DE102019113709A1 - Lidar-objekterkennung und datenkommunikation - Google Patents

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David H. Clifford
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Abstract

System und Verfahren zum Kommunizieren von Daten unter Verwendung von Lidar, wobei das Verfahren durch ein Lidar-Kommunikationssystem ausgeführt wird, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Aktivieren eines Datenkommunikationsmodus einer Lidar-Einheit; Vorbereiten von Daten zur Kommunikation unter Verwendung von Lidar; nach dem Aktivieren des Datenkommunikationsmodus, das Emittieren einer Vielzahl von Lichtimpulsen unter Verwendung der Lidar-Einheit, wobei die Vielzahl von Lichtimpulsen in einer Weise emittiert werden, um die vorbereiteten Daten an eine externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung zu übertragen; und Empfangen einer Bestätigungsnachricht, wobei die Bestätigungsnachricht den Empfang der vorbereiteten Daten an der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung anzeigt.

Description

  • EINLEITUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Lidar zur Objekterkennung und Datenkommunikation.
  • Fahrzeuge beinhalten Hard- und Software, die in der Lage sind, verschiedene Informationen zu erhalten und zu verarbeiten. In einigen Szenarien werden diese Informationen an einen entfernten Server übermittelt und für verschiedene Zwecke verwendet. Die Menge an Informationen kann in einigen Fällen groß sein.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Kommunizieren von Daten unter Verwendung eines Lidar bereitgestellt, wobei das Verfahren durch ein Lidar-Kommunikationssystem ausgeführt wird, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Aktivieren eines Datenkommunikationsmodus einer Lidar-Einheit; Vorbereiten von Daten zur Kommunikation unter Verwendung von Lidar; nach dem Aktivieren des Datenkommunikationsmodus, das Emittieren einer Vielzahl von Lichtimpulsen unter Verwendung der Lidar-Einheit, wobei die Vielzahl von Lichtimpulsen in einer Weise emittiert wird, um die vorbereiteten Daten an eine externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung zu übermitteln; und Empfangen einer Bestätigungsnachricht, wobei die Bestätigungsnachricht den Empfang der vorbereiteten Daten an der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung anzeigt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dieses Verfahren ferner eines der folgenden Merkmale oder eine technisch durchführbare Kombination einiger oder aller dieser Merkmale beinhalten:
    • • Betreiben der Lidar-Einheit in einem Objekterkennungsmodus, wobei die Lidar-Einheit, wenn sie im Objekterkennungsmodus arbeitet, Lidar-Signale unter Verwendung eines Abtastmodus emittiert;
    • • das Lidar-Kommunikationssystem ein Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem ist, das in ein Fahrzeug als Teil der Fahrzeugelektronik des Fahrzeugs eingebaut ist;
    • • der Vorbereitungsschritt von einer Datenkommunikationssteuerung ausgeführt wird, und wobei die vorbereiteten Daten über einen Kommunikationsbus der Fahrzeugelektronik an die Lidar-Einheit gesendet werden;
    • • die Aktivierung des Datenkommunikationsmodus das Ändern einer Emissionsart des Lidar vom einem Scanmodus in einen festen Vektormodus beinhaltet;
    • • der Datenkommunikationsmodus ein Notsendemodus ist, und wobei die Aktivierung des Datenkommunikationsmodus das Ändern einer Emissionsart des Lidar von einem Scanmodus in einen langsamen Scanmodus beinhaltet;
    • • die Lidar-Einheit die Vielzahl von Lichtimpulsen kontinuierlich emittiert, bis die Bestätigungsnachricht empfangen wird, und wobei die Vielzahl von Lichtimpulsen eine Notfallnachricht übermittelt;
    • • die externe Datenkommunikationsvorrichtung ein anderes Fahrzeug ist;
    • • die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung die Bestätigungsnachricht über die Rückkanalkommunikation an das Lidar-Kommunikationssystem sendet;
    • • die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung sendet die Bestätigungsnachricht über einen Download-Lidar-Kommunikationskanal, der zwischen einem Lidar-Emitter der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung und einem Lidar-Empfänger der Lidar-Einheit hergestellt wird, an das Lidar-Kommunikationssystem; und/oder
    • • das Lidar-Kommunikationssystem die vorbereiteten Daten kontinuierlich unter Verwendung der Vielzahl von Lichtimpulsen sendet, bis die Bestätigungsnachricht empfangen wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Kommunizieren von Daten unter Verwendung eines Lidar bereitgestellt, wobei das Verfahren durch ein Lidar-Kommunikationssystem ausgeführt wird, das in einem Fahrzeug als Teil der Fahrzeugelektronik des Fahrzeugs installiert ist, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Betreiben einer Lidar-Einheit in einem Objekterkennungsmodus; Bestimmen, dass die Lidar-Einheit in einem Datenkommunikationsmodus betrieben wird; Aktivieren des Datenkommunikationsmodus einer Lidar-Einheit; nach dem Aktivieren des Datenkommunikationsmodus, das Emittieren von Daten von der Lidar-Einheit unter Verwendung einer Vielzahl von Lichtimpulsen über einen Upload-Lidar-Kommunikationskanal an eine externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung; und Empfangen einer Bestätigungsnachricht, wobei die Bestätigungsnachricht den Empfang der emittierten Daten an der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung anzeigt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dieses Verfahren eines oder mehrere der folgenden Merkmale in jeder technisch möglichen Kombination dieser Merkmale beinhalten:
    • • die Vielzahl von Lichtimpulsen von der Lidar-Einheit gemäß den Daten moduliert wird;
    • • die Vielzahl von Lichtimpulsen mit Amplitudenmodulationstechniken, Pulsmodulationstechniken und/oder Frequenzmodulationstechniken moduliert werden;
    • • der Upload-Lidar-Kommunikationskanal mit einem Handshake oder anderen Authentifizierungstechniken gesichert wird; und/oder
    • • bestimmt wird, dass die Lidar-Einheit im Datenkommunikationsmodus betrieben wird, wenn das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem das Vorhandensein der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung erkennt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem bereitgestellt, das Folgendes beinhaltet: einen Prozessor und einen Speicher; eine Lidar-Einheit, die einen Lidar-Emitter und einen Lidar-Empfänger beinhaltet; und eine Datenkommunikationssteuerung, die kommunikativ mit der Lidar-Einheit gekoppelt ist; wobei der Speicher Computeranweisungen beinhaltet, die, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem zur Aktivierung eines Datenkommunikationsmodus der Lidar-Einheit veranlassen; Daten für die Kommunikation unter Verwendung von Lidar vorbereiten; nach der Aktivierung des Datenkommunikationsmodus, Emittieren einer Vielzahl von Lichtimpulsen unter Verwendung des Lidar-Emitter, wobei die Vielzahl von Lichtimpulsen in einer Weise emittiert werden, dass die vorbereiteten Daten an eine externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung übermittelt werden; und Empfangen einer Bestätigungsnachricht, wobei die Bestätigungsnachricht den Empfang der vorbereiteten Daten an der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung anzeigt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dieses Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem ferner eines der folgenden Merkmale oder eine technisch realisierbare Kombination aus einigen oder allen dieser Merkmale beinhalten:
    • • eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, die eine drahtlose Kommunikationsschaltung, einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet;
    • • die Lidar-Einheit eine Lidar-Impulssteuerung beinhaltet, die Emission der Vielzahl von Lichtimpulsen steuert; und/oder
    • • die Computeranweisungen, wenn sie ausgeführt werden, ferner bewirken, dass das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem die Vielzahl von Lichtimpulsen in Richtung der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung lenkt, wenn die Vielzahl von Lichtimpulsen emittiert wird.
  • Figurenliste
  • Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei Folgendes gilt:
    • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Kommunikationssystems darstellt, das in der Lage ist, das hierin offenbarte Verfahren anzuwenden;
    • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine detaillierte Ausführungsform des Kommunikationssystems von 1 darstellt;
    • 3 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Datenkommunikation unter Verwendung von Lidar; und
    • 4 ist ein Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zur Datenkommunikation unter Verwendung von Lidar.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Das nachfolgend beschriebene System und Verfahren ermöglicht das Kommunizieren von Daten unter Verwendung einer Lidar-Einheit an einen externen Lidar-Empfänger. Lidar kann verwendet werden, um räumliche Informationen über einen Zielbereich zu erhalten, indem Lichtimpulse emittiert und die reflektierten Lichtimpulse an einem Lidar-Empfänger (z. B. einem Photodetektor) empfangen werden. Die Flugzeit eines Lichtimpulses (d. h. die Zeit zwischen Emission und Empfang nach Reflexion) informiert die Lidar-Einheit über einen Bereich, in dem sich das erfasste Objekt (oder das Objekt, das die Reflexion verursacht) befindet. Der Emissionswinkel (z. B. Azimut- und/oder Elevationswinkel) kann die Lidar-Einheit der Richtung des Objekts informieren. Mit Hilfe dieser Informationen können Objekte erkannt und beim Betrieb einer Lidar-Einheit in einem solchen Modus als Objekterkennungsmodus bezeichnet werden. Die hierin erörterte Lidar-Einheit kann jedoch auch in einem Datenkommunikationsmodus betrieben werden.
  • Der Datenkommunikationsmodus ist ein Modus des Betriebs des Lidar, in dem Daten durch Verwendung der Lidar-Signale (d. h. emittierte Lichtimpulse von der Lidar-Einheit) kommuniziert werden. Zwischen der Lidar-Einheit und einer externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung, bei der es sich um eine andere Lidar-Einheit oder einen anderen Lichtdetektor handeln kann, kann eine direkte Sichtverbindung hergestellt oder erfasst werden. Die Lidar-Einheit verwendet dann einen Lichtemitter (oder Lidar-Emitter), um Lidar-Signale (oder Lichtimpulse) gemäß den Daten zu senden. Dies kann das Modulieren der Daten über die Lichtsignale unter Verwendung von Frequenzmodulationstechniken, Amplitudenmodulationstechniken und/oder anderen Modulationstechniken beinhalten. In einem anderen Beispiel kann die Lidar-Einheit die Lichtimpulse gemäß einer Sequenz emittieren, die Daten darstellt, die das Variieren der Intervalle zwischen den Lichtimpulsen und/oder das Variieren der Impulsbreite der Lichtimpulse beinhalten kann. Andere Modulations- und/oder Datenkommunikationstechniken, die für datenübertragende Lichtanwendungen anwendbar sind, können ebenfalls verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 1, wird eine Betriebsumgebung dargestellt, die ein Kommunikationssystem 10 umfasst und die zum Implementieren des hierin offenbarten Verfahrens verwendet werden kann. Das Kommunikationssystem 10 beinhaltet im Allgemeinen ein Fahrzeug 12, das die Lidar-Einheit 40 (und andere Fahrzeugelektronik 20), ein oder mehrere drahtlose Trägersysteme 70, ein Landkommunikationsnetzwerk 76, einen Computer oder Server 78, eine Fahrzeug-Backend-Service-Einrichtung 80, eine Konstellation von Satelliten des globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) 86 und eine externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 beinhaltet. Es versteht sich, dass das offenbarte Verfahren mit einer beliebigen Anzahl an unterschiedlichen Systemen verwendet werden kann und nicht speziell auf die hier gezeigte Betriebsumgebung eingeschränkt ist. Somit stellen die folgenden Absätze lediglich einen kurzen Überblick über ein solches Kommunikationssystem 10 bereit; aber auch andere, hier nicht dargestellte Systeme könnten die offenbarten Verfahren einsetzen.
  • Das Fahrzeug 12 ist in der veranschaulichten Ausführungsform als ein Personenkraftwagen dargestellt, es sollte jedoch beachtet werden, dass jedes andere Fahrzeug einschließlich Motorräder, Lastkraftwagen, SUVs (Sport Utility Vehicles), Freizeitfahrzeuge (RVs), Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge einschließlich unbemannter Luftfahrzeuge (UAVs) usw. ebenfalls verwendet werden kann. Einiges der Fahrzeugelektronik 20 ist im Allgemeinen in 1 dargestellt und beinhalten einen Empfänger für ein globales Navigationssatellitensystem (GNSS) 22, ein Karosserie-Steuermodul oder eine Einheit (BCM) 24, andere Fahrzeugsystemmodule (VSMs) 28, eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30, eine Lidar-Einheit 40, Fahrzeug-Benutzer-Schnittstellen 50-56 und einen Bordcomputer 60. Ein Teil oder die gesamte Fahrzeugelektronik kann zur Kommunikation miteinander über eine oder mehrere Kommunikationsbusse, wie beispielsweise den Kommunikationsbus 58, verbunden werden. Der Kommunikationsbus 58 stellt den Fahrzeugelektroniken unter Verwendung einer oder mehrerer Netzwerkprotokolle Netzwerkverbindungen bereit und kann eine serielle Datenkommunikationsarchitektur verwenden. Beispiele geeigneter Netzwerkverbindungen beinhalten ein Controller Area Network (CAN), einen medienorientierten Systemtransfer (MOST), ein lokales Kopplungsstrukturnetzwerk (LIN), ein lokales Netzwerk (LAN) und andere geeignete Verbindungen, wie z. B. Ethernet oder andere, die u. a. den bekannten ISO-, SAE- und IEEE-Standards und -Spezifikationen entsprechen. In anderen Ausführungsformen kann ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk verwendet werden, das drahtlose Nahbereichskommunikation (SRWC) verwendet, um mit einem oder mehreren VSms des Fahrzeugs zu kommunizieren. In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug 12 eine Kombination aus einem festverdrahteten Kommunikationsbus 58 und SRWCs verwenden. Die SRWCs können beispielsweise unter Verwendung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 ausgeführt werden.
  • Das Fahrzeug 12 kann zahlreiche Fahrzeugsystemmodule (VSMs) als Teil der Fahrzeugelektronik 20 beinhalten, wie beispielsweise den GNSS-Empfänger 22, BCM 24, die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30, die Lidar-Einheit 40, die Fahrzeug-Benutzerschnittstellen 50-56 und den Bordcomputer 60, wie im Folgenden näher beschrieben wird. Das Fahrzeug 12 kann auch andere VSMs 28 in Form von elektronischen Hardwarekomponenten beinhalten, die sich im gesamten Fahrzeug befinden und eine Eingabe von einem oder mehreren Sensoren empfangen und die erfassten Eingaben verwenden, um Diagnose-, Überwachungs-, Steuerungs-, Berichterstattungs- und/oder andere Funktionen auszuführen. Jedes der VSMs 28 ist vorzugsweise über den Kommunikationsbus 58 mit den anderen VSMs einschließlich der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 verbunden. Darüber hinaus kann jedes der VSMs eine geeignete Hardware beinhalten und/oder kommunikativ gekoppelt werden, die es ermöglicht, die Kommunikation innerhalb des Fahrzeugs über den Kommunikationsbus 58 durchzuführen, diese Hardware kann beispielsweise Busschnittstellenstecker und/oder Modems beinhalten. Ein oder mehrere VSMs 28 können ihre Software oder Firmware periodisch oder gelegentlich aktualisieren lassen und, in einigen Ausführungsformen können derartige Fahrzeug-Updates Over-the-Air-(OTA)-Updates sein, die von einem Computer 78 oder einer entfernten Einrichtung 80 über das Festnetz 76 und Kommunikationsvorrichtungen 30 empfangen werden. Fachleute auf dem Fachgebiet werden erkennen, dass es sich bei den vorgenannten VSMs nur um Beispiele von einigen der Module handelt, die im Fahrzeug 12 verwendet werden können, zahlreiche andere Module jedoch ebenfalls möglich sind.
  • Der Empfänger des globalen Navigationssatellitensystems-(GNSS) 22 empfängt Funksignale von einer Konstellation von GNSS-Satelliten 86. Der GNSS-Empfänger 22 kann zur Verwendung mit verschiedenen GNSS-Implementierungen konfiguriert werden, darunter das globale Positionierungssystem (GPS) für die Vereinigten Staaten, das BeiDou Navigationssatellitensystem (BDS) für China, das globale Navigationssatellitensystem (GLONASS) für Russland, Galileo für die Europäische Union sowie verschiedene andere Satellitennavigationssysteme. Der GNSS-Empfänger 22 kann beispielsweise ein GPS-Empfänger sein, der GPS-Signale von einer Konstellation von GPS-Satelliten 86 empfängt. Und in einem weiteren Beispiel kann der GNSS-Empfänger 22 ein BDS-Empfänger sein, der eine Vielzahl von GNSS- (oder BDS-) Signalen von einer Konstellation von GNSS- (oder BDS-) Satelliten 86 empfängt. Das empfangene GNSS kann einen aktuellen Fahrzeugstandort basierend auf dem Empfang einer Vielzahl von GNSS-Signalen aus der Konstellation der GNSS-Satelliten 86 bestimmen. Die Fahrzeugstandortinformationen können dann an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 oder ein anderes VSM, wie beispielsweise den Bordcomputer 60, übermittelt werden. In einer Ausführungsform kann das drahtlose Kommunikationsmodul 30 und/oder eine Telematikeinheit in den GNSS-Empfänger 22 integriert werden, so dass beispielsweise der GNSS-Empfänger 22 und die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 (oder die Telematikeinheit) direkt miteinander verbunden sind, anstatt über den Kommunikationsbus 58 verbunden zu sein. In anderen Ausführungsformen ist der GNSS-Empfänger 22 ein separates eigenständiges Modul.
  • Das Karosseriesteuermodul (BCM) 24 kann verwendet werden, um verschiedene VSMs des Fahrzeugs zu steuern sowie Informationen zu den VSMs, einschließlich ihres gegenwärtigen Zustands oder Status sowie Sensorinformationen zu erhalten. Das BCM 24 wird in der exemplarischen Ausführungsform aus 1 als mit dem Kommunikationsbus 58 elektrisch verbunden, dargestellt. In einigen Ausführungsformen kann das BCM 24 mit einem Center-Stack-Modul (CSM) integriert oder Teil davon sein und/oder mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 oder dem Bordcomputer 60 integriert werden. Oder das BCM kann eine getrennte Vorrichtung sein, die über den Bus 58 mit anderen VSMs verbunden ist. Das BCM 24 kann einen Prozessor und/oder Speicher beinhalten, der dem Prozessor 36 und dem Speicher 38 der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 ähnlich sein kann, wie nachfolgend erläutert wird. Das BCM 24 kann mit der drahtlosen Vorrichtung 30 und/oder einem oder mehreren Fahrzeugsystemmodulen, wie beispielsweise einem Motorsteuerungsmodul (ECM), einem Audiosystem 56 oder anderen VSMs 28, kommunizieren; in einigen Ausführungsformen kann das BCM 24 mit diesen Modulen über den Kommunikationsbus 58 kommunizieren. Die im Speicher gespeicherte und vom Prozessor ausführbare Software ermöglicht es dem BCM, eine oder mehrere Fahrzeugfunktionen oder - operationen zu steuern, einschließlich beispielsweise der Steuerung von Zentralverriegelung, Klimaanlage, Außenspiegeln, der Steuerung des primären Fahrzeugantriebs (z. B. Motor, primäres Antriebssystem) und/oder der Steuerung verschiedener anderer Fahrzeugmodule. In einer Ausführungsform kann das BCM 24 (zumindest teilweise) verwendet werden, um ein Fahrzeugereignis, wie beispielsweise einen Einschaltzustand oder einen Abschaltzustand, basierend auf einer oder mehreren Sensorwerten im Fahrzeug zu erfassen, wie im Folgenden erläutert wird.
  • Wie hierin verwendet, ist ein „eingeschalteter Zustand“ ein Zustand des Fahrzeugs, in dem das Zünd- oder Primärantriebssystem des Fahrzeugs eingeschaltet ist und, wie hierin verwendet, ist ein „abgeschalteter Zustand“ ein Zustand des Fahrzeugs, in dem die Zündung oder das Primärantriebssystem des Fahrzeugs nicht eingeschaltet ist. Darüber hinaus kann der eingeschaltete Zustand Fälle beinhalten, in denen die Zusatzelektronik des Fahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt wird.
  • Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 ist in der Lage, Daten über die drahtlose Nahbereichskommunikation (SRWC) unter Verwendung der SRWC-Schaltung 32 und/oder über die Mobilfunkkommunikation unter Verwendung eines Mobilfunk-Chipsatzes 34 zu übertragen, wie in der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 kann eine Schnittstelle zwischen verschiedenen VSMs des Fahrzeugs 12 und einer oder mehreren Vorrichtungen außerhalb des Fahrzeugs 12 bereitstellen, wie beispielsweise einem oder mehreren Netzwerken oder Systemen in der entfernten Einrichtung 80 oder dem externen Lidar-Kommunikationssystem 110 (2). Dies ermöglicht es dem Fahrzeug, Daten oder Informationen mit entfernten Systemen, wie beispielsweise der entfernten Einrichtung 80 oder der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90, zu kommunizieren.
  • In mindestens einer Ausführungsform kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 auch als zentraler Fahrzeugcomputer fungieren, mit dem verschiedene Fahrzeugaufgaben ausgeführt werden können. In derartigen Ausführungsformen kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 mit dem Bordcomputer 60 integriert sein, so dass der Bordcomputer 60 und die Vorrichtung 30 ein einzelnes Modul sind. Oder die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 kann zusätzlich zum Bordcomputer 60 ein separater Zentralcomputer für das Fahrzeug 12 sein. Außerdem kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung mit oder einem Teil anderer VSms, wie einem Center-Stack-Modul (CSM), einem Karosserie-Steuermodul (BCM) 24, einem Infotainment-Modul, einer Kopfeinheit, einer Telematikeinheit und/oder einem Gateway-Modul, integriert sein. In einigen Ausführungsformen ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 ein eigenständiges Modul und kann als OEM-installierte (embedded) oder Aftermarket-Vorrichtung implementiert werden, die im Fahrzeug installiert ist.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 eine SRWC-Schaltung 32, einen Mobilfunk-Chipsatz 34, einen Prozessor 36, einen Speicher 38 und die Antennen 33 und 35. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 kann konfiguriert werden, um drahtlos gemäß einer oder mehreren drahtlosen Nahbereichskommunikationen (SRWC) zu kommunizieren, wie beispielsweise einem der Protokolle Wi-Fi™, WiMAX™, Wi-Fi™ Direct, anderen IEEE 802.11-Protokollen, ZigBee™, Bluetooth™, Bluetooth™ Low Energy (BLE) oder Near Field Communication (NFC). Wie hierin verwendet, bezieht sich Bluetooth™ auf jede der Bluetooth™-Technologien, wie beispielsweise Bluetooth Low Energy™ (BLE), Bluetooth™ 4.1, Bluetooth™ 4.2, Bluetooth™ 5.0 und andere Bluetooth™-Technologien, die entwickelt werden können. Wie hierin verwendet, bezieht sich Wi-Fi™ oder Wi-Fi™-Technologie auf jede der Wi-Fi™-Technologien, wie beispielsweise IEEE 802.11b/g/n/ac oder jede andere IEEE 802.11-Technologie. Und in einigen Ausführungsformen kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 konfiguriert werden, um unter Verwendung von IEEE 802.11p so zu kommunizieren, dass das Fahrzeug Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(V2V)-Kommunikationen oder Fahrzeug-zu-Infrastruktur-(V2I)-Kommunikationen mit Infrastruktur-Systemen oder Vorrichtungen, wie der entfernten Einrichtung 80 oder der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 durchführen kann. Und in anderen Ausführungsformen können andere Protokolle für V2V- oder V2I-Kommunikationen verwendet werden. Die drahtlose Nahbereichskommunikations-(SRWC) Schaltung 32 ermöglicht der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 das Senden und Empfangen von SRWC-Signalen, wie beispielsweise BLE-Signale. Die SRWC-Schaltung kann es der Vorrichtung 30 ermöglichen, sich mit einer anderen SRWC-Vorrichtung, wie der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90, zu verbinden. Zusätzlich enthält die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 in einigen Ausführungsformen einen Mobilfunk-Chipsatz 34, wodurch die Vorrichtung über ein oder mehrere Mobilfunk-Protokolle kommunizieren kann, wie sie beispielsweise vom Mobilfunk-Trägersystem 70 verwendet werden. In einem derartigen Fall ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 eine Benutzervorrichtung (UE), die zum Ausführen einer Mobilfunk-Kommunikation über das Mobilfunk-Trägersystem 70 verwendet werden kann.
  • Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 kann es dem Fahrzeug 12 ermöglichen, mit einem oder mehreren lokalen oder entfernten Netzwerken (z. B. einem oder mehreren Netzwerken in der entfernten Einrichtung 80 oder Computern 78) über paketvermittelte Datenkommunikation zu kommunizieren. Diese paketvermittelte Datenkommunikation kann unter Verwendung eines nicht fahrzeuggebundenen drahtlosen Zugangspunktes oder Mobilfunksystems durchgeführt werden, das über einen Router oder ein Modem mit einem Festnetz verbunden ist, wie beispielsweise eines, das Teil eines externen Lidar-Kommunikationssystems 110 ist (2). Bei der Verwendung für paketvermittelte Datenkommunikation wie TCP/IP kann die Kommunikationsvorrichtung 30 mit einer statischen Internet-Protokoll-(IP)-Adresse konfiguriert werden oder so eingerichtet werden, dass sie automatisch eine zugewiesene IP-Adresse von einer anderen Vorrichtung im Netzwerk, wie beispielsweise einem Router, oder von einem Netzwerkadressenserver empfängt.
  • Paketvermittelte Datenübertragungen können auch über die Verwendung eines Mobilfunknetzes durchgeführt werden, auf das die Vorrichtung 30 zugreifen kann. Die Kommunikationsvorrichtung 30 kann Daten mittels einem Mobilfunk-Chipsatz 34 über das Drahtlosträgersystem 70 übertragen. In einem solchen Szenario können Funkübertragungen verwendet werden, um einen Kommunikationskanal, wie beispielsweise einen Sprachkanal und/oder einen Datenkanal, mit dem Drahtlosträgersystem 70 aufzubauen, so dass Sprach- und/oder Datenübertragungen über den Kanal gesendet und empfangen werden können. Daten können entweder über eine Datenverbindung, wie Paketdatenübertragung über einen Datenkanal oder über einen Sprachkanal, unter Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Techniken gesendet werden. Für kombinierte Dienste, die sowohl Sprach- als auch Datenkommunikation einschließen, kann das System einen einzelnen Anruf über einen Sprachkanal verwenden und nach Bedarf zwischen Sprach- und Datenübertragung über den Sprachkanal umschalten, auch hier kommen Techniken zum Einsatz, die unter Fachleuten bekannt sind.
  • Der Prozessor 36 kann jede Geräteart sein, die fähig ist elektronische Befehle zu verarbeiten, einschließlich Mikroprozessoren, Mikrocontrollern, Hostprozessoren, Steuerungen, Fahrzeugkommunikationsprozessoren und anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs). Er kann ein speziell für die Datenübertragungsvorrichtung 30 vorgesehener Prozessor sein oder er kann mit anderen Fahrzeugsystemen gemeinsam genutzt werden. Der Prozessor 36 führt verschiedene Arten von digital gespeicherten Befehlen aus, wie Software oder Firmwareprogramme, die im Speicher 38 gespeichert sind, welche dem Gerät 30 ermöglichen, eine große Vielfalt von Diensten bereitzustellen. So kann beispielsweise der Prozessor 36 in einer Ausführungsform Programme ausführen oder Daten verarbeiten, um mindestens einen Teil des hierin beschriebenen Verfahrens auszuführen. Der Speicher 38 kann jedes geeignete nichtflüchtige, computerlesbare Medium beinhalten; diese beinhalten verschiedene Arten von RAM (Random Access Memory, einschließlich verschiedener Arten von dynamischem RAM (DRAM) und statischem RAM (SRAM)), ROM (Nur-Lese-Speicher), Festkörperlaufwerke (SSDs) (einschließlich anderer Festkörperspeicher, wie beispielsweise Halbleiter-Hybridlaufwerke (SSHDs)), Festplatten (HDDs), magnetische oder optische Diskettenlaufwerke, die einen Teil oder die gesamte Software speichern, die zum Ausführen der verschiedenen hierin beschriebenen Funktionen von externen Vorrichtungen erforderlich ist. In einer Ausführungsform beinhaltet die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 auch ein Modem zum Kommunizieren von Informationen über den Kommunikationsbus 58.
  • Die Lidar-Einheit 40 ist ein VSM der Fahrzeugelektronik 20, das einen Lidar-Emitter und einen Lidar-Empfänger beinhaltet. Die Lidar-Einheit 40 kann nicht sichtbare Lichtwellen gemäß einem Objekterfassungsmodus, einem Rundfunk-Kommunikationsmodus oder einem Notsignalmodus emittieren. Der Rundfunk-Kommunikationsmodus und der Notsignalmodus beinhalten beide das emittierende Licht, das Daten vom Lidar-Emitter überträgt, die über das emittierte Licht (z. B. Laserlichtimpulse) moduliert werden können, wie im Folgenden erläutert wird. Die Lidar-Einheit 40 arbeitet im Objekterfassungsmodus, um räumliche oder andere physische Informationen bezüglich eines oder mehrerer Objekte im Sichtfeld der Lidar-Einheit 40 zu erhalten. In vielen Ausführungsformen sendet die Lidar-Einheit 40 eine Vielzahl von Lichtimpulsen (z. B. Laserlichtimpulse) und empfängt die reflektierten Lichtimpulse unter Verwendung eines Lidar-Empfängers. Die Lidar-Einheit 40 ist als an der Vorderseite des Fahrzeugs 12 montiert (oder installiert) dargestellt. In einer derartigen Ausführungsform kann die Lidar-Einheit 40 einem Bereich vor dem Fahrzeug 12 zugewandt sein, so dass das Sichtfeld der Lidar-Einheit 40 diesen Bereich beinhaltet. Die Lidar-Einheit 40 kann in der Mitte des vorderen Stoßfängers des Fahrzeugs 12, an der Seite des vorderen Stoßfängers, an den Seiten des Fahrzeugs 12, auf der Rückseite des Fahrzeugs 12 (z. B. eines hinteren Stoßfängers) usw. positioniert sein. Und obwohl in der dargestellten Ausführungsform nur eine einzelne Lidar-Einheit 40 dargestellt ist, kann das Fahrzeug 12 eine oder mehrere Lidar-Einheiten beinhalten. Darüber hinaus können die von der Lidar-Einheit 40 erfassten Lidar-Daten in einer Pixelanordnung (oder einer anderen ähnlichen visuellen Darstellung) dargestellt werden. Die Lidar-Einheit 40 kann statische Lidar-Bilder und/oder Lidar-Bild- oder Videostreams erfassen.
  • In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Lidar-Einheit 40 einen Prozessor und einen Speicher. Der Prozessor kann jede Art von Prozessor sein, der zur Verwendung mit der Lidar-Einheit geeignet ist, wie beispielsweise die vorstehend in Bezug auf den Prozessor 36 der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 erörterten. Auch kann der Speicher der Lidar-Einheit 40 jede Art von geeignetem Speicher sein, wie beispielsweise die vorstehend in Bezug auf den Speicher 38 der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 erörterten. Die Lidar-Einheit 40 kann auch ein Modem beinhalten oder kommunikativ mit einem Modem gekoppelt sein, das Daten modulieren und demodulieren kann, die über den Kommunikationsbus 58 übertragen werden.
  • Die Fahrzeugelektroniken 20 beinhalten auch einige Benutzeroberflächen für die Fahrzeuginsassen, die dem Empfang und/oder Abruf von Informationen dienen, darunter eine optische Anzeige 50, eine oder mehrere Drucktasten 52, ein Mikrofon 54 und ein Audiosystem 56. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „Fahrzeugbenutzeroberfläche“ weitgehend jede geeignete Form von elektronischer Vorrichtung, zu dem sowohl im Fahrzeug befindliche Hardware- als auch Softwarekomponenten gehören und einem Fahrzeugbenutzer wird ermöglicht, mit oder durch eine(r) Komponente des Fahrzeugs zu kommunizieren. Die Drucktaste(n) 52 ermöglichen eine manuelle Benutzereingabe in die Kommunikationsvorrichtung 30, um weitere Daten, Reaktionen und/oder Steuereingänge bereitzustellen. Das Audiosystem 56 stellt eine Audioausgabe an einen Fahrzeuginsassen bereit und kann ein zugehöriges selbstständiges System oder Teil des primären Fahrzeugaudiosystems sein. Gemäß einer Ausführungsform ist das Audiosystem 56 operativ sowohl mit dem Fahrzeugbus 58 als auch mit einem Entertainmentbus (nicht dargestellt) gekoppelt und kann AM-, FM- und Satellitenradio, CD-, DVD- und andere Multimediafunktionalität bereitstellen. Diese Funktionalität kann in Verbindung mit dem Infotainmentmodul oder davon unabhängig bereitgestellt werden. Das Mikrofon 54 stellt eine Audioeingabe an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 bereit, um dem Fahrer oder anderen Insassen zu ermöglichen, Sprachsteuerungen bereitzustellen und Freisprechen über das Drahtlosträgersystem 70 auszuführen. Für diesen Zweck kann es mit einer integrierten automatischen Sprachverarbeitungseinheit verbunden sein, welche die unter Fachleuten auf dem Gebiet bekannte Mensch-Maschinen-Schnittstellen (HMI)-Technologie verwendet. Die optische Anzeige oder der Touchscreen 50 ist bevorzugt eine Grafikanzeige und kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Eingabe- und Ausgabefunktionen bereitzustellen. Die Anzeige 50 kann ein Touchscreen am Armaturenbrett, eine Kontextanzeige, die von der Windschutzscheibe reflektiert wird, oder eine andere Anzeige sein. Verschiedene andere Fahrzeugbenutzeroberflächen können ebenfalls zum Einsatz kommen, die Schnittstellen in 1 dienen lediglich als Beispiel für eine bestimmte Implementierung.
  • Das Drahtlosträgersystem 70 kann jedes geeignete Mobiltelefonsystem sein. Das Trägersystem 70 ist mit einem Mobilfunkmast 72 dargestellt; jedoch kann das Trägersystem 70 eine oder mehrere der folgenden Komponenten beinhalten (z. B. abhängig von der Mobilfunktechnologie): Mobilfunkmasten, Basisübertragungsstationen, Mobilvermittlungszentralen, Basisstationssteuerungen, entwickelte Knotenpunkte (z. B. eNodeBs), Mobilitätsmanagement-Einheiten (MMEs), Serving- und PGN-Gateways usw. sowie alle anderen Netzwerkkomponenten, die erforderlich sein können, um das Drahtlosträgersystem 70 mit dem Festnetz 76 zu verbinden oder das Drahtlosträgersystem mit der Benutzerausrüstung (UEs, die z. B. die Telematikausrüstung im Fahrzeug 12 beinhalten können, oder eine sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98 der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 (2)) zu verbinden. Das Trägersystem 70 kann jede geeignete Kommunikationstechnik realisieren, einschließlich GSM/GPRS-Technologie, CDMA- oder CDMA2000-Technologie, LTE-Technologie, usw. Im Allgemeinen sind Drahtlosträgersysteme 70, deren Komponenten, die Anordnung ihrer Komponenten, das Zusammenwirken der Komponenten usw. weitgehend im dem Stand der Technik bekannt.
  • Abgesehen vom Verwenden des Drahtlosträgersystems 70 kann ein unterschiedliches Drahtlosträgersystem in der Form von Satellitenkommunikation verwendet werden, um unidirektionale oder bidirektionale Kommunikation mit dem Fahrzeug bereitzustellen. Dies kann unter Verwendung von einem oder mehreren Kommunikationssatelliten (nicht dargestellt) und einer aufwärts gerichteten Sendestation (nicht dargestellt) erfolgen. Die unidirektionale Kommunikation können beispielsweise Satellitenradiodienste sein, wobei programmierte Inhaltsdaten (Nachrichten, Musik usw.) von der Uplink-Sendestation erhalten werden, für das Hochladen gepackt und anschließend zum Satelliten gesendet werden, der die Programmierung an die Teilnehmer sendet. Bidirektionale Kommunikation kann beispielsweise ein Satellitentelefoniedienst sein, der einen oder mehrere Kommunikationssatelliten verwendet, um Telefonkommunikationen zwischen dem Fahrzeug 12 und der Uplink-Sendestation weiterzugeben. Bei Verwendung kann diese Satellitentelefonie entweder zusätzlich oder anstatt des Drahtlosträgersystems 70 verwendet werden.
  • Das Festnetz 76 kann ein konventionelles landgebundenes Telekommunikationsnetzwerk sein, das mit einem oder mehreren Festnetztelefonen verbunden ist und das Drahtlosträgersystem 70 mit der entfernten Einrichtung 80 und/oder der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 verbindet. Zum Beispiel kann das Festnetz 76 ein Fernsprechnetz (PSTN) beinhalten, wie es verwendet wird, um die Festnetz-Telefonie, die paketvermittelte Datenkommunikation und die Internet-Infrastruktur bereitzustellen. Ein oder mehrere Segmente des Festnetzes 76 könnten durch Verwenden eines normalen drahtgebundenen Netzwerks, eines Lichtleiter- oder eines anderen optischen Netzwerks, eines Kabelnetzes, Stromleitungen, anderen drahtlosen Netzwerken, wie drahtlose lokale Netzwerke (WLANs) oder Netzwerke, die drahtlosen Breitbandzugang (BWA) bereitstellen oder jeder Kombination davon implementiert sein.
  • Die Computer 78 (nur einer dargestellt) können für einen oder mehrere Zwecke verwendet werden, wie zum Bereitstellen von Backend-Fahrzeugdiensten für eine Vielzahl von Fahrzeugen (wie Fahrzeug 12) und/oder zum Bereitstellen anderer fahrzeugbezogener Dienste. Die Computer 78 können einige von einer Anzahl an Computern sein, die über ein privates oder öffentliches Netzwerk, wie das Internet, zugänglich sind. Andere zugängliche Computer 78 können beispielsweise sein: ein Servicecenter-Computer, in dem Diagnoseinformationen und andere Fahrzeugdaten aus dem Fahrzeug hochgeladen werden können; ein Client-Computer, der vom Fahrzeughalter oder einem anderen Teilnehmer für verschiedene Zwecke verwendet wird, wie z. B. Zugriff und/oder Empfang von Daten, die vom Fahrzeug übermittelt werden (z. B. Daten, die über die Lidar-Einheit 40 übermittelt werden), sowie Einrichtung und/oder Konfiguration von Teilnehmerpräferenzen oder Steuerung von Fahrzeugfunktionen; oder ein Fahrzeugtelemetrie-Datenserver, der Daten von einer Vielzahl von Fahrzeugen empfängt und speichert.
  • Die Fahrzeug-Backend-Serviceeinrichtung 80 ist eine entfernte Einrichtung, d. h. sie befindet sich an einem physischen Standort, der sich entfernt vom Fahrzeug 12 befindet. Die Fahrzeug-Backend-Serviceeinrichtung 80 (oder kurz „entfernte Einrichtung 80“) kann so konzipiert sein, dass sie der Fahrzeugelektronik 20 eine Reihe von verschiedenen System-Backend-Funktionen unter Verwendung eines oder mehrerer elektronischer Server 82 bereitstellt. Die Fahrzeug-Backend-Serviceeinrichtung 80 beinhaltet Fahrzeug-Backend-Dienstleistungsserver 82 und Datenbanken 84, die auf einer Vielzahl von Speichervorrichtungen gespeichert werden können. Die entfernte Einrichtung 80 empfängt und überträgt Daten über ein mit dem Festnetz 76 verbundenes Modem. Datenübertragungen können auch durch drahtlose Systeme, wie z. B. IEEE 802.11x, GPRS und dergleichen, erfolgen. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass, obwohl nur eine entfernte Einrichtung 80 und ein Computer 78 in der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt sind, jedoch zahlreiche entfernte Einrichtungen 80 und/oder Computer 78 verwendet werden können.
  • Die Server 82 können Computer oder andere Computervorrichtungen sein, die mindestens einen Prozessor und einen Speicher beinhalten. Der Prozessor kann jede Art von Vorrichtung sein, die fähig ist elektronische Befehle zu verarbeiten, einschließlich Mikroprozessoren, Mikrocontrollern, Hostprozessoren, Steuerungen, Fahrzeugkommunikationsprozessoren und anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs). Die Prozessoren können dedizierte Prozessoren sein, die nur für die Server 82 verwendet werden oder mit anderen Systemen gemeinsam genutzt werden können. Der mindestens eine Prozessor kann verschiedene Arten von digital gespeicherten Anweisungen ausführen, wie beispielsweise Software oder Firmware, die es den Servern 82 ermöglichen, eine Vielzahl von Diensten bereitzustellen. Für die Netzwerkkommunikation (z. B. Intra-Netzwerk-Kommunikation, Inter-Netzwerk-Kommunikation einschließlich Internetverbindungen) können die Server eine oder mehrere Netzwerkschnittstellenkarten (NICs) (einschließlich zum Beispiel drahtloser NICs (WNICs)) beinhalten, die für den Datentransport zu und von den Computern verwendet werden können. Diese NICs können es einem oder mehreren Servern 82 ermöglichen, sich untereinander, mit Datenbanken 84 oder anderen Netzwerkvorrichtungen, einschließlich Routern, Modems und/oder Switches, zu verbinden. In einer bestimmten Ausführungsform können die NICs (einschließlich WNICs) der Server 82 das Herstellen von SRWC-Verbindungen ermöglichen und/oder Ethernet-Ports (IEEE 802.3) beinhalten, an die Ethernet-Kabel angeschlossen werden können, die eine Datenverbindung zwischen zwei oder mehr Vorrichtungen vorsehen können. Die entfernte Einrichtung 80 kann eine Reihe von Routern, Modems, Switches oder anderen Netzwerkvorrichtungen beinhalten, die zum Bereitstellen von Netzwerkfunktionen verwendet werden können, wie beispielsweise die Verbindung mit dem Festnetz 76 und/oder dem Mobilfunkträgersystem 70.
  • Die Datenbanken 84 können auf einer Vielzahl von Speichern gespeichert werden, wie beispielsweise einem betriebenen temporären Speicher oder einem geeigneten nichtflüchtigen, computerlesbaren Medium; diese beinhalten verschiedene Arten von RAM (Random Access Memory, einschließlich verschiedener Arten von dynamischem RAM (DRAM) und statischem RAM (SRAM)), ROM (Nur-Lese-Speicher), Festkörperlaufwerke (SSDs) (einschließlich anderer Festkörperspeicher, wie beispielsweise Halbleiter-Hybridlaufwerke (SSHDs)), Festplatten (HDDs), magnetische oder optische Diskettenlaufwerke, die einen Teil oder die gesamte Software speichern, die zum Ausführen der verschiedenen hierin beschriebenen Funktionen von externen Vorrichtungen erforderlich ist. Eine oder mehrere Datenbanken an der entfernten Einrichtung 80 können verschiedene Informationen speichern und können eine Fahrzeugbetriebsdatenbank beinhalten, die Informationen bezüglich des Betriebs verschiedener Fahrzeuge (z. B. Fahrzeug-Telemetrie oder Sensordaten) speichert. Außerdem kann der entfernte Server 80 empfangen, um Software (und/oder Software-Updates) an die verschiedenen Fahrzeuge einschließlich Fahrzeug 12 zu verteilen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 und ein externes Lidar-Kommunikationssystem 110 dargestellt. Das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 kann als Teil der Fahrzeugelektronik 20 integriert werden, wie in 1 dargestellt ist. Das externe Lidar-Kommunikationssystem 110 ist als getrennt vom Fahrzeug 12 dargestellt und kann Teil eines stationären Computersystems (z. B. eines Heimnetzwerks, einer Elektrofahrzeug-Ladestation, einer Tankstelle) oder Teil eines mobilen Computersystems sein (z. B. ein anderes Fahrzeug als Fahrzeug 12, ein persönliches mobiles Gerät (z. B. ein Smartphone, Laptop, Tablet)). Im Allgemeinen beinhaltet das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 eine Lidar-Einheit 40 und eine Steuereinheit, die als Bordcomputer 60 in der in 1 dargestellten Ausführungsform dargestellt ist. Und das externe Lidar-Kommunikationssystem 110 beinhaltet eine externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90. Die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 beinhaltet einen externen Lidar-Empfänger 94 und einen oder beide von einem externen Lidar-Emitter 92 oder einer sekundären Kommunikationsvorrichtung 98. Die veranschaulichte Ausführungsform von 2 zeigt die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90, die sowohl den Lidar-Emitter 92 als auch die sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98 beinhaltet, die beispielsweise ein Mobilfunk-Chipsatz oder eine SRWC-Schaltung sein kann. Das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 emittiert Lichtimpulse, die Daten unter Verwendung eines Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 enthalten, die am externen Lidar-Empfänger 94 der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 empfangen werden.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform kann die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 mit dem Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 über den externen Lidar-Emitter 92 oder über die sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98 kommunizieren (z. B. Daten senden). Kommunikationen vom externen Lidar-Kommunikationssystem 110 zum Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 mit Ausnahme der Lidar-Kommunikationspfade 102, 104 werden hierin als „Rückkanal-Kommunikationen“ bezeichnet. In anderen Ausführungsformen kann die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 Daten an das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 nur unter Verwendung des Download-Lidar-Kommunikationskanals 104 senden. Und in einer anderen Ausführungsform kann die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 Daten an das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 unter Verwendung nur der Rückkanalkommunikation, wie beispielsweise Mobilfunk-, SRWCs- und/oder festverdrahtete Verbindungen, senden.
  • Das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 beinhaltet die Lidar-Einheit 40 und den Bordcomputer 60. Das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 kann auch die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 und den Speicher 66 beinhalten. Im Allgemeinen bezieht, verarbeitet und sendet der Bordcomputer 60 über den Kommunikationsbus 58 Daten an die Lidar-Einheit. In vielen Fällen sind diese Daten, die vom Bordcomputer 60 verarbeitet werden, Daten, die über den Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 der Lidar-Einheit 40 an das externe Lidar-Kommunikationssystem 110 übermittelt werden sollen. In einigen Ausführungsformen empfängt der Bordcomputer 60 Daten von der Lidar-Einheit 40, und diese Daten können an der Lidar-Einheit 40 von der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 über den Download-Lidar-Kommunikationskanal 104 empfangen werden.
  • Der Bordcomputer 60 ist ein Computer oder eine andere Computervorrichtung, die einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet. Der Prozessor kann jeder geeignete Prozessor sein, wie beispielsweise die in Bezug auf den Prozessor 36 der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 erörterten. Auch kann der Speicher 66 jede Art von Speicher sein, wie beispielsweise die in Bezug auf den Speicher 38 der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 erörterten. Der Speicher 66 kann verschiedene Fahrzeuginformationen, einschließlich Fahrzeugbetriebsinformationen, enthalten. Die Fahrzeugbetriebsinformationen beinhalten Sensorinformationen und/oder andere Fahrzeug-Telemetrieinformationen. Der Bordcomputer 60 beinhaltet eine Datenkommunikationssteuerung 62 und einen Datenempfänger 64. In vielen Ausführungsformen wird die Datenkommunikationssteuerung 62 verwendet, wenn sich die Lidar-Einheit 40 in einem Datenkommunikationsmodus befindet und wird deaktiviert, wenn sich die Lidar-Einheit 40 im Objekterkennungsmodus befindet. Die Datenkommunikationssteuerung 62 und der Datenempfänger 64 sind als voneinander getrennt dargestellt, aber zumindest in einigen Ausführungsformen können diese Elemente miteinander integriert werden. Darüber hinaus können in einer Ausführungsform die Datenkommunikationssteuerung 62 und/oder der Datenempfänger 64 durch Computeranweisungen implementiert werden, die im Speicher (z. B. Speicher 66 oder Speicher des Bordcomputers 60) gespeichert sind und die durch den Prozessor des Bordcomputers 60 ausführbar sind.
  • In vielen Ausführungsformen wird die Datenkommunikationssteuerung 62 verwendet, um den Betriebsmodus der Lidar-Einheit 40 zu steuern, sowie um vorbereitete Daten an die Lidar-Einheit 40 bereitzustellen, die an die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 übermittelt werden sollen. Die Lidar-Einheit 40 kann in einem Objekterkennungsmodus und einem Datenkommunikationsmodus arbeiten. In vielen Ausführungsformen arbeitet die Lidar-Einheit 40 in nur einer dieser Modi zu einem bestimmten Zeitpunkt. Die Datenkommunikationssteuerung 62 kann eine Nachricht an die Lidar-Einheit 40 senden, die die Lidar-Einheit 40 anweist, in einem bestimmten Modus zu arbeiten. So sendet beispielsweise die Datenkommunikationssteuerung 60 einen Datenkommunikationsmodusbefehl an die Lidar-Einheit 40, der die Lidar-Einheit 40 anweist, im Datenkommunikationsmodus zu arbeiten. In einem anderen Beispiel sendet die Datenkommunikationssteuerung 60 einen Objekterkennungsmodusbefehl an die Lidar-Einheit 40, der die Lidar-Einheit 40 anweist, im Objekterkennungsmodus zu arbeiten. Alternativ oder zusätzlich kann die Lidar-Einheit 40 diese Befehlsnachrichten auch von anderen VSms des Fahrzeugs 12 empfangen, beispielsweise von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 oder dem BCM 24.
  • Wie oben erwähnt, bereitet die Datenkommunikationssteuerung 62 auch Daten vor, die unter Verwendung der Lidar-Einheit 40 an die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 übermittelt werden sollen. Wie hierin verwendet, sind vorbereitete Daten, Daten die in geeigneter Form vorliegen, so dass die Daten unter Verwendung des Lidar-Emitter 42 der Lidar-Einheit 40 kommuniziert werden können. Die vorbereiteten Daten können codierte Daten sein und in solchen Fällen fungiert die Datenkommunikationssteuerung 62 als digitaler Datencodierer und Controller. In einer Ausführungsform können die aufbereiteten Daten Informationen sein, die vermitteln, wie die Daten von der Lidar-Einheit 40 moduliert werden sollen, d. h. Daten, die kodiert oder anderweitig in ein geeignetes Format für die Emission durch den Lidar-Emitter 42 eingebunden wurden. So können beispielsweise die aufbereiteten Daten beinhalten, die eine Folge von Lichtimpulsen (einschließlich ihrer Impulsbreite, Intervalllänge/Timing) darstellen, die in eine Lidar-Impulssteuerung 48 der Lidareinheit 40 eingegeben werden können, die dann den Lidar-Emitter 42 verwenden gemäß den modulierten Daten Lichtimpulse zu emittieren. In einem anderen Beispiel können die vorbereiteten Daten beinhalten, die über eine Lichtwelle (oder elektromagnetische Strahlung) unter Verwendung von Frequenzmodulationstechniken oder Amplitudenmodulationstechniken moduliert werden. In einem solchen Fall kann die Datenkommunikationssteuerung 62 die Lidar-Einheit 40 (z. B. die Lidar-Impulssteuerung 48) darüber informieren, wie die Daten moduliert werden sollen. In einer Ausführungsform erhält die Datenkommunikationssteuerung 62 Fahrzeugdaten aus dem Speicher 66 und bereitet die Daten vor, um vorbereitete Daten zu erhalten. Die vorbereiteten Daten können in digitaler Form (z. B. durch eine Kombination von Bits) dargestellt und über den Kommunikationsbus 58 an die Lidar-Einheit 40 übermittelt werden.
  • In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Bordcomputer 60 den Datenempfänger 64. Der Datenempfänger 64 empfängt Daten von der Lidar-Einheit 40. Die am Datenempfänger 64 empfangenen Daten sind Daten, die von der Lidar-Einheit 40 empfangen oder erfasst werden, wie beispielsweise räumliche Informationen, die während des Objekterkennungsmodus erhalten werden, und Daten, die von der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 über den Download-Lidar-Kommunikationskanal 104 empfangen werden. Die am Datenempfänger 64 empfangenen Daten können in digitaler Form dargestellt werden (wie abgetastet oder anderweitig durch die Lidar-Einheit 40 codiert). Der Datenempfänger 64 kann einen Decoder oder andere Komponenten (oder Computeranweisungen) beinhalten, die betreibbar sind, um die empfangenen Daten in ein geeignetes Format zur Verwendung durch das Fahrzeug umzuwandeln. Diese decodierten Daten können dann an die Datenkommunikationssteuerung 62 und/oder andere VSms des Fahrzeugs 12 gesendet werden. In mindestens einigen Ausführungsformen, in denen der Lidar-Download-Kanal 104 nicht verwendet wird, kann der Datenempfänger 64 ausgeschaltet werden, wenn sich die Lidar-Einheit 40 im Datenkommunikationsmodus befindet. Der Datenempfänger 64 wird eingeschaltet oder aktiv, wenn sich die Lidar-Einheit 40 im Objekterkennungsmodus befindet oder wenn der Lidar-Download-Kanal 104 verwendet wird (oder verwendet werden kann und wenn sich die Lidar-Einheit 40 im Datenkommunikationsmodus befindet).
  • Die oben kurz beschriebene Lidar-Einheit 40 beinhaltet einen Lidar-Emitter 42 (manchmal als Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 bezeichnet), einen Lidar-Empfänger 44 (manchmal als Fahrzeug-Lidar-Empfänger 44 bezeichnet), Scan-Konfigurationseinstellungen 46 und eine Lidar-Impulssteuerung 48. Der Lidar-Emitter 42 ist ein elektromagnetischer Emitter, der Laserlichtimpulse emittiert. Die Laserlichtimpulse können ultraviolettes, sichtbares oder iInfrarotes (z. B. nahinfrarotes) Licht sein. In anderen Ausführungsformen kann der Lidar-Emitter 42 andere Arten von elektromagnetischer Strahlung emittieren. Der Emitter kann einen Laser beinhalten, der Laserlicht erzeugt, das dann durch eine oder mehrere optische Vorrichtungen hindurchgeht und/oder von einem oder mehreren Spiegeln (z. B. Kippspiegeln) reflektiert wird. Die Lidar-Einheit 40 kann auch ein Verkleidungsspiegelsystem verwenden, obwohl auch andere Spiegel und/oder optische Systeme verwendet werden können. Ein oder mehrere Spiegel (z. B. Kippspiegel) können unter Verwendung eines elektromechanischen Motors, wie beispielsweise eines Servomotors, bewegt oder abgewinkelt werden. Diese Motoren können durch die Lidar-Impulssteuerung 48 oder eine andere Steuerung der Lidar-Einheit 40 gesteuert werden. Der Lidar-Empfänger 44 ist ein Lichtsensor oder Detektor, der das Vorhandensein von Licht erfasst. Der Lidar-Empfänger 44 kann einen Photodetektor beinhalten. Der Lidar-Empfänger 44 kann auch jede geeignete Optik und/oder andere Komponenten beinhalten. Der Lidar-Empfänger 44 kann auch das erfasste Licht in digitale Daten umwandeln, die dann an den Datenempfänger 64 des Bordcomputers 60 oder an ein anderes VSM des Fahrzeugs 12 gesendet werden können. In mindestens einer Ausführungsform ist der Lidar-Empfänger 44 „eingeschaltet“ oder hört zu, wenn sich das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 im Objekterkennungsmodus befindet und zu Zeiten, wenn sich das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 im Datenkommunikationsmodus befindet.
  • Die Scan-Konfigurationseinstellungen 46 definieren den Scanmodus, der vom Lidar verwendet wird. In einer Ausführungsform definieren die Scan-Konfigurationseinstellungen 46 den aktuellen Scanmodus, der gegenwärtig von der Lidar-Einheit 40 verwendet wird. Oder die Scan-Konfigurationseinstellungen 46 definieren die Eigenschaften eines oder mehrerer Scanmodi, von denen jede von der Lidar-Einheit 40 verwendet werden kann. Die Scan-Konfigurationseinstellungen 46 können auch einen Standard-Scanmodus beinhalten, der ein voller Sichtfeldmodus (oder Scanmodus) sein kann. In einer Ausführungsform können die Scan-Konfigurationseinstellungen 46 in Daten verkörpert sein, die in der Lidar-Einheit 40 gespeichert sind. Die Lidar-Impulssteuerung 48 steuert die Emission von Laserlichtimpulsen, einschließlich der Anweisung an den Lidar-Emitter 42, wann Licht abzugeben werden soll, uns stellt Anweisungen zu weiteren Eigenschaften bezüglich der Laserlichtemission bereit. Solche Eigenschaften können die Impulsbreite oder Impulslänge, die Frequenz oder Sequenz von Laserlichtimpulsen, die Intensität von Laserlichtimpulsen, die Frequenz oder Wellenlänge von Laserlichtimpulsen usw. beinhalten. In mindestens einer Ausführungsform sendet die Lidar-Impulssteuerung 48 eine Laserlicht-Emissionsnachricht, die den Lidar-Emitter 42 anweist, einen Laserlichtimpuls (oder eine Vielzahl von Laserlichtimpulsen) zu emittieren. So sendet beispielsweise die Lidar-Impulssteuerung 48 Laserlicht-Emissionsmeldungen gemäß modulierten oder anderweitig vorbereiteten Daten, die von der Datenkommunikationssteuerung 62 des Bordcomputers 60 empfangen werden. Die Lidar-Impulssteuerung 48 kann in einem Computermodul verkörpert sein, das im Speicher gespeichert und durch einen Prozessor der Lidar-Einheit 40 ausführbar ist, oder die Lidar-Impulssteuerung 48 kann eine integrierte Schaltung (z. B. eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC)) sein. Andere Implementierungen der Lidar-Impulssteuerung 48 können ebenfalls verwendet werden. In einer Ausführungsform ist dier Standardbetriebsmodus für die Lichtimpulssteuerung 48 der Objekterkennungsmodus, wobei die Lichtimpulssteuerung 48 den Lidar-Emitter 42 steuert, so dass die Lidar-Einheit 40 einen Scan des Sichtfeldes des Lidar durchführt. Wenn die Lichtimpulssteuerung 48 im Datenkommunikationsmodus arbeitet, kann die Lichtimpulssteuerung 48 die vorbereiteten Daten über die Lichtimpulse modulieren, was durch die Lichtimpulssteuerung 48 durchgeführt werden kann, wodurch der Lidar-Emitter 42 die modulierten Daten emittiert.
  • Das externe Lidar-Kommunikationssystem 110 beinhaltet eine externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90. Die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 beinhaltet einen Lidar-Emitter 92 (manchmal als externer Lidar-Emitter 92 bezeichnet), einen Lidar-Empfänger 94 (manchmal als externer Lidarempfänger 94 bezeichnet) und eine Datenempfängerschaltung 96. In anderen Ausführungsformen beinhaltet das externe Lidar-Kommunikationssystem 110 keinen Lidar-Emitter 92, sondern beinhaltet eine sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98, die eine SRWC-Schaltung oder ein Mobilfunk-Chipsatz sein kann. Auch beinhaltet die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 in einigen Ausführungsformen, einschließlich der dargestellten Ausführungsform, sowohl den externen Lidar-Emitter 92 als auch die sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98.
  • In einer Ausführungsform kann der externe Lidar-Emitter 92 gleich oder ähnlich dem Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 der Lidar-Einheit 40 sein. Der externe Lidar-Emitter 92 kann Kippspiegel beinhalten und in einem Szenario kann der externe Lidar-Emitter 92 den/die Kippspiegel verwenden, um Laserlichtimpulse in einem bestimmten Winkel zu lenken. In anderen Ausführungsformen beinhaltet der externe Lidar-Emitter 92 keine Kippspiegel. Außerdem kann der externe Lidar-Empfänger 94 gleich oder ähnlich dem Fahrzeug-Lidar-Empfänger 44 der Lidar-Einheit 40 sein. In einigen Ausführungsformen, einschließlich der dargestellten Ausführungsform, beinhaltet der externe Lidar-Empfänger 94 jedoch eine größere Öffnung zum Erfassen von Licht. Diese größere Öffnung kann nützlich sein, wenn das Fahrzeug Daten über den Upload-Lidar-Kommunikationskanal 102 mit der Lidar-Einheit 40 überträgt. In vielen Szenarien emittiert der Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 Lichtimpulse in eine Richtung (d. h. einen festen Vektor) und diese Lichtimpulse können einen kleinen Durchmesser aufweisen. So müssen die Lichtimpulse zumindest in einigen Ausführungsformen, um das vom Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 emittierte Licht zu empfangen oder zu erfassen, durch die Öffnung des externen Lidar-Empfängers 94 hindurchgehen. Somit kann eine Fehlausrichtung zwischen der Lidar-Einheit 40 und der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 zu einem Ausfall des externen Lidar-Empfängers 94 führen, um Licht vom Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 zu erfassen. Diese größere Apertur des externen Lidar-Empfängers 94 ermöglicht es dem Empfänger 94, Lichtimpulse vom Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 unter Bedingungen zu empfangen, bei denen eine größere Fehlausrichtung zwischen der Lidar-Einheit 40 und der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 besteht.
  • Die Datenempfängerschaltung 96 ist eine Schaltung, die verwendet werden kann, um die Daten abzutasten, die am externen Lidar-Empfänger 94 über den Upload-Lidar-Kommunikationskanal 102 empfangen werden. Die Datenempfängerschaltung 96 kann ein ASIC oder eine andere Schaltung oder elektrische Komponenten sein. In einigen Ausführungsformen demoduliert die Datenempfängerschaltung 96 Daten, die vom externen Lidar-Empfänger 94 empfangen werden. Und in einigen Ausführungsformen kann die Datenempfängerschaltung 96 auch Daten zur Übertragung über den Download-Lidar-Kommunikationskanal 104 vorbereiten. So moduliert beispielsweise die Datenempfängerschaltung 96 Daten (ähnlich oder auf dieselbe Weise wie die Datenkommunikationssteuerung 62) und sendet dann die Daten an den Lidar-Emitter.
  • Die sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98 ist eine Kommunikationsvorrichtung, die keine Lidar für Datenkommunikation verwendet. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98 als drahtlose Vorrichtung mit einer Antenne 99 dargestellt; jedoch kann in anderen Ausführungsformen die sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98 eine fest verdrahtete Vorrichtung sein, die mit dem Festnetz verbunden ist oder die mit anderen entfernten Netzwerk-zugewandten Vorrichtungen (z. B. internetverbundene Vorrichtungen) verbunden ist. In einer Ausführungsform beinhaltet die sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98 einen Mobilfunk-Chipsatz, der beispielsweise für die Funkkommunikation mit großer Reichweite verwendet werden kann. In einer anderen Ausführungsform beinhaltet die sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98 eine drahtlose Nahbereichskommunikations-(SRWC)-Schaltung, die zum Ausführen von SRWC mit anderen SRWC-Vorrichtungen, wie beispielsweise der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30 des Fahrzeugs 12 oder einem drahtlosen Zugangspunkt (WAP) (z. B. Hotspot), verwendet werden kann. Die sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98 wird verwendet, um die Rückkanalkommunikation mit dem Fahrzeug durchzuführen, und in mindestens einer Ausführungsform sendet die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 Datenbestätigungsnachrichten, die anzeigen, dass Daten an der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 empfangen wurden. Diese Datenbestätigungsnachrichten können eine Zeitanzeige, eine Datenpaketkennung, eine externe Lidar-Kommunikationsvorrichtungskennung sowie verschiedene andere Informationen beinhalten.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist eine Ausführungsform eines Verfahrens 200 zur Datenübertragung mittels Lidar dargestellt. In mindestens einer Ausführungsform wird das Verfahren 200 durch das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 durchgeführt. Obwohl beschrieben wird, dass die Schritte des Verfahrens 200 in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden, wird hiermit in Betracht gezogen, dass die Schritte des Verfahrens 200 in einer beliebigen geeigneten oder technisch realisierbaren Reihenfolge ausgeführt werden können, wie es für demn Fachmann sinnvoll ist.
  • In Schritt 210 arbeitet die Lidar-Einheit in einem Objekterkennungsmodus. Der Objekterkennungsmodus ist ein Modus der Lidar-Einheit, in dem die Lidar-Einheit einen Bereich innerhalb des Sichtfeldes des Lidar durch Emittieren einer Vielzahl von Lichtimpulsen über das gesamte Sichtfeld abtastet. In vielen Ausführungsformen wird der Objekterkennungsmodus in Verbindung mit einem Scanmodus der Lidar-Einheit (wie in den Scankonfigurationseinstellungen dargestellt/definiert), wie vorstehend erläutert, durchgeführt. Die Lidar-Einheit 40 emittiert beim Betrieb im Objekterkennungsmodus eine Vielzahl von Laserlichtimpulsen unter Verwendung des Fahrzeuglaseremitter 42. In vielen Ausführungsformen werden die Laserlichtimpulse bei variierenden Azimut- und Elevationswinkeln emittiert, und die Laserlichtimpulse werden in einer bestimmten Richtung unter Verwendung eines oder mehrerer Kippspiegel emittiert. Der Fahrzeug-Lidar-Empfänger 94 empfängt Reflexionen der Laserlichtimpulse, beispielsweise unter Verwendung eines Photodetektors. Die empfangenen Reflexionen werden dann in digitalen Daten codiert, die verwendet werden, um ein Bild des Sichtfeldes des Lidar zu konstruieren. Dieser Schritt kann durch den Datenempfänger 64, die Lidar-Einheit 40 oder ein anderes VSM des Fahrzeugs 12 durchgeführt werden. Dieses Lidar-Bild kann an verschiedene andere VSms des Fahrzeugs gesendet und für verschiedene Zwecke, wie zum autonomen Fahren, verwendet werden.
  • In vielen Ausführungsformen arbeitet die Lidar-Einheit 40 im Objekterkennungsmodus, bis eine Anzeige empfangen wird, die Lidar-Einheit 40 anweist, den Modus vom Objekterkennungsmodus in den Datenkommunikationsmodus umzuschalten. Die Anzeige kann von jedem der verschiedenen VSms des Fahrzeugs 12 erzeugt werden und kann an der Datenkommunikationssteuerung 62 empfangen werden. Die Anzeige kann bei einem Auslöser erzeugt werden. Verschiedene Arten von Auslösern können verwendet werden, wie beispielsweise ein Fahrzeugbetriebsauslöser, ein Fahrzeugsortungsauslöser, ein extern empfangener Auslöser usw. Der Fahrzeugbetriebsauslöser wird beim Auftreten eines bestimmten Fahrzeugzustands ausgelöst, der ein oder mehrere VSMs des Fahrzeugs 12 betrifft. Der Fahrzeugortungsauslöser wird ausgelöst, wenn das Fahrzeug einen vordefinierten Standort erreicht. So kann beispielsweise der GNSS-Empfänger 22 GNSS-Signale empfangen und den Standort des Fahrzeugs 12 bestimmen. Der aktuelle Standort des Fahrzeugs kann dann mit einem vorbestimmten Standort (oder anderen standortbezogenen Parametern) verglichen werden, um zu bestimmen, ob sich das Fahrzeug an dem vorbestimmten Standort befindet. Der extern empfangene Auslöser wird ausgelöst, wenn bestimmte Informationen vom Fahrzeug empfangen werden, wie beispielsweise eine LIidar-Kommunikationsanforderung, die über die Rückkanalkommunikation oder am Fahrzeug-Lidar-Empfänger 44 über den Download-Lidar-Kommunikationskanal 104 empfangen wird. So kann beispielsweise eine SRWC-Vorrichtung durch die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 erkannt werden, und basierend auf Informationen in einer SRWC-Nachricht (z. B. einer Service Set Identifier (SSID)) kann das Fahrzeug 12 bestimmen, den Datenkommunikationsmodus zu aktivieren (Schritt 220).
  • In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 das Vorhandensein einer externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung (z. B. Vorrichtung 90) durch einen oder mehrere integrierte Fahrzeugsensoren erfassen. Das Fahrzeug kann die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 abtasten oder anderweitig zu erfassen versuchen, sobald der Auslöser ausgelöst wurde. Sobald der Auslöser ausgelöst worden ist, kann die Lidar-Einheit 40 beispielsweise einen Bereich vor dem Fahrzeug 12 abtasten, um Licht und räumliche Informationen bezüglich des Bereichs vor dem Fahrzeug 12 zu erhalten. Diese Informationen können verarbeitet werden, beispielsweise durch den Datenempfänger 64 und/oder andere Module des Bordcomputers 60 (oder eines anderen VSM), um das Vorhandensein der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 zu erkennen. Die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 kann eine Anzeige aufweisen, wie beispielsweise einen Strichcode, eine Leuchtdiode (LED), einen Reflektor oder einen anderen Gegenstand, der das Vorhandensein der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 an das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 anzeigt. Sobald das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 das Vorhandensein der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 erkennt, kann das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 die Position (z. B. den Bereich, den Azimutwinkel und/oder den Elevationswinkel) der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 relativ zum Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 bestimmen. Anschließend kann in Schritt 230 der Ort der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 verwendet werden, um die Laserlichtimpulse mit festem Vektor auf den externen Lidar-Empfänger 94 der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 zu richten.
  • In anderen Ausführungsformen richtet die Lidar-Einheit 40 nur die Laserimpulse direkt aus dem Lidar-Emitter 42 heraus, und somit kann das Fahrzeug 12 bestimmen, ob der Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 mit dem externen Lidar-Empfänger 94 der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 ausgerichtet ist. Sobald das Fahrzeug 12 bestimmt, in den Datenkommunikationsmodus umzuschalten, fährt das Verfahren 200 mit Schritt 220 fort.
  • In Schritt 220 wird der Datenkommunikationsmodus aktiviert. Der Datenkommunikationsmodus ist ein Modus des Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystems 100, wobei die Lidar-Einheit 40 so konfiguriert ist, dass die Lidar-Einheit 40 Daten über den Upload-Lidar-Kommunikationskanal 102 kommunizieren kann. In einer Ausführungsform beinhaltet das Aktivieren des Datenkommunikationsmodus das Ändern der Scankonfiguration der Lidar-Einheit 40 in einen festen Vektormodus. Der feste Vektormodus ist ein Modus, in dem die Lidar-Einheit 40 Lichtimpulse in einer festen Richtung und/oder in einem festen Winkel emittiert. So sendet beispielsweise die Datenkommunikationssteuerung 62 in einer Ausführungsform ein Signal an die Lidar-Impulssteuerung 48 der Lidar-Einheit 40 und weist die Lidar-Einheit 40 an, die Scankonfiguration in den festen Vektormodus umzuschalten. Zusätzlich kann die Lidar-Einheit 40 durch die Datenkommunikationssteuerung 62 angewiesen werden (z. B. über eine Nachricht), um im Datenkommunikationsmodus zu arbeiten. Diese Nachricht kann dieselbe oder eine andere als die Nachricht sein, die die Lidar-Einheit 40 anweist, die Scankonfigurationseinstellungen 66 in den Modus mit festem Vektor umzuschalten. Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 230 fort.
  • In Schritt 230 wird eine Datenverbindungsanforderung vom Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem an die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung gesendet. Die Datenverbindungsanforderung kann eine Kennung des Fahrzeugs 12, eine Kennung des Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystems 100 (z. B. eine Kennung der Lidar-Einheit 40), einen Zeitstempel, einen Standort (z. B. den Winkel zwischen der Lidar-Einheit 40 und der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90, einen geografischen Standort des Fahrzeugs 12), Authentifizierungs- oder Autorisierungsinformationen (z. B. Benutzername oder Passwort, Zertifikat) oder andere Informationen bezüglich des Fahrzeugs 12 oder des Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystems 100 beinhalten. Die Datenverbindungsanforderung kann unter Verwendung der Lidar-Einheit 40 gesendet oder unter Verwendung von Rückkanalkommunikationen gesendet werden. In einer Ausführungsform sendet die Datenkommunikationssteuerung 62 vorbereitete Daten an die Lidar-Einheit 40. Der Lidar-Emitter 42 emittiert Laserlicht gemäß den vorbereiteten Daten. Das Laserlicht wird vom externen Lidar-Empfänger 94 erfasst und dann an die Datenempfängerschaltung 96 der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 gesendet. In einer anderen Ausführungsform werden Rückkanalkommunikationen verwendet. So können beispielsweise die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 des Fahrzeugs 12 und die sekundäre Kommunikationsvorrichtung 98 der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 eine SRWC-Verbindung herstellen, wie beispielsweise eine Wi-Fi-Verbindung oder eine BLE-Verbindung. In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 12 die Datenverbindungsanforderung an die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 über die Verwendung des Drahtlosträgersystems 70 (z. B. ein Mobilfunk-Trägersystem) oder über die entfernte Einrichtung 80 (oder einen anderen entfernten Server) senden. Auch kann die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 in anderen Ausführungsformen die Datenverbindungsanforderung an das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 über Lidar-Kommunikations- oder Rückkanalkommunikationen senden, wie beispielsweise durch Verwendung einer der vorstehend beschriebenen Kommunikationspfade.
  • In vielen Ausführungsformen kann, sobald die Datenverbindungsanforderung von der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 empfangen wird, ein Handshake oder ein anderer Datenverbindungssicherheitsmechanismus durchgeführt werden. So kann beispielsweise ein Vierfach-Handshake ähnlich denen, die für SRWC-Kommunikationen verwendet werden, zum Erstellen eines gemeinsamen geheimen Schlüssels (oder anderem/r Sicherheitscode(s)) durchgeführt werden, der verwendet werden kann, um Datenkommunikationen zu verschlüsseln, die über den/die Kommunikationskanal(e) 102 und/oder 104 gesendet werden sollen. Dieser gemeinsame geheime Schlüssel kann auch verwendet werden, um die Rückkanalkommunikation zu verschlüsseln, oder eine separate Verschlüsselungs-/Sicherheitstechnik und/oder separate Sicherheitscodes können für diese Rückkanalkommunikation verwendet werden. Sobald die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 und das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 den Handshake oder einen anderen Sicherheitsprozess der Datenverbindung abgeschlossen haben, kann die Verbindung als sicher aufgebaut bezeichnet werden.
  • Die Lidar-Einheit 40 überträgt Daten (z. B. Schritt 260) unter Verwendung des festen Vektormodus. Der Durchmesser des Laserlichts ist recht klein und in vielen Ausführungsformen ist eine direkte Sichtlinie zwischen dem Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 und dem externen Lidar-Empfänger 94 erforderlich. Die direkte Sichtlinie bezieht sich auf eine direkte Linie im Raum. Die Tatsache, dass eine direkte Sichtlinie erforderlich ist (in einigen Ausführungsformen), um die Laserlichtimpulse (und damit die Daten) zu empfangen, bewirkt, dass der Lidar-Kommunikationsprozess inhärent sicher ist, da ein Angreifer seine böswillige Vorrichtung innerhalb der direkten Sichtlinie positionieren müsste, die typischerweise eine Linie eines kleinen Durchmessers ist. Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 240 fort.
  • In Schritt 240 wird eine Datenanforderung an das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 gesendet. Die Datenanforderung kann eine Anzeige beinhalten, um Daten an die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90, die entfernte Einrichtung 80 oder eine andere externe Vorrichtung bereitzustellen. In einer Ausführungsform wird die Datenanforderung von der entfernten Einrichtung 80 gesendet. So kann beispielsweise die Datenanforderung erzeugt und dann von der entfernten Einrichtung 80 über das Festnetz 76 und/oder das Drahtlosträgersystem 70 an das Fahrzeug 12 gesendet werden. Darüber hinaus kann die entfernte Einrichtung 80 in einigen Ausführungsformen auch das externe Lidar-Kommunikationssystem 110 über die Datenanforderung informieren oder dass das Fahrzeug 12 bald Informationen an das externe Lidar-Kommunikationssystem 110 unter Verwendung von Lidar übermitteln kann. In einer anderen Ausführungsform kann die Datenanforderung an das externe Lidar-Kommunikationssystem 110 gesendet und dann über den Download-Lidar-Kommunikationskanal 104 an das Fahrzeug 12 gesendet werden. Die Datenanforderung kann eine Art, einen Betrag (z. B. Größe) oder einen bestimmten Datensatz, der von dem Fahrzeug an die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 (oder die entfernte Einrichtung 80) übermittelt werden soll, spezifizieren. Daten, die vom Fahrzeug an ein oder mehrere andere externe Systeme (z. B. die entfernte Einrichtung 80 und/oder die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung) gesendet werden, werden als Daten-Uploads bezeichnet. Daten, die von einem oder mehreren anderen externen Systemen (z. B. der entfernten Einrichtung 80 und/oder der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung) an das Fahrzeug gesendet werden, werden als Daten-Download bezeichnet.
  • In einer anderen Ausführungsform lädt das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 Daten von der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 herunter. In dieser Ausführungsform kann das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 eine Datenanforderung an die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 oder an die entfernte Einrichtung 80 senden. Oder die entfernte Einrichtung 80 kann eine Datenanforderung an die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 senden, die die Vorrichtung anweist, Daten an das Fahrzeug 12 zu senden. Die angeforderten Daten können ein Over-the-Air-(OTA)-Update, Medien oder andere Informationen sein. Die angeforderten Daten können in den Datenbanken 84 der entfernten Einrichtung 80 gespeichert werden. Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 250 fort.
  • In Schritt 250 werden die angeforderten Daten vorbereitet und an die Lidar-Einheit gesendet. In vielen Ausführungsformen, in denen ein Daten-Upload durchgeführt wird, kann die Datenkommunikationssteuerung 62 Daten aus dem Speicher 66 oder einer anderen Speichervorrichtung des Fahrzeugs 12 empfangen. Die Datenkommunikationssteuerung 62 bereitet dann die Daten vor, die das Modulieren der Daten oder das anderweitige Vorbereiten digitaler Daten beinhalten können, die an der Lidar-Einheit 40 empfangen und zum Emittieren von Lichtimpulsen (oder anderer elektromagnetischer Strahlung) verwendet werden können, um die Daten zu übertragen. So können beispielsweise die Daten über ein Trägersignal unter Verwendung von Frequenzmodulations- oder Amplitudenmodulationstechniken moduliert werden. Als ein weiteres Beispiel können die vorbereiteten Daten eine Sequenz von Laserlichtimpulsen darstellen, die vom Lidar 40 emittiert werden sollen. Diese vorbereiteten Daten können den Zeitpunkt zwischen Laserimpulsen, der Impulsbreite der Lichtimpulse und/oder anderen Attributen festlegen, die variiert werden können, um die Daten zu übermitteln. Die Datenkommunikationssteuerung 62 kann die Daten auch vor der Vorbereitung der Daten verschlüsseln. Sobald die Daten vorbereitet sind, werden die vorbereiteten Daten an die Lidar-Einheit 40 gesendet.
  • Wie vorstehend erwähnt, kann in anderen Ausführungsformen ein Daten-Download durchgeführt werden, bei dem die Daten unter Verwendung des Download-Lidar-Kommunikationskanals 104 auf das Fahrzeug heruntergeladen werden. Die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 kann Daten, die vom externen Lidar-Emitter 92 gesendet werden, in gleicher Weise wie vorstehend in Bezug auf das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 beschrieben, vorbereiten. In derartigen Ausführungsformen kann die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 eine Datenkommunikationssteuerung oder ein Modul beinhalten, das ähnliche Funktionen ausführt. Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 260 fort.
  • In Schritt 260 werden die vorbereiteten Daten unter Verwendung der Lidar-Einheit emittiert. In vielen Ausführungsformen steuert die Lichtimpulssteuerung 48 den Lidar-Emitter 42 gemäß den vorbereiteten Daten. So weist beispielsweise die Lichtimpulssteuerung 48 den Lidar-Emitter 42 an oder veranlasst ihn anderweitig, Lichtimpulse in der vorgegebenen Reihenfolge (z. B. wie in den vorbereiteten Daten angegeben) zu emittieren, was dazu führen kann, dass der Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 Lichtimpulse unterschiedlicher Impulsbreite und/oder zu verschiedenen Zeiten (z. B. mit unterschiedlichen Intervallen zwischen den Lichtimpulsen) emittiert. In weiteren Ausführungsformen werden die Daten über ein Trägersignal (wie durch die vorbereiteten Daten angewiesen oder dargestellt) moduliert und dann über den Fahrzeug-Lidar-Emitter 42 emittiert. Im Falle eines Daten-Downloads kann die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 den emittierenden Schritt in einer ähnlichen Weise ausführen, wie dies vorstehend in Bezug auf das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 beschrieben ist. Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 270 fort.
  • In Schritt 270 wird eine Datenempfangsbestätigungsnachricht empfangen. Die Datenempfangsbestätigungsnachricht kann ein Hinweis darauf sein, dass Daten empfangen wurden. Die Datenempfangsbestätigungsnachricht kann die empfangene Datenmenge, ein Datenpaketkennzeichen eines Datenpakets, das empfangen wurde, einen Typ von empfangenen Daten und/oder eine Prüfsumme oder andere Integritätsdaten bezüglich der empfangenen Daten spezifizieren. Wie vorstehend erwähnt, wird in einigen Ausführungsformen nur ein einzelner Lidar-Kommunikationskanal 102 (oder nur ein Download-Lidar-Kommunikationskanal) für die Lidar-Kommunikation verwendet. In einem solchen Fall wird die Datenempfangsbestätigungsnachricht von der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 über die Rückkanalkommunikation an das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 gesendet. In anderen Ausführungsformen wird jedoch der Lidar-Download-Kommunikationskanal 104 verwendet, um Informationen von der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90 an die Lidar-Einheit 40 zu übermitteln. In derartigen Ausführungsformen kann die Datenempfangsbestätigungsnachricht über diesen Kanal 104 an das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 übermittelt werden. Das Verfahren 200 fährt mit Schritt 280 fort.
  • In Schritt 280 wird bestimmt, ob alle Daten übertragen wurden. Diese Bestimmung kann durch das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 und in einigen Ausführungsformen durch die Datenkommunikationssteuerung 62 des Bordcomputers 60 erfolgen. Diese Bestimmung kann basierend auf einer oder mehreren Nachrichten erfolgen, die von der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung 90, der entfernten Einrichtung 80, einem anderen VSM des Fahrzeugs 12 oder einer anderen Vorrichtung empfangen werden. Die Nachricht kann festlegen, dass alle Daten empfangen wurden oder dass keine Daten mehr übermittelt werden sollen. In einer Ausführungsform kann die Bestimmung darauf basieren, ob irgendwelche ausstehenden oder nicht erfüllten Datenanforderungen am Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 empfangen wurden. Wenn bestimmt wird, dass mehr Daten von der Lidar-Einheit 40 übermittelt werden sollen, dann kann das Verfahren 200 zu Schritt 250 zurückkehren; andernfalls endet das Verfahren 200.
  • Unter Bezugnahme auf 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens 300 zur Datenkommunikation mittels Lidar dargestellt. Das Verfahren 300 kann durch das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 ausgeführt werden. Obwohl die Schritte des Verfahrens 300 als in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt beschrieben werden, wird hiermit in Betracht gezogen, dass die Schritte des Verfahrens 300 in jeder geeigneten oder technisch realisierbaren Reihenfolge ausgeführt werden können, wie es von Fachleuten als sinnvoll erachtet wird.
  • In Schritt 310 arbeitet die Lidar-Einheit in einem Objekterkennungsmodus. Dieser Schritt ist analog zu Schritt 210 des oben beschriebenen Verfahrens 200 (3). So kann beispielsweise die Lidar-Einheit 40 im Objekterkennungsmodus arbeiten, wobei als Scankonfiguration ein Scanmodus verwendet wird. Dieser Modus kann durchgeführt werden, während sich das Fahrzeug 12 im eingeschalteten Modus befindet und zum Beispiel für den Fahrbetrieb autonomer Fahrzeuge verwendet wird. Das Verfahren 300 fährt mit Schritt 320 fort.
  • In Schritt 320 wird ein Notfallereignis erfasst. Ein Notfallereignis wird erfasst, wenn das Fahrzeug 12 bestimmt, dass ein Kontakt mit einem entfernten oder externen System unternommen werden sollte, um drohenden oder unmittelbaren Schaden oder Beschädigung zu adressieren oder potentiellen drohenden oder unmittelbaren Schaden oder Beschädigung zu adressieren. So kann beispielsweise das Fahrzeug 12 eine Kollision durch Verwendung eines oder mehrerer Kollisionssensoren (z. B. Beschleunigungsmesser) erfassen. In einem anderen Szenario kann das Fahrzeug 12 so „zusammenbrechen“, dass das Fahrzeug nicht fahrbar (oder nicht sicher fahrbar) ist - dies kann durch Verwendung von Fahrzeugsensoren an Bord erfasst werden. Und in noch einem weiteren Szenario bestimmt das Fahrzeug 12, dass ein Insasse des Fahrzeugs ein Gesundheitsproblem, wie beispielsweise einen Herzinfarkt, hat. In solchen Fällen kann das Fahrzeug sofort mit Schritt 330 fortfahren und die Lidar-Einheit zumindest in einigen Ausführungsformen in einen Notfallübertragungsmodus versetzen. In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 12 zuerst versuchen, mit einer entfernten Einrichtung oder einem Notfallsystem über die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 unter Verwendung der SRWC- und/oder Mobilfunk-Kommunikation Kontakt aufzunehmen. Wenn ein solcher Kontakt fehlschlägt oder Latenzprobleme auftreten, kann das Verfahren 300 mit Schritt 330 fortfahren. In einigen Szenarien kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 30 aufgrund eines Schadens, der durch eine Kollision verursacht wird, funktionsunfähig sein, und in einem derartigen Fall ist es wünschenswert, andere Kommunikationsmittel zum Senden einer Notfallnachricht zu verwenden. In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 12 versuchen, mit sowohl der im Notfallübertragungsmodus arbeitenden Lidar-Einheit als auch durch Verwendung anderer Kommunikationen, wie beispielsweise durch die Rückkanalkommunikation, Kontakt herzustellen.
  • In Schritt 330 wird die Lidar-Einheit in einen Notfallübertragungsmodus versetzt. Der Notfallübertragungsmodus ist ein Modus, in dem Lidar verwendet wird, um eine Nachricht zu senden, die von einem Lidar-Empfänger empfangen werden soll. Der Notfallübertragungsmodus ist eine Art eines Datenkommunikationsmodus. Im Notfallübertragungsmodus kann die Lidar-Einheit 40 einen langsamen Scanmodus als Scan-Konfigurationseinstellung verwenden. Der langsamen Scanmodus ist ein Abtastmodus, in dem die Rate, mit der die Lidar-Einheit 40 „abtastet“ oder Licht-Lidar-Impulse über das Sichtfeld emittiert, langsamer ist als wenn sich die Lidar-Einheit 40 im Objekterkennungsmodus befindet. In einer Ausführungsform tastet der langsame Scanmodus bei etwa 50% der Geschwindigkeit des Standard-Scanmodus (oder des Objekterkennungsmodus) ab. In einer anderen Ausführungsform tastet der langsame Scanmodus bei etwa 10% der Geschwindigkeit des Standard-Scanmodus (oder des Objekterkennungsmodus) ab. Das Verfahren 300 fährt mit Schritt 340 fort.
  • In Schritt 340 wird eine Notfallnachricht unter Verwendung der Lidar-Einheit ausgegeben. Die Notfallnachricht kann eine Nachricht oder Daten sein, die durch die Datenkommunikationssteuerung 62 vorbereitet werden und die über den Kommunikationsbus 58 an die Lidar-Impulssteuerung 48 gesendet werden. Die Notfallnachricht kann eine Fahrzeugkennung, Daten, die anzeigen, dass sich das Fahrzeug oder seine Insassen in Notfällen befinden, eine entfernte Server-Adresse (z. B. IP-Adresse, Domänenname und/oder -adresse), eine Art von Notfall, eine Fahrzeugposition (z. B. wie unter Verwendung des GNSS-Empfängers 22 bestimmt) und/oder verschiedene andere Daten beinhalten. Die Notfallnachricht kann über ein Trägersignal durch die Lidar-Impulssteuerung 48 moduliert werden. In einer Ausführungsform kann ein vordefinierter Notlichtimpuls (oder eine Reihe von Lichtimpulsen) durch die entfernte Einrichtung 80 definiert werden. Dies kann die Erkennung der Notfallnachricht erleichtern, da andere Lidar-Systeme empfangene Lidar-Signale immer vergleichen können, um zu bestimmen, ob sie mit den vordefinierten Notlichtimpulsen übereinstimmen.
  • In vielen Ausführungsformen ist die Notfallnachricht so vorgesehen, dass sie von einem anderen Lidar-Kommunikationssystem, wie beispielsweise einem Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem oder einem externen Lidar-Kommunikationssystem, empfangen wird. Diese anderen Lidar-Systeme können immer auf eine bestimmte Nachricht oder eine bestimmte Frequenz, Amplitude, Wellenlänge, Impulssequenz oder eine andere Lidar-Lichteigenschaft hören, die anzeigt, dass das Fahrzeug Kontakt mit einem entfernten System aufnehmen möchte oder dass das Fahrzeug (oder seine Insassen) in Not sind. Sobald das andere Lidar-System (z. B. ein anderes Fahrzeug) die Notfallnachricht empfängt, kann das andere Lidar-System die Notfallnachricht an einen entfernten Server (z. B. entfernte Einrichtung 80) weiterleiten. In einer Ausführungsform kann das andere Lidar-System die Notfallnachricht an eine Adresse (z. B. IP-Adresse, andere Computernetzwerkadresse) senden, die in der Notfallnachricht angegeben ist. Das andere Lidar-System kann analog zu dem Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 oder dem externen Lidar-Kommunikationssystem 110 sein. Das Verfahren 300 endet dann.
  • In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens 300 wird nach dem Schritt 340 eine Bestätigungsnachricht empfangen, die anzeigt, dass die Notfallnachricht empfangen wurde. In einer Ausführungsform kann das andere Lidar-System, das die Notfallnachricht empfangen hat, die Bestätigungsnachricht an das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 unter Verwendung eines Download-Lidar-Kommunikationskanals ähnlich dem Kanal 104 senden. Das antwortende Lidar-System (d. h. das Lidar-System, das die Notfallnachricht empfangen hat) kann die Notfallnachricht an einen entfernten Server (z. B. entfernte Einrichtung 80, Computer 78) weiterleiten (Schritt 340) und kann dann eine Antwort vom entfernten Server empfangen. Die Antwort kann dann über einen Download-Lidar-Kommunikationskanal oder über die Verwendung von Rückkanalkommunikationen an das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 zurückgemeldet werden. In anderen Ausführungsformen kann der entfernten Server versuchen, unter Verwendung von Rückkanalkommunikationen direkt auf das Fahrzeug 12 zu reagieren. In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem 100 die Notfallnachricht kontinuierlich ausgeben, bis die Bestätigungsnachricht empfangen wird. Es sollte beachtet werden, dass das Verfahren 300 auch in einigen Ausführungsformen durch das externe Lidar-Kommunikationssystem 110 ausgeführt werden kann.
  • In einer Ausführungsform können das Verfahren 200, das Verfahren 300 und/oder Teile davon in einem oder mehreren Computerprogrammen (oder „Anwendungen“ oder „Skripts“) implementiert sein, die in einem computerlesbaren Medium enthalten sind und Anweisungen enthalten, die verwendbar sind (z. B. ausführbar) von einem oder mehreren Prozessoren des einen oder der mehreren Computer eines oder mehrerer Systeme. Das/die Computerprogramm(e) können ein oder mehrere Softwareprogramme beinhalten, die aus Programmanweisungen im Quellcode, Objektcode, ausführbarem Code oder anderen Formaten bestehen. In einer Ausführungsform kann jedes oder mehrere der Computerprogramme ein oder mehrere Firmwareprogramme und/oder Hardwarebeschreibungssprache-(HDL)-Dateien beinhalten. Des Weiteren können die Computerprogramme jeweils mit programmbezogenen Daten verknüpft werden und in einigen Ausführungsformen können die Computerprogramme mit den programmbezogenen Daten verpackt werden. Die programmbezogenen Daten können Datenstrukturen, Nachschlagetabellen, Konfigurationsdateien, Zertifikate oder andere relevante Daten beinhalten, die in einem anderen geeigneten Format dargestellt werden. Die Programmanweisungen können Programmmodule, Routinen, Programme, Funktionen, Vorgänge, Verfahren, Objekte, Komponenten und/oder dergleichen beinhalten. Das/die Computerprogramm(e) können auf einem oder mehreren Computern (oder VSMs) ausgeführt werden, z. B. auf mehreren Computern (oder VSMs), die miteinander in Verbindung stehen.
  • Das Computerprogramm bzw. die Computerprogramme können auf computerlesbaren Medien verkörpert sein (z. B. Speicher 66, anderer Speicher des Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystems 100, Speicher 38 der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 30, Speicher des externen Lidar-Kommunikationssystems 110), die nicht vorübergehend sein können und eine oder mehrere Speichervorrichtungen, Herstellungsgegenstände oder dergleichen beinhalten können. Zu den Beispielen für computerlesbare Medien gehören Systemspeicher von Computern, z.B. RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), ROM (Nur-Lese-Speicher); Halbleiterspeicher, z.B. EPROM (löschbarer, programmierbarer ROM), EEPROM (elektrisch löschbarer, programmierbarer ROM), Flash-Speicher; magnetische oder optische Platten oder Bänder; und/oder dergleichen. Ein computerlesbares Medium kann außerdem Verbindungen von Rechner zu Rechner beinhalten, wenn beispielsweise Daten über ein Netzwerk oder eine andere Kommunikationsverbindung (drahtgebunden, drahtlos oder in einer Kombination von beiden) übertragen oder bereitgestellt werden. Sämtliche Kombinationen aus den vorstehenden Beispielen fallen ebenfalls in den Umfang der computerlesbaren Medien. Es versteht sich daher, dass das Verfahren zumindest teilweise durch elektronische Artikel und/oder Geräte ausgeführt werden kann, die Anweisungen gemäß eines oder mehrerer Schritte des offenbarten Verfahrens ausführen können.
  • Es versteht sich, dass das Vorstehende eine Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung ist. Die Erfindung ist nicht auf die besondere(n) hierin offenbarte(n) Ausführungsform(en) beschränkt, sondern ausschließlich durch die folgenden Patentansprüche definiert. Darüber hinaus beziehen sich die in der vorstehenden Beschreibung gemachten Aussagen auf bestimmte Ausführungsformen und sind nicht als Einschränkungen des Umfangs der Erfindung oder der Definition der in den Patentansprüchen verwendeten Begriffe zu verstehen, außer dort, wo ein Begriff oder Ausdruck ausdrücklich vorstehend definiert wurde. Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Änderungen und Modifikationen an der/den ausgewiesenen Ausführungsform(en) sind für Fachleute offensichtlich. Alle diese anderen Ausführungsformen, Änderungen und Modifikationen sollten im Geltungsbereich der angehängten Patentansprüche verstanden werden.
  • Wie in dieser Spezifikation und den Patentansprüchen verwendet, sind die Begriffe „z. B“, „beispielsweise“, „zum Beispiel“, „wie z. B.“ und „wie“ und die Verben „umfassend“, „einschließend“ „aufweisend“ und deren andere Verbformen, wenn sie in Verbindung mit einer Auflistung von einer oder mehreren Komponenten oder anderen Elementen verwendet werden, jeweils als offen auszulegen, was bedeutet, dass die Auflistung andere zusätzliche Komponenten oder Elemente nicht ausschließt. Andere Begriffe sind in deren weitesten vernünftigen Sinn auszulegen, es sei denn, diese werden in einem Kontext verwendet, der eine andere Auslegung erfordert. Zusätzlich versteht sich der Ausdruck „und/oder“ als ein inklusives ODER. Somit ist der Ausdruck „A, B, und/oder C“ beispielsweise so zu verstehen, dass die folgenden Möglichkeiten abgedeckt werden: „A“; „B“; „C“; „A und B“; „A und C“; „B und C“ und „A, Bund C“

Claims (10)

  1. Verfahren zur Datenkommunikation unter Verwendung von Lidar, wobei das Verfahren durch ein Lidar-Kommunikationssystem ausgeführt wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Aktivieren eines Datenkommunikationsmodus einer Lidar-Einheit; das Vorbereiten von Daten zur Kommunikation unter Verwendung von Lidar; nach dem Aktivieren des Datenkommunikationsmodus, das Emittieren einer Vielzahl von Lichtimpulsen unter Verwendung der Lidar-Einheit, wobei die Vielzahl von Lichtimpulsen in einer Weise emittiert wird, um die vorbereiteten Daten an eine externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung zu übertragen; und das Empfangen einer Bestätigungsnachricht, wobei die Bestätigungsnachricht den Empfang der vorbereiteten Daten an der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung anzeigt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Betreibens der Lidar-Einheit in einem Objekterkennungsmodus, wobei die Lidar-Einheit, wenn sie in dem Objekterkennungsmodus arbeitet, Lidarsignale unter Verwendung eines Scanmodus emittiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lidar-Kommunikationssystem ein Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem ist, das als Teil der Fahrzeugelektronik des Fahrzeugs in ein Fahrzeug installiert ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Vorbereitungsschritt durch eine Datenkommunikationssteuerung ausgeführt wird und wobei die vorbereiteten Daten über einen Kommunikationsbus der Fahrzeugelektronik an die Lidar-Einheit gesendet werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Aktivierung des Datenkommunikationsmodus das Ändern einer Art der Emission des Lidar aus einem Scanmodus in einem festen Vektormodus beinhaltet.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Datenkommunikationsmodus ein Notfallübertragungsmodus ist, wobei die Aktivierung des Datenkommunikationsmodus das Ändern einer Art der Emission des Lidar aus einem Scanmodus in einen langsamen Scanmodus beinhaltet, und optional, wobei die Lidar-Einheit kontinuierlich die Vielzahl von Lichtimpulsen emittiert, bis die Bestätigungsnachricht empfangen wird, und wobei die Vielzahl von Lichtimpulsen eine Notfallnachricht übermittelt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung die Bestätigungsnachricht über die Rückkanalkommunikation an das Lidar-Kommunikationssystem sendet.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung die Bestätigungsnachricht über einen Download-Lidar-Kommunikationskanal an das Lidar-Kommunikationssystem sendet, das zwischen einem Lidar-Emitter der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung und einem Lidar-Empfänger der Lidar-Einheit eingerichtet ist, und optional, wobei das Lidar-Kommunikationssystem die vorbereiteten Daten kontinuierlich unter Verwendung der Vielzahl von Lichtimpulsen sendet, bis die Bestätigungsnachricht empfangen wird.
  9. Verfahren zur Datenkommunikation unter Verwendung von Lidar, wobei das Verfahren durch ein Lidar-Kommunikationssystem ausgeführt wird, das in einem Fahrzeug als Teil der Fahrzeugelektronik des Fahrzeugs installiert ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Betreiben einer Lidar-Einheit in einem Objekterkennungsmodus; das Bestimmen, um die Lidar-Einheit in einem Datenkommunikationsmodus zu betreiben; das Aktivieren des Datenkommunikationsmodus einer Lidar-Einheit; nach dem Aktivieren des Datenkommunikationsmodus, das Emittieren von Daten von der Lidar-Einheit unter Verwendung einer Vielzahl von Lichtimpulsen über einen Upload-Lidar-Kommunikationskanal zu einer externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung; und das Empfangen einer Bestätigungsnachricht, wobei die Bestätigungsnachricht den Empfang der emittierten Daten an der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung anzeigt.
  10. Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem, Folgendes umfassend: einen Prozessor und Speicher; eine Lidar-Einheit, die einen Lidar-Emitter beinhaltet; und eine Datenkommunikationssteuerung, die kommunikativ mit der Lidar-Einheit gekoppelt ist; wobei der Speicher Computeranweisungen beinhaltet, die, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, das Fahrzeug-Lidar-Kommunikationssystem veranlassen zum: Aktivieren eines Datenkommunikationsmodus der Lidar-Einheit; Vorbereiten von Daten für die Kommunikation unter Verwendung von Lidar; nach dem Aktivieren des Datenkommunikationsmodus, Emittieren einer Vielzahl von Lichtimpulsen unter Verwendung des Lidar-Emitter, wobei die Vielzahl von Lichtimpulsen in einer Weise emittiert wird, um die vorbereiteten Daten an eine externe Lidar-Kommunikationsvorrichtung zu übertragen; und Empfangen einer Bestätigungsnachricht, wobei die Bestätigungsnachricht den Empfang der vorbereiteten Daten an der externen Lidar-Kommunikationsvorrichtung anzeigt.
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