DE102017126769A1

DE102017126769A1 - Fahrzeugsensorbefestigungssysteme

Info

Publication number: DE102017126769A1
Application number: DE102017126769.7A
Authority: DE
Inventors: James N. Nickolaou; Jeremy P. Gray; Stephen W. Decker
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2018-05-17
Also published as: CN108068712A; US20180134234A1; US10196007B2; CN108068712B

Abstract

Es sind Systeme zur Befestigung eines Sensors an einem Fahrzeug vorgesehen. In einer Ausführungsform beinhaltet ein Sensorbefestigungssystem eine Befestigungsanordnung, die mit einer Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist. Die Befestigungsanordnung weist eine erste Befestigungsplatte auf, die von einer zweiten Befestigungsplatte durch mindestens ein Isolierungselement beabstandet ist. Die zweite Befestigungsplatte ist mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden. Das Sensorbefestigungssystem beinhaltet auch ein Revolvergehäuse, das mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist, um relativ zu der ersten Befestigungsplatte beweglich zu sein. Das Revolvergehäuse definiert mindestens eine Aufnahme für eine erste Sensorvorrichtung.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein autonome Fahrzeuge und insbesondere Fahrzeugsensorbefestigungssysteme zum Anbringen eines oder mehrerer Sensoren an dem autonomen Fahrzeug.
HINTERGRUND
Ein autonomes Fahrzeug ist ein Fahrzeug, das in der Lage ist, seine Umgebung zu erfassen und mit geringfügiger oder gar keiner Benutzereingabe zu navigieren. Ein autonomes Fahrzeug erfasst seine Umgebung unter Verwendung von Sensorvorrichtungen, wie beispielsweise Radar-, Lidar-, Bildsensoren und dergleichen, ab. Das autonome Fahrzeugsystem nutzt weiterhin Informationen von globalen Positioniersystemen (GPS), Navigationssystemen, Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationen, Fahrzeug-Infrastruktur-Technologien und/oder drahtgesteuerten Systemen, um das Fahrzeug zu navigieren.
Die Fahrzeugautomatisierung wurde kategorisiert nach nummerischen Automototivebenen von Null, entsprechend keiner Automatisierung mit voller menschlicher Kontrolle, bis Fünf, entsprechend der vollen Automatisierung ohne menschliche Kontrolle. Verschiedene automatisierte Fahrerassistenzsysteme, wie beispielsweise Geschwindigkeitsregelung, adaptive Geschwindigkeitsregelung und Parkassistenzsysteme, entsprechen niedrigeren Automatisierungsebenen, während echte „fahrerlosen“ Fahrzeuge mit höheren Automatisierungsebenen übereinstimmen.
Im Allgemeinen verwenden autonome Fahrzeuge eine Anzahl an Fernbereichs- und Nahbereichssensoren, um die das autonome Fahrzeug umgebende Umgebung zu erfassen. In bestimmten Fällen kann es wünschenswert sein, einen oder mehrere dieser Sensoren relativ zu dem Fahrzeug beweglich zu haben, um ein größeres Sichtfeld für den einen oder die mehreren Sensoren zu erhalten. Darüber hinaus kann es bei bestimmten Anwendungen, wie der Objektverfolgung, wünschenswert sein, einen Fernbereichssensor und einen Nahbereichssensor mit überlappenden Sichtfeldern zu haben, sodass der Nahbereichssensor das Objekt beim Eintritt in das Sichtfeld des Nahbereichssensors und umgekehrt verfolgen kann.
Dementsprechend ist es wünschenswert, ein Fahrzeugsensorbefestigungssystem bereitzustellen, das eine Gliederung von einem oder mehreren Fernbereichssensoren und einem oder mehreren Nahbereichssensoren, relativ zu dem Fahrzeug, der Umgebung oder dem Straßennetz ermöglicht. Es ist auch wünschenswert, ein Fahrzeugsensorbefestigungssystem bereitzustellen, bei dem mindestens ein Fernbereichssensor ein Sichtfeld hat, das sich mit einem Sichtfeld eines Nahbereichssensors überschneidet, sodass ein durch den Fernbereichssensor verfolgtes Objekt bei Eintritt in das Sichtfeld des Nahbereichssensors durch den Nahbereichssensor verfolgt werde kann und umgekehrt. Ferner werden weitere wünschenswerte Funktionen und Merkmale der vorliegenden Offenbarung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, sowie dem vorangehenden technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
ZUSAMMENFASSUNG
Es sind Systeme zur Befestigung eines Sensors an einem Fahrzeug vorgesehen. In einer Ausführungsform umfasst ein Sensorbefestigungssystem eine Befestigungsanordnung, die mit einer Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist. Die Befestigungsanordnung weist eine erste Befestigungsplatte auf, die von einer zweiten Befestigungsplatte durch mindestens ein Isolierungselement beabstandet ist. Die zweite Befestigungsplatte ist mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden. Das Sensorbefestigungssystem beinhaltet auch ein Revolvergehäuse, das mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist, um relativ zu der ersten Befestigungsplatte beweglich zu sein. Das Revolvergehäuse definiert mindestens eine Aufnahme für eine erste Sensorvorrichtung.
Das Revolvergehäuse ist relativ zu dem Fahrzeug mit einem Freiheitsgrad beweglich. Das Sensorbefestigungssystem beinhaltet einen ersten Gleitring, der das Revolvergehäuse mit der ersten Befestigungsplatte verbindet. Das Sensorbefestigungssystem beinhaltet ein Antriebssystem, das das Revolvergehäuse relativ zu der ersten Befestigungsplatte bewegt, wobei ein Abschnitt des Antriebssystems mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist. Das Antriebssystem beinhaltet einen Motor, ein Antriebszahnrad und ein angetriebenes Hohlrad. Der Motor hat eine Abtriebswelle, die mit dem Antriebszahnrad verbunden ist, und das Antriebszahnrad ist mit dem angetriebenen Hohlrad verbunden, sodass eine Aktivierung des Motors das Antriebszahnrad antreibt, das das angetriebene Hohlrad antreibt. Die erste Befestigungsplatte definiert eine Kammer, und das Antriebszahnrad des Antriebssystems wird in der Kammer aufgenommen. Das angetriebene Hohlrad ist mit dem Revolvergehäuse verbunden. Das Revolvergehäuse weist eine Gegenbohrung auf, und die Befestigungsanordnung ist innerhalb der Gegenbohrung derart aufgenommen, dass das Revolvergehäuse die Befestigungsanordnung im Wesentlichen umgibt. Das Sensorbefestigungssystem beinhaltet eine kardanische Aufhängung, die eine zweite Sensorvorrichtung beinhaltet, und die kardanische Aufhängung ist mit der ersten Befestigungsplatte verbunden. Das mindestens eine Isolierungselement ist mindestens eine Feder.
In einer Ausführungsform beinhaltet ein Sensorbefestigungssystem eine Befestigungsanordnung, die mit einer Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist. Die Befestigungsanordnung weist eine erste Befestigungsplatte auf, die von einer zweiten Befestigungsplatte durch mindestens ein Isolierungselement beabstandet ist. Die zweite Befestigungsplatte ist mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden. Das Sensorbefestigungssystem beinhaltet auch ein Revolvergehäuse, das mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist, um relativ zu der ersten Befestigungsplatte beweglich zu sein. Das Revolvergehäuse definiert mindestens eine Aufnahme für eine erste Sensorvorrichtung, und das Revolvergehäuse umgibt die Befestigungsanordnung im Wesentlichen. Das Sensorbefestigungssystem beinhaltet eine kardanische Aufhängung, die eine zweite Sensorvorrichtung beinhaltet, die mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist.
Das Revolvergehäuse ist relativ zu dem Fahrzeug mit einem Freiheitsgrad beweglich. Das Sensorbefestigungssystem beinhaltet ein Antriebssystem, das das Revolvergehäuse relativ zu der ersten Befestigungsplatte bewegt, wobei ein Abschnitt des Antriebssystems mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist. Das Antriebssystem beinhaltet einen Motor, ein Antriebszahnrad und ein angetriebenes Hohlrad. Der Motor hat eine Abtriebswelle, die mit dem Antriebszahnrad verbunden ist, und das Antriebszahnrad ist mit dem angetriebenen Hohlrad verbunden, sodass eine Aktivierung des Motors das Antriebszahnrad antreibt, das das angetriebene Hohlrad antreibt. Die erste Befestigungsplatte definiert eine Kammer, und das Antriebszahnrad des Antriebssystems wird in der Kammer aufgenommen. Das angetriebene Hohlrad ist mit dem Revolvergehäuse verbunden. Das Revolvergehäuse weist eine Gegenbohrung auf, und die Befestigungsanordnung ist innerhalb der Gegenbohrung aufgenommen.
In einer Ausführungsform beinhaltet ein autonomes Fahrzeug einen Federteller, der mit einer Karosserie des autonomen Fahrzeugs verbunden ist. Der Federteller weist eine erste Befestigungsplatte auf, die durch mindestens eine Feder von einer zweiten Befestigungsplatte beabstandet ist. Die zweite Befestigungsplatte ist mit der Karosserie des autonomen Fahrzeugs verbunden. Das autonome Fahrzeug beinhaltet ein Revolvergehäuse, das mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist, um relativ zu der ersten Befestigungsplatte beweglich zu sein. Das Revolvergehäuse definiert mindestens eine Aufnahme für eine erste Sensorvorrichtung und eine Gegenbohrung, wobei der Federteller zumindest teilweise in der Gegenbohrung aufgenommen ist, sodass das Revolvergehäuse im Wesentlichen den Federteller umgibt. Das autonome Fahrzeug beinhaltet eine kardanische Aufhängung mit einer zweiten Sensorvorrichtung, die mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist.
Das autonome Fahrzeug beinhaltet ein Antriebssystem, das das Revolvergehäuse relativ zu der ersten Befestigungsplatte bewegt, wobei ein Abschnitt des Antriebssystems mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist. Das Antriebssystem umfasst einen Motor, ein Antriebszahnrad und ein angetriebenes Hohlrad. Der Motor hat eine Abtriebswelle, die mit dem Antriebszahnrad verbunden ist, und das Antriebszahnrad ist mit dem angetriebenen Hohlrad verbunden, sodass eine Aktivierung des Motors das Antriebszahnrad antreibt, das das angetriebene Hohlrad antreibt. Die erste Befestigungsplatte definiert eine Kammer, und das Antriebszahnrad des Antriebssystems wird in der Kammer aufgenommen.
Figurenliste
Die exemplarischen Ausführungsformen werden nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und worin gilt:

1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein autonomes Fahrzeug mit einem Sensorbefestigungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen darstellt;
2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm, das ein Transportsystem mit einem oder mehreren autonomen Fahrzeugen aus 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen darstellt;
3 ist eine Draufsicht auf das Sensorbefestigungssystem des autonomen Fahrzeugs von 1, das mit einem Dach des autonomen Fahrzeugs von 1 verbunden ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
4 ist eine perspektivische Ansicht des Sensorbefestigungssystems von 1, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
5 ist eine erweiterte Ansicht des Sensorbefestigungssystems des autonomen Fahrzeugs von 1, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
6 ist eine Querschnittsansicht des Sensorbefestigungssystems des autonomen Fahrzeugs von 1, entlang der Linie 3-3 von 3, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
7 ist eine Draufsicht auf mehrere der Sensorbefestigungssysteme, die mit dem Dach des autonomen Fahrzeugs von 1 gekoppelt sind, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
8 ist eine Draufsicht einer kardanischen Aufhängung und einer Vielzahl von Revolvern, die dem Sensorbefestigungssystem des autonomen Fahrzeugs von 1 zugeordnet und mit dem Dach des autonomen Fahrzeugs von 1 verbunden sind, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
9 ist eine perspektivische Ansicht einer kardanischen Aufhängung, die dem Sensorbefestigungssystem des autonomen Fahrzeugs von 1 zugeordnet ist, die einen Revolver beinhaltet, der in einem Gehäuse der kardanischen Aufhängung verbunden ist, wobei die kardanische Aufhängung mit dem Dach des autonomen Fahrzeugs von 1 verbunden ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung dient lediglich als Beispiel und soll die Anwendung und Verwendung in keiner Weise einschränken. Weiterhin besteht keine Absicht, im vorstehenden technischen Bereich, Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der folgenden ausführlichen Beschreibung an eine ausdrücklich oder implizit vorgestellte Theorie gebunden zu sein. Der hierin verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf alle Hardware-, Software-, Firmwareprodukte, elektronische Steuerkomponenten, auf die Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in Kombinationen, unter anderem beinhaltend, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten.
Ausführungen der vorliegenden Offenbarung können hierin als schematische, funktionale und/oder logische Blockkomponenten und verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl an Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die zur Ausführung der erforderlichen Funktionen konfiguriert sind. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eines Systems oder einer Komponente verschiedene integrierte Schaltungskomponenten, beispielsweise Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Wertetabellen oder dergleichen, einsetzen, die mehrere Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen durchführen können. Zudem werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer beliebigen Anzahl an Systemen eingesetzt werden können, und dass das hierin beschriebene System lediglich eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Der Kürze halber sind konventionelle Techniken in Verbindung mit der Signalverarbeitung, Datenübertragung, Signalgebung, Steuerung und weiteren funktionalen Aspekten der Systeme (und den einzelnen Bedienelementen der Systeme) hierin ggf. nicht im Detail beschrieben. Weiterhin sollen die in den verschiedenen Figuren dargestellten Verbindungslinien exemplarische Funktionsbeziehungen und/oder physikalische Verbindungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sollte beachtet werden, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physikalische Verbindungen in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorhanden sein können.
Wie unter Bezugnahme auf 1 ersichtlich, ist ein bei 100 allgemein dargestelltes Sensorbefestigungssystem mit einem Fahrzeug 10 gemäß verschiedenen Ausführungsformen assoziiert. Im Allgemeinen stellt das Sensorbefestigungssystem 100 eine Befestigungsplattform für eine oder mehrere Fernbereichssensorvorrichtungen, eine oder mehrere Nahbereichssensorvorrichtungen, eine oder mehrere Kommunikationsverbindungen, eine oder mehrere Antennen für ein globales Positionierungssystem (GPS) und Kombinationen davon bereit. Das Sensorbefestigungssystem 100 ist relativ zu dem Fahrzeug 10 beweglich, sodass die eine oder mehreren Fernbereichssensorvorrichtungen, die eine oder die mehreren Nahbereichssensorvorrichtungen, die eine oder mehreren Kommunikationsverbindungen und die eine oder mehreren Antennen für eine gloabels Positionierungssystem (GPS) jeweils relativ zu dem Fahrzeug 10 beweglich sind. In dem Beispiel des Sensorbefestigungssystems 100, das eine oder mehrere Fernbereichssensorvorrichtungen und die eine oder die mehreren Nahbereichssensorvorrichtungen einschließt, ermöglicht die Bewegung der einen oder mehreren Fernbereichssensorvorrichtungen und des einen oder der mehreren Nahbereichssensorvorrichtungen relativ zu dem Fahrzeug 10, dass die eine oder die mehreren Fernbereichssensorvorrichtungen und die eine oder die mehreren Nahbereichssensorvorrichtungen verschiedene Sichtfelder haben.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Fahrgestell 12, eine Karosserie 14, Vorderräder 16 und Hinterräder 18. Die Karosserie 14 ist auf dem Fahrgestell 12 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 14 und das Fahrgestell 12 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 16-18 sind jeweils mit dem Chassis 12 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 14 drehbar gekoppelt. In verschiedenen Ausführungsformen ist das Sensorbefestigungssystem 100 mit der Karosserie 14 des Fahrzeugs 10 verbunden und ist in diesem Beispiel mit einem Dach 14a des Fahrzeugs 10 verbunden. Es versteht sich jedoch, dass das Sensorbefestigungssystem 100 an jeder gewünschten Stelle mit dem Fahrzeug 10 verbunden sein kann.
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 10 ein autonomes Fahrzeug und das Sensorbefestigungssystem 100 ist mit dem autonome Fahrzeug 10 (nachfolgend als das autonomes Fahrzeug 10 bezeichnet) verbunden oder in dieses integriert. Das autonome Fahrzeug 10 ist beispielsweise ein Fahrzeug, das automatisch gesteuert wird, um Passagiere von einem Ort zum anderen zu befördern. Das autonome Fahrzeug 10 ist in der veranschaulichten Ausführungsform als Pkw dargestellt, es sollte jedoch beachtet werden, dass auch jedes andere Fahrzeug, einschließlich Motorrädern, Lastwagen, Sportfahrzeuge (SUVs), Freizeitfahrzeugen (RVs), Schiffen, Flugzeugen usw., verwendet werden kann. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das autonome Fahrzeug 10 ein sogenanntes Level-Drei, Level-Vier oder Level-Fünf Automatisierungssystem. Ein Level-Drei-System zeigt eine „konditionale Automatisierung“ unter Bezugnahme auf die Fahrmodus-spezifische Leistung durch ein automatisiertes Fahrsystem aller Aspekte der dynamischen Fahraufgabe an, mit der Erwartung, dass der menschliche Fahrer angemessen auf eine Intervention reagieren wird. Ein Level-Vier-System zeigt eine „hohe Automatisierung“ unter Bezugnahme auf die Fahrmodus-spezifische Leistung durch ein automatisiertes Fahrsystem aller Aspekte der dynamischen Fahraufgabe an, selbst wenn ein menschlicher Fahrer nicht angemessen auf eine Anforderung einzugreifen, reagiert. Ein Level-Fünf-System zeigt eine „Vollautomatisierung“ an und verweist auf die Vollzeitleistung eines automatisierten Fahrsystems aller Aspekte der dynamischen Fahraufgabe unter allen Fahrbahn- und Umgebungsbedingungen, die von einem menschlichen Fahrer verwaltet werden können. Es ist jedoch anzumerken, dass das Sensorbefestigungssystem 100 bei Bedarf auch mit einem Automatisierungssystem eines niedrigeren Levels verbunden oder darin integriert sein kann.
Wie dargestellt, beinhaltet das autonome Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Antriebssystem 20, ein Übertragungssystem 22, ein Lenksystem 24, ein Bremssystem 26, ein Sensorsystem 28, ein Stellantriebsystem 30, mindestens einen Datenspeicher 32, mindestens eine Steuerung 34 und ein Kommunikationssystem 36. Das Antriebssystem 20 kann in verschiedenen Ausführungsformen einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, wie beispielsweise einen Traktionsmotor und/oder ein Brennstoffzellenantriebssystem beinhalten. Das Getriebesystem 22 ist dazu konfiguriert, Leistung von dem Antriebssystem 20 zu den Rädern 16-18 gemäß den wählbaren Drehzahlübersetzungen zu übertragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Getriebesystem 22 ein Stufenverhältnis-Automatikgetriebe, ein stufenlos verstellbares Getriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe beinhalten. Das Bremssystem 26 ist dazu konfiguriert, den Rädern 16-18 und/oder dem Getriebesystem 22 ein Bremsmoment bereitzustellen. Das Bremssystem 26 kann in verschiedenen Ausführungsformen Reibungsbremsen, Bake-by-Wire, ein regeneratives Bremssystem, wie beispielsweise eine elektrische Maschine und/oder andere geeignete Bremssysteme beinhalten. Das Lenksystem 24 beeinflusst den Fahrtverlauf durch das autonome Fahrzeug 10, beispielsweise durch Einstellen einer Position der Räder 16-18. Während in einigen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zur Veranschaulichung als ein Lenkrad dargestellt, kann das Lenksystem 24 kein Lenkrad beinhalten.
Das Sensorsystem 28 beinhaltet einen oder mehrere Sensoren oder Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n, die beobachtbare Zustände der äußeren Umgebung als auch der inneren Umgebung und/oder des Betriebszustandes des autonomen Fahrzeugs 10 erfassen. Die Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n können Radargeräte, Lidare, globale Positionierungssysteme, optische Kameras, Wärmebildkameras, Ultraschallsensoren und/oder andere Sensoren, Kommunikationsverbindungsvorrichtungen oder GPS-Antennen beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. In verschiedenen Ausführungsformen sind eine oder mehrere der Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n durch das Sensorbefestigungssystem 100 mit dem autonomen Fahrzeug 10 verbunden. Das Stellgliedsystem 30 beinhaltet ein oder mehrere Stellgliedvorrichtungen 42a, 42b...42n, die ein oder mehrere Fahrzeugeigenschaften, Komponenten, Systeme und/oder Funktionen, wie zum Beispiel das Antriebssystem 20, das Getriebesystem 22, das Lenksystem 24 und das Bremssystem 26, steuern, sind aber nicht darauf beschränkt. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Stellgliedsystem 30 andere Fahrzeugkomponenten und/oder -merkmale steuern, die ferner innere und/oder äußere Fahrzeugkomponenten und/oder -merkmale aufweisen können, wie beispielsweise Türen, einen Kofferraum, und Innenraummerkmale, wie Luft, Musik, Beleuchtung usw., ohne darauf beschränkt zu sein.
Die Datenspeichervorrichtung 32 speichert Daten zur Verwendung beim automatischen Steuern des autonomen Fahrzeugs 10. In verschiedenen Ausführungsformen speichert das Datenspeichergerät 32 definierte Landkarten der navigierbaren Umgebung. In verschiedenen Ausführungsformen werden die definierten Landkarten vordefiniert und von einem entfernten System (in weiteren Einzelheiten in Bezug auf 2 beschrieben) erhalten. So können beispielsweise die definierten Landkarten durch das entfernte System zusammengesetzt und dem autonomen Fahrzeug 10 (drahtlos und/oder drahtgebunden) mitgeteilt und in der Datenspeichervorrichtung 32 gespeichert werden. Wie ersichtlich, kann die Datenspeichervorrichtung 32 ein Teil der Steuerung 34, von der Steuerung 34 getrennt, oder ein Teil der Steuerung 34 und Teil eines separaten Systems sein.
Die Steuerung 34 beinhaltet mindestens einen Prozessor 44 und eine computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46. Der Prozessor 44 kann eine Spezialanfertigung oder ein handelsüblicher Prozessor sein, eine Zentraleinheit (CPU), eine Grafikprozessoreinheit (GPU) unter mehreren Prozessoren verbunden mit der Steuerung 34, ein Mikroprozessor auf Halbleiterbasis (in Form eines Mikrochips oder Chip-Satzes), ein Makroprozessor, eine Kombination derselben oder allgemein jede beliebige Vorrichtung zur Ausführung von Anweisungen. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46 können flüchtige und nicht-flüchtige Speicher in einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) und einem Keep-Alive-Memory (KAM) beinhalten. KAM ist ein persistenter oder nicht-flüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während der Prozessor 44 ausgeschaltet ist. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46 können unter Verwendung einer beliebigen einer Anzahl an bekannten Speichervorrichtungen, wie beispielsweise PROMs (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrische PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder beliebige andere elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichervorrichtungen implementiert werden, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuerung 34 beim Steuern des autonomen Fahrzeugs 10 verwendet werden.
Die Anweisungen können ein oder mehrere separate Programme beinhalten, von denen jede eine geordnete Auflistung von ausführbaren Anweisungen zum Implementieren von logischen Funktionen umfasst. Die Anweisungen empfangen und verarbeiten, wenn diese vom Prozessor 44 ausgeführt werden, Signale vom Sensorsystem 28, führen Logik, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen zur automatischen Steuerung der Komponenten des autonomen Fahrzeugs 10 durch und erzeugen Steuersignale an das Stellgliedsystem 30, um die Komponenten des autonomen Fahrzeugs 10 basierend auf der Logik, den Berechnungen, den Verfahren und/oder Algorithmen automatisch zu steuern. Obwohl in 1 nur eine Steuerung 34 dargestellt ist, können Ausführungsformen des autonomen Fahrzeugs 10 eine beliebige Anzahl an Steuerungen 34 beinhalten, die über ein geeignetes Kommunikationsmedium oder eine Kombination von Kommunikationsmedien kommunizieren und zusammenwirken, um die Sensorsignale zu verarbeiten, Logiken, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen durchzuführen, und Steuersignale zu erzeugen, um die Funktionen des autonomen Fahrzeugs 10 automatisch zu steuern.
In verschiedenen Ausführungsformen sind eine oder mehrere Anweisungen der Steuerung 34 dem Sensorbefestigungssystem 100 zugeordnet, und, wenn sie von dem Prozessor 44 ausgeführt werden, empfangen und verarbeiten die Anweisungen Signale von der einen oder den mehreren Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n, die dem Sensorbefestigungssystem 100 zugeordnet sind, um verschiedene Bedingungen des autonomen Fahrzeugs 10 zu bestimmen. So empfangen und verarbeiten beispielsweise die Anweisungen der Steuerung 34, wenn sie durch den Prozessor 44 ausgeführt werden, Sensorsignale von den Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n, die dem Sensorbefestigungssystem 100 zugeordnet sind, und bestimmen, ob sich ein Objekt in einem ersten Sichtfeld befindet, das einem ersten Abschnitt des Sensorbefestigungssystems 100 zugeordnet ist, wie es hierin erörtert wird. Basierend auf der Ermittlung bestimmt der Prozessor 44, ob sich das Objekt in einem zweiten Sichtfeld der Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n befindet, die einem zweiten Abschnitt des Sensorbefestigungssystems 100 zugeordnet sind. Basierend auf der Ermittlung, dass sich das Objekt innerhalb des zweiten Sichtfelds befindet, kann der Prozessor 44 eine Bewegung des zweiten Abschnitts des Sensorbefestigungssystems 100 veranlassen, das Objekt zu verfolgen. Zusätzlich können die Anweisungen der Steuerung 34, wenn sie durch den Prozessor 44 ausgeführt werden, eine Bewegung des zweiten Abschnitts des Sensorbefestigungssystems 100 relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 und/oder relativ zu dem ersten Abschnitt des Sensorbefestigungssystems 100 bewirken. Ferner empfangen und verarbeiten die Anweisungen der Steuerung 34, wenn sie durch den Prozessor 44 ausgeführt werden, Sensorsignale von den Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n, die dem Sensorbefestigungssystem 100 zugeordnet sind, und bestimmen, ob sich ein Objekt in dem zweiten Sichtfeld befindet, das dem zweiten Abschnitt des Sensorbefestigungssystems 100 zugeordnet ist. Basierend auf der Ermittlung bestimmt der Prozessor 44, ob sich das Objekt innerhalb des ersten Sichtfelds der Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n befindet, die dem ersten Abschnitt des Sensorbefestigungssystems 100 zugeordnet sind. Basierend auf der Ermittlung, dass sich das Objekt innerhalb des ersten Sichtfelds befindet, kann der Prozessor 44 eine Bewegung des ersten Abschnitts des Sensorbefestigungssystems 100 veranlassen, um das Objekt zu verfolgen. Zusätzlich können die Anweisungen der Steuerung 34, wenn sie durch den Prozessor 44 ausgeführt werden, eine Bewegung des ersten Abschnitts des Sensorbefestigungssystems 100 relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 und/oder relativ zu dem zweiten Abschnitt des Sensorbefestigungssystems 100 bewirken.
Das Kommunikationssystem 36 ist dazu konfiguriert, Informationen drahtlos an und von anderen Einheiten 48, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf andere Fahrzeuge („V2V“-Kommunikation,) Infrastruktur („V2I“-Kommunikation), entfernte Systeme und/oder persönliche Vorrichtungen (in Bezug auf 2 näher beschrieben), zu übermitteln. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das drahtlose Kommunikationssystem 36 dazu konfiguriert, über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) unter Verwendung des IEEE 802.11-Standards, über Bluetooth oder mittels einer mobilen Datenkommunikation zu kommunizieren. Im Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung werden jedoch auch zusätzliche oder alternative Kommunikationsverfahren, wie beispielsweise ein dedizierter Nahbereichskommunikations (DSRC)-Kanal, berücksichtigt. DSRC-Kanäle beziehen sich auf Einweg- oder Zweiwege-Kurzstrecken- bis Mittelklasse-Funkkommunikationskanäle, die speziell für den Automobilbau und einen entsprechenden Satz von Protokollen und Standards entwickelt wurden.
Mit weiterem Bezug auf 2 in verschiedenen Ausführungsformen kann das autonome Fahrzeug 10, das mit Bezug auf 1 beschrieben ist, für den Einsatz im Rahmen eines Taxi- oder Shuttle-Unternehmens in einem bestimmten geografischen Gebiet (z. B. einer Stadt, einer Schule oder einem Geschäftscampus, einem Einkaufszentrum, einem Vergnügungspark, einem Veranstaltungszentrum oder dergleichen) geeignet sein. So kann beispielsweise das autonome Fahrzeug 10 einem autonomen fahrzeugbasierten Transportsystem zugeordnet sein. 2 veranschaulicht eine exemplarische Ausführungsform einer Betriebsumgebung, die im Allgemeinen bei 50 dargestellt ist und ein autonomes fahrzeugbasiertes Transportsystem 52 beinhaltet, das, wie mit Bezug auf 1 beschrieben, einem oder mehreren autonomen Fahrzeugen 10a, 10b... 10n zugeordnet ist. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Betriebsumgebung 50 ferner eine oder mehrere Benutzervorrichtungen 54, die mit dem autonomen Fahrzeug 10 und/oder dem entfernten Transportsystem 52 über ein Kommunikationsnetzwerk 56 kommunizieren.
Das Kommunikationsnetzwerk 56 unterstützt die Kommunikation zwischen Geräten, Systemen und Komponenten, die von der Betriebsumgebung 50 unterstützt werden (z. B. über physische Kommunikationsverbindungen und/oder drahtlose Kommunikationsverbindungen). So kann beispielsweise das Kommunikationsnetzwerk 56 ein drahtloses Trägersystem 60 beinhalten, wie beispielsweise ein Mobiltelefonsystem, das eine Vielzahl von Mobilfunktürmen (nicht dargestellt), eine oder mehrere Mobilvermittlungsstellen (MSCs) (nicht dargestellt) sowie alle anderen Netzwerkkomponenten beinhalten, die zum Verbinden des drahtlosen Trägersystems 60 mit dem Festnetz erforderlich sind. Jeder Mobilfunkturm beinhaltet Sende- und Empfangsantennen und eine Basisstation, wobei die Basisstationen verschiedener Mobilfunktürme mit den MSC verbunden sind, entweder direkt oder über Zwischenvorrichtungen, wie beispielsweise eine Basisstationssteuerung. Das Drahtlosträgersystem 60 kann jede geeignete Kommunikationstechnologie implementieren, beispielsweise digitale Technologien wie CDMA (z. B. CDMA2000), LTE (z. B. 4G LTE oder 5G LTE), GSM/GPRS oder andere aktuelle oder neu entstehende drahtlose Technologien. Andere Mobilfunkturm/Basisstation/MSC-Anordnungen sind möglich und könnten mit dem Mobilfunkanbietersystem 60 verwendet werden. So könnten sich beispielsweise die Basisstation und der Mobilfunkturm an derselben Stelle oder entfernt voneinander befinden, jede Basisstation könnte für einen einzelnen Mobilfunkturm zuständig sein oder eine einzelne Basisstation könnte verschiedene Mobilfunktürme bedienen, oder verschiedene Basisstationen könnten mit einer einzigen MSC gekoppelt werden, um nur einige der möglichen Anordnungen zu nennen.
Abgesehen von der Verwendung des Drahtlosträgersystems 60 kann ein zweites Drahtlosträgersystem in Form eines Satellitenkommunikationssystems 64 verwendet werden, um unidirektionale oder bidirektionale Kommunikation mit dem autonomen Fahrzeug 10a, 10b... 10n bereitzustellen. Dies kann unter Verwendung von einem oder mehreren Kommunikationssatelliten (nicht dargestellt) und einer aufwärts gerichteten Sendestation (nicht dargestellt) erfolgen. Die unidirektionale Kommunikation kann beispielsweise Satellitenradiodienste beinhalten, worin programmierte Inhaltsdaten (Nachrichten, Musik usw.) von der Sendestation empfangen werden, für das Hochladen gepackt und anschließend zum Satelliten gesendet werden, der die Programmierung an die Teilnehmer ausstrahlt. Die bidirektionale Kommunikation kann beispielsweise Satellitentelefondienste beinhalten, die den Satelliten verwenden, um Telefonkommunikationen zwischen dem autonomenFahrzeug 10 und der Station weiterzugeben. Die Satellitentelefonie kann entweder zusätzlich oder anstelle des Mobilfunkanbietersystems 60 verwendet werden.
Ein Festnetz-Kommunikationssystem 62 kann ein konventionelles Festnetz-Telekommunikationsnetzwerk beinhalten, das mit einem oder mehreren Festnetztelefonen verbunden ist und das drahtlose Trägersystem 60 mit dem entfernten Transportsystem 52 verbindet. So kann beispielsweise das Festnetz-Kommunikationssystem 62 ein Fernsprechnetz (PSTN) wie jenes sein, das verwendet wird, um festverdrahtetes Fernsprechen, paketvermittelte Datenkommunikationen und die Internetinfrastruktur bereitzustellen. Ein oder mehrere Segmente des Festnetz-Kommunikationssystems 62 könnten durch Verwenden eines normalen drahtgebundenen Netzwerks, eines Lichtleiter- oder eines anderen optischen Netzwerks, eines Kabelnetzes, von Stromleitungen, anderen drahtlosen Netzwerken, wie drahtlose lokale Netzwerke (WLANs) oder Netzwerke, die drahtlosen Breitbandzugang (BWA) bereitstellen oder jeder Kombination davon implementiert sein. Weiterhin muss das entfernte Transportsystem 52 nicht über das Festnetz-Kommunikationssystem 62 verbunden sein, sondern könnte Funktelefonausrüstung beinhalten, sodass sie direkt mit einem drahtlosen Netzwerk, wie z. B. dem drahtlosen Trägersystem 60, kommunizieren kann.
Obwohl in 2 nur eine Benutzervorrichtung 54 dargestellt ist, können Ausführungsformen der Betriebsumgebung 50 eine beliebige Anzahl an Benutzervorrichtungen 54, einschließlich mehrerer Benutzervorrichtungen 54 unterstützen, die das Eigentum einer Person sind, von dieser bedient oder anderweitig verwendet werden. Jede Benutzervorrichtung 54, die von der Betriebsumgebung 50 unterstützt wird, kann unter Verwendung einer geeigneten Hardwareplattform implementiert werden. In dieser Hinsicht kann das Benutzergerät 54 in einem gemeinsamen Formfaktor realisiert werden, darunter auch in: einen Desktop-Computer; einem mobilen Computer (z. B. einem Tablet-Computer, einem Laptop-Computer oder einem Netbook-Computer); einem Smartphone; einem Videospielgerät; einem digitalen Media-Player; einem Bestandteil eines Heimunterhaltungsgeräts; einer Digitalkamera oder Videokamera; einem tragbaren Computergerät (z. B. einer Smart-Uhr, Smart-Brille, Smart-Kleidung); oder dergleichen. Jede von der Betriebsumgebung 50 unterstützte Benutzervorrichtung 54 ist als computerimplementiertes oder computergestütztes Gerät mit der Hardware-, Software-, Firmware- und/oder Verarbeitungslogik realisiert, die für die Durchführung der hier beschriebenen verschiedenen Techniken und Verfahren erforderlich ist. So beinhaltet beispielsweise die Benutzervorrichtung 54 einen Mikroprozessor in Form einer programmierbaren Vorrichtung, die eine oder mehrere in einer internen Speicherstruktur gespeicherte Anweisungen beinhaltet und angewendet wird, um binäre Eingaben zu empfangen und binäre Ausgaben zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Benutzervorrichtung 54 ein GPS-Modul, das GPS-Satellitensignale empfangen und GPS-Koordinaten basierend auf diesen Signalen erzeugen kann. In weiteren Ausführungsformen beinhaltet die Benutzervorrichtung 54 eine Mobilfunk-Kommunikationsfunktionalität, sodass die Vorrichtung Sprach- und/oder Datenkommunikationen über das Kommunikationsnetzwerk 56 unter Verwendung eines oder mehrerer Mobilfunk-Kommunikationsprotokolle durchführt, wie hierin erläutert. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Benutzervorrichtung 54 eine visuelle Anzeige, wie zum Beispiel ein grafisches Touchscreen-Display oder eine andere Anzeige.
Das entfernte Transportsystem 52 beinhaltet ein oder mehrere Backend-Serversysteme, die an dem speziellen Campus oder dem geografischen Standort, der vom Transportsystem 52 bedient wird, Cloud-basiert, netzwerkbasiert oder resident sein können. Das entfernte Transportsystem 52 kann mit einem Live-Berater, einem automatisierten Berater oder einer Kombination aus beidem besetzt sein. Das entfernte Transportsystem 52 kann mit den Benutzervorrichtungen 54 und den autonomen Fahrzeugen 10a, 10b... 10n kommunizieren, um Fahrten zu planen, autonome Fahrzeuge 10a, 10b... 10n zu versetzen und dergleichen. In verschiedenen Ausführungsformen speichert das entfernte Transportsystem 52 Kontoinformationen, wie zum Beispiel Teilnehmerauthentifizierungsdaten, Fahrzeugkennzeichen, Profilaufzeichnungen, Verhaltensmuster und andere entsprechende Teilnehmerinformationen.
Gemäß einem typischen Anwendungsfall-Arbeitsablauf kann ein registrierter Benutzer des entfernten Transportsystems 52 über die Benutzervorrichtung 54 eine Fahrtanforderung erstellen. Die Fahrtanforderung gibt typischerweise den gewünschten Abholort des Fahrgastes (oder den aktuellen GPS-Standort), den gewünschten Zielort (der einen vordefinierten Fahrzeugstopp und/oder ein benutzerdefiniertes Passagierziel identifizieren kann) und eine Abholzeit an. Das entfernte Transportsystem 52 empfängt die Fahrtanforderung, verarbeitet die Anforderung und sendet ein ausgewähltes der autonomen Fahrzeuge 10a-10n (wenn und sofern verfügbar), um den Passagier an dem vorgesehenen Abholort und zu gegebener Zeit abzuholen. Das entfernte Transportsystem 52 kann zudem eine entsprechend konfigurierte Bestätigungsnachricht oder Benachrichtigung an die Benutzervorrichtung 54 erzeugen und senden, um den Passagier zu benachrichtigen, dass ein Fahrzeug unterwegs ist.
Wie ersichtlich, bietet der hierin offenbarte Gegenstand bestimmte verbesserte Eigenschaften und Funktionen für das, was als ein standardmäßiges oder Basislinien autonomes Fahrzeug 10 und/oder ein autonomes fahrzeugbasiertes Transportsystem 52 betrachtet werden kann. Zu diesem Zweck kann ein autonomes fahrzeugbasiertes Transportsystem modifiziert, erweitert oder anderweitig ergänzt werden, um die nachfolgend näher beschriebenen zusätzlichen Funktionen bereitzustellen.
Unter Bezugnahme auf 3 ist das Sensorbefestigungssystem 100 detaillierter in Bezug auf das autonome Fahrzeug 10 gezeigt. Wie in diesem Beispiel erörtert wurde, ist das Sensorbefestigungssystem 100 mit dem Dach 14a des autonomen Fahrzeugs 10 verbunden. Im Allgemeinen beinhaltet das Sensorbefestigungssystem 100 einen ersten Abschnitt oder eine kardanische Aufhängung 102 und einen zweiten Abschnitt oder Revolver 104, die sich entlang einer Längsachse L erstrecken. Die kardanische Aufhängung 102 ist um zwei Freiheitsgrade relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 beweglich und der Revolver 104 ist um einen einzigen Freiheitsgrad relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 beweglich. In diesem Beispiel ist die kardanische Aufhängung 102 um die Y-Achse (d. h. in einer vertikalen Richtung relativ zu einer Vorwärtsfahrtrichtung F des autonomen Fahrzeugs 10 aufwärts und abwärts drehbar) beweglich und ist um die Z-Achse (d. h. relativ zur Vorwärtsfahrtrichtung F des autonomen Fahrzeugs 10 nach links und rechts drehbar) beweglich. Der Revolver 104 ist um die Z-Achse beweglich (d. h. relativ zu der Vorwärtsfahrtrichtung F des autonomen Fahrzeugs 10 nach links und rechts drehbar). In einem Beispiel ist die kardanische Aufhängung 102 um ungefähr 360 Grad um die Y-Achse beweglich und ist um ungefähr 360 Grad um die Z-Achse beweglich. In einem anderen Beispiel ist der Revolver 104 um ungefähr 360 Grad um die Z-Achse beweglich. Somit ist die kardanische Aufhängung 102 unabhängig in zwei Freiheitsgraden relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 und dem Revolver 104 beweglich, und der Revolver 104 ist unabhängig in einem einzigen Freiheitsgrad relativ zu der kardanischen Aufhängung 102 und dem autonomen Fahrzeug 10 beweglich. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl der Revolver 104 hierin so beschrieben ist, dass er um die Z-Achse um volle 360 Grad drehbar ist, es sich verstehen sollte, dass sich der Revolver 104, falls gewünscht, um weniger als 360 Grad drehen kann.
Wie erörtert werden wird, sind eine oder mehrere der Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n des Sensorsystems 28 mit dem Sensorbefestigungssystem 100 verbunden, um um die jeweilige Y-Achse, Z-Achse oder beide Achsen beweglich zu sein. Im Allgemeinen sind eine oder mehrere Fernbereichs-Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n mit der kardanischen Aufhängung 102 verbunden, während eine oder mehrere Nahbereichs-Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n mit dem Revolver 104 verbunden sind. Somit kann zum Beispiel ein Lidar mit der kardanischen Aufhängung 102 verbunden sein, und eine oder mehrere Nahbereichskameras können mit dem Revolver 104 verbunden sein. Die eine oder mehreren Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n, die mit dem Sensorbefestigungssystem 100 verbunden sind, beobachten die Umgebung, die das autonome Fahrzeug 10 umgibt, und erzeugen basierend darauf Sensorsignale. Diese von den Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n erzeugten Sensorsignale werden über jede geeignete Kommunikationsarchitektur, die die Übertragung von Daten erleichtert, einschließlich einer verdrahteten oder einer drahtlosen Kommunikationsarchitektur, an die Steuerung 34 übermittelt. Es versteht sich somit, dass die Verwendung einer hier veranschaulichten drahtlosen Verbindung lediglich exemmplarisch ist, da die von den Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n erzeugten Sensorsignale auch über eine oder mehrere verdrahtete Verbindungen an die Steuerung 34 übermittelt werden können. In einem Beispiel, unter Bezugnahme auf 4, beinhaltet das Sensorbefestigungssystem 100 die kardanische Aufhängung 102 und den Revolver 104.
In diesem Beispiel ist der kardanische Aufhängung 102 mit dem Revolver 104 verbunden, um von einer ersten Fläche 106 des Revolvers 104 beabstandet zu sein. Die kardanische Aufhängung 102 beinhaltet eine oder mehrere der Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n, wie etwa die Sensorvorrichtung 40a, die Sensorvorrichtung 40b und die Sensorvorrichtung 40c. Während die Sensorvorrichtungen 40a, 40b, 40c hierin so dargestellt sind, dass sie in einer gestuften oder versetzten Konfiguration angeordnet sind, können die Sensoren parallel oder seriell angeordnet sein, wie es zum Verpacken innerhalb der kardanischen Aufhängung 102 erforderlich ist. Im Allgemeinen hat, da jede der Sensorvorrichtungen 40a, 40b, 40c in der kardanischen Aufhängung 102 enthalten ist und von dieser getragen wird, jede der Sensorvorrichtungen 40a, 40b, 40c relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 ein ähnliches Sichtfeld 41a, 41b, 41c. Die kardanische Aufhängung 102 ermöglicht es, dass die Sensorvorrichtungen 40a, 40b, 40c im Wesentlichen gleichzeitig relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 und dem Revolver 104 um die Z-Achse und die Y-Achse bewegt werden können. In diesem Beispiel kann die kardanische Aufhängung 102 eine kreiselstabilisierte kardanische Aufhängung aufweisen und kann eine inertiale Messeinheit (Intertial Measurement Unit, IMU) enthalten, und die Sensorsignale von der IMU können durch den Prozessor 44 verarbeitet und verwendet werden, um die Bewegung der kardanischen Aufhängung 102 relativ zu dem autonomne Fahrzeug 10 und dem Revolver 104 zu steuern.
Unter Bezugnahme auf 5 beinhaltet die kardanische Aufhängung 102 ein Gehäuse 108, einen Träger 110 und eine Befestigungsanordnung 112. Das Gehäuse 108 ist im Wesentlichen kugelförmig und kann ein zweischaliges Gehäuse oder dergleichen umfassen. Das Gehäuse 108 kann aus einem beliebigen Material bestehen, wie beispielsweise einem Metall, einer Metalllegierung oder einem Polymer, beispielsweise einem kohlenstofffaserverstärkten Polymer, und kann über eine geeignete Technik, wie Formen, Gießen, Schmieden, maschinelle Bearbeitung, selektive Metallsinternung usw., ausgebildet werden. Das Gehäuse 108 nimmt die Sensorvorrichtungen 40a, 40b, 40c auf und stützt diese. Das Gehäuse 108 kann eine oder mehrere Stützstrukturen zum Befestigen der Sensorvorrichtungen 40a, 40b, 40c innerhalb des Gehäuses 108, wie Streben, Klammern, Ausgleichsgewichte usw., definieren. Das Gehäuse 108 beinhaltet einen ersten Drehzapfen 114 und einen zweiten Drehzapfen 116, die sich jeweils radial von dem Gehäuse 108 nach außen erstrecken. Der erste Drehzapfen 114 liegt dem zweiten Drehzapfen 116 gegenüber und verbindet das Gehäuse 108 mit dem Träger 110.
In einem Beispiel sind ein erster Gleitring 118 und ein oder mehrere Lager 120 um jeden von dem ersten Drehzapfen 114 und dem zweiten Drehzapfen 116 verbunden. In diesem Beispiel ist der erste Gleitring 118 mit dem ersten Drehzapfen 114 verbunden; Der erste Gleitring 118 kann jedoch mit dem zweiten Drehzapfen 116 verbunden sein, oder jeder der ersten Drehzapfen 114 und der zweite Drehzapfen 116 können den ersten Gleitring 118 beinhalten. Der erste Gleitring 118 ist ein optischer oder mechanischer Gleitring, der es ermöglicht, Signale von den Sensorvorrichtungen 40a, 40b, 40c über Lichtleiter oder mechanisch von dem Gehäuse 108 durch den Träger 110 zu übertragen. Außerdem überträgt der erste Gleitring 118 Signale bezüglich der Position der kardanischen Aufhängung 102 um die Z-Achse an die Steuerung 34. Der erste Gleitring 118 ermöglicht auch die Übertragung von Energie über Lichtwellenleiter oder mechanisch von dem Gehäuse 108 durch den Träger 110. Der erste Gleitring 118 kann, einen einzelnen Kanal, einen optischen Mehrkanal-Gleitring oder einen mechanischen Gleitring umfassen, abhängig von den Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n, die mit der kardanischen Aufhängung 102 verbunden und innerhalb des Gehäuses 108 angeordnet sind.
Das eine oder die mehreren Lager 120 sind um den jeweiligen von dem ersten Drehzapfen 114 und dem zweiten Drehzapfen 116 verbunden, um die Drehung des Gehäuses 108 relativ zu dem Träger 110 zu unterstützen. In diesem Beispiel ist ein einzelnes Lager 120 gezeigt, das sowohl mit dem ersten Drehzapfen 114 als auch mit dem zweiten Drehzapfen 116 verbunden ist; es versteht sich jedoch, dass eine beliebige Anzahl an Lagern 120 verwendet werden kann. Die Lager 120 umfassen im Allgemeinen ein Wälzlager; es kann jedoch jede Art von Lager oder Buchse verwendet werden, um eine relative Drehbewegung des Gehäuses 108 relativ zu dem Träger 110 zu erleichtern. Darüber hinaus können das eine oder die mehreren Lager 120 eine entsprechende Abdichtung oder Umgebungsbarriere aufweisen, um das Eindringen von Schmutz und Umweltelementen (d. h. Regen, Graupel, Schnee, Schmutz usw.) zwischen dem ersten Drehzapfen 114 und dem zweiten Drehzapfen 116 und die jeweilige Aussparung 128 weiter zu verhindern.
Der Träger 110 beinhaltet einen ersten Arm 122, einen zweiten Arm 124 und eine Basis 126. Der Träger 110 ist allgemein U-förmig; der Träger 110 kann jedoch jede gewünschte Form aufweisen. Der Träger 110 kann aus einem beliebigen Material bestehen, wie beispielsweise einem Metall, einer Metalllegierung oder einem Polymer, beispielsweise einem kohlenstofffaserverstärkten Polymer, und kann durch eine geeignete Technik, wie Formen, Gießen, Schmieden, maschinelles Bearbeiten, selektive Metallsinterung usw., ausgebildet werden. Der Träger 110 kann als einheitliche oder einstückige Struktur ausgebildet oder als diskrete Komponenten ausgebildet sein, die durch Schweißen, mechanische Befestigungen usw. zusammengefügt werden, um den Träger 110 zu bilden. Der erste Arm 122 ist entlang der Basis 126 von dem zweiten Arm 124 beabstandet, und das Gehäuse 108 wird zwischen dem ersten Arm 122 und dem zweiten Arm 124 aufgenommen. Jeder erste Arm 122 und zweite Arm 124 definieren eine Aussparung 128, die einen jeweiligen des ersten Drehzapfens 114 und des zweiten Drehzapfens 116 aufnimmt, um es dem Gehäuse 108 zu ermöglichen, sich relativ zu dem Träger 110 zu bewegen oder zu schwenken. Jede der Aussparungen 128 kann auch eine Laufbahn für das jeweilige Lager 120 beinhalten, und die Aussparung 128 des ersten Arms 122 kann eine Gegenbohrung oder ein ähnliches Merkmal zum Aufnehmen des ersten Gleitrings 118 aufweisen. Ein Glasfaserkabel kann sich durch den ersten Arm 122 zu der Aussparung 128 des ersten Arms 122 erstrecken, um die Übertragung von Daten von den Sensorvorrichtungen 40a, 40b, 40c zu erleichtern, die innerhalb des Gehäuses 108 angeordnet sind.
In diesem Beispiel ist die Basis 126 ringförmig; die Basis 126 kann jedoch jede gewünschte Form aufweisen. Die Basis 126 definiert eine zentrale Bohrung 130, die sich entlang einer Mittelachse der Basis 126 durch die Basis 126 erstreckt. Die zentrale Bohrung 130 kann eine oder mehrere verdrahtete Verbindungen, falls vorgesehen, zum Übertragen der von den Sensorvorrichtungen 40a, 40b, 40c erzeugten Signale an die Steuerung 34 aufnehmen. Unter Bezugnahme auf 6 definiert die Basis 126 an einem zweiten Ende 134, das einem ersten Ende 136 gegenüberliegt, ferner eine Gegenbohrung 132 um die zentrale Bohrung 130 herum. Die Basis 126 definiert auch eine ringförmige Aussparung 138 an dem zweiten Ende 134, die die Gegenbohrung 132 umgibt oder begrenzt. Im Allgemeinen sind der erste Arm 122 und der zweite Arm 124 mit dem ersten Ende 136 verbunden. Die Gegenbohrung 132 und die ringförmige Aussparung 138 nehmen jeweils einen Abschnitt der Befestigungsanordnung 112 auf.
Die Befestigungsanordnung 112 verbindet die kardanische Aufhängung 102 mit dem Revolver 104. In einem Beispiel beinhaltet die Befestigungsanordnung 112 einen zweiten Gleitring 140, ein oder mehrere zweite Lager 142 und einen Montageflansch 144. Der zweite Gleitring 140 wird in der Gegenbohrung 132 und dem Montageflansch 144 aufgenommen. Der zweite Gleitring 140 ermöglicht es der Basis 126 und somit der kardanischen Aufhängung 102, sich relativ zu dem Revolver 104 und dem autonomen Fahrzeug 10 um die Z-Achse zu bewegen. Der zweite Gleitring 140 ist ebenfalls ein optischer oder mechanischer Gleitring, der es ermöglicht, dass Signale von dem Gehäuse 108 über Faseroptik oder mechanisch von dem Träger 110 an den Revolver 104 und/oder extern von dem Sensorbefestigungssystem 100 an die Steuerung 34 übermittelt werden. Der zweite Gleitring 140 überträgt ebenfalls Signale bezüglich der Position der kardanischen Aufhängung 102 um die X-Achse an die Steuerung 34. Der zweite Gleitring 140 kann einen einzelnen Kanal, einen optischen Mehrkanal-Gleitring oder einen mechanischen Gleitring umfassen, abhängig von den Daten, die durch den zweiten Gleitring 140 übertragen werden.
Das eine oder die mehreren zweiten Lager 142 sind zwischen der Basis 126 und dem Montageflansch 144 verbunden, um die Drehung der Basis 126 relativ zu dem Montageflansch 144 zu unterstützen. In diesem Beispiel sind zwei zweite Lager 142 gezeigt, die jeweils mit der Basis 126 und dem Montageflansch 144 verbunden sind; Es versteht sich jedoch, dass eine beliebige Anzahl an zweiten Lagern 142 verwendet werden kann. In diesem Beispiel können die zweiten Lager 142 in einer jeweiligen Laufbahn aufgenommen sein, die durch eine erste Fläche 146 der ringförmigen Aussparung 138 und eine erste Fläche 148 des Montageflansches 144 definiert ist. Die zweiten Lager 142 umfassen im Allgemeinen ein Wälzlager; jedoch kann jede Art von Lager oder Buchse verwendet werden, um eine relative Drehbewegung der Basis 126 relativ zu dem Montageflansch 144 zu erleichtern. Darüber hinaus können das eine oder die mehreren zweiten Lager 142 eine entsprechende Dichtung oder Umgebungsbarriere aufweisen, um das Eindringen von Schmutz und Umweltelementen (d. h. Regen, Graupel, Schnee, Schmutz usw.) zwischen der Basis 126 und dem Montageflansch 144 weiter zu verhindern.
Der Montageflansch 144 ist so bemessen, dass er in der ringförmigen Aussparung 138 der Basis 126 aufgenommen werden kann. Der Montageflansch 144 kann aus einem beliebigen Material bestehen, wie zum Beispiel einem Metall, einer Metalllegierung oder einem Polymer, zum Beispiel einem kohlefaserverstärkten Polymer bestehen, und kann durch eine geeignete Technik, wie Formen, Gießen, Schmieden, maschinelles Bearbeiten, selektives Metallsintern usw. ausgebildet werden. Im Allgemeinen verbindet der Montageflansch 144 die kardanische Aufhängung 102 mit der ersten Fläche 106 des Revolvers 104, während er die Bewegung der Basis 126 relativ zu dem Revolver 104 und dem autonomen Fahrzeug 10 um die Z-Achse ermöglicht (4). In einem Beispiel beinhaltet der Montageflansch 144 eine Bohrung 150, die den zweiten Gleitring 140 aufnimmt, sodass die Basis 126 um den zweiten Gleitring 140 drehbar ist. Der zweite Gleitring 140 ist im Allgemeinen fest mit der Bohrung 150 verbunden, und zwar über Schweißen, Klebstoffe, mechanische Befestigungen, Presspassung usw. Eine zweite Fläche 152 gegenüber der ersten Fläche 148 des Montageflansches 144 ist mit dem Revolver 104 verbunden. In einem Beispiel ist der Montageflansch 144 fest mit dem Revolver 104 verbunden, und zwar über Schweißungen, Klebstoffe, mechanische Befestigungsmittel usw.
Optional, unter Bezugnahme auf 6, beinhaltet die Befestigungsanordnung 112 ein Umgebungsbarrierenelement, wie zum Beispiel eine erste Dichtung 153. Die erste Dichtung 153 verhindert im Wesentlichen das Eindringen von Schmutz und Umweltelementen (d. h. Regen, Graupel, Schnee, Schmutz usw.) in den Raum, der zwischen der Basis 126 und dem Revolver 104 definiert ist. In einem Beispiel ist die erste Dichtung 153 eine Elastomerdichtung, die um den Umfang der Basis 126 verbunden ist, um die Bewegung der kardanischen Aufhängung 102 und des Revolvergehäuses 200 zu ermöglichen, während das Eindringen von Schmutz und Umweltelementen im Wesentlichen verhindert wird. Es sollte jedoch verstanden werden, dass jegliche geeignete Umgebungsbarriere verwendet und mit der Basis 126 und/oder einem Revolvergehäuse 200 des Revolvers 104 über eine beliebige gewünschte Technik verbunden werden kann.
Der Revolver 104 ist mit der kardanischen Aufhängung 102 verbunden. In diesem Beispiel beinhaltet der Revolver 104 das Revolvergehäuse 200, eine Revolverbefestigungsanordnung 202 und eine oder mehrere der Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n. In diesem Beispiel enthält der Revolver 104 zwei Sensorvorrichtungen 40d, 40e. Die Sensorvorrichtungen 40d, 40e sind allgemein Nahbereichs-Sensorvorrichtungen, wie zum Beispiel eine Nahbereichskamera. Es sollte jedoch beachtet werden, dass jede Sensorvorrichtung 40 mit dem Revolver 104 verbunden sein kann, und während darüber hinaus zwei Sensorvorrichtungen 40d, 40e hierin als mit dem Revolver 104 verbunden dargestellt sind, kann der Revolver 104 eine beliebige Anzahl an Sensorvorrichtungen 40 beinhalten, die mit dem Revolvergehäuse 200 um einen Umfang des Revolvergehäuses 200 verbunden sind. Die Sensorvorrichtungen 40d, 40e sind mit dem Revolvergehäuse 200 derart verbunden, dass sie um einen Umkreis oder einen Umfang des Revolvergehäuses 200 beabstandet sind, und in diesem Beispiel sind die Sensorvorrichtungen 40d, 40e im Wesentlichen diametral entgegengesetzt. Es sollte beachtet werden, dass die Sensorvorrichtungen 40d, 40e an jeder gewünschten Stelle um den Umkreis oder Umfang des Revolvergehäuses 200 positioniert sein können.
Wie erörtert wurde, sind die Sensorvorrichtungen 40d, 40e mit dem Revolvergehäuse 200 verbunden. Das Revolvergehäuse 200 ist im Wesentlichen zylindrisch; Das Revolvergehäuse 200 kann jedoch eine beliebige Form haben und muss keinen vollständigen Zylinder umfassen. Das Revolvergehäuse 200 kann aus einem beliebigen Material bestehen, wie beispielsweise einem Metall, einer Metalllegierung oder einem Polymer, beispielsweise einem kohlenstofffaserverstärkten Polymer, und kann über eine geeignete Technik, wie Formen, Gießen, Schmieden, maschinelle Bearbeitung, selektives Metallsintern usw., ausgebildet werden. Das Revolvergehäuse 200 beinhaltet die erste Fläche 106, eine zweite Fläche 204 (6), eine mittige Revolverbohrung 206, die durch die erste Fläche 106 und eine Seitenwand 208 definiert ist.
Die erste Fläche 106 ist angrenzend an die Basis 126 der kardanischen Aufhängung 102 positioniert, wenn die kardanische Aufhängung 102 mit dem Revolver 104 verbunden ist. Die erste Fläche 106 ist im Allgemeinen planar und kann einen abgeschrägten Radius um einen Umfang der ersten Fläche 106 neben der Seitenwand 208 aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 6 ist die mittige Revolverbohrung 206 durch die erste Oberfläche 106 definiert und steht in Verbindung mit einer Gegenbohrung 210, die durch die zweite Oberfläche 204 definiert ist. Die mittige Revolverbohrung 206 nimmt einen Teil der Revolverbefestigungsanordnung 202 auf und wirkt mit der Revolverbefestigungsanordnung 202 zusammen, um das Revolvergehäuse 200 und somit die Sensorvorrichtungen 40d, 40e drehbar mit dem autonomen Fahrzeug 10 zu verbinden. Zusätzlich können die zweite Fläche 204 und das Dach 14a des autonomen Fahrzeugs 10 so konfiguriert sein, dass die zweite Fläche 204 durch die Drehung des Revolvers 104 relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 nicht auf mechanische und/oder Umgebungshindernisse trifft, und in einem Beispiel konfiguriert sein, um potenziellen Schmutz, Wasser, Ablagerungen usw. zu berücksichtigen, die während des Betriebs des autonomen Fahrzeugs 10 angetroffen werden.
Die zweite Fläche 204 beinhaltet die Gegenbohrung 210. Die Gegenbohrung 210 ist durch die zweite Fläche 204 definiert, um einen Teil der Revolverbefestigungsanordnung 202 aufzunehmen. Im Allgemeinen ist der Revolver 104 mit dem autonomen Fahrzeug 10 durch die Revolverbefestigungsanordnung 202 derart verbunden, dass die zweite Fläche 204 in einem Abstand von dem Dach 14a des autonomen Fahrzeugs 10 beabstandet ist. Die Seitenwand 208 erstreckt sich zwischen und der ersten Fläche 106 und der zweiten Fläche 204 und verbindet diese. Die Seitenwand 208 definiert eine oder mehrere Aufnahmen 212, die jeweils eine der Sensorvorrichtungen 40d, 40e aufnehmen. Die Sensorvorrichtungen 40d, 40e können mit den Aufnahmen 212 des Revolvergehäuses 200 über eine beliebige Technik, wie etwa ein oder mehrere mechanische Befestigungselemente, Schweißen usw., verbunden sein. Zusätzlich können die Aufnahmen 212 und/oder die jeweiligen Sensorvorrichtungen 40d, 40e einen Wetterschutz oder eine Wetterabdichtung beinhalten, um das Eindringen von Schmutz und Umweltelementen (d. h. Regen, Schneeregen, Schnee, Schmutz usw.) in die Aufnahme 212 zu verhindern. Die Seitenwand 208 kann eine beliebige Anzahl an Aufnahmen 212 zum Aufnehmen einer beliebigen Anzahl an Sensorvorrichtungen 40 beinhalten, und darüber hinaus können, falls gewünscht, mehrere Sensorvorrichtungen 40 in einer einzelnen Aufnahme 212 aufgenommen sein. Die Seitenwand 208 ist auch mit einem Teil der Revolverbefestigungsanordnung 202 verbunden.
Im Allgemeinen stehen die Sensorvorrichtungen 40d, 40e in drahtgebundener Kommunikation mit einem Teil der Revolverbefestigungsanordnung 202, um Sensorsignale, die durch die Beobachtungen der das autonome Fahrzeug 10 umgebenden Umgebung erzeugt werden, an die Steuerung 34 zu übertragen. Alternativ können die Sensorvorrichtungen 40d, 40e in drahtloser Kommunikation mit der Steuerung 34 stehen. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Sensorvorrichtungen 40d, 40e Sensorsignale an eine beliebige andere Steuerung übertragen können, die dem autonomen Fahrzeug 10 zugeordnet ist. Darüber hinaus kann das Sensorbefestigungssystem 100 einen separaten Prozessor oder ein Verarbeitungsmodul beinhalten, das die Sensorsignale empfängt und verarbeitet, und dieser Prozessor oder dieses Verarbeitungsmodul kann die verarbeiteten Signale über ein verdrahtetes oder drahtloses Kommunikationsmedium an die Steuerung 34 übertragen. In dem Beispiel des Sensorbefestigungssystems 100, das den Prozessor oder das Verarbeitungsmodul enthält, kann der Prozessor oder das Verarbeitungsmodul in einem durch die Revolverbefestigungsanordnung 202 definierten Raum angeordnet sein und mit jedem des ersten Gleitrings 118, zweiten Gleitrings 140 und einem dritten Gleitring 224, um die Sensorsignale zu empfangen, in Verbindung stehen.
Unter Bezugnahme auf 5 beinhaltet die Revolverbefestigungsanordnung 202 eine erste Befestigungsplatte 220, eine zweite Befestigungsplatte 222, den dritten Gleitring 224, ein oder mehrere dritte Lager 226, ein oder mehrere Isolierungselemente 228 und ein Revolverantriebssystem 230. Die erste Befestigungsplatte 220, die zweite Befestigungsplatte 222 und das eine oder die mehreren Isolierungselemente 228 wirken zusammen, um einen Federteller 232 zu definieren, der das Sensorbefestigungssystem 100 von Vibrationen und/oder Kräften isoliert, die durch den Betrieb des autonomen Fahrzeugs 10 erfahren werden, und isoliert somit die eine oder die mehreren Sensorvorrichtungen 40a-40e der kardanischen Aufhängung 102 und den Revolver 104 von diesen Vibrationen und/oder Kräften. In einem Beispiel ist der Federteller 232 abgestimmt, um die kardanische Aufhängung 102 und den Revolver 104 von einer Frequenz zu isolieren, die mit dem Betrieb des autonomen Fahrzeugs 10 assoziiert ist, beispielsweise einer Eigenfrequenz des autonomen Fahrzeugs 10. Im Allgemeinen umgibt das Revolvergehäuse 200 im Wesentlichen den Federteller 232. Zusätzlich kann die Revolverbefestigungsanordnung 202 eine inertiale Messeinheit (IMU) enthalten, und die Sensorsignale von der IMU können durch den Prozessor 44 verarbeitet und verwendet werden, um die Bewegung des Revolvers 104 relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 und der kardanischen Aufhängung 102 zu steuern.
Die erste Befestigungsplatte 220 ist mit der kardanischen Aufhängung 102 verbunden. Die erste Befestigungsplatte 220 kann aus einem beliebigen Material bestehen, wie zum Beispiel einem Metall, einer Metalllegierung oder einem Polymer, zum Beispiel einem kohlefaserverstärkten Polymer, bestehen und kann durch eine geeignete Technik, wie Formen, Gießen, Schmieden, maschinelles Bearbeiten, selektive Metallsinterung usw., ausgebildet werden. Die erste Befestigungsplatte 220 weist einen Kranz 234 auf, der durch den dritten Gleitring 224 (6) von einem ersten Tellerkörper 236 beabstandet ist. Der Kranz 234 ist ringförmig und ist so bemessen, dass er dem Montageflansch 144 entspricht. In einem Beispiel kann der Kranz 234 einen größeren Durchmesser als der Montageflansch 144 haben; Der Kranz 234 und der Montageflansch 144 können jedoch den gleichen Durchmesser haben. Der Kranz 234 beinhaltet eine erste Bundfläche 240, die fest mit dem Montageflansch 144 verbunden ist, um die kardanische Aufhängung 102 mit dem Revolver 104 zu verbinden. Unter Bezugnahme auf 6 beinhaltet der Kranz 234 eine zweite Bundfläche 242 im Wesentlichen gegenüber der ersten Bundfläche 240 und eine Kranzbohrung 244, die durch den Kranz 234 von der ersten Bundfläche 240 zu der zweiten Bundfläche 242 definiert ist. Die Kranzbohrung 244 ist im Wesentlichen koaxial mit der zentralen Bohrung 130 der Basis 126, um zu ermöglichen, dass faseroptische Kabel und/oder andere verdrahtete Verbindungen von der kardanischen Aufhängung 102 zu dem Revolver 104 gelangen. Die zweite Bundfläche 242 beinhaltet einen Vorsprung 246. Der Vorsprung 246 erstreckt sich von der zweiten Bundfläche 242 nach außen und bietet einen Freiraum für die Drehung des Revolvergehäuses 200 um die erste Befestigungsplatte 220 herum. Der Vorsprung 246 ist fest mit dem dritten Gleitring 224 über mechanische Befestigungselemente usw. verbunden.
Der erste Tellerkörper 236 ist ringförmig und beinhaltet eine erste Körperfläche 248 gegenüber einer zweiten Körperfläche 250. Unter Bezugnahme auf 5 definiert die erste Körperfläche 248 eine oder mehrere Laufbahnen 252, die sich um einen Umfang der ersten Körperfläche 248 erstrecken. Jede der einen oder mehreren Laufbahnen 252 nimmt ein jeweiliges des einen oder der mehreren dritten Lager 226 auf. Unter Bezugnahme auf 6 definiert die erste Körperfläche 248 auch eine zentrale Körperbohrung 253 und einen Tellervorsprung 255. Die zentrale Körperbohrung 253 ist durch den ersten Tellerkörper 236 von der ersten Körperfläche 248 zu der zweiten Körperfläche 250 entlang einer Mittellinie des ersten Tellerkörpers 236 definiert. Die zentrale Körperbohrung 253 ist koaxial mit der Kranzbohrung 244 und der zentralen Bohrung 130 der Basis 126. Die zentrale Körperbohrung 253 ist ebenfalls koaxial mit der zentralen Revolverbohrung 206 des Revolvergehäuses 200. Die zentrale Körperbohrung 253 ermöglicht, dass das faseroptische Kabel und/oder andere verdrahtete Verbindungen von der kardanischen Aufhängung 102 zu dem Revolver 104 gelangen.
Der Tellervorsprung 255 wirkt mit dem Vorsprung 246 zusammen, um einen Freiraum für die Drehung des Revolvergehäuses 200 um die erste Befestigungsplatte 220 bereitzustellen. Der Tellervorsprung 255 erstreckt sich von der ersten Körperfläche 248 nach außen. Der Tellervorsprung 255 ist über mechanische Befestigungsmittel usw. fest mit dem dritten Gleitring 224 verbunden.
Mit Rückbezug auf 6 ist die zweite Körperfläche 250 mit dem einen oder den mehreren Isolierungselementen 228 verbunden. Die zweite Körperfläche 250 kann ein oder mehrere Verbindungsmerkmale aufweisen, wie etwa Klammern, Nuten, Kerben usw. (nicht dargestellt), um das Verbinden des einen oder der mehreren Isolierungselemente 228 mit der zweiten Körperfläche 250 zu unterstützen. Ferner kann die zweite Körperfläche 250 eine oder mehrere Aussparungen definieren, die als Sitze für das eine oder die mehreren Isolierungselemente 228 dienen.
Der erste Tellerkörper 236 definiert auch eine Kammer 254, die einen Teil des Revolverantriebssystems 230 aufnimmt. Die Kammer 254 ist zwischen der ersten Körperfläche 248 und der zweiten Körperfläche 250 definiert und kann sich entlang eines Abschnitts des Umkreises oder Umfangs des ersten Tellerkörpers 236 erstrecken. In diesem Beispiel ist eine Bohrung 256 durch die zweite Körperfläche 250 definiert, um mit der Kammer 254 in Verbindung zu stehen. Die Bohrung 256 nimmt auch einen Teil des Revolverantriebssystems 230 auf.
Die zweite Befestigungsplatte 222 ist ringförmig und beinhaltet eine erste Plattenfläche 260 gegenüber einer zweiten Plattenfläche 262. Die zweite Befestigungsplatte 222 kann aus einem beliebigen Material bestehen, wie zum Beispiel einem Metall, einer Metalllegierung oder einem Polymer, zum Beispiel einem kohlefaserverstärkten Polymer, bestehen und kann durch eine geeignete Technik, wie Formen, Gießen, Schmieden, maschinelles Bearbeiten, selektive Metallsinterung usw., ausgebildet werden. Die erste Plattenfläche 260 ist mit dem ersten oder den mehreren Isolierungselementen 228 verbunden. Die erste Plattenfläche 260 kann ein oder mehrere Verbindungsmerkmale aufweisen, wie etwa Klammern, Nuten, Kerben usw. (nicht dargestellt), um das Verbinden des einen oder der mehreren Isolierungselemente 228 mit der ersten Plattenfläche 260 zu unterstützen. Ferner kann die erste Plattenfläche 260 eine oder mehrere Aussparungen definieren, die als Sitze für das eine oder die mehreren Isolierungselemente 228 dienen.
Die zweite Plattenfläche 262 ist mit dem Dach 14a des autonomen Fahrzeugs 10 verbunden. Die zweite Plattenfläche 262 definiert im Allgemeinen eine oder mehrere Bohrungen, die ein oder mehrere Befestigungsmittel aufnehmen, wie z. B. Bolzen, um die zweite Plattenfläche 262 mit dem Dach 14a des autonomen Fahrzeugs 10 zu verbinden. Es sollte beachtet werden, dass jede Technik verwendet werden kann, um die zweite Plattenfläche 262 mit dem autonomen Fahrzeug 10 zu verbinden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Schweißen usw.
Der dritte Gleitring 224 ist fest mit dem Vorsprung 246 und dem Tellervorsprung 255 verbunden; und drehbar mit dem Revolvergehäuse 200 verbunden. Der dritte Gleitring 224 ermöglicht es dem Revolvergehäuse 200 sich relativ zu der kardanischen Aufhängung 102 und dem autonomen Fahrzeug 10 um die Z-Achse (3) zu bewegen. Der dritte Gleitring 224 ist ebenfalls ein optischer oder mechanischer Gleitring, der es ermöglicht, dass Signale von den Sensorvorrichtungen 40d, 40e über eine Faseroptik oder mechanisch von dem Sensorbefestigungssystem 100 an die Steuerung 34 übermittelt werden. Der dritte Gleitring 224 kann einen einzelnen Kanal, einen optischen Mehrkanal-Gleitring oder einen mechanischen Gleitring umfassen, abhängig von den Daten, die durch den dritten Gleitring 224 übertragen werden.
Das eine oder die mehreren dritten Lager 226 sind zwischen der ersten Körperfläche 248 und dem Revolvergehäuse 200 verbunden, um die Drehung des Revolvergehäuses 200 relativ zu der Revolverbefestigungsanordnung 202 zu unterstützen. In diesem Beispiel sind zwei dritte Lager 226 gezeigt, die mit der ersten Körperfläche 248 in den Laufbahnen 252 verbunden sind; Es versteht sich jedoch, dass eine beliebige Anzahl an dritten Lagern 226 verwendet werden kann. Die dritten Lager 226 umfassen im Allgemeinen ein Wälzlager; es kann jedoch jede Art von Lager oder Buchse verwendet werden, um eine relative Drehbewegung des Revolvergehäuses 200 relativ zu der Revolverbefestigungsanordnung 202 zu erleichtern. Darüber hinaus können das eine oder die mehreren dritten Lager 226 eine entsprechende Dichtung oder Umgebungsbarriere aufweisen, um das Eindringen von Schmutz und Umweltelementen (d. h. Regen, Graupel, Schnee, Schmutz usw.) zwischen dem Revolvergehäuse 200 und der ersten Befestigungsplatte 220 weiter zu verhindern.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Revolverbefestigungsanordnung 202 auch einen Positionssensor umfassen, der einen Codierer beinhaltet, aber nicht darauf beschränkt ist. In einem Beispiel beobachtet der Positionssensor eine Position des Revolvergehäuses 200 und erzeugt basierend auf dieser Beobachtung Sensorsignale, die drahtlos oder über ein verdrahtetes Kommunikationsmedium an die Steuerung 34 übermittelt werden. In diesem Beispiel kann der Positionssensor innerhalb des Raums gekoppelt sein, der durch den Federteller 232 definiert ist, und kann zum Beispiel mit der ersten Befestigungsplatte 220 verbunden sein. Während der hierin beschrieben und dargestellte Revolver 104 einen einzigen Freiheitsgrad aufweist, versteht es sich des Weiteren, dass der Revolver 104 mehrere Komponenten mit mehreren Freiheitsgraden aufweisen kann. In einer anderen exemmplarischen Mehrachsausführungsform kann der Revolver 104 modifiziert und in dem Gehäuse 108 untergeordnet enthalten sein, wie in Bezug auf 9 erörtert wurde.
Das eine oder die mehreren Isolierungselemente 228 verhindern im Allgemeinen die Übertragung von Kräften und/oder Vibrationen auf das Sensorbefestigungssystem 100, die durch die Bewegung des autonomen Fahrzeugs 10 eingebracht werden. In einem Beispiel sind das eine oder die mehreren Isolierungselemente 228 Spiraldruckfedern; Es kann jedoch jede Art von Vorspannelement verwendet werden, um die Kräfte und Vibrationen zu isolieren, die durch den Betrieb des autonomen Fahrzeugs 10 entstehen, beispielsweise eine Belleville-Feder, eine Blattfeder usw. Darüber hinaus sind das eine oder die mehreren Isolierungselemente 228 hierin mit Zugfedern umfassend dargestellt und beschrieben, zum Isolieren der Kräfte und/oder Vibrationen, die durch das Sensorbefestigungssystem 100 durch den Betrieb des autonomen Fahrzeugs 10 erfahren werden; Es ist zu verstehen, dass andere Vorrichtungen verwendet werden können, um das Sensorbefestigungssystem 100 von Kräften und/oder Vibrationen zu isolieren, die das autonome Fahrzeug 10 erfährt, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einen oder mehrere Stoßdämpfer, eine oder mehrere Energieabsorptionsvorrichtungen, eine oder mehrere Dämpfungsvorrichtungen usw. Ferner können das eine oder die mehreren Isolierungselemente 228 eine Vorrichtung mit variabler Steifigkeit, wie eine Luftfeder, einen regelbaren Dämpfer (z. B. einen magnetorheologischen Dämpfer) usw. umfassen.
In diesem Beispiel sind vier Isolationselemente 228a-d zwischen der ersten Montageplatte 220 und der zweiten Montageplatte 222 gekoppelt, um die Übertragung von Kräften und / oder Vibrationen, die während des Betriebs des autonomen Fahrzeugs 10 erfahren werden, an das Sensorbefestigungssystem 100 zu verhindern. Es sollte verstanden werden, dass, obwohl vier Isolierungselemente 228a-d hierin dargestellt sind, das eine oder die mehreren Isolierungselemente 228 eine beliebige Anzahl an Isolierungselementen aufweisen können, die zwischen der ersten Befestigungsplatte 220 und der zweiten Befestigungsplatte 222 verbunden sind, um den Federteller 232 zu definieren. einschließlich eines einzelnen Isolierungselements. Die Isolierungselemente 228a-d liegen einander im Wesentlichen diametral entlang des Durchmessers von sowohl der ersten Befestigungsplatte 220 als auch der zweiten Befestigungsplatte 222 gegenüber; die Isolierungselemente 228a-d können jedoch zwischen der ersten Befestigungsplatte 220 und der zweiten Befestigungsplatte 222 in jeder gewünschten Ausrichtung verbunden sein. Zum Beispiel können das eine oder die mehreren Isolierungselemente 228 um einen Umfang der ersten Befestigungsplatte 220 und der zweiten Befestigungsplatte 222 derart beabstandet sein, dass ein jeweiliges des einen oder der mehreren Isolierungselemente 228 bei etwa 90 Grad, 180 Grad, 270 Grad und 360 Grad relativ zu den Umfängen der ersten Befestigungsplatte 220 und der zweiten Befestigungsplatte 222 verbunden ist.
Jedes der Isolierungselemente 228a-d umfasst ein erstes Ende 270 und ein zweites Ende 272. In diesem Beispiel sind die Isolierungselemente 228a-d paarweise angeordnet, sodass die ersten Enden 270 der angrenzenden Isolationselemente 228a, 228b; 228c, 228d miteinander verbunden sind; jedoch können die ersten Enden 270 der angrenzenden Isolierungselemente 228a, 228b; 228c, 228d entlang der ersten Plattenfläche 260 der zweiten Befestigungsplatte 222 beabstandet sein. Die ersten Enden 270 sind jeweils an die erste Plattenfläche 260 der zweiten Befestigungsplatte 222 gekoppelt, und die zweiten Enden 272 sind jeweils an die zweite Körperfläche 250 der ersten Befestigungsplatte 220 gekoppelt. Die ersten Enden 270 und die zweiten Enden 272 können mit der ersten Plattenfläche 260 und der zweiten Körperfläche 250 über eine beliebige Technik, wie etwa Schweißen, mechanische Befestigungen usw., verbunden sein. Darüber hinaus können nur jeweils eines der ersten Enden 270 und die zweiten Enden 272 mit der jeweiligen der ersten Plattenfläche 260 und der zweiten Körperfläche 250 verbunden sein, und die andere der ersten Plattenfläche 260 und der zweiten Körperfläche 250 kann einen Federsitz definieren. Im Allgemeinen sind die zweiten Enden 272 voneinander um die zweite Körperfläche 250 herum beabstandet; die zweiten Enden 272 können jedoch, falls gewünscht, neben, aneinander angrenzend oder an der zweiten Körperfläche 250 miteinander verbunden sein.
Das Revolverantriebssystem 230 bewegt das Revolvergehäuse 200 relativ zu der kardanischen Aufhängung 102 und dem autonomen Fahrzeug 10. In einem Beispiel enthält das Revolverantriebssystem 230 einen Motor 280, einen Sensor 282, ein Antriebszahnrad 284 und ein angetriebenes Hohlrad 286. Der Motor 280 spricht auf ein oder mehrere Steuersignale an, die von der Steuerung 34 empfangen werden, um das Revolvergehäuse 200 relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 und die kardanische Aufhängung 102 zu bewegen. Der Motor 280 steht über eine geeignete Kommunikationsarchitektur mit der Steuerung 34 in Verbindung, die die Übertragung von Energie, Signalen und Befehlen ermöglicht. In einem Beispiel ist der Motor 280 ein Gleichstrommotor; es kann jedoch jede geeignete Stromversorgung verwendet werden. Der Motor 280 beinhaltet eine Abtriebswelle 288. Die Abtriebswelle 288 verläuft durch die Bohrung 256 der ersten Befestigungsplatte 220 und ist innerhalb der Bohrung 256 drehbar. Der Motor 280 ist mit der zweiten Körperfläche 250 verbunden oder an dieser angebracht, sodass die Abtriebswelle 288 durch die Bohrung 256 verlaufen kann, und in einem Beispiel ist der Motor 280 über ein oder mehrere mechanische Befestigungselemente usw. mit der zweiten Körperfläche 250 verbunden.
Der Sensor 282 ist mit dem Motor 280 verbunden. In einem Beispiel ist der Sensor 282 ein Codierer, wie ein Drehcodierer, der eine Position der Abtriebswelle 288 beobachtet und basierend auf der Beobachtung Sensorsignale erzeugt. Der Sensor 282 steht über eine geeignete Kommunikationsarchitektur, die die Übertragung von Energie, Signalen und Befehlen erleichtert, mit der Steuerung 34 in Verbindung. Die von dem Sensor 282 erzeugten Sensorsignale werden an die Steuerung 34 übermittelt, und der Prozessor 44 der Steuerung 34 bestimmt ein Umdrehungsmaß der Abtriebswelle 288 basierend auf den Sensorsignalen. Basierend auf dem bestimmten Umdrehungsmaß und einem bekannten Verhältnis zwischen dem Antriebszahnrad 284 und dem angetriebenen Hohlrad 286 bestimmt der Prozessor 44 eine Stelle oder eine Position des Revolvergehäuses 200 relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10.
Es sollte beachtet werden, dass die Verwendung der Sensorsignale, die durch den Sensor 282 erzeugt werden, lediglich ein exemmplarisches Verfahren zum Ermitteln einer Stellung oder Position des Revolvergehäuses 200 ist. In dieser Hinsicht kann die zweite Körperfläche 250 einen Strichcode beinhalten, der mit der zweiten Körperfläche 250 um einen Umfang der zweiten Körperfläche 250 beispielsweise über einen Klebstoff verbunden sein kann. Ein Sensor kann mit der ersten Plattenfläche 260 verbunden sein, um den Strichcode und erzeugte Sensorsignale basierend auf der Beobachtung zu beobachten. Die erzeugten Sensorsignale können an die Steuerung 34 übermittelt werden, und der Prozessor 44 der Steuerung 34 kann eine Position des Revolvergehäuses 200 basierend auf den Sensorsignalen bestimmen.
Als eine weitere Alternative kann ein Sensorzahnrad mit dem angetriebenen Hohlrad 286 verbunden sein und kann durch die Drehung des angetriebenen Hohlrads 286 angetrieben werden. Das Sensorzahnrad kann über eine Welle, beispielsweise ein Potentiometer, mit einem Sensor verbunden sein, sodass die Drehung des Sensorzahnrads ein Signal erzeugt. Die von dem Sensor erzeugten Signale können an die Steuerung 34 übermittelt werden, und der Prozessor 44 der Steuerung 34 kann eine Position des Revolvergehäuses 200 basierend auf den Sensorsignalen bestimmen.
Das Antriebszahnrad 284 ist in der Kammer 254 aufgenommen. Das Antriebszahnrad 284 kann aus einem beliebigen Material bestehen, wie zum Beispiel einem Metall, einer Metalllegierung oder einem Polymer, beispielsweise einem kohlenstofffaserverstärkten Polymer, und kann über eine geeignete Technik, wie Formen, Gießen, Schmieden, Bearbeiten, Selektives Metallsintern usw., ausgebildet werden. Mit Bezug auf 5 beinhaltet das Antriebszahnrad 284 eine Vielzahl von Verzahnungen 290 um einen Umkreis oder einen Umfang des Antriebszahnrads 284 herum. Das Antriebszahnrad 284 beinhaltet auch eine Bohrung 292, die mit der Abtriebswelle 288 verbunden ist, um zu ermöglichen, dass das Antriebszahnrad 284 durch die Abtriebswelle 288 bei Aktivierung des Motors 280 angetrieben wird.
Das angetriebene Hohlrad 286 ist mit dem Revolvergehäuse 200 verbunden und wird durch das Antriebszahnrad 284 angetrieben, um das Revolvergehäuse 200 relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 und der kardanischen Aufhängung 102 zu bewegen. In einem Beispiel ist das angetriebene Hohlrad 286 über ein Paar von Halterungen 293 mit der Gegenbohrung 210 des Revolvergehäuses 200 verbunden; es kann jedoch jede Technik verwendet werden, um das angetriebene Hohlrad 286 mit dem Revolvergehäuse 200 zu verbinden. In diesem Beispiel ist jede der beiden Halterungen 293 allgemein L-förmig und hat ein erstes Ende 294, das mit der Gegenbohrung 210 des Revolvergehäuses 200 über ein mechanisches Befestigungselement, Schweißen, Klebstoffe usw. verbunden ist, und ein zweites Ende 296, das über ein mechanisches Befestigungselement, Schweißen, Klebstoffe usw. mit dem angetriebenen Hohlrad 286 verbunden ist. Im Allgemeinen ist eine erste der beiden Halterungen 293 mit einer ersten Seite 298 des angetriebenen Hohlrads 286 verbunden und die zweite der beiden Halterungen 293 ist mit einer zweiten, gegenüberliegenden Seite 300 des angetriebenen Hohlrads 286 verbunden. Das Paar von Halterungen 293 wirkt zusammen, um das angetriebene Hohlrad 286 fest mit dem Revolvergehäuse 200 zu verbinden.
Das angetriebene Hohlrad 286 beinhaltet eine Vielzahl von Verzahnungen 302, die um einen inneren Umkreis oder inneren Umfang des angetriebenen Hohlrads 286 herum definiert sind. Das angetriebene Hohrad 286 kann aus einem beliebigen Material bestehen, wie zum Beispiel einem Metall, einer Metalllegierung oder einem Polymer, beispielsweise einem kohlenstofffaserverstärkten Polymer, und kann über eine geeignete Technik, wie Formen, Gießen, Schmieden, maschinelle Bearbeitung, selektive Metallsinternung usw., ausgebildet werden. Die Vielzahl von Verzahnungen 302 greifen in die Vielzahl von Verzahnungen 290 des Antriebszahnrads 284 ein, sodass die Drehung des Antriebszahnrads 284 durch die Abtriebswelle 288 das angetriebene Hohrad 286 antreibt, das wiederum das Revolvergehäuse 200 relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 und der kardanischen Aufhängung 102 dreht. Es sollte beachtet werden, dass, während das angetriebene Hohlrad 286 hierin als diskret von dem Revolvergehäuse 200 dargestellt und beschrieben ist, verstanden werden wird, dass das angetriebene Hohlrad 286, falls gewünscht, einstückig mit dem Revolvergehäuse 200 ausgebildet sein kann.
Während das Revolverantriebssystem 230 hierin beschrieben und dargestellt ist, dass es den Motor 280 umfasst, der mit der ersten Montageplatte 220 verbunden ist, um das Revolvergehäuse 200 indirekt über einen durch das Antriebszahnrad 284 und das angetriebene Hohlrad 286 gebildeten Rädertrieb anzutreiben oder zu bewegen, versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. In dieser Hinsicht kann jedes Antriebssystem verwendet werden, um das Revolvergehäuse 200 relativ zu dem Federteller 232 zu bewegen. Zum Beispiel kann ein Kegelrad mit einer Abtriebswelle des Motors verbunden und angeordnet sein, um das angetriebene Hohlrad 286 direkt anzutreiben. Darüber hinaus kann eine mit dem Federteller 232 verbundene erste Befestigungsplatte eine Vielzahl von Verzahnungen aufweisen, die mit dem angetriebenen Hohlrad 286 in Eingriff stehen, und ein Motor kann mit der ersten Befestigungsplatte verbunden sein, um das Revolvergehäuse 200 über eine Drehung der ersten Befestigungsplatte anzutreiben oder zu bewegen. Als ein weiteres Beispiel kann ein mechanisches Gestänge oder eine mechanische Kopplung zwischen dem angetriebenen Hohlrad 286 und dem Revolver 104 verbunden sein, um eine Relativbewegung zu ermöglichen.
Optional, unter Bezugnahme auf 6, beinhaltet die Revolverbefestigungsanordnung 202 ein Umgebungsbarrierenelement, wie zum Beispiel eine Dichtung 304. Die Dichtung 304 verhindert im Wesentlichen das Eindringen von Schmutz und Umweltelementen (d. h. Regen, Graupel, Schnee, Schmutz usw.) in den Raum, der zwischen der ersten Befestigungsplatte 220 und der zweiten Befestigungsplatte 222 definiert ist. In einem Beispiel ist die Dichtung 304 eine Elastomerdichtung, die um den Umfang der zweiten Befestigungsplatte 222 verbunden ist, um die Bewegung des Revolvergehäuses 200 zu ermöglichen, während das Eindringen von Schmutz und Umweltelementen im Wesentlichen verhindert wird. Es sollte jedoch verstanden werden, dass jegliche geeignete Umgebungsbarriere verwendet und mit der zweiten Befestigungsplatte 222 über eine beliebige gewünschte Technik verbunden werden kann.
Mit Bezug auf die 5 und 6 können in einem Beispiel die Sensorvorrichtungen 40d, 40e mit den Aufnahmen 212 des Revolvergehäuses 200 verbunden sein, um das Sensorbefestigungssystem 100 zusammenzubauen. Das angetriebene Hohlrad 286 ist mit der Gegenbohrung 210 des Revolvergehäuses 200 durch das Paar von Halterungen 293 verbunden. Das Antriebszahnrad 284 ist innerhalb der Kammer 254 positioniert, und der Motor 280 ist mit der zweiten Körperfläche 250 derart verbunden, dass die Abtriebswelle 288 des Motors 280 durch die Bohrung 256 verläuft und in der Bohrung 292 des Antriebszahnrads 284 aufgenommen wird. Der Sensor 282 ist mit dem Motor 280 verbunden. Die zweiten Enden 272 des einen oder der mehreren Isolierungselemente 228 sind mit der ersten Plattenfläche 260 der zweiten Befestigungsplatte 222 verbunden, und die ersten Enden 270 sind mit der ersten Befestigungsplatte 220 verbunden. Der dritte Gleitring 224 ist mit dem Tellervorsprung 255 verbunden, und die dritten Lager 226 sind innerhalb der einen oder der mehreren Laufbahnen 252 positioniert. Das Revolvergehäuse 200 ist mit dem dritten Gleitring 224 so verbunden, dass es um den dritten Gleitring 224 drehbar ist, und derart, dass das Antriebszahnrad 284 mit dem angetriebenen Hohlrad 286 in Eingriff steht und die dritten Lager 226 die Drehung des Revolversgehäuses 200 relativ zu der ersten Befestigungsplatte 220 unterstützen.
Die Sensorvorrichtungen 40a, 40b, 40c sind mit dem Gehäuse 108 der kardanischen Aufhängung 102 verbunden. Der zweite Gleitring 140 ist mit der Basis 126 des Trägers 110 verbunden. Das eine oder die mehreren zweiten Lager 142 sind innerhalb der Laufbahnen positioniert, und der Montageflansch 144 ist mit der Basis 126 verbunden. Der Montageflansch 144 ist mit der Basis 126 derart verbunden, dass die kardanische Aufhängung 102 relativ zu dem Revolver 104 um den zweiten Gleitring 140 beweglich ist. Der Kranz 234 ist mit dem Montageflansch 144 und mit dem dritten Gleitring 224 verbunden, wodurch der Revolver 104 mit dem Träger 110 der kardanischen Aufhängung 102 verbunden wird. Der erste Gleitring 118 und das Lager 120 sind mit der Aussparung 128 des ersten Arms 122 verbunden, und das Lager 120 ist mit dem zweiten Arm 124 verbunden. Das Gehäuse 108 ist mit dem ersten Arm 122 und dem zweiten Arm 124 verbunden, wodurch die kardanische Aufhängung 102 an dem Revolver 104 montiert wird.
Mit der kardanischen Aufhängung 102, die mit dem Revolver 104 verbunden ist, ist die zweite Befestigungsplatte 222 mit dem Dach 14a des autonomen Fahrzeugs 10 verbunden, um das Sensorbefestigungssystem 100 mit dem autonomen Fahrzeug 10 zu verbinden. Wenn das Sensorbefestigungssystem 100 mit dem autonomen Fahrzeug 10 verbunden ist, sind die Sensorvorrichtungen 40a-40e, der Motor 280 und der Sensor 282 in drahtloser oder verdrahteter Kommunikation mit der Steuerung 34 angeordnet. Wenn sich das autonome Fahrzeug 10 durch eine Umgebung bewegt, beobachten die mit dem Sensorbefestigungssystem 100 verbundenen Sensorvorrichtungen 40a-40e Bedingungen in der Umgebung und erzeugen Sensorsignale basierend auf der Beobachtung, die an die Steuerung 34 übermittelt werden. Die Steuerung 34 sendet auch ein oder mehrere Steuersignale an den Motor 280, die wiederum die Drehung der Abtriebswelle 288 veranlassen, um das Antriebszahnrad 284 anzutreiben, und somit das angetriebene Hohlrad 286, um das Revolvergehäuse 200 relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 und der kardanischen Aufhängung 102 zu bewegen.
Da die kardanische Aufhängung 102 eine oder mehrere Fernbereichs-Sensorvorrichtungen 40a-40c aufweist und der Revolver 104 eine oder mehrere Nahbereichs-Sensorvorrichtungen 40d-40e aufweist, kann ein durch die kardanische Aufhängung 102 verfolgter Gegenstand von dem Revolver 104 verfolgt werden, wenn das Objekt in das Sichtfeld des Revolvers 104 eintritt. Die kardanische Aufhängung 102 kann sich dann bewegen, um eine weitere Objekterfassung und -verfolgung über weite Entfernungen zu ermöglichen, während eine oder mehrere der Nahbereichs-Sensorvorrichtungen 40d-40e auf dem Revolver 104 das identifizierte Objekt verfolgen. Durch Übergeben der Verfolgung von den Fernbereichs-Sensorvorrichtungen 40a-40c der kardanischen Aufhängung 102 an die Nahbereichs-Sensorvorrichtungen 40d-40e des Revolvers 104 sind die Fernbereichs-Sensorvorrichtungen 40a-40c verfügbar, um andere Objekte zu erfassen und zu verfolgen, während die Verfolgung des identifizierten Objekts beibehalten wird.
Zusätzlich kann ein Objekt, das von dem Revolver 104 verfolgt wird, von der kardanischen Aufhängung 102 verfolgt werden, wenn das Objekt in das Sichtfeld der kardanischen Aufhängung 102 eintritt. Der Revolver 104 kann sich dann bewegen, um andere Nahbereich-Objekterfassung und -verfolgung zu ermöglichen, während eine oder mehrere der Fernbereichs-Sensorvorrichtungen 40a-40c auf der kardanischen Aufhängung 102 das identifizierte Objekt verfolgen. Durch Übergeben der Verfolgung von den Nahbereichs-Sensorvorrichtungen 40d-40e des Revolvers 104 an die Fernbereichs-Sensorvorrichtungen 40a-40c der kardanischen Aufhängung 102, sind die Nahbereichs-Sensorvorrichtungen 40d-40e verfügbar, um andere Objekte zu erfassen und zu verfolgen, während die Verfolgung des identifizierten Objekts beibehalten wird.
Somit stellt das Sensorbefestigungssystem 100 der vorliegenden Offenbarung ein System zum Montieren sowohl der Fernbereichs- als auch der Nahbereichs-Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n an dem autonomne Fahrzeug 10 bereit. Durch Montieren sowohl der Fernbereichs-Sensorvorrichtungen 40a-40c als auch der Nahbereichs-Sensorvorrichtungen 40d-40e an dem autonomen Fahrzeug 10 mit dem Sensorbefestigungssystem 100 kann ein Objekt, das von einer der Fernbereichs-Sensorvorrichtungen 40a-40c erfasst und verfolgt wird, durch eine der Nahbereichs-Sensorvorrichtungen 40d, 40e bei Eintritt in ein Sichtfeld 41d, 41e (4) der Nahbereichs-Sensorvorrichtungen 40d, 40e verfolgt werden. In dieser Hinsicht ermöglicht es das Sensorbefestigungssystem 100 den Fernbereichs-Sensorvorrichtungen 40a-40c der kardanischen Aufhängung 102, sich relativ zu dem Revolver 104 zu bewegen, und umgekehrt, bis sich das Sichtfeld 41a, 41b, 41c der jeweiligen Fernbereichs-Sensorvorrichtungen 40a-40c mit dem Sichtfeld 41d, 41e der Nahbereichs-Sensorvorrichtungen 40d, 40e überlappt.
Zusätzlich ermöglicht der Federteller 232, der durch die erste Befestigungsplatte 220, die zweite Befestigungsplatte 222 und das eine oder die mehreren Isolierungselemente 228 definiert ist, das Sensorbefestigungssystem 100 von Vibrationen und/oder Kräften zu isolieren, die auftreten, wenn sich das autonome Fahrzeug 10 durch die Umwelt bewegt. Durch das Isolieren des Sensorbefestigungssystems 100 von Vibrationen und/oder Kräften, die während der Bewegung des autonomen Fahrzeugs 10 auftreten, können die Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n stationär bleiben, während das autonome Fahrzeug 10 unerwünschte Bewegungen erfahren kann, was die Genauigkeit der von den Sensorvorrichtungen 40a, 40b...40n erzeugten Signale verbessert.
Es sollte beachtet werden, dass die Konfiguration des Sensorbefestigungssystems 100 an dem autonomen Fahrzeug 10, wie hierin beschrieben, nicht auf die Konfiguration beschränkt ist, die in den 3-6 gezeigt ist. In dieser Hinsicht wird, unter Bezugnahme auf 7, das autonome Fahrzeug 10 mit zwei der Sensorbefestigungssysteme 100 gezeigt, die mit 100a bzw. 100b bezeichnet sind. In diesem Beispiel sind die Sensorbefestigungssysteme 100a, 100b so positioniert, dass sie voneinander auf dem Dach 14a des autonomen Fahrzeugs 10 beabstandet sind. Dies ermöglicht es einem Sichtfeld 101a des Sensorbefestigungssystems 100a, ein Sichtfeld 101b des Sensorbefestigungssystems 100b zumindest teilweise zu überlappen, wodurch ein durch das Sensorbefestigungssystem 100a verfolgter Gegenstand durch das Sensorbefestigungssystem 100b verfolgt werden kann, wenn sich das Objekt im Wesentlichen parallel zu der Vorwärtsrichtung F des autonomen Fahrzeugs 10 bewegt.
Ferner, unter Bezugnahme auf 8, ist das autonome Fahrzeug 10 in einer anderen Ausführungsform mit einem Paar der Revolver 104 und einer kardanischen Aufhängung 102 gezeigt, die von dem Paar der Revolver 104 beabstandet ist. In diesem Beispiel sind die Revolver 104 über die jeweilige zweite Befestigungsplatte 222 mit dem Dach 14a des autonomen Fahrzeugs 10 verbunden, sodass die Revolver 104 jeweils relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 in einem Freiheitsgrad einzeln beweglich sind. Die kardanische Aufhängung 102 ist über den Montageflansch 144 mit dem Dach 14a des autonomen Fahrzeugs 10 verbunden, sodass die kardanische Aufhängung 102 relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 in zwei Freiheitsgraden beweglich ist.
Als weiteres Beispiel, unter Bezugnahme auf 9, ist in einer Ausführungsform der Revolver 104 innerhalb des Gehäuses 108 der kardanischen Aufhängung 102 montiert. In diesem Beispiel ist der Revolver 104 um einen einzigen Freiheitsgrad innerhalb des Gehäuses 108 beweglich, und die kardanische Aufhängung 102 ist relativ zu dem autonomen Fahrzeug 10 um zwei Freiheitsgrade beweglich. Die kardanische Aufhängung 102 kann über den Montageflansch 144 mit dem Dach 14a des autonomen Fahrzeugs 10 verbunden sein.
Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform oder die exemplarischen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt Fachleuten auf dem Gebiet vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung der exemplarischen Ausführungsform bzw. der exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung. Es versteht sich, dass verschiedene Veränderungen an der Funktion und der Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren rechtlichen Entsprechungen aufgeführt ist, abzuweichen.

Claims

Sensorbefestigungssystem für ein Fahrzeug, umfassend: eine Befestigungsanordnung, die mit einer Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist, wobei die Befestigungsanordnung eine erste Befestigungsplatte aufweist, die von einer zweiten Befestigungsplatte durch mindestens ein Isolierungselement beabstandet ist, wobei die zweite Befestigungsplatte mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist; und ein Revolvergehäuse, das mit der ersten Befestigungsplatte so verbunden ist, dass es relativ zu der ersten Befestigungsplatte beweglich ist, wobei das Revolvergehäuse mindestens eine Aufnahme für eine erste Sensorvorrichtung definiert.
Sensorbefestigungssystem nach Anspruch 1, wobei das Revolvergehäuse relativ zu dem Fahrzeug in einem Freiheitsgrad beweglich ist.
Sensorbefestigungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend einen ersten Gleitring, der das Revolvergehäuse mit der ersten Befestigungsplatte verbindet.
Sensorbefestigungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Antriebssystem, das das Revolvergehäuse relativ zu der ersten Befestigungsplatte bewegt, wobei ein Abschnitt des Antriebssystems mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist.
Sensorbefestigungssystem nach Anspruch 4, wobei das Antriebssystem ferner einen Motor, ein Antriebszahnrad und ein angetriebenes Hohlrad umfasst, wobei der Motor eine Abtriebswelle aufweist, die mit dem Antriebszahnrad verbunden ist, und das Antriebszahnrad mit dem angetriebenen Hohlrad verbunden ist, sodass eine Aktivierung des Motors das Antriebszahnrad antreibt, welches das angetriebene Hohlrad antreibt.
Sensorbefestigungssystem nach Anspruch 5, wobei die erste Befestigungsplatte eine Kammer definiert und das Antriebszahnrad des Antriebssystems in der Kammer aufgenommen ist.
Sensorbefestigungssystem nach Anspruch 5, wobei das angetriebene Hohlrad mit dem Revolvergehäuse verbunden ist.
Sensorbefestigungssystem nach Anspruch 1, wobei das Revolvergehäuse eine Gegenbohrung aufweist und die Befestigungsanordnung innerhalb der Gegenbohrung derart aufgenommen ist, dass das Revolvergehäuse die Befestigungsanordnung im Wesentlichen umgibt.
Sensorbefestigungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine kardanische Aufhängung, die eine zweite Sensorvorrichtung umfasst, und wobei die kardanische Aufhängung mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist.
Autonomes Fahrzeug, umfassend: einen Federteller, der mit einer Karosserie des autonomen Fahrzeugs verbunden ist, wobei der Federteller eine erste Befestigungsplatte aufweist, die von einer zweiten Befestigungsplatte durch mindestens eine Feder beabstandet ist, wobei die zweite Befestigungsplatte mit der Karosserie des autonomen Fahrzeugs verbunden ist; ein Revolvergehäuse, das mit der ersten Befestigungsplatte relativ zu der ersten Befestigungsplatte beweglich verbunden ist, wobei das Revolvergehäuse zumindest eine Aufnahme für eine erste Sensorvorrichtung und eine Gegenbohrung definiert, wobei der Federteller zumindest teilweise in der Gegenbohrung aufgenommen ist. sodass das Revolvergehäuse den Federteller im Wesentlichen umgibt; und eine kardanische Aufhängung, die eine zweite Sensorvorrichtung beinhaltet, die mit der ersten Befestigungsplatte verbunden ist.