DE102021125956A1

DE102021125956A1 - ÜBERMITTLUNG VON FAHRZEUGINFORMATIONEN AN FUßGÄNGER

Info

Publication number: DE102021125956A1
Application number: DE102021125956.8A
Authority: DE
Inventors: Paul Schmitt; Emilio Frazzoli; Cristhian Guillermo Lizarazo Jimenez; Luke Fletcher
Original assignee: Motional AD LLC
Current assignee: Motional AD LLC
Priority date: 2020-10-08
Filing date: 2021-10-06
Publication date: 2022-04-14
Also published as: KR102684460B1; KR20220047532A; GB2601414B; CN114394110A; GB2616356B; GB2601414A; US11738682B2; GB2616356A; GB202114378D0; US20220111871A1; US20230347815A1; GB202218858D0; GB202305520D0

Abstract

Unter anderem werden Techniken für expressive Fahrzeugsysteme beschrieben. Diese Techniken können das Erhalten von einer Umgebung zugeordneten Daten mit mindestens einem Prozessor, wobei die Umgebung ein Fahrzeug und mindestens ein Objekt umfasst; das Bestimmen eines expressiven Manövers, das eine Verlangsamung des Fahrzeugs enthält, sodass das Fahrzeug mindestens in einer ersten Entfernung von dem mindestens einen Objekt anhält und das Fahrzeug eine höchste Verlangsamung erreicht, wenn das Fahrzeug eine zweite Entfernung von dem mindestens einen Objekt entfernt ist; Erzeugen von der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten basierend auf der dem expressiven Manöver zugeordneten Verlangsamung; und Übertragen der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten enthalten, um das Fahrzeug zu veranlassen, basierend auf der dem expressiven Manöver zugeordneten Verlangsamung zu verlangsamen.

Description

QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/197.146 , eingereicht am 4. Juni 2021, und der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/174.991 , eingereicht am 14. April 2021, und der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/089.534 , eingereicht am 8. Oktober 2020, deren Gesamtinhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Beschreibung bezieht sich auf die Übermittlung von Fahrzeuginformationen an Fußgänger, Radfahrer, Verkehrslotsen, menschliche Fahrer usw. unter Verwendung eines expressiven Fahrzeugsystems.
HINTERGRUND
Fußgänger und menschliche Fahrer verlassen sich in hohem Maße auf Gesten von anderen menschlichen Fahrern. Wenn sich beispielsweise ein Fahrzeug einem Fußgängerüberweg nähert, warten Fußgänger oft auf ein Nicken oder ein Zeichen des Fahrers des Fahrzeugs, dass es für sie sicher ist, diesen zu überqueren. Ohne diesen Hinweis durch den Fahrer könnte sich der Fußgänger unwohl fühlen, wenn er vor dem Fahrzeug läuft.
Bei einigen Fahrzeugen ist möglicherweise kein Fahrer anwesend (z. B. bei autonomen Fahrzeugen), sodass es für Fußgänger noch unangenehmer sein kann, sich in der Nähe des Fahrzeugs - ganz zu schweigen direkt im Fahrweg des Fahrzeugs - zu bewegen.
Figurenliste

1 zeigt ein Beispiel für ein autonomes Fahrzeug mit autonomer Fähigkeit.
2 veranschaulicht ein Beispiel für eine „Cloud“-Rechenumgebung.
3 veranschaulicht ein Computersystem.
4 zeigt ein Beispiel für die Architektur eines autonomen Fahrzeugs.
5 zeigt ein Beispiel für Eingaben und Ausgaben, die durch ein Wahrnehmungsmodul verwendet werden können.
6 zeigt ein Beispiel für ein LiDAR-System.
7 zeigt das LiDAR-System im Betrieb.
8 zeigt die Funktionsweise des LiDAR-Systems mit zusätzlichen Details.
9 zeigt ein Blockdiagramm der Zusammenhänge zwischen Eingaben und Ausgaben eines Planungsmoduls.
10 zeigt ein Blockdiagramm der Eingaben und Ausgaben eines Steuermoduls.
11 zeigt ein Blockdiagramm der Eingaben, Ausgaben und Komponenten einer Steuervorrichtung.
12 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem, das einem Fußgänger seine Absicht durch ein Verlangsamungsmanöver mitteilt.
13 zeigt ein Verlangsamungsprofil eines expressiven Fahrzeugsystems.
14 zeigt ein Blockdiagramm eines expressiven Fahrzeugsystems.
15 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem, das einem Fußgänger seine Absicht mittels akustischer und visueller Kommunikation mitteilt.
16 zeigt eine schematische Darstellung eines Rades eines Fahrzeugs mit expressiver Beleuchtung.
17 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem, das seine Absicht einem Radfahrer, der sich einem Fußgängerüberweg nähert, mitteilt.
18 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem, das seine Absicht einem Fußgänger, der die Straße zu überqueren beabsichtigt und sich einem Fahrstreifen im Weg des Fahrzeugs nähert, mitteilt.
19 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem, das seine Absicht einem Verkehrslotsen im Fahrweg des Fahrzeugs mitteilt.
20 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem, das seine Absicht einem Fußgänger, der auf Abholung durch das Fahrzeug wartet, mitteilt.
21 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem, das seine Absicht einem Fahrgast auf dem Weg zu einem Absetzort mitteilt.
22 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem, das seine Absicht einem Fußgänger, der auf Abholung durch das Fahrzeug wartet, mitteilt.
23 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem, das seine Absicht anderen Fahrzeugen während eines Fahrstreifenwechsels mitteilt.
24 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem, das seine Absicht anderen Fahrzeugen beim Einfädeln in den Verkehr mitteilt.
25 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem, das seine Absicht anderen Fahrzeugen an einer Viererkreuzung mitteilt.
26 zeigt ein Blockdiagramm eines expressiven Fahrzeugsystems.
27 zeigt ein Blockdiagramm mit zusätzlichen Details eines expressiven Fahrzeugsystems.
28 zeigt ein Blockdiagramm von Berechnungen als Teil eines Bewegungsbahnplaners eines expressiven Fahrzeugsystems.
29 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens für ein expressives Fahrzeugsystem.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden zwecks Erklärung zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Es wird jedoch offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung auch ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden kann. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Vorrichtungen in Blockdiagrammform dargestellt, um eine unnötige Verschleierung der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
Zur leichteren Beschreibung sind in den Zeichnungen spezifische Anordnungen oder Reihenfolgen von schematischen Elementen abgebildet, wie zum Beispiel solche, die Vorrichtungen, Module, Anweisungsblöcke und Datenelemente darstellen. Der Fachmann sollte jedoch verstehen, dass die spezifische Reihenfolge oder Anordnung der schematischen Elemente in den Zeichnungen nicht bedeuten soll, dass eine bestimmte Reihenfolge oder Sequenz der Bearbeitung oder eine Trennung der Prozesse erforderlich ist. Ferner soll die Aufnahme eines schematischen Elements in eine Zeichnung nicht bedeuten, dass dieses Element in allen Ausführungsformen erforderlich ist oder dass die durch dieses Element dargestellten Merkmale in einigen Ausführungsformen nicht in andere Elemente aufgenommen oder mit anderen Elementen kombiniert werden dürfen.
Ferner ist in den Zeichnungen, in denen Verbindungselemente, wie beispielsweise durchgezogene oder gestrichelte Linien oder Pfeile verwendet werden, um eine Verbindung, Beziehung oder Verknüpfung zwischen oder unter zwei oder mehreren anderen schematischen Elementen darzustellen, das Fehlen solcher Verbindungselemente nicht so zu verstehen, dass keine Verbindung, Beziehung oder Verknüpfung bestehen kann. Mit anderen Worten werden einige Verbindungen, Zusammenhänge oder Verknüpfungen zwischen Elementen in den Zeichnungen nicht dargestellt, um die Offenbarung nicht zu verschleiern. Zur leichteren Veranschaulichung wird außerdem ein einzelnes Verbindungselement verwendet, um mehrere Verbindungen, Zusammenhänge oder Verknüpfungen zwischen Elementen darzustellen. Wenn zum Beispiel ein Verbindungselement eine Kommunikation von Signalen, Daten oder Anweisungen darstellt, sollte der Fachmann verstehen, dass ein solches Element einen oder mehrere Signalwege (z. B. einen Bus) darstellt, je nachdem, was erforderlich ist, um die Kommunikation zu bewirken.
Im Folgenden wird im Detail Bezug auf Ausführungsformen genommen, deren Beispiele in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht sind. In der folgenden detaillierten Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen zu ermöglichen. Jedoch wird für einen durchschnittlichen Fachmann deutlich sein, dass die verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden können. In anderen Fällen sind allgemein bekannte Verfahren, Vorgehensweisen, Komponenten, Schaltungen und Netzwerke nicht ausführlich beschrieben, um eine unnötige Verschleierung der Aspekte der Ausführungsformen zu vermeiden.
Im Folgenden werden mehrere Merkmale beschrieben, die jeweils unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination anderer Merkmale verwendet werden können. Allerdings kann es sein, dass ein einzelnes Merkmal keines der oben erörterten Probleme oder nur eines der oben erörterten Probleme anspricht. Einige der oben erörterten Probleme werden möglicherweise durch keines der hier beschriebenen Merkmale vollständig angesprochen. Auch wenn Überschriften angegeben sind, können Informationen, die sich auf eine bestimmte Überschrift beziehen, aber nicht in dem Abschnitt mit dieser Überschrift zu finden sind, auch an anderer Stelle in dieser Beschreibung gefunden werden. Ausführungsformen werden hier gemäß der folgenden Übersicht beschrieben:

1. Allgemeiner Überblick
2. Systemübersicht
3. Architektur autonomer Fahrzeuge
4. Eingaben autonomer Fahrzeuge
5. Planung autonomer Fahrzeuge
6. Steuerung autonomer Fahrzeuge
7. Expressives Fahrzeugsystem

Allgemeiner Überblick
Zusätzlich zu Gesten können Fußgänger auch die Bewegungen des Fahrzeugs und dessen Position in Bezug auf den Fußgänger zum Bestimmen der Absicht heranziehen. Zusätzlich zur Mitteilung der Absicht des Fahrzeugs, anzuhalten, kann dieses Konzept auch auf die Mitteilung der Absicht, „durchzufahren“ oder nicht anzuhalten, angewendet werden. Darüber hinaus könnte das Konzept dazu angewendet werden, die Absicht anderen Fahrern an Viererhalteschildern mitzuteilen. Darüber hinaus könnte das Konzept auf die Absicht, in eine Straßeneinmündung einzufahren, angewendet werden.
Expressive Fahrzeugsysteme ermöglichen es einem Fußgänger durch Übermittlung einer Anzeige, den Betriebszustand eines Fahrzeugs zu erkennen. Der Betriebszustand könnte ein Zustand sein, gemäß dem ein Fahrzeug mit einem oder mehreren Fahrmanövern operieren könnte, wie zum Beispiel ein langsames Heranfahren an eine Haltelinie. Die Anzeige könnte ferner ein Klangbild sein. Wenn beispielsweise ein Klangbild ausgesandt wird, dessen Frequenz abnimmt, während sich das Fahrzeug nähert (z. B. um das Klangbild beim Reduzieren der Motordrehzahl zu imitieren) und anhält, könnte der Fußgänger das Fahrzeug als langsamer werdend wahrnehmen.
Ferner könnte das Fahrzeug in einer größeren Entfernung zum Fußgänger anhalten, als es ein typischer menschlicher Fahrer tun würde, die maximale Verlangsamung in einer weiteren Entfernung zum Fußgänger erreichen und in einer weiteren Entfernung zum Fußgänger zum Stillstand kommen. Darüber hinaus könnte das Fahrzeug auch ein anderes Verlangsamungsprofil als ein Fahrzeug aufweisen, das kein expressives Fahrzeugsystem verwendet. Beispielsweise könnte ein teilautonomes Fahrzeug ein voraus befindliches Objekt erkennen, aber mit einem bestimmten Verlangsamungsprofil abbremsen, während dasselbe teilautonome Fahrzeug mit dem expressiven Fahrzeugsystem mit einem anderen Verlangsamungsprofil abbremsen würde. Auf diese Weise ist das Verlangsamungsprofil (wann gebremst werden soll, wie schnell das Fahrzeug abgebremst werden soll, wie nah das Fahrzeug am Objekt sein soll usw.) von dem Objekt abhängig.
Zu den Vorteilen dieser Techniken gehört, dass sie den Fußgängern in der Umgebung des Fahrzeugs den Betriebszustand des Fahrzeugs vermitteln. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Bewegung des Fahrzeugs durch den Fußgänger richtig interpretiert wird.
Die in dieser Anwendung beschriebenen Systeme ermöglichen auch die Steuerung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Anwesenheit, der Geschwindigkeit und/oder der Bewegungsbahn des Objekts. Dies wird durch verschiedene Sensoren an Bord des Fahrzeugs erreicht. Das Fahrzeug kann dann so gesteuert werden, dass es mit einem bestimmten Verlangsamungsprofil abbremst, um weit vor dem Objekt sicher anzuhalten.
Systemübersicht
1 zeigt ein Beispiel für ein autonomes Fahrzeug 100, das über autonome Fähigkeit verfügt.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „autonome Fähigkeit“ auf eine Funktion, ein Merkmal oder eine Einrichtung, die es ermöglicht, ein Fahrzeug teilweise oder vollständig ohne menschliches Eingreifen in Echtzeit zu betreiben, einschließlich, aber nicht beschränkt auf vollständig autonome Fahrzeuge, hochgradig autonome Fahrzeuge und bedingt autonome Fahrzeuge.
Wie hier verwendet, ist ein autonomes Fahrzeug (AF) ein Fahrzeug, das über autonome Fähigkeiten verfügt.
Wie hier verwendet, umfasst „Fahrzeug“ Transportmittel für den Transport von Gütern oder Personen. Zum Beispiel Autos, Busse, Züge, Flugzeuge, Drohnen, Lastwagen, Boote, Schiffe, Tauchboote, Lenkflugkörper usw. Ein fahrerloses Kraftfahrzeug ist ein Beispiel für ein Fahrzeug.
Wie hier verwendet, bezieht sich „Bewegungsbahn“ auf einen Weg oder eine Route zum Navigieren eines AF von einem ersten räumlich-zeitlichen Ort zu einem zweiten raumzeitlichen Ort. In einer Ausführungsform wird der erste raumzeitliche Ort als Anfangs- oder Startort und der zweite raumzeitliche Ort als Bestimmungsort, Endort, Ziel, Zielposition oder Zielort bezeichnet. In einigen Beispielen besteht eine Bewegungsbahn aus einem oder mehreren Segmenten (z. B. Straßenabschnitten), und jedes Segment besteht aus einem oder mehreren Blöcken (z. B. Abschnitten eines Fahrstreifens oder einer Kreuzung). In einer Ausführungsform entsprechen die raumzeitlichen Orte den Orten der realen Welt. Die raumzeitlichen Orte sind zum Beispiel Abhol- oder Absetzorte zum Abholen oder Absetzen von Personen oder Gütern.
Wie hier verwendet, umfasst „Sensor(en)“ eine oder mehrere Hardwarekomponenten, die Informationen über die Umgebung rund um den Sensor erfassen. Einige der Hardwarekomponenten können sensorische Komponenten (z. B. Bildsensoren, biometrische Sensoren), Sende- und/oder Empfangskomponenten (z. B. Laser- oder Hochfrequenzwellensender und -empfänger), elektronische Komponenten wie Analog-Digital-Wandler, eine Datenspeichervorrichtung (z. B. ein RAM und/oder ein nichtflüchtiger Speicher), Software- oder Firmwarekomponenten und Datenverarbeitungskomponenten wie eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung), einen Mikroprozessor und/oder einen Mikrocontroller umfassen.
Wie hier verwendet, ist eine „Szeneriebeschreibung“ eine Datenstruktur (z. B. Liste) oder ein Datenstrom, der ein oder mehrere klassifizierte oder markierte Objekte enthält, die durch einen oder mehrere Sensoren an dem AF-Fahrzeug erkannt oder durch eine AF-externe Quelle bereitgestellt werden.
Wie hier verwendet, ist eine „Straße“ ein physischer Bereich, der durch ein Fahrzeug befahren werden kann und einem benannten Verkehrsweg (z. B. Stadtstraße, Autobahn usw.) oder einem unbenannten Verkehrsweg (z. B. eine Einfahrt an einem Haus oder Bürogebäude, ein Abschnitt eines Parkplatzes, ein Abschnitt eines leeren Grundstücks, ein Feldweg in einem ländlichen Gebiet usw.) entsprechen kann. Da einige Fahrzeuge (z. B. Allradlastwagen, Geländewagen, usw.) in der Lage sind, eine Vielzahl physischer Bereiche zu befahren, die nicht speziell für den Fahrzeugverkehr angepasst sind, kann eine „Straße“ ein physischer Bereich sein, der nicht formell durch eine Gemeinde oder andere Regierungs- oder Verwaltungsbehörde als Verkehrsweg definiert ist.
Wie hier verwendet, ist ein „Fahrstreifen“ ein Abschnitt einer Straße, der durch ein Fahrzeug befahren werden kann. Ein Fahrstreifen wird mitunter basierend auf Fahrstreifenmarkierungen gekennzeichnet. Beispielsweise kann ein „Fahrstreifen“ dem größten Teil oder der Gesamtheit des Zwischenraums zwischen den Fahrstreifenmarkierungen oder nur einem Teil (z. B. weniger als 50 %) des Zwischenraums zwischen den Fahrstreifenmarkierungen entsprechen. Zum Beispiel könnte eine Straße mit weit auseinanderliegenden Fahrstreifenmarkierungen zwei oder mehr Fahrzeuge zwischen den Markierungen aufnehmen, sodass ein Fahrzeug das andere überholen kann, ohne die Fahrstreifenmarkierungen zu überqueren, und könnte daher so interpretiert werden, dass ein Fahrstreifen schmaler als der Zwischenraum zwischen den Fahrstreifenmarkierungen ist oder dass zwei Fahrstreifen zwischen den Fahrstreifenmarkierungen liegen. Ein Fahrstreifen könnte auch bei Fehlen von Fahrstreifenmarkierungen interpretiert werden. Beispielsweise kann ein Fahrstreifen basierend auf physischen Merkmalen einer Umgebung definiert werden, z. B. durch Felsen und Bäume entlang einer Durchgangsstraße in einem ländlichen Gebiet oder z. B. durch natürliche Hindernisse, die in einem unerschlossenen Gebiet zu vermeiden sind. Ein Fahrstreifen könnte auch unabhängig von Fahrstreifenmarkierungen oder physischen Merkmalen interpretiert werden. Beispielsweise könnte ein Fahrstreifen basierend auf einem beliebigen, hindernisfreien Weg in einem Gebiet interpretiert werden, in dem ansonsten Merkmale fehlen, die als Fahrstreifenbegrenzungen interpretiert werden würden. In einem Beispielszenario könnte ein AF einen Fahrstreifen durch einen hindernisfreien Abschnitt eines Feldes oder einer leeren Geländefläche interpretieren. In einem anderen Beispielszenario könnte ein AF einen Fahrstreifen durch eine breite (z. B. breit genug für zwei oder mehr Fahrstreifen) Straße interpretieren, die keine Fahrstreifenmarkierungen aufweist. In diesem Szenario könnte das AF Informationen über den Fahrstreifen an andere AFs übermitteln, sodass die anderen AFs die gleichen Fahrstreifeninformationen verwenden können, um die Wegplanung untereinander zu koordinieren.
Der Begriff „Over-the-Air(OTA)-Client“ umfasst jedes AF oder jede elektronische Vorrichtung (z. B. Computer, Steuervorrichtung, IoT-Vorrichtung, elektronisches Steuergerät (ECU)), die in ein AF eingebettet, mit einem AF gekoppelt oder in Kommunikation mit einem AF steht.
Der Begriff „Over-the-Air(OTA)-Aktualisierung“ bezeichnet jede Aktualisierung, Änderung, Löschung oder Hinzufügung von Software, Firmware, Daten oder Konfigurationseinstellungen oder jede Kombination davon, die an einen OTA-Client unter Verwendung firmeneigener und/oder standardisierter drahtloser Kommunikationstechnologie geliefert wird, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: zellulare Mobilkommunikation (z. B. 2G, 3G, 4G, 5G), drahtlose Funknetze (z. B. WLAN) und/oder Satelliten-Internet.
Der Begriff „Edge-Knoten“ bezeichnet ein oder mehrere mit einem Netzwerk gekoppelte Edge-Vorrichtungen, die ein Portal für die Kommunikation mit AFs bieten und mit anderen Edge-Knoten und einer Cloud-basierten Rechenplattform kommunizieren können, um OTA Aktualisierungen zu planen und an OTA-Clients zu liefern.
Der Begriff „Edge-Vorrichtung“ bedeutet eine Vorrichtung, die einen Edge-Knoten implementiert und einen physischen drahtlosen Zugangspunkt (AP) in Kernnetzwerke von Unternehmen oder Dienstanbietern (z. B. VERIZON, AT&T) bereitstellt. Beispiele für Edge-Vorrichtungen beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf: Computer, Controller, Sender, Router, Routing-Switches, integrierte Zugangsgeräte (IADs), Multiplexer, Zugangsgeräte für Großstadtnetze (MANs) und Weitverkehrsnetze (WANs).
„Eine oder mehrere“ umfasst eine Funktion, die durch ein Element ausgeführt wird, eine Funktion, die durch mehr als ein Element ausgeführt wird, z. B. auf verteilte Weise, wobei mehrere Funktionen durch ein Element ausgeführt werden, mehrere Funktionen durch mehrere Elemente ausgeführt werden, oder eine beliebige Kombination des oben Genannten.
Es versteht sich auch, dass die Begriffe „erste“, „zweite“ usw. hier zwar in einigen Fällen zur Beschreibung verschiedener Elemente verwendet werden, diese Elemente jedoch nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden sollten. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Beispielsweise könnte ein erster Kontakt als ein zweiter Kontakt bezeichnet sein, und in ähnlicher Weise könnte ein zweiter Kontakt als ein dritter Kontakt bezeichnet sein, ohne vom Schutzbereich der verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen. Der erste Kontakt und der zweite Kontakt sind beide Kontakte, aber sie sind nicht derselbe Kontakt.
Die Terminologie, die bei der Beschreibung der verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht als einschränkend beabsichtigt. Bei der Beschreibung der verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen und der beigefügten Ansprüche sollen die Singularformen „ein“, „eine“ sowie „der“, „die“, „das“ auch die Pluralformen einschließen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorgibt. Es versteht sich auch, dass der Begriff „und/oder“ wie hier verwendet sich auf alle möglichen Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgelisteten Punkte bezieht und diese mit einschließt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „enthalten“, „einschließlich“, „umfassen“, und/oder „umfassend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten davon angibt, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines/einer oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließt.
Wie hier verwendet, ist der Begriff „falls“ gegebenenfalls so auszulegen, dass er je nach Zusammenhang „wenn“ oder „bei“ oder „als Reaktion auf das Ermitteln“ oder „als Reaktion auf das Erkennen“ bedeutet. In ähnlicher Weise ist die Formulierung „falls ermittelt wird“ oder „falls [ein angegebener Zustand oder ein Ereignis] erkannt wird“ je nach Zusammenhang gegebenenfalls so auszulegen, dass sie „bei Ermitteln“ oder „als Reaktion auf das Ermitteln“ oder „bei Erkennen [des angegebenen Zustands oder Ereignisses]“ oder „als Reaktion auf das Erkennen [des angegebenen Zustands oder Ereignisses]“ bedeutet.
Wie hier verwendet, bezieht sich ein AF-System auf das AF zusammen mit der Anordnung von Hardware, Software, gespeicherten Daten und in Echtzeit erzeugten Daten, die den Betrieb des AF unterstützen. In einer Ausführungsform ist das AF-System in das AF integriert. In einer Ausführungsform ist das AF-System über mehrere Orte verteilt. Zum Beispiel ist ein Teil der Software des AF-Systems auf einer Cloud-Rechenumgebung implementiert, ähnlich der Cloud-Rechenumgebung 300, die im Folgenden mit Bezug auf 3 beschrieben wird.
Allgemein beschreibt dieses Dokument Technologien, die auf alle Fahrzeuge anwendbar sind, die über eine oder mehrere autonome Fähigkeiten verfügen, einschließlich vollständig autonomer Fahrzeuge, hochgradig autonomer Fahrzeuge und bedingt autonomer Fahrzeuge, wie z. B. sogenannte Stufe-5-, Stufe-4- und Stufe-3-Fahrzeuge (siehe SAE International Standard J3016: Taxonomy and Definitions for Terms Related to On-Road Motor Vehicle Automated Driving Systems (Taxonomie und Definitionen für Begriffe im Zusammenhang mit automatischen Straßen-Kraftfahrzeug-Fahrsystemen), die durch Verweis in ihrer Gesamtheit übernommen wurde, für weitere Einzelheiten über die Klassifizierung von Autonomiegraden in Fahrzeugen). Die in diesem Dokument beschriebenen Technologien sind auch auf teilautonome Fahrzeuge und fahrerunterstützte Fahrzeuge anwendbar, wie z. B. sogenannte Stufe-2- und Stufe-1-Fahrzeuge (siehe SAE International's Standard J3016: Taxonomy and Definitions for Terms Related to On-Road Motor Vehicle Automated Driving Systems (Taxonomie und Definitionen für Begriffe im Zusammenhang mit automatisierten Straßen-Kraftfahrzeug-Fahrsystemen)). In einer Ausführungsform können eines oder mehrere der Fahrzeugsysteme der Stufen 1, 2, 3, 4 und 5 unter bestimmten Betriebsbedingungen basierend auf dem Verarbeiten von Sensoreingaben bestimmte Fahrzeugfunktionen (z. B. Lenken, Bremsen und Verwenden von Karten) automatisieren. Die in diesem Dokument beschriebenen Technologien können Fahrzeugen auf allen Stufen zugute kommen, von vollständig autonomen Fahrzeugen bis hin zu durch Menschen betriebenen Fahrzeugen.
Autonome Fahrzeuge haben Vorteile gegenüber Fahrzeugen, die einen menschlichen Fahrer erfordern. Ein Vorteil ist die Sicherheit. Zum Beispiel gab es in den Vereinigten Staaten im Jahr 2016 6 Millionen Autounfälle, 2,4 Millionen Verletzte, 40.000 Tote und 13 Millionen Unfallfahrzeuge, deren gesellschaftliche Kosten auf über 910 Milliarden Dollar geschätzt werden. Die Zahl der Verkehrstoten pro 100 Millionen gefahrener Meilen ist in den USA von 1965 bis 2015 von ca. sechs auf ca. eins zurückgegangen, was zum Teil auf zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen in den Fahrzeugen zurückzuführen ist. Beispielsweise wird davon ausgegangen, dass eine zusätzliche halbe Sekunde, in der vor einem Zusammenstoß gewarnt wird, 60 % der Auffahrunfälle abmildert. Allerdings haben passive Sicherheitsmerkmale (z. B. Sicherheitsgurte, Airbags) bei der Verbesserung dieser Zahl wahrscheinlich ihre Grenze erreicht. Daher sind aktive Sicherheitsmaßnahmen, wie die automatisierte Steuerung eines Fahrzeugs, der wahrscheinlich nächste Schritt zur Verbesserung dieser Statistiken. Da davon ausgegangen wird, dass bei 95 % der Unfälle menschliche Fahrer für ein kritisches Ereignis vor dem Unfall verantwortlich sind, werden automatisierte Fahrsysteme wahrscheinlich bessere Sicherheitsergebnisse erzielen, z. B. indem sie kritische Situationen besser als Menschen zuverlässig erkennen und vermeiden, bessere Entscheidungen treffen, Verkehrsgesetze befolgen und zukünftige Ereignisse besser vorhersagen als Menschen und ein Fahrzeug besser als Menschen zuverlässig steuern.
Mit Bezug auf 1 betreibt ein AF-System 120 das AF-System 100 entlang einer Bewegungsbahn 198 durch eine Umgebung 190 bis zu einem Zielort 199 (mitunter auch als Endort bezeichnet), wobei Objekte (z. B. natürliche Hindernisse 191, Fahrzeuge 193, Fußgänger 192, Radfahrer und andere Hindernisse) vermieden und Straßenregeln (z. B. Betriebsregeln oder Fahrpräferenzen) befolgt werden.
In einer Ausführungsform beinhaltet das AF-System 120 Vorrichtungen 101, die dazu eingerichtet sind, Betriebsbefehle aus den Computerprozessoren 146 zu empfangen und darauf zu reagieren. Wir verwenden den Begriff „Betriebsbefehl“, um eine ausführbare Anweisung (oder eine Menge von Anweisungen) zu bezeichnen, die ein Fahrzeug veranlasst, eine Maßnahme (z. B. ein Fahrmanöver oder eine Bewegung) durchzuführen. Betriebsbefehle können, ohne Einschränkung, Anweisungen für ein Fahrzeug enthalten, vorwärts zu fahren, die Vorwärtsfahrt zu unterbrechen, rückwärts zu fahren, die Rückwärtsfahrt zu unterbrechen, zu beschleunigen, abzubremsen, eine Linkskurve zu fahren und eine Rechtskurve zu fahren. In einer Ausführungsform ähneln die Computerprozessoren 146 dem nachfolgend mit Bezug auf 3 beschriebenen Prozessor 304. Beispiele für Vorrichtungen 101 beinhalten eine Lenksteuerung 102, Bremsen 103, Gangschaltung, Gaspedal oder andere Beschleunigungssteuerungsmechanismen, Scheibenwischer, Seitentürschlösser, Fenstersteuervorrichtungen und Blinker.
In einer Ausführungsform umfasst das AF-System 120 Sensoren 121 zur Messung oder Ableitung von Zuständen oder Bedingungen des AF 100, wie z. B. die Position, die Linear- und Winkelgeschwindigkeit und -beschleunigung und die Fahrtrichtung des AF (z. B. eine Ausrichtung des vorderen Endes des AF 100). Beispiele für Sensoren 121 sind GPS, Trägheitsmesseinheiten (IMU), die sowohl lineare Fahrzeugbeschleunigungen als auch Winkelbeschleunigungen messen, Raddrehzahlsensoren zum Messen oder Schätzen von Radschlupfverhältnissen, Radbremsdruck- oder Bremsmomentsensoren, Motordrehmoment- oder Raddrehmomentsensoren sowie Lenkwinkel- und Winkelgeschwindigkeitssensoren.
In einer Ausführungsform enthalten die Sensoren 121 auch Sensoren zum Erfassen oder Messen von Eigenschaften der Umgebung des AF. Zum Beispiel Monokular- oder Stereo-Videokameras 122 im sichtbaren Licht-, Infrarot- oder Wärmespektrum (oder beiden Spektren), LiDAR 123, RADAR, Ultraschallsensoren, Time-of-Flight(TOF)-Tiefensensoren, Geschwindigkeitssensoren, Temperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren und Niederschlagssensoren.
In einer Ausführungsform umfasst das AF-System 120 eine Datenspeichereinheit 142 und einen Speicher 144 zum Speichern von Maschinenanweisungen im Zusammenhang mit Computerprozessoren 146 oder durch Sensoren 121 gesammelten Daten. In einer Ausführungsform ähnelt die Datenspeichereinheit 142 dem ROM 308 oder der Speichervorrichtung 310, die nachfolgend mit Bezug auf 3 beschrieben werden. In einer Ausführungsform ähnelt der Speicher 144 dem nachfolgend beschriebenen Hauptspeicher 306. In einer Ausführungsform speichern die Datenspeichereinheit 142 und der Speicher 144 historische, Echtzeit- und/oder vorausschauende Informationen über die Umgebung 190. In einer Ausführungsform umfassen die gespeicherten Informationen Karten, Fahrleistungen, Aktualisierungen zu Verkehrsstaus oder Wetterbedingungen. In einer Ausführungsform werden Daten, die sich auf die Umgebung 190 beziehen, über einen Kommunikationskanal aus einer entfernt gelegenen Datenbank 134 an das AF 100 übertragen.
In einer Ausführungsform umfasst das AF-System 120 Kommunikationsvorrichtungen 140 zum Übermitteln gemessener oder abgeleiteter Eigenschaften von Zuständen und Bedingungen anderer Fahrzeuge wie z. B. Positionen, Linear- und Winkelgeschwindigkeiten, Linear- und Winkelbeschleunigungen sowie Linear- und Winkelfahrtrichtungen an das AF 100. Diese Vorrichtungen umfassen Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur(V2I)-Kommunikationsvorrichtungen und Vorrichtungen für drahtlose Kommunikation über Punkt-zu-Punkt- oder Ad-hoc-Netzwerke oder beides. In einer Ausführungsform kommunizieren die Kommunikationsvorrichtungen 140 über das elektromagnetische Spektrum (einschließlich Funk- und optische Kommunikation) oder andere Medien (z. B. Luft- und akustische Medien). Eine Kombination von Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)-Kommunikation, Fahrzeug-zu-Infrastruktur(V2I)-Kommunikation (und in einigen Ausführungsformen eine oder mehrere andere Kommunikationsarten) wird mitunter als Fahrzeug-zu-alles (V2X)-Kommunikation bezeichnet. Die V2X-Kommunikation entspricht in der Regel einem oder mehreren Kommunikationsstandards für die Kommunikation mit, zwischen und unter autonomen Fahrzeugen.
In einer Ausführungsform enthalten die Kommunikationsvorrichtungen 140 Kommunikationsschnittstellen. Zum Beispiel drahtgebundene, drahtlose, WiMAX-, Wi-Fi-, Bluetooth-, Satelliten-, Zellular-, optische, Nahfeld-, Infrarot- oder Funkschnittstellen. Die Kommunikationsschnittstellen übertragen Daten aus einer entfernt gelegenen Datenbank 134 an das AF-System 120. In einer Ausführungsform ist die entfernt gelegene Datenbank 134 wie in 2 beschrieben in eine Cloud-Rechenumgebung 200 eingebettet. Die Kommunikationsschnittstellen 140 übertragen die aus den Sensoren 121 gesammelten Daten oder andere Daten, die sich auf den Betrieb des AF 100 beziehen, an die entfernt gelegene Datenbank 134. In einer Ausführungsform übertragen die Kommunikationsschnittstellen 140 Informationen, die sich auf Teleoperationen beziehen, an das AF 100. In einigen Ausführungsformen kommuniziert das AF 100 mit anderen entfernt gelegenen (z. B. „Cloud“-) Servern 136.
In einer Ausführungsform speichert und überträgt die entfernt gelegene Datenbank 134 auch digitale Daten (z. B. Speichern von Daten wie Straßen- und Wegestandorte). Diese Daten werden im Speicher 144 des AF 100 gespeichert oder über einen Kommunikationskanal aus der entfernt gelegenen Datenbank 134 an das AF 100 übertragen.
In einer Ausführungsform speichert und überträgt die entfernt gelegene Datenbank 134 historische Daten über Fahreigenschaften (z. B. Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofile) von Fahrzeugen, die zuvor zu ähnlichen Tageszeiten entlang der Bewegungsbahn 198 gefahren sind. In einer Ausführungsform können diese Daten im Speicher 144 des AF 100 gespeichert oder über einen Kommunikationskanal aus der entfernt gelegenen Datenbank 134 an das AF 100 übertragen werden.
Die im AF 100 befindlichen Rechenvorrichtungen 146 erzeugen auf algorithmische Weise Steueraktionen, die sowohl auf Echtzeit-Sensordaten als auch auf vorherigen Informationen basieren, sodass das AF-System 120 seine autonomen Fahrfähigkeiten ausführen kann.
In einer Ausführungsform umfasst das AF-System 120 Computerperipherievorrichtungen 132, die mit Rechenvorrichtungen 146 gekoppelt sind, um Informationen und Warnungen an einen Benutzer (z. B. einen Insassen oder einen entfernt befindlichen Benutzer) des AF 100 zu liefern und Eingaben von diesem zu empfangen. In einer Ausführungsform ähneln die Peripherievorrichtungen 132 der Anzeigevorrichtung 312, der Eingabevorrichtung 314 und der Cursorsteuervorrichtung 316, die nachfolgend mit Bezug auf 3 behandelt werden. Die Kopplung erfolgt drahtlos oder drahtgebunden. Zwei oder mehr der Schnittstellenvorrichtungen könnten zu einer einzelnen Vorrichtung integriert sein.
In einer Ausführungsform empfängt und erzwingt das AF-System 120 die Datenschutzstufe eines Fahrgastes, die z. B. durch den Fahrgast spezifiziert oder in einem dem Fahrgast zugeordneten Profil gespeichert ist. Die Datenschutzstufe des Fahrgastes bestimmt, wie bestimmte Informationen, die dem Fahrgast zugeordnet sind (z. B. Fahrgastkomfortdaten, biometrische Daten usw.), verwendet, im Fahrgastprofil gespeichert und/oder auf dem Cloud-Server 136 gespeichert und dem Fahrgastprofil zugeordnet werden dürfen. In einer Ausführungsform gibt die Datenschutzstufe bestimmte einem Fahrgast zugeordnete Informationen an, die nach Beendigung der Fahrt gelöscht werden. In einer Ausführungsform spezifiziert die Datenschutzstufe bestimmte einem Fahrgast zugeordnete Informationen und identifiziert eine oder mehrere Einheiten, die zum Zugriff auf die Informationen berechtigt sind. Beispiele für bestimmte Einheiten, die zum Zugriff auf Informationen berechtigt sind, können andere AFs, AF-Systeme Dritter oder jede Einheit, die potenziell auf die Informationen zugreifen könnte, beinhalten.
Eine Datenschutzstufe eines Fahrgastes kann auf einer oder mehreren Granularitätsstufen festgelegt sein. In einer Ausführungsform identifiziert eine Datenschutzstufe bestimmte Informationen, die zu speichern oder weiterzugeben sind. In einer Ausführungsform gilt die Datenschutzstufe für alle dem Fahrgast zugeordneten Informationen, sodass der Fahrgast festlegen kann, dass keine seiner persönlichen Informationen gespeichert oder weitergegeben werden. Die Festlegung der Einheiten, die auf bestimmte Informationen zugreifen dürfen, kann auch auf verschiedenen Granularitätsstufen erfolgen. Verschiedene Mengen von Einheiten, denen der Zugriff auf bestimmte Informationen erlaubt ist, können z. B. andere AFs, Cloud-Server 136, bestimmte AF-Systeme von Drittanbietern usw. umfassen.
In einer Ausführungsform bestimmt das AF-System 120 oder der Cloud-Server 136, ob bestimmte Informationen, die einem Fahrgast zugeordnet sind, durch das AF 100 oder eine andere Einheit abgerufen werden können. So muss z. B. ein AF-System eines Drittanbieters, das versucht, auf die Eingabe von Fahrgästen in Bezug auf einen bestimmten raumzeitlichen Standort zuzugreifen, z. B. aus dem AF-System 120 oder dem Cloud-Server 136 die Genehmigung erhalten, auf die dem Fahrgast zugeordneten Informationen zuzugreifen. Beispielsweise verwendet das AF-System 120 die festgelegte Datenschutzstufe des Fahrgastes, um zu bestimmen, ob die auf den raumzeitlichen Standort bezogenen Fahrgasteingaben dem AF-System eines Drittanbieters, dem AF 100 oder einem anderen AF übermittelt werden können. Dadurch ist die Datenschutzstufe des Fahrgastes in der Lage, festzulegen, welche anderen Einheiten Daten über die Maßnahmen des Fahrgastes oder andere dem Fahrgast zugeordnete Daten empfangen dürfen.
2 veranschaulicht ein Beispiel für eine „Cloud“-Rechenumgebung. Cloud Computing ist ein Modell zum Bereitstellen von Diensten, das einen komfortablen, bedarfsgerechten Netzwerkzugang zu einem gemeinsam genutzten Bestand konfigurierbarer Rechenressourcen (z. B. Netzwerke, Netzwerkbandbreite, Server, Verarbeitung, Speicher, Anwendungen, virtuelle Maschinen und Dienste) ermöglicht. In typischen Cloud-Rechensystemen sind in einem oder mehreren großen Cloud-Rechenzentren die Rechner untergebracht, die zum Erbringen der durch die Cloud bereitgestellten Dienste verwendet werden. Mit Bezug auf 2 umfasst die Cloud-Rechenumgebung 200 Cloud-Rechenzentren 204a, 204b und 204c, die über die Cloud 202 miteinander verbunden sind. Die Rechenzentren 204a, 204b und 204c bieten Cloud-Rechendienste für die mit der Cloud 202 verbundenen Computersysteme 206a, 206b, 206c, 206d, 206e und 206f.
Die Cloud-Rechenumgebung 200 enthält ein oder mehrere Cloud-Rechenzentren. Allgemein bezieht sich ein Cloud-Rechenzentrum, z. B. das in 2 dargestellte Cloud-Rechenzentrum 204a, auf die physische Anordnung von Servern, die eine Cloud, z. B. die in 2 dargestellte Cloud 202, oder einen bestimmten Abschnitt einer Cloud bilden. Beispielsweise sind die Server physisch im Cloud-Rechenzentrum in Räumen, Gruppen, Reihen und Racks angeordnet. Ein Cloud-Rechenzentrum hat eine oder mehrere Zonen, die einen oder mehrere Räume mit Servern umfassen. Jeder Raum hat eine oder mehrere Reihen von Servern, und jede Reihe enthält ein oder mehrere Racks. Jedes Rack enthält einen oder mehrere einzelne Serverknoten. In einigen Ausführungen sind Server in Zonen, Räumen, Racks und/oder Reihen basierend auf den physischen Infrastrukturanforderungen der Rechenzentrumseinrichtung, die Strom, Energie, Heizung, Wärme und/oder andere Anforderungen umfassen, in Gruppen angeordnet. In einer Ausführungsform ähneln die Serverknoten dem in 3 beschriebenen Computersystem. Das Rechenzentrum 204a weist viele Rechensysteme auf, die über viele Racks verteilt sind.
Die Cloud 202 umfasst die Cloud-Rechenzentren 204a, 204b und 204c sowie die Netzwerk- und Netzwerkressourcen (z. B. Netzwerkgeräte, Knoten, Router, Switches und Netzwerkkabel), die die Cloud-Rechenzentren 204a, 204b und 204c miteinander verbinden und dazu beitragen, den Zugang der Computersysteme 206a-f zu den Cloud-Rechendiensten zu ermöglichen. In einer Ausführungsform stellt das Netzwerk eine Kombination aus einem oder mehreren lokalen Netzwerken, Weitverkehrsnetzwerken oder Internetnetzwerken dar, die über drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen mittels terrestrischer oder satellitengestützter Verbindungstechnik gekoppelt sind. Daten, die über das Netzwerk ausgetauscht werden, werden unter Verwendung einer Anzahl von Netzwerkschichtprotokollen übertragen, wie z. B. Internet Protocol (IP), Multiprotocol Label Switching (MPLS), Asynchronous Transfer Mode (ATM), Frame Relay, usw. Fernerhin werden in Ausführungsformen, in denen das Netzwerk eine Kombination aus mehreren Teilnetzwerken darstellt, in jedem der zugrunde liegenden Teilnetzwerke unterschiedliche Netzwerkschichtprotokolle verwendet. In einigen Ausführungsformen stellt das Netzwerk ein oder mehrere miteinander verbundene Internetnetzwerke dar, wie z. B. das öffentliche Internet.
Die Verbraucher der Rechensysteme 206a-f oder Cloud-Rechendienste sind über Netzwerkverbindungen und Netzwerkadapter mit der Cloud 202 verbunden. In einer Ausführungsform sind die Rechensysteme 206a-f als verschiedene Rechenvorrichtungen,
z. B. Server, Desktops, Laptops, Tablets, Smartphones, Geräte für das Internet der Dinge (IoT), autonome Fahrzeuge (darunter Autos, Drohnen, Pendelfahrzeuge, Züge, Busse usw.) und Verbraucherelektronik, implementiert. In einer Ausführungsform sind die Rechensysteme 206a-f in oder als Bestandteil von anderen Systemen implementiert.
3 veranschaulicht ein Computersystem 300. In einer Implementierung ist das Computersystem 300 eine Spezialrechenvorrichtung. Die Spezialrechenvorrichtung ist fest verdrahtet, um die Techniken auszuführen, oder umfasst digitale elektronische Vorrichtungen wie eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) oder feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), die dauerhaft programmiert sind, um die Techniken auszuführen, oder kann einen oder mehrere Universal-Hardware-Prozessoren umfassen, die dazu programmiert sind, die Techniken gemäß Programmanweisungen in Firmware, Arbeitsspeicher, anderen Speichern oder einer Kombination davon auszuführen. Derartige Spezialcomputervorrichtungen können auch kundenspezifische fest verdrahtete Logik, ASICs oder FPGAs mit kundenspezifischer Programmierung kombinieren, um die Techniken zu erzielen. In verschiedenen Ausführungsformen sind die Spezialrechenvorrichtungen Desktop-Computersysteme, tragbare Computersysteme, Handgeräte, Netzwerkgeräte oder sonstige Vorrichtungen, die zur Implementierung der Techniken festverdrahtete und/oder programmgesteuerte Logik enthalten.
In einer Ausführungsform umfasst das Computersystem 300 einen Bus 302 oder einen anderen Kommunikationsmechanismus zum Übermitteln von Informationen und einen mit einem Bus 302 gekoppelten Hardwareprozessor 304 zum Verarbeiten von Informationen. Der Hardwareprozessor 304 ist zum Beispiel ein Allzweck-Mikroprozessor. Das Computersystem 300 beinhaltet auch einen Hauptspeicher 306, wie beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder eine andere dynamische Speichervorrichtung, die mit dem Bus 302 zum Speichern von Informationen und Anweisungen gekoppelt ist, die durch den Prozessor 304 ausgeführt werden sollen. In einer Ausführungsform wird der Hauptspeicher 306 zum Speichern von temporären Variablen oder anderen Zwischeninformationen während der Ausführung von Anweisungen durch den Prozessor 304 verwendet. Derartige in nichtflüchtigen, für den Prozessor 304 zugänglichen Speichermedien gespeicherte Anweisungen machen aus dem Computersystem 300 eine Spezialmaschine, die auf das Ausführen der in den Anweisungen angegebenen Funktionen zugeschnitten ist.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Computersystem 300 ferner einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 308 oder eine andere statische Speichervorrichtung, die mit dem Bus 302 gekoppelt ist, um statische Informationen und Anweisungen für den Prozessor 304 zu speichern. Eine Speichervorrichtung 310, wie beispielsweise eine Magnetplatte, eine optische Platte, ein Solid-State-Laufwerk oder ein dreidimensionaler Kreuzpunktespeicher, ist vorhanden und mit dem Bus 302 zum Speichern von Informationen und Anweisungen gekoppelt.
In einer Ausführungsform ist das Computersystem 300 über den Bus 302 an eine Anzeigevorrichtung 312, wie z. B. eine Kathodenstrahlröhre (CRT), ein Flüssigkristalldisplay (LCD), ein Plasmadisplay, ein Leuchtdioden(LED)-Display oder ein organisches Leuchtdioden(OLED)-Display, zum Anzeigen von Informationen für einen Computerbenutzer gekoppelt. Eine Eingabevorrichtung 314 mit alphanumerischen und anderen Tasten ist mit dem Bus 302 zum Übermitteln von Informationen und Befehlsauswahlen an den Prozessor 304 gekoppelt. Eine andere Art von Benutzereingabevorrichtung ist eine Cursorsteuervorrichtung 316, z. B. eine Maus, ein Trackball, ein berührungsempfindliches Anzeigevorrichtung oder Cursorrichtungstasten zum Übermitteln von Richtungsinformationen und Befehlsauswahlen an den Prozessor 304 und zum Steuern der Cursorbewegung auf der Anzeigevorrichtung 312. Diese Eingabevorrichtung verfügt in der Regel über zwei Freiheitsgrade in zwei Achsen, eine erste Achse (z. B. x-Achse) und eine zweite Achse (z. B. y-Achse), mit denen die Vorrichtung Positionen in einer Ebene angeben kann.
Gemäß einer Ausführungsform werden die hier beschriebenen Techniken durch das Computersystem 300 als Reaktion darauf durchgeführt, dass der Prozessor 304 eine oder die mehreren Sequenzen von einer oder mehreren Anweisungen ausführt, die im Hauptspeicher 306 enthalten sind. Derartige Anweisungen werden aus einem anderen Speichermedium, z. B. der Speichervorrichtung 310, in den Hauptspeicher 306 eingelesen. Die Ausführung der im Hauptspeicher 306 enthaltenen Anweisungssequenzen veranlasst den Prozessor 304, die hier beschriebenen Prozessschritte durchzuführen. In alternativen Ausführungsformen wird eine fest verdrahtete Schaltungsanordnung anstelle von oder in Kombination mit Softwareanweisungen verwendet.
Der Begriff „Speichermedium“, wie hier verwendet, betrifft alle nichtflüchtigen Medien, die Daten und/oder Anweisungen speichern, die eine Maschine veranlassen, auf eine spezifische Art und Weise zu arbeiten. Derartige Speichermedien umfassen nichtflüchtige Medien und/oder flüchtige Medien. Nichtflüchtige Medien umfassen z. B. optische Platten, Magnetplatten, Solid-State-Laufwerke oder dreidimensionale Kreuzpunktespeicher, wie z. B. die Speichervorrichtung 310. Flüchtige Medien umfassen dynamische Speicher, wie beispielsweise den Hauptspeicher 306. Übliche Formen von Speichermedien umfassen zum Beispiel eine Floppy-Disk, eine Diskette, eine Festplatte, ein Solid-State-Laufwerk, ein Magnetband oder jedes andere magnetische Datenspeichermedium, einen CD-ROM, ein beliebiges anderes optisches Datenspeichermedium, ein beliebiges physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM und EPROM, einen FLASH-EPROM, NV-RAM, oder einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine Speicherkassette.
Speichermedien unterscheiden sich von Übertragungsmedien, können aber zusammen mit diesen verwendet werden. Übertragungsmedien sind am Übertragen von Informationen zwischen Speichermedien beteiligt. Zum Beispiel umfassen Übertragungsmedien Koaxialkabel, Kupferdraht und Lichtwellenleiter, einschließlich der Leitungen, die den Bus 302 umfassen. Übertragungsmedien können auch die Form von akustischen Wellen oder Lichtwellen annehmen, wie etwa jene, die bei Funkwellen- und Infrarotdatenkommunikation erzeugt werden.
In einer Ausführungsform sind verschiedene Formen von Medien am Transportieren von einer oder mehreren Sequenzen von einer oder mehreren Anweisungen an den Prozessor 304 zur Ausführung beteiligt. Zum Beispiel werden die Anweisungen zuerst auf einer Magnetplatte oder einem Solid-State-Laufwerk eines entfernt gelegenen Computers getragen. Der entfernt gelegene Computer lädt die Anweisungen in seinen dynamischen Speicher und sendet die Anweisungen unter Verwendung eines Modems über eine Telefonleitung. Ein am Computersystem 300 lokal vorhandenes Modem empfängt die Daten über die Telefonleitung und verwendet einen Infrarotsender, um die Daten in ein Infrarotsignal umzuwandeln. Ein Infrarotdetektor empfängt die in dem Infrarotsignal transportierten Daten, und eine entsprechende Schaltungsanordnung stellt die Daten auf den Bus 302. Der Bus 302 transportiert die Daten an den Hauptspeicher 306, aus dem der Prozessor 304 die Anweisungen abruft und ausführt. Die durch den Hauptspeicher 306 empfangenen Anweisungen können gegebenenfalls entweder vor oder nach dem Ausführen durch den Prozessor 304 auf der Speichervorrichtung 310 gespeichert werden.
Das Computersystem 300 enthält auch eine Kommunikationsschnittstelle 318, die mit dem Bus 302 gekoppelt ist. Die Kommunikationsschnittstelle 318 stellt eine bidirektionale Datenkommunikationskopplung mit einer Netzwerkverbindung 320 bereit, die mit einem lokalen Netzwerk 322 verbunden ist. Die Kommunikationsschnittstelle 318 ist zum Beispiel eine Integrated Services Digital Network(ISDN)-Karte, ein Kabelmodem, Satellitenmoden oder ein Modem zum Bereitstellen einer Datenkommunikationsverbindung mit einem entsprechenden Typ einer Telefonleitung. Als weiteres Beispiel ist die Kommunikationsschnittstelle 318 eine Karte eines lokalen Netzwerks (LAN), um eine Datenkommunikationsverbindung zu einem kompatiblen LAN bereitzustellen. Bei einigen Implementierungen sind auch drahtlose Verbindungen implementiert. Bei jeder derartigen Implementierung sendet und empfängt die Kommunikationsschnittstelle 318 elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, die digitale Datenströme transportieren, die verschiedene Arten von Informationen darstellen.
Die Netzwerkverbindung 320 stellt typischerweise eine Datenkommunikation über ein oder mehrere Netzwerke zu anderen Datenvorrichtungen bereit. Zum Beispiel stellt die Netzwerkverbindung 320 eine Verbindung durch das lokale Netzwerk 322 zu einem Hostcomputer 324 oder zu einem Cloud-Rechenzentrum oder Geräten bereit, die durch einen Internetdienstanbieter (ISP) 326 betrieben werden. Der ISP 326 stellt wiederum Datenkommunikationsdienste über das weltweite paketorientierte Datenkommunikationsnetzwerk bereit, das jetzt allgemein als das „Internet“ 328 bezeichnet wird. Sowohl das lokale Netzwerk 322 als auch das Internet 328 verwenden elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, die digitale Datenströme transportieren. Die Signale über die verschiedenen Netzwerke und die Signale auf der Netzwerkverbindung 320 und über die Kommunikationsschnittstelle 318, die die digitalen Daten an das und aus dem Computersystem 300 transportieren, sind Beispielformen von Übertragungsmedien. In einer Ausführungsform enthält das Netzwerk 320 die Cloud 202 oder einen Teil der oben beschriebenen Cloud 202.
Das Computersystem 300 sendet Nachrichten und empfängt Daten einschließlich Programmcode über das/die Netzwerk(e), die Netzwerkverbindung 320 und die Kommunikationsschnittstelle 318. In einer Ausführungsform empfängt das Computersystem 300 einen Code zum Verarbeiten. Der empfangene Code wird sofort beim Empfang durch den Prozessor 304 ausgeführt und/oder auf der Speichervorrichtung 310 oder einem anderen nichtflüchtigen Speicher zum späteren Ausführen gespeichert.
Architektur autonomer Fahrzeuge
4 zeigt eine Beispielarchitektur 400 für ein autonomes Fahrzeug (z. B. das in 1 gezeigte AF 100). Die Architektur 400 enthält ein Wahrnehmungsmodul 402 (mitunter als Wahrnehmungsschaltung bezeichnet), ein Planungsmodul 404 (mitunter als Planungsschaltung bezeichnet), ein Steuermodul 406 (mitunter als Steuerschaltung bezeichnet), ein Lokalisierungsmodul 408 (mitunter als Lokalisierungsschaltung bezeichnet) und ein Datenbankmodul 410 (mitunter als Datenbankschaltung bezeichnet). Jedes Modul spielt eine Rolle beim Betrieb des AF 100. Die Module 402, 404, 406, 408 und 410 können zusammen Bestandteil des in 1 gezeigten AF-Systems 120 sein. In einigen Ausführungsformen sind die Module 402, 404, 406, 408 und 410 eine Kombination aus Computersoftware (z. B. ausführbarem Code, der auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist) und Computerhardware (z. B. ein oder mehrere Mikroprozessoren, Mikrocontroller, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen [ASICs], Hardware-Speichervorrichtungen, andere Arten von integrierten Schaltungen, andere Arten von Computerhardware oder eine Kombination von einem oder allen dieser Dinge). Jedes der Module 402, 404, 406, 408 und 410 wird mitunter als Verarbeitungsschaltung bezeichnet
(z. B. Computer-Hardware, Computer-Software oder eine Kombination aus beiden). Eine Kombination aus einem oder allen Modulen 402, 404, 406, 408 und 410 ist ebenfalls ein Beispiel für eine Verarbeitungsschaltung.
Beim Betrieb empfängt das Planungsmodul 404 Daten, die einen Zielort 412 darstellen, und ermittelt Daten, die eine Bewegungsbahn 414 (mitunter auch als Route bezeichnet) darstellen, die durch das AF 100 gefahren werden kann, um den Zielort 412 zu erreichen (z. B. am Zielort anzukommen). Damit das Planungsmodul 404 die die Bewegungsbahn 414 repräsentierenden Daten ermitteln kann, empfängt das Planungsmodul 404 Daten aus dem Wahrnehmungsmodul 402, dem Lokalisierungsmodul 408 und dem Datenbankmodul 410.
Das Wahrnehmungsmodul 402 identifiziert nahegelegene physische Objekte mittels eines oder mehrerer Sensoren 121, z. B. wie ebenfalls in 1 gezeigt. Die Objekte werden klassifiziert (z. B. gruppiert in Arten wie Fußgänger, Fahrrad, Kraftfahrzeug, Verkehrszeichen usw.), und eine Szeneriebeschreibung einschließlich der klassifizierten Objekte 416 wird dem Planungsmodul 404 zur Verfügung gestellt.
Das Planungsmodul 404 empfängt auch Daten, die die AF-Position 418 repräsentieren, aus dem Lokalisierungsmodul 408. Das Lokalisierungsmodul 408 ermittelt die AF-Position unter Verwendung von Daten aus den Sensoren 121 und Daten aus dem Datenbankmodul 410 (z. B. geografische Daten), um eine Position zu berechnen. Zum Beispiel verwendet das Lokalisierungsmodul 408 Daten aus einem GNSS(Globales Navigationssatellitensystem)-Sensor und geografische Daten, um einen Längen- und Breitengrad des AF zu berechnen. In einer Ausführungsform beinhalten die durch das Lokalisierungsmodul 408 verwendeten Daten hochpräzise Karten der geometrischen Eigenschaften der Fahrbahn, Karten, die die Verbindungseigenschaften des Straßennetzes beschreiben, Karten, die die physischen Eigenschaften der Straßen beschreiben (wie z. B. die Verkehrsgeschwindigkeit, das Verkehrsaufkommen, die Anzahl der Fahrstreifen für den Auto- und Fahrradverkehr, die Fahrstreifenbreite, die Fahrstreifenrichtungen oder die Arten und Orte von Fahrstreifenmarkierungen oder Kombinationen davon), und Karten, die die räumliche Lage von Straßenmerkmalen wie Fußgängerüberwegen, Verkehrsschildern oder anderen Verkehrssignalen verschiedener Arten beschreiben. In einer Ausführungsform werden die hochpräzisen Karten durch Hinzufügen von Daten mittels automatischer oder manueller Beschriftung zu Karten mit geringer Präzision erstellt.
Das Steuermodul 406 empfängt die Daten der Bewegungsbahn 414 und die Daten das AF-Position 418 und führt die Steuerfunktionen 420a-c (z. B. Lenken, Drosselklappenbetätigung, Bremsen, Zündung) des AF so aus, dass das AF 100 auf der Bewegungsbahn 414 bis zum Zielort 412 fährt. Falls zum Beispiel die Bewegungsbahn 414 eine Linkskurve enthält, führt das Steuermodul 406 die Steuerfunktionen 420a-c so aus, dass der Lenkwinkel der Lenkfunktion das AF 100 zum Linksabbiegen veranlasst und das Betätigen der Drosselklappe und Bremsen das AF 100 zum Anhalten und Warten auf passierende Fußgänger oder entgegenkommende Fahrzeuge veranlasst, bevor das Abbiegen durchgeführt wird.
Eingaben autonomer Fahrzeuge
5 zeigt ein Beispiel für die Eingaben 502a-d (z. B. Sensoren 121 in 1) und Ausgaben 504a-d (z. B. Sensordaten), die durch das Wahrnehmungsmodul 402 (4) verwendet werden. Eine Eingabe 502a ist ein LiDAR(„Light Detection and Ranging“)-System (z. B. LiDAR 123 wie in 1 gezeigt). LiDAR ist eine Technologie, die Licht
(z. B. Lichtblitze wie Infrarotlicht) verwendet, um Daten über physische Objekte in Sichtlinie zu erhalten. Ein LiDAR-System erzeugt LiDAR-Daten als Ausgabe 504a. LiDAR-Daten sind beispielsweise Sammlungen von 3D- oder 2D-Punkten (auch als Punktwolken bekannt), die zur Konstruktion einer Darstellung der Umgebung 190 verwendet werden.
Eine weitere Eingabe 502b ist ein RADAR-System. RADAR ist eine Technologie, die Funkwellen verwendet, um Daten über nahe gelegene physische Objekte zu erhalten. RADAR-Einrichtungen können Daten über Objekte erhalten, die sich nicht in Sichtlinie eines LiDAR-Systems befinden. Ein RADAR-System 502b erzeugt RADAR-Daten als Ausgabe 504b. Zum Beispiel sind RADAR-Daten ein oder mehrere elektromagnetische Hochfrequenzsignale, die zur Konstruktion einer Darstellung der Umgebung 190 verwendet werden.
Eine weitere Eingabe 502c ist ein Kamerasystem. Ein Kamerasystem verwendet eine oder die mehreren Kameras (z. B. Digitalkameras, die einen Lichtsensor, wie ein ladungsgekoppeltes Bauelement [CCD], verwenden), um Informationen über nahe gelegene physische Objekte zu erhalten. Ein Kamerasystem erzeugt Kameradaten als Ausgabe 504c. Kameradaten liegen häufig in Form von Bilddaten vor (z. B. Daten in einem Bilddatenformat wie RAW, JPEG, PNG usw.). In einigen Beispielen verfügt das Kamerasystem über mehrere unabhängige Kameras, z. B. zwecks Stereopsis (Stereosehen), wodurch das Kamerasystem in der Lage ist, die Tiefe wahrzunehmen. Obwohl die durch das Kamerasystem wahrgenommenen Objekte hier als „nah“ beschrieben werden, gilt dies relativ zum AF. Beim Betrieb kann das Kamerasystem dazu ausgelegt sein, weit entfernt gelegene Objekte zu „sehen“, z. B. bis zu einem Kilometer oder mehr vor dem AF. Dementsprechend kann das Kamerasystem über Merkmale wie Sensoren und Objektive verfügen, die für die Wahrnehmung weit entfernter Objekte optimiert sind.
Eine weitere Eingabe 502d ist ein Ampelerkennungs(AE)-System. Ein AE-System verwendet eine oder mehrere Kameras, um Informationen über Ampeln, Straßenschilder und andere physische Objekte zu erhalten, die visuelle Navigationsinformationen liefern. Ein AE-System erzeugt AE-Daten als Ausgabe 504d. AE-Daten liegen häufig in Form von Bilddaten vor (z. B. Daten in einem Bilddatenformat wie RAW, JPEG, PNG usw.). Ein AE-System unterscheidet sich von einem System mit einer Kamera dadurch, dass bei einem AE-System eine Kamera mit weitem Sichtfeld (z. B. mit einem Weitwinkelobjektiv oder einem Fischaugenobjektiv) verwendet wird, um Informationen über möglichst viele physische Objekte zu erhalten, die visuelle Navigationsinformationen liefern, sodass das AF 100 Zugriff auf alle relevanten Navigationsdaten hat, die durch diese Objekte bereitgestellt werden. Beispielsweise könnte der Blickwinkel des AE-Systems ca. 120 Grad oder mehr betragen.
In einigen Ausführungsformen werden die Ausgaben 504a-d mittels einer Sensorfusionstechnik kombiniert. So werden entweder die einzelnen Ausgaben 504a-d anderen Systemen des AF 100 (z. B. einem Planungsmodul 404 wie in 4 dargestellt) zur Verfügung gestellt, oder die kombinierte Ausgabe kann den anderen Systemen entweder in Form einer einzelnen kombinierten Ausgabe oder mehrerer kombinierter Ausgaben derselben Art (z. B. unter Verwendung derselben Kombinationstechnik oder Kombination derselben Ausgaben oder beides) oder unterschiedlicher Arten (z. B. unter Verwendung jeweils unterschiedlicher Kombinationstechniken oder Kombination jeweils unterschiedlicher Ausgaben oder beides) zur Verfügung gestellt werden. In einigen Ausführungsformen wird eine frühzeitige Fusionstechnik verwendet. Eine frühzeitige Fusionstechnik zeichnet sich dadurch aus, dass die Ausgaben kombiniert werden, bevor ein oder mehrere Datenverarbeitungsschritte auf die kombinierte Ausgabe angewendet werden. In einigen Ausführungsformen wird eine späte Fusionstechnik verwendet. Eine späte Fusionstechnik zeichnet sich dadurch aus, dass die Ausgaben kombiniert werden, nachdem ein oder mehrere Datenverarbeitungsschritte auf die einzelnen Ausgaben angewendet wurden.
6 zeigt ein Beispiel für ein LiDAR-System 602 (z. B. die in 5 gezeigte Eingabe 502a). Das LiDAR-System 602 emittiert Licht 604a-c aus einem Lichtemitter 606 (z. B. einem Laseremitter). Das durch ein LiDAR-System emittierte Licht liegt in der Regel nicht im sichtbaren Spektrum; beispielsweise wird häufig Infrarotlicht verwendet. Ein Teil des emittierten Lichts 604b trifft auf ein physisches Objekt 608 (z. B. ein Fahrzeug) und wird zurück zum LiDAR-System 602 reflektiert. (Das durch ein LiDAR-System emittierte Licht durchdringt normalerweise keine physischen Objekte, z. B. physische Objekte in fester Form.) Das LiDAR-System 602 verfügt auch über einen oder mehrere Lichtdetektoren 610, die das reflektierte Licht detektieren. In einer Ausführungsform erzeugen ein oder mehrere dem LiDAR-System zugeordnete Datenverarbeitungssysteme ein Bild 612, das das Sichtfeld 614 des LiDAR-Systems darstellt. Das Bild 612 enthält Informationen, die die Begrenzungen 616 eines physischen Objekts 608 repräsentieren. Auf diese Weise wird das Bild 612 verwendet, um die Begrenzungen 616 eines oder mehrerer physischer Objekte in der Nähe eines AF zu ermitteln.
7 zeigt das LiDAR-System 602 im Betrieb. In dem in dieser Figur dargestellten Szenario empfängt das AF 100 sowohl die Kamerasystemausgabe 504c in Form eines Bildes 702 als auch die LiDAR-Systemausgabe 504a in Form von LiDAR-Datenpunkten 704. Beim Betrieb vergleicht das Datenverarbeitungssystem des AF 100 das Bild 702 mit den Datenpunkten 704. Insbesondere wird ein im Bild 702 identifiziertes physisches Objekt 706 ebenfalls unter den Datenpunkten 704 identifiziert. Auf diese Weise nimmt das AF 100 die Begrenzungen des physischen Objekts anhand der Kontur und Dichte der Datenpunkte 704 wahr.
8 zeigt die Funktionsweise des LiDAR-Systems 602 mit zusätzlichen Details. Wie oben beschrieben, erkennt das AF 100 die Begrenzung eines physischen Objekts anhand der Eigenschaften der durch das LiDAR-System 602 erfassten Datenpunkte. Wie in 8 gezeigt, reflektiert ein ebenes Objekt, wie z. B. der Boden 802, das durch ein LiDAR-System 602 emittierte Licht 804a-d auf konsistente Weise. Anders ausgedrückt, da das LiDAR-System 602 Licht in gleichmäßigen Abständen emittiert, reflektiert der Boden 802 das Licht mit dem gleichen konsistenten Abstand zum LiDAR-System 602 zurück. Während sich das AF 100 über den Boden 802 bewegt, erkennt das LiDAR-System 602 weiterhin das durch den nächsten gültigen Bodenpunkt 806 reflektierte Licht, falls nichts die Straße versperrt. Falls jedoch ein Objekt 808 die Straße versperrt, wird das durch das LiDAR-System 602 emittierte Licht 804e-f von den Punkten 810a-b in einer Weise reflektiert, die nicht mit der erwarteten Gleichmäßigkeit übereinstimmt. Aus diesen Informationen kann das AF 100 ermitteln, dass das Objekt 808 vorhanden ist.
Wegplanung
9 zeigt in einem Blockdiagramm 900 die Zusammenhänge zwischen Ein- und Ausgaben eines Planungsmoduls 404 (z. B. wie in 4 gezeigt). Allgemein ist die Ausgabe eines Planungsmoduls 404 eine Route 902 aus einem Startpunkt 904 (z. B. Quellenort oder Anfangsort) und einem Endpunkt 906 (z. B. Ziel- oder Endort). Die Route 902 ist in der Regel durch ein oder mehrere Segmente definiert. Ein Segment ist zum Beispiel eine Entfernung, die mindestens über einen Abschnitt einer Straße, einer Landstraße, einer Autobahn, einer Einfahrt oder eines anderen für den Autoverkehr geeigneten physischen Bereichs zurückzulegen ist. In einigen Beispielen, z. B. falls das AF 100 ein geländegängiges Fahrzeug wie z. B. ein vierradgetriebener (4WD) oder allradgetriebener (AWD) PKW, SUV, Lieferwagen oder dergleichen ist, umfasst die Route 902 „geländegängige“ Segmente wie unbefestigte Wege oder offene Felder.
Zusätzlich zur Route 902 gibt ein Planungsmodul auch Routenplanungsdaten auf Fahrstreifenebene 908 aus. Die Routenplanungsdaten auf Fahrstreifenebene 908 werden verwendet, um Segmente der Route 902 basierend auf den Bedingungen des Segments zu einem bestimmten Zeitpunkt zu durchfahren. Falls die Route 902 beispielsweise eine Autobahn mit mehreren Fahrstreifen umfasst, enthalten die Routenplanungsdaten auf Fahrstreifenebene 908 die Bewegungsbahnplanungsdaten 910, die das AF 100 verwenden kann, um einen Fahrstreifen unter den mehreren Fahrstreifen zu bestimmen, z. B. in Abhängigkeit davon, ob sich eine Ausfahrt nähert, ob eine oder mehrere der Fahrstreifen andere Fahrzeuge aufweisen oder aufgrund anderer Faktoren, die im Laufe weniger Minuten oder weniger variieren. In ähnlicher Weise enthalten bei einigen Implementierungen die Routenplanungsdaten auf Fahrstreifenebene 908 auch Geschwindigkeitsrandbedingungen 912, die spezifisch für ein Segment der Route 902 gelten. Falls das Segment zum Beispiel Fußgänger oder unerwarteten Verkehr enthält, können die Geschwindigkeitsrandbedingungen 912 das AF 100 auf eine Fahrgeschwindigkeit beschränken, die langsamer als eine erwartete Geschwindigkeit ist, z. B. eine Geschwindigkeit, die auf den Geschwindigkeitsbegrenzungsdaten für das Segment basiert.
In einer Ausführungsform umfassen die Eingaben an das Planungsmodul 404 auch die Datenbankdaten 914 (z. B. aus dem in 4 dargestellten Datenbankmodul 410), die aktuellen Standortdaten 916 (z. B. die in 4 dargestellte AF-Position 418), die Zielortdaten 918 (z. B. für den in 4 dargestellten Zielort 412) und die Objektdaten 920 (z. B. die klassifizierten Objekte 416, die durch das Wahrnehmungsmodul 402 wahrgenommen werden, wie in 4 gezeigt). In einigen Ausführungsformen enthalten die Daten der Datenbank 914 Regeln, die bei der Planung verwendet werden. Regeln werden durch eine formale Sprache spezifiziert, z. B. durch boolesche Logik. In jeder Situation, in der sich das AF 100 befindet, sind mindestens einige der Regeln auf die Situation anwendbar. Eine Regel gilt für eine gegebene Situation, falls die Regel Bedingungen enthält, die basierend auf den dem AF 100 zur Verfügung stehenden Informationen, z. B. Informationen über die Umgebung, erfüllt sind. Regeln können eine Priorität aufweisen. Beispielsweise kann eine Regel, die besagt: „Falls die Straße eine Autobahn ist, auf den äußerst linken Fahrstreifen wechseln“, eine niedrigere Priorität als „Falls die Ausfahrt sich innerhalb von 2 Kilometern nähert, auf den äußerst rechten Fahrstreifen wechseln“ aufweisen.
Steuerung autonomer Fahrzeuge
10 zeigt in einem Blockdiagramm 1000 die Ein- und Ausgaben eines Steuermoduls 406 (z. B. wie in 4 gezeigt). Ein Steuermodul arbeitet gemäß einer Steuervorrichtung 1002, die beispielsweise einen oder mehrere Prozessoren (z. B. einen oder mehrere Computerprozessoren wie Mikroprozessoren oder Mikrocontroller oder beides) enthält.
In einer Ausführungsform empfängt die Steuervorrichtung 1002 Daten, die eine gewünschte Ausgabe 1004 darstellen. Die gewünschte Ausgabe 1004 umfasst in der Regel eine Geschwindigkeit und eine Fahrtrichtung. Die gewünschte Ausgabe 1004 kann zum Beispiel auf Daten basieren, die aus einem Planungsmodul 404 empfangen werden (z. B. wie in 4 gezeigt). Die Steuervorrichtung 1002 erzeugt gemäß der gewünschten Ausgabe 1004 Daten, die als Drosselklappeneingabe 1006 und als Lenkeingabe 1008 verwendet werden können. Die Drosselklappeneingabe 1006 stellt die Größe dar, in der die Drosselklappe (z. B. Beschleunigungssteuerung) eines AF 100 zu betätigen ist, z. B. durch Betätigen des Lenkpedals oder durch Betätigen einer anderen Drosselklappensteuerung, um die gewünschte Ausgabe 1004 zu erreichen. In einigen Beispielen umfasst die Drosselklappeneingabe 1006 auch Daten, die zum Betätigen der Bremse (z. B. Verlangsamungssteuerung) des AF 100 verwendet werden können. Die Lenkeingabe 1008 stellt einen Lenkwinkel dar, z. B. den Winkel, in dem die Lenksteuerung (z. B. Lenkrad, Lenkwinkelsteller oder eine andere Funktion zur Steuerung des Lenkwinkels) des AF positioniert werden sollte, um die gewünschte Ausgabe 1004 zu erreichen.
In einer Ausführungsform empfängt die Steuervorrichtung 1002 eine Rückmeldung, die bei der Anpassung der für die Drosselklappe und Lenkung bereitgestellten Eingaben verwendet wird. Falls beispielsweise das AF 100 auf eine Störung 1010 wie z. B. einen Hügel trifft, wird die gemessene Geschwindigkeit 1012 des AF 100 unter die gewünschte Ausgabegeschwindigkeit abgesenkt. In einer Ausführungsform wird der Steuervorrichtung 1002 eine Messwertausgabe 1014 zur Verfügung gestellt, sodass die nötigen Anpassungen, z. B. basierend auf der Differenz 1013 zwischen der gemessenen Geschwindigkeit und der gewünschten Ausgabe, durchgeführt werden. Die gemessene Ausgabe 1014 umfasst die gemessene Position 1016, die gemessene Geschwindigkeit 1018 (einschließlich Drehzahl und Fahrtrichtung), die gemessene Beschleunigung 1020 und andere durch Sensoren des AF 100 messbare Ausgaben.
In einer Ausführungsform werden Informationen über die Störung 1010 im Voraus erkannt, z. B. durch einen Sensor wie eine Kamera oder einen LiDAR-Sensor, und einem vorausschauenden Rückmeldemodul 1022 zur Verfügung gestellt. Das vorausschauende Rückmeldemodul 1022 liefert dann Informationen an die Steuervorrichtung 1002, die die Steuervorrichtung 1002 zur entsprechenden Anpassung verwenden kann. Falls zum Beispiel die Sensoren des AF 100 einen Hügel erkennen („sehen“), können diese Informationen durch die Steuervorrichtung 1002 genutzt werden, um sich darauf vorzubereiten, die Drosselklappe zum geeigneten Zeitpunkt zu betätigen, um eine wesentliche Verlangsamung zu vermeiden.
11 zeigt ein Blockdiagramm 1100 der Eingaben, Ausgaben und Komponenten der Steuervorrichtung 1002. Die Steuervorrichtung 1002 weist einen Geschwindigkeitsprofilersteller 1102 auf, der den Betrieb einer Drosselklappen-/Bremssteuervorrichtung 1104 beeinflusst. Beispielsweise weist der Geschwindigkeitsprofilersteller 1102 die Drosselklappen-/Bremssteuervorrichtung 1104 an, eine Beschleunigung oder Verlangsamung unter Verwendung der Drosselklappe/Bremse 1106 einzuleiten, abhängig z. B. von der Rückmeldung, die durch die Steuervorrichtung 1002 empfangen und durch den Geschwindigkeitsprofilersteller 1102 verarbeitet wird.
Die Steuervorrichtung 1002 weist auch eine Seitenführungssteuervorrichtung 1108 auf, die den Betrieb einer Lenksteuervorrichtung 1110 beeinflusst. Zum Beispiel weist die Seitenführungssteuervorrichtung 1108 die Lenksteuervorrichtung 1110 an, die Position des Lenkwinkelstellers 1112 abhängig von z. B. der Rückmeldung anzupassen, die durch die Steuervorrichtung 1002 empfangen und durch die Seitenführungssteuervorrichtung 1108 verarbeitet wird.
Die Steuervorrichtung 1002 empfängt mehrere Eingaben, mit denen ermittelt wird, wie die Drosselklappe/Bremse 1106 und der Lenkwinkelsteller 1112 gesteuert werden sollen. Ein Planungsmodul 404 liefert Informationen, die durch die Steuervorrichtung 1002 verwendet werden, um z. B. eine Bewegungsrichtung zu wählen, wenn das AF 100 den Betrieb aufnimmt, und um zu ermitteln, welches Straßensegment befahren werden soll, wenn das AF 100 eine Kreuzung erreicht. Ein Lokalisierungsmodul 408 liefert der Steuervorrichtung 1002 Informationen, die zum Beispiel den aktuellen Standort des AF 100 beschreiben, sodass die Steuervorrichtung 1002 ermitteln kann, ob sich das AF 100 an einem Ort befindet, der basierend auf der Art und Weise, in der die Drosselklappe/Bremse 1106 und der Lenkwinkelsteller 1112 gesteuert werden, erwartet wird. In einigen Ausführungsformen liefert das Lokalisierungsmodul 408 der Steuervorrichtung 1002 Informationen, die die aktuelle Geschwindigkeit und Beschleunigung des AF 100 beschreiben. In einer Ausführungsform empfängt die Steuervorrichtung 1002 Informationen aus anderen Eingaben 1114, z. B. Informationen, die aus Datenbanken, Computernetzwerken usw. empfangen werden.
Expressives Fahrzeugsystem
12 ist eine Darstellung eines expressiven Fahrzeugsystems 1200, das innerhalb einer Umgebung 1202 (z. B. Straße, Kreuzung, Parkplatz) arbeitet. Das expressive Fahrzeugsystem 1200 ist innerhalb eines Fahrzeug 1204 implementiert. In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug 1204 das in Bezug auf 1 beschriebene AF 100. Wie hierin verwendet, ist das expressive Fahrzeugsystem 1200 (z. B. AF-System 120) insofern „expressiv“, als es einen Betriebszustand des Fahrzeugs 1204 an ein oder mehrere Objekte in der Umgebung 1202 (z. B. andere Fahrzeuge, Fußgänger, Radfahrer usw.) übermittelt. In einigen Ausführungsformen erfolgt diese „expressive“ Kommunikation in Form eines expressiven Manövers (z. B. unter Einbeziehung eines oder mehrerer Steuermerkmale des Fahrzeugs wie Verlangsamung, Beschleunigung oder Lenkverhalten (z. B. Lenkwinkeländerung) des Fahrzeugs 1204). In einigen Ausführungsformen kann diese „expressive“ Kommunikation eine expressive Anzeige umfassen (z. B. über einen oder mehrere Lautsprecher, Leuchten oder Anzeigevorrichtungen des Fahrzeugs 1204). Auf diese Weise kann die expressive Kommunikation eine Verlangsamung, eine Beschleunigung oder ein Lenkverhalten beinhalten, ohne dass ein oder mehrere Lautsprecher, Leuchten oder Anzeigevorrichtungen des Fahrzeugs 1204 beteiligt sind, oder sie kann eine Verlangsamung, eine Beschleunigung oder ein Lenkverhalten zusätzlich zur Beteiligung eines oder mehrerer Lautsprecher, Leuchten oder Anzeigevorrichtungen des Fahrzeugs 1204 beinhalten.
Das Fahrzeug 1204 enthält mindestens einen Sensor 1210 (z. B. die in 1 beschriebenen Sensoren 121), der dazu ausgelegt ist, die Objekte 1206A, 1206B, 1206C (allgemein Objekte 1206) in der Umgebung 1202 außerhalb des Fahrzeugs 1204 zu erfassen. In einigen Ausführungsformen ist der mindestens eine Sensor 1210 im Wesentlichen derselbe wie die Sensoren 121 (z. B. LiDAR 123 und/oder Kameras 122), die mit Bezug auf 1 beschrieben sind. Wie in 13 gezeigt, könnte der mindestens eine Sensor 1210 zusätzlich Monokular- oder Stereo-Videokameras im sichtbaren Licht-, Infrarot- oder Wärmespektrum (oder beiden Spektren), RADAR, Ultraschallsensoren, Time-of-Flight(TOF)-Tiefensensoren, Geschwindigkeitssensoren, Temperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren und Niederschlagssensoren enthalten.
Wiederum mit Bezug auf 12 erhält das expressive Fahrzeugsystem 1200 Daten im Zusammenhang mit der Umgebung 1202. In diesem Beispiel werden Daten, die den Fußgänger 1206A repräsentieren, mittels des mindestens einen Sensors 1210 erhalten und Daten, die den Ort eines Fußgängerüberwegs 1212 repräsentieren, werden aus einer Datenbank erhalten. Zum Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 1200 mit einem Bildverarbeitungssystem als Teil eines Wahrnehmungsmoduls kommunizieren, das das mindestens eine Objekt basierend auf einem oder mehreren Bildern des Fußgängers 1206A als Fußgänger identifiziert und auch eine Pose (oder einen Blick) des Fußgängers 1206A basierend auf einem oder mehreren Bildern des Fußgängers 1206A bestimmt. In diesem Beispiel repräsentieren die Daten auch den Fußgänger 1206A an einem Straßenrand dar (z. B. nicht auf dem gegenwärtigen Fahrstreifen des Fahrzeugs 1204). Die Daten repräsentieren auch den Fußgänger 1206A mit einer auf das Fahrzeug 1204 gerichteten Pose, der sich in einer Entfernung A vom Fahrzeug 1204 (z. B. von einer vorderen Stoßstange des Fahrzeugs 1204) befindet. In diesem Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200 auch eine Entfernung zwischen dem Fußgänger 1206A und dem Fußgängerüberweg 1212 (z. B. eine oder mehrere Grenzen des Fußgängerüberwegs 1212).
In einigen Ausführungsformen wählt das expressive Fahrzeugsystem 1200 mindestens eine Eingangsbedingung für das Einleiten eines expressiven Manövers basierend auf dem mindestens einen Objekt aus. Falls das expressive Fahrzeugsystem 1200 beispielsweise das mindestens eine Objekt als Fußgänger identifiziert, wählt das expressive Fahrzeugsystem 1200 als Eingangsbedingung aus, ob sich die Position eines Fußgängers 1206A innerhalb einer ersten Entfernung (z. B. 2 Meter, 3 Meter usw.) von der Position des Fußgängerüberwegs 1212 befindet. Ähnlich, falls das expressive Fahrzeugsystem 1200 das mindestens eine Objekt als Fußgänger identifiziert, wählt das expressive Fahrzeugsystem 1200 als Eingangsbedingung aus, ob die Pose des Fußgängers 1206A auf das Fahrzeug 1204 oder auf die Straße des Fahrzeugs 1204 gerichtet ist.
Falls alle Eingangsbedingungen erfüllt sind, führt das Fahrzeug 1204 ein expressives Manöver aus, um dem Fußgänger 1206A die Absicht des Fahrzeugs 1204 zu übermitteln. Sind hingegen einige der Eingangsbedingungen nicht erfüllt, führt das Fahrzeug 1204 kein expressives Manöver durch, um dem Fußgänger 1206A die Absicht des Fahrzeugs 1204 zu übermitteln.
Falls sich der Fußgänger 1206A beispielsweise innerhalb von 2 Metern von einer Seite des Fußgängerüberwegs 1212 befindet, bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200, dass der Fußgänger 1206A beabsichtigt, die Straße über den Fußgängerüberweg 1212 zu überqueren, und daher führt das Fahrzeug 1204 ein expressives Manöver durch. In anderen Beispielen, falls der Fußgänger 1206A sich innerhalb von 3 Metern des Fußgängerüberwegs 1212 (z. B. innerhalb von 3 Metern von einer Seite des Fußgängerüberwegs 1212) befindet und die Pose des Fußgängers 1206A in Richtung des Fahrzeugs 1204 zeigt, bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200 ebenfalls, dass der Fußgänger 1206A beabsichtigt, die Straße über den Fußgängerüberweg 1212 zu überqueren, und daher führt das Fahrzeug 1204 ein expressives Manöver aus. Umgekehrt, falls der Fußgänger 1206A mehr als 5 Meter vom Fußgängerüberweg 1212 entfernt ist und die Pose des Fußgängers 1206A in eine vom Fahrzeug 1204 abgewandte Richtung zeigt, bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200, dass der Fußgänger 1206A nicht beabsichtigt, die Straße über den Fußgängerüberweg 1212 zu überqueren, und daher führt das Fahrzeug 1204 kein expressives Manöver aus. Auf diese Weise bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200, ob alle Eingangsbedingungen für das Einleiten eines expressiven Manövers erfüllt sind, und überträgt daraufhin Daten, die der Steuerung des Fahrzeugs zugeordnet sind, an eine Fahrzeugsteuervorrichtung (z. B. Steuervorrichtung 1002), um das Fahrzeug zu veranlassen, das expressive Manöver durchzuführen.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200 das expressive Manöver. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200 das expressive Manöver basierend auf einer Position des Fahrzeugs 1204 in der Umgebung 1202 und einer Position des Fußgängers 1206A in der Umgebung 1202. Zum Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 1200 bestimmen, dass das expressive Manöver eine Verlangsamung des Fahrzeugs 1204 aufweisen soll, sodass das Fahrzeug 1204 in einer vorbestimmten Entfernung B vom Fußgänger 1206A anhält. In diesem Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200 die Verlangsamung so, dass sie einen Startpunkt (z. B. eine Entfernung vom Fußgänger 1206A, an dem die Verlangsamung zum ersten Mal angewandt wird), einen Punkt maximaler Verlangsamung (z. B. eine Entfernung vom Fußgänger 1206A, an dem die maximale Verlangsamung angewandt wird) und einen Haltepunkt (z. B. eine Entfernung vom Fußgänger 1206A, an dem das Fahrzeug 1204 einen vollständigen Halt erreicht) umfasst. Diese Merkmale werden nachstehend mit Bezug auf 13 beschrieben.
13 veranschaulicht ein expressives Verlangsamungsmanöver 1300 basierend auf dem in 12 dargestellten Szenario. In diesem Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200, dass das expressive Manöver ein Verlangsamungsprofil 1302 mit einem Startpunkt 1302A, einem Punkt maximaler Verlangsamung 1302B und einem Haltepunkt 1302C aufweist. In diesem Beispiel empfängt das expressive Fahrzeugsystem 1200 Daten (z. B. aus einem Lokalisierungsmodul, wie dem Lokalisierungsmodul 408), die anzeigen, dass das Fahrzeug 1204 mit einer Anfangsgeschwindigkeit V0 von 15 m/s fährt, und bestimmt dann die expressive Verlangsamung, um einen Startpunkt 1302A von 113 Metern Entfernung vom Fußgänger 1206A aufzuweisen, sodass genügend Platz für das Fahrzeug 1204 vorhanden ist, um in der „Verlangsamungszone“ 1208 zum Stillstand zu kommen. Allgemein ist die Verlangsamungszone 1208 eine Entfernung, die erforderlich ist, um das expressive Verlangsamungsmanöver durchzuführen, und die durch den Startpunkt 1302A und den Haltepunkt 1302C definiert ist, die wiederum auf der Anfangsgeschwindigkeit V0 des Fahrzeugs 1204 basieren können.
In diesem Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200 den Haltepunkt 1302C als 5 Meter vom Fußgänger 1206A entfernt und den Punkt maximaler Verlangsamung 1302B als 35 Meter vom Fußgänger 1206A entfernt. In diesem Beispiel beträgt die maximale Verlangsamung etwa 0,22 g. Dabei ist „g“ die Gravitationskraftkonstante (g), die näherungsweise 9,81 m/s² beträgt. Das tatsächliche Ausmaß der Verlangsamung hängt von der Masse des Fahrzeugs 1204 gemäß den newtonschen Bewegungsgesetzen ab. In einigen Beispielen beträgt die maximale Verlangsamung mindestens 0,15 g. In einigen Beispielen verlangsamt das Fahrzeug 1504 mit einer höheren maximalen Verlangsamung (z. B. 0,3 g, 0,5 g, 1 g), sodass der Fußgänger 1206A ein höheres Vertrauen hat, dass das Fahrzeug 1204 den Fußgänger 1206A wahrnimmt.
Wichtig ist, dass wenn das Fahrzeug 1204 das expressive Verlangsamungsprofil 1302 ausführt, alle diese Merkmale (der Startpunkt 1302A, der Punkt maximaler Verlangsamung 1302B und der Haltepunkt 1302C) dazu beitragen, dem Fußgänger 1206A seine Absicht mitzuteilen.
Wenn das Fahrzeug 1204 zum Beispiel mindestens 5 Meter vor dem Fußgänger 1206A zum Stehen kommt, hat der Fußgänger 1206A mehr Vertrauen, dass das Fahrzeug 1204 anhält, um dem Fußgänger 1206A das Überqueren der Straße über den Fußgängerüberweg 1212 zu ermöglichen (wie in 12 dargestellt). Andererseits enthält ein nicht-expressives Verlangsamungsprofil 1304 einen Haltepunkt 1304C, der sich an der Position des Fußgängers 1206A befindet (z. B. weniger als 2 Meter vom Fußgänger 1206A entfernt). Wenn das Fahrzeug 1204 an der Position des Fußgängers 1206A zum Stehen kommt, hat der Fußgänger 1206A weniger Vertrauen, dass das Fahrzeug 1204 anhält, um dem Fußgänger 1206A das Überqueren der Straße über den Fußgängerüberweg 1212 zu ermöglichen. In dem gezeigten Beispiel liegt der Haltepunkt 1502C 5 Meter vor dem Haltepunkt 1504C. In einigen Beispielen liegt der Haltepunkt 1502C unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1204 5 Meter vor dem Haltepunkt 1504C.
Wenn als weiteres Beispiel das Fahrzeug 1204 am Startpunkt 1302A, der 113 Meter vom Fußgänger 1206A entfernt ist (was in diesem Beispiel eine Entfernung von etwa 7,5 Sekunden vom Fußgänger 1206A repräsentiert), mit der Verlangsamung beginnt, hat der Fußgänger 1206A mehr Vertrauen, dass das Fahrzeug 1204 anhält, um dem Fußgänger 1206A das Überqueren der Straße zu ermöglichen. Andererseits beinhaltet ein nicht-expressives Verlangsamungsprofil 1304 einen Startpunkt 1304A, der 98 Meter vom Fußgänger 1206A entfernt ist (was in diesem Beispiel etwa 6,5 Sekunden Entfernung vom Fußgänger 1206A repräsentiert). Je länger das Fahrzeug 1204 mit der Einleitung der Verlangsamung wartet, desto geringer ist das Vertrauen des Fußgängers 1206A. In dem gezeigten Beispiel liegt der Startpunkt 1502A 15 Meter vor dem Startpunkt 1504A.
Wenn als weiteres Beispiel das Fahrzeug 1204 einen Punkt maximaler Verlangsamung am Punkt maximaler Verlangsamung 1302B in 35 Metern Entfernung vom Fußgänger 1206A erreicht, hat der Fußgänger 1206A mehr Vertrauen, dass das Fahrzeug 1204 anhält, um dem Fußgänger 1206A das Überqueren der Straße zu ermöglichen. Andererseits enthält das nicht-expressive Verlangsamungsprofil 1304 einen Punkt maximaler Verlangsamung 1304B, der 25 Meter von dem Fußgänger 1206A entfernt ist. Je näher das Fahrzeug 1204 im Punkt maximaler Verlangsamung am Fußgänger 1206A ist, desto geringer ist das Vertrauen des Fußgängers 1206A. Im gezeigten Beispiel liegt der Punkt maximaler Verlangsamung 1302B 10 Meter vor dem Punkt maximaler Verlangsamung 1504B. In einigen Beispielen liegt der Punkt maximaler Verlangsamung 1502B unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1204 10 Meter vor dem Punkt maximaler Verlangsamung 1504B.
Wie hier beschrieben, bezieht sich eine „nicht-expressive Verlangsamung“ oder ein „nicht-expressives Manöver“ auf ein Fahrzeug, das entweder keine expressive Manövrierfähigkeit aufweist, oder ein Fahrzeug, das zwar eine expressive Manövrierfähigkeit aufweist, aber das expressive Manöver deaktiviert ist (z. B. kann ein Planungsmodul (z. B. das Planungsmodul 404) bestimmen, dass das Fahrzeug 1204 in bestimmten Situationen auf die Durchführung des expressiven Manövers verzichten sollte). Zum Beispiel kann das Fahrzeug 1204 auswählen, ein expressives Manöver nicht durchzuführen, falls einige der Eingangsbedingungen nicht erfüllt sind (wie oben mit Bezug auf 12 beschrieben). In einigen Beispielen kann eine „nicht-expressive Verlangsamung“ oder ein „nicht-expressives Manöver“ das Verhalten eines menschlichen Fahrers repräsentieren. Auf diese Weise kann das expressive Fahrzeugsystem 1200 das Fahrzeug 1204 veranlassen, eine expressive Verlangsamung durchzuführen, die eine Sekunde früher als ein menschlicher Fahrer anzuhalten beginnt, eine höchste Verlangsamung 10 Meter weiter vom Fußgänger 1206A entfernt als ein menschlicher Fahrer erreicht und weiter vom Fußgänger 1206A entfernt als ein menschlicher Fahrer zum Stillstand kommt. Zusätzlich kann eine „nicht-expressive Verlangsamung“ oder ein „nicht-expressives Manöver“ ein Verlangsamungsprofil des Fahrzeugs 1204 repräsentieren, wenn kein Objekt erfasst wird (z. B. keine Fußgänger 1206A vorhanden sind).
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200 das Verlangsamungsprofil 1302 basierend auf der Anfangsgeschwindigkeit V0 des Fahrzeugs 1204. Zum Beispiel kann der Startpunkt weiter vom Fußgänger 1206A entfernt sein, falls das Fahrzeug 1204 mit einer höheren Geschwindigkeit fährt, sodass genügend Platz vorhanden ist, um mindestens 5 Meter vom Fußgänger 1206A entfernt zum Stillstand zu kommen. Diese Abhängigkeit wird im Folgenden mit Bezug auf Tabelle 1 beschrieben.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200 die Verlangsamung basierend auf einer Geschwindigkeit des mindestens einen Objekts relativ zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Falls das expressive Fahrzeugsystem 1200 beispielsweise bestimmt, dass sich das mindestens eine Objekt dem Fahrzeug schnell nähert (z. B. wenn das Objekt einen Fußgänger darstellt, der auf das Fahrzeug zu läuft, oder eine Person, die mit dem Fahrrad auf das Fahrzeug zu fährt), dann kann das expressive Fahrzeugsystem 1200 eine Verlangsamungsrate definieren, die eine sofortige Verlangsamung des Fahrzeugs darstellt (z. B. ein abruptes Anhalten). In diesem Szenario könnte die Verlangsamung eine Bewegung darstellen, bei der das Fahrzeug 1204 weit vor einer Kreuzung zum Stillstand kommt, an der ein Fußgänger, Radfahrer und/oder dergleichen
(z. B. >15 Meter) voraussichtlich in den Weg des Fahrzeugs eintritt. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200 den Schnittpunkt basierend auf einem Schnittpunkt der Bewegungsbahnen des Fahrzeugs und des mindestens einen Objekts (z. B. wie mit Bezug auf das Szenario des die Straße überquerenden Fußgängers in 18 unten beschrieben).
In der folgenden Tabelle 1 sind sieben verschiedene Szenarien für die Anfangsgeschwindigkeit (S1-S7) für das in 12 und 13 beschriebene Beispiel dargestellt. Wie bei der obigen Beschreibung stellen die Entfernungswerte in Tabelle 1 die Entfernung zwischen dem Fahrzeug 1204 und dem Fußgänger 1206A dar.
In Szenario S1 fährt das Fahrzeug 1204 mit einer Geschwindigkeit V0 von 5 m/s (11 mph), bevor eine Verlangsamung eingeleitet wird. In diesem Beispiel, wenn das Fahrzeug 1204 das expressive Fahrzeugsystem 1200 nicht verwendet (z. B. wenn das Fahrzeug 1204 manuell durch einen Fahrer gesteuert wird oder wenn das expressive Fahrzeugsystem 1200 im AF-Stack deaktiviert ist), könnte das Fahrzeug 1204 die Verlangsamung 6,5 Sekunden vor Erreichen des Fußgängers 1206A einleiten. Bei einer Anfangsgeschwindigkeit V0 von 5 m/s bedeutet dies, dass ein typischer Fahrer ein Anhalten einleitet, wenn das Fahrzeug 1204 etwa 33 Meter vom Fußgänger 1206A entfernt ist, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug 1204 genügend Platz hat, um zum Stillstand zu kommen.
Andererseits, wenn das expressive Fahrzeugsystem 1200 aktiviert ist, bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200, eine Verlangsamung 7,5 Sekunden vor dem Erreichen des Fußgängers 1206A einzuleiten (z. B. 1 Sekunde früher, als wenn das expressive Fahrzeugsystem 1200 deaktiviert ist). Bei einer anfänglichen Fahrzeuggeschwindigkeit V0 von 5 m/s bedeutet dies, dass das expressive Fahrzeugsystem 1200 das Fahrzeug 1204 zum Anhalten veranlasst, wenn das Fahrzeug 1204 etwa 38 Meter vom Fußgänger 1206a entfernt ist, um sicherzustellen, dass genügend Platz für das Fahrzeug 1204 vorhanden ist, um das expressive Fahrzeugverhalten auszuführen und mindestens 5 Meter vom Fußgänger 1206A entfernt zum Stillstand zu kommen. In diesem Beispiel bedeutet das expressive Fahrzeugverhalten, dass das Fahrzeug 1 Sekunde früher als ein nicht-expressives Fahrzeug anhält und 5 Meter weiter vom Fußgänger 1206a als das nicht-expressive Fahrzeug entfernt ist.
In einigen Ausführungsformen enthält das expressive Fahrzeugsystem 1200 eine Eingangsbedingung, die darauf basiert, ob das Fahrzeug kurz anhalten muss (z. B. mit einer Verlangsamung von mehr als 1 g), um ein bestimmtes Manöver auszuführen. Falls das Fahrzeug beispielsweise bestimmt, dass das Fahrzeug 1204 kurz anhalten muss, könnte das Fahrzeug 1204 bestimmen, das Manöver nicht auszuführen und stattdessen die Absicht mittels eines alternativen Ansatzes zu übermitteln (z. B. durch Aussenden eines Klangbilds statt dem Durchführen eines Manövers).
In einigen Ausführungsformen enthält das expressive Fahrzeugsystem 1200 eine Eingangsbedingung basierend auf der Anfangsgeschwindigkeit V0 des Fahrzeugs 1204. Falls das expressive Fahrzeugsystem 1200 beispielsweise Daten empfängt, dass das Fahrzeug 1204 mit einer Geschwindigkeit V0 von 5 m/s oder weniger fährt, kann das expressive Fahrzeugsystem 1200 bestimmen, das expressive Manöver nicht durchzuführen. In diesem Beispiel fährt das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit V0 von 5 m/s und das expressive Fahrzeugsystem 1200 bestimmt, das expressive Manöver nicht zu verwenden und stattdessen ein Verlangsamungsprofil ähnlich dem nicht-expressiven Verlangsamungsprofil 1304 zu verwenden. Zum Beispiel besteht nur eine sehr geringe Differenz zwischen einem expressiven und einem nicht-expressiven Manöver, wenn das Fahrzeug langsam fährt (z. B. mit weniger als 5 m/s), den der Fußgänger 1206A wahrscheinlich nicht bemerkt. Aus diesem Grund sind mehrere Zeilen des Szenarios S1 leer, um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass kein expressives Manöver durchgeführt wird.
Szenario S2 repräsentiert ein ähnliches Szenario wie Szenario S1, mit dem Unterschied, dass das Fahrzeug 1204 mit 10 m/s fährt, bevor es eine Verlangsamung einleitet. In diesem Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200, etwa 7,5 Sekunden vor Erreichen des Fußgängers 1206a anzuhalten (z. B. 1 Sekunde früher, als wenn das expressive Fahrzeugsystem 1200 deaktiviert wäre). Bei einer Anfangsgeschwindigkeit V0 von 10 m/s bedeutet dies, dass das expressive Fahrzeugsystem 1200 das Fahrzeug 1204 veranlasst, eine Verlangsamung einzuleiten, wenn das Fahrzeug 1204 etwa 75 Meter vom Fußgänger 1206A entfernt ist, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug 1204 in der Verlangsamungszone 1208 genügend Platz hat, um ein expressives Fahrzeugverhalten auszuführen.
In Szenario S2 beträgt die Differenz zwischen einem typischen menschlichen Bremsstartpunkt und einem expressiven Bremsstartpunkt 10 Meter (75 Meter im Vergleich zu 65 Meter). Typischerweise würde ein nicht-expressives Manöver ein Verlangsamungsprofil mit einem Punkt maximaler Verlangsamung in einer Entfernung von 25 Metern vom Fußgänger 1206A aufweisen. Andererseits, wenn das expressive Fahrzeugsystem 1200 aktiviert ist, definiert das expressive Fahrzeugsystem 1200 ein Verlangsamungsprofil mit einem Punkt maximaler Verlangsamung in einer Entfernung von 35 Metern vom Fußgänger 1206A. In diesem Szenario ist der Punkt höchster Verlangsamung 10 Meter weiter vom Fußgänger 1206A entfernt, wenn das expressive Fahrzeugsystem 1200 aktiviert ist, als wenn ein nicht-expressives Manöver durchgeführt wird.
Darüber hinaus kann in Szenario S2 ein nicht-expressives Manöver das Fahrzeug 1204 dazu veranlassen, direkt an der Position des Fußgängers 1206A anzuhalten. Andererseits definiert das expressive Fahrzeugsystem 1200 ein Verlangsamungsprofil mit einem Haltepunkt in einer Entfernung von 5 Metern vom Fußgänger 1206A.
Die Szenarien S3-S7 ähneln den Szenarien S1 und S2, repräsentieren jedoch unterschiedliche Anfangsgeschwindigkeiten V0 des Fahrzeugs 1204. Szenario S3 repräsentiert eine Anfangsgeschwindigkeit V0 von 15 m/s, Szenario S4 repräsentiert eine Anfangsgeschwindigkeit V0 von 20 m/s, Szenario S5 repräsentiert eine Anfangsgeschwindigkeit V0 von 25 m/s, Szenario S6 repräsentiert eine Anfangsgeschwindigkeit V0 von 30 m/s und Szenario S7 repräsentiert eine Anfangsgeschwindigkeit V0 von 35 m/s. Zusätzlich wird Szenario S4 durch das in 13 gezeigte Verlangsamungsprofil 1302 repräsentiert.
Die Szenarien der Tabelle 1 zeigen, dass das expressive Fahrzeugsystem 1200 ein Verlangsamungsprofil basierend auf der Anfangsgeschwindigkeit V0 des Fahrzeugs 1204 bestimmt. Insbesondere zeigen diese Szenarien, dass das Fahrzeug 1204 bei aktiviertem expressiven Fahrzeugsystem 1200 in einer größeren Entfernung zum Fußgänger 1206A als das Fahrzeug 1204 bei deaktiviertem expressiven Fahrzeugsystem 1200 anhält. Außerdem kann die Entfernung des Punkts maximaler Verlangsamung vom Fußgänger 1206A unabhängig von der Anfangsgeschwindigkeit V0 des Fahrzeugs und die Entfernung des Haltepunkts vom Fußgänger 1206A unabhängig von der Anfangsgeschwindigkeit V0 des Fahrzeugs 1204 gleich sein. Zum Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 1200 den Punkt maximaler Verlangsamung unabhängig von der Anfangsgeschwindigkeit V0 des Fahrzeugs 1204 so bestimmen, dass er mindestens 30 Meter vom Fußgänger 1206A entfernt ist. In einem anderen Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 1200 bestimmen, dass der Haltepunkt mindestens 2 Meter vom Fußgänger 1206A entfernt ist.
In einigen Ausführungsformen erzeugt das expressive Fahrzeugsystem 1200 der Steuerung des Fahrzeugs 1204 zugeordnete Daten basierend auf der dem expressiven Manöver zugeordneten Verlangsamung und überträgt die der Steuerung des Fahrzeugs 1204 zugeordneten Daten, um das Fahrzeug 1204 zu veranlassen, basierend auf der dem expressiven Manöver zugeordneten Verlangsamung zu verlangsamen. Die Daten können beispielsweise Steuersignale repräsentieren, die an die Steuerhardware (z. B. eine Drosselklappen-/Bremssteuervorrichtung [z. B. die Drosselklappen-/Bremssteuervorrichtung 1104], eine Lenkradsteuervorrichtung [z. B. die Lenkradsteuervorrichtung 1110] usw.) übertragen werden, wie in 14 unten beschrieben.
In einigen Ausführungsformen enthält das expressive Fahrzeugsystem 1200 eine Ausstiegsfunktion (oder Zeitüberschreitungsfunktion), die darauf „wartet“, dass der Fußgänger 1206A die Straße überquert, nachdem das Fahrzeug 1204 angehalten hat, um dem Fußgänger 1206A zu ermöglichen, die Straße zu überqueren. In einigen Fällen ist die Ausstiegsfunktion hilfreich bei Szenarien mit blinden Fußgängern, die nicht „sehen“ können, dass das Fahrzeug 1204 darauf wartet, dass der Fußgänger die Straße überquert. In einigen Beispielen ist die Zeitüberschreitungsfunktion um einen Zeitgeber (mitunter auch als „Watchdog-Timer“ bezeichnet), der dem Fußgänger 1206A eine vorgegebene Zeitspanne einräumt, in der er sich zu bewegen beginnen muss, um die Straße zu überqueren (z. B. 20 Sekunden, 30 Sekunden usw.), bevor das Fahrzeug 1204 eine nachfolgende Maßnahme durchführt (z. B., weiterfährt, hupt usw.). Falls das Fahrzeug 1204 beispielsweise anhält und der Fußgänger 1206A sich nicht innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne bewegt hat, könnte das Fahrzeug 1204 bestimmen, dass etwas nicht stimmt, und das Fahrzeug 1204 führt stattdessen eine nachfolgende Aktion durch (z. B. Beschleunigen und Weiterfahren). In einigen Beispielen erhält das expressive Fahrzeugsystem 1200 regelmäßig (z. B. jede Sekunde, alle 2 Sekunden usw.) oder kontinuierlich Daten über den Fußgänger 1206A durch Verwenden mindestens eines Sensors 1210 des Fahrzeugs 1204, um die Position des Fußgängers 1206A zu überwachen, nachdem das Fahrzeug 1204 angehalten hat.
Andererseits, falls das Fahrzeug 1204 anhält und sich der Fußgänger 1206A nach der vorgegebenen Zeitspanne auf der anderen Seite der Straße befindet (z. B., gegenüber der anfänglichen Position des Fußgängers 1206A), bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200, dass der Fußgänger 1206A die Straße überquert hat, und das expressive Fahrzeugsystem 1200 überträgt der Steuerung des Fahrzeugs 1204 zugeordnete Daten, um das Fahrzeug 1204 zu veranlassen, zu beschleunigen und den geplanten Weg des Fahrzeugs 1204 (z. B. den geplanten Weg, der durch den Planer (z. B. ähnlich oder gleich dem Planer 404) des Fahrzeugs 1204 bestimmt wurde) wieder aufzunehmen.
Andererseits, falls das Fahrzeug 1204 anhält und sich der Fußgänger 1206A nach der vorbestimmten Zeitspanne irgendwo auf der Straße befindet (z. B. auf halbem Weg beim Überqueren), bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1200, dass der Fußgänger 1206A gerade die Straße überquert, und weist zusätzliche Zeit zu (z. B. eine Minute usw.), um darauf zu warten, dass der Fußgänger 1206A die Straße überquert hat. In einigen Beispielen wird diese zusätzliche Zeit im Voraus festgelegt. Falls das Fahrzeug 1204 die zusätzliche Zeit wartet und der Fußgänger 1206A die Straße immer noch nicht überquert hat, führt das Fahrzeug 1204 in einigen Beispielen eine weitere Maßnahme durch. Das Fahrzeug 1204 könnte zum Beispiel hupen, langsam um den Fußgänger 1206A herum fahren, zusätzliche Zeit abwarten und/oder menschliche Hilfe anfordern (z. B. von einem Fahrgast im Fahrzeug 1204 oder eine Fernhilfe von einem menschlichen Kontrolleur).
14 zeigt mechanische und elektrische Aspekte des expressiven Fahrzeugsystems 1200 des Fahrzeugs 1204. Generell beginnen die Referenznummern mit Ziffern, die die jeweilige Figur kennzeichnen, auf der das referenzierte Element zuerst zu finden ist. Zum Beispiel ist in 12 mindestens ein Sensor 1210 dargestellt. Der mindestens eine Sensor ist jedoch auch in 14 dargestellt. Die ein oder mehreren Sensoren 1210 können LiDAR-Sensoren, Radarsensoren, 2D- oder 3D-Stereobildsensoren, Tiefensensoren, Ultraschallsensoren, Flugzeitsensoren, Geschwindigkeitssensoren, Feuchtigkeitssensoren, Niederschlagssensoren, Mikrofone usw. umfassen.
Das Fahrzeug 1204 weist mindestens einen Prozessor 1402 (z. B. an Bord oder entfernt gelegen) auf, der mit dem mindestens einen Sensor 1210 kommunikativ gekoppelt und dazu ausgelegt ist, die computerausführbaren Anweisungen auszuführen. In einigen Ausführungsformen ist der mindestens eine Prozessor 1402 der Rechenprozessor 146 des AF-Systems 120, das mit Bezug auf 1 beschrieben ist. In einigen Ausführungsformen ist der mindestens eine Prozessor 1402 dazu ausgelegt, mit den Computerprozessoren 146 des AF-Systems 120 zu kommunizieren. Das Fahrzeug 1204 umfasst auch computerlesbare Medien 1404 (z. B. Speicher oder Festplatten an Bord oder entfernt gelegen), auf denen computerausführbare Anweisungen gespeichert sind. In einigen Ausführungsformen ist die Computerhardware die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche wie die Computerhardware des AF-Systems 120, das mit Bezug auf 3 beschrieben ist.
Das expressive Fahrzeugsystem 1200 enthält Steuerhardware 1406, die zum Steuern der Bewegung des Fahrzeugs 1204 verwendet wird. Wie oben erwähnt, kann die Steuerhardware 1406 die gleiche oder eine ähnliche Hardware wie die in 11 beschriebene Steuervorrichtung 1002 enthalten. In einigen Ausführungsformen enthält die spezielle Steuerhardware 1406 die Verlangsamungshardware 1416 (z. B. Bremsen, regenerative Bremssysteme usw.) und/oder die Lenkhardware 1416 (z. B. Lenkräder, Lenksysteme usw.). In einigen Beispielen ist die Verlangsamungshardware 1416 die gleiche oder eine ähnliche wie die Drosselklappen-/Bremssteuervorrichtung 1104. In einigen Beispielen kann die Lenkungshardware 1416 die gleiche oder eine ähnliche sein wie die Lenkradsteuervorrichtung 1110. In einigen Beispielen umfasst die Verlangsamungshardware 1416 eine Drosselklappe (z. B. wie die in 4 gezeigte Drosselklappe 402B) zum Steuern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1204.
Das expressive Fahrzeugsystem 1200 enthält auch Anzeigehardware 1408, um Fußgängern, anderen Fahrzeugen usw. in der Umgebung des Fahrzeugs 1204 eine Anzeige zu geben. In einigen Ausführungsformen enthält die Anzeigehardware einen oder mehrere Lautsprecher 1410, ein oder mehrere Anzeigevorrichtungen 1412, eine oder mehrere Leuchten 1418 und Netzwerk- (oder Kommunikations-) Hardware 1414 (z. B. Mobilfunk, 3G/4G/5G, Bluetooth, Wi-Fi usw.).
15 ist eine Darstellung eines Fahrzeugs 1504 mit einem expressiven Fahrzeugsystem 1500, das in einer Umgebung 1502 (z. B. Straße, Kreuzung, Parkplatz) betrieben wird. In einigen Ausführungsformen ist das expressive Fahrzeugsystem 1500 das gleiche oder ein ähnliches System wie das oben beschriebene expressive Fahrzeugsystem 1200. In diesem Beispiel gibt das expressive Fahrzeugsystem 1500 Klangbilder und Lichter ab, um einem Fußgänger 1506 seine Absicht mitzuteilen. In einigen Beispielen erfolgt die Absichtsbekundung mittels Licht und Klangbildern zusätzlich zu den hier beschriebenen expressiven Manövern. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 1200 während des Verzögerns Lichter und Klangbilder gemäß dem oben mit Bezug auf 12 und 13 beschriebenen Verlangsamungsprofil 1302 erzeugen. In anderen Beispielen wird anstelle der hier beschriebenen expressiven Manöver eine Absichtsbekundung mittels Licht und Klangbild durchgeführt.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1500 basierend auf den erhaltenen Daten eine expressive Richtung auf das mindestens eine Objekt zu. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1500 basierend auf den gewonnenen Daten eine Entfernung zu dem erfassten Objekt. In einigen Beispielen geben die empfangenen Objektdaten eine relative Position zu dem erfassten Objekt an (z. B. die relative Position des Objekts zum Fahrzeug). In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1500 die expressive Richtung basierend auf der Position des mindestens einen Objekts relativ zum Fahrzeug 1504. Zum Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 1450 bestimmen, dass sich der Fußgänger 3 Meter vor dem Fahrzeug 1504 befindet und dass sich der Fußgänger auf der rechten Seite des Fahrzeugs 1504 befindet. In einigen Beispielen wird die relative Position aus einem Planungsmodul (z. B. dem in 4 beschriebenen Planungsmodul 404) empfangen.
In diesem Beispiel enthält das Fahrzeug 1504 zwei Lautsprecher 1508, eine Anzeigevorrichtung 1510 und eine Vielzahl von Leuchten 1512, die an jedem der vier Räder 1514 des Fahrzeugs 1504 angeordnet sind (die Leuchten 1512 werden nachstehend mit Bezug auf 16 näher beschrieben). In einigen Ausführungsformen sind die Lautsprecher 1508 so am Fahrzeug 1504 angebracht, dass die Lautsprecher 1508 Klangbilder in die Umgebung 1502 ausstrahlen können. In einigen Beispielen sind die Lautsprecher 1508 wasserdicht, wasserbeständig, staubdicht oder für Außenanwendungen geeignet (z. B. gemäß den Normen MIL-STD-810).
In einigen Ausführungsformen sendet das expressive Fahrzeugsystem 1500 über die Lautsprecher 1508 eine akustische Anzeige (z. B. in Form von Schallwellen 1520) in Richtung des Fußgängers 1506. In einigen Beispielen sendet das expressive Fahrzeugsystem 1500 eine akustische Anzeige mit veränderlichen Amplituden (z. B. Leistung, Lautstärke usw.) und veränderlichem Frequenzinhalt (z. B. eine Frequenzvariation zwischen 100 Hz und 15 kHz). So kann das expressive Fahrzeugsystem 1500 beispielsweise Schall mit einer Frequenz oder Tonhöhe ausstrahlen, die sich proportional zur momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1504 ändert. Wenn beispielsweise die Frequenz des übertragenen Schalls proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit ist, kann sie durch den Fußgänger 1506 als eine Verlangsamungsrate des Fahrzeugs 1504 wahrgenommen werden. So kann ein Fahrzeug, das sehr schnell anhält (z. B. über eine kurze Strecke wie von 30 Meilen pro Stunde in 20 Fuß auf Null), einen Ton aussenden, dessen Frequenz schnell abfällt, während ein Fahrzeug, das langsam anhält (z. B. über eine lange Strecke wie von 30 Meilen pro Stunde in 100 Fuß auf Null), einen Ton aussenden kann, dessen Frequenz langsamer abfällt. Die Zeit hängt in diesem Zusammenhang davon ab, wie lange es dauert, das Fahrzeug anzuhalten. Auf diese Weise wird beim Verlangsamen des Fahrzeugs 1504 das Geräusch eines abbremsenden Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor imitiert. Dieses Geräusch wird dann durch den Fußgänger 1506 als ein Klangbild mit abnehmender Tonhöhe wahrgenommen. Dies kann das Vertrauen des Fußgängers 1506 erhöhen, dass das Fahrzeug 1504 abbremst und für den Fußgänger 1506 anhält. In einigen Beispielen ist das Klangbild mindestens eines von einem Geräusch bei sinkender Motordrehzahl, einem Geräusch bei steigender Motordrehzahl, einem Bremsgeräusch (z. B. Bremsenquietschen) und einem Geräusch rotierender Reifen (z. B. Geräusche rotierender Reifen auf der Fahrbahnoberfläche).
In einigen Beispielen steuert das expressive Fahrzeugsystem 1500 die Lautsprecher 1508 so, dass sie mit der Übertragung einer akustischen Anzeige beginnen, wenn das Fahrzeug weiter als eine erste Entfernung (z. B. 30 Meter, 40 Meter und/oder dergleichen) vom Fußgänger 1506 entfernt ist, und die Übertragung der akustischen Anzeige beenden, wenn das Fahrzeug eine zweite Entfernung (z. B. 5 Meter, 10 Meter und/oder dergleichen) vom Fußgänger 1506 entfernt ist. In einigen Beispielen enthält das übertragene Klangbild einen Frequenzgehalt von mehr als 5 kHz. Beispielsweise können Frequenzen über 5 kHz dazu verwendet werden, ein hohes Bremsenquietschen darzustellen, das dem Fußgänger 1506 anzeigt, dass das Fahrzeug 1504 anhält und dass es für den Fußgänger 1506 sicher ist, in den Fahrstreifen (oder den Weg) des Fahrzeugs 1504 einzutreten.
In einigen Ausführungsformen sendet das expressive Fahrzeugsystem 1500 periodisch eine akustische Anzeige in Richtung des Fußgängers 1506. Zum Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 1500 die Lautsprecher 1508 so steuern, dass sie ein oder mehrere Klangbilder in Richtung des Fußgängers 1506 pulsieren. In einigen Beispielen sendet das expressive Fahrzeugsystem 1500 periodisch alle 0,1 Sekunden ein Klangbild. In einigen Beispielen wird ein hochfrequentes Klangbild (z. B. über 5 kHz) dazu verwendet, den Fußgänger 1506 zu warnen, dass das Fahrzeug 1504 möglicherweise nicht rechtzeitig anhalten kann. In anderen Beispielen sendet das expressive Fahrzeugsystem 1500 periodisch ein Klangbild mit niedriger Frequenz (z. B. weniger als 5 kHz), um dem Fußgänger 1506 anzuzeigen, dass das Fahrzeug 1504 eine sichere Anhaltebewegung durchführt und dass es für den Fußgänger 1506 sicher ist, in den Fahrstreifen (oder den Weg) des Fahrzeugs einzutreten.
In einigen Ausführungsformen steuert das expressive Fahrzeugsystem 1500 die Lautsprecher 1508 mittels einer Strahllenkungstechnik (z. B. Strahlformung), um die Schallwellen 1520 um einen Azimut des Fahrzeugs 1504 zu „lenken“, sodass ein Großteil der Energie der Schallwellen 1520 in Richtung des Fußgängers 1506 gerichtet ist. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 1450 die akustische Anzeige aus mindestens zwei Lautsprechern 1508 übertragen, sodass die übertragenen akustischen Wellen zusammenwirken und sich in Richtung des Fußgängers 1506 ausbreiten. In der Darstellung von 15 sind die beiden Lautsprecher 1508 beispielsweise so ausgerichtet, dass das übertragene Klangbild auf die rechte Seite des Fahrzeugs 1504 in Richtung des Fußgängers 1506 gelenkt wird.
In einigen Ausführungsformen erhält das expressive Fahrzeugsystem 1500 Daten, die einen Hintergrundgeräuschpegel der Umgebung 1502 darstellen (z. B. aus einem oder mehreren Mikrofonen des Fahrzeugs 1504), und steuert die Lautsprecher 1508 so, dass sie eine akustische Anzeige ausstrahlen, die lauter als der Hintergrundgeräuschpegel der Umgebung 1502 ist. In einigen Beispielen ist die akustische Anzeige mindestens 5 dB(A) lauter als der Hintergrundgeräuschpegel. Auf diese Weise „schneidet“ das übertragene Klangbild durch die Hintergrundgeräusche der Umgebung, um die Aufmerksamkeit auf das Fahrzeug 1504 und/oder die im übertragenen Klangbild übermittelte Nachricht zu lenken.
In einigen Ausführungsformen überträgt das expressive Fahrzeugsystem 1500 eine akustische Anzeige, die eine akustische Nachricht enthält. In einigen Beispielen enthält die akustische Nachricht gesprochene Worte. In einigen Beispielen überträgt das expressive Fahrzeugsystem 1500 eine akustische Anzeige, die „SICHER ZU ÜBERQUEREN“ oder „ZURÜCKBLEIBEN“ ankündigt In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1500 die Sprache der akustischen Nachricht basierend auf einem geografischen Gebiet des Fahrzeugs 1504 (z. B. über GPS-Daten bestimmt). In den USA wird zum Beispiel Englisch verwendet, in China Chinesisch, in Singapur Malaiisch usw.
In einigen Ausführungsformen sendet das expressive Fahrzeugsystem 1500 eine visuelle Anzeige (z. B. in Form von Licht) über ein oder mehrere Anzeigevorrichtungen 1510 des Fahrzeugs 1504. In dem in 15 gezeigten Beispiel ist die Anzeigevorrichtung 1510 an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs 1504 im Allgemeinen in der Nähe der Stelle angeordnet, an der ein menschlicher Fahrer sitzen würde. Wenn der Fußgänger 1506 in Richtung des Fahrzeugs 1504 blickt (wie es im Allgemeinen der Fall wäre, wenn der Fußgänger 1506 versuchen würde, mit dem Fahrer zu kommunizieren), hätte der Fußgänger 1506 eine größere Chance, die Anzeige 1510 zu sehen (z. B. im Vergleich zur Anordnung der Anzeigevorrichtung an der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs 1504). Dies ist jedoch keineswegs eine Einschränkung. Die Anzeigevorrichtung 1510 kann an einer beliebigen Stelle an der Außenseite des Fahrzeugs angebracht sein, um dem Fußgänger 1506 seine Absicht zu vermitteln.
In einigen Ausführungsformen zeigt das expressive Fahrzeugsystem 1450 eine visuelle Anzeige an, die die Darstellung eines Bildes auf der Anzeigevorrichtung 1510 enthält. In einigen Beispielen ist die Anzeigevorrichtung 1510 dazu ausgelegt, ein Bild anzuzeigen, das dem Fußgänger 1506 signalisiert, dass das Fahrzeug 1504 den Fußgänger 1506 wahrnimmt und dass es für den Fußgänger 1506 sicher ist, sich in den Weg des Fahrzeugs 1504 zu begeben. In diesem Szenario könnte das angezeigte Bild einem Fußgängerüberwegschild ähneln. Ein Fußgängerüberwegbild mit der Aufschrift „sicher zu gehen“ zeigt beispielsweise an, wann es sicher ist, sich in den Weg des Fahrzeugs 1504 zu begeben, während ein Bild mit der Aufschrift „nicht gehen“ anzeigt, wann es nicht sicher ist, sich in den Weg des Fahrzeugs 1504 zu begeben.
In einigen Ausführungsformen erhält das expressive Fahrzeugsystem 1500 Daten, die eine Hintergrundhelligkeit der Umgebung 1502 darstellen (z. B. aus einem oder mehreren Helligkeitssensoren des Fahrzeugs 1504), und steuert die Anzeigevorrichtung 1510 so, dass sie heller als die Hintergrundhelligkeit der Umgebung 1502 beleuchtet wird, um die Sichtbarkeit der visuellen Anzeige zu erhöhen.
In einigen Ausführungsformen stellt das expressive Fahrzeugsystem 1500 die visuelle Anzeige mittels einer oder mehrerer Leuchten 1512 des Fahrzeugs 1504 dar. In der gezeigten Ausführungsform enthält das Fahrzeug 1504 vier Räder 1514, und jedes Rad 1514 enthält eine Vielzahl von Leuchten 1512. Dies wird weiter unten mit Bezug auf 16 beschrieben.
16 zeigt eine schematische Ansicht eines der Räder 1514 des Fahrzeugs 1504. Das Rad 1514 enthält einen strukturellen Felgenabschnitt 1602 und einen weichen Reifenabschnitt 1604. Der strukturelle Felgenabschnitt 1602 enthält die Vielzahl von Leuchten 1512, die am Rad 1514 des Fahrzeugs 1504 angeordnet sind. Die Vielzahl von Leuchten 1512 sind in geraden Linien oder „Speichen“ 1606A-D (allgemein Speichen 1606) angeordnet, die den Speichen eines Fahrrads ähneln. In einigen Beispielen ist jede Leuchte 1512 eine LED mit einem Farbspektrum, das Weiß, Rot, Gelb, Grün, Blau und/oder Cyan enthält.
In einigen Ausführungsformen steuert das expressive Fahrzeugsystem 1500 jede Leuchte 1512 und/oder jede Speiche 1606 unabhängig, um dem Fußgänger 1506 seine Absicht zu übermitteln. Zum Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 1500 jede Leuchte 1512, die jeder Speiche 1606 zugeordnet ist, steuern, um dem Fußgänger 1506 eine Anzeige der Fahrzeugbewegung zu übermitteln. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 1500 jede Leuchte 1512, die einer ersten Speiche 1606 (z. B. der Speiche 1606A) zugeordnet ist, so steuern, dass sie leuchtet, während die anderen Speichen 1606
(z. B. die Speichen 1606B-D) unbeleuchtet bleiben. Danach kann das expressive Fahrzeugsystem 1500 jede Leuchte 1512, die einer zweiten Speiche 1606 (z. B. der Speiche 1606B) zugeordnet ist, so steuern, dass sie leuchtet, während die anderen Speichen 1606
(z. B. die Speichen 1606A, C-D) unbeleuchtet bleiben. Das expressive Fahrzeugsystem 1500 setzt dann diesen Vorgang fort, bis jede Speiche 1606 beleuchtet wurde, und wiederholt dann zyklisch den Vorgang. Diese Beleuchtung vermittelt dem Betrachter den Eindruck von Bewegung.
In einigen Ausführungsformen steuert das expressive Fahrzeugsystem 1500 jede Speiche 1606 unabhängig, sodass die Speichen 1606 den Eindruck erwecken, dass sich das Rad 1514 mit einer bestimmten Geschwindigkeit dreht. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 1500 die Beleuchtung jeder Leuchte 1512 jeder Speiche 1606 so steuern, dass der Eindruck entsteht, dass das Fahrzeug 1504 mit einer konstanten Geschwindigkeit (z. B. 15 m/s) fährt, auch wenn das Fahrzeug 1504 nicht mit dieser konstanten Geschwindigkeit fährt. In einigen Beispielen kann das expressive Fahrzeugsystem 1500 die Beleuchtung jeder Leuchte 1512 jeder Speiche 1606 so steuern, dass der Eindruck entsteht, dass das Fahrzeug 1504 verlangsamt. In einigen Beispielen ist diese implizite Geschwindigkeit geringer als die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1504. Dies kann in Szenarien hilfreich sein, in denen das Fahrzeug 1504 anhält, um dem Fußgänger 1506 das Überqueren der Straße zu ermöglichen, und der Fußgänger 1506 sieht, dass sich die Leuchten 1512 der Räder langsamer drehen, als es die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1504 sonst darstellen würde. In einigen Beispielen kann das expressive Fahrzeugsystem 1500 das Leuchten jeder Leuchte 1512 jeder Speiche 1606 so steuern, dass der Eindruck entsteht, dass das Fahrzeug 1504 steht oder rückwärts fährt, auch wenn das Fahrzeug 1504 vorwärts fährt.
In einigen Ausführungsformen enthält der strukturelle Felgenabschnitt 1602 des Rades 1514 eine oder mehrere kreisförmige LED-Anzeigevorrichtungen (z. B. Monitoranzeigevorrichtungen). In einigen Beispielen steuert das expressive Fahrzeugsystem 1500 unabhängig die eine oder mehreren kreisförmigen LED-Anzeigevorrichtungen, um Beschleunigungs- und Verlangsamungsbewegungen der Räder zu animieren.
In einigen Ausführungsformen enthält das Fahrzeug 1504 eine oder mehrere Leuchten im Radkasten jedes Rads. In einigen Beispielen steuert das expressive Fahrzeugsystem 1500 unabhängig die eine oder mehreren Radkastenleuchten, um die Räder und/oder Felgen zu beleuchten. Das expressive Fahrzeugsystem 1500 kann zum Beispiel alle Radkastenleuchten zum Einschalten ansteuern, um alle Räder und Felgen des Fahrzeugs 1504 zu beleuchten und die Aufmerksamkeit des Fußgängers 1506 auf die Räder/Felgen zu lenken. In einigen Beispielen steuert das expressive Fahrzeugsystem 1500 alle Radkastenleuchten zum Einschalten an, um alle Räder und Felgen des Fahrzeugs 1504 zu beleuchten, wenn das Fahrzeug 1504 im Begriff ist, aus einer angehaltenen Position heraus zu beschleunigen, oder wenn das Fahrzeug 1504 im Begriff ist, zu beschleunigen, während es bereits in Bewegung ist. In einigen Beispielen steuert das expressive Fahrzeugsystem 1500 alle Radkastenleuchten zum Ausschalten (oder Dimmen) an, um die Beleuchtung aller Räder und Felgen des Fahrzeugs 1504 zu verringern, wenn das Fahrzeug 1504 im Begriff ist zu verlangsamen und/oder anzuhalten. Auf diese Weise kann das expressive Fahrzeugsystem 1500 eine oder mehrere Radkastenbeleuchten steuern, um die Beleuchtung der Räder des Fahrzeugs 1504 abhängig davon zu steuern, ob das Fahrzeug 1504 im Begriff ist zu beschleunigen oder zu verlangsamen.
Zurück zu 15, kann das Fahrzeug 1504 auch Leuchten an anderen Stellen als den Rädern 1514 aufweisen. In einigen Beispielen sind eine oder mehrere Leuchten am Armaturenbrett des Fahrzeugs 1504, an den Stoßstangen des Fahrzeugs 1504, um die typische Fahrerposition des Fahrzeugs 1504 herum, um das Rad 1514 des Fahrzeugs 1504 herum usw. angeordnet. In einigen Beispielen sind die Leuchten ein LED-Lichtband an der Außenseite des Fahrzeugs 1504.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1500 basierend auf einem Freiraum um das Fahrzeug 1504 herum, dass eine visuelle Anzeige von einem Standort des Fußgängers 1506 aus sichtbar ist. Falls das expressive Fahrzeugsystem 1500 beispielsweise bestimmt, dass ein Freiraum um das Fahrzeug 1504 besteht (z. B. ein anderes Fahrzeug blockiert nicht die Sichtlinie zwischen dem Fußgänger 1506 und dem Fahrzeug 1504), beleuchtet das expressive Fahrzeugsystem 1500 die visuelle Anzeige.
In einer Ausführungsform bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1500, ob die expressive Anzeige (z. B. visuell und/oder akustisch) basierend auf der Entfernung des Fahrzeugs 1504 zum Fußgänger 1506 anzuzeigen ist. Falls das expressive Fahrzeugsystem 1500 beispielsweise bestimmt, dass der Fußgänger 1506 zu weit vom Fahrzeug 1504 entfernt ist (z. B. mehr als 100 Meter), könnte das expressive Fahrzeugsystem 1500 bestimmen, die expressive Anzeige erst dann zu präsentieren, wenn das Fahrzeug 1504 näher am Fußgänger 1506 (z. B. innerhalb von 50 Metern) ist, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass der Fußgänger 1506 die Anzeige sieht (und/oder hört). Sobald das expressive Fahrzeugsystem 1500 Daten darüber erhält, dass sich der Fußgänger 1506 in einer vorbestimmten Entfernung zum Fahrzeug 1504 befindet (z. B. innerhalb von 50 Metern, innerhalb von 20 Metern usw.), präsentiert das expressive Fahrzeugsystem 1500 die expressive Anzeige in Richtung des Fußgängers 1506.
17 zeigt ein Beispielszenario eines expressiven Fahrzeugsystems 1700 eines Fahrzeugs 1704A, das einem Radfahrer 1706, der sich einem Fußgängerüberweg 1708 im Fahrweg des Fahrzeugs 1704A nähert, in einer Umgebung 1702 seine Absicht mitteilt. In diesem Szenario enthält das expressive Fahrzeugsystem 1700 die Funktionalität der oben beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme (z. B. expressives Fahrzeugsystem 1200 und 1500). Jedes der hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme ist jedoch in der Lage, die Funktionen dieses Szenarios zu erfüllen.
Das in 17 gezeigte Szenario unterscheidet sich von dem Szenario in 12 in folgenden Punkten. Das Szenario von 17 enthält mehrere Fahrzeuge 1704B-C im selben Fahrstreifen wie das Fahrzeug 1704A mit dem expressiven Fahrzeugsystem 1700. Das Szenario von 16 enthielt keine anderen Fahrzeuge im selben Fahrstreifen wie das Fahrzeug 1204 mit dem expressiven Fahrzeugsystem 1200. Insbesondere das Szenario in 17 zeigt eine Situation, die auftreten kann, wenn sich ein Fahrzeug 1704C vor dem Fahrzeug 1704A mit dem expressiven Fahrzeugsystem 1700 befindet. Darüber hinaus zeigt das Szenario in 17 eine Situation, in der das mindestens eine Objekt ein Radfahrer 1706 ist, der sich möglicherweise schneller als ein Fußgänger bewegt, und das expressive Fahrzeugsystem 1700 kann das expressive Manöver basierend auf der Geschwindigkeit und/oder der Bewegungsbahn des Radfahrers 1706 bestimmen.
Das expressive Fahrzeugsystem 1700 erhält Daten, die mindestens einem Objekt in der Umgebung 1702 zugeordnet sind. In diesem Beispiel sind die Objekte die anderen Fahrzeuge 1704B-C und der Radfahrer 1706. Wie oben mit Bezug auf 12 beschrieben, kann das expressive Fahrzeugsystem 1700 diese Daten aus einem oder mehreren Sensoren 1710 des Fahrzeugs 1704 erhalten. In einigen Beispielen sind die Sensoren 1710 ähnlich oder gleich wie die Sensoren 1210 des Fahrzeugs 1204, die oben mit Bezug auf 12 beschrieben sind. In einigen Beispielen identifiziert das expressive Fahrzeugsystem 1700 das eine Objekt als den Radfahrer 1706 und die anderen Objekte als Fahrzeuge 1704B-C unter Verwendung von Bildklassifizierungstechniken, die ebenfalls mit Bezug auf 12 beschrieben werden. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 1700 die erkannten Objekte anhand eines Bildklassifizierungsmoduls, das die Objektdaten empfängt und Daten zum Identifizieren des Objekts ausgibt, voneinander unterscheiden. In einigen Beispielen geben die Identifikationsdaten an, ob das Objekt ein Fahrzeug, ein Fußgänger oder ein Radfahrer ist.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1700 dann eine Entfernung C zwischen dem Fahrzeug 1704A und dem Radfahrer 1706, eine Entfernung D zwischen dem Fahrzeug 1704A und dem Fahrzeug 1704C und eine Entfernung E zwischen dem Fahrzeug 1704A und dem Fahrzeug 1704B. In diesem Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1700, dass sich das Fahrzeug 1704C direkt vor dem Fahrzeug 1704A befindet (z. B. basierend darauf, dass sich beide Fahrzeuge im selben Fahrstreifen befinden). In ähnlicher Weise bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1700, dass sich das Fahrzeug 1704D direkt hinter dem Fahrzeug 1704A befindet (z. B. ebenfalls basierend darauf, dass sich beide Fahrzeuge im gleichen Fahrstreifen befinden).
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1700 eine Bewegungsbahn der Radfahrer 1706 und/oder eine Pose des Radfahrers 1706 und verwendet diese Daten, um zu bestimmen, ob ein expressives Manöver verwendet werden soll. Falls der Radfahrer 1706 beispielsweise mit einer konstanten Geschwindigkeit parallel zur Straße fährt, kann das expressive Fahrzeugsystem 1700 bestimmen, dass der Radfahrer 1706 nicht beabsichtigt, die Straße zu überqueren. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 1700 bestimmen, dass sich der Radfahrer 1706 mit 5 m/s bewegt und vom Fahrzeug wegfährt. Falls der Radfahrer 1706 dagegen verlangsamt oder anhält und eine Pose einnimmt, die eine Vektorkomponente in Richtung der Straße aufweist, könnte das expressive Fahrzeugsystem 1700 bestimmen, dass der Radfahrer 1706 die Straße überqueren will, und ein expressives Manöver festlegen.
In einigen Ausführungsformen wählt das expressive Fahrzeugsystem 1700 mindestens eine Eingangsbedingung basierend auf den Objekten in der Umgebung 1702 aus. In diesem Beispiel identifiziert das expressive Fahrzeugsystem 1700 die Radfahrer 1706 und den Fußgängerüberweg 1708 und stellt fest, dass ein Verlangsamungsmanöver erforderlich ist. Im Gegenzug wählt das expressive Fahrzeugsystem 1700 die Eingangsbedingungen für ein Verlangsamungsmanöver aus und überprüft, ob diese Eingangsbedingungen erfüllt sind. In diesem Beispiel wird eine Eingangsbedingung verwendet, um zu überprüfen, ob Platz 1712 zum Durchführen des expressiven Verlangsamungsmanövers vorhanden ist. Befände sich kein Fahrzeug vor dem Fahrzeug 1704A, wäre diese Eingangsbedingung automatisch erfüllt (wie im Szenario von 12). Ist dieser Platz 1712 hingegen durch ein anderes Fahrzeug belegt oder anderweitig nicht verfügbar, wird diese Eingangsbedingung nicht erfüllt, und das Fahrzeug 1704A führt kein expressives Manöver durch, um dem Radfahrer 1706 die Absicht des Fahrzeugs 1704A zu vermitteln. Für das in Tabelle 1 mit Bezug auf Szenario S2 beschriebene expressive Bewegungsmanöver werden beispielsweise 75 Meter Platz benötigt. Falls das expressive Fahrzeugsystem 1700 in einem solchen Szenario bestimmt, dass das Fahrzeug 1704C weniger als 75 Meter vom Fahrzeug 1704A entfernt ist, würde das expressive Fahrzeugsystem 1900 bestimmen, kein expressives Bewegungsverhalten zu verwenden.
In ähnlicher Weise wird eine Eingangsbedingung verwendet, um zu prüfen, ob hinter dem Fahrzeug 1704A Platz 1714 frei ist. In einigen Beispielen beträgt dieser Platz 1714 mindestens 5 Meter. Falls dieser Platz 1714 durch ein anderes Fahrzeug belegt oder anderweitig nicht verfügbar ist, wird diese Eingangsbedingung nicht erfüllt, und das Fahrzeug 1704A führt kein expressives Manöver durch, um dem Radfahrer 1706 die Absicht des Fahrzeugs 1704A zu vermitteln. Dies kann dazu beitragen, Unfälle zu vermeiden, bei denen das Fahrzeug 1704B auf das Fahrzeug 1704A auffährt. Befände sich kein Fahrzeug hinter dem Fahrzeug 1704A, wäre diese Eingangsbedingung automatisch erfüllt (wie im Szenario von 12).
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1700 eine Bewegungsbahn des Fahrzeugs 1704C direkt vor dem Fahrzeug 1704A (z. B. basierend auf Daten, die durch den mindestens einen Sensor des Fahrzeugs 1704A erzeugt werden), um zu bestimmen, ob das Fahrzeug 1704C für den Radfahrer 1706 anhält oder nicht. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1700 basierend auf der bestimmten Bewegungsbahn, ob das Fahrzeug 1704C anhält oder anderweitig verlangsamt. Falls das expressive Fahrzeugsystem 1700 beispielsweise bestimmt, dass das Fahrzeug 1704C verlangsamt und sich das Fahrzeug 1704C innerhalb eines Radius um den Radfahrer 1706 (z. B. innerhalb von 10 Metern) befindet, könnte das expressive Fahrzeugsystem 1700 bestimmen, dass das Fahrzeug 1704C für den Radfahrer 1706 anhält und dass ein expressives Manöver des Fahrzeugs 1704A unnötig ist. Andererseits, falls das expressive Fahrzeugsystem 1700 bestimmt, dass das Fahrzeug 1704C eine konstante Geschwindigkeit beibehält oder anderweitig nicht verlangsamt und/oder das Fahrzeug 1704C den Standort des Radfahrers 1706 passiert hat (z. B. ist die Entfernung D größer als die Entfernung C), könnte das expressive Fahrzeugsystem 1700 bestimmen, dass das Fahrzeug 1704C nicht für den Radfahrer 1706 anhält und dass ein expressives Manöver des Fahrzeugs 1704A erforderlich ist.
Darüber hinaus kann, wie beim Fußgängerbeispiel in 12, eine Eingangsbedingung darin bestehen, dass der Ort des Fußgängerüberwegs 1708 innerhalb eines vorbestimmten Radius zum Radfahrer 1706 liegt (z. B. 5 Meter, 10 Meter und/oder dergleichen). Falls das expressive Fahrzeugsystem 1700 beispielsweise bestimmt, dass innerhalb eines Radius um den Radfahrer 1706 kein Fußgängerüberweg 1708 vorhanden ist, würde das expressive Fahrzeugsystem 1700 bestimmen, kein expressives Bewegungsverhalten zu verwenden. Andererseits, falls das expressive Fahrzeugsystem 1700 bestimmt, dass ein Fußgängerüberweg 1708 innerhalb eines Radius des Radfahrers 1706 vorhanden ist, würde das expressive Fahrzeugsystem 1700 bestimmen, ein expressives Bewegungsverhalten zu verwenden.
18 zeigt ein Beispielszenario eines expressiven Fahrzeugsystems 1800 eines Fahrzeugs 1804, das einem Fußgänger 1806, der die Straße zu überqueren beabsichtigt und sich einem Fahrstreifen 1820 im Weg des Fahrzeugs 1804 nähert, in einer Umgebung 1802 seine Absicht übermittelt. In diesem Szenario ist das expressive Fahrzeugsystem 1800 dasselbe wie jedes der oben beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme. Jedes der hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme ist in der Lage, die Funktionen dieses Szenarios zu erfüllen.
Das in 18 gezeigte Szenario unterscheidet sich von den Szenarien in 12 und 17 in folgenden Punkten. Das Szenario von 18 enthält einen die Straße überquerenden Fußgänger 1806, der in Richtung der Straße 1820 geht, ohne dass ein Fußgängerüberweg vorhanden ist. Das Szenario von 18 berücksichtigt auch die Bewegungsbahn des die Straße überquerenden Fußgängers 1806 und bestimmte Nachbarschaftsdaten, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass der die Straße überquerende Fußgänger 1806 in den Weg (z. B. den Fahrstreifen 1820) des Fahrzeugs eintritt.
Das expressive Fahrzeugsystem 1800 erhält Daten, die mindestens einem Objekt in der Umgebung 1802 zugeordnet sind. In diesem Beispiel sind die Objekte der die Straße überquerende Fußgänger 1806 und die Häuser 1818 in der Umgebung 1802. Wie oben mit Bezug auf 12 und 15 beschrieben, kann das expressive Fahrzeugsystem 1800 diese Daten aus einem oder mehreren Sensoren 1810 des Fahrzeugs 1804 erhalten. In einigen Beispielen sind die Sensoren 1810 ähnlich oder gleich wie die Sensoren 1210 des Fahrzeugs 1204, die oben mit Bezug auf 12 beschrieben sind.
In einigen Beispielen identifiziert das expressive Fahrzeugsystem 1800 das Objekt als den die Straße überquerenden Fußgänger 1806 und die Häuser 1818 unter Verwendung von Bildklassifizierungsverfahren, die ebenfalls mit Bezug auf 12 beschrieben sind. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 1800 die erkannten Objekte anhand eines Bildklassifizierungsmoduls, das die Objektdaten empfängt und Daten zum Identifizieren des Objekts ausgibt, voneinander unterscheiden. In einigen Beispielen geben die Identifikationsdaten an, ob das Objekt ein Fahrzeug, ein Fußgänger oder ein Radfahrer ist. In diesem Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1800, dass das Objekt ein die Straße überquerender Fußgänger 1806 ist, indem es (i) eine Anzeige empfängt, dass das Objekt ein Fußgänger ist (z. B. über ein Klassifizierungsmodul), und (ii) Daten darüber empfängt, dass in einem Radius um den Fußgänger (z. B. in einem Radius von 10 Metern) kein Fußgängerüberweg vorhanden ist.
Wie bei dem in 17 dargestellten Szenario bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1800 eine Bewegungsbahn 1808 des die Straße überquerenden Fußgängers 1806 und/oder eine Pose des die Straße überquerenden Fußgängers 1806 und verwendet diese Daten, um zu bestimmen, ob ein expressives Manöver verwendet werden soll. Falls der die Straße überquerende Fußgänger 1806 beispielsweise mit einer konstanten Geschwindigkeit parallel zur Straße läuft, könnte das expressive Fahrzeugsystem 1800 bestimmen, dass der die Straße überquerende Fußgänger 1806 doch nicht beabsichtigt, die Straße 1820 zu überqueren. Andererseits, falls sich der die Straße überquerende Fußgänger 1806 mit einer Geschwindigkeit in einer Richtung mit einer Vektorkomponente in Richtung der Straße 1820 bewegt, kann das expressive Fahrzeugsystem 1800 bestimmen, dass der die Straße überquerende Fußgänger 1806 beabsichtigt, die Straße 1820 zu überqueren, und bestimmt, ein expressives Manöver zu verwenden.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1800 eine Wahrscheinlichkeit, dass der die Straße überquerende Fußgänger 1806 den Weg des Fahrzeugs 1804 kreuzen wird. In diesem Beispiel extrapoliert das expressive Fahrzeugsystem 1800 die Bewegungsbahn 1808 des die Straße überquerenden Fußgängers 1806 (diese Extrapolation ist in 18 grafisch mit einer Linie 1812 dargestellt). Das expressive Fahrzeugsystem 1800 vergleicht diese Linie 1812 mit dem geplanten Weg des Fahrzeugs 1804 (der geplante Weg ist in 18 grafisch durch eine Linie 1814 dargestellt). Das expressive Fahrzeugsystem 1800 bestimmt einen Schnittpunkt dieser beiden Linien 1812, 1814 (dieser Schnittpunkt ist in 18 grafisch als Schnittpunkt 1816 dargestellt). In diesem Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1800 basierend auf dem geplanten Weg des Fahrzeugs 1804 und der Bewegungsbahn des die Straße überquerenden Fußgängers 1806, dass der die Straße überquerende Fußgänger 1806 den Weg des Fahrzeugs 1804 voraussichtlich am Kreuzungspunkt 1816 kreuzen wird. In einigen Beispielen wird der geplante Weg des Fahrzeugs 1804 aus einem Planer des Fahrzeugs 1804 erhalten.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1800 eine Charakteristik der Umgebung 1802. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 1800 bestimmen, dass einige der Objekte Häuser 1818 darstellen (z. B. über ein Bildklassifizierungsmodul als Teil eines Wahrnehmungsmoduls (z. B. des Wahrnehmungsmoduls 402, das mit Bezug auf 4 beschrieben ist)) und dies verwenden, um zu bestimmen, dass die Umgebung 1802 eine Wohngegend darstellt. In anderen Beispielen kann das expressive Fahrzeugsystem 1800 bestimmen, dass einige der Objekte Hochhäuser darstellen (z. B. über das Bildklassifizierungsmodul) und dies verwenden, um zu bestimmen, dass eine Umgebung ein Stadtviertel darstellt. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1800 diese Charakteristik der Umgebung 1802 basierend auf den erhaltenen geografischen Daten über die Umgebung 1802 (z. B. über eine Datenbank oder Karte).
In einigen Ausführungsformen verwendet das expressive Fahrzeugsystem 1800 die Charakteristik der Umgebung 1802, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass der die Straße überquerende Fußgänger 1806 in den Weg des Fahrzeugs 1804 laufen wird. Zum Beispiel ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein die Straße überquerender Fußgänger 1806 die Straße 1820 betritt, in einer städtischen Umgebung größer als in einer Wohnumgebung. Auf diese Weise ermittelt das expressive Fahrzeugsystem 1800 für städtische Umgebungen eine geringere Wahrscheinlichkeit als in Wohnumgebungen.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1800 ein Merkmal des die Straße überquerenden Fußgängers 1806. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 1800 basierend auf den erhaltenen Daten bestimmen, dass der die Straße überquerende Fußgänger 1806 ein Kleinkind (z. B. unter 5 Jahren) ist, und darauf basierend bestimmen, dass die Wahrscheinlichkeit, dass der die Straße überquerende Fußgänger 1806 in den Weg des Fahrzeugs 1804 eintritt, höher ist, als wenn der die Straße überquerende Fußgänger 1806 ein Erwachsener (z. B. über 18 Jahre) wäre. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1800 dieses Altersmerkmal (z. B. Kleinkind [z. B. unter 5 Jahre alt], Kind [z. B. im Alter von 5-11 Jahren], junger Erwachsener [z. B. im Alter von 13-17 Jahren], Erwachsener [z. B., über 18 Jahre], usw.), basierend auf der Größe des die Straße überquerenden Fußgängers 1806 (z. B. sind Kinder kleiner als Erwachsene), den Geräuschen des Verkehrsteilnehmers 1806 (z. B. haben Kinder höhere Stimmen als Erwachsene), der Geschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers 1806 (z. B. können Erwachsene schneller laufen als Kinder), usw.
In einigen Ausführungsformen verwendet das expressive Fahrzeugsystem 1800 das Merkmal des die Straße überquerenden Fußgängers 1806, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass der die Straße überquerende Fußgänger 1806 in den Weg des Fahrzeugs 1804 laufen wird. Zum Beispiel ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein die Straße überquerender Fußgänger 1806 die Straße 1820 betritt, bei Kindern größer als bei Erwachsenen. Auf diese Weise bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1800 eine geringere Wahrscheinlichkeit für Erwachsene im Vergleich zu Kindern.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1800, dass das Objekt ein die Straße überquerender Fußgänger 1806 ist, indem es bestimmt, dass sich der die Straße überquerende Fußgänger 1806 bereits im Fahrstreifen 1820 des Fahrzeugs 1804 befindet. Zum Beispiel könnte ein die Straße überquerender Fußgänger 1806 bereits in dem Fahrstreifen 1820 laufen, bevor das Fahrzeug 1804 eintrifft. Dieses Beispiel verdeutlicht, dass es nicht notwendig ist, dass sich der die Straße überquerende Fußgänger 1806 am Straßenrand befindet, bevor das Fahrzeug 1804 eintrifft.
Wie bei den in 12, 15 und 17 dargestellten Szenarien wählt das expressive Fahrzeugsystem 1800 mindestens eine Zugangsbedingung basierend auf den Objekten in der Umgebung 1802 aus. In diesem Beispiel identifiziert das expressive Fahrzeugsystem 1800 das Objekt als den die Straße überquerenden Fußgänger 1806 und wählt als Eingangsbedingungen aus, ob (i) der Kreuzungspunkt 1816 innerhalb des Fahrwegs des Fahrzeugs 1804 liegt und (ii) genügend Platz 1822 für ein expressives Verlangsamungsmanöver vorhanden ist. Zusätzlich zu den Eingangsbedingungen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1800 auch, dass die Umgebung 1802 eine Wohnumgebung ist und dass der die Straße überquerende Fußgänger 1806 ein Kind ist. Das expressive Fahrzeugsystem 1800 bestimmt wiederum, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass der die Straße überquerende Fußgänger 1806 in den Weg des Fahrzeugs 1804 läuft/rennt, und bestimmt, dass ein Verlangsamungsmanöver erforderlich ist.
Das expressive Fahrzeugsystem 1800 prüft dann, ob diese Zugangsbedingungen erfüllt sind. In diesem Beispiel ist ausreichend Platz 1822 vorhanden, um ein expressives Verlangsamungsmanöver durchzuführen, und der Kreuzungspunkt 1816 liegt innerhalb des Weges des Fahrzeugs 1804. Im Gegenzug führt das expressive Fahrzeugsystem 1800 ein expressives Verlangsamungsmanöver durch. Würde der die Straße überquerende Fußgänger 1806 hingegen stillstehen, wären mindestens einige dieser Eingangsbedingungen nicht erfüllt, und das expressive Fahrzeugsystem 1800 würde kein expressives Verlangsamungsmanöver durchführen.
In diesem Beispiel erzeugt das expressive Fahrzeugsystem 1800 Daten, die der Steuerung des Fahrzeugs 1804 zugeordnet sind, basierend auf der Verlangsamung, die dem expressiven Manöver zugeordnet ist, und überträgt die Daten, um das Fahrzeug 1804 zu veranlassen, basierend auf der Verlangsamung, die dem expressiven Manöver zugeordnet ist, zu verlangsamen und vor dem Kreuzungspunkt 1816 anzuhalten. Dies würde dem die Straße überquerenden Fußgänger 1806 mitteilen, dass es sicher ist, den Weg des Fahrzeugs 1804 zu kreuzen.
19 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem 1900, das einem menschlichen Verkehrslotsen 1906 im Fahrstreifen 1920 des Fahrzeugs 1904 in einer Umgebung 1902 seine Absicht mitteilt. In diesem Szenario ist das expressive Fahrzeugsystem 1900 dasselbe wie jedes der oben beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme. Jedes der hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme ist in der Lage, die Funktionen dieses Szenarios zu erfüllen.
Das in 19 gezeigte Szenario unterscheidet sich von den obigen Szenarien in folgenden Punkten. Das Szenario von 19 beinhaltet einen Verkehrslotsen 1906, der auf der Straße 1920 steht. Es sind keine Fußgängerüberwege vorhanden. In diesem Beispiel hält der Verkehrslotse 1906 eine Verkehrskelle 1908, die dem Fahrzeug 1904 eine Verkehrsanweisung mitteilt. In anderen Beispielen benutzt der Verkehrslotse 1906 seine Hände, um dem Fahrzeug 1904 eine Verkehrsanweisung mitzuteilen, anstatt eine Verkehrskelle 1908 zu verwenden. Normalerweise würde sich der Verkehrslotse 1906 auf die Bestätigung eines menschlichen Fahrers des Fahrzeugs verlassen, was bei einem autonomen Fahrzeug ohne menschlichen Fahrer nicht möglich sein könnte. Dieses Szenario verdeutlicht, wie wichtig es ist, die Absicht des Fahrzeugs 1904 dem Verkehrslotsen 1906 mitzuteilen.
Wie bei den oben beschriebenen Szenarien erhält das expressive Fahrzeugsystem 1900 Daten, die mindestens einem Objekt in der Umgebung 1902 zugeordnet sind. In diesem Beispiel sind die Objekte der Verkehrslotse 1906 und die Verkehrskelle 1908 in der Umgebung 1902. Wie bei den oben beschriebenen Szenarien kann das expressive Fahrzeugsystem 1900 diese Daten aus einem oder mehreren Sensoren 1910 des Fahrzeugs 1904 erhalten. In einigen Beispielen sind die Sensoren 1910 ähnlich oder gleich wie die Sensoren 1210 des Fahrzeugs 1204, die oben mit Bezug auf 12 beschrieben sind.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1900, dass das Objekt ein Verkehrslotse 1906 ist, indem es (i) eine Anzeige empfängt, dass das Objekt ein Fußgänger ist (z. B. über ein Klassifizierungsmodul), und (ii) Daten empfängt, dass sich eine Verkehrsanweisung (z. B. eine Haltezeichenkelle 1908) innerhalb eines Radius (z. B. innerhalb von 1 Meter) um den Fußgänger befindet.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1900, dass das Objekt ein Verkehrslotse 1906 ist, wenn sich das Objekt im Fahrstreifen 1920 des Fahrzeugs 1904 befindet und eine Pose des Objekts auf das Fahrzeug 1904 gerichtet ist.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1900, dass das Objekt ein Verkehrslotse 1906 ist, wenn sich das Objekt im Fahrstreifen 1920 des Fahrzeugs 1904 befindet und eine Handfläche des Objekts auf das Fahrzeug 1904 gerichtet ist. Beispielsweise bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1900, dass das Objekt ein Verkehrslotse 1906 ist, wenn das expressive Fahrzeugsystem 1900 bestimmt, dass das Objekt seine Handfläche in Richtung des Fahrzeugs 1804 hält.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1900, dass das Objekt ein Verkehrslotse 1906 ist, wenn das Objekt eine Uniform trägt. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 1900 bestimmen, dass das Objekt eine Polizeiuniform trägt, wenn die Uniform des Objekts mit einer oder mehreren Uniformen aus einer Datenbank von Polizeiuniformen innerhalb des geografischen Bereichs des Fahrzeugs 1904 übereinstimmt. In einigen Beispielen können diese Uniformen eine Mütze enthalten, sodass das expressive Fahrzeugsystem 1900 bestimmen kann, dass das Objekt eine Polizeiuniform trägt, wenn das Objekt eine Mütze trägt. In einem anderen Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 1900 bestimmen, dass das Objekt eine Baustellenuniform trägt, wenn die Uniform des Objekts eine orange Farbe oder einen oder mehrere Bereiche (z. B. Streifen) aus reflektierendem Material enthält.
Wie bei den oben beschriebenen Szenarien kann das expressive Fahrzeugsystem 1900 eine Geschwindigkeit des Verkehrslotsen 1906 basierend auf den aus dem einen oder mehreren Sensoren 1910 erhaltenen Daten bestimmen. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1900, dass der Verkehrslotse 1906 stillsteht, wenn die Geschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt (z. B. unterhalb von 0,1 m/s).
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 1900 eine Verkehrsanweisung basierend auf Daten über die Verkehrskelle 1908. Zum Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 1900 die Verkehrsanweisung anhand einer Farbe und/oder einer Form der Verkehrskelle 1908 bestimmen. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 1900 bestimmen, dass die Verkehrskelle 1908 eine achteckige Form und eine mehrheitlich rote Farbe aufweist (z. B. basierend auf der Bildklassifizierung), und basierend auf der Form und Farbe der Verkehrskelle 1908 bestimmen, dass die Verkehrsanweisung eine Anweisung zum Anhalten ist. In einem anderen Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 1900 bestimmen, dass die Verkehrskelle 1908 das Wort „HALT“ enthält (z. B. basierend auf der Bildklassifizierung) und bestimmen, dass die Verkehrsanweisung eine Anweisung zum Anhalten ist, die auf dem Wort der Verkehrskelle 1908 basiert.
Nachdem das expressive Fahrzeugsystem 1900 bestimmt hat, dass das Objekt ein Verkehrslotse 1906 ist, und eine dem Verkehrslotsen 1906 zugeordnete Verkehrsanweisung bestimmt hat, führt das expressive Fahrzeugsystem 1900 ein expressives Verlangsamungsmanöver durch, um dem Verkehrslotsen 1906 mitzuteilen, dass das Fahrzeug 1904 die Verkehrsanweisung verstanden hat und dass das Fahrzeug 1904 anhält. Das expressive Fahrzeugsystem 1900 bestätigt, dass jede Eingangsbedingung erfüllt ist (z. B. dass genügend Platz 1922 vorhanden ist, um das Verlangsamungsmanöver durchzuführen), und beginnt mit der Erzeugung und Übertragung von Daten zur Durchführung des Verlangsamungsmanövers.
20 zeigt ein Beispielszenario eines expressiven Fahrzeugsystems 2000 eines Fahrzeugs 2004, das einem Fußgänger 2006, der auf Abholung durch das Fahrzeug 2004 wartet, innerhalb einer Umgebung 2002 seine Absicht mitteilt. In diesem Szenario ist das expressive Fahrzeugsystem 2000 dasselbe wie jedes der oben beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme. Jedes der hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme ist in der Lage, die Funktionen dieses Szenarios zu erfüllen.
Das in 20 dargestellte Szenario unterscheidet sich von den oben genannten Szenarien in folgenden Punkt. Das Szenario von 20 enthält ein expressives Manöver, das eine Verlangsamung und eine Lenkwinkeländerung enthält, während alle obigen Szenarien keine Lenkwinkeländerung enthielten. Alle hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme können jedoch ein expressives Manöver durchführen, das sowohl eine Verlangsamung als auch eine Lenkwinkeländerung enthält.
Normalerweise würde sich der Fußgänger 2006 auf die Bestätigung eines menschlichen Fahrers des Fahrzeugs 2004 verlassen, dass das Fahrzeug 2004 anhält, um den Fußgänger 2006 in das Fahrzeug 2004 einsteigen zu lassen. Ohne eine solche Bestätigung könnte der Fußgänger 2006 zögern, eine Tür des Fahrzeugs 2004 zu öffnen und in das Fahrzeug 2004 einzusteigen. Wie oben mit Bezug auf das in 19 dargestellte Szenario erwähnt, wäre eine Bestätigung durch einen menschlichen Fahrer in einem autonomen Fahrzeug ohne menschlichen Fahrer nicht möglich. Dieses Szenario verdeutlicht, wie wichtig es ist, dem Fußgänger 2006 die Absicht des Fahrzeugs 2004 mitzuteilen.
In einigen Ausführungsformen erhält das expressive Fahrzeugsystem 2000 Daten über einen Aufnahmeort 2012 (z. B. aus einem Planer des Fahrzeugs 2004). In einigen Beispielen stellen die Daten über den Aufnahmeort 2012 eine Position des Aufnahmeorts 2012 relativ zum Fahrzeug 2004 dar (z. B. ob sich der Aufnahmeort vor dem Fahrzeug 2004, hinter dem Fahrzeug 2004, auf der rechten Seite des Fahrzeugs 2004, auf der linken Seite des Fahrzeugs 2004 usw. befindet). In diesem Beispiel erhält das expressive Fahrzeugsystem 2000 die Information, dass sich der Aufnahmeort 2012 50 Meter vor dem Fahrzeug 2004 und auf der rechten Seite des Fahrzeugs 2004 befindet. In einigen Beispielen wird der Aufnahmeort 2012 basierend auf GPS-Sensordaten einer elektronischen Vorrichtung (z. B. eines Smartphones) des Fußgängers 2006 kontinuierlich aktualisiert.
Wie bei den oben beschriebenen Szenarien erhält das expressive Fahrzeugsystem 2000 Daten, die mindestens einem Objekt in der Umgebung 2002 zugeordnet sind. In diesem Beispiel ist das Objekt der Fußgänger 2006 in der Umgebung 2002. Wie bei den oben beschriebenen Szenarien kann das expressive Fahrzeugsystem 2000 diese Daten aus einem oder mehreren Sensoren 2010 des Fahrzeugs 2004 erhalten. In einigen Beispielen sind die Sensoren 2010 ähnlich oder gleich wie die Sensoren 1210 des Fahrzeugs 1204, die oben mit Bezug auf 12 beschrieben sind.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2000, dass das Objekt ein Fußgänger 2006 ist, der darauf wartet, durch das Fahrzeug 2004 aufgenommen zu werden, indem es (i) eine Anzeige empfängt, dass das Objekt ein Fußgänger ist (z. B. über ein Klassifizierungsmodul), und (ii) eine Anzeige empfängt, dass sich ein Aufnahmeort innerhalb eines Radius (z. B. innerhalb von 1 Meter) um den Fußgänger befindet.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2000 basierend auf den erhaltenen Daten, dass ein expressives Manöver 2018 verwendet wird, das eine Lenkwinkeländerung beinhaltet. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2000, ein expressives Manöver 2018 zu verwenden, das eine Lenkwinkeländerung beinhaltet, wenn das expressive Fahrzeugsystem 2000 bestimmt, dass das Objekt ein Fußgänger 2006 ist, der darauf wartet, durch das Fahrzeug 2004 abgeholt zu werden.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2000, eine Lenkwinkeländerung zu verwenden, die das Fahrzeug 2004 in Richtung des Fußgängers 2006 und/oder des Aufnahmeortes 2012 lenkt, während das Fahrzeug bis zum Stillstand verlangsamt. In dem gezeigten Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2000 eine Lenkwinkeländerung, die das Fahrzeug 2004 basierend auf dem Standort des Fußgängers 2006 und/oder dem Aufnahmeort 2012 an die rechte Seite des Fahrstreifens 2020 lenkt.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2000 eine Lenkwinkeländerung, die das Fahrzeug 2004 veranlasst, sich dem Bordstein 2022 der Straße zu nähern, während das Fahrzeug bis zum Stillstand verlangsamt. In einigen Beispielen führt dies dazu, dass das Fahrzeug 2004 innerhalb von 0,1 Metern vor dem Bordstein 2014 zum Stehen kommt. In einigen Beispielen erzeugt das expressive Fahrzeugsystem 2000 ein expressives Manöver 2018 mit einer Lenkwinkeländerung, um das Fahrzeug 2004 zu veranlassen, einen bogenförmigen Weg zu fahren. In einigen Beispielen erzeugt das expressive Fahrzeugsystem 2000 ein expressives Manöver mit einer Lenkwinkeländerung, um das Fahrzeug 2004 zu veranlassen, einen „S“-formigen Weg zu fahren.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2000, ein expressives Manöver 2018 zu verwenden, das ein Verlangsamungsmanöver basierend auf dem Standort des Fußgängers 2006 und/oder dem Aufnahmeort 2012 enthält. Das expressive Manöver 2018 kann zum Beispiel jedes der oben beschriebenen Verlangsamungsprofile darstellen. Während in den obigen Szenarien das Anhalten in einem Abstand von mindestens 5 Metern vom Fußgänger, Radfahrer, Verkehrskontrolleur usw. betont wurde, ist dies in diesem Szenario nicht erforderlich, da das expressive Fahrzeugsystem 2000 die Absicht mitteilt, dass das Fahrzeug 2004 anhält, um dem Fußgänger 2006 das Einsteigen in das Fahrzeug 2004 zu ermöglichen. Das expressive Fahrzeugsystem 2000 übermittelt nicht die Absicht, einem Fußgänger oder Radfahrer das Überqueren der Straße vor dem Fahrzeug zu ermöglichen oder das Vertrauen eines Verkehrslotsen zu erhöhen.
In einigen Ausführungsformen ist die Lenkabweichung ferner so definiert, dass sich das Fahrzeug 2004 als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug 2004 sowohl auf die Straßenbegrenzung als auch auf den Fußgänger 2006 zusteuert, gerade ausrichtet, sodass eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2004 parallel zur Begrenzung verläuft. In einigen Beispielen enthält das expressive Manöver ein Verlangsamungsprofil, dass das Fahrzeug 2004 entlang der dem Fußgänger 2006 am nächsten gelegenen Straßenbegrenzung anhält.
In einigen Ausführungsformen teilt das expressive Fahrzeugsystem 2000 dem Fußgänger 2006 seine Absicht durch das expressive Manöver und durch die Übertragung von akustischen Signalen über die Lautsprecher des Fahrzeugs 2004 sowie durch das Aufleuchten der Leuchten des Fahrzeugs 2004 mit, um den Fußgänger 2006 darüber zu informieren, dass das Fahrzeug anhält, um dem Fahrgast das Einsteigen in das Fahrzeug 2004 zu ermöglichen. Das expressive Fahrzeugsystem 2000 kann zum Beispiel eine akustische Nachricht enthalten, um dem Fußgänger 2006 seine Absicht mitzuteilen. In einigen Beispielen enthält die akustische Nachricht „ZURÜCK BLEIBEN“, „FAHRZEUG HÄLT AN“, „FAHRZEUG FÄHRT HERÜBER“ und/oder „IHR FAHRZEUG IST HIER“ usw. Audiovisuelle Aspekte expressiver Fahrzeugsysteme wurden mit Bezug auf 15 beschrieben, und jeder dieser Aspekte kann mit dem expressiven Fahrzeugsystem 2000 verwendet werden.
Im gezeigten Beispiel führt das Fahrzeug 2004 das expressive Manöver 2018 durch, das bewirkt, dass das Fahrzeug 2004 von einer Ausgangsposition bei T0 verlangsamt und in Richtung des Bordsteins 2022 am Standort des Fußgängers 2006 bei T1 lenkt. Der Fußgänger 2006 wiederum würde sehen, dass das Fahrzeug 2004 an den Straßenrand 2020 gefahren ist und angehalten hat. Dies erhöht das Vertrauen des Fußgängers 2006, dass das Fahrzeug 2004 anhält, damit der Fußgänger 2006 in das Fahrzeug 2004 einsteigen kann.
21 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem 2100 eines Fahrzeugs 2104, das einem Fahrgast 2016 im Fahrzeug 2104 seine Absicht mitteilt. Konkret befindet sich der Fahrgast 2106 auf dem Weg zu einem Absetzort 2112 in der Umgebung 2102. In diesem Szenario ist das expressive Fahrzeugsystem 2100 dasselbe wie jedes der oben beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme. Jedes der hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme ist in der Lage, die Funktionen dieses Szenarios zu erfüllen.
Das in 21 dargestellte Szenario unterscheidet sich von Szenario in 20 dadurch, dass der Fußgänger ein Fahrgast 2106 innerhalb des Fahrzeugs 2104 ist und nicht in der Umgebung 2102 steht. Dieses Szenario verdeutlicht die Fähigkeiten des Fahrzeugs 2104, die Absicht innerhalb des Fahrzeugs 2104 mitzuteilen.
Wie bei dem in 20 dargestellten Szenario kann das expressive Fahrzeugsystem 2100 Daten über einen Absetzort 2112 erhalten (z. B. aus einem Planer des Fahrzeugs 2104). In einigen Beispielen stellen die Daten über den Absetzort 2112 eine Position des Absetzortes 2112 relativ zum Fahrzeug 2104 dar (z. B. ob sich der Absetzortvor dem Fahrzeug 2104, hinter dem Fahrzeug 2104, auf der rechten Seite des Fahrzeugs 2104, auf der linken Seite des Fahrzeugs 2104 usw. befindet). In diesem Beispiel erhält das expressive Fahrzeugsystem 2100 die Information, dass sich der Absetzort 2112 50 Meter vor dem Fahrzeug 2104 und auf der rechten Seite des Fahrzeugs 2104 befindet.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2100, ein expressives Manöver 2118 zu verwenden, das eine Lenkwinkeländerung basierend auf dem Absetzort 2112 enthält. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2100, ein expressives Manöver 2118 zu verwenden, das eine Lenkwinkeländerung enthält, wenn das expressive Fahrzeugsystem 2100 bestimmt, dass sich ein Fahrgast 2106 im Fahrzeug 2104 befindet (z. B. über einen oder mehrere Sensoren im Fahrzeug 2104 [z. B. Gewichtssensoren, Bildsensoren usw.]).
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2100, eine Lenkwinkeländerung zu verwenden, die das Fahrzeug 2104 in Richtung des Absetzortes 2112 lenkt, während das Fahrzeug 2104 bis zum Stillstand verlangsamt. Im gezeigten Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2100 basierend auf der Position des Absetzortes 2112 eine Lenkwinkeländerung, die das Fahrzeug 2104 zur rechten Seite des Fahrstreifens 2120 lenkt.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2100, ein expressives Manöver 2118 zu verwenden, das ein Verlangsamungsmanöver basierend auf der Position des Absetzortes 2112 enthält. Beispielsweise kann das expressive Manöver 2118 dasselbe expressive Verlangsamungsprofil darstellen, das oben mit Bezug auf das Szenario von 20 beschrieben wurde. Zum Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 2100 ein Verlangsamungsprofil enthalten, das das Fahrzeug 2104 veranlasst, eine Verlangsamung früher als ein nicht-expressives System einzuleiten. Auf diese Weise würde der Fahrgast 2106 merken, dass das Fahrzeug 2104 einen Halt früher als ein menschlicher Fahrer einleitet, und dies kann dazu verwendet werden, das Vertrauen des Fahrgastes 2106 zu erhöhen, dass das Fahrzeug für den Fahrgast 2106 anhält.
In einigen Ausführungsformen teilt das expressive Fahrzeugsystem 2100 dem Fahrgast 2106 seine Absicht über das expressive Manöver und durch die Übertragung von akustischen Signalen über Lautsprecher in einem Fahrer-/Fahrgastraum des Fahrzeugs 2104 und/oder durch die Darstellung auf einer oder mehreren Anzeigevorrichtungen in einer Kabine des Fahrzeugs 2104 mit, um den Fahrgast 2106 darüber zu informieren, dass das Fahrzeug 2104 anhält, um dem Fahrgast 2106 das Aussteigen aus dem Fahrzeug 2104 zu ermöglichen. Das expressive Fahrzeugsystem 2100 kann zum Beispiel eine akustische Nachricht enthalten, um dem Fahrgast 2106 seine Absicht mitzuteilen. In einigen Beispielen enthält die akustische Nachricht „SIE NÄHERN SICH IHREM HALTEPUNKT“, „DAS FAHRZEUG HÄLT AN“, „DAS FAHRZEUG FÄHRT AN DEN STRAßENRAND“, „WIR HABEN IHR ZIEL ERREICHT“ usw.
Im gezeigten Beispiel führt das Fahrzeug 2104 das expressive Manöver 2118 durch, das bewirkt, dass das Fahrzeug 2104 von einer Anfangsposition bei T0 verlangsamt und in Richtung des Bordsteins 2122 an der Position des Absetzortes 2112 bei T1 lenkt. Der Fahrgast 2106 wiederum würde sehen, dass das Fahrzeug 2104 an den Straßenrand 2120 gefahren ist und angehalten hat. Dies erhöht das Vertrauen des Fahrgastes 2106, dass das Fahrzeug 2104 anhält, um dem Fahrgast 2106 zu ermöglichen, das Fahrzeug 2104 zu verlassen.
22 zeigt ein Beispielszenario eines expressiven Fahrzeugsystems 2200 eines Fahrzeugs 2204, das einem Fußgänger 2206, der auf Abholung durch das Fahrzeug 2204 wartet, innerhalb einer Umgebung 2202 seine Absicht mitteilt. In diesem Szenario ist das expressive Fahrzeugsystem 2200 dasselbe wie jedes der oben beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme. Jedes der hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme ist in der Lage, die Funktionen dieses Szenarios zu erfüllen.
Das in 22 gezeigte Szenario unterscheidet sich von dem Szenario in 20 dadurch, dass das Fahrzeug 2204 in einen Aufnahmebereich 2208 einfährt, um den Fußgänger 2206 aufzunehmen, nachdem das Fahrzeug 2204 an den Straßenrand 2220 gefahren ist. Auf diese Weise teilt das expressive Fahrzeugsystem 2200 die Absicht, den Fußgänger 2206 aufzunehmen, durch Verlangsamen mit, während es an den Straßenrand 2220 lenkt und dann in den Aufnahmeort 2208 fährt.
Wie im Beispielszenario von 20 erhält das expressive Fahrzeugsystem 2200 Daten über einen Aufnahmeort 2212 (z. B. aus einem Planer des Fahrzeugs 2204). Das expressive Fahrzeugsystem 2200 erhält auch Daten, die mindestens einem Objekt in der Umgebung 2202 zugeordnet sind. In diesem Beispiel sind die Objekte der Fußgänger 2206 und der Aufnahmeort 2208 in der Umgebung 2202. Wie bei den oben beschriebenen Szenarien kann das expressive Fahrzeugsystem 2200 diese Daten aus einem oder mehreren Sensoren 2210 des Fahrzeugs 2204 erhalten. In einigen Beispielen sind die Sensoren 2210 ähnlich oder gleich wie die Sensoren 1210 des Fahrzeugs 1204, die oben mit Bezug auf 12 beschrieben sind.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2200, dass das Objekt ein Fußgänger 2206 ist, der darauf wartet, durch das Fahrzeug 2204 aufgenommen zu werden, indem es (i) eine Anzeige empfängt, dass das Objekt ein Fußgänger ist (z. B. über ein Klassifizierungsmodul), und (ii) eine Anzeige empfängt, dass sich ein Aufnahmeort innerhalb eines Radius (z. B. innerhalb von 1 Meter) um den Fußgänger befindet.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2200 basierend auf den erhaltenen Daten, dass ein expressives Manöver 2218 verwendet wird, das eine Lenkwinkeländerung beinhaltet. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2200, ein expressives Manöver 2218 zu verwenden, das eine Lenkwinkeländerung beinhaltet, wenn das expressive Fahrzeugsystem 2200 bestimmt, dass das Objekt ein Fußgänger 2206 ist, der darauf wartet, durch das Fahrzeug 2204 abgeholt zu werden.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2200, eine Lenkwinkeländerung zu verwenden, die das Fahrzeug 2204 in Richtung des Fußgängers 2206 und/oder des Aufnahmeortes 2212 lenkt, während das Fahrzeug bis zum Stillstand verlangsamt. In dem gezeigten Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2200 eine Lenkwinkeländerung, die das Fahrzeug 2204 basierend auf dem Standort des Fußgängers 2206 und/oder dem Aufnahmeort 2212 zunächst an die rechte Seite des Fahrstreifens 2220 (z. B. an den Bordstein 2222 zu) lenkt. Anschließend veranlasst das expressive Fahrzeugsystem 2200 das Fahrzeug 2204, in den Abholbereich 2208 zu fahren, während es kontinuierlich verlangsamt und das Fahrzeug 2204 basierend auf der Position des Fußgängers 2206 und/oder dem Aufnahmeort 2212 in Richtung der rechten Seite des Aufnahmeortes 2208 (z. B. in Richtung des Bordsteins 2224) lenkt.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2200, eine Lenkwinkeländerung zu verwenden, die das Fahrzeug 2204 veranlasst, sich zwei Bordsteinen 2222, 2224 zu nähern, während das Fahrzeug 22204 bis zum Stillstand verlangsamt. In einigen Beispielen führt dies dazu, dass das Fahrzeug 2204 innerhalb von 0,1 Metern vor den beiden Bordsteinen 2222, 2224 zum Stillstand kommt.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2200, ein expressives Manöver 2218 zu verwenden, das ein Verlangsamungsmanöver basierend auf dem Standort des Fußgängers 2206 und/oder dem Aufnahmeort 2212 enthält. Das expressive Manöver 2018 kann zum Beispiel jedes der oben beschriebenen Verlangsamungsprofile darstellen.
Im gezeigten Beispiel führt das Fahrzeug 2204 das expressive Manöver 2218 durch, das bewirkt, dass das Fahrzeug 2204 von einer Anfangsposition bei T0 verlangsamt und an einer ersten Position bei T1 auf den Bordstein 2222 zu steuert. Das expressive Manöver 2218 bewirkt außerdem, dass das Fahrzeug 2204 in den Abholbereich 2208 bei T2 einfährt und dabei die Bordsteine 2222, 2224 „umarmt“. Das expressive Manöver 2218 veranlasst das Fahrzeug 2204 außerdem, zur Position des Fußgängers 2206 zu fahren und gleichzeitig an einer zweiten Postion bei T3 auf den Bordstein 2224 zu zu steuern. Der Fußgänger 2206 wiederum würde sehen, dass das Fahrzeug 2204 in den Abholbereich 2208 eingefahren ist und angehalten hat. Dies erhöht das Vertrauen des Fußgängers 2206, dass das Fahrzeug 2204 anhält, damit der Fußgänger 2206 in das Fahrzeug 2204 einsteigen kann.
23 zeigt ein Beispielszenario eines expressiven Fahrzeugsystems 2300 eines Fahrzeugs 2304A, das anderen Fahrzeugen 2304B-D während eines Fahrstreifenwechselmanövers die Absicht mitteilt, einem geparkten Fahrzeug 2304E in einer Umgebung 2302 auszuweichen. In diesem Szenario ist das expressive Fahrzeugsystem 2300 dasselbe wie jedes der oben beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme. Jedes der hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme ist in der Lage, die Funktionen dieses Szenarios zu erfüllen.
Das in 23 dargestellte Szenario unterscheidet sich von den oben beschriebenen Szenarien in folgenden Punkten. Das Szenario von 23 erhält Daten über andere Fahrzeuge und lenkt das Fahrzeug 2304A in einem Fahrstreifen 2320, um den anderen Fahrzeugen seine Absicht mitzuteilen. Das Fahrzeug 2304A wird auch zur Fahrbahnmitte hin gelenkt, um die Absicht eines Fahrstreifenwechsels zu signalisieren. Auf diese Weise können die anderen Fahrzeuge die Lenkabsicht des Fahrzeugs 2304A „sehen“ und verstehen, dass das Fahrzeug 2304A beabsichtigt, den Fahrstreifen zu wechseln.
In einigen Ausführungsformen erhält das expressive Fahrzeugsystem 2300 Daten, dass ein Fahrstreifenwechsel erforderlich und/oder empfohlen ist (z. B. aus einem Planer des Fahrzeugs 2304A). In einigen Beispielen erhält das expressive Fahrzeugsystem 2300 Daten darüber, dass ein vorausfahrendes Fahrzeug (z. B. Fahrzeug 2304E) fahruntüchtig ist oder unterhalb der Geschwindigkeitsbegrenzung des Fahrstreifen 2320 fährt (z. B. erhalten über die Sensoren 2310 des Fahrzeugs 2304). In anderen Beispielen ist ein Fahrstreifenwechsel notwendig, um das Fahrzeug 2304 für eine bevorstehende Abbiegung optimal zu positionieren (z. B. wechselt das Fahrzeug 2304A auf den äußerst linken Fahrstreifen, um sich auf eine bevorstehende Linkskurve vorzubereiten). Auch diese Daten können aus einem Planer des Fahrzeugs 2304 erhalten werden.
Wie bei den oben beschriebenen Beispielszenarien erhält das expressive Fahrzeugsystem 2300 ebenfalls Daten, die mindestens einem Objekt in der Umgebung 2302 zugeordnet sind. In diesem Beispiel sind die Objekte die anderen Fahrzeuge 2304B-E in der Umgebung 2302. Wie bei den oben beschriebenen Szenarien kann das expressive Fahrzeugsystem 2300 diese Daten aus einem oder mehreren Sensoren 2310 des Fahrzeugs 2304 erhalten. In einigen Beispielen sind die Sensoren 2310 ähnlich oder gleich wie die Sensoren 1210 des Fahrzeugs 1204, die oben mit Bezug auf 12 beschrieben sind.
In einigen Ausführungsformen erhält das expressive Fahrzeugsystem 2200 Positions- und Bewegungsbahndaten von erfassten Objekten in einem an den Fahrstreifen 2320 des Fahrzeugs 2304A angrenzenden Fahrstreifen. In diesem Beispiel empfängt das expressive Fahrzeugsystem 2300 Positions- und Bewegungsbahndaten über das Fahrzeug 2304C und das Fahrzeug 2304D sowie einen Abstand zwischen dem Fahrzeug 2304C und dem Fahrzeug 2304D. In diesem Beispiel wird der Abstand zwischen dem Fahrzeug 2304C und dem Fahrzeug 2304D grafisch durch die Entfernung G dargestellt.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2300, ob für das Fahrzeug 2304A Platz vorhanden ist, um sich in den angrenzenden Fahrstreifen einzuordnen. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2300, dass für das Fahrzeug 2304A Platz vorhanden ist, um sich in den angrenzenden Fahrstreifen einzuordnen, wenn die Entfernung G größer als zwei Fahrzeuglängen ist. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2300, dass für das Fahrzeug 2304A Platz vorhanden ist, um sich in den angrenzenden Fahrstreifen einzuordnen, wenn das Fahrzeug 2304C basierend auf den Bewegungsbahndaten nicht beschleunigt und/oder wenn das Fahrzeug 2304D basierend auf den Bewegungsbahndaten nicht verlangsamt.
In einigen Ausführungsformen teilt das expressive Fahrzeugsystem 2300 den Fahrzeugen 2404B-E seine Absicht mit, indem es ein expressives Manöver 2318 mit einer Lenkwinkeländerung durchführt. Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 2300 ein expressives Manöver 2318 beinhalten, das eine Verlangsamung und eine Lenkwinkeländerung enthält, die das Fahrzeug 2304A in Richtung des angrenzenden Fahrstreifens lenkt, in den das Fahrzeug 2304A zu wechseln beabsichtigt. In einigen Beispielen umfasst das expressive Manöver 2318 eine seitliche Beschleunigung, um die Absicht anzuzeigen, den Fahrstreifen zu wechseln.
In einigen Beispielen ist die mitgeteilte Absicht für menschliche Fahrer der Fahrzeuge 2404B-E bestimmt. In anderen Beispielen ist die mitgeteilte Absicht jedoch für den Empfang durch Sensoren der Fahrzeuge 2404B-E bestimmt. In einigen Beispielen entscheidet das expressive Fahrzeugsystem 2200, ein expressives Manöver 2218 zu verwenden, das eine Lenkwinkeländerung enthält, wenn sich mindestens ein Fahrzeug in einem Fahrstreifen befindet, in den das Fahrzeug 2304A zu wechseln beabsichtigt.
In einigen Ausführungsformen teilt das expressive Fahrzeugsystem 2300 seine Absicht durch Blinken der Richtungsanzeiger des Fahrzeugs 2304A und Durchführen des expressiven Manövers 2318 mit. Zum Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 2300 den linken Richtungsanzeiger blinken lassen, während es das expressive Manöver 2318 durchführt.
In einigen Ausführungsformen erhält das expressive Fahrzeugsystem 2300 Daten über einen Abstand um das Fahrzeug 2304A, und dieser Abstand stellt einen Betrag an Freiraum zwischen dem Fahrzeug 2304A und anderen Fahrzeugen dar. In einigen Beispielen empfängt das expressive Fahrzeugsystem 2300 Daten über einen Abstand zwischen dem Fahrzeug 2304A und einem Fahrzeug 2304B direkt hinter dem Fahrzeug 2404A (der in 23 grafisch als Entfernung H dargestellt ist). In einigen Beispielen empfängt das expressive Fahrzeugsystem 2400 auch Daten über den Abstand zwischen dem Fahrzeug 2404A und einem Fahrzeug 2404E, das sich direkt vor dem Fahrzeug 2404A befindet (in 23 grafisch als Entfernung F dargestellt).
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2300, dass eine Beschleunigung (oder Verlangsamung) erforderlich ist, um sich in den angrenzenden Fahrstreifen einzuordnen. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2300, dass die Beschleunigung (oder Verlangsamung) notwendig ist, um sich basierend auf der Bewegungsbahn des Fahrzeugs 2304A und der Fahrzeuge 2304C-D in den angrenzenden Fahrstreifen einzuordnen. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2300 das expressive Verhalten, um expressive, animierte Leuchten an den Rädern des Fahrzeugs 2404A einzubeziehen, um die Absicht zum Beschleunigen (oder Verlangsamen) anzuzeigen, wenn das expressive Fahrzeugsystem 2400 bestimmt, dass die Beschleunigung (oder Verlangsamung) notwendig ist, um sich in den angrenzenden Fahrstreifen einzuordnen. In einigen Beispielen enthalten die animierten Leuchten an den Rädern einen Ring aus LED-Leuchten um die Felgen der Räder, wie oben mit Bezug auf 16 beschrieben. In einigen Beispielen pulsieren die LED-Leuchten in einer bestimmten Farbe (z. B. Weiß, Rot usw.), um die Aufmerksamkeit der Fahrer der Fahrzeuge 2404C-D zu erregen.
24 zeigt ein Beispielszenario eines expressiven Fahrzeugsystems 2400 eines Fahrzeugs 2404A, das anderen Fahrzeugen 2404B-D seine Absicht mitteilt, während es in einer Umgebung 2402 den Fahrstreifen wechselt. In diesem Szenario ist das expressive Fahrzeugsystem 2400 dasselbe wie jedes der oben beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme. Jedes der hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme ist in der Lage, die Funktionen dieses Szenarios zu erfüllen. Das in 24 gezeigte Szenario unterscheidet sich vom Szenario in 23 insofern, als das Fahrzeug 2400A beabsichtigt, sich in die Zusammenführung einzuordnen, anstatt die Fahrstreifen zu wechseln.
In einigen Ausführungsformen erhält das expressive Fahrzeugsystem 2400 Daten darüber, dass ein Fahrstreifenzusammenführungsbereich 2412 voraus liegt (z. B. aus einem Planer des Fahrzeugs 2404A, einem oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs 2404A usw.). Beispielsweise kann das expressive Fahrzeugsystem 2400 basierend auf Daten, die aus einem oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs 2404A erhalten werden, Daten darüber erhalten, dass sich alle vorausfahrenden Fahrzeuge in die Zusammenführung einordnen. In einem anderen Beispiel kann das expressive Fahrzeugsystem 2500 Daten über den Fahrstreifenzusammenführungsbereich 2512 aus einer Karte empfangen.
Wie bei den oben beschriebenen Beispielszenarien erhält das expressive Fahrzeugsystem 2400 ebenfalls Daten, die mindestens einem Objekt in der Umgebung 2402 zugeordnet sind. In diesem Beispiel sind die Objekte die anderen Fahrzeuge 2404B-D in der Umgebung 4302. Wie bei den oben beschriebenen Szenarien kann das expressive Fahrzeugsystem 2400 diese Daten aus einem oder mehreren Sensoren 2410 des Fahrzeugs 2404A erhalten. In einigen Beispielen sind die Sensoren 2410 ähnlich oder gleich wie die Sensoren 1210 des Fahrzeugs 1204, die oben mit Bezug auf 12 beschrieben sind.
In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2400, ein expressives Manöver 2418 durchzuführen, das eine Verlangsamung früher als ein typischer menschlicher Fahrer initiiert, um dem Fahrzeug 2404B die Absicht mitzuteilen, dass das Fahrzeug 2404A beabsichtigt, sich vor dem Fahrzeug 2404A einzuordnen.
In einigen Ausführungsformen empfängt das expressive Fahrzeugsystem 2400 Daten über eine Entfernung L zwischen zwei Fahrzeugen in einem an das Fahrzeug 2404A angrenzenden Fahrstreifen. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2400, ob sich zwischen den Fahrzeugen im angrenzenden Fahrstreifen eingeordnet werden soll oder ob verlangsamt und sich eingeordnet werden soll, nachdem die Fahrzeuge im angrenzenden Fahrstreifen das Fahrzeug 2404A passiert haben.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2400 das expressive Verhalten/Manöver basierend auf den Entfernungen J und/oder der Entfernung K und/oder der Entfernung L. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2400 das Einordnen zwischen den Fahrzeugen 2404C und 2404D im Bereich des zusammenführenden Fahrstreifens 2412. In diesem Beispiel bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2400, den linken Richtungsanzeiger des Fahrzeugs 2404A zu verwenden, um dem Fahrzeug 2408B und dem Fahrzeug 2404C die Absicht mitzuteilen, wie oben mit Bezug auf 23 beschrieben.
25 zeigt ein Beispielszenario für ein expressives Fahrzeugsystem 2500 eines Fahrzeugs 2504A, das anderen Fahrzeugen 2504B-D an einer Viererkreuzung 2506 in einer Umgebung 2502 seine Absicht mitteilt. In diesem Szenario ist das expressive Fahrzeugsystem 2500 dasselbe wie jedes der oben beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme. Jedes der hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme ist in der Lage, die Funktionen dieses Szenarios zu erfüllen.
Das in 25 gezeigte Szenario unterscheidet sich von den obigen Szenarien in folgenden Punkten. Das Szenario von 25 stellt ein Fahrzeug 2504A dar, das sich einer Kreuzung 2506 nähert und den anderen Fahrzeugen 2504C, 2504D an der Kreuzung 2506 seine Absicht mitteilt. In einigen Beispielen teilt das Fahrzeug 2504A seine Absicht mit, um den anderen Fahrzeugen mitzuteilen, dass diese Fahrzeuge Vorfahrt haben, und um den anderen Fahrzeugen mitzuteilen, dass das Fahrzeug 2504A beabsichtigt, in die Kreuzung 2506 einzufahren.
In diesem Beispiel erhält das expressive Fahrzeugsystem 2500 die Information, dass sich vor dem Fahrzeug 2504A eine Viererkreuzung 2506 befindet. In einigen Beispielen erhält das expressive Fahrzeugsystem 2500 diese Daten aus einer Karte oder durch Bestimmen, dass eine oder mehrere Ampeln vorhanden sind.
Wie bei den oben beschriebenen Beispielszenarien erhält das expressive Fahrzeugsystem 2500 Daten, die mindestens einem Objekt in der Umgebung 2502 zugeordnet sind. In diesem Beispiel sind die Objekte die anderen Fahrzeuge 2504B-D in der Umgebung 2502 und könnten auch eine oder mehrere Ampeln der Kreuzung 2506 sein. Wie bei den oben beschriebenen Szenarien kann das expressive Fahrzeugsystem 2500 diese Daten aus einem oder mehreren Sensoren 2510 des Fahrzeugs 2504A erhalten. In einigen Beispielen sind die Sensoren 2510 ähnlich oder gleich wie die Sensoren 1210 des Fahrzeugs 1204, die oben mit Bezug auf 12 beschrieben sind.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2500 ein expressives Manöver, das das Fahrzeug 2504A veranlasst, eine Entfernung M vor der Fahrstreifenhaltemarkierung 2520 anzuhalten. Wenn die anderen Fahrzeuge 2504C, 2504D „sehen“, dass das Fahrzeug 2504A in der Entfernung M vor der Fahrstreifenmarkierung 2520 angehalten hat, haben die anderen Fahrzeuge 2504C, 2504D ein erhöhtes Vertrauen, dass das Fahrzeug 2504A nicht unkontrolliert in die Kreuzung 2506 einfahren wird. In einigen Beispielen beträgt die Entfernung M 5 Meter. In einigen Beispielen beträgt die Entfernung M 15 Meter.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2500 einen Zustand jedes Fahrzeugs an der Viererkreuzung 2506. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2500 das expressive Verhalten/Manöver basierend auf dem Zustand der Fahrzeuge an der Viererkreuzung 2506. In einigen Beispielen empfängt das expressive Fahrzeugsystem 2500 Daten darüber, ob die anderen Fahrzeuge 2504C, 2504D angehalten haben, wie lange die Fahrzeuge 2504C, 2504D angehalten haben und/oder ob die anderen Fahrzeuge 2504C, 2504D einen Richtungsanzeiger eingeschaltet haben.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2500 ein expressives Manöver, das das Fahrzeug 2504A veranlasst, sich der Haltemarkierung 2520 zu nähern, wenn das Fahrzeug 2504A bestimmt, dass das Fahrzeug 2504A an der Reihe ist, in die Kreuzung 2506 einzufahren. Beispielsweise kann das expressive Manöver so definiert sein, dass sich das Fahrzeug 2504A schrittweise der Haltemarkierung 2520 nähert, nachdem jedes Fahrzeug 2504C, 2504D an der Kreuzung 2506 weggefahren ist (z. B. durch das Erhalten von Daten, dass die Fahrzeuge nicht mehr an der Kreuzung 2506 vorhanden sind). Wenn alle Fahrzeuge nicht mehr vorhanden sind, befindet sich das Fahrzeug 2504A an der Haltemarkierung 2520 und fährt durch die Kreuzung 2506.
In einigen Ausführungsformen teilt das expressive Fahrzeugsystem 2500 den anderen Fahrzeugen 2504C, 2504D seine Absicht mit, indem es einen Richtungsanzeiger setzt, akustische Nachrichten überträgt, eine oder mehrere Nachrichten auf Anzeigevorrichtungen darstellt, eine oder mehrere Leuchten verwendet und/oder Daten über ein Drahtlosprotokoll (z. B. Wi-Fi, Bluetooth, FM, AM usw.) überträgt.
Die oben genannten Beispielszenarien veranschaulichen, wie expressive Fahrzeugsysteme in realen Szenarien eingesetzt werden können. Die folgenden Details veranschaulichen, wie die hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme in einem AF-Stack eines Fahrzeugs implementiert werden können.
26 zeigt ein Fahrzeug 2650, das dazu ausgelegt ist, ein expressives Fahrzeugsystem 2600 auszuführen. In einigen Beispielen ist das Fahrzeug 2650 das gleiche oder ein ähnliches Fahrzeug wie eines der hier beschriebenen Fahrzeuge. Das expressive Fahrzeugsystem 2600 enthält ein Wahrnehmungsmodul 2602, einen expressiven Bewegungsplaner 2604, eine Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung 2606, eine externe Lautsprechersteuervorrichtung 2608 und eine externe Beleuchtungssteuervorrichtung 2620. In einigen Beispielen ist das Wahrnehmungsmodul 2602 das gleiche oder ein ähnliches wie das Wahrnehmungsmodul 402. Die Ausgaben des Wahrnehmungsmoduls 2602 werden in den expressiven Bewegungsplaner 2604 eingegeben.
Der expressive Bewegungsplaner 2604 enthält einen expressiven Szenarienidentifikations- und Überwachungsplaner 2610, ein expressives Verhaltensauswahlmodul 2612, einen expressiven Bewegungsplaner 2614, einen Bewegungsbahnplaner 2616, einen expressiven Klangbildplaner 2636 und einen expressiven Beleuchtungsplaner 2618. In einigen Beispielen führt der expressive Szenarienidentifikations- und Überwachungsplaner 2610 die Funktion zum Identifizieren von Objekten durch. In einigen Beispielen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2614 ein oder mehrere expressive Manöver, um die Absicht mitzuteilen. In einigen Beispielen bestimmt der Bewegungsbahnplaner 2616 die Bewegungsbahn des expressiven Manövers. Die Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung 2606 steuert das Fahrzeug 2650, um die bestimmten Manöver zum Mitteilen der Absicht durchzuführen.
In einigen Beispielen bestimmt der expressive Klangbildplaner 2636 einen oder mehrere Klangbilder zum Mitteilen der Absicht. Die externe Lautsprechersteuervorrichtung 2608 steuert die Lautsprecher, um einen oder mehrere Klangbilder zum Mitteilen der Absicht zu übertragen. In einigen Beispielen bestimmt der expressive Beleuchtungsplaner 2618 ein oder mehrere Beleuchtungsmuster zum Mitteilen der Absicht. Die externe Beleuchtungssteuervorrichtung 2620 steuert die Beleuchtung zum Mitteilen der Absicht (z. B. durch Einschalten der Leuchten an einem Rad des Fahrzeugs 2650, wie mit Bezug auf 16 beschrieben).
27 zeigt ein Flussdiagramm der Funktionen des expressiven Bewegungsplaners 2604 als Teil des expressiven Fahrzeugsystems 2600, das mit Bezug auf 26 beschrieben wurde. In Schritt 2702 identifiziert der expressive Bewegungsplaner 2604 ein Objekt und bestimmt die Bewegungsbahn des Objekts. In einigen Beispielen identifiziert das expressive Fahrzeugsystem 2600 das Objekt mithilfe des mindestens einen Sensors des Fahrzeugs 2650 (z. B. desselben oder ähnlichen wie der mindestens eine Sensor 1210 des Fahrzeugs 1204, der mit Bezug auf 13 beschrieben wurde). In einigen Beispielen identifiziert das expressive Fahrzeugsystem 2600 das Objekt als Fußgänger, Radfahrer, die Straße überquerenden Fußgänger, Verkehrslotsen, Fahrzeug, Wohnhaus, Aufnahme-/Absetzbereich, Kreuzung, Fahrstreifenzusammenführungsbereich usw. basierend auf den erhaltenen Daten, die einer Bildklassifizierung zugeordnet sind, wie in den verschiedenen Beispielszenarien hier beschrieben.
In einigen Ausführungsformen identifiziert der expressive Bewegungsplaner 2604 ein Szenario basierend auf dem Objekt und den Daten, die aus dem mindestens einen Sensor des Fahrzeugs 2650 (z. B. dem in 14 dargestellten mindestens einen Sensor 1210) empfangen werden. In einigen Beispielen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604, dass das Szenario eine bevorstehende Kreuzung, eine Fahrstreifenzusammenführung, ein Fahrstreifenwechsel, ein Verkehrslotse, ein bevorstehender Absetz-/Aufnahmebereich, ein Radfahrer, der einen Fußgängerüberweg überquert, einen Fußgänger, der einen Fußgängerüberweg überquert, oder ein Szenario mit einem die Straße überquerenden Fußgänger ist, basierend auf den erhaltenen Daten, wie sie in den verschiedenen Beispielszenarien hier beschrieben sind.
In Schritt 2704 bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 einen Freiraum um das Fahrzeug 2750, um sicherzustellen, dass Platz für die Durchführung von Manövern und/oder ein Sichtlinienweg zwischen dem erfassten Objekt und dem Fahrzeug 2750 zur Beachtung der mitgeteilten Absicht vorhanden ist. In einigen Beispielen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 einen Freiraum von 360° um das Fahrzeug 26500 unter Verwendung des mindestens einen Sensors des Fahrzeugs 2650. In einigen Beispielen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 den Freiraum um das Fahrzeug 2650, nachdem der expressive Bewegungsplaner 2604 das Szenario identifiziert hat.
In Schritt 2706 bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und den erfassten Objekten. Ist das erfasste Objekt beispielsweise ein anderes Fahrzeug, bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und jedem anderen Fahrzeug in der Umgebung. Ist das erfasste Objekt ein Fußgänger oder Radfahrer, bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 eine Entfernung zwischen dem Fahrzeug 2650 und dem Fußgänger oder Radfahrer. In einigen Beispielen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 einen Abstand zwischen dem Fahrzeug 2650 und einem Fahrzeug vor dem Fahrzeug 2650. In einigen Beispielen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 einen Abstand zwischen dem Fahrzeug 2650 und einem Fahrzeug hinter dem Fahrzeug 2650. In einigen Beispielen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 einen Abstand zwischen dem Fahrzeug 2650 und einem Fahrzeug links neben dem Fahrzeug 2650. In einigen Beispielen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 einen Abstand zwischen dem Fahrzeug 2650 und einem Fahrzeug rechts neben dem Fahrzeug 260.
In Schritt 2708 bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 das expressive Verhalten zum Mitteilen der Absicht basierend auf den erfassten Objekten und dem Abstand zwischen dem Fahrzeug und den erfassten Objekten. In einigen Ausführungsformen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 das expressive Verhalten, eine Zeitreihe von Lenk-, Brems-, Gas-, Richtungsanzeiger-, Scheinwerfer-, animierten Beleuchtungs- und/oder Akustikbefehlen zu umfassen. In einigen Ausführungsformen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604, dass das expressive Verhalten eine expressive seitliche Bewegung (z. B. eine frühzeitige seitliche Beschleunigung) aufweist, um die Absicht mitzuteilen, den Fahrstreifen zu wechseln. In einigen Ausführungsformen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604, dass das expressive Verhalten expressive, animierte Leuchten an den Rädern des Fahrzeugs 2650 enthält, um die Absicht zum Beschleunigen zu signalisieren, selbst wenn sich das Fahrzeug 2650 im Stillstand und/oder bei niedriger Geschwindigkeit befindet. In einigen Ausführungsformen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604, dass das expressive Verhalten expressive, animierte Leuchten an den Rädern des Fahrzeugs 2650 enthält, um die Absicht zum Verlangsamen zu signalisieren, selbst wenn sich das Fahrzeug 2650 nicht verlangsamt.
In einigen Ausführungsformen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604, ein Ausweichbewegungsmanöver durchzuführen, wenn sich links und rechts vom Fahrzeug 2650 keine anderen Fahrzeuge befinden. In einigen Beispielen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604, ein kontrolliertes Verlangsamungsmanöver durchzuführen, wenn sich keine anderen Fahrzeuge vor dem Fahrzeug 2650 befinden. In einigen Beispielen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604, animiertes Leuchtverhalten (z. B. Richtungsanzeiger, blinkende Leuchten) zu verwenden, wenn das Fahrzeug 2650 eine Sichtlinie zu dem erkannten Objekt aufweist und sich das erkannte Objekt innerhalb einer vorbestimmten Entfernung zum Fahrzeug 2650 befindet (z. B. nicht zu weit entfernt, um das animierte Leuchtverhalten zu sehen (oder anderweitig zu beachten)). In einigen Beispielen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604, ein akustisches Verhalten (z. B. über die Lautsprecher oder Sirenen des Fahrzeugs) zu verwenden, wenn sich das erkannte Objekt innerhalb einer vorbestimmten Entfernung vom Fahrzeug 2650 befindet (z. B. nicht zu weit entfernt, um das animierte akustische Verhalten zu hören (oder anderweitig zu beachten)).
In einigen Ausführungsformen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 ein expressives Verhalten zum Mitteilen der Absicht, wenn der expressive Bewegungsplaner 2604 bestimmt, dass ein Sichtlinienweg zwischen dem erfassten Objekt und dem Fahrzeug 2650 zur Beachtung der mitgeteilten Absicht besteht. In einigen Ausführungsformen bestimmt der expressive Bewegungsplaner 2604 Homotopien mit einem Satz von Verhaltenseinschränkungen als Teil des expressiven Verhaltens.
In Schritt 2710 bezieht der expressive Bewegungsplaner 2604 das expressive Verhalten in die Route/Hindernisvermeidungsbewegungsbahn des Fahrzeugs 2650 ein. Wenn das expressive Verhalten beispielsweise eine Lenkwinkeländerung enthält (z. B. ein „S“-Manöver oder ein bogenförmiges Manöver), bezieht der expressive Bewegungsplaner 2604 das Lenkwinkeländerungsmanöver in die Bewegungsbahn des Fahrzeugs 2650 ein, sodass das Fahrzeug 2650 das Lenkwinkeländerungsmanöver als Teil der Bewegungsbahn des Fahrzeugs 2650 durchführt. In den meisten Fällen ist die Bewegungsbahn des Fahrzeugs 2650 eine Obermenge des expressiven Verhaltens.
In Schritt 2712 wertet der expressive Bewegungsplaner 2604 die Bewegungsbahn anhand von Regeln aus, die aus einem Regelbuch 2714 des Fahrzeugs empfangen wurden. In einigen Beispielen sind die Regeln Verkehrsregeln, Regeln für den Fahrgastkomfort und/oder Ausdrucksregeln. In einigen Beispielen legen die Verkehrsregeln fest, ob ein bestimmtes Manöver in dem Fahrstreifen des Fahrzeugs 2650 und/oder in der Umgebung des Fahrzeugs 2650 zulässig ist oder nicht. So kann das Regelwerk beispielsweise eine Regel enthalten, dass das Wechseln des Fahrstreifens in Baustellenbereichen verboten ist. Im Gegenzug wird das expressive Fahrzeugsystem 2600 kein Manöver durchführen, das einen Fahrstreifenwechsel erfordert. In einigen Beispielen definieren Regeln für den Fahrgastkomfort, ob ein bestimmter Fahrgast im Fahrzeug 2650 an Reisekrankheit leidet und empfindlich auf hohe g-Kräfte reagiert.
Zum Beispiel kann das Regelwerk eine Regel enthalten, dass Beschleunigungen und Verlangsamungen von mehr als 0,10 g basierend auf den Komfortwünschen eines Fahrgasts verboten sind. Im Gegenzug wird das expressive Fahrzeugsystem 2600 keine Beschleunigungen und Verlangsamungen von mehr als 0,10 g durchführen. Der expressive Bewegungsplaner 2604 kann jedoch in Notfällen (z. B. zum Vermeiden einer Kollision) das Regelwerk außer Kraft setzen. In einigen Beispielen definieren die Ausdrucksregeln, ob ein bestimmter Ausdruck zulässig ist. So kann das Regelwerk beispielsweise vorsehen, dass laute Klangbilder (z. B. über 80 dB(A)) in der Nacht (z. B. zwischen 22.00 und 6.00 Uhr Ortszeit) in Wohngebieten unzulässig sind. Im Gegenzug wird das expressive Fahrzeugsystem 2600 nachts in Wohngebieten keine lauten Klangbilder über die Lautsprecher des Fahrzeugs ausstrahlen.
Nachdem die Schritte 2702, 2704, 2706, 2708, 2710 und 2712 abgeschlossen sind, sendet das expressive Fahrzeugsystem 2600 die expressive Verhaltensbewegungsbahn an die Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung 2726, um das Fahrzeug 2650 so zu steuern, dass es die expressive Verhaltensbewegungsbahn ausführt. Obwohl in 27 nicht explizit dargestellt, sendet das expressive Fahrzeugsystem 2600 das expressive Verhalten auch an die externe Lautsprechersteuervorrichtung 2608 und die externe Beleuchtungssteuervorrichtung 2620, die mit Bezug auf 26 beschrieben wurden.
28 zeigt ein Blockdiagramm von Berechnungen als Teil des Bewegungsbahnplaners 2616 des expressiven Fahrzeugsystems 2600 und wie die Berechnungen auf dem expressiven Verhaltensauswahlmodul 2612 basieren. Darüber hinaus basiert das expressive Verhaltensauswahlmodul 2612 darauf, welches Szenario erfasst wird. In 28 sind insbesondere fünf Szenarien des expressiven Verhaltensauswahlmoduls 2612 dargestellt. Zu diesen fünf Szenarien gehören das Szenario 2802 für die Begegnung mit einem Fußgänger (wie in 12 und 15 dargestellt), das Szenario 2804 für die Ankunft am Aufnahmeort (wie in 20 und 22 dargestellt), das Szenario 2806 für die Begegnung mit einem Radfahrer (wie in 17 dargestellt), das Szenario 2808 für die Begegnung mit einem Verkehrslotsen (wie in 19 dargestellt) und das Szenario 2810 für die Begegnung mit einem die Straße überquerenden Fußgänger (wie in 18 dargestellt). In einigen Beispielen werden die Aktionen des expressiven Verhaltensauswahlmoduls 2612 als Teil des (in 27 dargestellten) Schritts 2708 des expressiven Fahrzeugsystems 2600 durchgeführt.
Sobald das expressive Fahrzeugsystem 2600 das expressive Verhalten bestimmt hat, sendet das expressive Fahrzeugsystem 2600 das expressive Verhalten an den Bewegungsbahnplaner 2626. In einigen Beispielen werden die Aktionen des Bewegungsbahnplaners 2626 als Teil des (in 27 dargestellten) Schritts 2710 des expressiven Fahrzeugsystems 2600 durchgeführt.
In dem Fußgängerbegegnungsszenario 2802 erzeugt der Bewegungsbahnplaner 2626 in Schritt 2814 eine expressive Verlangsamung, α_express(t), und eine Kostenfunktion, die einen Änderungsbetrag darstellt, der die geplante Fahrzeugverlangsamung mit der expressiven Verlangsamung in Beziehung setzt. Dies wird durch den Flussweg 2812 dargestellt. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2600 die Kostenfunktion basierend auf: $ C = | \int (α_{p l a n n e d} (t) - α_{e x p r e s s} (t)) d t |$
In der obigen Gleichung ist α_planned(t) die geplante Verlangsamung des Fahrzeugs für den gleichen Zeitraum ohne Berücksichtigung des expressiven Verhaltens (dies ist z. B. die geplante Verlangsamung, falls kein expressives Fahrzeugsystem verwendet wurde). Größere Werte für die Kosten, C, stehen für eine größere Änderung des Verlangsamungsprofils des Fahrzeugs im Vergleich zur geplanten Bewegungsbahn.
In Fortsetzung des Fußgängerbegegnungsszenarios 2802 erzeugt der Bewegungsbahnplaner 2626 in Schritt 2818 auch einen expressiven Halt, v0_{express stop} (x, y), und eine Kostenfunktion basierend auf: $C = | v 0_{p l a n n e d s t o p} (x, y) - v 0_{e x p r e s s s t o p} (x, y) |$
In der obigen Gleichung ist v0_planned stop (x, y) die geplante Anhalteposition des Fahrzeugs ohne Berücksichtigung des expressiven Verhaltens. Größere Werte für die Kosten, C, stehen für eine größere Veränderung der Halteposition des Fahrzeugs im Vergleich zur geplanten Bewegungsbahn des Fahrzeugs.
In einigen Ausführungsformen wertet das expressive Fahrzeugsystem 2600 die Bewegungsbahn anhand von Regeln aus, die aus einem Regelbuch basierend auf den Kostenfunktionen erhalten wurden. In einigen Beispielen wird dieser Schritt als Teil von Schritt 2712 durchgeführt, der mit Bezug auf 27 beschrieben wird.
Das Szenario 2804 für die Ankunft am Aufnahmeort stellt das oben mit Bezug auf 20 und 22 beschriebene Szenario dar. Der Bewegungsbahnplaner 2626 erzeugt in Schritt 2822 eine expressive Lenkung, θ_express(t), und eine Kostenfunktion, die einen Änderungsbetrag darstellt, der die geplante Fahrzeuglenkung mit der expressiven Lenkung in Beziehung setzt. Dies wird durch den Pfad 2820 dargestellt. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2600 die Kostenfunktion basierend auf: $C = C = | \int (θ_{p l a n n e d} (t) - θ_{e x p r e s s} (t)) d t |$
In der obigen Gleichung ist θ_planned(t) die geplante Lenkung des Fahrzeugs für den gleichen Zeitraum ohne Berücksichtigung des expressiven Verhaltens (dies ist z. B. die geplante Lenkung, falls kein expressives Fahrzeugsystem verwendet wurde). Größere Werte für die Kosten, C, stehen für größere Änderungen des Lenkungsprofils des Fahrzeugs im Vergleich zur geplanten Fahrzeugbewegungsbahn.
29 ist ein Flussdiagramm der Vorgänge 2950, die durch ein expressives Fahrzeugsystem 2900 durchgeführt werden. In einigen Beispielen ist das expressive Fahrzeugsystem 2900 das gleiche oder ein ähnliches wie eines der hier beschriebenen expressiven Fahrzeugsysteme.
In einigen Ausführungsformen erhält das expressive Fahrzeugsystem 2900 in Schritt 2902 Daten, die einer Umgebung zugeordnet sind (z. B. Daten, die durch ein LiDAR-System, ein Radarsystem, ein stereoskopisches Bildgebungssystem und/oder dergleichen erzeugt werden). In einigen Beispielen erhält das expressive Fahrzeugsystem 2900 die Daten mit mindestens einem Prozessor des expressiven Fahrzeugsystems 2900. In einigen Beispielen empfängt das expressive Fahrzeugsystem 2900 die Daten aus einem Planungsmodul (z. B. dem Planungsmodul 404, wie mit Bezug auf 4 beschrieben), einem Wahrnehmungsmodul (z. B. dem Wahrnehmungsmodul 402, wie mit Bezug auf 4 beschrieben) und/oder einem Regelbuch des Fahrzeugs.
In einigen Ausführungsformen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2900 in Schritt 2904 ein expressives Manöver basierend auf einer Position des Fahrzeugs in der Umgebung, einer Position des mindestens einen Objekts in der Umgebung und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs. In einigen Beispielen enthält das expressive Manöver eine Verlangsamung des Fahrzeugs, sodass das Fahrzeug mindestens 2 Meter von dem mindestens einen Objekt entfernt anhält und das Fahrzeug eine maximale Verlangsamung erreicht, wenn das Fahrzeug mindestens 30 Meter von dem mindestens einen Objekt entfernt ist.
In einigen Ausführungsformen erzeugt das expressive Fahrzeugsystem 2900 in Schritt 2906 basierend auf der dem expressiven Manöver zugeordneten Verlangsamung Daten, die der Steuerung des Fahrzeugs zugeordnet sind. In einigen Beispielen wertet das expressive Fahrzeugsystem 2900 die der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten anhand mindestens einer Regel oder Präferenz aus. In einigen Beispielen wertet das expressive Fahrzeugsystem 2900 die der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten anhand mindestens einer Regel aus, die einer Straße in der Umgebung zugeordnet ist. In einigen Beispielen empfängt das expressive Fahrzeugsystem 2900 die mindestens eine Regel oder Präferenz aus einem Planer oder Regelbuch des Fahrzeugs. In einigen Beispielen wertet das expressive Fahrzeugsystem 2900 die der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten anhand von mindestens einer Komfortpräferenz eines Fahrgastes im Fahrzeug aus. In einigen Beispielen bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2900 die Verlangsamungsrate basierend auf der mindestens einen Komfortpräferenz des Fahrgastes. Falls zum Beispiel die mindestens eine Komfortpräferenz eines Fahrgastes angibt, dass ein Fahrgast im Fahrzeug anfällig für Reisekrankheit ist, bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2900 die Verlangsamungsrate, während es eine Verlangsamungsschwellenbeschränkung erfüllt.
In einigen Ausführungsformen priorisiert und/oder depriorisiert das expressive Fahrzeugsystem 2900 die Erkennung von Objekten basierend auf den erhaltenen Daten. Falls das expressive Fahrzeugsystem 2900 beispielsweise bestimmt, dass der Fußgänger gerade einen Fußgängerüberweg überquert hat (z. B. durch das Sammeln von Daten über diesen Fußgänger im Zeitverlauf), bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2900, dass es unwahrscheinlich ist, dass dieser bestimmte Fußgänger in den Weg des Fahrzeugs läuft (z. B. dass er wahrscheinlich nicht noch einmal die Straße überqueren wird), und das expressive Fahrzeugsystem 2900 hebt die Priorität dieses bestimmten Fußgängers im Vergleich zu anderen Fußgängern auf. Falls als weiteres Beispiel das expressive Fahrzeugsystem 2900 bestimmt, dass der Fußgänger im Begriff ist, einen Fußgängerüberweg zu überqueren, bestimmt das expressive Fahrzeugsystem 2900, dass der Fußgänger mit hoher Wahrscheinlichkeit in den Weg des Fahrzeugs laufen wird, und das Fahrzeug erteilt diesem bestimmten Fußgänger im Vergleich zu anderen Fußgängern Priorität.
In einigen Ausführungsformen teilt das expressive Fahrzeugsystem 2900 seine Absicht durch Übermitteln einer Warnung an ein Smartphone, das einem erfassten Objekt zugeordnet ist. Falls das erfasste Objekt beispielsweise der in 12 dargestellte Fußgänger 1206A ist, könnte das mindestens eine expressive Fahrzeugsystem 2900 eine Warnung an ein Smartphone des Fußgängers 1206A pushen, um dem Fußgänger 1206A eine Benachrichtigung bereitzustellen, wann es sicher ist, in den Weg des Fahrzeugs zu laufen. Falls als weiteres Beispiel das erkannte Objekt ein anderes Fahrzeug (z. B. das in 12 gezeigte Fahrzeug 1206C) ist, könnte das expressive Fahrzeugsystem 2900 eine Warnmeldung an einen Computer des anderen Fahrzeugs 1206C senden, um der Steuervorrichtung dieses anderen Fahrzeugs (und auch den Fahrgästen in diesem Fahrzeug) mitzuteilen, dass das Fahrzeug 1204 von der Anwesenheit des Fahrzeugs 1204C Kenntnis hat und dem anderen Fahrzeug 1206C Vorfahrt gewährt. Dies ist besonders hilfreich in Szenarien beim Wechseln des Fahrstreifens, beim Zusammenführen von Verkehr und bei Viererhalteschildern, wenn mehrere Fahrzeuge angehalten haben und eine Vorfahrtspriorität nicht offensichtlich ist.
In einigen Ausführungsformen überträgt das expressive Fahrzeugsystem 2900 in Schritt 2908 die der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten, um das Fahrzeug zu veranlassen, basierend auf der dem expressiven Manöver zugeordneten Verlangsamung zu verlangsamen.
In der vorgenannten Beschreibung sind Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf zahlreiche spezifische Details beschrieben, die von Implementierung zu Implementierung verschieden sein können. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind dementsprechend in einem veranschaulichenden statt einem einschränkenden Sinn zu sehen. Der einzige und ausschließliche Indikator für den Schutzbereich der Erfindung und das, was durch die Anmelder als Schutzbereich der Erfindung beabsichtigt ist, ist der wörtliche und äquivalente Schutzbereich der Menge der Ansprüche, die aus dieser Anmeldung in der spezifischen Form hervorgehen, in der diese Ansprüche ausgestellt sind, einschließlich etwaiger späterer Korrekturen. Alle hier ausdrücklich dargelegten Definitionen für Begriffe, die in diesen Ansprüchen enthalten sind, regeln die Bedeutung der in den Ansprüchen verwendeten Begriffe. Darüber hinaus kann bei Verwendung des Begriffs „ferner umfassend“ in der vorhergehenden Beschreibung oder in den folgenden Ansprüchen das auf diese Formulierung Folgende ein zusätzlicher Schritt oder eine zusätzliche Einrichtung oder ein Unterschritt bzw. eine Untereinrichtung eines bereits erwähnten Schritts oder einer bereits erwähnten Einrichtung sein.
Die folgenden Aspekte sind ebenfalls Bestandteil der Erfindung:

1. Verfahren, umfassend:
- Erhalten von einer Umgebung zugeordneten Daten mit mindestens einem Prozessor, wobei die Umgebung ein Fahrzeug und mindestens ein Objekt umfasst;
- Bestimmen mit dem mindestens einen Prozessor, dass sich das mindestens eine Objekt innerhalb einer ersten Entfernung vom Fahrzeug befindet, basierend auf einer Position des Fahrzeugs in der Umgebung und einer Position des mindestens einen Objekts in der Umgebung;
- Bestimmen mit dem mindestens einen Prozessor, dass die erste Entfernung einen expressiven Entfernungsschwellenwert erfüllt, wobei der expressive Entfernungsschwellenwert einer Verlangsamungsrate zugeordnet ist;
- Erzeugen von der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten mit dem mindestens einen Prozessor basierend auf der Verlangsamungsrate, die dem expressiven Entfernungsschwellenwert zugeordnet ist; und
- Übertragen der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten mit dem mindestens einen Prozessor, um das Fahrzeug zu veranlassen, basierend auf der dem expressiven Entfernungsschwellenwert zugeordneten Verlangsamungsrate zu verlangsamen.
2. Verfahren gemäß Aspekt 1, ferner umfassend:
- Bestimmen basierend auf den erhaltenen Daten, ob das mindestens eine Objekt ein Fußgänger oder ein Radfahrer ist.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, ferner umfassend:
- Bestimmen basierend auf den erhaltenen Daten, dass sich ein Verkehrszeichen innerhalb einer vorbestimmten Entfernung zu dem mindestens einen Objekt befindet; und
- als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich das Verkehrszeichen innerhalb der vorbestimmten Entfernung zu dem mindestens einen Objekt befindet, Bestimmen basierend auf der Verkehrszeichenbestimmung, dass das mindestens eine Objekt einen Verkehrslotsen darstellt.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, ferner umfassend:
- Bestimmen basierend auf den erhaltenen Daten, dass sich ein Fußgängerüberweg innerhalb einer vorbestimmten Entfernung zu dem mindestens einen Objekt befindet; und
- als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich der Fußgängerüberweg innerhalb der vorbestimmten Entfernung zu dem mindestens einen Objekt befindet, Bestimmen basierend auf der Fußgängerbestimmung, dass das mindestens eine Objekt einen Fußgänger darstellt; und
- als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich der Fußgängerüberweg nicht innerhalb der vorbestimmten Entfernung zu dem mindestens einen Objekt befindet, Bestimmen basierend auf der Fußgängerüberwegbestimmung, dass das mindestens eine Objekt einen die Straße überquerenden Fußgänger darstellt; und
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, ferner umfassend:
- Identifizieren des mindestens einen Objekts als zusätzliches Fahrzeug basierend auf den erhaltenen Daten;
- Bestimmen einer expressiven Anzeige, die der Verlangsamungsrate zugeordnet ist; und
- Darstellen der expressiven Anzeige in einer Richtung, die von einem Fahrer-/Fahrgastraum des zusätzlichen Fahrzeugs aus beobachtbar ist.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, ferner umfassend:
- Identifizieren eines Szenarios, das das mindestens eine Objekt einbezieht, basierend auf den erhaltenen Daten, wobei das identifizierte Szenario eine Anzeige einer Fahrstreifenzusammenführung, einer Kreuzung, eines geparkten Kraftfahrzeugs, eines Absetzortes und/oder eines Aufnahmeortes darstellt,
- wobei das Erzeugen der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten auf dem identifizierten Szenario basiert.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, ferner umfassend:
- Erzeugen eines expressiven Manövers, das der Verlangsamungsrate zugeordnet ist, wobei das expressive Manöver eine Lenkwinkeländerung des Fahrzeugs umfasst,
- wobei das Erzeugen der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten das expressive Manöver beinhaltet.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, ferner umfassend:
- Auswerten der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten anhand mindestens einer Regel oder Präferenz.
9. Verfahren gemäß Aspekt 8, wobei das Auswerten der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten anhand mindestens einer Regel oder Präferenz umfasst:
- Auswerten der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten anhand mindestens einer Regel, die einer Straße in der Umgebung zugeordnet ist.
10. Verfahren gemäß Aspekt 8 oder Aspekt 9, wobei das Auswerten der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten anhand mindestens einer Regel oder Präferenz umfasst:
- Auswerten der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten anhand mindestens einer Komfortpräferenz eines Fahrgastes im Fahrzeug.
11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, ferner umfassend:
- Bestimmen einer der Verlangsamungsrate zugeordneten expressiven Anzeige, wobei die expressive Anzeige eine akustische Anzeige und/oder eine visuelle Anzeige umfasst; und
- Darstellen der expressiven Anzeige.
12. Verfahren gemäß Aspekt 11, wobei das Darstellen der expressiven Anzeige umfasst:
- Beleuchten der optischen Anzeige mittels mindestens einer Leuchte des Fahrzeugs, wobei die optische Anzeige eine räumliche und farbliche Veränderung umfasst.
13. Verfahren gemäß Aspekt 12, ferner umfassend:
- Bestimmen eines Freiraums um das Fahrzeug herum basierend auf den erhaltenen Daten; und
- Bestimmen basierend auf dem Freiraum um das Fahrzeug herum, dass die visuelle Anzeige von einer Position des mindestens einen Objekts aus beobachtbar ist.
14. Verfahren gemäß einem der Aspekte 11-13, wobei das Darstellen der expressiven Anzeige umfasst:
- Übertragen der akustischen Anzeige mittels mindestens eines Lautsprechers des Fahrzeugs, wobei die akustische Anzeige eine Lautstärke- und Frequenzänderung umfasst.
15. Verfahren gemäß Aspekt 14, wobei die akustische Anzeige eine Frequenzabnahme proportional zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfasst.
16. Verfahren gemäß Aspekt 14 oder Aspekt 15, wobei das Übertragen der akustischen Anzeige mittels des mindestens einen Lautsprechers des Fahrzeugs umfasst:
- Übertragen der akustischen Anzeige mittels mindestens eines Lautsprechers des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug 30 Meter von dem mindestens einen Objekt entfernt ist.
17. Verfahren gemäß einem der Aspekte 11-16, ferner umfassend:
- Bestimmen einer expressiven Richtung auf das mindestens eine Objekt zu basierend auf den erhaltenen Daten,
- wobei das Darstellen der expressiven Anzeige das Darstellen der expressiven Anzeige basierend auf der expressiven Richtung umfasst, sodass die expressive Anzeige von einem Beobachter aus, der sich entlang der expressiven Richtung befindet, beobachtbar ist.
18. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, ferner umfassend:
- Bestimmen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs in der Umgebung relativ zu einer Geschwindigkeit des mindestens einen Objekts in der Umgebung basierend auf den erhaltenen Daten.
19. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, ferner umfassend:
- Bestimmen basierend auf den erhaltenen Daten, ob eine Bewegungsbahn des mindestens einen Objekts eine Bewegungsbahn des Fahrzeugs innerhalb eines Vertrauensniveaus schneidet.
20. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Verlangsamungsrate ein parabolisches Verlangsamungsprofil umfasst, sodass das Verlangsamen des Fahrzeugs eine Gravitationskraft innerhalb des Fahrzeugs von mindestens 0,15 g erzeugt.
21. Ein oder mehrere nichtflüchtige Speichermedien, die Anweisungen speichern, die beim Ausführen durch ein oder mehrere Computervorrichtungen das Durchführen des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Aspekte bewirken.
22. Fahrzeug, umfassend:
- mindestens einen Sensor, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein Objekt in einer Umgebung außerhalb des Fahrzeugs zu erfassen;
- mindestens ein computerlesbares Speichermedium, das computerausführbare Anweisungen speichert;
- mindestens einen Prozessor, der kommunizierend mit dem mindestens einen Sensor gekoppelt und dazu ausgelegt ist, die auf dem Computer ausführbaren Anweisungen auszuführen, wobei die Ausführung das Ausführen folgender Operationen aufweist:
  - Erhalten von der Umgebung zugeordneten Daten, wobei die Umgebung das Fahrzeug und das mindestens eine Objekt umfasst;
  - Bestimmen basierend auf einer Position des Fahrzeugs in der Umgebung und einer Position des mindestens einen Objekts in der Umgebung, dass sich das mindestens eine Objekt innerhalb einer ersten Entfernung vom Fahrzeug befindet;
  - Bestimmen, dass die erste Entfernung einen expressiven Entfernungsschwellenwert erfüllt, wobei der expressive Entfernungsschwellenwert einer Verlangsamungsrate zugeordnet ist;
  - Erzeugen von der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten basierend auf der Verlangsamungsrate, die dem expressiven Entfernungsschwellenwert zugeordnet ist; und
  - Übertragen der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten, um das Fahrzeug zu veranlassen, basierend auf der dem expressiven Entfernungsschwellenwert zugeordneten Verlangsamungsrate zu verlangsamen.
23. Fahrzeug, umfassend:
- mindestens einen Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Objekt in einer Umgebung außerhalb des Fahrzeugs zu erfassen;
- mindestens ein computerlesbares Speichermedium, das computerausführbare Anweisungen speichert;
- mindestens einen Prozessor, der kommunizierend mit dem mindestens einen Sensor gekoppelt und dazu ausgelegt ist, die auf dem Computer ausführbaren Anweisungen auszuführen, wobei die Ausführung das Ausführen folgender Operationen aufweist:
  - Empfangen von Objektinformationen aus dem mindestens einen Sensor, die ein erfasstes Objekt darstellen;
  - Bestimmen eines Steuersignals des Fahrzeugs basierend auf den empfangenen Objektinformationen, wobei das Steuersignal eine Verlangsamung umfasst, sodass das Fahrzeug zu verlangsamen beginnt, wenn das Fahrzeug sich in einer ersten vorbestimmten Entfernung von dem erfassten Objekt befindet und das Fahrzeug in einer zweiten vorbestimmten Entfernung von dem erfassten Objekt anhält;
  - Darstellen einer Anzeige basierend auf dem Steuersignal des Fahrzeugs, wobei die Anzeige von einer Position des erfassten Objekts aus beobachtbar ist; und
  - Steuern des Fahrzeugs zum Durchführen einer Bewegung basierend auf dem Steuersignal.
24. Fahrzeug gemäß Aspekt 23, wobei die Ausführung von Operationen ferner das Bestimmen umfasst, ob die Anzeige, die das Steuersignal des Fahrzeugs darstellt, basierend auf den empfangenen Objektinformationen angezeigt werden soll.
25. Fahrzeug gemäß Aspekt 23 oder Aspekt 24, wobei die Ausführung von Operationen ferner das Bestimmen der Position des erkannten Objekts relativ zu einer Position des Fahrzeugs basierend auf den empfangenen Objektinformationen umfasst.
26. Fahrzeug gemäß einem der Aspekte 23-25, wobei die Ausführung von Operationen ferner das Bestimmen einer Geschwindigkeit des erfassten Objekts relativ zu einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs basierend auf den empfangenen Objektinformationen umfasst.
27. Fahrzeug gemäß Aspekt 26, wobei das Steuersignal auf der Geschwindigkeit des erfassten Objekts relativ zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs basiert.
28. Fahrzeug gemäß einem der Aspekte 23 bis 27, wobei die Ausführung von Operationen ferner das Bestimmen einer Bewegungsbahn des erfassten Objekts relativ zu einer Bewegungsbahn des Fahrzeugs basierend auf den empfangenen Objektinformationen umfasst.
29. Fahrzeug gemäß Aspekt 28, wobei die Ausführung von Operationen ferner das Bestimmen umfasst, ob die Bewegungsbahn des erkannten Objekts die Bewegungsbahn des Fahrzeugs innerhalb eines Vertrauensniveaus schneidet.
30. Fahrzeug gemäß Aspekt 29, wobei das Steuersignal auf der Bewegungsbahn des erfassten Objekts relativ zur Bewegungsbahn des Fahrzeugs basiert.
31. Fahrzeug gemäß einem der Aspekte 23 bis 30, wobei das Darstellen einer Anzeige das Übertragen eines Klangbilds unter Verwendung mindestens eines Lautsprechers des Fahrzeugs umfasst.
32. Fahrzeug gemäß Aspekt 31, wobei das übertragene Klangbild lauter als ein Hintergrundgeräuschpegel der Umgebung ist.
33. Fahrzeug gemäß Aspekt 31 oder Aspekt 32, wobei das übertragene Klangbild mittels einer Strahllenkungstechnik auf das Objekt gerichtet wird.
34. Fahrzeug gemäß einem der Aspekte 31 bis 33, wobei das übertragene Klangbild eine Frequenz von mehr als 5 kHz aufweist.
35. Fahrzeug gemäß einem der Aspekte 31-34, wobei das Übertragen des Klangbilds periodisch erfolgt.
36. Fahrzeug gemäß einem der Aspekte 31-35, wobei das übertragene Klangbild eine Frequenzabnahme aufweist.
37. Fahrzeug gemäß Aspekt 36, wobei die Frequenzabnahme proportional zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist.
38. Fahrzeug gemäß einem der Aspekte 23-37, wobei das Darstellen einer Anzeige das Aufleuchten mindestens einer am Fahrzeug angebrachten Leuchte umfasst.
39. Fahrzeug gemäß einem der Aspekte 23-38, wobei das Darstellen einer Anzeige das Anzeigen eines Bildes auf einer Anzeigevorrichtung des Fahrzeugs umfasst.
40. Fahrzeug gemäß einem der Aspekte 23-39, wobei ein Verlangsamungsprofil der Verlangsamung in Abhängigkeit von einer Entfernung von dem erkannten Objekt definiert ist, wobei das Verlangsamungsprofil eine glatte parabolische Funktion ist.
41. Fahrzeug gemäß Aspekt 40, wobei das Verlangsamungsprofil gleich einem typischen Verlangsamungsprofil des Fahrzeugs ist, wenn kein Objekt erfasst wird, und von dem typischen Verlangsamungsprofil verschieden ist, wenn das Objekt erfasst wird.
42. Fahrzeug gemäß Aspekt 40 oder Aspekt 41, wobei ein Maximum der Verlangsamung auftritt, wenn die Entfernung des Fahrzeugs zum erfassten Objekt mindestens 30 Meter beträgt.
43. Fahrzeug gemäß einem der Aspekte 40-42, wobei die Verlangsamung mindestens 0,15 Gravitationskraftäquivalent (g) umfasst.
43. Fahrzeug gemäß einem der Aspekte 23-43, wobei die erste vorbestimmte Entfernung mindestens 100 Meter von der Position des erfassten Objekts und die zweite vorbestimmte Entfernung mindestens 3 Meter von der Position des erfassten Objekts beträgt.
44. Fahrzeug, umfassend:
- mindestens einen Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Objekt in einer Umgebung außerhalb des Fahrzeugs zu erfassen;
- mindestens ein computerlesbares Speichermedium, das computerausführbare Anweisungen speichert;
- mindestens einen Prozessor, der kommunizierend mit dem mindestens einen Sensor gekoppelt und dazu ausgelegt ist, die auf dem Computer ausführbaren Anweisungen auszuführen, wobei die Ausführung das Ausführen folgender Operationen aufweist:
  - Empfangen von Objektinformationen aus dem mindestens einen Sensor, die ein erfasstes Objekt darstellen;
  - Bestimmen eines Steuersignals des Fahrzeugs basierend auf den empfangenen Objektinformationen;
  - Übertragen eines Klangbilds unter Verwendung mindestens eines Lautsprechers des Fahrzeugs, wobei das übertragene Klangbild auf dem Steuersignal des Fahrzeugs basiert und das übertragene Klangbild von einer Position des erfassten Objekts aus beobachtbar ist; und
  - Steuern des Fahrzeugs zum Durchführen einer Bewegung basierend auf dem Steuersignal.
45. Fahrzeug gemäß Aspekt 44, wobei das übertragene Klangbild eine Frequenz von mehr als 5 kHz aufweist.
46. Fahrzeug gemäß Aspekt 44 oder Aspekt 45, wobei das übertragene Klangbild eine Frequenzabnahme proportional zu einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufweist.
47. Verfahren, umfassend:
- Empfangen von Objektinformationen aus mindestens einem Sensor eines Fahrzeugs, wobei die Objektinformationen ein erfasstes Objekt darstellen;
- Bestimmen eines Steuersignals des Fahrzeugs basierend auf den empfangenen Objektinformationen, wobei das Steuersignal eine Verlangsamung umfasst;
- Übertragen eines Klangbilds unter Verwendung mindestens eines Lautsprechers des Fahrzeugs, wobei das übertragene Klangbild auf dem Steuersignal des Fahrzeugs basiert, das übertragene Klangbild von einer Position des erfassten Objekts aus beobachtbar ist, das übertragene Klangbild eine Frequenzabnahme proportional zu einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist; und
- Steuern des Fahrzeugs zum Durchführen einer Bewegung basierend auf dem Steuersignal.
48. Ein oder mehrere nichtflüchtige Speichermedien, die Anweisungen speichern, die beim Ausführen durch eine oder mehrere Computervorrichtungen das Durchführen des Verfahrens in Aspekt 47 bewirken.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63197146 [0001]
US 63/174991 [0001]
US 63/089534 [0001]

Claims

Verfahren, umfassend: Erhalten von einer Umgebung zugeordneten Daten mit mindestens einem Prozessor, wobei die Umgebung ein Fahrzeug und mindestens ein Objekt umfasst; Bestimmen eines einem expressiven Manöver zugeordneten expressiven Verlangsamungsprofils mit dem mindestens einen Prozessor, wobei das Bestimmen des expressiven Verlangsamungsprofils dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Prozessor zu veranlassen: eine expressive Einleitungsentfernung basierend auf einer Position des Fahrzeugs in der Umgebung und einer Position des mindestens einen Objekts in der Umgebung zu bestimmen, wobei die expressive Einleitungsentfernung eine Entfernung zwischen der Position des Fahrzeugs und der Position des mindestens einen Objekts darstellt, wenn das Fahrzeug das expressive Manöver einleitet, eine expressive Maximalverlangsamungsentfernung basierend auf der Position des Fahrzeugs in der Umgebung und der Position des mindestens einen Objekts in der Umgebung zu bestimmen, wobei die expressive Maximalverlangsamungsentfernung eine Entfernung zwischen der Position des Fahrzeugs und der Position des mindestens einen Objekts darstellt, wenn das Fahrzeug eine maximale Verlangsamung erreicht, und eine expressive Anhalteentfernung basierend auf der Position des Fahrzeugs in der Umgebung und der Position des mindestens einen Objekts in der Umgebung zu bestimmen, wobei die expressive Anhalteentfernung eine Entfernung zwischen der Position des Fahrzeugs und der Position des mindestens einen Objekts darstellt, wenn das Fahrzeug einen Stillstand erreicht; Erzeugen von der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten mit dem mindestens einen Prozessor basierend auf dem expressiven Verlangsamungsprofil, das dem expressiven Manöver zugeordnet ist; und Übertragen der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten mit dem mindestens einen Prozessor an eine Steuervorrichtung des Fahrzeugs zum Steuern des Fahrzeugs, um das Fahrzeug zu veranlassen, das expressive Verlangsamungsprofil des expressiven Manövers durchzuführen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Bestimmen des expressiven Anhaltewegs das Bestimmen der expressiven Anhalteentfernung auf mindestens 2 Meter und das Bestimmen der expressiven Maximalverlangsamungsentfernung das Bestimmen der expressiven Maximalverlangsamungsentfernung auf mindestens 35 Meter umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen der expressiven Einleitungsentfernung das Bestimmen der expressiven Einleitungsentfernung auf mindestens 100 Meter umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen des expressiven Verlangsamungsprofils das Bestimmen des expressiven Verlangsamungsprofils basierend auf einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Bestimmen der expressiven Einleitungsentfernung das Bestimmen der expressiven Einleitungsentfernung auf mindestens 7,5 Sekunden entfernt von der Position des mindestens einen Objekts basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei das Bestimmen der expressiven Maximalverlangsamungsentfernung das Bestimmen der expressiven Maximalverlangsamungsentfernung so umfasst, dass diese mindestens 35 Meter von dem Ort des mindestens einen Objekts entfernt ist, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zwischen 5 m/s und 35 m/s beträgt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Auswählen mindestens einer Eingangsbedingung zum Einleiten des expressiven Manövers basierend auf den erhaltenen, der Umgebung zugeordneten Daten.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Auswählen der mindestens einen Eingangsbedingung zum Einleiten des expressiven Manövers basierend auf den erhaltenen, der Umgebung zugeordneten Daten umfasst: Auswählen der mindestens einen Eingangsbedingung, eine Bedingung, die verlangt, dass die Einleitungsentfernung größer als ein Schwellenwert für die Mindesteinleitungsentfernung ist, und eine Bedingung zu umfassen, die verlangt, dass die expressive Anhalteentfernung größer als ein Schwellenwert für die expressive Mindestanhalteentfernung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 9, ferner umfassend: Identifizieren des mindestens einen Objekts als Fußgänger, Radfahrer, anderes Fahrzeug, Verkehrslotse oder einen die Straße überquerenden Fußgänger basierend auf den erhaltenen, der Umgebung zugeordneten Daten.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Auswählen der mindestens einen Eingangsbedingung zum Einleiten des expressiven Manövers basierend auf den erhaltenen, der Umgebung zugeordneten Daten ferner auf der Identifizierung des mindestens einen Objekts basiert.
Verfahren gemäß Anspruch 10, ferner umfassend: Bestimmen einer Pose des mindestens einen Objekts, wenn das mindestens eine Objekt als eines von dem Fußgänger, dem Radfahrer, dem Verkehrslotsen oder dem die Straße überquerenden Fußgänger identifiziert wird, wobei das Auswählen der mindestens einen Eingangsbedingung zum Einleiten des expressiven Manövers basierend auf den erhaltenen, der Umgebung zugeordneten Daten das Auswählen einer Bedingung umfasst, die verlangt, dass die Pose des mindestens einen Objekts eine Richtung zur Position des Fahrzeugs ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder Anspruch 11, ferner umfassend: Bestimmen der Position eines Fußgängerüberwegs in der Umgebung basierend auf den erhaltenen Daten, wobei das Auswählen der mindestens einen Eingangsbedingung zum Einleiten des expressiven Manövers basierend auf den erhaltenen, der Umgebung zugeordneten Daten das Auswählen einer Bedingung umfasst, die verlangt, dass die Position des Fußgängerüberwegs innerhalb einer Fußgängerüberwegentfernung von der Position des mindestens einen Objekts in der Umgebung liegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10-12, ferner umfassend: Bestimmen einer Freiraumentfernung zu einem anderen Fahrzeug vor dem Fahrzeug basierend auf den erhaltenen Daten, wobei das Auswählen der mindestens einen Eingangsbedingung zum Einleiten des expressiven Manövers basierend auf den erhaltenen, der Umgebung zugeordneten Daten das Auswählen einer Bedingung umfasst, die verlangt, dass die expressive Anhalteentfernung kleiner als die Freiraumentfernung ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7-13, ferner umfassend: Bestimmen, ob alle der mindestens einen Eingangsbedingungen zum Einleiten des expressiven Manövers erfüllt sind, wobei das Übertragen der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten an eine Steuervorrichtung des Fahrzeugs zum Steuern des Fahrzeugs, um zu bewirken, dass das Fahrzeug das expressive Verlangsamungsprofil des expressiven Manövers durchführt, als Reaktion auf das Bestimmen erfolgt, dass alle der mindestens einen Eingangsbedingungen erfüllt sind.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Auswählen mindestens einer Ausstiegsbedingung zum Beenden des expressiven Manövers basierend auf den erhaltenen, der Umgebung zugeordneten Daten.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Auswählen der mindestens einen Ausstiegsbedingung zum Beenden des expressiven Manövers basierend auf den erhaltenen, der Umgebung zugeordneten Daten umfasst: Auswählen der mindestens einen Ausstiegsbedingung, um eine Bedingung auszuwählen, die auf einem Zeitablauf basiert, nachdem das Fahrzeug einen Halt in der expressiven Anhalteentfernung von dem mindestens einen Objekt erreicht hat.
Verfahren gemäß Anspruch 15 oder Anspruch 16, wobei das Auswählen der mindestens einen Ausstiegsbedingung zum Beenden des expressiven Manövers basierend auf den erhaltenen, der Umgebung zugeordneten Daten umfasst: Auswählen der mindestens einen Ausstiegsbedingung, die eine Bedingung umfasst, die auf einer Anzeige basiert, dass das mindestens eine Objekt eine Straße des Fahrzeugs nicht überquert hat.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15-17, ferner umfassend: Bestimmen, ob die Ausstiegsbedingungen für das Beenden des expressiven Manövers erfüllt sind; und als Reaktion auf das Bestimmen, ob irgendwelche Ausstiegsbedingungen erfüllt sind, Übertragen von Beendigungsdaten an die Steuervorrichtung, um das Fahrzeug zu veranlassen, das expressive Manöver zu beenden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Auswerten der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten anhand mindestens einer Regel oder Präferenz.
Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei das Auswerten der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten anhand mindestens einer Regel oder Präferenz umfasst: Auswerten der der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten anhand mindestens einer Regel, die einer Straße in der Umgebung zugeordnet ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Darstellen einer expressiven Anzeige in Richtung des mindestens einen Objekts, wobei die expressive Anzeige dem expressiven Manöver zugeordnet ist und mindestens eine akustische Anzeige oder eine visuelle Anzeige umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei das Darstellen der expressiven Anzeige umfasst: Aussenden der akustischen Anzeige über mindestens einen Lautsprecher des Fahrzeugs, wobei die akustische Anzeige eine Frequenzabnahme proportional zur Verlangsamung des Fahrzeugs basierend auf dem expressiven Manöver umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Steuern des Fahrzeugs basierend auf den der Steuerung des Fahrzeugs zugeordneten Daten durch Steuern einer Drosselklappe des Fahrzeugs.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Bestimmen eines dem expressiven Manöver zugeordneten expressiven Lenkprofils basierend auf den erhaltenen Daten.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Bestimmen eines dem expressiven Manöver zugeordneten expressiven Lenkprofils basierend auf den erhaltenen Daten.
Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei das Bestimmen des dem expressiven Manöver zugeordneten expressiven Lenkprofils umfasst: Bestimmen der Position einer Straßenbegrenzung des Fahrzeugs, wobei die Straßenbegrenzung mindestens eine Fahrstreifenmarkierung oder einen Bordstein umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 26, wobei das Bestimmen des dem expressiven Manöver zugeordneten expressiven Lenkprofils umfasst: Bestimmen, dass das expressive Lenkprofil ein Profil umfasst, das das Fahrzeug veranlasst, sowohl auf die Begrenzung der Straße als auch auf das mindestens eine Objekt zuzulenken.
Verfahren gemäß Anspruch 27, wobei das Bestimmen des dem expressiven Manöver zugeordneten expressiven Lenkprofils umfasst: Bestimmen, dass das expressive Lenkprofil ein Profil umfasst, das das Fahrzeug veranlasst, nach dem Lenken sowohl auf die Begrenzung der Straße als auch auf das mindestens eine Objekt geradeaus zu fahren, sodass eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach dem Lenken sowohl auf die Begrenzung der Straße als auch auf das mindestens eine Objekt parallel zur Begrenzung verläuft.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26-28, wobei das Bestimmen des expressiven Manövers umfasst: Bestimmen, dass das expressive Verlangsamungsprofil eine Verlangsamung umfasst, sodass das Fahrzeug entlang der dem mindestens einen Objekt am nächsten gelegenen Straßenbegrenzung anhält.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Empfangen von Absichtsdaten, die eine Absicht des Fahrzeugs darstellen, den Fahrstreifen des Fahrzeugs zu wechseln, einen Fahrgast aufzunehmen oder einen Fahrgast abzusetzen.