DE102018110153A1

DE102018110153A1 - Systeme und verfahren zur hindernisvermeidung und wegplanung in autonomen fahrzeugen

Info

Publication number: DE102018110153A1
Application number: DE102018110153.8A
Authority: DE
Inventors: Constandi J. Shami
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-04-26
Publication date: 2018-10-31
Also published as: CN108803594A; US20180314259A1; US10317907B2

Abstract

Systeme und Verfahren werden zum Steuern eines Fahrzeugs bereitgestellt. Ein Wegplanungsverfahren für ein Fahrzeug beinhaltet das Festlegen eines ersten Wegs für ein erstes Fahrzeug, um dann am ersten Fahrzeug Sensordaten zu empfangen, die mit einem Verhalten eines oder mehrerer Leitfahrzeuge in der Nähe des ersten Fahrzeugs verbunden sind. Das Verfahren beinhaltet ferner das Festlegen eines modifizierten Wegs, der basierend auf den Sensordaten vom ersten Weg abweicht, und das Klassifizieren eines Hindernisses mit einem Prozessor, das vom ersten Fahrzeug während der Fahrt auf dem modifizierten Weg überwacht wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeuge, wie beispielsweise autonome Fahrzeuge, und insbesondere auf Systeme und Verfahren für die Wegplanung bei Vorhandensein von Fahrbahnhindernissen.
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. Dies geschieht durch den Einsatz von Sensoren, wie beispielsweise Radar, Lidar, Bildsensoren und dergleichen. Autonome Fahrzeuge nutzen weiterhin Informationen von globalen Positioniersystemen (GPS), Navigationssystemen, Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationen, Fahrzeug-Infrastruktur-Technologien und/oder drahtgesteuerten Systemen, um das Fahrzeug zu navigieren.
Während in den letzten Jahren signifikante Fortschritte bei autonomen Fahrzeugen erzielt wurden, könnten diese Fahrzeuge in einer Reihe von Aspekten noch verbessert werden. So ist es zum Beispiel nicht unüblich, dass ein Fahrzeug auf seinem geplanten Weg auf ein unerwartetes Hindernis stößt. Das heißt, dass bestimmte Arten von verbauten Hindernissen, wie beispielsweise Geschwindigkeitsschwellen, Schlaglöcher und dergleichen, sowie vorübergehende Hindernisse, wie angehaltene Autos, Reifenreste, Kleintiere usw., bei der Wegplanung nicht ausreichend berücksichtigt werden können, insbesondere bei autonomen Fahrzeugen.
Daher ist es wünschenswert, Systeme und Verfahren zur Umsetzung von Objektvermeidung und Wegplanung in autonomen Fahrzeugen bereitzustellen. 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 autonomen Fahrzeugs bereitgestellt. In einer Ausführungsform beinhaltet ein Wegplanungsverfahren für ein Fahrzeug das Festlegen eines ersten Weges für ein erstes Fahrzeug, um dann am ersten Fahrzeug Sensordaten zu empfangen, die mit einem Verhalten eines oder mehrerer Leitfahrzeuge in der Nähe des ersten Fahrzeugs verbunden sind. Das Verfahren beinhaltet ferner das Festlegen eines modifizierten Wegs, der basierend auf den Sensordaten vom ersten Weg abweicht, und das Klassifizieren eines Hindernisses mit einem Prozessor, das vom ersten Fahrzeug während der Fahrt auf dem modifizierten Weg überwacht wird.
In einer Ausführungsform beinhaltet ein autonomes Fahrzeug einen oder mehrere Sensoren, die dazu konfiguriert sind, Sensordaten zu erzeugen, die einem oder mehreren Leitfahrzeugen in der Nähe des autonomen Fahrzeugs zugeordnet sind, und ein Überwachungsmodul für Leitfahrzeuge, das dazu konfiguriert ist, die Sensordaten zu empfangen und einen modifizierten Weg festzulegen, der von einem ursprünglich festgelegten Weg basierend auf dem Verhalten der Leitfahrzeuge abweicht. Das autonome Fahrzeug beinhaltet ferner ein Hindernis-Klassifizierungsmodul, einschließlich einem Prozessor, der dazu konfiguriert ist, ein Hindernis zu klassifizieren, das vom autonomen Fahrzeug während der Fahrt auf dem geänderten Weg überwacht wird.
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 Steuersystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Transportsystem mit einem oder mehreren autonomen Fahrzeugen aus 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht;
3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein autonomes Antriebssystem (ADS) in Verbindung mit einem autonomen Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht;
4 ist eine konzeptionelle Draufsicht auf eine exemplarische Fahrbahn mit zugehörigen Fahrzeugen zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen;
5 ist ein Datenflussdiagramm, das ein System für ein autonomes Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht; und
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerverfahren zum Steuern des autonomen Fahrzeugs gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht.

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 detaillierten 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, Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in allen Kombinationen, unter anderem beinhaltend, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppenprozessor) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, welche 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 können konventionelle Techniken in Verbindung mit der Signalverarbeitung, Datenübertragung, Signalgebung, Steuerung, maschinellen Lernen, Bildanalyse und weiteren funktionalen Aspekten der Systeme (und den einzelnen Bedienkomponenten der Systeme) hierin nicht im Detail beschrieben werden. 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 wird ein im Allgemeinen als 100 dargestelltes Hindernisvermeidungs-/Wegplanungssystem (oder einfach „Hindernisvermeidungssystem“) einem Fahrzeug 10 gemäß verschiedenen Ausführungsformen zugeordnet. Im Allgemeinen ist das Hindernisvermeidungssystem 100 in der Lage, das Verhalten eines oder mehrerer Fahrzeuge in der Nähe des Fahrzeugs 10 zu überwachen (z. B. das Führen von Fahrzeugen auf derselben Fahrspur, die scheinbar um ein noch nicht gesehenes Hindernis herumfahren) und seinen festgelegten Weg basierend auf diesem Verhalten und der Art des Hindernisses zu ändern. Lokale und Cloud-basierte Kartendaten können anschließend aktualisiert werden, um das Vorhandensein des Hindernisses zu dokumentieren.
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 Fahrmodus-Auswahlsystem 100 ist in das autonome Fahrzeug 10 (nachfolgend als das autonome 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 entspricht das autonome Fahrzeug 10 einem Automatisierungssystem des Levels vier oder Levels fünf gemäß der Standardtaxonomie automatisierter Fahrlevels der Society of Automotive Engineers (SAE) „J3016“. Mit dieser Terminologie bezeichnet ein Level-Vier-System eine „hohe Automatisierung“ unter Bezugnahme auf einen Fahrmodus, bei dem das automatisierte Fahrsystem alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe übernimmt, selbst wenn ein menschlicher Fahrer nicht angemessen auf eine Aufforderung zum Eingreifen reagiert. Ein Level-Fünf-System hingegen zeigt eine „Vollautomatisierung“ und bezeichnet einen Fahrmodus, bei dem das automatisierte Fahrsystem alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe unter allen Fahrbahn- und Umweltbedingungen erfüllt, die ein menschlicher Fahrer bewältigen kann. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Thematik nicht auf eine bestimmte Taxonomie oder Rubrik der Automatisierungskategorien beschränkt sind. Obwohl Fahrzeug 10 im Allgemeinen als „autonomes Fahrzeug“ bezeichnet wird, wird dieser Begriff ohne Verzicht auf die allgemeine Gültigkeit verwendet, da der vorliegende Gegenstand auf jedes Fahrzeug oder jede bewegliche Plattform angewendet werden kann, die eine Wegplanung einsetzt und die einen festgelegten Weg basierend auf Hindernissen in ihrem Weg ändern muss.
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 auf die Fahrzeugräder 16 und 18 gemäß den wählbaren Übersetzungsverhältnissen 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 und 18 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 eine Position der Fahrzeugräder 16 und/oder 18. Während in einigen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zur Veranschaulichung als ein Lenkrad 25 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 Abtastvorrichtungen 40a-40n können Radargeräte, Lidare, globale Positionierungssysteme, optische Kameras, Wärmebildkameras, Ultraschallsensoren und/oder andere Sensoren beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. In einigen Ausführungsformen beinhalten die Abtastvorrichtungen 40a-40n einen oder mehrere Sensoren, die in der Lage sind, die Insassen des Fahrzeugs zu überwachen und ihre jeweiligen Zustände zu klassifizieren (z. B. mittels eines trainierten neuronalen Netzwerks oder eines anderen in der Technik bekannten Klassifizierungsmodells).
Das Stellgliedsystem 30 beinhaltet ein oder mehrere Stellgliedvorrichtungen 42a-42n, die ein oder mehrere Fahrzeugeigenschaften, wie zum Beispiel das Antriebssystem 20, das Übertragungssystem 22, das Lenksystem 24 und das Bremssystem 26, steuern, sind aber nicht darauf beschränkt. In verschiedenen Ausführungsformen kann das autonome Fahrzeug 10 auch Fahrzeug-Innen- und/oder Außenausstattungen beinhalten, die nicht in 1 dargestellt sind, wie beispielsweise verschiedene Türen, Kofferraum- und Kabinenausstattungen, wie Luft, Musik, Beleuchtung, Touchscreen-Display-Komponenten (wie sie in Verbindung mit Navigationssystemen verwendet werden) und dergleichen.
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. Routeninformationen können auch in der Datenspeichervorrichtung 32 gespeichert werden - d. h. in einer Reihe von Straßenabschnitten (die geografisch mit einer oder mehreren der definierten Karten verknüpft sind), die zusammen eine Route definieren, die der Benutzer von einem Startort (z. B. dem aktuellen Standort des Benutzers) zu einem Zielort zurücklegen kann. Wie ersichtlich ist, 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) 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 nichtflüchtiger 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, die an das Stellgliedsystem 30 übertragen werden, 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 einer Ausführungsform, wie im Folgenden detailliert behandelt, ist die Steuerung 34 konfiguriert, um es einem Insassen zu ermöglichen, einen Fahrmodus basierend auf Insassenpräferenzen, Fahrzeugzustand und Insassenzustand auszuwählen.
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 Transportsysteme und/oder Benutzervorrichtungen (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 (oder einfach „entferntes 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 (die ganz oder teilweise den in 1 dargestellten Einheiten 48 entsprechen können) 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 die Benutzervorrichtung 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; eine Komponente 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, nicht dargestellt), 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, einem System der künstlichen Intelligenz oder einer Kombination davon 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 Teilnehmerauthentisierungsdaten, Fahrzeugkennzeichen, Profilaufzeichnungen, biometrische Daten, 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 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.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen realisiert die Steuerung 34 ein autonomes Antriebssystem (ADS) 70, wie in 3 dargestellt. 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 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, Lidare, 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 vorstehend kurz erwähnt, ist das Hindernisvermeidungssystem 100 von 1 so konfiguriert, dass es das Verhalten eines oder mehrerer Leitfahrzeuge (d. h. Fahrzeuge vor dem Fahrzeug 10 in der gleichen Fahrspur) beobachtet und basierend auf dieser Beobachtung eine geänderte Fahrspur festlegt und dann das Hindernis für die weitere Verarbeitung und Wegplanung klassifiziert.
Um den Betrieb von Systemen und Verfahren gemäß den verschiedenen Ausführungsformen zu veranschaulichen, wird in 4 eine exemplarische Fahrbahn 420 mit einer Mittellinie 451 und zwei Hindernissen veranschaulicht, welche die Wegplanung für die Fahrbahn 420 beeinflussen können - d. h. die Hindernisse 471 und 472. Entlang der Fahrspur 421 der Fahrbahn 420 fahren ein Fahrzeug 400 (z. B. das autonome Fahrzeug 10) sowie vier weitere Fahrzeuge 401, 402, 403 und 404, die autonome Fahrzeuge sein können oder nicht. Wie hierin verwendet, kann das Fahrzeug 400 als „erstes Fahrzeug“ bezeichnet werden, während die Fahrzeuge 401-404 als „Leitfahrzeuge“ bezeichnet werden können, da sie sich vor dem Fahrzeug 400 im Allgemeinen in die gleiche Fahrtrichtung auf der gleichen Fahrspur 421 bewegen.
Wie ersichtlich ist, weicht der von den Fahrzeugen 401-404 nominell eingeschlagene Weg 452 aufgrund der Hindernisse 471 und 472 vom festgelegten, ersten Weg 453 ab. Das heißt, die Fahrzeuge 401-404 steuern leicht nach rechts (in Bezug auf das Fahrzeug 400), um das Hindernis 471 (das im Wesentlichen auf der Mittellinie 451 liegt) zu vermeiden, und stärker nach links, um das Hindernis 472 zu vermeiden. Es wird offensichtlich, dass der ideale Weg 453, ohne die Hindernisse 471 und 472, in der Regel ein Weg in der Mitte der Fahrspur ist, wie veranschaulicht. Um jedoch die Hindernisse 471 und 472 zu umgehen, sind die Fahrzeuge 401-404 vom idealen Weg abgewichen und haben stattdessen den sogenannten „modifizierten“ Weg 452 befahren. Systeme und Verfahren gemäß dem vorliegenden Gegenstand befassen sich mit der Art und Weise, wie das Fahrzeug 10 diese Wegabweichung angehen könnte.
Unter Bezugnahme auf 5 in Verbindung mit den 1-4, beinhaltet ein exemplarisches Hindernisvermeidungssystem 500 im Allgemeinen ein Leitfahrzeug-Überwachungsmodul 520, das dazu konfiguriert ist, den Sensoreingang 502 (z. B. das empfangene Sensorsystem 28 aus 1) in Verbindung mit Fahrzeugen in der Nähe des Fahrzeugs 10 zu empfangen - d. h. Fahrzeuge vor dem Fahrzeug 10, die im Wesentlichen auf der gleichen Spur fahren, wie in 4 dargestellt. Der Sensoreingang 502 kann zum Beispiel Lidar und/oder optische Daten über die Position und die Wege der Fahrzeuge 401-404 beinhalten. Der gegebene Eingang 502, das Modul 520 ist konfiguriert, um einen modifizierten Weg 503 basierend auf dem überwachten Fahrzeugverhalten zu erstellen (d. h. einen Weg, der den Leitfahrzeugen 401-404 zu folgen versucht). Das System 500 beinhaltet weiterhin ein Hindernisklassifizierungsmodul 530, das dazu konfiguriert ist, ein Hindernis zu klassifizieren (z. B. in eine von mehreren geeigneten Kategorien), das tatsächlich wahrgenommen oder anderweitig erfasst wird, wenn sich das Fahrzeug 10 auf dem modifizierten Weg bewegt. Das Modul 530 gibt dann eine Ausgabe 504 aus, die Informationen über das überwachte und/oder erfasste Hindernis beinhaltet, wie beispielsweise die Position der Hindernisse, die Klassifizierung der Objekte und dergleichen.
Die Module 520 und 530 können vielfältig eingesetzt werden, einschließlich als maschinelle Lernmodelle, die durch überwachtes oder unbeaufsichtigtes Lernen trainiert wurden. So können beispielsweise die Module 520 und 530 als faltendes neuronales Netzwerk oder ein anderes Modell implementiert werden, das die Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Richtung und andere Attribute des Leitfahrzeugs 401-404 bestimmen kann.
Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass verschiedene Ausführungsformen des Systems 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung eine beliebige Anzahl an in die Steuerung 34 integrierten Untermodulen beinhalten können. Wie zu sehen ist, können die in 5 dargestellten Submodule zu ähnlich ausgewählten Fahrmodi kombiniert und/oder weiter unterteilt werden (oder Modus, je nachdem, ob mehrere Sportfahrmodi vorgesehen sind). Eingaben in das System 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 von 1 ermittelt/modelliert werden.
Unter jetziger Bezugnahme auf 6 und fortgesetzter Bezugnahme auf die 1-5, veranschaulicht ein Flussdiagramm ein Steuerverfahren 600, das von dem System 100 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 Reihenfolge(n) gemäß der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 600 basierend auf einem oder mehreren vordefinierten Ereignissen zur Ausführung geplant werden und/oder kontinuierlich während des Betriebs des autonomen Fahrzeugs 10 ausgeführt werden.
Bei 601 wird zunächst angenommen, dass ein Weg (z. B. ein „erster Weg“) für das Fahrzeug 400 durch ein entsprechendes Wegeplanungsmodul (z. B. wie in Verbindung mit 3 beschrieben) festgelegt wurde. Dieser festgelegte Weg könnte dem in 4 dargestellten idealen, zentralen Weg 453 entsprechen.
Anschließend überwacht das Fahrzeug 400 bei 602 das Verhalten eines oder mehrerer Leitfahrzeuge 401-404. Das heißt, das Fahrzeug 400 ist in der Lage, die Wege eines oder mehrerer Fahrzeuge 401-404 zu verfolgen und zu speichern (z. B. über das Sensorsystem 28 in Verbindung mit der Steuerung 34). Obwohl 4 vier Fahrzeuge 401-404 veranschaulicht, die durch das Fahrzeug 400 überwacht werden können, ist der Umfang der Ausführungsformen nicht derart eingeschränkt. Das Fahrzeug 400 kann den Weg eines einzelnen Fahrzeugs oder den Weg einer beliebigen Anzahl an Fahrzeugen verfolgen, um einen überarbeiteten Weg 452 zu bestimmen.
Beachten Sie, dass, wie in 4 veranschaulicht, das Fahrzeug 400 möglicherweise nicht in der Lage ist, das Vorhandensein des Hindernisses 472 auf dem idealen Weg direkt zu überwachen, da es von den Fahrzeugen 401 und 402 blockiert werden kann und/oder nicht sichtbar ist, bis es direkt auf das Fahrzeug 400 trifft. Dennoch kann das Fahrzeug 400 durch das Betrachten des Verhaltens der Fahrzeuge 401-404 auf das Vorhandensein des Hindernisses 472 schließen. Einem oder mehreren Leitfahrzeugen auf diese Weise zu folgen, wird mitunter auch als „Breadcrumbing (Pfadnavigation)“ bezeichnet. Dieses Breadcrumbing kann sowohl für flüchtige Objekte (z. B. 471) als auch für eingelagerte Hindernisse (z. B. 472) verwendet werden. In einigen Ausführungsformen (zum Beispiel bei Schlaglöchern und anderen Fahrbahnunebenheiten) kann das Fahrzeug 400 das Hindernis 472 nicht direkt über optische, Lidar- oder andere Sensoren wahrnehmen und wird stattdessen das Vorhandensein eines solchen Hindernisses von Beschleunigungssensoren und andere Sensoreinrichtungen innerhalb des Sensorsystems 28 ableiten.
Anschließend bestimmt das Fahrzeug 400 (über das Modul 520) bei 603 eine Abweichung vom ersten Weg 445 und legt dann bei 504 einen modifizierten Weg 452 fest, der auf dem überwachten Verhalten basiert. Zu diesem Zeitpunkt wird das Fahrzeug 400 (und das Modul 530) dahingehend konfiguriert, dass ein Hindernis auf dem geänderten Weg 452 auftreten kann.
Wenn demnach ein Hindernis 471 oder 472 auftritt, überwacht und klassifiziert das Fahrzeug 400 dieses Hindernis. Es können verschiedene Klassifizierungsschemata verwendet werden. In einer Ausführungsform werden Hindernisse beispielsweise durch das Modul 530 als „flüchtig“ oder „eingelagert“ klassifiziert. Es ist zu verstehen, dass diese Kategorien oder Klassen nicht erschöpfend oder einschränkend sein sollen, sondern lediglich als grobe Kategorien verwendet werden, die bei der Entwicklung von Wegplanungsheuristiken hilfreich sind. Es kann eine beliebige Anzahl an vordefinierten Klassifizierungen definiert werden. Wie im Folgenden erläutert, kann diese Klassifizierung von Systemen im Fahrzeug 10 vorgenommen werden, wie beispielsweise dem Sensorsystem 28 und der Steuerung 34.
Wie hierin verwendet, ist ein „flüchtiges“ Hindernis ein Hindernis, das sich im direkten Weg des Fahrzeugs befinden kann oder auch nicht, aber dennoch ein Hindernis ist, dem der Fahrer durch das Ändern seiner Wege entgegenkommt. Beispiele für vorübergehende Hindernisse sind, ohne Einschränkung, Kisten, Autoteile, Kleintiere (entweder lebend oder leblos), Reifenreste, Rettungsfahrzeuge, Verkehrskegel, stehengebliebene Autos am Rand, heruntergefallene Äste, Staubmäuse und dergleichen. Derartige Hindernisse sind „flüchtig“ in dem Sinne, dass sie typischerweise kurzfristig von einer Fahrbahn entfernt (oder anderweitig unschädlich gemacht) werden und nicht zu einem langfristigen Hindernis werden, auf das ein Fahrzeug im Alltag stoßen kann. In 4 wird das Hindernis 471 beispielsweise als ein Karton dargestellt, der als flüchtiges Hindernis klassifiziert werden kann.
Im Gegensatz dazu ist ein „eingelagertes“ Hindernis ein Hindernis, das sich im direkten Weg eines Fahrzeugs befinden kann oder auch nicht, und es ist kein Hindernis, das eine Wegänderung erfordert, aber dennoch ein Merkmal oder Objekt ist, das die meisten Fahrer durch das Ändern des Weges zu vermeiden versuchen werden. Beispiele für eingelagerte Hindernisse beinhalten, ohne Einschränkung, Schlaglöcher, große Schwellen, Geschwindigkeitsschwellen, Bodenwellen, besonders holprige Fahrbahnen, erhöhte Schachtabdeckungen und dergleichen. Derartige Hindernisse sind in dem Sinne „eingelagert“, als dass sie im Gegensatz zu flüchtigen Hindernissen über einen längeren Zeitraum - z. B. bis zur ordnungsgemäßen Instandhaltung der Fahrbahn - bestehen bleiben. In 4 wird zum Beispiel das Hindernis 472 als Schlagloch dargestellt, das als eingelagertes Hindernis betrachtet werden kann.
Im Allgemeinen kann das Fahrzeug 400, wenn es sich ausreichend nahe an einem Hindernis 471, 472 befindet, das Hindernis (durch eine beliebige Kombination von Sensoren) abbilden und die resultierenden Sensoreingangseigenschaften dokumentieren (Schritt 606). Diese Informationen können dann zum Beispiel verwendet werden, um das Modul 530 zur Hindernisklassifizierung weiterzuentwickeln - das heißt, das Modul 530 kann sein Verständnis der Hinderniseigenschaften im Laufe der Zeit verbessern.
Unter Verwendung des Hindernisses 471 als Beispiel kann beispielsweise ein optisches Bild des Hindernisses (in diesem Fall ein Bild eines Kartons), ein Lidarbild des Hindernisses (z. B. eine Punktwolke), GPS-Koordinaten des Hindernisses, eine Vorhersage über die Verweildauer des Hindernisses auf der Fahrbahn 420 und dergleichen mehr hilfreich sein. Die letztgenannte Zeitvorhersage kann zum Beispiel über ein maschinelles Lernmodell, wie beispielsweise ein faltendes neuronales Netzwerk, bestimmt werden, das dazu konfiguriert ist, das Hindernis 471 zu klassifizieren und die durchschnittliche Zeit, die derartige Objekte auf der Fahrbahn verbleiben, anhand von Vergangenheitsdaten (die auch im externen System 52 gespeichert werden können) zu schätzen.
Wie vorstehend erwähnt, kann das Fahrzeug 400 bei eingelagerten Hindernissen, wie beispielsweise dem Hindernis 472, das Hindernis weder optisch noch mit Lidar wahrnehmen. Dies ist besonders bei Unebenheiten und flachen Schlaglöchern der Fall, die mehr „gefühlt“ als gesehen werden können. In diesen Fällen kann das Vorhandensein des eingelagerten Hindernisses durch andere dem Fahrzeug 10 zur Verfügung stehende Sensorinformationen, wie beispielsweise Beschleunigungsmesser und andere IMU-Daten, bestätigt werden, die einen großen „Ruck“-Wert (zeitliche Ableitung der Beschleunigung) im Zusammenhang mit der Fahrzeugaufhängung, die auf ein derartiges Hindernis trifft, erfassen können. Diese Sensorinformationen können in Verbindung mit optischen und Lidar-Daten verwendet werden, um das vom Modul 530 implementierte Modell weiter zu trainieren.
Letztendlich liefert das Fahrzeug 400 bei Schritt 607 Informationen über das Hindernis 471 und/oder 472 an eine externe Stelle, z. B. System 52 von 2, welche die Hindernisinformationen in der Datenbank 53 als Kartendaten für die zukünftige Wegplanung durch das Fahrzeug 400 und jedes andere Fahrzeug mit Zugang zum System 52 speichern kann. Das heißt, das Vorhandensein des/der überwachten Hindernisse kann sich später auf die Wegplanung für einen bestimmten Zeitraum auswirken. Gemäß einer Ausführungsform könnte das Modul 530 die voraussichtliche „Halbwertszeit“ des Hindernisses basierend auf seiner Klassifizierung schätzen. So könnte beispielsweise aufgrund der bisherigen Erfahrungen und des Trainings damit gerechnet werden, dass ein Schlagloch 472 wochen- oder gar monatelang an Ort und Stelle bleibt, wobei jedoch davon ausgegangen wird, dass eine Kiste 471 innerhalb weniger Stunden von der Fahrbahn 420 entfernt wird. Nachträgliche Überwachungen durch das Fahrzeug 400 sowie andere Fahrzeuge können verwendet werden, um das Vorhandensein eines Hindernisses 471, 472 auf der Fahrbahn 420 zu bestätigen oder zu entkräften und die Kartendaten in der Datenbank 53 entsprechend zu ändern. In einigen Ausführungsformen beinhalten die gespeicherten Hindernisinformationen ein Maß für die Schwere des Hindernisses basierend auf einer Fahrzeugreaktionsmessung (z.B. Ruckmessung von einer IMU oder dergleichen), die Lage des Hindernisses auf der Fahrspur (rechte oder linke Seite) und ob das Hindernis vermeidbar ist, ohne die Fahrspurbegrenzungen zu überschreiten. Das heißt, wenn das Hindernis nicht vermeidbar ist, kann das AV 10 seine Fahrweise verlangsamen oder ändern, um die Auswirkungen auf das AV 10 zu minimieren.
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

Wegplanungsverfahren für ein Fahrzeug, das Verfahren umfassend: das Festlegen eines ersten Wegs für ein erstes Fahrzeug; das Empfangen von Sensordaten, die mit einem Verhalten eines oder mehrerer Leitfahrzeuge in der Nähe des ersten Fahrzeugs verbunden sind, am ersten Fahrzeug; das Festlegen eines modifizierten Wegs, der vom ersten Weg abweicht, basierend auf den Sensordaten; und das Klassifizieren eines Hindernisses, das vom ersten Fahrzeug auf dem geänderten Weg überwacht wird, mit einem Prozessor.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Hindernis als eines von einem flüchtigen Hindernis und einem eingelagerten Hindernis klassifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner beinhaltend die Dokumentation einer Vielzahl von Merkmalen des überwachten Hindernisses und das Übertragen der Merkmale an eine entfernte Datenbank über ein Netzwerk.
Verfahren nach Anspruch 3, worin die Vielzahl von Merkmalen ein mit dem überwachten Hindernis verknüpfter Schweregrad beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, worin die Vielzahl von Merkmalen ein Schätzen der wahrscheinlichen Dauer der Anwesenheit des überwachten Hindernisses beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, worin die Vielzahl von Merkmalen eine Angabe der Fahrspurposition des überwachten Hindernisses beinhaltet.
Autonomes Fahrzeug, umfassend: einen oder mehrere Sensoren, die dazu konfiguriert sind, Sensordaten zu erzeugen, die einem oder mehreren Leitfahrzeugen in der Nähe des autonomen Fahrzeugs zugeordnet sind; ein Leitfahrzeug-Überwachungsmodul, das dazu konfiguriert ist, die Sensordaten zu empfangen und einen modifizierten Weg festzulegen, der von einem ursprünglich festgelegten Weg basierend auf dem Verhalten der Leitfahrzeuge abweicht; und ein Hindernis-Klassifizierungsmodul, einschließlich einem Prozessor, der dazu konfiguriert ist, ein Hindernis zu klassifizieren, das vom autonomen Fahrzeug entlang des modifizierten Wegs überwacht wird.
Autonomes Fahrzeug nach Anspruch 7, worin das Hindernis-Klassifizierungsmodul das Hindernis als eines von einem flüchtigen Hindernis und einem eingelagerten Hindernis klassifiziert.
Autonomes Fahrzeug nach Anspruch 7, ferner beinhaltend die Dokumentation einer Vielzahl von Merkmalen des überwachten Hindernisses und das Übertragen der Merkmale an eine entfernte Datenbank über ein Netzwerk.
Autonomes Fahrzeug nach Anspruch 9, worin die Vielzahl von Merkmalen ein mit dem überwachten Hindernis verknüpfter Schweregrad beinhaltet.