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EINLEITUNG
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Die Erkennung und Verortung herkömmlicher Straßenmerkmale (d. h. Orientierungspunkte, wie Verkehrsschilder und Ampeln) können für das Sensorsystem von Fahrzeugen eine schwierige Aufgabe sein, wenn die Orientierungspunkte zuvor beschädigt wurden. Diese beschädigten Orientierungspunkte können die Fahrzeugsysteme weiter verwirren, wenn die Systeme versuchen, das Fahrzeug an Positionen mit Orientierungspunkten zu orten, die mit den Orientierungspunkten in Konflikt stehen, die zuvor in den Datenbanken des Fahrzeugs gespeichert wurden. Viele nicht-traditionelle Orientierungspunkte wurden bislang noch nicht zu Ortungszwecken aufgezeichnet. Unauffällige Orientierungspunkte (z. B. Dehnfugen zwischen einer Straße und einer angrenzenden Brücke) können somit aufgezeichnet werden, um die Ortung des Fahrzeugs zu verbessern, insbesondere wenn herkömmlich Orientierungspunkte unerwartet entfernt oder beschädigt wurden. Diese nicht-traditionellen Orientierungspunkte können darüber hinaus durch Sensorsysteme erfasst werden, die im Allgemeinen nicht mit den aktuellen Fahrzeug-Lokalisierungssystemen wie Fahrzeug-Kamerasystemen, LIDAR-Systemen und Radarsystemen zusammenarbeiten. Es ist daher wünschenswert, dass nicht-traditionelle Straßenmerkmale zu Zwecken der Fahrzeugortung aufgezeichnet werden. Es ist ferner wünschenswert, dass diese nicht-traditionellen Straßenmerkmale von Systemen erfasst werden, die normalerweise nicht für die Fahrzeugortung eingesetzt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Darstellung eines Systems zum Entwickeln topografischer Daten in einer Kartendatenbank. Das System beinhaltet: einen Speicher einschließlich einer oder mehrerer ausführbarer Anweisungen und der Kartendatenbank; eine Steuerung, konfiguriert zum Auslesen und Ausführen einer oder mehrerer ausführbarer Anweisungen; einen Sensor, konfiguriert, um zu bestimmen, wann das Fahrzeug auf ein Fahrbahnmerkmal trifft und anschließend ein Oberflächenvariations-Signal mit einem topografischen Koordinatenupdate entsprechend des Fahrbahnmerkmals zu senden. Die ausführbaren Anweisungen veranlassen die Steuerung, das Oberflächenvariations-Signal vom Sensor zu empfangen und mit der Kartendatenbank zusammenzuwirken, um die Topographiedaten mit dem topografischen Koordinatenupdate zu entwickeln.
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Das System kann zudem ein Kommunikationsgerät beinhalten, das konfiguriert ist, um mit einem entfernten Teilnehmer zu kommunizieren. Die ausführbaren Anweisungen würden ferner die Steuerung veranlassen, mit dem Kommunikationsgerät und dem Speicher zu kommunizieren, um die Kommunikationen des entfernten Teilnehmers einschließlich der entwickelten topografischen Daten zu senden.
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Der Sensor kann ein Dynamiksensor sein, der mit dem Aufhängungssystem des Fahrzeugs verbunden ist. Der Sensor kann auch ein Mikrofon sein, das konfiguriert ist, um anhand des Fahrbahngeräuschs zu bestimmen, wann das Fahrzeug auf ein Fahrbahnmerkmal trifft, und dies anzuzeigen. Das Fahrbahnmerkmal kann eine Dehnfuge, ein Rüttelstreifen, eine Spurlücke, ein Schlagloch oder eine Veränderung der Straßenoberfläche sein. Die Kartendatenbank kann einer hochauflösenden Karte mit mehreren topografischen Datenkoordinaten entsprechen.
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Darstellung eines weiteren Systems zum Entwickeln topografischer Daten in einer Kartendatenbank. Das System beinhaltet: einen Speicher einschließlich einer oder mehrerer ausführbarer Anweisungen und der Kartendatenbank; eine Steuerung, konfiguriert zum Auslesen und Ausführen einer oder mehrerer ausführbarer Anweisungen; einen Sensor, konfiguriert, um zu signalisieren, wann das Fahrzeug auf ein Fahrbahnmerkmal trifft. Die ausführbaren Anweisungen veranlassen die Steuerung, ein Oberflächenvariations-Signal vom Sensor zu empfangen; mit der Kartendatenbank zusammenzuwirken, um zu bestimmen, ob das Fahrbahnmerkmal mindestens auf einem ausgewählten Abschnitt des Oberflächenvariations-Signals beruht; mit der Kartendatenbank zusammenzuwirken, um die topografischen Daten mit einem topografischen Koordinatenupdate zu entwickeln, wenn das Fahrbahnmerkmal als zu einer bestimmten Art gehörig bestimmt wird.
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Das System kann zudem ein Kommunikationsgerät beinhalten, das konfiguriert ist, um mit einem entfernten Teilnehmer zu kommunizieren. Die ausführbaren Anweisungen würden ferner die Steuerung veranlassen, mit dem Kommunikationsgerät und dem Speicher zu kommunizieren, um die Kommunikationen des entfernten Teilnehmers einschließlich der entwickelten topografischen Daten zu senden.
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Der Sensor kann ein Dynamiksensor sein, der mit dem Aufhängungssystem des Fahrzeugs verbunden ist. Der Sensor kann auch ein Mikrofon sein, das konfiguriert ist, um anhand des Fahrbahngeräuschs zu bestimmen, wann das Fahrzeug auf ein Fahrbahnmerkmal trifft, und dies anzuzeigen. Das Fahrbahnmerkmal kann eine Dehnfuge, ein Rüttelstreifen, eine Spurlücke, ein Schlagloch oder eine Veränderung der Straßenoberfläche sein. Die Kartendatenbank kann einer hochauflösenden Karte mit mehreren topografischen Datenkoordinaten entsprechen.
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Darstellung eines weiteren Systems zum Entwickeln topografischer Daten in einer Kartendatenbank. Das System beinhaltet: einen Speicher, eine oder mehrere ausführbare Anweisungen und die Kartendatenbank umfassend; eine Steuerung, konfiguriert zum Auslesen und Ausführen einer oder mehrerer ausführbarer Anweisungen; einen ersten Sensor, konfiguriert, um zu bestimmen, wann das Fahrzeug auf ein Fahrbahnmerkmal trifft und anschließend ein erstes Signal mit einem ersten topografischen Koordinatenupdate entsprechend des Fahrbahnmerkmals zu senden; einen zweiten Sensor, konfiguriert, um zu bestimmen, wann das Fahrzeug auf ein Fahrbahnmerkmal trifft und anschließend ein zweites Signal mit einem zweiten topografischen Koordinatenupdate entsprechend des Fahrbahnmerkmals zu senden. Die ausführbaren Anweisungen veranlassen die Steuerung, das erste Signal vom ersten Sensor zu empfangen; das zweite Signal vom zweiten Sensor zu empfangen; die Genauigkeit des ersten und zweiten topographischen Koordinatenupdates zu überprüfen; und mit der Kartendatenbank zusammenzuwirken, um die topografischen Daten mit dem ersten oder dem zweiten topografischen Koordinatenupdate zu entwickeln, wenn das erste und das zweite Signal nachweislich genau sind.
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Das System kann zudem ein Kommunikationsgerät beinhalten, das konfiguriert ist, um mit einem entfernten Teilnehmer zu kommunizieren. Die ausführbaren Anweisungen würden ferner die Steuerung veranlassen, mit dem Kommunikationsgerät und dem Speicher zu kommunizieren, um die Kommunikationen des entfernten Teilnehmers einschließlich der entwickelten topografischen Daten zu senden.
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Das erste und das zweite topografische Koordinatenupdate kann als genau verifiziert werden, wenn sie jeweils einer im Wesentlichen identischen geografischen Lage entsprechen. Der erste Sensor kann ein Dynamiksensor sein, der mit dem Aufhängungssystem des Fahrzeugs verbunden ist. Der zweite Sensor kann auch ein Mikrofon sein, das konfiguriert ist, um anhand des Fahrbahngeräuschs zu bestimmen, wann das Fahrzeug auf ein Fahrbahnmerkmal trifft, und dies anzuzeigen. Das Fahrbahnmerkmal kann eine Dehnfuge, ein Rüttelstreifen, eine Spurlücke, ein Schlagloch oder eine Veränderung der Straßenoberfläche sein. Die Kartendatenbank kann einer hochauflösenden Karte mit mehreren topografischen Datenkoordinaten entsprechen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt exemplarisch ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Systems zum Entwickeln topografischer Daten in einer Kartendatenbank;
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2 zeigt ein exemplarisches Diagramm eines exemplarischen Systems zum Entwickeln von topografischen Daten;
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3 zeigt Aspekte des exemplarischen Systems zum Entwickeln von topografischen Daten, implementiert in einer exemplarischen Fahrzeugumgebung;
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3A zeigt ein Diagramm des exemplarischen Fahrzeugs von 3, in das das exemplarische System von 3 integriert ist;
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3B zeigt weitere Aspekte des exemplarischen Systems zum Entwickeln von topografischen Daten;
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4 zeigt ein Flussdiagramm, das allgemein ein exemplarisches Verfahren darstellt, das durchgeführt werden kann, um topografische Daten in einer Kartendatenbank zu entwickeln;
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5 zeigt ein Flussdiagramm, das allgemein ein weiteres exemplarisches Verfahren darstellt, das durchgeführt werden kann, um topografische Daten in einer Kartendatenbank zu entwickeln; und
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6 zeigt ein Flussdiagramm, das allgemein ein weiteres exemplarisches Verfahren darstellt, das durchgeführt werden kann, um topografische Daten in einer Kartendatenbank zu entwickeln.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird nun ein System und Verfahren zur Entwicklung topografischer Daten in einer Kartendatenbank im Detail unter Bezugnahme auf die 1–7 der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen. Die folgende Offenbarung ermöglicht es Fachleuten Erfindungsgedanken auszuüben. Jedoch sind die hierin offenbarten Ausführungsbeispiele lediglich exemplarisch und beschränken nicht den Erfindungsgedanken der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele. Außerdem sollten Beschreibungen der Merkmale oder Aspekte jedes Ausführungsbeispiels normalerweise als verfügbar für Aspekte von anderen Ausführungsbeispielen berücksichtigt werden.
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Es versteht sich auch, dass dort, wo es hierin angegeben ist, ein erstes Element mit einem zweiten Element „verbunden mit“, "gebildet auf“ oder „angelegt“ ist, das erste Element direkt verbunden mit, direkt gebildet auf oder direkt auf dem zweiten Element angeordnet sein kann, es können Zwischenelemente zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element vorhanden sein, es sei denn, es wird angegeben, dass ein erstes Element „direkt“ mit dem zweiten Element „verbunden“ ist oder auf diesem angeordnet ist. Wenn darüber hinaus ein erstes Element konfiguriert ist, um Informationen von einem zweiten Element zu empfangen, kann das erste Element die Informationen direkt von dem zweiten Element empfangen, die Informationen über einen Bus empfangen, die Informationen über ein Netzwerk empfangen oder die Information über Zwischenelemente empfangen, es sei denn, das erste Element wird angezeigt, um die Information „direkt“ vom zweiten Element zu empfangen.
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In der gesamten Offenbarung können eines oder mehrere der offenbarten Elemente zu einer einzigen Vorrichtung kombiniert oder zu einer oder mehreren Vorrichtungen kombiniert werden. Zusätzlich können einzelne Elemente auf separaten Vorrichtungen vorgesehen sein. Es sollte ferner beachtet werden, dass das Fahrzeug ein Pkw, ein Motorrad, ein LKW, ein Sportfahrzeug, ein Freizeitfahrzeug, ein Schiff oder ein Flugzeug sein kann, jedoch nicht darauf beschränkt ist.
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Unter detaillierter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 wird ein Blockdiagramm eines exemplarischen Systems zum Entwickeln topografischer Daten in einer Kartendatenbank allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet. Wie dargestellt, beinhaltet das offenbarte System 100 eine Steuerung 101, eine Stromversorgung 102, einen Speicher 103, einen Dynamiksensor 106 und einen Audiosensor 107. System 100 kann ferner ein Kommunikationsgerät 105 beinhalten. Jedoch ist System 100 nicht auf die vorstehend erwähnte Konfiguration beschränkt und kann so konfiguriert sein, dass sie zusätzliche Elemente beinhaltet und/oder ein oder mehrere der vorgenannten Elemente weglässt.
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Steuerung 101 steuert im Wesentlichen den gesamten Betrieb des Systems 100. Beim Lesen und Ausführen einer oder mehrerer ausführbarer Anweisungen kann die Steuerung 101 Informationen von einem oder mehreren Speichern 103, dem Dynamiksensor 106, dem akustischen Sensor 107 und dem Kommunikationssensor 105 des Systems 100 steuern, senden und/oder empfangen. Die Steuerung 101 kann einen oder mehrere aus einem Prozessor, einem Mikroprozessor, einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Grafikprozessor, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen und eine Kombination von Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten beinhalten.
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Die Spannungsversorgung 102 versorgt die Steuerung(en) 101, den Speicher 103, die Telematikeinheit 105, den Dynamiksensor 106, den akustischen Sensor 107 und das Kommunikationsgerät 105 mit Strom. Die Stromversorgung 102 kann eine oder mehrere aus einer Batterie, einem Auslass, einem Kondensator, einer Solarenergiezelle, einem Generator, einer Windenergievorrichtung, einem Wechselstromgenerator usw. beinhalten.
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Der Speicher 103 ist zum Aufzeichnen von Informationen, zum Speichern von Informationen und zum Abrufen von Informationen, die vom System 100 verwendet werden, konfiguriert. Der Speicher 103 kann die ausführbaren Befehle beinhalten, die so konfiguriert sind, dass sie von der Steuerung 101 gelesen und ausgeführt werden, um die Funktionen des Systems 100 auszuführen. Der Speicher 103 kann auch durch die Steuerung 101 gesteuert werden, um verschiedene Arten von Daten in Datenbanken zu erfassen, zu speichern und abzurufen, wie Kartendaten in einer Kartendatenbank 104 zu speichern und dort abzurufen, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Der Speicher 103 kann ein oder mehrere aus Disketten, optischen Platten, CD-ROMs (Compact Disc-Read Only Memories), magnetooptischen Platten, ROMs (Read Only Memories), RAMs (Random Access Memories), EPROMs (löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicher), EEPROMs (elektrisch löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicher), magnetische oder optische Karten, Flash-Speicher, Cache-Speicher und andere Arten von Medien/maschinenlesbaren Medien beinhalten, die zum Speichern von maschinenausführbaren Anweisungen geeignet sind.
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Die Kartendaten in der Datenbank 104 können als Living Canvas hochauflösender, drei-dimensionaler topografischer Daten dienen, die eine oder mehrere HIFI-, Breiten- und Längenkoordinaten einschließen können, was ein äußerst präzises topografisches Layout eines ausgewählten Bereichs erzeugt. Jede topographische Koordinate entspricht im Allgemeinen einem einzigen realen Fahrbahnmerkmal und kann auch geometrische und Grenzinformationen beinhalten, die bis auf den Zentimeter genau dem realen Fahrbahnmerkmal entsprechen. Andere mitarbeitende Fahrzeugsysteme (z. B. Sensorsysteme) können die Kartendaten über die Implementierung eines oder mehrerer topographischer Koordinateupdates zusätzlich entwickeln (auch bekannt als Re-Lokalisierungs-Verfahren), um die Datenbank 104 mit relevanten Koordinateninformationen zu versorgen, wenn sich das Fahrzeug von einer ersten Position in eine zweite Position bewegt. Die Kartendaten können daher ein nützliches Navigationstool sein und genaue und aktuelle Informationen über die Fahrbahnmerkmale eines Gebiets bereitstellen, wie beispielsweise Dehnfugen zwischen einer Straße und einer Brücke, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Der Einsatz von Kartendaten empfiehlt sich beispielsweise bei autonomen Fahrzeugen (d. h. selbstfahrende Fahrzeuge, die in der Lage sind, die Umgebung zu erfassen und ohne menschliche Eingaben zu navigieren) und bei semiautonomen Fahrzeugen zur Unterstützung des Fahrzeugs, um korrekte, genaue Manöver zu machen, die ansonsten durch andere Fahrzeugsysteme nicht ausgeführt werden können. Fachlich versierte Techniker verstehen, dass topografische Koordinatenupgrades mit der Bearbeitung der bestehenden Kartendaten einhergehen, indem diese zumindest teilweise ergänzt, modifiziert oder gelöscht werden, um die Datenbank 104 zu aktualisieren. Fachlich versierte Techniker verstehen des Weiteren, dass Kartendaten aus verschiedenen Fahrzeugen über eine entfernte Datenbank Dritter 104 topographische Koordinatenupdates erhalten können (z. B. Road Experience Management und/oder RoadDB)
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Das Kommunikationsgerät 105 kann vom System 100 verwendet werden, um mit verschiedenen Arten von externen, entfernten Teilnehmern zu kommunizieren (2). Das Kommunikationsgerät 105 kann verwendet werden, um bestimmte Kommunikationen zu senden/zu empfangen, wie beispielsweise ausführbare Anweisungen/Updates für ausführbare Anweisungen für die Kartendaten 204 (z. B. Software/ Software-Updates), topografische Koordinatenupdates und entwickelte topografische Daten, ohne darauf beschränkt zu sein. Diese Kommunikationen können an entfernte Teilnehmer wie Call-Center, Computer oder mobile Computer gesendet werden, ohne darauf beschränkt zu sein. Neue oder entwickelte topografische Daten, ausführbare Anweisungen und Koordinatenupdates können auch vom Call Center, von einem oder mehreren Computern oder von einem oder mehreren mobilen Computern über das Kommunikationsgerät 105 heruntergeladen werden.
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Das Kommunikationsgerät 105 kann verschiedene periphere Kommunikationsmodule ausführbarer Anweisungen beinhalten. Solche Module können ein GPS-Modul, ein Rundfunkempfangsmodul, ein Nahbereichskommunikations (NFC)-Modul, ein drahtgebundenes Kommunikationsmodul und ein drahtloses Kommunikationsmodul beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Das Rundfunkempfangsmodul kann ein terrestrisches Rundfunkempfangsmodul beinhalten, welches eine Antenne beinhaltet, um ein terrestrisches Rundfunksignal, einen Demodulator und einen Equalizer zu empfangen. Das NFC-Modul ist ein Modul, das mit einer externen Vorrichtung kommuniziert, die sich gemäß eines NFC-Verfahrens in der Nähe befindet. Das GPS-Modul ist ein Modul, das ein GPS-Signal von einem oder mehreren GPS-Satelliten der Satellitenkonstellation empfängt und einen aktuellen Standort erfasst. Das drahtgebundene Kommunikationsmodul kann ein Modul sein, das Informationen über ein drahtgebundenes Netzwerk, wie etwa ein lokales Netzwerk, ein Controller Area Network (CAN) oder ein externes Netzwerk über Ethernet-Kabel, Glasfaserkabel, Koaxialkabel, usw. empfängt. Das Drahtloskommunikationsmodul ist ein Modul, das mit einem externen Netzwerk verbunden ist, indem es ein drahtloses Kommunikationsprotokoll, wie etwa Wi-Fi- oder ein IEEE-Kommunikationsprotokoll, verwendet und mit dem externen Netzwerk kommuniziert. Das drahtlose Kommunikationsmodul kann ferner ein Mobilkommunikationsmodul beinhalten, das auf ein Mobilkommunikationsnetzwerk zugreift und eine Kommunikation gemäß verschiedenen Mobilkommunikationsstandards, wie etwa 3rd Generation (3G), 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Langzeitentwicklung (LTE nach Long Term Evolution), Bluetooth oder ZigBee, beinhalten. Fachlich versierte Techniker verstehen, dass ein Kommunikationsgerät 105 eins oder mehrere dieser peripheren Module (oder anderer Module, die hier nicht beschrieben werden) zum Senden/ Empfangen der entwickelten Topographiedaten verwenden kann.
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Der Dynamiksensor 106 kann einer oder mehrere Sensoren sein, die mit mindestens einem der Fahrdynamiksysteme verbunden sind (z. B. das Aufhängungssystem des Fahrzeugs, das Reifendrucksystem, das Stabilitätssystem usw.). Der Dynamiksensor 106 ist konfiguriert, um bestimmte Änderungen zu erfassen, die auftreten, wenn das Fahrzeug auf verschiedene Fahrbahnmerkmale trifft (d. h. wenn einer oder mehrere der Fahrzeugreifen das betreffende Fahrbahnmerkmal befahren). Beispielsweise kann der Dynamiksensor 106 die Vibrationsimpulse am Aufhängungssystem des Fahrzeugs erkennen, die entstehen, wenn das Fahrzeug auf eine Brücke hinauf oder von ihr hinunterfährt (d. h. beim Fahren über die Dehnfuge). Nach einem solchen Ereignis kann der Dynamiksensor 106 ein eindeutiges Signal hinsichtlich der Veränderung der Oberfläche an die Steuerung 101 senden. Der Dynamiksensor 106 kann auch so konfiguriert sein, dass er Informationen zur Wellenform, die von einem exemplarischen Vibrationsimpuls generiert wird, analysiert, um die Art von Fahrbahnoberflächenmerkmal zu ermitteln und ein Oberflächenvariationssignal nur dann auszusenden, wenn der Dynamiksensor 106 feststellt, dass das vorhandene Straßenoberflächenmerkmal einem adäquaten Typ entspricht. So kann der Dynamiksensor 106 beispielsweise bestimmen, ob das Fahrzeug über ein Schlagloch, einen Rüttelstreifen, eine Spurlücke, eine Veränderung der Fahrbahn oder eine Dehnfuge fährt. Aber der Sensor 106 sendet nur dann ein Oberflächenvariations-Signal, wenn das angetroffene Fahrbahnmerkmal eine Dehnfuge ist.
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Der akustische Sensor 107 ist dazu konfiguriert, Straßengeräusche aufzunehmen, die entstehen, wenn das Fahrzeug auf verschiedene Fahrbahnmerkmale trifft (d. h. wenn die Fahrzeugreifen über das Fahrbahnmerkmal fahren). Der akustische Sensor kann einen oder mehrere Mikrofone beinhalten, die strategisch an verschiedenen Stellen eines Fahrzeugs angebracht sind. So können beispielsweise ein oder mehrere Mikrofone am Fahrgestell des Fahrzeugs, an Karosserieträgern, Radlagern, im Motorraum und/oder an einem Radhaus usw. befestigt sein. Die Mikrofone können akustische Wellenformen erfassen, die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug auf das Fahrbahnmerkmal trifft. Nach einem solchen Ereignis kann der akustische Sensor 107 ein eindeutiges Signal hinsichtlich der Veränderung der Oberfläche an die Steuerung 101 senden. Der akustische Sensor 107 kann auch so konfiguriert werden, dass er die Informationen über die akustische Wellenform analysiert, um die Art des vorgefundenen Fahrbahnmerkmals zu bestimmen und anschließend ein Oberflächenvariations-Signal nur dann zu senden, wenn der akustische Sensor 107 bestimmt, dass das angetroffene Fahrbahnmerkmal einer bestimmten Art entspricht. Beispielsweise kann der akustische Sensor 107 bestimmen, ob das Fahrzeug über ein Schlagloch, einen Rüttelstreifen, eine Spurlücke, eine Veränderung der Fahrbahn oder eine Dehnfuge fährt. Aber der Sensor 107 sendet nur dann ein Oberflächenvariations-Signal, wenn das angetroffene Fahrbahnmerkmal eine Dehnfuge ist.
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Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform ist die Steuerung 101 konfiguriert, um das Oberflächenvariations-Signal entweder vom Dynamiksensor 106 oder vom akustischen Sensor 107 zu empfangen und anschließend mit der Kartendatenbank 104 zu kooperieren, um die Topografiedaten mit einem topografischen Koordinatenupdate zu entwickeln. Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform ist die Steuerung 101 konfiguriert, um das Oberflächenvariations-Signal entweder vom Dynamiksensor 106 oder vom akustischen Sensor 107 zu empfangen und anschließend mit der Kartendatenbank 104 zu kooperieren, um das Fahrbahnmerkmal anhand von mindestens einem ausgewählten Teil der topografischen Daten zu bestimmen und mit der Kartendatenbank 104 zusammenzuwirken, um die topografischen Daten mit einem topografischen Koordinatenupdate zu entwickeln, wenn das Fahrbahnmerkmal als einem bestimmten Typ zugehörig bestimmt wird. Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform ist die Steuerung 101 konfiguriert, um ein erstes Oberflächenvariations-Signal vom Dynamiksensor 106 zu empfangen, ein zweites Oberflächenvariations-Signal vom akustischen Sensor 107 zu empfangen, die Genauigkeit des ersten und zweiten Koordinatenupdates im ersten und zweiten Oberflächenvariations-Signals hinsichtlich ihrer Genauigkeit als im Wesentlichen identisch zu bestätigen und mit der Kartendatenbank 104 zu kooperieren, um die topografischen Daten mit dem ersten oder dem zweiten topografischen Koordinatenupdate zu entwickeln, wenn das erste und zweite Oberflächenvariations-Signal erwiesenermaßen korrekt sind. Die Steuerung 101 kann weiter konfiguriert sein, um mit dem Kommunikationsgerät 105 und dem Speicher 103 zusammenzuwirken, um eine Kommunikation mit den entwickelten topografischen Daten an einen entfernten Teilnehmer zu schicken.
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2 zeigt ein Diagramm des Systems 200 zum Entwickeln von Topografiedaten in der Kartendatenbank 204, nach einem exemplarischen Aspekt. Unter Bezugnahme auf 2, können ein oder mehrere Fahrzeuge 209 auch ein Kommunikationsgerät 205 implementieren, um Kommunikationen (Information) über das Netzwerk 210 zu und von einem Speicher 203 (oben erörtert) zu übertragen und zu empfangen, der im Allgemeinen in einem Remote-Server 211 (d. h. entfernter Teilnehmer) angeordnet ist. Die Kommunikationen, die von einem oder mehreren Fahrzeugen 209 übertragen und/oder empfangen werden, können ausführbare Anweisungen/ Updates für ausführbare Anweisungen für die Kartendaten 204, topografische Koordinatenupdates und entwickelte topografische Daten beinhalten. Um die Daten über das Netzwerk 210 zu übertragen und zu empfangen sowie die Funktionen auszuführen, die die topografischen Daten in der Kartendatenbank 104 entwickeln, können die Fahrzeuge 209 oder der Server 211 oder beide, die Fahrzeuge 209 und der Server 211, eine oder mehrere Steuerungen 201 aufweisen, die konfiguriert sind, um im Speicher 203 des Servers 203 gespeicherte Anweisungen für die Kartendaten 204 auszuführen.
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3 und 3A zeigen einen Aspekt des Systems 300, worin das System 300 im Fahrzeug 309 ausgeführt wird, während das Fahrzeug 309 auf ein exemplarisches Fahrbahnmerkmal 308 stößt. Wie dargestellt fährt der vordere Reifen 312 des Fahrzeugs über ein Fahrbahnmerkmal 308, exemplarisch als Dehnfuge zwischen der Straße und einer Brücke dargestellt, wodurch der entsprechende Schwingungsimpuls 313 dazu führt, dass sich der Reifen 312 auf- und abbewegt. Dieser Impuls wiederum verursacht Schwingungen im gewichtsbelasteten Fahrzeugaufhängungssystem 316. Dynamiksensoren 306, dargestellt als parallel mit mehreren Aufhängepunkten des Aufhängungssystems 316 verbunden, können konfiguriert sein, um die relative vertikale Position des Aufhängungssystems 316 zu messen, die impulsartige Bewegung zu analysieren und anschließend ein Oberflächenvariations-Signal zu erzeugen, das an die Steuerung 301 gesendet wird. In anderen exemplarischen Aspekten des Systems 300 kann der Sensor 306, wie oben erörtert, konfiguriert werden, um Informationen über den Schwingungsimpuls zu verarbeiten/zu analysieren, wie die erzeugte Wellenform oder die Impulskraft, ohne darauf beschränkt zu sein, und dann die Art des vorgefundenen Fahrbahnmerkmals zu bestimmen. Somit sendet der Dynamiksensor nur dann ein Oberflächensignal an die Steuerung 301, wenn aus der Wellenform-Information hervorgeht, dass es sich bei dem angetroffenen Fahrbahnmerkmal um einen bestimmten Typ handelt (z. B. eine Dehnfuge, einen Rüttelstreifen, eine Spurlücke, eine Veränderung in der Fahrbahnoberfläche usw.).
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Exemplarische Dynamiksensoren 306 können als ein oder mehrere inertialen Messeinheiten ausgeführt werden, und das Aufhängungssystem 316 kann beispielsweise ein magnetisches Fahrtsystem mit magnetisch gesteuerten Dämpfungsvorrichtungen (nicht dargestellt) sein. Exemplarische Dynamiksensoren 306 können auch als ein oder mehrere Reifendrucksensoren ausgeführt werden, die sich typischerweise innerhalb eines Fahrzeugreifens (nicht dargestellt) befinden. Somit würden Dynamiksensoren 306 Druckvariationen innerhalb des Reifens messen und analysieren, wenn das Fahrzeug auf ein Fahrbahnmerkmal 308 trifft. Exemplarische Sensoren 306 können ferner als einer oder mehrere Gierratensensoren (Drehzahlfühlern) ausgeführt werden, typischerweise in Fahrzeug-Stabilitätssystemen (nicht dargestellt). Diese Ausführungsform der dynamischen Sensoren 306 würde somit die Winkelgeschwindigkeit (d. h. die Fahrzeugneigung) des Fahrzeugs auf seiner vertikalen Achse messen und analysieren, wenn das Fahrzeug auf ein Fahrbahnmerkmal 308 trifft.
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Der akustische Sensor 307 wird zudem als Mikrofon dargestellt, das so positioniert ist, dass es bestimmte Straßengeräusche vom Unterwagen des Fahrzeugs 309 erfassen kann. Während der vordere Reifen 312 des Fahrzeugs über Merkmal 308 rollt, erfasst Sensor 307 die Straßengeräusche, wertet sie aus und sendet anschließend das Oberflächensignal zur Fahrzeugsteuerung 301. In anderen exemplarischen Aspekten des Systems 300 kann der Sensor 307, wie oben erörtert, konfiguriert werden, um Informationen über die von den Straßengeräuschen erzeugte Wellenform zu analysieren und dann die Art des vorgefundenen Fahrbahnmerkmals zu bestimmen. Somit sendet der akustische Sensor 307 nur dann ein Oberflächensignal an die Steuerung 301, wenn aus der Wellenform-Information hervorgeht, dass es sich bei dem angetroffenen Fahrbahnmerkmal um einen geeigneten Typ handelt (z. B. eine Dehnfuge, ein Schlagloch usw.). Es sollte beachtet werden, dass entweder der Dynamiksensor 306 oder der akustische Sensor 307 zusammen oder gleichzeitig implementiert werden können, um das Oberflächenvariations-Signal zu senden. Es sollte weiter beachtet werden, dass an Fahrzeug 309 jeweils nur einer der beiden Sensoren 306, 307 installiert ist.
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Es ist ferner zu beachten, dass das Fahrbahnmerkmal 308 ansonsten der Rüttelstreifen sein kann, der sich typischerweise an einer oder an beiden Seiten einer Straße befindet. Fahrbahnmerkmal 308 kann auch eine Änderung der Fahrbahn sein, wie Farbmarkierungen auf der Straße (z. B. Straßenbegrenzungsmarkierungen) oder Änderungen in der Zusammensetzung oder des Alters des Asphalts. Fahrbahnmerkmal 308 kann ferner eine Spurlücke sein (für seitliche Lokalisierung), also Veränderungen der Straßenhöhe, verursacht durch zusätzliche Asphaltschichten, die aus verschiedenen Gründen auf die Straße aufgebracht wurden.
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3B zeigt den Living Canvas hochauflösender, dreidimensionaler topografischer Daten mit verschiedenen Datenkoordinaten zur Erzeugung der virtuellen Umgebung der Kartendaten, die der realen Umgebung aus 3 entsprechen, wie allgemein durch Referenznummer 314 angegeben. Nach Erhalt des Oberflächenvariations-Signals greift die Steuerung 301 auf ausführbare Anweisungen im Speicher 303 zu, um mit Datenbank 304 zusammenzuwirken und die topografischen Umgebungsdaten 314 mit einem oder mehreren Updates der topografischen Koordinaten 315 zu entwickeln. Wie dargestellt, wird eine aktualisierte Koordinate 315 erfasst und an einem virtuellen Ort zu den Kartendaten 314 hinzugefügt, der den Punkt darstellt, an dem der Vorderreifen 312A einer virtuellen Darstellung von Fahrzeug 309A das Fahrbahnmerkmal 308A im realen Leben treffen würde. Diese Aktualisierung 315 kann integriert werden, um weitere Unterstützung bei der Definition der virtuellen Fahrspurkrümmung, Fahrspurbreite, Fahrspurbruchstellen, und/oder anderen Fahrspurmerkmalen der Topographiedaten 314 zu leisten. Somit werden die topografischen Daten 314 neu geortet sein und ein verbessertes Fahrverhalten ermöglichen, wenn das Fahrzeug 309 zum realen Ort zurückkehrt, der exemplarisch in 3 dargestellt wird.
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Die Koordinate 315 wird im Allgemeinen aktualisiert durch ausführbare Anweisungen, die Lokalisierungsmethoden umsetzen, die bekannte exemplarische Trilateralisierungsverfahren nachahmen können. In bestimmten Fällen kann die Steuerung 301 auf ausführbare Anweisungen im Speicher 303 zugreifen, um mit Datenbank 304 zusammenzuwirken und das angetroffene Fahrbahnmerkmal durch Informationen zu bestimmen, die im Oberflächenvariations-Signal enthalten sind. In solchen Fällen wirkt die Steuerung 301 nur dann mit der Datenbank 304 zusammen und entwickelt die Datenumgebung 314 mit einem Update 315, wenn das Fahrbahnmerkmal als einem bestimmten Typ zugehörig gilt (z. B. Dehnfuge). Es sollte verstanden werden, dass Lokalisierungsverfahren außer den nachgeahmten Trilateralisierungsverfahren zur Aktualisierung von Koordinate 315 eingesetzt werden können.
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Ein exemplarisches Verfahren 400 zum Entwickeln von Topographiedaten in einer Kartendatenbank wird mit Bezug auf 4 beschrieben. Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Oberflächenvariations-Signal für die Steuerung 101 (1) im Betrieb M417 bereitgestellt. Während des Betriebs M418 wirkt die Steuerung 101 mit der Kartendatenbank 104 (1) zusammen, um die Topografiedaten 314 (3B) durch ein topografisches Koordinatenupdate zu entwickeln 315 (3B). Während des optionalen Betriebs M419 wirkt die Steuerung 101 mit dem Kommunikationsgerät 105 (1) und dem Speicher 103 (3) zusammen, um eine Kommunikation entfernter Teilnehmer 211 (2) zu senden, die die entwickelten topografischen Daten beinhaltet.
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Ein exemplarisches Verfahren 500 zum Entwickeln von Topographiedaten wird mit Bezug auf 5 beschrieben. Unter Bezugnahme auf 5 wird ein Oberflächenvariations-Signal für die Steuerung 101 (1) im Betrieb M517 bereitgestellt. Während des Betriebs M520 wirkt die Steuerung 101 mit der Kartendatenbank 104 (1) zusammen, um die Art des Fahrbahnmerkmals 308 (3) basierend auf mindestens einem ausgewählten Abschnitt des Oberflächenvariations-Signals zu bestimmen. Während des Betriebs M521 wirkt die Steuerung 101 mit der Kartendatenbank 104 zusammen, um zu bestimmen, welcher Art das Fahrbahnmerkmal 308 ist. Gehört das Fahrbahnmerkmal 308 einer bestimmten Art an, geht das Verfahren 500 zu Betrieb M522 über und Steuerung 101 und Kartendatenbank 104 entwickeln die Topographiedaten 314 (3B) durch Bereitstellen eines topographischen Koordinatenupdates 315 (3B). Verfahren 500 kann darüber hinaus zum optionalen Betrieb M524 übergehen, wo die Steuerung 101 mit dem Kommunikationsgerät 105 (1) und dem Speicher 103 (3) zusammenwirkt, um eine Kommunikation entfernter Teilnehmer 211 (2) zu senden, die die entwickelten topografischen Daten beinhaltet. Wird jedoch bestimmt, dass das Fahrbahnmerkmal 308 nicht einem bestimmten Typ angehört, geht das Verfahren 500 zu Betrieb M523 über, und die Steuerung 101 löscht das Koordinatenupdate 315 und wirkt nicht mit der Kartendatenbank 104 zusammen, um die Topographiedaten 314 zu entwickeln.
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Ein exemplarisches Verfahren 600 zum Entwickeln von Topographiedaten wird mit Bezug auf 6 beschrieben. Unter Bezugnahme auf 6 wird der Steuerung 101 (1) ein erstes Oberflächenvariations-Signal mit einem ersten topographischen Koordinatenupdate in Betrieb M625 bereitgestellt und ein zweites Oberflächenvariations-Signal mit einem zweiten topographischen Koordinatenupdate wird der Steuerung 101 in Betrieb M626 bereitgestellt. Während des Betriebs M627 überprüft die Steuerung 101 die Genauigkeit des ersten und des zweiten topografischen Koordinatenupdates 315 (3A), indem sie festlegt, ob das erste und zweite topographische Koordinatenupdate 315 einem im Wesentlichen identischen geographischen Ort entspricht. Entspricht das Koordinatenupdate nicht dem gleichen geographischen Ort (d. h. wenn sie sich innerhalb einer bestimmten vordefinierten Entfernung voneinander befinden), wirkt Steuerung 101 im Betrieb M628 mit der Kartendatenbank 104 (1) zusammen, um die Topographiedaten 314 (3B) mit dem ersten oder dem zweiten topographischen Koordinatenupdate 315 zu aktualisieren. Es sollte beachtet werden, dass die vorgegebene Entfernung einen Zentimeter beträgt.
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Verfahren 600 kann darüber hinaus zum optionalen Betrieb M630 übergehen, so dass die Steuerung 101 mit dem Kommunikationsgerät 105 (1) und dem Speicher 103 (3) zusammenwirkt, um eine Kommunikation entfernter Teilnehmer 211 (2) zu senden, die die entwickelten topografischen Daten beinhaltet. Ist festgelegt, dass das erste und zweite topographische Koordinatenupdate 315 im Betrieb M629 nicht mit dem gleichen Ort übereinstimmen, wird jedoch die Steuerung 101 die Koordinatenupdates 315 löschen nicht mit der Kartendatenbank 104 zusammenwirken, um die Topographiedaten 314 zu entwickeln.
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Die oben erläuterten Verfahren (400, 500 und 600) können durch jedes der Beispiele des Systems 100, wie oben erörtert, durchgeführt werden oder sie können in ein computerlesbares Medium als Anweisungen codiert werden, die von einem Computer (z. B. Computer 101) ausführbar sind, um das Verfahren durchzuführen. Zusätzlich können diese Verfahren durch das System 100 durchgeführt werden, wenn diese in einem Fahrzeug eingebettet sind sowie einen Server, der mit dem Fahrzeug über ein Netzwerk in Verbindung steht, eine Kombination des Servers, der mit dem Fahrzeug über ein Netzwerk und das System 100 kommuniziert, das in das Fahrzeug eingebettet ist.
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Es versteht sich, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht; einige Merkmale können größer oder kleiner dargestellt sein, um die Einzelheiten bestimmter Komponenten zu veranschaulichen. Folglich sind die offenbarten aufbau- und funktionsspezifischen Details nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachleuten die verschiedenen Arten und Weisen der Nutzung der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Wie der Fachleute verstehen, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Beliebige Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen und Implementierungen erwünscht sein.
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Die hierin offenbarten Merkmale des Systems sowie das Verfahren können von einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer, der jedes vorhandene programmierbare elektronische Steuergerät oder ein dediziertes elektronisches Steuergerät beinhalten kann, lieferbar und/oder durch diese implementiert werden. Desgleichen können Merkmale und Verfahren als Daten oder Anweisungen gespeichert werden, die durch eine Steuerung oder einen Computer ausführbar sind, darunter ohne Einschränkung die dauerhafte Speicherung auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Geräten, und Informationen, die änderbar auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Geräten gespeichert sind sowie anderen magnetischen und optischen Medien. Die Systemmerkmale und Verfahren können auch in einem softwareausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Systemmerkmale und Verfahren ganz oder teilweise mithilfe von geeigneten Hardwarekomponenten, wie etwa anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware, Software und Firmwarekomponenten, verkörpert werden. Derartige exemplarische Vorrichtungen können On-Board als Teil eines Fahrzeugrechnersystems sein oder sich Off-Board befinden und eine Fernkommunikation mit Vorrichtungen an einem oder mehreren Fahrzeugen durchführen.
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Während exemplarische Ausführungsformen vorstehend beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen herbeigeführt werden. Vielmehr dienen die in der Spezifikation verwendeten Worte der Beschreibung und nicht der Beschränkung und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Während verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sein könnten, um Vorteile zu bieten oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Merkmale bevorzugt zu sein, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass ein oder mehrere oder Eigenschaften beeinträchtigt werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit, usw. Als solches liegen Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert im Vergleich zu anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere Merkmale beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
