DE102012207524A1

DE102012207524A1 - System und Verfahren zur Detektierung des Endes der Außerkraftsetzung der Lenkung für automatisierte Fahrspurzentrierung

Info

Publication number: DE102012207524A1
Application number: DE102012207524A
Authority: DE
Inventors: Jin-woo Lee; Bakhtiar Brian Litkouhi
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-05-05
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2032-05-08
Also published as: CN102765420B; CN102765420A; US20120283912A1; DE102012207524B4

Abstract

Ein Verfahren und ein System können einen oder mehrere Fahrzeugdynamikmesswerte messen und auf der Grundlage des einen oder der mehreren Messwerte ein System zur automatischen Fahrzeugsteuerung aktivieren. Die Fahrzeugdynamikmesswerte können einen Fahrzeuglenkwinkelmesswert, einen Fahrzeugfahrspurversatzmesswert oder andere Fahrzeugdynamikmesswerte enthalten. Das System zur automatischen Fahrzeugsteuerung kann ein System zur automatisierten Fahrspurzentrierung, eine Fahrspurhaltungshilfe oder ein anderes System zur Steuerung der autonomen Fahrzeuglenkung enthalten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und auf Systeme zum automatischen Einrücken eines Systems zur Steuerung der autonomen Fahrzeuglenkung z. B. auf der Grundlage einer Kombination aus gemessenem Fahrzeuglenkwinkel, Fahrzeugfahrspurversatz und anderen Daten.
HINTERGRUND
Viele Fahrzeuge sind mit Systemen, Anwendungen und/oder Merkmalen zum autonomen und/oder semiautonomen Fahren ausgestattet. Systeme zum autonomen und semiautonomen Fahren können automatisierte Fahrsteuerungen bereitstellen, die die Fahreraktion verringern, die zum Betreiben des Fahrzeugs erforderlich ist. Tempomatsysteme sind z. B. eine übliche Anwendung zum semiautonomen Fahren. Tempomatsysteme können dadurch fungieren, dass die Fahrzeugdrosselklappe in der Weise automatisch gesteuert wird, dass die vom Fahrer eingegebene Geschwindigkeit aufrechterhalten wird. Zum Beispiel können Verfahren und Anwendungen zur automatisierten Fahrspurzentrierung durch den Fahrer aktiviert werden, während das Fahrzeug in Bewegung ist, wobei sie die Fahrzeugposition in der Mitte einer Fahrspur halten können. Systeme zur adaptiven Fahrspurzentrierung können einen konstanten Fahrspurversatz oder eine konstante Fahrzeugposition relativ zu einer Fahrspur auf der Straße, auf der das Fahrzeug gefahren wird, aufrechterhalten. Systeme zur adaptiven Fahrspurzentrierung können die Fahrerermüdung verringern und die Sicherheit erhöhen, indem sie die Fahrzeugposition in Bezug auf die Straße mit verringerter Fahrereingabe aufrechterhalten.
Beim Entwurf eines Systems zur Fahrzeugfahrspurzentrierung können Sicherheitsbetrachtungen berücksichtigt werden. Um Sicherheitsanforderungen zu entsprechen, kann eine Anwendung zur adaptiven Fahrspurzentrierung jederzeit durch den Fahrer außer Kraft gesetzt werden. Wenn der Fahrer das System zur Fahrzeugfahrspurzentrierung außer Kraft setzt, überlässt das System die volle Lenkungssteuerung des Fahrzeugs dem Fahrer. Ein System zur Fahrspurzentrierung bleibt üblicherweise ausgerückt, bis der Fahrer das System physikalisch reaktiviert. Falls der Fahrer häufig kleinen Hindernissen ausweicht, Fahrspuren wechselt oder die Richtung der Fahrzeugfahrt während einer Fahrt auf andere Weise einstellt, kann das System zur Fahrzeugfahrspurzentrierung wiederholt ausgerückt werden und durch den Fahrer manuell wieder eingerückt werden. Das wiederholte Ausrücken und manuelle Wiedereinrücken des Systems zur Fahrzeugfahrspurzentrierung kann zur Fahrerermüdung führen, kann die Konzentration des Fahrers von anderen wichtigen Fahrfunktionen ablenken und kann den Fahrer von der Verwendung des Systems zur Fahrspurzentrierung abbringen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren und ein System können einen oder mehrere Fahrzeugdynamikmesswerte oder -größen messen und auf der Grundlage des einen oder der mehreren Fahrzeugdynamikmesswerte ein System zur automatischen Fahrzeugsteuerung aktivieren. Der eine oder die mehreren Fahrzeugdynamikmesswerte können einen Lenkwinkelmesswert, einen Fahrzeugfahrspurversatzmesswert, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeuggierrate, eine Fahrzeugbeschleunigung oder andere Messwerte enthalten. Das System zur automatischen Fahrzeugsteuerung kann ein System zur automatisierten Fahrspurzentrierung, eine Fahrspurhaltungshilfe oder ein anderes System zur Steuerung der autonomen Fahrzeuglenkung enthalten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Der Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, ist insbesondere in dem abschließenden Abschnitt der Patentschrift dargelegt und charakteristisch beansprucht. Allerdings kann die Erfindung sowohl hinsichtlich der Organisation als auch des Betriebsverfahrens zusammen mit ihren Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem System zum automatisierten Einrücken der Lenkung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine schematische Darstellung eines Systems zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 ein schematisches Diagramm eines Prozesses eines Systems zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein Graph eines Fahrzeuglenkwinkels in Bezug auf die Zeit in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5 ein Graph eines Fahrzeugfahrspurversatzes in Bezug auf die Zeit in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Ablaufplan eines Verfahrens in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ist; und
7 ein Ablaufplan eines Verfahrens in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ist.
Es wird gewürdigt werden, dass in den Figuren gezeigte Elemente der Einfachheit und Klarheit der Darstellung halber nicht notwendig maßstabsgerecht gezeichnet sind. Zum Beispiel können die Dimensionen einiger der Elemente relativ zu anderen Elementen der Klarheit halber überhöht sein. Ferner können Bezugszeichen, wo es als geeignet angesehen ist, zwischen den Figuren wiederholt sein, um entsprechende oder analoge Elemente anzugeben. Darüber hinaus können einige der in den Zeichnungen gezeigten Blöcke zu einer einzelnen Funktion kombiniert sein.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden ausführlichen Beschreibung sind zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verständnis der Erfindung zu schaffen. Allerdings ist für den Fachmann auf dem Gebiet selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Einzelheiten verwirklicht werden kann. In anderen Fällen sind gut bekannte Verfahren, Prozeduren und Komponenten nicht ausführlich beschrieben worden, um die vorliegende Erfindung nicht zu verdecken.
Soweit nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist, beziehen sich überall in der Beschreibung Diskussionen, die Begriffe wie etwa ”verarbeiten”, ”mittels Computer berechnen”, ”speichern”, ”bestimmen”, ”auswerten”, ”berechnen”, ”messen”, ”bereitstellen”, ”übertragen” oder dergleichen nutzen, wie aus den folgenden Diskussionen offensichtlich ist, auf die Aktion und/oder auf Prozesse eines Computers oder Computersystems oder einer ähnlichen elektronischen Computervorrichtung, der bzw. das bzw. die Daten, die als physikalische wie etwa elektronische Größen innerhalb der Register und/oder Speicher des Computersystems dargestellt sind, in andere Daten, die ähnlich als physikalische Größen innerhalb der Speicher, Register oder anderer solcher Informationsablage-, Informationsübertragungs- oder Informationsanzeigevorrichtungen des Computersystems dargestellt sind, manipuliert und/oder transformiert.
Merkmale zur autonomen, semiautonomen oder automatischen Lenkungssteuerung (z. B. zur automatisierten Fahrspurzentrierung, zur adaptiven Fahrspurzentrierung usw.) können die Position eines Fahrzeugs in Bezug auf die Straße mit verringerter Fahrereingabe (z. B. Lenkradbewegung) aufrechterhalten oder steuern. Um den Sicherheitsanforderungen zu entsprechen, kann es allerdings notwendig sein, dass der Fahrer die volle Steuerung der Fahrzeuglenkungssteuerungen behält und das System zur Lenkungssteuerung deaktiviert oder ausrückt. Der Fahrer kann z. B. die Steuerung des Fahrzeugs behalten, wenn ein anderes Fahrzeug in die Fahrspur des Fahrers ausschwenkt, wenn ein Hindernis vor dem Fahrzeug liegt, wenn das Fahrzeug in nächste Nähe einer Leitplanke gelangt, wenn der Fahrer die Fahrspur wechselt oder in anderen Umständen.
Wenn der Fahrer das System zur automatisieren Lenkungssteuerung außer Kraft gesetzt hat, kann der Fahrer das System zur automatisieren Lenkungssteuerung später manuell reaktivieren oder wieder einrücken. Falls der Fahrer das System zur automatisieren Lenkungssteuerung häufig ausrückt, kann es für den Fahrer hinderlich werden, das das System zur automatisieren Lenkungssteuerung wiederholt zu reaktivieren.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Fahrzeug mit einem Merkmal oder mit einer Anwendung zur adaptiven oder automatischen Fahrspurzentrierung ausgestattet sein. Ein Merkmal der adaptiven Fahrspurzentrierung kann einen konstanten Fahrspurversatz oder eine konstante Fahrzeugposition relativ zu einer Fahrspur auf der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, aufrechterhalten. Ein Computersichtsensor (z. B. eine Kamera), ein LIDAR-Sensor oder ein anderer Typ eines Sensors kann Daten messen, die ermöglichen, dass ein Merkmal der adaptiven Fahrspurzentrierung den Fahrspurversatz oder den relativen Ort des Fahrzeugs in Bezug auf Straßenmerkmale, z. B. Fahrspurmarkierung(en), Straßenrandstreifen, mittlere Leitplanke(n), den Rand der Straße und andere Objekte oder Merkmale, bestimmt. Der relative Ort des Fahrzeugs in Bezug auf Straßenmerkmale kann z. B. auf der Grundlage von Ortsdaten des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) und der Kartendatenbank des Fahrzeugs, einer von einer nach vorn weisenden Kamera gemessenen relativen Entfernung zu Straßenmerkmalen und/oder anderer Informationen bestimmt werden. Das Merkmal der adaptiven Fahrspurzentrierung kann die Fahrzeuglenkung auf der Grundlage der bestimmten relativen Position des Fahrzeugs steuern, um den Fahrzeugfahrspurversatz oder die Fahrzeugposition innerhalb einer Fahrspur konstant oder verhältnismäßig konstant (z. B. mit einer Auflösung von 10 cm) zu halten.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Fahrzeug mit einer Anwendung oder mit einem Merkmal der automatisierten Fahrspurhaltungshilfe ausgestattet sein. Eine Fahrspurhaltungshilfeanwendung kann die Fahrzeuglenkung automatisch steuern, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug innerhalb einer vorgegebenen Fahrspur oder innerhalb eines vorgegebenen Wegs auf der Straße bleibt. In einigen Ausführungsformen kann eine Fahrspurhaltungshilfeanwendung die Fahrzeuglenkung erst steuern, wenn sich das Fahrzeug aus einer Fahrspur zu bewegen beginnt, wobei das Fahrspurhaltungshilfesystem zu diesem Zeitpunkt die Lenkung automatisch so steuern kann, dass das Fahrzeug innerhalb der Fahrspur gehalten wird. Ein Fahrspurhaltungshilfemerkmal kann so fungieren, dass es die relative Position des Fahrzeugs in Bezug auf Straßenmerkmale (z. B. Fahrspurmarkierung(en), Straßenrandstreifen, mittlere Leitplanke(n) oder andere Straßenmerkmale) bestimmt und die Lenkungssteuerung so einstellt, dass das Fahrzeug innerhalb einer Fahrspur gehalten wird. Die relative Position des Fahrzeugs in Bezug auf Straßenmerkmale kann auf der Grundlage der GPS-Ortsdaten des Fahrzeugs, der vom Fahrzeug gemessenen relativen Entfernung zu Straßenmerkmalen oder anderen Informationen bestimmt werden. Das Fahrspurhaltungshilfemerkmal kann die Fahrzeuglenkung auf der Grundlage der bestimmten relativen Position des Fahrzeugs so steuern, dass sichergestellt wird, dass das Fahrzeug innerhalb einer Fahrspur bleibt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auf der Grundlage eines von einem Sensor (z. B. von einer Kamera, einem Lenkwinkelsensor, einem Beschleunigungsmesser, einem Wendekreisel, einem Tachometer oder einem anderen Sensor) gemessenen Lenkwinkels, des Fahrspurversatzes, des Fahrtrichtungswinkels, der Fahrspurkrümmung und/oder anderer Informationen (z. B. die Geschwindigkeit, die Beschleunigung, die Gierrate, eine andere Fahrereingabe usw.) eines Fahrzeugs bestimmen, ob ein System zur automatischen Fahrzeugsteuerung einzurücken, zu aktivieren, zu betätigen, zu reaktivieren oder wieder einzurücken ist. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können z. B. genutzt werden, falls der Fahrer eines Fahrzeugs ein System zur automatisierten Fahrzeuglenkung manuell außer Kraft gesetzt hat. Das automatisierte Fahrzeugsystem kann den Lenkwinkel, die relative Position des Fahrzeugs in Bezug auf die Straße, die Beschleunigung, die Geschwindigkeit, die Gierrate und/oder andere Faktoren während einer oder über eine vorgegebene Zeitdauer messen. Falls z. B. der gemessene Lenkwinkel und/oder die gemessene relative Position des Fahrzeugs in Bezug auf die Straße für eine vorgegebene Zeitdauer (z. B. fünf Sekunden oder eine andere Zeitdauer) innerhalb vorgegebener Schwellenwerte oder -bereiche bleiben, die die Fahrzeugstationarität angeben, kann ein Verfahren oder System zum automatisierten Einrücken der Lenkung ein System zur automatisierten Fahrzeuglenkung (z. B. ein Merkmal der adaptiven Fahrspurzentrierung, ein Fahrspurhaltungshilfemerkmal oder ein anderes Merkmal) automatisch einrücken, betätigen oder aktivieren. Es können andere Schwellenwerte verwendet werden.
In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein System zum Einrücken der automatisierten Lenkung unter Verwendung eines Sensors (von Sensoren), die dem Fahrzeug zugeordnet sind, den Lenkwinkel eines Fahrzeugs in vorgegebenen Intervallen (z. B. alle 10 Millisekunden oder eine andere Zeitdauer) messen, auswerten und/oder schätzen, während das Fahrzeug in Bewegung ist. Das System kann auf der Grundlage der gemessenen oder ausgewerteten Lenkwinkelbedingung oder der gemessenen oder ausgewerteten Lenkwinkelinformationen einen durchschnittlichen Lenkwinkelwert für eine vorgegebene Zeitdauer (z. B. fünf Sekunden oder eine andere Zeitdauer) berechnen. In einigen Ausführungsformen kann der berechnete durchschnittliche Lenkwinkelwert ein gleitender Durchschnitt, ein bewegter Durchschnitt oder ein rollender Durchschnitt sein. Der gleitende Durchschnitt kann einer Zeitdauer (z. B. fünf Sekunden oder eine andere Zeit) vor der Zeit der Berechnung oder eine andere Zeitdauer entsprechen. Das System kann in vorgegebenen Intervallen (z. B. alle 10 Millisekunden oder eine andere Zeit) die Differenz zwischen dem gemessenen Lenkwinkel zur gegenwärtigen Zeit, zum gegenwärtigen Zeitpunkt oder zum gegenwärtigen Zeitschritt und dem berechneten durchschnittlichen Lenkwinkelwert berechnen. Falls die berechnete Differenz zwischen dem gemessenen Lenkwinkel und dem berechneten durchschnittlichen Lenkwinkel für eine vorgegebene Zeitdauer (z. B. fünf Sekunden oder eine andere Zeitdauer) innerhalb eines bestimmten Bereichs, bestimmter Grenzen und/oder einer bestimmten Begrenzung (z. B. plus oder minus 2° oder ein anderer Wert) liegt, kann davon ausgegangen werden, dass ein Fahrzeug in einer stationären Bewegung ist, und kann ein System zur automatisierten Fahrzeuglenkung, ein System zur automatischen Fahrzeugsteuerung oder ein System zur automatischen Fahrspurzentrierung automatisch eingerückt werden. Ähnlich kann davon ausgegangen werden, dass ein Fahrzeug nicht in stationärer Bewegung ist, und kann ein System zur automatisierten Lenkung oder ein System zur automatisierten Fahrspurzentrierung nicht eingerückt werden, falls die berechnete Differenz zwischen dem gemessenen Lenkwinkel zu der gegenwärtigen Zeit, zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt oder zu dem gegenwärtigen Zeitschritt und dem berechneten durchschnittlichen Lenkwinkel einen bestimmten Bereich, bestimmte Grenzwerte und/oder eine bestimmte Begrenzung (z. B. plus oder minus 2° oder ein anderer Wert) übersteigt oder außerhalb liegt.
In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein System zum Einrücken der automatisierten Lenkung die relative Position des Fahrzeugs in Bezug auf Merkmale auf der Straße (z. B. Fahrspurmarkmarkierung(en), Straßenrandstreifen, mittlere Leitplanke(n) oder andere auf das Fahren bezogene Merkmale) unter Verwendung eines Sensors (von Sensoren) (z. B. einer Kamera, eines LIDAR-Sensors), der dem Fahrzeug zugeordnet ist, in vorgegebenen Intervallen (z. B. alle 10 Millisekunden oder eine andere Zeit) messen, auswerten und/oder schätzen. Das System zum Einrücken der automatisierten Lenkung kann die Fahrzeugfahrspurposition auf der Grundlage des Fahrzeugfahrspurversatzes und der relativen Position des Fahrzeugs in Bezug auf die Straße oder in Bezug auf Straßenmerkmale (z. B. Fahrspurmarkierungen) bestimmen. Zum Beispiel kann ein Computersichtsensor (z. B. eine nach vorn weisende Kamera), der einem Fahrzeug zugeordnet ist, Fahrspurmarkierungen auf der Straße detektieren und einen Fahrspurversatz messen. Ein System zum Einrücken der automatischen Lenkung kann die Fahrspurposition in Bezug auf die Fahrspurmitte hinsichtlich des Fahrspurversatzes, des Fahrtrichtungswinkels, der Fahrspurkrümmung und anderer gemessener Sensordaten berechnen. Der Fahrzeugfahrspurversatz kann die relative Position des Fahrzeugs in Bezug auf Fahrspurbegrenzungsmarkierungen (z. B. Fahrspurmarkierung(en), Straßenrandstreifen, Rand der Straße(n) oder ein anderes Merkmal (andere Merkmale) und/oder die relative Position des Fahrzeugs innerhalb einer Fahrspur sein. Das System kann während einer oder über eine vorgegebene Zeitdauer, z. B. fünf Sekunden oder eine andere Zeitdauer, einen durchschnittlichen Fahrzeugfahrspurversatzwert berechnen. In einigen Ausführungsformen kann der berechnete durchschnittliche Fahrspurversatzwert ein gleitender Durchschnitt, ein bewegter Durchschnitt oder ein rollender Durchschnitt sein. Der gleitende Durchschnitt kann einer Zeitdauer (z. B. fünf Sekunden oder eine andere Zeit) vor der Zeit der Berechnung oder eine andere Zeitdauer sein. Das System kann in vorgegebenen Intervallen (z. B. alle 10 Millisekunden oder eine andere Zeit) die Differenz zwischen dem gemessenen Fahrspurversatz zu der gegenwärtigen Zeit, zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt oder zu dem gegenwärtigen Zeitschritt und dem berechneten durchschnittlichen Fahrspurversatzwert berechnen. Die Differenz zwischen dem gemessenen Fahrspurversatz und dem berechneten durchschnittlichen Fahrspurversatzwert kann repräsentieren, wie viel das Fahrzeug von der stationären Fahrzeugbewegung abweicht. Falls die berechnete Differenz zwischen dem gemessenen Fahrspurversatz und dem berechneten durchschnittlichen Fahrspurversatz für eine vorgegebene Zeitdauer (z. B. fünf Sekunden oder eine andere Zeitdauer) innerhalb eines bestimmten Bereichs, bestimmter Schwellenwerte, bestimmter Grenzen und/oder einer bestimmten Begrenzung (z. B. plus oder minus 10 cm oder ein anderer Wert) liegt, kann davon ausgegangen werden, dass das Fahrzeug in stationärer Bewegung in Bezug auf Straßenmerkmale ist, und kann ein System zur automatisierten Lenkung automatisch eingerückt werden. Ähnlich kann davon ausgegangen werden, dass ein Fahrzeug nicht in stationärer Bewegung ist und ein System zur automatisierten Lenkung nicht eingerückt werden kann, falls die berechnete Differenz zwischen dem gemessenen Fahrspurversatz zur gegenwärtigen Zeit, zum gegenwärtigen Zeitschritt oder zum gegenwärtigen Zeitpunkt und dem berechneten durchschnittlichen Fahrspurversatz einen bestimmten Bereich, bestimmte Schwellenwerte, bestimmte Grenzen und/oder eine bestimmte Begrenzung (z. B. plus oder minus 10 cm oder ein anderer Wert) übersteigt oder außerhalb liegt.
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem System zum Einrücken der automatisierten Lenkung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Fahrzeug 10 (z. B. ein PKW, ein LKW oder ein anderes Fahrzeug) kann ein System 100 zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung enthalten. Das System 100 zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung kann mit einer oder mit mehreren Anwendungen, Merkmalen, Systemen oder Verfahren 90 zur automatisierten Fahrzeuglenkung, z. B. adaptiver Fahrspurzentrierung, Niedergeschwindigkeits-Fahrspurzentrierung, Fahrspurhaltungshilfe oder anderen Anwendungen, zusammenarbeiten oder getrennt von ihnen arbeiten. Das System 90 zur automatisierten Fahrzeuglenkung, das System 90 zur automatisierten Fahrzeugsteuerung oder die Anwendung 90 zum autonomen Fahren kann eine Komponente des Systems 100 sein. Das System 90 zur automatisierten Fahrzeuglenkung kann getrennt vom System 100 sein. Wenn das System 90 zur automatisierten Fahrzeuglenkung eingerückt ist, kann es vollständig oder teilweise die Lenkung des Fahrzeugs steuern und die Fahrerlenkungssteuereingabe über das Lenkrad 82 und/oder über das Lenkungssystem 84, das ein elektrisches Servolenksystem (EPS-System) und/oder andere Komponenten enthalten kann, verringern.
An dem Fahrzeug 10 können einer oder mehrere Sensoren befestigt oder ihm zugeordnet sein. Ein Computersichtsensor (z. B. eine Kamera) 24, ein LIDAR oder ein Laserradar (LADAR), ein Sensor 20, ein Radarsensor 22, eine Abbildungseinrichtung oder eine andere Fernerfassungsvorrichtung können Daten erhalten, die ermöglichen, dass das System 100 den relativen Ort des Fahrzeugs in Bezug auf Straßenmerkmale, z. B. Fahrspurmarkierung(en), Straßenrandstreifen, mittlere Leitplanke(n), Rand der Straße und andere Objekte oder Merkmale, bestimmt.
In einer Ausführungsform kann das System 100 Daten, die von einer oder von mehreren Kameras 24 erfasst werden, verwenden, um die relative Position des Fahrzeugs 10 in Bezug auf Straßenmerkmale zu bestimmen. Zum Beispiel kann eine Triangulationsherangehensweise, ein Bildverarbeitungsalgorithmus oder ein anderes Verfahren verwendet werden. Während sich das Fahrzeug 10 in Bezug auf ein Straßenmerkmal bewegt, kann die Kamera 24 mehrere Bilder des Straßenmerkmals (z. B. der Fahrspurmarkierungen) aufnehmen. Das System 100 kann den oder die Winkel der Linie von der Kamera 24 zum Straßenmerkmal (zu den Straßenmerkmalen), die Versatzentfernung von der Kamera 24 zu den Fahrspurmarkierungen, den Orientierungswinkel der Fahrspurmarkierungen, die Straßenkrümmung und andere gemessene Daten bestimmen. Das System 100 kann die gemessenen Daten und mehreren Bilder und den (die) bestimmten Winkel in einem Triangulationsberechnungsverfahren oder in einem Bildverarbeitungsalgorithmus verwenden, um den relativen Ort des Fahrzeugs in Bezug auf das Straßenmerkmal zu bestimmen. Die spezifische Position und der spezifische Sichtwinkel der Kamera 24 relativ zum Mittelpunkt des Fahrzeugs 10 können bekannt sein und für diese Berechnungen verwendet werden. Auf der Grundlage der relativen Position des Fahrzeugs 10 in Bezug auf Straßenmerkmale kann das System 100 den Fahrzeugfahrspurversatz oder die Fahrzeugposition innerhalb einer Fahrspur bestimmen oder berechnen.
In einer Ausführungsform kann die Kamera 24 vorwärts weisen (z. B. in Richtung der typischen Fahrt weisen), kann sie durch die Windschutzscheibe 28 abbilden und kann sie z. B. in einen Rückspiegel 26 eingebaut sein. Die Kamera 24 kann ebenfalls nach hinten weisen (z. B. der Richtung der typischen Fahrt entgegengesetzt weisen). Die Kamera 24 kann ebenfalls an einem anderen Ort (z. B. außerhalb des Fahrgastraums 50 oder an der Rückseite des Fahrzeugs 10 oder an einem anderen Ort) und in irgendeiner Orientierung in Bezug auf das Fahrzeug 10 positioniert sein. Es können mehr als eine Kamera 24 verwendet werden, die Bilder von verschiedenen Perspektiven erhalten.
Der LIDAR-Sensor 20 und/oder der Radarsensor 22 können die relative Position des Fahrzeugs in Bezug auf Straßenmerkmale (z. B. Fahrspurmarkierung(en), Straßenrandstreifen) bestimmen. Die relative Position kann zum Bestimmen des Fahrzeugfahrspurversatzes oder der Fahrzeugfahrspurposition verwendet werden. Der LIDAR-Sensor 20 und/oder der Radarsensor 22 sind vorzugsweise vorn oder hinten in dem Fahrzeug eingebaut, können aber ebenfalls an den Seiten oder an irgendeinem anderen Ort im Fahrzeug 10 eingebaut sein.
Einer oder mehrere Sensoren 20, 22, 24 können, z. B. über eine Drahtverbindung (z. B. über einen Controller-Area-Network-Bus, CAN-Bus, Flexray, Ethernet) 40 oder über eine drahtlose Verbindung, erfasste Daten (z. B. Bilder) zum System 100 zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung übertragen. Dem Fahrzeug können mehr als ein Sensor 20, 22, 24 zugeordnet sein, die Informationen von verschiedenen Perspektiven aus über Objektorte erhalten.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist oder enthält das System 100 zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung eine Computervorrichtung, die an dem Armaturenbrett des Fahrzeugs, in dem Fahrgastraum 50 oder in dem Kofferraum 60 angebracht ist und die ein Teil eines herkömmlichen Fahrzeugpositionssystems wie etwa eines GPS und einer Kartendatenbank sein kann, ihm zugeordnet sein kann, Ortsinformationen von ihm annehmen kann oder es enthalten kann. In alternativen Ausführungsformen kann sich das System 100 zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung in einem anderen Teil des Fahrzeugs befinden, kann es sich in mehreren Teilen des Fahrzeugs befinden oder kann sich seine gesamte Funktionalität oder ein Teil davon fern (z. B. in einem fernen Server oder in einer tragbaren Computervorrichtung wie etwa einem Mobiltelefon) befinden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Fahrzeug 10 Fahrzeugdynamik- oder Fahrereingabemessvorrichtungen enthalten. Die Fahrzeugdynamikmessvorrichtungen können einen oder mehrere Lenkwinkelsensor(en) 70 (die z. B. mit dem Lenkrad 82 oder mit einer anderen Komponente des Lenkungssystems 84 verbunden sind), einen (mehrere) Beschleunigungsmesser 72, einen (mehrere) Tachometer 74, Raddrehzahlsensor(en) 76, Trägheitsmesseinheit(en) (IMU) 78, Lenkdrehmomentsensor(en) 80, einen Gierratensensor 86 oder andere Vorrichtungen enthalten. Die Vorrichtung(en) kann (können) Fahrzeugdynamikdaten oder eine Fahrereingabe einschließlich des Lenkwinkels, der Lenkrichtung, der Querbeschleunigung (d. h. der Winkel- oder Zentripetalbeschleunigung), der Längsbeschleunigung, der Gierrate, der Geschwindigkeit, der Raddrehung und anderer Fahrzeugdynamikeigenschaften des Fahrzeugs 10 messen. Die gemessenen Fahrzeugdynamiken oder Fahrereingabeinformationen können, z. B. über eine Drahtverbindung (z. B. über einen Controller-Area-Network-Bus, CAN-Bus, Flexray, Ethernet) 40 oder über eine drahtlose Verbindung, zum System 100 übertragen werden. Die Fahrzeugdynamik- oder Fahrereingabedaten können vom System 100 oder von einem anderen System verwendet werden, um den Lenkwinkel, eine kopplungsnavigationsgestützte Fahrzeugposition und andere Berechnungen zu berechnen.
Obgleich verschiedene Sensoren und Eingaben diskutiert sind, kann in bestimmten Ausführungsformen nur ein Teilsatz (z. B. ein Typ) an Sensoren oder Eingaben verwendet werden.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Systems zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 100 zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung kann einen oder mehrere Prozessoren oder Controller 110, einen Speicher 120, eine Langzeitablage 130, Eingabevorrichtung(en) oder -bereich(e) 140 und Ausgabevorrichtung(en) oder -bereich(e) 150 enthalten. Die Eingabevorrichtung(en) oder -bereich(e) 140 können z. B. ein Touchscreen, eine kapazitive Eingabevorrichtung, eine Tastatur, ein Mikrofon, eine Zeigevorrichtung, ein Druckknopf, ein Schalter, ein Blinkerschalthebel oder eine andere Vorrichtung sein. Die Ausgabevorrichtung(en) oder -bereich(e) 150 können z. B. eine Anzeige, ein Bildschirm, eine Audiovorrichtung wie etwa ein Lautsprecher oder Kopfhörer oder eine andere Vorrichtung sein. Die Eingabevorrichtung(en) oder -bereich(e) 140 und die Ausgabevorrichtung(en) oder -bereich(e) 150 können z. B. zu einer Berührungsbildschirmanzeige und -eingabe, die Teil des Systems 100 sein können, kombiniert sein. Das System 100 kann ein GPS-System 180, ein anderes System zum Empfangen oder Bestimmen von Ortsinformationen, z. B. für das Fahrzeug 10, enthalten, im zugeordnet sein oder mit ihm verbunden sein. Das GPS-System 180 kann sich an einem von dem System 100 getrennten Ort in dem Fahrzeug 10 befinden und braucht nicht verwendet zu werden.
Das System 100 kann eine oder mehrere Datenbanken 170 enthalten, die z. B. Fahrzeugdynamik- oder Fahrereingabeinformationen (z. B. Lenkwinkelschwellenwerte oder -bereiche, Fahrzeugfahrspurversatz-Schwellenwerte und andere Fahrzeugdynamikmesswert-Schwellenwerte oder Fahrzeugdynamikparameter-Schwellenwerte); mittels Sensor gemessene Fahrzeugdynamikdaten (z. B. den gemessenen Lenkwinkel, den gemessenen Fahrzeugfahrspurversatz, die gemessene Fahrzeugposition, die gemessene Gierrate, die gemessene Beschleunigung, die gemessene Geschwindigkeit und andere gemessene Fahrzeugdynamikdaten); Fahrzeugdynamikmessungszeiten; und geographische oder dreidimensionale (3D-)Positionsinformationen von Straßenmerkmalen (z. B. Fahrspurmarkierung(en), Straßenrandstreifen, mittleren Leitplanke(n) usw.) enthalten können.
Die Datenbanken 170 können alle oder teilweise im Speicher 120, in der Langzeitablage 130 oder in einer anderen Vorrichtung gespeichert sein.
Das System 100 kann Kartendaten 175 enthalten, obgleich solche Kartendaten fern zugänglich sein können und getrennt vom System 100 gespeichert sein können. Die Kartendaten können ebenfalls in der Datenbank 170 gespeichert sein. Die Kartendaten 175 können die 3D-Orte, die geometrische Form und/oder die Erscheinung von Straßenmerkmalen (z. B. Fahrspurmarkierung(en), Fahrspurkrümmung(en), Fahrspurverzweigung(en), Fahrspurzusammenfluss (Fahrspurzusammenflüsse), Straßenrandstreifen usw.) enthalten, die zuvor durch das Fahrzeug 10 gemessen wurden. Es brauchen keine Kartendaten verwendet zu werden.
Der Prozessor oder Controller 110 kann z. B. eine Zentraleinheit (CPU), ein Chip oder irgendeine geeignete Computer- oder Rechenvorrichtung sein. Der Prozessor oder Controller 110 kann mehrere Prozessoren enthalten und kann Universalprozessoren und/oder dedizierte Prozessoren wie etwa Graphikverarbeitungschips enthalten. Der Prozessor 110 kann Code oder Anweisungen ausführen, die z. B. im Speicher 120 oder in der Langzeitablage 130 gespeichert sind, um Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Der Speicher 120 kann z. B. ein Schreib-Lese-Speicher (RAM), ein Nur-Lese-Speicher (ROM), ein dynamischer RAM (DRAM), ein synchroner DRAM (SD-RAM), ein Speicherchip mit doppelter Datenrate (DDR), ein Flash-Speicher, ein flüchtiger Speicher, ein nicht flüchtiger Speicher, ein Cache-Speicher, ein Puffer, eine Kurzzeitspeichereinheit, eine Langzeitspeichereinheit oder andere geeignete Speichereinheiten oder Ablageeinheiten sein oder enthalten. Der Speicher 120 kann mehrere Speichereinheiten sein oder enthalten.
Die Langzeitablage 130 kann z. B. ein Festplattenlaufwerk, ein Diskettenlaufwerk, ein Kompakt-Disk-Laufwerk (CD-Laufwerk), ein CD-Recordable-Laufwerk (CD-R-Laufwerk), eine Universal-Serial-Bus-Vorrichtung (USB-Vorrichtung) oder eine andere geeignete Wechselablageeinheit und/oder feste Ablageeinheit sein oder enthalten und kann mehrere solche Einheiten oder eine Kombination solcher Einheiten enthalten.
3 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Fahrzeug 10 (z. B. ein PKW oder ein anderer Fahrzeugtyp), das mit einem oder mit mehreren Sensoren ausgestattet ist, kann in Bewegung sein, wobei eine Anwendung zur automatisierten Lenkung eingerückt ist. Während des Fahrens kann das Fahrzeug 10 entlang eines Fahrzeugwegs 220 fahren. Das Fahrzeug 10 kann auf dem Fahrzeugweg 220 oder in der Nähe des Fahrzeugwegs 220 eine Fahrbedingung, ein Hindernis oder ein Straßenmerkmal, z. B. ein angehaltenes Fahrzeug auf der Straße 210, ein Schlagloch 290, eine Straßenbaustelle oder eine andere Bedingung, feststellen. In Ansprechen auf die Fahrbedingung 220 kann der Fahrer ein System 90 zur automatisierten Lenkung ausrücken und das Fahrzeug 10 von Hand lenken. Zur Zeit 230 kann das System 90 zur automatisierten Fahrzeuglenkung ausgerückt werden. Das System 100 zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung kann Fahrzeugdynamikmesswerte, Bewegungsbedingungen oder -parameter wie etwa den Fahrzeuglenkwinkel und/oder den Fahrzeugfahrspurversatz weiter messen. Der Fahrzeugfahrspurversatz kann z. B. auf der Grundlage der relativen Fahrzeugposition in Bezug auf Straßenmerkmale, z. B. Fahrspurmarkierung(en) 270, Straßenrandstreifen 280, andere Straßenmerkmale, bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen kann das System 100 den Lenkwinkel und den Fahrzeugfahrspurversatz messen, während das System 90 zur automatisierten Lenkung eingerückt ist. Das System 100 kann den Fahrzeuglenkwinkel und den Fahrspurversatz in vorgegebenen Intervallen oder Zeitschritten (z. B. alle 10 Millisekunden oder eine andere Zeit) ununterbrochen messen. Zwischen der Zeit 230 und der Zeit 240 kann der Fahrer den Lenkwinkel und/oder die Position des Fahrzeugs 10 in Bezug auf die Straße ändern und können der Fahrzeuglenkwinkel und der Fahrzeugfahrspurversatz somit nicht stationär sein. Nach der Zeit 240 kann das Fahrzeug einen konstanten oder näherungsweise konstanten Lenkwinkel und Fahrzeugfahrspurversatz fortsetzen, wenn die Fahrereingabe stationär ist. Die Zeit 240 kann die Zeit sein, zu der das Fahrzeug 10 jenseits der Fahrbedingung 210 ist. Das Fahrzeug 10 kann den konstanten oder verhältnismäßig konstanten Lenkwinkel und Fahrspurversatz von der Zeit 240 bis zur Zeit 250 aufrechterhalten. Die Zeitdauer von der Zeit 240 bis zur Zeit 250 kann z. B. fünf Sekunden oder eine andere Zeitdauer sein. Das System 100 kann auf der Grundlage der gemessenen Fahrzeuglenkwinkel- und Fahrspurversatzdaten einen durchschnittlichen Lenkwinkel und einen durchschnittlichen Fahrspurversatz während der Zeitdauer von der Zeit 240 bis zur Zeit 250 berechnen.
Das System 100 kann ein Merkmal 90 der automatisierten Lenkung einrücken, aktivieren oder wieder einrücken, wenn die Fahrzeugbewegung oder ein Fahrzeugweg für eine vorgegebene Zeitdauer stationär oder auf einem verhältnismäßig geraden oder stetigen (z. B. gekrümmten) Weg ist. In einer Ausführungsform kann das System 100 berechnen, wie viel der gemessene Fahrzeuglenkwinkel während der Zeitdauer von der Zeit 240 bis zur Zeit 250 vom durchschnittlichen Lenkwinkel abweicht, um die Fahrzeugstationarität oder die Wegstetigkeit zu bestimmen. Das System 100 kann eine maximal gemessene Lenkwinkelabweichung von dem durchschnittlichen Lenkwinkel während der Zeitdauer von der Zeit 240 bis zur Zeit 250 berechnen. Falls die berechneten Lenkwinkelabweichungswerte und/oder die maximalen berechneten Lenkwinkelabweichungswerte während der Zeitdauer von der Zeit 240 bis zur Zeit 250 innerhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts oder -bereichs, z. B. plus oder minus 2° oder ein anderer Wert, von dem berechneten durchschnittlichen Lenkwinkelwert liegen, kann das System 100 davon ausgehen, dass der Weg stetig ist oder dass die Bewegung oder der Weg stationär ist, und ein Merkmal 90 der automatisierten Fahrzeuglenkung einrücken.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das System 100 berechnen, wie viel die gemessene Fahrzeugfahrspurposition während einer Zeitdauer (z. B. von der Zeit 240 bis zur Zeit 250) von der berechneten durchschnittlichen Fahrzeugfahrspurposition abweicht, um die Fahrzeugbewegungsstationarität zu bestimmen. Das System 100 kann eine maximal gemessene Fahrzeugfahrspurversatzabweichung von dem durchschnittlichen Fahrzeugfahrspurversatz während der Zeitdauer von der Zeit 240 bis zur Zeit 250 berechnen. Falls der berechnete Fahrzeugfahrspurversatz-Abweichungswert und/oder der maximale Fahrspurversatzabweichungswert während der Zeitdauer von der Zeit 240 bis zur Zeit 250 innerhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts oder Bereichs, z. B. plus oder minus 10 cm oder andere Werte, von dem berechneten durchschnittlichen Fahrspurversatzwert liegen, kann das System 100 ein Merkmal der automatisierten Fahrzeuglenkung einrücken.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das System 100 ein Merkmal der automatisierten Fahrzeuglenkung einrücken, falls eine bestimmte Kombination aus berechneten Lenkwinkelabweichungswerten, Fahrzeugbewegungswerten oder -bedingungen und berechneten Fahrzeugfahrspurversatz-Abweichungswerten während der Zeitdauer von der Zeit 240 bis zur Zeit 250 innerhalb vorgegebener Schwellenwerte der berechneten durchschnittlichen Lenkwinkelabweichungswerte, Fahrzeugbewegungswerte oder -bedingungen und/oder berechneten Fahrzeugfahrspurversatzwerte liegt.
In einigen Ausführungsformen kann das System 100 andere Fahrzeugdynamik- oder Fahrereingabemesswerte, Bewegungsbedingungen oder -parameter einschließlich z. B. der Gierrate, der Beschleunigung, der Quer- und Längsgeschwindigkeit und andere Fahrzeugdynamikmesswerte oder -bewegungsbedingungen verwenden, um die Fahrzeug- und Wegstationarität oder -konstanz zu bestimmen. Das System 100 kann Fahrzeugdynamikmesswerte messen, durchschnittliche Fahrzeugdynamikmesswerte berechnen und unter Verwendung ähnlicher Systeme oder Verfahren wie der für den Lenkwinkel und für den Fahrzeugfahrspurversatz verwendeten berechnen, wie viel die gemessenen Fahrzeugdynamikmesswerte von den durchschnittlichen Fahrzeugdynamikmesswerten abweichen.
4 ist ein Graph von Fahrzeuglenkwinkel-Messwerten in Bezug auf die Zeit in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 kann ein Beispiel des Betriebs und/oder der Funktion des Systems oder Verfahrens zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentieren. Der Graph 300 kann den Lenkwinkel eines Fahrzeugs während manueller Lenkradsteuerung, z. B., wenn ein System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung ausgerückt wird, repräsentieren. Das Graphensegment 310 kann den Fahrzeuglenkwinkel in Einheiten von Grad (°) während einer oder über eine Zeitdauer repräsentieren. Das Graphensegment 320 kann den Zustand eines Systems 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung, z. B., ob ein System 90 zur automatischen Lenkungssteuerung eingerückt oder ausgerückt ist, repräsentieren. Zum Beispiel kann das System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung aktiviert sein, falls das Graphensegment 320 hoch ist, und kann das System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung deaktiviert sein, falls das Graphensegment 320 tief ist. Das Graphensegment 330, das ein Abschnitt des Graphensegments 320 ist, kann ein Ausrück- oder Deaktivierungsereignis des Systems zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung repräsentieren. Ein Ereignis des Ausrückens des Systems zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung kann z. B. stattfinden, wenn der Fahrer die Steuerung des Lenkrads übernimmt, um um eine Fahrbedingung oder ein Fahrhindernis 290 zu manövrieren. Das Graphensegment 340, das ein Abschnitt des Graphensegments 320 ist, kann ein Ereignis der Aktivierung, des Einrückens oder der Betätigung eines Systems zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung repräsentieren, wenn das System 100z. B. ein System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung aktiviert, reaktiviert oder wieder einrückt. Außerdem kann das Ereignis 340 der Aktivierung der Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung auftreten, wenn der Fahrer ein System 90 zur automatisierten Lenkungssteuerung einrückt.
Das System 100 kann den Fahrzeuglenkwinkel in vorgegebenen Intervallen oder Zeitschritten (z. B. alle 10 Millisekunden oder eine andere Zeit) ununterbrochen oder periodisch messen. Das System 100 kann auf der Grundlage der gemessenen Fahrzeuglenkwinkeldaten einen durchschnittlichen Lenkwinkelwert während einer vorgegebenen Zeitdauer, z. B. fünf Sekunden oder eine andere Zeitdauer, berechnen. Der berechnete durchschnittliche Lenkwinkelwert kann z. B. ein gleitender Durchschnitt, ein bewegter Durchschnitt oder ein rollender Durchschnitt sein. Der gleitende Durchschnitt kann einer Zeitdauer (z. B. fünf Sekunden oder eine andere Zeit) vor der Zeit der Berechnung oder einer anderen Zeitdauer entsprechen. Der untere Fahrzeugschwellenlenkwinkel 350 kann einen unteren Schwellen-, Begrenzungs- oder Grenzlenkwinkel repräsentieren. Der obere Schwellenfahrzeuglenkwinkel 360 kann einen oberen Schwellen-, Begrenzungs- oder Grenzlenkwinkel repräsentieren. Der untere Schwellenwert 350 und der obere Schwellenwert 360 können durch das System 100 auf der Grundlage des durchschnittlichen berechneten Lenkwinkelwerts (der durchschnittlichen berechneten Lenkwinkelwerte) und vorgegebener Lenkwinkelabweichungsparameter und -messwerte bestimmt werden. Der untere Schwellenwert 350 kann z. B. ein Lenkwinkelwert sein, der um einen vorgegebenen Lenkwinkelabweichungsparameter oder -messwert, z. B. 2° oder ein anderer Wert, oder um einen Prozentsatz kleiner als ein durchschnittlicher berechneter Lenkwinkelwert (durchschnittliche berechnete Lenkwinkelwerte) ist. Der obere Schwellenwert 360 kann z. B. ein Lenkwinkelwert sein, der um einen vorgegebenen Lenkwinkelabweichungsparameter oder -messwert, z. B. 2° oder ein anderer Wert, oder um einen Prozentsatz größer als der durchschnittliche berechnete Lenkwinkelwert (die durchschnittlichen berechneten Lenkwinkelwerte) ist. Es können andere Schwellenwerte verwendet werden. In einigen Ausführungsformen können der untere Schwellenwert 350 und der obere Schwellenwert 360 nicht zusammenhängen und/oder unabhängig von dem durchschnittlichen berechneten Lenkwinkelwert (den durchschnittlichen berechneten Lenkwinkelwerten) berechnet oder bestimmt werden.
Das System 100 kann bestimmen, ob die gemessenen Fahrzeuglenkwinkelwerte über eine Zeitdauer (z. B. 5 Sekunden) innerhalb oder zwischen dem unteren Schwellenwert 350 und dem oberen Schwellenwert 360 liegen. Falls das Graphensegment 310, das die gemessenen Lenkwinkel repräsentiert, für eine vorgegebene Zeitdauer (z. B. 5 Sekunden oder irgendeine andere Zeitdauer) innerhalb des unteren Schwellenwerts 350 und des oberen Schwellenwerts 360 liegt, kann das System 100 den Weg der Fahrzeugbewegung oder den Weg für stationär halten und das System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung aktivieren. Somit kann das System 100 das System 90 zur automatischen Lenkungssteuerung aktivieren, falls der Fahrzeugbewegungsweg für eine vorgegebene Zeitdauer stationär oder näherungsweise stationär ist. Falls das Graphensegment 310, das die gemessenen Lenkwinkel repräsentiert, während der vorgegebenen Zeitdauer kleiner als der untere Schwellenwert 350 oder größer als der obere Schwellenwert 360 ist, wird das System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung nicht aktiviert und kann der Fahrer die Steuerung der Fahrzeuglenkung behalten. Es können andere Schwellenwerte verwendet werden.
5 ist ein Graph des Fahrzeugfahrspurversatzes in Bezug auf die Zeit in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 kann ein Beispiel des Betriebs und/oder der Funktion des Systems oder Verfahrens zum Einrücken der automatisierten Fahrzeuglenkung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentieren. Der Graph 400 kann den Fahrzeugfahrspurversatz eines Fahrzeugs während des manuellen Lenkungsbetriebs, z. B., wenn ein System 90 zur automatisierten Steuerung der Fahrzeuglenkung ausgerückt ist, repräsentieren. Der Fahrzeugfahrspurversatz kann z. B durch eine nach vorn weisende Kamera 24 gemessen werden. Das Graphensegment 410 kann den Fahrzeugfahrspurversatz über eine Zeitdauer repräsentieren. Das Graphensegment 420 kann den Zustand eines Systems 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung, z. B., ob ein System 90 zur automatischen Fahrzeugsteuerung eingerückt oder ausgerückt ist, repräsentieren. Zum Beispiel kann das System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung aktiviert werden, falls das Graphensegment 420 hoch ist, und kann das System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung deaktiviert werden, falls das Graphensegment 420 tief ist. Das Graphensegment 430, das ein Abschnitt des Graphensegments 420 ist, kann ein Ausrück- oder Deaktivierungsereignis des Systems zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung repräsentieren. Ein Ausrückereignis des Systems zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung kann z. B. auftreten, wenn der Fahrer die Steuerung des Lenkrads und/oder des Fahrzeuglenkungssystems übernimmt, um z. B. um eine Fahrbedingung oder ein Fahrhindernis 210 zu manövrieren. Das Graphensegment 440, das ein Abschnitt des Graphensegments 420 ist, kann z. B. ein Aktivierungs-, Einrück- oder Betätigungsereignis des Systems zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung repräsentieren, wenn das System 100 z. B. ein System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung aktiviert, reaktiviert oder wieder einrückt. Das Aktivierungsereignis 440 des Systems zur automatisierten Fahrzeuglenkung kann außerdem nicht auf der Grundlage von Fahrzeugdynamikmesswerten auftreten, z. B., wenn der Fahrer ein System 90 zur automatisierten Lenkungssteuerung (z. B. durch Drücken eines Druckknopfs) aktiviert, reaktiviert oder wieder einrückt.
Das System 100 kann den Fahrspurversatz ununterbrochen oder periodisch, z. B. in vorgegebenen Intervallen oder Zeitschritten (z. B. alle 10 Millisekunden oder eine andere Zeit) messen. Das System 100 kann auf der Grundlage der gemessenen Fahrzeugfahrspurversatzdaten einen durchschnittlichen Fahrspurversatzwert während einer vorgegebenen Zeitdauer, z. B. fünf Sekunden oder eine andere Zeitdauer, (unter Verwendung von Sensoren) messen und berechnen. In einer Ausführungsform kann der berechnete durchschnittliche Fahrspurversatz ein gleitender Durchschnitt, ein bewegter Durchschnitt oder ein rollender Durchschnitt sein. Der gleitende Durchschnitt kann einer Zeitdauer (z. B. fünf Sekunden oder einer anderen Zeit) vor der Zeit der Berechnung oder einer anderen Zeitdauer entsprechen. Der Fahrzeugfahrspurversatz 450 des unteren Schwellenwerts kann einen unteren Schwellenwert, eine untere Begrenzung oder eine untere Grenze für den Fahrzeugfahrspurversatz repräsentieren. Der Fahrzeugfahrspurversatz 460 des oberen Schwellenwerts kann einen oberen Schwellenwert, eine obere Begrenzung oder einen oberen Grenzwert des Fahrzeugfahrspurversatzes repräsentieren. Der untere Schwellenwert 450 und der obere Schwellenwert 460 können durch das System 100 auf der Grundlage des durchschnittlichen berechneten Fahrzeugfahrspurversatzwerts (der durchschnittlichen berechneten Fahrzeugfahrspurversatzwerte) und vorgegebener Fahrzeugfahrspurversatz-Abweichungsparameter oder -messwerte bestimmt werden. Der untere Schwellenwert 450 kann z. B. ein Fahrzeugfahrspurversatzwert sein, der um einen vorgegebenen Fahrzeugfahrspurversatz-Abweichungsparameter oder -messwert (z. B. 10 cm oder ein anderer Wert oder Prozentsatz) kleiner als ein durchschnittlicher berechneter Fahrzeugfahrspurversatzwert (durchschnittliche berechnete Fahrzeugfahrspurversatzwerte) ist. Der obere Schwellenwert 460 kann z. B. ein Fahrspurversatzwert sein, der um einen vorgegebenen Fahrspurversatzabweichungsparameter oder -messwert (10 cm oder ein anderer Wert oder Prozentsatz) größer als der durchschnittliche berechnete Fahrspurversatzwert (die durchschnittlichen berechneten Fahrspurversatzwerte) ist. In einigen Ausführungsformen können der untere Schwellenwert 450 und der obere Schwellenwert 460 nicht zusammenhängen und/oder können sie unabhängig von dem durchschnittlichen berechneten Fahrspurversatzwert (den durchschnittlichen berechneten Fahrspurversatzwerten) berechnet oder bestimmt werden.
Das System 100 kann bestimmen, ob die gemessenen Fahrzeugfahrspurversatzwerte über eine Zeitdauer (z. B. 5 Sekunden oder eine andere Zeitdauer) zwischen dem unteren Schwellenwert 450 und dem oberen Schwellenwert 460 liegen. Falls das Graphensegment 410, das den gemessenen Fahrspurversatz repräsentiert, für eine vorgegebene Zeitdauer (z. B. 5 Sekunden oder irgendeine Zeitdauer) zwischen dem unteren Schwellenwert 450 und dem oberen Schwellenwert 460 liegt, kann das System 100 den Weg oder die Fahrzeugbewegung für stationär halten und ein System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung aktivieren. Falls das Graphensegment 410, das den gemessenen Fahrzeugfahrspurversatz repräsentiert, während einer vorgegebenen Zeitdauer (z. B. 5 Sekunden oder irgendeine Zeitdauer) kleiner als der untere Schwellenwert 450 oder größer als der obere Schwellenwert 460 ist, wird ein System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung nicht aktiviert und kann der Fahrer die Steuerung der Fahrzeuglenkung behalten.
6 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung. Die Betriebe können durch das Fahrzeugortssystem 100 oder durch andere Systeme, die dem Fahrzeug 10 zugeordnet oder von ihm getrennt sind, ausgeführt werden. Wie in den Blöcken 502 und 504 gezeigt ist, kann das System oder der Prozess initiiert werden, wenn das System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung ausgerückt, nicht eingerückt oder nicht aktiviert ist. Wie durch den Block 506 dargestellt ist, kann eine Aktion (z. B. ein Niederdrücken eines Druckknopfs, eine Aktivierung eines Schalters usw.) durch einen Betreiber des Fahrzeugs oder durch einen Fahrer ausgeführt werden, um ein System 90 zur automatisierten Lenkungssteuerung einzurücken. Wie im Block 508 dargestellt ist, kann durch das System 100 bestimmt werde, ob das System zur automatisierten Lenkungssteuerung verfügbar ist und aktiviert werden kann. Wie im Block 510 gezeigt ist, kann das System eingerückt werden, falls das System 90 zur automatisierten Lenkung verfügbar ist. Wenn das System 90 zur automatisierten Lenkung eingerückt worden ist, kann es daraufhin durch Einstellen des Lenkaktuators automatisch die Richtung und/oder die Fahrtrichtung der Fahrzeugfahrt steuern. Wie im Block 512 gezeigt ist, kann der Betreiber des Fahrzeugs zu irgendeiner Zeit, während das System 90 zur automatisierten Lenkung eingerückt ist, das System 90 zur automatisierten Lenkung, z. B. durch Anwenden eines Drehmoments auf das Lenkrad, Drehen des Lenkrads über einen vorgegebenen Schwellenwinkel hinaus oder andere Aktionen, außer Kraft setzen, ausrücken oder deaktivieren. Wie im Block 514 gezeigt ist, kann die Steuerung des Fahrzeugs durch das System zur Lenkungssteuerung dem Betreiber oder Fahrer überlassen werden. Während der Betreiber die Fahrzeuglenkung manuell steuert, können durch das System 100 Lenkwinkelmessungen vorgenommen werden.
Wie im Block 516 dargestellt ist, kann durch das System 100 auf der Grundlage der Lenkwinkelmesswerte ein durchschnittlicher Lenkwinkel über eine vorgegebene Zeitdauer, z. B. 5 Sekunden oder eine andere Zeitdauer, berechnet werden. Die Differenz zwischen den gemessenen Lenkwinkelmesswerten und dem berechneten durchschnittlichen Lenkwinkel oder die Fahrzeuglenkwinkelabweichung kann durch das System 100 wie im Block 516 gezeigt berechnet werden.
Wie im Block 518 dargestellt ist, kann auf der Grundlage der Fahrzeugfahrspurversatzmesswerte durch das System 100 ein durchschnittlicher Fahrzeugfahrspurversatz über eine vorgegebene Zeitdauer (z. B. 5 Sekunden oder eine andere Zeitdauer) berechnet werden. Die Differenz zwischen den gemessenen Fahrzeugfahrspurversatzmesswerten und dem berechneten durchschnittlichen Fahrzeugfahrspurversatz oder die Fahrzeugfahrspur-Positionsabweichung kann durch das System 100 wie im Block 518 gezeigt berechnet werden. Wie diskutiert ist, kann in einigen Ausführungsformen nur der Lenkwinkel oder der Fahrspurversatz verwendet werden; in anderen Ausführungsformen kann eine Kombination von diesen und/oder können andere Faktoren verwendet werden.
Wie durch den Block 520 dargestellt ist, kann durch das System 100 bestimmt werden, ob die Fahrzeugbewegungsbedingungen oder die Fahrzeugbewegungsdynamik oder die Fahrereingabe stationär sind. Die Stationarität kann dadurch bestimmt werden, dass bestimmt wird, ob die berechnete Fahrzeuglenkwinkelabweichung und die berechnete Fahrzeugfahrspur-Positionsabweichung über eine vorgegebene Zeitdauer kleiner als der vorgegebene Fahrzeuglenkwinkel- und Fahrzeuglenkwinkelabweichungs-Schwellenwert sind. Wie im Block 520 dargestellt ist, ist das Fahrzeug nicht stationär und kann ein System 90 zur Steuerung der automatisierten Fahrzeuglenkung deaktiviert oder ausgerückt bleiben, falls einer oder mehrere berechnete Fahrzeuglenkwinkel- und/oder Fahrzeugfahrspurversatz-Abweichungswerte über eine vorgegebene Zeitdauer größer als der vorgegebene Lenkwinkel- und/oder Fahrzeugfahrspurzentrierungsschwellenwert sind. Falls der berechnete Fahrzeuglenkwinkel- und Fahrzeugfahrspurversatzabweichungs-Schwellenwert über eine vorgegebene Zeitdauer kleiner als der vorgegebene Lenkwinkel- und Fahrzeugfahrspurzentrierungs-Schwellenwert sind, kann bestimmt werden, dass die Bewegung oder Dynamik der Fahrereingabe des Fahrzeugs stationär ist, und kann die Außerkraftsetzung des Systems der automatisierten Lenkungssteuerung, wie im Block 522 dargestellt ist, enden. Wie in den Blöcken 522 und 510 dargestellt ist, kann ein System 90 zur automatisierten Lenkungssteuerung automatisch eingerückt, aktiviert oder betätigt werden, falls bestimmt wird, dass das Fahrzeug stationär ist (falls z. B. bestimmt wird, dass der Betreiber des Fahrzeugs ein System 90 zur Fahrzeuglenkung nicht außer Kraft setzt). Vor oder nach dem Einrücken des Systems 90 zur automatisierten Lenkungssteuerung kann durch das System 100 eine Warnung, eine Angabe, ein Alarm oder ein Signal an den Fahrer bereitgestellt werden. Die Warnung kann z. B. eine hörbare Warnung, ein Licht, ein Signal, eine Benachrichtigung oder eine andere Form einer Warnung sein.
Es können andere oder unterschiedliche Reihenfolgen der Betriebe verwendet werden.
7 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Im Betrieb 600 können einer oder mehrere Fahrzeugdynamikmesswerte eines Fahrzeugs gemessen werden. Der eine oder die mehreren Fahrzeugdynamikmesswerte können z. B. durch einen Lenkdrehmomentsensor (z. B. den Lenkdrehmomentsensor 80 aus 1), durch einen Computersichtsensor (z. B. die Kamera 24 aus 1), durch eine Laserradarvorrichtung (z. B. der LIDAR-Sensor 20 aus 1) oder durch eine andere Vorrichtung gemessen werden.
Im Betrieb 610 kann ein System zur automatischen Fahrzeugsteuerung (z. B. das System 90 in 1) auf der Grundlage des einen oder der mehreren gemessenen Fahrzeugdynamikmesswerte aktiviert werden. Der eine oder die mehreren Fahrzeugdynamikmesswerte können z. B. einen Fahrzeuglenkwinkelmesswert, einen Fahrzeugfahrspurversatzmesswert, eine Fahrzeuggierrate, eine Fahrzeugquerbeschleunigung, eine Fahrzeuglängsbeschleunigung oder einen anderen Fahrzeugdynamikmesswert enthalten.
Im Betrieb 620 kann das System 100 vor Aktivieren des Systems 90 zur automatischen Fahrzeugsteuerung eine Warnung bereitstellen. Die Warnung kann z. B. an einen Fahrer oder an ein System 90 zur automatischen Fahrzeugsteuerung des Fahrzeugs ausgegeben werden. Die Warnung kann den Fahrer informieren, dass das System 90 zur automatischen Fahrzeugsteuerung eingerückt werden kann oder bald eingerückt wird.
Es können andere oder unterschiedliche Reihenfolgen der Betriebe verwendet werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Vorrichtungen zum Ausführen der hier beschriebenen Betriebe enthalten. Diese Vorrichtungen können speziell für die gewünschten Zwecke konstruiert sein oder können Computer oder Prozessoren enthalten, die durch ein in den Computern gespeichertes Computerprogramm wahlweise aktiviert oder rekonfiguriert werden. Diese Computerprogramme können in einem computerlesbaren oder prozessorlesbaren nicht temporären Speichermedium, in irgendeiner Art Platte einschließlich Disketten, optischer Platten, CD-ROMs, magnetooptischer Platten, Nur-Lese-Speicher (ROMs), Schreib-Lese-Speicher (RAMs), elektrisch programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROMs), elektrisch löschbarer und programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EEPROMs), magnetischer oder optischer Karten oder irgendeines anderen Typs eines zum Speichern elektronischer Anweisungen geeigneten Mediums gespeichert sein. Es wird gewürdigt werden, dass zur Implementierung der wie hier beschriebenen Lehren der Erfindung eine Vielzahl von Programmiersprachen verwendet werden können. Ausführungsformen der Erfindung können einen Artikel wie etwa ein durch einen nicht temporären Computer oder Prozessor lesbares nicht temporäres Ablagemedium wie etwa z. B. einen Speicher, ein Plattenlaufwerk oder einen USB-Flash-Speicher, der (das) Anweisungen, z. B. durch einen Computer ausführbare Anweisungen, die, wenn sie durch einen Prozessor oder Controller ausgeführt werden, veranlassen, dass der Prozessor oder Controller hier offenbarte Verfahren ausführt, codiert, enthält oder speichert, enthalten. Die Anweisungen können veranlassen, dass der Prozessor oder Controller Prozesse ausführt, die hier offenbarte Verfahren ausführen.
Merkmale verschiedener hier diskutierter Ausführungsformen können mit anderen hier diskutierten Ausführungsformen verwendet werden. Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung ist zu Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken dargestellt worden. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form beschränken. Der Fachmann auf dem Gebiet wird würdigen, dass im Licht der obigen Lehre viele Abwandlungen, Veränderungen, Ersetzungen, Änderungen und Entsprechungen möglich sind. Selbstverständlich sollen die beigefügten Ansprüche somit alle solchen Abwandlungen und Änderungen, die im wahren Erfindungsgedanken liegen, enthalten.

Claims

Verfahren, das umfasst: Messen eines oder mehrerer Fahrzeugdynamikmesswerte eines Fahrzeugs; und Aktivieren eines Systems zur automatischen Fahrzeugsteuerung auf der Grundlage des einen oder der mehreren gemessenen Fahrzeugdynamikmesswerte.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Fahrzeugdynamikmesswerte einen Fahrzeuglenkwinkelmesswert und einen Fahrzeugfahrspurversatzmesswert umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst: Berechnen eines oder mehrerer durchschnittlicher Fahrzeugdynamikmesswerte während einer vorgegebenen Zeitdauer auf der Grundlage des einen oder der mehreren gemessenen Fahrzeugdynamikmesswerte; und Berechnen eines oder mehrerer Fahrzeugdynamikmesswert-Schwellenwerte auf der Grundlage des einen oder der mehreren berechneten durchschnittlichen Fahrzeugdynamikmesswerte.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aktivieren des Systems zur automatischen Fahrzeugsteuerung auf der Grundlage des einen oder der mehreren gemessenen Fahrzeugdynamikmesswerte das Bestimmen, ob der eine oder die mehreren gemessenen Fahrzeugmesswerte einen oder mehrere Fahrzeugdynamikmesswert-Schwellenwerte übersteigen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das System zur automatischen Fahrzeugsteuerung ein System zur automatisierten Fahrspurzentrierung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aktivieren des Systems zur automatischen Fahrzeugsteuerung auf der Grundlage des einen oder der mehreren gemessenen Fahrzeugdynamikmesswerte das Bestimmen, ob ein Weg des Fahrzeugs stationär ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das das Bereitstellen einer Warnung vor Aktivieren des Systems zur automatischen Fahrzeugsteuerung umfasst.
System, das umfasst: ein System zur automatisierten Fahrzeuglenkung, einen oder mehrere Sensoren; und einen Controller zum: Messen eines oder mehrerer Fahrzeugdynamikmesswerte eines Fahrzeugs unter Verwendung des einen oder der mehreren Sensoren; und Aktivieren des Systems zur automatisierten Fahrzeuglenkung auf der Grundlage des einen oder der mehreren gemessenen Fahrzeugdynamikmesswerte.
System nach Anspruch 8, wobei der eine oder die mehreren Fahrzeugdynamikmesswerte einen Fahrzeuglenkungsmesswert und einen Fahrzeugfahrspurversatzmesswert umfassen.
Verfahren, das umfasst: in einem Fahrzeug Auswerten mehrerer Fahrzeugbewegungsbedingungen unter Verwendung mehrerer dem Fahrzeug zugeordneter Sensoren; und Einrücken einer Anwendung für autonomes Fahren, falls die ausgewerteten Fahrzeugbewegungsbedingungen angeben, dass der Betreiber des Fahrzeugs die Anwendung für autonomes Fahren nicht außer Kraft setzt.