-
HINTERGRUND
-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Diese Erfindung betrifft Fahrzeugsysteme und genauer gesagt Systeme und Verfahren zum Wahrnehmen gewisser Anomalien in einer Straßenoberfläche und das zweckmäßige Reagieren.
-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
Zum Bereitstellen, Ermöglichen oder Unterstützen von Funktionalität, wie beispielsweise Fahrerunterstützung, Steuern von Fahrzeugdynamik und/oder autonomem Fahren, muss ein Fahrzeug die Umgebung, die es durchfährt, genau wahrnehmen. Leider können einige Anomalien, die in einer Fahrumgebung angetroffen werden, spezielle Herausforderungen schaffen, die von mehreren Faktoren abhängig sind. Dementsprechend sind ein System und Verfahren zum Verbessern der Art und Weise, wie solche Anomalien erkannt werden und wie ein Fahrzeug sich darauf vorbereitet, ihnen zu begegnen, erforderlich.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Damit die Vorteile der Erfindung ohne Weiteres verständlich werden, wird eine genauere Beschreibung der vorhergehend kurz beschriebenen Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen vorgenommen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Während es sich versteht, dass diese Zeichnungen lediglich typische Ausführungsformen der Erfindung bildlich darstellen und aus diesem Grund nicht als deren Schutzbereich einschränkend zu betrachten sind, wird die Erfindung durch die Verwendung der begleitenden Zeichnungen genauer und mit mehr Details beschrieben. Es zeigen:
-
1 ein schematisches Diagramm, das ein Fahrzeug veranschaulicht, das ein System gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
-
2 ein schematisches Diagramm, das eine Fahrumgebung veranschaulicht, die Anomalien aufweist;
-
3 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
4 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines ersten Verfahrens, das durch ein System gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann;
-
5 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines zweiten Verfahrens, das durch ein System gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann;
-
6 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines dritten Verfahrens, das durch ein System gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann; und
-
7 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines vierten Verfahrens, das durch ein System gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Es versteht sich ohne Weiteres, dass die Bauelemente der vorliegenden Erfindung, wie hier in den Figuren allgemein beschrieben und veranschaulicht, in einer großen Vielzahl verschiedener Ausgestaltungen angeordnet und gestaltet werden könnten. So wird mit der folgenden detaillierteren Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung, so wie sie in den Figuren dargestellt sind, keine Einschränkung des Schutzbereichs der beanspruchten Erfindung beabsichtigt, sondern sie ist lediglich charakteristisch für gewisse Beispiele für gegenwärtig ins Auge gefasste erfindungsgemäße Ausführungsformen. Die vorliegenden beschriebenen Ausführungsformen sind am besten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlich, wobei gleiche Teile durchweg mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
-
Unter Bezugnahme auf 1 kann ein System 10 gemäß der vorliegenden Erfindung es einem Fahrzeug 12 ermöglichen, sich besser auf gewisse Typen von Anomalien in einer Fahrumgebung vorzubereiten. Ein System 10 kann dies mit irgendeinem zweckmäßigen Verfahren tun. Zum Beispiel kann ein System 10 als Hardware, Software oder eine beliebige Kombination davon ausgeführt sein.
-
In gewissen Ausführungsformen kann ein System 10 einen Rechner 14 und einen oder mehrere Sensoren 16 aufweisen. Der Rechner 14 und die Sensoren 16 können an Bord eines Fahrzeugs 12 getragen werden. Dementsprechend können diese Bauelemente 14, 16 jeweils als „bordseitige“ Bauelemente bezeichnet werden. Im Betrieb können ein oder mehrere Sensoren 16 Signale ausgeben und ein Rechner 14 kann Daten verwenden, die diesen Signalen entsprechen oder von diesen abgeleitet werden, um gewisse Anomalien auf der Straßenoberfläche wahrzunehmen und das Fahrzeug 12 darauf vorzubereiten, diesen Anomalien zu begegnen.
-
In ausgewählten Ausführungsformen können gewisse bordseitige Sensoren 16 vorausschauend sein. Die vorausschauenden Sensoren 16 können eine Straßenoberfläche vor einem Fahrzeug 12 überwachen. Solche vorausschauenden Sensoren 18a können zur Fahrerunterstützung, Steuerung von Fahrzeugdynamik und/oder zum autonomen Fahren verwendet werden. Zum Beispiel können Daten, die von solchen Sensoren 16 abgeleitet werden oder ihnen entsprechen, verwendet werden, um gewisse Anomalien und ihre Position in Bezug auf ein entsprechendes Fahrzeug 12 zu identifizieren. Nachdem solche Anomalien identifiziert wurden, kann ein System 10 es einem Fahrzeug 12 ermöglichen, sich auf ein erfolgreiches Navigieren in Bezug darauf vorzubereiten.
-
Unter Bezugnahme auf 2 kann in ausgewählten Ausführungsformen eine Fahrumgebung 18 in der Praxis eine Fahroberfläche 20 (z. B. Straße 20) und verschiedene Anomalien 22 aufweisen, die über die Fahroberfläche 20 verteilt sind. Die Anomalien 22 in einer Fahrumgebung 18 können Merkmale oder Objekte sein, die den Betrieb von Fahrzeugen 12 in der Praxis zeitweise oder unregelmäßig beeinträchtigen. Durch gewisse solcher Anomalien 22, wie beispielsweise Eisenbahngleise 22a und Viehgitter 22b, können spezielle Herausforderungen entstehen, die von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit, Biegung der Straße 20, Temperatur, Niederschlag oder dergleichen, abhängig sind.
-
Eisenbahngleise 22a finden sich in vielen geographischen Gebieten und schneiden sich an vielen Stellen mit Straßen 20. Eisenbahngleise 22a bestehen aus Metall, während die Straßen 20, die sie kreuzen, typischerweise nicht aus Metall sind. Dieser Unterschied beim Material führt zu einer plötzlichen Änderung bei den Reibungskoeffizienten, wenn ein Fahrzeug 12 von einer Straßenoberfläche über ein Eisenbahngleis 22a und zurück auf die Straßenoberfläche fährt. Bei Bedingungen mit Regen oder Schnee kann eine solche Überquerung zur Folge haben, dass ein Fahrzeug 12 instabil wird und von seiner gewünschten Bewegungsbahn abweicht. Diese unerwünschten Auswirkungen können vergrößert werden, wenn ein Eisenbahngleis 22a eine Straße 20 mit einem Winkel 24 kreuzt, der sich von neunzig Grad unterscheidet, eine Straße 20 an einer Biegung oder Kurve in dieser Straße 20 oder einer Kombination davon kreuzt.
-
Viehgitter 22b können ähnliche Probleme verursachen. In Weidegebieten oder auf Weideland kann anstatt eines Gatters ein Viehgitter 22b verwendet werden. Ein Fahrzeug 12 kann über ein Viehgitter 22b fahren, aber Vieh wird typischerweise nicht darüber laufen. Dementsprechend kann das Viehgitter 22b als ein Gatter funktionieren (d. h. den Durchgang für Vieh versperren), ohne dass es geöffnet oder geschlossen werden muss, um einem Fahrzeug 12 die Durchfahrt zu ermöglichen.
-
Viehgitter 22b können tatsächlich oder virtuell sein. Ein tatsächliches Viehgitter 22b kann mehrere Schienen aufweisen, die sich parallel zueinander und typischerweise orthogonal zur umgebenden Straße 20 erstrecken. Die Schienen können um einen Abstand voneinander beabstandet sein, der im Verhältnis zu (z. B. mit gleicher Breite zu) den Hufen des Viehs erheblich ist, aber für die Räder eines Fahrzeugs 12 unerheblich (z. B. mindestens passierbar) ist. Die Schienen können schmal genug sein, damit das Vieh nicht vertrauensvoll darauf treten kann, um das Viehgitter 22b zu überqueren. Darüber hinaus kann unter den beabstandeten Schienen offener Raum sein. Dementsprechend kann das Vieh den unsicheren Halt, der durch das Viehgitter 22b bereitgestellt wird, erkennen und keinen Versuch unternehmen, es zu überqueren.
-
Die Schienen eines tatsächlichen Viehgitters 22b bestehen häufig aus Metall, einem Material, das sich von der Oberfläche der umgebenden Straße 20 unterscheidet. Dieser Unterschied beim Material kann abrupte Änderungen bei den Reibungskoeffizienten einführen, wenn ein Fahrzeug 12 über ein Viehgitter 22b und zurück auf eine Straßenfläche fährt. Bei Bedingungen mit Regen und Schnee können diese abrupten Änderungen zur Folge haben, dass ein Fahrzeug 12 instabil wird und von seiner gewünschten Bewegungsbahn abweicht. Diese unerwünschten Auswirkungen können durch gewisse Schwankungen verstärkt werden, die die Schienen eines Viehgitters 22b in der Aufhängung des Fahrzeugs 12 herbeiführen.
-
Ein virtuelles Viehgitter 22b kann Vieh an ein oder mehrere tatsächliche Viehgitter 22b erinnern, denen es zuvor begegnet ist, und aus diesem Grund den gleichen Barrieren- oder Sperreffekt erzeugen. Ein virtuelles Viehgitter 22b kann indes nicht den gleichen unsicheren Halt bereitstellen, der durch das tatsächliche Viehgitter 22b bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann ein virtuelles Viehgitter 22b mehrere Linien aufweisen, die auf eine Straße 20 gemalt sind oder daran haften, um sich parallel zueinander und typischerweise orthogonal zur umgebenden Straße 20 zu erstrecken. Die Linien können in einem Abstand voneinander beabstandet sein, der demjenigen eines tatsächlichen Viehgitters 22b ähnlich ist. Dementsprechend kann Vieh, das an tatsächliche Viehgitter 22b gewöhnt ist, keinen ausreichenden Unterschied in einem virtuellen Viehgitter 22b erkennen, um es jemals zu testen.
-
Ein virtuelles Viehgitter 22b kann gewisse Vorteile gegenüber einem tatsächlichen Viehgitter 22b aufweisen. Die Einrichtung eines virtuellen Viehgitters 22b kann viel günstiger sein. Darüber hinaus kann ein virtuelles Viehgitter 22b für die Fahrzeuge 12, die es überqueren, viel weniger störend sein. Insbesondere kann ein virtuelles Viehgitter 22b nicht die Traktionsprobleme und die Aufhängungsschwankungen verursachen, die einem tatsächlichen Viehgitter 22b entsprechen.
-
In ausgewählten Ausführungsformen kann ein System 10 die nachteiligen Auswirkungen verringern, die mit dem Überqueren von Eisenbahngleisen 22a, Viehgittern 22b und dergleichen verbunden sind. Zum Beispiel können die vorausschauenden Sensoren 16 eine Straßenfläche vor einem Fahrzeug 12 überwachen. Dementsprechend können die Daten von solchen Sensoren 16 verwendet werden, um Eisenbahngleise 22a und Viehgitter 22b wahrzunehmen, zwischen virtuellen Viehgittern 22b und tatsächlichen Viehgittern 22b zu unterscheiden, zweckmäßige Reaktionen oder Vorbereitungen auszuführen, wenn solche Anomalien 22 wahrgenommen werden, oder dergleichen oder Kombinationen oder Unterkombinationen davon.
-
Unter Bezugnahme auf 3 kann ein System 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in ausgewählten Ausführungsformen selbständig sein und unabhängig von irgendeinem anderen Rechnersystem oder Hardware arbeiten, das/die nicht an Bord des entsprechenden Fahrzeugs 12 getragen wird. Alternativ kann ein System 10 wie erforderlich mit mindestens einem entfernten Rechner über ein Kommunikationsnetz (z. B. ein Mobilfunknetz, Satellitennetz, drahtloses lokales Netz oder dergleichen) kommunizieren. Dies kann es ermöglichen, Wahrnehmungs- oder Steuerungsalgorithmen, Maschinenlernen, Kenntnisse über den Ort und die Wirkungen von einer oder mehreren Anomalien 22 oder dergleichen, die einem Fahrzeug 12 entsprechen (z. B. darauf entwickelt wurden) an ein anderes Fahrzeug 12 weiterzugeben und dadurch verwendet zu werden. In noch anderen Ausführungsformen können sich gewisse Komponenten oder Funktionselemente eines Systems 10 irgendwo anders als an Bord eines entsprechenden Fahrzeugs 12 befinden. Dementsprechend kann die Funktionalität, die einem System 10 zugehörig ist, an Bord eines Fahrzeugs 12, außerhalb eines Fahrzeugs 12 oder in irgendeiner Kombination davon durchgeführt werden.
-
In ausgewählten Ausführungsformen kann ein Rechnerabschnitt 14 eines Systems 10 gemäß der vorliegenden Erfindung Rechner-Hardware und Rechner-Software aufweisen. Die Rechner-Hardware eines Rechners 14 kann einen oder mehrere Prozessoren 26, Speicher 28, eine Benutzeroberfläche 30, andere Hardware oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon aufweisen. Der Speicher 28 kann betriebsfähig mit dem einen oder den mehreren Prozessoren 26 verbunden sein und die Rechner-Software speichern. Dies kann es dem einen oder den mehreren Prozessoren 26 ermöglichen, die Rechner-Software auszuführen.
-
Eine Benutzeroberfläche 30 eines Rechners 14 kann es einem Ingenieur, Techniker oder einem Fahrer ermöglichen, mit verschiedenen Gesichtspunkten eines Rechners 14 zu interagieren, diese benutzerspezifisch anzupassen oder zu steuern. In ausgewählten Ausführungsformen kann eine Benutzeroberfläche 30 eines Rechners 14 eine/n oder mehrere Knöpfe, Tasten, berührungsempfindliche Bildschirme, Zeigevorrichtungen oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon aufweisen. In anderen Ausführungsformen kann eine Benutzeroberfläche 30 eines Rechnersystems 14 einfach eine/n oder mehrere Verbindungs-Ports, Paarungen oder dergleichen aufweisen, die es einem externen Rechner ermöglichen, mit dem Rechner 14 zu interagieren oder zu kommunizieren.
-
In ausgewählten Ausführungsformen kann der Speicher 28 eines Rechners 14 Software speichern, die programmiert ist, um Daten zu verwenden, die einem oder mehreren Sensoren 16 entsprechen, um eine oder mehrere Anomalien 22 in einer Fahrumgebung 18 wahrzunehmen und sich darauf vorzubereiten. Solche Software kann eine beliebige zweckmäßige Ausgestaltung aufweisen. In gewissen Ausführungsformen kann die Software eines Rechners 14 ein Fahrzeugbewegungsmodul 32, Wahrnehmungsmodul 34, Steuermodul 36, Maschinenlernmodul 38 oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon aufweisen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Speicher 28 einen oder mehrere Anomaliedatensätze 40, andere Daten oder Software 42 oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon speichern.
-
Ein Fahrzeugbewegungsmodul 32 kann Daten verwenden, die einem oder mehreren Sensoren 16 entsprechen, um zu bestimmen, wie ein entsprechendes Fahrzeug 12 sich bewegt. In ausgewählten Ausführungsformen kann dies durch Kombinieren von Sensordaten (z. B. Daten, die einem oder mehreren Sensoren 16 entsprechen oder davon abgeleitet werden), die durch den Fahrer gesteuerte Parameter kennzeichnen, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Antriebsdrehmoment, Bremsbetätigung, Lenkungseingabe oder dergleichen, mit Daten bewerkstelligt werden, die eine gegenwärtige Lage oder Ausrichtung eines Körpers des Fahrzeugs 12 angeben, um Bewegungsinformationen zu erhalten, die den gegenwärtigen Bewegungszustand des Körpers des Fahrzeugs 12 artikulieren.
-
In ausgewählten Ausführungsformen kann ein Fahrzeugbewegungsmodul 32 Sensordaten verwenden, die durch Fahrer gesteuerte Parameter kennzeichnen, um einen Vektor zu erhalten oder zu definieren, der eine Reiserichtung und Geschwindigkeit an einem bestimmten Zeitpunkt darlegt. Sensordaten, die eine gegenwärtige Lage oder Ausrichtung eines Körpers des Fahrzeugs 12 angeben, können einer/einem oder mehreren Trägheitsmesseinheiten, Gyroskopen, Beschleunigungsmessern oder dergleichen oder Kombinationen oder Unterkombinationen davon entsprechen. Ein Fahrzeugbewegungsmodul 32 kann solche Sensordaten verwenden, um einen oder mehrere Parameter, wie beispielsweise Abstand, Rollbewegung und Gierbewegung eines Körpers des Fahrzeugs 12 zu definieren. Dementsprechend kann durch die Verwendung verschiedener Typen von Sensordaten ein Fahrzeugbewegungsmodul 32 Bewegungsinformationen ausgeben, die im Wesentlichen die Bewegung des Körpers des Fahrzeugs 12 an einem gegebenen Zeitpunkt vollständig schätzen und artikulieren. In ausgewählten Ausführungsformen kann ein Fahrzeugbewegungsmodul 32 solche Bewegungs- oder Lagedaten oder einen Teil davon von einem Controller Area Network (CAN) Bus eines Fahrzeugs 12 sammeln.
-
Ein Wahrnehmungsmodul 34 kann Daten, die einem oder mehreren Sensoren 16 entsprechen, in einer Bemühung zum Wahrnehmen von einer oder mehreren Anomalien 22 innerhalb des Weges des entsprechenden Fahrzeugs 12 analysieren. Zum Beispiel kann ein Wahrnehmungsmodul 34 Daten analysieren, die einem oder mehreren vorausschauenden Sensoren 16 entsprechen, um eine oder mehrere Anomalien 22 vor einem Fahrzeug 12 wahrzunehmen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann ein Wahrnehmungsmodul 34 Daten analysieren, die einem oder mehreren Sensoren 16 entsprechen, die kennzeichnen, wie ein Fahrzeug 12 eine oder mehrere Anomalien 22 erfährt (z. B. beim Überfahren reagiert). In gewissen Ausführungsformen kann ein Wahrnehmungsmodul 34 ausgewählte Daten, die kennzeichnen, wie ein Fahrzeug 12 eine oder mehrere Anomalien 22 erfährt, von einem Controller Area Network (CAN) Bus eines Fahrzeugs 12 sammeln.
-
In ausgewählten Ausführungsformen kann ein Wahrnehmungsmodul 34 den Typ von Anomalie 22, die Entfernung von dem Fahrzeug 12 zur Anomalie 22, die Zeit, bis das Fahrzeug 12 der Anomalie 22 begegnet, den Winkel 24 der Anomalie 22 in Bezug auf die Straße 20, die Biegung der Straße 20, wenn der Anomalie 22 begegnet wird, oder dergleichen oder Kombinationen oder Unterkombinationen davon bestimmen, quantifizieren, schätzen oder dergleichen.
-
Ein Steuermodul 36 kann steuern, wie ein Fahrzeug 12 auf eine oder mehrere Anomalien 22, die durch ein Wahrnehmungsmodul 34 identifiziert oder wahrgenommen werden, reagiert (z. B. sich vorbereitet, ihnen zu begegnen). Die Reaktionen, die durch ein Steuermodul 36 ausgegeben werden, können von einem einfachen Warnen eines menschlichen Fahrers vor einer sich nähernden Anomalie 22 bis hin zum Steuern einer Funktion variieren, die herkömmlicherweise einem menschlichen Fahrer überlassen wurde (z. B. Steuern der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs 12 durch Vom-Gas-Gehen oder Bremsen, Steuern der Lenkung des Fahrzeugs 12 oder dergleichen). Dementsprechend kann in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Anomalie 22, der Zeit, bis das Fahrzeug 12 die Anomalie 22 erreicht, und der Ausgestaltung des Systems 10 ein Steuermodul 36 einem menschlichen Fahrer Informationen bereitstellen (z. B. eine Warnleuchte aufleuchten, einen Sitz vibrieren oder einen Alarm ertönen lassen), einen menschlichen Fahrer unterstützen (z. B. eine Aufhängungsausgestaltung ändern oder die Tempomatsteuerung beenden), anstelle eines menschlichen Fahrers agieren (z. B. aktiv bremsen oder ein Fahrzeug 12 lenken) oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon.
-
Ein Maschinenlernmodul 38 kann den Betrieb unterstützen oder die Funktionalität eines Fahrzeugbewertungsmoduls 32, Wahrnehmungsmoduls 34, Steuermoduls 36 oder dergleichen oder Kombinationen oder Unterkombinationen davon unterstützen oder ausweiten. Zum Beispiel kann ein Maschinenlernmodul 38 einen oder mehrere Algorithmen, die einem Wahrnehmungsmodul 34 entsprechen, die zwischen verschiedenen Anomalien 22 differenzieren und/oder diese identifizieren, entwickeln, verbessern oder ausführen. Auf ähnliche Weise kann ein Maschinenlernmodul 38 einen oder mehrere Algorithmen, die einem Steuermodul 36 entsprechen, die zweckmäßige Reaktionen für verschiedene Anomalien 22 identifizieren, entwickeln, verbessern oder ausführen. In ausgewählten Ausführungsformen kann ein Maschinenlernmodul 38 als ein tiefes neuronales Netzwerk strukturiert sein.
-
Ein Anomaliedatensatz 40 kann Daten aufweisen, die eine bestimmte Anomalie 22 kennzeichnen, die sich auf einer bestimmten Straße 20 befindet. Die Daten können widerspiegeln, wie die bestimmte Anomalie 22 von einem oder mehreren vorausschauenden Sensoren 16 wahrgenommen wurde, wie das Fahren über die bestimmte Anomalie 22 das Fahrzeug 12 beeinträchtigt hat, oder dergleichen oder eine Kombination davon. Es können ein oder mehrere Anomaliedatensätze 40 als Trainingsdaten oder dergleichen durch ein Maschinenlernmodul 38 verwendet werden.
-
Alternativ oder zusätzlich dazu können ein oder mehrere Anomaliedatensätze 40 verwendet werden, um sich auf die bestimmte Anomalie 22 vorzubereiten, wenn das Fahrzeug 12 (oder irgendein anderes Fahrzeug 12, das über das Rechnernetzwerk verbunden ist) erneut über diese bestimmte Straße 20 fährt.
-
In ausgewählten Ausführungsformen kann ein System 10 verschiedene Komponenten zusätzlich zu einem Rechner 14 aufweisen. Zum Beispiel kann ein System 10 ein Datenerfassungssystem 44, eine Sensor-Suite 46, die einen oder mehrere Sensoren 16 aufweist, eine Betätigungsorgan-Suite 48, die ein oder mehrere Betätigungsorgane 50 aufweist, andere Hardware 52, wie erwünscht oder erforderlich, oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon aufweisen.
-
In gewissen Ausführungsformen kann ein Datenerfassungssystem 44 Signale abtasten, die durch einen oder mehrere Sensoren 16 ausgegeben werden und die resultierenden Abtastwerte in Eingaben (z. B. digitale numerische Werte) umwandeln, die durch einen Rechner 14 gehandhabt werden können. Zum Beispiel kann ein Datenerfassungssystem 44 Signale in der Form von analogen Wellenformen in Eingaben in der Form von digitalen Werten umwandeln, die zur Verarbeitung geeignet sind. In gewissen Ausführungsformen kann ein Datenerfassungssystem 44 Vorbehandlungsschaltungen, die Signale, die durch einen oder mehrere Sensoren 16 ausgegeben werden, in Formen umwandeln, die in digitale Werte umgewandelt werden können, sowie Analog-Digital-Wandler zur Durchführung solcher Umwandlung aufweisen.
-
Eine Sensor-Suite 46 kann den einen oder die mehreren Sensoren 16 aufweisen, die auf einem Fahrzeug 12 bordseitig getragen werden. Bestimmte solche Sensoren 16 können jeweils einen Wandler aufweisen, der irgendeine Eigenschaft einer Umgebung abtastet oder detektiert und eine entsprechende Ausgabe (z. B. ein elektrisches oder optisches Signal) bereitstellt, die diese Eigenschaft definiert. Zum Beispiel können einer oder mehrere Sensoren 16 einer Sensor-Suite 46 Beschleunigungsmesser sein, die ein elektrisches Signal ausgeben, das für die richtige Beschleunigung, die durch ihn erfahren wird, charakteristisch ist. Solche Beschleunigungsmesser können verwendet werden, um die Ausrichtung, Beschleunigung, Geschwindigkeit und/oder durch ein Fahrzeug 12 zurückgelegte Entfernung zu bestimmen. In gewissen Ausführungsformen kann eine Sensor-Suite 46 eines Systems 10 eine/n oder mehrere Kameras 16a, Laser-Scanner (z. B. LiDAR-Scanner 16b), Radarvorrichtungen 16c, globale Positionierungssysteme 16d, Temperatursensoren 16e, Antriebsstrangsensoren 16f, Lagesensoren 16g, andere Sensoren 16h (z. B. Ultraschallwandler) oder dergleichen oder Kombinationen oder Unterkombinationen davon aufweisen.
-
In ausgewählten Ausführungsformen können ein/e oder mehrere Kameras 16a, LiDAR-Scanner 16b, Radarvorrichtungen 16c oder dergleichen oder Kombinationen oder Unterkombinationen davon vorausschauende Sensoren 16 sein, die beim Charakterisieren oder Wahrnehmen von einer oder mehreren Anomalien 22 nützlich sind, die sich vorne im Weg des Fahrzeugs 12 befinden. Ein globales Positionierungssystem 16d kann einem Rechner 14 Orts- und/oder Geschwindigkeitsdaten bereitstellen. In ausgewählten Ausführungsformen können Ortsdaten, die von einem globalen Positionierungssystem 16d abgeleitet werden, in einen Anomaliedatensatz 40 aufgenommen werden. Dementsprechend kann, wenn ein gegenwärtiger Ort eines Fahrzeugs 12 sich an einen bekannten Ort einer Anomalie 22 annähert, ein Steuermodul 36 ein Fahrzeug 12 darauf vorbereiten, dieser Anomalie 22 zu begegnen.
-
Ein Thermometer 16e kann eine Umgebungstemperatur kennzeichnen, die ein Fahrzeug 12 umgibt. Dementsprechend kann die Umgebungstemperatur in die Bestimmung der Art und Weise einbezogen werden, auf die am besten auf eine bestimmte Anomalie 22 zu reagieren ist. Zum Beispiel können kältere Temperaturen mit Eis, Schnee und/oder anderen Ursachen für geringeren Traktions- oder Reibungseingriff zwischen den Reifen eines Fahrzeugs 12 und einer Fahroberfläche 20 verbunden sein. Dementsprechend kann, wenn die Umgebungstemperatur sich in der Nähe oder unter dem Gefrierpunkt befindet, ein Steuermodul 36 einen konservativeren Ansatz oder eine konservativere Reaktion auf eine Anomalie 22 ausführen als wenn die Umgebungstemperatur deutlich über dem Gefrierpunkt liegt.
-
Antriebsstrangsensoren 16f können eine oder mehrere Vorrichtungen umfassen, die die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, das Motordrehmoment, den Reifenschlupf oder dergleichen kennzeichnen. Dementsprechend können die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, das Motordrehmoment, der Reifenschlupf oder dergleichen in die Bestimmung der Art und Weise einbezogen werden, auf die am besten auf eine bestimmte Anomalie 22 zu reagieren ist. Wenn zum Beispiel während einer bestimmten Fahrt Reifenschlupf auftritt, während das Motordrehmoment relativ niedrig ist, kann dies ein Anzeichen für schlechten Traktions- oder Reibungseingriff zwischen den Reifen eines Fahrzeugs 12 und einer Fahroberfläche sein. Dementsprechend kann während dieser Fahrt ein Steuermodul 36 einen konservativeren Ansatz oder eine konservativere Reaktion auf eine oder mehrere Anomalien 22 ausführen. In ausgewählten Ausführungsformen können Antriebsstrangsensoren 16f einen oder mehrere Drehzahlmesser oder -sensoren, Dehnungsmesser oder dergleichen oder Kombinationen davon aufweisen.
-
Die Lagesensoren 16g können eine oder mehrere Vorrichtungen aufweisen, die die Ausrichtung eines Fahrzeugs 12 oder einiger Bauteile davon in Bezug auf ein universelles Koordinatensystem, Fahrzeugkoordinatensystem, eine Straßenoberfläche oder dergleichen oder Kombinationen davon kennzeichnen. Dementsprechend kann die Ausrichtung eines Fahrzeugs 12 in die Bestimmung der Art und Weise einbezogen werden, auf die am besten auf eine bestimmte Anomalie 22 zu reagieren ist. Wenn zum Beispiel ein oder mehrere Lagesensoren 16f angeben, dass das Fahrzeug 12 abbiegt (z. B. eine seitliche Beschleunigung erfährt, seine Vorderräder nicht gerade nach vorne gerichtet sind), kann dies ein Hinweis darauf sein, dass gewisse seitliche Kräfte oder Erwägungen bei der Bestimmung der Art und Weise, auf die am besten auf eine bestimmte Anomalie 22 vorzubereiten ist, berücksichtigt werden müssen. In ausgewählten Ausführungsformen können Lagesensoren 16g ein oder mehrere Gyroskope, Trägheitsmesseinheiten, Drehsensoren, Dehnungsmesser oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon aufweisen.
-
Eine Betätigungsorgan-Suite 48 kann das eine oder die mehreren Betätigungsorgane 50 aufweisen, die auf einem Fahrzeug 12 bordseitig getragen werden. Solche Betätigungsorgane 50 können unter der Leitung eines Steuermoduls 36 betätigt werden. Dementsprechend können die Betätigungsorgane 50 die Reaktionen auf Anomalien 22, die durch das Steuermodul 36 vorgegeben werden, ausführen oder durchführen. Zum Beispiel können ein oder mehrere Betätigungsorgane 50 einer Betätigungsorgan-Suite 48 unter der Leitung eines Steuermoduls 36 einem menschlichen Fahrer Informationen bereitstellen (z. B. eine Warnleuchte aufleuchten, einen Sitz vibrieren oder einen Alarm ertönen lassen), einen menschlichen Fahrer unterstützen (z. B. eine Aufhängungsausgestaltung ändern oder die Tempomatsteuerung beenden), anstelle eines menschlichen Fahrers agieren (z. B. aktiv bremsen oder ein Fahrzeug 12 lenken) oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon.
-
Bestimmte Betätigungsorgane 50 innerhalb einer Betätigungsorgan-Suite 48 können jeweils einen Schalter oder eine Steuereinrichtung aufweisen, die, wenn sie aktiviert oder angewiesen wird, etwas ein- oder ausschaltet. Gewisse andere solche Betätigungsorgane 50 innerhalb einer Betätigungsorgan-Suite 48 können jeweils einen Wandler aufweisen, der ein Eingabesignal aufweist (z. B. ein elektrisches Signal oder Strom) und als Reaktion darauf eine bestimmte Bewegung erzeugt. Zum Beispiel können ein oder mehrere Betätigungsorgane 50 einer Betätigungsorgan-Suite 48 Elektromagneten aufweisen, die elektrische Energie in Bewegung (z. B. lineare Bewegung) umwandeln.
-
In gewissen Ausführungsformen kann eine Betätigungsorgan-Suite 48 eines Systems 10 ein oder mehrere Geschwindigkeitsbetätigungsorgane 50a, Lenkungsbetätigungsorgane 50b, Aufhängungsbetätigungsorgane 50c, andere Betätigungsorgane 50d oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon aufweisen. Ein Geschwindigkeitsbetätigungsorgan 50a kann die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs 12 steuern, indem es vom Gas geht, den Tempomat ausschaltet, die Bremsen betätigt oder dergleichen. Ein Lenkungsbetätigungsorgan 50b kann ein Fahrzeug 12 lenken. Ein Aufhängungsbetätigungsorgan 50c kann irgendeinen Gesichtspunkt eines Aufhängungssystems eines Fahrzeugs 12 steuern oder anpassen.
-
Zum Beispiel kann in ausgewählten Ausführungsformen ein Aufhängungsbetätigungsorgan 50c die vertikale Bewegung von einem oder mehreren Rädern in Bezug auf das Fahrgestell oder den Körper eines Fahrzeugs 12 auf irgendeine Art und Weise anpassen oder steuern. Dies kann das Festigen oder Abschwächen einer Aufhängung, das Erhöhen oder Vermindern einer Fahrhöhe, das Erhöhen oder Vermindern der Frequenz der Schwingung eines Aufhängungssystems oder dergleichen oder Kombinationen oder Unterkombinationen davon aufweisen.
-
In gewissen Ausführungsformen können ein oder mehrere andere Betätigungsorgane 50d, die innerhalb einer Betätigungsorgan-Suite 48 enthalten sind, Kommunikationsbetätigungsorgane umfassen oder aufweisen. Es kann sein, dass die Kommunikationsbetätigungsorgane die Handhabung, das Fahren oder die Leistung eines Fahrzeugs 12 nicht beeinträchtigen. Stattdessen können sie Kommunikationen oder Nachrichten, die sich an einen Fahrer eines Fahrzeugs 12 richten, bereitstellen, einleiten oder beenden. Zum Beispiel können ein oder mehrere Kommunikationsbetätigungsorgane unter der Leitung eines Steuermoduls 36 ein Warnlicht oder eine Textnachricht, die Vibration eines Sitzes oder Lenkrades, einen hörbaren Alarm oder eine gesprochene Nachricht oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon starten oder stoppen.
-
Unter Bezugnahme auf 4 kann ein System 10 ein Verfahren 54 gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützen, ermöglichen oder ausführen. In ausgewählten Ausführungsformen kann so ein Verfahren 54 mit dem Analysieren 56 von Daten oder Signalen beginnen, die einem oder mehreren Sensoren 16 entsprechen. Basierend auf diesem Analysieren 56 kann eine Anomalie 22, wie beispielsweise ein Eisenbahngleis 22a, ein Viehgitter 22b oder dergleichen, wahrgenommen werden 58. Das Wahrnehmen 58 der Anomalie 22 kann das Identifizieren der Anomalie 22 (z. B. Differenzieren zwischen dem Eisenbahngleis 22a, dem tatsächlichen Viehgitter 22b, dem virtuellen Viehgitter 22b oder dergleichen), Schätzen einer Entfernung von dem Fahrzeug 12 zur Anomalie 22, Bestimmen einer Ausrichtung oder eines Winkels 24 der Anomalie 22 in Bezug auf die Straße 20, Bestimmen einer Biegung der Straße 20 in dem Bereich, der die Anomalie 22 umgibt, oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon aufweisen.
-
Eine oder mehrere Eingaben (z. B. Daten von einem oder mehreren Sensoren 16) können verwendet werden 60, um die gegenwärtige Bewegung eines Fahrzeugs 12 zu bestimmen. Diese Informationen können verwendet werden, um die Art und Weise zu bestimmen, auf die die Begegnung einer Anomalie 22 am besten vorzubereiten ist. Wenn zum Beispiel die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs 12 und die Entfernung zur Anomalie 22 bekannt oder bestimmt sind, kann ein System 10 berechnen, wann das Fahrzeug 12 der Anomalie 22 begegnen wird. In ausgewählten Ausführungsformen können eine oder mehrere Eingaben verwendet werden 60, um die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, die Ausrichtung des Fahrzeugs 12 in Bezug auf eine Straße 20, die Ausrichtung des Fahrzeugs 12 in Bezug auf die Anomalie 22, die gegenwärtige Lenkrichtung, die gegenwärtige/n Aufhängungseinstellungen oder -ausgestaltung oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon zu bestimmen.
-
Eine oder mehrere Eingaben (z. B. Daten von einem oder mehreren Sensoren 16) können verwendet werden 62, um die gegenwärtigen Wetterbedingungen in einem Bereich, der ein Fahrzeug 12 umgibt, zu bestimmen. Diese Informationen können auch verwendet werden, um die Art und Weise zu bestimmen, auf die die Begegnung einer Anomalie 22 am besten vorzubereiten ist. Wenn zum Beispiel eine oder mehrere Eingaben angeben, dass Frosttemperaturen herrschen und Wasser, Eis oder Schnee oder irgendeine Kombination davon auf der Straße 20 vorhanden ist, dann können die zweckmäßigen Reaktionen auf eine Anomalie 22 diese Faktoren berücksichtigen. In ausgewählten Ausführungsformen können eine oder mehrere Eingaben verwendet werden 62, um die Umgebungstemperatur, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Niederschlag, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Wasser, Eis oder Schnee auf einer Straße 20 oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon zu bestimmen.
-
Nachdem ausreichende Daten, die eine Anomalie 22, die gegenwärtige Bewegung des Fahrzeugs 12 und/oder die Wetterbedingungen in der Umgebung betreffen, gesammelt wurden, kann ein System 10 einen Steuerungsalgorithmus auf diese Daten anwenden 64, um eine zweckmäßige Reaktion (z. B. eine zweckmäßige Sammlung von einer oder mehreren Handlungen) auf die Anomalie 22 zu identifizieren. In Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren kann die zweckmäßige Reaktion Folgendes aufweisen: Auslösen einer Warnleuchte oder Textnachricht, Vibrieren eines Sitzes oder Lenkrades, einen hörbaren Alarm oder eine gesprochene Nachricht, Ändern einer Aufhängungsausgestaltung; Beenden des Tempomats; Vom-Gas-Gehen; aktives Bremsen; Lenken eines Fahrzeugs 12, um einer Anomalie 22, wie einem Eisenbahngleis 22a, in einem Winkel 24 zu begegnen, der angesichts der Abmessungen des Fahrstreifens und/oder der Straße so nahe wie möglich an neunzig Grad liegt; oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon. Ein System 10 kann dann die zweckmäßige Reaktion ausführen 66.
-
Zum Beispiel können in ausgewählten Ausführungsformen Anomalien, wie beispielsweise Eisenbahngleise 22a, tatsächliche Viehgitter 22b oder dergleichen durch Erfassen von Signalen von mehreren Sensoren und ihr Verarbeiten mit einem Algorithmus detektiert werden. Die Sensors 16 können eine oder mehrere Kameras, Radarvorrichtungen, Ultraschallvorrichtungen, LiDAR-Scanner (z. B. Festkörper-LiDAR) und Vorrichtungen aufweisen, die Daten auf einem Controller Area Network (CAN) Bus eines Fahrzeugs 12 posten. Die Ausgaben von einem oder mehreren solchen Sensoren 16 können als eine Eingabe in einen Fusionsalgorithmus genommen werden. Die Ausgabe dieses Algorithmus kann einen dreidimensionalen Ort (z. B. X, Y und Z) eines Eisenbahngleises 22a oder tatsächlichen Viehgitters 22b in Bezug auf ein Körperkoordinatensystem des Fahrzeugs 12 aufweisen.
-
Der Algorithmus kann Eingaben von einem oder mehreren solchen Sensoren nehmen, um den Ort der Eisenbahngleise 22a oder des tatsächlichen Viehgitters 22b unter Bezugnahme auf das Körperkoordinatensystem zu schätzen. Zusätzlich kann unter Verwendung von Informationen (z. B. Abstand, Fahrzeuggeschwindigkeit und Höhe) von dem CAN-Bus ein Algorithmus eine Position der Vorderräder des Fahrzeugs 12 in Bezug auf die Eisenbahngleise 22a oder das tatsächliche Viehgitter 22b bestimmen. Die Ausgaben dieses Algorithmus, wie beispielsweise der X-, Y- und Z-Ort der Eisenbahngleise 22a oder des tatsächlichen Viehgitters 22b können dem Fahrzeug 12 helfen, besser auf das Überqueren der Eisenbahngleise 22a oder des tatsächlichen Viehgitters 22b vorbereitet zu sein, ohne die Kontrolle über das Fahrzeug 12 zu verlieren. Zusätzlich können sie verwendet werden, um eine aktive Aufhängung des Fahrzeugs 12 zu steuern, um das Fahren über die Eisenbahngleise 22a oder das tatsächliche Viehgitter 22b bequemer zu machen. Eine Ausgabe des Algorithmus kann auch den Fahrer warnen, um eine Beschädigung des Fahrzeugs 12 zu vermeiden, während es über die Eisenbahngleise 22a oder das tatsächliche Viehgitter 22b fährt.
-
Darüber hinaus kann mit Kenntnissen über bestehende Wetterbedingungen (z. B. Schnee, Eis, Schneeregen, starker Regen oder dergleichen) eine genaue Wahrnehmung eines Eisenbahngleises 22a und der Bewegungsbahn eines autonomen Fahrzeugs, ein System 10 gemäß der vorliegenden Erfindung es dem Fahrzeug 12 ermöglichen, Reifenschlupf vorauszusehen und seine Bewegungsbahn zu ändern, um einen Verlust der Kontrolle über das Fahrzeug 12 zu verhindern.
-
Zum Beispiel kann ein Wahrnehmungsmodul 34 (z. B. ein Wahrnehmungsmodul 34, das Sensordatenfusion einsetzt), eine Linie genau beschreiben, die die Eisenbahngleise 22a darstellt, wie sie eine Straße 20 kreuzen. Wenn die Straße 20 von allein eine natürliche Biegung aufweist, kann ein Fahrzeug 12 mit einem Gierwinkel, der mit der Straßenbiegung übereinstimmt, von der Straße 20 weg schlupfen, mit einem Randstreifen der Straße 20 kollidieren oder auf eine andere Art und Weise einen behebbaren oder nicht behebbaren Kontrollverlust erfahren.
-
Um dies zu verhindern, kann ein System 10 die Linie, die das Eisenbahngleis darstellt, und die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 12 verwenden, um den Winkel 24 zwischen den beiden zu berechnen. Das System 12 kann dann eine Lenkungsreaktion einleiten, die den Winkel 24 zwischen den beiden in Richtung neunzig Grad oder angesichts der Einschränkungen des Fahrstreifens oder dergleichen so nahe wie möglich an neunzig Grad drückt. Das Streben nach einem senkrechten Auftreffwinkel in Bezug auf die Eisenbahngleise kann den Schlupf der Räder des Fahrzeugs 12 minimieren und beim Behalten der Kontrolle helfen.
-
In gewissen Ausführungsformen kann ein System 10 nicht nur versuchen, die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 12 (d. h. sowohl Vorderreifen als auch Hinterreifen) orthogonal zu den Eisenbahngleisen 22a einzustellen, sondern auch die Trägheitsbewegungsrichtung des Fahrzeugs 12 vollständig in Längsrichtung (z. B. keine Dämpfung der seitlichen Aufhängung und keine Gierbewegung) vor dem Bereich des potenziellen Schlupfes auszurichten. Da die Eisenbahngleise 22a vor den anderen Straßenoberflächen gefrieren können, kann ein System 10 versuchen, sämtliche Korrekturen vor dem Fahren über die Eisenbahngleise 22a vorzunehmen.
-
Unter Bezugnahme auf 5 kann ein System 10 ein weiteres Verfahren 68 gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützen, ermöglichen oder ausführen. In ausgewählten Ausführungsformen kann so ein Verfahren 68 mit dem Analysieren 56 von Daten oder Signalen beginnen, die einem oder mehreren Sensoren 16 entsprechen. Basierend auf diesem Analysieren 56 kann eine Anomalie 22 wahrgenommen werden 58. In gewissen Ausführungsformen kann dieses Wahrnehmen 58 auf Primärsensordaten (d. h. Daten, die einem Primärsensor 16, wie beispielsweise einer Kamera 16a, entsprechen) basieren. Eine oder mehrere Eingaben (z. B. Daten von einem oder mehreren Sensoren 16) können verwendet werden 60, um die gegenwärtige Bewegung eines Fahrzeugs 12 zu bestimmen. Eine oder mehrere Eingaben (z. B. Daten von einem oder mehreren Sensoren 16) können verwendet werden 62, um die gegenwärtigen Wetterbedingungen in einem Bereich, der ein Fahrzeug 12 umgibt, zu bestimmen. Diese Informationen können auch verwendet werden, um die Art und Weise zu bestimmen, auf die die Begegnung einer Anomalie 22 am besten vorzubereiten ist.
-
In gewissen Ausführungsformen kann es indes sein, dass die Daten von einem Primärsensor 16 nicht eindeutig sind. Wenn zum Beispiel ein Primärsensor 16 eine Kamera 16a ist, kann es für ein System 10 (z. B. ein Wahrnehmungsmodul 34) unter Verwendung von einzig den Kameradaten schwierig sein, zu bestimmen, ob ein Viehgitter 22b ein virtuelles Viehgitter 22b oder ein tatsächliches Viehgitter 22b ist. Dementsprechend kann ein System 10 (z. B. ein Wahrnehmungsmodul 34) in solchen Ausführungsformen oder Situationen Sekundärsensordaten analysieren 70, die dem Ort der Anomalie 22 entsprechen. Zum Beispiel kann ein System 10 Radardaten, Laserdaten (z. B. LiDAR-Daten), oder dergleichen analysieren 70, die dem Ort der Anomalie 22 entsprechen.
-
Die Daten, die einem oder mehreren Sekundärsensoren 16 entsprechen, können Informationen oder Kontext bereitstellen, der nicht von den Daten erhalten werden kann, die dem einen oder den mehreren Primärsensoren 16 entsprechen. Dementsprechend können die Sekundärsensordaten es einem System 10 (z. B. einem Wahrnehmungsmodul 34) ermöglichen, zu bestimmen 72, ob die bestimmte betreffende Anomalie 22 von einem Typ oder einem anderen ist (z. B. ob das Viehgitter 22b ein virtuelles Viehgitter 22b oder ein tatsächliches Viehgitter 22b ist).
-
Nachdem ausreichende Daten, die eine Anomalie 22, die gegenwärtige Bewegung des Fahrzeugs 12 und/oder die Wetterbedingungen in der Umgebung betreffen, gesammelt wurden, kann ein System 10 einen Steuerungsalgorithmus auf diese Daten anwenden 74, 76, um eine zweckmäßige Reaktion auf die Anomalie 22 zu identifizieren. In ausgewählten Ausführungsformen kann ein Steuerungsalgorithmus den Typ der Anomalien 22 berücksichtigen. Dementsprechend kann ein Steuerungsalgorithmus eine Reaktion (z. B. eine Sammlung von einer oder mehreren Handlungen) für einen ersten Typ von Anomalie 22 und eine andere Reaktion (z. B. eine unterschiedliche Sammlung von einer oder mehreren Handlungen) für einen zweiten Typ von Anomalie 22 empfehlen.
-
Zum Beispiel kann ein Steuerungsalgorithmus empfehlen, dass keine Handlung unternommen wird, wenn bestimmt wird, dass das Viehgitter 22b, das wahrgenommen wurde 58, ein virtuelles Viehgitter 22b ist, und dass gewisse Aufhängungsänderungen zeitig vorgenommen werden, wenn bestimmt wird, dass das Viehgitter 22b, das wahrgenommen wurde 58, ein tatsächliches Viehgitter 22b ist. Ein System 10 kann dann die zweckmäßige Reaktion ausführen 66.
-
Zum Beispiel kann ein autonomes Fahrzeug 12 eine oder mehrere Radar-, Kamera- und/oder LiDAR-Vorrichtungen besitzen, um eine Fahrumgebung 18 genau wahrzunehmen. Wenn das Fahrzeug 12 indes hauptsächlich Kameraausgabe verwendet, um ein Viehgitter 22b zu detektieren und somit die Bewegungsbahn des Fahrzeugs 12 zu bestimmen, könnte ein falscher Alarm durch ein virtuelles Viehgitter 22b ausgelöst werden. Um dies zu verhindern, können nach vorne gerichtete LiDAR- und/oder Radardaten verwendet werden.
-
Das Metall, das in einem tatsächlichen Viehgitter 22b verwendet wird, kann LiDAR-Punktwolkendaten mit Werten für das Reflexionsvermögen ergeben oder erzeugen, die sich sehr von denjenigen eines virtuellen Viehgitters 22b mit seinen gemalten Linien unterscheiden. Auf ähnliche Weise können Radarstrahlen mehrere Reflexionen von dem Metall eines tatsächlichen Viehgitters 22b erfahren und so Radarreflexionen erzeugen, die eine große Anzahl von Detektionen auf diesem Abschnitt der Straße 20 erzeugen. Dementsprechend kann ein System 10 gemäß der vorliegenden Erfindung die Detektionen von LiDAR- und/oder Radarvorrichtungen verwenden, um das Vorhandensein eines tatsächlichen Viehgitters 22b zu bestätigen und Manöver zu verhindern, die das Fahrzeug 12 nicht vornehmen muss, wenn das Viehgitter 22b lediglich virtuell ist.
-
Unter Bezugnahme auf 6 kann ein System 10 ein weiteres Verfahren 78 gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützen, ermöglichen oder ausführen. In ausgewählten Ausführungsformen kann ein solches Verfahren 78 mit dem Erfahren 80 einer Anomalie 22 beginnen. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug 12 ein Eisenbahngleis 22a oder Viehgitter 22b erfahren, indem es darüber fährt. Das System 10 kann dann eine oder mehrere Wirkungen der Anomalie 22 auf das Fahrzeug 12 aufzeichnen 82. Diese Wirkungen können sich in Daten widerspiegeln, die einem oder mehreren Sensoren 16 entsprechen und die gesammelt werden, während das Fahrzeug die Anomalie 22 erfährt. Die Wirkungen können gewisse Vibrationen, Beschleunigungen, Reifenschlupf oder dergleichen oder eine Kombination oder Unterkombination davon aufweisen.
-
Durch das Analysieren der Wirkungen einer Anomalie 22 kann ein System 10 bestimmen 84, wie in Zukunft an die Anomalie 22 herangegangen werden kann. Zum Beispiel kann das System 10 bestimmen 84, dass die Anomalie 22 geringe/n Vibrationen und/oder Reifenschlupf erzeugt und dass es in Zukunft mit einer höheren Geschwindigkeit überquert werden kann. Umgekehrt kann das System 10 bestimmen 84, dass die Anomalie 22 beträchtliche Vibrationen erzeugt hat und dass sie in Zukunft sogar mit einer noch niedrigeren Geschwindigkeit und/oder mit einer unterschiedlichen Aufhängungseinstellung überquert werden sollte.
-
In ausgewählten Ausführungsformen kann der neue Ansatz (z. B. eine bessere Reaktion auf die Anomalie 22), der durch das System 10 bestimmt 84 wurde, auf irgendeine Weise an einem Ort in einer Fahrumgebung 18 gespeichert oder damit verbunden werden 86. Dementsprechend kann, wenn das Fahrzeug 12 irgendwann in der Zukunft in der Nähe dieses Orts fährt 88, der neue Ansatz für die Anomalie 22 ausgelöst oder auf eine andere Art und Weise ausgeführt werden 90. Auf diese Weise kann ein System 10 immer lernen und seine Reaktion auf Anomalien 22 verbessern.
-
Unter Bezugnahme auf 7 kann ein System 10 ein weiteres Verfahren 92 gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützen, ermöglichen oder ausführen. In ausgewählten Ausführungsformen kann so ein Verfahren 92 mit dem Analysieren 56 von Daten oder Signalen beginnen, die einem oder mehreren Sensoren 16 entsprechen. Basierend auf diesem Analysieren 56 kann eine Anomalie 22, wie beispielsweise ein Eisenbahngleis 22a, ein Viehgitter 22b oder dergleichen wahrgenommen werden 58. Eine oder mehrere Eingaben können verwendet werden 60, um die gegenwärtige Bewegung eines Fahrzeugs 12 zu bestimmen. Eine oder mehrere Eingaben können verwendet werden 62, um die gegenwärtigen Wetterbedingungen in einem Bereich, der ein Fahrzeug 12 umgibt, zu bestimmen. Diese Informationen über eine Teilmenge davon können verwendet werden, um die Art und Weise zu bestimmen, auf die die Begegnung einer Anomalie 22 am besten vorzubereiten ist.
-
Nachdem ausreichende Daten, die eine Anomalie 22, die gegenwärtige Bewegung des Fahrzeugs 12 und/oder die Wetterbedingungen in der Umgebung betreffen, gesammelt wurden, kann ein System 10 einen Steuerungsalgorithmus auf diese Daten anwenden 64, um eine zweckmäßige Reaktion auf die Anomalie 22 zu identifizieren. Ein System 10 kann dann die zweckmäßige Reaktion ausführen 66.
-
Das Verfahren 92 kann mit dem Erfahren 80 der Anomalie 22 fortgesetzt werden. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 12 über ein Eisenbahngleis 22a, ein Viehgitter 22b oder eine andere Anomalie 22 fahren. Das System 10 kann dann eine oder mehrere Wirkungen der Anomalie 22 auf das Fahrzeug 12 aufzeichnen 82. Durch das Analysieren der Wirkungen einer Anomalie 22 kann ein System 10 bestimmen 84, wie in Zukunft besser an die Anomalie 22 herangegangen werden kann. Dementsprechend kann das System 10 einen oder mehrere Steuerungsalgorithmen aktualisieren 94, um einen oder mehrere Gesichtspunkte des besseren Ansatzes widerzuspiegeln oder aufzunehmen. Auf diese Weise kann ein System 10 immer lernen und seine Reaktion auf Anomalien 22 (z. B. Anomalien 22, die durch ein Fahrzeug 12 erfahren wurden, und Anomalien 22, die noch nicht durch ein Fahrzeug 12 erfahren wurden) verbessern.
-
Die Ablaufdiagramme in 4 bis 7 veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und den Betrieb von möglichen Ausführungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Ablaufdiagrammen ein Modul, Segment oder einen Codeabschnitt darstellen, das oder der einen oder mehrere ausführbare Befehle zum Ausführen der angegebenen logischen Funktion/en aufweist. Es sei auch erwähnt, dass jeder Block in den veranschaulichten Ablaufdiagrammen und Kombinationen von Blöcken in den veranschaulichten Ablaufdiagrammen durch Spezialsysteme auf Hardware-Basis, die die angegeben Funktionen oder Handlungen durchführen, oder Kombinationen von Spezial-Hardware und Computerbefehlen ausgeführt werden können.
-
Es sei auch erwähnt, dass es in einigen alternativen Ausführungen sein kann, dass die in den Blöcken angegebenen Funktionen nicht in der in den Figuren angegebenen Reihenfolge auftreten. In gewissen Ausführungsformen können zwei Blöcke, die aufeinanderfolgend gezeigt sind, tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder die Blöcke können in Abhängigkeit von der beteiligten Funktionalität manchmal in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden. Alternativ können gewisse Schritte oder Funktionen weggelassen werden, wenn sie nicht benötigt werden.
-
Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne ihren Geist oder ihre wesentlichen Eigenschaften zu verlassen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht lediglich als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten. Der Schutzbereich der Erfindung ist daher durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die vorhergehende Beschreibung angegeben. Sämtliche Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und im Bereich der Äquivalenz der Ansprüche liegen, sind in ihrem Schutzbereich umfasst.
