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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Fahrzeuge verwenden Sensoren, um Daten zu sammeln, während sie betrieben werden, wobei die Sensoren Radar, LiDAR, Sichtsysteme, Infrarotsysteme und Ultraschallwandler beinhalten. Die Sensoren verbrauchen Energie von einer Fahrzeugbatterie. Außerdem kann die Berechnung von Daten, die von den Sensoren gesammelt werden, Wärme in einem Fahrzeugcomputer erzeugen, wodurch Kühlsysteme erforderlich sind, die mehr Energie verbrauchen. Fahrzeuge, die entlang einer Fahrbahn fahren, wobei jedes Fahrzeug Daten unter Verwendung seiner jeweiligen Sensoren und Computer Daten sammelt, verbrauchen somit Energie und erzeugen Wärme.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm für ein beispielhaftes System zum Betreiben eines Fahrzeugs in einem Konvoi.
- 2 ist eine Ansicht eines beispielhaften Konvois.
- 3 ist eine Ansicht eines beispielhaften Fahrzeugs, das sich dem Konvoi der 2 anschließt.
- 4 ist eine Ansicht des beispielhaften Fahrzeugs, das den Konvoi verlässt und sich einem zweiten Konvoi anschließt.
- 5 ist eine Ansicht des zweiten Konvois, bei dem ein Leitfahrzeug ausgetauscht wird.
- 6 ist ein beispielhafter Prozess zum Betreiben des Fahrzeugs in dem Konvoi.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In einem Konvoi kann ein Leitfahrzeug Daten sammeln und an andere Fahrzeuge übertragen. Die anderen Fahrzeuge betätigen Teilsysteme auf Grundlage der vom Leitfahrzeug gesammelten Daten. Die anderen Fahrzeuge schalten einen oder mehrere Sensoren ab, wenn sie im Konvoi sind, und reduzieren Berechnungen in einer Rechenvorrichtung, wodurch die von der Rechenvorrichtung erzeugte Wärme und die zum Kühlen der Rechenvorrichtung benötigte Energie reduziert werden. Zum Beispiel kann das Berechnen von 3-dreidimensionalen (3D) LiDAR-Daten leistungsintensiv sein, und das Aussetzen des Prozesses aus Erstellen, Aktualisieren, Vergleichen und Übertragen einer 3D-LiDAR-Karte kann eine deutliche Reduktion der Betriebsleistung der Rechenvorrichtung bereitstellen. Ferner können gewissen Sensoren abgestellt werden, z. B. LiDAR-Sensoren, die Wärme erzeugen können und/oder wesentliche Energieverbraucher sind. Da nur das Leitfahrzeug die Energie aufwendet, um einige oder alle Sensoren zu betätigen, um die Daten zu sammeln und zu berechnen, ermöglicht der Konvoi somit, dass Fahrzeuge die Menge an Energie, die während des Betriebs verbraucht wird, reduzieren. Wenn ein Energieniveau eines aktuellen Leitfahrzeugs unter das Energieniveau eines nachfolgenden Fahrzeugs fällt, wird dieses nachfolgende Fahrzeug als das neue Leitfahrzeug zugewiesen, und ein oder mehrere Fahrzeugteilsysteme in den Fahrzeugen werden betätigt, um das neue Leitfahrzeug an die Spitze des Konvois zu bewegen. Der Konvoi reduziert somit den Energieverbrauch für die Fahrzeuge in dem Konvoi und stellt sicher, dass das Leitfahrzeug ausreichend Energie aufweist, um Daten zu sammeln, zu berechnen und an andere Fahrzeuge in dem Konvoi zu übertragen.
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Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Konvoi“ auf eine Reihe von Fahrzeugen, die Anweisungen von einem Leitfahrzeug empfangen, um die Fahrzeugteilsysteme entlang einer Strecke des Konvois zu betreiben.
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1 veranschaulicht ein System 100 zum Betreiben eines Fahrzeugs 101 in einem Konvoi. Eine Rechenvorrichtung 105 im Fahrzeug 101 ist programmiert, um gesammelte Daten 115 von einem oder mehreren Sensoren 110 zu empfangen. Beispielsweise können die Daten 115 des Fahrzeugs 101 einen Standort des Fahrzeugs 101, einen Standort eines Ziels usw. beinhalten. Die Standortdaten können in einer bekannten Form vorliegen, beispielsweise als Geokoordinaten, wie Breiten- und Längenkoordinaten, die über ein bekanntes Navigationssystem, das das globale Positionsbestimmungssystem (GPS) verwendet, erlangt werden. Weitere Beispiele von Daten 115 können Messungen von Systemen und Komponenten des Fahrzeugs 101, z. B. Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101, Bewegungsbahn des Fahrzeugs 101, usw. beinhalten.
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Die Rechenvorrichtung 105 ist im Allgemeinen für die Kommunikation in einem Netzwerk oder Kommunikationsbus des Fahrzeugs 101, wie bekannt ist, programmiert. Über das Netzwerk, den Bus und/oder drahtgebundene oder drahtlose Mechanismen (z. B. ein drahtgebundenes oder drahtloses lokales Netzwerk im Fahrzeug 101) kann die Rechenvorrichtung 105 Nachrichten an die unterschiedlichen Vorrichtungen in einem Fahrzeug 101 übertragen und/oder Nachrichten von den unterschiedlichen Vorrichtungen, z. B. Steuerungen, Aktoren, Sensoren usw., einschließlich der Sensoren 110, empfangen. Alternativ dazu oder zusätzlich kann in Fällen, in denen die Rechenvorrichtung 105 tatsächlich mehrere Vorrichtungen umfasst, das Fahrzeugnetzwerk oder der Fahrzeugbus für die Kommunikation zwischen Vorrichtungen, die in dieser Offenbarung als die Rechenvorrichtung 105 repräsentiert sind, verwendet werden. Darüber hinaus kann die Rechenvorrichtung 105 für die Kommunikation mit dem Netzwerk 125 programmiert sein, das, wie unten beschrieben, unterschiedliche drahtgebundene und/oder drahtlose Netzwerktechnologien, z. B. Mobilfunk, Bluetooth, drahtgebundene und/oder drahtlose Paketnetzwerke usw., beinhalten kann.
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Der Datenspeicher 106 kann von jedem bekannten Typ sein, beispielsweise Festplattenlaufwerke, Festkörperlaufwerke, Server oder beliebige flüchtige oder nichtflüchtige Medien. Der Datenspeicher 106 kann die von den Sensoren 110 gesendeten gesammelten Daten 115 speichern.
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Die Sensoren 110 können eine Vielfalt von Vorrichtungen beinhalten. Beispielsweise können, wie bekannt, unterschiedliche Steuerungen in einem Fahrzeug 101 als Sensoren 110 betrieben werden, um über das Netzwerk oder den Bus des Fahrzeugs 101 Daten 115 bereitzustellen, z. B. Daten 115 bezüglich Geschwindigkeit, Beschleunigung, Position, Teilsystem- und/oder Komponentenstatus, usw. Außerdem könnten andere Sensoren 110 Kameras, Bewegungsdetektoren usw. beinhalten, d. h. Sensoren 110, um Daten 115 zum Bewerten eines Standorts eines Ziels, Prognostizieren eines Pfads eines Parkmanövers, Bewerten eines Standorts einer Fahrspur, usw. bereitzustellen. Die Sensoren 110 könnten auch Nahbereichsradar, Fernbereichsradar, LiDAR und/oder Ultraschallwandler beinhalten.
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Die Sensoren 110 können unterschiedliche Mengen an Leistung verbrauchen, abhängig von der Art des Sensors 110. Zum Beispiel können LiDAR-Sensoren 110 mehr Leistung verbrauchen als z. B. Ultraschallsensoren 110. Im Konvoi kann die Rechenvorrichtung 105 einen oder mehrere der Sensoren 110 abschalten, um den Gesamtleistungsverbrauch des Fahrzeugs 101 zu reduzieren.
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Die gesammelten Daten 115 können eine Vielfalt von in einem Fahrzeug 101 gesammelten Daten beinhalten. Beispiele für gesammelte Daten 115 sind oben bereitgestellt und darüber hinaus werden die Daten 115 im Allgemeinen unter Verwendung von einem oder mehreren Sensoren 110 gesammelt und können außerdem in der Rechenvorrichtung 105 und/oder auf dem Server 130 daraus berechnete Daten beinhalten. Im Allgemeinen können die gesammelten Daten 115 beliebige Daten beinhalten, die von den Sensoren 110 zusammengetragen und/oder aus derartigen Daten errechnet werden können.
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Das Fahrzeug 101 kann eine Vielzahl von Teilsystemen 120 beinhalten. Jedes Teilsystem 120 beinhaltet eine oder mehrere Komponenten des Fahrzeugs 101, die zusammenwirken, um eine Funktion des Fahrzeugs 101 durchzuführen. Zum Beispiel können die Teilsysteme 120 z. B. einen Antrieb (einschließlich z. B. eines Verbrennungsmotors und/oder eines Elektromotors, usw.), ein Getriebe, ein Lenkteilsystem, ein Bremsteilsystem, ein Parkassistenz-Teilsystem, ein Tempomatteilsystem usw. beinhalten. Die Rechenvorrichtung 105 kann Berechnungen an den Daten 115 durchführen, um die Teilsysteme 120 zu betätigen. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105 LiDAR-Daten 115 verwenden, um eine 3D-LiDAR-Karte zu ermitteln, zu aktualisieren, zu vergleichen und zu übertragen. Die Berechnungen erhöhen die von der Rechenvorrichtung 105 erzeugte Wärme. Deshalb kann die Rechenvorrichtung 105 ein Kühlungsteilsystem 120 betätigen, um die Rechenvorrichtung 105 zu kühlen. Das Kühlungsteilsystem 120 kann Vorrichtungen beinhalten, die Wärme von der Rechenvorrichtung 105 weg übertragen, z. B. Lüfter, Pumpen, Rippen, Wärmesenken, usw. Das Kühlungsteilsystem 120 kann mehr Energie als andere Teilsysteme 120 verbrauchen, und die Reduktion der von der Rechenvorrichtung 105 erzeugten Wärmemenge kann die Energiemenge, die für das Kühlungsteilsystem 120 aufgewandt wird, reduzieren, wodurch der Gesamtenergieverbrauch des Fahrzeugs 101 reduziert wird.
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Die Rechenvorrichtung 105 kann die Teilsysteme 120 betätigen, um die Komponenten des Fahrzeugs 101 zu steuern, z. B. das Fahrzeug 101 anzuhalten, um Zielen auszuweichen, usw. Die Rechenvorrichtung 105 kann programmiert sein, um einige oder alle der Teilsysteme 120 mit beschränkter oder keiner Eingabe von einem menschlichen Fahrzeugführer zu betreiben, d. h. die Rechenvorrichtung 105 kann programmiert sein, um die Teilsysteme 120 zu betreiben. Wenn die Rechenvorrichtung 105 die Teilsysteme 120 betreibt, kann die Rechenvorrichtung 105 eine Eingabe von dem menschlichen Fahrzeugführer in Bezug auf die Teilsystems 120, die für eine Steuerung durch die Rechenvorrichtung 105 ausgewählt sind, ignorieren, die Anweisungen bereitstellt, z. B. über einen Kommunikationsbus des Fahrzeugs 101 und/oder elektronische Steuereinheiten (ECU), die bekannt sind, um die Komponenten des Fahrzeugs 101 zu betätigen, z. B. die Bremsen anwenden, einen Lenkradwinkel verändern, usw. Wenn zum Beispiel der menschliche Fahrzeugführer versucht, ein Lenkrad während des Lenkbetriebs zu drehen, kann die Rechenvorrichtung 105 die Bewegung des Lenkrads ignorieren und das Fahrzeug 101 gemäß ihrer Programmierung lenken.
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Wenn die Rechenvorrichtung 105 das Fahrzeug 101 betreibt, ist das Fahrzeug 101 ein „autonomes“ Fahrzeug 101. Zum Zwecke dieser Offenbarung wird der Begriff „autonomes Fahrzeug“ verwendet, um sich auf ein Fahrzeug 101, das in einem vollständig autonomen Modus betrieben wird, zu beziehen. Ein vollständig autonomer Modus ist als ein Modus definiert, bei dem jedes von Antrieb (typischerweise über einen Antriebsstrang, der einen Elektromotor und/oder einen Verbrennungsmotor beinhaltet), Bremsung und Lenkung des Fahrzeugs 101 von der Rechenvorrichtung 105 gesteuert wird.
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Das System 100 kann ferner ein Netzwerk 125 beinhalten, das mit einem Server 130 und einem Datenspeicher 135 verbunden ist. Der Computer 105 kann ferner programmiert sein, um über ein Netzwerk 125 mit einem oder mehreren fernen Netzstandorten, wie dem Server 130, zu kommunizieren, wobei derartige ferne Netzstandorte möglicherweise einen Datenspeicher 135 beinhalten. Das Netzwerk 125 repräsentiert einen Mechanismus oder mehrere Mechanismen, über den bzw. die ein Fahrzeugcomputer 105 mit einem Fernserver 130 kommunizieren kann. Dementsprechend kann das Netzwerk 125 ein oder mehrere von unterschiedlichen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsmechanismen sein, einschließlich jeder gewünschten Kombination drahtgebundener (beispielsweise Kabel und Faser) und/oder drahtloser (beispielsweise Mobilfunk, drahtlos, Satellit, Mikrowelle und Funkfrequenz) Kommunikationsmechanismen und jeder gewünschten Netzwerktopologie (oder -topologien, wenn mehrere Kommunikationsmechanismen genutzt werden). Beispielhafte Kommunikationsnetzwerke beinhalten drahtlose Kommunikationsnetzwerke (z. B. unter Verwendung von Bluetooth, IEEE 802.11, Fahrzeug-zu-Fahrzeug (V2V), wie dedizierte Nahbereichskommunikation (Dedicated Short Range Communications - DSRC) usw.), lokale Netzwerke (Local Area Networks - LAN) und/oder Weitbereichsnetzwerke (Wide Area Networks - WAN), einschließlich dem Internet, die Datenkommunikationsdienste bereitstellen.
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Wie nachfolgend beschrieben, kann ein Konvoi ermöglichen, dass die Fahrzeuge 101 jeweilige Teilsysteme auf Grundlage der Daten 115 betreiben, die von einem der Fahrzeuge 101 in dem Konvoi, d. h. dem Leitfahrzeug 101, gesammelt wurden. Das Leitfahrzeug 101 kann die Daten 115 mit den Sensoren 110 sammeln und Anweisungen und/oder die Daten 115 den nachfolgenden Fahrzeugen 101 in dem Konvoi bereitstellen. Somit wendet nur das Leitfahrzeug 101 Energie auf, um die Sensoren 110 zu betreiben und die Daten 115 zu berechnen, um die Anweisungen zu erzeugen, und die nachfolgenden Fahrzeuge 101 reduzieren den Energieverbrauch durch Abschalten der jeweiligen Sensoren 110, während sie im Konvoi sind.
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Das Fahrzeug 101 kann in einem Energiesparmodus betrieben werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich „Energiesparmodus“ auf die Rechenvorrichtung 105, die die von der Rechenvorrichtung 105 durchgeführte Verarbeitung reduziert. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Rechenvorrichtung 105 im Energiesparmodus einen oder mehrere Sensoren 110 abschalten. Durch Reduzieren der von der Rechenvorrichtung 105 durchgeführten Verarbeitung erzeugt die Rechenvorrichtung 105 weniger Wärme und benötigt weniger Kühlung von dem Kühlungsteilsystem 120. Alternativ dazu oder zusätzlich kann, wie eben erwähnt, Energie gespart werden, indem bestimmte Sensoren, z. B. die LiDAR-Sensoren, abgestellt werden. Außerdem können Sensoren, wie etwa Ultraschallsensoren 110 zum Erkennen einer Entfernung zu anderen Fahrzeugen vor dem Fahrzeug 101 angeschaltet bleiben, um die Daten 115 bereitzustellen, während sich das Fahrzeug 101 im Konvoi befindet. Berechnungen, die an den von den Ultraschallsensoren 110 gesammelten Daten durchgeführt werden, können einfacher sein als Berechnungen aus Daten 115, die von den LiDAR-Sensoren 110 gesammelt werden. Somit kann die Rechenvorrichtung 105 weniger Energie benötigen, um Berechnungen auf Grundlage der Daten 115 von den Ultraschallsensoren 110 durchzuführen, und diese Berechnungen können im Energiesparmodus fortgeführt werden. Die Ultraschallsensoren 110 können, zusätzlich zu einer Auswahl anderer Sensoren 110, z. B. Regensensoren, Temperatursensoren, Raddrehzahlsensoren, usw., weiterhin betrieben werden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug 101 in dem Konvoi betrieben wird. Wie nachfolgend beschrieben, ist die Rechenvorrichtung 105 programmiert, um in den Energiesparmodus einzutreten, d. h. ihren eigenen Leistungsverbrauch und/oder den des Sensors 110 zu reduzieren, sobald sie sich dem Konvoi als ein nachfolgendes Fahrzeug 101 anschließt, und den Energiesparmodus aufzuheben, sobald sie ein Leitfahrzeug 101 des Konvois wird oder den Konvoi verlässt.
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2 veranschaulicht einen beispielhaften Konvoi 200. Der Konvoi 200 der 2 beinhaltet ein Trägerfahrzeug 101a und ein Konvoifahrzeug 101b. Das Trägerfahrzeug 101a weist eine Trägerstrecke 205 auf und der Konvoi 200 weist eine Konvoistrecke 210 auf. Die Trägerstrecke 205 ist eine vorbestimmte Strecke, die typischerweise in dem Datenspeicher 106 gespeichert ist und von einem Navigationsteilsystem 120 verwendet wird, der das Trägerfahrzeug 101a zu einem Zielort folgt.
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Die Konvoistrecke 210 wird durch die Strecke des Leitfahrzeugs 101 definiert, das in dem Beispiel der 2 das Fahrzeug 101b ist. Sobald es sich dem Konvoi 200 anschließt, ist das Trägerfahrzeug 101a im Energiesparmodus und die Rechenvorrichtung 105a empfängt Anweisungen von der Rechenvorrichtung 105b des Leitfahrzeugs 101b. Wie vorstehend beschrieben, reduziert die Rechenvorrichtung 105a im Energiesparmodus typischerweise die von der Rechenvorrichtung 105a durchgeführte Verarbeitung, wodurch die von der Rechenvorrichtung 105a verbrauchte Energie und erzeugte Wärme verringert werden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Rechenvorrichtung 105a im Energiesparmodus einen oder mehrere Sensoren 110a abschalten, wodurch der Energieverbrauch weiter reduziert wird, indem Energie eingespart wird, die die Sensoren 110a antreiben würde. Wenn das Leitfahrzeug 101 ausgetauscht wird, wie nachfolgend beschrieben, ändert sich nachfolgend die Konvoistrecke 210, wenn sich die Strecke des neuen Leitfahrzeugs 101 von der Strecke des vorherigen Leitfahrzeugs 101 unterscheidet. Solange die Strecke des Fahrzeugs 101b mit der Trägerstrecke 205 übereinstimmt, bleibt das Trägerfahrzeug 101a in dem Konvoi 200. Wie hierin verwendet, „stimmt“ die Trägerstrecke 205 mit der Konvoistrecke 210 „überein“, wenn die Trägerstrecke 205 und die Konvoistrecke 210 überlappen, d. h. eine gleiche Fahrbahn und/oder einen Abschnitt davon vorgeben und eine Bewegung in einer gleichen Richtung vorgeben. Wie zum Beispiel in 2 gezeigt ist, führt die Trägerstrecke 205 das Trägerfahrzeug 101 entlang der gleichen Fahrspur wie die Konvoistrecke 210. Somit stimmt zumindest ein Abschnitt der Trägerstrecke 205 mit der Konvoistrecke 210 überein. Wenn ein Abschnitt der Trägerstrecke 205 das Trägerfahrzeug 101a nicht länger in die gleiche Richtung wie die Konvoistrecke 210 führt, „weicht“ die Trägerstrecke 205 von der Konvoistrecke 210 „ab“. Wenn die Trägerstrecke 205 von der Konvoistrecke 210 abweicht, verlässt das Trägerfahrzeug 101a den Konvoi 200, wie nachstehend in 4 gezeigt ist. Ein neues Leitfahrzeug 101 kann dann ausgewählt werden, z. B. gemäß einer verfügbaren Energiemenge, wie hierin beschrieben wird.
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Das Leitfahrzeug 101 ist typischerweise das Fahrzeug 101 in dem Konvoi 200 mit dem höchsten Energieniveau. Wie hierin verwendet, ist das „Energieniveau“ eines Fahrzeugs 101 als die Entfernung definiert, die das Fahrzeug 101 mit den aktuellen Energiespeichern des Fahrzeugs 101 fahren kann, z. B. ein Ladezustand einer Batterie des Fahrzeugs 101, ein Kraftstoffstand eines Kraftstofftanks des Fahrzeugs 101 und/oder ein Wert Entfernung-bis-Leerstand, usw. Jede Rechenvorrichtung 105 in den Fahrzeugen 101 in dem Konvoi 200 verfolgt das Energieniveau ihres jeweiligen Fahrzeugs 101 und teilt das Energieniveau mit den anderen Rechenvorrichtungen 105.
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Wenn das Energieniveau des Leitfahrzeugs 101 unter das Energieniveau eines der nachfolgenden Fahrzeuge 101 fällt, weisen die Rechenvorrichtungen 105 der Konvoifahrzeuge 101 das Fahrzeug 101 mit dem aktuell höchsten Energieniveau als das neue Leitfahrzeug 101 zu. Alternativ können die Rechenvorrichtungen 105 ein neues Leitfahrzeug 101 zuweisen, wenn das Energieniveau des aktuellen Leitfahrzeugs 101 unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt. Das heißt, der Austausch des Leitfahrzeugs 101 kann eine vorbestimmte Energiemenge kosten, z B. 2 % des aktuellen Energieniveaus. Die Rechenvorrichtungen 105 können programmiert sein, um das Leitfahrzeug 101 auszutauschen, wenn das Energieniveau des aktuellen Leitfahrzeugs 101 um die vorbestimmte Energiemenge unter das Energieniveau des nächsthöchsten Fahrzeugs 101 fällt. Das Energieniveau des nächsthöchsten nachfolgenden Fahrzeugs 101 ist geringer als die vorbestimmte Energiemenge und definiert somit in diesem Beispiel den vorbestimmten Schwellenwert. Die Rechenvorrichtungen 105 können bestimmen, das Leitfahrzeug 101 auszutauschen, wenn das Leitfahrzeug 101 ein Energieniveau aufweist, das um mehr als die vorbestimmte Energiemenge unter dem höchsten Energieniveau der Konvoifahrzeuge 101 liegt. Somit kann das Leitfahrzeug 101 ein geringeres Energieniveau als das Fahrzeug 101 mit dem höchsten Energieniveau aufweisen, wenn die Differenz zwischen deren jeweiligen Energieniveaus geringer als die vorbestimmte Energiemenge ist. In dem Beispiel der 2 ist das Energieniveau des Fahrzeugs 101b höher als das Energieniveau des Trägerfahrzeugs 101a, so dass die Rechenvorrichtungen 105a, 105b bestimmen, dass das Fahrzeug 101b das Leitfahrzeug 101 bleiben soll. Somit bleibt das Trägerfahrzeug 101a im Energiesparmodus.
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3 veranschaulicht das Trägerfahrzeug 101a, das sich dem Konvoi 200 anschließt. Die Rechenvorrichtung 105a des Trägerfahrzeugs 101a bestimmt, dass die Trägerstrecke 205 mit der Konvoistrecke 210 übereinstimmt; deshalb bestimmt die Rechenvorrichtung 105a, sich dem Konvoi 200 anzuschließen. Die Rechenvorrichtung 105a sendet eine Benachrichtigung mit dem Energieniveau des Trägerfahrzeugs 101a an die Rechenvorrichtung 105b des Fahrzeugs 101b und die Rechenvorrichtung 105b sendet eine Benachrichtigung mit dem Energieniveau des Leitfahrzeugs 101b an die Rechenvorrichtung 105a. In dem Beispiel der 3 bestimmen die Rechenvorrichtungen 105a, 105b, dass das Energieniveau des Fahrzeugs 101b höher als das Energieniveau des Trägerfahrzeugs 101a ist, so dass die Rechenvorrichtungen 105a, 105b bestimmen, dass das Fahrzeug 101b das Leitfahrzeug 101 des Konvois 200 bleiben soll.
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Die Rechenvorrichtung 105b des Leitfahrzeugs 101b sendet die Daten 115 und/oder Anweisungen an die Rechenvorrichtung 105a des Trägerfahrzeugs 101a in dem Konvoi 200. Die Rechenvorrichtung 105a folgt den Anweisungen, um die Trägerfahrzeug-Teilsysteme 120a zu betreiben, um das Trägerfahrzeug 101a entlang der Konvoistrecke 210 zu bewegen. Das Trägerfahrzeug 101a tritt in den Energiesparmodus ein, d. h. die Rechenvorrichtung 105a reduziert die von der Rechenvorrichtung 105a durchgeführten Berechnungen, während sie im Konvoi 200 ist. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Rechenvorrichtung 105a beim Eintreten in den Energiesparmodus einen oder mehrere Sensoren 110a abschalten. Somit benötigt die Rechenvorrichtung 105a weniger Leistung (z. B. um die Rechenvorrichtung 105a zu kühlen, um die abgeschalteten Sensoren 110a anzutreiben, usw.) und das Trägerfahrzeug 101a kann sich entlang der Konvoistrecke 210 bewegen, während der Energieverbrauch reduziert ist. Die Rechenvorrichtungen 105a, 105b können, wie nachfolgend beschrieben, die Energieniveaus des Trägerfahrzeugs 101a, 101b vergleichen.
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Wie in 3 gezeigt, stimmt die Trägerstrecke 205 mit der Konvoistrecke 210 überein, so dass die Rechenvorrichtung 105a des Trägerfahrzeugs 101a programmiert ist, das Trägerfahrzeug 101a zu bewegen, um sich dem Konvoi 200 anzuschließen. Das heißt, die Rechenvorrichtung 105a betätigt ein oder mehrere Fahrzeugteilsysteme 120a, um das Trägerfahrzeug 101a hinter das Fahrzeug 101b in dem Konvoi 200 zu bewegen. Das Trägerfahrzeug 101a tritt in den Energiesparmodus ein, wodurch die von der Rechenvorrichtung 105a durchgeführten Berechnungen reduziert werden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Rechenvorrichtung 105a im Energiesparmodus einen oder mehrere Sensoren 110a abschalten. Die Rechenvorrichtung 105a kommuniziert mit der Rechenvorrichtung 105b des Fahrzeugs 101b, um Anweisungen und Daten 115 von dem Fahrzeug 101b zu empfangen.
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4 veranschaulicht das Trägerfahrzeug 101a, das den Konvoi 200 verlässt und sich einem anderen Konvoi 200' anschließt. In dem Beispiel der 4 startet das Trägerfahrzeug 101a in einem ersten Konvoi 200, der von einem ersten Konvoifahrzeug 101b angeführt wird und einer ersten Konvoistrecke 210 folgt. Wenn die Trägerstrecke 205 von der ersten Konvoistrecke 210 abweicht, hebt das Trägerfahrzeug 101a den Energiesparmodus auf und die Rechenvorrichtung 105a folgt den Anweisungen vom ersten Konvoifahrzeug 101b nicht mehr.
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Die Rechenvorrichtung 105a sucht nach einem neuen Konvoi 200, der mit der Trägerstrecke 205 übereinstimmt. 4 veranschaulicht einen zweiten Konvoi 200', der von einem zweiten Konvoifahrzeug 101c angeführt wird, das sich entlang einer zweiten Konvoistrecke 210' bewegt. Ein drittes Konvoifahrzeug 101d befindet sich ebenfalls im zweiten Konvoi 200'. Das zweite Konvoifahrzeug 101c ist das Leitfahrzeug 101 in dem zweiten Konvoi 200' und eine jeweilige Rechenvorrichtung 105c sendet die Daten 115 an die Rechenvorrichtung 105a des Trägerfahrzeugs 101a und eine Rechenvorrichtung 105d des dritten Konvoifahrzeugs 101d.
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5 veranschaulicht den Konvoi 200, bei dem das Leitfahrzeug 101 ausgetauscht wird. Wie oben beschrieben, stellt das Leitfahrzeug 101 Anweisungen an die anderen Fahrzeuge 101 in dem Konvoi 200 bereit, um die von den anderen Fahrzeugen 101 verbrauchte Energie zu reduzieren. Das heißt, statt dass jedes Fahrzeug 101 Energie verbraucht, um die Daten 115 mit den Sensoren 110 zu sammeln, sammelt das Leitfahrzeug 101 die Daten 115 und verwendet die Daten 115, um Anweisungen zu bestimmen, denen die Rechenvorrichtungen 105 der nachfolgenden Fahrzeuge 101 folgen, um sich entlang der Konvoistrecke 210 zu bewegen, wobei jedes nachfolgende Fahrzeug 101 im Energiesparmodus betrieben wird.
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In dem Beispiel der 4 startet der Konvoi 200' mit dem Fahrzeug 101c als Leitfahrzeug 101. Wenn sich das Trägerfahrzeug 101a dem Konvoi 200' anschließt, übertragen die Rechenvorrichtungen 105a, 105c, 105d des Trägerfahrzeugs 101a und der Konvoifahrzeuge 101c, 101d ihre jeweiligen Energieniveaus an die jeweils anderen über das Netzwerk 125, z. B. V2V. Die Rechenvorrichtungen 105a, 105c, 105d bestimmen, dass das Trägerfahrzeug 101a das höchste Energieniveau aufweist und dass das Trägerfahrzeug 101a somit das Leitfahrzeug 101 werden soll. Alternativ können die Rechenvorrichtungen 105a, 105c, 105d die Energieniveaus ihrer jeweiligen Fahrzeuge 101a, 101c, 101d an den Server 130 senden und der Server 130 kann bestimmen, welches der Fahrzeuge 101a, 101c, 101d das höchste Energieniveau aufweist und kann dieses Fahrzeug 101 als das neue Leitfahrzeug 101 zuweisen.
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Das Trägerfahrzeug 101a hebt den Energiesparmodus auf und die Rechenvorrichtung 105a betätigt ein oder mehrere Fahrzeugteilsysteme 120a, um das Trägerfahrzeug 101a vor das Fahrzeug 101c zur Position des Leitfahrzeugs 101 zu bewegen, wie in 5 gezeigt ist. Das Trägerfahrzeug 101a beginnt damit, die Daten 115 zu sammeln und Berechnungen durchzuführen, um die Daten 115 mit der Rechenvorrichtung 105a zu verarbeiten. Das Trägerfahrzeug 101a kann ferner einen oder mehrere Sensoren 110a, die beim Eintreten des Trägerfahrzeugs 101a in den Energiesparmodus abgeschaltet wurden, erneut anschalten. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105a einen Antrieb betätigen, um das Trägerfahrzeug 101a vor die Konvoifahrzeuge 101c, 101d zu beschleunigen. Alternativ können die Rechenvorrichtungen 105c, 105d Bremsen in den Konvoifahrzeugen 101c, 101d betätigen, um die Konvoifahrzeuge 101c, 101d zu verlangsamen, bis sich das Trägerfahrzeug 101a vor dem Konvoi 200' befindet. Das Fahrzeug 101c tritt dann in den Energiesparmodus ein, wodurch die von der Rechenvorrichtung 105c durchgeführte Verarbeitung reduziert wird, um den Energieverbrauch zu reduzieren, und die Rechenvorrichtung 105c empfängt die Daten 115 und Anweisungen von der Rechenvorrichtung 105a des Trägerfahrzeugs 101a. Das Fahrzeug 101c kann ferner beim Eintreten in den Energiesparmodus einen oder mehrere Sensoren 110c abschalten.
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6 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 600 zum Anschließen an einen Konvoi 200. Der Prozess 600 kann von den Rechenvorrichtungen 105 in den Fahrzeugen 101 in dem Konvoi 200, z. B. dem Trägerfahrzeug 101a, durchgeführt werden. Alternativ können ein oder mehrere Schritte des Prozesses 600 von dem Server 130 in Kommunikation mit den Rechenvorrichtungen 105 des Fahrzeugs 101 durchgeführt werden. Das Beispiel der 6 veranschaulicht den Prozess 600, der von einer Rechenvorrichtung 105 eines Trägerfahrzeugs 101, das einen Konvoi 200 sucht, durchgeführt wird.
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Der Prozess 600 beginnt in einem Block 605, in dem eine Rechenvorrichtung 105 des Trägerfahrzeugs 101 eine Trägerstrecke 205 für das Trägerfahrzeug 101 bestimmt. Die Rechenvorrichtung 105 bewegt das Trägerfahrzeug 101 entlang der Trägerstrecke 205 und kann Fahrzeugteilsysteme 120 betätigen, um der Trägerstrecke 205 ohne Eingabe eines menschlichen Fahrzeugführers zu folgen. Die Rechenvorrichtung 105 kann die Strecke 205 unter Verwendung bekannter Streckenbestimmungstechniken bestimmen, bei denen z. B. ein Ausgangspunkt oder ein aktueller Standort sowie ein Zielort eingegeben werden.
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Als nächstes, in einem Block 610, identifiziert die Rechenvorrichtung 105 einen Konvoi 200 entlang der Trägerstrecke 205. Indem es sich dem Konvoi 200 anschließt, kann das Trägerfahrzeug 101 den Energieverbrauch reduzieren, indem es Anweisungen von dem Leitfahrzeug in dem Konvoi 200 akzeptiert und die Fahrzeugteilsysteme 120 gemäß den Anweisungen betreibt. Die Rechenvorrichtung 105 kann die Konvoistrecken 210 von einem oder mehreren Leitfahrzeugen 101 über das Netzwerk 125 (z. B. V2V) empfangen und bestimmen, ob die Trägerstrecke 205 mit einer oder mehreren der Konvoistrecken 210 übereinstimmt. Alternativ können die Leitfahrzeuge 101 eines oder mehrerer Konvois 200 in einem geografischen Gebiet, z. B. einem vorbestimmten Radius von einem Trägerfahrzeug 101, die Konvoistrecken 210 an den Server 130 senden und die Rechenvorrichtung 105 kann eine Anforderung an den Server 130 senden, um die Konvois 200 und die Konvoistrecken 210 innerhalb des geografischen Gebiets zu identifizieren. Die Rechenvorrichtung 105 kann die Konvoistrecken 210 mit der Trägerstrecke 205 vergleichen und die Konvoistrecken 210, die mit der Trägerstrecke 205 übereinstimmen, identifizieren. Wenn die Rechenvorrichtung 105 eine Konvoistrecke 210 bestimmt, die mit zumindest einem Abschnitt der Trägerstrecke 205 übereinstimmt, kann die Rechenvorrichtung 105 den mit dieser Konvoistrecke 210 verknüpften Konvoi 200 lokalisieren.
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Als nächstes, in einem Block 615, tritt das Fahrzeug 101 in den Energiesparmodus ein. Wie oben beschrieben, reduziert die Rechenvorrichtung 105 die die von der Rechenvorrichtung 105 durchgeführte Verarbeitung. Dadurch erzeugt die Rechenvorrichtung 105 weniger Wärme und das Kühlungsteilsystem 120 verbraucht weniger Leistung, um die Rechenvorrichtung 105 zu kühlen. Die Rechenvorrichtung 105 kann ferner einen oder mehrere der Sensoren 110 abschalten, um den Leistungsverbrauch und die Wärmeerzeugung zu reduzieren. Solange das Fahrzeug 101 ein nachfolgendes Fahrzeug 101 ist, bleibt das Fahrzeug 101 im Energiesparmodus und die Rechenvorrichtung 105 empfängt Anweisungen von dem Leitfahrzeug 101 des Konvois 200.
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Als nächstes, in einem Block 620, vergleicht die Rechenvorrichtung 105 des Trägerfahrzeugs 101 die Energieniveaus des Trägerfahrzeugs 101 und der Konvoifahrzeuge 101 in dem Konvoi 200. Wie oben beschrieben, teilen die Rechenvorrichtungen 105 der Fahrzeuge 101 in dem Konvoi 200 ihre jeweiligen Energieniveaus über das Netzwerk 125, z. B. V2V-Kommunikation. Jede Rechenvorrichtung 105 kann programmiert sein, um die Energieniveaus der Fahrzeuge 101 zu vergleichen und das Fahrzeug 101 mit den höchsten Energieniveau zu bestimmen. Alternativ kann jede Rechenvorrichtung 105 das Energieniveau ihres jeweiligen Fahrzeugs 101 an den Server 130 senden und der Server 130 kann programmiert sein, um die Energieniveaus zu vergleichen. Die Energieniveaus können gemäß einem oder mehreren der folgenden bestimmt werden, z. B. ein Ladezustand einer Batterie des Fahrzeugs 101, ein Kraftstoffstand in einem Kraftstofftank des Fahrzeugs 101, ein Wert Entfernung-bis-Leerstand, usw. Insbesondere vergleicht die Rechenvorrichtung 105 des Trägerfahrzeugs 101 das Energieniveau des Leitfahrzeugs 101 mit den Energieniveaus der nachfolgenden Fahrzeuge 101 in dem Konvoi 200.
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Als nächstes, in einem Block 625, bestimmt die Rechenvorrichtung 105 des Trägerfahrzeugs 101, ob das Energieniveau des Leitfahrzeugs 101 unter einem vorbestimmten Energieniveauschwellenwert liegt. Alternativ können die Rechenvorrichtungen 105 von einem der anderen Fahrzeuge 101 in dem Konvoi 200 und/oder der Server 130 bestimmen, ob das Energieniveau des Leitfahrzeugs 101 unter dem vorbestimmten Energieniveauschwellenwert liegt. Typischerweise ist das Leitfahrzeug 101 das Fahrzeug 101 in dem Konvoi 200 mit dem höchsten Energieniveau. Somit kann der vorbestimmte Energieniveauschwellenwert das Energieniveau des nächsthöchsten Fahrzeugs 101 sein. Da das Austauschen der Leitfahrzeuge 101 Energie benötigt, kann der vorbestimmte Energieniveauschwellenwert alternativ das Energieniveau des nächsthöchsten Fahrzeugs 101 abzüglich eines vorbestimmten Werts, z. B. 2 % des Energieniveaus des Leitfahrzeugs 101, sein. Wenn das Energieniveau des Leitfahrzeugs 101 unter dem Energieniveauschwellenwert liegt, wird der Prozess 600 in einem Block 630 fortgeführt. Ansonsten wird der Prozess 600 in einem Block 635 fortgeführt.
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Im Block 630 weisen die Rechenvorrichtungen 105 des Trägerfahrzeugs 101 das nachfolgende Fahrzeug 101 mit dem höchsten Energieniveau als neues Leitfahrzeug 101 zu und kommuniziert die Zuweisung an die Rechenvorrichtungen 105 der anderen Fahrzeuge 101, z. B. überV2V. Alternativ kann eine der anderen Rechenvorrichtungen 105 der anderen Fahrzeuge 101 und/oder der Server 130 das nachfolgende Fahrzeug 101 mit dem höchsten Energieniveau als neues Leitfahrzeug 101 zuweisen. Beim Empfang der Zuweisung stellen die Rechenvorrichtungen 105 der Konvoifahrzeuge 101 die Fahrzeugteilsysteme 120 ein, um die Position des aktuellen Leitfahrzeugs 101 mit dem neuen Leitfahrzeug 101 zu tauschen. Zum Beispiel kann das neue Leitfahrzeug 101 einen Antrieb betätigen, um vor die anderen Fahrzeuge 101 zu beschleunigen, die Konvoifahrzeuge 101 können ihre jeweiligen Bremsen betätigen, um dem neuen Leitfahrzeug 101 zu ermöglichen, die anderen Fahrzeuge 101 zu überholen, usw. Das neue Leitfahrzeug 101 hebt den Energiesparmodus auf, wodurch die von seiner Rechenvorrichtung 105 durchgeführte Verarbeitung erhöht wird. Das neue Leitfahrzeug 101 kann einen oder mehrere Sensoren 110, die zuvor abgeschaltet waren, als das Fahrzeug 101 sich im Energiesparmodus befand, erneut anschalten. Das vorherige Leitfahrzeuge 101 (nun ein nachfolgendes Fahrzeug 101) tritt in den Energiesparmodus ein, wodurch die von seiner Rechenvorrichtung 105 durchgeführte Verarbeitung reduziert wird. Das vorherige Leitfahrzeug 101 kann einen oder mehrere Sensoren 110 abschalten, um den Leistungsverbrauch weiter zu reduzieren.
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Im Block 635 bestimmt die Rechenvorrichtung 105 des Trägerfahrzeugs 101, ob die Konvoistrecke 210 von der Trägerstrecke 205 abweicht. Die Rechenvorrichtung 105 vergleicht die Konvoistrecke 210 mit der Trägerstrecke 205 und bestimmt den Punkt, an dem die Trägerstrecke 205 von der Konvoistrecke 210 abweicht, d. h. der Konvoi 200 bewegt sich in eine Richtung weg von der Trägerstrecke 205. Wenn die Konvoistrecke 210 von der Trägerstrecke 205 abweicht, wird der Prozess 600 in einem Block 640 fortgeführt. Ansonsten kehrt der Prozess 600 zu Block 620 zurück.
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Im Block 640 hebt das Fahrzeug 101 den Energiesparmodus auf und die Rechenvorrichtung 105 betätigt die Fahrzeugteilsysteme 120, um das Trägerfahrzeug 101 vom Konvoi 200 zu bewegen. Wie oben beschrieben, beginnt die Rechenvorrichtung 105, die von den Sensoren 110 empfangenen Daten 115 zu berechnen, die zuvor von dem Leitfahrzeug 101 des Konvois 200 gesammelt wurden. Die Rechenvorrichtung 105 kann die Sensoren 110, die eventuell abgeschaltet waren, als das Fahrzeug 101 sich im Energiesparmodus befand, erneut anschalten. Die Rechenvorrichtung 105 betätigt dann die Fahrzeugteilsysteme 120 auf Grundlage der Daten 115, um sich entlang der Trägerstrecke 205 weg vom Konvoi 200 zu bewegen.
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Als nächstes, in einem Block 645, bestimmt die Rechenvorrichtung 105, ob der Prozess 600 fortgeführt werden soll. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105 bestimmen, dass das Trägerfahrzeug 101 am endgültigen Zielort der Trägerstrecke 205 angekommen ist, so dass die Rechenvorrichtung 105 bestimmt, den Prozess 600 nicht fortzuführen, und der Prozess 600 endet. Alternativ kann die Rechenvorrichtung 105 bestimmen, dass es einen oder mehrere Konvois 200 entlang der Trägerstrecke 205 gibt, so dass die Rechenvorrichtung 105 bestimmt, den Prozess 600 fortzuführen und zu Block 610 zurückzukehren, um den nächsten Konvoi 200 zu lokalisieren.
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Wie hier verwendet, bedeutet das Adverb „im Wesentlichen“, das ein Adjektiv modifiziert, dass eine Form, eine Struktur, eine Messung, ein Wert, eine Berechnung usw. aufgrund von Unvollkommenheiten bei Materialien, bei der Bearbeitung, bei der Herstellung, bei Datensammlungsmessungen, bei Errechnungen, bei der Verarbeitungszeit, bei der Kommunikationszeit usw. von einer genau beschriebenen Geometrie, Entfernung, Messung, Wert, Berechnung usw. abweichen kann.
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Die Rechenvorrichtungen 105 beinhalten im Allgemeinen jeweils Anweisungen, die von einer oder mehreren Rechenvorrichtungen ausführbar sind, wie etwa die oben identifizierten, und zum Abwickeln von Blöcken oder Schritten von oben beschriebenen Prozessen. Vom Computer ausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielfalt von Programmiersprachen und/oder -technologien hergestellt wurden, einschließlich, ohne Einschränkung, entweder allein oder in Kombination, Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML, Python usw. 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 Prozesse 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. Eine Datei in der Rechenvorrichtung 105 ist im Allgemeinen eine Sammlung von Daten, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, wie etwa einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw.
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Ein computerlesbares Medium beinhaltet jedes Medium, das sich an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen), die von einem Computer gelesen werden können, beteiligt. Solch ein Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien, usw. Nichtflüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Disks und andere persistente Speicher beinhalten. Flüchtige Medien beinhalten dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM), der in der Regel einen Hauptspeicher bildet. Zu gängigen Formen computerlesbarer Medien gehören beispielsweise eine Diskette, eine flexible Magnetplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein FLASH-EEPROM, ein beliebiger anderer Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das von einem Computer gelesen werden kann.
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Mit Bezug auf die hier beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren usw. versteht es sich, dass, obwohl die Schritte derartiger Prozesse usw. als gemäß einer gewissen geordneten Sequenz erfolgend beschrieben wurden, derartige Prozesse praktiziert werden könnten, indem die beschriebenen Schritte in einer anderen als der hier beschriebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Es versteht sich ferner, dass bestimmte Schritte gleichzeitig durchgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte hierin beschriebene Schritte weggelassen werden können. Beispielsweise könnten im Prozess 600 ein oder mehrere der Schritte weggelassen oder die Schritte könnten in einer anderen Reihenfolge als in 6 gezeigt ausgeführt werden. Mit anderen Worten werden die hier enthaltenen Beschreibungen von Systemen und/oder Prozessen zum Zweck der Veranschaulichung gewisser Ausführungsformen bereitgestellt und sind in keinem Fall so auszulegen, dass sie den offenbarten Gegenstand beschränken.
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Entsprechend versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung, einschließlich der Beschreibung oben und der begleitenden Figuren und der nachstehenden Ansprüche, veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Nach dem Lesen der Beschreibung oben wären für den Fachmann viele der von den bereitgestellten Beispielen abweichenden Ausführungsformen und Anwendungen offensichtlich. Der Schutzumfang der Erfindung sollte nicht mit Bezug auf die obige Beschreibung , sondern stattdessen mit Bezug auf die hieran angehängten und/oder die in einer hierauf basierenden nicht vorläufigen Patentanmeldung beinhalteten Ansprüche bestimmt werden, zusammen mit dem vollen Schutzumfang von Äquivalenten, auf den derartige Ansprüche Anspruch haben. Es wird vorhergesehen und ist beabsichtigt, dass künftige Entwicklungen in dem hier erörterten Fachgebiet erfolgen und die offenbarten Systeme und Verfahren in derartige künftige Ausführungsformen aufgenommen werden. Zusammenfassend ist zu verstehen, dass der offenbarte Gegenstand modifiziert und variiert werden kann.
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Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben, und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie dazu dienen soll, dass die Worte eher der Erläuterung als der Einschränkung dienen. Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung sind angesichts der obigen Lehren möglich, und die Offenbarung kann auf andere Art und Weise als spezifisch beschrieben ausgeführt werden.
