DE102017121622A1

DE102017121622A1 - Eis- und schneeerfassungssysteme und -verfahren

Info

Publication number: DE102017121622A1
Application number: DE102017121622.7A
Authority: DE
Inventors: Scott Vincent Myers; Ashley Elizabeth Micks; Sneha Kadetotad; Harpreetsingh Banvait; Ashok E. Rodrigues
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2018-05-09
Also published as: CN107844796A; US10183677B2; US20180079424A1; GB201714821D0; CN107844796B; GB2556657A; RU2017132470A; MX2017012145A

Abstract

Beschrieben werden beispielhafte Eis- und Schneeerfassungssysteme und -verfahren. In einer Umsetzung aktiviert ein Verfahren ein Eis- und Schneeerfassungssystem als Reaktion auf das Empfangen von Wetterdaten, die eine Wahrscheinlichkeit von Eis oder Schnee auf einer Fahrbahn in der Nähe eines Fahrzeugs anzeigen. Das Verfahren empfängt Daten von mehreren Fahrzeugsensoren und analysiert die empfangenen Daten, um Eis oder Schnee auf der Fahrbahn zu identifizieren. Wenn Eis oder Schnee auf der Fahrbahn identifiziert wird, passt das Verfahren Fahrzeugoperationen an und berichtet die Eis- oder Schneeverhältnisse an eine gemeinsame Datenbank.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Fahrzeugsysteme und insbesondere Systeme und Verfahren, die das Vorhandensein von Eis und Schnee auf einer Fahrbahn erfassen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Automobile und andere Fahrzeuge stellen einen erheblichen Teil des Transports für gewerbliche, behördliche und private Einrichtungen bereit. Fahrzeuge, wie beispielsweise autonome Fahrzeuge, fahren auf Fahrbahnen, auf deren Oberfläche sich Eis oder Schnee anhäufen kann. Das Vorhandensein von Eis oder Schnee auf einer Fahrbahn stellt ein potentielles Risiko für das Fahrzeug aufgrund des Verlusts der Haftung auf der Fahrbahnoberfläche und einem daraus resultierenden Verlust der Fahrzeugsteuerung dar. Somit stellt Eis oder Schnee auf einer Fahrbahnoberfläche ein Verletzungsrisiko für Insassen des auf den mit Eis oder Schnee bedeckten Fahrbahnen fahrenden Fahrzeugs dar. Die Erfassung von Eis oder Schnee auf einer Fahrbahn kann die Wahrscheinlichkeit von Unfällen und potentiellen Verletzungen der Fahrzeuginsassen verringern.
Figurenliste
Nicht einschränkende und nicht erschöpfende Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden in Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben, wobei sich in den verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile beziehen, sofern nicht anderweitig angegeben.

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Fahrzeugsteuerungssystems veranschaulicht, das ein Eis- und Schneeerfassungssystem beinhaltet.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Eis- und Schneeerfassungssystems veranschaulicht.
3 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Erfassen von Eis oder Schnee auf einer Fahrbahn.
4 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Anpassen von Fahrzeugoperationen als Reaktion auf das Erfassen von Eis oder Schnee auf einer Fahrbahn.
5 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Fahrzeugs, das sich Eis oder Schnee auf einer Fahrbahn nähert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden Offenbarung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen spezifische Umsetzungen zur Veranschaulichung dargestellt werden, in denen die Offenbarung durchgeführt werden kann. Es versteht sich, dass andere Umsetzungen verwendet werden können und strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Bezugnahmen in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ usw. geben an, dass die beschriebene Ausführungsform ein(e) bestimmte(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft beinhalten kann; doch es muss nicht notwendigerweise jede Ausführungsform diese(s) bestimmte Merkmal, Struktur oder Eigenschaft beinhalten. Darüber hinaus beziehen sich solche Formulierungen nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Ferner sei darauf hingewiesen, dass, wenn ein(e) bestimmte(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben wird, es im Bereich des Fachwissens des Fachmanns liegt, ein(e) derartige(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit anderen Ausführungsformen umzusetzen, ob dies nun ausdrücklich beschrieben ist oder nicht.
Umsetzungen der hierin offenbarten Systeme, Vorrichtungen und Verfahren können einen Spezial- oder Universalcomputer umfassen oder verwenden, der Computerhardware beinhaltet, wie etwa zum Beispiel einen oder mehrere Prozessoren und einen oder mehrere Systemspeicher, wie hierin erörtert. Umsetzungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung können außerdem physische und andere computerlesbare Medien zum Transportieren oder Speichern von computerausführbaren Anweisungen und/oder Datenstrukturen beinhalten. Bei derartigen computerlesbaren Medien kann es sich um beliebige verfügbare Medien handeln, auf die durch ein Universal- oder Spezialcomputersystem zugegriffen werden kann. Bei computerlesbaren Medien, auf denen computerausführbare Anweisungen gespeichert werden, handelt es sich um Computerspeichermedien (-vorrichtungen). Bei computerlesbaren Medien, die computerausführbare Anweisungen transportieren, handelt es sich um Übertragungsmedien. Daher können Umsetzungen der Offenbarung beispielsweise und nicht einschränkend mindestens zwei deutlich unterschiedliche Arten von computerlesbaren Medien umfassen: Computerspeichermedien (-vorrichtungen) und Übertragungsmedien.
Computerspeichermedien (-vorrichtungen) beinhalten RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, Solid-State-Drives („SSDs“) (z. B. basierend auf RAM), Flash-Speicher, Phasenänderungsspeicher („PCM“), andere Speichertypen, andere optische Plattenspeicher, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium ein, das verwendet werden kann, um die gewünschten Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu speichern, und auf das durch einen Universal- oder Spezial computer zugegriffen werden kann.
Eine Umsetzung der hierin offenbarten Vorrichtungen, Systeme und Verfahren kann über ein Computernetzwerk kommunizieren. Ein „Netzwerk“ ist als eine oder mehrere Datenverbindungen definiert, die den Transport elektronischer Daten zwischen Computersystemen und/oder Modulen und/oder anderen elektronischen Vorrichtungen ermöglichen. Wenn Informationen über ein Netzwerk oder eine andere (entweder festverdrahtete, drahtlose oder eine Kombination aus festverdrahteter oder drahtloser) Kommunikationsverbindung an einem Computer bereitgestellt oder auf diesen übertragen werden, sieht der Computer die Verbindung korrekt als ein Übertragungsmedium an. Übertragungsmedien können ein Netzwerk und/oder Datenverbindungen beinhalten, die verwendet werden können, um die gewünschten Programmcodemittel in der Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu übertragen und auf die durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann. Kombinationen aus den Vorstehenden sollten ebenfalls im Umfang computerlesbarer Medien beinhaltet sein.
Computerausführbare Anweisungen umfassen zum Beispiel Anweisungen und Daten, die bei Ausführung an einem Prozessor einen Universalcomputer, Spezialcomputer oder eine Spezialverarbeitungsvorrichtung dazu veranlassen, eine bestimmte Funktion oder Gruppe von Funktionen auszuführen. Die computerausführbaren Anweisungen können zum Beispiel Binärdateien, Zwischenformatanweisungen, wie etwa Assemblersprache, oder auch Quellcode sein. Obwohl der Gegenstand in für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen spezifischer Sprache beschrieben wird, versteht es sich, dass der in den beigefügten Ansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die hierin beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Die beschriebenen Merkmale und Handlungen werden vielmehr als beispielhafte Formen der Umsetzung der Ansprüche offenbart.
Der Fachmann kann nachvollziehen, dass die Offenbarung in Network-Computing-Umgebungen mit vielen Arten von Computersystemkonfigurationen durchgeführt werden kann, einschließlich eines Armaturenbrett-Fahrzeugcomputers, PCs, Desktop-Computern, Laptops, Nachrichtenprozessoren, Handvorrichtungen, Multiprozessorsystemen, Unterhaltungselektronik auf Mikroprozessorbasis oder programmierbarer Unterhaltungselektronik, Netzwerk-PCs, Minicomputern, Mainframe-Computern, Mobiltelefonen, PDAs, Tablets, Pagern, Routern, Switches, verschiedenen Speichervorrichtungen und dergleichen. Die Offenbarung kann außerdem in Umgebungen mit verteilten Systemen durchgeführt werden, in denen sowohl lokale Computersysteme als auch Remotecomputersysteme, die durch ein Netzwerk (entweder durch festverdrahtete Datenverbindungen, drahtlose Datenverbindungen oder durch eine Kombination aus festverdrahteten und drahtlosen Datenverbindungen) verbunden sind, Aufgaben durchführen. In einer Umgebung mit verteilten Systemen können sich Programmmodule sowohl in lokalen Speichervorrichtungen als auch in Fernspeichervorrichtungen befinden.
Ferner können die hier beschriebenen Funktionen gegebenenfalls in einem oder mehreren der Folgenden ausgeführt werden: Hardware, Software, Firmware, digitalen Komponenten oder analogen Komponenten. Ein oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs) können zum Beispiel programmiert sein, um eines oder mehrere der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren auszuführen. Bestimmte Ausdrücke werden in der Beschreibung und den Ansprüchen in Bezug auf bestimmte Systemkomponenten verwendet. Der Fachmann wird zu schätzen wissen, dass auf Komponenten durch verschiedene Bezeichnungen Bezug genommen werden kann. In diesem Dokument soll nicht zwischen Komponenten unterschieden werden, die sich dem Namen nach unterscheiden, nicht jedoch von der Funktion her.
Es ist anzumerken, dass die hierin erörterten Sensorausführungsformen Computerhardware,-software, -firmware oder eine beliebige Kombination davon umfassen können, um zumindest einen Teil der Funktionen durchzuführen. Ein Sensor kann zum Beispiel Computercode einschließen, der dazu konfiguriert ist, in einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und kann eine Hardware-Logikschaltung/elektrische Schaltung einschließen, die durch den Computercode gesteuert wird. Diese Vorrichtungsbeispiele werden hier zum Zwecke der Veranschaulichung bereitgestellt und sollen nicht der Einschränkung dienen. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können in weiteren Arten von Vorrichtungen umgesetzt werden, wie es einem einschlägigen Fachmann bekannt ist.
Zumindest einige Ausführungsformen der Offenbarung werden Computerprogrammprodukten zugeführt, die eine solche Logik (z. B. in Form von Software) umfassen, die auf einem beliebigen computernutzbaren Medium gespeichert ist. Derartige Software veranlasst bei Ausführung in einer oder mehreren Datenverarbeitungsvorrichtungen eine Vorrichtung dazu, wie hier beschrieben zu arbeiten.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Fahrzeugsteuerungssystems 100 veranschaulicht, das ein Eis- und Schneeerfassungssystem 104 beinhaltet. Ein automatisiertes Fahr-/Assistenzsystem 102 kann verwendet werden, um den Betrieb eines Fahrzeugs zu automatisieren oder zu steuern oder einen menschlichen Fahrer zu unterstützen. Das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 kann zum Beispiel eines oder mehrere von der Bremsung, der Lenkung, der Spannung des Sicherheitsgurts, der Beschleunigung, den Leuchten, den Warnmeldungen, den Fahrerbenachrichtigungen, dem Radio, den Fahrzeugschlössern oder beliebigen weiteren Hilfssystemen des Fahrzeugs steuern. In einem weiteren Beispiel ist das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 unter Umständen nicht in der Lage, jegliche Steuerung des Fahrens (z. B. der Lenkung, Beschleunigung oder Bremsung) bereitzustellen, kann jedoch Benachrichtigungen und Warnmeldungen bereitstellen, um einen menschlichen Fahrer darin zu unterstützen, sicher zu fahren. Ein Fahrzeugsteuerungssystem 100 beinhaltet ein Eis- und Schneeerfassungssystem 104, das mit verschiedenen Komponenten im Fahrzeugsteuerungssystem interagiert, um Eis oder Schnee auf einer Fahrbahn in der Nähe des Fahrzeugs zu erfassen und darauf zu reagieren. In einer Ausführungsform erfasst das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 Eis oder Schnee auf dem Weg des Fahrzeugs (z. B. vor dem Fahrzeug) und passt eine oder mehrere Fahrzeugoperationen an, um das Eis/den Schnee zu vermeiden oder dem Fahrzeug zu ermöglichen, sicher über das Eis/den Schnee zu fahren. Obwohl das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 in 1 als eine separate Komponente dargestellt ist, kann das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 in alternativen Ausführungsformen in das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 oder jede andere Fahrzeugkomponente aufgenommen sein.
Das Fahrzeugsteuerungssystem 100 beinhaltet ebenfalls ein/e oder mehrere Sensorsysteme/-vorrichtungen zur Erfassung eines Vorhandenseins nahe gelegener Objekte oder zur Bestimmung einer Lage eines Stammfahrzeugs (z. B. eines Fahrzeugs, welches das Fahrzeugsteuerungssystem 100 beinhaltet). Das Fahrzeugsteuerungssystem 100 kann zum Beispiel Radarsysteme 106, ein oder mehrere LIDAR-Systeme 108, ein oder mehrere Kamerasysteme 110, ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) 112 und/oder Ultraschallsysteme 114 beinhalten. Das eine oder die mehreren Kamerasysteme 110 können eine nach hinten gerichtete Kamera, die an dem Fahrzeug (z. B. einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs) angebracht ist, eine nach vorn gerichtete Kamera und eine zur Seite gerichtete Kamera beinhalten. Die Kamerasysteme 110 können ebenfalls eine oder mehrere Innenkameras beinhalten, die Bilder von Fahrgästen und anderen Objekten innerhalb des Fahrzeugs aufnehmen. Das Fahrzeugsteuerungssystem 100 kann einen Datenspeicher 116 zum Speichern relevanter oder nützlicher Daten zur Navigation und Sicherheit beinhalten, wie beispielsweise Kartendaten, Fahrverlauf oder sonstige Daten. Darüber hinaus kann der Datenspeicher 116 Informationen speichern, die Eis oder Schnee betreffen, die zuvor durch das aktuelle Fahrzeug erfasst oder durch andere Fahrzeuge gemeldet wurden. Das Fahrzeugsteuerungssystem 100 kann ebenfalls einen Sendeempfänger 118 zur drahtlosen Kommunikation mit einem mobilen oder drahtlosen Netzwerk, anderen Fahrzeugen, Infrastruktur oder einem beliebigen anderen Kommunikationssystem beinhalten.
Das Fahrzeugsteuerungssystem 100 kann Fahrzeugsteuerungsaktoren 120 beinhalten, um verschiedene Aspekte des Fahrens des Fahrzeugs zu steuern, wie beispielsweise Elektromotoren, Schalter oder andere Aktoren, um die Bremsung, Beschleunigung, Lenkung, Spannung des Sicherheitsgurts, Türschlösser oder dergleichen zu steuern. Das Fahrzeugsteuerungssystem 100 kann ebenfalls einen oder mehrere Displays 122, Lautsprecher 124 oder andere Vorrichtungen beinhalten, sodass einem menschlichen Fahrer oder Fahrgast Benachrichtigungen bereitgestellt werden können. Eine Anzeige 122 kann eine Frontanzeige, eine Anzeige oder eine Angabe am Armaturenbrett, einen Bildschirm oder eine beliebige andere visuelle Angabe beinhalten, die von einem Fahrer oder einem Fahrgast eines Fahrzeugs gesehen werden kann. Die Lautsprecher 124 können einen oder mehrere Lautsprecher eines Soundsystems eines Fahrzeugs beinhalten oder können einen für die Fahrer- oder Fahrgastbenachrichtigung vorgesehenen Lautsprecher beinhalten.
Es versteht sich, dass die Ausführungsform aus 1 lediglich als Beispiel dient. Andere Ausführungsformen können weniger oder zusätzliche Komponenten beinhalten, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Des Weiteren können dargestellte Komponenten ohne Beschränkung kombiniert oder in andere Komponenten enthalten sein.
In einer Ausführungsform ist das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 konfiguriert, das Fahren oder Navigieren eines Stammfahrzeugs zu steuern. Das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 kann zum Beispiel die Fahrzeugsteuerungsaktoren 120 steuern, um einen Weg auf einer Straße, einem Parkplatz, einer Einfahrt oder an einer anderen Lage entlangzufahren. Das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 kann zum Beispiel einen Weg basierend auf durch eine beliebige der Komponenten 106 - 118 bereitgestellten Informationen oder Wahrnehmungsdaten bestimmen. Ein Weg kann ebenfalls basierend auf einer Route bestimmt werden, die das Fahrzeug um eine sich nähernde Eis- oder Schneestelle auf der Fahrbahn herum manövriert. Die Sensorsysteme/-vorrichtungen 106 - 110 und 114 können verwendet werden, um Echtzeit-Sensordaten zu erhalten, sodass das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 in Echtzeit einen Fahrer unterstützen oder ein Fahrzeug fahren kann.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Eis- und Schneeerfassungssystems 104 veranschaulicht. Wie in 2 dargestellt, beinhaltet das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 einen Kommunikationsmanager 202, einen Prozessor 204 und einen Speicher 206. Der Kommunikationsmanager 202 ermöglicht dem Eis- und Schneeerfassungssystem 104, mit anderen Systemen, wie beispielsweise einem automatisierten Fahr-/Assistenzsystem 102, zu kommunizieren. Der Prozessor 204 führt verschiedene Anweisungen aus, um die Funktionalität umzusetzen, die durch das Eis- und Schneeerfassungssystem 104, wie hierin erörtert, bereitgestellt wird. Der Speicher 206 speichert diese Anweisungen sowie andere Daten, die durch den Prozessor 204 und andere Module und Komponenten verwendet werden, die in dem Eis- und Schneeerfassungssystem 104 enthalten sind.
Darüber hinaus beinhaltet das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 ein Bildverarbeitungsmodul 208, das Bilddaten von einem oder mehreren Kamerasystemen 110 empfängt und zum Beispiel Eis und Schnee auf einer Fahrbahn in der Nähe des Fahrzeugs identifiziert. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Bildverarbeitungsmodul 208 einen Eis- und Schneeerfassungsalgorithmus, der Eis- und Schneestellen in den Bildern der Fahrbahn vor dem Fahrzeug identifiziert. Ein LIDAR-Verarbeitungsmodul 210 empfängt LIDAR-Daten von einem oder mehreren LIDAR-Systemen 108 und identifiziert zum Beispiel Eis und Schnee auf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug. In ähnlicher Weise empfängt ein Radarverarbeitungsmodul 212 Radardaten von einem oder mehreren Radarsystemen 106, um zum Beispiel Eis oder Schnee auf dem geplanten Weg des Fahrzeugs zu identifizieren.
Das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 beinhaltet ebenfalls ein Karten- und Fahrverlaufsmodul 214, das Straßenkarteninformationen von einer oder mehreren Quellen empfängt und Fahrzeugfahrverlaufsdaten vom Datenspeicher 116 empfängt. In einigen Ausführungsformen verwendet das Karten- und Fahrverlaufsmodul 214 die Straßenkarten- und Fahrverlaufsdaten, um einen Unterschied in der Straßenbelagshöhe (oder -erhebung) zu erfassen, wobei die Möglichkeit einer Eis- oder Schneeansammlung auf dem Straßenbelag angezeigt wird. Ein Datenanalysemodul 216 führt verschiedene Operationen an von einer beliebigen Anzahl von Sensoren und/oder Datenquellen empfangenen Daten durch, um das Vorhandensein von Eis oder Schnee auf einer Fahrbahnoberfläche zu erfassen.
Darüber hinaus beinhaltet das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 eine Wetterüberwachungseinrichtung 218, welche die Wetterverhältnisse in der Nähe des Fahrzeugs überwacht und wetterbezogene Daten von einer beliebigen Anzahl von Datenquellen empfängt. Ein Fahrzeugoperationsmanager 220 passt verschiedene Fahrzeugoperationen basierend auf der Erfassung von Eis oder Schnee auf der Fahrbahn, wie hier erörtert, an. Ein Fahrzeughaftungsmanager 222 überwacht die Haftung eines Fahrzeugs zwischen den Reifen des Fahrzeugs und dem Straßenbelag, um jegliches Rutschen oder Schleudern der Reifen auf dem Straßenbelag zu erfassen. Dieses Rutschen oder Schleudern kann das Vorhandensein von Eis oder Schnee auf der Oberfläche der Fahrbahn anzeigen.
3 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens 300 zum Erfassen von Eis oder Schnee auf einer Fahrbahn. Zu Beginn empfängt 302 ein Fahrzeug aktuelle Wetterdaten von einem Wetterdienst oder einer anderen Wetterdatenquelle. In einigen Ausführungsformen wird das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 aktiviert, wenn die Wetterverhältnisse in der Nähe des Fahrzeugs wahrscheinlich Eis oder Schnee auf dem Straßenbelag erzeugen. Wenn das Wetter in der Nähe des Fahrzeugs zum Beispiel sonnig ist, mit Temperaturen, die wesentlich über dem Gefrierpunkt liegen, muss das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 nicht notwendigerweise betrieben werden. Wenn sich jedoch die Temperatur dem Gefrierpunkt nähert und Niederschlag erfasst (oder durch die Wetterdaten vorhergesagt) wird, kann das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 aktiviert werden, um die Fahrbahn auf Eis oder Schnee zu überwachen.
Das Verfahren 300 fährt damit fort, dass das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 Straßenverhältnisdaten und Fahrverlaufsinformationen von einer oder mehreren Quellen empfängt 304. Die Straßenverhältnisdaten können von einer beliebigen Anzahl von Datenquellen, wie beispielsweise Fahrdatenquellen, Wetterdatenquellen, anderen Organisationen, anderen Fahrzeugen, anderen Personen und dergleichen, empfangen werden. Beispielhafte Straßenverhältnisdaten können eine wesentliche Wahrscheinlichkeit einer Fahrbahnvereisung oder Berichte über Eis oder Schnee, das/der sich tatsächlich auf der Fahrbahn befindet, anzeigen. Die Fahrverlaufsinformationen beinhalten zum Beispiel Straßeninformationen und betreffende Daten, die durch das Fahrzeug während vorhergehender Fahraktivitäten erhalten wurden.
Das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 fügt die Bilddaten, die LIDAR-Daten und die Radardaten zusammen und analysiert 306 anschließend die zusammengefügten Daten, um Eis oder Schnee auf der Fahrbahn zu identifizieren. Die zusammengefügten Daten können zum Beispiel eine umfassendere Abdeckung der sich nähernden Umgebung bereitstellen. Eine Art von Sensor kann die Lücken von anderen Sensorarten „füllen“ und dadurch die Schwäche eines bestimmten Sensors kompensieren. Durch das Kombinieren von Daten von mehreren Sensoren kann das kombinierte Vertrauenslevel höher sein, weil das Vertrauenslevel auf mehreren Datensätzen von unterschiedlichen Arten von Sensoren basiert. In einigen Ausführungsformen sind die Bilddaten, die LIDAR-Daten und die Radardaten vorrangig einem Bereich vor dem Fahrzeug (z. B. dem Bereich, dem sich das Fahrzeug nähert) zugeordnet. In anderen Ausführungsformen sind die Bilddaten, die LIDAR-Daten und die Radardaten Bereichen an der Seite des Fahrzeugs und/oder Bereichen hinter dem Fahrzeug zugeordnet. Wenn kein Eis oder Schnee identifiziert wird 308, fährt das Verfahren 300 damit fort, Daten zu empfangen und zu analysieren, um mögliches Eis oder möglichen Schnee zu einem späteren Zeitpunkt zu erfassen.
In besonderen Ausführungsformen wird Eis oder Schnee auf der Fahrbahn erfasst, indem eine aktuelle Höhe (z. B. eine Erhebung) der Fahrbahnoberfläche bestimmt wird und diese Höhe mit einer zuvor aufgezeichneten Höhe der Fahrbahnoberfläche oder mit Höhendaten von Fahrbahnkartendaten verglichen wird. Die beschriebenen Systeme und Verfahren bestimmen, dass Eis oder Schnee auf der Fahrbahn vorhanden ist, wenn die aktuelle Höhe der Fahrbahnoberfläche größer als die zuvor aufgezeichnete Höhe der Fahrbahnoberfläche ist. Die vergrößerte Fahrbahnoberflächenhöhe wird einer Ansammlung von Eis oder Schnee auf der Fahrbahn zugeschrieben, die dazu führt, dass die Fahrbahnoberfläche höher als zuvor aufgezeichnet erscheint. Wenn mehrere Fahrzeugsensoren eine vergrößerte Fahrbahnoberflächenhöhe erfassen, wird im Vergleich zu einem einzelnen, eine erhöhte Fahrbahnoberflächenhöhe erfassenden Sensor ein höheres Vertrauenslevel erreicht. In besonderen Ausführungsformen bestimmt/bestimmen ein oder mehrere LIDAR-Systeme 108 die aktuelle Höhe der Fahrbahnoberfläche.
In anderen Ausführungsformen wird Eis oder Schnee auf der Fahrbahn erfasst, indem ein aktueller Reflexionsgrad der Fahrbahnoberfläche bestimmt wird und der aktuelle Reflexionsgrad der Fahrbahnoberfläche mit einem zuvor aufgezeichneten Reflexionsgrad der Fahrbahnoberfläche verglichen wird. Die beschriebenen Systeme und Verfahren bestimmen, dass Eis oder Schnee auf der Fahrbahn vorhanden ist, wenn der aktuelle Reflexionsgrad der Fahrbahnoberfläche größer als der zuvor aufgezeichnete Reflexionsgrad der Fahrbahnoberfläche ist. Der erhöhte Fahrbahnoberflächenreflexionsgrad wird einer Ansammlung von Eis oder Schnee auf der Fahrbahn zugeschrieben, die einen größeren Reflexionsgrad als eine nicht vereiste Fahrbahnoberfläche verursacht. In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Reflexionsgrad eines oder mehrere von Folgendem: visueller Reflexionsgrad, LIDAR-Reflexionsgrad und Radarreflexionsgrad. In besonderen Ausführungsformen wird/werden eines oder mehrere von Radarsystemen 106, LIDAR-Systemen 108 und Kamerasystemen 110 verwendet, um zu bestimmen, ob die Fahrbahnoberfläche Eigenschaften des Erscheinens von Eis oder Schnee aufweist.
In besonderen Ausführungsformen wird Eis oder Schnee auf der Fahrbahn erfasst, indem eine aktuelle Straßengeometrie der Fahrbahnoberfläche bestimmt wird und die aktuelle Straßengeometrie der Fahrbahnoberfläche mit einer zuvor aufgezeichneten Straßengeometrie der Fahrbahnoberfläche verglichen wird. Die Straßengeometrie beinhaltet eine Unebenheit (oder eine andere Unregelmäßigkeit), eine Glätte oder eine andere Straßeneigenschaft. Die beschriebenen Systeme und Verfahren bestimmen, dass Eis oder Schnee auf der Fahrbahn vorhanden ist, wenn die aktuelle Straßengeometrie der Fahrbahnoberfläche anders als die zuvor aufgezeichnete Straßengeometrie der Fahrbahnoberfläche ist. Die veränderte Straßengeometrie kann durch eine Ansammlung von Eis oder Schnee auf der Fahrbahn verursacht sein, die eine weniger ebene Straße als eine nicht vereiste Fahrbahnoberfläche verursacht. In einigen Ausführungsformen wird die Unebenheit der Fahrbahnoberfläche bestimmt, indem die Positionen von Punkten in einer LIDAR-Punktwolke auf der Oberfläche der Fahrbahn verwendet werden. In anderen Ausführungsformen erfassen durch Kamerasysteme 110 aufgenommene Bilder die optische Unebenheit auf der Fahrbahnoberfläche.
Wenn das Verfahren 300 Eis oder Schnee auf der Fahrbahn erfasst, werden die Fahrzeugoperationen basierend auf dem Eis oder Schnee angepasst 310. Wie detaillierter in Bezug auf 4 erörtert, werden die Fahrzeugoperationen angepasst, um um das Eis/den Schnee auf der Fahrbahn (wenn möglich) herum zu manövrieren oder die Steuerung des Fahrzeugs zu verbessern, während es über das Eis oder den Schnee fährt. Die Eis- oder Schneeverhältnisse werden einer gemeinsamen Datenbank (oder einem anderen Datenspeichermechanismus) zusammen mit einer dem Eis oder Schnee zugeordneten geographischen Position berichtet 312. Dieser Eis- oder Schneeverhältnisbericht stellt Straßenverhältnisdaten dar, die durch andere, auf der gleichen Straße fahrende oder auf anderen Straßen im gleichen Bereich fahrende Fahrzeuge verwendet werden können, welche ähnlichen Eis- oder Schneeverhältnissen begegnen können. In einigen Ausführungsformen werden ebenfalls die Eis-/Schneeverhältnisse und die geographische Position im Fahrverlauf des Fahrzeugs aufgezeichnet. Zusätzlich zum Anpassen der Fahrzeugoperationen 310 versuchen einige Ausführungsformen des Verfahrens 300 das Fahrzeug um das Eis oder den Schnee herum zu manövrieren 314, um dadurch den potentiell rutschigen Bereich der Fahrbahn zu vermeiden.
4 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens 400 zum Anpassen von Fahrzeugoperationen als Reaktion auf das Erfassen von Eis oder Schnee auf einer Fahrbahn. Zu Beginn erfasst 402 das Eis- und Schneeerfassungssystem 104, wie zum Beispiel in Bezug auf 3 erörtert, Eis und Schnee auf der Fahrbahn. In einigen Ausführungsformen verringert 404 das Verfahren 400 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, sodass das Fahrzeug über das Eis oder den Schnee mit einer geringeren Geschwindigkeit fährt, bei welcher der Fahrer oder das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 besser die Steuerung des Fahrzeugs beibehalten kann. In besonderen Situationen ist eine aktive Kupplung für ein Allradantriebssystem eingekuppelt 406. Anstatt darauf zu warten, bis das Fahrzeug anfängt, auf dem Eis/Schnee zu rutschen oder zu schleudern, wird daher die Kupplung eingekuppelt, sodass das Allradantriebssystem aktiv betrieben wird, um die Haftung für das Fahrzeug beizubehalten und die Steuerung des Fahrzeugs zu verbessern, während es über das Eis oder den Schnee fährt.
In einigen Ausführungsformen vermeidet 408 das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 plötzliche Fahrzeuggeschwindigkeitsveränderungen (z. B. plötzliche Beschleunigung oder plötzliche Abbremsung), die dazu führen können, dass das Fahrzeug die Haftung auf der Fahrbahn verliert und möglicherweise die Steuerung des Fahrzeugs verlorengeht. Darüber hinaus vermeidet 410 das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 ein plötzliches Drehen der Vorderräder, das dazu führen kann, dass das Fahrzeug die Haftung auf der Fahrbahn verliert. Wenn Lenken nötig ist, versucht das Eis- und Schneeerfassungssystem 104 kleine Lenkänderungen vorzunehmen, während die Haftung zwischen den Reifen des Fahrzeugs und der Fahrbahn beibehalten wird. Das Verfahren 400 fährt damit fort, die Fahrzeughaftung auf dem Straßenbelag zu überwachen 412, und nimmt jede nötige Anpassung vor, um die Haftung zwischen den Reifen des Fahrzeugs und der Fahrbahn beizubehalten.
In einigen Ausführungsformen sind die in Bezug auf 4 erörterten Anpassungen umgesetzt, indem geeignete Anweisungen an einen oder mehrere Fahrzeugsteuerungsaktoren 120 gesendet werden. Zum Beispiel können Anweisungen an Fahrzeugsteuerungsaktoren 120 gesendet werden, um die Bremsen, die Beschleunigung und das Lenken zu steuern.
5 veranschaulicht eine Ausführungsform 500 eines Fahrzeugs, das sich Eis oder Schnee auf einer Fahrbahn nähert. Ein Fahrzeug 502 fährt entlang einer Fahrbahn 506 und nähert sich einer Eis-/Schneestelle 504 auf der Fahrbahn. Ein oder mehrere Fahrzeugsensoren (z. B. Radarsysteme 106, LIDAR-Systeme 108 und Kamerasysteme 110) können Eis/Schnee 504 erfassen, wie durch gestrichelte Linien 508 angezeigt ist, die den durch die Sensoren identifizierten Erfassungsbereich darstellen. In einigen Ausführungsformen kann ein Fahrzeug versuchen, um das sich nähernde Eis oder den sich nähernden Schnee auf der Fahrbahn herum zu manövrieren. Im Beispiel aus 5 ist das Fahrzeug 502 jedoch nicht in der Lage, um das Eis/den Schnee 504 herum zu manövrieren, ohne von der Fahrbahn herunterzufahren oder in den entgegenkommenden Verkehr hineinzufahren. In dieser Situation passen die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren den Betrieb des Fahrzeugs 502 an, um die Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug 502 die Steuerung behält, während es über das Eis/den Schnee 504 fährt, zu erhöhen.
Während verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hierin beschrieben werden, versteht es sich, dass diese lediglich als Beispiele dienen, und nicht als Einschränkung. Für den entsprechenden Fachmann wird ersichtlich, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Daher sollen die Breite und der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht durch eine der beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt werden, sondern sollen lediglich gemäß den folgenden Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert sein. Die Beschreibung hierin wird zu Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken dargelegt. Sie ist nicht als umfassend anzusehen und soll die Offenbarung nicht auf die spezifische offenbarte Form beschränken. Viele Modifikationen und Variationen sind in Anbetracht der offenbarten Lehren möglich. Ferner ist anzumerken, dass eine beliebige oder alle der hierin beschriebenen alternativen Umsetzungen in einer beliebigen gewünschten Kombination genutzt werden können, um zusätzliche Hybridumsetzungen der Offenbarung zu bilden.

Claims

Verfahren, das Folgendes umfasst: Aktivieren eines Eis- und Schneeerfassungssystems als Reaktion auf das Empfangen von Wetterdaten, die eine Wahrscheinlichkeit von Eis oder Schnee auf der Fahrbahn in der Nähe des Fahrzeugs anzeigen; Empfangen von Daten von einer Vielzahl von Fahrzeugsensoren; Analysieren der empfangenen Daten, um Eis oder Schnee auf der Fahrbahn zu identifizieren; und als Reaktion auf die Identifikation von Eis oder Schnee auf der Fahrbahn: Anpassen von Fahrzeugoperationen; und Berichten der Eis- oder Schneeverhältnisse an eine gemeinsame Datenbank.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anpassen von Fahrzeugoperationen mindestens eines von Verringern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Einkuppeln aktiver Kupplungen für ein Allradantriebssystem, Vermeiden plötzlicher Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungen und Vermeiden plötzlichen Drehens der Vorderräder beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berichten der Eis- oder Schneeverhältnisse an eine gemeinsame Datenbank das Berichten einer den Eis- oder Schneeverhältnissen zugeordneten geographischen Position beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Versuchen, um das Eis oder den Schnee herum zu manövrieren, als Reaktion auf die Identifikation von Eis oder Schnee auf der Fahrbahn umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein autonomes Fahrzeug ist.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Aktivieren eines Eis- und Schneeerfassungssystems als Reaktion auf das Empfangen von Wetterdaten, die eine Wahrscheinlichkeit von Eis oder Schnee auf der Fahrbahn in der Nähe des Fahrzeugs anzeigen; Empfangen von Bilddaten von einer am Fahrzeug montierten Kamera; Empfangen von LIDAR-Daten von einem am Fahrzeug montierten LIDAR-System; Analysieren der empfangenen Bilddaten und der LIDAR-Daten, um Eis oder Schnee auf der Fahrbahn zu identifizieren; und als Reaktion auf die Identifikation von Eis oder Schnee auf der Fahrbahn, Durchführen mindestens eines des Folgenden: Verringern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Einkuppeln von Kupplungen für ein Allradantriebssystem, Vermeiden plötzlicher Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungen und Vermeiden plötzlichen Drehens der Vorderräder des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: Empfangen von Radardaten von einem am Fahrzeug montierten Radarsystem; und Analysieren der empfangenen Radardaten, um Eis oder Schnee auf der Fahrbahn zu identifizieren.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner das Berichten der Eis- oder Schneeverhältnisse und der geographischen Position des Eises oder des Schnees an eine gemeinsame Datenbank umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner das Zusammenfügen der Bilddaten und der LIDAR-Daten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, wobei das Analysieren der empfangenen Bilddaten und LIDAR-Daten Folgendes beinhaltet: Bestimmen einer aktuellen Höhe der Fahrbahnoberfläche; Vergleichen der aktuellen Höhe der Fahrbahnoberfläche mit einer zuvor aufgezeichneten Höhe der Fahrbahnoberfläche; und Bestimmen, dass Eis oder Schnee auf der Fahrbahn vorhanden ist, wenn die aktuelle Höhe der Fahrbahnoberfläche größer als die zuvor aufgezeichnete Höhe der Fahrbahnoberfläche ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, wobei das Analysieren der empfangenen Bilddaten und LIDAR-Daten Folgendes beinhaltet: Bestimmen eines aktuellen Reflexionsgrades der Fahrbahnoberfläche; Vergleichen des aktuellen Reflexionsgrades der Fahrbahnoberfläche mit einem zuvor aufgezeichneten Reflexionsgrad der Fahrbahnoberfläche; und Bestimmen, dass Eis oder Schnee auf der Fahrbahn vorhanden ist, wenn der aktuelle Reflexionsgrad der Fahrbahnoberfläche größer als der zuvor aufgezeichnete Reflexionsgrad der Fahrbahnoberfläche ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Straßenbelagsreflexionsgrad mindestens eines von optischem Reflexionsgrad, LIDAR-Reflexionsgrad und Radarreflexionsgrad beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, wobei das Analysieren der empfangenen Bilddaten und LIDAR-Daten Folgendes beinhaltet: Bestimmen einer aktuellen Straßengeometrie der Fahrbahnoberfläche; Vergleichen der aktuellen Straßengeometrie der Fahrbahnoberfläche mit einer zuvor aufgezeichneten Straßengeometrie der Fahrbahnoberfläche; und Bestimmen, dass Eis oder Schnee auf der Fahrbahn vorhanden ist, wenn die aktuelle Straßengeometrie der Fahrbahnoberfläche unregelmäßiger als die zuvor aufgezeichnete Straßengeometrie der Fahrbahnoberfläche ist.
Vorrichtung, umfassend: eine Kamera, die konfiguriert ist, um Bilddaten eines Bereichs vor einem Fahrzeug aufzunehmen; ein LIDAR-System, das konfiguriert ist, um LIDAR-Daten zu erfassen, die dem Bereich vor dem Fahrzeug zugeordnet sind; und ein Eis- und Schneeerfassungssystem, das konfiguriert ist, um die Bilddaten und die LIDAR-Daten zu analysieren, um Eis oder Schnee im Bereich vor dem Fahrzeug zu identifizieren, wobei das Eis- und Schneeerfassungssystem ferner konfiguriert ist, um mindestens eine Fahrzeugoperation basierend auf der Identifikation von Eis oder Schnee im Bereich vor dem Fahrzeug anzupassen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, die ferner einen Fahrzeugsteuerungsaktoren umfasst, der konfiguriert ist, um mindestens eine Fahrzeugoperation durchzuführen, indem das Lenk- oder das Bremssystem des Fahrzeugs angepasst wird.