DE102016117123A1

DE102016117123A1 - Fahrzeugradarwahrnehmung und -lokalisierung

Info

Publication number: DE102016117123A1
Application number: DE102016117123.9A
Authority: DE
Inventors: Ashley Elizabeth Micks; Venkatapathi Raju Nallapa; Vidya Nariyambut murali; Scott Vincent Myers
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2017-03-16
Also published as: US20180341273A1; US20220026919A1; MX2016011943A; GB2543930A; RU2016136822A; GB201615783D0; CN106546977B; US10082797B2; US11169534B2; CN106546977A; US20170075355A1

Abstract

Diese Offenbarung bezieht sich auf Verfahren, Systeme und Einrichtungen für autonom fahrende Fahrzeuge oder Fahrassistenzsysteme und bezieht sich insbesondere auf die Fahrzeugradarwahrnehmung und -lokalisierung. Das offenbarte Fahrzeugfahrsystem kann Speichermedien, ein Radarsystem, eine Standortkomponente und eine Fahrsteuerung umfassen. Die Speichermedien speichern eine Karte von Fahrbahnen. Das Radarsystem ist dazu ausgelegt, Wahrnehmungsinformationen aus einer Region in der Nähe eines Fahrzeugs zu erzeugen. Die Standortkomponente ist dazu ausgelegt, auf der Basis der Radarwahrnehmungsinformationen und anderer navigationsbezogener Daten einen Standort des Fahrzeugs zu bestimmen. Die Fahrsteuerung ist dazu ausgelegt, das Fahren des Fahrzeugs auf der Basis der Karte und des bestimmten Standorts zu steuern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf Verfahren, Systeme und Einrichtungen für autonom fahrende Fahrzeuge oder autonome Fahrassistenzsysteme und insbesondere auf die Fahrzeugradarwahrnehmung und -lokalisierung.
HINTERGRUND
Autonome Fahrzeuge und Fahrassistenzsysteme werden derzeit entwickelt und eingesetzt, um Sicherheit bereitzustellen, ein Maß der erforderlichen Benutzereingabe zu reduzieren oder die Benutzerbeteiligung vollständig zu eliminieren. Beispielsweise können einige Fahrassistenzsysteme, wie etwa Kollisionsvermeidungssysteme, das Fahren, Positionen und Geschwindigkeiten des Fahrzeugs und anderer Objekte überwachen, während ein Mensch fährt. Wenn das System detektiert, dass eine Kollision oder ein Aufprall bevorsteht, kann das Kollisionsvermeidungssystem eingreifen und eine Bremse betätigen, das Fahrzeug lenken oder andere Vermeidungs- oder Sicherheitsmanöver durchführen. Als weiteres Beispiel können autonome Fahrzeuge ein Fahrzeug mit geringer oder keiner Benutzereingabe fahren und navigieren. Aufgrund der mit dem Fahren verbundenen Gefahren und der Kosten von Fahrzeugen ist es jedoch extrem wichtig, dass autonome Fahrzeuge und Fahrassistenzsysteme sicher betrieben werden und in der Lage sind, auf Straßen genau zu navigieren, Objekte zu vermeiden und ihr Umfeld zu beobachten. Darüber hinaus können aktuelle autonome Fahrzeuge und Fahrassistenzsysteme Schwierigkeiten haben, aufgrund der sehr unterschiedlichen Gelände, Wetterbedingungen und anderen Umgebungen, in denen Fahrzeuge häufig betrieben werden, sicher oder korrekt betrieben zu werden. Daher müssen autonome Fahrzeuge unter widrigen Bedingungen sicher betrieben werden und die Umgebung auch dann so genau wie möglich wahrnehmen, wenn einige der Sensoren des Fahrzeugs ausfallen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nicht einschränkende und nicht erschöpfende Implementierungen der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten auf gleiche Teile beziehen, soweit nicht anders angegeben. Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen besser verstanden, wobei:
1 ein schematisches Blockdiagramm ist, das eine Implementierung eines Fahrzeugs darstellt, das ein automatisiertes Fahr-/Assistenzsystem umfasst;
2 eine schematische Draufsicht ist, die eine Fahrbahn gemäß einer Ausführungsform darstellt;
3 ein schematisches Blockdiagramm ist, das beispielhafte Komponenten einer Lokalisierungskomponente gemäß einer Implementierung darstellt, und
4 ein schematisches Flussdiagramm ist, das ein Verfahren für die Wahrnehmung und Lokalisierung gemäß einer Implementierung für ein Straßenfahrzeug darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Fahrbedingungen, wie etwa schneebedeckte Straßen ohne Gebäude oder andere Landmarken, haben Kameras und lichtlaserbetriebene Radarsysteme (LIDAR – Light Detection and Ranging) aufgrund des geringen visuellen Kontrasts und der starken Reflexion der Umgebung Schwierigkeiten. Wetterbedingungen, einschließlich dichter Nebel und Regen, können die Kamera- und die LIDAR-Datenerfassung erheblich einschränken. Des Weiteren kann die Reflexion von weit auf dem Boden verbreitetem Wasser sowohl für LIDAR- als auch für visuelle Systeme herausfordernd sein. Unter diesen Umständen haben Anmelder erkannt, dass die zuverlässigsten verfügbaren Daten Daten von der Funkdetektions- und Abstandsmessung (Radar – Radio Detection and Ranging), von Positionsbestimmungssystemen, wie etwa globale Positionsbestimmungssysteme (GPS – Global Positioning System), von digitalen Karten, wie etwa hochauflösende (HD)-Landkarten, von der Fahrhistorie sowie von der Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)- und der Fahrzeug-zu-Infrastruktur(V2X)-Kommunikation umfassen.
Auch wenn ein Fahrassistenzmerkmal oder autonome Fahrlösungen verschiedene Kombinationen von Sensoren (wie etwa LIDAR), Kamera(s) und Karten im Fahrzeugspeicher verwenden, sind diese Merkmale oder Lösungen aufgrund der Umgebungsbedingungen oder der Beschädigung möglicherweise nicht in der Lage, nützliche Informationen bereitzustellen. Radar ist auch unter diesen Bedingungen häufig in der Lage, nützliche Informationen bereitzustellen. Daher kombinieren einige hier genannte Ausführungsformen alle verfügbaren Radardaten mit möglichst vielen anderen Informationen, die das Fahrzeug über seine Umgebung erhalten kann, die nicht nur HD-Karten, sondern beispielsweise auch die Fahrhistorie und die V2X-Kommunikation umfassen.
Die vorliegende Offenbarung erörtert Systeme, Verfahren und Vorrichtungen zum Integrieren von Daten von Radarsensoren an einem Fahrzeug mit Daten von anderen Informationsquellen, wie etwa GPS, HD-Karten und Fahrhistorieinformationen, um ein Fahrzeug vollständiger und genauer auf einer Straße zu lokalisieren und relevante Teile der Umgebung, wie etwa Hindernisse, vollständiger und genauer wahrzunehmen. Informationen der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- oder der Fahrzeug-zu-Infrastruktur(V2X)-Kommunikation können von diesen Wahrnehmungs- und Lokalisierungsalgorithmen auch berücksichtigt werden. Einige Ausführungsformen umfassen das Durchführen von Wahrnehmung und Lokalisierung zur Verwendung mit autonomen Navigations- und aktiven Sicherheits- oder Fahrerassistenzmerkmalen. In einer Ausführungsform werden Informationen von vorherigen Fahrten im Speicher des Fahrzeugs gespeichert, einschließlich Routengeometrie und Verhaltensmerkmale von vorherigen Touren entlang desselben Wegs. In einer Ausführungsform detaillieren HD-Karten im Speicher des Fahrzeugs Informationen über die Positionen von Straßen, Spurmarkierungen, Verkehrszeichen oder anderen Standorten in Form von GPS-Koordinaten. In einer Ausführungsform geben andere Fahrzeuge und die Straßeninfrastruktur drahtlos Informationen von ihren eigenen Sensoren weiter, um die Wahrnehmung an Bord des Fahrzeugs zu ergänzen. In einer Ausführungsform werden Informationen vom GPS an Bord des Fahrzeugs in Kombination mit Messwerten von seinen Radarsensoren und allen über die V2V- oder V2X-Kommunikation erlangten Informationen verwendet, um einen Standort des Fahrzeugs auf der HD-Karte und relativ zu Fahrhistoriedaten zu bestimmen (das Fahrzeug zu lokalisieren). In einer Ausführungsform kann das Fahrzeug auf der Basis des bestimmten Standorts bzw. der bestimmten Standorte autonom navigieren oder manövrieren, vorausgesetzt, es kann ein ausreichendes Vertrauen in seine Wahrnehmung des Umfelds erreicht werden. Ein potenzieller Vorteil des Verwendens eines Radarsystems, um Wahrnehmungsinformationen für ein Fahrzeug bereitzustellen, besteht darin, dass nützliche Daten selbst unter sehr widrigen Wetterbedingungen erfasst werden können.
In der folgenden Offenbarung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen in Form von Darstellungen spezielle Implementierungen gezeigt werden, in denen die Offenbarung umgesetzt werden kann. Es versteht sich, dass andere Implementierungen genutzt und strukturelle Änderungen gemacht werden können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Bezugnahmen in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform”, „einer Ausführungsform”, „Ausführungsbeispiel” usw. zeigen an, dass die beschriebene Ausführungsform ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft umfassen kann, aber nicht jede Ausführungsform notwendigerweise das bestimmte Merkmal, die bestimmte Struktur oder die bestimmte Eigenschaft umfasst. Außerdem beziehen sich solche Wendungen nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Ferner wird, wenn ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben wird, davon ausgegangen, dass es einem Fachmann bekannt ist, dass ein solches Merkmal, eine solche Struktur oder eine solche Eigenschaft in Verbindung mit anderen Ausführungsformen beeinträchtigt wird, gleich ob dies explizit beschrieben wird oder nicht.
Hier offenbarte Implementierungen der Systeme, Vorrichtungen und Verfahren können einen Sonderzweck- oder Allzweckcomputer einschließlich Computerhardware, wie beispielsweise einen oder mehrere Prozessoren und Systemspeicher, umfassen oder nutzen, wie unten ausführlicher erörtert. Implementierungen im Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung können auch physische oder andere computerlesbare Medien zum Transportieren oder Speichern von computerausführbaren Anweisungen und/oder Datenstrukturen umfassen. Solche computerlesbaren Medien können alle Medien sein, auf die mit einem Allzweck- oder Sonderzweckcomputersystem zugegriffen werden kann. Computerlesbare Medien, die computerausführbare Anweisungen speichern, sind Computerspeichermedien (-vorrichtungen). Computerlesbare Medien, die computerausführbare Anweisungen transportieren, sind Übertragungsmedien. Als Beispiel und ohne Einschränkung können Implementierungen der Offenbarung mindestens zwei deutlich verschiedene Arten von computerlesbaren Medien umfassen: Computerspeichermedien (-vorrichtungen) und Übertragungsmedien.
Computerspeichermedien (-vorrichtungen) umfassen RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, Solid-State-Drives (SSDs) (z. B. auf RAM-Basis), Flash-Speicher, Phasenübergangsspeicher (PCM – Phase-Change Memory), andere Arten von Speicher, andere optische Plattenspeicher, Magnetplattenspeicher oder andere Magnetspeichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium, das verwendet werden kann, um gewünschte Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu speichern, und auf das mit einem Allzweck- oder einem Sonderzweckcomputer zugegriffen werden kann.
Eine hier offenbarte Implementierung der Vorrichtungen, Systeme und Verfahren kann über ein Computernetzwerk kommunizieren. Ein „Netzwerk” ist definiert als eine oder mehrere Datenverbindungen, die den Transport von elektronischen Daten zwischen Datenverarbeitungssystemen und/oder Modulen und/oder anderen elektronischen Vorrichtungen ermöglichen. Wenn Informationen über ein Netzwerk oder eine andere Kommunikationsverbindung (entweder fest verdrahtet, drahtlos oder eine Kombination aus fest verdrahtet oder drahtlos) zu einem Computer übertragen werden, sieht der Computer die Verbindung ordnungsgemäß als Übertragungsmedium. Übertragungsmedien können ein Netzwerk und/oder Datenverbindungen umfassen, die verwendet werden können, um gewünschte Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu transportieren, und auf die mit einem Allzweck- oder Sonderzweckcomputer zugegriffen werden kann. Kombinationen des Vorgenannten sollten ebenfalls in den Schutzbereich von computerlesbaren Medien eingeschlossen werden.
Computerausführbare Anweisungen umfassen beispielsweise Anweisungen und Daten, die, wenn sie an einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass ein Allzweckcomputer, ein Sonderzweckcomputer oder eine Sonderzweckverarbeitungsvorrichtung eine bestimmte Funktion oder Gruppe von Funktionen durchführt. Die computerausführbaren Anweisungen können beispielsweise Binärdateien, Zwischenformatanweisungen, wie etwa Assemblersprache, oder sogar Quellcode sein. Obwohl der Gegenstand in einer für strukturelle Merkmale und/oder methodologische Handlungen spezifischen Sprache beschrieben wurde, versteht es sich, dass der in den beiliegenden Ansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die oben beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Vielmehr werden die beschriebenen Merkmale und Handlungen als beispielhafte Formen des Implementierens der Ansprüche offenbart.
Für Fachleute versteht es sich, dass die Offenbarung in Netzwerkdatenverarbeitungsumgebungen mit vielen Arten von Computersystemauslegungen, einschließlich Personal Computer, Desktop-Computer, Laptop-Computer, Nachrichtenprozessoren, handgeführten Vorrichtungen, Multiprozessorsystemen, mikroprozessorbasierter oder programmierbarer Verbraucherelektronik, Netzwerk-PCs, Minicomputern, Mainframe-Computern, Mobiltelefonen, PDAs, Tablets, Pagern, Routern, Switches, verschiedenen Speichervorrichtungen und Ähnlichem, umgesetzt werden kann. Die Offenbarung kann auch in verteilten Systemumgebungen umgesetzt werden, wo sowohl lokale als auch ferne Computersysteme, die über ein Netzwerk (entweder über fest verdrahtete Datenverbindungen, drahtlose Datenverbindungen oder eine Kombination von fest verdrahteten und drahtlosen Datenverbindungen) verbunden sind, Aufgaben durchführen. In einer verteilten Systemumgebung können sich Programmmodule sowohl in lokalen als auch in fernen Speichervorrichtungen befinden.
Ferner können, soweit zutreffend, hier beschriebene Funktionen in Hardware, Software, Firmware, digitalen Komponenten und/oder analogen Komponenten durchgeführt werden. Beispielsweise können eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) programmiert werden, um die hier beschriebenen Systeme und/oder Prozeduren auszuführen. In der gesamten folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden gewisse Begriffe verwendet, die bestimmte Systemkomponenten bezeichnen. Für den Fachmann versteht es sich, dass Komponenten mit verschiedenen Namen bezeichnet werden können. Dieses Dokument beabsichtigt nicht, zwischen Komponenten zu differenzieren, die sich in Bezug auf den Namen, nicht aber auf die Funktion unterscheiden.
Jetzt auf die Figuren Bezug nehmend stellt 1 ein Fahrzeug 100 dar, das ein automatisiertes Fahr-/Assistenzsystem 102 umfasst. Das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 kann verwendet werden, um den Betrieb des Fahrzeugs 100 zu automatisieren oder zu steuern. Beispielsweise kann das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 Bremsen, Lenkung, Beschleunigung, Leuchten, Alarme, Fahrerbenachrichtigungen, Radio und/oder alle sonstigen Hilfssysteme des Fahrzeugs 100 steuern. Das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 kann mehrere Systeme und Vorrichtungen umfassen, einschließlich Aktuatoren, wie etwa Elektromotoren, um Bremsen, Lenkung oder Ähnliches zu steuern. Das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 umfasst eine Lokalisierungskomponente 104, die verwendet wird, um einen Standort des Fahrzeugs 100 auf der Basis von zu der Zeit verfügbaren Daten oder Sensoren zu bestimmen. Das Fahrzeug 100 umfasst auch ein oder mehrere Radarsysteme 106, ein oder mehrere LIDAR-Systeme 108, ein oder mehrere Kamerasysteme 110, ein GPS 112, einen Datenspeicher 114 und einen Sendeempfänger 116. Es versteht sich, dass die Ausführungsform in 1 nur als Beispiel dient. Andere Ausführungsformen können weniger oder zusätzliche Komponenten umfassen, ohne vom Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Zusätzlich können die dargestellten Komponenten unter anderem kombiniert oder in anderen Komponenten enthalten sein. Beispielsweise kann die Lokalisierungskomponente 104 vom automatisierten Fahr-/Assistenzsystem 102 getrennt und der Datenspeicher 114 als Teil des automatisierten Fahr-/Assistenzsystems 102 und/oder Teil des Lokalisierungssystems 104 enthalten sein.
Ein Radarsystem 106 kann jedes allgemein im Fachgebiet bekannte Radarsystem umfassen. Radarsystembetrieb und -leistung werden allgemein gut verstanden. Im Allgemeinen wird ein Radarsystem 106 durch Senden von Funksignalen und Detektieren von Reflexionen von Objekten betrieben. In Grundanwendungen kann Radar verwendet werden, um physische Objekte, wie etwa andere Fahrzeuge, Landschaften (wie etwa Bäume, Klippen, Felsen, Hügel oder Ähnliches), Straßenränder, Zeichen, Gebäude oder andere Objekte zu detektieren. Das Radarsystem 106 kann die reflektierten Funkwellen verwenden, um eine Größe, eine Form, einen Abstand, eine Oberflächentextur oder andere Informationen über ein physisches Objekt oder Material zu bestimmen. Beispielsweise kann das Radarsystem 106 ein Gebiet abtasten, um Daten oder Objekte innerhalb eines spezifischen Bereichs und Sichtwinkels des Radarsystems 106 zu erhalten. In einer Ausführungsform ist das Radarsystem 106 dazu ausgelegt, Wahrnehmungsinformationen aus einer Region in der Nähe des Fahrzeugs, wie etwa in einer oder mehreren Regionen nahe dem Fahrzeug 100 oder dieses umgebend, zu erzeugen. Beispielsweise kann das Radarsystem 106 Daten über Regionen des Boden- oder des vertikalen Gebiets, das direkt an das Fahrzeug 100 angrenzt oder sich in dessen Nähe befindet, erhalten. Das Radarsystem 106 kann eines der weit verbreiteten handelsüblichen Radarsysteme umfassen. In einer Ausführungsform kann das Radarsystem 106 dem automatisierten Fahr-/Assistenzsystem 102 zur Referenz oder Verarbeitung Wahrnehmungsdaten bereitstellen, einschließlich einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen Karte oder eines zweidimensionalen oder dreidimensionalen Modells. Wie es sich für einen Fachmann angesichts der vorliegenden Offenbarung versteht, können einige handelsübliche Radarsysteme 106 unter einigen der schwersten und widrigsten Wetterbedingungen mit geringer oder keiner Verringerung der Qualität oder Genauigkeit der Wahrnehmungsdaten betrieben werden. Beispielsweise haben nasse Oberflächen, Schnee und Nebel sehr geringe Auswirkung auf eine Fähigkeit des Radarsystems 106, Bereiche bis zu Objekten zu lokalisieren und zu detektieren.
Ein LIDAR-System 108 kann jedes allgemein im Fachgebiet bekannte LIDAR-System umfassen. Prinzipien von Betrieb und Leistung von LIDAR-Systemen werden allgemein gut verstanden. Im Allgemeinen wird das LIDAR-System 108 durch Emittieren von Lasern von sichtbarer Wellenlänge oder Infrarotwellenlänge und Detektieren von Lichtreflexionen von Objekten betrieben. In Grundanwendungen können Laser verwendet werden, um physische Objekte, wie etwa andere Fahrzeuge, Landschaften (wie etwa Bäume, Klippen, Felsen, Hügel oder Ähnliches), Straßenränder, Zeichen, Gebäude oder andere Objekte zu detektieren. Das LIDAR-System 108 kann das reflektierte Laserlicht verwenden, um eine Größe, eine Form, einen Abstand, eine Oberflächentextur oder andere Informationen über ein physisches Objekt oder Material zu bestimmen. Beispielsweise kann das LIDAR-System 108 ein Gebiet abtasten, um Daten oder Objekte innerhalb eines spezifischen Bereichs und Sichtwinkels des LIDAR-Systems 108 zu erhalten. Beispielsweise kann das LIDAR-System 108 Daten über Regionen des Boden- oder des vertikalen Gebiets, das direkt an das Fahrzeug 100 angrenzt oder sich in dessen Nähe befindet, erhalten. Das LIDAR-System 108 kann eines der weit verbreiteten handelsüblichen LIDAR-Systeme umfassen. In einer Ausführungsform kann das LIDAR-System 108 Wahrnehmungsdaten bereitstellen, einschließlich eines zweidimensionalen oder dreidimensionalen Modells oder einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen Karte von detektierten Objekten oder Oberflächen.
Obwohl LIDAR verwendet werden kann, um überaus genaue und überaus detaillierte Informationen über umliegende Objekte und Oberflächen zu erhalten, kann sich die Qualität der von LIDAR-Systemen 108 erhaltenen Daten in nassen Situationen beträchtlich verschlechtern. Beispielsweise reflektieren viele Straßenoberflächen einen beträchtlichen Teil von Laserlicht zu einem LIDAR-System 108 zurück, wenn sie trocken sind. Wenn die Oberfläche nass wird, kann der Laser jedoch reflektiert werden, aber sich weiter vom LIDAR-System 108 weg bewegen. Daher können sich LIDAR-Daten in Situationen mit starkem Regen oder vielen Pfützen beträchtlich verschlechtern und es extrem schwierig oder unmöglich machen, Standorte von Straßen, des Fahrzeugs oder anderen Fahrzeugen mit ausreichender Gewissheit genau zu bestimmen. LIDAR-Systemdaten können sich auch in Situationen mit starkem Regen oder Schneefall beträchtlich verschlechtern, weil das Laserlicht von Schneeflocken oder Regentropfen reflektiert werden kann. Daher können die zurückgegebenen Daten ein beträchtliches Maß „Rauschen” haben, das Objekte von Interesse, wie etwa Fahrzeuge, Bäume, Bordsteine, die Fahrbahn, Personen oder Ähnliches, verdecken kann. In diesen Situationen kann Radar weit überlegen und verlässlich sein.
Ein Kamerasystem 110 kann eine oder mehrere Kameras umfassen, wie etwa Kameras sichtbarer Wellenlänge oder Infrarotkameras. Das Kamerasystem 110 kann eine Videoaufnahme oder periodische Bilder bereitstellen, die für die Objektdetektion, Straßenidentifikation und -positionsbestimmung oder andere Detektion oder Positionsbestimmung verarbeitet werden können. In einer Ausführungsform kann das Kamerasystem 110 zwei oder mehr Kameras umfassen, die verwendet werden können, um die Abstandsmessung (z. B. einen Abstand detektieren) für Objekte im Sichtbereich der zwei oder mehr Kameras bereitzustellen.
Obwohl Kameras sehr gute und detaillierte Daten für ein automatisiertes Fahr-/Assistenzsystem 102 bereitstellen können, kann sich die Qualität der Daten in der Dunkelheit oder bei gewissen wetterbezogenen Bedingungen, einschließlich Nebel, Regen oder Schnee, beträchtlich verschlechtern. Dies gilt speziell für automatisierte Fahr-/Assistenzsysteme 102, die eine Video- oder Bildaufnahme verarbeiten, um beim Fahren zu unterstützen, da jedes von den wetterbezogenen Bedingungen, einschließlich Nebel, Regen oder Schnee, verursachte „Rauschen” oder Hindernis es für automatisierte Algorithmen sehr schwierig macht, Objekte zu identifizieren oder zu detektieren oder Abstände zu bestimmen.
Das GPS-System 112 ist eine Ausführungsform eines Positionsbestimmungssystems, das auf der Basis von Satelliten- oder Funkturmsignalen einen geografischen Standort des Fahrzeugs 100 bereitstellen kann. GPS-Systeme 112 sind auf dem Fachgebiet allgemein bekannt und weit verbreitet. Obwohl GPS-Systeme 112 sehr genaue Positionsbestimmungsinformationen bereitstellen können, stellen GPS-Systeme 112 allgemein wenige oder keine Informationen über Abstände zwischen dem Fahrzeug und anderen Objekten bereit. Vielmehr stellen sie einfach einen Standort bereit, der dann mit anderen Daten, wie etwa Karten, verglichen werden kann, um Abstände zu anderen Objekten, Straßen oder Standorten von Interesse zu bestimmen. Obwohl GPS-Systeme 112 der Verschlechterung aufgrund von widrigen Wetterbedingungen unterliegen können, können in einigen Situationen, in denen Kameradaten oder LIDAR-Daten nicht verfügbar oder unter einer gewünschten Qualität sind, dennoch GPS-Daten von hoher Qualität oder Genauigkeit erhalten werden.
Der Datenspeicher 114 speichert Kartendaten, eine Fahrhistorie und andere Daten, die andere Navigationsdaten, Einstellungen oder Betriebsanweisungen für das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 umfassen können. Die Kartendaten können Standortdaten, wie etwa GPS-Standortdaten, für Straßen umfassen. Beispielsweise können die Standortdaten für Straßen Standortdaten für bestimmte Spuren, wie etwa Spurrichtung, zusammenlaufende Spuren, Autobahnspuren, Ausfahrtspuren oder jede andere Spur oder Unterteilung einer Straße umfassen. Die Standortdaten für Straßen können auch Daten bezüglich der Ränder von Straßen, Details über Spurtyp (z. B. Pendlerspur, Überholspur), Details über Spurrichtung oder andere Details umfassen. In einer Ausführungsform umfassen die Kartendaten Standortdaten über eine oder mehrere Strukturen oder Objekte auf oder in der Nähe von Straßen. Beispielsweise können die Kartendaten Daten bezüglich GPS-Zeichenstandort, Brückenstandort, Gebäude- oder Strukturstandort oder Ähnliches umfassen. In einer Ausführungsform können die Kartendaten präzise Standortdaten mit einer Genauigkeit von einigen Metern oder mit einer Genauigkeit von unter einem Meter umfassen. Die Kartendaten können auch Standortdaten für Wege, unbefestigte Straßen oder andere Straßen und Pfade umfassen, die von einem Landfahrzeug befahren werden können.
Die Fahrhistorie kann Standortdaten für vergangene vom Fahrzeug 100 unternommene Touren umfassen. Beispielsweise kann die Fahrhistorie GPS-Standortdaten für die vorher unternommenen Touren oder befahrenen Wege umfassen. Als weiteres Beispiel kann die Fahrhistorie Abstands- oder relative Standortdaten mit Bezug auf Spurlinien, Zeichen, Straßenrandlinien oder andere Objekte oder Merkmale auf den oder in der Nähe der Straßen umfassen. Die Abstands- oder relativen Standortdaten können auf der Basis von GPS-Daten, Radardaten, LIDAR-Daten, Kameradaten oder anderen Sensordaten, die auf vorher oder früher vom Fahrzeug 100 unternommenen Touren gesammelt wurden, bestimmt werden. Diese Fahrhistoriedaten können vom automatisierten Fahr-/Assistenzsystem 102 zur künftigen Verwendung, falls/wenn Sensordaten ausfallen, protokolliert werden. Beispielsweise kann das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 durch Speichern detaillierter Spurstandort-, Zeichenstandort- oder anderer Daten in der Lage sein, nur auf der Basis von Radardaten (oder einer Kombination von Radar- und beliebigen anderen verfügbaren Standort-/Navigationsdaten) einen extrem präzisen Standort zu bestimmen. In einer Ausführungsform ist das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 dazu ausgelegt, für und während aller vom Fahrzeug 100 unternommenen Touren oder Fahrten Fahrdaten im Datenspeicher 114 zu protokollieren.
Der Sendeempfänger 116 ist dazu ausgelegt, von einer oder mehreren anderen Daten- oder Signalquellen Signale zu empfangen. Der Sendeempfänger 116 kann ein oder mehrere Funkgeräte umfassen, die dazu ausgelegt sind, gemäß einer Vielzahl von Kommunikationsnormen und/oder unter Verwendung einer Vielzahl verschiedener Frequenzen zu kommunizieren. Beispielsweise kann der Sendeempfänger 116 Signale von anderen Fahrzeugen, wie etwa von Fahrzeug 118, empfangen. Das Empfangen von Signalen von einem anderen Fahrzeug wird hier als Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)-Kommunikation bezeichnet. In einer Ausführungsform kann der Sendeempfänger 116 auch verwendet werden, um Informationen zu anderen Fahrzeugen, wie etwa Fahrzeug 118, zu übertragen, um sie beim Lokalisieren des Fahrzeugs 100 oder von anderen Fahrzeugen oder Objekten, potenziell zu unterstützen. Während der V2V-Kommunikation kann der Sendeempfänger 116 Informationen von anderen Fahrzeugen über deren Standorte, anderen Verkehr, Unfälle, Straßenbedingungen oder andere Details empfangen, die das Fahrzeug 100 und/oder das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 beim genauen oder sicheren Fahren unterstützen können.
Der Sendeempfänger 116 kann Signale von anderen Signalquellen empfangen, die sich an festen Standorten befinden. Infrastruktursendeempfänger 120 kann sich an einem spezifischen geografischen Standort befinden und seinen spezifischen geografischen Standort mit einem Zeitstempel senden. Daher kann das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 in der Lage sein, einen Abstand vom Infrastruktursendeempfänger 120 auf der Basis des Zeitstempels zu bestimmen, und dann seinen Standort auf der Basis des Standorts des Infrastruktursendeempfängers 120 bestimmen. Beispielsweise kann der Sendeempfänger 116 Signale von Infrastruktursendeempfängern 120 empfangen, die in die Straßen- oder Transportinfrastruktur eingebaut sind. In einer Ausführungsform können Straßen entlang Straßen platzierte Sender umfassen, die vom Fahrzeug 100 verwendet werden können, um in Bezug auf Straßen oder andere geografische Standorte präzise Standorte zu erhalten. Ähnlich können Magnete oder andere Standortmechanismen entlang oder in den Straßen platziert sein, die vom Sendeempfänger 116 oder anderen Vorrichtungen erkannt werden können. In einer Ausführungsform kann der Sendeempfänger 116 Signale von Funk- oder Mobiltelefontürmen empfangen. Beispielsweise kann der Sendeempfänger 116 ein Funkgerät umfassen, das in der Lage ist, Standortdaten zu lizenzierten Spektren zu empfangen und zu verarbeiten, auch wenn er nicht dazu fähig ist, Informationen zu kommunizieren oder Sprache oder andere Arten von Datenkommunikationen zu decodieren. Beispielsweise stellen viele Mobilfunknetzwerke Standortdienste bereit, die vom automatisierten Fahr-/Assistenzsystem 102 verwendet werden können. In einer Ausführungsform wird das Empfangen oder Senden von Standortdaten von Vorrichtungen oder Türmen an festen Standorten als Fahrzeug-zu-Infrastruktur(V2X)-Kommunikation bezeichnet. In einer Ausführungsform kann der Begriff V2X-Kommunikation auch die V2V-Kommunikation einschließen.
In einer Ausführungsform kann der Sendeempfänger 116 Standortdaten über ein Mobilfunknetzwerk oder eine Zellenverbindung senden und empfangen. Beispielsweise kann der Sendeempfänger 116 aktualisierte Standortdaten für einen spezifischen Bereich empfangen, wenn das Fahrzeug 100 sich entlang einer Fahrbahn bewegt. Ähnlich kann der Sendeempfänger 116 historische Fahrdaten für das Fahrzeug 100 oder andere Fahrzeuge, die an dem Standort entlang einer Straße gefahren sind, empfangen. Beispielsweise kann der Sendeempfänger 116 Daten empfangen, die Standorte von Zeichen oder Objekten anzeigen, die mit einem Radarsystem 106 detektierbar sind. Wenn der Sendeempfänger 116 in der Lage ist, Signale von drei oder mehr Infrastruktursendeempfängern 120 zu empfangen, kann das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 in der Lage sein, seinen geografischen Standort zu triangulieren.
Jetzt Bezug nehmend auf 2 ist eine schematische Draufsicht einer Fahrbahn 200 dargestellt. Die Fahrbahn 200 umfasst mehrere Spuren 202, die mit Linien markiert sind, wobei die Fahrzeuge 100 und 118 auf der Fahrbahn 200 fahren. An einer Kreuzung der Fahrbahn 200 befinden sich Verkehrszeichen 204. In der Nähe oder auf der Fahrbahn befinden sich mehrere Infrastruktursender oder -sendeempfänger 120. Das Fahrzeug 100 kann in der Lage sein, auf der Basis der Radardetektion der Zeichen 204, der Sendeempfängerdetektion der Infrastruktursender oder -sendeempfänger 120 sowie von Signalen, die vom Fahrzeug 118 empfangen werden, und/oder von im Datenspeicher 114 gespeicherten Daten einen genauen Standort auf der Fahrbahn zu bestimmen. Daher kann, auch wenn raues Wetter die Datenqualität der von Kamerasystemen 110 oder LIDAR-Systemen 108 gesendeten Informationen beeinträchtigt, das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 in der Lage sein, auf der Basis des Radarsystems 106 und allen anderen verfügbaren navigationsbezogenen Daten den Standort des Fahrzeugs 100 genau zu bestimmen.
3 ist ein Blockdiagramm, das beispielhafte Komponenten der Lokalisierungskomponente 104 darstellt. In der abgebildeten Ausführungsform umfasst die Lokalisierungskomponente 104 einen Prozessor 302, einen Speicher 304, eine Standortkomponente 306, eine Fahrsteuerung 308, eine Datenqualitätskomponente 310 und eine V2X-Komponente 312. Die Komponenten 302–312 sind nur in Form von Darstellungen angegeben und möglicherweise nicht in allen Ausführungsformen enthalten. Tatsächlich können einige Ausführungsformen nur eine oder jede Kombination von zwei oder mehr der Komponenten 302–312 umfassen.
Der Prozessor 302 kann jede Art von Allzweck- oder Sonderzweckprozessor zum Ausführen von Programmcode oder Anweisungen umfassen. Beispielsweise kann der Prozessor 302 verwendet werden, um Anweisungen entsprechend einer oder mehrerer der anderen Komponenten 304–312 auszuführen. Der Speicher 304 kann ein computerlesbares Medium umfassen, das Anweisungen entsprechend den anderen Komponenten 306–312 speichert. Beispielsweise kann der Speicher 304 die anderen Komponenten 306–312 als Komponenten eines Computerprogramms speichern. Der Speicher 304 kann dem Datenspeicher 114 von 1 entsprechen. In einer Ausführungsform ist der Speicher 304 dazu ausgelegt, Daten, wie etwa Kartendaten, Programmcode, Fahrhistorie oder andere Daten zu speichern. Die Kartendaten können eine Karte von einer oder mehreren Fahrbahnen oder Fahrwegen umfassen. In einer Ausführungsform umfasst die Karte Informationen über Standorte des Objekts oder der Struktur in Bezug auf die Straße oder den Fahrweg.
Die Standortkomponente 306 ist dazu ausgelegt, einen Standort eines entsprechenden Fahrzeugs (wie etwa das Fahrzeug 100 von 1) auf der Basis von Radarwahrnehmungsinformationen und, soweit zutreffend, anderen navigationsbezogenen Daten auf einer Karte zu bestimmen. In einer Ausführungsform empfängt die Standortkomponente die Wahrnehmungsinformationen von einem Radarsystem 106 für eine Bodenoberfläche und/oder für Objekte in einer Region in der Nähe des Fahrzeugs 100. In einer Ausführungsform umfassen die anderen navigationsbezogenen Daten von einem Positionsbestimmungssystem bestimmte Standortinformationen. In einer Ausführungsform bestimmt die Standortkomponente 306 den Standort des Fahrzeugs 100 auf der Basis der Radarwahrnehmungsinformationen und Daten von einem Satellitenpositionsbestimmungssystem. In einer Ausführungsform bestimmt die Standortkomponente 306 den Standort des Fahrzeugs 100 auf der Basis der Informationen vom Satellitenpositionsbestimmungssystem und auf der Basis eines Standorts eines Objekts oder einer Struktur, der von den Wahrnehmungsinformationen vom Radarsystem 106 detektiert wurde, wobei das Objekt oder die Struktur auf der Karte identifiziert wird. Beispielsweise kann die Karte einen Standort des Objekts oder der Struktur anzeigen und die Standortkomponente 306 kann bestimmen, wo der Abstand vom Objekt oder von der Struktur sich innerhalb einer Fehlerregion von GPS-Daten schneidet.
In einer Ausführungsform umfassen die anderen navigationsbezogenen Daten Standortinformationen, die auf der Basis einer V2V-Kommunikation und/oder einer V2X-Kommunikation bestimmt werden. Beispielsweise kann die Standortkomponente 306 Standort- oder Wahrnehmungsinformationen von einem Infrastruktursystem, wie etwa vom Infrastruktursendeempfänger 120, oder einem anderen Fahrzeug, wie etwa vom Fahrzeug 118, empfangen und den Standort des Fahrzeugs 100 auf der Basis der Standort- oder Wahrnehmungsinformationen vom Infrastruktursystem oder vom anderen Fahrzeug bestimmen. In einer Ausführungsform umfassen die anderen navigationsbezogenen Daten Tourdaten von einer oder mehreren vorherigen vom Fahrzeug 100 unternommenen Touren. In einer Ausführungsform kann die Standortkomponente 304 auf der Basis von Radardaten und einer Kombination von LIDAR-Daten, Kamerabilddaten, V2V-Daten, V2X-Daten, Kartendaten oder anderen hier erörterten Daten einen Standort des Fahrzeugs 100 oder eines anderen Objekts bestimmen.
In einer Ausführungsform empfängt die Standortkomponente 304 die Wahrnehmungsinformationen vom Radarsystem 106, vom LIDAR-System 108, vom Kamerasystem 110, von GPS 112 oder vom Infrastruktursystem, wie etwa vom Infrastruktursendeempfänger 120, oder von einem anderen Fahrzeug, wie etwa vom Fahrzeug 118, oder von anderen Sensoren. Die Radardaten und die Daten von verschiedenen Sensoren können kombiniert und/oder verarbeitet werden, um den aktuellen Standort des Fahrzeugs 100 unter Verwendung von Radardetektionen, bei denen es sich um hochdichte oder andere Radardetektionen handeln kann, bei Lokalisierungsverfahren, analog der Verwendung von LIDAR-Punktwolken für die Lokalisierung, zu bestimmen, Die Live-Radardetektionen können mit Karten und anderen im Speicher des Fahrzeugs 100 verfügbaren Daten verglichen werden, um den aktuellen Standort des Fahrzeugs 100 zu bestimmen. In einer Ausführungsform können die Radardaten und die Daten von verschiedenen Sensoren kombiniert und/oder verarbeitet werden, um den aktuellen Standort des Fahrzeugs 100 durch Verfolgen der Radardetektionen über die Zeit und Vergleichen dieser Detektionen mit GPS-Daten über die Zeit zu bestimmen, sodass eine GPS-Abweichung während der Fahrt korrigiert werden kann.
Die Fahrsteuerungskomponente 308 dient dem Steuern des Fahrens des Fahrzeugs 100 auf der Basis der Karte und des bestimmten Standorts. In einer Ausführungsform kann die Fahrsteuerungskomponente 308 ein vom Fahrzeug 100 durchzuführendes Fahrmanöver bestimmen und Steuersignale für ein oder mehrere Aktuatoren oder Systeme bereitstellen, um die Lenkung, die Bremsen oder jedes andere System des Fahrzeugs 100 zu steuern. In einer Ausführungsform kann die Fahrsteuerungskomponente 308 das Fahren des Fahrzeugs 100 steuern, indem sie bewirkt, dass das Fahrzeug 100 auf der Basis des bestimmten Standorts auf der Karte ein Fahrmanöver durchführt. In einer Ausführungsform kann die Fahrsteuerungskomponente 308 das Fahren des Fahrzeugs 100 steuern, indem es die Position des Fahrzeugs 100 einem autonomen Fahrsystem, wie etwa dem automatisierten Fahr-/Assistenzsystem 102, des Fahrzeugs 100 bereitstellt, das dann auf der Basis der Position Fahrmanöver oder Fahren durchführen kann.
Die Datenqualitätskomponente 310 ist dazu ausgelegt zu bestimmen, dass eine oder mehr Sensoreinheiten keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind. Beispielsweise kann die Datenqualitätskomponente 310 bestimmen, dass das LIDAR-System 108, das Kamerasystem 110 oder eine andere Sensor- oder Dateneingabe keine verwendbaren Daten bereitstellt. Beispielsweise kann die Datenqualitätskomponente 310 bestimmen, dass ein Sensor beschädigt oder die Datenqualität unter einen Schwellenwert abgefallen ist. In einer Ausführungsform kann die Datenqualitätskomponente 310 bestimmen, dass die LIDAR-Daten oder die Kameradaten auf der Basis eines Maßes des Rauschens in den Daten oder auf der Basis einer geringen Licht- oder geringen Laserreflexion nicht verwendbar sind. In einer Ausführungsform kann die Datenqualitätskomponente 310 bestimmen, dass ein oder mehr Sensoren auf der Basis eines Signals von dem einen oder mehr Sensoren nicht betrieben werden, was explizit anzeigt, dass die Sensoren nicht funktionieren. In einer Ausführungsform ist die Datenqualitätskomponente 310 dazu ausgelegt zu bestimmen, dass auf der Basis der aktuellen Wetterbedingungen und/oder des Bestimmens, dass die eine oder mehr Sensoreinheiten keine Daten bereitstellen, die eine oder mehr Sensoreinheiten keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind. In einer Ausführungsform kann die Datenqualitätskomponente 310 Daten über ein Mobilfunknetzwerk oder eine Internetverbindung empfangen, dass die Wetterbedingungen für Kamera- oder LIDAR-Daten schlecht sind.
Die V2X-Komponente 312 ist dazu ausgelegt, V2V- oder V2X-Kommunikationen zu empfangen. In einer Ausführungsform stellt die V2X-Komponente 312 die V2V- oder V2X-Kommunikationen der Standortkomponente 306 oder dem Speicher 304 bereit. Beispielsweise kann die Standortkomponente 306 einen Standort eines Fahrzeugs auf der Basis der V2V- und/oder der V2X-Kommunikationen bestimmen.
Jetzt Bezug nehmend auf 4 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens 400 für die Wahrnehmung und Lokalisierung für ein Straßenfahrzeug oder für ein automatisiertes Fahr- oder automatisiertes Assistenzsystem eines Fahrzeugs dargestellt. Das Verfahren 400 kann von einem automatisierten Fahr-/Assistenzsystem oder einer Lokalisierungskomponente, wie etwa dem automatisierten Fahr-/Assistenzsystem 102 von 1 oder der Lokalisierungskomponente 104 von 3, durchgeführt werden.
Das Verfahren 400 beginnt mit dem Speichern einer Karte einer Straße oder eines Fahrwegs, auf der bzw. dem sich ein Fahrzeug, wie etwa das Fahrzeug 100, bewegen kann, bei 410 in Speicher 304. Es versteht sich, dass der Speicher 304 auch Informationen von vorherigen vom Fahrzeug gefahrenen Routen und Touren bei 412 speichern kann. Die Lokalisierungskomponente 104 empfängt Wahrnehmungsinformationen von einem Radarsystem für einen Boden und/oder für Objekte in einer Region in der Nähe des Fahrzeugs bei 420. Die Lokalisierungskomponente 104 kann bei 430 auch Standortinformationen von einem Satellitenpositionsbestimmungssystem empfangen. Die Lokalisierungskomponente 104 kann bei 432 auch Standort- oder Wahrnehmungsinformationen von einem Infrastruktursystem oder einem anderen Fahrzeug empfangen. Eine Datenqualitätskomponente 310 bestimmt bei 434, dass ein Kamera- und/oder ein LIDAR-System keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind. Eine Standortkomponente 306 bestimmt einen Standort eines Objekts oder einer Struktur, der von Wahrnehmungsinformationen vom Radarsystem detektiert wurde, wobei das Objekt oder die Struktur bei 436 in der Karte identifiziert wird. Die Standortkomponente 306 bestimmt bei 438 auf der Basis der Radarwahrnehmungsinformationen und eines Satellitenpositionsbestimmungssystems einen Standort des Fahrzeugs auf der Karte. Eine Fahrsteuerungskomponente 308 führt auf der Basis des bei 440 auf der Karte bestimmten Standorts ein Fahrmanöver durch oder bewirkt, dass ein Fahrzeug ein Fahrmanöver durchführt.
Beispiele
Die folgenden Beispiele betreffen weitere Ausführungsformen.
Beispiel 1 ist ein Fahrzeugfahrsystem, das Folgendes umfasst: Speichermedien zum Speichern einer Karte von Fahrbahnen, ein Radarsystem, das dazu ausgelegt ist, Wahrnehmungsinformationen von einer Region in der Nähe des Fahrzeugs zu erzeugen, eine Standortkomponente, die dazu ausgelegt ist, auf der Basis der Radarwahrnehmungsinformationen und anderer navigationsbezogener Daten einen Standort des Fahrzeugs zu bestimmen, und eine Fahrsteuerung, die dazu ausgelegt ist, auf der Basis der Karte und des bestimmten Standorts das Fahren des Fahrzeugs zu steuern.
In Beispiel 2 umfasst das Fahrzeugfahrsystem aus Beispiel 1 ferner eine oder mehr zusätzliche Sensoreinheiten und eine Datenqualitätskomponente, die dazu ausgelegt ist zu bestimmen, dass eine oder mehr Sensoreinheiten keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind. Die Standortkomponente ist dazu ausgelegt, auf der Basis der Radarwahrnehmungsinformationen in Reaktion auf das Bestimmen, dass die eine oder mehr Sensoreinheiten keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind, den Standort des Fahrzeugs zu bestimmen.
In Beispiel 3 ist die Datenqualitätskomponente aus Beispiel 2 dazu ausgelegt zu bestimmen, dass auf der Basis der aktuellen Wetterbedingungen und/oder einer Bestimmung, dass die eine oder mehr Sensoreinheiten keine Daten bereitstellen, die eine oder mehr Sensoreinheiten keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind.
In Beispiel 4 umfassen die eine oder mehr zusätzlichen Sensoreinheiten in jedem der Beispiele 2–3 ein Kamera- und/oder ein LIDAR-System, wobei die Datenqualitätskomponente dazu ausgelegt ist zu bestimmen, dass das Kamera- und/oder das LIDAR-System keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind.
In Beispiel 5 umfassen die anderen navigationsbezogenen Daten aus jedem der Beispiele 1–4 von einem Positionsbestimmungssystem bestimmte Informationen, auf der Basis einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation bestimmte Standortinformationen, auf der Basis einer Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation bestimmte Standortinformationen und/oder Tourdaten von einer oder mehreren von dem Fahrzeug unternommenen vorherigen Touren.
Beispiel 6 ist ein Verfahren der Wahrnehmung und Lokalisierung für ein Straßenfahrzeug. Das Verfahren umfasst: Speichern einer Karte einer Straße oder eines Fahrwegs, Empfangen von Wahrnehmungsinformationen von einem Radarsystem für einen Boden und/oder für Objekte in einer Region in der Nähe des Fahrzeugs, Empfangen von Standortinformationen von einem Satellitenpositionsbestimmungssystem, Bestimmen auf der Basis der Radarwahrnehmungsinformationen und des Satellitenpositionsbestimmungssystems eines Standorts des Fahrzeugs und Durchführen eines Fahrmanövers auf der Basis des bestimmten Standorts auf der Karte.
In Beispiel 7 umfasst das Verfahren aus Beispiel 6 ferner das Speichern von Informationen von vorherigen vom Fahrzeug gefahrenen Routen und Touren, wobei das Bestimmen des Standorts ferner das Bestimmen des Standorts auf der Basis der Informationen von vorherigen vom Fahrzeug gefahrenen Routen und Touren umfasst.
In Beispiel 8 umfasst das Bestimmen des Standorts des Fahrzeugs auf der Karte aus jedem der Beispiele 6–7 das Bestimmen auf der Basis der Informationen vom Satellitenpositionsbestimmungssystem und auf der Basis eines Standorts eines Objekts oder einer Struktur, der von den Wahrnehmungsinformationen vom Radarsystem detektiert wurde, wobei das Objekt oder die Struktur auf der Karte identifiziert wird.
In Beispiel 9 umfasst das Speichern der Karte in jedem der Beispiele 6–8 das Speichern einer Karte, die Informationen über Standorte des Objekts oder der Struktur in Bezug auf die Straße oder den Fahrweg umfasst.
In Beispiel 10 umfasst das Verfahren aus jedem der Beispiele 6–9 ferner das Empfangen von Standort- oder Wahrnehmungsinformationen von einem Infrastruktursystem oder einem anderen Fahrzeug, wobei das Bestimmen des Standorts ferner das Bestimmen auf der Basis der Standort- oder Wahrnehmungsinformationen vom Infrastruktursystem oder vom anderen Fahrzeug umfasst.
Beispiel 11 ist das Verfahren aus jedem der Beispiele 6–10, wobei das Straßenfahrzeug ferner ein Kamera- und/oder ein LIDAR-System umfasst, das Verfahren ferner das Bestimmen umfasst, dass das Kamera- und/oder das LIDAR-System keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind, und das Bestimmen des Standorts des Fahrzeugs auf der Basis der Wahrnehmungsinformationen von einem Radarsystem in Reaktion auf das Bestimmen, dass das Kamera- oder das LIDAR-System keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind, durchgeführt wird.
Beispiel 12 sind computerlesbare Speichermedien, die Anweisungen speichern, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor Kartendaten vom Speicher erhält, wobei die Kartendaten einer Karte von einer Straße entsprechen, navigationsbezogene Daten von einer oder mehreren Quellen erhält, Radarsystemdaten für eine Region in der Nähe eines Fahrzeugs erhält, die Radarsystemdaten und die navigationsbezogenen Daten verarbeitet, um eine Position eines Fahrzeugs in Bezug auf die Straße zu lokalisieren, und die Position des Fahrzeugs einem autonomen Fahrsystem des Fahrzeugs bereitstellt.
In Beispiel 13 umfassen die navigationsbezogenen Daten aus Beispiel 12 Satellitenpositionsbestimmungsdaten von einem Satellitenpositionsbestimmungssystem, über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangene Informationen, über eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation empfangene Informationen und/oder Informationen von vorherigen vom Fahrzeug gefahrenen Routen und Touren.
In Beispiel 14 umfassen die Kartendaten aus jedem der Beispiele 12–13 Informationen über Standorte eines Objekts oder einer Struktur in Bezug auf die Straße.
In Beispiel 15 umfassen die Radarsystemdaten aus jedem der Beispiele 12–14 Informationen über einen Standort des Objekts oder der Struktur in Bezug zum Fahrzeug, wobei das Verarbeiten der Radarsystemdaten zum Lokalisieren der Position das Bestimmen des Standorts auf der Basis der Standorte des Objekts oder der Struktur gemäß der Karte umfasst.
In Beispiel 16 umfasst das Fahrzeug aus jedem der Beispiele 12–15 ein Kamera- und/oder ein LIDAR-System, wobei die Anweisungen ferner bewirken, dass der Prozessor bestimmt, dass das Kamera- und/oder das LIDAR-System keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind.
In Beispiel 17 bewirken die Anweisungen aus jedem der Beispiele 12–16, dass der Prozessor die Radarsystemdaten und die navigationsbezogenen Daten verarbeitet, um in Reaktion auf das Bestimmen, dass das Kamera- oder das LIDAR-System keine verwendbaren Daten bereitstellt oder beschädigt ist, die Position zu lokalisieren.
Es ist anzumerken, dass die oben erörterten Sensorausführungsformen Computerhardware, -software, -firmware oder jede Kombination davon umfassen kann, um mindestens einen Teil von deren Funktionen durchzuführen. Beispielsweise kann ein Sensor Computercode umfassen, der dazu ausgelegt ist, in einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, sowie Hardwarelogik bzw. elektrische Schaltungen umfassen, die vom Computercode gesteuert werden. Diese Beispielvorrichtungen werden hier zum Zweck der Darstellung bereitgestellt und sollen nicht als Einschränkung aufgefasst werden. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können in weiteren Arten von Vorrichtungen implementiert werden, wie dem entsprechenden Fachmann bekannt sein dürfte.
Ausführungsformen der Offenbarung wurden auf Computerprogrammprodukte ausgerichtet, die eine solche auf jedem beliebigen computernutzbaren Medium gespeicherte Logik (z. B. in Form von Software) umfassen. Eine solche Software bewirkt, wenn sie in einer oder mehreren Verarbeitungsvorrichtungen ausgeführt wird, dass eine Vorrichtung wie hier beschrieben betrieben wird.
Während oben verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, sei darauf hingewiesen, dass sie als Beispiele und ohne Einschränkung präsentiert wurden. Für den entsprechenden Fachmann ist es offensichtlich, dass daran verschiedene Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Daher sollten Breite und Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nicht durch eine der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen eingeschränkt, sondern nur gemäß den folgenden Ansprüchen und deren Entsprechungen definiert werden. Die obige Beschreibung dient Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung auf die präzise offenbarte Form einschränken. Im Licht der obigen Lehre sind viele Modifikationen und Variationen möglich. Ferner sei darauf hingewiesen, dass jede oder alle der vorgenannten alternativen Implementierungen in jeder gewünschten Kombination verwendet werden können, um zusätzliche hybride Implementierungen der Offenbarung zu bilden.
Ferner soll, obwohl spezifische Implementierungen der Offenbarung beschrieben und dargestellt wurden, die Offenbarung nicht auf die spezifischen Formen oder Anordnungen der so beschriebenen und dargestellten Teile eingeschränkt werden. Der Schutzbereich der Offenbarung soll von den hier beiliegenden Ansprüchen, allen künftigen hier und bei anderen Anmeldungen vorgelegten Ansprüchen und deren Entsprechungen definiert werden.

Claims

Fahrzeugfahrsystem, das Folgendes umfasst: Speichermedien, die eine Karte von Fahrbahnen speichern; ein Radarsystem, das dazu ausgelegt ist, Radarwahrnehmungsinformationen aus einer Region in der Nähe eines Fahrzeugs zu erzeugen; eine Standortkomponente, die dazu ausgelegt ist, auf der Basis der Radarwahrnehmungsinformationen und anderer navigationsbezogener Daten einen Standort des Fahrzeugs zu bestimmen, und eine Fahrsteuerung, die dazu ausgelegt ist, das Fahren des Fahrzeugs auf der Basis der Karte und des bestimmten Standorts zu steuern.
Fahrzeugfahrsystem nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeugfahrsystem autonom ist und ferner eine oder mehrere zusätzliche Sensoreinheiten umfasst sowie eine Datenqualitätskomponente, die dazu ausgelegt ist zu bestimmen, dass eine oder mehrere Sensoreinheiten keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind, wobei die Standortkomponente dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf das Bestimmen, dass die eine oder die mehreren Sensoreinheiten keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind, den Standort des Fahrzeugs auf der Basis der Radarwahrnehmungsinformationen zu bestimmen.
Fahrzeugfahrsystem nach Anspruch 2, wobei die Datenqualitätskomponente dazu ausgelegt ist zu bestimmen, dass die eine oder die mehreren Sensoreinheiten keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind, und zwar auf der Basis von: den aktuellen Wetterbedingungen und/oder dem Bestimmen, dass die eine oder die mehreren Sensoreinheiten keine Daten bereitstellen.
Fahrzeugfahrsystem nach Anspruch 2, wobei die eine oder die mehreren zusätzlichen Sensoreinheiten ein Kamera- und/oder ein lichtlaserbetriebenes Radarsystem (LIDAR) umfassen, wobei die Datenqualitätskomponente dazu ausgelegt ist zu bestimmen, dass das Kamera- und/oder das LIDAR-System keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind.
Fahrzeugfahrsystem nach Anspruch 1, wobei die anderen navigationsbezogenen Daten von einem Positionsbestimmungssystem bestimmte Standortinformationen umfassen.
Fahrzeugfahrsystem nach Anspruch 1, wobei die anderen navigationsbezogenen Daten auf der Basis einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation bestimmte Standortinformationen umfassen.
Fahrzeugfahrsystem nach Anspruch 1, wobei die anderen navigationsbezogenen Daten auf der Basis einer Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation bestimmte Standortinformationen umfassen.
Fahrzeugfahrsystem nach Anspruch 1, wobei die anderen navigationsbezogenen Daten Tourdaten von einer oder mehreren vorherigen vom Fahrzeug unternommenen Touren umfassen.
Verfahren der Wahrnehmung und Lokalisierung für ein Straßenfahrzeug, das Folgendes umfasst: Speichern einer Karte einer Straße oder eines Fahrwegs; Empfangen von Wahrnehmungsinformationen von einem Radarsystem für einen Boden und/oder für Objekte in einer Region in der Nähe des Fahrzeugs; Empfangen von Standortinformationen von einem Satellitenpositionsbestimmungssystem; Bestimmen eines Standorts des Fahrzeugs auf der Karte auf der Basis der Radarwahrnehmungsinformationen und der Standortinformationen und Durchführen eines Fahrmanövers auf der Basis des bestimmten Standorts auf der Karte.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Speichern von Informationen von vorherigen vom Fahrzeug gefahrenen Routen und Touren umfasst, wobei das Bestimmen des Standorts ferner das Bestimmen des Standorts auf der Basis der Informationen von vorherigen vom Fahrzeug gefahrenen Routen und Touren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bestimmen des Standorts des Fahrzeugs auf der Karte ferner auf den Informationen vom Satellitenpositionsbestimmungssystem und auf einem Standort eines Objekts oder einer Struktur basiert, der von den Wahrnehmungsinformationen vom Radarsystem detektiert wurde, wobei das Objekt oder die Struktur auf der Karte identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Speichern der Karte das Speichern einer Karte umfasst, die Informationen über Standorte des Objekts oder der Struktur in Bezug auf die Straße oder den Fahrweg umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Empfangen von Standort- oder Wahrnehmungsinformationen von einem Infrastruktursystem oder einem anderen Fahrzeug umfasst, wobei das Bestimmen des Standorts ferner das Bestimmen auf der Basis der Standort- oder Wahrnehmungsinformationen vom Infrastruktursystem oder vom anderen Fahrzeug umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei: das Straßenfahrzeug ferner ein Kamera- und/oder ein lichtlaserbetriebenes Radarsystem (LIDAR) umfasst; das Verfahren ferner das Bestimmen umfasst, dass das Kamera- und/oder das LIDAR-System keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind, und das Bestimmen des Standorts des Fahrzeugs auf der Basis der Wahrnehmungsinformationen von einem Radarsystem in Reaktion auf das Bestimmen, dass das Kamera- oder das LIDAR-System keine verwendbaren Daten bereitstellt oder beschädigt ist, durchgeführt wird.
Computerlesbare Speichermedien, die Anweisungen speichern, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor: Kartendaten aus dem Speicher erhält, wobei die Kartendaten einer Karte einer Straße entsprechen; navigationsbezogene Daten von einer oder mehreren Quellen erhält; Radarsystemdaten für eine Region in der Nähe eines Fahrzeugs erhält; die Radarsystemdaten und die navigationsbezogenen Daten verarbeitet, um eine Position des Fahrzeugs in Bezug auf die Straße zu lokalisieren, und die Position des Fahrzeugs einem autonomen Fahrsystem des Fahrzeugs bereitstellt.
Computerlesbare Speichermedien nach Anspruch 15, wobei die navigationsbezogenen Daten Folgendes umfassen: Satellitenpositionsbestimmungsdaten von einem Satellitenpositionsbestimmungssystem; und/oder von einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangene Informationen; und/oder von einer Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation empfangene Informationen und/oder Informationen von vorherigen vom Fahrzeug gefahrenen Routen und Touren.
Computerlesbare Speichermedien nach Anspruch 15, wobei die Kartendaten Informationen über Standorte eines Objekts oder einer Struktur in Bezug zur Straße umfassen.
Computerlesbare Speichermedien nach Anspruch 17, wobei die Radarsystemdaten Informationen über einen Standort des Objekts oder der Struktur in Bezug zum Fahrzeug umfassen, und wobei das Verarbeiten der Radarsystemdaten zum Lokalisieren der Position das Bestimmen des Standorts auf der Basis der Standorte des Objekts oder der Struktur gemäß der Karte umfasst.
Computerlesbare Speichermedien nach Anspruch 15, wobei das Fahrzeug ein Kamera- und/oder ein lichtlaserbetriebenes Radarsystem (LIDAR) umfasst und wobei die Anweisungen ferner bewirken, dass der Prozessor bestimmt, dass das Kamera- und/oder das LIDAR-System keine verwendbaren Daten bereitstellen oder beschädigt sind.
Computerlesbare Speichermedien nach Anspruch 19, wobei die Anweisungen bewirken, dass der Prozessor die Radarsystemdaten und die navigationsbezogenen Daten verarbeitet, um in Reaktion auf das Bestimmen, dass das Kamera- oder das LIDAR-System keine verwendbaren Daten bereitstellt oder beschädigt ist, die Position zu lokalisieren.