DE102012216458A1

DE102012216458A1 - Fahrzeuglokalisierung

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Publication number: DE102012216458A1
Application number: DE102012216458A
Authority: DE
Inventors: James N. Nickolaou; Daniel Gandhi; Dmitriy Feldman
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2013-05-02
Also published as: US20130107669A1; CN103090874A; US9453737B2

Abstract

Verfahren, Systeme und Fahrzeuge sind zum Lokalisieren eines Fahrzeugs geliefert. Ein Sensor ist zum Erfassen eines vom Fahrzeug im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung angeordneten Objektes während des Fahrens des Fahrzeugs vorgesehen. Ein Prozessor ist mit dem Sensor gekoppelt. Der Prozessor ist zum Korrelieren des Objektes mit Informationen aus einer Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Korrelation und Bestimmen eines geographischen Ortes des Fahrzeugs basierend auf der Korrelation vorgesehen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Fahrzeuge und genauer Verfahren und Systeme zum Lokalisieren in Bezug auf einen geographischen Ort des Fahrzeugs.
HINTERGRUND
Bestimmte Fahrzeuge enthalten heutzutage Systeme, welche Informationen in Bezug auf einen geographischen Ort des Fahrzeugs erhalten. Beispielsweise enthalten viele Fahrzeuge heutzutage ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) und/oder eine andere Art von System (wie beispielsweise ein Triangulationssystem) zum Erhalten von Informationen in Bezug auf den geographischen Ort des Fahrzeugs. Solche Systeme weisen aufgrund von Systembeschränkungen im Allgemeinen jedoch eine Fehlertoleranz auf. Solche Systeme können zu bestimmten Zeiten auch eine verringerte Effektivität aufweisen, beispielsweise, wenn eine Brücke, ein Tunnel und/oder ein anderes Überkopfobjekt die Kommunikation des Systems temporär blockieren oder verhindern.
Folglich wird erwünscht verbesserte Verfahren zur Lokalisierung von Fahrzeugen zu liefern. Es wird auch erwünscht verbesserte Systeme zur Lokalisierung von Fahrzeugen zu liefern und verbesserte Fahrzeuge zu liefern, welche solche Lokalisierungsverfahren und -systeme enthalten. Ferner werden andere erwünschte Merkmale und Charakteristiken der vorliegenden Erfindung aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen offensichtlich werden, welche in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und dem vorangehenden technischen Gebiet und Hintergrund genommen wurden.
ZUSAMMENFASSUNG
Nach einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Verfahren zum Lokalisieren eines Fahrzeugs geliefert. Das Verfahren enthält die Schritte zum Erfassen eines Objektes, welches vom Fahrzeug im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung angeordnet ist, während des Fahrens des Fahrzeugs, Korrelieren des Objektes mit Informationen aus einer Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Korrelation und Bestimmen eines geographischen Ortes des Fahrzeugs basierend auf der Korrelation.
Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform ist ein System zum Lokalisieren eines Fahrzeugs geliefert. Das System weist einen Sensor und einen Prozessor auf. Der Sensor ist zum Erfassen eines vom Fahrzeug im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung angeordneten Objektes während des Fahrens des Fahrzeugs vorgesehen. Der Prozessor ist mit dem Sensor gekoppelt. Der Prozessor ist zum Korrelieren des Objektes mit Informationen aus einer Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Korrelation und Bestimmen eines geographischen Ortes des Fahrzeugs basierend auf der Korrelation vorgesehen.
Nach einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist ein Fahrzeug geliefert. Das Fahrzeug weist eine Karosserie, ein Antriebssystem und ein Lokalisierungssystem auf. Das Antriebssystem ist innerhalb der Karosserie angeordnet. Das Lokalisierungssystem ist innerhalb der Karosserie angeordnet und weist einen Sensor und einen Prozessor auf. Der Sensor ist zum Erfassen eines vom Fahrzeug im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung angeordneten Objektes während des Fahrens des Fahrzeugs vorgesehen. Der Prozessor ist mit dem Sensor gekoppelt. Der Prozessor ist zum Korrelieren des Objektes mit Informationen aus einer Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Korrelation und Bestimmen eines geographischen Ortes des Fahrzeugs basierend auf der Korrelation vorgesehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird nachstehend in Verbindung mit den folgenden Figuren der Zeichnungen beschrieben werden, in welchen ähnliche Nummern ähnliche Elemente bezeichnen und in welchen:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugs, welches ein Fahrzeuglokalisierungssystem enthält, nach einer beispielhaften Ausführungsform ist;
2 ein Ablaufplan eines Prozesses zum Lokalisieren eines Fahrzeugs, welcher in Verbindung mit dem Fahrzeug und dem Fahrzeuglokalisierungssystem der 1 implementiert werden kann, nach einer beispielhaften Ausführungsform ist; und
3 eine Veranschaulichung der Betriebsumgebung eines Fahrzeugs, wie beispielsweise das Fahrzeug der 1, welches ein Lokalisierungssystem zum Durchführen des Prozesses der 2 verwendet, nach einer beispielhaften Ausführungsform ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhafter Art und soll die Offenbarung oder die Anwendung und Verwendungen derselben nicht beschränken. Ferner besteht keine Absicht durch eine im vorangehenden Hintergrund oder der folgenden detaillierten Beschreibung aufgezeigte Theorie gebunden zu sein.
1 veranschaulicht das Fahrzeug 100, oder Kraftfahrzeug, nach einer beispielhaften Ausführungsform. Das Fahrzeug 100 ist neben einem Fernserver 102 dargestellt, durch welchen das Fahrzeug über ein Funknetz 104 kommuniziert. Wie weiter unten detaillierter beschrieben wird, sorgt das Fahrzeug 100 für eine verbesserte Lokalisierung der geographischen Position des Fahrzeugs durch die Identifikation von Objekten, welche sich im Allgemeinen über dem Fahrzeug befinden, und Korrelieren von Informationen, welche die identifizierten Objekte betreffen, mit einer Landkartendatenbank des geographischen Bereiches, in welchem das Fahrzeug 100 fährt.
Das Fahrzeug 100 enthält ein Fahrgestell 112, eine Karosserie 114, vier Räder 116, ein elektronisches Steuersystem 118, ein Navigationssystem 119 und ein Lokalisierungssystem 120. Die Karosserie 114 ist auf dem Fahrgestell 112 angeordnet und umgibt im Wesentlichen die anderen Bauteile des Fahrzeugs 100. Die Karosserie 114 und das Fahrgestell 112 können zusammen einen Rahmen ausbilden. Die Räder 116 sind mit dem Fahrgestell 112 nahe einer entsprechenden Ecke der Karosserie 114 jeweils rotierend gekoppelt.
Das Fahrzeug 100 kann eines einer Vielzahl von verschiedenen Arten von Kraftfahrzeugen sein, wie beispielsweise eine Limousine, eine Kombilimousine, ein Lastwagen oder ein Geländewagen (SUV) und kann einen Zweiradantrieb (2WD) (d. h., ein Rückradantrieb oder Vorderradantrieb), einen Vierradantrieb (4WD) oder einen Allradantrieb (AWD) aufweisen. Das Fahrzeug 100 kann auch eine oder eine Kombination einer Anzahl an unterschiedlichen Arten von elektrischen Antriebssystemen enthalten, wie beispielsweise eine benzinbetriebene oder dieselbetriebene Verbrennungskraftmaschine, eine „Vielstofffahrzeug”-Kraftmaschine (FFV-Kraftmaschine) (d. h., ein Gemisch aus Benzin und Alkohol verwendend), eine mit einem gasförmigen Gemisch betriebene Kraftmaschine (z. B. Wasserstoff und/oder Erdgas), eine Verbrennungs-/Elektromotor-Hybridkraftmaschine und ein Elektromotor.
In der in 1 veranschaulichten beispielhaften Ausführungsform ist das Fahrzeug 100 ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) und enthält ferner eine Stellantriebanordnung 121, ein aufladbares Energiespeichersystem (engl. Rechargeable Energy Storage System, RESS) 122, das oben erwähnte Lokalisierungssystem 120, eine Wechselrichteranordnung (oder einen Wechselrichter) 126 und einen Kühler 128. Die Stellantriebanordnung 121 enthält zumindest ein auf dem Fahrgestell 112 montiertes Antriebssystem 129, welches die Räder 116 antreibt.
Insbesondere enthält die Stellantriebanordnung 121, wie in 1 dargestellt, eine Verbrennungskraftmaschine 130 und einen Elektromotor/Generator (oder Motor) 132. Wie von jemandem mit technischen Fähigkeiten eingesehen werden wird, enthält der Elektromotor 132 ein Getriebe in demselben und, obwohl nicht veranschaulicht, auch eine Statoranordnung (einschließlich leitender Spulen), eine Rotoranordnung (einschließlich eines ferromagnetischen Kerns) und ein Kühlfluid oder Kühlmittel. Die Statoranordnung und/oder Rotoranordnung innerhalb des Elektromotors 132 können mehrere elektromagnetische Pole enthalten, wie allgemein klar ist.
Noch in Bezug auf 1, sind der Verbrennungsmotor 130 und der Elektromotor 132 derart integriert, dass einer oder beide mit zumindest einigen der Räder 116 durch eine oder mehrere Antriebswellen 134 mechanisch gekoppelt sind. In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug 100 ein „Serien-HEV”, bei welchem der Verbrennungsmotor 130 mit dem Getriebe nicht direkt gekoppelt ist, aber mit einem Generator (nicht gezeigt) gekoppelt ist, welcher zum Antreiben des Elektromotors 132 verwendet wird. In einer anderen Ausführungsform ist das Fahrzeug 100 ein „Parallel-HEV”, bei welchem der Verbrennungsmotor 130 mit dem Getriebe direkt gekoppelt ist, beispielsweise indem der Rotor des Elektromotors 132 mit der Antriebswelle des Verbrennungsmotors 130 rotierend gekoppelt ist.
Das RESS 122 ist mit dem Wechselrichter 126 elektrisch verbunden. In einer Ausführungsform ist das RESS 122 auf dem Fahrgestell 112 montiert. In solch einer Ausführungsform ist das RESS 122 innerhalb eines Führerraums des Fahrzeugs angeordnet. In einer anderen Ausführungsform ist das RESS 122 unterhalb eines Führerraums des Fahrzeugs angeordnet. Das RESS 122 weist vorzugsweise eine aufladbare Batterie mit einem Satz an Batteriezellen auf. In einer Ausführungsform weist das RESS 122 eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie auf, wie beispielsweise eine Nanophosphat-Lithium-Ionen-Batterie. Das RESS 122 und das Antriebssystem 129 liefern zusammen ein Antriebssystem zum Antreiben des Fahrzeugs 100.
Der Kühler 128 ist mit dem Rahmen an einem äußeren Abschnitt desselben verbunden und enthält, obwohl nicht detailliert veranschaulicht, mehrere Kühlkanäle in demselben, welche ein Kühlfluid (d. h. Kühlmittel), wie beispielsweise Wasser, und/oder Ethylenglykol (d. h. „Frostschutzmittel”) enthalten, und ist mit einer Verbrennungskraftmaschine 130 und dem Wechselrichter 126 gekoppelt.
Das Steuersystem 118 steuert verschiedene Funktionen in Bezug auf den Betrieb des Fahrzeugs 100. In der dargestellten Ausführungsform enthält das Steuersystem 118 eine Kraftmaschinensteuereinheit 135, welche mit der Kraftmaschine 130 gekoppelt und zum Steuern des Betriebs derselben vorgesehen ist. Das Steuersystem 118 enthält auch eine RESS-Steuereinheit 136, welche mit dem RESS 122 gekoppelt und zum Steuern des Betriebs desselben vorgesehen ist. Zudem enthält das Steuersystem 118 ein oder mehrere aktive Sicherheitssysteme 138, welche zum Steuern von Aspekten des Fahrzeugsbetriebs zum weiteren Verbessern der Sicherheit vorgesehen sind, (wie beispielsweise Airbagsysteme, Antiblockiersysteme, Antriebsschlupfregelungen, Fahrdynamikregelung, dynamische Aufhängungsregelung und automatisches Bremsen).
Das Navigationssystem 119 versorgt den Fahrer und/oder Insassen des Fahrzeugs 100 mit Informationen in Bezug auf den geographischen Ort des Fahrzeugs. Das Navigationssystem 119 kann ähnlich Informationen in Bezug auf eine Route, welche während eines gegenwärtigen Zündzyklus des Fahrzeugs gefahren wurde, zusammen mit Sonderzielen bzw. Points of Interest entlang oder nahe der Route liefern. Das Navigationssystem 119 enthält vorzugsweise eine Audio- und/oder Sichtanzeige 140 für den Fahrer mit Informationen in Bezug auf den geographischen Ort und die durch das Fahrzeug 100 gefahrene Route. In bestimmten Ausführungsformen enthält das Navigationssystem 119 auch ein Telekommunikationsgerät 142, wie beispielsweise eine oder mehrere Antennen, Transceiver und/oder andere Kommunikationsvorrichtungen (wie beispielsweise für ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) und/oder Mobilfunknetzsystem), zum Erhalten des geographischen Ortes und verwandter Informationen. In anderen Ausführungsformen können solche Kommunikationsvorrichtungen Teil eines oder mehrerer anderer Fahrzeugeinheiten sein, wie beispielsweise das Lokalisierungssystem 120, welches direkt nachstehend beschrieben wird.
Das Lokalisierungssystem 120 ist zum Lokalisieren des Fahrzeugs 100 vorgesehen. Der Ausdruck Lokalisieren (einschließlich Lokalisierung und/oder anderer Variationen desselben) enthält die Identifikation oder Bestimmung eines geographischen Ortes oder einer geographischen Position des Fahrzeugs 100. Das Lokalisierungssystem 120 enthält ein Telekommunikationssystem 150, eine Sensoranordnung 152 und ein Computersystem 154. Obwohl an sich nicht veranschaulicht, kann das Lokalisierungssystem 120 (und/oder eine oder mehrere Komponenten desselben) zudem Teil des elektronischen Steuersystems 118, des Navigationssystems 119 und/oder eines oder mehrerer anderer Fahrzeugsysteme sein.
Das Telekommunikationssystem 150 ermöglicht die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 100 (insbesondere dem Lokalisierungssystem 120 desselben) und dem Fernserver 102 über das Funknetz 104. In einer bevorzugten Ausführungsform empfängt das Telekommunikationssystem 150 Daten und Informationen vom Fernserver 102, welche eine erste oder anfängliche Angabe in Bezug auf den geographischen Ort des Fahrzeugs 100 betreffen. Zudem empfängt das Telekommunikationssystem 150 in bestimmten Ausführungsformen auch eine Landkartendatenbank und/oder Informationen in Bezug auf dieselbe vom Fernserver 102. Die verschiedenen Arten von Daten und Informationen werden dem Computersystem 154 zur Verwendung beim Erhalten einer präziseren Bestimmung in Bezug auf den geographischen Ort des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, wie weiter unten beschrieben wird.
Das Telekommunikationssystem 150 enthält einen oder mehrere Transceiver 151 und Antennen 153 zur Kommunikation mit dem Fernserver 102. In bestimmten Ausführungsformen können die Transceiver 151 und/oder Antennen Teil eines separaten Systems oder einer separaten Vorrichtung und mit dem Lokalisierungssystem 120 gekoppelt sein. In einem Beispiel empfängt das Telekommunikationssystem 150 die Daten und Informationen als Teil eines GPS-Netzes. In einem anderen Beispiel empfängt das Telekommunikationssystem 150 die Daten und Informationen als Teil eines Mobilfunknetzes und/oder einer anderen Art von Funkfrequenztriangulation von einem Netzwerk.
Die Sensoranordnung 152 enthält einen oder mehrere Ortungssensoren 156 und einen oder mehrere andere Fahrzeugsensoren 157. Der eine oder die mehreren Ortungssensoren 156 erfassen Objekte, welche sich im Allgemeinen über dem Fahrzeug befinden während das Fahrzeug gefahren wird, und versorgen das Computersystem 154 mit Informationen in Bezug darauf zur Verarbeitung und Verwendung beim Bestimmen einer zweiten Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs, wie weiter unten beschrieben wird. In bestimmten Ausführungsformen liefern die Ortungssensoren 156 auch Informationen in Bezug auf die Höhe und/oder andere Identifizierungsmerkmale der Überkopfobjekte und versorgen das Computersystem 154 ähnlich mit diesen Informationen zur Verarbeitung und Verwendung beim Bestimmen der zweiten Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs.
Die Ortungssensoren 156 sind vom Fahrzeug vorzugsweise im Allgemeinen in eine Aufwärtsrichtung ausgerichtet. Die Ortungssensoren 156 erfassen Objekte, welche sich im Allgemeinen über dem Fahrzeug 100 befinden während sich das Fahrzeug 100 in unmittelbarer Nähe zu den Objekten befindet (beispielsweise, so dass sich das Objekt vorzugsweise in einem Winkel von zumindest fünfundvierzig Grad in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 zur Zeit der Erfassung befindet). In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ortungssensoren 156 neunzig Grad über eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet und weisen ein relativ schmales Bildfeld auf, damit ein Objekt unmittelbar über dem Fahrzeug erfasst wird. In bestimmten anderen Ausführungsformen können die Ortungssensoren 156 weniger als neunzig Grad über die Fahrtrichtung ausgerichtet sein. Beispielsweise können in bestimmten Ausführungsformen die Ortungssensoren 156 zwischen fünfundvierzig Grad und neunzig Grad über die Fahrtrichtung mit einem relativ breiteren Bildfeld ausgerichtet sein (beispielsweise mit einer komplexeren Sensoranordnung, welche zwischen mehreren Überkopfobjekten durch Minimieren des Abstands zu den Objekten bestimmen kann).
Die Ortungssensoren 156 erfassen vorzugsweise feststehende Objekte, wie beispielsweise Brücken, Tunnel, Überkopf-Verkehrsschilder, Überkopf-Straßenlampen, sich über Kopf bzw. oberhalb befindende Gebäude (wie beispielsweise in einem Stadtzentrum einer Großstadt), und Ähnliches, welche sich im Allgemeinen oberhalb des bzw. über dem Fahrzeug(s) befinden. Die Ortungssensoren 156 sind vorzugsweise nicht zum Erfassen von Flugzeugen oder anderen sich bewegenden Fahrzeugen vorgesehen und die Reichweite der Ortungssensoren 156 ist vorzugsweise beschränkt, um kein Flugzeug oder anderes Fahrzeug zu erfassen, mit demselben einen Kontakt herzustellen oder dasselbe zu stören. In einer beispielhaften Ausführungsform beträgt die Reichweite der Ortungssensoren ca. fünfzig Meter.
In einer Ausführungsform weisen die Ortungssensoren 156 einen oder mehrere Laser auf, welche vom Fahrzeug im Allgemeinen in eine Aufwärtsrichtung plus oder minus fünfundvierzig Grad gerichtet sind. In einer Ausführungsform sind der eine oder die mehreren Laser neunzig Grad über die Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach oben gerichtet. In bestimmten Ausführungsformen können auch andere Ortungssensoren 156 verwendet werden, wie beispielsweise ein(e) oder mehrere Radargeräte, Kameras, Ultraschallsensoren, LIDAR(Light Detection and Ranging)-Sensoren und/oder Umgebungslichtsensoren unter anderen möglichen Sensoren. Die Sensoren können aktiv (übertragen und empfangen) oder passiv (nur empfangen) sein. Die Sensoren können nur das Vorhandensein eines Objektes erfassen, eine Entfernung zu einem Objekt erfassen und liefern oder sowohl eine Entfernung als auch eine Richtung eines Objektes erfassen und liefern.
Die anderen Fahrzeugsensoren 157 erhalten Daten und Informationen in Bezug auf den Betrieb des Fahrzeugs. Mit diesen Daten und Informationen wird das Computersystem 154 durch die anderen Fahrzeugsensoren 157 zur Verarbeitung, zur Verwendung beim Bestimmen einer Bewegungsmessung des Fahrzeugs 100 nach dem Erfassen der Überkopfobjekte und zum Bestimmen einer dritten Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs versorgt, wie weiter unten beschrieben wird. In einer Ausführungsform sind ein oder mehrere Raddrehzahlsensoren, Kompasse, Lenkradwinkelsensoren und/oder Giersensoren in den anderen Fahrzeugsensoren 157 enthalten.
Das Computersystem 154 ist mit dem Telekommunikationssystem 150 und der Sensoranordnung 152 gekoppelt. Das Computersystem 154 verwendet die Daten und Informationen vom Telekommunikationssystem 150 und der Sensoranordnung 152 zum Lokalisieren des Fahrzeugs 100. Insbesondere bestimmt oder empfängt das Computersystem 154 eine erste, anfängliche Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs 100 vom Telekommunikationssystem 150. Zudem verwendet das Computersystem 154 die erste Angabe zusammen mit den Daten und Informationen von den Ortungssensoren 156 beim Bestimmen einer zweiten, oder präziseren, Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs 100, wenn ein Objekt über dem Fahrzeug 100 erfasst wird. Das Computersystem 154 bestimmt anschließend eine dritte Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs 100 basierend auf einer Bewegungsmessung des Fahrzeugs 100 entfernt vom Überkopfobjekt unter Verwendung zusätzlicher Informationen von den anderen Fahrzeugsensoren 157.
In der dargestellten Ausführungsform enthält das Computersystem 154 einen Prozessor 160, einen Speicher 162, eine Schnittstelle 164, eine Speichervorrichtung 166 und einen Bus 168. In bestimmten Ausführungsformen kann das Computersystem 154 auch eines oder mehrere des Telekommunikationssystems 150, der Sensoranordnung 152 und/oder Abschnitten derselben und/oder eine oder mehrere andere Vorrichtungen enthalten. Zudem wird eingesehen werden, dass das Computersystem 154 anderweitig von der in 1 dargestellten Ausführungsform abweichen kann. Beispielsweise kann das Computersystem 154 mit einem oder mehreren Ferncomputersystemen und/oder anderen Steuersystemen gekoppelt sein oder dieselben anderweitig verwenden.
Der Prozessor 160 führt die Berechnung und Steuerfunktionen des Computersystems 154 aus und kann jede Art von Prozessor oder mehrere Prozessoren, einzelne integrierte Schaltungen, wie beispielsweise einen Mikroprozessor, oder jede geeignete Anzahl an integrierten Schaltungsvorrichtungen und/oder Leiterplatten enthalten, welche in Zusammenarbeit arbeiten, um die Funktionen einer Verarbeitungseinheit zu vollbringen. Während des Betriebs führt der Prozessor 160 ein oder mehrere innerhalb des Speichers 162 enthaltene Programme 170 aus und steuert an sich den allgemeinen Betrieb des Computersystems 154 und das Computersystem des Computersystems 154 vorzugsweise beim Ausführen der Schritte der hierin beschriebenen Prozesse, wie beispielsweise die Schritte des Prozesses 200, welcher weiter unten in Verbindung mit den 2 und 3 beschrieben wird.
Der Speicher 162 kann jede Art von geeignetem Speicher sein. Diese würde die verschiedenen Arten an dynamischen Direktzugriffsspeichern (DRAM), wie beispielsweise SDRAM, die verschiedenen Arten an statischen RAM (SRAM) und die verschiedenen Arten an nichtflüchtigem Speicher (PROM, EPROM und Flash) enthalten. Der Bus 168 dient zum Übertragen von Programmen, Daten, dem Status und anderen Informationen oder Signalen zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems des Computersystems 154. In einer bevorzugten Ausführungsform speichert der Speicher 162 das oben erwähnte Programm 170 zusammen mit einem oder mehreren gespeicherten Werten 172 zur Verwendung bei der Lokalisierung des Fahrzeugs 100. In bestimmten Beispielen befindet sich der Speicher 162 auf dem gleichen Computerchip wie der Prozessor 160 und/oder ist mit demselben ortsgleich.
Die Schnittstelle 164 lässt eine Verbindung mit dem Computersystem des Computersystems 154 zu, beispielsweise von einem Systemtreiber und/oder anderen Computersystem, und kann unter Verwendung jedes/jeder geeigneten Verfahrens und Vorrichtung implementiert werden. Dieselbe kann eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen zum Verbinden mit anderen Systemen oder Komponenten enthalten. Die Schnittstelle 164 kann auch eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen zum Verbinden mit Technikern und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen zum Verbinden mit Speichergeräten, wie beispielsweise die Speichervorrichtung 166, enthalten.
Die Speichervorrichtung 166 kann jede geeignete Art von Speichergerät sein, welche Direktzugriffsspeichervorrichtungen enthält, wie beispielsweise Festplattenlaufwerke, Flash-Systeme, Diskettenlaufwerke und Bildplattenlaufwerke. In einer beispielhaften Ausführungsform weist die Speichervorrichtung 166 ein Programmprodukt auf, von welchem der Speicher 162 ein Programm 170 empfangen kann, welches eine oder mehrere Ausführungsformen von einem oder mehreren Prozessen der vorliegenden Offenbarung ausführt, wie beispielsweise die Schritte des Prozesses 200 der 2, wie in 3 veranschaulicht, welche weiter unter beschrieben werden. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das Programmprodukt direkt in dem Speicher 162 und/oder einer Platte (z. B. Platte 174), wie beispielsweise die, welche nachstehend erwähnt wird, gespeichert werden und/oder auf dasselbe durch dieselben zugegriffen werden.
Der Bus 168 kann jede geeignete physikalische oder logische Einrichtung zum Verbinden von Computersystemen und Komponenten sein. Diese enthält direkte festverdrahtete Verbindungen, Lichtwellenleiter, Infrarot- und Funk-Bustechnologien, ist aber nicht darauf beschränkt. Während des Betriebs wird das Programm 170 im Speicher 162 gespeichert und durch den Prozessor 160 ausgeführt.
Es wird eingesehen werden, dass diese beispielhafte Ausführungsform zwar im Zusammenhang mit einem vollständig funktionierenden Computersystem beschrieben wird, aber jemand mit technischen Fähigkeiten wird erkennen, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als Programmprodukt mit einer oder mehreren Arten an nicht-transitorischen, computerlesbaren, signaltragenden Medien verteilt werden können, welche zum Speichern des Programms und der Befehle desselben und Ausführen der Verteilung derselben verwendet werden, wie beispielsweise ein nicht-transitorisches, computerlesbares Medium, welches das Programm trägt und in demselben gespeicherte Computerbefehle zum Verursachen, dass ein Computerprozessor (wie beispielsweise der Prozessor 160) das Programm durch- und ausführt, enthält. Solch ein Programmprodukt kann eine Vielzahl von Formen annehmen und die vorliegende Offenbarung findet ungeachtet der bestimmten Art der computerlesbaren, signaltragenden Medien gleichmäßig Anwendung, welche zum Ausführen der Verteilung verwendet werden. Beispiele von signaltragenden Medien enthalten: aufzeichnungsfähige Medien, wie beispielsweise Disketten, Festplatten, Speicherkarten und Bildplatten, und Übertragungsmedien, wie beispielsweise digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Es wird ähnlich eingesehen werden, dass das Computersystem des Computersystems 154 auch anderweitig von der in 1 dargestellten Ausführungsform abweichen kann, beispielsweise dadurch, dass das Computersystem des Computersystems 154 mit einem oder mehreren Ferncomputersystemen und/oder anderen Steuersystemen gekoppelt sein kann oder dieselben anderweitig nutzen kann.
2 ist ein Ablaufplan eines Prozesses 200 zum Lokalisieren eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, nach einer beispielhaften Ausführungsform. Der Prozess 200 verwendet eine Erfassung eines Objektes im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung über dem Fahrzeug beim Bestimmen einer Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs unter anderen Merkmalen, welche nachstehend beschrieben werden. Der Prozess 200 kann in Verbindung mit dem Fahrzeug 100, welches das Lokalisierungssystem 120 desselben enthält, nach einer beispielhaften Ausführungsform verwendet werden.
Wie in 2 dargestellt, beginnt der Prozess 200 mit dem Schritt zum Empfangen von Informationen von einem Ortsnetz (Schritt 202). Während des Schrittes 202 werden Informationen in Bezug auf eine erste Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs vom Ortsnetz erhalten. Diese Informationen werden vorzugsweise durch den Prozessor 160 der 1 vom Telekommunikationssystem 150 der 1 beispielsweise über ein GPS-Netz, ein Mobilfunknetz oder eine andere Art von Funkfrequenztriangulation von einem Netzwerk erhalten. Die erste Angabe weist vorzugsweise eine relativ „grobe” Angabe über den geographischen Ort (im Vergleich zu den anschließend bestimmten zweiten und dritten Angeben, welche weiter unten beschrieben werden) auf. In bestimmten Ausführungsformen wird der zuletzt bestimmte Wert vom Ortsnetz verwendet, beispielsweise in Situationen, in welchen die Kommunikationen mit dem Ortnetz blockiert sein können oder das Ortnetz nicht richtig funktionieren kann.
Eine Landkartendatenbank wird abgerufen (Schritt 204). Die Landkartendatenbank enthält kartierte Informationen in Bezug auf das allgemeine geographische Gebiet, welches durch die erste Angabe des Schrittes 202 dargestellt wird. In einer Ausführungsform wird die Landkartendatenbank im Speicher 162 als gespeicherte Werte 172 desselben gespeichert und durch den Prozessor 160 der 1 abgerufen. In einer anderen Ausführungsform wird die Landkartendatenbank (oder bestimmte relevante Abschnitte derselben in Bezug auf den gegenwärtigen Ort des Fahrzeugs) durch das Telekommunikationssystem 152 vom Fernserver 102 über das Funknetz 104 empfangen und dann wird der Prozessor 160 mit derselben versorgt. In einer Ausführungsform wird eine dreidimensionale Landkartendatenbank verwendet.
Die erste Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs wird auf der Landkartendatenbank identifiziert (Schritt 206). Diese Identifizierung erfolgt vorzugsweise durch den Prozessor 160 der 1. Als Teil der Schritte 204 und/oder 206 wird ein bestimmter geographischer Bereich auf der Landkartendatenbank identifiziert, welcher dem gegenwärtigen Ort des Fahrzeugs entspricht. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erste Identifizierung auch eine Identifizierung der Straße, auf welcher das Fahrzeug höchstwahrscheinlichsten fährt, und eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
In bestimmten Ausführungsformen werden auch andere Sensordaten erhalten, welche den Betrieb des Fahrzeugs betreffen, (Schritt 208). Die Daten des Schrittes 208 enthalten vorzugsweise Daten, welche für die Bewegung des Fahrzeugs bezeichnend sind, wie beispielsweise eine Geschwindigkeit und Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Die Daten des Schrittes 208 werden vorzugsweise durch die Fahrzeugsensoren 157 der 1 zur Verarbeitung durch den Prozessor 160 der 1 erhalten. In einem Beispiel werden Raddrehzahlwerte, Kompasse, Lenkradwinkelwerte und Gierratenwerte durch einen oder mehrere Raddrehzahlsensoren, Lenkradwinkelsensoren und Giersensoren der anderen Fahrzeugsensoren 157 der 1 gemessen und der Prozessor 160 der 1 wird mit denselben zur Verarbeitung versorgt.
Die Daten vom Schritt 208 werden dann in bestimmten Ausführungsformen beim Bestimmen von einer oder mehreren Messungen der Fahrzeugbewegung verwendet (Schritt 210). In einer bevorzugten Ausführungsform berechnet der Prozessor 160 der 1 Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit, Richtung und zurückgelegten Strecke basierend auf den im Schritt 208 erhaltenen Daten.
Eine aktualisierte Messung des geographischen Ortes wird dann in bestimmten Ausführungsformen bestimmt (Schritt 212). Die aktualisierte Messung weist vorzugsweise ein Update oder eine Erweiterung zur ersten Angabe des Schrittes 202 auf. Beispielsweise liefert die erste Angabe des Schrittes 202, wie oben erörtert wurde, eine anfängliche, relativ grobe Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs. Die aktualisierte Messung des Schrittes 212 wird vorzugsweise durch den Prozessor 160 der 1 bestimmt.
Dann erfolgt eine Bestimmung, ob die aktualisierten Informationen vom Ortsnetz des Schrittes 202 verfügbar sind (Schritt 214). Diese Bestimmung erfolgt vorzugsweise durch den Prozessor 160 der 1. Wenn im Schritt 214 bestimmt wird, dass die aktualisierten Informationen verfügbar sind, dann werden aktualisierte Informationen vom Ortsnetz in einer neuen Iteration des Schrittes 202 und eine Ortskorrektur unter Verwendung der aktualisierten Informationen bestimmt (Schritt 216), wonach der Prozess mit einer neuen Iteration des Schrittes 204 fortfährt, wie in 1 dargestellt. Die aktualisierte Korrektur des Schrittes 216 umfasst eine aktualisierte Messung des geographischen Ortes des Fahrzeugs unter Verwendung der aktualisierten Informationen vom Ortsnetz und wird vorzugsweise durch den Prozessor 160 der 1 bestimmt. Umgekehrt, wenn im Schritt 214 bestimmt wird, dass keine aktualisierten Informationen verfügbar sind, fährt der Prozess dann direkt mit der neuen Iteration des Schrittes 204 fort, welche direkt nachstehend beschrieben wird.
Die Landkartendatenbank wird bei einer neuen Iteration des Schrittes 204 wieder abgerufen. Die aktualisierte Messung des geographischen Ortes des Fahrzeugs des Schrittes 212 wird auf der Landkartendatenbank in einer neuen Iteration des Schrittes 206 identifiziert (Schritt 206). Diese Identifikation erfolgt vorzugsweise durch den Prozessor 160 der 1. Als Teil der Schritte 204 und/oder 206 wird ein bestimmter geographischer Bereich auf der Landkartendatenbank identifiziert, welcher dem gegenwärtigen Ort des Fahrzeugs entspricht. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erste Identifizierung auch eine Identifizierung der Straße, auf welcher das Fahrzeug höchstwahrscheinlich fährt, und einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
Daten und Informationen werden von den Ortungssensoren erhalten (Schritt 218). Vorzugsweise sind ein oder mehrere Ortungssensoren 156 der 1 im Allgemeinen nach oben ausgerichtet (vorzugsweise neunzig Grad über die Fahrtrichtung des Fahrzeugs, wie oben in Verbindung mit 1 beschrieben wurde) und erhalten Daten und Informationen in Bezug auf jegliche feststehenden Objekte, welche sich im Allgemeinen über dem Fahrzeug befinden während dasselbe fährt. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere feststehende Objekte erfasst werden, um das Identifizieren des/der bestimmten Objekte(s) zu unterstützen.
Die Daten und Informationen betreffen feststehende Objekte, wie beispielsweise Brücken, Tunnel, Überkopf-Verkehrsschilder, Überkopf-Straßenlampen und Gebäude, welche sich im Allgemeinen über dem Fahrzeug und in unmittelbarer Nähe zu den Objekten befinden (beispielsweise, so dass sich das Objekt vorzugsweise in einem Winkel von zumindest fünfundvierzig Grad in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zur Zeit der Erfassung befindet).
In bestimmten Ausführungsformen enthalten die Daten und Informationen des Schrittes 218 ein oder mehrere Merkmale des/der Überkopfobjekte(s) zusätzlich zu der Position des Überkopfobjektes. Beispielsweise wird in solch einer Ausführungsform eine Höhe über dem Fahrzeug für das/die Überkopfobjekt(e) durch die Ortungssensoren 156 gemessen. In anderen Ausführungsformen können auch andere Merkmale gemessen oder erhalten werden, wie beispielsweise eine Breite, Länge und/oder Dichte des Überkopfobjektes.
Es erfolgt eine Bestimmung, ob ein Überkopfobjekt erfasst wird (Schritt 220). Die Bestimmung des Schrittes 220 erfolgt vorzugsweise durch den Prozessor 160 der 1 unter Verwendung der durch den/die Ortungssensor(en) 156 der 1 während des Schrittes 218 erhaltenen Daten und Informationen. Wenn bestimmt wird, dass ein Überkopfobjekt erfasst wird, dann fährt der Prozess mit dem Schritt 222 fort, wie direkt nachstehend beschrieben wird. Umgekehrt, wenn bestimmt wird, dass kein Überkopfobjekt erfasst wird, dann springt der Prozess stattdessen zu den Schritten 230–234, welche weiter unten beschrieben werden.
Während des Schrittes 222 erfolgt eine Anfangsbeurteilung des Überkopfobjektes. Insbesondere umfasst die Anfangsbeurteilung vorzugsweise eine Beurteilung in Bezug auf die Art des Überkopfobjektes, wie beispielsweise eine Brücke, ein Tunnel, ein Verkehrsschild, eine Straßenlampe, ein Gebäude oder Ähnliches. Die Anfangsbeurteilung erfolgt vorzugsweise durch den Prozessor 160 der 1 basierend auf den Daten und Informationen, welche durch die Ortungssensoren 156 der 1 vom Schritt 218 geliefert werden.
Informationen, welche das/die Überkopfobjekt(e) betreffen, werden mit Informationen aus der Landkartendatenbank korreliert (Schritt 224). Insbesondere werden die Daten, Informationen und/oder Angaben der Schritte 204 und 206 mit den Daten, Informationen und Beurteilungen der Schritte 218 und 222 korreliert. Die Korrelation und begleitende Abfrage des Schrittes 224 werden vorzugsweise durch den Prozessor 160 der 1 durchgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Daten und Informationen des Schrittes 218 und die Anfangsbeurteilung des Schrittes 222 verwendet, um eine Übereinstimmung auf der Datenbank zu finden. Insbesondere wird eine Position auf der Landkartendatenbank des Schrittes 204 nahe eines mit der ersten Angabe des Schrittes 206 assoziierten Bereiches identifiziert, in welchem das Überkopfobjekt der Schritte 218 und 222 auf der Landkartendatenbank des Schrittes 204 festgestellt werden kann.
Wenn beispielsweise die anfängliche Angabe des Schrittes 206 ist, dass sich das Fahrzeug in einem bestimmten Block in einem Innenstadtbereich befindet, und die Daten, Informationen und/oder Anfangsbeurteilung liefern, dass sich das Fahrzeug nahe einer Straßenlampe mit einer bestimmten Höhe befindet, dann kann während des Schrittes 224 eine Abfrage geliefert werden, wo sich auf der Landkarte eine Straßenlampe mit der bestimmten Höhe entlang dem bestimmten Block befindet, in welchem das Fahrzeug fährt. Als anderes Beispiel kann, wenn die anfängliche Angabe des Schrittes 206 ist, dass sich das Fahrzeug auf einer bestimmten Straße befindet, und die Daten, Informationen und/oder Anfangsbeurteilung liefern, dass sich dass Fahrzeug nahe einer Brücke mit einer bestimmten Größe befindet, dann während des Schrittes 224 eine Abfrage geliefert werden, wo sich auf der Landkarte eine Brücke mit dieser Größe entlang der bestimmten Straße befindet, auf welcher das Fahrzeug fährt. Als zusätzliches Beispiel kann, wenn die anfängliche Angabe des Schrittes 206 ist, dass sich das Fahrzeug auf einer bestimmten Autobahn nahe einem Autobahnkreuz befindet, an welchem das Fahrzeug in eine von mehreren Richtungen abbiegen könnte, und die Daten, Informationen und/oder Anfangsbeurteilung liefern, dass das Fahrzeug eine bestimmte Autobahnüberführung über dem Fahrzeug angefahren hat (oder, wenn das Fahrzeug unterhalb einer bestimmten Anzahl von Überführungen über demselben gefahren ist), dann eine Abfrage während des Schrittes 224, welche Fahrbahn oder Ausfahrt das Fahrzeug für das Autobahnkreuz genommen hat, basierend auf den Informationen in Bezug auf die spezifischen Überführungen auf der Landkarte erfolgen.
Die Ergebnisse von der Korrelation des Schrittes 224 werden beim Erzeugen einer zweiten Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs verwendet (Schritt 226). Insbesondere stellt die zweite Angabe vorzugsweise eine Verfeinerung der ersten Angabe des Schrittes 202 (und/oder eine Verfeinerung der aktualisierten Messung des Schrittes 212) nach dem Berücksichtigen der Verarbeitung der Daten und Informationen in Bezug auf das/die Überkopfobjekt(e) während der Schritte 218–224 dar. Die zweite Angabe wird vorzugsweise durch den Prozessor 160 der 1 während des Schrittes 226 unter Verwendung der ersten Angabe des Schrittes 202 (und/oder der aktualisierten Messung des Schrittes 212) und der Korrelation zwischen den Informationen über das Überkopfobjekt und der Landkartendatenbank bestimmt.
Vorzugsweise umfasst die erste Angabe des Schrittes 202 (und/oder die aktualisierte Messung des Schrittes 212) eine umfassendere Messung des geographischen Ortes des Fahrzeugs (innerhalb einer relativ größeren Fehlertoleranz) und die zweite Angabe eine verfeinerte Schätzung des Ortes des Fahrzeugs innerhalb einer relativ geringeren Fehlertoleranz. In Bezug auf das erste Beispiel, welches oben beschrieben wurde, kann die erste Angabe des Schrittes 202 (und/oder die aktualisierte Messung des Schrittes 212) einen bestimmten Block in einem Stadtzentrum liefern, in welchem das Fahrzeug fährt, wohingegen die zweite Angabe einen spezifischen Abschnitt oder Ort entlang diesem Block (beispielsweise nahe einer Straßenlampe oder einem anderen Objekt, welches über dem Fahrzeug erfasst wird) liefern kann. In Bezug auf das zweite Beispiel, welches oben erörtert wurde, kann die erste Angabe des Schrittes 202 (und/oder die aktualisierte Messung des Schrittes 212) einen Autobahnabschnitt liefern, auf welchem das Fahrzeug fährt, und die zweite Angabe einen bestimmten Ort entlang dieser Autobahn unterhalb einer spezifischen Brücke liefern. In Bezug auf das dritte Beispiel, welches oben beschrieben wurde, kann die erste Angabe des Schrittes 202 (und/oder die aktualisierte Messung des Schrittes 212) eine Messung eines bestimmten Autobahnabschnitts, auf welchem das Fahrzeug fährt, nahe einem Autobahnkreuz beinhalten, an welchem das Fahrzeug in eine von mehreren Richtungen abbiegen könnte, und die zweite Angabe einen spezifischen Ort entlang dem Autobahnkreuz, auf welchem sich das Fahrzeug befindet, einschließlich einer spezifischen Fahrbahn oder Ausfahrt, welche angefahren wird, basierend auf dem Identifizieren von Objekten über dem Fahrzeug liefern.
In bestimmten Ausführungsformen können auch Informationen in Bezug auf das Überkopfobjekt im Speicher gespeichert werden (Schritt 228). In einem solchen Beispiel wird der Ort einer Straßenlampe oder eines anderen Objektes derart im Speicher gespeichert, dass das Überkopfobjekt in einem zukünftigen Fahrzyklus leichter erkannt wird, in welchem das Fahrzeug in dem gleichen allgemeinen geographischen Gebiet fahren kann. Die gespeicherten Informationen können auch andere Informationen in Bezug auf einen Fahrverlauf des Fahrzeugs enthalten, wie beispielsweise eine bestimmte Route, welche oft durch das Fahrzeug genommen wird, und Ähnliches. Die Informationen des Schrittes 228 werden vorzugsweise im Speicher 162 der 1 durch den Prozessor 160 der 1 gespeichert.
In bestimmten Ausführungsformen werden auch andere Sensordaten, welche den Betrieb des Fahrzeugs betreffen, in einer neuen Iteration des Schrittes 208 erhalten. Die Daten dieser Iteration des Schrittes 208 enthalten vorzugsweise Daten, welche für die Bewegung des Fahrzeugs bezeichnend sind, wie beispielsweise eine Geschwindigkeit und Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Die Daten dieser Iteration des Schrittes 208 werden vorzugsweise durch die Fahrzeugsensoren 157 der 1 zum Verarbeiten durch den Prozessor 160 der 1 erhalten nachdem die Daten in Bezug auf das Überkopfobjekt erhalten werden. In einem Beispiel werden die Raddrehzahlwerte, Kompasse, Lenkradwinkelwerte und Gierratenwerte durch einen oder mehrere Raddrehzahlsensoren, Lenkradwinkelsensoren und Giersensoren der anderen Fahrzeugsensoren 157 der 1 gemessen und der Prozessor 160 der 1 wird zur Verarbeitung mit denselben versorgt.
Die Daten aus der jüngsten Iteration des Schrittes 208 werden dann beim Bestimmen einer oder mehrerer Messungen der Fahrzeugbewegung in einer neuen Iteration des Schrittes 210 verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform berechnet der Prozessor 160 der 1 Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit, Richtung und zurückgelegten Strecke basierend auf den in der jüngsten Iteration des Schrittes 208 erhaltenen Daten nach dem Erfassen des Überkopfobjektes, um eine Größe und Richtung anzugeben, welche das Fahrzeug gefahren ist nachdem dasselbe das Überkopfobjekt passiert hat.
Eine dritte Angabe über den geographischen Ort wird dann bestimmt (Schritt 229). Die dritte Angabe umfasst vorzugsweise eine Aktualisierung oder Erweiterung der zweiten Angabe des Schrittes 226. Beispielsweise liefert die erste Angabe des Schrittes 202 (und/oder die aktualisierte Messung des Schrittes 212), wie oben erörtert wurde, eine anfängliche, relativ grobe Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs. Wie auch oben erörtert wurde, liefert die zweite Angabe des Schrittes 226 eine verfeinerte Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs, wenn sich ein identifizierbares Überkopfobjekt über dem Fahrzeug befindet. Die dritte Angabe des Schrittes 229 ermöglicht das Erhalten der Verfeinerung (und der begleitenden verringerten Fehlertoleranz) der zweiten Angabe des Schrittes 226, zumindest zu einem Grad, für eine begrenzte Zeitdauer bis das nächste Überkopfobjekt erfasst wird. Wenn beispielsweise eine Überkopf-Straßenlampe im Schritt 226 zum Liefern einer verfeinerten Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs verwendet wurde, dann kann die dritte Angabe zum Approximieren eines aktualisierten geographischen Ortes unter Verwendung einer Geschwindigkeit und Fahrtrichtung des Fahrzeugs von dem Punkt unterhalb der Straßenlampe verwendet werden bis ein anderes Überkopfobjekt erfasst wird. Die dritte Angabe des Schrittes 229 wird vorzugsweise durch den Prozessor 160 der 1 bestimmt.
Ein Navigationssystem wird mit den jüngsten Angaben über das Fahren versorgt (Schritt 230). Vorzugsweise wird das Navigationssystem 119 der 1 durch den Prozessor 160 der 1 mit der ersten Angabe des Schrittes 202, der aktualisierten Messung des Schrittes 212, der zweiten Angabe des Schrittes 226 und/oder der dritten Angabe des Schrittes 229 (welche auch immer am neuesten ist) versorgt, um Audio- oder Sichtinformationen in Bezug auf den gegenwärtigen geographischen Ort des Fahrzeugs zu dem Fahrer und/oder anderen Insassen des Fahrzeugs zu übertragen. Vorzugsweise wird der gegenwärtige oder jüngste Ort für den Fahrer im Führerraum des Fahrzeugs geliefert.
Zudem werden in bestimmten Ausführungsformen die jüngsten Angaben über den geographischen Ort des Fahrzeugs auch mit Daten von verschiedenen anderen Fahrzeugsensoren, Systemen und/oder Vorrichtungen vereinigt (Schritt 232). Während des Schrittes 232 werden die nun lokalisierten Landkarteninformationen (einschließlich der Fähigkeit die Position von verschiedenen Straßenmerkmalen relativ zu dem Wirt- bzw. Hostfahrzeug unter Angabe der Position des Hostfahrzeugs auf der Landkarte mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu erkennen) mit Informationen von anderen Objekterfassungssensoren (beispielsweise Radar, LIDAR, Kamera, Ultraschall und Ähnliches) vereinigt, um ein umfassendes Bild der Umgebungen des Hostfahrzeugs zu erzeugen.
In einer Ausführungsform werden während des Schrittes 232 die erste Angabe des Schrittes 202, die aktualisierte Messung des Schrittes 212, die zweite Angabe des Schrittes 226 und/oder die dritte Angabe des Schrittes 229 (welche auch immer am neuesten ist) mit Daten vereinigt, welche durch die anderen Fahrzeugsensoren 157 der 1 geliefert werden (wie beispielsweise Raddrehzahl- und/oder Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, Fahrzeuglenkdaten, Fahrzeugrichtungsdaten, Fahrzeugbremsdaten, Umgebungsbedingungsdaten, Straßenbedingungsdaten und/oder verschiedene andere Arten von fahrzeugbezogenen Daten), um einen umfassenden, aktualisierten Satz an Parameterwerten zu liefern, welche die Position und den Betrieb des Fahrzeugs betreffen.
In bestimmten Ausführungsformen werden ein oder mehrere aktive Sicherheitssysteme des Fahrzeugs zum selektiven Implementieren eines aktiven Sicherheitsmerkmals (wie beispielsweise automatische Lenkung, automatisches Bremsen und/oder autonomes Fahren) und/oder ein oder mehrere andere Fahrzeugsysteme, wie beispielsweise diese, welche oben in Verbindung mit dem Steuersystem 118 der 1 beschrieben wurden, mit den vereinigten Daten (und/oder separaten Werten der jüngsten Angaben über den geographischen Ort des Fahrzeugs) versorgt (Schritt 234). Das umfassende Bild aus dem Schritt 232 wird vorzugsweise zum Einspeisen von aktiven Sicherheits- und autonomen Fahrmerkmalen als Teil des Schrittes 234 verwendet.
Folglich liefert der Prozess 200 die Lokalisierung für das Fahrzeug 100 unter Verwendung von Objekten, welche über dem Fahrzeug erfasst werden. Der Prozess 200 der 2 (und das Lokalisierungssystem 120 der 1) können dazu beitragen die Präzision bestehender Ortungssysteme (wie beispielsweise GPS-Systeme und Funkfrequenztriangulationssysteme) zu verbessern, beispielsweise durch Verbessern der Fehlertoleranz bei dem Betrieb solcher Systeme. Wenn das Fahrzeug fährt, wobei sich große Objekte (wie beispielsweise Tunnel, Brücken und Ähnliches) über demselben befinden, und Verbindungen mit bestehenden Ortungssystemen (wie beispielsweise GPS-Systeme und Funkfrequenztriangulationssysteme) durch die Überkopfobjekte blockiert oder beeinträchtigt werden können, kann der Prozess 200 der 2 (und das Lokalisierungssystem 120 der 1) zudem noch die Ortsinformationen mit einer verbesserten Präzision liefern.
Die Schritte des Prozesses 200 werden vorzugsweise während eines ganzen gegenwärtigen Zündzyklus des Fahrzeugs, am bevorzugtesten kontinuierlich, durchgeführt. Folglich werden aktualisierte Werte für die erste, zweite und dritte Angabe vorzugsweise kontinuierlich bestimmt und die neuesten Werte für das Fahrzeugnavigationssystem, die aktiven Sicherheitssysteme und/oder anderen Fahrzeugsysteme zur Implementierung innerhalb des Fahrzeugs geliefert.
Nun der 3 zuwendend, ist eine Veranschaulichung der Betriebsumgebung eines Fahrzeugs (wie beispielsweise das Fahrzeug 100 der 1) unter Verwendung eines Lokalisierungssystems (wie beispielsweise das Lokalisierungssystem 120 der 1) zum Durchführen des Prozesses 200 der 2 nach einer beispielhaften Ausführungsform geliefert. Wie in 3 dargestellt, ist in einer Ausführungsform ein Ortungssensor 156 an einer Basis 302 einer vorderen Windschutzscheibe 303 des Fahrzeugs 100 der 1 angeordnet und in eine Aufwärtsrichtung gerichtet, welche zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 senkrecht ist. Der Ortungssensor 156 (in einer bevorzugten Ausführungsform beispielsweise ein Laser) gibt ein Signal oder einen Strahl 304 in diese Aufwärtsrichtung aus. Wie auch in 3 dargestellt, empfängt der Ortungssensor 156 ein Rücksignal oder einen Rückstrahl 307, welches/welcher von einem Objekt 306 über dem Fahrzeug 100 reflektiert wird, zur Erfassung und Identifikation des Objektes 306 und zur Verwendung beim Liefern der Lokalisierung in Verbindung mit den oben beschriebenen Schritten des Prozesses 200 der 2.
Folglich sind Verfahren, Systeme und Fahrzeuge zur Lokalisierung eines Fahrzeugs geliefert. Die offenbarten Verfahren, Systeme und Fahrzeuge sorgen für eine potenziell verbesserte Lokalisierung des Fahrzeugs unter Verwendung der Erfassung von Objekten im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung über dem Fahrzeug und Korrelieren von Informationen in Bezug auf die erfassten Objekte mit einer Landkartendatenbank. Folglich kann eine Bestimmung in Bezug auf den Ort des Fahrzeugs mit einer potenziell verbesserten Präzision im Vergleich zu herkömmlichen Techniken erfolgen. Die Informationen können zum Ergänzen von Daten von einem anderen Ortungssystem (wie beispielsweise ein GPS-System oder ein Mobilfunk-Triangulationssystem) oder in Verbindung mit anderen Arten von Fahrzeugsystemen verwendet werden, um Daten von verschiedenen Systemen zu vereinigen und/oder zur Verwendung bei der aktiven Sicherheitsfunktionalität des Fahrzeugs.
Es wird eingesehen werden, dass die offenbarten Verfahren, Systeme und Fahrzeuge von denen abweichen können, welche in den Figuren dargestellt und hierin beschrieben sind. Beispielsweise können das Fahrzeug 100, das Lokalisierungssystem 120 und/oder verschiedene Komponenten derselben von denen abweichen, welche in 1 dargestellt und in Verbindung mit derselben beschrieben sind. Zudem wird eingesehen werden, dass bestimmte Schritte des Prozesses 200 von denen abweichen können, welche in den 2 und 3 dargestellt und/oder oben in Verbindung mit denselben beschrieben sind. Es wird ähnlich eingesehen werden, dass bestimmte Schritte des oben beschriebenen Prozesses gleichzeitig oder in einer anderen Reihenfolge als der auftreten können, die in den 2 und 3 dargestellt und/oder oben in Verbindung mit denselben beschrieben ist.
Zwar wurde zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorangehenden detaillierten Beschreibung dargelegt, aber es sollte eingesehen werden, dass eine große Anzahl an Variationen besteht. Es sollte auch eingesehen werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und den Bereich, die Anwendbarkeit oder Konfiguration der Erfindung keineswegs beschränken sollen. Die vorangehende detaillierte Beschreibung wird jemandem mit technischen Fähigkeiten vielmehr einen geeigneten Plan zum Implementieren der beispielhaften Ausführungsform oder beispielhaften Ausführungsformen liefern. Es sollte klar sein, dass verschiedene Änderungen an der Funktion und Anordnung von Elementen vorgenommen werden können ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen, der in den beiliegenden Ansprüchen und rechtmäßigen Äquivalenten derselben dargelegt ist.
WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN

1. Verfahren zum Lokalisieren eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erfassen eines Objektes mit einem Sensor, welcher vom Fahrzeug im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung angeordnet ist, während des Fahrens des Fahrzeugs; Korrelieren des Objektes über einen Prozessor mit Informationen aus einer Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Korrelation; und Bestimmen eines geographischen Ortes des Fahrzeugs basierend auf der Korrelation über den Prozessor.
2. Verfahren der Ausführungsform 1, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Ausrichten des Sensors in eine Richtung, welche vom Fahrzeug im Allgemeinen nach oben geht; wobei der Schritt zum Erfassen des Objektes den Schritt zum Erfassen des Objektes über den Sensor während des Fahrens des Fahrzeugs aufweist.
3. Verfahren der Ausführungsform 2, wobei: der Schritt zum Ausrichten des Sensors den Schritt zum Ausrichten des Sensors ungefähr neunzig Grad von einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs aufweist; und der Schritt zum Erfassen des Objektes den Schritt zum Erfassen des Objektes über den Sensor während des Fahrens des Fahrzeugs aufweist.
4. Verfahren der Ausführungsform 1, wobei der Schritt zum Korrelieren des Objektes mit den Informationen aus der Landkartendatenbank die folgenden Schritte aufweist: Identifizieren eines geographischen Bereiches, in welchem das Fahrzeug fährt, auf der Landkartendatenbank; und Identifizieren des Objektes innerhalb des geographischen Bereiches auf der Landkartendatenbank.
5. Verfahren der Ausführungsform 1, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Speichern von Informationen in Bezug auf das Objekt zur Verwendung in einem anschließenden Fahrzyklus des Fahrzeugs.
6. Verfahren der Ausführungsform 1, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Erhalten einer ersten Angabe über einen Ort des Fahrzeugs über ein Kommunikationssystem, wobei: der Schritt zum Korrelieren des Objektes den Schritt zum Identifizieren des Objektes nahe der ersten Angabe auf der Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Identifikation des Objektes aufweist; und der Schritt zum Bestimmen des geographischen Ortes den Schritt zum Bestimmen einer zweiten Angabe über den Ort des Fahrzeugs basierend auf der Identifikation des Objektes aufweist.
7. Verfahren der Ausführungsform 6, welches ferner die folgenden Schritte aufweist: Erhalten von Daten in Bezug auf den Betrieb des Fahrzeugs von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren; Bestimmen einer Bewegungsmessung des Fahrzeugs nach dem Erfassen des Objektes unter Verwendung der Daten; und Bestimmen einer dritten Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs basierend auf der zweiten Angabe und der Bewegungsmessung.
8. System zum Lokalisieren eines Fahrzeugs, wobei das System Folgendes aufweist: einen Sensor, welcher zum Erfassen eines vom Fahrzeug im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung angeordneten Objektes während des Fahrens des Fahrzeugs vorgesehen ist; und einen Prozessor, welcher mit dem Sensor gekoppelt ist und zu Folgendem vorgesehen ist: Korrelieren des Objektes mit Informationen aus einer Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Korrelation; und Bestimmen eines geographischen Ortes des Fahrzeugs basierend auf der Korrelation.
9. System der Ausführungsform 8, ferner aufweisend: einen Speicher, welcher zum Speichern der Landkartendatenbank und von Informationen in Bezug auf das Objekt vorgesehen ist.
10. System der Ausführungsform 8, wobei der Sensor ungefähr neunzig Grad von einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach oben ausgerichtet ist.
11. System der Ausführungsform 8, wobei der Prozessor ferner zu Folgendem vorgesehen ist: Identifizieren eines geographischen Bereiches, in welchem das Fahrzeug fährt, auf der Landkartendatenbank; und Identifizieren des Objektes innerhalb des geographischen Bereiches auf der Landkarte.
12. System der Ausführungsform 8, welches ferner einen Speicher aufweist, welcher zum Speichern von Informationen in Bezug auf das Objekt zur Verwendung in einem anschließenden Fahrzyklus für das Fahrzeug vorgesehen ist.
13. System der Ausführungsform 8, wobei der Prozessor ferner zu Folgendem vorgesehen ist: Erhalten einer ersten Angabe über einen Ort des Fahrzeugs über ein Kommunikationssystem; Identifizieren des Objektes nahe der ersten Angabe auf der Landkartendatenbank, um eine Identifikation des Objektes zu erzeugen; und Bestimmen einer zweiten Angabe über den Ort des Fahrzeugs basierend auf der Identifikation des Objektes.
14. System der Ausführungsform 13, ferner aufweisend: einen zusätzlichen Sensor, welcher zum Erhalten von Daten in Bezug auf den Betrieb des Fahrzeugs vorgesehen ist; wobei der Prozessor auch mit dem zusätzlichen Sensor gekoppelt und zu Folgendem vorgesehen ist: Bestimmen einer Bewegungsmessung des Fahrzeugs nach dem Erfassen des Objektes unter Verwendung der Daten; und Bestimmen einer dritten Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs basierend auf der zweiten Angabe und der Bewegungsmessung.
15. Fahrzeug, aufweisend: eine Karosserie; ein innerhalb der Karosserie angeordnetes Antriebssystem; und ein innerhalb der Karosserie angeordnetes Lokalisierungssystem, wobei das Lokalisierungssystem Folgendes aufweist: einen Sensor, welcher zum Erfassen eines Objektes, welches vom Fahrzeug im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung angeordnet ist, während des Fahrens des Fahrzeugs vorgesehen ist; und einen Prozessor, welcher mit dem Sensor gekoppelt und zu Folgendem vorgesehen ist: Korrelieren des Objektes mit Informationen aus einer Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Korrelation; und Bestimmen eines geographischen Ortes des Fahrzeugs basierend auf der Korrelation.
16. Fahrzeug der Ausführungsform 15, wobei das Lokalisierungssystem ferner Folgendes aufweist: einen zum Speichern der Landkartendatenbank vorgesehenen Speicher.
17. Fahrzeug der Ausführungsform 15, wobei der Sensor ungefähr neunzig Grad von einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach oben ausgerichtet ist.
18. Fahrzeug der Ausführungsform 15, wobei der Prozessor zudem zu Folgendem vorgesehen ist: Identifizieren eines geographischen Bereiches, in welchem das Fahrzeug fährt, auf der Landkartendatenbank; und Identifizieren des Objektes innerhalb des geographischen Bereiches auf der Landkartendatenbank.
19. Fahrzeug der Ausführungsform 15, wobei der Prozessor zudem zu Folgendem vorgesehen ist: Erhalten einer ersten Angabe über einen Ort des Fahrzeugs über ein Kommunikationssystem; Identifizieren des Objektes nahe der ersten Angabe auf der Landkartendatenbank, um eine Identifizierung des Objektes zu erzeugen; und Bestimmen einer zweiten Angabe über den Ort des Fahrzeugs basierend auf der Identifizierung des Objektes.
20. Fahrzeug der Ausführungsform 19, wobei das Lokalisierungssystem ferner Folgendes aufweist: einen zusätzlichen Sensor, welcher zum Erhalten von Daten in Bezug auf den Betrieb des Fahrzeugs vorgesehen ist; wobei der Prozessor auch mit dem zusätzlichen Sensor gekoppelt und zu Folgendem vorgesehen ist: Bestimmen einer Bewegungsmessung des Fahrzeugs nach dem Erfassen des Objektes unter Verwendung der Daten; und Bestimmen einer dritten Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs basierend auf der zweiten Angabe und der Bewegungsmessung.

Claims

Verfahren zum Lokalisieren eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erfassen eines Objektes mit einem Sensor, welcher vom Fahrzeug im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung angeordnet ist, während des Fahrens des Fahrzeugs; Korrelieren des Objektes über einen Prozessor mit Informationen aus einer Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Korrelation; und Bestimmen eines geographischen Ortes des Fahrzeugs basierend auf der Korrelation über den Prozessor.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Ausrichten des Sensors in eine Richtung, welche vom Fahrzeug im Allgemeinen nach oben geht; wobei der Schritt zum Erfassen des Objektes den Schritt zum Erfassen des Objektes über den Sensor während des Fahrens des Fahrzeugs aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei: der Schritt zum Ausrichten des Sensors den Schritt zum Ausrichten des Sensors ungefähr neunzig Grad von einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs aufweist; und der Schritt zum Erfassen des Objektes den Schritt zum Erfassen des Objektes über den Sensor während des Fahrens des Fahrzeugs aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt zum Korrelieren des Objektes mit den Informationen aus der Landkartendatenbank die folgenden Schritte aufweist: Identifizieren eines geographischen Bereiches, in welchem das Fahrzeug fährt, auf der Landkartendatenbank; und Identifizieren des Objektes innerhalb des geographischen Bereiches auf der Landkartendatenbank.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Speichern von Informationen in Bezug auf das Objekt zur Verwendung in einem anschließenden Fahrzyklus des Fahrzeugs.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Erhalten einer ersten Angabe über einen Ort des Fahrzeugs über ein Kommunikationssystem, wobei: der Schritt zum Korrelieren des Objektes den Schritt zum Identifizieren des Objektes nahe der ersten Angabe auf der Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Identifikation des Objektes aufweist; und der Schritt zum Bestimmen des geographischen Ortes den Schritt zum Bestimmen einer zweiten Angabe über den Ort des Fahrzeugs basierend auf der Identifikation des Objektes aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches ferner die folgenden Schritte aufweist: Erhalten von Daten in Bezug auf den Betrieb des Fahrzeugs von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren; Bestimmen einer Bewegungsmessung des Fahrzeugs nach dem Erfassen des Objektes unter Verwendung der Daten; und Bestimmen einer dritten Angabe über den geographischen Ort des Fahrzeugs basierend auf der zweiten Angabe und der Bewegungsmessung.
System zum Lokalisieren eines Fahrzeugs, insbesondere zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–7, aufweisend: einen Sensor, welcher zum Erfassen eines vom Fahrzeug im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung angeordneten Objektes während des Fahrens des Fahrzeugs vorgesehen ist; und einen Prozessor, welcher mit dem Sensor gekoppelt ist und zu Folgendem vorgesehen ist: Korrelieren des Objektes mit Informationen aus einer Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Korrelation; und Bestimmen eines geographischen Ortes des Fahrzeugs basierend auf der Korrelation.
System nach Anspruch 8, wobei der Sensor ungefähr neunzig Grad von einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach oben ausgerichtet ist.
Fahrzeug, aufweisend: eine Karosserie; ein innerhalb der Karosserie angeordnetes Antriebssystem; und ein innerhalb der Karosserie angeordnetes Lokalisierungssystem, insbesondere ein Lokalisierungssystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Lokalisierungssystem Folgendes aufweist: einen Sensor, welcher zum Erfassen eines Objektes, welches vom Fahrzeug im Allgemeinen in einer Aufwärtsrichtung angeordnet ist, während des Fahrens des Fahrzeugs vorgesehen ist; und einen Prozessor, welcher mit dem Sensor gekoppelt und zu Folgendem vorgesehen ist: Korrelieren des Objektes mit Informationen aus einer Landkartendatenbank und dadurch Erzeugen einer Korrelation; und Bestimmen eines geographischen Ortes des Fahrzeugs basierend auf der Korrelation.