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Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeuge und insbesondere Systeme und Verfahren zur Bereitstellung von Situationswahrnehmungsinformationen an Insassen eines Fahrzeugs.
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EINLEITUNG
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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.
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Die Fahrzeugautomatisierung wurde kategorisiert nach nummerischen Ebenen 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 „fahrerlose“ Fahrzeuge mit höheren Automatisierungsebenen übereinstimmen. Auf jeder Ebene werden Informationen, die vom Fahrzeug erhalten werden und auf die man sich verlässt, um die autonome Steuerung durchzuführen, typischerweise nicht einem Fahrer oder Beifahrer des Fahrzeugs bereitgestellt. Solche Informationen, die als Situationswahrnehmungsinformationen bezeichnet werden, sind als Informationen definiert, die mit der Wahrnehmung von Umweltelementen in Bezug auf Zeit oder Raum, dem Verständnis ihrer Bedeutung und der Projektion ihres Status nach der Veränderung einer Variablen, wie etwa Zeit oder jeder anderen Variable, wie etwa ein vorbestimmtes Ereignis im Zusammenhang stehen.
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Wenn einem Fahrer oder Beifahrer Situationswahrnehmungsinformationen bereitgestellt wurden, können sie sich beim Fahren im autonomen Fahrzeug wohler fühlen. Dementsprechend ist es wünschenswert, Systeme und Verfahren bereitzustellen, die den Insassen Situationswahrnehmungsinformationen auf eine Weise bereitstellen, die das menschliche viszerale Verarbeitungssystem in einem autonomen Fahrzeug oder einem anderen Fahrzeugtyp anregt. Es ist ferner wünschenswert, Systeme und Verfahren bereitzustellen, die einen Insassen über die Situation um das Fahrzeug und potentielle Gefahren alarmieren und warnen. Es ist ferner wünschenswert, Verfahren und Systeme bereitzustellen, die einen Insassen hinsichtlich der Durchführbarkeit und Wahrscheinlichkeit möglicher Kurven beraten. Es ist weiterhin ferner wünschenswert, Verfahren und Systeme bereitzustellen, die die Insassen über die Kurvenabläufe informieren. Ferner werden weitere wünschenswerte Funktionen und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, sowie dem vorangehenden technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
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KURZDARSTELLUNG
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Es sind Systeme und Verfahren zur Erzeugung einer integrierten Schnittstelle in einem Fahrzeug vorgesehen. In einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren: das Empfangen von Daten, die im Zusammenhang mit einer Fahrzeugumgebung stehen; das Kodieren der Umgebungsdaten in mehrere Schichten; das Extrahieren von Daten von den mehreren Schichten in eine Punktwolke; das Projizieren der Punktwolke auf eine Metaschablone, die ein Grundelement und beeinflussbare Merkmale des Grundelements definiert; und das Erzeugen von Anzeigedaten anhand des Projizierens.
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Figurenliste
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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 Situationswahrnehmungsinformationssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen darstellt;
- 2 und 3 zeigen Elemente einer integrierten Schnittstelle des Situationswahrnehmungsinformationssystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
- 4A-4F sind Darstellungen einer integrierten Schnittstelle des Situationswahrnehmungsinformationssystems im Zusammenhang mit Umweltszenarien gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
- 5A-5C zeigen Darstellungen einer integrierten Schnittstelle des Situationswahrnehmungsinformationssystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
- 6 ist ein Datenflussdiagramm, das eine Steuerung des Situationswahrnehmungssystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen dargestellt; und
- 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerungsverfahren zur Bereitstellung von Situationswahrnehmungsinformationen gemäß verschiedenen Ausführungsformen dargestellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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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.
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Ausführungen der vorliegenden Offenbarung können hierin als 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.
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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.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein bei 100 im Allgemeinen dargestelltes Situationswahrnehmungsinformationssystem mit einem Fahrzeug 10 gemäß verschiedenen Ausführungsformen assoziiert. Im Allgemeinen stellt das Situationswahrnehmungssystem 100 den Insassen eines Fahrzeugs selektiv Situationswahrnehmungsinformationen bereit. Das System stellt die Informationen selektiv derart bereit, dass der Insasse des Fahrzeugs die Informationen ohne Überlastung verarbeiten kann.
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Wie in 1 dargestellt, ist das Fahrzeug 10 ein Automobil und beinhaltet 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.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 10 ein autonomes Fahrzeug und das Situationswahrnehmungsinformationssystem 100 ist in das autonome Fahrzeug 10 (nachfolgend als das autonomes Fahrzeug 10 bezeichnet) integriert. Das autonome Fahrzeug 10 ist beispielsweise ein Fahrzeug, das automatisch gesteuert wird, um Passagiere von einem Ort zum anderen zu befördern. Das Fahrzeug 10 ist in der veranschaulichten Ausführungsform als Pkw dargestellt, jedoch sollte beachtet werden, dass auch jedes andere Fahrzeug, einschließlich Motorräder, Lastwagen, Sportfahrzeuge, Freizeitfahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge, öffentliche Verkehrsmittel usw. verwendet werden können. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das autonome Fahrzeug 10 ein sogenanntes Level-4- oder Level-5-Automatisierungssystem, obwohl die vorliegende Offenbarung für ein beliebiges Automatisierungslevel implementiert werden kann. 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.
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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 Übertragungssystem 22 ist dazu konfiguriert, Leistung vom Antriebssystem 20 zu den Fahrzeugrädern 16-18 gemäß den wählbaren Übersetzungen 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 Fahrzeugrädern 16-18 ein Bremsmoment bereitzustellen. Das Bremssystem 26 kann in verschiedenen Ausführungsformen Reibungsbremsen, Brake-by-Wire, ein regeneratives Bremssystem, wie beispielsweise eine elektrische Maschine und/oder andere geeignete Bremssysteme beinhalten. Das Lenksystem 24 beeinflusst die Position der Fahrzeugräder 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.
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Das Sensorsystem 28 beinhaltet eine oder mehrere Sensorvorrichtungen 40a-40n, die beobachtbare Zustände der äußeren Umgebung und/oder der inneren Umgebung des autonomen Fahrzeugs 10 erfassen. Die Sensorvorrichtungen 40a-40n können Radargeräte, Lidare, globale Positionierungssysteme, optische Kameras, Wärmebildkameras, Ultraschallsensoren und/oder andere Sensoren beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Das Stellgliedsystem 30 beinhaltet ein oder mehrere Stellgliedvorrichtungen 42a-42n, die ein oder mehrere Fahrzeugeigenschaften, 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 können die Fahrzeugmerkmale ferner Innen- und/oder Außenfahrzeugmerkmale, wie beispielsweise Türen, einen Kofferraum und Innenraummerkmale, wie z. B. Luft, Musik, Beleuchtung usw. (nicht nummeriert) beinhalten, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
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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 FIG. 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.
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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.
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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.
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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.
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In verschiedenen Ausführungsformen werden eine oder mehrere Anweisungen der Steuerung 34 im Situationswahrnehmungsinformationssystem 100 verwendet und bewirken, wenn sie durch den Prozessor 44 ausgeführt werden, dass Situationswahrnehmungsinformationen einem Insassen des Fahrzeugs 10 auf eine solche Weise selektiv bereitgestellt werden, die den Insassen nicht überlastet. So werden beispielsweise Umgebungsinformationen verarbeitet, um bestimmte Situationswahrnehmungsinformationen in einer integrierten und holistischen Schnittstelle 50 selektiv darzustellen; und die Umgebungsinformationen werden verarbeitet, um die Situationswahrnehmungsinformationen in der integrierten Schnittstelle 50 auf konsistente Weise für jedes Anwendungsfallszenario (z. B. wie in einer unsicheren dynamischen Umgebung dargestellt) selektiv bereitzustellen.
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In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die integrierte Schnittstelle 50 eine egozentrische Darstellung des Host-Fahrzeugs und Betriebsbereiche um die Repräsentation herum. So kann beispielsweise die egozentrische Darstellung in Form eines oder mehrerer Grundelemente, wie etwa eines Kreises, eines Quadrats, eines Rechtecks, eines Achtecks, eines Sechsecks usw., vorliegen, die das Fahrzeug 10 darstellen. Das Grundelement beinhaltet Merkmale, die beeinflussbar (geformt oder verzerrt) sind, um Elemente der äußeren Fahrzeugumgebung 10 zu veranschaulichen. Die Merkmale können basierend auf einer Zuordnung zu einer Wolke potentieller Punkte beeinflusst werden, die alles repräsentieren, was die Entscheidungen beeinflussen kann, die das automatisierte System trifft.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die Beeinflussung entweder positiv oder negativ sein. So wird beispielsweise die Mitte von Fahrspuren in positive Punkte abgetastet, die das Host-Fahrzeug anziehen und Fahrbahnbegrenzungen werden in negative Punkte abgetastet, die das Host-Fahrzeug abstoßen. Andere Hindernisse können gleichermaßen über negative Punkte veranschaulicht werden. Und es kann weitere Betrachtungen geben, wie, jedoch nicht beschränkt auf Zeit, Benzinverbrauch, aggressiv-defensives Fahrverhalten, das alle durch geeignete potentielle Punkte mit einem zugeordneten Gewicht (das jeden positiven oder negativen Wert annehmen kann) dargestellt werden können. Zu jedem Zeitpunkt, unmittelbar nachdem alle relevanten potentiellen Punkte um das Host-Fahrzeug herum zugewiesen sind, berechnet eine physikalische Gleichung den Gesamteinfluss aller potentiellen Punkte um das Host-Fahrzeug, wobei die Formung oder Verzerrung berücksichtigt wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen, wie in 2 dargestellt, kann das Grundelement 52 einen Kreis beinhalten. Der Kreis kann eine dreihundertundsechzig Grad strahlenförmige optische Anzeigendarstellung beinhalten. Der Kreis (oder eine andere Form) kann beispielsweise n-Balken 54 beinhalten, die vom Mittelpunkt der Form ausgehen und sich radial nach außen erstrecken. Wie in 3 dargestellt, kann jeder Balken 54 m-Zellen oder Bruchstücke 56 beinhalten. Jeder Balken 54 und/oder jede Zelle 56 kann einem oder mehreren Parametern zugeordnet sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Länge, Breite, Tiefe, Farbe, Muster und Transparenz. Der Wert der Parameter kann dynamisch mit der Zeit verändert werden, sodass sich die dem Benutzer bereitgestellten visuellen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Umgebung in Sekundenbruchteilen einfach oder radikal ändern können. Die Werte der Parameter können mit der Umgebung verknüpft sein, wie etwa Grundelemente von Informationen, Warnungen, Überlegungen und/oder physikalischen Effekten; und wenn sich die mit der Umgebung verbundenen Werte ändern (z. B. der positive oder negative Wert), ändert sich auch der Wert des zugehörigen Parameters; wodurch die Änderung des Erscheinungsbildes des Grundelements 52 bewirkt wird.
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So kann beispielsweise das Ändern eines Werts der Länge oder der Breite eines Balkens 54 oder einer Zelle 56 die Geometrie des gesamten Grundelements 52 ändern, um einen Wert einer Kraft, wie etwa eines detektierten Objekts, zu veranschaulichen, das auf das Fahrzeug 10 wirkt oder wirken kann. In einem weiteren Beispiel kann das Ändern eines Werts der Länge oder Breite eine Größe des Grundelements 52 ändern, um einen Wert einer Geschwindigkeit oder anderer Kräfte des Fahrzeugs 10 zu veranschaulichen. In einem weiteren Beispiel kann das Ändern eines Werts des Musters eine Konnektivität eines Umrisses ändern, um einen Wert einer Gefahr für das Fahrzeug 10 zu veranschaulichen. In einem weiteren Beispiel kann das Ändern eines Wertes der Farbe eine Farbe des Grundelements 52 ändern, um ein Bedrohungslevel zu veranschaulichen. In einem weiteren Beispiel kann das Ändern eines Werts der Transparenz eine Farbsättigung oder Transparenz ändern, um einen Wert der Wahrscheinlichkeitswert einer Aktion zu veranschaulichen. Es versteht sich, dass die Parameter und Zuordnungen lediglich exemplarisch sind, da in verschiedenen Ausführungsformen eine beliebige Anzahl an Parametern mit einer Vielzahl von Informationen verknüpft werden kann.
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Unter Bezugnahme auf die 4A - 4F zeigen Darstellungen exemplarische Anwendungsfallszenarien zum Ändern der Parameter anhand bestimmten empfangenen Informationen. 4A veranschaulicht helle, teilweise transparente grüne (oder einen anders farbliche) Balken 54, die verwendet werden, um das Potential für die Bewegung eines geparkten Fahrzeugs auszudrücken. Die Fragmentierung der Balken unterstützt eine dynamische Farbfüllung, um eine flüssige Animation für nicht-dringende Situationen oder einen schnellen dynamischen Effekt für dringende Situationen bereitzustellen. 4A veranschaulicht einen Ausdruck 58 eines Bürgersteigs mit einer gestrichelten Linie auf der rechten Seite und einen Ausdruck 60 von geparkten Autos mit einer durchgezogenen Linie auf der Vorderseite und auf der Rückseite.
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4B veranschaulicht dunkle, feste grüne Balken 54, die verwendet werden, um die tatsächliche Bewegung des Fahrzeugs anzuzeigen, wenn es geradeaus fährt. Die Spuren können durch gestrichelte Linien 62 dargestellt werden, die die Seitenbalken 54 abschließen oder den Längenparameter der Balken 54 ändern.
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4C veranschaulicht ein Objekt, das vor dem Fahrzeug als eine durchgezogene Linie mit weißen Rändern erfasst wird, wie bei 64 dargestellt. Die durchgezogene Linie 64 schließt die vorderen Balken 54 zur Veranschaulichung der tatsächlichen Bewegung des Fahrzeugs ab. 4D veranschaulicht einen halbtransparenten, roten (oder einen anders farblichen) Kreis 66, der als Sicherheitszone oder Abschirmung um das Fahrzeug herum dient. Die Farbänderung ist auf die durchgezogene Linie 64 zurückzuführen, die eine äußere Grenze der Abschirmung kreuzt. 4E veranschaulicht den Kreis 66 als eine roten (oder einen anders farblichen) und nicht-transparenten Kreis, der als eine Sicherheitszone oder Abschirmung um das Fahrzeug herum dient. Die Änderung der Transparenz ist darauf zurückzuführen, dass die durchgezogene Linie 64 eine innere Grenze der Abschirmung kreuzt.
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4F veranschaulicht den roten (oder einen anders farblichen) und nicht-transparenten Kreis 66, der als Sicherheitszone oder Abschirmung um das Fahrzeug herum dient, zusammen mit hellen, teilweise transparenten, grünen (oder einen anders farblichen) Balken 54, die verwendet werden, um das Potential für die Bewegung des fahrenden Fahrzeugs auszudrücken. Die Transparenz- und Farbänderung des Kreises 64 wird dazu verwendet, um die durchgezogene Linie auszudrücken, die eine innere Grenze der Abschirmung kreuzt.
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Wie zu erkennen ist, sind 2, 3 und 4A-4F nur einige exemplarische Ausführungsformen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die integrierte Schnittstelle 50 von 1 eine beliebige Anzahl an Ausführungsformen beinhalten. Zum Beispiel, wie detaillierter in 5A dargestellt, kann eine integrierte Schnittstelle 50a drei oder mehr Kreise beinhalten, von denen zwei einen dicken Kreis (mit einer inneren und einer äußeren Linie) bilden, der als Abschirmung bezeichnet wird. Der dritte externe Kreis besteht aus n-Balken und n aktiven Punkten. In einem weiteren Beispiel, wie in 5B dargestellt, kann eine integrierte Schnittstelle 50b Ereignisse beinhalten, die durch den Ort, die Farbe und die Größe von Punkten (oder einem anderen Bild) relativ zum Grundelement dargestellt sind. In noch einem weiteren Beispiel kann eine integrierte Schnittstelle 50c Ereignisse beinhalten, die durch den Ort, die Farbe und die Größe der Kreiskomponenten veranschaulicht werden.
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Weiterhin bezugnehmend auf 6 und unter weiterer Bezugnahme auf 1, veranschaulicht ein Datenflussdiagramm verschiedene Ausführungsformen des Informationswahrnehmungssystems 100, das in die Steuerung 34 integriert sein kann. Verschiedene Ausführungsformen des Informationswahrnehmungssystems 100 können gemäß der vorliegenden Offenbarung eine beliebige Anzahl an in die Steuerung 34 integrierten Untermodulen beinhalten. Wie zu erkennen ist, können die in 6 dargestellten Untermodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden, um auf ähnliche Weise Situationswahrnehmungsinformationen einem Benutzer in einer integrierten Form, wie etwa gemäß einer oder mehrerer der Formen, die in den 2, 3, 4A-4F und 5A-5C dargestellt sind, bereitzustellen. Eingaben in das Situationswahrnehmungssystem 100 können vom Sensorsystem 28 empfangen werden, die von anderen Steuermodulen (nicht dargestellt) empfangen werden, die dem autonomen Fahrzeug 10 zugeordnet sind, die vom Kommunikationssystem 36 empfangen werden und/oder von anderen Untermodulen (nicht dargestellt), die innerhalb der Steuerung 34 ermittelt/modelliert werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Informationswahrnehmungssystem 100 ein Kodiermodul 70, ein Extraktionsmodul 72 und ein Projektionsmodul 74. Die Funktionen der Module 70 bis 74 werden kontinuierlich bei empfangenen Informationen ausgeführt, um die Anzeige gemäß der sich dynamisch ändernden Umgebung zu gestalten.
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So empfängt beispielsweise das Kodiermodul 70 erfasste oder wahrgenommene Daten 76, die mit der äußeren Umgebung des Fahrzeugs assoziiert sind und kodiert die erfassten oder wahrgenommenen Informationen, die Fahrziele und Beschränkungen darstellen, in Schichten 78. Die Schichten 78 können beispielsweise eine Geometrieschicht, eine kinematische Schicht, eine Sicherheitsschicht, eine Objektbedeutungsschicht usw. beinhalten. Die Geometrieschicht kodiert beispielsweise Straßengeometrie (d. h. Fahrbahnbegrenzungen, Kreuzungsstrukturen usw.). Die kinematische Schicht kodiert beispielsweise die Kinematik und den dynamischen Zustand und die Fähigkeit des Fahrzeugs (d. h. das Fahrzeugmoment, die kinematische Umgrenzung des Fahrzeugs usw.). Die Sicherheitsschicht kodiert beispielsweise umgebende Hindernisse (d. h. weitere Fahrzeuge, Fußgänger usw.). Die Kodierung kann implizite Darstellungen und/oder explizite Darstellungen der Objekte sein. Die Objektbedeutungsschicht kodiert beispielsweise Bedeutungen und/oder Wichtigkeitsstufen von Objekten.
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Das Extraktionsmodul 72 empfängt die Schichten 78 und extrahiert Daten von den Schichten 78 zu einer Wolke räumlich-zeitlicher potentieller Punkte (d. h. die eine Auswirkung auf das Fahrzeug haben) 80. Die Daten werden beispielsweise von den Schichten 78 in die räumlich-zeitliche Wolke potentieller Punkte extrahiert, wobei jeder Punkt eine Position und eine Zeit in Bezug auf das Host-Fahrzeug hat. Die Daten können alle Daten der Schicht oder ausgewählte Daten beinhalten. Die Daten können beispielsweise ein potentielles Gewicht beinhalten, das seine positive (Anziehungskraft) oder negative (Abstoßung) Qualität eines Objekts widerspiegelt.
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Das Projektionsmodul 74 empfängt die Wolke von Punkten 80 und eine Metaschablone oder Vorlagen 82 eines Grundelements mit beeinflussbaren Merkmalen (z. B. wie oben erörtert) und projiziert das durch die Wolke potentieller Punkte auf der Metaschablone(n) definierte potenzielle Feld des Anzeigendesigns. Wenn die Daten beispielsweise eine Gewichtung beinhalten, die eine Anziehung widerspiegelt, wird eine Kraftfeldanalyse durchgeführt, die eine physikalisch-basierte Analyse ist, die die Kräfte verwendet, die aus der Wolke potentieller Punkte abgeleitet werden, um eine quasistatische Instanz der Anzeige, wie sie durch die Metaschablone(n) 82 definiert ist, zu bilden (z. B. das Anpassen der Längen- und/oder Breitenparameter). Es versteht sich, dass andere Daten analysiert werden können, um Änderungen in anderen Parametern der Metaschablone(n) 82 zu bewirken, da dies lediglich ein Beispiel ist.
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Das Projektionsmodul 74 erzeugt dann Anzeigedaten 84, um die Projektion der Wolke von Punkten 80 auf die Metaschablone auf einer Anzeige im Fahrzeug zur Betrachtung durch einen Insassen anzuzeigen.
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Weiterhin bezugnehmend auf 7 und mit weiterer Bezugnahme auf 1 und 6 stellt ein Flussdiagramm ein Steuerungsverfahren 400 dar, das durch das Situationswahrnehmungssystem von 1 und 6 gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden kann. Wie angesichts der Offenbarung leicht zu verstehen, ist die Reihenfolge des Betriebs innerhalb des Verfahrens nicht auf die sequentielle Ausführung, wie in 7 gezeigt, beschränkt, sondern kann in einer oder mehreren variierenden Reihenfolgen, wie anwendbar, und gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 400 basierend auf einem oder mehreren vordefinierten Ereignissen und/oder kontinuierlich während des Betriebs des autonomen Fahrzeugs 10 ausgeführt werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 400 bei 405 beginnen. Die erfassten und/oder wahrgenommenen Umgebungsdaten 76 werden bei 410 empfangen. Die Umgebungsdaten 76 werden dann bei 420 in die Schichten 78 verarbeitet und extrahiert. Die Schichten 78 werden dann in eine Punktwolke 80 bei 430 extrahiert. Die Punktwolke 80 wird dann bei 440 auf die Metaschablone(n) 82 projiziert und Anzeigedaten 84 werden erzeugt. Danach kann das Verfahren bei 450 enden.
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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.
