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TECHNISCHES GEBIET
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Die Offenbarung betrifft die Steuerung und den Betrieb von autonomen Antriebssystemen und semi-autonomen Antriebssystemen.
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HINTERGRUND
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Autonome und semi-autonome Antriebssysteme wenden Eingaben an, die die Fahrbahnoberfläche und den Weg, andere Fahrzeuge und Fahrbedingungen zum automatischen Steuern der Funktionen eines Verbrennungsmotors und/ oder anderen Antriebsdrehmomentgenerators, einer Bremsanlage und/ oder eines Mechanismus zum Steuern des Fahrzeugbetriebs kennzeichnen. Die Funktionen der autonomen Fahrzeugsteuersysteme können sich in Form entweder eines aktivierten Zustands oder eines deaktivierten Zustands befinden, der als Reaktion auf eine Bedieneranweisung oder -anforderung ermittelt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es wird ein Fahrzeug, einschließlich eines autonomen Fahrzeugsteuersystems, beschrieben. Ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs beinhaltet während des Betriebs des autonomen Fahrzeugsteuersystems das Bestimmen von Fahrzeug und Umgebungsbedingungen und zusätzlichen Fahrzeugbedingungen, wenn das autonome Fahrzeugsteuersystem aktiviert ist. Ein Konfidenzniveau im Zusammenhang mit dem Betrieb des autonomen Fahrzeugsteuersystems wird anhand der Fahrzeugbetriebsbedingungen, den Umgebungsbedingungen und den zusätzlichen Fahrzeugbedingungen bestimmt. Das Konfidenzniveau im Zusammenhang mit dem Betrieb des autonomen Fahrzeugsteuersystems wird über eine Bedieneroberflächenvorrichtung übertragen.
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Die genannten Merkmale und Vorteile, sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren, gehen deutlich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Arten und weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Lehren unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es werden nun exemplarisch eine oder mehrere Ausführungsformen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 zeigt eine schematische Draufsicht eines betrachteten Fahrzeugs, einschließlich eines zusätzlichen Fahrzeugüberwachungssystems und eines autonomen Fahrzeugsteuersystems gemäß der Offenbarung;
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines Abschnitts eines Fahrzeuginnenraums, einschließlich einer Seitenansicht des Fahrzeuginnenraums des Fahrzeugführers gemäß der Offenbarung; und
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3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Bestimmung und Kommunikation eines Konfidenzniveaus im Zusammenhang mit dem Betrieb des autonomen Fahrzeugsteuersystems über eine bedienererkennbare Vorrichtung gemäß der Offenbarung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin die Darstellungen zur Veranschaulichung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und nicht zum Zweck der Einschränkung dieser dienen, zeigt 1 schematisch ein Fahrzeug 101, das ein oder mehrere autonome Fahrzeugsteuersysteme anwendet, die die hierin beschriebenen Konzepte darstellt. Das betrachtete Fahrzeug 101 beinhaltet einen vierradangetriebenen Personenkraftwagen mit lenkbaren Vorderrädern 160 und Hinterrädern 170. Das betrachtete Fahrzeug 101 kann, mittels nicht einschränkender Beispiele, einen Personenkraftwagen, ein leichtes oder schweres Nutzfahrzeug, ein Mehrzweckfahrzeug, ein landwirtschaftliches Fahrzeug, ein Industriefahrzeug/ Lagerhaus-Fahrzeug oder ein Freizeit-Geländefahrzeug beinhalten. Das betrachtete Fahrzeug 101 beinhaltet bevorzugt ein Raumbeobachtungssystem 116, ein Fahrzeugüberwachungssystem 115 und eine Kommunikationssteuerung 19. Der Betrieb des Fahrzeugs 101 kann durch ein Antriebsstrangsteuermodul (PCM) 125, ein Fahrzeugsteuermodul (VCM) 128 und andere geeignete Steuerungen gesteuert werden.
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Das betrachtete Fahrzeug 101 beinhaltet neben anderen bevorzugt ein oder mehrere autonome Fahrzeugsteuersysteme, einschließlich beispielsweise ein adaptives Geschwindigkeitsregelungssystem (ACC) 126, ein Spurführungs- und Spurhaltesystem, ein Spurwechselsystem, ein Lenkhilfesystem, ein Kollisionsverhinderungssystem und ein Einparkhilfesystem. Das PCM 125 beinhaltet exemplarisch das ACC 126 zur Steuerung des Fahrzeugbremsens und Beschleunigens zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit und Beschleunigung, einschließlich autonomer Steuerung des Fahrzeugbremsens und Beschleunigens zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit und Beschleunigung unter vorbestimmten Bedingungen. Das VCM 128 beinhaltet die Lenksteuerung (STRG) 146 zur Steuerung der seitlichen Fahrzeugbewegungssteuerung, z. B. als Teil eines Spurführungs-, Spurhaltungs- oder Spurwechselsystems. Das Raumbeobachtungssystem 116, Fahrzeugüberwachungssystem 115, PCM 125, VCM 128 und die Kommunikationssteuerung 19 kommunizieren bevorzugt zwischen diesen unter Verwendung eines schnellen lokalen Netzwerkkommunikationsbusses 127. Das Raumbeobachtungssystem 116, Fahrzeugüberwachungssystem 115, PCM 125, VCM 128 des betrachteten Fahrzeugs 101 sind als diskrete Elemente zur Vereinfachung der Beschreibung dargestellt. Es sollte beachtet werden, dass die beschriebenen und ausgeführten Funktionen durch die diskreten Elemente mit einer oder mehreren Vorrichtungen ausgeführt werden können, die algorithmischen Code, vorbestimmte Kalibrierungen, Hardware, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) und/ oder Off-Board oder cloudbasierte Computersysteme beinhalten können.
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Das Raumbeobachtungssystem 116 beinhaltet eine Steuerung, die mit Sensorvorrichtungen zum Überwachen und Erzeugen digitaler Bilder kommuniziert, die entfernte Objekte in Nähe des betrachteten Fahrzeugs 101 umfassen. Ein entferntes Objekt soll sich in Nähe des betrachteten Fahrzeugs 101 befinden, wenn das entfernte Objekt durch eine oder mehrere Sensorvorrichtungen erfasst werden kann. Das Raumbeobachtungssystem 116 bestimmt bevorzugt einen linearen Bereich, eine Relativgeschwindigkeit und Bahn jedes sich in der Nähe befindlichen entfernten Objektes und kommuniziert diese Informationen unter Verwendung der Kommunikationssteuerung 19. Die Sensorvorrichtungen befinden sich auf dem betrachteten Fahrzeug 101 und beinhalten Fronteckensensoren 121, Heckeckensensoren 120, Heckseitensensoren 120’, Seitensensoren 129 und einen Frontradarsensor 122 und eine Kamera 123 in einer Ausführungsform, obwohl die Offenbarung nicht hierauf beschränkt ist. Vorzugsweise beinhaltet die Kamera 123 eine monochrome Sichtkamera, die zur Erfassung der vorderen Fahrspurmarkierungen verwendet wird. Der Frontradarsensor 122 beinhaltet bevorzugt ein Langstreckenradargerät zur Objekterkennung vor dem betrachteten Fahrzeug 101. Der Frontradarsensor 122 erfasst bevorzugt Objekte mit einer Entfernung von bis zu 200 m mit einem engen Sichtfeldwinkel von zirka 15º in einer Ausführungsform. Aufgrund des engen Sichtfeldwinkels kann der Langstreckenradar eventuell nicht alle Objekte vor dem betrachteten Fahrzeug 101 erfassen. Die Vordereckensensoren 121 beinhalten bevorzugt Nahbereichsradargeräte zum Unterstützen der Überwachung des Bereichs vor dem betrachteten Fahrzeug 101, der jeweils einen 60° Sichtfeldwinkel und 40 m Erfassungsbereich in einer Ausführungsform aufweist. Die Seitensensoren 129, Heckeckensensoren 120 und Heckseitensensoren 120’ beinhalten bevorzugt Nahbereichsradargeräte zum Unterstützen der Überwachung von sich näherndem Verkehr hinter dem betrachteten Fahrzeug 101, wobei jeder einen 60° Sichtfeldwinkel und 40 m Erfassungsbereich in einer Ausführungsform aufweist. Die Anordnung der erwähnten Sensoren ermöglicht dem Raumbeobachtungssystem 116 das Überwachen des Verkehrsflusses, einschließlich von sich in der Nähe befindlichen Fahrzeugobjekten und anderen Objekte um das betrachtete Fahrzeug 101. Daten, die durch das Raumbeobachtungssystem 116 erzeugt werden, können durch den Fahrbahnmarkierungserfassungsprozessor 74 zum Schätzen der Fahrbahn angewendet werden.
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Alternativ können die Sensorvorrichtungen objekterfassende Sensorvorrichtungen beinhalten, einschließlich Bereichssensoren, wie etwa FM-CW(Frequency Modulated Continuous Wave)-Radare und FSK(Frequency Shift Keying)-Radar und Lidar(Light Detection and Ranging)-Vorrichtungen und Ultraschallvorrichtungen, die auf Effekte, wie etwa Doppler-Effekt-Messungen zum Orten von vorderen Objekten, angewiesen sind. Die möglichen objekterfassenden Vorrichtungen beinhalten ladungsgekoppelte Vorrichtungen (CCD) oder komplementäre Metalloxid-Halbleiter-Schalteinrichtungs(CMOS)-Videobildsensoren und andere bekannte Kamera/Videobild-Prozessoren, die digitale fotografische Verfahren zum 'Ansehen’ vorderer Objekte, einschließlich eines oder mehrerer Objektfahrzeuge(s), verwenden. Solche Sensoriksysteme werden zur Erfassung und Ortung von Objekten in Automobilanwendungen angewendet und sind mit Systemen verwendbar, einschließlich adaptiver Geschwindigkeitsregelung, Kollisionsvermeidung, Pre-Crash-Sicherheit und Seitenobjekterfassung.
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Die Sensorvorrichtungen sind bevorzugt innerhalb des betrachteten Fahrzeugs 101 in relativ uneingeschränkten Positionen angeordnet. Es wird auch erkannt, dass jeder dieser Sensoren eine Schätzung der tatsächlichen Lage oder des Zustands eines Objekts bereitstellt, worin die Schätzung eine geschätzte Position und die Standardabweichung beinhaltet. Als solches werden die sensorische Erfassung und Messung von Objektorten und Bedingungen für gewöhnlich als ‚Schätzwerte’ bezeichnet. Es wird ferner erkannt, dass die Eigenschaften dieser Sensoren komplementär sind, indem einige beim Schätzen bestimmter Parameter zuverlässiger sind als andere. Die Sensoren können jeweils unterschiedliche Betriebsbereiche und Winkelabdeckungen aufweisen, die verschiedene Parameter innerhalb ihrer Betriebsbereiche schätzen können. Beispielsweise können Radarsensoren normalerweise den Bereich, die Bereichsrate und Azimutort eines Objekts schätzen, sind aber normalerweise nicht gut im Schätzen der Maße eines erfassten Objektes. Eine Kamera mit Vision-Prozessor ist beim Schätzen einer Form und Azimutposition des Objekts genauer, jedoch weniger effizient beim Schätzen des Bereichs und der Bereichsrate eines Objekts. Scannende Lidarsysteme arbeiten effizient und genau gegenüber der Schätzung des Bereichs und der Azimutposition, können jedoch normalerweise nicht die Bereichsrate schätzen und sind daher nicht so genau bei einer neuen Objekterfassung/-erkennung. Ultraschallsensoren sind in der Lage den Bereich zu schätzen, jedoch im Allgemeinen nicht in der Lage zur Schätzung oder Berechnung der Bereichsrate und Azimutposition. Weiterhin wird erkannt, dass die Leistung jeder Sensorik durch unterschiedliche Umgebungsbedingungen beeinflusst wird. Somit präsentieren einige Sensoren parametrische Varianzen während des Betriebs, obwohl überlappende Erfassungsbereiche der Sensoren Möglichkeiten für die Sensordatenfusion schaffen.
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Das Fahrzeugüberwachungssystem 115 beinhaltet bevorzugt mehrere Bordfahrwerküberwachungs-Sensoriksysteme und Vorrichtungen zur Überwachung des Fahrzeugbetriebs zum Bestimmen der Fahrzeugbewegungszustände, die an den Kommunikationsbus 127 kommuniziert werden. Die Fahrzeugbewegungszustände beinhalten bevorzugt z. B. die Fahrgeschwindigkeit, den Lenkwinkel der lenkbaren Vorderräder 160 und die Gierrate. Die Bordfahrwerküberwachungs-Sensoriksysteme und Vorrichtungen beinhalten Trägheitssensoren, wie etwa Drehratensensoren und Beschleuniger. Das Fahrzeugüberwachungssystem 115 schätzt die Fahrzeugbewegungszustände, wie etwa Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, Gierrate und Quergeschwindigkeit und schätzt den seitlichen Versatz und Gierwinkel des betrachteten Fahrzeugs 101. Die gemessene Gierrate wird mit den Lenkwinkelmessungen zum Schätzen des Fahrzeugzustands der Quergeschwindigkeit verbunden. Die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit kann anhand von Signaleingängen der Raddrehzahlsensoren bestimmt werden, die zum Überwachen jedes der Vorderräder 160 und Hinterräder 170 eingerichtet sind. Das Fahrzeugüberwachungssystem 115 erzeugt Signale im Zusammenhang mit den Fahrzeugbewegungszuständen, die durch andere Fahrzeugsteuersysteme zur Fahrzeugsteuerung und zum Betrieb überwacht werden können. Bordfahrwerküberwachungs-Sensoriksysteme und Vorrichtungen sind Fachleuten zum Überwachen des Fahrzeugbetriebs zum Bestimmen der Fahrzeugbewegungszustände bekannt.
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Das PCM 125 kommuniziert mit einem Fahrzeugantriebsstrang (nicht dargestellt), ist mit diesem funktional verbunden und führt Steuerungsroutinen zur Steuerung des Betriebs eines Motors, eines Getriebes und anderen Drehmomentmaschinen aus, von denen keine dargestellt sind, zum Übertragen von Vortriebsmoment an die Fahrzeugräder als Reaktion auf Fahrzeugbetriebsbedingungen und Bedienereingaben. Das PCM 125 ist als ein einzelnes Steuermodul dargestellt, kann jedoch mehrere funktionale Steuerungsvorrichtungen zum Steuern verschiedener Antriebsstrangstellglieder, einschließlich dem Motor, dem Getriebe, den Drehmomentmaschinen, Radmotoren und weiteren Elementen eines Hybrid-Antriebsstrangsystems beinhalten, von denen keine dargestellt sind. Das PCM 125 kann Steuerungsroutinen in Form von algorithmischen Code zum Bedienen des adaptiven Geschwindigkeitsregelungssystems (ACC) 126 beinhalten, das Fahrzeugbremsen und Beschleunigung als Reaktion auf die Bedienersteuerungseingaben steuert, die unter Verwendung einer Mensch-Maschine-Schnittstellen(HMI)-Steuerung 124, einschließlich autonomer Steuerung des Fahrzeugsbremsens und der Beschleunigung zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit und Beschleunigung unter vorbestimmten Bedingungen erfasst. Bordantriebsstrang-Steuermodulsysteme und Vorrichtungen sind Fachleuten bekannt.
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Das VCM 128 kommuniziert mit mehreren Fahrzeugbetriebssystemen, ist mit diesen funktional verbunden und führt Steuerungsroutinen zum Steuern dessen Betriebs aus. Das Fahrzeugbetriebssystem beinhaltet bevorzugt Bremsen, Stabilitätskontrolle und Lenksysteme. Die Fahrzeugbetriebssysteme können ebenfalls andere Systeme, z. B. HLK, Entertainmentsysteme, Kommunikationssysteme und Diebstahlsicherungssysteme beinhalten. Das VCM 128 ist als ein einzelnes Steuermodul dargestellt, kann jedoch mehrere funktionale Steuerungsvorrichtungen zum Überwachen von Systemen und Steuern verschiedener Stellglieder beinhalten. Das VCM 128 beinhaltet die Lenksteuerung (STRG) 146 für die seitliche Fahrzeugbewegungssteuerung. Die Lenksteuerung 146 beinhaltet bevorzugt eine elektrische Servolenkung (EPS), die mit einem aktiven Frontlenksystem zum Ergänzen oder Ersetzen der Bedienereingabe über ein Lenkrad 108 durch Steuerung des Lenkwinkels der lenkbaren Räder 160 während der Ausführung eines autonomen Manövers verbunden ist, wie etwa eines Spurwechsels. Ein exemplarisches aktives Frontlenksystem ermöglicht einen primären Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer, einschließlich der Erhöhung der Lenkradwinkelsteuerung, wenn dieses zum Erzielen eines bevorzugten Lenkwinkels und/ oder Fahrzeuggierwinkels nötig ist. Es wird erkannt, dass die hierin beschriebenen Steuerungsverfahren mit Modifikationen an den Fahrzeuglenksteuerungssystemen, wie etwa elektrischer Servolenkung, Vier-/Hinterrad-Lenksystemen und direkten Giersteuerungssystemen anwendbar sind, das den Antriebsschlupf jedes Rades zum Erzeugen einer Gierbewegung steuert.
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Der Fahrgastraum des betrachteten Fahrzeugs 101 ermöglicht einem Fahrzeugführer eine Interaktion mit dem Lenkrad 108, das an einer Lenksäule 109 montiert ist. Eine Eingabevorrichtung 110 kann mechanisch auf der Lenksäule montiert 109 sein und mit der HMI-Steuerung 124 kommunizieren. Alternativ kann die Eingabevorrichtung 110 mechanisch in Nähe der Lenksäule 109 an einer Stelle montiert werden, die für den Fahrzeugführer komfortabel ist. Die Eingabevorrichtung 110, die hierin als ein hervorstehender Schaft der Säule 109 dargestellt ist, beinhaltet eine Benutzeroberflächenvorrichtung, durch die der Fahrzeugführer Fahrzeugbetrieb in einem autonomen Steuermodus anweisen kann, z. B. durch Anweisung des Aktivierens eines oder mehrerer autonomer Fahrzeugsteuersysteme. Die Mechanisierung der Eingabevorrichtung 110 ist exemplarisch. Fachleute verstehen, dass die Eingabevorrichtung 110 in einer oder mehreren der vielen Vorrichtungen mechanisiert werden kann oder in Form einer Steuerung auftreten kann, die sprachaktiviert ist oder ein anderes geeignetes System sein kann. Die Eingabevorrichtung 110 weist bevorzugt Steuerungsmerkmale und eine Stelle auf, die durch vorliegende Blinksignalaktivierungssysteme verwendet werden. Alternativ können andere Eingabevorrichtungen, wie etwa Hebel, Taster, Knöpfe und Spracherkennungs-Eingabevorrichtungen anstelle von oder zusätzlich zu den Eingabevorrichtungen 110 verwendet werden.
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Die HMI-Steuerung 124 überwacht Fahrzeugführeranweisungen und liefert Informationen an den Fahrzeugführer, einschließlich den Status der Fahrzeugsysteme sowie Service- und Wartungsinformationen. Die HMI-Steuerung 124 kommuniziert mit und/ oder steuert mehrere Bedieneroberflächenvorrichtungen, worin die Bedieneroberflächenvorrichtungen zum Senden einer Nachricht in Verbindung mit einem der autonomen Fahrzeugsteuersysteme, einschließlich einer Mahnnachricht-Bedienermaßnahme, in der Lage ist. Die HMI-Steuerung 124 kommuniziert bevorzugt ebenfalls mit einer oder mehreren Vorrichtungen, die biometrische Daten in Verbindung mit dem Fahrzeugführer überwachen, einschließlich beispielsweise unter anderem Blickrichtung, Haltung und Kopfpositionserfassung. Solche biometrische Überwachungsvorrichtungen sind Fachleuten bekannt. Die HMI-Steuerung 124 ist eine einheitliche Vorrichtung zur Vereinfachung der Beschreibung, kann jedoch als mehrere Steuermodule und den entsprechenden Sensorvorrichtungen in einer Ausführungsform des hierin beschriebenen Systems konfiguriert sein.
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Die HMI-Steuerung 124 kommuniziert mit dem Kommunikationsbus 127 und kommuniziert somit mit anderen Steuerungen im betrachteten Fahrzeug 101. Die HMI-Steuerung 124 ist zum Überwachen eines Signalausgangs von der Eingabevorrichtung 110, zum Erfassen eines Aktivierungssignals vom Fahrzeugführer anhand des Signalausgangs von der Eingabevorrichtung 110 und zum Kommunizieren des Aktivierungssignals an den Kommunikationsbus 127 konfiguriert. Die HMI-Steuerung 124 ist zum Überwachen von Bedienereingaben an das Lenkrad 108, ein Gaspedal und ein Bremspedal, neben anderen Bedienereingaben, konfiguriert. Bedieneroberflächenvorrichtungen, die zum Senden einer Mahnnachricht-Bedienermaßnahme in der Lage sind, beinhalten ein elektronisches Anzeigemodul, z. B. eine Flüssigkristall-Display(LCD)-Vorrichtung 133, ein Heads-Up-Display (HUD) (nicht dargestellt), eine Audio-Feedbackvorrichtung 132, eine tragbare Vorrichtung 131 und einen haptischen Sitz 130. Die Bedieneroberflächenvorrichtungen, die in der Lage sind zu einer Bedieneraktion aufzufordern, werden bevorzugt durch oder über die HMI-Steuerung 124 gesteuert.
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2 zeigt schematisch einen Abschnitt eines Fahrzeuginnenraums, einschließlich einer Ausführungsform des Lenkrads 108, worin das Lenkrad eine optische Anzeige in Form eines steuerbaren mehrfarbigen Leuchtbalkens 106 beinhaltet. In einer Ausführungsform kann der mehrfarbigen Leuchtbalken 106 eine steuerbare Beleuchtungsfähigkeit aufweisen, die das Einstellen einer oder mehrerer Farben, Farbintensitäten, Balkenlängen und Animationen, wie etwa Bewegen oder Pulsieren, beinhaltet. Der mehrfarbige Leuchtbalken 106 kann sich an anderer Stelle im Sichtfeld des Fahrzeugführers befinden.
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Die anderen Bedieneroberflächenvorrichtung können wie folgt arbeiten. Das HUD kann Informationen projizieren, die auf eine Innenseite einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs im Sichtfeld des Fahrers reflektiert wird, umfassend das Übertragen eines Konfidenzniveaus in Verbindung mit einem der autonomen Fahrzeugsteuersysteme. Das HUD kann ebenfalls erweiterte Realitätsinformationen bereitstellen, wie etwa Fahrspurort, Fahrzeugweg, Richtungs- und/oder Ortungsinformationen und dergleichen. Das HUD und ähnliche Systeme sind Fachleuten bekannt. Der haptische Sitz 130 kann Schwingungsfähigkeiten beinhalten, die in Frequenz, Geschwindigkeit, Einstellung und/ oder Intensität variieren. Die Audio-Feedbackvorrichtung 132 kann Soundfähigkeiten beinhalten, die in Frequenz, Geschwindigkeit, Einstellung und/ oder Intensität variieren. Die tragbare Vorrichtung 131 kann Schwingungsfähigkeiten beinhalten, die in Frequenz, Geschwindigkeit, Einstellung und/oder Intensität variieren.
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Das betrachtete Fahrzeug 101 beinhaltet eine Kommunikationssteuerung 19 mit einem drahtlosen Telematikkommunikationssystem, das in der Lage zu zusätzlicher Fahrzeugkommunikation ist, einschließlich Kommunikation mit einem Kommunikationsnetzwerksystem 210 mit drahtlosen und verdrahteten Kommunikationsfähigkeiten. Die Kommunikationssteuerung 19 kann ein drahtloses Telematikkommunikationssystem beinhalten, das in der Lage zu zusätzlicher Fahrzeugkommunikation ist, einschließlich Kurzbereichs-Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)-Kommunikation. Alternativ oder zusätzlich weist die Kommunikationssteuerung 19 ein drahtloses Telematikkommunikationssystem auf, das in der Lage zu Kurzbereichs-Drahtloskommunikation an eine handgehaltene Vorrichtung 19A ist, beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Satellitentelefon oder eine andere Telefonvorrichtung. In einer Ausführungsform ist die handgehaltene Vorrichtung 19A mit einer Softwareanwendung versehen, die ein drahtloses Protokoll zum Kommunizieren mit der Kommunikationssteuerung 19 beinhaltet und die handgehaltene Vorrichtung 19A führt die zusätzliche Fahrzeugkommunikation aus, einschließlich der Kommunikation mit einem Fernserver 220 über ein Kommunikationsnetz 210. Das betrachtete Fahrzeug 101 kann ebenfalls ein GPS 15 und ein Navigationssystem 17 beinhalten, die zum Definieren eines geografischen Standortes des betrachteten Fahrzeugs 101 angewendet werden können.
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In einer Ausführungsform ist ein intelligentes Straßensystem umfasst, das zum Überwachen der Standorte, Drehzahlen und Bahnen mehrerer Fahrzeuge konfiguriert ist. In einer Ausführungsform ist das betrachtete Fahrzeug 101 zum Kommunizieren mit dem Kommunikationsnetz 210 konfiguriert, einschließlich der Kommunikation zwischen dem intelligenten Straßensystem und dem betrachteten Fahrzeug 101. Dieses kann die Kommunikation des geografischen Standortes, die Frontgeschwindigkeit und Beschleunigungsrate von einem oder mehreren Fahrzeugen in Bezug auf das betrachtete Fahrzeug 101 beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen ist das betrachtete Fahrzeug 101 zum Kommunizieren mit dem Fernserver 220 über das Kommunikationsnetz 210 konfiguriert.
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Die Begriffe Steuerung, Steuermodul, Modul, Steuerung, Steuereinheit, Prozessor und Ähnliches beziehen sich auf eine oder mehrere Kombinationen anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreise (ASIC), elektronische(r) Schaltkreis(e), Zentraleinheit(en), wie z. B. Mikroprozessor(en) und diesen zugeordneten nicht-transitorischen Speicherkomponenten in Form von Speicher- und Speichergeräten (Lesespeicher, programmierbarer Lesespeicher, Direktzugriff, Festplatte usw.). Die nicht-transitorische Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Anweisungen in der Form von einem oder mehreren Software- oder Firmware-Programmen oder -Routinen, kombinatorischen Logikschaltung(en), Eingangs-/Ausgangsschaltung(en) und -Vorrichtungen, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die durch einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Zu den Geräten und Kreisen für Ein- und Ausgaben gehören Analog-/Digitalwandler-verwandte Geräte, die Sensoreingaben mit einer vorgegebenen Abruffrequenz oder als Reaktion auf ein Auslöseereignis überwachen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe beziehen sich auf jedwede von einer Steuerung ausführbare Befehlssätze, wie Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Jede Steuerung führt für die gewünschten Funktionen (eine) Steuerroutine(n) aus, so auch die Überwachung der Eingaben von Sensorgeräten und anderen vernetzten Steuerungen und führt Steuer- und Diagnoseroutinen zum Steuern der Betätigung von Stellgliedern durch. Die Routinen können in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, wie z. B. während des laufenden Betriebs alle 100 Mikrosekunden. Alternativ können Routinen als Reaktion auf ein Auslöseereignis ausgeführt werden. Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und die Kommunikation zwischen Steuerungen, Stellgliedern und/ oder Sensoren kann unter Verwendung einer Direktverkabelung, einer Netzwerk-Kommunikationsbus-Verbindung, eines schnellen lokalen Netzwerkkommunikationsbusses 127, einer drahtlosen Verbindung oder jeder anderen geeigneten Kommunikationsverbindung bewerkstelligt werden. Die Kommunikation umfasst den Austausch von Datensignalen auf jede beliebige geeignete Art, darunter auch als Beispiele elektrische Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetische Signale durch die Luft, optische Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen. Datensignale können diskrete, analoge oder digitalisierte analoge Signale beinhalten, die Eingaben von Sensoren und Stellgliedbefehle darstellen sowie Kommunikationssignale zwischen Steuerungen. Der Begriff „Signal“ bezieht sich auf jede physisch wahrnehmbare Anzeige, die Informationen übermittelt und kann jede geeignete Wellenform (z. B. elektrische, optische, magnetische, mechanische oder elektromagnetische) umfassen, wie etwa Gleichstrom, Wechselspannung, Sinuswellen, Dreieckswelle, Rechteckwelle, Vibration und dergleichen, die durch ein Medium laufen können. Der Begriff „Modell“ bezeichnet einen prozessorbasierten oder einen des Prozessors ausführbaren Code und der zugehörigen Kalibrierung, die die physische Existenz einer Vorrichtung oder eines physischen Prozesses simuliert. Wie hier verwendet, beschreibt der Begriff „dynamisch“ Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und durch das Überwachen oder sonstige Ermitteln von Parameterzuständen und dem regelmäßigen oder periodischen Aktualisieren von Parameterzuständen beim Ausführen einer Routine oder zwischen Iterationen beim Ausführen der Routine gekennzeichnet sind.
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Wie in dieser Spezifikation und den Patentansprüchen verwendet, sind die Begriffe „z. B.“, „beispielsweise“, „zum Beispiel“, „wie etwa“ und „wie“ und die Verben „umfassen“, „beinhalten“ „aufweisen“ und deren andere Verbformen, wenn sie in Verbindung mit einer Auflistung von einer oder mehreren Komponenten oder anderen Elementen verwendet werden, jeweils als offen auszulegen, was bedeutet, dass die Auflistung nicht als andere zusätzliche Komponenten oder Elemente ausschließend betrachtet werden soll. Andere Begriffe sind in deren weitesten vernünftigen Sinn auszulegen, es sei denn, diese werden in einem Kontext verwendet, der eine andere Auslegung erfordert.
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3 zeigt schematisch ein Verfahren
300 zum Bestimmen und Kommunizieren einer Metrik, die mit dem Betrieb eines autonomen Fahrzeugsteuersystems für eine Ausführungsform des betrachteten Fahrzeugs
101 verbunden ist, das mit Bezug auf
1 und
2 beschrieben ist. Vorzugsweise wird das Verfahren
300 regelmäßig und periodisch während des Fahrzeugbetriebs ausgeführt, das die Aktivierung eines oder mehrerer autonomen Fahrzeugsteuersysteme beinhaltet. Anhand eines nicht einschränkenden Beispiels, wird das Verfahren
300 bevorzugt ausgeführt, wenn das adaptive Geschwindigkeitsregelungssystem funktionsfähig ist. In einer Ausführungsform können einige oder alle der Schritte des Verfahrens
300 im Fernserver
220 ausgeführt werden. Tabelle 1 wird als ein Schlüssel bereitgestellt, worin die nummerisch beschrifteten Blöcke und die entsprechenden Funktionen folgendermaßen nach dem Verfahren
300 dargelegt werden. Tabelle 1
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Die Ausführung des Verfahrens 300 fährt wie folgt fort. Die Schritte des Verfahrens 300 können in jeder geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden und sind nicht auf die Reihenfolge, die mit Bezug auf 3 beschrieben ist, beschränkt. Während des Fahrzeugbetriebs bestimmen die verschiedenen Bordsteuerungen die Umgebungsbedingungen (302), die Fahrzeugbetriebsbedingungen (304), die Bedienerbedingungen (306) und die zusätzlichen Fahrzeugbedingungen (308). Die Umgebungsbedingungen beinhalten bevorzugt Parameter in Bezug auf Straßenbedingungen, Witterung, Tageszeit, Lichtverhältnisse, Verkehrsfluss und dergleichen. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen beinhalten bevorzugt die Parameter Fahrzeuggeschwindigkeit, Last und fahrdynamische Fähigkeiten in Bezug auf die Lenkung, Beschleunigung, Bremsen, Prozessorbelastung und dergleichen. Die Bedienerbedingungen beinhalten bevorzugt Parameter in Bezug auf Bedienerblickpunkt, Handposition, Haltung, Interaktion mit Bordvorrichtungen, wie etwa Fahrzeugsteuerungen oder Infotainmentsysteme, Zeit für ein Aufgabenprogramm, Ermüdung und dergleichen. Die zusätzlichen Fahrzeugbedingungen beinhalten bevorzugt Parameter in Bezug auf Verkehrsbedingungen und weitere durch die Kameras aufgezeichnete Verkehrsgeschehen, Infrastrukturerfassungssysteme und andere Überwachungssysteme, die über drahtlose und/ oder Satellitenempfangssysteme verfügbar sein können. Dies kann ein intelligentes Straßensystem beinhalten. Vorzugsweise werden die Umgebungsbedingungen, Fahrzeugbetriebsbedingungen, Bedienerbedingungen und zusätzlichen Fahrzeugbedingungen regelmäßig jederzeit während des Fahrzeugbetriebs überwacht.
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Als Reaktion auf eine Bedieneranweisung zum Aktivieren der autonomen Fahrzeugsteuersysteme (309), wird ein Algorithmus zum Bestimmen eines Konfidenzniveaus in Bezug auf den Betrieb des autonomen Fahrzeugsteuersystems (310) ausgeführt. Ein Konfidenzniveau in Bezug auf den Betrieb des autonomen Fahrzeugsteuersystems ist eine Anzeige, bevorzugt in Form eines nummerischen Wertes, die ein Maß der Sicherheit oder Unsicherheit in Bezug auf die weitere Bedienung des autonomen Fahrzeugsteuersystems aufgrund von Parametern in Bezug auf Umgebungsbedingungen, Fahrzeugbetriebsbedingungen, Bedienerbedingungen und zusätzlichen Fahrzeugbedingungen übermitteln. In einer Ausführungsform wird das Konfidenzniveau anhand einer statistischen Wahrscheinlichkeit in Bezug auf die weitere Bedienung die autonome Fahrzeugsteuerung unter Berücksichtigung von Parametern in Bezug auf Umgebungsbedingungen, Fahrzeugbetriebsbedingungen, Bedienerbedingungen und zusätzlichen Fahrzeugbedingungen bestimmt. In einer Ausführungsform weist das Konfidenzniveau einen nummerischen Wert auf, der über einen Bereich zwischen 0 % und 100 % stufenlos ist. Anhand eines nicht einschränkenden Beispiels kann ein Konfidenzniveau für den Betrieb des ACC 126 einen relativ großen Wert unter Bedingungen aufweisen, die Fahrzeugbetrieb auf einem begrenzten Zugang zu einer Autobahn am Tag mit minimalem Verkehr und trockener Witterung beinhaltet. Im Gegensatz dazu kann das Konfidenzniveau für den Betrieb des ACC 126 im Wert sinken, da sich alle vorgenannten Bedingungen ändern, wie etwa Fahrzeugbetrieb auf Straßenoberflächen oder Fahrzeugbetrieb nachdem es dunkel ist, Fahrzeugbetrieb mit zunehmender Verkehrsdichte oder Fahrzeugbetrieb mit feuchtem, wolkigen oder Schneewetter. Das Konfidenzniveau zeigt dem Bediener die Zweckmäßigkeit der Fortsetzung oder alternativ des Unterbrechens des Betriebs des autonomen Fahrzeugsteuersystems an. In einer Ausführungsform ist die Berechnung des Konfidenzniveaus mindestens teilweise auf einem Konfidenzniveau basiert, das eine Summe von mehreren Bedienern, beispielsweise einer Cloud-Computing-Quelle, ist. In einer Ausführungsform wird das Konfidenzniveau unter Verwendung eines prädiktiven Modells, basierend auf dem Fahrbahnkontext und der Historie, bestimmt.
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Das Konfidenzniveau wird in Bezug auf den Betrieb des autonomen Fahrzeugsteuersystems (312) bevorzugt optisch über den steuerbaren mehrfarbigen Leuchtbalken 106 am Lenkrad 108, mit Bezug auf 2 dargestellt, der LCD-Vorrichtung 133, dem HUD oder einem anderen geeigneten optischen Anzeigesystem, angezeigt. Wenn das Konfidenzniveau in Bezug auf den Betrieb des autonomen Fahrzeugsteuersystems (312) optisch über den steuerbaren mehrfarbigen Leuchtbalken 106 am Lenkrad 108 angezeigt ist, kann es in einer Ausführungsform das Anzeigen einer hellen grünen Farbe an dem Leuchtstab 106 beinhalten, wenn das Konfidenzniveau hoch ist und die grüne Farbe mit einer gelben Farbe ersetzen, sobald das Konfidenzniveau sinkt und die gelbe Farbe mit einer roten Farbe ersetzen, wenn sich das Konfidenzniveau auf einem Niveau befindet, das eine Notwendigkeit zur sofortigen Aufmerksamkeit und einen Eingriff durch den Fahrzeugführer (314) anzeigt.
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Die Steuerung bestimmt, ob der Bediener die optische Anzeige beobachtet, die das Konfidenzniveau (316) anzeigt, wie etwa durch die Vorrichtungen bestimmt ist, die die biometrischen Daten überwachen, die mit der HMI-Steuerung 124 kommunizieren. Die Steuerung bestimmt ebenfalls, ob es eine Notwendigkeit zum Auslösen einer Bedienerbenachrichtigung gibt. Eine Notwendigkeit zum Auslösen einer Bedienerbenachrichtigung kann aufgrund einer Änderung des Konfidenzniveaus oder einer Änderung des Zustands einer oder mehrerer der Bedienerbedingungen in Bezug auf den Bedienerblickpunkt, die Handposition, Haltung, Interaktion mit Bordvorrichtungen, wie etwa Fahrzeugsteuerungen oder Infotainmentsysteme, Zeit für ein Aufgabenprogramm, Ermüdung und dergleichen (318) bestehen.
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Bei einer Notwendigkeit zum Auslösen der Bedienerbenachrichtigung, wird eine bevorzugte Ausführungsweise für die Bedienerbenachrichtigung (320) ausgewählt. Dieses beinhaltet bevorzugt das Auswählen einer oder mehrerer der Bedienerschnittstellen, die in der Lage zum Übertragen oder anderweitigen Übermitteln des Konfidenzniveaus an den Fahrzeugführer sind, beispielsweise die Audio-Feedbackvorrichtung 132, die tragbare Vorrichtung 131, der haptische Sitz 130 und die LCD-Vorrichtung 133, das HUD oder ein anderes geeignetes optisches Anzeigesystem. Die Übermittlung des Konfidenzniveaus an den Fahrzeugführer kann das Erzwingen einer Bedieneraktion beinhalten, wenn diese angezeigt ist. Ein bevorzugtes Signal, bevorzugte Signaleinstellung und Intensität werden zur Übertragung des Konfidenzniveaus und damit dem Erzwingen einer Bedieneraktion als Reaktion auf das Konfidenzniveau (330) ausgewählt und diese Benachrichtigung ist aktiviert (332). Die bevorzugte(n) Ausführungsweise(n) zu Bedienerbenachrichtigungen, d. h. die Audio-Feedbackvorrichtung 132, die tragbare Vorrichtung 131, der haptische Sitz 130, die LCD-Vorrichtung 133 und das HUD können vorgewählt werden oder anhand verwendeter Reaktionen gelernten werden. In einer Ausführungsform kann die Bedienerbenachrichtigung des Konfidenzniveaus auf einer separaten Vorrichtung angezeigt werden, wie etwa dem handgehaltenen Mobiltelefon oder Tablet 19A.
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Das Verfahren 300 ist als ein Flussdiagramm dargestellt, das ein exemplarisches Verfahren eines Fahrzeug-Computersystems zum Empfangen von Anweisungen von einer oder mehreren Steuerungen in Verbindung mit dem System zeigt. Das Fahrzeug-Computersystem, das mit einer oder mehreren Steuerungen kommuniziert, kann durch einen Computeralgorithmus, einen maschinenlesbaren Code, ein nicht-flüchtiges computerlesbares Medium oder Softwareanweisungen, die in eine geeignete programmierbare logische Vorrichtung(en) des Fahrzeugs programmiert sind, angewendet werden, wie etwa einer oder mehrerer Steuerung(en), ein Infotainmentmodul, den Fernserver 200, der in Verbindung mit dem Fahrzeug-Computersystem steht, einem Mobilgerät, wie etwa dem handgehaltenen Mobiltelefon oder Tablet 19A, die in Verbindung mit dem Fahrzeug-Computersystem und/oder Server stehen, einer anderen Steuerung im Fahrzeug oder einer Kombination derselben. Obwohl die verschiedenen im Flussdiagramm dargestellten Schritte in zeitlicher Folge erfolgen können, können mindestens einige der Schritte in einer unterschiedlichen Reihenfolge und einige Schritte gleichzeitig oder gar nicht erfolgen.
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Dieses Konzept stellt eine analoge Anzeige an den Fahrzeugführer des Systems bereit, das die Bandbreite und Qualität der automatischen Antriebsfähigkeit des Systems bedient. Dies kann die Übertragung von Information an den Fahrzeugführer über Änderungen der Fähigkeit oder des Niveaus von Systemleistungen als Reaktion auf unterschiedliche Straßen- und Witterungsbedingungen über das Konfidenzniveau beinhalten. Der Bediener kann effektiv darüber informiert werden, wie das autonome Fahrzeugsteuersystem als Reaktion auf unterschiedliche Betriebsbedingungen ausgeführt wird. Dies erlaubt dem Fahrzeugführer das Vorhersehen und Einstellen seiner/ ihrer Aufmerksamkeit unter Verwendung eines autonomen Fahrzeugsteuersystems mit mehr Komfort und Sicherheit, das das System wie bestimmt oder erwartet ausgeführt wird. Dies kann das Bedienervertrauen verbessern und höhere Bedieneraufmerksamkeit begünstigen und der Bediener kann angemessen auf eine Benachrichtigung in Bezug auf das Konfidenzniveau reagieren.
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Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die vorliegenden Lehren, doch wird der Umfang der vorliegenden Lehren einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während ein paar der besten Arten und Weisen und weitere Ausführungsformen der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren in den angehängten Ansprüchen.
