DE102014223275A1

DE102014223275A1 - Fahrtverifikation im fahrzeug

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Publication number: DE102014223275A1
Application number: DE102014223275.9A
Authority: DE
Inventors: Christopher Attard; Shane Elwart; Jeff Allen Greenberg; Rajit Johri; John P. Joyce; Devinder Singh Kochhar; Thomas Edward Pilutti; Douglas Scott Rhode; Matt Y. Rupp; John Shutko; Roger Arnold Trombley; Louis Tijerina; Eric Hongtei Tseng; Andrew Waldis
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2015-05-28
Also published as: RU2014147069A; US9212926B2; CN104787042A; US20150149088A1; RU2014147069A3

Abstract

Ein Fahrzeug wird mindestens teilweise autonom betrieben. Ein vorhergesagter Pfad des Fahrzeugs wird überwacht, um ein Objekt zu identifizieren, mit dem das Fahrzeug wahrscheinlich kollidiert. Es wird eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) bereitgestellt, die den vorhergesagten Pfad, einen vorgeschlagenen Pfad für das Fahrzeug zur Vermeidung einer Kollision mit einem Objekt und das Fahrzeug umfasst. Es wird eine Auswahl getroffen, um dem vorhergesagten Pfad oder dem vorgeschlagenen Pfad zu folgen. Die GUI wird aktualisiert, so dass sie den ausgewählten des vorhergesagten Pfads oder vorgeschlagenen Pfads zusammen mit einem Ort des Fahrzeugs auf dem ausgewählten des vorhergesagten Pfads oder des vorgeschlagenen Pfads umfasst.

Description

Ein autonomes Fahrzeug, z.B. ein Automobil, Bus, Lastwagen, Wasserfahrzeug usw. kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung umfassen, die Anweisungen ausführt, um das Fahrzeug entweder ganz oder teilweise autonom, d.h. ohne Eingaben oder mit teilweisen Eingaben von einem menschlichen Bediener, zu betreiben. Zum Beispiel kann die Fahrzeugdatenverarbeitungsvorrichtung Daten von einem oder mehreren Sensoren empfangen und dann Sensordaten verarbeiten, um der Datenverarbeitungsvorrichtung Eingaben bereitzustellen, um autonome Operationen des Fahrzeugs zu bestimmen, z.B. zur Steuerung von Navigation, Geschwindigkeit, Bremsen usw. Es kann jedoch unerwünscht und/oder unmöglich sein, dass eine Fahrzeugdatenverarbeitungsvorrichtung alle Entscheidungen bezüglich autonomer Fahrzeugoperationen trifft. Zum Beispiel kann ein autonomes Fahrzeug bestimmen, dass ein oder mehrere Objekte in einem geplanten Pfad des autonomen Fahrzeugs liegen; bei einer solchen Bestimmung kann es wünschenswert sein oder auch nicht, sich auf einen Fahrzeugcomputer zu verlassen, um einen Fahrzeugpfad zur Vermeidung eines Objekts zu ändern. Ferner fehlen Mensch-Maschinen-Schnittstellen (HMI) z.B. zur Anzeige und Bereitstellung einer Verifikation eines Fahrzeugpfads.
1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems zum Betrieb eines autonomen Fahrzeugs.
2 ist ein Diagramm eines beispielhaften Prozesses für einen Computer in einem autonomen Fahrzeug zur Kommunikation mit einem oder mehreren Fahrzeuginsassen bezüglich eines möglichen zukünftigen Pfads des Fahrzeugs.
3–6 geben jeweils Beispiele für Blockdiagramme einer grafischen Benutzeroberfläche, die durch einen Fahrzeugcomputer bereitgestellt werden könnte.
1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems zum Betrieb eines autonomen Fahrzeugs 101. Das Fahrzeug 101 umfasst im Allgemeinen eine Datenverarbeitungsvorrichtung 105, die gesammelte Daten 115 von einem oder mehreren Datensammlern, z.B. Sensoren 110, erhält. Die gesammelten Daten 115 können benutzt werden, um eines oder mehrere Objekte zu identifizieren, wie etwa stationäre und/oder sich bewegende Fahrzeuge, Bauabsperrungen, Unrat usw., die sich in einem vorhergesagten Pfad des Fahrzeugs 101 befinden können und/oder eine Gefahr für Navigation oder Betrieb des Fahrzeugs 101 darstellen. Über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 118, z.B. eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) oder dergleichen, kann der Computer 105 einem Insassen des Fahrzeugs 101 Informationen bezüglich eines oder mehrerer identifizierter Objekte relativ zu einem vorhergesagten Pfad des Fahrzeugs 101 bereitstellen. Ferner kann der Computer 105 Eingaben von einem Insassen des Fahrzeugs 101, z.B. einem Fahrer des Fahrzeugs 101, über die HMI 118 bezüglich zu unternehmender Aktionen hinsichtlich eines oder mehrerer identifizierter Objekte relativ zu dem vorhergesagten Pfad des Fahrzeugs 101 annehmen.
Das System 100 umfasst ein oder mehrere Fahrzeuge 101, wobei zur leichteren Veranschaulichung ein einziges Fahrzeug 101 gezeigt ist. Wie oben erwähnt, umfasst ein Fahrzeug 101 einen Fahrzeugcomputer 105, der im Allgemeinen einen Prozessor und einen Speicher umfasst, wobei der Speicher eine oder mehrere Formen von computerlesbaren Medien umfasst und Anweisungen speichert, die durch den Prozessor ausführbar sind, um verschiedene Operationen auszuführen, einschließlich der hier offenbarten. Zum Beispiel umfasst der Computer 105 im Allgemeinen Anweisungen zum Auswählen und Ausführen eines autonomen Betriebsmodus des Fahrzeugs 101, z.B. wie hier mit Bezug auf das Modul 106 beschrieben, und ist in der Lage, diese auszuführen.
Ferner kann der Computer 105 mehr als eine Datenverarbeitungsvorrichtung umfassen, z.B. Steuerungen oder dergleichen, die in dem Fahrzeug 101 vorgesehen sind, um verschiedene Fahrzeugkomponenten zu überwachen und/oder zu steuern, wie z.B. eine Motorsteuereinheit (ECU), Getriebesteuereinheit (TCU) usw. Der Computer 105 ist im Allgemeinen für Kommunikation auf einem CAN-Bus (CAN – Controller Area Network) oder dergleichen ausgelegt. Der Computer 105 kann auch eine Verbindung mit einem Borddiagnostikverbinder (OBD-II) aufweisen. Über den (CAN-Bus, OBD-II und/oder einen anderen verdrahteten oder drahtlosen Mechanismus kann der Computer 105 Nachrichten zu verschiedenen Vorrichtungen in einem Fahrzeug senden und/oder von den verschiedenen Vorrichtungen, z.B. Steuerungen, Aktoren, Sensoren usw., einschließlich der Datensammler 110, Nachrichten empfangen. Als Alternative oder zusätzlich können, falls der Computer 105 tatsächlich mehrere Vorrichtungen umfasst, der CAN-Bus oder dergleichen zur Kommunikation zwischen in der vorliegenden Offenbarung als der Computer 105 dargestellten Vorrichtungen verwendet werden.
Wie bereits erwähnt, gehören zu Anweisungen, die in dem Computer 105 gespeichert sind und von ihm ausgeführt werden, allgemein ein autonomes Fahrmodul 106; als Alternative oder zusätzlich könnte das Fahrzeug 101 eine oder mehrere andere Datenverarbeitungsvorrichtungen umfassen, die das Modul 106 speichern und ausführen. Unter Verwendung von im Computer 105 z.B. von Datensammlern 110 empfangenen Daten, als gespeicherte Parameter 116 gespeicherten Daten, des Servers 125 usw. kann das Modul 106 verschiedene Komponenten und/oder Operationen des Fahrzeugs 101 ohne Fahrereingaben steuern, um das Fahrzeug 101 zu betreiben. Zum Beispiel kann das Modul 106 zum Regeln von Geschwindigkeit, Beschleunigung, Bremsung, Lenkung usw. des Fahrzeugs 101 verwendet werden.
Die Datensammler 110 können vielfältige Vorrichtungen, wie etwa Sensoren und dergleichen, zum Sammeln der Daten 115 umfassen. Zum Beispiel können verschiedene Steuerungen in einem Fahrzeug als Datensammler 110 wirken, um über den CAN-Bus gesammelte Daten 115 bereitzustellen, z.B. Daten 115 bezüglich Fahrzeuggeschwindigkeit, -beschleunigung usw. Ferner könnten Sensoren oder dergleichen, GPS-Geräte (Global Positioning System) usw. in einem Fahrzeug enthalten und als Datensammler 110 konfiguriert sein, um dem Computer 105 Daten, z.B. über eine verdrahtete oder drahtlose Verbindung, direkt zuzuführen. Die Datensammler 110 könnten auch Sensoren oder dergleichen zum Detektieren von Zuständen außerhalb des Fahrzeugs 101 umfassen, z.B. Sensoren mittlerer und großer Reichweite. Zum Beispiel könnten die Sensordatensammler 110 Mechanismen wie RADAR, LADAR, Sonar, Kameras oder andere Bildaufnahmevorrichtungen umfassen, die eingesetzt werden könnten, um eine Distanz zwischen dem Fahrzeug 101 und anderen Fahrzeugen oder Objekten zu messen, um andere Fahrzeuge oder Objekte zu detektieren und/oder um Straßenzustände zu detektieren, wie etwa Kurven, Schlaglöcher, Vertiefungen, Hügel, Steigungsgradänderungen usw.
Ein Speicher des Computers 105 speichert im Allgemeinen gesammelte Daten 115. Wie oben erwähnt, können die gesammelten Daten 115 vielfältige Daten umfassen, die in einem Fahrzeug 101 von Datensammler 110 gesammelt werden, und/oder Daten, die in dem Computer 105 daraus berechnet werden.
Im Allgemeinen können die gesammelten Daten 115 beliebige Daten umfassen, die durch eine Sammelvorrichtung 110 gesammelt und/oder aus solchen Daten berechnet werden können. Dementsprechend könnten die gesammelten Daten 115 vielfältige Daten in Bezug auf Operationen und/oder Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs 101 umfassen, sowie Daten in Bezug auf insbesondere Bewegung des Fahrzeugs 101. Zum Beispiel könnten die gesammelten Daten 115 Daten 115 bezüglich Geschwindigkeit, Lenkraddrehmoment (z.B. über einen CAN-Bus des Fahrzeugs 101 aus einem elektronischen Lenkhilfesystem (EPAS) oder dergleichen erhalten), Beschleunigung, Bremsen, Spurwechsel oder Spurbenutzung (z.B. auf bestimmten Straßen und/oder Arten von Straßen wie zwischenstaatlichen Autobahnen) des Fahrzeugs 101, mittleren Distanzen von anderen Fahrzeugen mit jeweiligen Geschwindigkeiten oder Geschwindigkeitsbereichen und/oder andere Daten 115 in Bezug auf einen Betrieb des Fahrzeugs 101 umfassen.
Die HMI 118 könnte eine oder mehrere vielfältiger Schnittstellen für den Computer 105 zur Interaktion mit einem Insassen des Fahrzeugs 101 sein, z.B. eine GUI wie oben erwähnt, ein interaktives Sprachdialogsystem (IVR), ein Heads-Up-Display (HUD) oder dergleichen, die in oder nahe einem Armaturenbrett des Fahrzeugs 101, einer Schnittstelle einer Benutzervorrichtung 150 usw. vorgesehen werden. Ferner könnte die HMI 118 durch eine beliebige einer Anzahl von Datenverarbeitungsvorrichtungen bereitgestellt werden, die von einem Benutzer getragen oder an diesem angebracht werden können, z.B. eine tragbare Vorrichtung, die in Form von Brillen, Schutzbrillen, eines Armbands usw. vorliegen könnten. Ferner ist eine tragbare Vorrichtung, die eine HMI 118 bereitstellt, im Allgemeinen für Kommunikation mit dem Computer 105 über bekannte verdrahtete oder drahtlose Mechanismen, z.B. das Bluetooth-Protokoll, IEEE 802.11 oder dergleichen, ausgelegt. Die tragbare Vorrichtung 118 kann vielfältige Benutzeroberflächenmechanismen umfassen, darunter eine grafische Anzeige, die auf optischen Durchsichtsbrillen (OST) vorgesehen ist, Realitätsergänzungsbrillen, eine Handgelenkvorrichtung usw., Audiomechanismen, haptische Mechanismen, die z.B. an dem Körper eines Benutzers vibrieren usw.
3–6 geben Beispiele für eine GUI 300, die über die HMI 118 durch den Computer 105 bereitgestellt werden könnte. Wie in den verschiedenen 3–6 zu sehen ist, von denen jede nachfolgend ausführlicher besprochen wird, stellt die GUI 300 eine Repräsentation des Fahrzeugs 101 dar, zusammen mit sich bewegenden Objekten 305 und einem stationären Objekt 310 mit Bezug auf eine Straße 315. Die GUI 300 umfasst außerdem eine Dialogbox 320, wodurch ein Insasse des Fahrzeugs 101 Eingaben mit Bezug auf in der GUI 300 bereitgestellte Informationen geben kann. Zum Beispiel umfasst der Computer 105 Anweisungen zum Identifizieren eines vorhergesagten Pfads des Fahrzeugs 101 auf der Basis gesammelter Daten 115, z.B. Geschwindigkeit, Beschleunigung, Bremsung, Lenkraddrehmoment usw.
Ferner umfasst der Computer 105 Anweisungen zum Identifizieren von Orten von Objekten 305, 310 sowie vorhergesagter Pfade der sich bewegenden Objekte 305. Dementsprechend kann der Computer 105 bestimmen, wann eine Kollision oder Möglichkeit einer Kollision zwischen dem Fahrzeug 101 und einem oder mehreren Objekten 305, 310 vorhergesagt werden kann, z.B. kann ein Objekt in einem Pfad des Fahrzeugs 101 mit oder über einem vorbestimmten Konfidenzniveau detektiert werden. Mechanismen zum Detektieren möglicher Kollisionen, zur Einstufung von Kollisionsgefahren und -risiken usw. sind bekannt. Um nur ein solches Beispiel zu nennen, werden solche Mechanismen in dem US-Patent Nr. 7,034,668 mit dem Titel " Threat level identification and quantifying system," beschrieben, auf dessen Inhalte hiermit vollständig verwiesen wird. Bei einer solchen Bestimmung kann eine Hinweis- und/oder Dialogbox 320 bereitgestellt werden. Wie zum Beispiel in 3 zu sehen ist, kann die Dialogbox 320 mit Bezug auf ein sich bewegendes Objekt 305 einen Gefahrenzustand mit Bezug auf das Fahrzeug 101 angeben. Ferner kann die Dialogbox 320 einem Insassen des Fahrzeugs 101 Möglichkeiten geben, die Gefahr zu ignorieren, das autonome Modul 106 anzuweisen, der Gefahr auszuweichen (was eine Vorgabeoption sein kann), oder eine Möglichkeit, manuelle Steuerung des autonomen Fahrzeugs 101 zu übernehmen. Abhängig von dem Gefahrengrad und der Dringlichkeit kann die HMI stattdessen den geplanten Ausweichpfad des automatisierten Fahrzeugs 101 angeben und einen Mechanismus bereitstellen, durch den der Fahrer ein automatisiertes Ausweichmanöver abbrechen oder ändern kann, statt es zu genehmigen.
4 gibt ein Beispiel für die GUI 300 mit einer Repräsentation eines vorhergesagten Pfads 325 des Fahrzeugs 101. Dementsprechend kann die Dialogbox 320 einem Benutzer erlauben, eine Gefahr mit Bezug auf ein Objekt 305 zu ignorieren, manuelle Steuerung des autonomen Fahrzeugs 101 zu übernehmen oder den vorgeschlagenen vorhergesagten Pfad 325 des Fahrzeugs 101 anzunehmen, um das eine Gefahr darstellende sich bewegende Objekt 305 zu vermeiden.
Das Netzwerk 120 repräsentiert einen oder mehrere Mechanismen, durch die ein Fahrzeugcomputer 105 mit einem entfernten Server 125 und/oder einer Benutzervorrichtung 150 kommunizieren kann. Dementsprechend kann das Netzwerk 120 einer oder mehrere verschiedener verdrahteter oder drahtloser Kommunikationsmechanismen sein, darunter eine beliebige gewünschte Kombination von verdrahteten (z.B. Kabel- und Faser-) und/oder drahtlosen (z.B. Zellular-, Drahtlos-, Satelliten-, Mikrowellen- und Hochfrequenz-)Kommunikationsmechanismen und eine beliebige gewünschte Netzwerktopologie (oder Topologien, wenn mehrere Kommunikationsmechanismen benutzt werden). Beispielhafte Kommunikationsnetze wären drahtlose Kommunikationsnetze (die z.B. Bluetooth, IEEE 802.11 usw. verwenden), lokale Netzwerke (LAN) und/oder großflächige Netzwerke (WAN), einschließlich des Internet, die Datenkommunikationsdienste bereitstellen.
Der Server 125 kann ein oder mehrere Computerserver sein, die jeweils im Allgemeinen mindestens einen Prozessor und mindestens einen Speicher umfassen, wobei der Speicher durch den Prozessor ausführbare Anweisungen speichert, darunter Anweisungen zum Ausführen verschiedener Schritte und Prozesse, hier beschrieben werden. Der Server 125 kann einen Datenspeicher 130 zum Speichern von gesammelten Daten 115 und/oder Parametern 116 umfassen oder kommunikativ mit ihm verbunden sein. Zum Beispiel könnten ein oder mehrere Parameter 116 für einen bestimmten Benutzer in dem Server 125 gespeichert und durch den Computer 105 abgerufen werden, wenn sich der Benutzer in einem bestimmten Fahrzeug 101 befände. Ähnlich könnte der Server 125 wie oben erwähnt dem Computer 105 Daten zur Verwendung bei der Bestimmung von Parametern 116 bereitstellen, z.B. Daten bezüglich Wetterbedingungen, Straßenbedingungen, Baustellen usw.
Eine Benutzervorrichtung 150 kann eine beliebige von vielfältigen Datenverarbeitungsvorrichtungen sein, die einen Prozessor und einen Speicher sowie Kommunikationsfähigkeiten umfassen können. Zum Beispiel kann die Benutzervorrichtung 150 ein tragbarer Computer, Tablet-Computer, Smartphone usw. sein, der bzw. das Fähigkeiten zur drahtlosen Kommunikation unter Verwendung von IEEE 802.11, Bluetooth und/oder zellularen Kommunikationsprotokollen umfasst. Ferner kann die Benutzervorrichtung 150 solche Kommunikationsfähigkeiten verwenden, um über das Netzwerk 120 zum Beispiel mit einem Fahrzeugcomputer 105 zu kommunizieren. Eine Benutzervorrichtung 150 könnte mit einem Fahrzeug 101, Computer 105, den anderen Mechanismen wie etwa einem Netzwerk in dem Fahrzeug 101 über bekannte Protokolle wie Bluetooth usw. kommunizieren. Dementsprechend kann eine Benutzervorrichtung 150 verwendet werden, um bestimmte Operationen auszuführen, die hier einem Datensammler 110 zugeschrieben werden, z.B. Spracherkennungsfunktionen, Kameras, GPS-Funktionen (Global Positioning System) usw., und eine Benutzervorrichtung 150 könnte verwendet werden, um dem Computer 105 Daten 115 bereitzustellen. Ferner könnte eine Benutzervorrichtung 150 verwendet werden, um dem Computer 105 eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) bereitzustellen.
2 ist ein Diagramm eines beispielhaften Prozesses 200, der nachfolgend ausführlich beschrieben wird, für einen Computer 105 in einem autonomen Fahrzeug 101 zur Kommunikation mit einem oder mehreren Fahrzeuginsassen bezüglich eines möglichen zukünftigen Pfads des Fahrzeugs 101. Der Prozess 200 wird hier mit Bezug auf 3–6 beschrieben, die jeweilige Beispiele für Blockdiagramme einer grafischen Benutzeroberfläche 300 bereitstellen, die durch einen Fahrzeugcomputer 105 über eine HMI 118 bereitgestellt werden könnte. Vor einer ausführlicheren Beschreibung des Prozesses 200 wird es deshalb hilfreich sein, die verschiedenen Zustände der GUI 300 in jeder der 3–6 zu beschreiben, und wie sie miteinander in Beziehung stehen. Hier erfolgende Erwähnungen der GUI 300 beziehen sich generisch auf jede der GUI 300-3, 300-4, 300-5 und 300-6, die in 3, 4, 5 bzw. 6 gezeigt sind; jede der 3–6 zeigt ein Beispiel für die Anzeige in einer GUI 300.
3 zeigt eine GUI 300-3 in der HMI 118, die einen grafischen Hinweis in Form einer Dialogbox 320 eines Objekts 305, das eine mögliche Gefahr für ein Fahrzeug 101 darstellt, bereitstellt. Zum Beispiel könnte das Fahrzeug 101 in einem derzeitigen Fahrzustand auf einer Straße 315 zusammen mit sich bewegenden Objekten 305 und/oder stationären Objekten 310, die sich auch auf oder in der Nähe der Straße 315 befinden, gezeigt werden. Wie oben erwähnt, könnte eine Dialogbox 320 und/oder ein anderer HMI-Mechanismus, z.B. ein hörbarer Hinweis usw., gegeben werden, um einen Insassen des Fahrzeugs 101 auf ein Objekt 305 hinzuweisen, das eine mögliche Gefahr für das Fahrzeug 101 darstellt. Die HMI könnte z.B. in der Dialogbox 320 einem Insassen des Fahrzeugs 101 verschiedene Wahlmöglichkeiten mit Bezug auf das interessierende Objekt 305 geben, z.B. den Hinweis oder die Warnung zu ignorieren und auf einem zuvor geplanten Pfad fortzufahren, Maßnahmen zu treffen, um dem Objekt 305 auszuweichen, was eine Vorgabewahlmöglichkeit sein könnte), oder eine Wahlmöglichkeit, manuelle Steuerung des autonomen Fahrzeugs 101 wiederaufzunehmen.
4 zeigt eine GUI 300-4 in der HMI 118 mit zusätzlichen Einzelheiten, die in der GUI 300-3 von 3 nicht angegeben sind. 4 zeigt die GUI 300, die einen grafischen Hinweis in Form einer Dialogbox 320 eines Objekts 305, das eine mögliche Gefahr relativ zu einem vorhergesagten Fahrpfad 326 eines Fahrzeugs 101 darstellt, bereitstellt. Dementsprechend könnte ein Insasse des Fahrzeugs 101 auf die GUI 300-4 schauen, um zu sehen, dass ein geplanter oder vorhergesagter Pfad 326 zu einer Kollision mit einem sich bewegenden Objekt 305 führen wird, während ein vorgeschlagener Pfad 325 durch das Modul 106 ausgeführt werden könnte, um eine Kollision mit dem sich bewegenden Objekt 305 zu vermeiden. Zum Beispiel kann ein geplanter Pfad von 325 eines Fahrzeugs 101 über vielfältige bekannte Mechanismen bestimmt werden, z.B. Kombinieren von Daten der Geschwindigkeit, Beschleunigung, Bremsung ubw. des Fahrzeugs mit GPS(Global Positioning System)- oder anderen Navigationsdaten, um einen wahrscheinlichen Pfad 326 des Fahrzeugs 101 zu bestimmen. Ferner kann ein Schnitt des Pfads 326 mit einem Pfad eines sich bewegenden Objekts 305 und/oder mit einem stationären Objekt 310 berechnet werden. Im Allgemeinen versteht sich, dass verschiedene bekannte Mechanismen im vorliegenden Kontext verwendet werden können, um die Gelegenheit einzustufen, Kreuzzielunfälle mit einem Fahrzeug 101 zu mindern oder zu vermeiden, wobei sich ein Kreuzziel auf ein beliebiges Ziel bezieht, das verglichen mit dem Hostfahrzeug relative Lateralbewegung aufweist. Ferner können bekannte Mechanismen verwendet werden, um Objekte 305, 310, die sich mit Bezug auf ein Fahrzeug 101 vertikal bewegen, z.B. ein Risiko eines Frontalaufpralls darstellen, zu detektieren.
Bei bestimmten Implementierungen oder Arten könnte die obige HMI mit einem Modell des vorhergesagten Ownship-Orts auf dem Ausweichpfad an diskreten Punkten (z.B. 0,2 Sekunden) in die Zukunft ergänzt werden. Zum Beispiel kann ein einfaches Modell des Fortschritts auf dem Ausweichpfad durch ein Fixpunkt-Prädiktormodell gegeben werden, das die aktuelle Fahrzeugposition (X₀), Geschwindigkeit (Ẋ) und Beschleunigung (ẍ) berücksichtigt und diese auf eine kurze Vorhersagespanne (z.B. t = 0,2 Sekunden) anwendet, um die Position an diesem Punkt in der Zukunft, z.B.
vorherzusagen. Die Anzeige könnte deshalb eine Reihe diskreter vorhergesagter Orte auf dem Ausweichpfad und auch die Konsequenzen eines manuellen Abweichens von dem geplanten Pfad bereitstellen. Dieser vorhergesagte Ort könnte auf eine Anzahl von Weisen abgebildet werden, von einfach (z.B. "Türrahmen", "Pfeil" usw.) bis komplex (z.B. "virtuelles Auto"), dem Ausweichpfad überlagert.
Wie in 4 zu sehen ist, könnte ein GUI 300-4 einen geplanten Pfad des Fahrzeugs 101 von 326 zeigen, der sich mit einem Objekt 305 und/oder Pfad eines Objekts 305 schneidet. Wie bei der beispielhaften GUI 300-3 von 3 könnte ferner eine Dialogbox 320 einem Insassen des Fahrzeugs 101 verschiedene Auswahlmöglichkeiten geben. In dem Beispiel von 4 könnte die Dialogbox 320 einem Insassen des Fahrzeugs 101 erlauben, einen vorgeschlagenen Pfad 325 zu ignorieren, den vorgeschlagenen Pfad 325 anzunehmen oder manuelle Steuerung des Fahrzeugs 101 zu übernehmen. Die Auswahl von "Annahme" könnte zum Beispiel bewirken, dass der Computer 105 ausführt, z.B. gemäß durch das Modul 105 ausgeführten Anweisungen.
5 zeigt die GUI 300-5 in der HMI 118, die ein Fahrzeug 101 zeigt, das einen Pfad 325 zur Vermeidung eines Objekts 305 überquert. Zum Beispiel könnte ein vorgeschlagener Pfad 325 wie in der GUI 300-4 gezeigt von einem Insassen des Fahrzeugs 101 z.B. durch Eingabe in die HMI 118 oder als Vorgabe angenommen worden sein. Bei einer solchen Annahme könnte der Computer 105 bewirken, dass das Modul 106 Operationen für das Fahrzeug 101 ausführt, um sich auf dem Pfad 325 zu bewegen und dadurch Kollision mit einem Objekt 305 zu vermeiden oder versuchen zu vermeiden.
6 zeigt ähnlich wie 4 die GUI 300-6 in der HMI 118, die einen grafischen Hinweis in Form einer Dialogbox 320 eines Objekts 305, das eine mögliche Gefahr relativ zu einem vorhergesagten Fahrtpfad 325 eines Fahrzeugs 101 darstellt, bereitstellt. In dem Beispiel von 6 würde ein Insasse des Fahrzeugs 101 jedoch sehen, dass ein vorgeschlagener Pfad von 325 wahrscheinlich zu einer Kollision mit einem Objekt 305 führen würde, während ein tatsächlicher vorhergesagter Pfad 326 wahrscheinlich zu fortgesetzter sicherer Überquerung einer Straße 315 führen würde. Als Reaktion auf eine Aufforderung von der HMI 118, z.B. die Dialogbox 320, könnte der Insasse des Fahrzeugs 101 dementsprechend eine "Ignorieren"-Auswahlmöglichkeit oder dergleichen auswählen, um den vorgeschlagenen Pfad 325 zugunsten des vorhergesagten Pfads 326 zu ignorieren und/oder zurückzuweisen.
Wie oben angegeben ist 2 ein Diagramm eines nachfolgend ausführlich beschriebenen beispielhaften Prozesses 200 für einen Computer 105 in einem autonomen Fahrzeug 101 zur Kommunikation mit einem oder mehreren Fahrzeuginsassen bezüglich eines möglichen zukünftigen Pfads des Fahrzeugs 101. Der Prozess 200 beginnt in einem Block 205, in dem das Fahrzeug 101 autonome Fahroperationen durchführt. Somit wird das Fahrzeug 101 teilweise oder völlig autonom betrieben, d.h. auf eine Weise, die teilweise oder völlig durch das autonome Fahrmodul 106 gesteuert wird. Zum Beispiel könnten alle Operationen des Fahrzeugs 101, z.B. Lenken, Bremsen, Geschwindigkeit usw. durch das Modul 106 in dem Computer 105 gesteuert werden. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug 101 teilweise autonom betrieben wird (d.h. teilweise manuell), wobei bestimmte Operationen (z.B. Bremsen) manuell von einem Fahrer gesteuert werden könnten, während andere Operationen, z.B. einschließlich Lenken, durch den Computer 105 gesteuert werden könnten. Ähnlich könnte das Modul 106 steuern, wann ein Fahrzeug 101 die Spur wechselt. Ferner ist es möglich, dass der Prozess 200 an einem bestimmten Punkt begonnen werden könnte, nachdem Fahroperationen des Fahrzeugs 101 beginnen, z.B. bei manueller Einleitung durch einen Fahrzeuginsassen mittels einer Benutzerschnittstelle des Computers 105.
Als nächstes überwacht der Computer 105 in einem Block 210 auf Objekte 305, 310 auf einem vorhergesagten Pfad 326 des Fahrzeugs 101 und/oder klassifiziert diese. Im Allgemeinen können bekannte Mechanismen, darunter bekannte Algorithmen oder dergleichen, zur Objektklassifikation, Konfidenzschätzung und Vorhersage, einschließlich Pfadvorhersage, verwendet werden.
In einem Block 215, der Block 210 folgt, bestimmt der Computer 105, ob das Fahrzeug 101 wahrscheinlich mit mindestens einem Objekt 305 oder 310 auf dem Pfad 326 kollidieren wird. Zum Beispiel kann der Computer 105 den vorhergesagten und/oder geplanten Pfad 326 des Fahrzeugs 101 gemäß den gesammelten Daten 115 und/oder bekannten Pfadplanungs-/Pfadvorhersageprozessen berechnen. Zusätzlich kann der Computer 105 z.B. unter Verwendung bekannter Mechanismen mögliche oder wahrscheinliche Kollisionen zwischen einem oder mehreren Objekten 305, 310 und dem Fahrzeug 101 gemäß dem vorhergesagten Pfad 326 bestimmen und einen vorgeschlagenen Ausweichpfad 325 erzeugen. Zum Beispiel sind Mechanismen bekannt, z.B. Benutzung einer Gleitkreisanalyse, um eine "Bremsgefahr" oder eine "Lenkgefahr" einer Kollision zu quantifizieren. Beispielsweise könnte eine Bremsgefahr durch Bestimmen einer Bremsmenge, z.B. Distanz, die notwendig ist, um eine Kollision zu vermeiden, quantifiziert und mit der Bremsmenge, die möglich ist, bevor eine Kollision stattfindet, verglichen werden. Wenn sich das Verhältnis dieser zwei Größen eins nähert, nimmt die Wahrscheinlichkeit der Vermeidung einer Kollision ab (und ist null, wenn das Verhältnis einen Wert von 1 aufweist). Mögliche Mengen an Lenkraddrehmoment könnten ähnlich mit benötigten Mengen an Lenkraddrehmoment verglichen werden, um die Möglichkeit einer Kollision auszuwerten. Als Alternative oder zusätzlich könnten TTI-Berechnungen (Time to Impact – Zeit bis zum Aufprall), wie etwa bekannte solche, verwendet werden, wobei der Computer 105 eine TTI bestimmen könnte, und ob die TTI eine Schwellenzeit überschritten hat, bei der eine Kollision nicht vermieden werden könnte. Wenn eine Kollisionsschwelle mit Bezug auf mindestens ein Objekt 305 oder 310 erreicht wird, wird als nächstes ein Block 220 ausgeführt. Andernfalls schreitet der Prozess 200 zu einem Block 240 voran.
Im Block 220, der dem Block 215 folgen kann, stellt der Computer 105 über die HMI 118 einem Insassen des Fahrzeugs 101 einen Hinweis bezüglich einer möglichen oder wahrscheinlichen Kollision bereit. Als Alternative oder zusätzlich kann ein Hinweis oder dergleichen über eine Benutzervorrichtung 150 bereitgestellt werden, d.h. effektiv kann die Vorrichtung 150 als eine HMI 118 des Computers 105 operieren. In jedem Fall kann ein solcher Hinweis, eine solche Nachricht oder dergleichen über vielfältige Mechanismen bereitgestellt werden, z.B. wie in der GUI 300-3 oder 300-4 gezeigt, über ein IVR-System (IVR – Interactive Voice Response) alleine oder in Kombination mit einer GUI 300 usw. Als Alternative oder zusätzlich können Hinweisinformationen unter Verwendung verschiedener Geräte oder Komponenten bereitgestellt werden, die in dem Fahrzeug 101 enthalten sind und durch den Computer 105 gesteuert werden. Zum Beispiel könnte ein möglicher Pfad 325 durch Bewegen von Außenlampen des Fahrzeugs 101, z.B. Scheinwerfern, Infrarotbeleuchtung und dergleichen, gezeigt werden, wodurch der mögliche Pfad 125 hervorgehoben wird.
Block 225 folgt Block 220. Im Block 225 bestimmt der Computer 105, ob Eingaben oder eine andere Angabe von einem Insassen des Fahrzeugs 101 empfangen wurden, die ein Ausweichmanöver, das in einem Hinweis oder dergleichen wie mit Bezug auf Block 220 beschrieben präsentiert wurde, bestätigen. Zum Beispiel kann ein Insasse des Fahrzeugs 101 einen Berührungsschirm, Sprachdialog usw. verwenden, um eine in einer Dialogbox 320 bereitgestellte Auswahl anzugeben. Als Alternative oder zusätzlich kann ein Insasse des Fahrzeugs 101 die Antwort auf eine Dialogbox 320 weglassen, wobei beim Ablaufen einer vorbestimmten Zeitdauer eine Vorgabeauswahlmöglichkeit, z.B. um einer möglichen Kollision auszuweichen, um einen vorgeschlagenen Pfad 125 anzunehmen, usw., ausgewählt werden kann.
Ein Zeitraum, bevor eine Vorgabeauswahlmöglichkeit angenommen wird, kann gemäß einem durch eine mögliche Kollision dargestellten Risikoniveau konfiguriert werden. Zum Beispiel kann man eine Geschwindigkeit, Größe usw. eines Objekts 305 oder 310 berücksichtigen; der Computer 105 kann dafür konfiguriert werden, eine kürzere Zeitdauer zu warten, bevor eine Vorgabeauswahlmöglichkeit implementiert wird, falls ein Objekt 305 oder 310 groß genug ist, sich schnell genug bewegt, eine feste Barriere usw. einer Beschaffenheit, die potentiell signifikante Beschädigung und/oder Risiken für das Fahrzeug 101 verursacht, ist. Der Computer 105 kann dafür konfiguriert werden, eine längere Zeitdauer zu warten, wenn sich ein Objekt 305 langsam bewegt, bestimmt wird, dass ein Objekt 305 oder 310 eine Größe aufweist, bei der keine signifikante Beschädigung des Fahrzeugs 101 droht, usw. Der Computer 105 kann auch dafür konfiguriert werden, unterschiedlich zu handeln, wenn bekannt ist, dass das Objekt 305 ein anderes autonomes Fahrzeug 101 ist, im Gegensatz zu einem nichtautonomen Fahrzeug.
Nach Block 225 implementiert der Computer 105 in einem Block 230 z.B. gemäß in dem autonomen Fahrmodul 106 enthaltenen Anweisungen eine Aktion, so wie sie in der Dialogbox 320 im Block 225 angegeben wurde, um eines oder mehrere Objekte 305, 310 zu vermeiden. Zum Beispiel kann das Modul 106 einen vorgeschlagenen Pfad 325 implementieren, statt einem vorhergesagten oder geplanten Pfad 326 zu folgen.
Nach Block 230 aktualisiert der Computer 105 in einem Block 325 die HMI 118 und/oder andere Indikatoren hinsichtlich des ausgewählten Pfads 325, der nun vom Fahrzeug 101 befolgt wird. Zum Beispiel umfasst die oben besprochene 5 eine GUI 300-5, die ein Fahrzeug 101 zeigt, das einem Pfad 325 folgt, um ein Objekt 305 zu vermeiden. Als Alternative oder zusätzlich kann der Computer 105 andere Elemente des Fahrzeugs 101, z.B. bewegliche Scheinwerfer, Infrarotlampen usw., steuern, um einen Pfad 325 anzuzeigen, der vom Fahrzeug 101 befolgt wird.
Entweder nach Block 225 oder Block 235 bestimmt der Computer 105 in einem Block 240, ob der Prozess 200 fortgesetzt werden soll. Zum Beispiel kann der Prozess 200 enden, wenn autonome Fahroperationen enden und ein Fahrer manuelle Steuerung wiederaufnimmt, wenn das Fahrzeug 101 ausgeschaltet wird usw. Auf jeden Fall endet der Prozess 200, wenn der Prozess 200 nicht fortgesetzt werden soll, nach Block 240. Andernfalls kehrt der Prozess 200 zum Block 210 zurück.
Datenverarbeitungsvorrichtungen wie die hier besprochenen umfassen im Allgemeinen jeweils Anweisungen, die durch eine oder mehrere Datenverarbeitungsvorrichtungen ausführbar sind, wie die oben identifizierten, und zum Ausführen von oben beschriebenen Blöcken oder Schritten von Prozessen. Zum Beispiel können die oben besprochenen Prozessblöcke als computerausführbare Anweisungen realisiert werden.
Computerausführbare Anweisungen können aus Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert werden, die unter Verwendung vielfältiger Programmiersprachen und/oder – technologien erstellt werden, darunter, aber ohne Beschränkung und entweder alleine oder in Kombination Java^TM, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z.B. ein Mikroprozessor) Anweisungen z.B. aus einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw. und führt diese Anweisungen aus, um dadurch einen oder mehrere Prozesse, einschließlich eines oder mehrerer der hier beschriebenen Prozesse, auszuführen. Solche Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung vielfältiger computerlesbarer Medien gespeichert und übertragen werden. Eine Datei in einer Datenverarbeitungsvorrichtung ist im Allgemeinen eine Ansammlung von in einem computerlesbaren Medium, wie etwa einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw. gespeicherten Daten.
Ein computerlesbares Medium wäre jedes Medium, das bei der Bereitstellung von Daten (z.B. Anweisungen), die durch einen Computer gelesen werden können, teilnimmt. Ein solches Medium kann viele Formen annehmen, darunter, aber ohne Beschränkung darauf, nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien usw. Nichtflüchtige Medien wären zum Beispiel optische oder magnetische Datenträger und anderer persistenter Speicher. Zu flüchtigen Medien gehört dynamischer Direktzugriffsspeicher (DRAM), der typischerweise einen Hauptspeicher bildet. Übliche Formen von computerlesbaren Medien wären zum Beispiel eine Floppy-Disk, eine Diskette, eine Festplatte, Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Papierband, ein beliebiges anderes physisches Medium mit einem Muster von Löchern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein Flash-EEPROM, ein beliebiger anderer Speicherchip oder eine Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, woraus ein Computer lesen kann.
In den Zeichnungen geben dieselben Bezugszahlen dieselben Elemente an. Ferner können bestimmte oder alle dieser Elemente geändert werden. Mit Bezug auf die hier beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren usw. versteht sich, dass, obwohl die Schritte solcher Prozesse usw. als gemäß einer bestimmten geordneten Sequenz auftretend beschrieben wurden, solche Prozesse mit in einer anderen als der hier beschriebenen Reihenfolge ausgeführten beschriebenen Schritten ausgeübt werden könnten. Ferner versteht sich, dass bestimmte Schritte gleichzeitig ausgeführt werden könnten, dass andere Schritte hinzugefügt werden könnten oder dass bestimmte hier beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Anders ausgedrückt, werden die vorliegenden Beschreibungen von Prozessen zum Zwecke der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen bereitgestellt und sollten auf keinerlei Weise als Beschränkung der beanspruchten Erfindung aufgefasst werden.
Folglich versteht sich, dass die obige Beschreibung nicht einschränkend, sondern veranschaulichend sein soll. Fachleuten würden bei Durchsicht der obigen Beschreibung viele andere Ausführungsformen und Anwendungen als die gegebenen Beispiele einfallen. Der Schutzumfang der Erfindung sollte nicht mit Bezug auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern sollte stattdessen mit Bezug auf die angefügten Ansprüche, zusammen mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind, bestimmt werden. Es wird erwartet und beabsichtigt, dass zukünftige Entwicklungen in der hier besprochenen Technik auftreten werden und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftigen Ausführungsformen integriert werden. Zusammengefasst versteht sich, dass die Erfindung modifiziert und abgewandelt werden kann und nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt wird.
Alle in den Ansprüchen gebrauchten Ausdrücke sollen ihre allgemeinsten vernünftigen Konstruktionen und ihre gewöhnlichen Bedeutungen, so wie sie von Fachleuten verstanden werden, erhalten, sofern es nicht hier ausdrücklich gegenteilig erwähnt wird. Insbesondere sollte die Verwendung von Singularartikeln wie „ein“, „das“, „besagtes“ usw. so aufgefasst werden, dass sie ein oder mehrere der angegebenen Elemente anführen, sofern ein Anspruch nicht eine explizite gegenteilige Beschränkung anführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7034668 [0014]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11 [0012]
IEEE 802.11 [0016]
IEEE 802.11 [0018]

Claims

Verfahren, umfassend: mindestens teilweise autonomes Betreiben eines Fahrzeugs; Überwachen eines vorhergesagten Pfads des Fahrzeugs, um ein Objekt zu identifizieren, mit dem das Fahrzeug wahrscheinlich kollidiert; Bereitstellen einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI), die den vorhergesagten Pfad, einen vorgeschlagenen Pfad für das Fahrzeug zur Vermeidung einer Kollision mit einem Objekt und das Fahrzeug umfasst; Treffen einer Auswahl, um dem vorhergesagten Pfad oder dem vorgeschlagenen Pfad zu folgen; und Aktualisieren der grafischen Benutzeroberfläche, um den ausgewählten des vorhergesagten Pfads oder vorgeschlagenen Pfads zu enthalten, zusammen mit einem Ort des Fahrzeugs auf dem ausgewählten des vorhergesagten Pfads oder vorgeschlagenen Pfads.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Computer dafür konfiguriert ist, einen Mechanismus in der grafischen Benutzeroberfläche zum Empfangen der Auswahl bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Treffen einer Auswahl gemäß einer Vorgabeauswahl umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Bereitstellen von Informationen in Bezug auf das Objekt und/oder den vorgeschlagenen Pfad und/oder den vorhergesagten Pfad über ein System für interaktiven Sprachdialog (IVR) zusätzlich zu der grafischen Benutzeroberfläche umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Hervorheben des vorgeschlagenen Pfads und/oder des vorhergesagten Pfads durch Steuern von Außenlampen am Fahrzeug umfasst.
Computerlesbares Medium, das greifbar Anweisungen realisiert, die durch einen Computerprozessor ausführbar sind, wobei die Anweisungen Anweisungen für Folgendes umfassen: mindestens teilweise autonomes Betreiben eines Fahrzeugs; Überwachen eines vorhergesagten Pfads des Fahrzeugs, um ein Objekt zu identifizieren, mit dem das Fahrzeug wahrscheinlich kollidiert; Bereitstellen einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI), die den vorhergesagten Pfad, einen vorgeschlagenen Pfad für das Fahrzeug zur Vermeidung einer Kollision mit einem Objekt und das Fahrzeug umfasst; Treffen einer Auswahl, um dem vorhergesagten Pfad oder dem vorgeschlagenen Pfad zu folgen; und Aktualisieren der grafischen Benutzeroberfläche, um den ausgewählten des vorhergesagten Pfads oder vorgeschlagenen Pfads zu enthalten, zusammen mit einem Ort des Fahrzeugs auf dem ausgewählten des vorhergesagten Pfads oder vorgeschlagenen Pfads.
Medium nach Anspruch 6, wobei die Anweisungen ferner Anweisungen zur Bereitstellung eines Mechanismus in der grafischen Benutzeroberfläche zum Empfangen der Auswahl und/oder Anweisungen zum Treffen der Auswahl gemäß einer Vorgabeauswahl umfassen.
Medium nach Anspruch 6, wobei die Anweisungen ferner Anweisungen zur Bereitstellung von Informationen in Bezug auf das Objekt und/oder den vorgeschlagenen Pfad und/oder den vorhergesagten Pfad über ein System für interaktiven Sprachdialog (IVR) zusätzlich zu der grafischen Benutzeroberfläche umfassen.
Medium nach Anspruch 6, wobei die Anweisungen ferner Anweisungen zum Hervorheben des vorgeschlagenen Pfads und/oder des vorhergesagten Pfads durch Steuern von Außenlampen am Fahrzeug umfassen.
Medium nach Anspruch 6, wobei die grafische Benutzeroberfläche über ein Heads-Up-Display (HUD), ein Smartphone oder einen Tablet-Computer im Fahrzeug bereitgestellt wird.