DE102017118538A1

DE102017118538A1 - Frosterkennung an lidarsensor

Info

Publication number: DE102017118538A1
Application number: DE102017118538.0A
Authority: DE
Inventors: Cindy Anne Peters; Mark Edward Nichols; Sabrina Louise Peczonczyk; Kerrie Nikaido Holguin; Elyssa Kayser
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-08-15
Filing date: 2017-08-14
Publication date: 2018-02-15
Also published as: MX2017010288A; US20180046183A1; US10209709B2; CN107765589A; RU2017128497A; GB201712798D0; GB2554536A

Abstract

Ein Fahrzeugsystem beinhaltet einen Prozessor, der programmiert ist, um Sensorsignale von einem LIDAR-Sensor zu empfangen. Der Prozessor schätzt eine Frostansammlung auf dem LIDAR-Sensor aus den Sensorsignalen und vergleicht die geschätzte Frostansammlung mit einem vorbestimmten Schwellenwert. Der Prozessor verhindert ferner, dass das Fahrzeug in einem autonomen Modus betrieben wird, wenn die geschätzte Frostansammlung den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge, die bei kaltem Klima verwendet werden, unterliegen einer Frostansammlung. Frost sammelt sich typischerweise an, wenn feuchte Luft auf Fahrzeugfenstern abkühlt, wodurch sie eine dünne Eisschicht hinterlässt. Da Frost die Sicht des Fahrers einschränken kann, muss ein Teil oder aller Frost entfernt werden, bevor das Fahrzeug manuell betrieben werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeug mit einem Frosterkennungssystem zum Schätzen einer Frostansammlung auf einem LIDAR-Sensor.
2 ist ein Blockschaubild, das die beispielhaften Komponenten des Frosterkennungssystems der 1 veranschaulicht.
3A veranschaulicht einen beispielhaften LIDAR-Sensor mit einer Linse, an der sich Frost ansammeln kann.
3B veranschaulicht den beispielhaften LIDAR-Sensor der 3A mit einer Frostansammlung.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses, der von einem Frosterkennungssystem zum Schätzen einer Frostansammlung auf einem LIDAR-Sensor ausgeführt werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Frost kann sich auf vielen unterschiedlichen Arten von Flächen ansammeln, einschließlich der Linse eines LIDAR-Sensors. Während der Fahrer eines Fahrzeugs, das in einem nicht autonomen Modus betrieben wird, Frost sehen und von den Fenstern vor dem Betrieb des Fahrzeugs entfernen kann, denken manche Fahrer möglicherweise nicht daran, nach einem Frostaufbau auf der Linse eines LIDAR-Sensors zu sehen und diesen zu entfernen. Außerdem haben autonome Fahrzeuge ohne Insassen keine Möglichkeit zu bestimmen, ob Frost den LIDAR-Sensor stört.
Eine Lösung beinhaltet ein Frosterkennungssystem, das verhindert, dass ein autonomes Fahrzeug in einem autonomen Modus betrieben wird, wenn sich Frost auf dem LIDAR-Sensor angesammelt hat. Ein beispielhaftes Frosterkennungssystem beinhaltet einen Prozessor, der programmiert ist, um Sensorsignale vom LIDAR-Sensor zu empfangen. Der Prozessor schätzt eine Frostansammlung auf dem LIDAR-Sensor aus den Sensorsignalen und vergleicht die geschätzte Frostansammlung mit einem vorbestimmten Schwellenwert. Der Prozessor verhindert ferner, dass das Fahrzeug in einem autonomen Modus betrieben wird, wenn die geschätzte Frostansammlung den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Die gezeigten Elemente können verschiedene Formen annehmen und viele und/oder alternative Komponenten und Einrichtungen enthalten. Die beispielhaften Komponenten sollen nicht als Einschränkung betrachtet werden. Tatsächlich können zusätzliche oder alternative Komponenten und/oder Implementierungen verwendet werden. Ferner sind die gezeigten Elemente nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, es sei denn, dies ist ausdrücklich angegeben.
Wie in 1 veranschaulicht, beinhaltet das Trägerfahrzeug 100 einen LIDAR-Sensor 105 und ein Frosterkennungssystem 110. Zum Beispiel empfängt das Frosterkennungssystem 110 Sensorsignale, die vom LIDAR-Sensor 105 ausgegeben werden, schätzt die Frostansammlung auf dem LIDAR-Sensor 105 aus den Sensorsignalen und bestimmt, ob die geschätzte Menge der Frostansammlung den autonomen Betrieb des Trägerfahrzeugs 100 voraussichtlich stören wird. Falls dies der Fall ist, kann das Frosterkennungssystem 110 vorübergehend verhindern, dass das Trägerfahrzeug 100 in dem autonomen Modus betrieben wird, zumindest bis der Frost beseitigt werden kann.
Um den Frost schneller beseitigen zu können, kann das Frosterkennungssystem 110 ein Auftausignal ausgeben, dass dem LIDAR-Sensor 105 befiehlt, einen Auftauvorgang auszuführen. Während des Auftauvorgangs kann das Frosterkennungssystem 110 periodisch die vom LIDAR-Sensor 105 ausgegebenen Sensorsignale überwachen, um zu bestimmen, ob der Frost ausreichend beseitigt wurde, damit der LIDAR-Sensor 105 arbeiten kann. Das Frosterkennungssystem 110 kann die vom LIDAR-Sensor 105 ausgegebenen Sensorsignale überwachen, während das Trägerfahrzeug 100 in einem nicht autonomen Modus betrieben wird. Das Überwachen der Sensorsignale in diesem Zusammenhang kann ein periodisches Schätzen, ob die Menge der Frostansammlung den autonomen Betrieb des Trägerfahrzeugs 100 weiterhin voraussichtlich stören wird, beinhalten. Wenn die geschätzte Frostansammlung ausreichend gering ist, kann das Frosterkennungssystem 110 ein Signal ausgeben, um den autonomen Betrieb zu gestatten. Auch während des autonomen Betriebs kann das Frosterkennungssystem 110 weiterhin den LIDAR-Sensor 105 auf einen Frostaufbau überwachen und den autonomen Betrieb des Trägerfahrzeugs 100 dementsprechend gestatten oder verhindern.
Auch wenn es als Limousine dargestellt ist, kann das Trägerfahrzeug 100 jeden beliebigen Personenwagen oder Lieferwagen, wie ein Auto, ein Lastwagen, ein SUV, ein Crossover-Fahrzeug, ein Van, ein Minivan, ein Taxi, ein Bus usw., beinhalten. Weiterhin ist das Trägerfahrzeug 100 ein autonomes Fahrzeug, das in einem autonomen (z. B. fahrerlosen) Modus, einem teilweise autonomen Modus und/oder einem nicht autonomen Modus betrieben werden kann.
Bezugnehmend auf 2 beinhaltet das Frosterkennungssystem 110 den LIDAR-Sensor 105, eine Autonommodussteuerung 115, einen LIDAR-Entfroster 120, einen Speicher 125 und einen Prozessor 130 oder arbeitet mit diesen zusammen.
Der LIDAR-Sensor 105 ist über Schaltungen, Chips oder andere elektronische Komponenten implementiert, die Sensorsignale erzeugen können, die Objekte nahe des Trägerfahrzeugs 100 darstellen. Der LIDAR-Sensor 105 überträgt einen Strahl von Laserlicht und Reflexionen des Laserstrahls geben an, ob ein Objekt erkannt wurde. Weiterhin kehren Reflexionen von nahegelegenen Objekten früher zum Sensor zurück als Reflexionen von entfernten Objekten. Somit kann die Menge an Zeit, bevor das reflektierte Licht empfangen wird, die Entfernung zu einem Objekt angeben. Wie in 3A und 3B gezeigt, beinhaltet der LIDAR-Sensor 105 ein Gehäuse und eine Linse. Eine Frostansammlung auf der Linse kann die Objekterkennung des LIDAR-Sensors 105 stören. Zum Beispiel kann der Frost Licht nahezu sofort reflektieren (z. B. sobald der Laserstrahl die Linse erreicht). Somit können Sensorsignale, die ein Objekt angeben, das große Teile der Linse bedeckt, als Frost interpretiert werden. In ähnlicher Weise können Sensorsignale, die angeben, dass der Laserstrahl unmittelbar gestreut wird, eine Frostansammlung auf der Linse nahelegen.
Die Autonommodussteuerung 115 ist über Schaltungen, Chips oder andere elektronische Komponenten implementiert, die verschiedene autonome oder teilweise autonome Operationen des Trägerfahrzeugs 100 steuern können. Die Autonommodussteuerung 115 kann die Sensorsignale, die vom LIDAR-Sensor 105 und möglicherweise anderen Sensoren (z. B. RADAR-Sensoren, Ultraschallsensoren, Kameras, usw.), die am Trägerfahrzeug 100 liegen, ausgegeben werden, empfangen. Die Autonommodussteuerung 115 kann Steuersignale erzeugen, um verschiedene Fahrzeuguntersysteme gemäß den empfangenen Sensorsignalen zu steuern. Beispiele für Untersysteme, die von den Steuersignalen gesteuert werden, können Lenkung, Bremsung, Beschleunigung, usw. beinhalten. Um solche Untersysteme zu steuern, kann die Autonommodussteuerung 115 Steuersignale an verschiedene Aktoren ausgeben, die das Lenkrad, das Bremspedal oder das Gaspedal beeinflussen. Die Gaspedale können durch Umwandeln der Steuersignale in mechanische Bewegung betrieben werden.
Der LIDAR-Entfroster 120 kann ein elektrisch angetriebenes Heizelement beinhalten, das innerhalb der Linse des LIDAR-Sensor 105 enthalten oder auf dieser angeordnet ist. Beispiele solcher Heizelemente werden nachfolgend im Hinblick auf 3A und 3B erläutert. Bei einer möglichen Implementierung kann der LIDAR-Entfroster 120 einen Auftauvorgang als Reaktion auf ein Auftausignal, das z. B. vom Prozessor 130 empfangen wird, ausführen. Der Auftauvorgang kann Verbinden des Heizelements mit einer Stromquelle (z. B. einer Batterie) beinhalten, um die Linse zu erwärmen. Die Wärme der Linse kann den Frost, der sich auf der Linse angesammelt hat, schmelzen. Das Heizelement kann in einer oder mehreren Schichten der Linse eingebettet sein.
Der Speicher 125 ist über Schaltkreise, Chips oder andere elektronische Komponenten, die elektronische Daten speichern können, implementiert. Beispiele von Daten können vom Computer ausführbare Anweisungen beinhalten. Der Speicher 125 kann solche Anweisungen anderen Komponenten des Trägerfahrzeugs 100, wie dem Prozessor 130, zur Verfügung stellen. Der Prozessor 130 kann somit auf die Anweisungen zugreifen und diese ausführen.
Der Prozessor 130 ist über Schaltungen, Chips oder andere elektronische Komponenten implementiert, die bestimmte Operationen des Trägerfahrzeugs 100 gemäß der Menge an Frost, die sich schätzungsweise auf dem LIDAR-Sensor 105 angesammelt hat, steuern können. Zum Beispiel kann der Prozessor 130 programmiert sein, um Sensorsignale, die vom LIDAR-Sensor 105 ausgegeben werden, zu empfangen, die Frostansammlung auf dem LIDAR-Sensor 105 aus den Sensorsignalen zu schätzen, die geschätzte Frostansammlung mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen und zu verhindern, dass ein Trägerfahrzeug 100 in einem autonomen Modus betrieben wird, wenn die geschätzte Frostansammlung den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Der vorbestimmte Schwellenwert kann gemäß einem Stand, der mit einer Wahrscheinlichkeit, dass die Frostansammlung die Genauigkeit der Sensorsignale stören kann, verknüpft ist, festgelegt werden. In manchen Fällen kann der vorbestimmte Schwellenwert eine Fläche der Linse, die mit Frost bedeckt ist, darstellen. Zum Beispiel kann der vorbestimmte Schwellenwert ein Prozentsatz der Linse sein. Das Verhindern, dass das Trägerfahrzeug 100 in einem autonomen Modus betrieben wird, kann beinhalten, dass der Prozessor 130 programmiert ist, um ein Flag in der Autonommodussteuerung 115 zu setzen, das verhindert, dass die Autonommodussteuerung 115 irgendwelche Handlungen vornimmt, bei denen sie sich auf die vom LIDAR-Sensor 105 ausgegebenen Signale verlässt. Somit kann das Verhindern des autonomen Modus ein Verhindern, dass das Trägerfahrzeug 100 im vollständig autonomen Modus und einem oder mehreren von teilweise autonomen Modi betrieben wird, beinhalten.
Wenn sich Frost auf dem LIDAR-Sensor 105 angesammelt hat, kann der Prozessor 130 programmiert sein, um einen nicht autonomen Betrieb des Trägerfahrzeugs 100 zu gestatten. Beim Betrieb im nicht autonomen Modus kann der Prozessor 130 programmiert sein, um weiterhin die vom LIDAR-Sensor 105 ausgegebenen Sensorsignale zu empfangen und periodisch die Menge der Frostansammlung auf dem LIDAR-Sensor 105 zu schätzen und zu bewerten. Der Prozessor 130 kann programmiert sein, um einen autonomen oder teilweise autonomen Betrieb des Trägerfahrzeugs 100 zu gestatten, wenn die jüngst geschätzte Frostansammlung unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt. Das Gestatten des autonomen oder teilweise autonomen Betriebsmodus kann beinhalten, dass der Prozessor 130 ein Flag in der Autonommodussteuerung 115 setzt, um einige oder alle der autonomen oder teilweise autonomen Fahrzeugoperationen zu gestatten.
Um die Frostansammlung schneller beseitigen zu können, kann der Prozessor 130 programmiert sein, den LIDAR-Entfroster 120 anzuschalten. Der Prozessor 130 kann den LIDAR-Entfroster 120 durch Ausgeben eines Auftausignals anschalten, das dem LIDAR-Entfroster 120, der in dem LIDAR-Sensor 105 enthalten sein kann, befiehlt, den Auftauvorgang auszuführen. Während des Auftauvorgangs kann der Prozessor 130 weiterhin periodisch Sensorsignale empfangen und verarbeiten, die Frostansammlung periodisch schätzen und den autonomen Betriebsmodus (einschließlich einem oder mehreren der teilweise autonomen Betriebsmodi) gestatten, wenn die geschätzte Frostansammlung unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt. Das Gestatten des autonomen oder teilweise autonomen Betriebsmodus kann beinhalten, dass der Prozessor 130 ein Flag in der Autonommodussteuerung 115 setzt, um einige oder alle der autonomen oder teilweise autonomen Fahrzeugoperationen zu gestatten.
Auch während des Betriebs im autonomen Modus kann der Prozessor 130 programmiert sein, um die Frostansammlung periodisch zu überwachen. Das heißt, der Prozessor 130 kann, während das Trägerfahrzeug 100 im autonomen Modus betrieben wird, Sensorsignale, die vom LIDAR-Sensor 105 ausgegeben werden, empfangen, die Frostansammlung auf Grundlage der vom LIDAR-Sensor 105 erzeugten Sensorsignale schätzen, die Frostansammlung mit dem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen und den autonomen Betrieb entweder verhindern oder weiterhin gestatten, je nachdem ob die geschätzte Frostansammlung über bzw. unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Somit kann der Prozessor 130 programmiert sein, um dem Trägerfahrzeug 100 zu ermöglichen, weiterhin im autonomen Modus betrieben zu werden, solange die geschätzte Frostansammlung unter dem vorbestimmten Schwellenwert bleibt.
Bezugnehmend auf 3A und 3B beinhaltet der LIDAR-Sensor 105 ein Gehäuse 305 und eine Linse 310. Der LIDAR-Sensor 105 beinhaltet weitere Komponenten, die innerhalb des Gehäuses 305 und hinter der Linse 310 angeordnet sind. Aus Gründen der Vereinfachung wurden diese Bauteile in 3A und 3B weggelassen.
Die Linse 310 kann aus einem relativ durchsichtigem Material, wie Glas oder Polycarbonat, ausgebildet sein. Eine Polymerbeschichtung, die konstruiert ist, um die Wasserentfernung zu unterstützen, könnte auf die Linse 310 aufgebracht werden und in Verbindung mit Frostentfernungstechniken wirken. Um den Frostaufbau weiter zu verhindern oder auszuschließen, kann die Linse 310 eine durchsichtige leitfähige Oxidbeschichtung, wie ein fluordotiertes Zinnoxid (SnO₂F) oder ein zinndotiertes Indiumoxid (ITO), beinhalten. Der LIDAR-Entfroster 120 kann eine Spannung an der Beschichtung auf der Linse 310 anlegen, die die Beschichtung veranlassen kann, sich zu erwärmen. Die Wärme kann Frost 315, der sich auf der Linse 310 angesammelt hat, schmelzen. In manchen Fällen kann die Beschichtung, die ein Material mit niedrigem Emissionsgrad ist, Wärme reflektieren, wodurch die Menge an Frost 315, die sich auf der Linse 310 ansammeln kann, verringert wird.
Alternativ kann die Beschichtung mittels einem durchsichtigen leitfähigen Material implementiert werden, wie etwa mehrwandige Nanoröhrchen, die aus Graphennanobändern ausgebildet sind, die auf die Linse 310 aufgesprüht werden. Diese Art von Beschichtung kann weiter mit einer Polymerbeschichtung überzogen werden, um die Haltbarkeit zu verbessern. Die Beschichtung kann Wärme gemäß einer empfangenen Spannung von z. B. dem LIDAR-Entfroster 120 erzeugen. Somit kann die Nanoröhrchenbeschichtung verwendet werden, um Frost 315, der sich auf der Linse 310 angesammelt hat, zu schmelzen.
Eine andere Möglichkeit liegt darin, ein Widerstandselement in die Linse 310 einzubauen. Das Widerstandsheizelement kann resistive Leiter beinhalten, die auf der Linse 310 aufgebracht oder innerhalb der Linse 310 eingebettet sind. Das Widerstandsheizelement kann Wärme gemäß dem empfangenen Strom erzeugen, und die erzeugte Wärme kann Frost 315, der sich auf der Linse 310 angesammelt hat, schmelzen. Die Leiter können aus einem Silber-Keramik-Material ausgebildet sein, das auf die Oberfläche der Linse 310 gedruckt und gebrannt wird, oder kann eine Reihe von feinen Drähten, die in die Linse 310 eingebettet sind, sein. Die Leitungen können in die Linse 310 in einem Muster gedruckt oder eingebaut sein, das den optischen Pfad des Lichts, das vom LIDAR-Sensor 105 emittiert wird, nicht stört.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses 400, der vom Frosterkennungssystem 110 ausgeführt werden kann. Der Prozess 400 kann zu jeder Zeit beginnen, zum Beispiel, wenn das Trägerfahrzeug 100 eingeschaltet wird. Der Prozess 400 kann weiter ausgeführt werden, zum Beispiel bis das Fahrzeug 100 ausgeschaltet wird. In manchen Fällen kann der Prozess 400 nur unter bestimmten Umgebungsbedingungen ablaufen, basierend zum Beispiel auf Umgebungstemperatur, Umgebungsfeuchtigkeit, ob das Trägerfahrzeug 100 im Freien oder in einer Garage geparkt ist, ob es schneit usw.
Bei Entscheidungsblock 405 bestimmt das Frosterkennungssystem 110, ob das Trägerfahrzeug 100 in einem autonomen Modus verwendet werden soll. Zum Beispiel kann der Prozessor 130 bestimmen, ob ein autonomer Betriebsmodus angefordert wurde. Der Prozessor 130 kann als Reaktion auf ein Signal, das von der Autonommodussteuerung 115 empfangen wird, bestimmen, dass der autonome Modus angefordert wurde. Das Signal von der Autonommodussteuerung 115 kann angeben, dass eine Benutzereingabe, die den autonomen Betriebsmodus anfordert, empfangen wurde. Wenn der autonome Betriebsmodus angefordert wurde, kann der Prozess 400 mit Block 410 fortfahren. Ansonsten kann der Prozess 400 weiterhin Block 405 ausführen, bis eine Anforderung nach dem autonomen Betriebsmodus empfangen wird.
Bei Block 410 schaltet das Frosterkennungssystem 110 den LIDAR-Sensor 105 an. Das Anschalten des LIDAR-Sensors 105 kann beinhalten, dass der Prozessor 130 ein Signal an den LIDAR-Sensor 105 ausgibt, das anfordert, dass der LIDAR-Sensor 105 zu arbeiten beginnt und Signale an das Frosterkennungssystem 110 sendet. Alternativ oder zusätzlich kann der Prozessor 130 ein Signal, das anfordert, dass der LIDAR-Sensor 105 angeschaltet wird, an die Autonommodussteuerung 115 senden. Der Prozess 400 kann dann mit Block 415 fortfahren, wenn der LIDAR-Sensor 105 angeschaltet ist.
Bei Block 415 beginnt das Frosterkennungssystem 100, Sensorsignale vom LIDAR-Sensor 105 zu empfangen. Die vom LIDAR-Sensor 105 erzeugten Sensorsignale können zur Verarbeitung an den Prozessor 130 gesendet werden. Insbesondere kann der Prozessor 130 die Sensorsignale verarbeiten, um zu bestimmen, wie viel Frost, falls überhaupt, sich auf der Linse des LIDAR-Sensors 105 angesammelt hat.
Bei Block 420 schätzt das Frosterkennungssystem 110 die Frostansammlung auf der Linse des LIDAR-Sensors 105 aus den Sensorsignalen. Zum Beispiel kann der Prozessor 130 die Sensorsignale verarbeiten, um zu bestimmen, ob Frost auf dem LIDAR-Sensor 105 das vom LIDAR-Sensor 105 ausgegebene Laserlicht unmittelbar streut. Das Ausmaß der Streuung kann direkt mit der Menge an Frost auf der Linse in Beziehung stehen. Das heißt, mehr Streuung kann nahelegen, dass ein größerer Prozentsatz der Linse mit Frost bedeckt ist. Somit kann der Prozessor 130 die Menge an Frost zumindest teilweise auf Grundlage des Ausmaßes der Lichtstreuung schätzen.
Bei Entscheidungsblock 425 bestimmt das Frosterkennungssystem 110, ob die geschätzte Menge der Frostansammlung einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Zum Beispiel kann der Prozessor 130 die geschätzte Menge der Frostansammlung mit dem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen. Wenn die geschätzte Menge der Frostansammlung geringer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, kann der Prozess 400 mit Block 430 fortfahren. Wenn die geschätzte Menge der Frostansammlung größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, kann der Prozess 400 mit Block 435 fortfahren.
Bei Block 430 gestattet das Frosterkennungssystem 110 den autonomen Betrieb des Trägerfahrzeugs 100. Das heißt, der Prozessor 130 kann ein Signal an die Autonommodussteuerung 115 ausgeben, das angibt, dass die Frostansammlung auf der Linse des LIDAR-Sensors 105 den Betrieb des LIDAR-Sensors 105 nicht wesentlich beeinträchtigen wird. Die Autonommodussteuerung 115 kann das Signal empfangen und dem Trägerfahrzeug 100 als Reaktion auf den Empfang des Signals vom Prozessor 130 gestatten, autonom oder teilweise autonom betrieben zu werden. Der Prozess 400 kann dann mit Block 415 fortfahren, so dass die Frostansammlung ständig überwacht werden kann, während das Trägerfahrzeug 100 in Betrieb ist. Somit kann der Frost durch den LIDAR-Entfroster 120 (siehe Block 440) entfernt werden, wenn er beginnt, sich auf dem LIDAR-Sensor 105 anzusammeln, während das Trägerfahrzeug 100 in Betrieb ist. In manchen Fällen, die nachfolgend erläutert werden, können bestimmte autonome Operationen während späterer Wiederholungen des Prozesses 400 aufgrund einer Frostansammlung verhindert werden, auch wenn der autonome Betrieb nicht verhindert wurde, als das Trägerfahrzeug 100 anfänglich gestartet wurde und der Prozess 400 anfänglich ausgeführt wurde.
Bei Block 435 verhindert das Frosterkennungssystem 110, dass das Trägerfahrzeug 100 im autonomen Modus betrieben wird. Zum Beispiel kann der Prozessor 130 ein Signal an die Autonommodussteuerung 115 ausgeben, das angibt, dass die Menge der Frostansammlung auf der Linse des LIDAR-Sensors 105 den autonomen Betrieb des Trägerfahrzeugs 100 wesentlich stören wird. Die Autonommodussteuerung 115 kann als Reaktion auf das vom Prozessor 130 empfangene Signal bestimmte autonome oder teilweise autonome Operationen nicht ermöglichen. In manchen Fällen kann die Autonommodussteuerung 115 oder der Prozessor 130 ein Signal an eine Benutzerschnittstelle oder ein Mobilgerät des Benutzers ausgeben, das den Benutzer anweist, die Frostansammlung manuell von der Linse des LIDAR-Sensors 105 zu entfernen, oder ansonsten angibt, dass ein autonomer Betrieb aufgrund der Frostansammlung nicht verfügbar ist. Block 435 kann nicht verhindern, dass das Trägerfahrzeug 100 in einem nicht autonomen Modus betrieben wird, und der Prozess 400 kann weiterhin ausgeführt werden, während das Trägerfahrzeug 100 in dem nicht autonomen Modus betrieben wird, so dass Frost von dem LIDAR-Sensor 105 entfernt werden kann, während das Trägerfahrzeug 100 nicht autonom betrieben wird, und so dass das Trägerfahrzeug 100 im autonomen Modus betrieben werden kann, falls nötig.
Bei Block 440 schaltet das Frosterkennungssystem 110 den LIDAR-Entfroster 120 an. Das Anschalten des LIDAR-Entfrosters 120 kann beinhalten, dass der Prozessor 130 ein Auftausignal an den LIDAR-Entfroster 120 ausgibt. Das Auftausignal kann dem LIDAR-Entfroster 120 befehlen, den Auftauvorgang auszuführen, der die Linse erwärmen kann, um den der Frost, der sich auf der Linse des LIDAR-Sensors 105 angesammelt hat, zu schmelzen. Der Prozess 400 kann dann zu Block 415 zurückkehren, so dass die Frostansammlung ständig überwacht werden kann, während das Trägerfahrzeug 100 fährt. Somit kann der autonome Betrieb gestattet werden, wenn der LIDAR-Entfroster 120 den Frost ausreichend geschmolzen hat, um den autonomen Betrieb zu gestatten.
Der Prozess 400 kann weiter ausgeführt werden, solange das Trägerfahrzeug 100 in Betrieb ist. Der Prozess 400 ermöglicht dem Frosterkennungssystem 110, periodisch Sensorsignale vom LIDAR-Sensor 105 zu empfangen und zu verarbeiten und Frostansammlung auf der Linse des LIDAR-Sensors 105 zu bewerten und anzugehen, ungeachtet dessen, ob das Trägerfahrzeug 100 in einem autonomen oder nicht autonomen Modus betrieben wird. Ferner ermöglicht der Prozess 400 dem Frosterkennungssystem 110 zu verhindern, dass das Trägerfahrzeug 100 im autonomen Modus betrieben wird, wenn die Frostansammlung den Betrieb des LIDAR-Sensors 105 (z. B. die Genauigkeit der vom LIDAR-Sensor 105 ausgegebenen Signale) wesentlich beeinträchtigen würde. In ähnlicher Weise kann der Prozess 400 dem Trägerfahrzeug 100 zu ermöglichen, weiterhin im autonomen Modus betrieben zu werden, solange die Frostansammlung den Betrieb des LIDAR-Sensors 105 nicht wesentlich beeinträchtigt.
Allgemein können die beschriebenen Computersysteme und/oder Vorrichtungen beliebige einer Anzahl von Computerbetriebssystemen einsetzen, einschließlich, aber auf keinen Fall darauf beschränkt, Versionen und/oder Variationen der Anwendung Ford Sync^®, AppLink/Smart Device Link Middleware, Microsoft Automotive^® Betriebssystem, Microsoft Windows^® Betriebssystem, Unix Betriebssystem (z. B. das Solaris^® Betriebssystem, vertrieben von Oracle Corporation, Redwood Shores, California), AIX UNIX Betriebssystem, vertrieben von International Business Machines, Armonk, New York, Linux Betriebssystem, Mac OSX und iOS Betriebssysteme, vertrieben von Apple Inc., Cupertino, California, BlackBerry OS, vertrieben von Blackberry, Ltd., Waterloo, Canada, und Android Betriebssystem, entwickelt von Google, Inc. und Open Handset Alliance, oder QNX^® CAR Platform for Infotainment, angeboten von QNX Software Systems. Beispiele von Rechenvorrichtungen beinhalten, ohne Einschränkung, einen bordeigenen Fahrzeugcomputer, eine Computer-Arbeitsstation (Workstation), einen Server, einen Desktop-Computer, ein Notebook, ein Laptop, einen Taschencomputer, oder irgendein anderes Rechensystem und/oder oder eine Vorrichtung.
Rechenvorrichtungen umfassen im Allgemeinen durch Computer ausführbare Anweisungen, wobei Anweisungen durch ein oder mehrere Rechenvorrichtungen entsprechend der vorstehenden Liste ausgeführt werden können. Vom Computer ausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder -technologien hergestellt wurden, einschließlich, aber ohne Einschränkung, entweder allein oder in Kombination, Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, usw. Einige dieser Anwendungen können auf einer virtuellen Maschine, wie die Java Virtual Machine, die Dalvik Virtual Machine oder dergleichen kompiliert und ausgeführt werden. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch ein oder mehrere Verfahren durchgeführt wird bzw. werden, darunter einer oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse. Solche Anweisungen und anderen Daten können unter Verwendung einer Vielzahl computerlesbarer Medien gespeichert und übertragen werden.
Ein computerlesbare Medium (auch als ein vom Prozessor lesbares Medium bezeichnet) umfasst ein nichtflüchtiges (z. B. materielles) Medium, das an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die von einem Computer (z. B. von einem Prozessor eines Computers) gelesen werden können. Solch ein Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nicht flüchtige Medien und flüchtige Medien. Nicht flüchtige Medien können beispielsweise optische und magnetische Platten und andere persistente Speicher beinhalten. Flüchtige Medien können beispielsweise einen dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (dynamic random access memory – DRAM) beinhalten, der typischerweise einen Hauptspeicher bildet. Solche Anweisungen können von einem Übertragungsmedium oder mehreren Übertragungsmedien übertragen werden, einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Glasfaser, einschließlich der Drähte, die einen Systembus umfassen, der mit einem Prozessor eines Computers verbunden ist. Übliche Formen von computerlesbaren Medien umfassen zum Beispiel eine Diskette, eine flexible Diskette, Festplatte, Magnetband, andere magnetische Medien, eine CD-ROM, DVD, andere optische Medien, Lochkarten, Lochstreifen, andere physische Medien mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein FLASH-EEPROM, andere Speicherchips oder Speicherkassetten, oder jedes andere Medium, das ein Computer lesen kann.
Hierin beschriebene Datenbanken, Datenpools und andere Datenspeicher umfassen verschiedene Arten von Mechanismen zum Speichern, Zugreifen und Abrufen verschiedener Arten von Daten, einschließlich eine hierarchische Datenbank, ein Satz von Dateien in einem Dateisystem, eine Anwendungsdatenbank in einem eigenen Format, ein relationales Datenbankverwaltungssystem (RDBMS), usw. Alle diese Daten sind im Allgemeinen innerhalb einer Rechenvorrichtung enthalten, die ein Computerbetriebssystem nutzt, wie eines der oben erwähnten, und es wird auf diese über ein Netzwerk in einer oder mehreren von vielen Arten zugegriffen. Ein Dateisystem kann von einem Computerbetriebssystem zugreifbar sein und kann Dateien umfassen, die in verschiedenen Formaten gespeichert sind. Ein RDBMS nutzt im Allgemeinen die Computersprache Structured Query Language (SQL) zusätzlich zu einer Sprache zum Erzeugen, Speichern, Editieren und Ausführen gespeicherter Prozeduren, wie die oben erwähnte Sprache PL/SQL.
In manchen Beispielen können Systemelemente als computerlesbare Instruktionen (z. B. Software) auf einer oder mehreren Rechenvorrichtung(en) (z. B. Server, PC, usw.), die auf damit verbundenen computerlesbaren Medien (z. B. Platten, Speicher, usw.) gespeichert sind, implementiert sein. Ein Computerprogrammprodukt kann solche Anweisungen, die auf computerlesbaren Medien gespeichert sind, umfassen, um die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen.
Hinsichtlich der hierin beschriebenen Prozesse, Systeme, Methoden, Heuristiken usw. ist davon auszugehen, dass, wenngleich die Schritte solcher Prozesse usw. als in einer entsprechenden Reihenfolge erfolgend beschrieben wurden, solche Verfahren ausgeübt werden können, wobei die beschriebenen Schritte in einer Reihenfolge durchgeführt werden, welche von der hierin beschriebenen Reihenfolge abweicht. Es versteht sich ferner, dass bestimmte Schritte gleichzeitig durchgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte hierin beschriebene Schritte weggelassen werden können. Anders gesagt, die Beschreibungen von Prozessen in diesem Dokument dienen zum Zwecke der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen und sollten keinesfalls so ausgelegt werden, dass sie die Ansprüche einschränken.
Dementsprechend versteht es sich, dass die obige Beschreibung als erläuternd und nicht einschränkend zu betrachten ist. Viele Ausführungsformen und Anwendungen außer den bereitgestellten Beispielen werden beim Lesen der obigen Beschreibung offensichtlich. Der Schutzumfang soll nicht unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche bestimmt werden, zusammen mit der ganzen Bandbreite an Äquivalenten, zu denen diese Ansprüche berechtigen. Es wird vorweggenommen und ist beabsichtigt, dass zukünftige Entwicklungen in den hierin beschriebenen Technologien eintreten werden und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftigen Ausführungsformen aufgenommen werden. Insgesamt ist klar, dass die Anmeldung modifiziert und verändert werden kann.
Alle Begriffe, die in den Ansprüchen verwendet werden, sollen ihre allgemein gültige Bedeutung aufweisen, wie sie von den Fachleuten und den hierin beschriebenen Technologien verstanden wird, es sei denn, eine explizite Angabe des Gegenteils wird hierin getroffen. Insbesondere soll die Verwendung von Singularartikeln wie "ein", "der", "diese", usw. so gelesen werden, dass sie eines oder mehrere der bezeichneten Elemente vortragen, es sei denn, ein Anspruch trägt eine explizite gegenteilige Beschränkung vor.
Die Zusammenfassung soll es dem Leser ermöglichen, sich schnell über die Art der technischen Offenbarung ein Bild zu machen. Sie wird unter der Voraussetzung eingereicht, dass sie nicht zum Auslegen oder Einschränken des Umfangs oder der Bedeutung der Ansprüche verwendet wird. Außerdem geht aus der vorstehenden Detaillierten Beschreibung hervor, dass zum Zweck der vereinfachten Darstellung der Offenbarung verschiedene Merkmale in verschiedenen Ausführungsformen zusammengefasst wurden. Dieses Verfahren der Offenbarung ist nicht als Absicht zu verstehen, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern sollen als jeweils in jedem Anspruch ausdrücklich genannt. Wie die folgenden Ansprüche zeigen, liegt der Gegenstand der Erfindung vielmehr in weniger als allen Merkmalen einer einzelnen offenbarten Ausführungsform. Die folgenden Ansprüche werden daher in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als separat beanspruchter Gegenstand für sich allein steht.

Claims

Fahrzeugsystem, umfassend: einen Prozessor, der programmiert ist, um Sensorsignale von einem LIDAR-Sensor zu empfangen, eine Frostansammlung auf dem LIDAR-Sensor aus den Sensorsignalen zu schätzen, die geschätzte Frostansammlung mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen und zu verhindern, dass ein Trägerfahrzeug in einem autonomen Modus betrieben wird, wenn die geschätzte Frostansammlung den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei der Prozessor programmiert ist, ein Auftausignal auszugeben, das dem LIDAR-Sensor befiehlt, einen Auftauvorgang auszuführen, wenn die geschätzte Frostansammlung den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei der Prozessor programmiert ist, um periodisch Sensorsignale vom LIDAR-Sensor zu empfangen, während das Trägerfahrzeug in einem nicht autonomen Modus betrieben wird.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 3, wobei der Prozessor programmiert ist, um die Frostansammlung auf dem LIDAR-Sensor periodisch zu schätzen, während das Trägerfahrzeug im nicht autonomen Modus betrieben wird.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 4, wobei der Prozessor programmiert ist, dem Trägerfahrzeug zu gestatten, im autonomen Modus betrieben zu werden, während die Frostansammlung unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei der Prozessor programmiert ist, um periodisch Sensorsignale vom LIDAR-Sensor zu empfangen, während das Trägerfahrzeug im autonomen Modus betrieben wird.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 6, wobei der Prozessor programmiert ist, um die Frostansammlung auf dem LIDAR-Sensor periodisch zu schätzen, während das Trägerfahrzeug im autonomen Modus betrieben wird.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 7, wobei der Prozessor programmiert ist, dem Trägerfahrzeug zu gestatten, weiterhin im autonomen Modus betrieben zu werden, solange die Frostansammlung unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Verfahren, umfassend: Empfangen von Sensorsignalen von einem LIDAR-Sensor; Schätzen einer Frostansammlung auf dem LIDAR-Sensor aus den Sensorsignalen; Vergleichen der geschätzten Frostansammlung mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und Verhindern, dass ein Trägerfahrzeug in einem autonomen Modus betrieben wird, wenn die geschätzte Frostansammlung den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Ausgeben eines Auftausignals, das dem LIDAR-Sensor befiehlt, einen Auftauvorgang auszuführen, wenn die geschätzte Frostansammlung den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Empfangen der Sensorsignale ein periodisches Empfangen der Sensorsignale vom LIDAR-Sensor beinhaltet, während das Trägerfahrzeug in einem nicht autonomen Modus betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Schätzen der Frostansammlung ein periodisches Schätzen der Frostansammlung auf dem LIDAR-Sensor beinhaltet, während das Trägerfahrzeug in dem nicht autonomen Modus betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner umfasst, dem Trägerfahrzeug zu gestatten, im autonomen Modus betrieben zu werden, während die Frostansammlung unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Empfangen der Sensorsignale ein periodisches Empfangen der Sensorsignale vom LIDAR-Sensor beinhaltet, während das Trägerfahrzeug im autonomen Modus betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Schätzen der Frostansammlung ein periodisches Schätzen der Frostansammlung auf dem LIDAR-Sensor beinhaltet, während das Trägerfahrzeug im autonomen Modus betrieben wird, und das Verfahren ferner umfasst, dem Trägerfahrzeug zu gestatten, weiterhin im autonomen Modus betrieben zu werden, solange die Frostansammlung unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt.