DE102015203343A1 - Steuerung des halbautonomen modus - Google Patents

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Roger Arnold Trombley
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Abstract

Ein erstes Fahrzeug kann mindestens eine Nachricht von einem zweiten Fahrzeug empfangen, wobei die Nachricht durch das zweite Fahrzeug bereitgestellte Daten umfasst. Eine Datenverarbeitungsvorrichtung im ersten Fahrzeug ist ausgelegt zum Analysieren der Daten der mindestens einen Nachricht, um zu bestimmen, dass das zweite Fahrzeug als ein vorderes Fahrzeug operieren kann. Die Datenverarbeitungsvorrichtung im ersten Fahrzeug ist ferner ausgelegt zum Implementieren mindestens einer Operation im ersten Fahrzeug gemäß den Daten von dem vorderen Fahrzeug.

Description

  • Ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug, das autonom oder halbautonom betrieben wird, kann über vielfältige Mechanismen, z.B. Sensoren oder dergleichen, die im Fahrzeug enthalten sind, Daten bezüglich Umgebungsbedingungen erhalten. Sensordaten können Informationen bezüglich Umgebungsbedingungen, Straßenrändern oder Spuren auf einer Straße usw. bereitstellen und können zum Formulieren einer geeigneten Geschwindigkeit für ein Fahrzeug, eines geeigneten Pfads für ein Fahrzeug usw. verwendet werden. Einem Fahrzeug können jedoch bestimmte oder alle Sensoren fehlen, die notwendig sind, um Daten zum autonomen oder halbautonomen Betrieb eines Fahrzeugs bereitzustellen, oder solche Sensoren können begrenzt oder deaktiviert sein.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften autonomen Fahrzeugerfassungssystems.
  • 2 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeugstraße mit mehreren Fahrzeugen.
  • 3 ist ein Diagramm eines beispielhaften Prozesses für ein autonomes Fahrzeug zum Erhalten und Benutzen von Daten von einem zweiten autonomen Fahrzeug.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften autonomen Fahrzeugsystems 100, das mindestens ein erstes und zweites Fahrzeug 101, 102 umfasst. Eine Datenverarbeitungsvorrichtung 105 in einem ersten Fahrzeug 101 empfängt im Allgemeinen gesammelte Daten 115 von einem oder mehreren Datensammlern 110 und/oder von einem zweiten Fahrzeug 102 über eine oder mehrere Nachrichten 116. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 105 umfasst ferner ein autonomes Fahrmodul 106, z.B. als Menge von Anweisungen, die in einem Speicher eines Prozessors der Datenverarbeitungsvorrichtung 105 gespeichert und durch diesen ausführbar sind. Die gesammelten Daten 115 von dem ersten Fahrzeug 101 und/oder von einem zweiten Fahrzeug 102 können von dem Computer 105 des ersten Fahrzeugs 101 benutzt werden, um Bestimmungen bezüglich Operationen des ersten Fahrzeugs 101 zu treffen, darunter Operationen des ersten Fahrzeugs 101 in einem halbautonomen Modus, d.h. Ausführen einer oder mehrerer ausgewählter Operationen wie Aufrechterhalten der Geschwindigkeit, Beibehalten oder Wechseln von Spuren, Aufrechterhalten eines Abstands von einem anderen Fahrzeug, Justieren einer Aufhängungseinstellung, um eine vorhergesagte rauere oder glattere Straßenoberfläche zu berücksichtigen usw.
  • Das zweite Fahrzeug 102, das dem ersten Fahrzeug 101 die Nachrichten 116 bereitstellt, kann mit einem komplizierteren Computer 105 und/oder Modul 106, einer volleren und robusteren Menge von Datensammlern 110 usw. als das erste Fahrzeug 101 ausgestattet sein. Zum Beispiel könnte das zweite Fahrzeug 102 mehrere Lidar-Sensoren 110, einen oder mehrere 360-Grad-Kameradatensammler 110, einen oder mehrere 360-Grad-Radardatensammler 110 usw. umfassen. Ein erstes Fahrzeug 101, das einem zweiten Fahrzeug 102 folgt, könnte dagegen eine Teilmenge von weniger als allen Sensordatensammlern 110 umfassen, die in einem zweiten Fahrzeug 102 enthalten sind, das dem ersten Fahrzeug 101 Daten 115 in Nachrichten 116 bereitstellt. Zum Beispiel könnte ein erstes Fahrzeug 101 zu halbautonomen Operationen fähig sein, wie etwa adaptiver Tempostat, Spurhaltungshilfe und/oder Kollisionsvermeidungsbremsung, aber nicht zu vollautonomen Operationen. Indem es Daten 115 in Nachrichten 116 bereitstellt, könnte das zweite Fahrzeug 102 dem ersten Fahrzeug 101 Informationen bereitstellen, wodurch das erste Fahrzeug 101 Daten 115 in Bezug auf andere Fahrzeuge 101, 102, Gegenstände auf einer Straße usw. erhält, die das erste Fahrzeug 101, das im Allgemeinen eine begrenztere Menge von Sensordatensammlern 110 als ein zweites Fahrzeug 102 besitzt, anderweitig nicht erhalten könnte.
  • Ein Fahrzeug 101, 102 umfasst einen Fahrzeugrechner 105, der allgemein einen Prozessor und einen Speicher umfasst, wobei der Speicher ein oder mehrere Formen computerlesbarer Medien umfasst, und durch den Prozessor ausführbare Anweisungen zum Durchführen verschiedener Operationen einschließlich wie hier offenbart speichert. Beispielsweise umfasst der Computer 105 allgemein, und ist in der Lage zum Ausführen von, Anweisungen zum Auswählen einer autonomen Betriebsweise, zum Einstellen einer autonomen Betriebsweise, zum Ändern einer autonomen Betriebsweise usw. des Fahrzeugs 101, 102. Im Allgemeinen kann ein Fahrzeug 101, 102 mindestens zu teilweisen oder halbautonomen Operationen fähig sein, d.h. Ausführen mindestens bestimmter Operationen wie adaptiver Tempostat, Spurführung usw. ohne Intervention durch einen menschlichen Bediener.
  • Außerdem werden die Fahrzeuge 101, 102 getrennt bezeichnet, um potentiell verschiedene Fähigkeiten widerzuspiegeln. Das heißt, wie oben erwähnt besitzt ein Fahrzeug 102 im Allgemeinen eine robuste Menge von Datensammlern 110 und ein autonomes Modul 106 mit der Fähigkeit zum Ausführen von vollautonomen Operationen oder zumindest vollerer autonomer Operationen als ein Fahrzeug 101. Ein Computer 105 in einem vorderen Fahrzeug 102 kann ferner dafür ausgelegt sein, einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen 101 Nachrichten 116 bereitzustellen. Ein Computer 105 in einem ersten vorderen Fahrzeug 102 kann ähnlich dafür ausgelegt sein, Nachrichten 116 von einem zweiten vorderen Fahrzeug 102 zu empfangen, während ein nachfolgendes Fahrzeug 101 im Allgemeinen nicht dafür ausgelegt ist, Nachrichten 116 bereitzustellen, die gesammelte Daten 115 umfassen (obwohl das nachfolgende Fahrzeug 101 wie nachfolgend besprochen DSRC-Nachrichten oder dergleichen bereitstellen kann), weil einem nachfolgenden Fahrzeug 101 im Allgemeinen eine robuste Menge von Datensammlern 110 und/oder Daten 115, die anderen Fahrzeugen 101, 102 nützlich wären, fehlt. Man beachte, dass ein Fahrzeug 102 als „vorderes“ Fahrzeug bezeichnet werden kann, selbst wenn sich das Fahrzeug 102 nicht physisch vor einem „nachfolgenden“ Fahrzeug 101, 102 befindet, und ähnlich kann ein nachfolgendes Fahrzeug 101, 102 physisch nicht hinter einem vordereren Fahrzeug 102 sein.
  • Weiterhin kann der Computer 105 mehr als eine Datenverarbeitungsvorrichtung umfassen. Beispielsweise können hier dem Computer 105 zugeschriebene Operationen durch eine oder mehrere Datenverarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden, z.B. Steuerungen oder dergleichen im Fahrzeug 101 zum Überwachen und/oder Steuern verschiedener Fahrzeugkomponenten, z.B. eine Motorsteuereinheit (ECU – Engine Control Unit), Getriebesteuereinheit (TCU – Transmission Control Unit), Servolenkungssteuereinheit (PSCU – Power Steering Control Unit), Bremssteuereinheit (oft als die wichtigste Steuerung bei einem autonomen oder halbautonomen Fahrzeug 101 angesehen) usw.
  • Der Computer 105 ist allgemein für Kommunikationen auf einem CAN-Bus (CAN = Controller Area Network) oder dergleichen eingerichtet. Auch kann der Computer 105 eine Verbindung mit einem Borddiagnoseverbinder (OBD-II – OBD = Onboard Diagnostics Connector) aufweisen oder kann mit bestimmten Treibersteuerungsschnittstellen oder Teilsystem-ECU E/A (Eingang/Ausgang) fest verdrahtet sein. Über den CAN-Bus, OBD-II und/oder sonstige drahtgebundene oder drahtlose Mechanismen kann der Computer 105 Nachrichten zu verschiedenen Vorrichtungen in einem Fahrzeug senden und/oder Nachrichten von den verschiedenen Vorrichtungen empfangen, z.B. Steuerungen, Aktoren, Sensoren usw. einschließlich Datensammlern 110. Alternativ oder zusätzlich kann in Fällen, wo der Computer 105 eigentlich mehrere Vorrichtungen umfasst, der CAN-Bus oder dergleichen für Kommunikationen zwischen in der vorliegenden Offenbarung als der Computer 105 dargestellten Vorrichtungen benutzt werden.
  • Zusätzlich kann der Computer 105 einen oder mehrere Hochfrequenz(HF)-Mobilfunk-, Mikrowellen-usw. -Sender/Empfänger, -Empfänger und/oder -Sender umfassen oder kommunikativ daran angekoppelt sein, und kann zum Kommunizieren mit dem Netz 120 und/oder anderen Fahrzeugen 101 eingerichtet sein. Beispielsweise ist ein Computer 105 allgemein zum Senden und Empfangen von (weiterhin unten beschriebenen) Nachrichten 116 zu und von anderen Fahrzeugen 101 eingerichtet. Für Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationen sind verschiedene Technologien einschließlich Hardware, Kommunikationsprotokollen usw. bekannt. Beispielsweise könnten Nachrichten 116 wie hier beschrieben gemäß DSRC (Dedicated Short Range Communications – Nahbereichskommunikation) oder dergleichen gesendet und empfangen werden. Wie bekannt ist, sind DSRC mit relativ niedriger Leistung betrieben über einen kurzen bis mittleren Bereich in einem besonders durch die Regierung der Vereinigten Staaten zugeteilten Spektrum im 5,9 GHz-Band. Außerdem umfassen wie nachfolgend ausführlicher besprochen wird, die Nachrichten 116 im Allgemeinen Daten 115, die bei einer existierenden Spezifikation wie DSRC nicht explizit bereitgestellt werden.
  • Im Allgemeinen kann Kommunikation des Computers 105 eines Fahrzeugs 101, 102 verschiedene verdrahtete und/oder drahtlose Netzwerktechnologien umfassen, z.B. Mobilfunk, Bluetooth, verdrahtete und/oder drahtlose Paketnetzwerke usw. Ferner umfasst der Computer 105, z.B. in dem Modul 106, im Allgemeinen Anweisungen zum Empfangen von Daten z.B. von einem oder mehreren Datensammlern 110 und/oder einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI), wie etwa einem System für interaktive Sprachantwort (IVR), einer graphischen Benutzeroberfläche (GUI) mit einem Berührungsschirm oder dergleichen usw. Zusätzlich ist der Computer 105 im Allgemeinen ausgelegt zum Abrufen von Daten bezüglich eines oder mehrerer anderer Fahrzeuge 102 aus einer oder mehreren Nachrichten 116.
  • Zu den Anweisungen, die in dem Computer 105 gespeichert und durch diesen ausgeführt werden, gehört im Allgemeinen ein autonomes Fahrmodul 106. Unter Verwendung von im Computer 105 z.B. von Datensammlern 110 oder in einer Nachricht 116 usw. empfangenen Daten 115 sowie möglicherweise von dem Server 125 empfangener Daten kann das Modul 106 verschiedene Komponenten und/oder Operationen des Fahrzeugs 101, 102 steuern, ohne dass ein Fahrer eine oder mehrere Operationen des Fahrzeugs 101, 102 ausführen oder steuern muss, d.h. das Fahrzeug 101, 102 kann in einem halbautonomen Modus betrieben werden. Zum Beispiel kann man mit dem Modul 106 Geschwindigkeit, Beschleunigung, Verzögerung, Lenkung, Abstand zwischen Fahrzeugen und/oder Zeitdauer zwischen Fahrzeugen, Spurwechsel-Mindestlücke zwischen Fahrzeugen, Linksabbiegungs-Fahrtüberquerungsminimum, Ankunftszeit, Kreuzung (ohne Ampel), Mindestankunftszeit zum Überqueren der Kreuzung, Spurführungsinformationen, sichere Notausfahrt, Einstellungen an der Aufhängung des Fahrzeugs 101 in Erwartung einer geänderten Straßenbedingung usw. regeln.
  • Datensammler 110 können eine Vielzahl von Vorrichtungen umfassen. Beispielsweise können verschiedene Steuerungen in einem Fahrzeug als Datensammler 110 fungieren, um gesammelte Daten 115 über den CAN-Bus bereitzustellen, z.B. gesammelte Daten 115 betreffs Fahrzeuggeschwindigkeit, -beschleunigung usw. Weiterhin könnten Sensoren oder dergleichen, GPS-Geräte (GPS = Global Positioning System) usw. in einem Fahrzeug enthalten und als Datensammler 110 eingerichtet sein, um Daten direkt für den Computer 105 bereitzustellen, z.B. über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung. Datensammler 110 könnten auch Sensoren oder dergleichen umfassen, z.B. Sensoren mittlerer und langer Reichweite zum Erkennen und möglicherweise auch Erhalten von Informationen von Gegenständen 160, z.B. wie weiter unten beschrieben, wie auch anderer Zustände außerhalb des Fahrzeugs 101. Beispielsweise könnten Sensordatensammler 110 Mechanismen wie Funkgeräte, RADAR, Lidar, Sonar, Kameras oder sonstige Bildaufnahmevorrichtungen umfassen, die zum Erkennen von Gegenständen 160 und/oder Erhalten anderer gesammelter Daten 115 bezüglich des Autonombetriebs des Fahrzeugs 101 eingesetzt werden können, z.B. Messen eines Abstands zwischen dem Fahrzeug 101 und anderen Fahrzeugen oder Gegenständen, zum Erkennen anderer Fahrzeuge oder Gegenstände 160 und Orten und/oder Bahnen dieser und/oder zum Erkennen von Straßenzuständen wie beispielsweise Kurven, Schlaglöchern, Vertiefungen, Buckeln, Straßenneigungsänderungen, Erhalten von Informationen von Straßenschildern usw.
  • Ein Speicher des Computers 105 speichert allgemein gesammelte Daten 115. Gesammelte Daten 115 können eine Vielzahl von in einem Fahrzeug 101 von Datensammlern 110 gesammelten Daten umfassen, einschließlich von einem oder mehreren Gegenständen 160 erhaltener Daten 115. Beispiele gesammelter Daten 115 werden oben und unten bereitgestellt, z.B. hinsichtlich Gegenständen 160 und weiterhin können Daten 115 zusätzlich daraus im Computer 105 berechnete Daten umfassen. Allgemein können gesammelte Daten 115 alle Daten umfassen, die durch eine Sammelvorrichtung 110 gesammelt werden können und/oder aus solchen Daten berechnet werden können. Dementsprechend könnten gesammelte Daten 115 eine Vielzahl von Daten 115 bezüglich Operationen und/oder Leistung des Fahrzeugs 101 umfassen, wie auch Daten bezüglich insbesondere der Bewegung des Fahrzeugs 101. Beispielsweise könnten zusätzlich zu von einem Gegenstand 160 wie unten besprochen erhaltenen Daten 115 gesammelte Daten 115 Daten betreffs der Geschwindigkeit, Beschleunigung, Bremsen, Spuränderungen und/oder Spurnutzung (z.B. auf bestimmten Straßen und/oder Straßenarten wie beispielsweise Bundesstraßen) eines Fahrzeugs 101, Durchschnittsabstände von anderen Fahrzeugen bei jeweiligen Geschwindigkeiten oder Geschwindigkeitsbereichen, Glattheit oder Rauhigkeit einer Straße 155, Reibung der Straße 155 und/oder andere Daten 115 betreffs des Betriebs des Fahrzeugs 101 umfassen.
  • Eine Nachricht 116 kann eine Vielzahl von Daten betreffs Operationen eines Fahrzeugs 101 umfassen. Beispielsweise ermöglicht eine gegenwärtige, durch die Society of Automotive Engineers veröffentlichte Spezifikation für DSRC das Einschließen einer großen Vielzahl von Daten des Fahrzeugs 101 in einer Nachricht 116 einschließlich der Position (z.B. Breitengrad und Längengrad) des Fahrzeugs 101, Geschwindigkeit, Kurs, Beschleunigungszustand, Bremsensystemzustand, Getriebezustand, Lenkradstellung usw. Jedoch sind die Nachrichten 116 nicht auf in der DSRC-Norm oder jeder anderen Norm enthaltende Datenelemente begrenzt. Beispielsweise könnte eine Nachricht 116 gemäß DSRC eine Kommunikation sowie eine Ergänzungs- oder erhöhte Kommunikation umfassen, und in jedem Fall eine große Vielzahl von Datensammlern 110 eines Fahrzeugs 101 erhaltener gesammelter Daten 115 wie beispielsweise Kamerabilder, Radar- oder Lidar-Daten, Daten von Infrarotsensoren, Ortsdaten, z.B. gemäß dem GPS (Global Positioning System) erhaltene Breiten- und Längengrad-Geokoordinaten, Ultraschallinformationen, Bahninformationen (Fahrzeugkurs, Geschwindigkeit usw.) usw. umfassen. Dementsprechend könnte ein erstes Fahrzeug 101 gesammelte Daten 115 von einem zweiten Fahrzeug 101 empfangen, wodurch der Computer 105 des ersten Fahrzeugs 101 die gesammelten Daten 115 vom zweiten Fahrzeug 101 als Eingabe in das Autonommodul 106 im ersten Fahrzeug 101 benutzen könnte, d.h. zum Bestimmen von einer oder mehreren halbautonomen Operationen des ersten Fahrzeugs 101.
  • Das Netzwerk 120 repräsentiert wie oben erwähnt 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, einschließlich einer beliebigen gewünschten Kombination von verdrahteten (z.B. Kabel- und Faser-) und/oder drahtlosen (z.B. Mobilfunk-, Drahtlos-, Satelliten-, Mikrowellen- und Hochfrequenz-)Kommunikationsmechanismen und eine beliebige gewünschte Netzwerktopologie sein (oder Topologien, wenn mehrere Kommunikationsmechanismen benutzt werden). Beispielhafte Kommunikationsnetzwerke wären drahtlose Kommunikationsnetzwerke (die z.B. Bluetooth, IEEE 802.11 usw. verwenden), lokale Netzwerke (LAN) und/oder großflächige Netzwerke (WAN), einschließlich des Internets, die Datenkommunikationsdienste bereitstellen.
  • Der Server 125 kann ein oder mehrere Computerserver jeweils allgemein mit wenigstens einem Prozessor und wenigstens einem Speicher sein, wobei der Speicher durch den Prozessor ausführbare Anweisungen speichert, einschließlich Anweisungen zum Ausführen von hier beschriebenen verschiedenen Schritten und Verfahren. Der Server 125 kann einen Datenspeicher 130 zum Speichern von einem oder mehreren Fahrzeugen 101 empfangener gesammelter Daten 115 umfassen oder daran kommunikationstechnisch angekoppelt sein.
  • Eine Benutzervorrichtung 150 kann eine beliebige einer Vielzahl von Rechenvorrichtungen einschließlich eines Prozessors und eines Speichers wie auch von Kommunikationsfähigkeiten sein. Beispielsweise kann die Benutzervorrichtung 150 ein tragbarer Computer, Tabletcomputer, ein Smartphone usw. sein, der/das Fähigkeiten für drahtlose Kommunikationen unter Verwendung von IEEE 802.11, Bluetooth und/oder Mobilfunkkommunikationsprotokollen umfasst. Weiterhin kann die Benutzervorrichtung 150 solche Kommunikationsfähigkeiten zum Kommunizieren über das Netz 120 einschließlich mit einem Fahrzeugcomputer 105 benutzen. Eine Benutzervorrichtung 150 könnte mit einem Computer 105 des Fahrzeugs 101 über die anderen Mechanismen wie beispielsweise ein Netz im Fahrzeug 101, bekannte Protokolle wie beispielsweise Bluetooth usw. kommunizieren. Dementsprechend kann eine Benutzervorrichtung 150 zum Ausführen gewisser hier einem Datensammler 110 zugeschriebenen Operationen benutzt werden, z.B. Spracherkennungsfunktionen, Kameras, GPS-Funktionen (GPS = Global Positioning System) usw. in einer Benutzervorrichtung 150 könnten zum Bereitstellen von Daten 115 für den Computer 105 benutzt werden. Weiterhin könnte eine Benutzervorrichtung 150 zum Bereitstellen einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI = Human Machine Interface) für den Computer 105 benutzt werden.
  • 2 ist ein Blockdiagramm einer Straße 155, die von mehreren Fahrzeugen 101, 102, 103, 104 und 105 überquert wird. Im Allgemeinen können wie oben besprochen die verschiedenen Fahrzeuge 101 Datensammler 110 zum Erhalten verschiedener gesammelter Daten 115 und zum Übermitteln verschiedener gesammelter Daten 115 zu anderen Fahrzeugen 101 über eine oder mehrere Nachrichten 116 benutzen. In dem Beispiel von 2 empfängt ein erstes Fahrzeug 102 Nachrichten 116 von einem zweiten Fahrzeug 101, wobei das Fahrzeug 102 die Daten 115 von dem Fahrzeug 101 benutzen kann, um eine oder mehrere Operationen auszuführen, und wobei dementsprechend das erste Fahrzeug 102 gemäß den Daten 115 in einer oder mehreren Nachrichten 116 von dem zweiten Fahrzeug 101 halbautonom betrieben wird.
  • Zum Beispiel kann das erste Fahrzeug 102 in dem Modul 106 Anweisungen zum Verarbeiten bestimmter Arten von Daten 115, z.B. Lidar, Radar usw. umfassen. Das erste Fahrzeug 102 kann jedoch Datensammler 110, z.B. Lidar-Sensoren, Radar-Sensoren usw., zum Erhalten einer Art von gesammelten Daten 115, z.B. von gesammelten Daten 115 des Typs Radar, Lidar usw., nicht enthalten. Dementsprechend kann eine Nachricht 116 von einem zweiten Fahrzeug 101 dem ersten Fahrzeug 102 solche gesammelten Daten 115 bereitstellen, um es dem ersten Fahrzeug 102 zu ermöglichen, mindestens eine autonome Operation auszuführen, die das erste Fahrzeug 102 ansonsten nicht ausführen könnte. Zum Beispiel kann das erste Fahrzeug 102 Radar- oder Lidar-Daten 115 von dem zweiten Fahrzeug 101 zum Detektieren eines Gegenstands 160, Messen eines Abstands, einer Geschwindigkeit usw. des Gegenstands 160 auf oder in der Nähe der Straße 155 verwenden, wobei eine solche Detektion und/oder Messung andernfalls für den Computer 105 im ersten Fahrzeug 102 nicht möglich sein kann. Außerdem könnten mehrere Posten von Daten 115 in einer oder mehreren Nachrichten 116 zusammen verwendet werden. Zum Beispiel würden Radar- oder Lidar-Daten 115 von einem zweiten Fahrzeug 101 im Allgemeinen eine Geschwindigkeit und einen Ort des zweiten Fahrzeugs 101 benötigen.
  • 3 ist ein Diagramm eines beispielhaften Prozesses für ein autonomes Fahrzeug 101 zum Erhalten und Benutzen von Daten von einem zweiten autonomen Fahrzeug 102, wobei der Prozess 300 im Allgemeinen gemäß Anweisungen in einem Computer 105 des ersten Fahrzeugs 101 und/oder Computer 105 des zweiten Fahrzeugs 102 ausgeführt wird, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Im Allgemeinen kann das erste Fahrzeug 101 wie oben erwähnt keine voll robuste oder vollständige Menge von Datensammlern 110 umfassen, d.h. kann zu begrenztem oder halbautonomem Betrieb fähig sein. Durch ein zweites Fahrzeug 102 bereitgestellte Daten 115 können dem ersten Fahrzeug 101 jedoch erlauben, autonome Operationen auszuführen, zu denen es andernfalls nicht in der Lage wäre, und/oder Daten 115 zu erhalten, die z.B. Warnungen oder Informationen über einen Zustand, eine Gefahr usw. bereitstellen, die die Datensammler 110 des ersten Fahrzeugs 101 ansonsten nicht erhalten könnten.
  • Der Prozess 300 beginnt in einem Block 305, in dem ein erstes Fahrzeug 101 Fahroperationen ausführt. Das heißt, das Fahrzeug 101 wird manuell oder vielleicht halbautonom betrieben, wobei z.B. bestimmte oder alle Operationen des Fahrzeugs 101 gemäß Eingaben von einem menschlichen Bediener (z.B. Drehen eines Lenkrads, Betätigen einer Bremse oder eines Gaspedals usw.) durchgeführt werden. Das erste Fahrzeug 101 kann jedoch bestimmte Datensammler 110 umfassen, die gesammelte Daten 115 für bestimmte Operationen bereitstellen können, z.B. Aufrechterhaltung einer Geschwindigkeit, woraufhin bestimmte Operationen, z.B. Aufrechterhalten einer Geschwindigkeit, durch das autonome Fahrmodul 106 gesteuert werden können. Im Allgemeinen kann das erste Fahrzeug 101 im Block 305 in einem teilweise autonomen Modus betrieben werden, was manchmal auch als halbautonomer Modus (d.h. teilweise manuelle Weise) bezeichnet wird, wobei bestimmte Operationen, z.B. Bremsen, manuell durch einen Fahrer gesteuert werden könnten, während andere Operationen, darunter z.B. die Lenkung, durch den Computer 105 gesteuert werden könnten. Ähnlich könnte das Modul 106 steuern, wann ein Fahrzeug 101 Spuren wechselt. Es ist jedoch weiterhin möglich, dass zusätzliche Operationen des Fahrzeugs 101, z.B. Lenkung, Bremsen, Geschwindigkeit, Aufhängungssteuerung usw. durch das Modul 106 im Computer 105 gesteuert werden könnten, aber dem Computer 105 in dem ersten Fahrzeug 101 Daten 115 zum Ausführen solcher Operationen fehlen.
  • Das erste Fahrzeug 101 sendet und empfängt im Allgemeinen Nachrichten 116 oder horcht zumindest nach ihnen, die von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen 102 in der Nähe des ersten Fahrzeugs 101 empfangen werden können, z.B. zweiten Fahrzeugen 102, die dem ersten Fahrzeug 101 nahe genug sind, um Hochfrequenzübertragungen niedriger Leistung oder andere Übertragungen, durch die Nachrichten 116 bereitgestellt werden können, zu empfangen. Spezifische in einer Nachricht 116 enthaltene Datenelemente können einem bekannten Standard oder Protokoll wie DSRC genügen, können aber auch wie oben erwähnt gesammelte Daten 115 eines Fahrzeugs 101 umfassen, die in keinem aktuellen Standard oder Protokoll enthalten sind. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug 101 wie oben besprochen zusätzlich zu Daten 115 in Bezug auf Position, Geschwindigkeit usw. in einer Nachricht 116 Sensordaten 115 wie Daten des Typs Radar, Lidar usw., Bilder, Ton usw. bereitstellen.
  • Auf jeden Fall bestimmt der Computer 105 in einem Block 310, der Block 305 folgt, ob er eine oder mehrere Nachrichten 116 von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen 101 empfangen hat. Wenn nicht, kehrt der Prozess 300 zum Block 305 zurück. Andernfalls schreitet der Prozess 300 zu einem Block 315 voran.
  • Im Block 315 analysiert der Computer 105 die eine oder mehreren von einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen 101, 102 empfangenen Nachrichten 116, um zu bestimmen, ob ein vorderes Fahrzeug 102 identifiziert werden kann. Dies wird manchmal beschrieben als ein Fahrzeug 101, das ein vorderes Fahrzeug 102 zum „Anhängen“ identifiziert. Ein vorderes Fahrzeug 102 ist wie oben erwähnt ein zweites Fahrzeug 101, das dem ersten Fahrzeug 101 Nachrichten 116 bereitstellt, wobei die Nachrichten 116 Daten 115 umfassen, die durch das erste Fahrzeug 101 gesammelt werden, die der Computer 105 in dem ersten Fahrzeug 101 verwenden kann, um eine oder mehrere autonome Operationen durchzuführen, d.h. unter Verwendung der durch das zweite Fahrzeug 101 bereitgestellten Daten 115 halbautonom zu arbeiten.
  • Ein vorderes Fahrzeug 102 zum Anhängen kann gemäß einer Nachricht 116 mit einem spezifischen Inhalt identifiziert werden, der das vordere Fahrzeug 102 als dafür verfügbar identifiziert, einem oder mehreren nachfolgenden Fahrzeugen 101 gesammelte Daten 115 bereitzustellen. Zum Beispiel könnte eine Nachricht 116 ein vorderes Fahrzeug 102 als solches identifizieren, und/oder als ein Fahrzeug 102, das in der Lage ist, eine Menge gesammelter Daten 115 zu erhalten und zu senden, die für Verwendung durch ein nachfolgendes Fahrzeug 101 ausreicht. Eine solche Nachricht 116 könnte einen oder mehrere Mechanismen verwenden, wie DSRC oder möglicherweise ein drahtloses Protokoll wie IEEE 802.11 (gemeinhin als „WiFi“ bekannt), Mobilfunk oder einen bestimmten HF(Hochfrequenz)-Mechanismus. Eine Nachricht 116 von einem potentiellen vorderen Fahrzeug 102 könnte einen autonomen Modus oder autonome Modi des Fahrzeugs 102 identifizieren, z.B. voll, teilweise, Geschwindigkeitssteuerung, Spurbeibehaltung usw., sowie eine Identifikation zusätzlicher gesammelter Daten 115, die aus dem Fahrzeug 102 verfügbar sind, darunter Daten 115, die in dem Fahrzeug 101 nicht verfügbar sein können, z.B. Positionsbestimmung von Fahrzeugen 101 und Gegenständen 160, die nicht dafür ausgestattet sind, Nachrichten 116 bereitzustellen. Als Alternative oder zusätzlich könnte ein nachfolgendes Fahrzeug 101 ein vorderes Fahrzeug 102 gemäß Daten 115 identifizieren, die in einer Nachricht 116 von dem vorderen Fahrzeug 102 enthalten sind, z.B. sendet das vordere Fahrzeug 102 gesammelte Daten 115, die von dem nachfolgenden Fahrzeug 101 benutzt werden können, wie etwa Daten in Bezug auf Geschwindigkeit, Position usw. von anderen Fahrzeugen 101, 102 und/oder Fahrzeugen, denen die Fähigkeit zum Senden oder Empfangen von Nachrichten 116 fehlen, Gegenständen 160 der Straße 155 usw. Wenn ein vorderes Fahrzeug 102 aus dem einen oder den mehreren zweiten Fahrzeugen 101, die Nachrichten 116 bereitstellen, identifiziert werden kann, schreitet der Prozess 300 zu einem Block 320 voran. Andernfalls kehrt der Prozess 300 zum Block 310 zurück.
  • Im Block 320 bestimmt der Computer 105 eine oder mehrere autonome Operationen, die in dem ersten Fahrzeug 101 ausgeführt werden können, gemäß von dem vorderen Fahrzeug 102 empfangenen Daten 115. Das heißt, ein „autonomer Betrieb“ bezieht sich im vorliegenden Kontext auf eine Operation, die durch den Computer 105 bestimmt wird und gemäß Anweisungen implementiert wird, die durch den Computer 105 einer oder mehreren Steuerungen in einem Fahrzeug 101 zugeführt werden. Wie oben erwähnt, könnte das vordere Fahrzeug 101 zum Beispiel Daten 115 bereitstellen, gemäß denen das erste Fahrzeug 101 einen Gegenstand 160 in einer Straße 155 identifizieren, eine Geschwindigkeit aufrechterhalten, eine Spur beibehalten oder wechseln, bremsen, beschleunigen, eine Aufhängung im Fahrzeug 101 justieren, um eine vorhergesagte Oberfläche der Straße 155 zu berücksichtigen, usw. könnte. Man beachte, dass Justierungen des Bremsens und der Beschleunigung auf der Basis einer vorhergesagten Haftung der Straße 115 und/oder einer Änderung dieser auf der Basis der Daten 115 von einem vorderen Fahrzeug 102 vorgenommen werden könnten. Dementsprechend wird das erste (oder nachfolgende) Fahrzeug 101 beim Ausführen einer oder mehrerer autonomer Operationen auf der Basis von Daten 115, die von dem vorderen Fahrzeug 102 empfangen werden, unter Verwendung der Daten 115 von dem vorderen Fahrzeug 101 halbautonom betrieben.
  • Die Benutzung von Daten 115 von einem vorderen Fahrzeug 102 in einem nachfolgenden Fahrzeug 101 hängt oft davon ab, eine Position des vorderen Fahrzeugs 102 in eine Position des nachfolgenden Fahrzeugs 101 zu übersetzen. Zum Beispiel kann ein vorderes Fahrzeug 102 dem nachfolgenden Fahrzeug 101 zusammen mit einem Abstand eines oder mehrerer Gegenstände 160, anderer Fahrzeuge 101, 102 usw. zum nachfolgenden Fahrzeug 101 seine Geokoordinaten und Bahninformationen bereitstellen. Der Computer 105 im nachfolgenden Fahrzeug 101 kann dann aus den Geokoordinaten und der Bahn des vorderen Fahrzeugs 102 in seine eigene Geokoordinaten und Bahn übersetzen, um einen Abstand des einen oder der mehreren Gegenstände 160, der anderen Fahrzeuge 101, 102 usw. vom nachfolgenden Fahrzeug 101 zu bestimmen.
  • Im Block 325 arbeitet das Fahrzeug 101 nach Block 320 mindestens teilweise gemäß einer oder mehreren im Block 320 ausgewählten autonomen Operationen. Im Allgemeinen arbeitet das Fahrzeug 101 halbautonom und erfordert deshalb gewisse manuelle Steuerung durch einen menschlichen Bediener zusätzlich zu der einen oder mehreren im Block 320 ausgewählten autonomen Operationen. Ferner kann wie oben erwähnt der Computer 105 in der Lage sein, bestimmte autonome Operationen ohne Verwendung von Daten 115 von einem vorderen Fahrzeug 102, d.h. unter Verwendung von Daten 115 von Datensammlern 110 im ersten Fahrzeug 101, zu implementieren. Zum Beispiel kann ein vorderes Fahrzeug 102 einem nachfolgenden Fahrzeug 101 Informationen bezüglich eines Gegenstands 160 auf einer Straße 155 bereitstellen, das hohes Lenkraddrehmoment zur Vermeidung erfordert, wenn das Fahrzeug 101 nicht über eine Fähigkeit verfügt, das erforderliche Drehmoment autonom zu liefern, könnte der Computer 105 einem Bediener des Fahrzeugs 101 z.B. über eine HMI wie etwa einen Bildschirm, eine Audionachricht usw. einen Hinweis oder dergleichen bereitstellen, manuelle Steuerung zu übernehmen, so dass ein Ausweichmanöver ausgeführt werden kann.
  • Dem Block 325 folgt ein Block 330. Im Block 330 bestimmt der Computer 105, ob weiter Daten 115 von dem vorderen Fahrzeug 101 zu verwenden sind. Zum Beispiel könnte das vordere Fahrzeug 101 aufhören, dem ersten Fahrzeug 101 Nachrichten 116 bereitzustellen, z.B. könnte die Nachrichtenübermittlung deaktiviert werden, das vordere Fahrzeug 101 könnte von einer Straße abfahren, auf der das erste Fahrzeug 101 weiterfährt, usw. Als Alternative könnte der Computer 105 bestimmen, dass Daten 115 von dem vorderen Fahrzeug 101 nicht zuverlässig genug zur Verwendung wären. Wenn das vordere Fahrzeug beizubehalten ist, schreitet der Prozess 300 zu einem Block 335 voran. Andernfalls schreitet der Prozess 300 zu einem Block 340 voran.
  • Im Block 335 empfängt das erste Fahrzeug 101 weiter eine oder mehrere Nachrichten von dem vorderen Fahrzeug 101. Der Prozess 300 kehrt dann zum Block 320 zurück, z.B. nach einem Zeitraum, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Nachrichten empfangen wurde, usw.
  • Im Block 340 bestimmt der Computer 105 nach Block 330, ob der Prozess 300 fortgesetzt werden soll. Zum Beispiel kann der Prozess 300 enden, wenn halbautonome Fahroperationen enden und ein Fahrer volle manuelle Steuerung wiederaufnimmt, wenn das Fahrzeug 101 ausgeschaltet wird usw. Auf jeden Fall endet der Prozess 300 nach Block 340, wenn der Prozess 300 nicht fortgesetzt werden soll. Andernfalls schreitet der Prozess 300 zum Block 305 voran.
  • Rechenvorrichtungen wie die hier besprochenen umfassen im Allgemeinen jeweils durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen wie die oben gekennzeichneten ausführbare Anweisungen, und zum Ausführen von Blöcken oder Schritten von oben beschriebenen Verfahren. Beispielsweise sind oben besprochene Prozessblöcke als computerausführbare Anweisungen ausgeführt.
  • Computerausführbare Anweisungen können aus unter Verwendung einer Vielzahl von Programmierungssprachen und/oder -techniken einschließlich und ohne Begrenzung und entweder für sich oder in Kombination JavaTM, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. erstellten Computerprogrammen zusammengestellt oder interpretiert werden. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z.B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z.B. aus einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw. und führt diese Anweisungen aus, womit er eine oder mehrere Verfahren einschließlich eines oder mehrerer der hier beschriebenen Verfahren durchführt. Solche Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung einer Vielzahl von computerlesbaren Medien gespeichert und übertragen werden. Eine Datei in einer Rechenvorrichtung ist allgemein eine Ansammlung von auf einem computerlesbaren Medium gespeicherten Daten wie beispielsweise einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw.
  • Ein computerlesbares Medium umfasst jedes Medium, das an der Bereitstellung von Daten (z.B. Anweisungen) teilnimmt, die durch einen Computer gelesen werden können. Ein solches Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich aber nicht begrenzt auf nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien usw. Nichtflüchtige Medien umfassen beispielsweise optische oder magnetische Platten und sonstigen Festspeicher. Flüchtige Medien umfassen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM – Dynamic Random Access Memory), der typischerweise einen Hauptspeicher bildet. Gewöhnliche Formen computerlesbarer Medien umfassen beispielsweise eine Floppy-Disk, eine Diskette, eine Festplatte, ein Magnetband, jedes sonstige magnetische Medium, eine CD-ROM, DVD, jedes sonstige optische Medium, Lochkarten, Papierband, jedes andere physikalische Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, jede/n sonstige/n Speicher-Chip oder -Scheibe oder jedes sonstige Medium, aus dem ein Computer auslesen kann.
  • In den Zeichnungen zeigen gleiche Bezugsziffern die gleichen Elemente an. Weiterhin könnten einige oder alle dieser Elemente geändert werden. Hinsichtlich der hier beschriebenen Medien, Verfahren, Systeme, Methoden usw. versteht es sich, dass obwohl die Schritte solcher Verfahren usw. als nach einer gewissen geordneten Folge auftretend beschrieben worden sind, solche Verfahren mit in einer anderen Reihenfolge als der hier beschriebenen Reihenfolge durchgeführten Schritten ausgeübt werden könnten. Es versteht sich weiterhin, dass gewisse Schritte gleichzeitig durchgeführt werden könnten, dass andere Schritte hinzugefügt werden könnten oder dass gewisse hier beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Anders gesagt sind die Beschreibungen von Verfahren hier für den Zweck der Darstellung gewisser Ausführungsformen vorgesehen und sollten auf keine Weise als die beanspruchte Erfindung begrenzend ausgelegt werden.
  • Dementsprechend versteht es sich, dass die obige Beschreibung erläuternd und nicht beschränkend sein soll. Dem Fachmann würden bei Lesen der obigen Beschreibung viele andere Ausführungsformen und Anwendungen als die vorgesehenen Beispiele offenbar sein. Der Schutzumfang der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern sollte stattdessen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Ansprüche zusammen mit dem vollen Schutzumfang von Entsprechungen, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind, bestimmt werden. Es ist erwartet und beabsichtigt, dass zukünftige Entwicklungen in den hier besprochenen Techniken auftreten werden und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in diesen zukünftigen Ausführungsformen aufgenommen werden. Zusammengefasst sollte man verstehen, dass die Erfindung abänderbar und variierbar ist und nur durch die nachfolgenden Ansprüche begrenzt wird.
  • Allen in den Ansprüchen benutzten Begriffen sollen ihre breitesten sinnvollen Auslegungen und ihre gewöhnlichen Bedeutungen, so wie sie vom Fachmann verstanden werden, erteilt werden, sofern keine ausdrückliche gegensätzliche Anzeige hier geboten wird. Insbesondere sollte Verwendung der Singularartikel wie beispielsweise "ein", "der", "besagter" usw. als ein oder mehrere der angezeigten Elemente aufführend gelesen werden, sofern ein Anspruch keine ausdrückliche gegensätzliche Begrenzung aufführt.
  • Bezugszeichenliste
  • Fig. 3
    • 305
    Fahren
    310
    Nachricht(en) empfangen?
    315
    Vorderes Fahrzeug identifizieren?
    320
    Unter Verwendung von Daten des vorderen Fahrzeugs eine oder mehrere autonome Operationen bestimmen
    325
    Betrieb gemäß ausgewählter autonomer Operation(en)
    335
    Weitere Nachricht(en) empfangen
    330
    Vorderes Fahrzeug behalten?
    340
    Weiter?
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • IEEE 802.11 [0017]
    • IEEE 802.11 [0019]
    • IEEE 802.11 [0027]

Claims (10)

  1. Verfahren, das in einem Computer in einem ersten Fahrzeug implementiert wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen mindestens einer Nachricht von einem zweiten Fahrzeug, wobei die Nachricht durch das zweite Fahrzeug bereitgestellte Daten umfasst; Analysieren der Daten in der mindestens einen Nachricht, um zu bestimmen, dass das zweite Fahrzeug als ein vorderes Fahrzeug operieren kann; Implementieren mindestens einer Operation in dem ersten Fahrzeug gemäß den Daten von dem vorderen Fahrzeug.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Daten durch einen oder mehrere Sensoren in dem zweiten Fahrzeug gesammelte Daten umfassen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei dem ersten Fahrzeug Sensoren zur Bereitstellung der durch einen oder mehrere Sensoren in dem zweiten Fahrzeug gesammelten Daten fehlen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Daten eine Angabe umfassen, dass das zweite Fahrzeug als ein vorderes Fahrzeug wirken kann.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sensoren in dem zweiten Fahrzeug eine Kamera und/oder einen Lidar-Sensor und/oder einen Radar-Sensor umfassen.
  6. System, das einen Computer in einem Fahrzeug umfasst, wobei der Computer einen Prozessor und einen Speicher umfasst, wobei der Computer ausgelegt ist zum: Empfangen mindestens einer Nachricht von einem zweiten Fahrzeug, wobei die Nachricht durch das zweite Fahrzeug bereitgestellte Daten umfasst; Analysieren der Daten in der mindestens einen Nachricht, um zu bestimmen, dass das zweite Fahrzeug als ein vorderes Fahrzeug operieren kann; und Implementieren mindestens einer Operation in dem ersten Fahrzeug gemäß den Daten von dem vorderen Fahrzeug.
  7. System nach Anspruch 6, wobei die Daten durch einen oder mehrere Sensoren in dem zweiten Fahrzeug gesammelte Daten umfassen.
  8. System nach Anspruch 7, wobei dem ersten Fahrzeug Sensoren zur Bereitstellung der durch einen oder mehrere Sensoren in dem zweiten Fahrzeug gesammelten Daten fehlen.
  9. System nach Anspruch 7, wobei die Daten eine Angabe umfassen, dass das zweite Fahrzeug als ein vorderes Fahrzeug wirken kann.
  10. System nach Anspruch 7, wobei die Sensoren in dem zweiten Fahrzeug eine Kamera und/oder einen Lidar-Sensor und/oder einen Radar-Sensor umfassen.
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