkierungen und andere Objekte, wiedergeben. Einige Sensoren 115 für können über Schaltungen, Chips oder andere elektronische Komponenten umgesetzt sein, die bestimmte interne Zustände des Fahrzeugs 100 detektieren können. Beispiele für interne Zustände können Raddrehzahl, Radausrichtung und Verbrennungsmotor- und Getriebevariablen beinhalten. Außerdem können die Sensoren 115 die Position oder Ausrichtung des Fahrzeugs detektieren, beispielsweise unter Verwendung von Sensoren eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS); Beschleunigungsmessern, wie etwa Sensoren piezoelektrischer oder mikroelektromechanischer Systeme (MEMS); Kreiselinstrumenten, wie etwa Wendekreiseln, Ringlaserkreiseln oder faseroptischen Kreiseln; Trägheitsmesseinheiten (inertial measurements unit - IMU); und Magnetometern. Die Sensoren 115 können demnach Signale ausgeben, welche die internen Zustände des Fahrzeugs, die Position oder Ausrichtung des Fahrzeugs 100 oder beides wiedergeben. Die Sensoren 115 können dazu programmiert sein, die Signale an die Rechenvorrichtung 105 auszugeben, sodass die Rechenvorrichtung 105 das Fahrzeug 100 autonom steuern kann, einschließlich des Detektierens, wenn das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung fährt, des Schätzens der Positionen von Flächen mit starker Reibung und des Erarbeitens einer Bewegungsbahn zu einer der Flächen mit starker Reibung unter Berücksichtigung etwaiger naheliegender Hindernisse.The sensors 115 for autonomous driving, or in this writing simply the sensors 115 , are implemented via circuits, chips or other electronic components that are programmed to objects outside the vehicle 100 to detect. For example, the sensors 115 Radar sensors, scanning laser range finders, light detection and ranging (LIDAR) devices, ultrasonic sensors, and imaging sensors such as video cameras. Each autonomous driving sensor may be programmed to output signals representing objects detected by the sensor. For example, the sensors 115 be programmed to output signals representing objects such as other vehicles, pedestrians, traffic signs, lane markers, and other objects. Some sensors 115 for can be implemented via circuits, chips or other electronic components that have certain internal states of the vehicle 100 can detect. Examples of internal states can be Wheel speed, wheel alignment and engine and transmission variables include. In addition, the sensors can 115 detect the position or orientation of the vehicle using, for example, Global Positioning System (GPS) sensors; Accelerometers, such as piezoelectric or microelectromechanical system (MEMS) sensors; Gyros, such as gyros, ring laser gyros or fiber optic gyros; Inertial measurements unit (IMU); and magnetometers. The sensors 115 can therefore output signals indicating the internal states of the vehicle, the position or orientation of the vehicle 100 or both. The sensors 115 may be programmed to send the signals to the computing device 105 output, so the computing device 105 the vehicle 100 can autonomously control, including detecting, when the vehicle 100 driving on a low friction surface, estimating the positions of areas of high friction and developing a trajectory to one of the areas of high friction taking into account any nearby obstacles.
Der Speicher 120 ist über Schaltungen, Chips oder andere elektronische Komponenten umgesetzt und kann einen oder mehrere von einem Festwertspeicher (read only memory - ROM), einem Direktzugriffsspeicher (random access memory - RAM), einem Flash-Speicher, einem elektrisch programmierbaren Speicher (electrically programmable memory - EPROM), einem elektrisch programmierbaren und löschbaren Speicher (electrically programmable and erasable memory - EEPROM), einer eingebetteten Multimediakarte (embedded MultiMediaCard - eMMC), einer Festplatte oder beliebigen flüchtigen oder nichtflüchtigen Medien usw. beinhalten. In dem Speicher 120 können durch die Rechenvorrichtung 105 ausführbare Anweisungen sowie andere Daten gespeichert sein. Auf die in dem Speicher 120 gespeicherten Anweisungen und Daten kann durch die Rechenvorrichtung 105 und möglicherweise durch andere Komponenten des Fahrzeugs 100 zugegriffen werden.The memory 120 is implemented via circuits, chips or other electronic components and may include one or more of a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a flash memory, an electrically programmable memory EPROM), an electrically programmable and erasable memory (EEPROM), an embedded multimedia card (eMMC), a hard disk or any volatile or nonvolatile media, etc. In the store 120 can through the computing device 105 executable instructions as well as other data stored. On the in the store 120 stored instructions and data can be saved by the computing device 105 and possibly other components of the vehicle 100 be accessed.
Der Prozessor 125 ist über Schaltungen, Chips oder andere elektronische Komponenten umgesetzt und kann einen oder mehrere Mikrocontroller, ein oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (field programmable gate arrays - FPGAs), eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (application specific integrated circuits - ASICs), einen oder mehrere digitale Signalprozessoren (digital signal processors - DSPs), eine oder mehrere kundenspezifische integrierte Schaltungen usw. beinhalten. Die Rechenvorrichtung 105 kann die Daten von den Sensoren 115 empfangen und verarbeiten und anhand der Sensordaten bestimmen, ob sich das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung befindet, schätzen, wo sich Flächen mit starker Reibung befinden, Hindernisse in der Nähe des Fahrzeugs 100 lokalisieren, eine der Flächen mit starker Reibung auswählen, eine Bewegungsbahn von der derzeitigen Position des Fahrzeugs 100 zu einer der Flächen mit starker Reibung erarbeiten und das Fahrzeug 100 autonom zu der Fläche mit starker Reibung navigieren, während es den detektierten Hindernissen ausweicht.The processor 125 is implemented via circuits, chips or other electronic components and may include one or more microcontrollers, one or more field programmable gate arrays (FPGAs), one or more application specific integrated circuits (ASICs), one or more include multiple digital signal processors (DSPs), one or more custom integrated circuits, and so on. The computing device 105 can read the data from the sensors 115 receive and process and use the sensor data to determine whether the vehicle 100 Being located on a low-friction surface, guess where there are areas of high friction, obstacles near the vehicle 100 Locate one of the areas of high friction, a trajectory from the current position of the vehicle 100 to work out one of the areas with high friction and the vehicle 100 navigate autonomously to the area of high friction while avoiding the detected obstacles.
In einigen Fällen kann die Rechenvorrichtung 105 dazu programmiert sein, zu bestimmen, dass das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung, wie etwa in Schnee, Schlamm oder auf Eis festsitzt. Die Rechenvorrichtung 105 kann auf Grundlage von durch eine Schlupfsteuerung ausgegebenen Signalen bestimmen, dass das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung festsitzt. Die Rechenvorrichtung 105 kann bestimmen, dass das Fahrzeug 100 festsitzt, wenn ein Reibungskoeffizient zwischen den Rädern des Fahrzeugs 100 und der Fläche oder Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug 100 betrieben wird, wie auf der Grundlage von Signalen bestimmt, die durch eine Schlupfsteuerung ausgegeben werden, kleiner als ein zuvor empirisch bestimmter Wert ist. Alternativ kann die Rechenvorrichtung 105 dazu programmiert sein, als eine Schlupfsteuerung zu arbeiten. Demnach kann die Rechenvorrichtung 105 dazu programmiert sein, auf Grundlage einer Schlupfberechnung, die z. B. anhand eines Raddrehmoments, einer Raddrehzahl oder anderer interner Fahrzeugeigenschaften berechnet werden kann, relativ zu einem Ziel-Schlupfwert zu bestimmen, dass das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung festsitzt. Die Differenz zwischen der Schlupfberechnung und dem Ziel-Schlupfwert kann als „Schlupffehler“ bezeichnet werden. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, zu entscheiden, dass sich das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung befindet, wenn der Schlupffehler über einem vorher festgelegten Schwellenwert liegt. Darüber hinaus kann die Rechenvorrichtung 105 in einem Schlupfsteuerprozess dazu programmiert sein, den Schlupffehler zu verwenden, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug 100 bei dem Versuch, der Fläche mit geringer Reibung zu entkommen, vorankommt. Das heißt, die Rechenvorrichtung 105 kann während des Schlupfsteuerprozesses versuchen, das Raddrehmoment und die Raddrehzahl bei einem bestimmten Schlupf-Zielwert zu halten, um den Schwung aufrechtzuerhalten und daher weiter auf der Fläche mit geringer Reibung voranzukommen.In some cases, the computing device 105 be programmed to determine that the vehicle 100 on a low-friction surface, such as in snow, mud or ice. The computing device 105 may determine that the vehicle is on the basis of signals output by a slip control 100 stuck on a surface with low friction. The computing device 105 can determine that the vehicle 100 stuck when a friction coefficient between the wheels of the vehicle 100 and the surface or lane on which the vehicle 100 as determined based on signals output by a slip control, is less than a previously empirically determined value. Alternatively, the computing device 105 programmed to work as a slip control. Thus, the computing device 105 programmed to, based on a slip calculation, the z. B. based on a wheel torque, a wheel speed or other internal vehicle properties can be calculated relative to a target slip value to determine that the vehicle 100 stuck on a surface with low friction. The difference between the slip calculation and the target slip value may be referred to as a "slip error". The computing device 105 may be programmed to decide that the vehicle is 100 is located on a low friction surface when the slip error is above a predetermined threshold. In addition, the computing device 105 programmed in a slip control process to use the slip error to determine whether the vehicle 100 trying to escape the low-friction surface. That is, the computing device 105 During the slip control process, it may attempt to maintain the wheel torque and wheel speed at a certain slip target value to maintain momentum and thus continue to progress on the low friction surface.
Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, eine oder mehrere Karten zu erzeugen, nachdem bestimmt wurde, dass sich das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung befindet, aber bevor und während es versucht, sich zu einer Fläche mit starker Reibung zu bewegen. Jede Karte kann die Positionen von Flächen mit starker Reibung, die Positionen detektierter Objekte, die Positionen von Flächen mit geringer Reibung, geschätzte Positionen von Flächen mit starker Reibung, geschätzte Positionen von Flächen mit geringer Reibung, einen Pfad, den das Fahrzeug 100 entlangfahren kann, oder eine Kombination davon beinhalten. In einigen Fällen kann die Rechenvorrichtung 105 dazu programmiert sein, eine zusammengesetzte Karte zu erzeugen, die z. B. die geschätzten Positionen von Flächen mit starker Reibung und die detektierten Hindernisse beinhaltet. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, die zusammengesetzte Karte zu erzeugen, nachdem eine der Flächen mit starker Reibung ausgewählt wurde.The computing device 105 may be programmed to generate one or more cards after it has been determined that the vehicle is moving 100 is located on a low-friction surface, but before and while it tries to become to move a surface with strong friction. Each map may include the positions of high friction surfaces, the positions of detected objects, the positions of low friction surfaces, estimated positions of high friction surfaces, estimated positions of low friction surfaces, a path the vehicle 100 can drive along, or include a combination thereof. In some cases, the computing device 105 be programmed to produce a composite map, the z. B. includes the estimated positions of areas of high friction and the detected obstacles. The computing device 105 may be programmed to generate the composite map after one of the areas of high friction has been selected.
Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, Steuersignale an die Aktoren 110 auszugeben, um das Fahrzeug 100 gemäß der zusammengesetzten Karte zu der ausgewählten Fläche mit starker Reibung zu navigieren. Das heißt, die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, anhand der zusammengesetzten Karte eine Bewegungsbahn von der derzeitigen Position des Fahrzeugs 100 zu der Position der ausgewählten Fläche mit starker Reibung zu erarbeiten. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, die Bewegungsbahn in einer Weise zu erarbeiten, bei der das Fahrzeug 100 den detektierten Hindernissen ausweicht. Das Erarbeiten der Bewegungsbahn kann beinhalten, dass die Rechenvorrichtung 105 zu bestimmten Zeitpunkten bestimmte Steuersignale an einen oder mehrere der Aktoren 110 ausgibt. Die durch die Rechenvorrichtung 105 ausgegebenen Steuersignale veranlassen die Aktoren 110, z. B. die Drossel, die Bremsen und das Lenkrad zu bedienen, um das Fahrzeug 100 von seiner derzeitigen Position zu einer der Flächen mit starker Reibung (d. h. der ausgewählten Fläche mit starker Reibung) zu navigieren, während es den detektierten Hindernissen ausweicht. In einigen Fällen setzen die durch die Rechenvorrichtung 105 ausgegebenen Steuersignale den Schlupfsteuerprozess zum Entkommen der Fläche mit geringer Reibung und Leiten des Fahrzeugs 100 zur Fläche mit starker Reibung hin um.The computing device 105 may be programmed to send control signals to the actuators 110 spend to the vehicle 100 navigate to the selected area of high friction according to the composite map. That is, the computing device 105 may be programmed to use the composite map to trace a trajectory from the current position of the vehicle 100 to work out the position of the selected surface with high friction. The computing device 105 may be programmed to develop the trajectory in a manner that the vehicle 100 evades the detected obstacles. The development of the trajectory may include that of the computing device 105 at certain times specific control signals to one or more of the actuators 110 outputs. The by the computing device 105 output control signals cause the actuators 110 , z. B. the throttle, the brakes and the steering wheel to operate the vehicle 100 to navigate from its current position to one of the areas of high friction (ie the selected area of high friction) while avoiding the detected obstacles. In some cases, those set by the computing device 105 outputted control signals, the slip control process to escape the low friction surface and guiding the vehicle 100 towards the surface with strong friction.
3 ist ein Steuerdiagramm 300, das einen beispielhaften Schlupfsteuerprozess veranschaulicht, der durch die Rechenvorrichtung 105 ausgeführt werden kann, wenn sie als Schlupfsteuerung agiert. Bei Block 305 führt die Rechenvorrichtung 105 eine Schlupfberechnung durch. Die Schlupfberechnung kann eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit (VRef ) und der Raddrehzahl (VRad ) sein. Insbesondere kann die Schlupfberechnung folgendermaßen definiert sein:
3 is a control diagram 300 , illustrating an exemplary slip control process performed by the computing device 105 can be performed when acting as a slip control. At block 305 leads the computing device 105 a slip calculation by. The slip calculation may be a function of vehicle speed ( V Ref ) and the wheel speed ( V wheel ) be. In particular, the slip calculation can be defined as follows:
Bei Block 310 kann die Rechenvorrichtung 105 den Schlupffehler berechnen. Der Schlupffehler kann die Differenz des Ziel-Schlupfwerts relativ zu dem bei Gleichung (1) berechneten Schlupf sein. Block 315 stellt eine PID-Schlupfsteuerung dar. Die Ausgabe der PID-Schlupfsteuerung beinhaltet Steuersignale für das Antriebsstrangdrehmoment und das Bremsmoment unter Berücksichtigung des bei Block 310 bestimmten Schlupffehlers sowie anderer Eingaben, wie etwa der Schätzung der Änderung der Flächenreibung (Block 325) und der Abweichung vom Zielpfad (Block 330). Eine andere Ausgabe der PID-Schlupfsteuerung beinhaltet eine Änderung des Ziel-Schlupfwerts (Block 320). Die Rechenvorrichtung 105 bestimmt, wie die Änderung des Antriebsstrangdrehmoments und des Bremsmoments (Block 335 bzw. 340) die Raddrehzahl beeinflussen (Block 345). Die Veränderung der Raddrehzahl wird an Block 305 zurückgeleitet, sodass der neue Schlupf berechnet werden kann, ein neuer Schlupffehler bestimmt werden kann und neue Ausgabesignale zum Steuern des Antriebsstrangs und der Bremsen verwendet werden können. Somit kann die Rechenvorrichtung 105 das Fahrzeug 100 zum derzeitigen Schlupf-Zielwert und Schalten der Fahrzeuggänge hinsteuern, um über aufeinanderfolgende Iterationen Schwung zu gewinnen. Außerdem kann die Rechenvorrichtung 105, wenn das Fahrzeug 100 Flächen mit stärkerer Reibung erreicht, mehr Lenkungs-, Beschleunigungs- und Bremssteuerung aufbringen und das Fahrzeug 100 gemäß einem geringeren Schlupf-Zielwert steuern.At block 310 can the computing device 105 calculate the slip error. The slip error may be the difference of the target slip value relative to the slip calculated in equation (1). block 315 represents a PID slip control. The output of the PID slip control includes powertrain torque and brake torque control signals, taking into account that at block 310 certain slip error as well as other inputs, such as the estimate of the change in surface friction (Block 325 ) and the deviation from the target path (block 330 ). Another output of the PID slip control involves a change in the target slip value (block 320 ). The computing device 105 determines how the change in driveline torque and brake torque (block 335 respectively. 340 ) influence the wheel speed (block 345 ). The change in the wheel speed is at block 305 so that the new slip can be calculated, a new slip error can be determined, and new output signals used to control the powertrain and brakes. Thus, the computing device 105 the vehicle 100 to the current slip target value and shifting the vehicle gears to gain momentum over successive iterations. In addition, the computing device 105 when the vehicle 100 Achieved areas with greater friction, apply more steering, acceleration and braking control and the vehicle 100 control according to a lower slip target value.
Die Rechenvorrichtung 105 kann das Ausführen des Steuerdiagramms 300 einstellen, wenn das Fahrzeug 100 den Endpunkt seines geplanten Pfads erreicht, wobei die Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder den Drehzahlen der angetriebenen Räder entsprechen. Bei einigen möglichen Ansätzen kann die Rechenvorrichtung 105 dazu programmiert sein, die Schlupfsteuerung zu deaktivieren (z. B. die Ausführung des Steuerdiagramms 300 zu beenden), wenn bestimmte Austrittsbedingungen erfüllt sind. Die Austrittsbedingungen können auf Fahrereingaben, einer bevorstehenden Kollision, einer auftretenden Kollision, einem niedrigen Ladezustand der Batterie, einem Zustand geringen Kraftstoffs, einem Fehlschlagen der Befreiung des Fahrzeugs 100 durch die Rechenvorrichtung 105 nach einer vorher festgelegten Anzahl an Versuchen usw. beruhen.The computing device 105 may be the execution of the control diagram 300 adjust when the vehicle 100 reaches the end point of its planned path, wherein the speeds of the non-driven wheels correspond to the speeds of the driven wheels. For some possible approaches, the computing device may 105 programmed to disable the slip control (eg, the execution of the control diagram 300 to end) if certain exit conditions are met. The exit conditions may be due to driver inputs, an imminent collision, an occurring collision, a low state of charge of the battery, a low fuel condition, a failure of the vehicle 100 through the computing device 105 based on a predetermined number of trials, etc.
7 ist eine Darstellung eines beispielhaften Fahrzeugs 100, das einen nach vorn zeigenden Sensor 702, einen nach hinten zeigenden Sensor 704, einen nach links zeigenden Sensor 706 und einen nach rechts zeigenden Sensor 708 beinhaltet. Der nach vorn zeigende Sensor 702, nach hinten zeigende Sensor 704, nach links zeigende Sensor 706 und nach rechts zeigende Sensor 708 werden in dieser Schrift zusammen als Sensoren 115 oder schlicht Sensoren 115. Die Sensoren 115 weisen jeweils ein entsprechendes Sichtfeld 710, 712, 714, 716 auf, wobei es sich um Bereiche um das Fahrzeug 100 handelt, in welchen jeder der Sensoren 115 Sensordaten in Bezug auf die Umgebung erlangen kann, die das Fahrzeug 100 umgibt. Die Sensoren 115 können Farbvideosensoren 115, Infrarot(IR)-Videosensoren 115, LIDAR-Sensoren 115, RADAR-Sensoren 115 usw. beinhalten, wobei ein Sensor 115 passive Sensordaten oder aktive Sensordaten von den Bereichen um ein Fahrzeug 100 erlangen kann, die durch jeweiligen Sichtfelder 710, 712, 714, 716 dargestellt sind. 7 is a representation of an exemplary vehicle 100 , which has a forward facing sensor 702 , a sensor pointing to the rear 704 , a sensor pointing to the left 706 and a sensor pointing to the right 708 includes. The front facing sensor 702 , rear facing sensor 704 , left facing sensor 706 and right-pointing sensor 708 are combined in this writing as sensors 115 or simply sensors 115 , The sensors 115 each have a corresponding field of view 710 . 712 . 714 . 716 on, which are areas around the vehicle 100 in which each of the sensors acts 115 Sensor data relating to the environment can be obtained by the vehicle 100 surrounds. The sensors 115 can color video sensors 115 , Infrared (IR) video sensors 115 , LIDAR sensors 115 , RADAR sensors 115 etc., wherein a sensor 115 passive sensor data or active sensor data from areas around a vehicle 100 can achieve that by respective fields of view 710 . 712 . 714 . 716 are shown.
Passive Sensordaten können Sensordaten sein, die auf dem Erlangen natürlicher oder künstlicher Strahlenenergie basieren, z. B. Sonnenlicht, Straßenlichter usw., die durch Oberflächen in der Umgebung, die ein Fahrzeug 100 umgibt, auf einen Sensor 115 reflektiert oder gebrochen wird und dadurch durch den Sensor 115 erlangt und an die Rechenvorrichtung 105 kommuniziert wird. Farbvideodaten von einem Farbvideosensor 116 sind ein Beispiel für passive Sensordaten. Obwohl natürliche und künstliche Strahlenenergie durch die Scheinwerfer des Fahrzeug 100 zum Beispiel für Bedingungen in der Nacht oder mit wenig Licht verstärkt werden kann, gelten Farbvideodaten als passive Sensordaten. Aktive Sensordaten können Sensordaten sein, die auf dem Erlangen von Strahlenenergie basieren, die durch das Fahrzeug 100 in Formen emittiert wird, die nicht als passive Sensordaten erlangt werden, z. B. IR-Lichter, LIDAR-IR-Impulse, RADAR-Mikrowellenimpulse usw. Emittierte Strahlenenergie kann durch Oberflächen in der Umgebung, die das Fahrzeug 100 umgibt, zurück auf den Sensor 116 reflektiert und gebrochen werden und als aktive Sensordaten erlangt werden. Zum Beispiel kann eine IR-Videokamera Wellenlängen des sichtbaren Lichts herausfiltern und nur Wellenlängen des IR-Lichts erlangen. Das IR-Licht kann durch IR-Leuchten bereitgestellt werden, die im Fahrzeug 100 enthalten sind. Die IR-Leuchten können Leuchtdioden (light emitting diodes - LEDs) beinhalten, die IR-Licht emittieren, das zurück zum Fahrzeug 100 und dem IR-Videosensor 115 reflektiert und gebrochen wird, welcher das reflektierte und gebrochene IR-Licht als IR-Videodaten erlangt, die an die Rechenvorrichtung 105 zu kommunizieren sind.Passive sensor data may be sensor data based on obtaining natural or artificial beam energy, e.g. As sunlight, street lights, etc., by surfaces in the area surrounding a vehicle 100 surrounds, on a sensor 115 reflected or refracted and thereby by the sensor 115 attained and to the computing device 105 is communicated. Color video data from a color video sensor 116 are an example of passive sensor data. Although natural and artificial beam energy through the headlights of the vehicle 100 For example, for conditions at night or with little light can be amplified, apply color video data as passive sensor data. Active sensor data may be sensor data based on the generation of radiant energy by the vehicle 100 is emitted in forms that are not obtained as passive sensor data, e.g. IR lights, LIDAR IR pulses, RADAR microwave pulses, etc. Emitted radiant energy may be emitted through surfaces in the environment surrounding the vehicle 100 surrounds, back to the sensor 116 reflected and refracted and obtained as active sensor data. For example, an IR video camera can filter out wavelengths of visible light and obtain only wavelengths of IR light. The IR light can be provided by IR lights in the vehicle 100 are included. The IR lights may include light emitting diodes (LEDs) that emit IR light back to the vehicle 100 and the IR video sensor 115 is reflected and refracted, which obtains the reflected and refracted IR light as IR video data sent to the computing device 105 to communicate.
Zusätzlich können einige Sensoren 115 innerhalb des Fahrzeugs 100 oder in der Karosserie des Fahrzeugs 100 (wie etwa dem Motorraum, den Radkästen usw.) montiert sein, um Eigenschaften im Inneren des Fahrzeugs 100 zu messen. Zum Beispiel können zu derartigen Sensoren 115 Beschleunigungsmesser, Wegstreckenzähler, Geschwindigkeitsmesser, Nick- und Gierwinkelsensoren, Raddrehzahlsensoren, Mikrophone, Reifendrucksensoren, biometrische Sensoren, Aufhängungsschwingungssensoren usw. gehören. Diese Sensoren 115 erzeugen Signale, die analysiert werden können, um die Art der Oberfläche zu bestimmen, auf der sich das Fahrzeug 100 aktuell befindet. Zum Beispiel können Näherungssensoren 115 Näherungsdaten durch das Emittieren von Ultraschallwellen erzeugen, die von Oberflächen reflektiert und gebrochen werden und durch den Näherungssensor 115 erlangt werden, um einen Abstand zu Oberflächen zu bestimmen, die das Fahrzeug 100 umgeben. Die erlangten Näherungsdaten können durch die Rechenvorrichtung 105 weiter analysiert werden, um Aspekte der Oberflächentextur der reflektierenden Oberfläche zu bestimmen.In addition, some sensors 115 inside the vehicle 100 or in the body of the vehicle 100 (such as the engine compartment, the wheel arches, etc.) be mounted to properties inside the vehicle 100 to eat. For example, such sensors may be used 115 Accelerometers, odometer, speedometer, pitch and yaw sensors, wheel speed sensors, microphones, tire pressure sensors, biometric sensors, suspension vibration sensors, etc. are included. These sensors 115 generate signals that can be analyzed to determine the type of surface on which the vehicle is mounted 100 currently located. For example, proximity sensors can 115 Produce proximity data by emitting ultrasonic waves that are reflected and refracted by surfaces and by the proximity sensor 115 be obtained to determine a distance to surfaces that the vehicle 100 surround. The obtained approximate data can be determined by the computing device 105 be further analyzed to determine aspects of the surface texture of the reflective surface.
Die 4A-4C veranschaulichen jeweils eine beispielhafte Karte 400A-400C, die durch die Rechenvorrichtung 105 erzeugt worden sein kann. Die Karten 400A-C können verwendet werden, um eine Bewegungsbahn zu einer Fläche mit starker Reibung zu erarbeiten, z. B. nachdem die Rechenvorrichtung 105 bestimmt, dass das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung festsitzt. Das heißt, die Rechenvorrichtung 105 kann einen Schlupfsteuerprozess, wie etwa den in dem Steuerdiagramm 300 gezeigten Schlupfsteuerprozess, verwenden, um das Fahrzeug 100 zu einer ausgewählten Fläche mit starker Reibung zu steuern, die in einer oder mehreren der Karten 400A-C angegeben ist. 4A zeigt eine beispielhafte Karte 400A mit durch die Sensoren 115 detektierten Hindernissen 405 sowie einem Pfadbereich 410. Die Karte 400A enthält ebenfalls eine Darstellung des Fahrzeugs 100. Der Bewegungspfad 410 ist eine Region der Karte 400A, welche die Darstellung des Fahrzeugs 100 und Bewegungsbahnen, in dieser Schrift ebenfalls als Pfade bezeichnet, enthält, auf welchen sich das Fahrzeug 100 sicher bewegen kann, ohne auf Hindernisse 405 zu stoßen. Der Pfadbereich 410 kann durch die Rechenvorrichtung 105 berechnet werden und kann auf den Positionen der Hindernisse 405 und den Betriebsbeschränkungen (z. B. Größe und Wendekreis) des Fahrzeugs 100 beruhen. Anders ausgedrückt, kann der Pfadbereich 410 auf den Bereichen der Karte beruhen, zu denen das Fahrzeug 100 von seiner derzeitigen Position aus fahren kann, während es den Hindernissen 405 mit einem gewissen Puffer ausweicht. Die Karte 400A kann durch das Kombinieren der passiven Sensordaten und der aktiven Sensordaten erzeugt werden, die mit Positionen, welche ein Fahrzeug 100 umgeben, assoziiert sind. Sensordaten können aktive und passive Farb- und IR-Videodaten, LIDAR-Daten, RADAR-Daten, Näherungsdaten von Näherungssensoren 115, Positionsdaten von Beschleunigungsmessersensoren 115 oder Kreiselsensoren 115 beinhalten. Hindernisse 405 können durch die Rechenvorrichtung 105 bestimmt werden, die aktive und passive Sensordaten mit Maschinensichttechniken verarbeitet, um Datenpunkte, die Hindernisse 405 darstellen, von einem Hintergrund zu segmentieren und Abstände und Richtungen vom Fahrzeug 100 zu jedem Hindernis 405 zu schätzen. Das Bestimmen einer segmentierten Größe, Richtung und eines segmentierten Abstands für Hindernisse 405 ermöglicht der Rechenvorrichtung die Normalprojektion von Sensordaten, die den Hindernissen 405 entsprechen, auf die Karte 300, und zwar auf der Grundlage der Position des Fahrzeugs 100.The 4A-4C each illustrate an exemplary map 400A-400C that through the computing device 105 may have been generated. The cards 400A-C can be used to develop a trajectory to a surface with high friction, z. B. after the computing device 105 determines that the vehicle 100 stuck on a surface with low friction. That is, the computing device 105 may include a slip control process such as that in the control diagram 300 slip control process shown, use to the vehicle 100 to control a selected area of high friction in one or more of the maps 400A-C is specified. 4A shows an exemplary card 400A with through the sensors 115 detected obstacles 405 as well as a path area 410 , The map 400A also contains a representation of the vehicle 100 , The motion path 410 is a region of the map 400A showing the appearance of the vehicle 100 and trajectories, also referred to in this document as paths, contains on which the vehicle 100 can move safely without encountering obstacles 405 to come across. The path area 410 can through the computing device 105 be calculated and can be on the positions of the obstacles 405 and the operating limitations (eg, size and turning circle) of the vehicle 100 based. In other words, the path area can be 410 based on the areas of the map to which the vehicle 100 can drive from its current position while it is facing the obstacles 405 evades with a certain buffer. The map 400A can be generated by combining the passive sensor data and the active sensor data with positions that a vehicle 100 surrounded, are associated. Sensor data can include active and passive color and IR video data, LIDAR data, RADAR data, proximity sensor approximation data 115 , Position data of accelerometer sensors 115 or gyro sensors 115 include. obstacles 405 can through the computing device 105 be determined, the Active and passive sensor data processed with machine vision techniques to data points, the obstacles 405 to segment from a background and distances and directions from the vehicle 100 to every obstacle 405 appreciate. Determining a segmented size, direction, and a segmented distance for obstacles 405 allows the computing device the normal projection of sensor data, the obstacles 405 correspond to the card 300 , based on the position of the vehicle 100 ,
Maschinensichttechniken zum Segmentieren von aktiven und passiven Sensordaten beinhalten neuronale Faltungsnetzwerke (convolutional neural networks - CNNs). Ein CNN kann unter Verwendung von beispielhaften Bildern trainiert werden, die mit der Ground Truth annotiert sind. Bei der Ground Truth handelt es sich um Informationen über die korrekte Bestimmung und Identifizierung von Objekten in Sensordaten. Segmentierung ist eine Maschinensichttechnik, welche Objekte in Bilddaten, einschließlich Farbvideodaten und IR-Videodaten, bestimmt und identifiziert. Die Hindernisse können Fahrzeuge, Fußgänger, Absperrungen, Bordsteine, Gebäude, Schilder, Pfosten oder Gelände usw. beinhalten. Ein CNN kann trainiert werden, um Eingabebilddaten in Objekte zu segmentieren und die Objekte auf der Grundlage ihres Erscheinungsbilds und ihrer Position in Bezug auf den Sensor 115, welcher die Bilddaten erlangt hat, zu identifizieren. Die Rechenvorrichtung 105 kann Hindernisse 405 auf der Grundlage von Ausgabeobjekten von einem CNN durch das Vergleichen der Identität des Objekts, wie durch das CNN bestimmt, mit einer vorbestimmten Liste von Objekten bestimmen, die zum Beispiel Bordsteine, Pfosten, Absperrungen, Gebäude, Schilder und Gelände enthält.Machine vision techniques for segmenting active and passive sensor data include convolutional neural networks (CNNs). A CNN can be trained using exemplary images annotated with the ground truth. Ground Truth is information about the correct determination and identification of objects in sensor data. Segmentation is a machine vision technique that identifies and identifies objects in image data, including color video data and IR video data. The obstacles may include vehicles, pedestrians, barriers, curbs, buildings, signs, posts or terrain, etc. A CNN can be trained to segment input image data into objects and objects based on their appearance and position relative to the sensor 115 who has acquired the image data to identify. The computing device 105 can be obstacles 405 determining, based on output objects from a CNN, by comparing the identity of the object as determined by the CNN with a predetermined list of objects including, for example, curbs, posts, barriers, buildings, signs and terrain.
Segmentierte Objekte, die Hindernissen 405 entsprechen, können durch Normalprojektion auf die Karte 400A gebracht werden, indem die Position der segmentierten Objekte in Bezug auf das Fahrzeug 100 bestimmt wird. Die Position der segmentierten Hindernisse 405 kann durch das Kombinieren der segmentierten Objektdaten mit den Daten der Bereichssensoren 115, wie zum Beispiel LIDAR-Daten, RADAR-Daten, Näherungsdaten oder Kreiseldaten, auf der Grundlage der Sichtfelder 210, 212, 214, 216 der Sensoren 115 bestimmt werden. Ein CNN kann konfiguriert und trainiert werden, um segmentierte Objektdaten und LIDAR-Daten, RADAR-Daten, Näherungsdaten oder Kreiseldaten einzugeben und die Daten zu kombinieren, um den Bereich und die Richtung in Bezug auf die Hindernisse 405 zu identifizieren. Ein CNN kann durch das Eingeben von Objektdaten und entsprechenden Bereichsdaten zusammen mit Ground-Truth-Informationen in Bezug auf die Objektdaten trainiert werden.Segmented objects, the obstacles 405 can correspond by normal projection on the map 400A be brought by the position of the segmented objects in relation to the vehicle 100 is determined. The position of the segmented obstacles 405 can by combining the segmented object data with the data of the area sensors 115 such as LIDAR data, RADAR data, approximate data or gyro data, based on the fields of view 210 . 212 . 214 . 216 the sensors 115 be determined. A CNN can be configured and trained to enter segmented object data and LIDAR data, RADAR data, approximate data or gyro data and combine the data to the area and direction with respect to the obstacles 405 to identify. A CNN can be trained by inputting object data and corresponding area data along with ground truth information regarding the object data.
Sobald die Position der Objektdaten, die als ein Hindernis 405 in Bezug auf das Fahrzeug 100 identifiziert sind, bestimmt ist, können Datenpunkte, die mit einem Hindernis 405 assoziiert sind, auf die Karte 400A projiziert werden, um die Hindernisse 405 von einer Ansicht auf der Grundlage des ursprünglichen Sichtfelds 210, 212, 214, 216 in eine Draufsicht wie in der Karte 400A umzuwandeln, indem die Datenpunkte der Hindernisse 405 auf der Grundlage der Position der Objektdaten im 3D-Raum relativ zu der Position 302 des Fahrzeugs 110 projiziert werden. Datenpunkte, die Objektdaten entsprechen, können entlang paralleler Linien projiziert werden, die senkrecht zu der Ebene der Karte 400A angeordnet sind, und dadurch die Objektdaten durch Normalprojektion auf die Karte 400A bringen.Once the position of the object data acting as an obstacle 405 in relation to the vehicle 100 Identified, data points can be identified with an obstacle 405 are associated with the card 400A be projected to the obstacles 405 from a view based on the original field of view 210 . 212 . 214 . 216 in a top view as in the map 400A to transform by the data points of the obstacles 405 based on the position of the object data in 3D space relative to the position 302 of the vehicle 110 be projected. Data points corresponding to object data may be projected along parallel lines perpendicular to the plane of the map 400A are arranged, and thereby the object data by normal projection on the map 400A bring.
4B zeigt eine beispielhafte Karte 400B der Positionen der geschätzten Flächen 415 mit starker Reibung. Die Rechenvorrichtung 105 kann schätzen, wo sich die Flächen 415 mit starker Reibung befinden, und das Ergebnis kann eine Karte wie die Karte 400B sein. Die geschätzten Flächen mit starker Reibung können Bereiche sein, die nicht durch Schnee, Schlamm, Eis usw. bedeckt sind, wie durch die Rechenvorrichtung 105 anhand durch die Sensoren 115 gesammelter Daten bestimmt wird. Die Rechenvorrichtung 105 kann Positionen von Flächen 415 mit starker Reibung durch das Analysieren von visuellen Daten von Farb- oder IR-Videosensoren 115 und das Vergleichen der Reflektivität, Farbe und Glätte der Bilder mit zuvor erlangten Bilddaten für andere Flächen bestimmen. Die Konfidenz, dass sich das Fahrzeug auf einer bestimmten Oberfläche bewegt, steht in Zusammenhang mit dem Ausmaß, in welchem die erlangten Videodaten mit zuvor erlangten und identifizierten Bilddaten dieser Fläche übereinstimmen. Zum Beispiel können Bilddaten einer weißen reflektierenden Fläche mit einem zuvor erlangten und identifizierten Bild einer schneebedeckten Fläche übereinstimmen. Dieses Verfahren erleichtert das Bestimmen von Aspekten der Fläche durch verschiedene Größen von Merkmalen. Beispielsweise kann das Verfahren zwischen kleinen Körnern und großen Körnern unterscheiden, um zwischen Sand- oder Kiesflächen und Platten- oder Steinflächen zu unterscheiden. Diese Verarbeitung kann durch die Rechenvorrichtung 105 unter Verwendung von Maschinensichttechniken durchgeführt werden, die eine Textur in Bilddaten durch das Bestimmen der Größe und Verteilung von Regionen mit ähnlichem Erscheinungsbild bestimmen. Des Weiteren kann das Fahrzeug mit diesem Verfahren Helligkeitskarten erstellen, um die Beschaffenheit der Fläche zu bestimmen. Verschiedene Helligkeitswerte geben verschiedene Flächen an. Beispielsweise kann trockener Asphalt einen charakteristischen Datenwert aufweisen, während nasser Asphalt einen anderen Datenwert aufweisen kann. Ein gemessener Datenwert wird mit einer Tabelle verglichen, die zum Beispiel Konfidenzen der unterschiedlichen Typen von Straßenbelägen unter Voraussetzung des eingegebenen Datenwerts angibt. 4B shows an exemplary card 400B the positions of the estimated areas 415 with strong friction. The computing device 105 can appreciate where the surfaces are 415 with strong friction, and the result can be a card like the card 400B be. The estimated areas of high friction may be areas that are not covered by snow, mud, ice, etc., such as by the computing device 105 based on the sensors 115 collected data. The computing device 105 can positions of surfaces 415 with high friction by analyzing visual data from color or IR video sensors 115 and determining the reflectivity, color and smoothness of the images with previously obtained image data for other surfaces. The confidence that the vehicle is moving on a particular surface is related to the extent to which the acquired video data matches previously acquired and identified image data of that area. For example, image data of a white reflective surface may match a previously obtained and identified image of a snow covered surface. This method facilitates determining aspects of the surface through different feature sizes. For example, the method can distinguish between small grains and large grains to distinguish between sand or gravel surfaces and plate or stone surfaces. This processing can be done by the computing device 105 can be performed using machine vision techniques that determine a texture in image data by determining the size and distribution of regions of similar appearance. Furthermore, the vehicle can use this method to create brightness maps to determine the nature of the area. Different brightness values indicate different areas. For example, dry asphalt may have a characteristic data value while wet asphalt may have a different data value. A measured data value is compared with a table that For example, specify the confidences of the different types of road surfaces assuming the input data value.
In einem weiteren Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105 aktive Sensoren 115 (z.B. LIDAR, RADAR, Näherung) verwenden, um Signale zu emittieren, die von Flächen, die das Fahrzeug 100 umgeben, reflektiert und gebrochen werden können. Die Rechenvorrichtung 105 kann die Reflexions- und Brechungsmuster von den Flächen, die das Fahrzeug 100 umgeben, verarbeiten, um den Typ der Fläche zu bestimmen und den Reibungskoeffizienten zu schätzen. Zum Beispiel kann das Muster von reflektierten oder gebrochenen Daten, die durch die Rechenvorrichtung 105 von den aktiven Sensoren 115 erlangt wurden, bestimmen, ob eine Fläche in der Nähe des Fahrzeugs 100 glatt (wodurch Asphalt, Eis usw. angegeben wird) oder rau ist (z. B. Schotter oder Schnee). Die Rechenvorrichtung 105 kann ebenfalls Umgebungsdaten (z. B. Wetterdaten, Umgebungstemperaturdaten, Luftfeuchtigkeitsdaten, Niederschlagsdaten usw.) verarbeiten. Umgebungsdaten können durch die Sensoren 115, die im Fahrzeug 100 enthalten sind, erlangt werden oder von Servern, die entfernt vom Fahrzeug 100 platziert sind, über das Internet oder ein anderes Weitbereichsnetzwerkprotokoll erlangt werden. Umgebungsdaten können ein Konfidenzniveau, das mit einer Schätzung eines Reibungskoeffizienten assoziiert ist, der mit passiven und aktiven Sensoren 115 bestimmt wird, erhöhen oder verringern. Zum Beispiel können Umgebungsdaten angeben, dass die Temperatur unter dem Gefrierpunkt von Wasser liegt und daher Schnee oder Eis möglich ist. Die Rechenvorrichtung 105 kann Daten von aktiven und passiven Sensoren 115 mit Umgebungsdaten kombinieren, um einen geschätzten Reibungskoeffizienten zu erzeugen und ein Konfidenzniveau in Bezug auf die Schätzung zu erzeugen.In another example, the computing device 105 active sensors 115 (eg LIDAR, RADAR, Proximity) use to emit signals from surfaces that make up the vehicle 100 can be surrounded, reflected and broken. The computing device 105 can change the reflection and refraction patterns of the surfaces that make up the vehicle 100 surrounded, to determine the type of surface and to estimate the coefficient of friction. For example, the pattern of reflected or broken data generated by the computing device 105 from the active sensors 115 were obtained, determine if an area near the vehicle 100 smooth (indicating asphalt, ice etc.) or rough (eg gravel or snow). The computing device 105 may also process environmental data (eg, weather data, ambient temperature data, humidity data, precipitation data, etc.). Environmental data may be through the sensors 115 in the vehicle 100 are included, obtained from servers that are remote from the vehicle 100 placed over the Internet or another wide area network protocol. Environmental data may have a confidence level associated with an estimate of a friction coefficient associated with passive and active sensors 115 is determined, increased or decreased. For example, environmental data may indicate that the temperature is below freezing point of water and therefore snow or ice is possible. The computing device 105 can get data from active and passive sensors 115 combine with environmental data to produce an estimated coefficient of friction and to produce a confidence level relative to the estimate.
4C zeigt eine beispielhafte zusammengesetzte Karte 400C. Die zusammengesetzte Karte 400C kann Elemente der Karten 400A und 400B enthalten. Das heißt, die zusammengesetzte Karte 400C kann durch das Kombinieren von Abschnitten der Karte 400A und der Karte 400B erzeugt werden. Beispielsweise zeigt die zusammengesetzte Karte 400C die Hindernisse 405 und die Positionen der Flächen 415 mit starker Reibung. In einigen Fällen kann die Karte 400C zudem den Pfadbereich 410 zeigen. Unter Verwendung der Karte 400C kann die Rechenvorrichtung 105 eine oder mehrere Bewegungsbahnen von der derzeitigen Position des Fahrzeugs 100 zu einer der Flächen 415 mit starker Reibung planen. Das heißt, die Rechenvorrichtung 105 kann eine der Flächen 415 mit starker Reibung auswählen, z. B. auf Grundlage davon, zu welcher Fläche 415 mit starker Reibung das Fahrzeug 100 am einfachsten navigieren kann, während es den Hindernissen 405 ausweicht. Alle Flächen 415 mit starker Reibung, die den Pfadbereich 410 (aus 4A) zumindest teilweise überlappen, können Kandidaten für die ausgewählte Fläche 415 mit starker Reibung sein. Anders ausgedrückt, kann die Rechenvorrichtung 105 dazu programmiert sein, die Fläche 415 mit starker Reibung aus denjenigen auszuwählen, zu denen das Fahrzeug 100, z. B. über den Pfadbereich 410, navigieren kann. Dies kann selbst dann gelten, wenn der Pfadbereich 410 nicht in der zusammengesetzten Karte 400C enthalten ist. Die Rechenvorrichtung 105 kann eine Bewegungsbahn von der derzeitigen Position des Fahrzeugs 100 zu der ausgewählten Fläche 415 mit starker Reibung erarbeiten und verschiedene Steuersignale ausgeben, die z. B. dem Steuerdiagramm 300 entsprechen, um das Fahrzeug 100 von der Fläche mit geringer Reibung zu befreien und das Fahrzeug 100 zur Fläche 415 mit starker Reibung zu bringen. Sobald die ausgewählte Fläche mit starker Reibung erreicht ist, kann der Schlupfsteuerprozess enden und kann die Rechenvorrichtung 105 zur normalen (d. h. herkömmlicheren) autonomen Steuerung des Fahrzeugs 100 zurückkehren. 4C shows an exemplary composite card 400C , The composite card 400C can be elements of the cards 400A and 400B contain. That is, the composite card 400C can by combining sections of the map 400A and the card 400B be generated. For example, the composite map shows 400C the obstacles 405 and the positions of the surfaces 415 with strong friction. In some cases, the card may 400C also the path area 410 demonstrate. Using the map 400C can the computing device 105 one or more trajectories from the current position of the vehicle 100 to one of the surfaces 415 plan with heavy friction. That is, the computing device 105 can be one of the surfaces 415 select with high friction, eg. On the basis of which, to which surface 415 with strong friction the vehicle 100 easiest to navigate while there are obstacles 405 dodging. All surfaces 415 with heavy friction covering the path area 410 (out 4A) At least partially overlapping, candidates can be selected for the selected area 415 be with strong friction. In other words, the computing device 105 programmed to the area 415 with strong friction from those to which the vehicle 100 , z. B. over the path area 410 , can navigate. This can apply even if the path area 410 not in the composite card 400C is included. The computing device 105 can be a trajectory from the current position of the vehicle 100 to the selected area 415 develop with strong friction and spend various control signals, the z. B. the control diagram 300 correspond to the vehicle 100 to get rid of the area with low friction and the vehicle 100 to the surface 415 with strong friction. Once the selected high friction surface is reached, the slip control process may end and may expose the computing device 105 to the normal (ie more conventional) autonomous control of the vehicle 100 to return.
Außerdem kann die Rechenvorrichtung 105 in einigen Fällen dazu programmiert sein, die Karten 400A-C kontinuierlich zu aktualisieren. Das heißt, die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, eine beliebige oder mehrere beliebige der Karten 400A-C zu aktualisieren, während die Rechenvorrichtung 105 versucht, das Fahrzeug 100 von der Fläche mit geringer Reibung zu befreien, sodass die Rechenvorrichtung 105 neue Hindernisse 405, neu geschätzte Flächen 415 mit starker Reibung, neu detektierte Flächen mit geringer Reibung usw. berücksichtigen kann. In einigen Fällen kann die Rechenvorrichtung 105 eine neue Fläche 415 mit starker Reibung auswählen, die entdeckt wird, nachdem die Rechenvorrichtung 105 eine ursprüngliche Fläche mit starker Reibung ausgewählt hat.In addition, the computing device 105 in some cases programmed to the cards 400A-C to update continuously. That is, the computing device 105 may be programmed to any one or more of the cards 400A-C to upgrade while the computing device 105 tried the vehicle 100 to rid of the area with low friction, so that the computing device 105 new obstacles 405 , newly estimated areas 415 with high friction, newly detected surfaces with low friction, etc. can take into account. In some cases, the computing device 105 a new area 415 with high friction, which is discovered after the computing device 105 selected an original surface with high friction.
5 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses 500, der durch die Rechenvorrichtung 105 ausgeführt werden kann. Der Prozess 500 kann zu einem beliebigen Zeitpunkt ausgeführt werden, während das Fahrzeug 100 autonom betrieben wird. Die Ausführung des Prozesses 500 kann fortgesetzt werden, solange das Fahrzeug 100 weiter in einem autonomen Modus betrieben wird. 5 is a flowchart of an example process 500 that by the computing device 105 can be executed. The process 500 can be performed at any time while the vehicle 100 is operated autonomously. The execution of the process 500 can be continued as long as the vehicle 100 continue to operate in an autonomous mode.
Bei einem Entscheidungsblock 505 bestimmt die Rechenvorrichtung 105, ob sich das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung befindet. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, auf Grundlage von durch die Sensoren 115 ausgegebenen Signalen zu bestimmen, dass sich das Fahrzeug 100 auf der Fläche mit geringer Reibung befindet. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung 105 dazu programmiert sein, auf Grundlage interner Zustände des Fahrzeugs 100, wie z. B. Raddrehzahl, Radausrichtung und Verbrennungsmotor- und Getriebewerten, zu bestimmen, dass sich das Fahrzeug 100 auf der Fläche mit geringer Reibung befindet. Wenn die Rechenvorrichtung 105 bestimmt, dass sich das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung befindet, kann der Prozess 500 zu Block 510 übergehen. Andernfalls kann Block 505 wiederholt werden, bis die Rechenvorrichtung 105 bestimmt, dass sich das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung befindet, oder der Prozess 500 endet.At a decision block 505 determines the computing device 105 whether the vehicle is 100 located on a low friction surface. The computing device 105 may be programmed based on by the sensors 115 output signals to determine that the vehicle 100 located on the surface with little friction. For example, the computing device 105 programmed based on internal states of the vehicle 100 , such as B. Wheel speed, wheel alignment and engine and transmission values to determine that the vehicle 100 located on the surface with little friction. When the computing device 105 that determines the vehicle 100 located on a low friction surface, the process can 500 to block 510 pass. Otherwise, block 505 be repeated until the computing device 105 that determines the vehicle 100 located on a low friction surface, or the process 500 ends.
Bei Block 510 erzeugt die Rechenvorrichtung 105 mindestens eine Karte. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, eine oder mehrere Karten zu erzeugen, die durch die Sensoren 115 detektierte Hindernisse enthalten. Das heißt, die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, alle durch die Sensoren 115 detektierten Objekte als Hindernisse zu erkennen und die Karte so zu erzeugen, dass sie die Positionen der Hindernisse zeigt. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, mehrere Karten zu erzeugen. Eine erste Karte kann die Hindernisse und einen Pfadbereich beinhalten. Eine zweite Karte kann die geschätzten Positionen von Flächen mit starker Reibung enthalten. Eine dritte Karte kann eine zusammengesetzte Karte sein, die z. B. Hindernisse und die Positionen von Flächen mit starker Reibung zeigt.At block 510 generates the computing device 105 at least one card. The computing device 105 may be programmed to generate one or more maps through the sensors 115 contain detected obstacles. That is, the computing device 105 can be programmed to all through the sensors 115 detect detected objects as obstacles and generate the map so that it shows the positions of the obstacles. The computing device 105 can be programmed to create multiple maps. A first map may include the obstacles and a path area. A second map may contain the estimated locations of areas of high friction. A third card may be a composite card, e.g. B. obstacles and the positions of surfaces with high friction shows.
Bei Block 515 wählt die Rechenvorrichtung 105 eine der Flächen mit starker Reibung in der zusammengesetzten Karte aus. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, die Fläche mit starker Reibung auszuwählen, die das Fahrzeug 100 unter Berücksichtigung der derzeitigen Position des Fahrzeugs 100, der Positionen der Hindernisse usw. am ehesten erreichen kann. Die Rechenvorrichtung 105 kann außerdem dazu programmiert sein, zu beachten, ob sich andere Flächen mit geringer Reibung in der Nähe der Flächen mit starker Reibung befinden. Das heißt, die Rechenvorrichtung 105 kann die Flächen mit starker Reibung auf Grundlage davon priorisieren, ob die Fläche mit starker Reibung zumindest teilweise von Flächen mit geringer Reibung, Hindernissen oder eine Kombination aus beidem umgeben ist. Die Rechenvorrichtung 105 kann außerdem Flächen mit starker Reibung vor dem Fahrzeug 100 gegenüber Flächen mit starker Reibung hinter dem Fahrzeug 100 priorisieren, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass das Fahrzeug 100 erneut auf der gleichen Fläche mit geringer Reibung steckenbleibt. Der Prozess 500 kann zu Block 520 übergehen, nachdem die Fläche mit starker Reibung ausgewählt wurde.At block 515 chooses the computing device 105 one of the areas of high friction in the composite map. The computing device 105 can be programmed to select the area of high friction that the vehicle 100 taking into account the current position of the vehicle 100 who is most likely to reach positions of obstacles, etc. The computing device 105 may also be programmed to note if other areas of low friction are near the areas of high friction. That is, the computing device 105 can prioritize the areas of high friction based on whether the area of high friction is at least partially surrounded by areas of low friction, obstacles or a combination of both. The computing device 105 can also have areas of high friction in front of the vehicle 100 towards areas of high friction behind the vehicle 100 prioritize to reduce the likelihood that the vehicle 100 stuck again on the same low friction surface. The process 500 can to block 520 go over after the area with high friction has been selected.
Bei Block 520 führt die Rechenvorrichtung 105 einen Schlupfsteuerprozess aus, um der Fläche mit geringer Reibung zu entkommen und sich zu der ausgewählten Fläche mit starker Reibung hinzubewegen. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung 105 dazu programmiert sein, einen Schlupfsteuerprozess, wie etwa den vorstehend erörterten und in 3 gezeigten Schlupfsteuerprozess 300, auszuführen. Zusätzliche Details über den Schlupfsteuerprozess werden nachstehend erörtert.At block 520 leads the computing device 105 a slip control process to escape the low friction surface and move toward the selected high friction surface. For example, the computing device 105 be programmed to a slip control process, such as those discussed above and in 3 slip control process shown 300 to execute. Additional details about the slip control process are discussed below.
Bei Entscheidungsblock 525 bestimmt die Rechenvorrichtung 105, ob der Schlupfsteuerprozess bei Block 520 eingestellt werden soll. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, zu bestimmen, ob das Fahrzeug 100 an der ausgewählten Fläche mit starker Reibung angekommen ist oder der Fläche mit geringer Reibung anderweitig entkommen ist. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, eine derartige Bestimmung auf Grundlage interner Zustände des Fahrzeugs, die detektiert werden, während der Schlupfsteuerprozess 300 ausgeführt wird, unter Verwendung von Positionsdaten (wie etwa GPS-Daten) oder dergleichen zu treffen. Darüber hinaus kann die Rechenvorrichtung 105 bei der Ankunft an der ausgewählten Fläche mit starker Reibung dazu programmiert sein, zu bestimmen, ob die ausgewählte Fläche mit starker Reibung ausreichend Reibung zum Betreiben des Fahrzeugs 100 ohne den Schlupfsteuerprozess 300 bereitstellt. Wenn die Rechenvorrichtung 105 entscheidet, den Schlupfsteuerprozess 300 einzustellen, kann der Prozess 500 zu Block 530 übergehen. Andernfalls kann der Prozess 500 zu Ausführungsblock 525 übergehen. In Fällen, in denen die Rechenvorrichtung 105 bestimmt, dass das Fahrzeug 100 die ausgewählte Fläche mit starker Reibung erreicht hat, aber immer noch nicht ausreichend Zugkraft zum Steuern des Fahrzeugs 100 ohne den Schlupfsteuerprozess 300 entwickeln kann, kann der Prozess 500 zu Block 520 oder zu Block 510 zurückkehren, sodass neue Karten erstellt werden können, neue Flächen mit starker Reibung ausgewertet werden können, eine neue Fläche mit starker Reibung ausgewählt werden kann und der Schlupfsteuerprozess 300 erneut ausgeführt werden kann.At decision block 525 determines the computing device 105 whether the slip control process at block 520 should be set. The computing device 105 can be programmed to determine if the vehicle 100 has arrived at the selected area with high friction or otherwise escaped the area with low friction. The computing device 105 may be programmed to such a determination based on internal states of the vehicle that are detected during the slip control process 300 is executed using positional data (such as GPS data) or the like. In addition, the computing device 105 on arrival at the selected area of high friction programmed to determine whether the selected area with high friction sufficient friction to operate the vehicle 100 without the slip control process 300 provides. When the computing device 105 decides the slip control process 300 can adjust the process 500 to block 530 pass. Otherwise, the process can 500 to execution block 525 pass. In cases where the computing device 105 determines that the vehicle 100 has reached the selected area with high friction, but still not enough tractive force to control the vehicle 100 without the slip control process 300 can develop, the process can 500 to block 520 or to block 510 return, so that new maps can be created, new areas of high friction can be evaluated, a new area with high friction can be selected and the slip control process 300 can be executed again.
Bei Block 530 setzt die Rechenvorrichtung 105 den normalen autonomen Betrieb des Fahrzeugs 100 fort. Das heißt, die Rechenvorrichtung 105 kann den Schlupfsteuerprozess einstellen und beginnen, Steuersignale an die Aktoren 110 auf Grundlage der von den Sensoren 115 empfangenen externen Signale auszugeben, ohne sich zum Steuern des Fahrzeugs 100 auf den Schlupfsteuerprozess 300 zu stützen. Der Prozess 500 kann nach Block 530 enden.At block 530 sets the computing device 105 the normal autonomous operation of the vehicle 100 continued. That is, the computing device 105 can set the slip control process and start sending control signals to the actuators 110 based on the from the sensors 115 received external signals without having to control the vehicle 100 on the slip control process 300 to support. The process 500 can after block 530 end up.
Der vorstehend aufgeführte Schlupfsteuerprozess 300 ermöglicht es dem Fahrzeug 100, einer Fläche mit geringer Reibung zu entkommen. Der Schlupfsteuerprozess (gelegentlich als „Entkomm-Modus“ bezeichnet) beinhaltet das Steuern der Bremsen, des Antriebsstrangdrehmoments, der Gangschaltung und der Lenkeingaben zum Befreien des Fahrzeugs 100 aus einem festsitzenden Zustand, wie etwa, wenn das Fahrzeug 100 in tiefem Schnee festsitzt. Das Fahrzeug 100 kann den Entkomm-Modus automatisch aktivieren, wenn es detektiert, dass sich das Fahrzeug 100 auf einer Fläche mit geringer Reibung befindet. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug 100 den Entkomm-Modus als Reaktion auf eine Benutzereingabe aktiveren, die dadurch bereitgestellt wird, dass ein Insasse im Inneren der Fahrgastzelle des Fahrzeugs 100 eine Taste drückt oder den Entkomm-Modus anderweitig auswählt. Die Benutzereingabe kann z. B. über ein Infotainment-System empfangen werden. Außerdem kann das Fahrzeug 100 in einigen Fällen, wenn es detektiert, dass es festsitzt, den Insassen über das Infotainment-System dazu auffordern, den Entkomm-Modus zu aktivieren. Infolge des Empfangs der Benutzereingabe zum Aktivieren des Entkomm-Modus oder infolge der Entscheidung der Rechenvorrichtung 105, dass das Fahrzeug 100 festsitzt, kann der vorstehend beschriebene Schlupfsteuerprozess 300 beginnen. Das heißt, die Rechenvorrichtung 105 kann zunächst mit geradem Lenkrad Antriebsstrangdrehmoment auf die Antriebsräder aufbringen und dabei die Raddrehzahl und den Radschlupf messen, um die Raddrehzahl, wie zuvor erörtert, zu einem optimalen Zielwert hinzusteuern. Die Rechenvorrichtung 105 schaltet das Getriebe in die gewünschte Richtung und überwacht die nicht angetriebenen Räder kontinuierlich, um zu bestimmen, ob sie anfangen, sich zu drehen. Wenn die nicht angetriebenen Räder anfangen, sich zu drehen, kann die Rechenvorrichtung 105 bestimmen, dass sich das Auto aus der festsitzenden Position herausbewegt. Wenn sich die nicht angetriebenen Räder nicht drehen, aufhören, sich zu drehen, oder bis unter einen vorher festgelegten Schwellenwert verlangsamen, schaltet die Rechenvorrichtung 105 die Gänge und treibt das Fahrzeug 100 in die entgegengesetzte Richtung an, um das Fahrzeug 100 vor und zurück zu schwingen (z. B. zu schaukeln), bis die angetrieben Räder nicht mehr abrutschen und die nicht angetriebenen Räder normal rollen. Die Rechenvorrichtung 105 kann außerdem verschiedene Lenkwinkel austesten, um zu versuchen, einen Pfad aus dem festsitzenden Zustand zu finden, besonders, wenn durch die Versuche, das Fahrzeug 100 zu schaukeln, keine deutlichen Fortschritte erzielt werden. Die Sensoren für autonomes Fahren können verwendet werden, um, wie zuvor erörtert, Kollisionen mit Objekten in der Nähe während dieses Schlupfsteuerprozesses zu vermeiden.The above-mentioned slip control process 300 allows the vehicle 100 to escape a low friction surface. The slip control process (sometimes referred to as "escape mode") involves controlling the brakes, powertrain torque, gear shift, and steering inputs to Free the vehicle 100 from a stuck state, such as when the vehicle 100 stuck in deep snow. The vehicle 100 can automatically activate the escape mode when it detects that the vehicle is moving 100 located on a low friction surface. Alternatively or additionally, the vehicle 100 activate the escape mode in response to a user input provided by an occupant inside the passenger compartment of the vehicle 100 Press a key or otherwise select the escape mode. The user input can z. B. be received via an infotainment system. In addition, the vehicle can 100 in some cases, when it detects that it is stuck, prompting the occupant via the infotainment system to activate the escape mode. As a result of receiving the user input to activate the escape mode or as a result of the decision of the computing device 105 that the vehicle 100 stuck, the slip control process described above 300 kick off. That is, the computing device 105 may first apply drive train torque to the drive wheels with straight steering wheel, thereby measuring the wheel speed and wheel slip, to control the wheel speed to an optimum target value, as previously discussed. The computing device 105 It turns the gearbox in the desired direction and continuously monitors the undriven wheels to determine if they are starting to spin. When the undriven wheels start to spin, the computing device can 105 Determine that the car moves out of the stuck position. If the non-driven wheels do not turn, stop rotating, or slow down below a predetermined threshold, the computing device will switch 105 the hallways and drives the vehicle 100 in the opposite direction to the vehicle 100 swinging back and forth (eg rocking) until the driven wheels stop slipping and the non-driven wheels roll normally. The computing device 105 In addition, it can test different steering angles to try to find a path from the stuck condition, especially if through the trials, the vehicle 100 to rock, no significant progress can be made. The autonomous driving sensors may be used to avoid collisions with nearby objects during this slip control process, as previously discussed.
Sollte die im Entkomm-Modus betriebene Rechenvorrichtung 105 es nach einer festgelegten Anzahl an Versuchen nicht schaffen, das Fahrzeug 100 zu befreien, oder sollten die nicht angetriebenen Räder nicht in der Lage sein, eine Spitzendrehzahl zu erreichen, kann die Rechenvorrichtung 105 „nicht zum Entkommen in der Lage“ melden, was eine Rückgabe der Steuerung an den Fahrer beinhalten könnte (falls ein Insasse vorhanden ist), und kann zudem dem Fahrer Vorschläge dazu machen, wie sich das Entkommen am besten bewerkstelligen ließe. Einige Fahrereingaben, wie etwa ein Durchdrücken des Bremspedals, ein Durchdrücken des Gaspedals, ein Lenkradwinkel, können die Rechenvorrichtung 105 dazu veranlassen, den Entkomm-Modus zu verlassen und dem Fahrer wieder die vollständige Steuerung zu überlassen. Andere Zustände, die das Fahrzeug zum Verlassen des Entkomm-Modus veranlassen können, sind eine Batteriespannung unterhalb eines festgelegten Schwellenwerts, ein Kraftstoffpegel unterhalb eines festgelegten Schwellenwerts, wenn bestimmte Diagnose-Fehlercodes festgelegt sind oder wenn eine Kollision bevorsteht oder auftritt.Should the calculator operated in escape mode 105 After a specified number of attempts, the vehicle will not succeed 100 or should the non-driven wheels be unable to reach a top speed, the computing device may 105 "Unable to escape", which could include returning the controller to the driver (if there is an occupant), and may also suggest to the driver how best to escape. Some driver inputs, such as depressing the brake pedal, depressing the accelerator pedal, steering wheel angle, may be the computing device 105 to leave the escape mode and leave the driver back to full control. Other conditions that may cause the vehicle to exit the escape mode are a battery voltage below a predetermined threshold, a fuel level below a predetermined threshold, certain diagnostic trouble codes set, or when a collision is imminent or occurring.
Mithilfe dieses Ansatzes testet die Rechenvorrichtung 105 unterschiedliche Lenkradwinkel, während das 100 vor und zurück geschaukelt wird und dabei die Raddrehzahl sowohl der angetriebenen als auch der nicht angetriebenen Räder überwacht wird. Die Rechenvorrichtung 105 wartet darauf, dass die Raddrehzahlen der angetriebenen und der nicht angetriebenen Räder für einen bestimmten Zeitraum zusammenfallen, anstatt, dass sie nur die angetriebenen Räder und die Fahrzeugbeschleunigung überwacht.Using this approach, the computing device tests 105 different steering wheel angle while the 100 is rocked back and forth while the wheel speed of both the driven and the non-driven wheels is monitored. The computing device 105 Waiting for the wheel speeds of the driven and non-driven wheels to coincide for a certain period of time rather than just monitoring the driven wheels and the vehicle acceleration.
Ein beispielhafter Schlupfsteuerprozess, der während des Entkomm-Modus durchgeführt wird, kann folgendermaßen aussehen. Zunächst kann die Rechenvorrichtung 105 bestimmen, ob sich das Fahrzeug 100 von seiner derzeitigen Position aus nach vorne oder nach hinten bewegen muss. Des Weiteren kann die Rechenvorrichtung 105 einen Zähler initialisieren, der die Anzahl an Malen (d. h. Iterationen) zählt, für welche die Rechenvorrichtung 105 versuchen wird, das festsitzende Fahrzeug 100 zu befreien.An exemplary slip control process performed during the escape mode may be as follows. First, the computing device 105 determine if the vehicle is 100 must move forward or backward from its current position. Furthermore, the computing device 105 initialize a counter that counts the number of times (ie, iterations) for which the computing device 105 try the stuck vehicle 100 to free.
Nach der Auswahl der Richtung und der Initialisierung des Zählers kann die Rechenvorrichtung 105 einen gleitenden Mittelwert der Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder nutzen, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 zu schätzen. Die Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder können im Vergleich zum Schlupf der Drehzahlen der angetriebenen Räder einen geringfügigen Schlupf aufweisen. Der gleitende Mittelwert kann verwendet werden, um Rauschen aus den Daten zu beseitigen, wie es etwa aufgrund der Variation des Straßenbelags, die z. B. durch Schnee hervorgerufen wird, entsteht. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, zu detektieren, dass der gleitende Mittelwert der Geschwindigkeit abnimmt, und den gleitenden Mittelwert mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen. Infolge einer Bestimmung, dass der gleitende Mittelwert abnimmt und unter den vorbestimmten Schwellenwert gefallen ist, kann die Rechenvorrichtung 105 bestimmen, dass das Fahrzeug 100 nicht mehr an Schwung gewinnt, um dem festsitzenden Zustand zu entkommen. Die Rechenvorrichtung 105 kann die Anzahl an Iterationen im Zähler mit einem Versuchsgrenzwert vergleichen. Wenn der Versuchsgrenzwert noch nicht erreicht wurde, kann die Rechenvorrichtung 105 den Zähler erhöhen und das Bestimmen des gleitenden Mittelwerts und das Vergleichen dieses Werts mit dem vorbestimmten Schwellenwert, wie vorstehend beschrieben, fortsetzen. Wenn die Anzahl an Iterationen den Versuchsgrenzwert erreicht oder überschreitet, kann die Rechenvorrichtung 105 das Fahrzeug in den entgegengesetzten Gang schalten (z. B. in den Rückwärtsgang, wenn das Fahrzeug 100 zuvor versucht hat, sich nach vorne zu bewegen; den Vorwärtsgang, wenn das Fahrzeug 100 zuvor versucht hat, sich rückwärts zu bewegen) und kann erneut versuchen, das festsitzende Fahrzeug 100 zu befreien.After selecting the direction and the initialization of the counter, the computing device 105 Use a moving average of the speeds of the non-driven wheels to increase the speed of the vehicle 100 appreciate. The speeds of the non-driven wheels may have a slight slip compared to the slip of the speeds of the driven wheels. The moving average can be used to eliminate noise from the data, such as due to the variation in pavement, e.g. B. caused by snow arises. The computing device 105 may be programmed to detect that the moving average of the speed is decreasing and to compare the moving average with a predetermined threshold. As a result of a provision that the moving average decreases and among the predetermined threshold, the computing device may 105 determine that the vehicle 100 no longer gaining momentum to escape the stuck state. The computing device 105 can compare the number of iterations in the counter with a trial limit. If the test limit has not yet been reached, the computing device may 105 increase the counter and continue determining the moving average and compare this value to the predetermined threshold as described above. If the number of iterations reaches or exceeds the experimental limit, the computing device may 105 Turn the vehicle into the opposite gear (eg in reverse if the vehicle 100 previously tried to move forward; the forward gear when the vehicle 100 previously tried to move backwards) and can try again the stuck vehicle 100 to free.
Nachdem das Fahrzeug in den entgegengesetzten Gang geschaltet wurde, kann die Rechenvorrichtung 105 beginnen, eine Beschleunigung des Fahrzeugs 100 zu veranlassen. Die Rechenvorrichtung 105 kann den gleitenden Mittelwert der Geschwindigkeit weiterhin berechnen und überwachen und bestimmen, ob der gleitende Mittelwert der Geschwindigkeit abnimmt und unter den vorbestimmten Schwellenwert gefallen ist. Ist dies der Fall, kann die Rechenvorrichtung 105 erneut entscheiden, dass das Fahrzeug 100 nicht genügend Schwung gewinnt, um zu entkommen. Daraufhin kann die Rechenvorrichtung 105 die Iteration erhöhen und bestimmen, ob die Spitzengeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 während des jeweiligen Bewegungsmodus beim Lenkwinkel gestiegen ist. Ist dies der Fall, kann die Rechenvorrichtung 105 dazu zurückkehren, zu versuchen, das festsitzende Fahrzeug 100 in dem Zielgang (z. B. dem vorherigen) zu befreien, der das Fahrzeug 100 dazu veranlasst, sich in die ursprüngliche Richtung (z. B. die Zielrichtung) zu bewegen. Andernfalls kann die Rechenvorrichtung 105 bestimmen, dass der derzeitige Lenkwinkel dem Fahrzeug 100 nicht dabei hilft, zu entkommen. In diesem Fall kann die Rechenvorrichtung 105 das Fahrzeug 100 anweisen, zu versuchen, sich unter Verwendung eines anderen Lenkwinkels selbst zu befreien, wie nachstehend genauer erörtert. Zudem wird unter Umständen nicht erwartet, dass das Fahrzeug 100 in dieser Richtung (z. B. der Richtung des entgegengesetzten Gangs) entkommt. Wenn der gleitende Mittelwert der Geschwindigkeit für einen vorgegebenen Zeitraum über einem Wert lag oder wenn die berechnete Versetzung zu weit von der Startposition entfernt ist, kann die Rechenvorrichtung 105, um nicht zu einer Gefahr für die Umwelt zu werden, das Fahrzeug 100 anweisen, den Gang zurück zur Zielrichtung zu schalten und den vorstehend erörterten Teil des Prozesses durchzuführen, der dem Bewegen in die Zielrichtung zugeordnet ist.After the vehicle has been switched to the opposite gear, the computing device may 105 begin an acceleration of the vehicle 100 to induce. The computing device 105 may continue to calculate and monitor the moving average of the speed and determine whether the moving average of the speed has decreased and fallen below the predetermined threshold. If this is the case, the computing device can 105 decide again that the vehicle 100 not enough momentum wins to escape. Then the computing device can 105 increase the iteration and determine if the top speed of the vehicle 100 has increased during the respective movement mode at the steering angle. If this is the case, the computing device can 105 return to trying the stuck vehicle 100 in the target gear (eg the previous one) to get rid of the vehicle 100 caused to move in the original direction (eg the target direction). Otherwise, the computing device may 105 Determine that the current steering angle is the vehicle 100 not helping to escape. In this case, the computing device 105 the vehicle 100 to try to self-rid themselves using a different steering angle, as discussed in more detail below. In addition, it may not be expected that the vehicle 100 escapes in this direction (eg the direction of the opposite gait). If the moving average of the speed has been above a value for a given period of time, or if the calculated offset is too far from the start position, the computing device may 105 In order not to become a danger to the environment, the vehicle 100 instructing to shift the gear back to the target direction and to perform the part of the process discussed above associated with moving in the target direction.
Wenn ein neuer Lenkwinkel angefordert wird, kann die Rechenvorrichtung 105 den derzeitigen Winkel um einen kalibrierten Betrag variieren. Indem diese Aufforderung mehrere aufeinanderfolgende Male erfolgt, kann verhindert werden, dass sich das Fahrzeug 100 unter Verwendung des gleichen Lenkwinkels wie bei einem fehlgeschlagenen Versuch selbst zu befreien versucht. Bei jedem neuen Lenkwinkel kann das Fahrzeug 100 in die übliche Schwingbewegung (z. B. vor- und zurückschaukeln) übergehen und versuchen sich, selbst zu befreien. Wenn der Lenkwinkel scheitert, kann ein neuer Winkel ausgetestet werden, bis ein gewünschtes Ergebnis erzielt wird oder ein Fehlerzustand zum Verlassen des Entkomm-Modus führt.When a new steering angle is required, the computing device can 105 vary the current angle by a calibrated amount. By making this request a number of consecutive times, the vehicle can be prevented 100 trying to free itself using the same steering angle as in a failed attempt. With every new steering angle, the vehicle can 100 go over into the usual swinging motion (eg rocking back and forth) and try to liberate yourself. If the steering angle fails, a new angle can be tested until a desired result is achieved or an error condition results in leaving the escape mode.
Die 6A-6D veranschaulichen ein beispielhaftes Fahrzeug 100, das im vorstehend erörterten Entkomm-Modus betrieben wird, um einem festsitzenden Zustand zu entkommen. In Beispielen, in welchen ein Fahrzeug 100 festsitzt, zum Beispiel in Tiefschnee oder Schlamm, können aktive und passive Sensordaten durch die Rechenvorrichtung 105 verwendet werden, um Echtzeitkarten zu erstellen, die zum Befreien des Fahrzeugs 100 verwendet werden können. Das Fahrzeug 100 in den 6A-6D befindet sich auf einer unebenen Fläche mit geringer Reibung (z. B. einer schlammigen Straße, einer verschneiten Straße, einer vereisten Straße usw.).The 6A-6D illustrate an exemplary vehicle 100 Operated in the escape mode discussed above to escape a stuck condition. In examples in which a vehicle 100 stuck, for example, in deep snow or mud, active and passive sensor data through the computing device 105 used to create real-time maps that help to free the vehicle 100 can be used. The vehicle 100 in the 6A-6D is located on an uneven surface with low friction (eg a muddy road, a snowy road, an icy road, etc.).
In 6A bestimmt die Rechenvorrichtung 105, dass das Fahrzeug 100 nicht in der Lage ist, normal weiterzufahren (sich z. B. geradeaus zu bewegen). Daher leitet die Rechenvorrichtung 105 den Entkomm-Modus ein und wählt eine Zielrichtung aus. Die Rechenvorrichtung 105 schaukelt daraufhin das Fahrzeug 100 vor und zurück, um zu versuchen, in der Zielrichtung voranzukommen. 6B veranschaulicht einen Fall, bei dem das Fahrzeug 100 nicht in der Lage ist, in der Zielrichtung voranzukommen. Das heißt, das Fahrzeug 100 ist nicht in der Lage, den unebenen Straßenbelag zu verlassen. In diesem Fall schaltet die Rechenvorrichtung 105 in den entgegengesetzten Gang (in der in 6B gezeigten Ansicht den Rückwärtsgang). Unter Bezugnahme auf 6C weist die Rechenvorrichtung 105 das Fahrzeug 100 an, rückwärts zu beschleunigen, damit das Fahrzeug 100 zusätzliche Energie zum Verlassen des unebenen Straßenbelags erhalten kann. Unter Bezugnahme auf 6D ist das Fahrzeug 100 nach mehreren Iterationen der 6A-6C (z. B. mehreren Iterationen zum Aufbauen von Energie durch Schaukeln des Fahrzeugs 100 vor und zurück) frei. Das heißt, in 6D hat das Fahrzeug 100 genügend Schwung gewonnen, um den festsitzenden Zustand zu überwinden (z. B. trotz der geringen Reibung auf dem unebenen Straßenbelag vorbeizukommen). Sobald es diesen verlassen hat, kann das Fahrzeug 100 frei in der Zielrichtung weiterfahren.In 6A determines the computing device 105 that the vehicle 100 unable to continue normally (eg move straight ahead). Therefore, the computing device passes 105 Enter the escape mode and select a destination direction. The computing device 105 then swings the vehicle 100 back and forth to try to move in the direction. 6B illustrates a case where the vehicle 100 is unable to progress in the target direction. That is, the vehicle 100 is unable to leave the uneven road surface. In this case, the computing device turns off 105 in the opposite corridor (in the in 6B shown view the reverse gear). With reference to 6C has the computing device 105 the vehicle 100 to accelerate backwards to allow the vehicle 100 get extra energy to leave the uneven road surface. With reference to 6D is the vehicle 100 after several iterations of 6A-6C (eg several iterations to build up energy by rocking the vehicle 100 back and forth) free. That is, in 6D has the vehicle 100 gained sufficient momentum to overcome the stuck condition (eg to pass the uneven road surface despite the low friction). As soon as it left this, the vehicle can 100 continue driving freely in the destination direction.
Dieser Ansatz erhöht die Chancen der Rechenvorrichtung 105, das Fahrzeug 100 aus einem festsitzenden Zustand zu befreien, wenn er mit dem Erstellen der zusammengesetzten Karte kombiniert wird. Ein festsitzender Zustand kann durch das Bestimmen eines Schlupfverhältnisses für ein angetriebenes Rad des Fahrzeugs 100 bestimmt werden, wie vorstehend in Gleichung (1) definiert. Um der Rechenvorrichtung 115 das Befreien des Fahrzeugs 110 zu erlauben, kann ein Schlupfziel bestimmt werden, wobei ein Schlupfziel als das gewünschte Schlupfverhältnis definiert ist, auf das ein rutschendes Rad durch die Rechenvorrichtung 115 zu steuern ist. Ein angetriebenes Rad ist ein Rad eines Fahrzeugs 100, das mit dem Antriebsstrang des Fahrzeugs 100 wirkverbunden ist, wodurch Drehmoment auf das angetriebene Rad angewendet werden kann, um zu veranlassen, dass sich das Fahrzeug 100 bewegt. Eine lineare Bewegung des Rads ist als Bewegung des Rads bestimmt, wenn sich die Achse des Rads in einer Ebene parallel zu der Ebene der Fahrbahn unmittelbar unter dem Rad bewegt. Dies beinhaltet die lineare Bewegung parallel zur Fahrbahn, wenn die Fahrbahn uneben ist oder wenn sich das Rad auf Schnee oder Schlamm bewegt, der sich auf der Fahrbahn angesammelt hat. Wenn die lineare Bewegung pro Sekunde gleich der Drehbewegung pro Sekunde ist, ausgegeben in Form der Umdrehung des Rads pro Sekunde, kann das Schlupfverhältnis im Bereich von 100 %, wenn die volle Drehbewegung des Rads in lineare Bewegung umgewandelt wird, bis 0 % liegen, wenn die angetriebenen Räder des Fahrzeugs 110 zum Beispiel auf Eis oder in Schnee oder Schlamm festsitzen können, wobei keine lineare Bewegung des Rads aus einer beliebigen Drehbewegung des Rads resultiert. Das Schlupfverhältnis kann verwendet werden, um zum Beispiel einen Reibungskoeffizienten (µ) zwischen einem Rad und einer Fahrbahn zu schätzen.This approach increases the chances of the computing device 105 , the vehicle 100 from a stuck state when combined with creating the composite map. A stuck condition may be determined by determining a slip ratio for a driven wheel of the vehicle 100 be determined as defined above in equation (1). To the computing device 115 freeing the vehicle 110 A slip target may be determined where a slip target is defined as the desired slip ratio to which a skid wheel passes through the computing device 115 is to control. A powered wheel is a wheel of a vehicle 100 connected to the drive train of the vehicle 100 is operatively connected, whereby torque can be applied to the driven wheel to cause the vehicle 100 emotional. A linear movement of the wheel is determined as movement of the wheel when the axis of the wheel moves in a plane parallel to the plane of the road immediately under the wheel. This involves linear movement parallel to the road surface when the road surface is uneven or when the wheel is moving on snow or mud that has accumulated on the road surface. When the linear motion per second is equal to the rotational motion per second expressed in terms of the revolution of the wheel per second, the slip ratio in the range of 100% when the full rotational motion of the wheel is converted into linear motion can be up to 0% the driven wheels of the vehicle 110 for example, stuck on ice or in snow or mud, with no linear movement of the wheel resulting from any rotational movement of the wheel. The slip ratio may be used to estimate, for example, a coefficient of friction (μ) between a wheel and a roadway.
Rechenvorrichtungen, wie etwa die hier erörterten, beinhalten im Allgemeinen jeweils Befehle, die durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, wie etwa den vorstehend genannten, und zum Ausführen von Blöcken oder Schritten von vorstehend beschriebenen Verfahren ausführbar sind. Beispielsweise können die vorstehend erörterten Prozessblöcke als computerausführbare Befehle verwirklicht sein.Computing devices, such as those discussed herein, generally each include instructions executable by one or more computing devices, such as those listed above, and executing blocks or steps of the methods described above. For example, the process blocks discussed above may be implemented as computer-executable instructions.
Computerausführbare Befehle können von Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert werden, die unter Verwendung vielfältiger Programmiersprachen und/oder -techniken, einschließlich unter anderem entweder allein oder in Kombination Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw., erstellt worden sind. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Befehle z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw. und führt diese Befehle aus, wodurch er einen oder mehrere Prozesse, einschließlich eines oder mehrerer der hier beschriebenen Prozesse, durchführt. Derartige Befehle und andere Daten können in Dateien gespeichert und unter Verwendung einer Vielfalt an computerlesbaren Medien übertragen werden. Eine Datei in einer Rechenvorrichtung ist im Allgemeinen eine Sammlung von Daten, die auf einem computerlesbaren Medium, wie etwa einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw., gespeichert ist.Computer-executable instructions may be compiled or interpreted by computer programs created using a variety of programming languages and / or techniques including, but not limited to, alone or in combination Java ™, C, C ++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML, and so forth are. In general, a processor (eg, a microprocessor) receives commands e.g. A memory, a computer-readable medium, etc., and executes these instructions, thereby performing one or more processes, including one or more of the processes described herein. Such commands and other data may be stored in files and transmitted using a variety of computer-readable media. A file in a computing device is generally a collection of data stored on a computer-readable medium, such as a storage medium, random-access memory, and so on.
Ein computerlesbares Medium schließt ein jedes Medium ein, das an der Bereitstellung von Daten (z. B. Befehlen) beteiligt ist, die von einem Computer gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nicht flüchtiger Medien, flüchtiger Medien usw. Zu nicht flüchtigen Medien gehören beispielsweise optische Platten oder Magnetplatten und andere dauerhafte Speicher. Zu flüchtigen Medien gehört ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (dynamic random access memory - DRAM), der üblicherweise einen Hauptspeicher darstellt. Zu gängigen Formen computerlesbarer Medien gehören zum Beispiel eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein FLASH-EEPROM, ein beliebiger anderer Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das durch einen Computer ausgelesen werden kann. Allen in den Patentansprüchen verwendeten Ausdrücken soll deren allgemeine und gewöhnliche Bedeutung zukommen, wie sie vom Fachmann verstanden wird, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Insbesondere ist die Verwendung der Singularartikel, wie etwa „ein“, „eine“, „der“, „die“, „das“ usw., dahingehend auszulegen, dass eines oder mehrere der aufgeführten Elemente genannt wird bzw. werden, es sei denn, ein Patentanspruch enthält ausdrücklich eine gegenteilige Einschränkung.A computer-readable medium includes any medium involved in the provision of data (eg, instructions) that can be read by a computer. Such a medium may take many forms including, but not limited to, nonvolatile media, volatile media, etc. Nonvolatile media includes, for example, optical disks or magnetic disks, and other durable memory. Volatile media includes a dynamic random access memory (DRAM), which is typically a main memory. Common forms of computer-readable media include, for example, a floppy disk, a film storage disk, a hard disk, a magnetic tape, any other magnetic media, a CD-ROM, a DVD, any other optical media, punched cards, tape, any other physical media Hole patterns, a RAM, a PROM, an EPROM, a FLASH EEPROM, any other memory chip, or any other memory cartridge or medium that can be read by a computer. All terms used in the claims should have their general and ordinary meanings as understood by those skilled in the art, unless expressly stated otherwise. In particular, the use of the singular items, such as "a," "an," "the", "the", etc., should be construed as indicating one or more of the listed items unless A claim expressly contains an opposite restriction.
Der Ausdruck „beispielhaft“ wird hierin in dem Sinne verwendet, dass er ein Beispiel angibt; z. B. sollte ein Verweis auf eine „beispielhafte Vorrichtung“ einfach als Bezugnahme auf ein Beispiel für eine Vorrichtung gelesen werden.The term "exemplary" is used herein to indicate an example; z. For example, a reference to an "exemplary device" should be read with reference to an example of a device.
Das einen Wert oder ein Ergebnis modifizierende Adverb „ungefähr“ bedeutet, dass eine Form, eine Struktur, eine Messung, ein Wert, eine Bestimmung, eine Berechnung usw. von einer/einem genau beschriebenen Geometrie, Entfernung, Messung, Wert, Bestimmung, Berechnung usw. aufgrund von Mängeln hinsichtlich Materialien, Bearbeitung, Herstellung, Sensormessungen, Berechnungen, Bearbeitungszeit, Kommunikationszeit usw. abweichen kann.The value or result modifying adverb "about" means that a shape, a structure, a measurement, a value, a determination, a calculation, etc., of a precisely described geometry, distance, measurement, value, determination, calculation etc. due defects in materials, machining, manufacture, sensor measurements, calculations, machining time, communication time, etc.
In den Zeichnungen geben die gleichen Bezugszeichen die gleichen Elemente an. Ferner könnten einige oder alle dieser Elemente geändert werden. Hinsichtlich der hierin beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren usw. versteht es sich, dass die Schritte derartiger Prozesse usw. zwar als gemäß einer bestimmten Abfolge erfolgend beschrieben worden sind, derartige Prozesse jedoch so umgesetzt werden könnten, dass die beschriebenen Schritte in einer anderen Reihenfolge als der hierin beschriebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Es versteht sich ferner, dass bestimmte Schritte gleichzeitig durchgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte hierin beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Anders ausgedrückt, dienen die Beschreibungen von Prozessen in dieser Schrift der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen und sollten keinesfalls dahingehend ausgelegt werden, dass sie die beanspruchte Erfindung einschränken.In the drawings, the same reference numerals indicate the same elements. Furthermore, some or all of these elements could be changed. With regard to the media, processes, systems, methods, etc. described herein, it should be understood that while the steps of such processes, etc. have been described as occurring in accordance with a particular sequence, such processes could be practiced with the steps described in another Order be performed as the order described herein. It is further understood that certain steps could be performed concurrently, other steps added, or certain steps described herein omitted. In other words, the descriptions of processes in this document are illustrative of certain embodiments and should by no means be construed as limiting the claimed invention.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, das Folgendes aufweist: Erzeugen einer Karte, die Hindernisse enthält, und eines geschätzten Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugrädern und einer Fahrbahn, die ein festsitzendes Fahrzeug umgibt, auf der Grundlage von Sensordaten; Bestimmen eines Pfads auf der Grundlage der Karte; und Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines Schlupfsteuerprozesses auf der Grundlage der Fahrzeugräder.According to the present invention, there is provided a method comprising: generating a map containing obstacles and an estimated friction coefficient between vehicle wheels and a roadway surrounding a stuck vehicle based on sensor data; Determining a path based on the map; and operating the stuck vehicle based on the path and a slip control process based on the vehicle wheels.
Gemäß einer Ausführungsform ist der geschätzte Reibungskoeffizient zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn kleiner als ein Wert, der empirisch bestimmt wurde, um einen Betrieb des festsitzenden Fahrzeugs zu erlauben.In one embodiment, the estimated coefficient of friction between the vehicle wheels and the roadway is less than a value empirically determined to permit operation of the stuck vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Bestimmen eines Schlupfverhältnisses auf der Grundlage der Fahrzeugradbewegung parallel zur Fahrbahn und Fahrzeugradrotation, um den Schlupfsteuerprozess zu bestimmen.According to an embodiment, the above invention is further characterized by determining a slip ratio based on the vehicle wheel movement parallel to the road surface and vehicle wheel rotation to determine the slip control process.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Bestimmen des Schlupfsteuerprozesses, um Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines bestimmten Schlupfverhältnisses trotz des geschätzten Reibungskoeffizienten zu erlauben.According to one embodiment, the above invention is further characterized by determining the slip control process to allow operation of the stuck vehicle based on the path and a certain slip ratio despite the estimated friction coefficient.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Abgleichen eines Schlupfverhältnisses der Fahrzeugräder, um zu bestimmen, ob das festsitzende Fahrzeug befreit ist.In one embodiment, the above invention is further characterized by adjusting a slip ratio of the vehicle wheels to determine if the stuck vehicle is released.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Erzeugen der Karte, beinhaltend Erzeugen einer ersten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Hindernisse.In one embodiment, the above invention is further characterized by generating the map, including generating a first map based on vehicle sensor data, including obstacles.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Erzeugen der Karte, beinhaltend Erzeugen einer zweiten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Schätzen von Reibungskoeffizienten für Stellen, die das festsitzende Fahrzeug umgeben.In one embodiment, the above invention is further characterized by generating the map, including generating a second map based on vehicle sensor data, including estimating friction coefficients for locations surrounding the stuck vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Kombinieren der ersten Karte und der zweiten Karte und Bestimmen des Pfads auf der Grundlage der kombinierten ersten Karte und zweiten Karte.According to one embodiment, the above invention is further characterized by combining the first card and the second card and determining the path based on the combined first card and the second card.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Fahrzeugsensordaten passive Sensordaten und aktive Sensordaten.In one embodiment, the vehicle sensor data includes passive sensor data and active sensor data.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Prozessor; und einen Speicher, wobei der Speicher durch den Prozessor ausführbare Anweisungen beinhaltet zum: Erzeugen einer Karte, die Hindernisse enthält, und eines geschätzten Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugrädern und einer Fahrbahn, die ein festsitzendes Fahrzeug umgibt, auf der Grundlage von Sensordaten; Bestimmen eines Pfads auf der Grundlage der Karte; und Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines Schlupfsteuerprozesses auf der Grundlage der Fahrzeugräder.According to the present invention, there is provided a system comprising: a processor; and a memory, the memory including instructions executable by the processor to: generate a map containing obstacles and an estimated coefficient of friction between vehicle wheels and a roadway surrounding a stuck vehicle based on sensor data; Determining a path based on the map; and operating the stuck vehicle based on the path and a slip control process based on the vehicle wheels.
Gemäß einer Ausführungsform ist der geschätzte Reibungskoeffizient zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn kleiner als ein Wert, der empirisch bestimmt wurde, um einen Betrieb des festsitzenden Fahrzeugs zu erlauben.In one embodiment, the estimated coefficient of friction between the vehicle wheels and the roadway is less than a value empirically determined to permit operation of the stuck vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Bestimmen eines Schlupfverhältnisses auf der Grundlage der Fahrzeugradbewegung parallel zur Fahrbahn und Fahrzeugradrotation, um den Schlupfsteuerprozess zu bestimmen.According to an embodiment, the above invention is further characterized by determining a slip ratio based on the vehicle wheel movement parallel to the road surface and vehicle wheel rotation to determine the slip control process.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Bestimmen eines Schlupfsteuerprozesses, um Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines bestimmten Schlupfverhältnisses trotz des geschätzten Reibungskoeffizienten zu erlauben.According to one embodiment, the above invention is further characterized by determining a slip control process to operate the stuck vehicle on the basis of the path and a certain slip ratio despite the estimated friction coefficient.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Abgleichen eines Schlupfverhältnisses der Fahrzeugräder, um zu bestimmen, ob das festsitzende Fahrzeug befreit ist.In one embodiment, the above invention is further characterized by adjusting a slip ratio of the vehicle wheels to determine if the stuck vehicle is released.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Erzeugen der Karte, beinhaltend Erzeugen einer ersten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Hindernisse.In one embodiment, the above invention is further characterized by generating the map, including generating a first map based on vehicle sensor data, including obstacles.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Erzeugen der Karte, beinhaltend Erzeugen einer zweiten Karte auf der Grundlage von Fahrzeugsensordaten, beinhaltend Schätzen von Reibungskoeffizienten für Stellen, die das festsitzende Fahrzeug umgeben.In one embodiment, the above invention is further characterized by generating the map, including generating a second map based on vehicle sensor data, including estimating friction coefficients for locations surrounding the stuck vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Kombinieren der ersten Karte und der zweiten Karte und Bestimmen des Pfads auf der Grundlage der kombinierten ersten Karte und zweiten Karte.According to one embodiment, the above invention is further characterized by combining the first card and the second card and determining the path based on the combined first card and the second card.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Fahrzeugsensordaten passive Sensordaten und aktive Sensordaten.In one embodiment, the vehicle sensor data includes passive sensor data and active sensor data.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: Mittel zum Erlangen von Sensordaten; Mittel zum Steuern der Lenkung, Bremsung und des Antriebsstrangs eines festsitzenden Fahrzeugs; Computermittel zum: Erzeugen einer Karte, die Hindernisse enthält, und eines geschätzten Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugrädern und einer Fahrbahn, die das festsitzende Fahrzeug umgibt, auf der Grundlage von Sensordaten, die durch die Mittel zum Erlangen von Sensordaten erlangt worden sind; Bestimmen eines Pfads auf der Grundlage der Karte; und Betreiben des festsitzenden Fahrzeugs auf der Grundlage des Pfads und eines bestimmten Schlupfverhältnisses auf der Grundlage der Fahrzeugräder, um das festsitzende Fahrzeug zu befreien, durch die Mittel zum Steuern der Lenkung, Bremsung und des Antriebsstrangs des festsitzenden Fahrzeugs.According to the present invention, there is provided a system comprising: means for obtaining sensor data; Means for controlling the steering, braking and driveline of a stuck vehicle; Computer means for: generating a map containing obstacles and an estimated friction coefficient between vehicle wheels and a roadway surrounding the stuck vehicle based on sensor data obtained by the sensor data obtaining means; Determining a path based on the map; and operating the stuck vehicle based on the path and a determined slip ratio based on the vehicle wheels to free the stuck vehicle by the means for controlling the steering, braking, and powertrain of the stuck vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform ist der geschätzte Reibungskoeffizient zwischen den Fahrzeugrädern und der Fahrbahn kleiner als ein Wert, der empirisch bestimmt wurde, um einen Betrieb des festsitzenden Fahrzeugs zu erlauben.In one embodiment, the estimated coefficient of friction between the vehicle wheels and the roadway is less than a value empirically determined to permit operation of the stuck vehicle.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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US 15784432 [0001]US 15784432 [0001]
