DE102018104031A1

DE102018104031A1 - Verfahren und systeme für die autonome fahrzeug-leistungsfähigkeit

Info

Publication number: DE102018104031A1
Application number: DE102018104031.8A
Authority: DE
Inventors: Eric E. Krueger; Robert L. Nisonger; Edward T. Heil; Brandon C. Pennala; Patrick J. Monsere
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2018-08-30
Also published as: CN108501951A; US10166985B2; CN108501951B; US20180244271A1

Abstract

Systeme und Verfahren werden zum Steuern eines Fahrzeugs bereitgestellt. In einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren: Empfangen von mindestens Gesundheitszustands- und Leistungsinformationen, die mindestens einem Fahrzeugstellglied zugeordnet sind, durch einen Prozessor; Verarbeiten der Gesundheitszustands- und Leistungsinformation durch den Prozessor, um einen Beschleunigungswert zu ermitteln; und Steuern des Fahrzeugs basierend auf dem Beschleunigungswert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf autonome Fahrzeuge und betrifft insbesondere Systeme und Verfahren für das Ermitteln einer Leistungsfähigkeit für das Steuern des autonomen Fahrzeugs basierend auf der Leistungsfähigkeit.
EINLEITUNG
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 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.
Damit autonome Fahrsysteme den Fahrzeugweg planen und den Fahrstil ermitteln können, muss das System die physische Fähigkeit des Fahrzeugs verstehen, um den bereitgestellten Anweisungen zu folgen. Dementsprechend ist es wünschenswert, Systeme und Verfahren bereitzustellen, die die Fahrzeugleistungsfähigkeit ermitteln und das Fahrzeug darauf basierend steuern. Ferner werden andere wünschenswerte Funktionen und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, sowie mit dem vorangehenden technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich offensichtlich.
KURZDARSTELLUNG
Systeme und Verfahren werden zum Steuern eines Fahrzeugs bereitgestellt. In einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren: Empfangen von mindestens Gesundheitszustands- und Leistungsinformationen, die mindestens einem Fahrzeugstellglied zugeordnet sind, durch einen Prozessor; Verarbeiten der Gesundheitszustands- und Leistungsinformation durch den Prozessor, um einen Beschleunigungswert zu ermitteln; und Steuern des Fahrzeugs basierend auf dem Beschleunigungswert.
In einer Ausführungsform beinhaltet ein computerlesbares Medium darauf gespeicherte computerausführbare Anweisungen, die, wenn sie von einem Prozessor einer Steuerung an Bord des Fahrzeugs ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor das Verfahren ausführt.
In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug ein autonomes Fahrzeug. Das autonome Fahrzeug beinhaltet mindestens ein Fahrzeugstellglied und eine Steuerung. Die Steuerung ist durch einen Prozessor konfiguriert, um mindestens eine der Zustands- und Leistungsinformationen zu empfangen, die mindestens dem einen Fahrzeugstellglied zugeordnet sind, durch einen Prozessor; die Zustands- und Leistungsinformation zu verarbeiten, um einen Beschleunigungswert zu ermitteln; und das Fahrzeug basierend auf dem Beschleunigungswert zu steuern.
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 Leistungsfähigkeitssystem 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 ein Datenflussdiagramm, das ein autonomes Fahrsystem darstellet, das das autonome Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen basierend auf der bestimmten Leistungsfähigkeit des autonomen Fahrzeugs steuert;
4A und 4B sind Darstellungen von Fähigkeitsrauten, die gemäß verschiedenen Ausführungsformen ermittelt sind; und
5 ist ein Datenflussdiagramm, das ein Leistungsfähigkeitssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen darstellt; und
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerverfahren für das Steuern des autonomen Fahrzeugs gemäß verschiedenen Ausführungsformen darstellt.

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 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.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein allgemein bei 100 gezeigtes Leistungsfähigkeitssystem einem Fahrzeug 10 gemäß verschiedenen Ausführungsformen zugeordnet. Im Allgemeinen ermittelt das Leistungsfähigkeitssystem 100 die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs und steuert darauf basierend das Fahrzeug 10.
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 Fahrgestell 12 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 14 drehbar gekoppelt.
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 10 ein autonomes Fahrzeug und das Leistungsfähigkeitssystem 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, es sollte jedoch beachtet werden, dass auch jedes andere Fahrzeug, einschließlich Motorräder, Lastwagen, Sportfahrzeuge (SUVs), Freizeitfahrzeuge (RVs), Schiffe, Flugzeuge usw. verwendet werden können. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das autonome Fahrzeug 10 ein sogenanntes Level-Vier oder Level-Fünf Automatisierungssystem. 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.
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.
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.
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.
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 in dem Leistungsfähigkeitssystem 100 verkörpert und ermitteln, wenn sie durch den Prozessor 44 ausgeführt werden, eine Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs 10 und steuern darauf basierend das Fahrzeug 10. So berechnet beispielweise die Steuerung 34 eine physikalische Fähigkeit des Fahrzeugs 10 für das Beschleunigen, Abbremsen und Wenden basierend auf Zuständen der Fahrzeugstellglieder und der Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug gerade fährt. Die Fähigkeit ist dynamisch und wird kontinuierlich aktualisiert, wenn Informationen empfangen und/oder ermittelt werden. Die Steuerung 34 steuert dann das Fahrzeug 10 basierend auf der dynamisch ermittelten Leistungsfähigkeit.
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-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 vom Verwenden des drahtlosen Trägersystems 60 kann ein zweites drahtloses Trägersystem in Form eines Satellitenkommunikationssystems 64 verwendet werden, um unidirektionale oder bidirektionale Kommunikation mit dem autonomen Fahrzeug 10a-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 Fahrzeug 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-10n kommunizieren, um Fahrten zu planen, autonome Fahrzeuge 10a-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.
Bezugnehmend auf 3 und mit fortgesetzter Bezugnahme auf 1 veranschaulicht ein Funktionsblockdiagramm verschiedene Ausführungsformen eines autonomen Antriebssystems (ADS) 70, das in der Steuerung 34 eingebettet sein kann und das Teile des Leistungsfähigkeitssystems 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen beinhalten kann. Das heißt, dass geeignete Soft- und/oder Hardwarekomponenten der Steuerung 34 (z. B. der Prozessor 44 und das computerlesbare Speichermedium 46) verwendet werden, um ein autonomes Antriebssystem 70 bereitzustellen, das in Verbindung mit dem autonomen Fahrzeug 10 verwendet wird.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Anweisungen des autonomen Antriebssystems 70 je nach Funktion oder System gegliedert sein. Das autonome Antriebssystem 70 kann beispielsweise, wie in 3 dargestellt, ein Sensorfusionssystem 74, ein Positioniersystem 76, ein Lenksystem 78 und ein Fahrzeugsteuerungssystem 80 beinhalten. Wie ersichtlich ist, können die Anweisungen in verschiedenen Ausführungsformen in beliebig viele Systeme (z. B. kombiniert, weiter unterteilt, usw.) gegliedert werden, da die Offenbarung nicht auf die vorliegenden Beispiele beschränkt ist.
In verschiedenen Ausführungsformen synthetisiert und verarbeitet das Sensorfusionssystem 74 Sensordaten und prognostiziert Anwesenheit, Lage, Klassifizierung und/oder Verlauf von Objekten und Merkmalen der Umgebung des Fahrzeugs 10. In verschiedenen Ausführungen kann das Sensorfusionssystem 74 Informationen von mehreren Sensoren beinhalten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Kameras, Lidars, Radars und/oder eine beliebige Anzahl anderer Arten von Sensoren.
Das Positionierungssystem 76 verarbeitet Sensordaten zusammen mit anderen Daten, um eine Position (z. B. eine lokale Position in Bezug auf eine Karte, eine exakte Position in Bezug auf die Fahrspur einer Straße, Fahrzeugrichtung, Geschwindigkeit usw.) des Fahrzeugs 10 in Bezug auf die Umgebung zu ermitteln. Das Leitsystem 78 verarbeitet Sensordaten zusammen mit anderen Daten, um eine Strecke zu ermitteln, dem das Fahrzeug 10 folgen soll. Das Fahrzeugsteuerungssystem 80 erzeugt Steuersignale zum Steuern des Fahrzeugs 10 entsprechend der ermittelten Strecke.
In verschiedenen Ausführungsformen implementiert die Steuerung 34 maschinelle Lerntechniken, um die Funktionalität der Steuerung 34 zu unterstützen, wie z. B. Merkmalerkennung/Klassifizierung, Hindernisminderung, Routenüberquerung, Kartierung, Sensorintegration, Boden-Wahrheitsbestimmung und dergleichen
Wie oben kurz erwähnt wurde, stellt das Leistungsfähigkeitssystem 100 von 1 dem ADS 70 bestimmte Leistungsfähigkeiten bereit und das ADS 70 steuert darauf basierend das Fahrzeug 10. So ermittelt beispielsweise das Leitsystem 78 einen Weg basierend auf der Leistungsfähigkeit und/oder das Fahrzeugsteuersystem 80 erzeugt Steuersignale basierend auf den Leistungsfähigkeiten.
In verschiedenen Ausführungsformen nutzt das ADS 70 die Leistungsfähigkeiten basierend auf einem aktuellen Fahrszenario. So können beispielsweise während des normalen Fahrens und wenn potentiell widrige Fahrbedingungen existieren, die Leistungsfähigkeiten verwendet werden, um einen Weg und eine Geschwindigkeit zu planen, die begrenzt oder konservativer oder vorsichtiger sein sollen. In einem anderen Beispiel können während einer Notfahrt die Leistungsfähigkeiten dazu verwendet werden, einen Weg und eine Geschwindigkeit für das Überschreiten von Begrenzungen zu planen, sodass eine Reaktionszeit schneller ist und somit die Verwendung der momentanen Quer- und Längsbeschleunigung des Fahrzeugs optimiert wird.
Wie in 4 veranschaulicht, werden dem ADS 70 in verschiedenen Ausführungsformen die Leistungsfähigkeiten in Form einer oder mehrerer Fähigkeitsrauten bereitgestellt. So zeigt beispielsweise eine Fähigkeitsraute 82 eine geschätzte Beschleunigungsfähigkeit des Fahrzeugs 10 in einer Vorwärtsrichtung 84, einer Rückwärtsrichtung 86, einer Linksrichtung 88 und einer Rechtsrichtung 90 des Fahrzeugs 10 an. Die Beschleunigungswerte (a_x, a_y) der Fähigkeitsraute 82 werden basierend auf Echtzeitbedingungen dynamisch aktualisiert. In verschiedenen Ausführungsformen zeigt eine Fähigkeitsraute 82a minimale Fähigkeiten an, während eine Fähigkeitsraute 82b maximale Fähigkeiten anzeigt. Es versteht sich, dass in verschiedenen Ausführungsformen eine beliebige Anzahl an Fähigkeitsrauten 82 bereitgestellt werden kann.
Bezug nehmend auf 5 beinhaltet das Leistungsfähigkeitssystem 100 ein Leistungsfähigkeitsbestimmungsmodul 92. Das Leistungsfähigkeitsbestimmungsmodul 92 beinhaltet ein oder mehrere Untermodule. Wie zu erkennen ist, können die gezeigten Untermodule in verschiedenen Ausführungsformen kombiniert und/oder weiter unterteilt werden. Wie gezeigt, beinhaltet das Leistungsfähigkeitsbestimmungsmodul 92 ein Stellgliedwertumwandlungsmodul 94, ein nicht oberflächenbasiertes Begrenzungsmodul 96 und ein oberflächenbasiertes Begrenzungsmodul 98 sowie ein Fähigkeitsrautenkonstruktionsmodul 99.
Das Stellgliedwertumwandlungsmodul 94 empfängt als Eingabe Stellglieddaten 102 von den Fahrzeugbewegungs-Steuerstellgliedern des Stellgliedsystems 30, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Stellgliedern des Bremssystems, des Lenksystems und des Antriebssystems. In verschiedenen Ausführungsformen zeigen die Stellglieddaten 102 einen Gesundheitszustand und/oder eine Leistung für die jeweiligen Steuerstellglieder an. Zum Beispiel beinhalten die Stellglieddaten 102 eine maximal mögliche Autorität und eine maximale Änderungsrate der Autorität, die dem aktuellen Betriebszustand für jedes der Steuerstellglieder gegeben wird.
Das Stellgliedwertumwandlungsmodul 94 wandelt die Gesundheitszustands- und/oder Leistungswerte in Einheiten um, die von dem ADS 70 verwendet werden können. So wandelt beispielsweise das Stellgliedwertumwandlungsmodul 94 die maximale Autorität und die maximale Änderungsrate für die Bremssystemstellglieder in Längsbeschleunigungsfähigkeitswerte um (z. B. in der Vorwärtsrichtung und der Rückwärtsrichtung). In einem anderen Beispiel wandelt das Stellgliedwertumwandlungsmodul 94 die maximale Autorität und die maximale Änderungsrate des von dem Antriebssystem erzeugten Drehmoments in Längsbeschleunigungsfähigkeitswerte 106 um (z. B. in der Vorwärtsrichtung und der Rückwärtsrichtung).
Zum Beispiel kann die Längsbeschleunigung basierend auf den folgenden Beziehungen ermittelt werden: $Fahrzeuglängsbeschleunigung = \frac{Stellglied - generierte Kraft}{Geschätzte Fahrzeugmasse} = \frac{\frac{Stellglied-Drehmoment}{Effektiver Reifenradiuss}}{Geschätzte Fahrzeugmasse}$
$Fahrzeuglängsruck = \frac{\frac{Kraftänderung}{Dauer der Einheit}}{Geschätzte Fahrzeugmasse} = \frac{\frac{Stellglied - Drehmomentänderung}{Effektiver Reifenradius * Dauer der Eiheit}}{Geschätzte Fahrzeugmasse}$
In noch einem anderen Beispiel wandelt das Stellgliedwertumwandlungsmodul 94 die maximale Autorität und die maximale Änderungsrate des Lenkradwinkels in Querbeschleunigungswerte 104 um (z. B. in der linken Richtung und der rechten Richtung).
Zum Beispiel kann die Querbeschleunigung basierend auf den folgenden Beziehungen ermittelt werden: $\begin{matrix} Fahrzeug-Querbeschleunigung = \frac{{Fahrzeuggeschwindigkeit}^{2}}{Streckenradius} = \\ \frac{{Fahrzeuggeschwindigkeit}^{2} * Mittlerer Lenkwinkel}{Fahrzeugradstand} \end{matrix}$
$Fahrzeugquerruck = \frac{{Fahrzeuggeschwindigkeit}^{2} * \frac{Mittlere Lenkwinkeländerung}{Dauer der Einheit}}{Fahrzeugradstand}$
Wie ersichtlich, basieren die bereitgestellten Beziehungen auf einem einfachen Fahrzeugmodell. In verschiedenen Ausführungsformen können Beziehungen mit mehr Komplexität in dem Fahrzeugmodell verwendet werden. Wie weiter zu erkennen ist, beschreiben die bereitgestellten Beziehungen, wie Antriebs- und Bremsmoment in Längsbeschleunigung und Lenkwinkel in Querbeschleunigung umgewandelt werden. In verschiedenen Ausführungsformen können andere Stellglieder (aktive Aerodynamik, elektronische Sperrdifferentiale, aktive Aufhängung usw.) die Beschleunigungsleistung beeinflussen und ähnliche Beziehungen aufweisen.
Wenn mehrere Längsbeschleunigungsfähigkeitswerte 106 oder mehrere Querbeschleunigungsfähigkeitswerte 104 für eine gegebene Richtung ermittelt werden, kann ein endgültiger Längsbeschleunigungswert oder ein endgültiger Querbeschleunigungswert durch das Stellgliedwertumwandlungsmodul 94 basierend auf einem niedrigsten Wert oder einem vergleichenden Verfahren ermittelt werden.
Das nicht oberflächenbasiertes Begrenzungsmodul 96 empfängt als Eingabe die Querbeschleunigungswerte 104, die Längsbeschleunigungswerte 106 und andere Fahrzeugdaten 108. Die anderen Fahrzeugdaten 108 können Reifendruckdaten, aktive Aufhängungsdaten, aerodynamische Steuerdaten, elektronische Stabilitätskontrolldaten und/oder andere Daten beinhalten, die mit Merkmalen verbunden sind, die die Fähigkeit für das Durchführen von Manövern des Fahrzeugs 10 beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt.
Das nicht oberflächenbasierte Begrenzungsmodul 96 wendet Grenzen für die Querbeschleunigungswerte 104 und die Längsbeschleunigungswerte 106 an. Zum Beispiel ermittelt das nicht oberflächenbasierte Begrenzungsmodul 96 eine Längsbeschleunigungsgrenze basierend auf einem Wert der Fahrzeugdaten 108, wie etwa einem Reifendruckwert. Die Längsbeschleunigungsgrenze wird mit den Längsbeschleunigungswerten 106 verglichen; und wenn die Längsbeschleunigungswerte 106 die Grenze überschreiten, werden begrenzte Längsbeschleunigungswerte 112 auf die Längsbeschleunigungsgrenze eingestellt. Wenn jedoch die Längsbeschleunigungswerte 106 kleiner oder gleich der Grenze sind, werden die begrenzten Längsbeschleunigungswerte 112 auf die Längsbeschleunigungswerte 106 eingestellt.
In ähnlicher Weise ermittelt das nicht oberflächenbasierte Begrenzungsmodul 96 eine Querbeschleunigungsgrenze basierend auf einem Wert der Fahrzeugdaten 108, wie z. B. niedrigem oder keinem Reifendruck. Die Querbeschleunigungsgrenze wird mit den Querbeschleunigungswerten 104 verglichen; und wenn die Querbeschleunigungswerte 104 die Grenze überschreiten, werden begrenzte Querbeschleunigungswerte 110 auf die Querbeschleunigungsgrenze eingestellt. Wenn jedoch die Querbeschleunigungswerte 104 kleiner oder gleich der Grenze sind, werden die begrenzten Querbeschleunigungswerte 110 auf die Querbeschleunigungswerte 104 eingestellt.
Das oberflächenbasierte Begrenzungsmodul 98 empfängt als Eingabe Oberflächen-mu-Informationen 114, die begrenzten Längsbeschleunigungswerte 112 und die begrenzten Querbeschleunigungswerte 110. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Oberflächen-mu-Information 114 ein geschätztes Oberflächen-mu. Das geschätzte Oberflächen-mu umfasst Schätzungen von Regen und Außenlufttemperatur von Quellen, wie Daten aus der Cloud (z. B. Straßenwetterinformationssystem, Wetterberichte, Reibungsschätzungen von anderen Fahrzeugen usw.), Vision und Lidar. Das geschätzte Oberflächen-mu umfasst auch physikalische Messungen von Fahrzeuginstabilitätsereignissen und aktiven Tests (z. B. Verwenden der Bremse oder des Antriebsstrangs, um unter bestimmten Bedingungen für die Prüfung auf Radschlupf ein Drehmoment aufzubringen).
In verschiedenen anderen Ausführungsformen beinhaltet die Oberflächen-Mu-Information 114 ein minimales Oberfläche-mu und ein maximales Oberflächen-mu. Das minimale Oberflächen-mu kann unter Verwendung von Sensoren geschätzt werden, die voraussagend sind und Schätzungen mit verschiedenen Konfidenzniveaus liefern (z. B. Wetterberichte, Kameras, Lufttemperatur usw.). Zum Beispiel können Regen und Lufttemperatur in eine Nachschlagetabelle eingegeben werden, um Straßenoberflächen-mu basierend auf den beobachteten Bedingungen abzuschätzen. Zusätzlich oder alternativ können Vision- oder Lidar-Systeme verwendet werden, um nach bestimmten Mustern zu suchen, die Wasser, Schnee oder Eis beschreiben. Das maximale Oberflächen-mu kann unter Verwendung direkterer Messungen der Fahrzeug-/Raddynamik geschätzt werden und nimmt im Allgemeinen ein hohes Oberflächen-mu an, bis eine Instabilität in dem Fahrzeug/den Rädern vorliegt, die anzeigt, dass die Oberflächengrenze überschritten wurde. Generell kann die Oberfläche gemessen werden, wenn eine Fahrzeug- oder Radinstabilität vorliegt. Diese Ereignisse werden durch Antiblockiersystem, Traktionssystem oder ESC-Aktivierung signalisiert. Wenn beispielsweise ein Steuersystem aktiv ist, kann die Oberflächenreibung durch Beobachten der Quer- und Längsbeschleunigung geschätzt werden.
Das oberflächenbasierte Begrenzungsmodul 98 wendet die Oberflächen-mu-Information 114 auf die begrenzten Längsbeschleunigungswerte 112 und die begrenzten Querbeschleunigungswerte 110 an, um die endgültigen Querbeschleunigungswerte 116 bzw. die endgültigen Längsbeschleunigungswerte 118 zu ermitteln. Wenn beispielsweise die Oberflächen-mu-Information nur die Oberflächen-mu-Schätzung beinhaltet, stimmt die Oberflächen-mu-Schätzung grob mit der Fahrzeugbeschleunigung überein. So impliziert beispielsweise ein Oberflächen-mu von 0,2, dass ein Fahrzeug ungefähr eine laterale oder longitudinale Beschleunigung von 0,2 aufweisen kann. Wenn die Oberfläche ein hohes mu ist (trockener Asphalt, Beton), ist das mu 1,0 und die Oberfläche kann eine Beschleunigung von bis zu 1,0 unterstützen. Auf diese Weise nimmt das oberflächenbasierte Begrenzungsmodul 98 die minimal begrenzten lateralen/longitudinalen Beschleunigungen und die Oberflächenschätzung vor. Wenn das Oberflächen-mu 0,3 ist und die Längs-/Querbeschleunigungsgrenzen von den Stellgliedern 0,5/1,0 sind, dann sind die endgültigen Längs-/Querbeschleunigungen 0,3.
In einem anderen Beispiel, wenn die Oberflächen-mu-Information das minimale Oberflächen-mu und das maximale Oberflächen-mu beinhaltet, werden zwei Sätze von endgültigen Querbeschleunigungswerten 116 und endgültigen Längsbeschleunigungswerten 118, ein Minimum-Satz der das minimale Oberflächen-mu anwendet und ein Satz der das maximale Oberflächen-mu anwendet.
Das Fähigkeitsrautenkonstruktionsmodul 99 empfängt die endgültigen Querbeschleunigungswerte 116 und die endgültigen Längsbeschleunigungswerte 118 und konstruiert die Fähigkeitsraute 82 oder Rauten, wie in Bezug auf die FIG, 4A oder 4B diskutiert wurde.
Wenn in verschiedenen Ausführungsformen das oberflächenbasierte Begrenzungsmodul zwei Sätze von endgültigen Querbeschleunigungswerten 116 und endgültigen Längsbeschleunigungswerten 118 bereitstellt, werden zwei Fähigkeitsrauten 82 konstruiert. Zum Beispiel konstruiert das oberflächenbasierte Begrenzungsanwendungsmodul eine proaktive Fähigkeitsraute und eine reaktive Fähigkeitsraute. Die proaktive Fähigkeitsraute wird basierend auf den endgültigen minimalen Längs- und Querbeschleunigungswerten ermittelt, die auf der minimalen Oberflächen-mu-Eingabe basieren; und die reaktive Raute wird basierend auf den endgültigen maximalen Längs- und Querbeschleunigungswerten ermittelt, die auf der maximalen Oberflächen-mu-Eingabe basieren.
Mit jetziger Bezugnahme auf 6 und fortgesetzter Bezugnahme auf 1-5, veranschaulicht ein Ablaufdiagramm ein Verfahren 400, das von dem Leistungsfähigkeitssystem 100 und/oder dem ADS 70 gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden kann. Wie aus der Offenbarung ersichtlich, ist die Abfolge der Vorgänge innerhalb des Verfahrens nicht auf die in 6 dargestellte sequenzielle Abarbeitung beschränkt, sondern kann, soweit zutreffend, in einer oder mehreren unterschiedlichen Reihenfolgen gemäß der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 400 basierend auf einem oder mehreren vordefinierten Ereignissen zur Ausführung geplant werden und/oder kontinuierlich während des Betriebs des autonomen Fahrzeugs 10 ausgeführt werden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren bei 405 beginnen. Der Gesundheitszustand und die Leistungsdaten werden für jeden oder einen oder mehrere der Fahrzeugstellglieder bei 410 empfangen. Der Gesundheitszustand und die Leistungsdaten werden bei 420 in Längs- und/oder Querleistungsfähigkeitswerte umgewandelt. Andere Fahrzeugdaten werden bei 430 empfangen. Bei 440 werden die Werte für die Längs- und/oder Querleistungsfähigkeitswerte begrenzt. Das Oberflächen-mu wird bei 450 geschätzt. Die begrenzten Längs- und Querleistungsfähigkeitswerte sind bei 460 weiterhin durch das geschätzte Oberflächen-mu begrenzt.
Danach wird/werden die Fähigkeitsraute(n) basierend auf den begrenzten Längs- und Querleistungsfähigkeitswerten bei 470 konstruiert. Die Fähigkeitsraute wird bei 480 bewertet, wenn ein Weg des Fahrzeugs ermittelt wird und/oder das Fahrzeug gesteuert wird. Danach kann das Verfahren bei 490 enden.
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

Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, umfassend: das Empfangen, von einem Prozessor, von mindestens einer Gesundheitszustands- und Leistungsinformation, die mit mindestens einem Fahrzeugstellglied assoziiert ist; das Verarbeiten der Gesundheitszustands- und Leistungsinformation durch den Prozessor, um einen Beschleunigungswert zu ermitteln; und das Steuern des Fahrzeugs basierend auf dem Beschleunigungswert.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: das Empfangen von Fahrzeugdaten; und das Begrenzen des Beschleunigungswerts basierend auf den Fahrzeugdaten.
Verfahren nach Anspruch 2, worin die Fahrzeugdaten mindestens einen von Reifendruckdaten, aktiven Aufhängungsdaten, aerodynamischen Steuerdaten und elektronischen Stabilitätskontrolldaten beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: das Schätzen eines Oberflächen-mu-Werts; und das Anwenden des Oberflächen-mu-Werts auf den Beschleunigungswert, um einen endgültigen Beschleunigungswert zu erhalten, und worin das Steuern auf dem endgültigen Beschleunigungswert basiert.
Verfahren nach Anspruch 4, worin das Schätzen eines Oberflächen-mu-Werts das Schätzen eines minimalen Oberflächen-mu-Werts basierend auf Vorhersagesensoren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, worin das Schätzen eines Oberflächen-mu-Werts das Schätzen eines maximalen Oberflächen-mu-Werts basierend auf direkten Messsensoren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Verarbeiten das Verarbeiten der Gesundheitszustands- und Leistungsinformation umfasst, um mindestens zwei Querbeschleunigungswerte und mindestens zwei Längsbeschleunigungswerte zu ermitteln, und worin das Steuern des Fahrzeugs auf den mindestens zwei Querbeschleunigungswerten und den mindestens zwei Längsbeschleunigungswerten basiert.
Verfahren nach Anspruch 7, worin ein erster Querbeschleunigungswert der mindestens zwei Querbeschleunigungswerte einer linken Richtung des Fahrzeugs zugeordnet ist und worin ein zweiter Querbeschleunigungswert der mindestens zwei Querbeschleunigungswerte einer rechten Richtung des Fahrzeugs zugeordnet ist, worin ein erster Längsbeschleunigungswert der mindestens zwei Längsbeschleunigungswerte einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs zugeordnet ist, und wobei ein zweiter Längsbeschleunigungswert der mindestens zwei Längsbeschleunigungswerte einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Konstruieren einer Fähigkeitsraute basierend auf den mindestens zwei Querbeschleunigungswerten und den mindestens zwei Längsbeschleunigungswerten, und worin das Steuern des Fahrzeugs auf der Fähigkeitsraute basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die mindestens eine Gesundheitszustands- und Leistungsinformation eine maximale mögliche Autorität und eine maximale Änderungsrate der Autorität umfasst, die einem aktuellen Betriebsstatus des Fahrzeugstellglieds gegeben wird.